KR101197423B1

KR101197423B1 - 다단 습식 스크러빙 장치

Info

Publication number: KR101197423B1
Application number: KR1020120051739A
Authority: KR
Inventors: 정재억; 김명순; 정형진; 정여진
Original assignee: 정재억; 정여진; 정형진; 김명순
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-11-09

Abstract

본 발명은, 액체를 유입하여 가스와 함께 가속시키되 가속된 액체와 가속된 가스를 접촉시켜서 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버 및 하나 또는 복수 개가 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 액체 및 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈, 벤츄리모듈를 통과한 가스와 액체를 유입시키고, 가스가 배출되는 배출구와 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크, 수용부에 저장된 액체를 순환시켜 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부 및 배출구를 통하여 가스를 배출시키기 위한 가스배출부를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치를 제공한다.
따라서 각각이 모듈화구조로 이루어진 복수개의 스크러버로 이루어져, 스크러버의 개수와 배열 등을 선택적으로 조절하여 스크러빙의 정도를 조절할 수 있기 때문에, 설계변경 등을 할 필요 없이 다양한 가스에 대하여 다양한 조건으로 스크러빙을 수행할 수 있으며, 처리할 수 있는 가스의 유량이 한정되지 않기 때문에 그 효용성이 우수하다.

Description

다단 습식 스크러빙 장치 {Multi-stage wet type scrubbing apparatus}

본 발명은 다단 습식 스크러빙 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 가스에 대하여 다양한 조건으로 스크러빙을 수행할 수 있는 다단 습식 스크러빙 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스 스크러빙 장치는, 여러 가지 유해가스에 포함된 유해물질을 물에 용해시켜 처리하는 습식 스크러빙 장치와, 가연성 가스를 연소시켜 처리하는 버닝 스크러빙장치와, 히터에 의해 폐가스를 직접 산화시키며 산화가스에 살수기를 이용하여 분시시킴으로써 산화가스에 함유된 파우더를 분리시는 스크러빙 장치 등이 있다. 이 중 습식 스크러빙 장치는, 타 방식에 비하여 효과가 우수하고, 공정상 그 경제성이 우수하여 주로 사용된다.

한편, 상기한 습식 스크러빙 장치의 예로, 대한민국 공개특허 제2010-0046430호에 반응가스가 유입되는 반응관과, 상기 반응관과 연결되며 상기 유입된 반응가스를 플라즈마화 시키는 반응기 및 상기 반응기 내에 물을 주입하는 물 주입부를 포함하여, 상기 반응가스를 스크러빙하는 가스 스크러빙 장치 및 가스 스크러빙 방법이 개시된 바 있다.

그런데, 상기한 종래의 습식 스크러빙 장치는, 다단 습식 스크러빙 장치가 설계되어 제조가 완료된 상태에서, 만약 가스 유량, 가스의 종류 또는 환경 규제치와 같은 최종 배출되는 가스의 조건 등이 변경되면 이에 따른 원하는 처리결과를 얻지 못하기 때문에, 전면적인 설계 및 제조를 원점에서부터 재 시작해야하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 각각이 모듈화구조로 이루어진 복수개의 스크러버로 이루어져, 다양한 처리가스 등 다양한 조건에 대응하여 스크러버의 개수를 선택적으로 조절할 수 있기 때문에, 스크러빙의 정도를 조절할 수 있어 스크러버의 재 설계 및 재 제조를 하지 않아도 다양한 조건에 대응하여 원하는 처리성능을 얻을 수 있으며, 처리할 수 있는 가스의 유량이 한정되지 않기 때문에 그 효용성면에서도 우수한 다단 습식 스크러빙 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 외부로부터 처리해야 하는 가스를 유입함과 아울러 상기 가스를 스크러빙하기 위한 액체를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버, 및 하나 또는 복수 개가 상기 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 상기 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 상기 액체 및 상기 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 상기 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈, 상기 벤츄리모듈를 통과한 상기 가스와 상기 액체를 유입시키고, 상기 가스가 배출되는 배출구와 상기 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크, 상기 수용부에 저장된 상기 액체를 순환시켜 상기 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부 및 상기 배출구를 통하여 상기 가스를 배출시키기 위한 가스배출부를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 다단 습식 스크러빙 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 각각이 모듈화구조로 이루어진 복수개의 스크러버로 이루어져, 스크러버의 개수와 배열 등을 선택적으로 조절하여 스크러빙의 정도를 조절할 수 있기 때문에, 설계변경 등을 할 필요없이 다양한 가스에 대하여 다양한 조건으로 스크러빙을 수행할 수 있다.

둘째, 서로 다른 구조의 복수개의 스크러버를 직렬 배치하여 스크러빙 효과를 극대화할 수 있다.

셋째, 각각의 스크러버들의 설치가 용이하여 작업성이 우수하다.

넷째, 열교환기에 의하여 유입된 고온의 가스가 냉각될 수 있기 때문에, 상기 다단 습식 스크러빙 장치가 냉각탑 기능을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 습식 스크러빙 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 제1벤츄리 스크러버를 확대한 단면도이다.
도 3은 도 1의 제2벤츄리 스크러버를 확대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 다단 습식 스크러빙 장치에서 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 탱크(100)와, 벤츄리모듈(200)과, 순환부(300)와, 가스배출부(400)와, 보충수 공급부(500)와, 중화액 공급부(600)와, 드레인장치(700)와, 제어부(800)를 포함한다.

한편, 상기 본 발명의 실시예에 따른 다단 습식 스크러빙 장치(900)를 설명함에 앞서, 도면에서 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 상기 벤츄리모듈(200)을 상기 탱크(100) 내부에 위치하게 하여, 상기 벤츄리모듈(200)은 상기 탱크(100)로 유입되는 상기 액체(10)와 기체를 스크러빙하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 상기 벤츄리모듈(200)의 유입구와 상기 탱크의 유입구(101)가 동일하다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로 상기 벤츄리모듈(200)을 상기 탱크(100) 내에 설치하지 않고, 상기 탱크(100)와는 별도로 탱크(100)의 입구측에 설치할 수 있음은 물론이며, 이러한 경우에는 상기 탱크(100)의 유입구와 상기 벤츄리모듈(200)의 유입구는 각각 다르다. 이하에서는 상기 벤츄리모듈(200)이 상기 탱크(100)내에 위치한 경우를 실시예로 하여 살펴보기로 한다.

상기 벤츄리모듈(200)은, 제1벤츄리 스크러버(210)와, 제2벤츄리 스크러버(220)와, 제3벤츄리 스크러버(230)를 포함한다. 상기 제1벤츄리 스크러버(210)는, 액체(10)를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체(10)와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 구조로 되어 있다.

상기 제2벤츄리 스크러버(220)는, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와 다른 구조를 갖고 있으며, 하나 또는 복수 개로 이루어져 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와 직렬로 배열되고, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)로부터 유입되는 상기 액체(10) 및 상기 기체를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거한다.

상기 제3벤츄리 스크러버(230)는, 상기 제2벤츄리 스크러버(220)로부터 유입되는 상기 액체(10) 및 기체를 재 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 다시 제거하며, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와 상기 제2벤츄리 스크러버(220)와 다른 구조를 갖고 있다.

한편, 상기 벤츄리모듈(200)은, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 상기 제2벤츄리 스크러버(220)와, 상기 제3벤츄리 스크러버(230) 각각이 모듈구조를 가지고 있으며, 이에 경우에 따라 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 제2벤츄리 스크러버(220)와, 제3벤츄리 스크러버(230)들의 개수를 다양하게 하고, 또한 그 배열순서를 다양하게 할 수 있다.

예를 들어, 상기 벤츄리모듈(200)은, 하나 또는 복수개의 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 하나 또는 복수개의 상기 제2벤츄리 스크러버(220)가 직렬로 결합될 수 있다. 또한, 이와는 다르게 상기 벤츄리모듈(200)은, 하나 또는 복수개의 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 하나 또는 복수개의 상기 제2벤츄리 스크러버(220)와, 하나 또는 복수개의 상기 제3벤츄리 스크러버(230)가 직렬로 결합될 수 있다.

도면에서, 상기 벤츄리모듈(200)은, 하나의 제1벤츄리 스크러버(210)와, 하나의 제2벤츄리 스크러버(220)와, 하나의 제3벤츄리 스크러버(230)가 순차적으로 직렬로 결합되는 실시예를 나타내었지만, 이는 일 실시예로 다양한 구조가 실시될 수 있음은 물론이다.

상기 벤츄리모듈(200)은, 그 배치순서를 상기 제1벤츄리 스크러버(210)가 최상측에, 그 다음으로 상기 제2벤츄리 스크러버(220)를, 최하측에 상기 제3벤츄리 스크러버(230)를 배치하는 것이 바람직하지만 이에 한정하지는 않는다.

상기한 바와 같이, 상기 벤츄리모듈(200)은, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 상기 제2벤츄리 스크러버(220)와, 상기 제3벤츄리 스크러버(230) 각각이 모듈화 구조로 되어 있기 때문에, 다양한 구조가 가능하여 처리하고자하는 가스의 용량 등에 따라 스크러빙 효과를 효과적으로 얻을 수 있으며, 구조변경 및 설치도 용이하다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)와, 상기 제2벤츄리 스크러버(220)와, 상기 제3벤츄리 스크러버(230)의 구성을 상세하게 살펴보기로 한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)는, 수류조(211)와, 제1깔데기부(212)와, 제1배출부(213)와, 제1충돌부재(214)를 포함한다.

상기 수류조(211)는 상부가 개방되어 상부에서 자유 낙하하는 상기 가스와 액체(10)를 수용하여 채워지며, 측면이 하측으로 갈수록 좁아지도록 경사진 형상으로 이루어져 있으며, 이러한 형상은 후술되는 제1깔데기부(212)에 의하여 벤츄리효과를 얻을 수 있다. 이에 대하여 살펴보면, 상기 제1벤츄리 스크러버(210)는 상기 수류조(211)의 외측면과 상기 제2깔데기부(221)의 내측면이 이루는 형상이 하측으로 갈수록 좁아지는 구조이기 때문에, 이 사이로 상기 액체(10)와 상기 기체가 통과하면서 유속이 증가되고, 이에 따라 상기 액체(10)와 상기 가스를 미세화시켜 서로의 접촉면적을 늘려준다.

상기 제1깔데기부(212)는, 전체적으로 깔데기 형상을 갖고 있으며, 상기 수류조(211)의 하부에 이격되게 배치되어 상기 수류조(211)로부터 흘러넘치는 상기 액체(10)와 상기 가스가 함께 유입되며, 상기 액체(10)와 상기 가스의 유속을 증가시키기 위하여 하방으로 갈수록 좁아지는 구조로 되어 있다.

상기 제1배출부(213)는, 대략 덕트구조로서 상기 제1깔데기부(212)의 제1배출구로(2121)부터 하측으로 연장되어 형성되고, 상기 액체(10)와 상기 가스가 모아져 하방으로 배출되며, 제1벤츄리부(2122)를 갖고 있다. 상기 제1벤츄리부(2122)는, 상기 제1깔데기부(212)로부터 모아진 상기 액체(10)와 상기 기체를 좁은 통로로 통과시켜 유속을 증가시킴으로써, 상기 액체(10)와 상기 가스의 미세화를 유도하고 이에 접촉면적을 늘리는 구조로 되어 있다.

상기 제1충돌부재(214)는, 상기 제1배출부(213)의 하부에 이격되게 위치하고, 상기 제1배출부(213)로부터 유출되는 상기 액체(10)가 상면에 충돌하면서 측면으로 퍼져나가게 하여, 퍼져나가는 상기 액체(10)에 의하여 상기 제1깔데기부(212) 하부에 액체차단막(Water sheet)을 형성하고, 유출되는 상기 액체(10)와 상기 기체를 충돌시켜 미세화시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 액체 차단막은 상기 가스가 통과하면서 더욱 미립화되며, 이렇게 미립화된 상기 액체 차단막은 상기 가스와의 접촉면적을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 제1충돌부재(214)는, 상측으로 갈수록 좁아지도록 종단면형상이 삼각형상으로 형성되어, 유출되는 상기 액체(10)와 상기 가스의 저항을 줄임과 동시에 일정각도를 따라 경사지게 상기 액체차단막이 형성될 수 있도록 가이드한다. 한편, 상기 제1충돌부재(214)는 도면에서 삼각형의 형상을 하고 있는 경우를 실시예로 하였지만, 이는 일 실시예로 이 외 유선형 또는 볼록한 형상 등 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 형상으로도 적용가능하다.

상기한 바와 같이 상기 제1벤츄리 스크러버(210)는, 유동하는 유로통과 면적이 좁아지는 좁은 목이 형성되어 있는 구조이기 때문에 이를 통과하는 액체(10)와 상기 가스의 유속이 증대되어 상기 액체(10)와 상기 가스를 미세화하고, 접촉면적을 증대시켜 포집효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1충돌부재(214)에 의하여 형성된 상기 유체차단막을 통하여 상기 액체(10)와 가스가 다시 미세화됨으로써 여과효율과 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면 상기 제2벤츄리 스크러버(220)는, 제2깔데기부(221)와, 제2배출부(222)와, 제2충돌부재(223)를 포함한다. 여기서, 상기 제2깔데기부(221)와, 제2배출부(222)와, 제2충돌부재(223)는 상기 제1벤츄리 스크러버(210)의 제1깔데기부(212)와, 제2배출부(222)와, 제2충돌부재(223)와 그 구성이 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 제3벤츄리 스크러버(230)는, 제3깔데기부와, 제3배출부를 포함하며, 이 또한 상기 제1벤츄리 스크러버(210)의 제1깔데기부(212)와, 제1배출부(213)와 그 구성이 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 탱크(100)는, 상기 가스와 상기 액체(10)를 유입시키고, 내부에 상기 가스와 상기 액체(10)를 수용할 수 있는 수용부(103)가 형성되어 있으며, 상기 가스가 배출되는 배출구(102)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 유입구(101)에는 유입되는 가스의 압력을 감지하기 위한 제1압력센서(421)가 구비되어 있다.

나아가, 상기 탱크(100)는 상기 벤츄리모듈(200)이 형성된 위치에 개폐부(101)와, 상기 개폐부(102)에 구비되는 투명창(102)를 구비하여 작업자가 내부 상황을 확인할 수 있다.

상기 순환부(300)는, 상기 수용부에 저장된 상기 액체(10)를 순환시켜 상기 벤츄리모듈(200)로 재공급하는 역할을 하며, 순환라인(301)과, 순환펌프(310)와, 열교환기(330)와, 유량조절밸브(320)를 포함한다. 상기 순환라인(301)은, 상기 탱크(100)로부터 배출되는 상기 액체(10)를 상기 탱크(100)로 재공급하는 구조를 갖고 있다. 상기 순환펌프(310)는, 상기 순환라인(301) 상에 구비되어 상기 탱크(100)에 저장된 상기 액체(10)를 강제 배출시키는 역할을 한다.

한편, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 처리하고자 하는 가스의 온도가 높을 경우 이에 따라 탱크(100) 내의 온도도 증가하게 되고, 이렇게 되면 버블량이 증가하면서 중화를 하기가 어려운 문제가 발생하게 된다. 이에, 상기 순환부(300)는 순환하는 상기 액체(10)를 냉각하여 탱크(100) 내의 온도를 저감시키도록 상기 열교환기(330)를 구비한다. 상기 열교환기(330)는, 상기 순환라인(301) 상의 순환펌프(310)의 후방에 구비되어 순환되는 상기 액체(10)를 외부로부터 유입된 냉각물질과 서로 열교환시켜 상기 액체(10)를 냉각시키는 구조로 되어 있다. 여기서, 상기 열교환기(330)의 구조는 공지의 냉각물질을 이용한 열교환기와 그 구성이 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러, 상기 액체(10)와 열교환을 이루는 냉각물질은 취급이 용이한 냉각수를 사용하는 것이 바람직하나, 이는 일 실시예로 상기한 목적을 달성할 수 있다면 냉각수 외 다양한 냉각물질로도 이용가능하다.

상기 유량조절밸브(320)는, 상기 순환라인(301)에서 세부적으로 상기 열교환기(330)의 후방에 구비되어 순환되는 상기 액체(10)의 유량을 조절하는 역할을 하며, 유체의 유량을 조절할 수 있는 공지의 유량조절밸브도 적용가능하다.

한편, 상기 제어부(800)는, 상기 순환부(300)와 연결되어 상기 액체(10)의 순환 유량을 조절하여 상기 벤츄리모듈(200) 내에서의 상기 가스의 압력 손실을 조절함으로써, 상기 유입구(101)의 압력을 제어하며, 상기한 순환 유량 조절을 위한 상기 제어부(800)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 가스배출부(400)는, 상기 배출구(102)를 통하여 상기 가스를 배출시키며, 배출라인(401)과, 흡입팬(410)과, 제2압력센서(422)를 포함한다. 상기 배출라인(401)은 상기 탱크(100)의 배출구(102)로부터 배출되는 상기 액체(10)를 외부로 배출시키는 라인이며, 상기 배출라인(401) 상에는 상기 가스를 강제 배출시키기 위한 흡입팬(410)이 구비되어 있다. 또한, 상기 가스배출부(400)는, 상기 탱크(100)로부터 배출되는 상기 가스의 압력을 감지할 수 있도록 상기 흡입팬(410)의 입구에 제2압력센서(422)를 구비한다.

상기 제어부(800)는, 상기 순환부(300)와 연결되어 상기 유입구(101)의 압력에 따라 상기 순환부(300)를 제어하여 유입되는 상기 가스의 압력을 조절하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 상기 수용부에 저장된 상기 액체(10)의 pH값을 감지하는 pH센서(120)와, 상기 순환부(300)에 중화액을 공급하는 중화액 공급부(600)를 더 포함하며, 나아가 상기 pH센서(120)에 의하여 감지된 pH값에 따라 중화액의 공급량을 조절하는 제어부(800)를 포함한다.

먼저, 상기 pH센서(120)는 공지의 pH값을 감지할 수 있는 pH센서이며, 상기 탱크(100) 내의 액체(10)의 pH값을 감지할 수 있는 위치에 설치된다.

상기 중화액 공급부(600)는, 상기 순환부(300)에 중화액(20)을 공급하여 상기 액체(10)를 중화시키는 역할을 하며, 중화액 저장부(610)와, 중화액 라인(601)과, 중화액 공급펌프(620)와, 교반장치(630)를 포함한다.

상기 중화액 저장부(610)는 중화액(20)을 수용하며, 상기 중화액 라인(601)은 상기 중화액 저장부(610)와 상기 순환라인(301)을 연통시킨다. 도면에서, 상기 중화액 라인(601)은, 연통단부가 상기 순환라인(301) 상에서 상기 순환펌프(310)와 상기 열교환기(330) 사이에 위치하고 있지만, 이는 일 실시예로 순환하는 상기 액체(10)에 중화액(20)을 효과적으로 투입할 수 있다면 다양한 실시예가 가능하다. 한편, 상기 중화액(20)은 알카리용액 또는 산성용액 모두 가능하여 상기 액체(10)가 산성을 띌 경우 상기 알카리용액을 투입하고, 상기 액체(10)가 알카리성을 띌 경우 산성용액을 투입한다.

상기 중화액 공급펌프(620)는, 상기 중화액 라인(601) 상에 구비되어 상기 중화액 저장부(610)의 중화액(20)을 상기 순환라인(301) 상으로 강제 공급하는 역할은 한다.

한편, 상기 중화액 공급부(600)는, 상기 제어부(800)에 의하여 상기 pH센서(120)에 의하여 감지된 pH값에 따라 상기 중화액(20)의 공급량을 조절하며, 이때의 상기 제어부(800)의 제어에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 교반장치(630)는, 상기 중화액 저장부(610)에 구비되어 상기 중화액(20)을 교반하는 장치로서, 공지의 액체 교반장치를 적용할 수 있으며 이에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)는, 레벨센서(110)와, 상기 탱크(100)의 액체(10)를 배출하기 위한 드레인장치(700)와, 보충수 공급부(500)와, 제어부(800)를 더 포함한다.

상기 레벨센서(110)는, 상기 탱크(100)에 구비되어 상기 탱크(100) 내 액체의 수위를 감지하는 역할을 하며, 이러한 레벨센서(100)는 공지의 액체의 레벨을 감지할 수 있는 것이라면 모두 적용가능하며, 아울러 도면에서 상기 레벨센서(110)는 탱크(100)에 하나만 설치되어 적정수위를 감지하는 경우를 나타내었는데, 상기 레벨센서(100)를 복수개 구비하여, 최고, 적정, 최하에 대한 액체(100)의 수위를 감지할 수 있도록 할 수 있는 등 다양한 실시예가 가능하다.

상기 드레인 장치(700)는, 드레인라인(701)과, 배출펌프(710)를 포함한다. 상기 드레인라인(701)은, 상기 탱크(100)의 저부에 연결되어 상기 탱크(100) 내의 액체(10)가 외부로 배출되도록 한다. 상기 배출펌프(710)는, 상기 드레인라인(701)에 구비되어 상기 드레인라인(701)을 통하여 상기 액체(10)가 배출되게 하는 역할을 한다.

상기 보충수 공급부(500)는, 상기 탱크(100) 내의 액체(10)의 용량이 부족하다고 판단되면 외부로부터 액체를 공급받아 상기 액체(10)를 상기 유입구(101)로 보충공급하기 위한 장치이며, 보충수 공급라인(501)과, 조절밸브(510)를 포함한다. 상기 보충수 공급라인(501)은 외부로부터 상기 액체(10)를 공급받아 상기 탱크(100)로 공급하며, 상기 조절밸브(510)는 상기 보충수 공급라인(501)에 구비되어 상기 액체(10)를 공급 유량을 조절한다.

상기 제어부(800)는, 상기 레벨센서(110)로부터 상기 액체(10)의 수위가 적정범위를 초과한 경우 상기 드레인 장치(700)의 배출펌프(710)를 제어하여 상기 액체(10)를 배출시키고, 상기 레벨센서(110)로부터 상기 액체의 수위가 적정범위 미만일 경우 상기 보충수 공급부(500)의 조절밸브(510)를 제어하여 상기 액체(10)를 보충 공급하도록 제어하는 역할을 한다.

이하, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)에서 상기 제어부(800)에 의한 각 구성의 제어흐름을 살펴보기로 한다.

도 4를 참조하면, 상기 제어부(800)는, 상기 제1압력센서(421)로부터 감지된 상기 유입구(101)의 압력에 따라 상기 순환펌프(310)와 상기 유량조절밸브(320)를 제어하여 상기 유입구(101)로 공급되는 상기 액체(10)의 유량을 조절하여, 상기 유입구(101)의 압력을 설정된 범위가 되도록 조절한다. 여기서, 상기 유입구(101)의 압력은, 한정된 유입구(101) 내에 상기 가스와 상기 액체(10)가 유동한다고 볼 때, 유동하는 상기 액체(10)의 유량이 많으면 많을수록 상기 가스의 유량은 상대적으로 작아지는 원리는 이용한 것으로, 상기 유입구(101)의 압력이 설정 압력 보다 커지면, 상기 액체(10)의 순환 유량을 증가시켜서 상기 가스의 유로를 감소시킨다.

즉, 상기 제어부(800)는 상기 유입구(101)의 압력이 설정된 범위를 벗어나 높다고 판단되면, 상기 순환펌프(310)를 제어하여 상기 액체(10)의 유량을 증가시켜 상기 가스의 유로를 감소시킴으로써 상기 유입구(101)의 압력을 적정수준으로 낮춘다. 가령, 상기 다단 습식 스크러빙 장치(900)가 소각로 등에 이용될 경우, 유입구(101)의 압력이 설정압보다 높아지면, 소각가스의 유입이 어려워지는 문제점이 발생할 수 있으므로, 이러한 경우 상기 제어부는 상기 유입구(101)의 압력을 설정값 이하로 낮추어야 한다.

한편, 본 실시예에서는 제1압력센서(421)에 의하여 유입구(101)의 압력을 측정하는 경우를 나타내었지만, 상기 흡입팬(410)의 입구에 설치된 제2압력센서(422)를 통하여, 상기 제1압력센서(421)와 상기 제2압력센서(422)가 설치된 지점 사이의 차압을 측정하여, 유입구(101)의 압력을 유추할 수도 있다.

또한, 도면에서 상기 순환하는 액체(10)의 유량조절은, 상기 순환펌프(310)와, 상기 유량조절밸브(320)를 통하여 수행하는 경우를 예로 나타내었지만, 이는 상기 순환펌프(310)가 정유량 펌프일 경우이며, 이와 달리 상기 순환펌프(310)를 변유량 펌프인 인버터펌프 등을 적용할 경우에는 상기 유량조절밸브(320)가 불필요할 수 있다.

또한, 상기 제어부(800)는, 순환되는 상기 액체(10)의 pH농도에 따라 상기 중화액 공급펌프(620)를 제어하여 상기 액체(10)의 pH값을 조절하는 것으로, 상기 pH센서(120)로부터 감지된 액체(10)의 pH 농도가 산성을 띌 경우에는 알카리용액을 투입하며, 상기 액체(10)가 알카리성을 띌 경우 산성용액을 투입한다.

또한, 상기 제어부(800)는, 상기 레벨센서(110)로부터 상기 액체(10)의 수위가 적정범위를 벗어난 경우 상기 벤츄리모듈(200)과 저장된 액체(10)의 최상면이 서로 가까워져 가스의 이동에 어려움이 있기 때문에, 상기 배출펌프(710)를 제어하여 상기 액체(10)를 배출시켜 상기 액체(10)의 적정수위를 유지한다. 반면, 상기 제어부(800)는 상기 레벨센서(110)로부터 상기 액체(10)의 수위가 적정범위 미만일 경우, 상기 보충수 공급부(500)의 상기 조절밸브(510)를 제어하여 상기 액체(10)를 보충 공급한다.

한편, 도면에서는, 상기 제어부(800)가 상기 순환되는 상기 액체(10)의 유량과, 상기 중화액(20)의 공급 유량과, 상기 탱크(100)로부터 배출되는 액체(10)의 유량과, 상기 보충수의 유량제어를 하나의 제어부(800)에서 모두 제어하는 것을 실시예로 하여 나타내었으나, 이는 일 실시예로 복수개의 제어부(800)를 구비하여 각각의 제어를 별도로 독립적으로 할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 탱크 101... 유입구
110... 레벨센서 120... pH센서
200... 벤츄리모듈 210... 제1벤츄리 스크러버
211... 수류조 212... 제1깔데기부
213... 제1배출부 214... 제1충돌부재
220... 제2벤츄리 스크러버 221... 제2깔데기부
222... 제2배출부 223... 제2충돌부재
230... 제3벤츄리 스크러버 300... 순환부
310... 순환펌프 320... 유량조절밸브
330... 열교환기 400... 가스배출부
410... 흡입팬 421... 제1압력센서
422... 제2압력센서 500... 보충수 공급부
510... 조절밸브 600... 중화액 공급부
610... 중화액 저장부 620... 중화액 공급펌프
630... 교반장치 700... 드레인장치
710... 배출펌프 800... 제어부
900... 다단 습식 스크러빙 장치

Claims

외부로부터 처리해야 하는 가스를 유입함과 아울러 상기 가스를 스크러빙하기 위한 액체를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버, 및 하나 또는 복수 개가 상기 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 상기 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 상기 액체 및 상기 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 상기 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈;
상기 벤츄리모듈를 통과한 상기 가스와 상기 액체를 유입시키고, 상기 가스가 배출되는 배출구와 상기 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크;
상기 수용부에 저장된 상기 액체를 순환시켜 상기 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부; 및
상기 배출구를 통하여 상기 가스를 배출시키기 위한 가스배출부를 포함하고,
상기 벤츄리모듈은,
상기 액체와 상기 가스가 함께 유입되며 상기 액체와 유입가스의 유속을 증가시키기 위하여 하방으로 갈수록 좁아지는 제3깔데기부와, 상기 제3깔데기부로부터 유입된 상기 액체와 상기 가스가 모아져 하방으로 배출되는 제3배출구로부터 하측으로 연장되고 제3벤츄리부를 갖는 제3배출부를 포함하여 모듈구조를 갖는 제3벤츄리 스크러버를 더 구비하고,
상기 제1벤츄리 스크러버와 상기 제2벤츄리 스크러버는, 각각이 모듈구조를 가지고,
상기 제1벤츄리 스크러버와, 하나 또는 복수개의 상기 제2벤츄리 스크러버와, 상기 제3벤츄리 스크러버가 직렬로 결합되는 다단 습식 스크러빙 장치.
외부로부터 처리해야 하는 가스를 유입함과 아울러 상기 가스를 스크러빙하기 위한 액체를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버, 및 하나 또는 복수 개가 상기 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 상기 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 상기 액체 및 상기 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 상기 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈;
상기 벤츄리모듈를 통과한 상기 가스와 상기 액체를 유입시키고, 상기 가스가 배출되는 배출구와 상기 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크;
상기 수용부에 저장된 상기 액체를 순환시켜 상기 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부;
상기 배출구를 통하여 상기 가스를 배출시키기 위한 가스배출부; 및
상기 액체의 순환 유량을 조절하여 상기 벤츄리모듈 내에서의 상기 가스의 압력 손실을 조절하여 상기 벤츄리 모듈의 유입구의 압력을 제어하는 제어부를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
외부로부터 처리해야 하는 가스를 유입함과 아울러 상기 가스를 스크러빙하기 위한 액체를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버, 및 하나 또는 복수 개가 상기 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 상기 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 상기 액체 및 상기 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 상기 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈;
상기 벤츄리모듈를 통과한 상기 가스와 상기 액체를 유입시키고, 상기 가스가 배출되는 배출구와 상기 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크;
상기 수용부에 저장된 상기 액체를 순환시켜 상기 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부;
상기 배출구를 통하여 상기 가스를 배출시키기 위한 가스배출부; 및
상기 수용부에 저장된 상기 액체의 pH값을 감지하는 pH센서와,
상기 순환부에 중화액을 공급하는 중화액 공급부와,
상기 pH센서에 의하여 감지된 pH값에 따라 상기 중화액의 공급량을 조절하는 제어부를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
외부로부터 처리해야 하는 가스를 유입함과 아울러 상기 가스를 스크러빙하기 위한 액체를 유입하여 상기 가스와 함께 가속시키되 상기 가속된 액체와 상기 가속된 가스를 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 제거하는 제1벤츄리 스크러버, 및 하나 또는 복수 개가 상기 제1벤츄리 스크러버와 직렬로 배열되고 상기 제1벤츄리 스크러버로부터 유입되는 상기 액체 및 상기 가스를 가속시키고 서로 접촉시켜서 상기 가스 내의 유해물질을 재 제거하되 상기 제1벤츄리 스크러버와 다른 구조를 가지는 제2벤츄리 스크러버를 포함하는 벤츄리모듈;
상기 벤츄리모듈를 통과한 상기 가스와 상기 액체를 유입시키고, 상기 가스가 배출되는 배출구와 상기 액체가 저장되는 수용부가 형성되어 있는 탱크;
상기 수용부에 저장된 상기 액체를 순환시켜 상기 벤츄리모듈로 재공급하는 순환부;
상기 배출구를 통하여 상기 가스를 배출시키기 위한 가스배출부;
상기 탱크에 구비되어 상기 탱크 내 액체의 수위를 감지하는 레벨센서;
상기 탱크의 저부에 연결된 드레인라인과, 상기 드레인라인에 구비되어 상기 액체를 배출하는 배출펌프를 포함하는 드레인장치;
외부로부터 상기 액체를 공급받아 상기 벤츄리모듈의 유입구로 공급하기 위한 보충수 공급라인과, 상기 보충수 공급라인에 구비되어 상기 액체를 공급 유량을 조절하는 조절밸브를 포함하는 보충수 공급부; 및
상기 레벨센서로부터 상기 액체의 수위가 적정범위를 초과한 경우 상기 배출펌프를 제어하여 상기 액체를 배출시키고, 상기 레벨센서로부터 상기 액체의 수위가 적정범위 미만일 경우 상기 조절밸브를 제어하여 상기 액체를 보충 공급하는 제어부를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1벤츄리 스크러버는,
상부가 개방되어 상기 가스와 액체를 저장하는 수류조와,
상기 수류조의 하부에 이격되게 배치되어 상기 수류조로부터 흘러넘치는 상기 액체와 상기 가스가 함께 유입되며, 상기 액체와 상기 가스의 유속을 증가시키기 위하여 하방으로 갈수록 좁아지는 제1깔데기부와,
상기 액체와 상기 가스가 모아져 하방으로 배출되는 상기 제1깔데기부의 제1배출구로부터 하측으로 연장되고 제1벤츄리부를 갖는 제1배출부와,
상기 제1배출부의 하부에 이격되게 위치하고 상기 제1배출부로부터 유출되는 상기 액체가 상면에 충돌하면서 측면으로 퍼져나가게 하여, 퍼져나가는 상기 액체에 의하여 상기 제1깔데기부 하부에 액체차단막을 형성하는 제1충돌부재를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2벤츄리 스크러버는,
상기 액체와 상기 가스가 함께 유입되며 상기 액체와 유입가스의 유속을 증가시키기 위하여 하방으로 갈수록 좁아지는 제2깔데기부와,
상기 액체와 상기 가스가 모아져 하방으로 배출되는 상기 제2깔데기부의 제2배출구로부터 하측으로 연장되고 제2벤츄리부를 갖는 제2배출부와,
상기 제2배출부의 하부에 이격되게 위치하고 상기 제2배출부로부터 유출되는 상기 액체가 상면에 충돌하면서 측면으로 퍼져나가게 하여, 퍼져나가는 상기 액체에 의하여 상기 제2깔데기부 하부에 액체차단막을 형성하는 제2충돌부재를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1벤츄리 스크러버와 상기 제2벤츄리 스크러버는, 각각이 모듈구조를 가지고,
상기 벤츄리모듈은,
상기 제1벤츄리 스크러버와, 하나 또는 복수개의 상기 제2벤츄리 스크러버가 직렬로 결합되는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 벤츄리모듈은,
상기 액체와 상기 가스가 함께 유입되며 상기 액체와 유입가스의 유속을 증가시키기 위하여 하방으로 갈수록 좁아지는 제3깔데기부와, 상기 제3깔데기부로부터 유입된 상기 액체와 상기 가스가 모아져 하방으로 배출되는 제3배출구로부터 하측으로 연장되고 제3벤츄리부를 갖는 제3배출부를 포함하여 모듈구조를 갖는 제3벤츄리 스크러버를 더 포함하고,
상기 제1벤츄리 스크러버와, 하나 또는 복수개의 상기 제2벤츄리 스크러버와, 상기 제3벤츄리 스크러버가 직렬로 결합되는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 상기 유입구의 압력이 설정 압력 보다 커지면, 상기 액체의 순환 유량을 증가시켜서 상기 가스의 유로를 감소시키는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 순환부는,
순환라인과, 상기 순환라인 상에 구비되어 상기 탱크에 저장된 상기 액체를 강제 배출시키는 순환펌프와, 상기 순환라인 상에 구비되어 외부로부터 유입된 냉각물질과 순환되는 상기 액체를 서로 열교환시켜 상기 액체를 냉각시키는 열교환기와, 상기 순환라인 상에 구비되어 순환되는 상기 액체의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 순환부는,
순환라인과, 상기 순환라인 상에 구비되어 상기 탱크에 저장된 상기 액체를 강제 배출시키는 순환펌프와, 상기 순환라인 상에 구비되어 외부로부터 유입된 냉각물질과 순환되는 상기 액체를 서로 열교환시켜 상기 액체를 냉각시키는 열교환기와, 상기 순환라인 상에 구비되어 순환되는 상기 액체의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 포함하고,
상기 중화액 공급부는,
중화액을 수용하는 중화액 저장부와, 상기 중화액 저장부와 상기 순환라인을 연통시키는 중화액라인과, 상기 중화액라인 상에 구비되어 상기 저장부의 중화액을 상기 순환라인 상으로 강제 공급하는 중화액 공급펌프와, 상기 저장부에 구비되어 상기 중화액을 교반하는 교반장치를 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스배출부는,
상기 탱크의 배출구로부터 배출되는 상기 액체를 외부로 배출시키는 배출라인과,
상기 배출라인 상에 구비되어 상기 배출구로부터 상기 가스를 강제 배출시키는 흡입팬을 포함하는 다단 습식 스크러빙 장치.