KR100844178B1 - 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기 - Google Patents

임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기 Download PDF

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KR100844178B1
KR100844178B1 KR1020080031139A KR20080031139A KR100844178B1 KR 100844178 B1 KR100844178 B1 KR 100844178B1 KR 1020080031139 A KR1020080031139 A KR 1020080031139A KR 20080031139 A KR20080031139 A KR 20080031139A KR 100844178 B1 KR100844178 B1 KR 100844178B1
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홍성재
강성민
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금호환경 주식회사
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Abstract

본 발명의 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기는 가스 유입관(100)을 하부 일측에 구비하고, 기포 발생판(220), 분사장치(240) 및 디미스터(260)가 설치된 가스 처리부(200)를 중앙에 구비하며, 가스 배출부(300)를 상부에 구비하는 본체(10); 가스 유입관에 연결된 송풍기(20); 송풍기와 하나 이상의 악취가스 배출원(30)을 연결하며, 송풍기의 작동에 의해 하나 이상의 악취가스 배출원에서 배출된 악취가스를 가스 유입관로 이송하는 가스 이송관(40); 및 가스 배출부에서 분기되어 가스 이송관에 연결되며, 가스 처리부에서 처리된 가스의 일부를 가스 이송관으로 순환시키는 가스 순환관(50)을 포함한다. 상기 스크러버 탈취기는 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지하고, 기포 발생판에서 임핀젯 효과를 극대화하며, 악취가스의 정화효율이 떨어지는 것을 방지하고, 악취가스로부터 분진과 악취원인물질 등을 효과적으로 제거한다.
Figure R1020080031139
습식 스크러버, 가스 순환관, 회절판, 다공판, 임핀젯

Description

임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기 {Scrubber Deodorizer Maximing Impin-Jet Effect}
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 기포 발생판의 한 예인 다공판을 도시한 평면도이다.
도 3은 기포 발생판으로 다공판을 사용한 경우를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 기포 발생판의 다른 예인 회절판을 도시한 평면도이다.
도 5A는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 돌출부의 평면도를 나타낸다.
도 5B는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 돌출부의 정면도를 나타낸다.
도 6은 기포 발생판으로 회절판을 사용한 경우를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 구체예에 따른 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기를 개략적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요한 부호에 대한 간단한 설명 *
10. 본체 20. 송풍기
30. 악취가스 배출원 40. 가스 이송관
50. 가스 순환관 60. 댐퍼
70. 풍압센서 80. 제어장치
90. 스텝모터 100. 가스 유입관
200. 가스 처리부 300. 가스 배출부
발명의 분야
본 발명은 악취가스 정화장치인 습식 스크러버에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 본체에서 처리된 가스의 일부를 가스 이송관으로 순환시키는 가스 순환관이 설치되어, 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지하고, 임핀젯 효과를 극대화하며, 정화효율이 우수한 스크러버 탈취기에 관한 것이다.
발명의 배경
습식 스크러버는 악취가스를 액체에 접촉시켜서 악취가스 중의 가용성 성분 을 액체로 용해시키는 장치로서, 먼지는 물론 고농도의 휘발성 유기 화합물과 같은 악취원인물질을 제거할 수 있고 유지비용이 저렴하여, 산업체와 대기오염 방지시설 등에서 널리 사용되고 있다.
습식 스크러버의 종류에는 충전물이 충전된 충전탑, 버블캡이 설치된 스크러버 및 기포 발생판이 설치된 스크러버 등이 있다. 이 중에서 기포 발생판이 설치된 스크러버는 악취가스가 본체 안에 설치된 기포 발생판을 통과하여 상기 기포 발생판 위에 고인 물층을 지나면서 기포를 발생하게 되는 임핀젯 효과(impin-jet effect)를 이용하는 것이다. 구체적으로, 악취가스가 기포 발생판에 형성된 통공 등을 강한 압력으로 통과하여 상기 기포 발생판 위의 물층과 만나면 물층 내에 기포를 형성하게 되며, 상기 기포의 기액 접촉 경계면에서 악취가스에 포함된 악취원인물질과 분진이 확산 및 충돌에 의해 제거되는 것이다.
한편 일반적으로 습식 스크러버에는 가스 이송관을 통해 여러개의 악취가스 배출원이 연결되며, 한번 설치하면 습식 스크러버의 처리용량을 변경하기 어렵기 때문에, 습식 스크러버는 각각의 악취가스 배출원에서 배출되는 악취가스의 최대량를 모두 처리할 수 있는 용량을 갖도록 설계된다.
그러나 실제 가동환경에서는 여러개의 악취가스 배출원 중에서 일부만 가동되거나, 각각의 악취가스 배출원에서 배출되는 악취가스의 풍압이 설계단계에서 예상한 최대값보다 작은 경우가 많아, 습식 스크러버로 유입되는 악취가스의 풍압이 설계치보다 줄어들게 된다.
그런데 기포 발생판이 설치된 습식 스크러버로 유입되는 악취가스의 풍압이 설계치보다 작으면, 악취가스가 기포 발생판을 통과하면서 물층에 충분한 기포를 형성하지 못하게 되어, 임핀젯 효과가 충분히 발휘되지 못하고 정화효율이 저하된다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본체에서 처리된 가스의 일부를 가스 이송관으로 순환시키는 가스 순환관을 설치함으로써, 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지할 수 있고, 임핀젯 효과를 극대화하며, 우수한 정화효율을 가지는 본 발명을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 가스 순환관이 설치되어, 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지하는 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지함으로써 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본체로 유입되는 가스의 풍압 저하로 인해 정화효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본체에서 처리된 악취가스의 일부를 다시 본체로 순환시킴으로써, 악취가스를 반복해서 정화하는 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 악취가스로부터 분진과 악취원인물질을 효과적으로 제거할 수 있는 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가스 순환관을 수동 또는 자동으로 개폐할 수 있는 스크러버 탈취기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기를 제공한다. 상스크러버 탈취기는 악취가스를 본체 내부로 유입시키는 가스 유입관(100)을하부 일측에 구비하고, 상기 악취가스가 통과하여 기포 발생판 위의 세정액 층에 기포를 발생시키는 기포 발생판(220), 기포 발생판(220) 위로 세정액을 분사하는 분사장치(240) 및 기포 발생판(220)을 통과한 악취가스에 포함된 미스트를 제거하는 디미스터(260)가 설치된 가스 처리부(200)를 중앙에 구비하며, 가스 처리부(200)에서 처리된 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부(300)를 상부에 구비하는 본체(10); 가스 유입관(100)에 연결된 송풍기(20); 송풍기(20)와 하나 이상의 악취가스 배출원(30)을 연결하며, 송풍기(20)의 작동에 의해 하나 이상의 악취가스 배출원(30)에서 배출된 악취가스를 가스 유입관(100)로 이송하는 가스 이송관(40); 및 가스 배출부(300)에서 분기되어 가스 이송관(40)에 연결되며, 가스 처리부(200)에서 처리된 가스의 일부를 가스 이송관(40)으로 순환시키는 가스 순환관(50)을 포함한다.
상기 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기는 가스 순환관(50)에 설치되 며, 가스 순환관(50)을 개폐하는 댐퍼(60)를 더 포함한다. 또한 가스 유입관(100)에 설치되며, 송풍기(20)의 작동에 의해 이송된 악취가스의 풍압을 감지하는 풍압센서(70; 풍압센서(70)에서 감지된 풍압에 따라 제어신호를 출력하는 제어장치(80); 및 상기 제어신호에 따라 상기 댐퍼(60)를 회동시키는 스텝모터(90)를 더 포함한다.
기포 발생판(220)은 악취가스가 통과하는 복수의 통공(224)이 형성된 다공판(222) 또는 악취가스가 통과하는 복수의 돌출부(228)가 방사방향으로 형성되어 있는 회절판(226)일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 내용을 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 구체예에 따른 스크러버 탈취기는 본체(10), 송풍기(20), 가스 이송관(40) 및 가스 순환관(50)을 포함하여 구성된다. 이하 본 명세서에서, 악취가스란 분진, 휘발성 유기 화합물과 같은 악취원인물질 및 각종 대기오염물질을 포함하는 가스를 의미한다.
본체(10)는 악취가스를 본체 내부로 유입시키는 가스 유입관(100), 본체(10)로 유입된 악취가스를 처리하는 가스 처리부(200) 및 가스 처리부(200)에서 처리된 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부(300)를 구비한다. 가스 유입관(100)은 본 체(10)의 하부 일측에 구비되며, 가스 처리부(200)와 가스 배출부(300)는 각각 본체(10)의 중앙과 상부에 구비된다.
가스 유입관(100)에는 송풍기(20)가 연결된다. 또한 본체(10)의 외부에 위치하는 하나 이상의 악취가스 배출원(30)은 가스 이송관(40)을 통해 송풍기(20)와 연결된다.
하나 이상의 악취가스 배출원(30)에서 배출된 악취가스는 송풍기(20)의 작동에 의해 가스 이송관(40)을 거쳐 가스 유입관(100)으로 이송된다. 이송된 악취가스는 가스 유입관(100)를 통해 본체(10)의 내부로 유입되며, 가스 처리부(200)로 상승하게 된다.
가스 처리부(200)에는 본체(10)로 유입된 악취가스가 통과하여 기포 발생판(220) 위의 세정액 층에 기포를 발생시키는 기포 발생판(220), 기포 발생판(220) 위로 세정액을 분사하는 분사장치(240) 및 기포 발생판(220)을 통과한 악취가스에 포함된 미스트(mist)를 제거하는 디미스터(260)가 설치된다.
상기 세정액은 물, 흡수액 또는 이들의 혼합물이다. 상기 흡수액은 중화반응과 같은 화학반응을 통해 악취원인물질을 제거하는 것으로, 다양한 악취원인물질에 따라 잘 알려진 흡수액 중에서 적절한 것을 선택하여 사용한다. 예를 들어, 염화수소(HCl)를 포함하는 악취가스는 수산화나트륨(NaCl)과 같은 알칼리 흡수액을 사용하여 처리한다.
기포 발생판(220)은 가스 유입관(100)의 상부에 위치하며 수평하게 설치된다. 기포 발생판(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개가 설치될 수 있다. 기포 발생판(220)의 예로는 악취가스가 통과하는 복수의 통공(224)이 형성된 다공판(222) 또는 악취가스가 통과하는 복수의 돌출부(228)가 방사방향으로 형성된 회절판(226)을 들 수 있다.
도 2는 기포 발생판의 한 예인 다공판을 도시한 평면도이고, 도 3은 기포 발생판으로 다공판을 사용한 경우를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다공판(222)에는 악취가스가 통과하는 복수의 통공(224)이 형성되어 있다. 악취가스는 복수의 통공(224)을 통과하여 다공판(222) 위의 세정액 층을 지나면서 기포를 형성(임핀젯 효과)하게 되며, 상기 기포의 기액 접촉 경계면에서 악취가스에 포함된 악취원인물질과 분진 등이 제거된다.
구체적으로, 악취가스에 포함된 휘발성 유기 화합물과 같은 가스상의 물질은 기액 접촉 경계면에서 농도차에 따른 분자확산에 의해 세정액으로 흡수되며, 분진과 같은 입자상의 물질은 기액 접촉 경계면에서 충돌 및 확산에 의해 세정액에 부착되어 제거된다.
도 4는 기포 발생판의 다른 예인 회절판을 도시한 평면도이고, 도 5A 및 도 5B는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 각각 돌출부의 평면도와 정면도를 나타낸다. 도 6은 기포 발생판으로 회절판을 사용한 경우를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6를 참조하면, 회절판(226)에는 복수의 돌출부(228)가 방사방향으로 형성되어 있으며, 각각의 돌출부(228)에는 악취가스가 통과하도록 구멍이 형성되어 있다.
본체(10) 내부에서 상승하는 악취가스는 돌출부(228)의 구멍을 통과하면서 돌출부(228)의 하면에 충돌하게 되며, 회절판(226) 위의 세정액 층에 지나면서 기포를 형성(임핀젯 효과)하게 된다. 이렇게 기포가 형성되면 앞서 설명한 메커니즘에 의해 기포의 기액 접촉 경계면에서 악취가스에 포함된 악취원인물질과 분진 등이 제거된다.
회절판(226)은 악취가스를 돌출부(228)의 하면에 충돌시키므로 작은 크기의 기포를 형성할 수 있다. 또한 각각의 돌출부(228)를 통과한 악취가스가 방사방향으로 형성된 돌출부들(228)의 배열에 의해 회절하면서 상승하게 되어, 악취가스와 세정액의 접촉시간이 증가하며, 정화효율이 향상된다.
회절판(226)은 하나씩 사용하거나, 2개를 소정의 간격을 두고 이격하여 사용할 수 있다. 이격하는 간격은 통상 1 ㎝ 내지 5 ㎝ 정도가 바람직하지만, 적절하게 조정할 수 있다.
2개의 회절판을 이격하여 사용할 경우, 아래쪽에 위치한 회절판에 의해 형성된 기포가 상승해서 위쪽에 위치한 회절판의 돌출부의 하면에 충돌하여 더 작은 기포들로 나뉘게 되므로, 전체적으로 기액 접촉 경계면이 증가하게 된다.
분사장치(240)는 순환펌프(246)와 연결되어 세정액을 공급하는 공급파이프(244)와 공급 받은 세정액을 분사하는 분사노즐(242)로 구성된다. 순환펌프(246)는 배수파이프(248)를 통해 본체(10)의 아래쪽에 연결된다. 본체(10)의 아래쪽에는 흡수액을 공급하는 장치(도시되지 않음)가 더 연결될 수 있다.
디미스터(demister)(260)는 분사장치(240)와 가스 배출부(300)의 사이에 설 치된다. 기포 발생판(220)을 통과하여 악취원인물질과 분진 등이 제거된 악취가스는 계속 상승하여, 디미스터(260)와 접촉한다. 여기서, 가스에 포함된 액체 성분인 미스트(mist)가 제거되며, 처리된 가스는 본체(10)의 상부에 구비된 가스 배출부(300)로 상승한다.
가스 배출부(300)에는 가스 처리부(200)에서 처리된 가스를 외부로 배출하는 가스 배출구(320)가 형성되어 있고, 가스 배출부(300)에서 분기되어 가스 이송관(40)에 연결되는 가스 순환관(50)이 설치된다.
가스 처리부(200)에서 처리된 가스의 일부는 가스 순환관(50)을 통해 가스 이송관(40)으로 순환되어 송풍기(20) 및 가스 유입관(100)을 거쳐 다시 본체(10)의 내부로 유입되게 되며, 나머지는 가스 배출구(320)를 통해 외부로 배출된다.
이처럼 가스 처리부(200)에서 처리된 가스의 일부가 순환되어 다시 본체(10)로 유입되기 때문에, 악취가스 배출원에서 배출되는 악취가스의 풍압이 설계치보다 작더라도 본체(10)로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지할 수 있으며, 풍압 저하로 인해 기포 발생판(220)에서 임핀젯 효과가 떨어지는 것을 방지함으로써 임핀젯 효과를 극대화할 수 있다. 또한 악취가스가 순환되면서 반복하여 정화되기 때문에 보다 완벽하게 악취가스를 정화할 수 있다.
본 발명의 구체예에 있어서, 가스 순환관(50)에는 가스 순환관(50)을 개폐하는 댐퍼(60)가 설치된다. 댐퍼(60)는 일정한 각도로 회동하면서 가스 순환관(50)을 개폐하며, 가스 순환관(50)으로 순환되는 가스의 양을 조절한다.
작업자는 댐퍼(60)를 이용해서 악취가스 배출원(30)에서 배출되는 악취가스 의 풍압이 설계치와 같을 때는 가스 순환관(50)을 닫고, 배출되는 악취가스의 풍압이 설계치보다 작을 때는 풍압의 차이를 보상할 수 있는 가스가 순환되도록 가스 순환관(50)을 열수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 있어서, 댐퍼(60)는 자동으로 작동되도록 구성될 수 있다. 도 7은 본 발명의 다른 구체예에 따른 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 풍압센서(70)가 가스 유입관(100)에 설치되어, 송풍기(20)의 작동에 의해 이송된 악취가스의 풍압을 감지하게 된다. 풍압센서(70)에서 감지된 풍압은 제어장치(80)로 전달되며. 제어장치(80)는 감지된 풍압에 따라 댐퍼(60)에 연결된 스텝모터(90)에 제어신호를 출력한다. 그리고 스텝모터(90)는 상기 제어신호에 따라 댐퍼(60)를 회동시키게 된다.
구체적으로, 제어장치(80)는 풍압센서(70)에서 감지된 풍압을 풍압의 설계치와 비교하여, 감지된 풍압이 설계치보다 낮으면 댐퍼(60)가 가스 순환관(50)을 닫도록 스텝모터(90)에 제어신호를 출력한다. 한편, 감지된 풍압이 설계치보다 작으면 풍압의 차이를 보상할 수 있는 가스가 순환될 수 있게 댐퍼(60)가 가스 순환관(50)을 열도록 스텝모터(90)에 제어신호를 출력한다.
본 발명의 구체예에 따른 스크러버 탈취기는 본체(10)에서 처리된 가스의 일부를 순환시켜서 다시 본체(10)로 유입시키기 때문에, 악취가스 배출원(30)에서 배출된 악취가스의 풍압이 설계치보다 작더라도, 본체(10)에는 계속 일정한 풍압의 가스가 유입되게 되어 기포 발생판(220)에서 임핀젯 효과를 극대화할 수 있으며, 우수한 정화효율을 갖는다. 또한 가스가 순화하며 반복해서 정화되기 때문에 악취가스로부터 분진과 악취원인물질 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명은 본체에서 처리된 가스의 일부를 가스 이송관으로 순환시키는 가스 순환관을 통해 본체로 유입되는 가스의 풍압을 일정하게 유지하고, 기포 발생판에서 임핀젯 효과를 극대화하며, 악취가스의 정화효율이 떨어지는 것을 방지하고, 악취가스로부터 분진과 악취원인물질 등을 효과적으로 제거하는 스크러버 탈취기를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
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.

Claims (4)

  1. 악취가스를 본체 내부로 유입시키는 가스 유입관(100)을 하부 일측에 구비하고, 상기 악취가스가 통과하여 기포 발생판 위의 세정액 층에 기포를 발생시키는 기포 발생판(220), 상기 기포 발생판 위로 세정액을 분사하는 분사장치(240) 및 상기 기포 발생판을 통과한 악취가스에 포함된 미스트를 제거하는 디미스터(260)가 설치된 가스 처리부(200)를 중앙에 구비하며, 상기 가스 처리부에서 처리된 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부(300)를 상부에 구비하는 본체(10);
    상기 가스 유입관에 연결된 송풍기(20);
    상기 송풍기와 하나 이상의 악취가스 배출원(30)을 연결하며, 상기 송풍기의 작동에 의해 상기 하나 이상의 악취가스 배출원에서 배출된 악취가스를 상기 가스 유입관으로 이송하는 가스 이송관(40); 및
    상기 가스 배출부에서 분기되어 상기 가스 이송관에 연결되며, 상기 가스 처리부에서 처리된 가스의 일부를 상기 가스 이송관으로 순환시키는 가스 순환관(50);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 순화관에 설치되며, 상기 가스 순환관을 개폐하는 댐퍼(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 유입관에 설치되며, 상기 송풍기의 작동에 의해 이송된 악취가스의 풍압을 감지하는 풍압센서(70);
    상기 풍압센서에서 감지된 풍압에 따라 제어신호를 출력하는 제어장치(80); 및
    상기 제어신호에 따라 상기 댐퍼를 회동시키는 스텝모터(90);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기포 발생판은 상기 악취가스가 통과하는 복수의 통공(224)이 형성된 다공판(222) 또는 상기 악취가스가 통과하는 복수의 돌출부(228)가 방사방향으로 형성되어 있는 회절판(226)인 것을 특징으로 하는 임핀젯 효과를 극대화한 스크러버 탈취기.
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