KR100628936B1 - 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100628936B1
KR100628936B1 KR1020030044164A KR20030044164A KR100628936B1 KR 100628936 B1 KR100628936 B1 KR 100628936B1 KR 1020030044164 A KR1020030044164 A KR 1020030044164A KR 20030044164 A KR20030044164 A KR 20030044164A KR 100628936 B1 KR100628936 B1 KR 100628936B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photocatalyst
hybrid
water
adsorbent
concentration
Prior art date
Application number
KR1020030044164A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050005044A (ko
Inventor
서성규
김대중
김상채
이선원
문정선
Original Assignee
서성규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서성규 filed Critical 서성규
Priority to KR1020030044164A priority Critical patent/KR100628936B1/ko
Publication of KR20050005044A publication Critical patent/KR20050005044A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100628936B1 publication Critical patent/KR100628936B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B01D2253/342—Monoliths
    • B01D2253/3425—Honeycomb shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/80—Type of catalytic reaction
    • B01D2255/802—Photocatalytic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804—UV light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 특히 자동차, 공장, 생활 주변에서 유해가스의 유입 농도를 감지하여 유입 농도에 따라 유해가스의 공급유로 변경이 가능하고, 흡착과 저온 산화 촉매 연소 또는 광촉매에 의한 분해의 삼원 기능을 가지며, 광촉매의 재생에 필요한 수분을 자체 생산 또는 조절이 가능하고, 흡착제의 주기적 탈착이 가능하도록 함에 관한 것이다.
본 발명의 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법은 유해가스를 흡착 또는 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착수단; 무기 물질, 금속 물질과 상기 금속 물질을 분산시키며, 열적 성능 저하를 지연시키는 금속산화물을 슬러리 또는 이들을 박막으로 코팅하여 제조하는 저온연소촉매와 상기 흡착제의 외부 또는 외부유입공기가 유입되는 부분에 설치된 히터를 포함하는 저온연소 촉매수단; 광촉매와 자외선 램프가 1단 또는 다단으로 교차하면서 구성되거나 광촉매 층 사이에 만들어진 구멍에 램프가 삽입되어 구성된 광촉매수단; 및 상기 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하여 광촉매수단의 전단으로 수분을 공급하는 수분공급수단를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법은 이동 오염원인 가솔린, 디젤, 천연가스 자동차 또는 고정 오염원인 공장의 오염원에서 배출되는 유해가스의 제거뿐만 아니라 배기팬의 작동으로 실험실과 같은 밀폐된 공간에서도 효율적으로 사용이 가능하며, 설치 공간에 따른 제약이 없다. 또한, 유입되는 유해가스의 농도를 인지하여 농도에 따라 수단가 가장 효율적인 처리방법을 찾아 처리함으로써 수단의 효율을 장시간 높게 유지할 수 있고, 광촉매의 활성 및 재생제인 수분을 자체 생산 공급하여 광촉매의 활성 저하 없이 활성을 장시간 지속시킬 수 있으며, 100도 이하의 낮은 온도에서 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있다.
유해가스, 흡착수단, 저온연소 촉매수단, 광촉매수단, 수분공급수단

Description

하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법{Device and method for treating hybrid hazardous gas}
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 유해가스 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 광촉매수단와 저온연소 촉매수단의 배열순서에 따른 하이브리드 유해가스 처리장치의 아세트 알데히드에 대한 정화성능결과를 나타낸 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10: 유입관 20: 배기관
110: 유해가스 농도 감지센서 210: 전자제어밸브 1
220: 전자제어밸브 2 230: 전자제어밸브 3
240: 전자제어밸브 4 250: 전자제어밸브 5
310: 저온 연소 촉매 320, 620: 히터
410: 수분노즐 420: 수분공급펌프
430: 수분농도 감지센서 510: 자외선 램프
520: 광촉매 610: 흡착제
630: 유입구 640: 배출구
650: 외부공기 유도관 660: 송풍팬
710: 배기팬
본 발명은 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 특히 자동차, 공장, 생활 주변에서 유해가스의 유입 농도를 감지하여 유입 농도에 따라 유해가스의 공급유로 변경이 가능하고, 흡착과 저온 산화 촉매 연소 또는 광촉매에 의한 분해의 삼원 기능을 가지며, 광촉매의 재생에 필요한 수분의 자체 생산 또는 조절이 가능하고, 흡착제의 주기적 탈착이 가능하도록 함에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에서는 주로 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO2), 질소산화물 (NOx)이, 공장에서는 휘발성 유기화합물(VOC), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)이 생활 주변에서는 메틸머캅탄, 암모니아, 트리메틸아민 등의 악취물질이 간헐적 또는 소규모로 지속적으로 대기중에 배출되어 인체에 심각한 영향을 미친다. 따라서, 이러한 원인 물질을 제거하기 위해 자동차에서는 촉매 변환기를 장착하고, 공장이나 생활 지역에서는 광촉매 산화법 등과 같은 다양한 유해가스 제거기술을 적용한 수단들이 사용되고 있다.
광촉매 산화법은 광촉매가 광원으로부터 반도체적 성질인 띠 간격(band gap) 이상의 에너지를 받으면 전자와 정공이 유도되고 이들에 의해 공기중의 산소와 수분이 환원 또는 산화 되면서 생성되는 O2-와 염소 및 과산화수소보다 산화력이 훨씬 뛰어난 수산화 라디칼에 의해 유해가스가 산화되어 정화되는 방법이다. 상기 광촉매 산화법에서 광촉매는 금속 산화물 계통의 TiO2(3.2 eV), WO3(2.8 eV), α-Fe 2O3 (2.2 eV), ZnO(3.2 eV)이 있다. 또한, 금속 황화물 계통인 CdS(2.4 eV), ZnS(3.6 eV), MoS2(1.2 eV) 등과 같은 광촉매가 있다. 괄호안의 값들은 해당 광촉매의 띠 간격 에너지이다. 일반적으로 광촉매가 지녀야 할 조건은 제거하고자 하는 유해가스가 지니고 있는 산화, 환원 띠 간격 에너지보다 높아야 하며, 장시간 광 반응 중에도 안정해야 한다는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 관점에서 볼 때, 금속 황화물 계통의 광촉매는 광 부식이 쉽게 발생하는 등 안정도가 떨어지며, 여러 가지 형태의 철산화물 계통 광촉매는 경제성은 있지만 역시 광 부식이 쉽게 발생한다. ZnO의 경우는 용액 속에 존재할 때 ZnO의 표면에서 Zn(OH)2를 형성하여 일정 시간이 지난 후에는 비활성화되고 산에 약하다는 문제점이 있다.
반면에, TiO2는 광부식이나 화학적 부식에 대해 안정하고, 인체에 무해하며, 가격이 저렴하다. 또한, 광산화 활성도 상기에서 언급한 광촉매에 비해 매우 우수하다. 이러한 특성 때문에 현재 사용되고 있는 광촉매는 대부분 TiO2가 사용되고 있다. TiO2는 결정 구조에 따라 아나타제(anatase)와 루타일(rutile) 형태로 구분된다. 아나타제는 결정 단위가 꼭지점끼리 연결되어 있는 결정모양이며, 루타일은 결정단위가 측면 모서리끼리 연결되어 있는 결정모양이다. 루타일이 아나타제에 비해 상대적으로 결정 구조가 안정되어 있어 경도 및 비중이 높다. 이러한 결정 구조의 차이로 인해 밀도 및 전기적 결합이 다르게 된다. 아나타제(3.2 eV)는 루타일(3.0 eV)보다 약간 큰 띠 간격 에너지를 지니고 있으며, 유해가스에 대한 광효율도 아나타제가 루타일보다 우수하다. 이는 표면에 흡착할 수 있는 유해가스의 양과 표면 위의 수산화 라디칼의 양에 있어서, 아나타제가 루타일 보다 훨씬 많기 때문인 것으로 알려져 있다. 그러나, 아나타제의 TiO2를 기반으로 한 유해 가스 광촉매 수단는 저농도이고 간헐적으로 배출되는 유해 가스의 제거에는 효과적이지만, 유해가스의 유입농도가 높고 지속적으로 배출되는 유해가스에 의해 피독되어 활성이 급격히 저하된다는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 보완하기 위하여 대한민국 등록실용신안공보 제20-0287404호에서 광촉매 전단에 흡착제인 활성탄 또는 활성탄소섬유 흡착제를 설치하는 방법과 등록실용신안공보 제20-0255688호에서 광촉매 전단에 연소 촉매와 수용해 처리장치를 설치하고 후단에 활성탄 필터를 설치하는 방법이 고안되었다.
그러나, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0287404호에서 고농도의 유해가스가 일시적으로 유입되거나 소규모로 지속적으로 유입되는 유해가스에 의해 흡착제 가 쉽게 포화되며, 이로 인해 성능을 지속적으로 유지하기 위해서는 자주 교체하여야 한다는 문제점이 있다. 또한, 흡착제의 포화후 흡착제에서 처리되지 않고 유입되는 고농도의 유해가스로 인해 광촉매가 쉽게 피독되어 활성이 저하되고 이로 인해 정화되지 않는 유해가스가 그대로 대기중으로 배출된다는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개실용신안공보 제20-0255688호에서 알 수 있듯이 황성분을 포함하는 유해가스로 인해 백금과 같은 백금족 또는 금속 촉매가 담지된 연소촉매는 쉽게 피독되어 활성을 상실한다. 이로 인해 고농도의 질소산화물, 황산화물, 또는 산성을 띠는 유해가스가 수용해 시스템에 도입되어 고농도의 강 산성용액이 형성되면 쉽게 수용해조 내벽을 심각하게 부식시켜 일부 용액이 외부로 유출되어 이차 오염을 유발할 수 있다. 그리고, 광촉매의 활성 및 재생에 필수적인 수분을 수용해조에 담수된 물의 증발로 공급 받음에 있어서 수분의 양이 수용해조 내부의 온도에 따라 결정되기 때문에 광촉매에 도입되는 수분의 양은 항상 일정하지 않다. 이로 인해 광촉매의 재생이 원활이 이루어지지 않아 활성이 급격히 저하되는 요인으로 작용한다. 또한, 광촉매 후단에 설치된 활성탄 필터의 재 사용이 용이하지 않아 잦은 교체로 인한 비용 부담이 크다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 자동차, 공장, 생활 주변에서 유해가스의 유입 농도를 감지하여 유입 농도에 따라 유해가스의 공급유로 변경이 가능하고, 흡착과 저온 산화 촉매 연소 또는 광촉매에 의한 분해의 삼원 기능을 가지며, 광촉매의 재생에 필요한 수분의 자체 생 산 또는 조절이 가능하고, 흡착제의 주기적 탈착이 가능하도록 함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 본 발명의 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법은 유해가스를 흡착 또는 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착수단; 무기 물질, 금속 물질과 상기 금속 물질을 분산시키며, 열적 성능 저하를 지연시키는 금속산화물을 슬러리 또는 이들을 박막으로 코팅하여 제조하는 저온연소촉매와 상기 흡착제의 외부 또는 외부유입공기가 유입되는 부분에 설치된 히터를 포함하는 저온연소 촉매수단; 광촉매와 자외선 램프가 1단 또는 다단으로 교차하면서 구성되거나 광촉매 층 사이에 만들어진 구멍에 램프가 삽입되어 구성된 광촉매수단; 및 상기 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하여 광촉매수단의 전단으로 수분을 공급하는 수분공급수단를 포함하는 하이브리드 유해가스 처리장치에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 유해가스 처리장치의 개략적인 구성도이다.
상기 흡착수단는 유해가스를 흡착 또는 탈착하는 흡착제(610); 유입구(630)와 상기 흡착제(610)를 통과한 유해가스를 저온연소 촉매수단 전단으로 공급하는 배출구(640); 상기 흡착제(610)에서 흡착된 유해가스를 열적으로 탈착하기 위하여 상기 흡착제 외부, 흡착제 전단 또는 후단 부분에 설치되는 히터(620); 상기 유해가스와의 압력차인 부압에 의해 자연 탈착될 수 있도록 외부 공기의 공급을 유도하는 외부 공기 유도관(650); 상기 외부공기를 강제적으로 유입시키기 위하여 설치된 송풍팬(660); 상기 유입구(630), 배출구(640) 및 외부공기 유도관의 유로를 개방 또는 폐쇄하는 전자제어밸브 2(220), 전자제어밸브 3(230) 및 전자제어밸브 4(240)로 구성된다.
상기 흡착제(610)는 휘발성 유기화합물, 악취물질, 질소산화물 또는 황산화물과 같은 유해가스를 저온에서 효과적으로 흡착시키기 위하여 활성탄, 활성탄 섬유 같은 유기질 흡착제 또는 제올라이트와 같은 무기질 흡착제를 그 자체, 필터형태 또는 부직포나 허니컴형의 담체에 코팅되어 구성된다.
상기 저온연소 촉매수단는 저온 연소 촉매(310)와 히터(320)로 구성된다. 저온 연소 촉매(310)는 허니컴형의 세라믹 물질과 같은 무기 물질, 활성탄에 유해가스의 저온 연소에 우수한 활성을 나타내는 Cu, Mn, Fe, Pt, Pd, Rh과 같은 금속 물질과 상기 금속 물질을 분산시키며, 열적 성능 저하를 지연시키는 금속 산화물인 Al2O3, SiO2, TiO2, 제올라이트와 같은 무기물질을 슬러리 또는 이들을 박막으로 코팅하여 제조한다. 상기 히터(320)는 저온 연소 촉매(310)를 효과적으로 활성화하기 위하여 흡착수단를 통과한 공기가 저온 연소 촉매에 유입되는 부분에 설치된다.
상기 광촉매수단는 광촉매(510)와 자외선 램프(520)가 1단과 다단으로 교차하면서 구성되거나 광촉매 층 사이에 만들어진 구멍에 램프가 삽입되어 구성된다. 상기 광촉매는 TiO2를 담체에 코팅하여 제조한다. 상기 광촉매를 제조함에 있어서, 티타늄알콕사이드류[Ti(OCnH2n+1)4]의 액상 화합물의 증기, 산소의 공급 농도, 압력 및 반응시간을 최적의 상태로 조절한 저압 화학기상증착반응기에서 제조한다. 상기 담체는 활성탄, 활성탄 섬유, 제올라이트, 실리카, 알루미나 또는 메조포러스 물질과 같은 무기질 물질, 부직포 또는 세라믹을 원료로 하여 허니컴형 모양으로 압출 성형되어 제조된다. 상기 광촉매에는 자외선뿐만 아니라, 가시광선에서도 활성을 유지하기 위하여 Pt, Pd, Rh, Co, V, Ag, Ni, Cr, Mo, Zn과 같은 금속물질이 담지된다. 한편, 상기 TiO2의 담체의 코팅은 졸겔 방법, 화학적 고온 증발 응축 방법, 화학적 기상 산화법을 이용할 수 있다. 상기 자외선 램프는 2W 내지 250W의 자외선램프 또는 블랙라이트 램프이다.
상기 수분공급수단는 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하는 수분농도 감지센서(430); 전자제어밸브 5(250)로부터 상기 광촉매수단 전단으로 수분을 공급하는 수분노즐(410); 상기 수분의 농도가 일정비율 이하이면 작동하는 수분공급펌프 (420); 및 상기 수분공급펌프(420)로부터 수분노즐(410)로의 수분공급을 개방 또는 폐쇄하는 전자제어밸브 5(250)로 구성된다.
본 발명에 의한 하이브리드 유해가스 처리장치는 유해가스를 흡착 또는 탈착하는 흡착제를 포함하는 흡착수단; 무기 물질, 금속 물질과 상기 금속 물질을 분산시키며, 열적 성능 저하를 지연시키는 금속산화물을 슬러리 또는 이들을 박막으로 코팅하여 제조하는 저온연소촉매와 상기 흡착제의 외부 또는 외부유입공기가 유입되는 부분에 설치된 히터를 포함하는 저온연소 촉매수단; 광촉매와 자외선 램프가 1단 또는 다단으로 교차하면서 구성되거나 광촉매 층 사이에 만들어진 구멍에 램프가 삽입되어 구성된 광촉매수단; 및 상기 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하여 광촉매수단의 전단으로 수분을 공급하는 수분공급수단를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 하이브리드 유해가스 처리장치의 동작은 다음과 같다. 1기압 이상의 압력을 지닌 유해가스가 유입관(10)을 통과하여 유해가스 농도 감지센서(110)를 통과하면서 농도가 100 ppm 이상인 것이 확인되면, 전자제어밸브 1(210), 전자제어밸브 4(240), 전자제어밸브 5(250)는 차단되고 전자제어밸브 2(220), 전자제어밸브 3(230)은 개방된다. 유해가스는 흡착수단의 유도관을 통하여 유입되어 흡착수단로 유도되어 흡착제에서 대부분 흡착 제거된다. 일부 처리되지 않은 유해가스는 흡착수단의 배출구를 통해 저온연소 촉매수단의 히터(320)에 의해 100도 또는 그 이상의 일정 온도로 유지된 저온 연소 촉매에서 산화반응에 의해 정화처리된다. 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 원자로 구성된 유해가스는 촉매에서 반응에 의해 반응식 1과 같이 이산화탄소와 일정량의 수분이 생성된다.
A CxHy + B O2 → C CO2 + D H 2O
상기와 같은 과정을 통해서도 처리 되지 않은 유해가스는 생성된 수분과 함 께 광촉매장치 내에서 자외선 램프 또는 블랙라이트 램프에 의해 여기 되어 활성이 충만한 광촉매에서 완전히 제거된다. 광촉매의 광 활성은 광촉매 반응이 진행됨에 따라 저하되는 경향을 나타내지만, 수분이 공존하게 되면 수분이 광촉매의 활성 향상 및 재생제로 작용하여 광활성은 시간에 관계 없이 지속된다.
상기와 같은 과정을 통해서도 처리 되지 않은 유해가스는 생성된 수분과 함께 광촉매수단 내에서 자외선 램프 또는 블랙라이트 램프에 의해 여기 되어 활성이 충만한 광촉매에서 완전히 제거된다. 광촉매의 광 활성은 광촉매 반응이 진행됨에 따라 저하되는 경향을 나타내지만, 수분이 공존하게 되면 수분이 광촉매의 활성 향상 및 재생제로 작용하여 광활성은 시간에 관계 없이 지속된다.
도 2는 본 발명에 의한 광촉매수단와 저온연소 촉매수단의 배열순서에 따른 하이브리드 유해가스 처리장치의 아세트 알데히드에 대한 정화성능결과를 나타낸 그래프이다. 그래프에서 광촉매+연소촉매는 광촉매수단가 저온연소 촉매수단 전단에 설치됨을 의미하고, 연소촉매+광촉매는 저온 연소 촉매가 광촉매수단 전단에 설치됨을 의미한다. 아세트알데히드의 농도는 LEL(lower explosive limit)의 25% 이하인 1 mole % 정도이다. 저온연소 촉매수단와 광촉매수단가 모두 100도 이상에서는 배열순서에 관계없이 완전히 정화처리된다. 저온연소 촉매수단가 광촉매수단 전단에 설치될 경우에 60도에서 40% 가량 향상된 성능을 나타낸다. 따라서, 본 발명에서는 저온연소 촉매수단에서 반응에 의해 생산되는 수분을 공급받기 위하여 광촉매수단의 전단에 저온연소 촉매수단가 설치된다.
한편, 광촉매수단내에서 수분의 농도는 수분농도 감지센서(430)에서 항상 인지되면서 수분농도가 상대습도 1~90%, 보다 상세하게는 30% 이하이면 수분공급펌프 (420)가 작동하고 전자제어밸브 5(250)가 개방되어 수분노즐(410)을 통해 광촉매수단 전단으로 수분이 공급된다. 상기와 같은 과정을 통하여 유해가스는 완전히 정화 처리되어 무공해 물질로 변화되어 청정가스만을 배기관을 통해 대기중으로 방출한다.
상압 또는 그 이상의 압력으로 유입되는 유해가스의 농도가 일정한 농도인 100 ppm 이하가 되면 전자제어밸브 2(220)는 차단되고 전자제어밸브 1(210), 전자제어밸브 3(230), 전자제어밸브 4(240)는 개방된다. 흡착수단의 내부는 유입되는 유해가스의 압력보다 낮기 때문에 부압이 걸려 외부의 공기가 송풍팬(660)이 작동하지 않더라도 외부 공기의 일부가 흡착수단의 내부로 유입된다. 또한, 다량의 외부공기를 유입하고자 할 때에는 송풍팬을 작동한다. 히터가 작동하여 흡착수단 내부의 온도는 상승하며 이로 인하여 흡착제에 흡착된 유해가스는 외부공기와 함께 저온연소 촉매수단의 전단으로 이동하여 저온연소 촉매수단와 광촉매수단에서 정화 처리된다.
유해가스의 압력이 대기압 또는 1기압 이하인 밀폐 실내 공간 등에서 유해가스는 배기팬(710)이 작동하여 유해가스를 유입관으로 흡입하여 유도한 후에 이를 흡착수단, 저온연소 촉매수단 및 광촉매수단에서 정화처리된다.
따라서, 본 발명의 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법은 이동 오염원인 가솔린, 디젤, 천연가스 자동차 또는 고정 오염원인 공장의 오염원에서 배출되는 유해가스의 제거뿐만 아니라, 배기팬의 작동으로 실험실과 같은 밀폐된 공간에서도 효율적으로 사용이 가능하며, 설치 공간에 따른 제약이 없다. 또한, 유입되는 유해가스의 농도를 인지하여 농도에 따라 수단가 가장 효율적인 처리방법을 찾아 처리함으로써 수단의 효율을 장시간 높게 유지할 수 있고, 광촉매의 활성 및 재생제인 수분을 자체 생산 공급하여 광촉매의 활성 저하 없이 활성을 장시간 지속시킬 수 있으며, 100도 이하의 낮은 온도에서 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 유해가스를 흡착하기 위한 흡착제를 포함하는 흡착수단;
    무기 물질, 금속 물질을 분산시키며, 금속산화물을 슬러리 또는 박막으로 코팅한 저온연소촉매와 상기 흡착제의 외부 또는 외부유입공기가 유입되는 부분에 설치된 히터를 포함하는 저온연소 촉매수단;
    광촉매와 자외선 램프가 1단 또는 다단으로 교차하면서 구성되거나 광촉매 층 사이에 만들어진 구멍에 램프가 삽입되어 구성된 광촉매수단; 및
    상기 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하여 광촉매수단의 전단으로 수분을 공급하는 수분공급수단
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광촉매는 TiO2를 담체에 코팅하여 제조하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 담체는 무기질 물질, 부직포 및 세라믹 중에서 어느 하나를 원료로 하여 압출 성형되어 제조되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 광촉매에는 Pt, Pd, Rh, Co, V, Ag, Ni, Cr, Mo 및 Zn 중에서 어느 하나의 금속물질이 담지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 자외선 램프는 2W 내지 250W의 자외선램프 또는 블랙라이트 램프인 것을 특징으로 하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  12. 유해가스의 농도를 확인하는 단계;
    상기 농도가 소정 이상이면 외부로부터 공기와 수분의 유입을 차단하는 단계;
    상기 유해가스가 유입되어 흡착수단으로 유도되어 흡착제에서 제거되는 단계;
    상기 흡착제에서 제거되지 않은 유해가스는 흡착수단의 배출구를 통해 저온연소 촉매수단의 히터에 의해 저온 연소 촉매에서 정화처리되는 단계;
    상기 저온 연소 촉매에서 정화처리되지 않은 유해가스는 생성된 수분과 함께 광촉매수단 내에서 자외선 램프 또는 블랙라이트 램프에 의해 여기 되어 광촉매에서 완전히 제거되는 단계; 및
    상기 광촉매수단의 수분의 농도를 인지하여 광촉매수단의 전단으로 수분을 공급하는 단계
    를 포함하는 하이브리드 유해가스 처리방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡착수단은,
    유해가스를 흡착하는 흡착제;
    유입구와 상기 흡착제를 통과한 유해가스를 저온연소 촉매수단으로 공급하는 배출구;
    상기 흡착제의 외부 또는 외부유입공기가 유입되는 부분에 설치되는 히터;
    상기 유해가스와의 압력차인 부압에 의해 자연 탈착될 수 있도록 외부 공기의 공급을 유도하는 외부 공기 유도관; 및
    상기 유입구, 배출구 및 외부공기 유도관의 유로를 각각 개폐하기 위한 복수의 전자제어밸브
    를 포함하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 흡착제는 무기질 흡착제를 그 자체, 필터형태 및 부직포나 허니컴형의 담체에 코팅되어 구성되는 것 중에서 어느 하나를 사용하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 무기 물질은 세라믹을 사용하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 수분공급 수단은,
    하이브리드 유해가스 처리장치에 있어서,
    광촉매장치의 수분의 농도를 인지하는 수분농도 감지센서;
    전자제어밸브로부터 상기 광촉매장치 전단으로 수분을 공급하는 수분노즐;
    상기 수분의 농도가 일정비율 이하이면 작동하는 수분공급펌프; 및
    상기 수분공급펌프로부터 수분노즐로의 수분공급을 개방 또는 폐쇄하는 전자제어밸브
    를 포함하는 하이브리드 유해가스 처리장치.
KR1020030044164A 2003-07-01 2003-07-01 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법 KR100628936B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030044164A KR100628936B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030044164A KR100628936B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050005044A KR20050005044A (ko) 2005-01-13
KR100628936B1 true KR100628936B1 (ko) 2006-09-27

Family

ID=37219479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030044164A KR100628936B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100628936B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752763B1 (ko) 2007-01-25 2007-09-05 (주)에코베이스 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351197A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Aisan Ind Co Ltd 液化ガス燃料の供給装置
KR101270286B1 (ko) * 2011-04-08 2013-06-04 백민주 유해가스 차단설비의 연소장치
CN110186064A (zh) * 2019-07-02 2019-08-30 苏州仕净环保科技股份有限公司 一种有害气体的吸附催化装置
CN114832617A (zh) * 2022-05-09 2022-08-02 河北宝盈生物技术有限公司 一种实验室废气一体化净化装置的净化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752763B1 (ko) 2007-01-25 2007-09-05 (주)에코베이스 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050005044A (ko) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101076396B (zh) 光催化剂保护
US5948355A (en) Air-purifying filter and air-purifier for automobile
KR101000306B1 (ko) 자외선과 광촉매를 이용한 탈취장치
KR101870034B1 (ko) 주름형 광촉매 유닛 및 이를 포함하는 공기 정화 장치
JP2006528056A (ja) 金／二酸化チタン光触媒を含む空気浄化システム
KR100807152B1 (ko) 오염된 공기의 정화 장치
KR100842100B1 (ko) 오존/자외선/촉매의 하이브리드 시스템에 의한 휘발성유기화합물 및 악취 처리방법
CN111630255A (zh) 用于减少气体混合物中的污染物的装置
KR100469005B1 (ko) 휘발성 유기화합물 제거를 위한 광촉매 반응장치
KR100628936B1 (ko) 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법
US9056277B1 (en) Filter coating composition and method
CN102026686A (zh) 用于uv-pco空气净化器的控制系统
CN210845897U (zh) 一种喷涂废气用光催化氧化净化设备
KR100569410B1 (ko) 광촉매반응기를 이용한 휘발성유기화합물 처리장치
KR20010097924A (ko) 촉매연소 공기정화장치
KR20160030679A (ko) 수산산화라디칼을 이용한 공기정화장치
KR101144601B1 (ko) 금속산화물촉매를 이용한 공기정화용 유닛
JP4500935B2 (ja) 自動車用空気浄化装置
KR102534782B1 (ko) 공기 청정화 장치
KR100627972B1 (ko) 섬유 다발형 광촉매 필터를 이용한 대기처리 장치
KR100570099B1 (ko) 광촉매 세척장치가 포함된 공기청정기
KR200359604Y1 (ko) 촉매산화 흡착탑
JP3089444U (ja) 空気清浄機
CN211328710U (zh) 汽车密封条的废气净化装备
JPH11179154A (ja) 大気汚染有害物質の浄化方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120629

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130814

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee