KR101239612B1 - 입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치 - Google Patents

입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치에 관한 것으로서, 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 축열부에서 연소 산화 처리하기 전에 거칠고 큰 분진 및 미세먼지를 1차 카트리지 필터부와 2차 보조필터부로 구성된 여과부를 설치하여 여과함으로써, 축열부의 오염을 방지하고 축열부를 오염시키지 않는 극미세 유기 미립자를 효율적으로 연소 산화처리 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과하는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 유기미립자를 연소하고 산화처리하는 축열부를 포함하는 축열식 연소 산화장치에 있어서,
상기한 여과부는 유입구를 통해 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 1차로 여과하도록 설치되고 하부에 수집포가 구비된 카트리지 필터부와, 상기 카트리지 필터부를 통과한 가스를 2차로 여과하도록 설치되는 보조필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치{VOCs MIST COMBUSTION SYSTEM HAVING FILTERING OF PARTICULATE}
본 발명은 입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 축열부에서 연소 산화 처리하기 전에 거칠고 큰 분진 및 미세먼지를 1차 카트리지 필터부와 2차 보조필터부로 구성된 여과부를 설치하여 여과함으로써, 축열부의 오염을 방지하고 축열부를 오염시키지 않는 극미세 유기 미립자를 효율적으로 연소 산화처리 할 수 있도록 하는 입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치에 관한 것이다.
자동차 및 선박용 도장시설 등 기타제조업에서 발생하는 휘발성 유기화합물(VOCs)은 조업특성상 다량의 유기, 무기성 물질을 포함하고 있다.
상기한 휘발성 유기화합물은 전처리 없이 축열식 산화장치를 운용할 때 축열부내에 여과되지 않고 그대로 유입된 거칠고 큰 분진 및 미세 먼지 등의 미립자에 의하여 오염된다.
축열식 연소 산화장치가 미립자에 의하여 오염되면, 시설의 연료비, 전력비를 포함한 유지관리비의 증가, 시설고장 및 성능저하의 원인이 된다.
종래의 축열식 연소 산화장치는 습식세정장치(Scrubber)와 여과장치(Roll Filter)를 설치하여 분진을 여과하는 전처리 과정을 수행한 후 축열부에서 산화처리 하였다.
상기한 축열식 연소 산화장치는 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 습식세정장치(Scrubber) 및 여과장치(Roll Filter)를 이용하여 분진을 여과처리 함에 따라 많은 시설비가 소요되는 것은 물론 습식 처리시설만이 가지고 있는 폐수처리의 2차 부담 및 동절기 시설 동파 등의 문제점이 있다.
또한 여과장치(Roll Filter 또는 Pre- Filter)만을 설치하여 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과한 후 축열식 연소 산화장치에서 유기미립자를 처리하였으나, 이 경우 시설 투자비는 적게 들지만 여과효율이 낮고 필터 교체 비용 등 유지관리비용이 높으며 시간이 흐르면서 축열식 연소 산화장치의 축열부가 오염되는 문제점이 있다.
상기 축열식 연소 산화장치에서 분진 및 미세먼지를 털어내기 위한 전처리 장치 중 분진 및 미세먼지를 필터에서 털어내는 에어펄스 집진장치는 털이 중에 재비산된 미세분진이 필터를 통과한 후 축열부까지 오염을 가중시키는 문제점이 있다.
문헌 1 내지 문헌 2에는 종래 축열식 산화장치의 축열부내에서 유기미립자 제거장치가 개시되어 있다.
문헌 1에는, 유기화합물(VOCs)을 산화 처리하는 축열식 산화장치용 축열부의 세라믹허니콤의 틈에 제어장치의 베이크-아웃(bake-out)시스템과 병행 또는 제어방식 설정에 의해 에어를 분사하여 산화후 점착된 탄화재인 휘발성 유기화합물의 유기미립자를 불어내게 축열부하우징 하부에 에어노즐을 설치한 구성으로 이루어지는 축열식 산화장치용 축열부 내 유기미립자 제거장치가 개시되어 있다.
문헌 2에는, 세라믹층과 폐가스인입관 사이에 구성된 콘덕트 내부에 지지대를 형성하고, 지지대상부에 세라믹필터를 내장함으로써 점착성 물질 등을 포함한 폐가스는 세라믹필터를 통과하면 점착성 물질 등이 예열되어 점착성을 상실하게 되므로 세라믹층의 막힘이 방지되고, 세라믹 필터 부분만 교체 및 세척이 가능하므로 유지보수 비용을 줄일 수 있도록 하는 세라믹 필터가 있는 축열식소각로가 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 등록실용 제0349267호 "축열식 산화장치용 축열부 내 유기미립자 제거장치" (2004.5.4. 공고) [특허문헌 2] 등록실용 제0369022호 "세라믹필터가 있는 축열식소각로" (2004.12.3. 공고)
본 발명의 목적은, 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 축열식 연소 산화장치에서 처리하기 전에 여과부의 카드리지 필터로 1차 여과하고 보조필터로 2차 여과된 극미세 유기미립자만 축열부에서 산화 처리할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 극미세 유기미립자만 축열부에서 산화 처리할 수 있도록 함으로써 축열부의 오염을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과하는 여과부(4)와, 상기 여과부(4)를 통과한 유기미립자를 연소하고 산화처리하는 축열부(50)를 포함하는 축열식 연소 산화장치(2)에 있어서,
상기한 여과부(4)는 유입구(6)를 통해 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 1차로 여과하도록 설치되는 카트리지 필터부(10)와, 상기 카트리지 필터부(10)를 통과한 가스를 2차로 여과하도록 설치되는 보조필터부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 카트리지 필터부(10)는, 유입구(6)와 배출구(12)가 양측면에 높이차를 두고 형성되는 필터 하우징(14)과, 휘발성 유기화합물을 가진 가스에 포함된 거칠고 큰 분진 및 미세먼지를 용이하게 여과할 수 있도록 상기 필터 하우징(14) 내에 종횡방향으로 간격을 두고 수직으로 다수 설치되는 원통형 카트리지 필터(16)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)의 상부에 고압 공기를 분사할 수 있도록 설치되는 고압 에어 분사밸브(V1)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)의 하부에 털어낸 유기미립자 수거를 안내할 수 있도록 설치되는 수거 안내관(17)과, 상기 수거 안내관(17)내에 에어를 불어 쌓인 유기미립자를 모을 수 있도록 설치되는 수거용 에어 밸브(V2)와, 상기 수거용 에어 밸브(V2)의 하부에 털어낸 유기미립자를 담을 수 있도록 설치되는 수집포(8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카트리지 필터(16)는, 원통형이고 주름지게 형성된 여과지(18)와, 상기 여과지(18)의 상단을 지지하고 중공구멍(20h)이 형성되는 링형 헤드캡(20)과, 상기 여과지(18)의 하단을 지지하고 중공구멍(20h)을 막도록 형성되는 앤드캡(24)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고압 에어 분사밸브(V1)는, 필터 하우징(14)의 상부에 카트리지 필터(16)의 링형 헤드캡(20)에 형성된 중공구멍(20h)을 통해 고압의 에어를 분사할 수 있도록 각각의 카트리지 필터(16) 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 수거 안내관(17)은, 카트리지 필터(16)에서 탈락된 분진 및 미세먼지가 낙하 후 흘러내릴 수 있도록 깔때기형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 수거용 에어밸브(V2)는, 수거 안내관(17)에 에어를 분사시켜 쌓인 분진 및 미세먼지를 모을 수 있도록 수거 안내관(17)의 하단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 수집포(8)는 카트리지 필터(16)의 여과지(18)에서 털어낸 분진 및 미세먼지를 담아서 폐기할 수 있도록 수거 안내관(17)의 하단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 보조필터부(40)는 카트리지 필터부(10)와 축열부(50) 사이에 연결덕트(52c)로 연결되어 설치되는 보조필터 케이스(52b)와, 보조필터 케이스(52b) 내부에 설치되는 절연댐퍼(54)를 개재하고 축열부(50)와 일측이 연결되는 배기덕트(52d)와, 상기 보조필터 케이스(52b) 내부에 카트리지 필터(16)를 통과한 가스를 여과하도록 설치되는 보조필터(56)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물에 포함되어 있는 거칠고 큰 분진 및 미세먼지를 카트리지 필터와 보조필터를 이용하여 1,2차에 걸쳐 여과함으로써, 축열부에서 극미세 유기미립자만 효율적으로 산화 처리를 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 축열부에서 극미세 유기미립자만 산화 처리를 할 수 있도록 함으로써, 축열부의 오염을 방지하고 축열식 연소 산화장치의 내구성과 운영비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 축열식 연소 산화장치를 도시한 도면.
도 2는, 축열식 연소 산화장치를 도시한 평면도.
도 3과 도 4는, 도 2에 나타낸 여과부의 카트리지 필터를 도시한 도면.
도 5는, 원통형 카트리지 필터의 단면구조를 확대 도시한 도면.
도 6은, 카트리지 필터부에 설치된 카트리지 필터를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
축열식 연소 산화장치(2)는 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과하는 여과부(4)와, 상기 여과부(4)를 통과한 미립자를 연소하고 산화처리하는 축열부(50)를 포함한다.
본 발명에 따른 여과부(4)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 유입구(6)를 통해 각 공정을 거쳐 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 1차로 여과하도록 설치되는 카트리지 필터부(10)와, 상기 카트리지 필터부(10)를 통과한 가스를 2차로 여과하도록 설치되는 보조필터부(40)를 구비한다.
상기한 카트리지 필터부(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 유입구(6)와 배출구(12)가 양측면에 높이차를 두고 형성되는 필터 하우징(14)과, 휘발성 유기화합물을 가진 가스에 포함된 거칠고 큰 분진과 미세먼지를 용이하게 여과할 수 있도록 상기 필터 하우징(14) 내에 종횡방향으로 간격을 두고 수직으로 다수 설치되는 원통형 카트리지 필터(16)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)마다 그 상부에 고압 공기를 분사할 수 있도록 설치되는 고압 에어 분사밸브(V1)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)의 하부에 털어낸 유기미립자 수거를 안내할 수 있도록 설치된 깔대기형 수거 안내관(17)과, 상기 수거 안내관(17)내에 에어를 불어 쌓인 유기미립자를 모을 수 있도록 설치되는 수거용 에어 밸브(V2)와, 상기 수거용 에어 밸브(V2)의 하부에 털어낸 유기미립자를 담을 수 있도록 설치되는 수집포(8)를 포함한다.
상기 수집포(8)는 고압 공기를 분사해 카트리지 필터(16)의 여과지(18)에서 털어낸 분진 및 미세먼지를 제거할 수 있도록 카트리지 필터부(10)의 하부에 설치된다.
상기 카트리지 필터(16)는, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 원통형이고 주름지게 형성된 여과지(18)와, 상기 여과지(18)의 상단을 지지하고 중공구멍(20h)이 형성되는 링형 헤드캡(20)과, 상기 여과지(18)의 하단을 지지하고 중공구멍(20h)을 막도록 설치되는 앤드캡(24)을 포함한다.
또한, 다수의 카트리지 필터(16)는 카트리지 형식이기 때문에 손상된 필터만 교체할 수 있다.
이러한 카트리지 필터(16)는 필터 하우징(14) 내 하단에 설치하여 유입구(6)를 통해 여과할 수 있도록 유입구(6)가 형성된 필터 하우징(14)의 하단에 배치된다.
또한, 카트리지 필터(16)는 분진 및 미세먼지의 여과면적을 확대하기 위하여 주름이 형성된 여과지(18)가 사용된다.
그리고 카트리지 필터(16)는 필터 하우징(14)의 배출구(12)에 연결된 연결덕트(52c)를 통해 여과된 가스가 보조필터부(40)로 이동할 수 있도록 설치된다. 다시 한번 보조필터(56)에 의하여 여과된다.
이러한, 주름형식의 카트리지 필터(16)에는 가스속의 분진 및 미세먼지가 여과지(18)에 부착되면서 여과되는데, 분진 및 미세먼지의 부착에 따른 코팅기능이 발생하여 미세한 유기 미립자까지 여과하게 된다.
이에 따라, 카트리지 필터(16)는, 미세 미립자까지 여과할 수 있게 향상된 여과능력을 형성하게 된다.
그리고 카트리지 필터(16)는 일정시간이 경과하면 분진 및 미세먼지의 부착으로 여과할 수 없는 한계에 도달하는 경우 공기의 통과 압력을 떨어뜨리게 된다.
이때, 고압의 공기를 카트리지 필터(16)에 분사하여 분진 및 미세먼지를 털어내면 카트리지 필터(16)는 계속 재사용할 수 있다.
또한, 카트리지 필터(16)에서 분진 및 미세먼지를 털어낼 때에는 설비가동을 정지시킨 후에 고압의 에어를 분사시켜 분진 및 미세먼지를 털어내면 된다.
상기 고압 에어 분사밸브(V1)는, 필터 하우징(14)의 상부에 카트리지 필터(16)의 링형 헤드캡(20)에 형성된 중공구멍(20h)을 통해 고압의 에어를 분사할 수 있도록 각각의 카트리지 필터(16) 상부에 설치된다.
그리고 상기 수거 안내관(17)은, 카트리지 필터(16)에서 탈락된 분진 및 미세먼지가 낙하 후 흘러내릴 수 있도록 깔때기형으로 형성된다.
상기 수거용 에어밸브(V2)는, 수거 안내관(17)에 에어를 분사시켜 쌓인 분진 및 미세먼지를 모을 수 있도록 수거 안내관(17)의 하단에 설치된다.
상기 수집포(8)는 카트리지 필터(16)의 여과지(18)에서 털어낸 분진 및 미세먼지를 담아서 폐기할 수 있도록 수거 안내관(17)의 하단에 설치된다.
또한, 상기 보조필터부(40)는, 카트리지 필터부(10)와 축열부(50) 사이에 연결덕트(52c)로 연결되어 설치되는 보조필터 케이스(52b)와, 보조필터 케이스 내부에 설치되는 절연댐퍼(54)의 일측에 축열부(50)와 연결되는 배기덕트(52d)와, 상기 보조필터 케이스(52b) 내에 카트리지 필터(16)를 통과한 가스를 여과하도록 설치되는 보조필터(56)를 포함한다.
또한, 보조필터(56)는 카트리지 필터(16)를 1차로 통과한 가스를 2차로 다시한번 더 여과하는 필터이다.
이러한 보조필터(56)는 여과효율이 저하되지 않도록 카트리지 필터(16)의 파손을 대비할 수 있는 필터이다. 그리고 보조필터는 여과효율을 유지할 수 있도록 MEDIUM 또는 HEPA 등급을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 축열식 연소 산화 처리장치(2)에 구비되는 여과부(4)는, 카트리지 필터(16)와, 보조필터(56)를 통해 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과함으로써 축열부(50)의 오염을 방지하게 된다.
즉, 축열부(50)는 여과부(4)에서 걸러진 극미세 유기 미립자만을 연소하게 된다.
상기 축열부(50)는, 완전 연소되는 극미세 유기 미립자만을 연소하기 때문에 축열부(50)의 오염이 방지되어 유지 및 보수에 따른 운영비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 보조필터(56)는 카트리지 필터(16)의 관리부족 또는 파손을 대비하여 Medium 또는 Hepa급의 필터를 설치함으로써 여과부(4)의 설치로 분진을 완벽히 제거할 수 있게 된다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.
긱 공정으로부터 휘발성 유기화합물을 가진 가스가 유입구(6)를 통해 필터 하우징(14)에 유입되면, 카트리지 필터(16)는 거칠고 큰 분자부터 미세 먼지까지 여과하게 된다.
또한, 분진 및 미세먼지를 장기간 여과로 두텁게 쌓이게 되면, 카트리지 필터(16)는 미세 미립자까지 여과하게 됨으로써 압력손실이 한계에 도달하기 전까지 여과효율의 향상을 유지하게 된다.
이후, 분진 및 미세먼지가 카트리지 필터(16)에 더 부착되면, 카트리지 필터(16)는 압력손실이 발생하여 여과할 수 없는 여과한계에 도달하게 된다.
이때 제어부의 경고램프(도시하지 않음)가 점등되면 설비 가동을 정지시키고 카트리지 필터(16) 상부에 설치된 고압 에어 분사밸브(V1)를 작동시킨다.
고압 에어 분사밸브(V1)는, 링형 헤드캡(20)의 중공구멍(20h)을 통해 필터 내부에 고압의 에어를 분사하게 된다.
이에 따라, 카트리지 필터(16)의 여과지(18)의 외부에 부착되어 있던 분진 및 미세먼지는, 여과지(18)에서 떨어진 후 수거 안내관(17)에 낙하하게 된다.
수거 안내관(17)에 떨어진 분진 및 미세먼지는 흘러내려 하부의 수거포(8)에 일부는 담기고 나머지는 그대로 쌓여 있게 된다.
수거 안내관(17)에 흘러내리지 못하고 쌓인 분진 및 미세먼지는 수거용 에어밸브(V2)를 작동시켜 흘러내리게 된다.
수거 안내관(17)을 흘러내린 분진 및 미세먼지는 하단에 설치된 수집포(8)에 담기게 된다. 이후, 분진 및 미세먼지가 모두 수집포(8)에 담기게 되면, 수집포(8)를 수거해 폐기한 후 축열식 연소 산화장치(2)를 재가동하면 된다.
한편, 카트리지 필터(16)를 통과한 유기미립자를 Medium 또는 Hepa급의 보조필터(56)는 다시 한번 2차로 여과함으로써 여과효율을 높이게 된다. 즉, 보조필터(56)는 카트리지 필터(16)의 관리부족 또는 파손 등의 이유로 필터기능을 제대로 하지 못할 경우를 대비하게 된다.
이러한 보조필터(56)는 카트리지 필터(16)를 통과한 유기 미립자를 2차로 여과함으로써 축열부(50)가 유기미립자에 의하여 오염되지 않고 않도록 한다.
이러한 축열식 연소 산화장치(2)는 축열부(50)를 오염시키지 않는 극미세 유기미립자만을 산화 처리하게 됨으로써, 축열부(50)의 유지 및 보수를 향상시켜 장치의 운영비용을 절감할 수 있도록 한다.
2: 축열식 연소 산화장치 4: 여과부
6: 유입구 8: 수집포
10: 카트리지 필터부 12: 배출구
14: 필터 하우징 16: 원통형 카트리지 필터
18: 여과지 20: 링형 헤드캡
20h: 중공구멍 24: 앤드캡
40: 보조필터부 50: 축열부
52b: 보조필터 케이스 52c: 연결덕트
52d: 배기덕트 54: 절연댐퍼
56: 보조필터 V1: 고압 에어 분사밸브
V2: 수거용 에어밸브

Claims (8)

  1. 각 공정으로부터 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 여과하는 여과부(4)와, 상기 여과부(4)를 통과한 유기미립자를 연소하고 산화처리하는 축열부(50)를 포함하되,
    상기 여과부(4)는, 유입구(6)를 통해 유입되는 휘발성 유기화합물을 가진 가스를 1차로 여과하도록 설치되는 카트리지 필터부(10)와, 상기 카트리지 필터부(10)를 통과한 가스를 2차로 여과하도록 설치되는 보조필터부(40)를 포함하는 축열식 연소 산화장치(2)에 있어서,
    상기 카트리지 필터부(10)는,
    유입구(6)와 배출구(12)가 양측면에 높이차를 두고 형성되는 필터 하우징(14)과, 휘발성 유기화합물을 가진 가스에 포함된 거칠고 큰 분진 및 미세먼지를 용이하게 여과할 수 있도록 상기 필터 하우징(14) 내에 종횡방향으로 간격을 두고 수직으로 다수 설치되는 원통형 카트리지 필터(16)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)의 상부에 고압 공기를 분사할 수 있도록 설치되는 고압 에어 분사밸브(V1)와, 상기 원통형 카트리지 필터(16)의 하부에 털어낸 유기미립자 수거를 안내할 수 있도록 설치되는 수거 안내관(17)과, 상기 수거 안내관(17)내에 에어를 불어 쌓인 유기미립자를 모을 수 있도록 설치되는 수거용 에어 밸브(V2)와, 상기 수거용 에어 밸브(V2)의 하부에 털어낸 유기미립자를 담을 수 있도록 설치되는 수집포(8)를 포함하고,
    상기 보조필터부(40)는,
    카트리지 필터부(10)와 축열부(50) 사이에 연결덕트(52c)로 연결되어 설치되는 보조필터 케이스(52b)와, 보조필터 케이스(52b) 내부에 설치되는 절연댐퍼(54)를 개재하고 축열부(50)와 일측이 연결되는 배기덕트(52d)와, 상기 보조필터 케이스(52b) 내부에 카트리지 필터(16)를 통과한 가스를 여과하도록 설치되는 보조필터(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자성 물질 여과부를 구비한 축열식 연소 산화장치.








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