KR101190604B1 - Apparatus for treating harmful gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유해가스 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유해가스 처리장치는 격벽에 의하여 다수개로 구획되는 공간 내에 고전압이 인가되는 금속섬유 또는 탄소섬유 재질의 이온발생기를 각각 구비하여 상기 격벽에 의하여 구획되는 각 공간 내로 유입되는 유해가스를 이웃하는 공간으로부터의 간섭없이 이온화하는 섬유방전부; 이온화된 유해가스가 유입되며, 인가되는 고전압 나노(nano)펄스를 이용한 펄스방전을 통해 상기 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질을 분해하여 제거하는 펄스방전부; 상기 펄스방전부에 세정수를 분사하는 세정부; 상기 섬유방전부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되며, 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질이 상기 펄스방전부에서 분해시 분해반응을 촉진하는 첨가제를 분사하는 노즐부, 상기 이온화된 유해가스와 상기 첨가제가 혼합되도록 상기 노즐부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되는 믹싱판을 구비하는 주입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 접지부와 방전부를 세정함으로써 유해가스 처리효율 및 내구력을 향상시킬 수 있는 유해가스 처리장치가 제공된다.The present invention relates to an apparatus for treating noxious gas, and the apparatus for treating noxious gas according to the present invention includes an ion generator made of metal fiber or carbon fiber, each of which is applied with a high voltage in a space divided into a plurality of partitions, by means of the partitions. A fiber discharge unit ionizing harmful gas introduced into each space to be partitioned without interference from neighboring spaces; A pulse discharge unit which decomposes and removes harmful substances contained in the ionized harmful gas through pulse discharge using ionized harmful gas and applied high voltage nano (nano) pulses; A washing unit injecting washing water into the pulse discharge unit; A nozzle unit installed between the fiber discharge unit and the pulse discharge unit and spraying an additive which promotes a decomposition reaction when the hazardous substances contained in the ionized harmful gas are decomposed in the pulse discharge unit, the ionized harmful gas and the And an injection unit having a mixing plate installed between the nozzle unit and the pulse discharge unit so that the additive is mixed.
Thereby, the harmful gas processing apparatus which can improve the harmful gas processing efficiency and durability by cleaning a ground part and a discharge part is provided.
Description
본 발명은 유해가스 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 등을 포함하는 유해가스를 이온화 처리한 후에 방전 처리하고, 접지부와 방전부에 세정액을 분사함으로써 유해가스 처리효율을 향상시킬 수 있는 유해가스 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating noxious gas, and more specifically, to discharging a noxious gas containing nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and the like after discharge treatment, and spraying a cleaning solution to the ground and the discharge unit. The present invention relates to a harmful gas treatment apparatus capable of improving a harmful gas treatment efficiency.
일반적으로, 대규모 소각장 및 연소설비에서 방출되는 유해대기오염물질인 질소산화물 및 황산화물을 포함하는 유해가스를 처리하는 설비에서, 질소산화물은 선택적촉매환원법(Selective Catalytic Reduction : SCR)으로 처리하며, 황산화물은 전기집진기로 입자상 물질을 처리한 후 배연탈황법(Flue Gas Desulfurization : FGD)으로 처리하는 것이 널리 상용화되어 있다.In general, in a facility for treating harmful gases including nitrogen oxides and sulfur oxides, which are harmful air pollutants emitted from large-scale incinerators and combustion facilities, nitrogen oxides are treated by Selective Catalytic Reduction (SCR) and sulfuric acid. Cargo is widely commercialized by treating the particulate matter with an electrostatic precipitator and then treating it with Flue Gas Desulfurization (FGD).
그러나, 상술한 선택적촉매환원법 및 배연탈황법은 대량의 유해가스가 성격이 전혀 다른 탈질 및 탈황의 두 공정을 순차적으로 거치면서 유해가스에 포함된 오염물질이 처리됨에 따라 초기 투자비 및 운전비가 상승되게 되고, 탈질 및 탈황공정의 최적 공정결합이 요구되었다.However, the selective catalytic reduction method and the flue gas desulfurization method described above have an initial investment cost and an operating cost to be increased as the pollutants contained in the noxious gas are sequentially processed through two processes of denitrification and desulfurization in which a large amount of noxious gas has completely different characteristics. In addition, an optimal process combination of denitrification and desulfurization processes has been required.
따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로 제시된 것이 펄스 코로나 전기방전을 이용하여 유해가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물을 건식으로 동시에 처리하여 제거하는 방법이다.Therefore, what is proposed as a method for improving such a problem is a method of simultaneously removing and removing nitrogen oxides and sulfur oxides contained in harmful gases using pulse corona electric discharge.
여기서 펄스코로나 전기방전이란, 질소산화물 및 황산화물을 전기방전에 의해 발생하는 라디칼에 의해 분해시키는 기술로서, 펄스 전기방전을 이용한 탈황, 탈질 시스템은 기존의 습식탈황설비 및 탈질공정에 비해 반응속도가 빠르고 공정이 단순하여 기존 공정에 비해 약 40% 정도의 설치비를 감소시킬 수 있었다.Here, pulse corona electric discharge is a technique for decomposing nitrogen oxides and sulfur oxides by radicals generated by electric discharge. The desulfurization and denitrification system using pulse electric discharge has a higher reaction rate than conventional wet desulfurization and denitrification processes. Fast and simple process could reduce installation cost by about 40% compared to existing process.
또한, 플라즈마 전기방전 반응부의 통과면적 공극이 기존의 설비에 비해 매우 크고 공정이 단순하여 압력손실이 매우 낮을 뿐 아니라, 장기 운전시에도 슬러지에 의한 막힘 현상이 없어 높은 처리효율을 갖는 장점이 있고, 아울러 가스 오염원이 반응기 내에서 체류시간 수초 내에 제거될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the passage area air gap of the plasma electric discharge reaction unit is very large and simple process compared to the existing equipment, the pressure loss is very low, and there is an advantage that there is no clogging caused by sludge even during long-term operation, has a high processing efficiency, In addition, there is an advantage that the gas pollutant can be removed within a few seconds of residence time in the reactor.
그런데, 펄스 전기방전 탈황, 탈질 공정기술을 개발하기 위해서는 우선적으로 안정적인 플라즈마 방전 형성 및 반응기 내에서의 높은 가스 반응 효율 유지 등을 포함하여 유해가스의 유해물질의 제거 및 분해 메커니즘 해석 기술 등이 고려되어야만 한다.However, in order to develop pulse electric discharge desulfurization and denitrification process technology, technology for removing harmful substances and decomposition mechanism of harmful gases, including stable plasma discharge formation and maintaining high gas reaction efficiency in a reactor, must be considered. do.
여기서, 전처리 공정 없이 펄스 전기방전 반응부 내로 유해가스가 바로 유입됨으로써 가스 반응의 높은 효율을 유지하는 데 문제점이 있었다.Here, there is a problem in maintaining the high efficiency of the gas reaction by introducing harmful gas directly into the pulse electric discharge reaction unit without a pretreatment process.
또한, 일반적으로 방전극 및 접지극은 유입되는 유해가스로 인하여 부식이 쉽게 일어나는 재질로 구성되어 부식으로 인하여 내구성이 약해지는 문제가 있었다.In addition, in general, the discharge electrode and the ground electrode is composed of a material that is easily corroded due to the harmful gas introduced there is a problem that the durability is weakened due to corrosion.
한편, 유해가스 처리시에 화학반응에 의하여 발생하는 황산암모늄((NH4)2SO4) 및 질산암모늄(NH4NO3) 등의 암모늄염이 방전극 또는 접지극에 점착되어 유해가스의 처리효율을 저해하는 문제점이 있었다.On the other hand, ammonium salts such as ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) generated by chemical reactions during harmful gas treatment adhere to the discharge electrode or the ground electrode to impair the treatment efficiency of the harmful gas. There was a problem.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유해가스의 이온화 과정을 거친후에 펄스방전시키고, 방전부와 접지부를 세정함으로써 처리효율을 향상시킬 수 있는 유해가스 처리장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a harmful gas treatment device that can improve the treatment efficiency by pulse discharge after the ionization process of harmful gas, and cleaning the discharge portion and the ground portion. Is in.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 격벽에 의하여 다수개로 구획되는 공간 내에 고전압이 인가되는 금속섬유 또는 탄소섬유 재질의 이온발생기를 각각 구비하여 상기 격벽에 의하여 구획되는 각 공간 내로 유입되는 유해가스를 이웃하는 공간으로부터의 간섭없이 이온화하는 섬유방전부; 이온화된 유해가스가 유입되며, 인가되는 고전압 나노(nano)펄스를 이용한 펄스방전을 통해 상기 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질을 분해하여 제거하는 펄스방전부; 상기 펄스방전부에 세정수를 분사하는 세정부; 상기 섬유방전부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되며, 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질이 상기 펄스방전부에서 분해시 분해반응을 촉진하는 첨가제를 분사하는 노즐부, 상기 이온화된 유해가스와 상기 첨가제가 혼합되도록 상기 노즐부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되는 믹싱판을 구비하는 주입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is to provide an ion generator of a metal fiber or carbon fiber material in which a high voltage is applied in a space divided into a plurality of spaces by a partition wall, so that harmful gases introduced into each space partitioned by the partition wall are neighbored. A fiber discharge unit ionizing without interference from a space to be made; A pulse discharge unit which decomposes and removes harmful substances contained in the ionized harmful gas through pulse discharge using ionized harmful gas and applied high voltage nano (nano) pulses; A washing unit injecting washing water into the pulse discharge unit; A nozzle unit installed between the fiber discharge unit and the pulse discharge unit and spraying an additive which promotes a decomposition reaction when the hazardous substances contained in the ionized harmful gas are decomposed in the pulse discharge unit, the ionized harmful gas and the It is achieved by the noxious gas treatment device comprising a; injection portion having a mixing plate provided between the nozzle portion and the pulse discharge unit so that the additive is mixed.
또한, 상기 펄스방전부는 고전압 나노 펄스를 발생시키는 펄스발생기와 단부가 접지된 접지부와 상기 접지부와 이격되게 설치되며 상기 펄스발생기와 연결되어 고전압 나노 펄스를 인가받는 방전부를 포함할 수 있다.The pulse discharge unit may include a pulse generator for generating high voltage nano pulses, a ground portion having an end grounded, and a discharge portion spaced apart from the ground portion and connected to the pulse generator to receive high voltage nano pulses.
또한, 상기 접지부는 상호 이격되는 한 쌍의 평판으로 마련되고, 상기 방전부는 상기 한 쌍의 접지부의 사이에 설치되는 와이어일 수 있다.The ground part may be provided as a pair of flat plates spaced apart from each other, and the discharge part may be a wire provided between the pair of ground parts.
또한, 상기 세정부는 접지부 및 방전부에 세정수를 분사하는 세정수 노즐과 상기 세정수를 보관, 저장하는 세정수 탱크와 상기 세정수 탱크에 보관된 세정수를 순환시키는 펌프를 포함할 수 있다.In addition, the washing unit may include a washing water nozzle for spraying the washing water to the ground and the discharge unit, a washing water tank for storing and storing the washing water, and a pump for circulating the washing water stored in the washing water tank. have.
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또한, 상기 첨가제는 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO), 요소(Urea), 수증기(H2O) 및 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 프로필렌(C3H6), 부탄(C4H10)을 포함하는 지방족 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.In addition, the additive is ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO), urea (Urea), water vapor (H 2 O) and methane (CH 4 ), ethylene (C 2 H 4 ), propylene (C 3 H 6 ), It may be selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons including butane (C 4 H 10 ).
또한, 상기 펄스방전부의 후단에 설치되어 상기 펄스방전부에서 생성되는 암모늄염을 포집하는 전기집진부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an electrostatic precipitator installed at the rear end of the pulse discharge unit to collect the ammonium salt generated in the pulse discharge unit.
본 발명에 따르면, 유해가스의 이온화 공정을 별도로 수행함으로써 펄스방전을 통한 유해가스 처리효율이 향상되는 유해가스 처리장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a noxious gas treatment apparatus for improving the noxious gas treatment efficiency through pulse discharge by separately performing the ionization process of noxious gas.
또한, 접지부와 방전부를 세정함으로써 부식을 방지하고 내구성의 향상을 도모할 수 있다.In addition, by cleaning the ground portion and the discharge portion, corrosion can be prevented and durability can be improved.
또한, 접지부와 방전부에 점착되는 황산암모늄 및 질산암모늄 등의 암모늄염을 세정수를 분사하여 제거함으로써 펄스방전에 의한 처리효율을 저해하는 요인을 없앨 수 있다.In addition, by removing the ammonium salts such as ammonium sulfate and ammonium nitrate adhering to the ground portion and the discharge portion by spraying the washing water, it is possible to eliminate a factor that impairs the treatment efficiency due to pulse discharge.
또한, 첨가제를 혼합함으로써 유해가스의 분해반응을 촉진할 수 있다.In addition, it is possible to promote the decomposition reaction of harmful gases by mixing additives.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유해가스 처리장치의 개념도이고,
도 2는 도 1의 유해가스 처리장치의 섬유방전부를 확대하여 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 유해가스 처리장치의 주입부를 확대하여 도시한 것이고,
도 4는 도 1의 펄스방전부와 세정부와 전기집진부를 확대하여 도시한 것이다.1 is a conceptual diagram of a harmful gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is an enlarged view of the fiber discharge of the harmful gas processing device of Figure 1,
Figure 3 is an enlarged view of the injection portion of the harmful gas processing device of FIG.
4 is an enlarged view of the pulse discharge unit, the cleaning unit, and the electrostatic precipitator of FIG. 1.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 유해가스 처리장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the noxious
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유해가스 처리장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a noxious gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유해가스 처리장치(100)는 섬유방전부(110)와 주입부(120)와 펄스방전부(130)와 세정부(140)와 전기집진부(150)를 포함한다.Referring to Figure 1, the harmful
도 2는 도 1의 유해가스 처리장치의 섬유방전부를 확대하여 도시한 것이다.FIG. 2 is an enlarged view of a fiber discharge part of the harmful gas treating apparatus of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 상기 섬유방전부(110)는 제1챔버(111)와 격벽(112)과 이온발생기(113)와 고전압 인가수단(115)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
상기 격벽(112)은 제1챔버(111)의 내부 공간을 다수로 구획하며 소정의 접지수단을 통하여 접지되도록 설치된다.The
상기 이온발생기(113)는 제1챔버(111)의 내부로 유입되는 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 포함하는 기체상태의 유해가스를 고압이 인가된 상태에서 이온화하는 수단으로서, 격벽(112)에 의해 구획된 다수의 공간 내에 각각 설치되며, 각 이온발생기(113)의 단부에는 다발의 섬유(114)가 구비된다. 이때, 상기의 섬유(114)는 수㎛ 에서 수십㎛의 직경을 가지는 미세 금속섬유 또는 탄소섬유로 구성될 수 있다.The
여기서, 격벽(112)으로 구획된 각각의 공간에는 이온발생기(113)가 배치되므로 상호 간섭이 발생하지 않고, 나아가 제1챔버(111)의 내부로 유입된 유해가스가 편류되지 않고 균일한 유동을 만들어서 이온화 체류시간을 증가시킬 수 있다.In this case, since the
상기 고전압 인가수단(115)은 제1챔버(111)의 외부에 마련되며, 이온발생기(113)에 고전압을 인가하도록 연결된다.The high
도 3은 도 1의 유해가스 처리장치의 주입부를 확대하여 도시한 것이다.3 is an enlarged view of an injection unit of the harmful gas treating apparatus of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 주입부(120)는 섬유방전부(110)와 후술하는 펄스방전부(130)의 사이에 배치되고, 제2챔버(121)와 노즐부(122)와 혼합부(123)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
상기 노즐부(122)는 첨가제를 분사하기 위한 것으로서, 제2챔버(122)의 내부에 배치되며, 첨가제는 후술할 펄스방전부(130) 내에서 유해가스의 분해반응을 촉진시키는 역할을 하거나 환원제로서의 역할을 하며, 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO), 요소(Urea:CO(NH2)2), 수증기(H2O), 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 프로필렌(C3H6), 부탄(C4H10)을 포함하는 지방족 탄화수소로 이루어지는 군에서 적어도 하나 이상이 선택될 수 있다.The
암모니아(NH3),요소(Urea:CO(NH2)2) 등의 암모니아계, 탄화수소계 성분과 수증기(H20)는 개별적으로 하나씩 선택하여 주입할 수 있으나, 후술할 펄스방전부(130)에서 분해반응을 촉진하거나, 라디칼을 환원시키는 효율을 향상시키기 위해서 적어도 2개 이상을 선택하여 주입할 수 있다. 본 실시예에서는 암모니아가스(NH3)와 HC 가스가 선택되어 주입된다.Ammonia-based and hydrocarbon-based components such as ammonia (NH 3 ) and urea (Urea: CO (NH 2 ) 2 ) and water vapor (H 2 0) may be selected and injected individually one by one. In order to promote the decomposition reaction or to improve the efficiency of reducing the radical at least two or more may be selected and injected. In this embodiment, ammonia gas (NH 3 ) and HC gas are selected and injected.
또한, 상기 혼합부(123)는 노즐부(122)의 분사방향에 위치하며, 섬유방전부(110)로부터 전달된 이온화된 유해가스와 노즐부(122)로부터 분사된 첨가제가 혼합되도록 배치되되, 제2챔버(121)의 내부에 다수의 믹싱판(124)을 설치하여 이온화된 유해가스와 첨가제가 잘 혼합될 수 있는 유로를 확보한다.In addition, the
도 4는 도 1의 펄스방전부와 세정부와 전기집진부를 확대하여 도시한 것이다.4 is an enlarged view of the pulse discharge unit, the cleaning unit, and the electrostatic precipitator of FIG. 1.
도 4를 참조하면, 상기 펄스방전부(130)의 내부에는 이온화된 유해가스와 첨가제의 혼합가스가 주입부를 통하여 유입되며, 제3챔버(131)와 펄스발생기(132)와 접지부(133)와 방전부(134)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a mixed gas of ionized noxious gas and additives is introduced into the
또한, 펄스발생기(132)는 고압의 나노 펄스를 발생시키는 수단으로서, 제3챔버(131)의 외부에 설치되며 방전부(134)와 연결되어 발생시킨 고압의 나노펄스를 방전부(134)로 인가한다.In addition, the
본 실시예에서의 펄스발생기(132)는 50ns 내지 500ns의 펄스 상승시간을 갖고, 100 내지 1000ns의 펄스길이(FWHM : Full Width at Half Maximum)와 200Hz 내지 2000Hz 의 펄스주기를 가지며, 펄스 최고인가전압은 100kV로 조절되는 사양을 갖는 것이 바람직하다.The
상기 접지부(133)는 탄소강 재질의 접지판 한 쌍이 소정간격 이격되고, 상호 평행하게 배치되되, 각각의 접지판은 단부가 접지된다.The
상기 방전부(134)는 이격된 접지판의 내부에 마련되고, 탄소섬유재질의 긴 와이어다수개가 결합바(135)의 단부에 부착되어 접지부(133)와 평행하게 설치된다.The discharge part 134 is provided in the spaced apart ground plate, a plurality of long wire of carbon fiber material is attached to the end of the
결합바(135)는 펄스발생기(132)와 연결되고, 펄스발생기(132)로부터 발생되는 고압 나노펄스는 결합바(135)를 통해서 방전부(134)로 인가된다.The
상기 세정부(140)는 세정수를 접지부(133)와 방전부(134)에 분사하는 부재로서, 세정수 노즐(141)과 세정수 탱크(142)와 펌프(143)와 필터(144)를 포함한다.The
상기 세정수 노즐(141)은 세정수를 하방의 접지부(133)와 방전부(134) 쪽으로 균일하게 분사할 수 있도록 제3챔버(131)의 상부에 다수개 구비된다.The
상기 세정수 탱크(142)는 세정수를 분사할 세정수를 보관, 저장하는 부재로서 제3챔버(131)의 외부에 마련된다.The
상기 펌프(143)는 동력을 이용하여 세정수 탱크(142)에 보관된 세정수를 순환시키는 부재로서 세정수 노즐(141)과 세정수 탱크(143)를 상호 연결한다.The
상기 필터(144)는 분사되고 제3챔버(131) 내부에 고이는 세정수를 세정수 탱크(142)로 보내기 위하여 불순물을 거르기 위한 것으로서 제3챔버(131)의 하측과 세정수 탱크(142)를 연결하는 관의 사이에 설치된다.The
상기 전기집진부(150)는 펄스방전부(130)의 후단에 설치되며, 소정의 고전압 펄스 인가부재와 연결됨으로써 고전압 펄스 인가시에 펄스방전부에서 생성되는 황산암모늄 등의 암모늄염 등을 포집한다.
The
지금부터는 상술한 유해가스 처리장치(100)의 일실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the embodiment of the above-described noxious
상술한 바와 같이 결합된 섬유방전부(110)는 고전압 인가수단(115)이 이온발생기(113)에 직류전압인 수kV 내지 수십kV의 고전압을 인가하면, 이온발생기(113)의 단부에 구비된 섬유(114)는 주변의 기체를 이온화시키거나, 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)의 가스는 섬유(114)로부터 에너지를 전달받아 직접 이온화된다.The
즉, 이온발생기(113)에 의해 질소산화물(NOx)와 황산화물(SOx)를 포함한 유해가스는 확산(diffussion)운동을 통하여 섬유방전부(110)의 내부의 각각 구획된 공간에서부터 주입부(120) 쪽으로 전달된다.That is, the harmful gas including nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) by the
이온화된 유해가스가 주입부(120) 쪽으로 유입되면, 다수의 믹싱판(124)에 의하여 형성되는 유로를 통과하면서 분사되는 암모니아가스(NH3) 및 HC 가스 등의 첨가제와 혼합된 후에 후술하는 펄스방전부(130)로 이동하며, 펄스방전부(130)내에서 이온화된 유해가스의 분해반응을 촉진한다.When the ionized harmful gas flows into the
펄스방전부(130)에 고압 나노펄스가 인가되면 이온화된 유해가스는 나노펄스 방전을 통해 플라즈마 상태가 되고, O, OH, N 등의 산화성 라디칼 및 오존(O3), HO2가 발생되어 유입된 이온화된 유해가스에 포함된 질소산화물(NOx)와 황산화물(SOx)는 하기의 화학식 1 내지 화학식 5과 같이 반응한다.When the high pressure nanopulse is applied to the
[화학식 1][Formula 1]
SO2 + O2 → SO3 SO 2 + O 2 → SO 3
[화학식 2][Formula 2]
SO3 + H2O → H2SO4 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
[화학식 3](3)
NO2 + SO2 → H2SO4 +NONO 2 + SO 2 → H 2 SO 4 + NO
[화학식 4][Formula 4]
2NO + O2 → 2NO2 2NO + O 2 → 2NO 2
[화학식 5][Chemical Formula 5]
2NO2 + 2OH → 2HNO3 2NO 2 + 2OH → 2HNO 3
이때, 첨가제로서 주입부(120)에서 첨가된 탄화수소는 O, OH, N, 오존(O3), HO2 등과 반응하여 알킬(alkyl), 알콕시(alkoxy), 아실(acyl), 알데히드(aldehyde) 등을 생성하며, 이렇게 생성된 라디칼 들은 황산화물(SOx) 또는 질소산화물(NOx)와 직접 반응하거나, 유해가스의 주성분 중 하나인 산소와 반응하여 산화성 라디칼인 H20 등을 생성한다.At this time, the hydrocarbon added in the
따라서, 탄화수소 첨가제에 의해 생성된 라디칼에 의해 유해가스의 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)의 제거효율이 향상될 수 있다.Therefore, the removal efficiency of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) of the harmful gas by the radicals generated by the hydrocarbon additive can be improved.
또한, 첨가제로서 첨가되는 암모니아가스(NH3)의 경우에는 하기의 화학심 6 내지 화학식 8과 같이 반응한다.In addition, in the case of ammonia gas (NH 3 ) added as an additive, the reaction is carried out as in Chemical Formulas 6 to 8 below.
[화학식 6][Formula 6]
H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4(s)H 2 SO 4 + 2 NH 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 (s)
[화학식 7][Formula 7]
NO + NO2 + NH3 → 2N2 + 3H2ONO + NO 2 + NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O
[화학식 8][Formula 8]
2NO + 2NH3 → N2 + H20 +NH4NO3(s)2NO + 2NH 3 → N 2 + H 2 0 + NH 4 NO 3 (s)
이와 같이 반응함으로써 황산화물은 황산암모늄((NH4)2SO4)으로 전환되고, 질소산화물은 수증기, 질소, 질산암모늄(NH4NO3)으로 전환됨으로써 유해가스에 포함되는 황산화물(SOx)와 질소산화물(NOx)는 분해, 제거된다.In this way, the sulfur oxides are converted to ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), and the nitrogen oxides are converted to water vapor, nitrogen, and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ). And NOx are decomposed and removed.
따라서, 상술한 화학식에 의하면 화학반응에 의하여 황산암모늄((NH4)2SO4)과 질산암모늄(NH4NO3)이 생성된다.Therefore, according to the above chemical formula, ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) are produced by chemical reaction.
다만, 화학반응에 의해 생성되는 일부의 황산암모늄과 질산암모늄이 접지부(133)와 방전부(134)에 점착되고, 이러한 현상은 유해가스의 처리효율을 저해하게 된다. 이때 세정수 노즐(141)은 펌프(142)를 이용하여 세정수 탱크(143)로부터 끌어올린 세정수를 하방의 접지부(133)와 방전부(134)에 균일하게 분사함으로써 접지부(133)와 방전부(134)에 점착된 암모늄염을 제거한다. However, some ammonium sulfate and ammonium nitrate produced by the chemical reaction are adhered to the
또한, 이러한 세정수의 분사를 이용하면 접지부(133)와 방전부(134)를 세정함으로써 유해가스에 의하여 부식되는 현상을 방지하고 내구성을 강화할 수 있다.In addition, when the spray of the washing water is used, the
분사된 후에 세정수는 암모늄염등의 세정후 불순물과 함께 제3챔버(131)의 하방에 고이게 되며, 이러한 세정수는 필터(144)를 통과하여 불순물을 거른 후에 세정수 탱크(143)에서 저장되어 재활용 된다.After being sprayed, the washing water collects under the
상술한 과정에서 생성되는 대부분의 황산암모늄((NH4)2SO4) 및 질산암모늄((NH4)2SO4) 등의 암모늄염은 전기집진부(140)에서 포집, 처리된다.
Most ammonium salts, such as ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and ammonium nitrate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) generated in the above-described process, are collected and processed by the
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.
100 : 본 실시예에 따른 유해가스 처리장치 132 : 펄스발생기
110 : 섬유방전부 133 : 접지부
113 : 이온발생기 134 : 방전부
120 : 주입부 140 : 세정부
130 : 펄스방전부 150 : 전기집진부100: harmful gas processing apparatus according to the embodiment 132: pulse generator
110: fiber discharge portion 133: ground portion
113 ion generator 134 discharge part
120: injection unit 140: cleaning unit
130: pulse discharge unit 150: electrostatic precipitator
Claims (7)
이온화된 유해가스가 유입되며, 인가되는 고전압 나노(nano)펄스를 이용한 펄스방전을 통해 상기 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질을 분해하여 제거하는 펄스방전부;
상기 펄스방전부에 세정수를 분사하는 세정부;
상기 섬유방전부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되며, 이온화된 유해가스에 포함된 유해물질이 상기 펄스방전부에서 분해시 분해반응을 촉진하는 첨가제를 분사하는 노즐부, 상기 이온화된 유해가스와 상기 첨가제가 혼합되도록 상기 노즐부와 상기 펄스방전부 사이에 설치되는 믹싱판을 구비하는 주입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.Fibers for ionizing harmful gases introduced into each space partitioned by the partition walls without interference from neighboring spaces, each having ion generators made of metal fiber or carbon fiber applied with high voltage in the space partitioned by the partition walls. Discharge part;
A pulse discharge unit which decomposes and removes harmful substances contained in the ionized harmful gas through pulse discharge using ionized harmful gas and applied high voltage nano (nano) pulses;
A washing unit injecting washing water into the pulse discharge unit;
A nozzle unit installed between the fiber discharge unit and the pulse discharge unit and spraying an additive which promotes a decomposition reaction when the hazardous substances contained in the ionized harmful gas are decomposed in the pulse discharge unit, the ionized harmful gas and the And an injection unit having a mixing plate installed between the nozzle unit and the pulse discharge unit so that an additive is mixed.
상기 펄스방전부는 고전압 나노 펄스를 발생시키는 펄스발생기와 단부가 접지된 접지부와 상기 접지부와 이격되게 설치되며 상기 펄스발생기와 연결되어 고전압 나노 펄스를 인가받는 방전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.The method of claim 1,
The pulse discharge unit includes a pulse generator for generating high voltage nano pulses, a ground portion having an end grounded and a ground portion spaced apart from the ground portion, and connected to the pulse generator and including a discharge unit for receiving high voltage nano pulses. Processing unit.
상기 접지부는 상호 이격되는 한 쌍의 평판으로 마련되고,
상기 방전부는 상기 한 쌍의 접지부의 사이에 설치되는 와이어인 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.The method of claim 2,
The ground portion is provided with a pair of flat plates spaced apart from each other,
The discharge unit is a harmful gas treatment device, characterized in that the wire is provided between the pair of grounding.
상기 세정부는 접지부 및 방전부에 세정수를 분사하는 세정수 노즐과 상기 세정수를 보관, 저장하는 세정수 탱크와 상기 세정수 탱크에 보관된 세정수를 순환시키는 펌프와, 세정수를 재활용하기 위하여 세정후 세정수에 포함된 불순물을 거르는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.The method of claim 2,
The washing unit recycles a washing water nozzle for spraying the washing water to the ground and the discharge unit, a washing water tank for storing and storing the washing water, a pump for circulating the washing water stored in the washing water tank, and washing water. Hazardous gas treatment device comprising a filter for filtering impurities contained in the washing water after cleaning to.
상기 첨가제는 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO), 요소(Urea), 수증기(H2O) 및 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 프로필렌(C3H6), 부탄(C4H10)을 포함하는 지방족 탄화수소로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.The method of claim 4, wherein
The additive is ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO), urea (Urea), water vapor (H 2 O) and methane (CH 4 ), ethylene (C 2 H 4 ), propylene (C 3 H 6 ), butane ( C 4 H 10 ) harmful gas treatment device, characterized in that selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons.
상기 펄스방전부의 후단에 설치되어 상기 펄스방전부에서 생성되는 암모늄염을 포집하는 전기집진부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.The method of claim 1,
And an electrostatic precipitator installed at the rear end of the pulse discharge unit to collect the ammonium salt generated in the pulse discharge unit.
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