KR100986423B1 - 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페인트 슬러지를 2차 슬러지 보관조로 이송하는 슬러지 탈수장치에 폐열과 라디칼제를 이용하여 페인트 슬러지의 수분함량을 낮춘 상태로 최종 회수하고, 페인트 슬러지 내에 포함된 악취물질을 제거함으로써, 회수된 페인트 슬러지에서 악취발생을 최소화 할 수 있고, 페인트 슬러지 처리비용을 절감할 수 있도록 한 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 상기 슬러지 탈수장치의 페인트 슬러지와 혼합되도록 슬러지 탈수장치의 내부에 연통되게 설치되어 라디칼을 공급하는 라디칼 제조장치를 포함하고,

상기 라디칼 제조장치에 의해 생성된 라디칼이 슬러지 탈수장치의 전단에 투입되어 페인트 슬러지와 혼합되고, 페인트 슬러지에 함유된 악취물질을 분해하여 악취를 저감하는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치를 제공한다.

라디칼, 슬러지, 탈수, 페인트, 악취물질(VOCs)

Description

페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치{Reduction apparatus of water and bad smell included in paint sludge}

본 발명은 저수조 내에 생성된 페인트 슬러지를 회수하여 수분 및 악취를 제거할 수 있도록 한 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 제품의 생산시에는 그 대상물에 다양한 재질의 도료를 입히는 도장을 실시하는데, 이러한 도장은 대상물을 특정의 색상으로 하거나 혹은 방청 등의 특성을 부여하기 위하여 실시하며, 크게 분사식과 욕탕식의 두가지로 분류된다.

이 가운데서 분사식 도장은 욕탕식에 비하여 대상물의 일부분에 도색을 수행할 수 있다는 이점 때문에 널리 사용되고 있지만, 분사된 도료가 미세한 입자 형태로 공기 중에 혼합되어 배출될 수 있기 때문에, 공기 중에 미세한 입자 형태로 혼합된 도료를 포집하기 위한 설비, 즉 수세식 도장 부스 내에서 도장이 수행되고 있다.

종래의 수세식 도장 부스는 도장을 수행하는 흡기부와, 배기팬의 회전에 의 해 내부 공기를 강제 배기시키는 배기구가 구비된 밀폐구조의 챔버와; 상기 챔버의 중앙에 수직하게 구비된 수류판과; 상기 수류판의 상부에 위치하여 수류판의 외표면에 물을 균일하게 떨어뜨리는 급수부와; 상기 수류판의 후측에 위치하여 하측으로 물을 분무하는 노즐과; 상기 수류판과 노즐로부터 떨어지는 도료를 포함한 물을 받아 일측에 구비된 이송 펌프(미도시)를 통해 급수부 및 노즐에 물을 다시 공급하는 저수조로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 수세식 도장 부스는 밀폐된 챔버로 이루어져 배기구에 구비된 배기팬이 회전함에 따라 챔버 내부에 부압이 형성되며, 이러한 부압은 흡기부로부터 외기를 흡입하여 배기구로 배출시키는 기류를 형성하게 된다.

이에 따라 흡기부 입구에서 도장을 수행함에 따라 미세한 입자 형태로 분사된 도료는 공기와 혼합되어 상기한 기류를 타고 배기구를 통해 챔버의 외부로 배출되는 것이다.

이때, 도료의 분사시에 수류판의 표면에 직접 닿은 도료는 수류판의 표면을 타고 내려오는 물에 직접 포집되며, 수류판에 직접적으로 포집되지 않은 미세한 입자의 도료는 외기와 섞여 상기한 기류를 타게 된다.

이 가운데서 비교적 큰 입자의 도료는 수류판의 표면을 타고 내려와 저수조로 떨어지는 물에 의해 형성된 워터커튼(water curtain)에 포집되며, 비교적 작은 입자의 도료는 수류판 하부의 워터커튼을 통과한 후 노즐에서 분무된 미세한 물 입자와 합쳐져 저수조에 떨어지게 된다.

이와 같이 저수조에 모여진 도료를 포함한 물은 펌프를 통해 수류판에 물을 흘려보내는 급수부 및 노즐에 다시 공급됨으로써 물이 지속적으로 순환하면서 미세한 입자 형태의 도료를 포집하게 되는 것이다.

그런데, 이러한 수세식 도장 부스에서는 상기와 같이 저수조에 도료 입자가 떨어짐으로써 저수조의 상부와 하부에 페인트 슬러지가 생성되는데, 이렇게 생성된 페인트 슬러지가 급수부 및 노즐에 재공급되면, 미세한 도료 입자를 함유한 기류와 물과의 접촉면적을 감소시켜 도료 입자 제거 성능을 저하시키므로 가능한 저수조 내에서 회수해야 한다.

그러나, 종래의 페인트 슬러지 회수 방법으로는 작업자가 간헐적으로 뜰채를 이용하여 회수하는 방법이 전부이며, 이와 같은 간헐적인 회수 방법으로는 도료 입자를 제거하기에 충분하지 않으므로 도료 입자를 함유한 기류와 물과의 접촉면적을 감소시켜 도료 입자 제거 성능이 저하되는 단점이 있다.

또한 뜰채를 이용하여 슬러지를 회수할 경우에 수조의 상부에 부유하는 페인트 슬러지만을 회수할 수 있으므로 하부의 페인트 슬러지가 부패하여 악취의 원인이 되며, 회수된 페인트 슬러지 내에는 악취물질(VOC_S 등)이 함유되어 있어 회수된 이후부터 위탁업체가 반출하기까지 지속적으로 악취물질을 배출하여 작업환경을 악화시키고 악취민원의 원인이 되고 있다.

또한 뜰채를 이용하여 회수된 페인트 슬러지는 포대에 담겨 위탁처리를 하는데, 별도의 탈수가 이루어지지 않기때문에 높은 함수율(90% 이상)로 인한 처리비용 상승의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 페인트 슬러지를 2차 슬러지 보관조로 이송하는 슬러지 탈수장치에 폐열과 라디칼제를 이용하여 페인트 슬러지의 수분함량을 낮춘 상태로 최종 회수하고, 페인트 슬러지 내에 포함된 악취물질을 제거함으로써, 회수된 페인트 슬러지에서 악취발생을 최소화 할 수 있고, 페인트 슬러지 처리비용을 절감할 수 있도록 한 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 1차 슬러지 보관조에 저장된 페인트 슬러지를 이송 중에 탈수시킨 뒤 2차 슬러지 보관조에 최종 저장하는 슬러지 탈수장치를 포함하는 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치에 있어서,

상기 슬러지 탈수장치의 페인트 슬러지와 혼합되도록 슬러지 탈수장치의 내부에 연통되게 설치되어 라디칼을 공급하는 라디칼 제조장치를 포함하고,

상기 라디칼 제조장치에 의해 생성된 라디칼이 슬러지 탈수장치의 전단에 투입되어 페인트 슬러지와 혼합되고, 페인트 슬러지에 함유된 악취물질을 분해하여 악취를 저감하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 라디칼 제조장치는 과산화수소가 저장된 제1저장탱크;

오존이 저장된 제2저장탱크;

상기 제1 및 제2저장탱크로부터 과산화수소 및 오존을 공급받아 라디칼을 생성하는 라디칼 생성기;

상기 라디칼 생성기를 통해 생성된 라디칼을 슬러지 탈수장치에 라디칼을 공급하는 라디칼제 주입노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 악취물질을 연소시키기 위한 악취물질 연소수단;

냉각수를 이용하여 상기 악취물질 연소수단의 폐열을 회수하여 슬러지 탈수장치에 공급하는 열교환기; 및

상기 열교환기로부터 고온의 냉각수를 공급받아 슬러지 탈수장치를 가열할 수 있도록 슬러지 탈수장치 내부에 형성된 냉각수이동통로를 포함하고, 상기 냉각수이동통로는 열교환기 사이에 냉각수 순환가능하도록 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬러지 탈수장치는 고열에 의해 증발된 수증기와 악취물질과 라디칼이 반응하여 생성된 기체와 미반응 악취물질을 회수하여 저수조로 재순환시키는 기체회수관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치에 의하면, 1차 슬러지 보관조에 회수된 슬러지 내에 함유되어 있는 악취물질을 라디칼을 이용하여 분해하고, 분해산물과 미반응 악취물질을 기체회수관을 이 용하여 수조로 보내어 다시 한번 수세수로 처리함으로써 악취발생을 저감하여 민원을 사전에 예방할 수 있다.

또한, 1차 슬러지 보관조에서 2차 슬러지 보관조로 이송하는 과정에서 슬러지를 압축하여 탈수하던 방식에 폐열을 이용한 증발효과를 추가하여 회수된 페인 슬러지의 함수율을 90%에서 70%로 저감함으로써 처리비용을 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치를 나타내는 구성도이다.

본 발명은 그물망 벨트(12)를 이용하여 저수조(10) 상부와 하부의 페인트 슬러지(11)를 회수하고, 그물망 벨트(12)에 의해서 회수된 페인트 슬러지(11)를 제거하여 1차 슬러지 보관조(13)에 저장하고, 1차 슬러지 보관조(13)에 저장된 페인트 슬러지(11)를 2차 슬러지 보관조(14)로 이송시키는 과정에서 폐열과 라디칼을 이용한 스크류식 슬러지 탈수장치(15)를 적용함으로써 슬러지의 함수율 및 악취를 저감시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

본 발명은 특허출원 제2006-103986호에 개신된 '수세식 도장부스와 관련된 것으로서, 워터 커튼을 적용한 수세식 도장부스를 활용하여 오버 스프레이된 도장 입자를 처리하는 것은 기존 특허와 대동소이하다.

또한, 저수조(10) 상부와 하부의 페인트 슬러지(11)를 회수하여 1차 슬러지 보관조(13)에 저장하고 회수된 페인트 슬러지(11)를 1차 슬러지 보관조(13)에서 2차 슬러지 보관조(14)로 이송하는 과정에서 탈수하는 방식과 장치구성은 상기 특허와 동일하다.

본 발명의 슬러지 탈수장치(13)는 1차 슬러지 보관조(14)에 저장된 페인트 슬러지(11)를 2차 슬러지 보관조(14)로 이송시키면서 탈수시키는 장치로서, 상기 1차 슬러지 보관조(13)로부터 이송 및 탈수된 최종의 페인트 슬러지가 저장되는 2차 슬러지 보관조(14)와, 상기 1차 슬러지 보관조(13)와 상기 2차 슬러지 보관조(14) 사이에 연결 설치되고 일단부로 전달되는 구동모터(16)의 회전력에 의해 회전하면서 상기 1차 슬러지 보관조(13)의 페인트 슬러지(11)를 취하여 2차 슬러지 보관조(14)로 이송시키는 동시에 그로부터 수분이 배출되도록 하는 이송 스크류(17)와, 상기 이송 스크류(17)에 의해 2차 슬러지 보관조(14)로 이송되는 페인트 슬러지로부터 배출된 수분을 안내한 뒤 별도로 회수될 수 있게 외부 배출하는 탈수액 회수수단을 포함하여 구성된다.

상기 이송 스크류(17)는 탈수액 회수수단으로서 1차 슬러지 보관조(13)와 2차 슬러지 보관조(14) 사이에 이중관 형태로 연결 설치되는 내부의 탈수관(18)과 외부의 탈수액 회수관(20)에 의해 둘러싸여 있다.

상기 탈수관(18)은 이송 스크류(17)에 의해 이송되는 페인트 슬러지로부터 배출된 수분, 즉 탈수액이 통과할 수 있도록 다수의 홀(19)이 가공된 구조로 구비된다.

결국, 구동모터(16)가 회전되면서 이송 스크류(17)가 회전되게 되면, 1차 슬 러지 보관조(13)에 저장되어 있던 페인트 슬러지가 이송 스크류(17)에 의해 2차 슬러지 보관조(14)로 이송되며, 이때 이송 스크류(17)는 1차 슬러지 보관조(13)에 저장된 페인트 슬러지를 2차 슬러지 보관조(14)로 이송시키는 동시에 압축시키는 바, 이송 중에 발생한 탈수액은 탈수관(18)의 홀(19)을 통해 외부의 탈수액 회수관(20)으로 배출된다.

상기 탈수액 회수관(20)으로 배출된 탈수액은 다시 1차 슬러지 보관조(13)의 하단부에 설치된 배출통로를 통해 외부 배출되거나 배출통로를 통해 배출된 뒤 상기 저장조(10)로 재투입되게 된다.

바람직하게는, 상기 이송 스크류(17)와 그를 둘러싸고 있는 탈수관(18) 및 탈수액 회수관(20)을 1차 슬러지 보관조(13)의 하부와 2차 슬러지 보관조(14)의 상부 사이를 연결하도록 경사지게 설치하여, 이송 스크류(17)의 페인트 슬러지로부터 탈수관(18)의 홀(19)을 통과하여 탈수액 회수관(20)으로 배출된 탈수액이 구배에 의해 자연적으로 1차 슬러지 보관조(13)쪽으로 회수될 수 있게 하는 것이 가능하다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 수세식 도장 부스에 따르면, 저장조(10) 상부 및 하부에 생성된 페인트 슬러지를 그물망 벨트(12)에 의해 회수한 뒤 슬러지 분리기(21)로 분리하여 1차 슬러지 보관조(13)에 저장하고, 상기 1차 슬러지 보관조(13)에 저장된 페인트 슬러지를 이송 스크류(17)를 이용해 이송시키면서 탈수시킨 뒤 2차 슬러지 보관조(14)에 저장하도록 구성됨으로써, 페인트 슬러지를 저수조로부터 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

여기서, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 슬러지 탈수장치는 라디칼 제조장치(22)와 열교환기(23)를 포함한다.

본 발명에 따른 슬러지 탈수장치는 폐열과 라디칼을 이용하여 수분과 악취를 제거하는 바, 열교환기(23)는 냉각수를 이용하여 VOCs 연소수단(24)(RTO, RCO, TO 등)에서 배출되는 200℃ 내외의 배기가스에서 폐열을 회수하여 이송 스크류에 공급한다.

상기 이송 스크류(17)의 내부에는 냉각수 이동통로(25)가 형성되어, 열교환기(23)로부터 고온의 냉각수를 공급받아 냉각수 이동통로(25)를 통해 이송 스크류(17) 상부에서 하부로 이동하고, 이송스크류(17)에 의해 이송되는 슬러지는 고온의 냉각수로부터 열을 전달받아 수분이 증발되고, 압축에 의해 탈수되게 된다.

이때, 상기 냉각수 이동통로(25)의 상단부에는 열교환기(23)와 연통되는 제1냉각수 공급파이프가 연결되고, 냉각수 이동통로(25)의 하단부에는 열교환기(23)와 연통되는 제1냉각수 배출파이프가 연결되고, 상기 열교환기(23)에는 VOCs 연소수단(24)과 연통되는 제2냉각수 공급파이프가 연결되고, 제2냉각수 배출파이프가 연결된다.

상기 라디칼 제조장치(22)는 과산화수소 저장탱크(26), 오존 저장탱크(27), 라디칼 생성기(28), 라디칼제 주입노즐로 구성되고, 라디칼 생성기(28)는 과산화수소 저장탱크(26)와 오존 저장탱크(27)로부터 과산화수소와 오존을 공급받아

,

등의 라디칼을 생성하여 라디칼제 주입노즐을 통해 탈수관(18) 안에 공급 한다.

상기 탈수관(18) 안에 주입된 라디칼제 중 미반응 라디칼은 페인트 슬러지에 잔류하여 계속 악취물질을 제거하거나 탈수액과 함께 저수조로 이동하여 수세수 내에 함유되어 있는 악취물질 또는 유기물을 분해한다.

라디칼에 의한 악취물질 및 유기물의 분해과정은 다음과 같다.

악취물질(VOCs)+라디칼(

,

)→생성물(CO₂,H₂O)+미반응 악취물질(VOCs)

유기물(C₆H₁₂O₆)+라디칼(

,

)→생성물(CO₂,H₂O)+미반응 유기물(C₆H₁₂O₆)

그리고, 상기 라디칼 생성과정은 다음과 같다.

기체회수관(29)은 고열에 의해 증발된 수증기와 악취물질과 라디칼이 반응하여 생성된 기계와 미반응 악취물질을 회수하여 저수조(10)로 보내는 기능을 하고, 탈수관(18)의 상단과 저수조(10)를 연결한다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

회수장치에 의해서 1차 슬러지 보관조(13)에 회수된 페인트 슬러지는 슬러지 탈수장치(15)에 의해서 2차 슬러지 보관조(14)로 이송된다. 이송과정에서 라디칼 제조장치(22)에 의해 생성된 라디칼이 탈수관(18)의 하단에 투입되어 페인트 슬러지와 혼합된다.

이과정에서 페인트 슬러지에 포함된 악취물질을 분해하여 악취를 저감시킨다. 또한 미반응 라디칼은 페인트 슬러지에 잔류하여 지속적으로 악취물질을 분해하거나 탈수액과 함께 저수조로 이동하여 수세수 내에 함유되어 있는 악취물질 또는 유기물을 분해한다.

한편, 열교환기(23)에 의해 공급된 고온의 냉각수는 이송 스크류(17) 중앙의 냉각수 이동통로(25)를 통과하여 이송 스크류(17)를 가열하고, 이송 스크류(17)는 페인트 슬러지를 압축하여 수분을 제거함과 동시에 증발효과를 이용하여 추가적으로 수분을 제거한다.

수증기, 악취 분해가스, 미반응 악취물질은 기체회수관(29)을 통해 수조의 수세수에 의해 다시 한번 처리되고 배출된다. 또한 고온의 냉각수에 의해 공급된 열은 라디칼의 악취물질의 분해를 촉진한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치를 나타내는 구성도,

도 2는 도 1에서 슬러지 탈수장치의 횡단면도,

도 3은 도 2의 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 저수조 11 : 페인트 슬러지

12 : 그물망 벨트 13 : 1차 슬러지 보관조

14 : 2차 슬러지 보관조 15 : 슬러지 탈수장치

16 : 구동모터 17 : 이송 스크류

18 : 탈수관 19 : 홀

20 : 탈수액 회수관 21 : 슬러지 분리기

22 : 라디칼 제조장치 23 : 열교환기

24 : VOCs 연소수단 25 : 냉각수 이동통로

26 : 과산화수소 저장탱크 27 : 오존저장탱크

28 : 라디칼 생성기 29 : 기체회수관

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 1차 슬러지 보관조에 저장된 페인트 슬러지를 이송 중에 탈수시킨 뒤 2차 슬러지 보관조에 최종 저장하는 슬러지 탈수장치를 포함하는 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치에 있어서,

   상기 슬러지 탈수장치의 페인트 슬러지와 혼합되도록 슬러지 탈수장치의 내부에 연통되게 설치되어 라디칼을 공급하는 라디칼 제조장치를 포함하고,

   상기 라디칼 제조장치에 의해 생성된 라디칼이 슬러지 탈수장치의 전단에 투입되어 페인트 슬러지와 혼합되고, 페인트 슬러지에 함유된 악취물질을 분해하여 악취를 저감하며,

   상기 라디칼 제조장치는 과산화수소가 저장된 제1저장탱크;

   오존이 저장된 제2저장탱크;

   상기 제1 및 제2저장탱크로부터 과산화수소 및 오존을 공급받아 라디칼을 생성하는 라디칼 생성기;

   상기 라디칼 생성기를 통해 생성된 라디칼을 슬러지 탈수장치에 라디칼을 공급하는 라디칼제 주입노즐을 포함하고,

   악취물질을 연소시키기 위한 악취물질 연소수단;

   냉각수를 이용하여 상기 악취물질 연소수단의 폐열을 회수하여 슬러지 탈수장치에 공급하는 열교환기; 및

   상기 열교환기로부터 고온의 냉각수를 공급받아 슬러지 탈수장치를 가열할 수 있도록 슬러지 탈수장치 내부에 형성된 냉각수이동통로를 포함하고, 상기 냉각수이동통로는 열교환기 사이에 냉각수 순환가능하도록 연통되는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 슬러지 탈수장치는 고열에 의해 증발된 수증기와 악취물질과 라디칼이 반응하여 생성된 기체와 미반응 악취물질을 회수하여 저수조로 재순환시키는 기체회수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 슬러지 내 수분 및 악취 저감장치.

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