KR100743375B1 - 가스 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 스크러버에 관한 것으로, 본 발명 가스 스크러버는 고온의 열을 이용하여 폐가스를 정화처리하는 열처리부와, 상기 열처리부를 고정하며, 폐가스의 처리가 이루어지는 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 하단에 위치하여 냉각수를 이용하여 챔버를 냉각하는 냉각부와, 상기 챔버와 상기 냉각부 사이에 위치하여 챔버의 분진이 냉각부에 적층되는 것을 차단하는 차단판을 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 챔버에서 발생된 분진이 냉각부의 냉각수 흐름을 방해하는 것을 방지함과 아울러 오버플로우 되는 냉각수가 챔버에 영향을 주는 것을 방지할 수 있어, 냉각부의 정화처리를 위해 가스 스크러버의 정화처리가 중단되는 것을 방지함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

가스 스크러버{scrubber for gas}

도 1은 종래 가스 스크러버의 구성도이다.

도 2는 종래 가스 스크러버의 열처리부의 구성도이다.

도 3은 본 발명 가스 스크러버의 일실시 구성도이다.

도 4는 본 발명 가스 스크러버에 적용할 수 있는 열처리부의 일실시 구성도이다.

도 5는 본 발명 가스 스크러버의 다른 실시예의 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:열처리부 110:음극봉

120:본체 130:제1양전극

140:제2양전극 150:폐가스 공급관

200:챔버 300:배출구

400:냉각부 410:냉각수 공급관

420:순환부 430:중앙배출관

500:차단판 600:분사노즐

본 발명은 가스 스크러버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 스크러버의 냉각 장치 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가스 스크러버에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 아크 토치 등의 고온의 열을 이용하여 폐가스를 정화처리하는 가스 스크러버는 그 가스 처리를 위한 열발생수단과, 가스가 정화처리되는 챔버 및 그 챔버를 냉각시키는 냉각수단을 구비하고 있으며, 이와 같은 종래 가스 스크러버를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 가스 스크러버의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 가스 스크러버는 폐가스에 열을 가하여 정화처리하는 열처리부(10)와, 상기 열처리부(10)에 의한 폐가스의 처리 공간을 제공함과 아울러 정화된 가스를 외부로 배출하는 배출구(30)를 구비하며, 저면부가 개방된 챔버(20)와, 상기 챔버(20)의 개방된 저면부에 결합되며, 냉각수가 공급되는 냉각수 공급포트를 구비함과 아울러 그 공급된 냉각수가 열교환 후, 중앙하부로 배출되도록 하는 배출구를 구비하는 냉각부(40)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 가스 스크러버의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 열처리부(10)는 플라즈마 아크 토치 등의 고온의 열을 발생시켜, 공급되는 폐가스를 열처리하는 구조이다.

이때, 상기 폐가스는 열처리부(10)를 통해 공급될 수 있고, 열처리부(10)에서 발생되는 고온의 화염에 직접 공급될 수 있다.

도 2는 상기 열처리부(10)의 일실시 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 열처리부(10)는 인가된 전압차에 의해 열전자를 방출하는 음극봉(11)과, 그 음극봉(11)을 지지함과 아울러 내측에 냉각수가 유입되는 냉각관(도면 미도시)을 포함하는 몸체(12)와, 상기 몸체(12)의 하단측에 결합되는 링형의 양전극(13)과, 상기 몸체(12)에 마련되어 상기 음극봉(11)과 양전극(13)의 사이에 폐가스를 공급하는 폐가스 공급관(14)를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성의 열처리부(10)는 음극봉(11)과 양전극(13) 사이의 전압차에의하여 아크 방전이 발생한다.

이때, 상기 양전극(13)의 주변온도는 고온이 되며, 주변의 공기가 플라즈마 상태가 된다.

따라서, 상기 폐가스 공급관(14)을 통해 공급되는 폐가스는 상기 양전극(13)의 주변 및 양전극(13) 측에서 발생하는 화염에 의해 정화처리된다.

이와 같은 정화처리가 이루어지는 환경이 유지될 수 있도록 상기 열처리부(10)는 챔버(20)에 의해 고정되어, 정화처리가 이루어지는 공간이 그 챔버(20)에 의해 확보된다.

상기 정화처리된 폐가스는 그 챔버(20)의 배출구(30)를 통해 외부로 배기된다.

이와 같은 처리과정에서 상기 챔버(20)의 온도는 상승하게 되며, 이를 냉각시키기 위하여 상기 챔버(20)의 하단부에는 냉각부(40)가 구비된다.

상기 냉각부(40)의 구성은 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관(41)과, 상기 냉각수 유입관(41)을 통해 유입된 냉각수가 상기 챔버(20)의 하단부에서 순환하도록 하는 순환부(42)와, 상기 순환부(42)에 공급된 일정량 이상의 냉각수가 오버플로우 되어 외부로 배출되는 중앙배출관(43)을 포함한다.

상기와 같은 구성의 냉각부(40)는 냉각수 유입관(41)을 통해 냉각수가 일정량으로 지속적으로 공급되고, 그 공급에 의해 상기 순환부(42)에서 오버플로우된 냉각수가 중앙의 중앙배출관(43)을 통해 외부로 배출되는 것이며, 상기 순환부(42)에 지속적으로 공급되는 새로운 냉각수에 의해 상기 챔버(20)가 냉각된다.

상기 열처리부(10) 또한 냉각이 필요하나 이는 자체적인 냉각구조를 가지고 있어, 별도의 냉각장치를 설치할 필요는 없다.

이와 같은 구성의 종래 가스 스크러버는 폐가스의 처리과정에서 발생하는 분진 등이 상기 순환부(42)에 적층되어 상기 냉각수가 순환부(42)에서 중앙배출관(43)으로 배출되는 것을 막는 현상이 발생할 수 있다.

이와 같은 현상이 발생되면 냉각수의 공급과 배출에 이상이 발생하여 상기 챔버(20)를 냉각하는 효과가 현저하게 저하될 수 있다.

따라서, 일정시간 사용 후 상기 순환부(42)를 세정하여 분진 등을 제거해야 하며, 이때 폐가스 처리가 중단되어야 하는 등의 생산성 저하요인이 발생하게 된다.

또한, 상기 순환부(42)에서 중앙배출구(43) 측으로 오버플로우 되는 냉각수가 상기 챔버(20)의 내측으로 튀어 수증기가 발생하며, 챔버(20)의 내측을 오염시키는 경우가 발생할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 냉각부에 분진이 적층되는 것을 방지함과 아울러 오버플로우 되는 냉각수가 챔버의 내측으로 튀는 것을 방지할 수 있 는 가스 스크러버를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 가스 스크러버는 고온의 열을 이용하여 폐가스를 정화처리하는 열처리부와, 상기 열처리부를 고정하며, 폐가스의 처리가 이루어지는 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 하단에 위치하여 냉각수를 이용하여 챔버를 냉각하는 냉각부와, 상기 챔버와 상기 냉각부 사이에 위치하여 챔버의 분진이 냉각부에 적층되는 것을 차단하는 차단판을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

<실시예 1>

도 3은 본 발명 가스 스크러버의 일실시예에 따른 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명 가스 스크러버의 바람직한 실시예는 폐가스를 정화처리하는 열처리부(100)와, 상기 열처리부(100)를 고정함과 아울러 폐가스의 정화처리공간을 제공하며, 정화된 폐가스를 배기하는 배출구(300)를 구비하는 챔 버(200)와, 상기 챔버(200)의 하부에서 냉각수에 의한 냉각이 이루어지도록 하는 냉각부(400)와, 상기 냉각부(400)와 챔버(200)의 사이에 위치하여 상기 챔버(200)에서 발생되는 분진이 냉각부(400)에 적층되는 것을 방지하는 환상의 차단판(500)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 가스 스크러버 일실시예의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 열처리부(100)는 플라즈마 아크 토치 등 고온의 열을 발생시켜 폐가스를 정화처리할 수 있는 구성이면 그 구성에 의해 본 발명이 제한되지 않는다.

예를 들어 상기 열처리부(100)는 전기 히터, 화석연료 히터를 사용할 수 있다.

도 4는 상기 열처리부(100)의 바람직한 실시예의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 일단에 첨점을 구비하여 열전자를 방출하는 음극봉(110)과, 상기 음극봉(110)을 지지하며 내부에 냉각수 순환관(도면 미도시) 등이 구비된 몸체(120)와, 상기 몸체(120)의 상기 음극봉(110)의 첨점과 인접한 부분에 결합되어 초기 아크 방전이 이루어지도록 하는 제1양전극(130)과, 상기 제1양전극(130)의 저면측에서 소정거리 이격된 위치의 몸체(120)에 결합되어 상기 제1양전극(130)에서 발생된 아크 방전 지속적으로 유지되도록 하며, 내열성이 우수한 제2양전 극(140)과, 상기 제1양전극(130)과 음극봉(110)의 사이로 폐가스를 공급하는 폐가스 공급관(150)을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 열처리부(100)의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 음극봉(110)의 재질은 텅스텐을 사용할 수 있으며, 상기 제1양전극(130)의 재질은 상온에서의 저항율이 1.724X10^-2Ω㎜²/m인 구리를 사용할 수 있다.

이는 제1양전극(130)으로 상기 음극봉(110)의 열전자가 용이하게 방출되어, 강한 전류가 흐를 수 있도록 한 것이다.

상기 제1양전극(130)의 형상은 링형이며, 보다 바람직하게는 내주면에 단차를 가져 열전자의 유입부분 면적이 보다 작도록 하는 것이 바람직하며, 특히 그 링형 제1양전극(130)의 내주면에 단차를 가져 상기 제2양전극(140)과 인접하는 저면의 면적이 음극봉(110)과 인접하는 상면의 면적보다 더 넓게 하는 것이 바람직하다.

이는 최초의 아크방전이 제2양전극(140)과 인접하는 제1양전극(130)의 내주면 하부측에서 이루어지도록 함으로써, 발생된 아크가 쉽게 제2양전극(140)으로 이동하여 그 제2양전극(140)을 따라 상하 왕복 이동을 할 수 있도록 하기 위한 것이 다.

또한, 상기 제2양전극(140)의 재질은 저항률이 상기 제1양전극(130)에 비해 높더라도, 내열성이 강한 재질을 선택하여 사용한다.

상기 제2양전극(140)은 원통형 형상이며, 내주면 또한 단차가 없이 평탄한 것이 바람직하다.

상기 제2양전극(140)은 내열성이 우수한 그라파이트(graphite)를 사용할 수 있으며, 그 그라파이트에 SiC가 코팅된 것을 사용할 수 있다.

이와 같이 그라파이트 또는 SiC가 코팅된 그라파이트 재질의 제2양전극(140)을 사용함으로써, 실질적으로 전류가 지속적으로 유지되는 제2양전극(140)의 손상을 줄일 수 있게 된다.

상기 폐가스 공급부(150)에서 공급되는 폐가스는 상기 제2양전극(140)에서 유지되는 아크 방전에 의해 정화처리된다.

상기 열처리부(100)는 챔버(200)의 상부측에 고정되어 있으며, 그 챔버(200)의 내측으로 분사되는 화염에 의한 정화 또한 가능하게 한다.

상기 열처리부(100)와 챔버(200)에서 정화처리된 폐가스는 배출구(300)를 통해 외기로 배출되며, 이때 챔버(200) 내부의 온도는 플라즈마 및 화염에 의해 온도가 상승하게 된다.

이와 같은 챔버(200)를 냉각시키기 위하여 챔버(200)의 하단측에는 냉각수를 사용하는 냉각부(400)가 위치한다.

상기 냉각부(400)의 구성은 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관(410)과, 상기 공급된 냉각수가 챔버(200)의 하단부 측에서 순환하도록 하는 순환부(420)와, 상기 순환부(420)에서 오버플로우된 냉각수를 외부로 유출하는 중앙배출관(430)을 포함하여 구성된다.

상기 열처리부(100)에 의한 폐가스의 처리과정에서 폐가스에 포함된 이물이 연소되어 그 분진이 상기 순환부(420) 측으로 낙하하여 적층될 수 있으나, 그 순환부(420)의 상부측에 마련된 차단판(500)에 의해 분진이 순환부(420)에 적층되어 냉각수의 흐름을 방해하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 차단판(500)은 오버플로우되는 냉각수가 상기 챔버(200)의 내측으로 튀는 것을 방지할 수 있다.

상기 차단판(500)의 형상은 환형이며, 챔버(200)의 중심부측으로 갈수록 하향 경사진 구조를 가진다.

이와 같은 차단판(500)의 설치에 의하여 본 발명 가스 스크러버는 원활한 냉각수의 공급이 가능하며, 냉각수 공급 이상에 의해 가스 스크러버의 운전이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

<실시예 2>

도 5는 본 발명 가스 스크러버의 다른 실시예에 따른 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명 가스 스크러버의 다른 실시예는 상기 실시예1인 도 4의 구성에서 챔버(200)의 분진을 상기 중앙배출관(430) 측으로 강제 배출함과 아울러 냉각부(400)를 퍼지(purge)하는 분사노즐(600)을 더 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명 가스 스크러버의 다른 실시예의 구성과 작용을보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 분사노즐(600)은 상기 차단판(500)의 상부측에 위치하며, 비활성가스를 분사한다.

상기 비활성가스의 예로는 질소가스를 들 수 있으며, 이밖에 고온 분위기에서 비활성을 나타내는 가스를 모두 사용할 수 있다.

상기 차단판(500)은 도 3에 도시한 바와 같이 중앙측으로 하향 경사진 것이거나, 그 중앙측이 하향 절곡된 환형의 판일 수 있다.

상기 비활성가스를 분사하는 분사노즐(600)에 의해 챔버(200)에서 발생되는 분진은 상기 냉각부(400)에 적층되지 않으며, 그 냉각부(400)의 중앙배출관(430)을 통해 오버플로우된 냉각수와 함께 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명은 냉각수의 흐름이 방해되지 않도록 함과 아울러 냉각부(400)의 내측을 지속 또는 주기적으로 자체 퍼지함으로써, 냉각부(400)의 퍼지를 위해 폐가스 처리가 중단되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명 가스 스크러버는 챔버에서 발생된 분진이 냉각부의 냉각수 흐름을 방해하는 것을 방지함과 아울러 오버플로우 되는 냉각수가 챔버에 영향을 주는 것을 방지할 수 있어, 냉각부의 정화처리를 위해 가스 스크러버의 정화처리가 중단되는 것을 방지함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명 가스 스크러버는 챔버에서 발생된 분진을 냉각수와 함께 강제 배출함과 아울러 냉각부 및 차단판을 자체 정화하는 수단을 두어 폐가스의 정화 처리 과정에서도 냉각부 및 차단판을 자체 정화하여 별도의 정화처리를 위해 폐가스 처리 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 고온의 열을 이용하여 폐가스를 정화처리하는 열처리부;

   상기 열처리부를 고정하며, 폐가스의 처리가 이루어지는 공간을 제공하는 챔버;

   상기 챔버의 하단에 위치하여 냉각수를 이용하여 챔버를 냉각하는 냉각부; 및

   상기 챔버와 상기 냉각부 사이에 위치하여 챔버의 분진이 냉각부에 적층되는 것을 차단하는 차단판을 포함하는 가스 스크러버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 챔버와 상기 냉각부 사이에 위치하여, 비활성가스를 상기 냉각부 측으로 분사하는 분사노즐을 더 포함하는 가스 스크러버.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 차단판은 중앙부 측으로 하향 경사진 환형의 판이거나, 중앙부에 하향 절곡된 절곡부를 가지는 환형의 판인 것을 특징으로 하는 가스 스크러버.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 열처리부는 분리된 제1양전극과 제2양전극을 구비하며, 아크 방전을 유지하는 그라파이트 또는 SiC가 코팅된 그라파이트 재질의 제2양전극을 포함하는 플라즈마 아크 토치인 것을 특징으로 하는 가스 스크러버.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 열처리부는 가스 히터 또는 화석연료 히터인 것을 특징으로 하는 가스 스크러버.

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