KR101347626B1 - 휘발성 유기화합물질 제거 장치 - Google Patents

휘발성 유기화합물질 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물질 제거 장치에 관한 것으로서, 상기 휘발성 유기화합물질 제거 장치는 휘발성 유기화합물질을 함유한 처리 기체가 유입되는 유입관, 배출용 기체를 배출하는 배출관, 그리고 복수의 발열기를 구비하여, 상기 복수의 발열기에 의해 상기 휘발성 유기화합물질을 CO2와 H2O로 분해하여 상기 배출용 기체를 생성하는 열에너지 반응부, 그리고 상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 처리 기체가 각각 유입되고 배출되는 제1 유입관 및 제1 배출관, 상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 배출용 기체가 각각 유입되고 배출되는 제2 유입관 및 제2 배출관, 그리고 서로 이격되어 있는 복수의 열회수기를 각각 구비하여, 열교환 동작을 통해 상기 제1 유입관으로 유입되는 상기 처리 기체의 온도를 상승시켜 상기 제1 배출관으로 배출하고, 열교환 동작을 통해 상기 제2 유입관으로 유입되는 상기 배출용 기체의 온도는 감소시켜 상기 제2 배출관으로 배출하는 제1 및 제2 열에너지 회수부를 포함한다. 이때, 상기 열에너지 반응부의 상기 유입관은 상기 제1 및 제2 열에너지 회수부 중 하나의 제1 배출관과 도통하고, 상기 열에너지 반응부의 상기 배출관은 상기 열에너지 반응부의 상기 유입관과 도통하지 않은 나머지 열에너지 회수부와 제2 배출관과 도통한다.

Description

휘발성 유기화합물질 제거 장치{APPARATUS FOR PROCESSING VOLATILE ORGANIC COMPOUND}
본 발명은 휘발성 유기화합물질 제거 장치에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물질(VOCs, volatile organic compounds)은 하수 처리 시설, 소각 시설, 음식물 쓰레기 처리 시설, 쓰레기 매립장, 정유 시설물, 화학물질 처리장치, 분료 및 축산 폐수 처리 시설 등에 발생하는 물질로서, 이동성이 강하고 악취를 유발하며 마취성이 강한 오염 물질이다.
따라서, 이러한 휘발성 유기화합물질은 악취를 통해 사람의 신경 계통을 자극하여 불쾌감을 유발하고 사람의 집중력을 감소시키며, 발암 물질 등을 함유하고 있으므로 인체에 매우 유해하다.
또한, 휘발성 유기화합물질이 대기 중으로 확산될 때, 환경 오염의 주원인이 된다.
이러한 휘발성 유기화합물질에 포함된 탄화 수소를 제거하기 위해, 종래에는 등유, 경유나 휘발유 등을 이용해 불을 점화시킨 후 휘발성 유기화합물질을 직접 연소시키는 방식을 이용하여, 휘발성 유기화합물질에 포함된 탄화 수소를 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 전환시켰다.
그러나 이러한 종래의 연소 방식은 불을 점화시켜야 하므로, 화재의 위험성이 높고 또한 연소 시 발생하는 가연성 가스 성분으로 폭발 사고의 위험이 높다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2012-0118448(공개일자: 2012년 10월 26일, 발명자: 윤병로)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 휘발성 유기화합물질의 제거 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 휘발성 유기화합물 제거 장치는 휘발성 유기화합물질을 함유한 처리 기체가 유입되는 유입관, 배출용 기체를 배출하는 배출관, 그리고 서로 이격되고 마이크로파를 흡수하여 발열하는 복수의 발열기를 구비하여, 상기 복수의 발열기에 의해 상기 휘발성 유기화합물질을 CO2와 H2O로 분해하여 상기 배출용 기체를 생성하는 열에너지 반응부, 그리고 상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 처리 기체가 각각 유입되고 배출되는 제1 유입관 및 제1 배출관, 상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 배출용 기체가 각각 유입되고 배출되는 제2 유입관 및 제2 배출관, 그리고 서로 이격되어 있는 복수의 열회수기를 각각 구비하여, 열교환 동작을 통해 상기 제1 유입관으로 유입되는 상기 처리 기체의 온도를 상승시켜 상기 제1 배출관으로 배출하고, 열교환 동작을 통해 상기 제2 유입관으로 유입되는 상기 배출용 기체의 온도는 감소시켜 상기 제2 배출관으로 배출하는 제1 및 제2 열에너지 회수부를 포함한다.
이때, 상기 열에너지 반응부의 상기 유입관은 상기 제1 및 제2 열에너지 회수부 중 하나의 제1 배출관과 도통하고, 상기 열에너지 반응부의 상기 배출관은 상기 열에너지 반응부의 상기 유입관과 도통하지 않은 나머지 열에너지 회수부와 제2 배출관과 도통한다.
상기 특징에 따른 휘발성 유기화합물 제거 장치는 상기 열에너지 반응부는 마이크로파가 각각 조사되고 제2 방향으로 이격되어 있는 복수의 발열기를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 발열기 각각은 상기 제2 방향으로 이격되어 있고 상기 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키는 복수의 발열체를 포함하는 것이 좋다.
상기 제2 방향으로 인접한 두 발열체 간의 간격은 5㎝ 내지 30㎝일 수 있다.
상기 복수의 발열체 각각은 0.5㎜ 내지 10㎜의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 열에너지 회수부 각각은, 내부에 공간을 구비하고, 제1 및 제2 유입관 그리고 제1 및 제2 배출관과 도통되어 있는 본체, 상기 본체의 제2 방향으로 이격되어 상기 본체의 공간을 상기 제2 방향을 따라 복수의 서브 공간으로 구획하는 복수의 받침대, 복수의 받침대 각각 위에 위치하여, 상기 처리 물질의 온도는 상승시키고 상기 배출용 기체의 온도는 감소시키는 복수의 열에너지 회수기, 그리고 인접한 두 서브 공간 사이에 받침대가 위치하지 않아 인접한 두 서브 공간을 서로 도통시키는 개구부를 포함하는 것이 좋다.
상기 개구부의 형성 위치는 상기 받침대 단위로 반대로 바뀌는 것이 좋다.
상기 특징에 따른 휘발성 유기화합물 제거 장치는 내부에 공간을 구비하고 유입관을 통해 처리 물질이 유입되고 배출관을 통해 상기 제1 및 제2 열에너지 회수부의 상기 제1 유입관에 연결되어 있는 본체, 그리고 상기 본체 내부에 제1 방향으로 위치하여 상기 유입관으로 유입된 상기 처리 물질 중 입자성 물질을 필터링하여 상기 처리 기체를 생성하는 필터를 포함하는 전처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 필터는 서로 이격되어 있는 복수의 부딪힘 판을 포함하는 것이 좋다.
상기 복수의 부딪힘 판 각각과 상기 전처리부의 설치면이 이루는 각도는 0도 내지 90일 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 열에너지 반응부로 유입되기 전 제1 또는 제2 열에너지 회수부에 존재하는 열에너지를 이용하여 처리 기체의 온도를 상승시키므로, 추가적인 에너지 소모 없이 열에너지 반응부에 의해 휘발성 유기화합물질을 분해 효율을 향상시키고 효율적으로 에너지 사용이 이루어진다.
또한, 대기로 배출되는 배출용 기체의 열에너지가 제1 또는 제2 열에너지 회수부의 동작에 의해 회수된 후 대기로 배출되므로, 고온의 기체 배출로 인한 온난화 현상이나 대기 오염이 줄어드는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 블록블럭도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 전처리부의 구조를 도시한 도면이다.
도 3의 (a) 내지 (d)는 각각 도 1 및 도 2에 도시한 전처리부의 필터에 구비된 부딪힘 판의 다양한 기울기 각도를 도시한 도면이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 열에너지 회수부의 구조를 도시한 도면으로서, (a)는 받침대의 설치 위치를 도시한 도면이고, (b)는 받침대 위에 열에너지 회수체가 위치한 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 열에너지 회수부에 구비된 열에너지 회수체의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 열에너지 반응부의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 동작과정의 한 예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 1를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치는 휘발성 유기화합물질(VOCs)을 함유하고 있는 처리 물질(TM)이 유입되는 유입관(101)과 처리 물질(TM) 중에서 액적 성분이 제거된 처리 기체(TG)가 배출되는 배출관(102)을 구비한 전처리부(10), 전처리부(10)의 배출관(102)과 연결된 배관(T1)에 입력단이 연결된 제1 밸브(V1), 배관(T2)을 통해 제1 밸브(V1)의 제1 출력단에 제1 유입관(201a)이 연결되어 있는 제1 열에너지 회수부(20), 배관(T3)을 통해 제1 밸브(V1)의 제2 출력단에 제1 유입관(301a)이 연결되어 있는 제2 열에너지 회수부(30), 배관(T4, T5)을 통해 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30) 각각의 제1 배출관(202a, 302a)에 제1 및 제2 입력단이 연결되어 있는 제2 밸브(V2), 배관(T6)을 통해 제2 밸브(V2)의 출력단에 유입관(401)이 연결되어 있는 열에너지 반응부(40), 배관(T7)을 통해 열에너지 반응부(40)의 배출관(402)에 입력단이 연결되어 있고, 제1 및 제2 출력단에 각각 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 제2 유입관(201b, 301b)이 연결되어 있는 제3 밸브(V3), 그리고 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 제1 및 제2 유입관(201a, 201b, 301a, 301b)과 제1 및 제2 배출관(202a, 202b, 302a, 302b)에 각각 위치하는 복수의 밸브(V4-V11)를 구비한다.
전처리부(10)는, 도 2에 도시한 것처럼, 가운데 부분이 비어 있는 공간을 구비한 본체(11), 본체(11) 내부에 가로 방향(예, 제1 방향)(X)으로 위치하고 유입관(101)을 통해 유입된 처리 물질에 포함된 액적(droplet)을 제거하는 필터(12), 본체(11) 내부에 길이 방향(예, 제2 방향)(Z)으로 위치하며 유입관(101)을 통해 유입되는 처리 물질을 필터(12) 쪽으로 유도하는 유도판(13), 그리고 본체(11) 하단부에 위치하여 필터(12)의 작용에 의해 제거된 액적을 모으는 액적 수집함(14)을 구비한다.
필터(12)는 본체(11)의 제1 방향(X)으로 배열되어 있는 복수의 부딪힘 판(121)을 구비하고 있고, 인접한 두 부딪힘 판(121)은 제1 방향(X)으로 서로 이격되어 있다. 이때, 복수의 부딪힘 판(121) 각각은 본체(11)의 전면과 후면에 결합되어, 본체(11)의 전면과 후면 사이에 위치한다.
이때, 각 부딪힘 판(121)은 전처리부(10)의 설치면과 평행한 면 이루는 각도(θ)는 0도 내지 90도일 수 있다.
따라서, 각 부딪힘 판(121)과 설치면이 이루는 각도가 0도일 경우, 도 3의 (a)처럼, 각 부딪힘 판(121)은 설치면과 나란하게 위치하는 형상을 갖고 있고, 각 부딪힘 판(121)과 설치면이 이루는 각도가 90도일 경우, 도 3의 (b)처럼, 각 부딪힘 판(121)은 설치면에 수직하게 위치하는 형상을 갖고 있다.
하지만, 각 부딪힘 판(121)과 설치면이 이루는 각도가 0도보다 크고 90보다 작을 경우에는 도 3의 (c)나 (d)와 같이, 비스듬하게 경사진 빗면 형상을 가질 수 있다.
또한, 각 부딪힘 판(121)은, 도 2에 도시한 것처럼, 서로 다른 방향으로 기울어져 있는 두 빗면이 서로 맞대어 있어 가운데 부분이 돌출된 형상인 대략 'Λ의 형상을 갖고 있고, 이때, 부딪힘 판(121)을 구성하는 각 빗면의 경사 각도(즉, 설치면과 각 면이 이루는 각도)는 0도보다 크고 90도보다 작을 수 있다.
이러한 다양한 형상을 갖는 복수의 부딪힘 판(121)을 구비한 필터(12)에서, 인접한 두 부딪힘 판(121) 사이의 이격 거리는 1㎝ 내지 30㎝일 수 있고, 이러한 이격 거리는 유입관(101)으로 유입되는 휘발성 유기화합물질의 기체 유량에 따라 변경될 수 있다.
이러한 부딪힘 판(121)은 금속 등과 같이 처리 물질의 온도에 영향을 받지 않는 물질로 이루어져 있다. 따라서, 전처리부(10)의 유입관(101)을 통해 전처리부(10)로 유입된 처리 물질(TM)은 부딪힘 판(121)에 부딪히게 된다.
따라서, 부딪힘 판(121)에 처리 물질(TM)이 부딪힘에 따라 처리 물질(TM) 속에 함유된 미스트(mist) 상태의 액적 성분과 같은 입자성 물질이 부딪힘 판(121)에 부딪혀 부딪힘 판(121)에 맺힌 후 하부로 떨어지게 된다.
이 경우, 부딪힘 판(121)과 설치면 사이의 경사 각도가 커 부딪힘 판(121)의 기울기 정도가 증가할수록 부딪힘 판(121)에 맺힌 입자성 물질은 좀더 용이하고 신속하고 전처리부(10)의 하부 쪽으로 이동하여 액적 수집함(14)에 수집된다.
이와 같이, 본체(11)에 필터(12)가 가로 방향(X)으로 설치되므로, 본체(11)는필터(12)를 중심으로 하여 필터 상부 부분(111)와 필터 하부 부분(112)으로 나눠진다.
유도판(13)은 도 2에 도시한 것처럼 필터 상부 부분(111)에 길이 방향(Z)으로 뻗어 있어, 유도판(13)은 필터(12)와 본체(11)의 상단부 사이에 위치한다.
이러한 유도판(13)에 의해 필터 상부 부분(111)은 좌측부(예, 제1 부)(111a)와 우측부(예, 제2 부)(111b)로 나눠진다.
이때, 유입관(101)은 필터 상부 부분(111)의 좌측부(111a)와 도통되어 있고, 배출관(102)은 필터 상부 부분(111)의 우측부(111b)와 도통되어 있다.
따라서, 유입관(101)을 통해 유입되는 처리 물질은 필터 상부 부분(111)의 우측부(111a)로 유입된 후 필터(12)를 통과해 필터 하부 부분(121)로 유입된 후 다시 필터(12)를 통과한다. 이로 인해, 필터(12)에 의해 처리 물질에서 입자성 물질이 제거된 기체 성분의 처리 기체는 필터 상부 부분(111)의 우측부(111b)를 통해 배출관(102)으로 빠져 나가게 된다.
이때, 유도판(13)의 작용으로 전처리부(10)로 유입되고 열에너지 반응부(20)로 유출되는 처리 기체의 경로가 좀더 명확해지므로, 필터(12)를 통과하는 처리 물질의 양이 증가하여 필터(12)에 의해 제거되는 액적 성분의 양은 좀더 증가한다. 하지만, 이러한 유도판(13)은 필요에 따라 생략될 수 있다.
본 예에서, 두 부딪힘 판(121) 사이의 이격 거리가 1cm 이상일 때, 필터 상부 부분(111)와 필터 하부 부분(112) 사이의 이동이 좀더 효율적으로 행해지고, 두 부딪힘 판(121) 사이의 이격 거리가 30cm 이하일 때, 부딪힘 판(121)과 접하는 처리 물질의 양을 효율적으로 제어하여 필터(12)의 성능이 좀더 향상된다.
또한, 유입관(101)과 필터(12) 간의 거리를 이용하여 필터(12)를 통과하는 처리 물질(TM)의 양을 증가시킬 수 있다.
액적 수집함(14)은, 도 2에 도시한 것처럼, 본체(11)의 필터 하부 부분(112)의 하단부에 위치하여, 필터(12)에 의해 추출되는 액적 성분을 수집한다.
이러한 액적 수집함(14)은 사용자에 의해 본체(11)에서 탈거되는 구조를 갖고 있어, 사용자의 필요에 따라 손잡이(141) 등을 이용하여 액적 수집함(14)을 본체(11)에서 탈거하여 액적 수집함(14)에 수집된 액상의 이물질들을 외부로 버린 후 다시 본체(11)에 재장착할 수 있다.
본 예에서, 제1 내지 제3 밸브(V1-V3)는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비하고 있는 3-웨이 밸브(3-way valve)이고, 외부에서 인가되는 전기적인 신호에 따라 밸브의 동작 상태가 달라진다.
제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)는 서로 동일한 구조를 갖고 있고 동작 또한 동일하므로, 도 4의 (a)와 (b)를 참고로 하여 제1 열에너지 회수부(20)의 구조에 대해서만 설명한다.
제1 열에너지 회수부(20)는 내부에 공간을 구비하고, 제1 및 제2 유입관(201a, 201b)과 제1 및 제2 배출관(202a, 202b)에 도통되어 있는 본체(21), 본체(21)에 길이 방향(Z)으로 이격되게 위치하여 본체(21)의 공간을 길이 방향(Z)으로 복수의 서브 공간(212)으로 구획하는 복수의 받침대(211), 그리고 각 받침대(211) 위에 위치하는 복수의 열에너지 회수기(22)를 구비한다.
본 예에서, 받침대(211)의 개수는 5개이고, 서브 공간(212)의 개수는 받침대(211)의 개수에 따라 정해져 받침대(211)의 개수보다 하나 더 많은 6개이다.
하지만, 이러한 받침대(211)의 개수와 이로 인한 서브 공간(212)의 개수는 변경 가능하며, 또한 각 서브 공간(212)에 하나씩 위치하는 열에너지 회수기(22)의 개수 역시 변경 가능하다.
이때, 제1 밸브(V1)의 제1 및 제2 출력단에 각각 연결된 제1 및 제2 유입관(201a, 201b)은 맨 위쪽에 위치하는 서브 공간(312)에 서로 마주보게 위치하며 서로 도통되어 있고, 제1 및 제2 배출관(202a, 202b)은 맨 아래 쪽에 위치하는 서브 공간(312)에 서로 마주보게 위치하며 역시 서로 도통되어 있다.
제2 배출관(202b)은 제1 열에너지 회수부(20)에서 배출되는 배출용 기체(OG)를 외부로 배출한다.
본체(21)는 그 내부에 위치하는 열에너지 회수기(22)를 보호하며 열에너지 회수기(22)에 회수된 열에너지가 외부로 발산되는 것을 방지한다. 이러한 본체(21)는 금속 등으로 이루어질 수 있다.
복수의 받침대(211) 각각은, 도 4의 (a)에 도시한 것처럼, 본체(21)의 평면 형상(예, 직사각형)과 동일한 형상으로 이루어져 있고, 일측 단부를 제외하면 본체(21)의 인접한 부분에 접하게 위치하여 본체(21)에 고정되어 있다.
따라서, 서로 인접한 두 서브 공간(212)은 받침대(211)가 위치하지 않는 개구부(213)를 제외하면 두 서브 공간(212) 사이에 위치하는 받침대(211)에 의해 가로 막혀 있다.
이때, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 것처럼, 서로 인접한 두 받침대(211)에서, 개구부(213)의 형성 위치는 서로 반대이다.
한 예로서, 도 4의 (a)의 경우, 홀수 번째 위치한 받침대(211)는 본체(21)의 후면 쪽에 개구부(213)를 구비하고, 짝수 번째 위치한 받침대(211)는 본체(21)의 전면 쪽에 개구부(213)를 구비하지만, 이에 한정되지 않고 홀수 번째와 짝수 번째 받침대(211)에 위치한 개구부(213)의 위치는 반대일 수 있다. 따라서, 개구부(213)의 형성 위치는 받침대(211) 단위로 바뀌게 된다.
이로 인해, 인접한 두 서브 공간(212)는 개구부(213)를 통해 서로 도통되어, 본체(31)의 상부로 유입되는 배출용 기체는 개구부(213)를 통해 지그재그(zigzag) 형태로 맨 위쪽에 위치한 서브 공간(212)에서 맨 아래쪽에 위치한 서브 공간(212)으로 이동하게 된다.
이로 인해, 제1 유입관(201a)은 동일한 측면(예를 들어, 도 4에서 좌측면)에 위치하고 있는 제1 배출관(202a)과 도통되어 있고, 제2 유입관(201b)은 동일한 측면(예를 들어, 도 4에서 우측면)에 위치하고 있는 제2 배출관(202b)과 도통되어 있다.
따라서, 제1 유입관(201a)을 통해 유입된 처리 기체(TG)은 제1 배출관(202a)으로 배출되어 제2 밸브(V2)의 제1 입력단으로 인가되고, 제2 유입관(201b)을 통해 유입된 열에너지 반응부(40)의 배출용 기체(OG)는 제2 배출관(202b)으로 배출되어 대기로 배출된다.
각 복수의 받침대(211) 위에는 열에너지 회수기(22)가 위치하고, 각 열에너지 회수기(22)는 도 4의 (b)에 도시한 것처럼 본체(21)의 단변의 연장 방향, 즉 가로 방향과 교차하는 세로 방향(예, 제3 방향)(Y)을 따라 접하게 나란히 배열되어 있는 복수의 열에너지 회수체(221)를 구비하고 있다.
각 열에너지 회수체(221)는 도 5와 도시한 것과 같이 허니컴(honeycomb) 구조를 갖고 있어, 그 내부 구조는 복수의 빈 공간을 갖는 격자 형태의 평면 형상을 갖고 처리 기체(TG)가 유입되고 배출되는 유입면(IS1)과 유출면(OS1)(즉, 도 5에서, 전면과 후면)을 제외한 다른 면은 모두 막혀있다.
따라서, 각 열에너지 회수체(221)의 내부는 유입면(IS1)에서 유출면(OS1)쪽으로 끊김 없이 연결되어 있는 복수의 통로(211)인 공간이 행 방향과 열 방향으로 복수 층 위치한다.
이때, 열에너지 회수체(221)는 실리카(silica, SiO2)로 이루어져 있어 유입면으로 유입되는 기체의 열을 회수하게 되며, 행 방향과 열 방향으로 위치하는 통로(211)의 개수는 상이할 수 있다.
각 열에너지 회수체(221)에서, 각 통로(211)의 평면 형상은 사각형이지만 이에 한정되지 않고 원형 또는 타원형과 같은 다양한 형상을 가질 수 있고, 각 통로(211)의 최대 직경(D1)은 1㎜ 내지 10㎜일 수 있다.
열에너지 회수체(221)의 각 통로(211)의 최대 직경(D1)이 1㎜ 이상일 경우, 해당 기체가 통로(211) 속으로 좀더 효율적으로 유입되어, 해당 기체와의 열 교환 동작이 용이하게 행해지며, 열에너지 회수체(221)의 각 통로(211)의 최대 직경(D1)이 10㎜ 이하일 경우, 각 통로(211)를 통해 통과하는 기체의 양이 크게 증가하지 않아 안정적으로 각 통로(211)로 유입되는 기체와의 열교환 동작이 효율적으로 행해진다.
이때, 도 4의 (b)에 도시한 것처럼, 각 받침대(211) 위에 위치하는 복수의 열에너지 회수체(221)는 대략 받침대(211)의 가운데 부분에 본체(21)의 전면과 후면 각각에 정해진 간격만큼 이격되게 위치한다.
이로 인해, 본체(21)의 전면과 이 전면에 인접해 있는 각 열에너지 회수체(221)의 면[유입면(IS1) 또는 유출면(OS1)] 사이 그리고 본체(21)의 후면과 이 후면에 인접해 있는 각 열에너지 회수체(221)의 면[유출면(OS1) 또는 유입면(IS1)] 사이에는 공간이 형성된다. 따라서, 각 서브 공간(212)에서 전면과 후면에 위치한 이러한 공간을 통해 각 서브 공간(212)으로 처리 물질(TG)의 유입과 배출 동작 그리고 열에너지 반응기(40)에서 출력되는 배출용 기체(OG)의 유입과 배출 동작이 행해진다.
따라서, 해당 서브 공간(212)에 위치하는 복수의 열에너지 회수체(221)의 제1 또는 제2 유입관(201a, 201b)으로 처리 기체(TG)나 배출용 기체(OG)가 유입되어 해당 서브 공간(212)에 위치한 열에너지 회수체(221)의 통로(211)를 따라 이동하여 배출된 후, 개구부(213)를 통해 서로 통해있는 다음 서브 공간(212)에 존재하는 다른 열에너지 회수체(221)로 유입된다.
이처럼, 서로 인접한 두 서브 공간(212)에 각각 위치하는 열에너지 회수기(22)는 이들 두 서브 공간(212) 사이에 형성된 개구부(213)를 통해 처리 기체(TG)나 배출용 기체(OG)의 출력과 입력이 행해지므로, 서로 인접한 두 서브 공간(212)에 각각 위치하는 열에너지 회수기(22)의 유입면과 유출면은 서로 연결되어 있어 해당 개구부(213)를 통해 서로 도통된다.
본 예에서, 열에너지 회수 원리는 열에너지 회수체(221)와 유입되는 기체[즉, 처리 기체(TG)나 배출용 기체(OG)] 간의 온도 차이로 인한 열전도에 따른 열교환 동작에 의한 것이다.
따라서, 제1 열에너지 회수부(20)의 온도가 제1 또는 제2 유입관(201a, 201b)으로 유입되는 기체보다 높을 경우, 제1 열에너지 회수부(20)를 거쳐가면서 유입관(201a, 201b)으로 유입되는 기체의 온도는 상승하여 해당 배출관(202a, 202b)으로 배출된다.
하지만, 반대로, 제1 열에너지 회수부(20)의 온도가 제1 또는 제2 유입관(201a, 201b)으로 유입되는 기체보다 낮을 경우, 제1 열에너지 회수부(20)를 거쳐가면서 유입관(201a, 201b)으로 유입되는 기체의 온도는 하강하여 해당 배출관(202a, 202b)으로 배출된다.
본 예에서, 제1 유입관(201a)으로 유입되는 처리 기체(TG)는 제1 열에너지 회수부(20)를 거치면서 온도가 상승한 후 열에너지 반응부(40)로 입력되고, 제2 유입관(201b)으로 유입되는 배출용 기체(OG)는 제1 열에너지 회수부(20)를 거치면서 온도가 하강한 후, 제2 배출관(202b)으로 배출된다.
이러한 구조를 갖는 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)는 제1 밸브(V1)와밸브(V3)의 동작에 의해, 둘 중 하나는 전처리부(10)와 도통 상태가 되고 나머지 하나는 열에너지 반응부(40)와의 도통 상태가 된다.
따라서, 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30) 중 하나는 전처리부(10)로부터 인가되는 처리 기체(TG)의 온도를 상승시키는 동작을 수행하며, 나머지 하나는 열에너지 반응부(40)로부터 인가되는 배출용 기체(OG)의 온도는 하강시키는 동작을 수행한다.
열에너지 반응부(40)는 마이크로파를 이용하여 발열체에 열을 발생시키고, 발열된 발열체에 휘발성 유기화합물질을 접촉시켜 휘발성 유기화합물질을 분해한다.
이때, 열에너지 반응부(40)로 유입되는 처리 기체 중 휘발성 유기화합물질은 CO2와 H2O로 변환되어 다른 무해한 기체와 함께 배출용 기체(OG)로서 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 제2 유입관(201b 301b)으로 배출된다.
열에너지 반응부(40)는 가운데 부분이 비어 있는 본체(41), 본체(41) 내에 길이 방향(Z)으로 서로 이격되게 위치하는 복수의 발열기(42), 복수의 발열기(42)를 에워싸고 있는 단열재(43), 단열재(43)와 본체(41) 사이에 위치하고 각 발열부(42)에 대응되게 위치하는 반사판(44), 그리고 반사판(44)을 정해진 방향으로 회전시키는 구동부(45)를 구비한다.
도 1 및 도 6에 도시한 것처럼, 유입관(401)은 열에너지 반응부(40)의 하단부에 위치하여 본체(41) 내부와 도통되어 있고, 배출관(402)은 열에너지 반응부(40)의 상단부에 위치하여 본체(41) 내부와 도통되어 있다.
따라서, 유입관(401)으로 유입된 처리 기체는 본체(41)의 하부에서부터 길이 방향(Z)으로 배열된 복수의 발열기(42)를 차례로 통과하여 상부 쪽으로 이동한 후, 배출관(402)을 통해 다음 공정실[예, 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)]로 이동한다.
본체(41)에는 각 발열기(42)로 마이크로파를 출력하기 위해 각 발열기(42)의 일측면에 대응되게 위치하여 본체(41) 내부와 도통되어 있는 복수의 도파관(403)과 도파관(403)이 형성된 본체(41)의 반대편에 각 반사판(44)과 해당 구동부(45)를 연결하기 위해 본체(41) 내부와 도통되어 있는 복수의 연결관(404)이 위치한다.
복수의 발열기(42)는 각 대응되는 도파관(403)을 통해 유입되는 마이크로파에 의해 가열되어 열을 발생하는 것으로서, 각 발열기(42)를 가열하기 위해 각 도파관(403)을 통해 해당 발열기(42)로 마이크로파가 조사된다.
각 도파관(403)으로 조사되는 마이크로파는 도시하지 않은 마이크로파 발진부에 의해 생성되어 해당 도파관(403)으로 유입되고, 마이크로파 발진부는 1kW 내지 20kW의 용량을 가질 수 있다.
이러한 마이크로파 발진부의 용량은 휘발성 유기화합물질의 농도, 유량 및 유속 등을 고려하여 정해질 수 있다.
이때, 마이크로파 발진부의 동작에 의해 발생되는 열을 냉각하기 위해, 냉각장치가 필요할 수 있고, 이 경우, 5kW 미만의 용량을 갖는 마이크로파 발진부를 사용할 경우, 공랭식 방식으로 마이크로파 발진부를 냉각시키고, 5kW 이상의 용량을 갖는 마이크로파 발진부를 사용할 경우 수냉식 방식으로 마이크로파 발진부를 냉각시킬 수 있다.
이때, 도파관(403)은 마이크로파 발진부에서 발생되는 마이크로파를 열에너지 반응부(40) 내부로 유도하고 또한 열에너지 반응부(40) 내부로 고르게 확산시키기 위한 것으로, 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.
추가로, 본체(41)는 본체(41) 내부로 유입된 마이크로파가 외부로 누설되는 것을 방지된다.
복수의 발열기(42)는 서로 동일한 구조를 갖고 있고, 길이 방향(Z)으로 서로 이격되게 위치하는 복수의 발열체(421)를 구비한다.
각 발열체(421)는 마이크로파를 흡수하여 열로 전환하는 유전율이 높은 물질로 이루어지고, 예를 들어, SiC, B4C 또는 Fe2O3 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 각 발열체(421)는 열을 이용해 처리 기체에 함유된 휘발성 유기화합물질에 대한 화학 반응을 유도하는 것으로서, 단순히 열에너지만이 요구되는 화학반응을 원할 경우에는 마이크로파의 조사에 의해 열을 발열하는 발열체를 이용하면 된다.
각 발열체(421)의 구조는 발열 효과를 높이고 휘발성 유기화합물질과의 접촉 면적을 증가시키기 위해, 도 5에 도시한 것과 같은 허니컴 구조를 가질 수 있지만 입자형 구조를 가질 수도 있다.
따라서, 도 5와 도시한 것과 같이 허니컴 구조를 갖고 있을 때, 각 발열체(421)는 유입면에서 유출면 쪽으로 끊김 없이 연결되어 있는 복수의 통로(4211)를 구비하고 있는 격자 형태의 평면 형상을 갖는 블록체로 형성된다. 하지만, 각 열에너지 회수체(221, 321)와 발열체(421)의 재료는 서로 상이하고, 이미 설명한 것처럼, 각 발열체(421)는 SiC, B4C 또는 Fe2O3 등으로 이루어질 수 있다.
따라서, 이미 설명한 것처럼, 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고, 행 방향과 열 방향으로 위치하는 통로(4211)의 개수는 상이할 수 있다.
이로 인해, 복수의 통로(4211)를 통해 휘발성 유기화흡물질이 유입면(IS1)에서 유출면(OS1) 쪽으로 이동하면, 휘발성 유기화합물질이 각 통로(4211)를 에워싸고 있는 벽과 접하면서 열에너지에 의한 화학 반응이 발생하여 휘발성 유기화합물질은 CO2와 H2O로 분해된다.
열에너지 회수체(221)와 동일하게, 각 발열체(421)에서, 각 통로(4211)의 평면 형상은 사각형이지만 이에 한정되지 않고 원형 또는 타원형과 같은 다양한 형상을 가질 수 있고, 각 통로(4211)의 최대 직경 역시 1㎜ 내지 10㎜일 수 있다.
발열체(421)의 각 통로(4211)의 최대 직경이 1㎜ 이상일 경우, 처리 기체(TG)가 통로(4211) 속으로 좀더 효율적으로 유입되어 CO2와 H2O로의 휘발성 유기화합물질 분해 동작이 좀더 잘 행해진다. 또한, 발열체(421)의 각 통로(4211)의 최대 직경이 10㎜ 이하일 경우, 각 발열체(421)의 전체적인 표면적이 설정 크기 이상 유지되어 안정적으로 휘발성 유기화합물질의 분해 동작이 이루어진다.
각 발열체(421)의 동작에 의해 발열되는 열의 온도는 100℃ 내지 1200℃일 수 있다.
본 예의 경우, 각 발열기(42)는 이미 설명한 것처럼 길이 방향(Z)으로 서로 인접하게 위치한 복수의 발열체(421)를 구비하고 있으므로, 인접한 발열체(421) 사이에 발생하는 공간으로 마이크로파가 조사되고 인접한 발열체(421)의 표면으로 반사되는 등의 동작에 의해, 마이크로파에 의해 조사되는 발열기(42)의 표면적이 증가한다.
이로 인해, 일체화된 하나의 블록 형태를 갖는 하나의 발열체로 각 발열기가 이루어지는 경우에 비해, 마이크로파의 조사 면적이 증가하여 설정 온도까지 각 발열체(421)의 온도가 상승하는 데까지 소요되는 시간이 훨씬 단축된다.
인접한 두 발열체(421) 간의 간격은 5㎝ 내지 30㎝ 일 수 있고, 각 발열체(421)의 두께는 0.5㎜ 내지 10㎜일 수 있다.
발열체(421) 간의 간격이 5㎝ 이상일 경우, 인접한 발열체(421) 사이의 공간으로 좀더 효율적으로 마이크로파가 입사되고 발열체(421) 간의 간격이 30㎝ 이하일 경우, 인접한 발열체(421)로의 마이크로파 반사 동작이 좀더 효율적으로 일어나, 마이크로파에 조사되는 발열체(421)의 표면적이 증가한다.
각 발열체(421)의 두께가 0.5㎜ 이상일 때, 발열체(421)의 동작에 의해 휘발성 유기화합물질의 처리 용량이 좀더 향상되고, 각 발열체(421)의 두께가 10㎜이하일 때, 열에너지 반응부(40)의 부피가 증가하는 것을 좀더 효율적으로 방지할 수 있다.
본 예에서, 복수의 발열기(42)의 개수는 세 개이고, 각 발열기(42)에 구비된 발열체(421)의 개수 또한 세 개이지만, 이러한 발열기(42)의 개수와 각 발열기(42)에 구비된 발열체(421)의 개수는 변경 가능하다.
단열재(43)는 각 발열기(42)에서 발생하는 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 복수의 발열기(42)는 단열재(43)에 에워싸여진 공간 내에 위치한다.
이때, 도 1 및 도 6에 도시한 것처럼, 각 단열재(43)에 인접하게 위치하는 발열체(421)의 양 측면이 인접한 단열재(43)에 고정되어 있어, 복수의 발열체(421)가 길이 방향(Z)으로 이격되게 나란히 단열재(43)에 지지되어 있다.
단열재(43)는 각 발열기(22)로 주사되는 마이크로파가 투과되면서 단열 기능을 갖고 있는 재료로 이루어져 있고, 예를 들어, 알루미나(alumina), 알루미나울(alumina wool) 또는 실리카울(silica wool)로 이루어질 수 있다.
마이크로파가 유입되는 각 도파관(403)의 맞은편에 설치된 각 반사판(44)은 구동부(45)의 동작에 정해진 회전 속도와 정해진 방향으로 회전한다.
이러한 반사판(44)은 도파관(403) 쪽에서 반사판(44) 쪽으로 전송되는 마이크로파를 다시 해당 발열기(42) 쪽으로 반사시켜, 해당 발열기(42)의 각 발열체(421)의 발열 효율을 높이기 위한 것이다.
이때, 반사판(44)이 회전함에 따라 반사판(44)에 의해 반사되어 해당 발열부(42) 쪽으로 재입사되는 마이크로파를 확산시켜 대응되는 발열부(42)의 각 발열체(421)로 조사되는 조사 면적을 증가시킨다. 따라서, 회전하는 반사판(44)에 의해 발열체(421)의 발열 효율은 더욱더 증가한다.
도 1에 도시한 것처럼, 반사판(44)은 구동부(45)의 동작 상태에 회전하는 회전축(441)을 통해 구동부(45)에 연결되어, 구동부(45)의 동작에 따라 회전하게 된다. 구동부(45)는 모터(motor)일 수 있고 구동부(45)의 동작을 도시하지 않은 제어부의 동작에 의해 제어된다.
이러한 열에너지 반응부(40)의 동작에 의해 처리되는 휘발성 유기화합 물질은 아세트알데히드(acetaldehyde, C2H4O[CH3CH0]), 아세틸렌(acetylene, C2H2), 아크롤레인(acrolein, C3H4O), 벤젠(benzene, C6H6), 1,3-부타디엔(1,3-butadiene, C4H6), 부탄(butane, C4H10), 1-부텐(1-butene, C4H8[CH3CH2CHCH2]), 2-부텐(2-butene, C4H8[CH3(CH)2CH3]), 사이클로헥산(cyclohexane, C6H12), 에틸렌(ethylene, C2H4), 포름알데히드(formaldehyde, CH2O[HCHO]), n-헥산(n-hexane, C6H14), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, C3H8O[(CH3)CHOHCH3]), 메탄올(methanol, CH4O[CH3OH]), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, C4H8O[CH3COCH2CH3]), 엠티비이(MTBE(methyl tertiary butyl ether), C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3]), 프로필렌(propylene, C3H6), 프로필렌옥사이드(propylene oxide, C3H6O), 아세트산(acetic acid, C2H4O2), 에틸벤젠(ethylbenzene, C8H10), 톨루엔(toluene, C7H8), 자일렌(o-, m-, p- 포함)(xylene, C8H10) 및 스틸렌(styrene, C8H8C8H8)와 같은 23 종류의 탄화수소물이다.
이때, 열에너지 반응부(40)의 유입관(401)은 제2 밸브(V2)의 동작을 통해 전처리부(10)의 배출관(102)과 연결된 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20,30)의 제1 배출관(202a, 302a)과 연결되어 있으므로, 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)에 의해 온도가 상승된 처리 기체(TG)가 열에너지 반응부(40)로 입력된다.
따라서, 이미 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 동작에 의해 1차적으로 처리 기체(TG)의 온도가 상승된 후 열에너지 반응부(40)로 입력되므로, 열에너지 반응부(40)의 동작 효율이 향상된다.
본 예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치에는, 이미 설명한 것처럼, 모두 11개인 제1 내지 제11 밸브(V1-V11)가 존재하고, 이들 밸브(V1-V11) 각각의 동작 상태는 도시하지 않는 제어부의 제어 신호에 따라 변하게 된다.
이미 설명한 것처럼, 제1 내지 제3 밸브(V1-V3)는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비하고 있는 3-웨이 밸브이고, 나머지 제4 내지 제11 밸브(V4-V11)는 제어부에서 인가되는 신호의 상태가 따라서 열림 상태이거나 닫힘 상태를 유지하는 밸브이다.
제1 내지 제11 밸브(V1-V11)의 동작을 제어하기 위해 제어부는 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 내부 온도를 감지하여, 설정 온도보다 낮은 상태를 유지하는 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 제2 유입관(201b, 301b)으로 열에너지 반응부(40)에서 배출되는 고온의 배출용 기체(OG)를 유입시켜, 열교환 동작을 통해 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)에 유입된 기체의 열에너지를 회수한 후 제2 배출관(202b, 302b)를 통해 대기로 배출하도록 한다.
이때, 제어부는 설정 온도 이상으로 내부 온도가 상승한 나머지 열에너지 회수부인 제2 또는 제1 열에너지 회수부(30, 20)의 제1 유입관(301a, 201a)으로 전처리부(10)의 배출관(102)에서 배출되는 처리 기체(TG)를 유입시켜, 열에너지 반응기(40)의 유입관(401)으로 유입되는 처리 기체(TG)의 온도를 상승시킨다.
따라서, 열에너지 반응부(40)의 유입관(401)에 연결되는 열에너지 회수부는 제1 열에너지 회수부(20)와 제2 열에너지 회수부(30)가 번갈아 가며 바뀌게 되며, 열에너지 반응부(40)의 배출관(402)에 연결되는 열에너지 회수부는 유입관(401)에 연결되지 않은 나머지 열에너지 회수부로서 역시 제2 열에너지 회수부(30)와 제1 열에너지 회수부(20)가 번갈아 가며 바뀌게 된다.
이로 인해, 열에너지 반응부(40)의 유입관(401)을 통해 유입되는 처리 기체(TG)는 처리 기체(TG)에 포함된 휘발성 유기화합물질이 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 분해되고, 휘발성 유기화합물질이 처리된 배출용 기체(OG)를 배출하는 배출관(402)은 입력관(401)에 연결되지 않은 나머지 제2 또는 제1 열에너지 회수부(30, 20)의 제2 유입관(301b, 201b)과 도통되어 열에너지 반응부(40)에 의해 상승한 배출용 기체(OG)의 온도를 하강시킨다.
이처럼, 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 내부 온도에 따라 전처리부(10)와 열에너지 반응부(40)와의 도통 상태가 변하므로, 본 예에 따른 휘발성 유기화합물질 제거 장치는 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 본체(21, 31) 내에 위치하여 본체(21, 31) 내부의 온도를 각각 감지해 해당하는 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지부를 구비한다. 이때, 온도 감지부는 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 하단부 쪽에 위치할 수 있다.
따라서, 온도 감지부에서 출력되는 온도 감지 신호에 의해 판정된 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하면, 제어부는 제1 내지 제11 밸브(V1-V11)의 상태를 제어하여, 전처리부(10)의 처리 기체(TG)가 설정 온도까지 상승한 열에너지 회수부(20 또는 30)를 통과한 후 열에너지 반응부(40)로 유입되도록 하고, 설정 온도까지 상승하지 않아 상대적으로 다른 열에너지 회수부(20 또는 30)보다 낮은 내부 온도를 갖는 나머지 열에너지 회수부(30 또는 20)로 열에너지 반응기(40)에서 출력되는 배출용 기체(OG)가 유입되도록 한다.
한 예로, 열에너지 반응부(40)의 배출관(402)과 제1 열에너지 회수부(20)의제2 유입관(201b)이 도통 상태를 유지하여 열에너지 반응부(40)에서 제1 열에너지 회수부(20)로 배출되는 고온의 배출용 기체(OG)와 제1 열에너지 회수부(20) 간의 열교환 동작에 의해 제1 열에너지 회수부(20)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하면, 제어부는, 도 1에 도시한 것처럼, 제1 밸브(V1)를 제1 상태(즉, 입력단과 제1 출력단이 도통된 상태), 제2 밸브(V2)를 제1 상태, 그리고 제3 밸브(V3)를 제2 상태(즉, 입력단과 제2 출력단이 도통된 상태)로 제어한다.
또한, 제어부는 제4, 제5, 제10 및 제11 밸브(V4, V5, V10, V11)를 열림 상태로 제어하고, 제6 내지 제9 밸브(V6-V9)를 닫힘 상태로 제어한다.
이로 인해, 전처리부(10)의 유입관(102)으로 유입된 처리 물질(TM)이 전처리부(10)의 필터(12)의 동작에 의해 입자성 물질이 제거되어 배출관(102)을 통해 처리 기체(TG)가 배출되면, 이 처리 기체(TG)는 제1 열에너지 회수(20)의 제1 유입관(201a)으로 유입되어 제1 열에너지 회수부(20)와의 열교환을 통해 온도가 상승하여 제1 배출관(202a)을 거쳐 열에너지 반응부(40)의 유입관(401)으로 입력된 후 처리되어 배출용 기체(OG)를 생성한다.
이 배출용 기체(OG)는 열에너지 반응부(40)의 배출관(402)을 통해 제2 열에너지 회수부(30)의 제2 유입관(301b)으로 유입된 후 제2 열에너지 회수부(30)와의 열교환을 통해 온도가 감소된 후 제2 배출관(302b)을 통해 대기로 배출된다.
이러한 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 열교환 동작에 의해, 제1 열에너지 회수부(20)의 내부 온도는 감소하게 되고, 반대로 제2 열에너지 회수부(30)의 내부 온도는 상승하게 된다.
따라서, 제2 열에너지 회수부(30)의 온도가 설정 온도에 도달하면, 제어부는 제1 내지 제11 밸브(V1-V11)의 상태를 현재 상태와는 반대로 변환한다.
따라서, 도 7에 도시한 것처럼, 제어부는 제1 및 제2 밸브(V1, V)를 제2 상태, 제3 밸브(V3)를 제1 상태로 제어하고, 제4, 제5, 제10 및 제11 밸브(V4, V5, V10, V11)를 닫힘 상태로 변환하며, 제6 내지 제9 밸브(V6-V9)를 개방 상태로 제어한다.
이로 인해, 전처리부(10)에서 출력되는 처리 기체(TG)는 제2 열에너지 회수부(30)로 입력되어, 제2 열에너지 회수부(30)의 열에 처리 기체(TG)의 온도는 상승한 후 열에너지 반응부(40)로 입력되어, 휘발성 유기화합물질(VOCs)의 분해 동작을 실시한다.
그런 다음, 열에너지 반응부(40)에서 출력되는 배출용 기체(OG)는 제1 열에너지 회수부(20)의 제2 유입관(201b)으로 인가되어 제1 열에너지 회수부(20)에 의해 배출용 기체(OG)의 온도는 하강한 후 제2 배출관(202b)을 통해 대기로 배출된다.
따라서, 제1 열에너지 회수부(20)의 내부 온도는 다시 설정 온도까지 상승하게 되고, 제2 열에너지 회수부(30)의 내부 온도는 하강하게 되어, 다시 열에너지 반응부(40)의 유입관(401)과 배출관(402)에 각각 연결되는 제1 및 제2 열에너지 회수부(20, 30)는 변경되게 된다.
이와 같이, 열에너지 반응부(40)로 유입되기 전 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)에 존재하는 열에너지를 이용하여 처리 기체(TG)의 온도를 상승시키므로, 추가적인 에너지 소모 없이 처리 기체(TG)의 온도 상승이 이루어져 열에너지 반응부(40)에 의해 휘발성 유기화합물질을 분해 효율이 향상되고 효율적인 에너지 사용이 이루어진다.
또한, 대기로 배출되는 배출용 기체(OG)의 열에너지가 제1 또는 제2 열에너지 회수부(20, 30)의 동작에 의해 회수되어, 온도가 감소된 배출용 기체(OG)가 대기로 배출된다. 이로 인해, 고온의 기체 배출로 인한 온난화 현상이나 대기 오염이 줄어드는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 전처리부 12: 필터
121: 부딪힘 판 14: 액적 수집함
20, 30: 열에너지회수부 40: 열에너지 반응부
101, 201a, 201b, 301a, 301b, 401: 유입관
102, 202a, 202b, 302a, 302b, 402: 배출관
V1-V11: 밸브

Claims (9)

  1. 휘발성 유기화합물질을 함유한 처리 기체가 유입되는 유입관, 배출용 기체를 배출하는 배출관, 그리고 서로 이격되고 마이크로파를 흡수하여 발열하는 복수의 발열기를 구비하여, 상기 복수의 발열기에 의해 상기 휘발성 유기화합물질을 CO2와 H2O로 분해하여 상기 배출용 기체를 생성하는 열에너지 반응부, 그리고
    상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 처리 기체가 각각 유입되고 배출되는 제1 유입관 및 제1 배출관, 상기 열에너지 반응부에 연결되어 있고 서로 도통하여 상기 배출용 기체가 각각 유입되고 배출되는 제2 유입관 및 제2 배출관, 그리고 서로 이격되어 있는 복수의 열회수기를 각각 구비하여, 열교환 동작을 통해 상기 제1 유입관으로 유입되는 상기 처리 기체의 온도를 상승시켜 상기 제1 배출관으로 배출하고, 열교환 동작을 통해 상기 제2 유입관으로 유입되는 상기 배출용 기체의 온도는 감소시켜 상기 제2 배출관으로 배출하는 제1 및 제2 열에너지 회수부
    를 포함하고,
    상기 열에너지 반응부의 상기 유입관은 상기 제1 및 제2 열에너지 회수부 중 하나의 제1 배출관과 도통하고,
    상기 열에너지 반응부의 상기 배출관은 상기 열에너지 반응부의 상기 유입관과 도통하지 않은 나머지 열에너지 회수부와 제2 배출관과 도통하는
    휘발성 유기화합물 제거 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 열에너지 반응부는 마이크로파가 각각 조사되고 제2 방향으로 이격되어 있는 복수의 발열기를 더 포함하고,
    상기 복수의 발열기 각각은 상기 제2 방향으로 이격되어 있고 상기 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키는 복수의 발열체를 포함하는
    휘발성 유기화합물 제거 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 방향으로 인접한 두 발열체 간의 간격은 5㎝ 내지 30㎝인 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 복수의 발열체 각각은 0.5㎜ 내지 10㎜의 두께를 갖는 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 열에너지 회수부 각각은,
    내부에 공간을 구비하고, 제1 및 제2 유입관 그리고 제1 및 제2 배출관과 도통되어 있는 본체,
    상기 본체의 제2 방향으로 이격되어 상기 본체의 공간을 상기 제2 방향을 따라 복수의 서브 공간으로 구획하는 복수의 받침대,
    복수의 받침대 각각 위에 위치하여, 상기 처리 물질의 온도는 상승시키고 상기 배출용 기체의 온도는 감소시키는 복수의 열에너지 회수기, 그리고
    인접한 두 서브 공간 사이에 받침대가 위치하지 않아 인접한 두 서브 공간을 서로 도통시키는 개구부
    를 포함하는 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 개구부의 형성 위치는 상기 받침대 단위로 반대로 바뀌는 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  7. 제1항에서,
    내부에 공간을 구비하고 유입관을 통해 처리 물질이 유입되고 배출관을 통해 상기 제1 및 제2 열에너지 회수부의 상기 제1 유입관에 연결되어 있는 본체, 그리고 상기 본체 내부에 제1 방향으로 위치하여 상기 유입관으로 유입된 상기 처리 물질 중 입자성 물질을 필터링하여 상기 처리 기체를 생성하는 필터를 포함하는 전처리부를 더 포함하는 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 필터는 서로 이격되어 있는 복수의 부딪힘 판을 포함하는 휘발성 유기화합물 제거 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 복수의 부딪힘 판 각각과 상기 전처리부의 설치면이 이루는 각도는 0도 내지 90인 휘발성 유기화합물 제거 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150115247A (ko) * 2014-04-03 2015-10-14 주식회사 애니텍 톨루엔 연소분해 및 대용량 처리를 위한 톨루엔 연소분해 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889639B1 (ko) 2007-03-30 2009-03-20 목포대학교산학협력단 휘발성 유기 화합물 처리장치
KR20110133773A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 김교윤 유해가스 제거장치
KR20120032941A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 한국에너지기술연구원 마이크로파 이용 휘발성 유기화합물 및 악취물질 제거장치
KR101231612B1 (ko) 2012-09-25 2013-02-13 주식회사 세종플랜트 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기 화합물질 및 산업 폐 가스 정화 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889639B1 (ko) 2007-03-30 2009-03-20 목포대학교산학협력단 휘발성 유기 화합물 처리장치
KR20110133773A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 김교윤 유해가스 제거장치
KR20120032941A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 한국에너지기술연구원 마이크로파 이용 휘발성 유기화합물 및 악취물질 제거장치
KR101231612B1 (ko) 2012-09-25 2013-02-13 주식회사 세종플랜트 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기 화합물질 및 산업 폐 가스 정화 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150115247A (ko) * 2014-04-03 2015-10-14 주식회사 애니텍 톨루엔 연소분해 및 대용량 처리를 위한 톨루엔 연소분해 장치
KR101580231B1 (ko) * 2014-04-03 2016-01-04 주식회사 애니텍 톨루엔 연소분해 및 대용량 처리를 위한 톨루엔 연소분해 장치

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