KR100514645B1 - 탈취형 열풍기용 촉매 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전체 촉매 중량당 0.001 내지 8중량%의 Rh, 0.001 내지 8중량%의 Pd, 0.001 내지 5중량%의 Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속이 지지체에 담지된 것을 특징으로 하는 촉매를 제공한다.
본 발명에 따르면, 암모니아에 대하여 높은 처리율을 지니고 있으며, 저온에서 질소 선택도를 나타내는 효과가 있을 뿐만 아니라, 양계장, 양돈장 등의 축사, 퇴비화장치 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기의 내부에 혼입되어 사용될 경우, 열풍기의 운전에 따라 발생되는 미연소탄화수소, 일산화탄소 또는 암모니아, 아민류 등으로 오염된 공기를 제거할 수 있으므로 보다 깨끗한 실내환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

탈취형 열풍기용 촉매 및 이의 용도{A Catalyst For Deodorized Heating System And Using Method Thereof}
본 발명은 양계장, 양돈장 등의 축사, 퇴비화장치 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기용 촉매에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버너를 이용하여 연료를 직접 연소시키는 열풍기의 내부에 촉매층을 구비시키고, 상기 촉매층이 구비된 열풍기를 운전할 경우 발생되는 열을 이용하여 상기 촉매층을 활성화시켜 상기 열풍기로 유입되는 공기중에 존재하는 악취 및 연소시 발생하는 유해물질 등을 산화/환원시켜 제거하는 촉매에 관한 것이다.
일반적으로 양계나 양돈의 경우 약 25±5℃의 기온이 성장에 가장 적절하며, 여름철과 같이 온도가 높아지면 더위를 먹어 폐사율이 높아지므로 냉방장치를 사용하여 기온을 낮춰주고, 겨울철과 같이 기온이 낮아지면 활동력과 식욕이 떨어지며 발육과 성장이 늦어지므로 열풍기와 같은 난방장치를 사용하여 기온을 높여주게 된다.
종래에도 겨울철과 같은 혹한기에 축사의 난방을 달성하기 위하여 온풍기 또는 열풍난로를 사용하여 축사의 난방을 달성하도록 한 "축사용 열풍기"와 "축사용 이동식 열풍난로"가 대한민국실용신안공고 제97-5182호 및 대한민국실용신안공고 제93-7503호로 각각 공고된 바 있으나, 이는 단지 축사 내부의 온도만을 상승시키기 위한 것으로 상기 열풍기의 사용에 따라 발생하는 유해물질 및 외부의 오염공기로부터 가축을 보호할 수 없는 등의 문제점이 있다.
또 다른 예로서, 대한민국특허등록 제 275385호는 제어기에 의해 동작하는 열풍기와 에어콘 및 환기팬을 이용하여 축사의 실내공기를 계절에 상관없이 쾌적한 상태로 유지시키는 공기 조화장치가 개시되어 있고, 대한민국실용신안등록 1991-0002236호는 단면적이 넓은 흡입구를 사용하여 많은 양의 공기를 흡입시켜 열효율을 증가시킬 수 있는 열풍기가 개시되어 있으나, 이 또한 단지 실내의 온도를 증가시키기 위한 것으로 유해물질 및 외부의 오염공기를 제거할 수 없는 등의 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해서는 열풍기의 가동에 따라 발생하는 질소산화물 및 일산화탄소 등의 가스 및 외부로부터 유입되는 공기 중에 존재하는 악취 등의 오염물질을 제거하는 것이 필요하게 되었다.
이러한 문제점을 극복하기 위한 탈취 및 유해물질 등의 유기화합물을 제거하는 방법으로는 흡착법, 흡수법, 토양처리법, 직접연소법, 촉매연소법 등을 사용할 수 있으며, 상기 흡착법은 활성탄과 같은 흡착제를 이용하여 오염물질을 흡착, 회수 제거하는 방법으로 비교적 고농도에 적합하고[Chem. Eng. Prog., 28(1993)] 흡착제의 가격과 연속적인 조업이 어렵다는 문제점 등이 있으며, 상기 흡수법과 토양처리법 또한 폐수처리 문제 및 토양의 유지관리면에서 양계장, 양돈장 등의 축사 및 작업장의 겨울철 난방 등에 적용하기에는 설치비 및 관리비의 증가에 따른 문제점 등이 있다.
한편, 상기 촉매연소법의 경우 RCO(Regenerative Catalystic Oxidizer System)를 산업적으로 널리 적용하여 사용하고 있는데, 이는 연료의 소비량을 줄이면서 유입되는 가스의 온도를 촉매 활성온도까지 승온시킬 수 있는 축열식 시스템이 적용되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위하여 도출된 것으로서, 양계장, 양돈장 등의 축사 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기에 설치되어 오염공기중에 존재하는 유해물질 및 악취는 물론 열풍기의 운전시 발생하는 일산화탄소 및 질소화합물을 제거하는 촉매 및 상기 촉매가 구비된 열풍기를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.
또한, 본 발명은 상기 열풍기의 내부에 설치되는 촉매를 제조하는 방법을 제공하는 것에 그 기술적 과제가 있다.
한가지 관점에서, 본 발명은 전체 촉매 중량당 0.001 내지 8중량%의 Rh, 0.001 내지 8중량%의 Pd, 0.001 내지 5중량%의 Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속이 산화알루미늄(Al2O3), 이산화티타늄(TiO2), 산화규소(SiO 2), 산화지르코늄(ZrO2)으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 지지체에 담지된 것을 특징으로 하는 촉매를 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 Rh, Pd, Pt 등으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 귀금속 전구체를 포함하는 촉매금속용액을 제조하는 단계; 상기 촉매금속용액을 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화규소, 산화지르코늄으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 지지체에 전체 촉매 구성성분의 중량당 0.001 내지 21중량%로 함침되도록 함침시키는 단계; 상기 함침이 종료된 후 100 내지 120℃에서 건조시킨 뒤 300 내지 500℃의 공기분위기에서 12 내지 24시간 동안 소성시키는 단계를 포함하는 열풍기용 촉매의 제조방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 양계장, 양돈장 등의 축사 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기의 내부에 전체 촉매 중량당 0.001 내지 8중량%의 Rh, 0.001 내지 8중량%의 Pd, 0.001 내지 5중량%의 Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속이 산화알루미늄(Al2O3), 이산화티타늄(TiO2), 산화규소(SiO 2), 산화지르코늄(ZrO2)으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 지지체에 담지된 것을 특징으로 하는 열풍기용 촉매가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 열풍기를 제공한다.
여기서, 상기 열풍기는 연료를 연소시켜 고온의 가스를 생산하는 버너, 상기 버너에서 발생한 열을 포함하는 공기의 이동경로를 제공하도록 구비된 열교환 수단, 상기 열교환 수단의 종단에 위치하여 상기 열교환 수단을 통과한 고온의 연소가스 및 연소되지 않은 공기를 포함하는 미연소가스가 유입되어 연소가스 및 미연소 가스 중에 존재하는 오염물질을 제거하는 촉매층 및 상기 촉매층을 통과한 고온의 연소가스 및 미연소 공기를 열풍기의 외부로 배출하는 공기 배출구로 이루어져 있으며, 용도에 따라서 부수적인 장치, 예를 들면, 열교환기, 열교환관, 팬, 송풍기 등을 추가하거나, 열풍기의 내부가 달리 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 촉매는 열풍기의 내부에 설치되어 열풍기의 운전에 따라 발생하는 미연소탄화수소, 일산화탄소, NOx 및 오염공기 중에 존재하는 오염물질을 제거하기 위한 것으로서, Rh, Pd, Pt 등으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 귀금속으로 이루어져 있으며, 상기 귀금속은 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화규소, 산화지르코늄으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 지지체에 담지되어 사용된다. 한편, 상기 귀금속은 전체 촉매 중량당 0.001 내지 8중량%의 Rh, 0.001 내지 8중량%의 Pd, 0.001 내지 5중량%의 Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속을 포함하는 것이 바람직하며, 각 귀금속의 함량이 0.001중량% 미만이면 촉매의 효과가 감소하고, 10중량%를 초과하면 효율의 증가 없이 제조비용이 상승하게 된다.
여기서, 상기 촉매라 함은 전술한 귀금속을 일컫는 것이지만, 상기 귀금속은 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화규소, 산화지르코늄으로부터 선택되는 지지체에 담지되어 사용되므로, 상기 촉매가 담지된 지지체를 본 발명에서는 촉매로 이해할 수 있다.
한편, 전술한 촉매는 120℃ 이하에서도 기존의 상용화된 촉매보다 고효율로 암모니아를 처리하고, 질소산화물의 생성을 5% 이하로 처리할 수 있고, 암모니아 가스내에 함유되어 촉매독으로 작용하는 황화합물에 대한 내 피독성이 높은 특징이 있을 뿐만 아니라, 암모니아 가스처리 시스템을 간소화하고 암모니아에 대한 제어력이 높고, 촉매 제조원가를 절감시키게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 촉매는 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 방법으로 제조되며, 그 일예로서 전술한 촉매의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
ⅰ) Rh, Pd, Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속 전구체를 포함하는 촉매금속용액을 제조하는 단계,
ⅱ) 상기 단계 ⅰ)의 촉매금속용액을 산화알루미늄, 이산화티타늄, 산화규소, 산화지르코늄으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 지지체에 전체 촉매 중량당 0.001 내지 21중량%로 함침되도록 함침시키는 단계,
ⅲ) 상기 단계 ⅱ)의 함침이 종료된 후 100 내지 120℃에서 건조시킨 뒤 300 내지 500℃의 공기분위기에서 12 내지 24시간 동안 소성시키는 단계,
를 포함한다.
여기서, 단계 ⅱ)를 수행하기 위한 일예로서, 상기 촉매금속용액에 지지체를 투입한 다음 진공 회전 증발기에서 30 내지 80℃로 진공회전하여 용매를 증발시키는 방법을 사용할 수 있으며, 상기 단계 ⅲ)의 소성온도 및 소성시간의 범위를 벗어나는 조건에서 촉매를 제조하게 되면 제조되는 촉매의 형태가 완전한 산화물로 형성되지 않거나 다른 구조로 변형될 수 있다.
본 발명에 따른 촉매는 하니컴(honeycomb) 구조의 발열체, 금속, 금속메쉬 또는 모노리스 형태의 층(bed)에 담지하여 본 발명에 따른 열풍기에 설치되어 사용된다.
한편, 본 발명에 따른 열풍기는 양계장, 양돈장 등의 축사 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 일반적인 열풍기의 내부에 본 발명에 따른 촉매가 담지된 층이 구비된 것을 의미한다.
여기서, 상기 본 발명에 따른 촉매를 열풍기에 설치하여 사용할 경우, 상기 열풍기에 장착되는 촉매층의 온도는 100 내지 400℃, 촉매층으로 유입되는 오염물을 포함하는 공기의 공간속도[GHSV(STP)]는 2,000 내지 300,000hr-1의 조건에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 열풍기를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 촉매가 장착된 탈취형 열풍기의 구성도로서 함께 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열풍기는 공기가 유입되는 공기 유입구(22), 상기 공기 유입구(22)의 초입에 위치하여 연소에 불필요한 물질을 제거하는 필터(10), 상기 필터(10)의 후단에 설치되어 외부로부터 공기를 용이하게 유입시키기 위한 팬(18), 상기 팬(18)의 후방에 설치되어 유입되는 공기중의 일부를 흡입하여 연료와 함께 연소시키는 버너(2), 상기 버너(2)에서 연소된 고온의 가스가 통과하는 연소가스 이동경로(12), 상기 연소가스 이동경로(12)의 외벽으로 제공되어 상기 연소가스 이동경로(12)를 통과하는 고온을 전도시키는 열교환 수단(4), 상기 열교환 수단(4)과 방열판(20) 사이에 구비되어 상기 공기 유입구(22)로 유입된 공기 중 일부의 공기가 흐르며 상기 열교환 수단(4)으로부터 열을 전도받을 수 있도록 한 미연소가스 이동경로(14), 상기 미연소가스 이동경로(14) 및 연소가스 이동경로(12)의 종단에 이웃하도록 설치되어 고온의 연소가스와 공기가 유입되는 촉매층(6), 상기 촉매층(6)을 통과하며 처리된 오염물이 제거된 공기가 배출되는 공기 배출구(24)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 열풍기는 방열판(20)의 외부에 일정간격 이격되도록 열풍기 외벽(26)을 구성하여 상기 방열판(20)과 열풍기 외벽(26) 사이의 공간으로 공기가 유동할 수 있도록 함으로써, 사용자가 고온으로 유지되는 방열판(20)에 직접적으로 접촉할 수 없도록 하여 화상의 위험을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 상기 열풍기들은 경우에 따라 촉매층(6)의 전방에 고온의 연소가스와 공기가 용이하게 혼합되도록 하고, 상기 버너(2)의 연소에 의하여 발생하는 불꽃으로부터 촉매층(6)을 보호하기 위하여 바람직하게는 혼합기(16)를 더 구비할 수 있으며, 조절기(8)를 버너(2)에 연결설치하여 상기 버너(2)의 운전을 자동적으로 조절할 수 있도록 할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 열풍기는 기본적으로 외부로부터 공기를 흡입하여 연료와 함께연소시키고, 상기 연소로 인하여 발생된 고온의 가스를 이용하여 외부로부터 유입된 공기의 온도를 증가시키며, 상기 외부로부터 유입되는 공기 및 연소에 의하여 발생된 고온의 가스 중에 존재하는 암모니아, 아민류, 미연소탄화수소 등의 오염물질을 촉매층에서 제거한 후 양계장, 양돈장 등의 축사, 퇴비화장치 및 작업장 등에 공급하여 실내의 온도를 상승시키도록 하는 방식으로 운전된다.
이에, 본 발명에 따른 열풍기의 작동기작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 열풍기는 그 내부에 구비된 팬(18)을 작동시켜 외부로부터 공기를 흡입하며, 상기 외부로부터 공기가 유입되는 공기 유입구(22)의 초입에 필터(10)를 구비시켜 연소에 불필요한 물질 및 장치의 운전에 영향을 줄 수 있는 물질을 제거한다.
그 다음, 상기 팬(18)을 통과한 외부의 공기 중 일부는 버너(2)로 유입되어 연료와 함께 연소되고, 나머지 일부는 상기 열풍기 내부에 구비된 방열판(20)과 열교환 수단(4) 사이에 구비된 미연소가스 이동경로(14)를 따라 이동하게 된다.
그 다음, 상기 버너(2)의 연소에 의해 발생하는 고온의 연소 가스는 연소가스 이동경로(12)로 이동하며, 상기 연소가스 이동경로(12)의 외벽을 구성하고 있는 열교환 수단(4)으로 그 열을 전도시켜 상기 열교환 수단(4)의 외부표면에 구성된 미연소가스 이동경로(14)를 통과하여 흐르는 공기에 열을 전달하게 된다.
한편, 상기 연소가스 이동경로(12) 및 상기 미연소가스 이동경로(14)를 통과한 연소가스 및 공기는 상기 연소가스 이동경로(12) 및 미연소가스 이동경로(16)의 종단에서 서로 혼합하여 촉매층(6)으로 유입되며, 상기 촉매층(6)은 그 내부로 유입된 고온의 연소가스 및 공기에 의하여 100 내지 400℃로 증가하여 활성화된다.
이때, 필요에 따라서 상기 촉매층(6)의 전방으로 공기 혼합기(16)를 더 구비시켜 상기 촉매층(6)으로 유입되는 고온의 연소가스 및 공기를 서로 잘 혼합시키도록 할 수 있다.
한편, 상기 촉매층(6)으로 유입된 고온의 연소가스 및 미연소가스 중에 존재하는 암모니아, 미연소탄화수소, 아민류 등의 오염물질은 상기 촉매에 의하여 산화/환원되어 제거되고, 상기 오염물질이 제거된 공기는 상기 촉매층(6)을 통과한 뒤 공기 배출구(24)를 통하여 외부로 배출된다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
<실시예 1>
Pt(0.25)Rh(0.0375)/Al2O3의 제조
전체 촉매 중량당 0.25중량%의 Pt 전구체 H2PtCl6·6H2O[알드리치화학, 미국] 및 0.0375중량%의 Rh 전구체 RhCl3·3H2O[고지마화학, 일본]를 포함하는 촉매금속용액(H2PtCl6·6H2O(Pt 1.5 중량비), RhCl3·3H2O(Rh 0.3 중량비))에 100중량% 조성비를 갖도록 산화알루미늄(Al2O3) 지지체 γ-Al2O3[알드리치화학, 미국]를 투입한 다음 상온에서 30분간 교반하였다.
상기 교반이 종료된 후 50℃의 온도로 유지되는 진공회전 증발기[아이라N-1NW, 아이라, 일본]에서 30분 동안 30rpm으로 진공회전하여 건조시키고, 105℃로 유지되는 건조기에서 24시간 동안 건조시켰다.
그 다음 상기 건조된 촉매를 400℃에서 10시간 동안 소성시켜 상기 망간을 망간산화물로 전환시켜 본 발명에 따른 촉매를 제조하였다.
<실시예 2>
Pt(0.1875)Rh(0.0625)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.1875중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.0625중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 3>
Pt(0.0375)Rh(0.125)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.0375중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.125중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 4>
Pt(0.5)Rh(0.075)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.5중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.075중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 5>
Pt(0.5)Rh(0.15)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.5중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.15중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 6>
Pt(0.75)Rh(0.15)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.75중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.15중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 7>
Pt(0.75)Rh(0.25)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 0.75중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.25중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 8>
Pt(1.5)Rh(0.3)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 1.5중량%의 Pt을 사용하고, 상기 0.0375중량%의 Rh 대신 0.3중량%의 Rh를 사용하였다.
<실시예 9>
Pt(1)/Al2O3의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 1.0중량%의 Pt을 사용하고, Rh를 사용하지 않았다.
<실시예 10>
Pt(1)/TiO2의 제조
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 0.25중량%의 Pt 대신 1.0중량%의 Pt을 사용하고, Rh를 사용하지 않았으며, 100중량% 조성비를 갖도록 하는 산화알루미늄 대신 100중량% 조성비를 갖도록 하는 이산화티타늄[알드리치화학, 미국]을 사용하였다.
<실 험>
전환율 및 선택도실험
내경 4mm인 석영으로 제작된 고정층 반응기를 다수개 준비한 후 상기 실시예 1 내지 실시예 8에 의하여 제조된 촉매를 상기 고정층 반응기에 각각 설치하여 각 촉매의 성능을 측정하였다.
상기 고정층 반응기에 투입하여 처리하고자 하는 대상물질은 2,000ppm의 암모니아였으며, 공간속도[GHSV(STP)]는 1.0×104hr-1로 유지되도록 하였다.
한편, 실험은 상기 2,000ppm의 암모니아 가스를 상기 고정층 반응기 내부로 공급하면서 온도를 120℃까지 상승시킨 뒤 1시간 동안 상기 상태를 유지시킨 후 배출되는 암모니아의 농도를 측정하였고, 반응기 내부의 온도를 30℃씩 증가시키며 전술한 실험을 동일하게 수행하였다.
그 결과를 도 2 및 도 3에 나타냈다.
도 2에 도시된 바와 같이 Pt-Rh 계열의 촉매의 경우 300℃ 이하에서 완전한 암모니아의 전환을 나타냈으며, 도 3에 도시된 바에 따르면 함침량의 감소에 따라 질소산화물의 생성이 적어짐을 알 수 있었다.
이러한 질소산화물의 생성량은 함침량이 높은 경우 공간속도를 증가시키므로써 감소시킬 수 있으며, 처리량과 함침량간에는 최적의 조건이 존재함을 알 수 있다.
황화수소에 대한 내구성실험
황화수소에 대한 본 발명에 따른 촉매의 내구성을 실험하기 위하여 실시예 8 내지 실시예 10에 의하여 제조된 촉매를 대상으로 반응온도는 350℃로 유지한 상태에서 황화합물을 포함한 모사가스(암모니아 2,000ppm, 황화수소 200ppm, 산소 19%)를 연속적으로 고정층 반응기 내부로 공급하여 3시간 간격으로 암모니아의 전환율을 측정하여 황화합물에 의한 촉매의 피독에 따른 활성능 변화를 실험하였다.
그 결과를 도 4에 나타냈다.
도 4에 도시된 바와 같이 Pt-Rh계열의 황화수소에 대한 촉매 내구성은 로듐의 첨가에 따라 내구성이 증진됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 촉매는 암모니아에 대하여 높은 처리율을 지니고 있으며, 저온에서 질소 선택도를 나타내는 효과가 있을 뿐만 아니라, 양계장, 양돈장 등의 축사, 퇴비화장치 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기의 내부에 혼입되어 사용될 경우, 열풍기의 운전에 따라 발생되는 미연소탄화수소, 일산화탄소 또는 암모니아, 아민류 등으로 오염된 공기를 제거할 수 있으므로 보다 깨끗한 실내환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 촉매는 120℃ 이하에서도 기존의 상용화된 촉매보다 고효율로 암모니아를 처리하고, 질소산화물의 생성을 5% 이하로 처리할 수 있고, 암모니아 가스내에 함유되어 촉매독으로 작용하는 황화합물에 대한 내 피독성이 높은 특징이 있을 뿐만 아니라, 암모니아 가스처리 시스템을 간소화하고 암모니아에 대한 제어력이 높고, 촉매 제조원가를 절감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 현재 사회적으로 부각되고 있는 악취원의 하나인 암모니아 및 아민에 의한 악취문제를 해소할 수 있으므로, 암모니아 및 아민이 배출되는 장소에 광범위하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 촉매가 장착된 탈취형 열풍기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 촉매의 전환율을 나타내는 도,
도 3은 본 발명에 따른 촉매의 담체에 따른 암모니아 전환시 NOx의 선택도를 나타내는 도,
도 4는 본 발명에 따른 촉매의 황화수소에 대한 내구성을 나타내 도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 버너 4 : 열교환 수단
6 : 촉매층 8 : 조절기
10 : 필터 12 : 연소가스 이동경로
14 : 미연소가스 이동경로 16 : 혼합기
18 : 팬 20 : 방열판
22 : 공기 유입구 24 : 공기 배출구
26 : 열풍기 외벽

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 공기가 유입되는 공기 유입구(22), 상기 공기 유입구(22)의 초입에 설치되어 유입되는 공기중에 존재하는 연소에 불필요한 물질을 제거하는 필터(10), 상기 필터(10)의 후단에 설치되어 외부로부터 공기를 용이하게 유입시키기 위한 팬(18), 상기 팬(18)의 후방에 설치되어 유입되는 공기중의 일부를 흡입하여 연료와 함께 연소시키는 버너(2), 상기 버너(2)에서 연소된 고온의 가스가 통과하는 연소가스 이동경로(12), 상기 연소가스 이동경로(12)의 외벽으로 제공되어 상기 연소가스 이동경로(12)를 통과하는 고온의 열을 전도시키는 열교환 수단(4), 상기 열교환 수단(4)과 방열판(20) 사이에 구비되어 상기 공기 유입구(22)로 유입된 공기 중 일부의 공기가 흐르며 상기 열교환 수단(4)으로부터 열을 전도 받을 수 있도록 한 미연소가스 이동경로(14), 상기 미연소가스 이동경로(14) 및 연소가스 이동경로(12)의 종단에 이웃하도록 설치되어 고온의 연소가스와 공기가 용이하게 혼합되도록 하는 혼합기(16), 상기 혼합기(16)를 통과한 고온의 연소가스와 공기가 유입되는 전체 촉매 중량당 0.001 내지 8중량%의 Rh, 0.001 내지 8중량%의 Pd, 0.001 내지 5중량%의 Pt 등으로부터 선택되는 적어도 두개 이상의 귀금속이 지지체에 담지된 촉매가 장착된 촉매층(6), 상기 촉매층(6)을 통과하며 처리된 오염물이 제거된 공기가 배출되는 공기 배출구(24)를 포함하는 양계장, 양돈장 등의 축사 및 작업장의 겨울철 난방을 위하여 사용되는 열풍기.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    버너(2)에 연결설치되어 버너의 운전을 자동적으로 조절할 수 있도록 한 조절기(8)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 열풍기.
  10. 삭제
  11. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 촉매의 처리량이 공간속도 2,000 내지 300,000 hr-1에서 사용되도록 한 것을 특징으로 하는 열풍기.
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