KR101154603B1 - 공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법 - Google Patents

공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101154603B1
KR101154603B1 KR1020067010666A KR20067010666A KR101154603B1 KR 101154603 B1 KR101154603 B1 KR 101154603B1 KR 1020067010666 A KR1020067010666 A KR 1020067010666A KR 20067010666 A KR20067010666 A KR 20067010666A KR 101154603 B1 KR101154603 B1 KR 101154603B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode node
receptacle
node body
receiving portion
particulates
Prior art date
Application number
KR1020067010666A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060128878A (ko
Inventor
알렉산더 바시리비치 보리샌코
Original Assignee
앱솔루트 이콜로지 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 앱솔루트 이콜로지 코포레이션 filed Critical 앱솔루트 이콜로지 코포레이션
Publication of KR20060128878A publication Critical patent/KR20060128878A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101154603B1 publication Critical patent/KR101154603B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/06—Filters making use of electricity or magnetism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36—Controlling flow of gases or vapour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/152—Fullerenes
    • C01B32/156—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/38—Tubular collector electrode

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

공기 흐름으로부터 탄소, 황, 철, 금 등의 원소 물질을 회복시키는 장치(및 방법)에 있어서, 상기 장치는 깔대기 모양의 수용부(14); 상기 수용부(14)로부터 이격되며 뒤집힌 원뿔모양을 가지는 전극 노드 몸체(12); 전극 노드 몸체의 외부 표면과 수용부의 내부 표면(60) 사이에 형성되어 공기 흐름을 수용하는 깔대기 모양의 반응 영역(45); 및 전극 노드 몸체(12)에 장착되며 반응 영역으로 돌출되는 복수개의 점소스 전극들(36)을 포함하여 구성된다. 상기 전극 노드 몸체(12) 및 수용부(14)는 전기적으로 서로 격리되며, 수용부(14)는 접지되며, 전압원천은 전극 노드 몸체(12)에 전기적으로 연결된다. 상기 장치 및 방법은 화석 연료, 쓰레기, 기타 물질의 연소로부터 생성되는 오염물질을 함유하는 공기 흐름을 처리하여, 산화물을 원소 물질 및 물로 환원시키고, 공기 흐름으로부터 원소 물질을 제거하며; 석탄을 이용한 발전소의 배출물을 처리하되, 발전소 배출물로부터 탄소를 회복시키고 회복된 탄소를 연료로 재사용함으로써 발전소의 효율을 향상시키며; 소각로에서 쓰레기를 연소시키고 소각로 배출물을 처리하여 원소 물질을 회복시키는 바, 이로써 연소되지 않은 원래의 쓰레기와 비교할 때, 보다 훨씬 적은 공간에 쓰레기를 매립할 수 있다. 또한, 풀러린과 같은 가치 있는 원소 물질을 생산할 수 있다.
폐기물, 산화물, 매립지, 화석연료, 미립자, 석탄, 탄소

Description

공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING AND REMOVING AIRBORNE OXIDIZED PARTICULATES}
관련 특허의 상호 참조
본 출원은 다음의 카자흐스탄 특허출원: 출원번호 2003/1474.1 (출원일:2003년 11월 17일), 예비특허번호 14236; 출원번호 2003/1475.0 (출원일: 2003년 11월 17일), 예비특허번호 14237; 출원번호 2003/1635.1 (출원일: 2003년 12월 1일), 예비특허번호 14238; 출원번호 2003/1686.1 (출원일: 2003년 12월 10일), 예비특허번호 14312; 출원번호 2004/0911.1 (출원일:2004년6월 28일); 출원번호 2004/0924.1 (출원일: 2004년 6월 30일)에 기초한 우선권을 주장하여 출원된다.
본 발명은 공기중 산화 미립자를 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 화석 연료, 폐기물 및 기타 물질의 연소로부터 발생되는 오염물질을 함유하고 있는 공기흐름을 취급하여, 원소 물질 및 물에 함유된 산화물을 감소시키고 공기흐름으로부터 원소 물질을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치 및 방법은 또한 탄소(풀러린(fullerenes)포함), 황(S), 철(Fe), 금(Au) 등의 유용한 원소 물질들을 함유하는 공기흐름으로부터 원소물질을 회복시킬 수 있다.
다양한 자연현상과 전세계에 걸쳐 산업화된 국가들에 의해 인공의 오염물질이 공기중과 물에 유입됨에 따라 우리의 환경은 급속도록 오염되고 있다. 공기중으로 유입되는 인공의 오염물질로는 일반적으로 탄화수소 연료 발전소, 소각로, 다양한 종류의 용해공정(smelting operations)을 포함하는 공업공정, 질산 및 황산을 이용하는 발전소, 내연기관 등에서 진행되는 연소에 의해 생성되는 공기중 미립자가 있다. 대부분의 경우, 그러한 오염물질은 탄소, 황, 질소, 납, 아연, 및 기타 원소의 산화물을 구성한다. 예를 들어, 석탄은 납, 아연, 은 등을 포함하는 다양한 불순물을 미량 함유하고 있으므로, 석탄이 연소되면, 이러한 불순물은 물론 석탄에 함유된 탄소 역시 산화된다. 결국, 황화합물을 함유하는 연료의 연소 및 질소화합물을 함유하는 연료의 연소로부터 생성되는 황산화물 및 질소산화물은, 환경적 관심이 높아지고 있는 산성비의 원인 물질인 산을 형성한다.
탄화수소 연소를 이용한 발전소, 소각로, 공업공정, 내연기관 등에서 발생하는 연소물을 처리하여 이러한 원인들로부터 생성되는 공기중 미립자를 조절하기 위한 많은 시도들이 있었다. 예를 들어, 석탄 연소를 이용하는 발전소는 황산화물과 반응하여 석고를 형성하는 칼슘 화합물을 이용하는 세정공정(scrubbing process)을 종종 채용한다. 그러나, 불행하게도, 이러한 세정공정에 의해 생성된 폐기물의 량은 심각한 처리문제를 초래한다. 따라서, 가능한 대로, 세정요건을 감소시키기 위하여 황함유량이 적은 석탄이 석탄 연소를 이용하는 발전소에 사용되고 있지만, 이로 인해 전력생산의 비용이 증가된다. 대안적으로, 발전소를 낮은 온도에서 가동함으로써 황산화물 배출을 감소시킬 수 있지만, 이것은 석탄의 열량중 일부를 사용하 지 않은 채 남긴다는 문제를 초래한다.
이러한 배출을 취급하기 위한 접근법으로, 미립자 제거를 향상시키기 위하여 정전 침전제를 사용해 왔다. 이러한 접근법에서는, 이온을 생성하여 생성된 이온을 미립자에 부착시키기 위하여 다양한 형태의 이온화 장치가 사용되었다. 최종적으로 하전된 미립자는 그 자체로서 정전 침전제에 수집된다.
불행하게도, 연소에 의해 발생되는 공기중 미립자의 유입을 조절하는 종래의 접근방법은 하나 이상의 심각한 문제점들을 가지고 있다. 예를 들면, 이러한 접근방법은 산화물의 배출을 수용가능한 수준으로 감소시킬 수 없었으며, 건설하거나 가동하기에 과도하게 큰 비용이 들며, 에너지 효율이 낮다.
본 발명은 미립자 연소물질을 함유하는 공기흐름을 취급하여, 그러한 물질을 원소 물질 및 물로 환원시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 장치 및 방법은, 원소 물질을 제거하고, 정화되고 매우 개선된 공기흐름을 남기고, 원하는 경우 가치있는 원소 물질을 회복시킬 수 있는 수단을 또한 제공한다. 결국, 본 발명은 이러한 모든 목적을 매우 높은 에너지 효율을 가지는 방식으로 성취한다.
풀러린(fullerene)은 본 발명의 장치 및 방법을 이용하여 회복될 수 있는 가치있는 원소 물질중 하나이다. 풀러린은 매우 비싸고 공업적으로 중요한 형태의 탄소로서, 육각형 및 오각형으로 배열되며 60 또는 그 이상의 sp2 혼성 오비탈 탄소원자로 이루어진 커다란 닫힌 케이지(cage) 구조의 분자로 구성된다. 현재, 풀러린은 타원구(spheriod) 형태(buckminsterfullerene), 원통형, 또는 도우넛 형태(나노 튜브)로 알려져 있다. 풀러린을 생산하기 위한 여러가지 복잡하고 고비용의 공정들이 알려져 있다. 그러한 공정들은 너무 복잡하기 때문에 생산량이 적으며, 따라서 결과 생산물은 매우, 매우 비싸다. 따라서 본 발명은 이러한 물질을 생산하는데 있어 훨씬 효율적이며 비용이 적게 드는 방법을 제공한다.
본 발명의 장치는 단지 적은 량의 에너지를 기반으로 작동하기 때문에 본 발명의 장치가 석탄으로 가동되는 발전소의 배출물을 처리하는데 사용되면, 탄소는 발전소의 굴뚝에서 회복되어 연소의 원료로서 재사용될 수 있으며, 이는 발전소의 효율을 크게 향상시킨다.
마지막으로, 본 발명의 장치는 또한 매립지 요건을 감소시키는 데에도 유용하다. 예를 들어, 본 발명은 공기를 정화하는데 매우 효과적이므로, 그로 인한 공기 오염을 효과적으로 조절하는 것이 어렵기 때문에 지금까지 금지되거나 권장되지 않았던 소각로를 사용할 수 있게 한다. 그러므로, 그렇지 않았더라면 소각되었을 많은 물질들이 매립되어 상당히 넓은 매립지 면적이 불필요하게 낭비되었다. 만약 그러한 물질들을 소각로에서 태우고 본 발명의 장치를 이용하여 처리한다면, 잔여 물질 (주로 수집된 원소 물질)의 부피를 크게 감소시킬 수 있을 것이며, 이후 감소된 잔여물질은 실질적으로 적은 매립지 면적을 차지하며 매립될 것이다. 더구나, 이미 매립된 매립물질은 채굴, 소각되어 본 발명에 따라 처리된 다음 다시 매립지에 매립될 수 있다. 그렇게 함으로써, 채굴된 매립지의 부피를 감소시키고, 매립지의 수명을 실질적으로 연장시킬 수 있다.
본 발명은 미립자 및/또는 탄소, 황, 철 등의 산화 화합물을 함유하는 공기흐름을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 상기 장치 및 방법은 내부 표면을 가지는 수용부와, 수용부의 내부 표면으로부터 이격되는 외부 표면을 가지는 몸체를 구비하는 전극 노드를 구비하여, 몸체의 외부 표면과 수용부의 내부 표면 사이에 위치한 반응영역을 형성한다. 복수개의 전기적으로 전도성의 점소스 전극들 (point source electrodes)은 전극 노드의 몸체로부터 반응영역으로 돌출된다. 전극 노드 및 수용부는 전기적으로 서로 격리되며, 수용부의 내부 표면은 지면에 연결된다. 전압원은 전극 노드에 전기적으로 연결된다. 마지막으로 공기흐름을 반응영역으로 도입시키는 수단이 제공되어 공기 흐름을 처리하고 미립자 및 산화 화합물을 제거한다.
상기 장치 및 방법은 다양한 목적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 장치 및 방법은 화석 연료, 쓰레기 및 기타 물질을 태움으로 인해 발생되는 오염물질을 함유하는 공기 흐름을 처리하여 산화물을 원소 물질 및 물로 환원시키고, 공기 흐름으로부터 원소 물질을 제거하는데 이용될 수 있다. 또한, 상기 장치 및 방법은 석탄으로 가동되는 발전소의 배출물을 처리하여 발전소의 배출물에서 탄소를 회복시키고 회복된 탄소를 연료로 재사용함으로써 발전소의 효율을 향상시키는데 이용될 수 있다. 상기 장치 및 방법은 소각로의 폐기물을 태우고 소각로 배출물을 처리하여 원소 물질을 회복시킴으로써 매립지 요건을 감소시키는데 이용될 수 있다. 이후 회복된 원소 물질은 원래의 태우지 않은 폐기물에 비하여 훨씬 적은 면적을 차지하면서 매립될 수 있다. 또한, 상기 장치 및 방법은 채굴된 매립지 물질과 함께 이용될 수 있다. 채굴된 매립지 물질은 소각되고, 처리되어 원소 물질을 회복시킨다. 원소 물질이 회복된 매립지 물질은 훨씬 감소된 부피를 가지고 다시 매립지에 매립된다. 마지막으로, 상기 장치 및 방법은 풀러린과 같은 가치있는 원소 물질을 생성하는데 이용될 수 있다.
신규성이 있다고 생각되는 발명의 특징은 첨부한 청구항에서 그 특징과 함께 기재된다. 본 발명은, 그 목적 및 장점들과 더불어, 다음의 도면들을 참조하여 후술되는 실시예를 통해서 가장 잘 이해될 수 있을 것이다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 첨부한 도면에서:
도 1은 본 발명의 따른 공기중 산화 미립자를 함유하는 공기 흐름을 처리하는 장치에 대한 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 평면도.
도 3A 및 3B는 각각 도 1에 도시된 장치의 전극 노드 몸체의 고무 타일에 대한 정면도 및 측면도.
도 4A, 4B, 및 4C는 전극 노드 몸체와 그에 대응하는 수용부(도 4B 및 4C)의 바람직한 여러 가능한 형태를 도시하는 다이어그램.
도 5는 시스템의 효율을 향상시키기 위하여 처리된 공기 흐름이 재순환되는 본 발명의 일실시예를 도시하는 다이어그램.
도 6은 점소스 전극 팁의 대안적인 일실시예를 도시하는 도면.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 장치(10)가 도시된다. 상기 장치(10)는, 뒤집힌 원뿔모양을 가지며 깔대기 모양의 수용부(14) 위로 매달려 이격된 전극 노드 몸체(12)를 포함하여 구성된다. 전극 노드 몸체(12) 및 수용부(14)는 상기 원뿔 및 깔대기 주변에 배치된 지지 구조물(16)에 부착된다. 지지 구조물(16)은 특히, 일련의 지지 빔(beam)(16A-16E), 대략 수평인 부재(16F-16H), 및 적당할 만큼의 기타 부착 부재들로 구성되어, 전극 노드 몸체, 수용부, 및 시스템의 기타 요소들을 제자리에 지지한다. 대략 수평인 일련의 3개의 지지바(16I-16K)는 내부 상부 둘레(18)를 따라 전극 노드 몸체(12)의 내부에 부착된다. 3개의 지지바(16I-16K)는 또한, 그로부터 중앙 지지부(22)가 하부로 돌출되어 전극 노드 몸체(12)의 내부로 연장되며 연료분사 장치(injector)의 말초 팁(24)의 후면에 부착되는 공통 중심(20)(도 2)에 연결된다. 지지바(16I-16K) 및 중앙 지지부(22)는 전기적 전도성 물질로 이루어진다.
전극 노드 몸체(12)는 일련의 절연체(26)를 이용하여 몸체(12)를 수평부재(16F)(16G)(16H)에 매달아서 시스템으로부터 전기적으로 격리된다. 일련의 절연체(26)는 수평부재(16F)(16G)(16H)의 바닥면(28)과 지지바(16I-16K)에 부착된다.
전극 노드 몸체(12)는 원하는 원추형 몸체를 형성하도록 적절하게 크기로 형성된 상호연결된 일련의 알루미늄 프레임(30)으로 구성된다. 고무 타일(32)은 이러한 프레임에 장착되어 원뿔구조를 이룬다. 대표적인 타일(32a)이 도 3A 및 3B에 도시되어 있다. 타일(32)의 앞 표면(34)는 전극 노드 몸체(12)의 외부 표면을 형성하고 일반적으로 부드러우며, 타일(32)의 표면으로부터 돌출되며 날카롭게 뾰족한 바 늘(36)형태를 가진 일련의 점소스 전극를 구비한다. 그러한 바늘(36)은 날카롭게 뾰족한 팁(38), 축(40), 및 연장 베이스(42)를 포함한다. 바늘(36)은 반드시 전기전도성을 가져야 하며, 바람직하게는, 스테인레스 강철 또는 부식에 견딜 수 있는 전기 전도성 물질로 구성되어, 가늘고 날카로운 팁(38) 형태를 구비하여 유지할 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 피하 주사기에 사용되는 스테인레스 강철 바늘이 사용된다.
전극 노드 몸체(12)의 내부는 알루미늄 박편(foil)과 같은 전기 전도성 물질로 이루어진 적어도 한장의 박편으로 덮인다. 본 실시예에 따르면, 3개의 알루미늄 박편층(44A)(44B)(44C)이 타일(32)(및 프레임)의 후면 벽(46)에 인접한 전극 노드 몸체(12)의 내부 표면에 적용되며, 이때, 폴리우레탄(polyurethane) 글루와 같은 적당한 접착제가 후면벽(46)과 제1 박편 시트(44A)의 전면 사이에 도포되며, 그 다음에는 연속해 있는 박편 시트(44A)(44B)(44C)의 인접한 표면 사이에 도포된다.
바늘(36)은 박편 시트(44A)(44B)(44C)을 관통시키고, 바늘의 연장 베이스(42)가 박편 시트(44C)의 노출된 후면 표면(48)에 인접할 때까지 고무 타일을 관통시킴으로써 전기적으로 상호 연결된다. 모든 바늘들이 이러한 방식으로 부착되므로 모든 바늘들간 및 박편 시트들 간의 전기적인 연속성은, 바늘 축의 베이스 부분(50)과 3개의 박편층 간의 전기적 접촉 뿐만 아니라, 연장 베이스(42) 및 박편 시트(44C) 간의 전기적 접촉을 통해 성취된다.
상기 장치를 조립하는데 있어서, 각각의 바늘과 박편 간의 전기적 연결은 적절한 전도성 미터로 검사하여 모든 점소스 전극들이 공통의 전기 회로안에 합체되 는 것을 보증하는 것이 바람직하다. 단지 몇 개의 바늘들만이 연료분사 장치 타일(32a)로부터 돌출되는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 전극 노드 몸체(12)의 외부 표면이 각각의 타일 전면에 걸쳐서 바람직하게는 균등하게 이격되어 있는 수많은 돌출 바늘들로 덮혀 있다. 바늘간의 실제 이격거리는 필요에 따라 변할 수 있으나, 본 실시예에서는 표면적이 약 22 m2인 뒤집힌 원뿔모양을 가진 전극 노드 몸체가 지름이 약 0.35 mm이고 전극 노드 몸체의 표면으로부터 돌출되고 인접한 바늘간의 간격이 약 22 mm인 약 17,000 개의 바늘을 구비하는 것이 바람직하다. 필요에 따라 더 적은 수 또는 더 많은 수의 바늘이 사용될 수 있으나, 바늘의 수가 많을 수록 효율은 커진다. 현재로서는, 20 mm 이상 45 mm 이하의 간격이 이상적이다. 또한, 도시된 실시예에 따르면, 타일은 약 4 cm의 두께를 가지며, 바늘의 축은 타일의 전면 표면으로부터 약 40 mm 돌출된다.
본 발명에 사용되는 점소스 전극(36)은 특별한 주의를 요한다. 도 1 및 2에 도시된 실시예에 따르면, 이러한 점소스 전극들은 피하 주사바늘인 것으로 도시되어 있으나 말초 단에 날카로운 점을 포함하는 어떤 구조라도 무방하다. 바늘의 축은 필요에 따라 만곡형, 편평형, 삼각형, 직사각형 등의 형상일 수 있다. 이러한 구조의 예가 도 6에 도시되어 있다. 모든 경우에 있어서, 적어도 바늘 축의 말단은 팁을 이루는 테이퍼(taper) 형상이며, 상기 팁은 하나의 날카로운 점으로 수렴한다. 테이퍼의 각도는 가변적이나 가능하면 날카로운 각을 갖는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이 전위(electrical potential)가 인가되고 팁이 공기 흐름에 배 치되면 적절한 점소스 전극들은 어둠속 팁 주변에서 빛을 발하며 방전하는 것이 관찰될 것이다.
바늘(36)은 변압기(52)와 같은 전압원을, 전기 전도성을 가진 지지 바(16I-16K)에 전기적으로 연결함으로써 전위를 공급받는다. 이때, 지지 바(16I-16K)는 연료분사 장치의 후면에 전기적으로 연결되어 박편 및 바늘에 연결된다. 변압기의 음의 리드(lead)는 연료분사 장치에 연결되는 것으로 도시되어 있으며, 음의 리드는 지면에 연결되는 것이 바람직하다. 필요한 경우, 이러한 리드는 교환될 수 있다. 어떠한 기존의 전기 변압기도 사용될 수 있다. 변압기는 정류기를 통해 약 10-3,000 kV 범위의 전압을 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에 따르면, 300 kV DC 및 250 mA를 공급하는 변압기가 사용된다. 전위는 일정하거나 공기 흐름에 포함되어 있는 미립자의 성질, 공기 흐름율 등에 따라 적절하게 가변될 수 있다.
다음은, 깔대기 모양의 수용부(14)에 대해 살펴보자. 수용부(14)는 연속적인 원추모양의 내부 경사면(60)을 포함한다. 수용부(14)의 외측 가장자리(62)는 고리모양의 홈통(64)에 의해 둘러싸여 있다. 장치가 작동하는 동안 물은 펌프(66)에 의해 계속적으로 공급된다. 펌프(66)는, 홈통(64)에 담긴 물이 수용부(14)의 내부 경사면 전체를 연속적인 수막(74)으로 덮는 수용부(14)의 외측 가장자리(62)를 넘쳐 흐르도록 저장고(68)로부터 물을 끌어들여 공급관(70)(72)을 통해 물을 홈통(64)으로 제공한다. 장치가 작동하는 동안 수용부(14)의 전표면은 수막으로 덮이는 것이 바람직하므로, 수용부(14)는 외측 가장자리를 넘쳐 흐르는 물이 깔대기 모양의 전 표면에 걸쳐 고르게 흐르도록 일정한 수준을 유지하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예의 작동에 있어서, 펌프(66)는 분당 약 600 m3의 비율로 물을 홈통에 공급한다.
도시된 실시예에서 수용부(14)는 외측 가장자리(62)를 가로질러 약 5미터의 지름을 가지며 높이는 약 2 미터이다. 수용부(14)의 내부 경사면(60)은 약 45°의 각도를 가지며, 뒤집힌 원뿔모양의 전극 노드 몸체(12)의 외부 표면으로부터 약 0.5 미터(m)의 거리(A) 만큼 이격되어, 원뿔과 깔대기 표면 사이에 깔대기 모양의 공기처리 영역 또는 반응영역(45)을 형성한다. 이 간격은 장치의 작동을 최적화하기 위해 필요한 경우, 또는 원하는 대로 조절될 수 있다. 이러한 간격을 변동시키기 위해, 기존의 수동식 또는 모터식 수단(도시되지 않음)을 제공하여 전극 노드 몸체(12)를 수용부(14)에 대해 (및/또는 수용부(14)를 전극 노드 몸체(12)에 대해) 상하로 이동시킬 수 있다.
또한, 수용부(14)의 물 전달 내부면(60)은 에폭시 코팅(80)과 같은 절연코팅에 의해 덮혀 있는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서 에폭시 코팅(80)은 두께가 약 6 mm 이고, 유전 입자로 채워져 있는 것이 바람직하다. 바람직하게, 이러한 절연 코팅은 수용부(14)의 상부 가장자리에 위치한 립(lip) 주변으로 연장된다. 또한, 이러한 코팅은 매우 잘 연마되어 있어서 수막이 표면에 용이하게 도포되도록 하며 수막이 깔대기 모양을 가진 수용부(14)의 연속적인 원뿔형 내부 경사면(60) 아래로 흐르는 비율을 극대화하는 것이 바람직하다. 이러한 절연 코팅에도 불구하고, 수막은 후술하는 바와 같이 전기적으로 접지되어 있다.
구체적인 전극 노드 몸체 및 수용부 구성이 도 1 및 2(및 그에 대응하는 다이어그램인 도 4A)에 나타난 본 발명의 실시예에 도시되어 있지만, 다른 구성을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 전극 노드 몸체 및 수용부는 도 4B에 도시된 바와 같이 사발 모양이거나 다른 모양을 가질 수 있다. 그러나, 바람직하게는 전극 노드 몸체(12) 및 수용부 표면은 실질적으로 평행하거나 서로 등거리에 위치되고 전극 노드 몸체(12) 및 수용부(14)는 공통의 축을 중심으로 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전극 노드 몸체(12) 및 수용부(14)는 전술한 바와 같이 수많은 점소스 전극을 구비하는 단순히 편평한 표면(도 4C)일 수 있으며, 편평한 표면과 전극 노드 몸체(12) 사이에 형성되는 공간은 반응 영역을 이룬다.
수용부(14)의 내부 경사면(60) 아래로 흘러 내린 다음, 물은 고리모양의 홈통(78) 안에 수집되어 배출구(90)를 통해 홈통(78)에서 저장고(68)로 흐르며, 필터(92)를 통과한 다음 펌프(66)에 의해 물은 저장고(68)로부터 배수된다. 홈통(78)은 수막이 전기적으로 접지되는 것을 보증하기 위하여 전기 전도성을 가진다. 필터(92)가 도면에 도시되어 있지만, 어떤 기존의 필터 수단도 사용될 수 있다. 예를 들면, 공기 부양 시스템(air flotation system)이 사용되어 저장고에 수집된 물보다 가벼운 물질(탄소 입자, 풀러린 등)을 저장고의 상층부에서 걷어내고, 깨끗한 물은 수용부(14)로 보내기 위해 남길 수 있다. 도시된 실시예에서, 저장고(68)는 약 3,000 리터의 물을 담는다.
본 발명은 전극 노드 몸체와 수용부 표면 사이에 형성된 깔대기 모양의 반응 영역안으로 도입되는 산화 미립자들을 함유하는 공기 흐름을 처리하기 위한 것이다. 공기 흐름은 장치의 여러 상이한 위치로부터 공기처리 영역으로 도입될 수 있다. 예를 들어, 고리모양의 공기 체임버(air chamber)(96)는 고리모양의 홈통(64)의 외측 가장자리(94) 주변에 배치될 수 있다. 이 공기 체임버(96)는 도시된 바와 같이 공기 흐름이 공기 체임버(96) 주변으로 바람직하게는 원형으로 흐르도록 하는 방향으로 배치되는 하나 이상의 주입구(100)(도 2)를 포함한다. 공기 체임버(96)는 그 상부(102)에, 홈통(64) 위에 병치되어 배치되며 반경방향으로 안쪽으로 향한 고리모양의 노즈(nose) 부분(104)를 구비한다. 고리모양의 공기 체임버(96)의 상부(106)는 고리모양의 개구(98)를 구비하며, 이를 통해 공기 체임버(96)로 들어가는 공기 흐름이 배기된다. 편향 패널(108)이 수용부(14)의 내부 경사면(60)으로부터 이격되어 깔대기 모양의 수용부(14)의 외측 가장자리(62) 바로 위에 고리모양의 개구(110)를 제공한다. 도시된 실시예에서, 이러한 중공(cavity)은 그 폭이 약 6 cm 정도이다. 바람직한 실시예에 따르면, 가드(guard)(112)(확대 도시됨)가 수용부(14)의 외측 가장자리(62) 바로 위에 위치되어 유입되는 공기 흐름이 수용부(14)의 내부 표면상으로 흐르는 물의 흐름과 간섭되지 않도록 방지한다.
산화 미립자를 함유하는 공기 흐름은 양이 압력하에서 공기 체임버(96)로 공급되는 것이 바람직하다. 공기 펌프(도시되지 않음)는 공기 흐름이 약 70 mm의 높이를 가지는 물기둥의 압력으로 공기 체임버(96) 안으로 들어가도록 공기 흐름을 가속하는데 사용된다.
또 다른 실시예에 따르면, 산화 미립자를 함유하는 공기 흐름은 주입구(122) 와 배출구(124)를 구비하는 중앙 공기 체임버(120)로 제공될 수 있다. 공기 흐름이 이러한 중앙 공기 체임버(120)로 공급되면, 공기 흐름은 깔대기 모양의 수용부(14)의 하부로부터 반응 영역(45)으로 들어가며, 바람직하게는 전술한 바와 같이 가압된다. 이러한 공기 흐름은 전술한 바와 같이 전극 노드 몸체(12)로부터 돌출되는 바늘(36)과 접촉하는 반응 영역을 관통하여 이동한다.
또 다른 실시예에 따르면, 시스템의 효율을 높이기 위하여 반응 영역(45)을 관통하여 이동하는 공기 흐름을 재순환시키기 위한 수단이 제공된다. 그러한 수단은, 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 성취될 수 있다. 즉, 도 5를 참조하면, 이미 처리된 중앙 공기 체임버(120) 내의 공기 흐름중 일부는 공기 펌프(126)가 작용하는 동안 중앙 공기 체임버(120)를 통해 수용부(14)의 바닥면으로부터 배출되어 반응 영역으로 재도입되기 위하여 공기 저장고(96)로 다시 보내진다.
장치는 다음과 같은 방식으로 작동된다.
A. 변압기(52)를 켜서 원하는 전압을 바늘(36)에 인가한다.
B. 펌프(66)를 켜서 수용부(14)의 내부 표면상에 연속적인 수막을 형성시킨다.
C. 탄소 산화물, 황 산화물, 납 산화물, 아연 산화물, 철 산화물, 은 산화물 등을 포함하는 산화 미립자를 함유하는 공기 흐름을 주입구(100)를 통해 도입한다. 장치(10)가 고온의 공기 흐름을 직접 처리하는데 사용되는 경우에는 통상의 수단을 사용하여 공기 흐름을 적어도 약 60℃ 정도로 냉각하는 것이 바람직하다.
D. 공기 흐름은 고리모양의 공기 체임버(96)를 채우고 고리모양의 개구(98) 를 통해 배출되어 반응 영역(45)을 관통하여 이동한다. 반응 영역(45)에서 공기는 상승하여 전극 노드 몸체(12)의 외부 표면으로부터 돌출된 바늘 팁과 상호작용한다. 전극 노드 몸체(12)와 수용부(14) 사이에 형성된 공간으로 들어가는 공기는, 산화 미립자들과 연료분사 장치의 점소스 전극들 간의 상호작용의 결과로서의 주어지는 점소스 전극들(바늘 팁들)과 산화 미립자들 간의 상호작용을 촉진하기 위하여 가속된다. 공기 흐름속에 함유된 산화 미립자들은 점소스 전극들의 작용에 의해 원소물질로서의 탄소, 황, 납, 아연, 및 은으로 변환되어, 수용부(14)의 내부 경사면(60) 상에 형성된 수막(74)으로 떨어지고, 저장고(68) 쪽으로 운반된다. 저장고(68)로 운반된 원소 물질은 필터(92)에 의해 걸러진 다음, 필요에 따라 분리, 폐기, 및 처리된다.
E. 산화 미립자들이 제거된 공기는 공기 처리 영역을 통해 상승된 다음 채널(91)을 통해 다시 대기중으로 들어간다.
전술한 장치는 실내에서 작동될 수 있는데, 기존의 공기 흐름이 실질적으로 원하지 않는 미립자를 함유하고 있지 않기 때문이다. 또한, 전술한 장치는 실외에서 작동될 수 있는 것은 물론이다. 실외에서 사용하는 때에는 전극 노드 몸체(12), 수용부(14), 기타 잠재적으로 취약한 구성요소를 보호하는 적절한 우천용 덮개(rain shield)(도시되지 않음)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 2개 이상의 장치 유닛(10)을 캐노피(canopy)를 이용하여 그룹화하거나 일렬로 연결하여 채널(91)로부터 배출되는 공기를 수집하고 재순환시키고, 상기 유닛에 포함된 어느 하의 장치가 고장나는 경우 안전장치를 가진 구조로서 작동된다. 다른 실시예에 따 르면, 2개 이상의 장치(10)는, 채널(91)에 걸쳐 연장된 캐노피를 사용하는 제1 장치로부터 배출된 공기를 수집하고 수집된 배출공기를 제1 장치의 주입구(100) 안으로 공급함으로써 일렬로 연결된다.
풀러린은 본 발명의 장치을 사용하여 생산할 수 있으며, 저장고(68)로부터 수집될 수 있다. 풀러린을 생산하고자 하는 경우, 최종 생산물로서의 풀러린에 존재하는 불순물을 최소화하기 위하여 매우 깨끗한 탄화수소 원료물질(제트 연료 또는 파라핀과 같은)을 태우고 장치(10)을 사용하여 처리하는 것이 바람직하다. C60, C70, C84, 및 C120을 포함하여 생산된 풀러린은 종래의 수단을 이용하여 분리할 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법에서 성취된 중요하고 예기치 않은 결과들이 원소물질로서의 수소를 단극 이온화에 의해서 점소스 전극들의 팁에서 생산한 결과이긴 하지만 (이러한 과정에서 산화 미립자들은 매우 적극적으로 감소된다), 본 발명의 보호범위를 그 작용을 설명하는 어떤 이론으로도 한정해서는 안된다. 이러한 견지에서, 본 출원인은 본 발명에 따른 이산화 황(sulfur dioxide) 환원을 위해 다음의 가능한 메카니즘을 제시한다. 더불어, 탄소, 철, 은, 구리 등의 물질들은 동일한 메카니즘에 의해 원소 물질 형태로 변환된다.
H2O=OH-+H+
H++e- = H
4OH--4e- = O2 = 2H2O
6H + SO2 = H2S + 2H2O
SO2 + 2H2S = 3S ↓ + 2H2O
또는
SO2 + 4H = S ↓+ 2H2O
비슷하게, 이산화탄소는 다음과 같은 메카니즘에 따라 환원된다.
4H + CO2 = C ↓ + 2H2O
CO2 + 8H = CH4 + 2H2O
CH4 + CO2 = 2C ↓ + 2H2O
여기에 인용된 공개공보, 특허출원, 및 특허를 포함하는 모든 참고 문헌은 각각의 참고문헌이 개별적이며 구체적인 참고자료로 인용되어 그 전문이 여기에 개시되는 것과 같이 동일한 정도로 참고자료로서 여기 동봉된다.
본 발명을 기재하는 데 있어 "하나", "상기" 및 그와 유사한 용어를 사용하는 것은, 여기에 달리 언급되지 않거나 문맥상 명백하게 모순되지 않는 한 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "포함하는(comprising)", "구비하는 (having)", "포함하는 (including)", 및 "포함하는 (containing)" 등의 용어는, 달리 언급되지 않는 한, 개방형 용어(open-ended terms)("포함하되 그에 제한되지 는 않는")로 해석되어야 한다. 여기에 기재한 값의 범위는, 달리 언급되지 않는 한, 그 범위에 속하는 각각의 개별값을 개별적으로 기재하는 간단한 방법일 뿐이다. 각각의 개별수치는 여기에 개별적으로 인용된 것처럼 명세서 안에 포함된다. 여기 기재된 모든 방법은, 여기에 달리 언급되거나 문맥상 달리 명백하게 모순되지 않는 한, 어떠한 적절한 순서로도 수행될 수 있다. 여기에 제공된 모든 예시들, 또는 예시적 언어 (예를 들면, "..와 같은")를 사용하는 것은, 달리 언급되지 않는 한, 단순히 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 명세서에 기재된 어떠한 언어도 청구되지 않은 구성요소를 본 발명의 실시에 필수적인 것을 지칭하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 실시하기 위하여 발명자에게 알려진 최상의 모드를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예가 여기 기재되어 있다. 당업자라면 전술한 기재내용을 읽어봄으로써 이러한 실시예들의 변형들을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 발명자는 당업자가 그러한 변형들을 적절하게 채용할 것으로 기대하며, 본 발명이 여기 구체적으로 기재된 바와는 달리 실시될 수도 있기를 바란다. 그러므로, 본 발명은 해당 법에 의해 허용되며 여기 첨부한 청구항에 기재된 발명의 요지의 변형 및 균등한 모든 실시예를 포함한다. 또한, 본 발명의 모든 가능한 변형들에 있어서 전술한 구성요소의 모든 조합은 여기에 달리 언급되지 않거나 문맥상 명백하게 모순되지 않는 한 본 발명의 기술사상에 포함된다.

Claims (40)

  1. 미립자 및 화학 원소의 산화 화합물, 또는 미립자 및 화학 원소의 산화 화합물 중 어느 하나를 함유하는 공기 흐름을 처리하는 장치에 있어서,
    내부 표면을 구비하는 수용부;
    상기 수용부의 내부 표면으로부터 이격된 외부 표면을 구비하여, 그 외부 표면과 수용부의 내부 표면 사이에 형성된 반응 영역을 정의하는 몸체를 구비하는 전극 노드;
    상기 전극 노드의 몸체로부터 상기 반응 영역 안으로 돌출되며 전기 전도성을 가지는 복수개의 점소스 전극들(point source electrodes);
    상기 전극 노드 및 수용부는 상호 전기적으로 격리되며, 수용부의 내부 표면은 접지되며;
    상기 전극 노드에 전기적으로 연결되는 전압원; 및
    공기 흐름을 상기 반응 영역 안으로 도입하는 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 노드 몸체는 상호 연결되며 전기 전도성을 가진 일련의 프레임인것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임에는 전도성 타일이 장착되어 원뿔모양의 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 점소스 전극들은 상기 타일의 표면에서 상기 반응 영역으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 노드 몸체는 전기 전도성 물질로 덮인 내부 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전기 전도성 물질은 알루미늄 박편인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 점소스 전극들은 공통의 전기회로 안에 집적되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 점소스 전극들은 바늘 전극들인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    인접한 바늘 전극들 간의 간격은 20 mm 이상 45 mm 이하인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    전극 노드 몸체는 22 m2의 외부 표면적을 구비하며, 지름이 0.35 mm이고 전극 노드 몸체의 표면으로부터 돌출되고 인접한 바늘간의 간격이 22 mm인 17,000 개의 바늘을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 바늘의 축은 전극 노드 몸체의 외부 표면으로부터 40 mm 돌출되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전압원은 변압기인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 변압기는 10-3,000 kV 범위의 전압을 정류기를 통해 제공하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 변압기는 300 kV의 전압과 250 mA의 전류를 정류기를 통해 생성하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 깔대기 모양이며, 원뿔모양의 경사진 내부 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    전기적으로 접지된 연속적인 수막을 수용부의 내부 표면에 공급하는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    깔대기 모양의 수용부 외측 가장자리는 그 외측 가장자리를 넘쳐 흐르는 물을 계속적으로 공급받는 고리모양의 홈통에 의해 둘러싸여서, 연속적인 수막을 공급하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    수막을 구비하는 수용부의 내부 표면은 절연 코팅으로 덮이는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 절연 코팅은 유전 입자로 채워진 에폭시(epoxy)인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    수용부의 내부 표면을 넘쳐 흐르는 물을 수집하는 수단; 및
    수집된 물을 필터링(filtering)하여 미립자와 원소 물질을 제거하는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    수집된 물을 필터링하는 공기 부양 시스템(air flotation system)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    반응 영역은 두께가 5 m 인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    반응 영역의 두께를 변동시키기 위하여, 전극 노드 몸체를 수용부에 대하여 이동시키는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 전극 노드 몸체 및 수용부는 사발(bowl) 모양인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 전극 노드 몸체의 외부 표면과 그에 대응하는 수용부의 내부 표면은 서로 실질적으로 동일한 거리로 이격되며, 전극 노드 몸체와 수용부는 공통 축을 중심으로 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 반응 영역 안으로 도입된 공기 흐름을 재순환시키는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 수용부의 하부로부터 공기 흐름을 도입시키는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    공기 흐름이 반응 영역으로 들어갈 때 공기 흐름을 가속시키는 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 장치.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여, 화학 원소의 산화 화합물 및 미립자, 또는 상기 산화 화합물과 미립자 중 어느 하나를 함유하는 공기 흐름을 처리하는 방법에 있어서,
    복수개의 점소스 전극들을 구비하는 전극 노드 및 상기 전극 노드와 서로 전기적으로 절연되며, 접지된 수용부 사이에 형성된 반응 영역으로 공기 흐름을 공급하는 단계;
    전압을 점소스 전극들에 인가하는 단계;
    전기적으로 접지된 연속적 수막을 수용부의 표면상에 공급하는 단계;
    반응 영역에서 산화 화합물을 환원시키기 위해, 점소스 전극에서 단극 이온화함으로써 수소 원자를 생성하는 단계; 및
    반응 영역에 형성된 미립자 및 원소 물질, 또는 상기 미립자와 원소 물질 중 어느 하나를 수집하기 위해 수용부의 표면 위로 흘러내린 물을 필터링하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 방법.
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제29항에 있어서,
    수용부를 통해 흘러내린 물을 필터링하는 단계에 의해 화력 발전소의 배출물 처리 효율을 향상시키기 위하여, 발전소 배출물로부터 탄소를 회복하고 회복된 탄소를 연료로 재사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름 처리방법.
  33. 삭제
  34. 제29항에 있어서,
    상기 공기 흐름은 반응 영역에 들어가기 전에 적어도 60℃ 이하로 냉각되는, 석탄을 이용하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 방법.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 공기 흐름은 소각로 안의 폐기물을 소각시킴으로써 발생되며,
    상기 필터링하는 단계 이후에, 초기 폐기물에 비해 감소된 부피를 갖는 원소 물질을 매립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 방법.
  36. 삭제
  37. 제29항에 있어서,
    상기 원소 물질은 풀러린(fullerene)인 것을 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 방법.
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 제37항에 있어서,
    상기 산화 화합물은 탄화수소 또는 파라핀(paraffin)을 연소시킴으로써 생산된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 공기 흐름을 처리하는 방법.
KR1020067010666A 2003-11-17 2006-05-30 공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법 KR101154603B1 (ko)

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2003/1474.1 2003-11-17
KZ2003/1475.0 2003-11-17
KZ20031474 2003-11-17
KZ20031475 2003-11-17
KZ2003/1635.1 2003-12-01
KZ20031635 2003-12-01
KZ2003/1686.1 2003-12-10
KZ20031686 2003-12-10
KZ2004/0911.1 2004-06-28
KZ20040911 2004-06-28
KZ2004/0924.1 2004-06-30
KZ20040924 2004-06-30
PCT/IB2004/003722 WO2005046877A1 (en) 2003-11-17 2004-11-12 Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060128878A KR20060128878A (ko) 2006-12-14
KR101154603B1 true KR101154603B1 (ko) 2012-06-08

Family

ID=39874073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067010666A KR101154603B1 (ko) 2003-11-17 2006-05-30 공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법

Country Status (12)

Country Link
US (2) US7553354B2 (ko)
EP (1) EP1684910B1 (ko)
JP (1) JP5053640B2 (ko)
KR (1) KR101154603B1 (ko)
AU (1) AU2004289534B2 (ko)
BR (1) BRPI0416339A (ko)
CA (1) CA2545593C (ko)
IL (1) IL175597A (ko)
MX (1) MXPA06005576A (ko)
NO (1) NO20062797L (ko)
NZ (1) NZ547092A (ko)
WO (1) WO2005046877A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101837972B1 (ko) 2016-07-06 2018-03-13 삼주환경산업(주) 예비하전 기능을 가진 일체형 여과 집진장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007133058A1 (fr) * 2006-05-12 2007-11-22 Alexandr Vasilevich Borisenko Système d'épuration de gaz
JP4743446B2 (ja) * 2007-04-12 2011-08-10 漢拏空調株式会社 車両用空調システム
US7824477B2 (en) * 2007-04-13 2010-11-02 Halla Climate Control Corp. Ionizer mounting structure for a vehicle air conditioning system
US9001322B2 (en) * 2011-08-30 2015-04-07 Cornell University Surface enhanced raman scattering (SERS) apparatus, methods and applications
CN110980660A (zh) * 2019-12-18 2020-04-10 安徽巨丰压缩机制造有限公司 一种制氮一体机
US20230347285A1 (en) * 2022-05-02 2023-11-02 Rain Cage Carbon, Inc. Removal of airborne oxides and conversion of compounds in gases into elemental substances

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4657738A (en) 1984-04-30 1987-04-14 Westinghouse Electric Corp. Stack gas emissions control system
WO1988008325A1 (en) 1987-04-27 1988-11-03 Westinghouse Electric Corporation Method and apparatus for removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the exhaust of a municipal waste incinerator
US5066316A (en) 1989-10-06 1991-11-19 Niles Parts Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3124437A (en) * 1964-03-10 lagarias
DE101569C (ko) 1898-03-04 1899-02-10
US1130212A (en) * 1914-01-07 1915-03-02 Semet Solvay Co Art of removing tarry substances from gas.
US1357202A (en) * 1915-09-16 1920-10-26 Int Precipitation Co Art of producing electrical precipitation of particles from fluid or gaseous streams
US2081772A (en) * 1936-01-07 1937-05-25 Saint-Jacques Eugene Camille Method and device for the electrical purification of gases
US2881857A (en) * 1954-06-03 1959-04-14 Holmes & Co Ltd W C Electrostatic precipitators
US3238702A (en) * 1962-09-07 1966-03-08 Electronatom Corp Self-decontaminating electrostatic precipitator structures
FR87149E (fr) * 1964-07-15 1966-06-17 Procédé et dispositif applicables aux conduits de fumée et installations de ventilation pour purifier les gaz et assainir l'air pollué
DE1288077B (ko) * 1965-07-09
US3768258A (en) * 1971-05-13 1973-10-30 Consan Pacific Inc Polluting fume abatement apparatus
DE2134576C3 (de) * 1971-07-10 1975-10-30 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Röhre n-NaBelektroabscheider
US3890103A (en) * 1971-08-25 1975-06-17 Jinemon Konishi Anti-pollution exhaust apparatus
DD101569A1 (ko) * 1973-01-18 1973-11-12
JPS5122281A (en) * 1974-08-20 1976-02-21 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Kuromubunoganjusuru odeino shokyakushorihoho
US4010011A (en) * 1975-04-30 1977-03-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Electro-inertial air cleaner
JPS5213175A (en) * 1975-07-22 1977-02-01 Jiro Asahina Electrode
JPS5274961A (en) * 1975-12-18 1977-06-23 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd High voltage electrostatic spray type cyclone scrubber
SU633607A1 (ru) * 1976-07-19 1978-11-26 Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Газоочистным Сооружениям, Техники Безопасности И Охране Труда В Промышленности Строительных Материалов Электроциклон
DE3141156A1 (de) * 1981-10-16 1983-04-28 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zum entfernen von festen bestandteilen und aerosolen, insbesondere von russbestandteilen aus dem abgas von brennkraftmaschinen
SU1017383A2 (ru) * 1982-01-18 1983-05-15 Центральный Научно-Исследовательский Институт Профилактики Пневмокониозов И Техники Безопасности Устройство дл орошени осадительных электродов электрофильтров
DE3500375A1 (de) * 1985-01-08 1986-07-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas von brennkraftmaschinen
CH669341A5 (ko) * 1986-03-26 1989-03-15 Bbc Brown Boveri & Cie
JPH05186209A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Nippon Kasei Chem Co Ltd 炭素クラスターｃ６０の製造法
US5254155A (en) * 1992-04-27 1993-10-19 Mensi Fred E Wet electrostatic ionizing element and cooperating honeycomb passage ways
JPH0671134A (ja) * 1992-07-09 1994-03-15 Toshiba Corp 排ガス中の二酸化炭素除去装置および二酸化炭素除去方法
SE9400110L (sv) * 1994-01-17 1995-07-18 Tl Vent Ab Luftreningsapparat
US5847353A (en) * 1995-02-02 1998-12-08 Integrated Environmental Technologies, Llc Methods and apparatus for low NOx emissions during the production of electricity from waste treatment systems
JP3354828B2 (ja) * 1996-02-21 2002-12-09 三菱重工業株式会社 排煙処理方法及びその装置
US5626652A (en) * 1996-06-05 1997-05-06 Environmental Elements Corporation Laminar flow electrostatic precipitator having a moving electrode
US6029442A (en) * 1996-12-18 2000-02-29 Litex, Inc. Method and apparatus for using free radicals to reduce pollutants in the exhaust gases from the combustion of fuel
FI108992B (fi) * 1998-05-26 2002-05-15 Metso Paper Inc Menetelmä ja laite hiukkasten erottamiseksi ilmavirrasta
US6294003B1 (en) * 1999-03-30 2001-09-25 Croll Reynolds Clean Air Technologies, Inc. Modular condensing wet electrostatic precipitators
DE19946283C1 (de) * 1999-07-31 2000-09-28 Metallgesellschaft Ag Erdleiter für Erdungsanlagen
US6530981B2 (en) * 2000-07-25 2003-03-11 Scotlund Stivers Electroinertial gas cleaner
US20030146310A1 (en) * 2001-08-17 2003-08-07 Jackson David P. Method, process and apparatus for high pressure plasma catalytic treatment of dense fluids
US6656248B2 (en) * 2001-10-03 2003-12-02 Moira Ltd. Method and apparatus to clean air
US6508861B1 (en) * 2001-10-26 2003-01-21 Croll Reynolds Clean Air Technologies, Inc. Integrated single-pass dual-field electrostatic precipitator and method
US6802981B2 (en) * 2002-11-05 2004-10-12 Aquapure Technologies Ltd. Method for purification and disinfection of water
GB0226240D0 (en) * 2002-11-11 2002-12-18 Secr Defence An electrostatic precipitator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4657738A (en) 1984-04-30 1987-04-14 Westinghouse Electric Corp. Stack gas emissions control system
WO1988008325A1 (en) 1987-04-27 1988-11-03 Westinghouse Electric Corporation Method and apparatus for removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the exhaust of a municipal waste incinerator
US5066316A (en) 1989-10-06 1991-11-19 Niles Parts Co., Ltd. Exhaust gas purifying apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101837972B1 (ko) 2016-07-06 2018-03-13 삼주환경산업(주) 예비하전 기능을 가진 일체형 여과 집진장치

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0416339A (pt) 2007-02-27
CA2545593C (en) 2013-03-19
JP5053640B2 (ja) 2012-10-17
US7553354B2 (en) 2009-06-30
US7771670B2 (en) 2010-08-10
AU2004289534A1 (en) 2005-05-26
US20070144345A1 (en) 2007-06-28
AU2004289534B2 (en) 2010-07-08
MXPA06005576A (es) 2006-12-15
KR20060128878A (ko) 2006-12-14
CA2545593A1 (en) 2005-05-26
EP1684910A1 (en) 2006-08-02
US20050103618A1 (en) 2005-05-19
NZ547092A (en) 2010-03-26
IL175597A (en) 2011-08-31
IL175597A0 (en) 2006-09-05
JP2007528287A (ja) 2007-10-11
EP1684910B1 (en) 2016-07-13
WO2005046877A1 (en) 2005-05-26
NO20062797L (no) 2006-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101154603B1 (ko) 공기중 산화 미립자 감소 및 제거장치 및 방법
US6132692A (en) Barrier discharge conversion of SO2 and NOx to acids
US5871703A (en) Barrier discharge conversion of SO2 and NOx to acids
US7597750B1 (en) Hybrid wet electrostatic collector
CN1233195A (zh) SO2和NOx屏障放电转化为酸
CN101143296B (zh) 多功能旋风式等离子空气处理机
US6932857B1 (en) Multi-stage collector and method of operation
US20060230938A1 (en) Method and apparatus for flue gas desulphurization
CN205145894U (zh) 工业废气的脱硫脱硝除尘一体化净化处理系统
CN105709597A (zh) 一种等离子体反应器联合覆膜滤袋的烟气除尘脱汞装置及其处理方法
CN105588450A (zh) 用于铝的熔炼炉、保温炉烟气综合处理的湿式电除尘工艺
CN211753771U (zh) 一种同时去除气流中气态和颗粒有害物的装置
CN1882392B (zh) 用于减少和去除空气中悬浮氧化颗粒的装置和方法
CN112402888B (zh) 一种垃圾焚烧飞灰减毒装置及相应方法
CN210545704U (zh) 一种电净化设备及空气净化器
CN208574453U (zh) 一种锅炉烟气多种污染物深度治理装置
US20230347285A1 (en) Removal of airborne oxides and conversion of compounds in gases into elemental substances
CN111001276A (zh) 一种同时去除气流中气态和颗粒有害物的方法和装置
ZA200603655B (en) Apparatus and method for reducing and removing airborne oxidized particulates
CN2284105Y (zh) 环状尖端脉冲等离子体除尘器
KR20220118141A (ko) 폐합성수지 재활용시설의 유해가스 처리장치
CN1465443A (zh) 湿式脱硫酸、脱尘和脱烟气的静电集尘器
CN110369136A (zh) 一种用于皮带运输的智能化电除尘系统
KR20230135801A (ko) 가스상 오염물질 처리방법 및 이를 이용한 가스상 오염물질 처리설비
Alix et al. Barrier discharge conversion of SO 2 and NOx to acids

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee