KR100594591B1 - 오염기체 정화장치용 액체분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염기체를 정화하기 위하여 정화용액분사관을 오염기체분사관과 수평이면서 평행이고 방사형 방향으로 오염기체분사관의 1단, 2단, 3단 각각의 단 사이에 설치하며 평면 상에서 정화용액 분사관과 오염기체 분사관의 설치비율을 2열이상 다수 설치하여, 정화용액의 적은 분출량에서도 오염기체가 와류속에서 선회흡수 분해되어 분산 소멸이 이루어지도록 하는 오염기체 정화장치용 액체분사장치에 관한 것이다. 본 액체분사장치는, 정화용액분사관(30)을 오염기체분사관(50)(50a)(50b)과 동일 평행 방사형 방향으로 수직면상에서 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 각각의 단 사이에 설치하며, 평면상에서 하나의 정화용액분사관(30)에 대해 오염기체분사관(50)(50a)(50b)은 적어도 2열이상 다수로 설치하여서 이루어진다. 따라서, 강약의 비산분사를 이루는 오염기체 기포가 수평면상으로 분출되는 정화용액의 량보다 더욱 많은 분사력을 이루게 하면서 높이를 다르게 하고 분사영역의 분사량을 다르게 하여 용해 흡수되는 시간이 늘어나며 미세기포와 정화액체의 계면접촉효율을 향상시켜 정화효율을 극대화 할 수 있으며, 동력손실을 최소화 하여 에너지전력을 경제적으로 사용할 수 있다.

오염기체, 정화용액, 분사기체, 정화장치, 오염기체분사관, 분사노즐

Description

오염기체 정화장치용 액체분사장치{Liquid Spray Use In Polluted Gas Absorbing Apparatus}

도 1은 본 발명에 의한 액체분사장치가 적용된 정화장치의 사시도 이고,

도 2는 본 발명에 의한 액체분사장치의 작동을 설명하는 요부 구성도 이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

15 : 원주형수조 20 : 보조수조

30 : 정화용액분사관 40 : 환형급기관

50,50a,50b ; 오염기체분사관

52,54a,54b,56c : 하부경사노즐

56b : 수평분사노즐 56a : 상부경사노즐

100 : 오염기체정화장치 B : 기포체

본 발명은 다이옥신(Dioxin)등 유해물질 및 유해가스 또는 악취로 오염된 기체를 정화하는 정화장치의 개량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염기체를 정화하기 위하여 정화용액분사관을 오염기체분사관과 수평이면서 평행이고 방사형 방향 으로 오염기체분사관의 1단, 2단, 3단 각각의 단 사이에 설치하며 평면 상에서 정화용액 분사관과 오염기체 분사관의 설치비율을 2열이상 다수 설치하여, 정화용액의 적은 분출량에서도 오염기체가 와류속에서 선회흡수 분해되어 분산 소멸이 이루어지도록 하는 오염기체 정화장치용 액체분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 다이옥신과 이산화황가스 등의 오염기체는 대기 중에 방출되어 대기오염이 날로 악화됨은 물론 유해성분에 의한 인체의 건강악화가 급증하는 추세에 있다.

이러한 오염된 기체를 정화하기 위한 정화장치가 여러 형태로 제안되어 사용되고 있다.

종래에 소개되어 있는 정화장치는 대부분 시설미비 및 정화효율이 저하되어 제대로 사용을 다하지 못하는 비경제적인 문제가 있으며, 대한민국 특허공보 제91-447호에 소개되어 있는 기술에 있어서도 원주형수조 내부에 정화용액을 분사하여 와류를 형성시키고 와류와 동일방향으로 오염기체를 분사하여 줌으로써 오염기체의 기포가 길고 가늘게 되다가 소멸되도록 하여 정화용액에 오염기체가 용해되는 것이다.

그러나 오염기체가 기포로 된 후, 회전하면서 상승하는 길이가 매우 길게 되어 정화용액과 접촉하는 시간이 습식 정화장치에 비하여 연장되어 오염기체의 유해성분이 정화용액에 효과적으로 흡수되므로 종래의 습식 정화장치에 비하여 정화효율을 향상시키고 설비의 크기를 줄일 수 있도록 개선되어 있으나, 엄격해진 환경기준에 맞는 정화기능이 되지 못하여 대량처리가 미흡하고, 또한 점유면적에 비례하 여 과다한 시공이 이루어지는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 정화기능을 향상시키면서 설비를 더욱 컴팩트화 할 수 있는 오염기체분사장치가 국내 공개특허공보 공개번호 특2000-012164호에 소개되고 있으며, 이는 분출형식이 한정되고 있어서 오염기체 기포의 부력에 의한 상승시간을 보다 길게 할 수 없고, 오염기체분사시 기포의 비표면적을 더욱 크게 하여 정화효율을 극대화하는데 한계가 있으며, 정화용액 내에서 기포의 소멸거리가 길게 되어 설비의 크기를 줄일 수 없는 문제가 있다.

그리고, 물질 혼합방법 및 장치가 국내 특허등록 제 0225048호에 소개 되고 있으며, 이는 동일 수평선 상에서 분출하는 제1물질과 제2물질이 교차적으로 분사하므로 혼합이 결여되는 구조를 가지게 되고 특히 상하단으로 분사를 이루면서 분사노즐 상하부로 선회하는 흐름을 만들고 일부분사에 의해 부딪치는 것으로 소형와류에 의한 확산운동을 유도하지만 분사각도가 항상 전방의 관체 상하면에 부딪치는 분사를 이루게 되므로 기포의 비표면적을 더욱 크게 하여 정화효율을 극대화하는데 한계가 있으며, 정화용액 내에서 기포의 소멸거리가 길게 되어 설비의 크기를 줄일 수 없는 문제가 있다.

또한, 제1물질과 제2물질의 분사량이 같아져서 불필요한 과다 방사로 인해 동력손실에 따른 에너지전력 손실이 있으며 1:1 배열 구성으로 이루어지고 있어서 흡수 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 본원 출원인의 실용신안 등록 제232174호에서와 같은 오염기체 정화장치용 기체분사장치와 같이 오염기체분사관의 수직면상과 수평면상에 복수개 설치되 어 있는 분사노즐에 의하여 정화액의 와류 속에서 같은 방향으로 강약의 비산분사를 이루도록 되어 있으나, 비산각도가 하향분사방향으로 집중되어 있기 때문에 미세기포와 정화액체의 계면접촉효율이 극대화 되지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정화를 위해 분출된 오염기체 기포가 수평면상으로 분출되는 정화용액의 량보다 더욱 많은 분사력을 이루게 하면서 높이를 다르게 하고 분사영역의 분사량을 다르게 하여 용해 흡수되는 시간이 늘어나며 미세기포와 정화액체의 계면접촉효율을 향상시켜 정화효율을 극대화 할 수 있으며, 동력손실을 최소화 하여 에너지전력을 경제적으로 사용할 수 있는 오염기체 정화장치용 액체 분사장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 특징은 정화용액의 와류가 회전하는 원주형수조는 환형급기관 내부에 설치 되고, 그 내부에 방사상으로 설치된 다수의 오염기체분사관에 일방향으로 다수의 노즐을 형성시키며 상기 오염기체분사관과 환형급기관이 연통되도록 하고, 또한 원주형수조 내부에 다수의 정화 용액분사관을 입설하고 일방향으로 다수의 노즐을 수평선상으로 배열하며 다수의 정화용액분사관에 펌프를 연결하고 원주형수조의 중심에 정화용액이 일류 할 수 있는 보조수조가 설치되는 오염기체 정화장치에 있어서, 상기 정화용액분사관을 오염기체분사관과 동일 평행 방사형 방향으로 수평면상에서 오염기체분사관의 각각의 단 사이에 설치하며, 평면상에서 하나의 정화용액분사관에 대해 오염기체분사관은 적어도 2열이상 다수로 설치하여 구성되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 액체분사장치가 적용된 정화장치를 사시도로 도시하고, 도 2는 본 발명에 의한 액체분사장치의 작동상태를 요부 구성도로 도시하고 있다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오염기체 정화장치용 액체분사장치는 원주형수조(15) 내부에 정화용액을 분사하여 와류를 형성시키고 와류와 동일 방향으로 팬(fan)으로 압송되어진 오염기체를 분사하여 기포를 소멸 정화시키도록 구성된다.

상기 원주형수조(15)는 환형급기관(40) 내부에 설치되고 있으며 그 내부에는 방사상으로 설치된 다수의 오염기체분사관(50)(50a)(50b)에 일방향으로 노즐(52)(54a)(54b)(56a)(56b)(56c)이 형성되어 있다. 그리고 상기 오염기체분사관(50)(50a)(50b)과 환형급기관(40)은 연통되고 또한 원주형수조(15) 내부에 정화용액을 분사하기 위한 다수의 정화용액분사관(30)을 평행하게 방사형태로 설치하고 있으며, 일방향으로 다수의 노즐(32)을 배열하며 원주형수조(15)의 중심에 정화용액이 일류할 수 있는 보조수조(20)가 설치되는 오염기체정화장치(100)가 구비된다.

상기 보조수조(20)는 정화용액이 와류로 회전하는 원주형수조(15)의 중앙에 세워져 소정기준이상의 넘침을 예방하고 있다.

상기 정화용액분사관(30)을 오염기체분사관(50)(50a)(50b)과 동일 평행 방사형 방향으로 수직면상에서 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 각각의 단 사이에 설치 하고 있으며 평면상에서 하나의 정화용액분사관(30)에 대해 오염기체분사관(50)(50a)(50b)은 적어도 2열이상 다수로 설치하고 있다.

상기 오염기체분사관(50)(50a)에는 하부경사노즐(52)(54a)(54b)이 마련되어 있으며 상단부 오염기체분사관(50)에는 하나의 하부경사노즐(52)이 마련되고 중단부 오염기체분사관(50a)에는 한 쌍의 하부경사노즐(54a)(54b)이 마련되어 있다.

그리고 하단부 오염기체분사관(50b)에는 상부경사노즐(56a)과, 수평노즐(56b) 및 하부경사노즐(56c)마련되어 있다.

상기 하부, 상부 및 수평노즐(52)(54a)(54b)(56a)(56b)(56c)등은 하나의 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 일측 가장자리 소정영역에 각각 형성되어 소정의 오염기체분사를 이루도록 형성되어 있다.

한편, 각단의 오염기체 분사량은 정화용액의 와류상태에서 각각 동일량이 분사되게 하거나 아래단으로 내려 갈수록 분사량이 증가 되도록 분사노즐의 숫자를 증가시키고 정화용액분사관(30)과 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 분사방향은 시계방향이든지 반시계방향이든지 일방향으로 설치되어 구성할 수 있을 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 기체분사장치의 작동은 도 2에 도시된 바와 같이 용액분사관(30)에서 분출되는 정화용액은 원주형수조(15)내에 와류를 형성하고, 상, 중, 하단으로 배열되어 있는 오염기체분사관(50)(50a)(50b)에서 분사되는 오염기체가 기포로 되어 상기 와류에 의해 회전되면서 흡수, 용해된다.

본 발명에서는 정화용액을 분사하는 용액분사관(30)의 사이에 상기 오염기체 분사관(50)(50a)(50b)을 3단으로 배열하고 적어도 하나 이상 동일수평면상에 설치 되어 각각의 하부경사노즐(52)(54a)(54b)(56c)과 상부경사노즐(56a)및 수평노즐(56b)을 통하여 오염기체가 하향과 수평 그리고 상향 등으로 분사 및 비산되고 있으므로 무수한 작은 기포체(B)가 생성되고, 그 기포체(B)는 용액분출관(30)에서 분출되는 정화용액의 와류에 의하여 회전되면서 신속한 파괴로 무수히 많고 작은 기포가 제거되고, 이에 따라 분사되었던 오염기체의 유해물질이 정화용액에 반응하여 정화를 이루게 된다.

이러한 정화과정은 정화용액이 용액분사관(30)을 통하여 수평분사됨과 동시에 그 분사력을 기초로 원주형수조(15)내에서 와류를 형성하게 되고, 오염기체는 상기 용액분사관(30)의 사이에 배열된 오염기체분사관(50)(50a)(50b)을 통하여 분사되는데 최상단에 배치되어 있는 상단 오염기체분사관(50)에는 하향으로만 분사될 수 있는 하부경사노즐(52)이 1열로 설치되고, 중단 오염기체분사관(50a)에는 하향으로만 분사될 수 있는 하부경사노즐(54a)(54b)가 반부채살모양으로 하향분사를 이루게 되어 정화용액의 분사력을 방해하지 않고 강력한 와류 형성을 이루게 되어 상부에서 오염기체가 하부로 양호하게 공급된다.

또한 하단에 배치되어 있는 하단기체분사관(50b)에는 상부와 수평중심방향 및 하부방향으로 있는 상부경사노즐(56a)와 수평노즐(56b) 및 하부경사노즐(56c)가 1열로 설치되어 있어서 반부채살모양으로 분사를 이루게 되어 강력한 분사력으로 와류를 일으키게 되므로 기포체(B)의 생성을 극대화하여 용액분사관(30)에서 분사되는 정화용액과의 정화효율을 극대화하고, 오염기체의 기포 소멸거리를 축소할 수 있다.

따라서 정화용액의 와류상태에서 오염기체분사관(50)(50a)(50b)이 1단, 2단, 3단의 각 단에서 분사량을 동일하게 한다. 이때 각 단의 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 분사노즐(52)(54a)(54b)(56a)(56b)(56c)에서 분사속도는 1단〉2단〉3단〉으로 하고, 분사노즐(52)(54a)(54b)(56a)(56b)(56c)의 면적은 1단〈2단〈3단으로 한다.

이러한 정화용액의 와류 속에서 오염기체의 분사거리가 1단〉2단〉3단이 되어 기존보다 기액 접촉길이 및 시간이 길어지고, 경사부 상하 기포는 분사관의 공간부에서 많은 충돌분산 흡수되므로서 종래보다 정화효율이 증가 된다.

한편, 본 발명의 오염기체분사관(50)(50a)(50b)은 도 2에서와 같이 용액분사관(30)의 사이에 배치되고 최상단 1단은 오염기체분사관(50)의 수평중심선에서 하방향으로 1열로 하부경사노즐(52)을 설치하며 그 아래 2단에는 수평 중심선에서 하방향으로 2열로 하부경사노즐(54a)(54b)을 설치하며, 3단에는 수평중심선에서 상방향으로 1열로 상부경사노즐(56a)과, 수평중심방향으로 1열로 수평노즐(56b)과, 하방향으로 1열로 하부경사노즐(56c)을 설치하므로 하부경사노즐(52)은 1열로 하여 오염기체분사관(50)의 하부로 약한 분사가 이루어지도록 하고 2단에는 하향경사노즐(54a)(54b)이 2열로 설치되어 반부채살모양으로 하향분사만을 이루게 되어 강력한 분사력으로 와류를 일으키게 되므로 기포체(B)의 생성을 극대화하여 용액분사관(30)에서 분사되는 정화용액과 정화효율을 극대화한다.

또한 3단에는 상부로 분사를 이루는 상부경사노즐(56a)과 수평분사를 이루는 수평노즐(56b)와 하방분사를 이루는 하부경사노즐(56c)이 각각 1열로 배치되어 있 어서 상중하단의 분사를 동시에 이루게 되므로 오염기체의 기포가 정화용액에서 용해흡수진행되는 시간이 늘어나며 미세기포의 표면과 정화액체의 표면과의 계면 접촉효율이 향상(비표면적 증대)되므로 정화효율을 극대화 할 수 있다.

따라서 정화용액의 와류상태에서 오염기체분사관(50)(50a)(50b) 1단,2단,3단의 각단의 오염기체분사량을 1단인 상단에서 3단인 하단으로 내려갈수록 증가시킨다. 이때 각단의 오염기체분사노즐(50)(50a)(50b)에서 분사속도는 1단〉2단〉3단이 되게 하고 상부 및 하부와 수평의 분사노즐(52)(54a)(54b)(56a)(56b)(56c)의 면적은 1단〈2단〈3단으로 한다.

이러한 정화용액의 와류속에서 오염기체의 분사거리가 1단〉2단〉3단이 되어 기존보다 기액접촉길이 및 시간이 길어지고, 경사부 상하 기포는 분사관에 충돌분산흡수 되므로서 정화효율이 증가된다.

이상과 같이, 본 발명은 정화용액의 와류속에서 일부는 같은 방향으로 일부는 다른 방향등으로 나누어져 강약의 비산분사를 이루는 오염기체 기포가 수평면상으로 분출되는 정화용액의 량보다 더욱 많은 분사력을 이루게 하면서 높이를 다르게 하고 분사영역의 분사량을 다르게 하여 용해 흡수되는 시간이 늘어나며 미세기포와 정화액체의 계면접촉효율을 향상시켜 정화효율을 극대화 할 수 있으며, 동력손실을 최소화 하여 에너지전력을 경제적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 정화용액의 와류가 회전하는 원주형수조(15)는 환형급기관(40) 내부에 설치 되고 그 내부에 방사상으로 설치된 다수의 오염기체분사관(50)(50a)(50b)에 일방향으로 다수의 노즐을 형성시키며 상기 오염기체분사관(50)(50a)(50b)과 환형급기관(40)이 연통되도록 하고 또한 원주형수조(15) 내부에 다수의 정화 용액분사관(30)을 입설하고 일방향으로 다수의 노즐을 수평선상으로 배열하며 다수의 정화용액분사관(30)에 펌프를 연결하고 원주형수조(15)의 중심에 정화용액이 일류 할 수 있는 보조수조(20)가 설치되는 오염기체 정화장치(100)에 있어서,

   상기 정화용액분사관(30)을 오염기체분사관(50)(50a)(50b)과 동일 평행 방사형 방향으로 수평면상에서 오염기체분사관(50)(50a)(50b)의 각각의 단 사이에 설치하며, 평면상에서 하나의 정화용액분사관(30)에 대해 오염기체분사관(50)(50a)(50b)은 적어도 2열이상 다수로 설치한 것을 특징으로 하는 오염기체 정화장치용 액체분사장치.

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