KR100639564B1

KR100639564B1 - Ｖｏｃ가스 스크러버장치

Info

Publication number: KR100639564B1
Application number: KR1020060066852A
Authority: KR
Inventors: 이채현; 이장종; 임승순; 김현규
Original assignee: 주식회사 에스씨티; 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2006-10-31

Abstract

본 발명은 VOC가스 스크러버장치에 관한 것으로 상세하게는 VOC를 흡수 제거하는 스크러버장치에 있어서, 일정 온도의 물을 스크러버장치 내부로 공급하는 물 공급기와; 상기 물 공급기를 통해 공급된 물을 반응부의 최상층으로 공급하는 공급펌프와; 상기 공급펌프를 통해 반응부로 공급되는 물의 온도를 공급관에 설치되어 외부의 물로서 냉각시키는 쿨링장치와; 상기 쿨링장치에 물을 공급하는 펌프(810)와; 상기 VOC가스를 처리할시 발생할 수 있는 미생물의 성장을 방지하도록 성장 방지제를 투입하는 캐미컬장치와; 배출되는 VOC가스를 스크러버장치 내부로 이송시키는 팬과; 상기 공급펌프를 통해서 공급되어진 물에 VOC가스가 흡수되며, 물이 일정수위까지 유지되도록 하는 분리벽과, 상기 분리벽 높이 만큼 물이 유지되며, 가스공급캡을 통해 공급되는 VOC가스가 물에 흡수되는 다수층으로 이루어진 반응부와, 상기 반응부를 지나는 물을 하부에 위치한 반응부로 유입시키며, 상기 분리벽과 동일한 높이에 수직으로 설치되어진 유입관을 포함하여 구성된 스크러버공정부와; 상기 스크러버공정부에서 유해물질이 정화되어진 가스를 필터링하는 필터로 이루어진 필터링부와; 상기 스크러버공정부 하단에 위치하며, VOC가스와 혼합되어진 물이 배출되는 배출장치;를 포함하여 구성된것을 특징으로하는 VOC가스 스크러버장치에 관한 것이다.

스크러버, VOC, 유해물질, 가스공급캡, 흡수

Description

ＶＯＣ가스 스크러버장치{Volatile Organic Compounds Gas scrubber Installation}

도 1은 스크러버장치의 전체 구성도,

도 2는 스크러버공정부의 내부 구성도,

도 3은 스크러버공정부의 내부에 설치된 반응부의 평면도,

도 4는 스크러버공정부의 내부에 설치된 반응부의 상측에 설치된 가스공급캡의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스크러버공정부 200 : 필터링부

300 : 팬

105 : 반응부판 106 : 굽힘부

107 : 외곽케이스 108 : 유입관

109 : 밀봉재 110 : 가스공급캡

111 : 캡 112 : 가스관

113 : VOC가스유출홀 120 : 분리벽

휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, VOC)은 증기압이 10-2kPa 이상의 증기압을 가지는 탄화수소화합물의 총칭으로 방향족탄화수소와 지방족탄화수소(Paraffin계와 Olefin계) 등의 일반 탄화수소와 질소, 수소 및 할로겐원소를 포 함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon. 예 - 알데히드, 케톤류 등)로 분류되며, 이들 대부분은 그 자체로 인체에 유해할 뿐만 아니라 도심스모그의 원인 물질로서 대기오염, 수질오염, 악취, 환경호르몬 등의 여러 가지 문제를 일으킨다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 VOC 물질 제거 기술로는 흡착법 (adsorption), 응축법(condensation), 흡수법 (absorption), 막분리법 (membrane separation) 등의 회수기술과 열소각법(thermal incineration), 촉매소각법(catalytic incineration), UV-산화법(UV-oxidation), 생물막법(biofitration) 등의 제거기술들이 적용되고 있다.

이러한 기술들은 화합물의 조성 및 농도, 경제성, 에너지 공급능력, 공정운행 및 유지능력 등을 고려하여 가장 적합한 제거공정이 선택되어야 한다.

상기의 여러 처리기술 중에서 가장 널리 사용되고 있는 흡착법, 소각법(열 또는 촉매), 그리고 흡착/소각 혼성법은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

흡착법은 활성탄 또는 제올라이트와 같은 흡착제를 이용하여 제거하는 방법으로써, 열소각법 및 촉매소각법에 비해 설치비가 적게 든다.

특히, 활성탄을 사용한 VOC 흡착 제거법은 활성탄이 가지는 고표면적에 의한 높은 흡착 능력 때문에 가장 널리 이용되어 왔다.

그러나, 활성탄이 가지는 발화성, 난재생성(難再生性) 및 공정에 적용하기 전에 처리가스의 습도조절(<50% RH)이 필요하다는 단점 때문에 최근 들어 높은 표면적, 열적 안정성과 함께 습도조절의 필요가 없는(<96% RH) 소수성 제올라이트가 유망한 흡착제로 제시되고 있다.

열소각법은 VOC를 고온(700-1100℃)에서 직접 연소시켜 제거하는 방법으로 많은 양의 VOC를 처리할 수 있으나, 부하변동이 심하거나 농도가 낮고 유량이 적을 경우에는 비경제적이다.

또한, 배가스 중에 난분해성 VOC 물질이 존재할 경우 연소온도가 높아져 운전비가 비교적 많이 들게 되며, 반응온도가 높기 때문에 고온 연소시 공기 중의 질소가 산화반응을 통해 2차 대기오염 물질인 NOX(Thermal NOX) 발생이 우려되며, 시스템이 비교적 커서 설치면적이 많이 들어 설비확장이 어렵다는 단점이 있다.

그리고, 촉매소각법은 고정원에서 발생하는 VOC 물질을 촉매를 이용하여 연소시켜 제거하는 방법으로써, 비교적 낮은 농도의 유기물 제거에 적합하며, 고온 연소법과 비교하여 매우 낮은 반응온도에서 VOC 물질을 효과적으로 제거할 수 있다는 특징이 있다.

하지만 촉매 연소의 경우 특정 조건하에서만 운전이 가능하고, 또한 일반 연소에 비해 효율성과 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 점차 강화되는 환경규제에 맞추어 효과적으로 VOC가스를 제거할 수 있는 시스템의 개발이 더욱 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, VOC가스를 흡수 및 제거하는 스크러버 장치에서 중앙부에 위치한 스크러버공정부에서 일정수위 물에 잠기며, 측면의 하단에 형성된 VOC가스유출홀을 통해 VOC가스를 유출시키는 가스공급캡에서 유출된 VOC가스는 물에 유해물질이 흡수되어 일반적인 무해한 가스만 이 남게되고, 모든 유해물질을 흡수한 폐수는 배출장치를 통해 배출되어지는 것을 특징으로하는 VOC가스 스크러버장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 특징을 갖는다.

VOC를 흡수 제거하는 스크러버장치에 있어서, 일정 온도의 물을 스크러버장치 내부로 공급하는 물 공급기와; 상기 물 공급기를 통해 공급된 물을 반응부의 최상층으로 공급하는 공급펌프와; 상기 공급펌프를 통해 반응부로 공급되는 물의 온도를 공급관에 설치되어 외부의 물로서 냉각시키는 쿨링장치와; 상기 쿨링장치에 물을 공급하는 펌프와; 상기 VOC가스를 처리할시 발생할 수 있는 미생물의 성장을 방지하도록 성장 방지제를 투입하는 캐미컬장치와; 배출되는 VOC가스를 스크러버장치 내부로 이송시키는 팬과; 상기 공급펌프를 통해서 공급되어진 물에 VOC가스가 흡수되며, 물이 일정수위까지 유지되도록 하는 분리벽과, 상기 분리벽 높이 만큼 물이 유지되며, 가스공급캡을 통해 공급되는 VOC가스가 물에 흡수되는 다수층으로 이루어진 반응부와, 상기 반응부를 지나는 물을 하부에 위치한 반응부로 유입시키며, 상기 분리벽과 동일한 높이에 수직으로 설치되어진 유입관을 포함하여 구성된 스크러버공정부와; 상기 스크러버공정부에서 유해물질이 정화되어진 가스를 필터링하는 필터로 이루어진 필터링부와; 상기 스크러버공정부 하단에 위치하며, VOC가스와 혼합되어진 물이 배출되는 배출장치;를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 스크러버장치의 전체 구성도이고, 도 2는 스크러버공정부의 내부 구성도이며, 도 3은 스크러버공정부의 내부에 설치된 반응부의 평면도이고, 도 4는 스크러버공정부의 내부에 설치된 반응부의 상측에 설치된 가스공급캡의 측면도이다.

본 발명을 도면을 참조하여 설명하면, VOC가스와 물이 공급되면 스크러버장치 내부에서 물을 이용해 VOC가스의 유해물질을 흡수하여 물은 배출되고, 유해물질이 사라진 가스는 스크러버장치의 상부를 통해 배출되어진다.

즉, 일정한 온도의 물을 공급하는 물 공급기(500)와, VOC가스를 공급하는 팬(300)이 스크러버장치에 연결되어지고, 스크러버장치 내부에서 발생할 수 있는 미생물의 성장을 방지하는 성장 방지제를 투입하는 캐미컬장치(700)가 연결되어진다.

또한, 상기 스크러버장치 내부의 반응부(130)에 물 공급기(500)에서 공급되는 물이 공급펌프(600)를 통해 스크러버장치 하단으로부터 반응부의 상단으로 투입되어지며, 반응부(130) 내부로 물이 공급될시 물의 온도가 일정온도 이상 상승되어지는 것을 방지하는 쿨링장치(800)가 공급관(610)의 일부분에 설치된다.

여기서, 상기의 쿨링장치(800)는 외부에 설치된 펌프(810)로 물을 계속 순환시키는 수냉식으로 이루어진다.

그리고, VOC가스의 유해물질을 흡수한 물은 배출장치(400)를 통해 배출되어지고, 가스는 스크러버장치의 스크러버공정부(100) 상측에 위치한 필터링부(200)를 통과하며 필터링되어 기타 잔존물이 제거되어진다.

이러한 스크러버장치의 일부인 스크러버공정부(100)의 내부에는 물이 공급될시 반응부(130)로 대량의 물이 흘러 들어가는 것을 방지하기 위해 분리벽(120)이 설치되어진다.

그리고, 상기 반응부판(105)의 일측에는 물이 일정수위이상 공급되면 하단의 반응부(130)로 물을 유입시키는 유입관이 설치되어진다.

또한, 상기 가스공급캡(110)은 중앙에 VOC가스가 통과하는 가스관(112)이 상기 반응부판(105)의 상측으로 일정높이 돌출되어 설치되고, 상기 가스관(112)을 덮으며 일정간격 이격된 외측에 캡(111)이 형성되고, 상기 가스관(112)을 통해 유입되어진 VOC가스가 상기 캡(111) 하단의 외주를 따라 일정간격을 가지고 형성된 VOC가스유출홀(113)을 통해 유출되어지는 것을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 가스공급캡(110)은 반응부판(105)의 상측에 위치하며, 세로로는 일직선의 배열이고, 가로로는 서로 엇갈려 다수 줄로 배열되어진다.

이러한, 가스공급캡(110)의 캡(111)은 가스관(112) 상측에 고정되어지는데, 이 고정부위는 평면상 직사각형의 판이 가스관의 중심에서 일정부위 덮여지고, 판의 양측면으로 가스관의 측면에 밀착되어 고정되어지며, 상기 캡(111)과 판은 볼트(102)와 너트(101)로 고정되어지는데 볼트(102)의 머리부분과 판의 접촉부위에는 볼트(102)의 머리부분을 따라 밀봉재(109)가 부착되어진다.

이렇게 구성된 스크러버장치는 먼저 외부의 물 공급기(500)를 통해 스크러버장치 하단에 공급되는 물을 공급펌프(600)를 통해 반응부(130)의 상측으로 유입시키고, 유입된 물은 각층의 반응부(130)에 일정 수위만큼 정체되어진다. 이때 반응 부(130)의 각 층 간에 상측으로 돌출된 유입관(108)의 높이를 수위가 넘게되면 하층의 반응부(130)로 유입되어지고, 하측의 반응부(130)에서도 마찬가지로 물의 수위가 채워지게 되면 하층의 반응부(130)로 유입되어진다.

한편, 상기 공급펌프(600)에서 공급관(610)을 통해 공급되는 물을 쿨링장치(800)가 공급관의 일부분에 설치되어 일정 온도로 냉각시키며, 상기 쿨링장치(800)에는 외부의 펌프(810)에서 물이 유입되며, 이 물은 계속 순환되어진다.

그런뒤, VOC가스가 팬(300)을 통해 유입되어 도2에 표시된 바와 같이 최하층의 반응부(130) 하단을 통해 상승하게 되는데, 이 VOC가스는 반응부판(105)에 설치된 가스관(112)을 통해 상승되어지며, 상승되어진 VOC가스는 물에 일정높이 잠겨있는 가스공급캡(110)의 외주면을 따라 하단에 형성된 VOC가스유출홀(113)을 통해 유출되어지며, 이때 물에 VOC가스의 유해물질이 물에 흡수되어진다.

또한, VOC가스를 처리할때 발생되는 미생물들의 성장을 방지하는 성장 방지제를 캐미컬장치(700)에서 스크러버장치 내부로 투입하게 된다.

이러한 과정이 여러단계 거쳐지며 상기 VOC가스는 유해물질이 물에 모두 흡수되어 일반적인 가스만 남아 상승되어진다.

상기 상승된 가스는 스크러버공정부(100) 상단에 설치되어진 필터링부(200)로 이동되어지는데, 상기 필터링부(200)에서 가스와 함께 올라오는 물방울 또는 수증기를 필터링하게 된다.

그리고, 유해물질이 흡수된 폐수는 배출장치(400)를 통해 외부로 배출되어진다.

상기에서 기술된 바와같이 본 발명은, VOC가스를 흡수 및 제거하는 스크러버 장치에서 중앙부에 위치한 스크러버공정부에서 일정수위 물에 잠기며, 측면의 하단에 형성된 VOC가스유출홀을 통해 VOC가스를 유출시키는 가스공급캡에서 유출된 VOC가스는 물에 유해물질이 흡수되어 일반적인 무해한 가스만이 남게되고, 모든 유해물질을 흡수한 폐수는 배출장치를 통해 배출되어지므로, 가스의 체공시간이 늘어남과 동시에 물에 완전히 잠겨 물에 유해물질이 모두 흡수 되어진다.

Claims

VOC가스를 흡수 제거하는 스크러버장치에 있어서,

일정 온도의 물을 스크러버장치 내부로 공급하는 물 공급기(500)와;

상기 물 공급기(500)를 통해 공급된 물을 반응부의 최상층으로 공급하는 공급펌프(600)와;

상기 공급펌프(600)를 통해 반응부로 공급되는 물의 온도를 공급관(610)에 설치되어 외부의 물로서 냉각시키는 쿨링장치(800)와;

상기 쿨링장치(800)에 물을 공급하는 펌프(810)와;

상기 VOC가스를 처리할시 발생할 수 있는 미생물의 성장을 방지하도록 성장 방지제를 투입하는 캐미컬장치(700)와;

배출되는 VOC가스를 스크러버장치 내부로 이송시키는 팬(300)과;

상기 공급펌프(600)를 통해서 공급되어진 물에 VOC가스가 흡수되며, 물이 일정수위까지 유지되도록 하는 분리벽(120)과, 상기 분리벽 높이 만큼 물이 유지되며, 가스공급캡(110)을 통해 공급되는 VOC가스가 물에 흡수되는 다수층으로 이루어진 반응부(130)와, 상기 반응부(130)를 지나는 물을 하부에 위치한 반응부(130)로 유입시키며, 상기 분리벽(120)과 동일한 높이에 수직으로 설치되어진 유입관(108)을 포함하여 구성된 스크러버공정부(100)와;

상기 스크러버공정부(100)에서 유해물질이 정화되어진 가스를 필터링하는 필터로 이루어진 필터링부(200)와;

상기 스크러버공정부(100) 하단에 위치하며, VOC가스와 혼합되어진 물이 배출되는 배출장치(400);를

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 VOC가스 스크러버장치.
제 1항에 있어서,

상기 가스공급캡(110)은 중앙에 VOC가스가 통과하는 가스관이 상기 반응부(130)의 하단에 위치한 반응부판(105)의 상측으로 일정높이 돌출되어 설치되고, 상기 가스관(112)을 덮으며 일정간격 이격된 외측에 캡(111)이 형성되고, 상기 가스관(112)을 통해 유입되어진 VOC가스가 상기 캡(111) 하단의 외주를 따라 일정간격을 가지고 형성된 VOC가스유출홀(113)을 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 VOC가스 스크러버장치.
제 1항에 있어서,

상기 가스공급캡(110)은 반응부판(105)의 상측에 위치하며, 세로방향으로 일직선의 배열이고, 가로방향으로 서로 엇갈려 다수 줄로 배열되는 것을 특징으로 하는 VOC가스 스크러버장치.