KR101229985B1 - 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템에 관한 것으로, 고온, 고습의 점도성 오염공기가 유입되는 덕트 및 상기 덕트에 응축시드를 공급하는 응축시드 공급 장치로 구성되는 오염공기 전처리 장치와, 메인 탈취 장치의 전방에 상기 오염공기 전처리 장치가 설치되는 탈취 시스템을 제공하여 고온, 고습의 점도성 오염공기를 효과적으로 정화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템{DEVICE FOR PRE-TREATING CONTAMINATED AIR AND DEORDORIZING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템에 관한 것으로, 특히, 고온, 고습의 점도성 오염공기를 정화할 수 있는 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템에 관한 것이다.
최근, 지속적인 산업 발전에 따른 부산물로 각종 쓰레기와 폐기물이 다량 발생함으로써 그 처리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 다양한 형태의 처리 방안이 마련되고 있으나 대부분 슬러지를 발생시켜 문제가 되고 있다.
슬러지란 각종 쓰레기와 폐기물에 포함된 입자상, 콜로이드 또는 용존상의 오염물질 제거시 발생하는 2차 오염물질로서 점도성이 크고, 수분을 다량 함유하며, 악취를 발생시키는 것이 특징이다. 따라서 이러한 슬러지를 처리할 때에는 통상 고온의 열을 가해 슬러지를 건조시킨 후 소각하거나 열원으로 재활용하는 방법이 사용되고 있다.
이 경우, 슬러지는 도 1에 도시된 바와 같은 슬러지 건조 장치(10)를 이용하여 건조된다.
구체적으로, 원통형 드럼(11)의 상부에 투입된 슬러지(도면 미도시)가 스크류(12)의 회전에 의해 하부로 이동될 때 원통형 드럼(11)의 상단, 하단 또는 양단에 설치된 버너(도면 미도시)로부터 고온의 연소가스(G)가 공급되어 건조가 이루어진다.
여기서, 상술한 방법으로 슬러지를 건조시키면 슬러지에 함유된 수분이 증발하면서 100℃ 이상의 점도성 수증기가 발생하는데, 이러한 수증기는 액상에서 기상으로 상태만 변했을 뿐 슬러지와 동일하게 오염입자를 포함하고 있다. 따라서 슬러지의 건조시 발생하는 수증기를 제대로 처리하지 않으면 각종 병원균, 악취 등이 대기중으로 방출되어 인체에 악영향을 끼칠 뿐 아니라 환경오염을 일으키게 된다.
상술한 문제점을 해소하기 위해 슬러지 건조 장치로부터 발생되는 수증기를 탈취 장치로 직접 정화시키는 방안을 고려할 수 있다. 그러나 슬러지의 건조시 발생하는 수증기는 전술한 바와 같이 고온, 고습의 상태로 높은 점도성을 가지기 때문에, 이를 바로 탈취 장치에 주입할 경우 탈취 장치 내부에 흡착되어 정화가 제대로 이루어질 수 없다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 대략 50℃ 이상의 고온과 100%에 가까운 상대습도를 가지는 점도성 오염공기를 응축 및 냉각시킬 수 있는 오염공기 전처리 장치와 이를 포함하여 구성되는 탈취 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은, 고온, 고습의 점도성 오염공기를 전처리하는 장치로서, 상기 오염공기가 유입되는 덕트 및 상기 덕트에 응축시드를 공급하는 응축시드 공급 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치를 제공한다.
이 경우, 상기 오염공기 전처리 장치는 상기 덕트에 연결되는 사이클론 입자상 집진기를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 응축시드는 세라믹 파우더, 탄소 파우더, 연탄재 파우더, 황토, NaCl 파우더, 요오드화은 파우더 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
이 경우, 상기 오염공기 전처리 장치는, 상기 사이클론 입자상 집진기에 연결되어 상기 오염공기를 분배 및 냉각시키는 다단 관로형 냉각 장치 및 상기 다단 관로형 냉각 장치의 하부에 설치되는 저류조를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 다단 관로형 냉각 장치는 수냉식 냉각 장치 또는 공냉식 냉각 장치일 수 있다.
이 경우, 상기 다단 관로형 냉각 장치는 수직하게 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 오염공기 전처리 장치는, 상기 저류조 내에 음압을 형성하는 팬을 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 오염공기 전처리 장치 및 상기 오염공기 전처리 장치의 후방에 설치되는 메인 탈취 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취 시스템을 제공한다.
이 경우, 상기 메인 탈취 장치는, 상기 오염공기 내 입자상 오염물질을 여과하는 전처리부와, 상기 전처리부를 통과한 오염공기를 광촉매의 산화 반응으로 정화하는 건식 산화 반응부 및 상기 건식 산화 반응부를 통과한 오염공기를 물과 광촉매 산화 반응으로 정화하는 습식 산화 반응부를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 탈취 시스템은 상기 메인 탈취 장치의 후방에 설치되어 백연을 제거하는 냉각 장치 또는 히팅 코일부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 고온, 고습의 점도성 오염공기를 분말형 응축시드, 가스상 응축시드, 또는 이온화 오존 등을 이용하여 응축시키고, 다단 관로형 냉각 장치로 냉각하여 전처리함으로써 메인 탈취 장치에 주입 가능한 형태로 만들 수 있다.
또한, 전처리에 의해 수분과 점도성이 제거된 오염공기를 메인 탈취 장치를 이용하여 완전히 정화함으로써 신선한 공기를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 슬러지 건조 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템의 개념도.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.
먼저, 본 발명은 슬러지 건조 장치와 같은 오물 처리 시설에서 발생하는 고온, 고습의 점도성 오염공기를 응축시켜 오염입자를 제거하는 오염공기 전처리 장치와, 이러한 오염공기 전처리 장치가 메인 탈취 장치에 결합된 형태의 탈취 시스템으로 대별되는 바, 이하에서는 차례대로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템의 개념도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염공기 전처리 장치(100)는 덕트(도면 미도시) 및 응축시드 공급 장치(110)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 덕트는 슬러지 건조 장치와 같은 오물 처리 시설에서 발생하는 고온, 고습의 점도성 공기를 유입하여 응축시드와 반응시키기 위한 구성으로 상기 오물 처리 시설의 굴뚝이나 배기관(도면 미도시)에 결합된다.
다음으로, 상기 응축시드 공급 장치(110)는 상기 덕트에 상기 응축시드를 공급하기 위한 구성으로 상기 덕트에 별도의 배관을 이용하여 설치된다. 이 경우, 상기 응축시드는 블로어(111)에 의해 상기 덕트 내부로 공급되어 상기 오염물질을 흡착한다. 본 발명에서 상기 응축시드 공급 장치(110)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지된 형태의 다양한 공급 장치를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 응축시드로는 세라믹 파우더, 탄소 파우더, 연탄재 파우더, 황토, NaCl 파우더, 요오드화은 파우더 등과 같이 미세 액상 오염물질에 대해 흡수성과 응축성이 우수하고 비표면 밀도가 큰 미세입자 중에서 선택 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성되는 상기 오염공기 전처리 장치(100)에는 사이클론 입자상 집진기(120)가 추가적으로 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 사이클론 입자상 집진기(120)는 상기 덕트에 연속 설치되어 상기 응축시드와 상기 오염물질의 반응으로 성장한 입자들을 분리한다.
이 경우, 상기 사이클론 입자상 집진기(120)에서 분리된 상기 입자들은 하부로 배출되어 저류조(130)에 수집된다.
한편, 상기 오염공기 전처리 장치(100)에는 다단 관로형 냉각 장치(140)도 추가적으로 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)는 고온 상태의 상기 오염공기를 냉각시키기 위한 구성으로 상기 사이클론 입자상 집진기(120)에 연결 설치된다.
이 경우, 상기 사이클론 입자상 집진기(120)와 상기 다단 관로형 냉각 장치(140) 사이에는 분배 챔버(150)가 설치되어 상기 오염공기를 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)를 이루는 각 파이프(141)로 분배시킨다.
본 발명에서는 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)가 수직하게 설치되는 것을 특징적인 구성으로 한다. 즉, 상기 오염공기 내에 잔류하는 점도성 입자가 상기 파이프(141) 내측에 점착되는 것을 최소화한 것이다.
한편, 상기 파이프(141)의 내측에는 냉각핀(142)이 다수 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 냉각핀(142)은 상기 오염공기와의 접촉 면적을 넓혀 냉각 효과를 향상시킬 수 있기 때문이다.
이상에서 설명한 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)는 필요에 따라 수냉식, 공냉식 또는 수냉·공냉 혼합식으로 구성될 수 있다. 즉, 기온이 높은 여름에는 수냉식을 적용하고, 기온이 낮은 겨울에는 공냉식을 적용한다.
계속하여, 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)에 의해 응축된 액상 오염물질과 입자상 오염물질은 상기 저류조(130)로 수집되고, 나머지 오염공기는 후술하는 메인 탈취 장치(200)로 유입된다. 여기서, 상기 저류조(130)에 수집된 상기 액상 오염물질은 배수펌프(131)에 의해 외부로 배출되고, 상기 입자상 오염물질은 전술한 바와 같이 상기 사이클론 입자상 집진기(120)에서 배출된 입자들과 함께 상기 저류조(130)의 일측에 설치된 집진기(160)에 의해 제거된다. 이처럼 본 발명에서는 기상의 물질과 액상 및 고상 물질을 서로 분리하여 처리할 수 있도록 구성됨으로써 정화 및 탈취 성능을 극대화할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 물질의 상태별로 분리하기 위해서는 상기 저류조(130) 내에 음압이 형성되어야 하므로 상기 오염공기 전처리 장치(100)와 상기 메인 탈취 장치(200) 사이에는 팬(210)이 설치되는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염공기 전처리 장치에 대해 설명하였다. 이하에서는 계속하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈취 시스템에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈취 시스템(300)은 상기 오염공기 전처리 장치(100) 및 상기 메인 탈취 장치(200)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 오염공기 전처리 장치(100)에 대해서는 전술하였으므로 이하 상기 메인 탈취 장치(200)에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 메인 탈취 장치(200)는 상기 오염공기 전처리 장치(100)에서 냉각되고 점성이 제거된 오염공기를 최종적으로 정화하기 위한 구성으로 상기 오염공기 전처리 장치(100)의 후방에 설치된다.
구체적으로, 상기 메인 탈취 장치(200)는 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)에서 배출된 상기 오염공기 내 입자상 오염물질을 여과하는 전처리부(220)와, 상기 전처리부(220)를 통과한 오염공기를 광촉매의 산화 반응으로 정화하는 건식 산화 반응부(230) 및 상기 건식 산화 반응부(230)를 통과한 오염공기를 물과, TiO2와 같은 귀금속 담지 광촉매의 산화 반응으로 산성화시켜 정화하는 습식 산화 반응부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 구성되는 상기 메인 탈취 장치(200)의 후방에는 냉각 장치(250) 또는 히팅 코일부(260)를 설치하여 잔여물로 발생할 수 있는 백연을 최소로 제어하는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명의 구성에 대해 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 작용에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 오물 처리 시설에서 배출되는 고온, 고습의 점도성 오염공기가 상기 덕트를 통해 유입되면, 상기 응축시드 공급 장치(110)로부터 응축시드가 상기 덕트 내로 공급되어 상기 오염공기를 응축시킨다.
다음, 상기 오염공기는 상기 사이클론 입자상 집진기(120)로 유입되어 응축된 입자상 오염물질의 여과가 이루어진다. 이렇게 여과된 입자상 오염물질은 하부로 배출되어 상기 저류조(130)에 수집된다. 한편, 기상의 오염물질은 계속하여 상기 분배 챔버(150)로 유입되어 상기 다단 관로형 냉각 장치(140)에 분배된 후 냉각된다. 이 경우, 상기 오염공기 중에 포함된 수분은 냉각에 의해 응축되어 입자상 오염물질과 함께 상기 저류조(130)에 수집되고, 상기 집진기(160)를 통해 다시 한 번 정화된 후 외부로 배출된다.
이후, 기상의 오염물질은 상기 메인 탈취 장치(200)로 유입되어 상기 전처리부(220)에 의해 여과된 후 상기 건식 산화 반응부(230) 및 상기 습식 산화 반응부(240)를 거쳐 정화되어 대기중으로 최종 배출된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 오염공기 전처리 장치 110 : 응축시드 공급 장치
111 : 블로어 120 : 사이클론 입자상 집진기
130 : 저류조 131 : 배수펌프
140 : 다단 관로형 냉각 장치 141 : 파이프
142 : 냉각핀 150 : 분배 챔버
160 : 집진기 200 : 메인 탈취 장치
210 : 팬 220 : 전처리부
230 : 건식 산화 반응부 240 : 습식 산화 반응부
250 : 냉각 장치 260 : 히팅 코일부
300 : 탈취 시스템

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 점도성 오염공기를 전처리하는 장치로서,
    상기 오염공기가 유입되는 덕트와;
    상기 덕트에 응축시드를 공급하는 응축시드 공급 장치와;
    상기 덕트에 연결되는 사이클론 입자상 집진기; 및
    상기 사이클론 입자상 집진기에 연결되어 상기 오염공기를 분배 및 냉각시키는 다단 관로형 냉각 장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축시드는 세라믹 파우더, 탄소 파우더, 연탄재 파우더, 황토, NaCl 파우더 또는 요오드화은 파우더 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 오염공기 전처리 장치는,
    상기 다단 관로형 냉각 장치의 하부에 설치되는 저류조를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 관로형 냉각 장치는 수냉식 냉각 장치 또는 공냉식 냉각 장치인 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 관로형 냉각 장치는 수직하게 설치되는 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 오염공기 전처리 장치는,
    상기 저류조 내에 음압을 형성하는 팬을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염공기 전처리 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 오염공기 전처리 장치; 및
    상기 오염공기 전처리 장치의 후방에 설치되는 메인 탈취 장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인 탈취 장치는,
    상기 오염공기 내 입자상 오염물질을 여과하는 전처리부와;
    상기 전처리부를 통과한 오염공기를 광촉매의 산화 반응으로 정화하는 건식 산화 반응부; 및
    상기 건식 산화 반응부를 통과한 오염공기를 물과 광촉매 산화 반응으로 정화하는 습식 산화 반응부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 탈취 시스템은,
    상기 메인 탈취 장치의 후방에 설치되어 백연을 제거하는 냉각 장치 또는 히팅 코일부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈취 시스템.
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