KR100925165B1 - 오존을 이용한 공기 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기에 포함된 세균, 휘발성 유기 화합물(VOC, Volatile Organic Compounds), 악취 등을 효과적으로 제거하기 위하여 오존 가스와 오존수를 동시에 이용한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 공기 유입관이 탱크 수위보다 상부에 위치된 오존 산화수 탱크; 상기 오존 산화수 탱크의 상부에 연결되게 설치되고, 내부에 다수 층으로 담체가 설치된 상자체의 정화 타워; 상기 담체 중 상층부 담체의 상부에 수세 노즐이 설치되고 하층부 담체의 상부에 오존수 노즐이 설치된 오존을 이용한 공기 정화 장치에 있어서, 상기 오존 산화수 탱크의 내부에는 탱크 수위보다 높고, 하부에 순환구가 형성된 상자체의 미산화 오존 수집기가 설치되고; 일단은 상기 오존 산화수 탱크의 외측 하부에 연결설치되고, 타단은 오존 산화수 탱크와 미산화 오존 수집기를 관통하여 미산화 오존 수집기의 내부에서 탱크 수위보다 낮게 위치되도록 순환관이 설치되며; 상기 순환관의 관로상에 오존 발생기와, 오존수 순환 펌프가 설치되고; 상기 오존 산화수 탱크와 오존수 노즐을 연결하도록 오존수 공급관이 설치되며; 상기 오존수 공급관로상에는 오존 산화수 펌프가 설치된, 오존을 이용한 공기 정화 장치가 제공된다.

정화 장치, 오염 공기, 오존, 오존 가스

Description

오존을 이용한 공기 정화 장치{Apparatus for air purifying using ozone}

본 발명은 공기에 포함된 세균, 휘발성 유기 화합물(VOC, Volatile Organic Compounds), 악취 등을 효과적으로 제거하기 위하여 오존 가스와 오존수를 동시에 이용한 장치에 관한 것이다.

[문헌 1] 한국 특허등록 제10-0239241호, 1999.10.20

산화티타늄(TiO2), 산화지르코늄(ZrO2) 등의 광촉매 물질을 여러 종류의 담체 표면에 코팅하고, 오염 공기를 접촉시켜 정화하는 장치가 개발되어 있고, 광촉매에 의한 정화의 기술은 공지공용된 상태에 있다.

그리고 상기와 같은 장치 및 방법을 보다 더 개량하여 수세 장치 및 방법으로 정화의 효율을 높인 기술이 개발되어 있다. 즉 악취 등의 오염 성분이 수용성인 성질을 이용하여 물에 용해시키는 것으로 광촉매가 코팅된 담체로 오염 공기를 통과시킴과 동시에 상부에서 물을 분사하는 이중의 정화 구조이다.

상기와 같은 종래의 경우에는 광촉매와 자외선 램프에 의한 광화학작용에 의한 정화 작용과, 수세에 의한 정화 작용을 결부시킨 것이다.

그러나 종래의 구조는 대규모 석유화학 공단의 오염 공기나, 대형 설비에서 나오는 오염 공기의 악취와 휘발성 유기 화합물을 대량으로 동시에 처리하기에는 역부족이고, 정화의 효율이 저하되었다. 즉, 대형 산업 설비에서 발생되는 오염 공기는 설비의 가동과 함께 발생되어 나오는데, 종래의 구조에서는 발생되는 오염 공기를 제대로 정화하기 위하여 큰 용량의 설비가 요구되는데 이는 실제적으로 많은 문제가 있다.

본 발명은 집적된 구조에서 대량의 오염 공기를 비롯하여 오염 시설로 부터 배출되는 다양한 배출가스를 정화할 수 있도록 하기 위하여 종래의 광화학 반응과 수세에 의한 정화는 물론이고, 이에 오존을 이용하는 구성을 결합시킴으로써 대량 의 오염 공기를 효율 높게 정화할 수 있는 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같이 본 발명은 광화학 반응과 수세 및 오존수를 이용한 복합 장치로서, 강력한 산화력을 가진 오존 가스(O₃)를 오염공기와 반응시켜 정화하는 건식 정화와, 1차 정화된 공기를 다시 오존수로 정화시키는 습식 정화 후, 최종적으로 물로 수세하는 장치를 제공하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 구조에 의하여, 오존을 건식 정화와 습식 정화에 동시에 이용할 수 있어 오존의 살균, 정화의 능력을 극대화시켜 종래 광화학 반응과 수세에만 의존하던 공기 정화의 효율을 극대화 시킴으로써, 대량으로 배출되는 오염 가스나, 대기를 정화하는데 있어 큰 효과를 가져 오게 된다.

본 발명은 오존을 이용한 것에 특징이 있는 것으로, 특히 오존을 건식 및 습식으로 이용함에 있다.

종래의 경우는 공기 유입관(1)이 탱크 수위보다 상부에 위치된 오존 산화수 탱크(2); 상기 오존 산화수 탱크(2)의 상부에 연결되게 설치된 상자체의 정화 타워; 상기 정화 타워의 내부에 설치된 담체(3);를 포함하여 구성된다. 상기 담체(3)는 광촉매가 코팅될 수도 있는데, 이 경우에는 광촉매를 활성화시키는 자외선 램프 등의 조광 장치가 더 설치된다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 상기의 담체(3)가 정화 타워 내부에 일정 간격으로 하나 이상 설치되어 다층 구조를 이루고; 상기 담체(3) 중 상층부에 설치된 하나 이상의 담체(3) 상부에는 수세 노즐(4)이 설치되어, 담체(3)를 통과하는 오염 공기가 세척수에 의해 정화되고, 하층부의 나머지 담체(3) 상부에는 오존수 노즐(5)이 설치되어, 담체(3)를 통과하는 오염 공기가 오존수에 의해 정화되는 구조를 가진다.

상기의 수세 노즐(4)은 세척수 탱크(6)에 연결된 세척수 공급관(7)과 연결되고, 세척수 공급관(7)의 라인상에는 세척수 펌프(8)가 설치된다. 그리고 상기 수세 노즐(4)의 하부에 설치되어 수세되는 담체(3)의 하부에는 정화 타워를 상하로 구획하는 집수판(9)이 설치되고; 상기 집수판(9)에는 상부에서 떨어지는 물을 막고 하부에서 올라오는 공기를 통과시키는 구조를 가진 다수 개의 통기공(10)이 형성되고, 상부에서 떨어지는 물을 모아 세척수 탱크(6)로 보내는 집수관(11)이 설치된다. 따라서 세척수는 세척수 펌프(8)에 의해 순화되고 회수되는 구조이다.

상기의 집수판(9)은 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 하부에서 상부로 이동하는 공기가 통과하는 다수 개의 통기공(10)이 형성되어 있고, 통기공(10)의 사이에 집수관(11)이 설치되어 있으며, 통기공(10)으로 물이 흘러 내리지 못하도록 통기공(10)의 상부에 가림판(12)이 설치된 구조이다.

그리고 상기 오존 산화수 탱크(2)의 내부에는 탱크 수위보다 높고, 하부에 순환구(13)가 형성된 상자체의 미산화 오존 수집기(14)가 설치되고; 일단은 상기 오존 산화수 탱크(2)의 외측 하부에 연결설치되고, 타단은 오존 산화수 탱크(2)와 미산화 오존 수집기(14)를 관통하여 미산화 오존 수집기(14)의 내부에서 탱크 수위보다 낮게 위치되도록 순환관(15)이 설치되며; 상기 순환관(15)의 관로상에 오존 발생기(16)와, 오존수 순환 펌프(17)가 설치되고; 상기 오존 산화수 탱크(2)와 오존수 노즐(5)을 연결하도록 오존수 공급관(18)이 설치되며; 상기 오존수 공급관(18)로상에는 오존 산화수 펌프(19)가 설치된다.

상기에 있어서, 공기 유입관(1)의 관로상에는 건식 오존 접촉 장치(20)가 설치되고, 미산화 오존 수집기(14)의 상부와 건식 오존 접촉 장치(20)의 사이에 미산화 오존 유입관(21)이 연결되게 설치된다.

그리고 도 2와 같이, 정화 타워가 분리되도록 구성할 수도 있다. 즉, 오존수 정화 타워(22)와 세척수 정화 타워(23)로 분리되어 구성되고, 오존수 정화 타워(22)와 세척수 정화 타워(23)는 연결관(24)으로 연결된다.

도 1과 도 2의 실시예에서와 같이, 오존수를 이용한 정화가 먼저 이루어지고, 그 후 세척수에 의한 정화가 이루어진다. 이는 공기 중에 잔존할 수 있는 오존을 세척수로 제거하여 대기로 방출되지 못하도록 하는 의미도 있다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명은 오존을 건식과 습식으로 이용하여 정화 효율을 높인 것에 특징이 있다.

오존은 공기 중에서 산화분해되는 속도가 빠르고 검댕 등 2차 오염물질의 발생이 없다. 따라서 오존의 이용은 부수적인 장점까지 가지게 되어 오염 공기를 정 화하는데 매우 유용하게 된다.

본 발명에서는 이와 같은 오존을 이용하고, 오존은 오존 발생기(16)로부터 인위적으로 발생시킨 강력한 산화력을 가진 오존을 사용한다. 이렇게 발생시킨 오존을 대기 오염물질인 악취 및 휘발성 유기화합물인 NH3, H2S, CH3SH, (CH3)2S 등을 제거하게 된다.

본 발명의 오존 발생기(16)는 산소 분자에 에너지를 가하여 산소를 분해하여 오존을 생성시키는 장치로서, 에너지를 가하는 방법에 따라 화학법, 자외선법, 방사선 조사법, 전기 방전법 등이 있으며, 어떠한 방식을 채용하더라도 상관없다.

오존 발생기(16)로부터 발생된 오존은 오존 산화수 탱크(2)에 연결된 순환관(15)으로 공급되어 일부 물에 산화되고, 순환관(15)을 따라 물과 함께 이동되어 오존 산화수 탱크(2)에 모이게 된다.

특히 본 발명은 오존을 습식과 건식으로 사용할 수 있도록 하는 구조를 가지고, 건식 정화의 경우 물에 산화되지 않은 오존 가스를 이용하는 구조이다. 따라서 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 오존 산화수 탱크(2)의 내부에 별도의 탱크 구조를 설치하게 된다. 즉, 미산화 오존 수집기(14)가 그것인데, 순환관(15)의 끝단부가 미산화 오존 수집기(14)의 내부에서 탱크 수위보다 낮게 위치되고, 탱크 수위보다 높은 위치에 미산화 오존 유입관(21)의 일측 단부가 위치된 구조이다. 따라서 물에 산화되지 않고 잔존 가스로 남아 있는 오존은 탱크 수위의 상부에 위치된 미산화 오존 유입관(21)의 일측 단부를 통해 건식 오존 접촉 장치(20)로 이동하게 된다.

건식 오존 접촉 장치(20)는 오존 가스와 오염된 공기가 1차적으로 정화되는 장치로서, 오존 가스와 공기의 접촉을 증대시키기 위해 다수 개의 필터가 설치된 구조이다.

오염 공기는 건식 오존 접촉 장치(20)에 설치된 공기 유입구(25)를 통해 들어 온 후 오존 가스에 의해 1차 정화된다. 그리고 공기 유입관(1)을 통해 정화 타워로 이동된다.

공기는 정화 타워에서 상부로 이동되면서 오존수와 세척수에 의해 재차 정화가 이루어지는 구조이다.

본 발명은 도 1과 같이 오존수에 의한 정화와, 세척수에 의한 정화가 하나의 혼합 정화 타워(26)에서 이루어질 수 있다. 그리고, 도 2와 같이 오존수에 의한 정화는 오존수 정화 타워(22)에서 이루어지고, 세척수에 의한 정화는 세척수 정화 타워(23)에서 이루어지도록 별도로 구성하고 공기는 연결관(24)을 통해 이동될 수 있도록 하는 구성도 가능하다.

어떠한 실시예라도 공기의 흐름을 따라 오존수에 의한 정화가 선행된다. 이는 공기 중에 오존이 존재할 경우 마지막 세척수에 의한 정화로 공기에 잔존한 오존을 제거하여 대기로 방출하기 위함이다.

공기가 혼합 정화 타워(26) 또는 오존수 정화 타워(22)로 유입되면 상부로 이동되면서 먼저 오존수로 정화된다. 오존수는 다수 층의 담체(3)의 상부에 설치된 오존수 노즐(5)을 통해 하측 담체(3)로 분사된다.

따라서 공기는 담체(3)에 의해 넓은 면적으로 접촉되어 정화의 효율이 증대되고, 광촉매가 코팅된 담체(3)의 경우에는 광화학반응에 의한 정화가 더 일어나게 되며, 동시에 오존수에 의해 정화되는 구조이다. 오존수는 오존 발생기(16)에서 발생된 오존이 용존하는 오존 산화수 탱크(2)에 담긴 오존 산화수이고, 오존 산화수는 오존 산화수 펌프(19)에 의해 상기 오존수 노즐(5)로 송급되는 구조이다.

오존수는 담체(3)를 통과하여 하부의 오존 산화수 탱크(2)로 낙하되어 다시 회수되고, 공기는 도 1에서는 상층부로 이동되고, 도 2에서는 연결관(24)을 통해 세척수 정화 타워(23)로 이동된다.

도 1의 혼합 정화 타워(26)의 최상부 하나 이상의 담체(3)에서는 세척수에 의해 공기가 정화되고, 도 2의 세척수 정화 타워(23)에서는 이에 설치된 모든 담체(3)에서 공기는 세척수에 의해 정화된다.

세척수는 세척수 탱크(6)에 있는 것으로, 세척수 펌프(8)에 의해 수세 노즐(4)로 송급되어 분사된다. 담체(3)를 통과한 세척수는 도 3에 도시된 집수판(9)에 의해 다시 회수되어 세척수 탱크(6)로 보내진다.

상기 집수판(9)에는 다수 개의 통기공(10)이 형성되어 있어, 공기의 흐름이 자유롭게 되나, 상부에서 떨어지는 물은 통과하지 못하는 구조이다. 이러한 구조는 여러 실시예가 가능하나, 도 3에 도시된 실시예는 통기공(10)의 상부에 가림판(12)이 설치된 것으로 상부의 물이 떨어지더라도 가림판(12)에 의해 통기공(10)으로 떨어지는 것이 방지된다. 물론 통기공(10)의 둘레에는 일정 높이의 벽이 돌출되는데, 이에는 관 형태의 것이 부착될 수도 있다. 상기와 같이 통기공(10)은 공기는 통과하고, 상부에서 떨어지는 물은 통기공(10)으로 빠지지 않도록 하는 구조를 가진다.

그리고 집수판(9)에는 세척수 탱크(6)와 연결된 집수관(11)이 설치되어 있으 므로, 상부에서 떨어진 물이 흘러가는 관로를 형성하게 된다.

따라서 오존수에 의해 정화된 공기는 도 1에서는 상부 측으로 이동되고, 도 2에서는 연결관(24)을 통하여 세척수 정화 타워(23)로 이동된다. 그리고 담체(3)를 통과하여 상부의 공기 배출구(27)를 통해 배출된다. 물론 공기가 담체(3)를 통과할 때 세척수사 분사되어 공기 속의 오염 물질이 세척수에 용해되거나 씻겨져 정화된다.

상기와 같이 오존수와 세척수에 의해 정화된 공기는 상부의 응집망체(28)를 통과하여 공기 배출구(27)로 배출되는데, 응집망체(28)는 공기 중에 포함된 수분을 응결시켜 분리하기 위한 수단으로 사용된다.

상기와 같이 본 발명은 오염 공기를 오존 가스를 이용하여 건식 오존 접촉 장치(20)에서 1차 정화하고, 오존수를 분사하여 2차 정화한 후, 세척수로 3차 정화하여, 공기 중의 잔존 오존을 제거하고 악취 등의 공해 물질을 제거하여 배출하게 된다.

도 1은 정화 타워의 일실시 예시도

도 2는 정화 타워가 두 개의 부분으로 나뉘어져 구성된 실시 예시도

도 3은 집수판의 상세도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 공기 유입관 2 : 오존 산화수 탱크

3 : 담체 4 : 수세 노즐

5 : 오존수 노즐 6 : 세척수 탱크

7 : 세척수 공급관 8 : 세척수 펌프

9 : 집수판 10 : 통기공

11 : 집수관 12 : 가림판

13 : 순환구 14 : 미산화 오존 수집기

15 : 순환관 16 : 오존 발생기

17 : 오존수 순환 펌프 18 : 오존수 공급관

19 : 오존 산화수 펌프 20 : 건식 오존 접촉 장치

21 : 미산화 오존 유입관 22 : 오존수 정화 타워

23 : 세척수 정화 타워 24 : 연결관

25 : 공기 유입구 26 : 혼합 정화 타워

27 : 공기 배출구 28 : 응집망체

Claims (5)

1. 삭제
2. 공기 유입관(1)이 탱크 수위보다 상부에 위치된 오존 산화수 탱크(2); 상기 오존 산화수 탱크(2)의 상부에 연결되게 설치되고, 내부에 다수 층으로 담체(3)가 설치된 상자체의 정화 타워; 상기 담체(3) 중 상층부 담체(3)의 상부에 수세 노즐(4)이 설치되고 하층부 담체(3)의 상부에 오존수 노즐(5)이 설치된, 오존을 이용한 공기 정화 장치에 있어서, 상기 오존 산화수 탱크(2)의 내부에는 탱크 수위보다 높고, 하부에 순환구(13)가 형성된 상자체의 미산화 오존 수집기(14)가 설치되고; 일단은 상기 오존 산화수 탱크(2)의 외측 하부에 연결설치되고, 타단은 오존 산화수 탱크(2)와 미산화 오존 수집기(14)를 관통하여 미산화 오존 수집기(14)의 내부에서 탱크 수위보다 낮게 위치되도록 순환관(15)이 설치되며; 상기 순환관(15)의 관로상에 오존 발생기(16)와, 오존수 순환 펌프(17)가 설치되고; 상기 오존 산화수 탱크(2)와 오존수 노즐(5)을 연결하도록 오존수 공급관(18)이 설치되며; 상기 오존수 공급관(18)로상에는 오존 산화수 펌프(19)가 설치됨;을 특징으로 하는, 오존을 이용한 공기 정화 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 공기 유입관(1)의 관로상에 건식 오존 접촉 장치(20)가 설치되고, 미산화 오존 수집기(14)의 상부와 건식 오존 접촉 장치(20)의 사이에 미산화 오존 유입관(21)이 연결되게 설치됨을 특징으로 하는, 오존을 이용한 공기 정화 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 수세 노즐(4)의 하부에 설치되어 수세되는 담체(3)의 하부에는 정화 타워를 상하로 구획하는 집수판(9)이 설치되고; 상기 집수판(9)에는 상부에서 떨어지는 물을 막고 하부에서 올라오는 공기를 통과시키는 구조를 가진 다수 개의 통기공(10)이 형성되고, 상부에서 떨어지는 물을 모아 세척수 탱크(6)로 보내는 집수관(11)이 설치됨;을 특징으로 하는, 오존을 이용한 공기 정화 장치.
5. 삭제

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