KR100669032B1 - Mixing apparatus for purifying air pollutants - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a fluid mixing apparatus for removing air pollutants according to the present invention.
도 2는 본 발명의 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치의 믹서부를 구성하는 단위 격자를 이루는 한 면을 나타낸 평면도이다.FIG. 2 is a plan view showing one surface of a unit grid forming a mixer of the fluid mixing device for removing air pollutants of the present invention.
도 3은 본 발명의 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치의 믹서부를 구성하는 단위 격자열를 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a unit lattice train constituting the mixer portion of the fluid mixing device for removing air pollutants of the present invention.
도 4는 도 3의 단위 격자 열에 대한 측면도이다.4 is a side view of the unit lattice column of FIG. 3.
도 5는 제1 및 제2 단위 격자열을 결합하여 유체 혼합 통로를 형성한 것을 나타낸 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating a fluid mixing passage formed by combining the first and second unit grid lines. FIG.
도 6은 제1 및 제2 단위 격자열을 반복적으로 결합하여 구성한 믹서부의 일부에 대한 부분사시도이다.FIG. 6 is a partial perspective view of a part of a mixer configured by repeatedly combining first and second unit grids.
도 7은 믹서부를 3층으로 구성하였을 때, 도 1에서 A-A'선을 따라 절단하여 본 단면도를 나타내고 있다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a line A-A 'in FIG. 1 when the mixer section is composed of three layers.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the major symbols in the drawings *
10: 유체 혼합 장치 11: 믹서부10: fluid mixing device 11: mixer section
12: 하우징 100: 제1 단위 격자12: housing 100: first unit grid
102: 제2 단위 격자 104: 제1 단위 격자열102: second unit grid 104: first unit grid
106: 제2 단위 격자열 110: 유체 혼합 통로106: second unit lattice array 110: fluid mixing passage
발명의 분야Field of invention
본 발명은 대기오염물질의 제거를 위해 두 종류 이상의 유체를 혼합하는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 두 종류 이상의 유체가 흘러가면서 원활하게 접촉하여 혼합되어 처리될 수 있도록 대기오염물질과 처리액의 혼합액의 흐름 방향을 만들 수 있는 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for mixing two or more kinds of fluids for the removal of air pollutants. More specifically, the present invention relates to a fluid mixing apparatus for removing air pollutants, which can make a flow direction of a mixed solution of air pollutant and treatment liquid so that two or more types of fluids can be smoothly contacted and mixed to be treated.
발명의 배경Background of the Invention
일반적으로, 쓰레기 처리장이나 폐수 처리장 등에서 발생하는 악취 가스 등의 유해 가스를 처리하거나, 분진 등의 많이 함유된 고온의 오염 가스를 정화 처리하기 위해서는 이 유해 가스 또는 오염 가스와 물과 같은 액체를 접촉시켜 가스 중 의 입자가 큰 것을 별도로 분리시킬 필요가 있다.In general, in order to treat harmful gases such as odorous gases generated in a waste disposal plant or a wastewater treatment plant, or to purify high-temperature polluted gases such as dust, a liquid such as water is brought into contact with each other. Larger particles in the gas need to be separated separately.
본 발명은 이와 같이 오염 가스를 액체에 접촉시키는 것과 같이 두 종류 이상의 유체가 혼합되어야 하는 공정 또는 장치에 사용될 수 있는 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치에 관한 것이다. 2 종류 이상의 유체가 잘 혼합되기 위해서는 접촉 시간이 길어야 하고, 또한 접촉되는 면적이 넓어야 한다.The present invention relates to a fluid mixing device for removing air pollutants that can be used in a process or apparatus in which two or more types of fluids are to be mixed, such as contacting a contaminated gas with a liquid. In order to mix two or more types of fluids well, the contact time must be long, and the contact area must be large.
종래의 스크러버(scrubber) 장치 내에는 이와 같이 액체와 오염 가스와의 접촉 시간을 길게 하기 위하여 몰드 콘(mold corn)이나 기타 접촉 면적을 증대시키기 위한 재료를 일정 높이로 쌓아서 혼합부를 구성하여, 여기에 액체와 오염 가스가 통과하도록 구성하고 있다. 그러나, 이러한 혼합부는 접촉 시간이 상대적으로 길도록 하였기 때문에 유체의 통과 시간이 길고 몰드 콘 등의 재료가 용광로 등에서 발생하는 고온의 오염 기체를 처리하기에는 부적절하였다.In the conventional scrubber apparatus, in order to increase the contact time between the liquid and the contaminated gas, the mixing unit is formed by stacking a material for increasing a mold corn or other contact area to a certain height. It is configured to allow liquid and contaminated gas to pass through. However, such a mixing part has a relatively long contact time, so that the passage time of the fluid is long, and materials such as mold cones are inadequate for treating high-temperature contaminated gas generated in a furnace or the like.
이에 본 발명자들은 격자 형태로 믹서부를 형성하여 유체가 믹서부를 통과할 때 접촉 면적이 넓어지도록 유체의 흐름 방향을 적절하게 변화시켜 줄 수 있으며, 믹서부의 재료를 고온에 견딜 수 있는 철판 등을 사용할 수 있어 고온의 기체에 적용하기에도 적합하고, 또한 혼합 유체의 통과시간이 상대적으로 짧으면서도 혼합 효율이 좋은 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치를 개발하기에 이른 것이다.Accordingly, the present inventors can form a mixer portion in the form of a lattice to appropriately change the flow direction of the fluid so that the contact area is wider when the fluid passes through the mixer portion, it is possible to use an iron plate or the like that can withstand the material of the mixer portion at a high temperature Therefore, the present inventors have developed a fluid mixing device for removing air pollutants, which is suitable for application to a high temperature gas and has a relatively short mixing time and a good mixing efficiency.
본 발명의 목적은 격자 형태의 믹서부를 갖는 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a fluid mixing device for removing air pollutants having a mixer section in the form of a lattice.
본 발명의 다른 목적은 격자 형태의 믹서부를 통해 두 종류 이상의 유체가 원활하게 혼합될 수 있도록 한 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a fluid mixing device for removing air pollutants so that two or more types of fluids can be smoothly mixed through a mixer of a lattice type.
본 발명의 또 다른 목적은 고온에 견딜 수 있는 재료를 적용하기에 적합한 믹서부의 구조를 갖는 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치를 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a fluid mixing apparatus for removing air pollutants having a structure of a mixer suitable for applying a material that can withstand high temperatures.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 아래에서 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described in detail below.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명에 따른 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치는 수평면에 대하여 각 θ12를 갖는 평행사변형의 제1 단위격자(100)가, 인접하는 제1 단위격자와 한 변을 공유하면서 각 θ3을 이루도록 결합함으로써, 복수의 제1 단위격자의 연속적인 결합에 의해 형성된 제1 단위격자열(100);In the fluid mixing apparatus for removing air pollutants according to the present invention, the
수평면에 대하여 각 θ21을 갖는 평행사변형의 제2 단위격자(102)가, 인접하는 제2 단위격자와 한 변을 공유하면서 각 θ3을 이루도록 결합함으로써, 복수의 제2 단위격자의 연속적인 결합에 의해 형성된 제2 단위격자열(106);The
로 이루어지고, 상기 제1 단위격자열과 제2 단위격자열은 한 열의 꼭지점을 공유하도록 결합되어 유체 혼합 통로(110)를 형성하고, 복수의 제1 단위격자열과 제2 단위격자열이 반복적으로 연결되어 형성된 믹서부(11);The first unit grid and the second unit grid are combined to share the vertices of one row to form a
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.
본 발명의 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치는 2 이상의 믹서부가 층을 이루어 형성되어도 좋다.In the fluid mixing apparatus for removing air pollutants of the present invention, two or more mixer portions may be formed in layers.
또한, 상기 믹서부의 둘레에 하우징(12)을 형성하여도 무방하다.In addition, the
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 내용을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the contents of the present invention.
발명의 구체예에 따른 상세한 설명Detailed Description According to Embodiments of the Invention
도 1은 본 발명에 따른 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a fluid mixing apparatus for removing air pollutants according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치(10)는 격자 형태의 믹서부(11)로 이루어지며, 믹서부(11)의 둘레에 하우징(12)을 더 포함하여도 좋다. 이 믹서부(11)는 스크러버나 이와 유사한 정화 장치에 직접 설치될 수도 있으며, 하우징(12)에 둘러 싸여진 상태로 설치될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the
또, 믹서부(11)는 도시된 바와 같이 통상적으로 원통형의 구조를 가지게 되지만, 반드시 이에 한정되지는 않으며 적용되는 장치나 환경에 따라 직사각형 등 다른 형상으로도 구현할 수 있다.In addition, the
믹서부(11)는 단위 격자로 이루어지는데, 각 단위 격자가 형성하는 유체 혼 합 통로는 단위 격자의 경사면 방향으로 형성되는데, 하나의 통로에 반대 사선 방향의 유체 흐름이 형성됨으로써 유체의 혼합 효율을 증대시킬 수 있다. 이 단위 격자를 통한 믹서부 구조의 구현과 유체 흐름 통로에 대하여 아래에 자세히 설명한다.The
도 2는 믹서부(11)를 구성하는 단위 격자에 대한 평면도로서, 제1 단위격자(100)와 제2 단위격자(102)를 각각 (a)도 및 (b)도에 도시하고 있다.FIG. 2 is a plan view of a unit grid constituting the
본 발명의 믹서부(11)는 복수의 제1 단위격자(100) 및 제2 단위격자(102)의 반복적인 조합에 의해 구성된다. 이 단위격자(100, 200)는 평행사변형 형상의 판상의 부재로서, 그 재질은 특별히 한정되지는 않으나 내구성 및 내열성을 고려하면 스테인레스 스틸과 같은 재질이 바람직하다. 또, 인접하는 단위격자면 사이의 결합 방법은 특별히 제한되지 않으며, 용접이나 기타 접착제의 사용 등 공정이나 제조 여건을 고려하여 적절한 방법을 채택하면 된다.The
제1 단위격자는 도 2의 (a)에서와 같이, 수평면에 대하여 θ12 및 θ21의 크기만큼 기울어져 있다. 이 θ12 및 θ21의 크기는 특별히 한정되지는 않으나 45 내지 60도 범위의 각을 가지는 것이 바람직하다. 45도보다 작아지면 작아질수록 유체의 흐름 경로에 급격한 변화가 일어나 혼합 효율이 저하될 수 있고, 60도보다 크면 클수록 유체의 흐름 경로에 변화가 적어 혼합 효율이 저하될 수 있다. 또한, 제1 단위격자(100) 및 제2 단위격자(102)는 서로 대칭이므로 θ12 및 θ21은 같은 값을 가져야 한다.As shown in (a) of FIG. 2, the first unit grid is inclined by the magnitudes of θ 12 and θ 21 with respect to the horizontal plane. The sizes of θ 12 and θ 21 are not particularly limited but preferably have angles in the range of 45 to 60 degrees. When smaller than 45 degrees, a sudden change in the flow path of the fluid may occur, the mixing efficiency may be lowered. When larger than 60 degrees, the mixing efficiency may be lowered because the change is smaller in the flow path of the fluid. In addition, since the
본 발명의 믹서부(11)는 이러한 제1 및 제2 단위격자(100, 102)를 이용하여 구성되는데, 도 3은 제1 및 제2 단위격자를 반복적으로 인접시켜 구성한 제1 및 제2 단위격자열(104, 106)을 각각 (a), (b)에 도시하고 있다.The
도 3의 (a)를 참조하면, 제1 단위격자열(104)은 복수의 제1 단위격자(100)를 인접하는 단위격자가 하나의 변을 공유하도록 인접시키는 것을 반복한 구조를 갖는다. 제1 단위격자(100)의 개수는 장치의 크기 등에 의해 결정되며, 인접하는 제1 단위격자(100) 사이의 각 θ3은 장치의 크기나 혼합 속도, 사용 목적 등에 따라 결정되는 임의의 상수이며, 약 90도 근방의 값을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 복수의 제1 단위격자(100)를 반복하여 인접시켜 얻은 제1 단위격자열(102)은 1열의 꼭지점(P11)과 다른 1열의 꼭지점(P12)을 갖는다.Referring to FIG. 3A, the
도 3의 (b)를 참조하면, 제2 단위격자열(106)은 복수의 제2 단위격자(102)의 한 변을 공유하도록 반복하여 연결한 구조를 갖는다. 인접하는 제2 단위격자 사이의 각 θ3은 제1 단위격자열의 경우와 같은 값을 갖는다. 이러한 제2 단위격자열(106)은 1열의 꼭지점(P21)과 다른 1열의 꼭지점(P12)을 갖는다. 이러한 제1 및 제2 단위격자열(106)에 대한 측면도를 도 4에 도시하고 있다.Referring to FIG. 3B, the second
도 5는 제1 및 제2 단위격자열(104, 106)을 결합하여 유체 혼합 통로(110)를 형성하는 것을 나타낸 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating the first and
제1 단위격자열(104) 및 제2 단위격자열(106)을 결합할 때에는, 제1 단위격 자열의 1열의 꼭지점 P12와 제2 격자열의 1열의 꼭지점 P21이 각각 접하도록 결합시켜야 한다. 제1 단위격자열의 다른 1열의 꼭지점 P11과 제2 단위격자열의 다른 1열의 꼭지점 P22가 접하도록 결합해도 무방하다. 이와 같이, 제1 단위격자열(104)과 제2 단위격자열(106)을 결합하면 복수의 유체 혼합 통로(110)가 형성된다. 이 유체 혼합 통로는 서로 반대 방향으로 마주보고 있는 제1 단위격자와 제2 단위격자가 형성하는 경사면을 따라 유체가 흐르도록 함으로써, 유체 사이의 혼합이 원활하게 이루어지도록 유체의 흐름을 형성한다.When combining the
도 6은 제1 및 제2 단위격자면을 반복하여 결합함으로써 형성한 믹서부(11)에 대한 부분사시도이다.6 is a partial perspective view of the
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치(10)를 이루는 믹서부(11)는 제1 및 제2 단위격자열(104, 106)을 반복적으로 결합하여 형성한다. 즉, 도 5에서 제1 단위격자열(104)의 다른 꼭지점 P12와 별도의 제2 단위격자열(106)의 꼭지점 P21을 결합한다. 다시 말하면, 제1 단위격자열과 제2 단위격자열을 반복하여 계속 결합함으로써 복수의 유체 혼합 통로(110)를 형성하여 믹서부(11)를 구성한다. 유체 혼합 통로(110)의 개수나 믹서부(11)의 크기는 전체 장치의 크기나 필요에 따라 임의로 정할 수 있다.As shown in FIG. 6, the
한편, 본 발명의 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치는 믹서부(11)를 2이상의 복수층으로 구성하여도 좋다. 즉, 도 6에서와 같이 형성된 믹서부를 2개이상 사 용하여 층 이상으로 적재하는 것이다. 도 7은 이러한 믹서부를 3층으로 구성하였을 때, 도 1에서 A-A'선을 따라 절단하여 본 단면도를 나타내고 있다.On the other hand, in the fluid mixing apparatus for removing air pollutants of the present invention, the
이와 같이, 믹서부를 복수층으로 구성하면, 유체가 믹서부를 통과할 때 흐름의 변화를 더 많이 줄 수 있기 때문에, 유체 혼합 효과를 더 높일 수 있다.In this way, when the mixer portion is composed of a plurality of layers, the fluid mixing effect can be further enhanced because the change of the flow can be more increased when the fluid passes through the mixer portion.
본 발명은 평행사변형의 단위면을 이용하여 형성한 격자 형태의 믹서부를 가짐으로써 두 종류 이상의 유체의 흐름을 적절히 변형시켜 원활하게 혼합될 수 있도록 하며, 고온에 견딜 수 있는 재료를 적용하기에 적합한 믹서부의 구조를 갖는 대기오염물질 제거용 유체 혼합 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.The present invention has a grid-shaped mixer formed by using a parallel quadrilateral unit surface so that the flow of two or more fluids can be properly mixed and smoothly mixed, suitable for applying a material that can withstand high temperatures It has the effect of providing an fluid mixing apparatus for removing air pollutants having a negative structure.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.
Claims (3)
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