KR100763975B1

KR100763975B1 - 폐가스 정화처리 장치

Info

Publication number: KR100763975B1
Application number: KR1020060102470A
Authority: KR
Inventors: 최영환
Original assignee: 최영환
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-10-05
Also published as: WO2008048041A1

Abstract

본 발명은 대기중으로 배출되는 다양한 종류의 폐가스와 폐가스 중의 고열을 알칼리 수증기와 냉각수단으로 냉각 및 결로시켜 정화처리하는 폐가스 정화처리 장치에 관한 것으로, 폐가스가 유입되는 가스처리조(3)와, 상기 가스처리조(3)로 알칼리 수증기(9)를 분무시켜 유입된 폐가스를 냉각 및 포집시켜 정화처리되게하는 노즐(10)과, 상기 노즐(10)로 알칼리 수증기(9)를 공급하는 알칼리 수증기 공급수단과, 상기 가스처리조(3) 내부에 격실이 형성되도록 소정거리로 이격 설치되는 복수 개의 냉각수단(8)과, 가스가 이동할 수 있게 상기 냉각수단(8)의 상부 또는 하부에 형성되는 통로(8a)와, 가스처리조(3) 하부에 형성되는 수조부(29)와, 정화된 가스와 중성수가 배출되는 출구(7) 및 제어기로 구성되며, 가스처리조(3)로 유입되는 고온 고산성의 폐가스는 알칼리 수증기(9)와 냉각수단(8)에 의해 상온 중성의 가스와 응축수로 정화처리된 다음 출구(7)로 배출되며, 열과 소음 및 악취 또한 크게 감소되어 대기오염 및 소음공해 그리고 지구 대기 온난화가 예방 또는 방지된다.

폐가스, 정화, 응축수, 알칼리수, 수증기, 분무, 가열조, 냉각수단, 촉매

Description

폐가스 정화처리 장치{DEVICE FOR PURIFYING EXHAUSTED GAS}

도 1 : 본 발명의 구성도.

도 2 : 본 발명 일 실시예의 횡단면도

도 3 : 본 발명 일 실시예의 종단면도.

도 4 : 본 발명 다른 실시예의 종단면도.

도 5 : 본 발명 또 다른 실시예의 종단면도.

도 6 : 본 발명 또 다른 실시예의 종단면도.

도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 제어기의 회로블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)--폐가스 정화처리 장치 (2)--처리실

(3)--가스처리조 (3a)--통체

(4)--폐가스 (5)--입구

(6)--응축수 (6a)--배출수

(7)--출구 (8)--냉각수단

(8a)--통로 (9)--알칼리 수증기

(10)--노즐 (11)--촉매

(12)--원수 (13)--알칼리수 공급조

(14)--항온히터 (15)--가열조

(16)(17)(28)--전자펌프 (18)--체크밸브

(19)(27)--관체 (20)(25)--온도센서

(21)--수위센서 (22)--안전밸브

(23)--압력계 (24)--보온재(또는 단열재)

(26)--약품공급조 (26a)--뚜껑

(29)--수조부 (d1)--입구 내경

(d2)--출구 내경 (h)--출구 높이

(w)--냉각수단의 폭

본 발명은 대기중으로 배출되는 다양한 종류의 폐가스를 깨끗이 정화처리하는 폐가스 정화처리 장치에 관한 것으로, 상세하게는 알칼리 수증기와 냉각수단으로 폐가스를 정화처리함으로써 고온 고산성의 폐가스가 상온 중성의 가스와 중성수로 배출되어 대기오염이 방지되고, 열과 배출소음 및 악취는 크게 감소되도록 한 것이다.

산업화의 진척에 따라 발생되는 폐가스는 일산화탄소, 이산화탄소, 다이옥신(탄화수소), 황산화물, 황화수소, 암모니아, 질소산화물(NOx) 등 실로 다양하며, 공장 굴뚝이나, 자동차, 선박, 보일러, 소각장, 화력발전소, 화장장 등에서 주로 발생하고 있으며 그 배출량도 증가일로에 있다.

상기 폐가스와, 폐가스 중의 열은 대기(공간) 중의 공기와 혼합되어 대기를 오염시킬 뿐 아니라, 소음과 악취를 발생시키고 대기를 온난화시키는 주범으로 인식되고 있다.

이러한 폐가스를 정화처리하는 장치로는 마이크론 백필터 또는 카트리지 필터 또는 전기 집진장치등을 이용하여 여과 및 집진하는 방식으로 정화처리하거나, 물을 입자상으로 분무시켜 유해물질을 포집하여 정화처리하는 장치 등이 제안된 바 있으나 구성들이 복잡하고 효율이 낮아 비경제적이며, 필터등을 주기적으로 교환하여야 함은 물론 챔버내의 주기적인 청소가 필요하여 유지보수가 힘들고 불편하며, 입자크기가 0.1㎛ 이하인 냄새입자 및 질소산화물은 쉽게 제거할 수 없었기 때문에 이들 장치에 의해 먼지등이 1차 제거된 폐가스를 촉매에 의한 화화적인 처리방법으로 2차 처리해야 하므로 처리비용이 증가하는 등 기체상태의 유해물질을 정화처리하기에는 한계가 있었다.

또한 차량으로부터 배출되는 폐가스(배기가스)는 대부분 여과지나 여과장치를 많이 이용하거나 여과물질이 충전된 카드리지를 배기관에 설치하여 배기가스를 정화하는 장치들이 있으나, 완전한 정화가 안되거나 배기가 원활치 못하거나 고형물질만 제거하는 수준이어서 매연이나 악취등을 완전히 제거하지 못하는 결점이 있으며, 소음기(消音器)를 사용하더라도 대기중으로 배출되는 폐가스의 온도가 고온이이서 지구 대기를 온난화시키는 주범이기도 하다.

또한 화학약품과 폐가스를 서로 반응시켜 유해물질을 침전시킨 다음 그 침전물을 매립하거나 폐기하는 방법으로 처리하는 경우 수질 뿐 아니라 토양을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이들 고온 고산성의 폐가스를 알칼리 수증기와 냉각수단으로 냉각 및 포집시켜 깨끗이 정화처리된 상온 중성의 가스와 물로 배출되게 함으로써 대기오염과 온난화가 방지되고 열과 소음 및 악취가 크게 감소되어 공해가 유발되지 않는 폐가스 정화처리 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 폐가스가 유입되는 가스처리조와, 상기 가스처리조로 pH 7 이상의 알칼리 수증기를 분무하여 유입된 폐가스가 냉각 및 정화처리되게하는 노줄과, 상기 노즐로 알칼리 수증기를 공급하는 알칼리 수증기 공급수단과, 상기 가스처리조에 소정거리로 이격 설치되는 복수 개의 냉각수단과, 가스가 이동할 수 있게 상기 냉각수단의 상부 또는 하부에 형성되는 통로와, 가스처리조 하부에 형성되는 수조부와, 정화된 가스와 물이 배출되는 출구 및 제어기로 구성되며, 가스처리조로 유입되는 고온 고산성의 폐가스는 분무되는 알칼리 수증기와 냉각수단에 의해 상온 중성으로 환원(還元)되어 가스와 물로 깨끗이 정화처리된 다음 출구로 배출되며, 냉각에 의해 열과 소음 및 악취 또한 크게 감소되어 대기오염과 대기 온난화 및 소음공해가 예방 또는 방지된다.

본 발명에서 상기 가스처리조 일측에 약품공급조를 설치하여 액상 또는 분말상태의 중화제(표면활성제, 계면활성제 등)를 가스처리조로 투여할 수 있게 구성함으로써 알칼리 응축수(결로수)나 알칼리 수증기에 쉽게 용해되지 않는 질소산화물이나 다이옥신 기타 유해물질들이 분해 및 정화처리되게 구성할 수 있다.

본 발명에서 알칼리 수증기 공급수단은, 촉매를 이용하여 원수를 알칼리수로 환원시켜 가열조로 공급하는 알칼리수 공급조와, 상기 알칼리수를 항온히터로 끓여 알칼리 수증기로 만드는 가열조와, 상기 가열조에서 만들어진 알칼리 수증기를 처리실의 폐가스 중으로 분무하는 노즐과, 알칼리수를 상기 가열조로 공급하는 전자펌프와, 알칼리 수증기를 상기 노즐로 공급하는 전자펌프와, 알칼리 수증기가 상기 알칼리수 공급조로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브와, 상기 노즐과 전자펌프와 가열조와 체크밸브와 알칼리수 공급조를 연결하는 관체로 구성하여 알칼리 수증기가 상시 공급된다.

본 발명을 설명함에 있어, 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도로, 폐가스가 유입되어 냉각 및 정화처리된 다음 배출되는 가스처리조와, 상기 가스처리조로 알칼리 상태의 수증기를 분무하는 수증기 분무수단과, 상기 가스처리조로 화학약품을 공급하는 약품공급수단으로 구성되며, 가스처리조로 유입된 고온 고산성의 폐가스는 알칼리 수증기와 냉각수단에 의해 포집(포화)되고 상온 중성으로 환원(還元)되어 가스와 물로 정화처리된 다음 배출되며, 냉각에 의해 열과 소음 및 악취 또한 크게 감소되어 대기오염과 대기 온난화 및 소음공해와 냄새가 예방 또는 방지된다.

도 2, 도 3은 본 발명 일 예로 도시한 폐가스 정화처리 장치(1)의 단면도로, 통체(3a)로 둘러싸인 팽창형 처리실(2)을 갖는 가스처리조(3)와, 가스처리조(3) 선단부에 형성되는 폐가스(4) 입구(5)와, 정화된 가스 및 가스 정화과정에 발생되는 물(수분)(6)이 배출될 수 있게 가스처리조(3) 후단부에 형성되는 출구(7)와, 가스처리조(3) 내부에 소정간격으로 이격 설치되는 복수의 냉각수단(8)과, 냉각수단(8) 사이에 형성되는 격실과, 가스가 이동할 수 있게 냉각수단(8)의 상부 또는 하부에 형성되는 통로(8a)와, 가스처리조(3) 측부에 한 개 또는 한 개 이상 설치되어 가스처리조(3) 내부로 pH 7 이상의 알칼리 수증기를 분무하는 노즐(10)과, 상기 노즐(10)로 pH 7 이상의 알칼리 수증기를 공급하는 알칼리 수증기 공급수단과, 응축수를 수집할 수 있게 처리실(2) 바닥부분에 형성되는 수조부(29)와, 처리실(2)의 온도를 감지하여 제어기로 입력하는 온도센서(25) 및 제어기로 구성된다.

상기 알칼리 수증기 공급수단은, 천연 또는 인공의 촉매(11)를 이용하여 원수(12)를 알칼리수로 환원시켜 가열조(15)로 공급하는 알칼리수 공급조(13)와, 상기 알칼리수를 항온히터(14)로 끓여 알칼리 수증기(9)로 만드는 가열조(15)와, 가열조(15)에서 만들어진 알칼리 수증기(9)를 처리실(2)의 폐가스 중으로 분무하는 상기 노즐(10)과, 알칼리수를 가열조(15)로 공급하는 전자펌프(16)와, 알칼리 수증기(9)를 노즐(10)로 공급하는 전자펌프(17)와, 알칼리 수증기(9)가 알칼리수 공급조(13)로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(18)와, 노즐(10)과 전자펌프(16)(17)와 가열조(15)와 체크밸브(18)와 알칼리수 공급조(13)를 연결시켜 수로를 형성하는 호스 또는 관체(19)로 구성된다.

본 발명에서는 여러가지 방법으로 알칼리수를 얻을 수 있다. 이를테면, 상기 촉매(11)는 세라믹 등의 천연 광물질을 이용하여 원수(보통의 물)가 pH 7 이상의 알칼리수로 환원되게 하거나, 일반적으로 알려져 있는 알카리성 약제 또는 알칼리성이 높은 식물의 즙이나 식품, 이를테면 콩잎, 쑥 등의 즙이나, 광물 및 생물등으로부터 얻어지는 부산물을 이용할 수 있음은 물론이다.

또한 천연 광물질을 이용하는 경우 전기석인 토르말린 또는 제올라이트 분말등을 소정 크기로 성형시킨 세라믹볼을 이용할 수 있으며, 원수(12)의 물분자는 상기 촉매(11)와 충돌하는 과정에서 pH 7 이상의 알칼리수로 환원(전환)된다.

본 발명에서 알칼리수 공급조(13)에는 보온수단이나 항온 가열수단을 구비하여 알칼리수가 동절기에 결빙되는 것을 방지하도록 함이 바람직하며, 보온이나 항온에는 폐가스(4)의 열을 이용하여 결빙을 방지할 수도 있다.

상기 노즐(10)의 설치위치로는 가스처리조(3)의 상부 또는 측면이 되며, 냉각수단(8)과 냉각수단(8) 사이에 설치하여 알칼리 수증기(9)의 효과적인 분무 및 정화가 이루어지도록 하고, 복수 개로 설치하는 경우 도 6과 같이 가스처리조(3)의 양측에 설치하되 좌우 대칭 또는 좌우 비대칭되는 지점에 각각 설치할 수 있다.

가스처리조(3)의 입구(5) 내경(d1)과 출구(7) 내경(d2)은 서로 같거나, 또는 출구의 내경(d2)이 입구의 내경(d1)보다 조금 큰 정도로 구성하여 배출부하가 방지 되도록 하고, 가스처리조(3)의 단면 형상은 원통형상으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 타원형상ㆍ사각형상ㆍ다각형상ㆍ또는 이들의 변형형상이나 복합형상으로 다양화 할 수 있음은 물론이다.

상기 가열조(15)에는 항온히터(14)와, 가열온도 및/또는 수증기의 온도를 감지하는 온도센서(20)와, 가열조(15)의 수위를 감지하여 일정높이의 수위가 유지되게 하는 수위센서(21)와, 수증기가 발생되는 가열조(15)를 이상 고압으로부터 보호하는 안전밸브(22)와, 가열조(15)의 내부압력을 감지하는 압력계(23)와, 가열조(15)를 빙둘러 감싸 단열시키는 보온재(24)와, 가스처리조(3) 일측에 설치되어 가스처리조(3)의 내부온도 및/또는 폐가스의 온도를 감지하는 온도센서(25)로 구성된다.

본 발명 다른 실시예로, 도 4와 같이 가스처리조(3)의 일측에 약품을 투입 및 보충할 수 있도록 뚜껑(26a)을 갖는 약품공급조(26)를 설치하여 액상 또는 분말상태의 중화제, 예컨대 표면활성제(계면활성제)등을 가스처리조(3)로 투여할 수 있게 함으로써 알칼리 응축수(결로수)나 알칼리 수증기에 용해되지 않는 일부의 냄새입자, 질소산화물, 다이옥신 기타 유해물질들이 거의 완전히 분해 및 정화처리된다.

상기 약품공급조(26)와 가스처리조(3)를 연결하는 호스 또는 관체(27) 사이에는 전자펌프(28) 또는 솔레노이드밸브가 설치되어 처리실(2)로 공급되는 화학약품의 공급과 중단 또는 공급량을 단속 및 제어하게 된다.

상기 약품공급조(26)는 가스처리조(3)의 상부 또는 측부에 설치되어 약품이 수직 또는 자연스럽게 낙하할 수 있도록 구성된다.

한편, 가스처리조(3) 내부에 설치되는 냉각수단(8)은 소정길이를 갖는 복수의 판체가 하니컴 구조로 조밀하게 연결되어 폐가스(4)가 이동할 수 있게 미세 다공이 무수히 형성된 구조이며, 상부 및 하부에 형성되는 통로(8a)에 의해 폐가스(4)의 원활한 이동과 배출이 유도된다.

그리고 처리실(2)로 분무되는 알칼리 수증기(9)에 의해 포집 및 중화된 가스입자는 상기 판체 부분에 쉽게 흡착된 다음 판체 부분을 타고 밑으로 흘러내려 수조부(29)로 모이며, 일부는 슬러지 형태로 수조부(29)에 미량 남게되고 액상의 물은 출구(7)로 배출된다.

또한 냉각수단(8)을 구성하는 판체는 소정의 폭(w)을 가지며, 하니컴 구조에 의해 미세한 크기의 다공이 무수히 형성되어 있어서 일부의 폐가스가 통과하면서 감온되며, 또한 소음기의 흡음 배기공의 기능을 겸하게 되므로 소음이 흡음되어 크게 감쇠된다.

본 발명에서 입구(5)로 유입되는 폐가스(4)는 폐가스 발생원에 의한 배출압력에 의해 자연스럽게 유입되며, 또한 처리실(2)을 지나 출구(7)로 자연스럽게 배출된다.

본 발명에서 처리실(2)은 입구(5)보다 크게 확장된 구조여서 유입되는 폐가스(4)가 팽창되면서 냉각되므로 소음이 감소되며, 노즐(10)로 분무되는 알칼리 수증기(9)에 의해 재차 냉각되면서 열과 소음이 크게 감소되고 탈취되며, 냉각수단(8)에 의해 다시 냉각되면서 소음과 냄새가 거의 없어진다.

상기 냉각수단(8)은 엘리먼트인 다수의 판체가 하니컴 구조로 구성되고, 여러 개의 격실이 형성되게 소정거리로 이격되어 복수 개로 설치되며, 또한 외부공기와 접하는 통체(3a) 부분에 연결되어 열전도되므로 가스 냉각효율이 극대화된다.

상기 처리실(2)의 바닥면은 도 2와 같이 출구(7)의 내측 하부면보다 낮게 형성되어 있어서 소정 높이(h)가 유지되므로 응축수(6)를 담수할 수 있게 소정 용적의 수조부(29)가 형성되며, 상부 또는 하부에 통로(8a)가 구비되는 냉각수단(8)은 교대로 상기 수조부(29)에 통로(8a)가 잠기도록 구성되므로 대부분의 폐가스가 처리실(2)의 통로(8a)와 격실 및 수조부(29)의 통로(8a)를 순차적으로 통과하면서 정화처리되고 중성으로 중화되며, 일부의 폐가스는 냉각수단(8)을 통과하면서 정화처리된다.

특히, 수조부(29)의 통로(8a)를 지나는 폐가스는 수조부(29)의 응축수를 통과하면서 습식 정화되며, 일부는 슬러지 형태로 수조부(29)에 미량 남게되고 응축수(6)는 출구(7)로 배출된다. 그리고 약간의 pH 변화는 있을 수 있으나 출구(7)로 배출되는 정화된 가스와 배출수(6a)는 pH 6.5 ~ 7.5 의 중성이다.

pH 6 미만의 산성도가 높은 고온의 폐가스는 처리실(2)로 분무되는 알칼리 수증기(9)에 접촉하면서 중성으로 중화되며, 폐가스 중에 포함된 가스입자와 입자성 유해물질은 수조부(29)에 모인 알칼리 응축수(6)에 거의 대부분 포집되어 중화되고 정화되며, 중화 및 정화처리된 가스와 정화처리과정에서 발생되는 응축수(6)는 출구(7)로 배출된다.

상기 수조부(29)의 응축수(6)는 알칼리 상태로 유지되며, 약품공급조(26)를 통하여 표면활성제와 같은 중화제가 투여되어 용해되면 알칼리 응축수(6)나 알칼리 수증기(9)에 쉽게 용해되지 않는 질소산화물이나 다이옥신 기타 유해물질의 거의 대부분이 분해 및 정화처리되며, 수조부(29) 바닥으로 침전되는 미량의 슬러지는 주기적으로 취출하여 폐기하면 될 것이다.

본 발명에서 알칼리 수증기(9)는 폐가스 입자를 충분히 포집할 수 있게 0.1Kg/㎝²~ 1Kg/㎝²의 압력으로 분무되며 자체 온도와 폐가스의 온도에 의해 60℃ 이상으로 유지되는 알칼리 수증기(9)에 의해 폐가스(4) 중에 함유된 산화질소물(NOx)등이 수중으로 쉽게 용해되어 정화처리된다. 따라서 상기 산화질소물(NOx)에 의해 발생되는 역겨운 냄새와 스모그 현상 등이 방지된다.

도 7은 일 예로 도시한 본 발명 제어기의 회로블럭도를 도시한 것이다.

메모리를 갖는 중앙처리장치(CPU)등으로 구성되는 제어부(C)의 입력에 가열조(15)의 온도를 감지하는 온도센서(20)와, 가스처리조(3)의 온도를 감지하는 온도센서(25)와 가열조(15)에 설치되는 수위센서(21)와, 각종데이터의 입력이나 수정 및 초기화등을 위하여 다수의 키패드로 구성되는 설정부(32)가 각각 접속되고, 제어부(C)의 출력에는 알칼리수 공급조(12)의 알칼리수를 가열조(15)로 공급하는 전자펌프(16)와, 가열조(15)의 알칼리 수증기(9)를 노즐(10)고 공급하는 전자펌프(17)와, 폐가스 처리에 필요한 화학약품을 처리실(2)로 공급하는 전자펌프(28)와, 가열조(15)를 가열시켜 알칼리 수증기를 발생하는 항온히터(14)와, 설정부에 의해 입력되거나 수정 및 초기화되는 데이터 및 현재 데이터 등이 표시되는 표시부와, 이상이 발생되면 경보되는 알람부가 각각 접속된다.

본 발명 실시 예의 폐가스 정화처리 장치(1)의 작용을 설명한다.

본 발명에서 알칼리 수증기(水蒸氣)는 상대습도가 높은 습윤증기로 분자운동이 활발한 기체상태의 물이며, 폐가스(4)의 열에너지 일부를 흡수하여 활발한 기체 상태이므로 분자 운동이 더욱 활발해진다.

또한 폐가스(4)는 고온에 의해 수분이 거의 없지만 분무되는 알칼리 수증기(9)와 접촉하면서 상대습도가 올라가고 온도는 떨어지게된다. 그리고 처리실(2)의 내부 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 폐가스(4) 중의 미세먼지나 입자 등이 핵작용을 하게 되므로 물방울(結露)로 맺혀 응결 및 포집되며, 응결된 폐가스 입자는 비중이 증가하여 수조부(29)의 응축수(6)로 낙하하게 된다.

그리고 고산성의 폐가스(4)는 알칼리 수증기(9)와 이온교환(ion exchange)이 이루어지면서 중성으로 환원된다. 따라서 응축수(6)는 폐가스를 흡수하여 필요없는 성분 또는 유해성분들이 제거 및 정화되며, 또한 산도가 높은 폐가스는 pH 6.5 ~ 7.5의 중성으로 중화된다.

또한 본 발명에서 처리실(2)은 팽창실 구조이므로 유입되는 폐가스(4)의 기압이 떨어지며 알칼리 수증기와 냉각수단(8)에 의해서도 온도가 더욱 하강하여 이슬점까지 떨어져 응축(결로)되며, 응축에 의해 비중이 높아진 가스입자의 일부는 수조부(29)로 낙하하고, 응축된 나머지의 가스입자는 복수의 냉각수단(8)으로 흡착되면서 수조부(29)로 낙하하게 되며, 일산화탄소는 물로 바로 변환된다.

도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이 각종 기기로부터 배출되는 고온 고산성의 폐가스(4)가 배출압력에 의해 입구(5)를 통하여 처리실(2)로 자연스럽게 유입되고, 항온히터(14)와 전자펌프(17)가 동작하여 가열조(15)의 알칼리수가 수증기로 기화되면서 노즐(10)을 통하여 폐가스(4) 중으로 분무되며, 고온 고산성의 폐가스(4)는 무화되는 알칼리 수증기(9)에 의해 입자상의 물질과 유해성분들이 포집된다. 분무되는 알칼리 수증기(9)는 폐가스의 고온(500℉ ~ 2,000℉)에 의하여 증기로 더욱 무화됨과 동시에 고온의 폐가스(4)에 혼합되고, 수증기에 의해 폐가스에 포함된 유해가스 성분들이 포집된다.

또한 처리실(2)로 유입되는 폐가스(4)가 알칼리 수증기(9)를 거치게되면 폐가스(4)에 함유된 NOx 및 먼지의 대부분은 분무 상태의 알칼리 수증기(9)에 포집되어 응축(결로)되며, 비중이 증가되어 수조부(29)로 낙하하고 응축수(6)에 의해 정화 및 중성수로 중화되고 냉각되며, 일부는 냉각수단(8)을 통과하면서 정화처리되어 출구(7)로 배출된다.
이 때 고온(500℉ ~ 2,000℉)의 온도로 유입된 폐가스(4)는 정화과정을 거치면서 크게 감온되며 출구(7)로 배출되는 가스와 배출수(6a)의 온도는 10℃ 전후의 상온 상태이다.

본 발명에서 출구(7)로 배출되는 정화된 가스 및 응축수(6a)는 상온 중성이므로 금속류의 산화 등이 방지되며, 배출되는 물은 정화된 중성수이므로 무단 배출(방출)해도 무방할 정도로 깨끗하다. 그리고 노즐(10)에 의해 분무되는 알칼리 수증기(9)에 의해 0.1㎛ 이하의 냄새입자도 포집되어 제거되므로 가스중의 냄새가 탈취 제거된다.

본 발명에서 폐가스는 입구(5)를 통하여 처리실(2)로 유입된 다음 분무되는 알칼리 수증기(9)에 의해 습식 정화되며, 다수의 냉각장치(8)를 지나면서 냉각되어 체적이 즐어들고 열과 소음 및 악취가 크게 감소되며, 일부는 수분으로 변환되어 정화된다. 또한 폐가스의 종류나 성질 및 함량에 따른 차이를 고려하여 약품공급조(26)로부터 공급되는 중화제에 의해 거의 완전 정화된다.

본 발명에서 pH 7 이상의 알칼리수는 환원력이 우수한 활성상태가 된다. 따라서 높은 산도의 산성 폐가스가 산염기평형을 유지하는 중성으로 환원된다.

즉, 산과 염기(鹽基)가 당량(當量)씩 반응하여 산 및 염기로서의 성질을 잃는 중화반응에 의해 폐가스(4)가 중성으로 중화된다.

상기 폐가스(4)는 알칼리 수증기(9) 및 알칼리 응축수(6)에 녹아 거의 대부분 이온화하여 산화되거나 분해되어 무해한 가스와 물로 환원되며, 일부는 미량의 슬러지 형태로 남게 된다. 그리고 알칼리 수증기(9)는 양성자(H+)와 비공유전자쌍을 받아들일 수 있는 물질이다. 그리고 약품공급조(26)로부터 공급되는 중화제에 의해 산성의 폐가스가 거의 전부 중성으로 중화된다.

본 발명에서 출구로 배출되는 물은 정화된 중성수이므로 도시안된 회수관을 이용하여 알칼리수 공급조(13)로 유입시켜 재사용할 수 있다.

본 발명에서 배기 흐름상의 압력 변화로 인한 소음은 냉각수단(8)에 형성된 미소 여과공으로 흡수되어 소음이 감소되며, 온도저하에 의해서도 소음과 악취가 크게 격감된다.

본 발명의 냉각수단(8)은 하니컴 구조의 판체가 냉각핀으로 동작하며, 외부공기에 접하는 통체(8a)와 연결되어 있고, 수증기 및 응축수에 접하게되므로 공랭식(空冷式)과 수랭식(水冷式)을 겸하는 구조이다. 즉, 하니컴 구조의 판체가 냉각핀으로 동작하여 쉽게 냉각시키게되고, 분무수에 의해 수냉식으로도 냉각된다.

본 발명에서 가열조(15)에는 제어기에 접속된 수위센서(21)가 설치되어 있어서 알칼리수가 증발에 의해 수위가 낮아지더라도 알칼리수 공급조(13)로부터 알칼리수가 자동으로 공급되어 일정 범위로 수위가 유지되므로 처리실(2)로 알칼리 수증기(9)가 항상 공급된다.

또한 상기 가열조(15)에는 온도센서(20)와 안전밸브(22)가 설치되어 있어서 노즐(10) 막힘등에 의한 이상 고압이나 수위센서(21)의 고장이나 알칼리수가 미처 공급되지 못하는 등의 원인에 의해 가열조(15)에 이상 과열이 발생되는 경우 제어기가 항온히터(14)로 공급되는 전원을 차단하게 되므로 안전이 유지되며, 보온재(24)로 둘러싸여 있어 가열조(15)의 열손실이 방지된다.

또한 본 발명은 가스처리조(3)로 알칼리 수증기(9)를 공급하여 습식으로 정화하게되며, 폐가스(4)는 알칼리 수증기(9)에 의해 정화 및 중성화됨으로써 깨끗이 정화된 가스와 응축수(6a)로 배출되어 환경오염(대기오염)이나 폐가스에 의한 질병 등 각종 유해환경이 방지되며, 또한 간단한 구성에 의해 생산원가가 절감된다.

또한 본 발명은 분무되는 미세 크기의 알칼리 수증기(9)에 의해 입자크기가 0.1㎛ 이하인 냄새입자 및 액겨운 냄새와 스모그 현상을 유발시키는 질소산화물 등이 정화 및 중화되면서 거의 제거되므로 정화처리효율이 우수하며, 대부분의 냄새가 거의 탈취될 뿐 아니라 종래처럼 촉매에 의한 화화적인 2차 처리과정이 불필요하여 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한 다른 실시예로 제시된 약품공급조(26)의 중화제를 처리실(2)로 투여하면 극히 미량으로 배출될 수 있는 냄새입자와 질소산화물등의 유해물질이 거의 완전히 제거된다.

본 발명 폐가스 정화처리 장치(1)를 차량에 설치하는 경우 차량의 머플러 대신 설치하면 되며, 차량으로부터 배출되는 폐가스가 처리실(2)을 통과하는 동안 자연스럽게 정화되면서 배기되므로 폐가스의 정화와 배기와 자연스럽게 달성된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형과 모방을 행할 수 있으나, 이는 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 자명하다 할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 가스처리조로 유입되는 폐가스 중으로 알칼리 수증기가 분무되어 중성으로 중화되면서 깨끗이 정화되어 상온 중성의 가스와 물로 배출되고 열과 소음 및 악취는 격감되므로 대기오염과 대기 온난화 및 소음공해가 방지되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 분무되는 미세 크기의 수증기에 의해 입자크기가 0.1㎛ 이하인 냄새입자 및 질소산화물등이 거의 완전히 제거되므로 촉매에 의한 화화적인 2차 처리과정이 불필요하여 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 구성이 간단하여 생산원가를 절감하고 고장을 줄일 수 있으며, 사용이 편할 뿐 아니라, 폐가스가 발생되는 곳에는 쉽게 설치하여 사용할 수 있어서 환경오염을 방지하는데 일조할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims

폐가스가 유입될 수 있게 처리실 선단에 입구가 형성되는 가스처리조와, 상기 가스처리조로 알칼리 수증기를 분무시켜 정화처리되게하는 노즐과, 상기 노즐로 알칼리 수증기를 공급하는 알칼리 수증기공급수단과, 상기 가스처리조 내부에 소정거리로 이격 설치되는 복수 개의 냉각수단과, 가스가 이동할 수 있게 상기 냉각수단에 형성되는 통로와, 상기 냉각수단 사이에 형성되는 격실과, 상기 처리실 하부에 형성되는 수조부와, 정화처리된 가스와 응축수가 배출될 수 있게 가스처리조 후단에 형성되는 출구로 구성하여서 된 폐가스 정화처리 장치.
청구항 1에 있어서 ; 가스처리조의 일측에 처리실로 중화제를 공급하는 약품공급조를 설치하여서 된 폐가스 정화처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 알칼리 수증기 공급수단은, 촉매를 이용하여 원수를 알칼리수로 환원시켜 가열조로 공급하는 알칼리수 공급조와, 상기 알칼리수를 항온히터로 끓여 알칼리 수증기로 만드는 가열조와, 상기 가열조의 알칼리 수증기를 처리실의 폐가스 중으로 분무하는 노즐과, 알칼리수를 상기 가열조로 공급하는 전자펌프와, 알칼리 수증기를 상기 노즐로 공급하는 전자펌프와, 알칼리 수증기가 상기 알칼리수 공급조로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브와, 상기 노즐과 전자펌프와 가열조와 체크밸브와 알칼리수 공급조를 연결하는 관체로 구성하여서 된 폐가스 정화처리 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 냉각수단은 소정길이를 갖는 복수의 판체가 하니컴 구조로 조밀하게 연결되어 미세 다공이 무수히 형성되고, 냉각수단 일측에 통로가 형성된 것임을 특징으로 하는 폐가스 정화처리 장치.