KR101507024B1

KR101507024B1 - Voc 제거 시스템

Info

Publication number: KR101507024B1
Application number: KR20130103786A
Authority: KR
Inventors: 남승백; 김태형; 하종필; 김동권; 김종진
Original assignee: (주)신성이엔지
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-04-01
Also published as: KR20150025773A

Abstract

유로에 흡입된 공기 내 VOC를 제거하는 VOC 제거 시스템에 있어서, 상기 유로에 설치되는 VOC 처리 로터;가 포함되되, 상기 VOC 처리 로터는 흡착존과, 냉각존과, 재생존 및 분해존으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유로는, 상기 흡착존을 통과하는 제1유로와, 상기 냉각존에서 상기 재생존으로 연결되는 제2유로와, 상기 재생존에서 상기 분해존으로 연결되는 제3유로와, 상기 분해존에서 외부로 연결되는 제4유로로 구분형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 흡입된 외기가 유로 상에 회전하도록 구비된 VOC 처리 로터를 통과하여 공기 내 VOC를 흡착시키고, 흡착된 VOC를 역방향으로 열풍을 불어 탈착시킴으로써 VOC 처리 로터가 재사용 가능하도록 구현한 순환공정에 의해, 설비의 교체가 필요 없이 연속적으로 VOC를 처리할 수 있게 되며, 별도로 구성되었던 VOC 분해 설비를 VOC 처리 시스템에 접목함으로써, 한번의 공정으로 공기 내 VOC를 흡착부터 분해까지 가능하여 설비의 유지보수 및 설치비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

VOC 제거 시스템{VOC REDUCTION SYSTEM}

본 발명은 VOC 제거 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도장시설, 웨이퍼 및 LCD 패널 제조시설, 세탁소 등과 같이 사용하는 유기용제로 인해 발생하는 다량의 VOC를 제거하는 VOC 제거 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 도장시설, 반도체 또는 LCD 패널과 제조공정, 세탁소의 경우 다량의 VOC 발생으로 인하여 이를 처리하기 위한 VOC 제거 시스템을 별도로 구축하여 운영하고 있다.

또한, 클린룸 내의 공기 조화를 수행하는 다양한 장치 등이 개발되었으며, 그중에서도 반도체 및 LCD 패널의 불량품 원인 물질인 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; 이하 'VOC'라 함)이 클린룸으로 유입되는 것을 처리하는 VOC 저감 장치가 개발되었다.

전술한 문제점을 극복하기 위한 VOC 저감 장치로는, 공기 내에 포함된 VOC를 흡착할 수 있는 로터를 유로에 구비하여 상기 로터에 흡착된 VOC를 냉각과정과 탈착과정을 통해 공기에서 분리되는 방식이 있다.

이와 같은 VOC 저감 장치에 관한 대표적인 예가 본 출원인이 선출원한 하기 특허문헌 1(이하, '종래기술'이라 한다)의 'VOC 저감 장치 및 이의 제어방법'에 개시되어 있다.

이러한 종래기술은, 외기가 흡입되는 유로에 흡착존, 냉각존, 재생존으로 구성된 VOC 처리 로터가 회전하도록 구비되고, 유로 내 공기가 상기 VOC 처리 로터를 통과함으로써, 공기 내 포함된 VOC를 상기 VOC 처리 로터에 흡착시키며, VOC 처리 로터에 부착된 VOC를 역방향으로 열풍을 불어 탈착시키고, 탈착된 VOC를 외부로 날려 보냄으로써 상기 VOC 처리 로터가 재사용 가능하도록 순환공정을 구성하는 방식이다.

그러나, 종래기술의 VOC 저감 장치는, 탈착된 VOC를 분해하기 위한 별도의 VOC 분해 설비를 필요로 하여 유지보수 및 설치비용이 증감되는 단점이 있었다.

더욱이, 탈착된 VOC는 고농도의 VOC이므로 이를 처리하기 위한 VOC 분해 설비의 유지비용에 의해 운전비가 상승하는 문제점을 안게 된다.

따라서, VOC 저감 장치에서 공기 내의 VOC를 걸러냄과 동시에 걸러진 VOC를 분해하는 VOC 제거 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제2009-0088586호(2009.08.20. 공개)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 VOC를 흡착 후 탈착하는 순환 공정을 구성하여 연속적인 VOC의 제거가 가능한 VOC 제거 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 탈착된 VOC를 분해하는 분해 설비를 별도로 구비하지 않고 VOC 제거 시스템에 접목함으로써 설비의 유지보수 및 실치비용을 절감하는 VOC 제거 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 VOC 제거 시스템은, 유로에 흡입된 공기 내 VOC를 제거하는 VOC 제거 시스템에 있어서, VOC 처리 로터;가 포함되되, 상기 VOC 처리 로터는 흡착존과, 냉각존과, 재생존 및 분해존으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로는, 상기 흡착존을 통과하는 제1유로와, 상기 냉각존에서 상기 재생존으로 연결되는 제2유로와, 상기 재생존에서 상기 분해존으로 연결되는 제3유로와, 상기 분해존에서 외부로 연결되는 제4유로로 구분형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로에는 제1,2열교환기와, 히터가 구비되되, 상기 제1열교환기는 상기 제2유로와 제4유로가 교차되는 공간에 구비되고, 상기 제2열교환기는 상기 제3유로와 제4유로가 교차되는 공간에 구비되며, 상기 히터는 제3유로에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1열교환기는 제2유로와 제4유로를 수용하며, 상기 제2유로의 공기 온도는 제4유로의 공기 온도에 의해 상승되고, 상기 제4유로의 공기 온도는 제2유로의 공기 온도에 의해 하강되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2열교환기는 제3유로와 제4유로를 수용하며, 상기 제3유로의 공기 온도는 제4유로의 공기 온도에 의해 상승하고, 상기 제4유로의 공기 온도는 제3유로의 공기 온도에 의해 하강하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로에 흡입된 외기가 상기 흡착존을 통과하여 상기 제1유로를 통해 대상공간으로 이송되되, 일부 외기는 상기 냉각존을 통과하여 상기 VOC 처리 로터가 재사용 가능한 온도로 냉각되며, 상기 냉각존을 통과한 공기는 제2유로를 통해 상기 제1열교환기를 거치며 온도가 상승하고, 상기 제1열교환기를 통과한 공기는 상기 재생존을 통과하여 상기 VOC 처리 로터에 흡착된 VOC가 탈착되며, 상기 재생존을 통과한 공기는 제3유로를 통해 상기 제2열교환기를 거치며 온도가 상승하고, 상기 제2열교환기를 통과한 공기는 상기 히터를 통과하여 예열되며, 상기 히터를 통과한 공기는 상기 분해존을 통과하여 공기 내 포함된 VOC가 분해되고, 상기 분해존을 통과한 공기는 제4유로를 통해 상기 제1열교환기와 제2열교환기를 순차적으로 거치며 온도가 하강하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 VOC 제거 시스템에 따르면, 흡입된 외기가 유로 상에 회전하도록 구비된 VOC 처리 로터를 통과하여 공기 내 VOC를 흡착시키고, 흡착된 VOC를 역방향으로 열풍을 불어 탈착시킴으로써 VOC 처리 로터가 재사용 가능하도록 구현한 순환공정에 의해, 설비의 교체가 필요 없이 연속적으로 VOC를 처리할 수 있게 된다.

또한, 별도로 구성되었던 VOC 분해 설비를 VOC 처리 시스템에 접목함으로써, 한번의 공정으로 공기 내 VOC를 흡착부터 분해까지 가능하여 설비의 유지보수 및 설치비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 제1,2열교환기의 열교환에 의해 필요 온도로의 상승 및 하강이 이루어져 에너지가 크게 절감된다.

도 1은 본 발명에 따른 VOC 제거 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VOC 제거 시스템의 VOC 처리 로터의 단면을 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 VOC 제거 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 VOC 제거 시스템의 VOC 처리 로터의 단면을 도시한 구성도이다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 유로(10)에 흡입된 공기 내 VOC를 제거하는 VOC 제거 시스템(S)에 있어서, 상기 유로(10)에 설치되는 VOC 처리 로터(100);가 포함되되, 상기 VOC 처리 로터(100)는 흡착존(110)과, 냉각존(120)과, 재생존(130) 및 분해존(140)으로 구성된다.

먼저, 상기 VOC 처리 로터(100)는, 실리카 겔(Silica Gel), 제오라이트(Zeolite), 활성탄 등의 흡착제와 VOC를 분해하기 위한 촉매를 함유한 흡착제층을 형성한다.

여기서, 상기 VOC 처리 로터(100)를 회전 구동하는 회전구동수단(미도시)이 포함된다.

이에 따라, 상기 VOC 처리 로터(100)는 일정방향으로 정속회전하며, 상기 VOC 처리 로터(100)의 회전 축 방향으로 기체를 통과시켜 상기 유로(10) 내의 VOC를 흡착하게 된다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 VOC 처리 로터(100)의 흡착존(110), 냉각존(120), 재생존(130) 및 분해존(140)은 로터의 회전방향을 따라 연속적으로 배치한 것이다.

이때, 상기 VOC 처리 로터(100)를 이루는 흡착존(110) 내지 분해존(140)은 로터의 물리적 구분이 아닌 상기 VOC 처리 로터(100)의 단면을 통과하는 공기 유로의 구분이며, 이에 따라, 상기 VOC 처리 로터(100)는 회전하되 흡착존(110) 내지 분해존(140)은 고정되어 유로를 형성한다.

또한, 상기 유로(10)는, 상기 흡착존(110)을 통과하는 제1유로(10a)와, 상기 냉각존(120)에서 상기 재생존(130)으로 연결되는 제2유로(10b)와, 상기 재생존(130)에서 상기 분해존(140)으로 연결되는 제3유로(10c)와, 상기 분해존(140)에서 외부로 연결되는 제4유로(10d)로 구분형성된다.

여기서, 상기 제1유로(10a)는 상기 VOC 처리 로터(100)의 흡착존(110)을 통과한 공기가 대상공간(40)으로 공급되도록 형성되며, 상기 제2유로(10b) 내지 제4유로(10d)는 상기 VOC 처리 로터(100)를 재생하는 기능과 걸러진 VOC를 분해하는 기능을 수행하는 일련의 과정을 거친 공기가 외부로 배출되도록 형성된다.

덧붙여, 상기 대상공간(40)이라 함은, VOC가 발생하는 공간으로 도장시설 또는 LCD 패널, 반도체 등의 정밀 제조 작업을 수행하는 청정실이며, 상기 공간에는 VOC 제거 시스템(S)에 의해 VOC가 처리된 공기가 공급됨에 따라, 상기 대상공간(40)이 필요로 하는 공조 조건을 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 유로(10)에는 제1,2열교환기(200,300)와, 히터(400)가 구비된다.

구체적으로, 상기 상기 냉각존(120)으로 연결된 유로(10) 상에 구비되며, 상기 제1열교환기(200)는 상기 제2유로(10b)와 제4유로(10d)가 교차되는 공간에 구비되고, 상기 제2열교환기(300)는 상기 제3유로(10c)와 제4유로(10d)가 교차되는 공간에 구비되며, 상기 히터(400)는 제3유로(10c)에 구비된다.

또한, 상기 제1열교환기(200)는 제2유로(10b)와 제4유로(10d)를 수용하며, 상기 제2유로(10b)의 공기 온도는 제4유로(10d)의 공기와의 열교환에 의해 상승되고, 상기 제4유로(10d)의 공기 온도는 제2유로(10b)의 공기와의 열교환에 의해 하강된다.

또한, 상기 제2열교환기(300)는 제3유로(10c)와 제4유로(10d)를 수용하며, 상기 제3유로(10c)의 공기 온도는 제4유로(10d)의 공기와의 열교환에 의해 상승되고, 상기 제4유로(10d)의 공기 온도는 제3유로(10c)의 공기 온도와의 열교환에 의해 하강된다.

이에 따라, 상기 유로(10)에 흡입된 외기가 상기 흡착존(110)을 통과하여 상기 제1유로(10a)를 통해 대상공간(40)으로 이송되고, 상기 냉각존(120)을 통과하여 상기 VOC 처리 로터(100)가 재사용 가능한 온도로 냉각된다.

또한, 상기 냉각존(120)을 통과한 공기는 제2유로(10b)를 통해 상기 제1열교환기(200)를 거치며 온도가 상승되고, 상기 제1열교환기(200)를 통과한 공기는 상기 재생존(130)을 통과하여 상기 VOC 처리 로터(100)에 흡착된 VOC가 탈착된다.

또한, 상기 재생존(130)을 통과한 공기는 제3유로(10c)를 통해 상기 제2열교환기(300)를 거치며 온도가 상승되고, 상기 제2열교환기(300)를 통과한 공기는 상기 히터(400)를 통과하여 예열된다.

또한, 상기 히터(400)를 통과한 공기는 상기 분해존(140)을 통과하여 공기 내 포함된 VOC가 분해되고, 상기 분해존(140)을 통과한 공기는 제4유로(10d)를 통해 상기 제1열교환기(200)와 제2열교환기(300)를 순차적으로 거치며 온도가 하강하여 외부로 배출된다.

구체적으로, 상기 냉각존(120)을 통과한 공기는 상기 제2유로로 이송되어 상기 제1열교환기(200)를 통과하게 되고, 온도가 상승한 상기 제2유로(10b)의 공기가 상기 재생존(130)을 통과함에 따라 상기 흡착존(110)에서 흡착되었던 VOC가 상기 VOC 처리 로터(100)에서 탈착된다.

이때, 상기 제1열교환기(200)를 통과하기 전 제2유로(10b)의 공기 온도는 약 160℃이며, 상기 제1열교환기(200)를 통과한 후 제2유로(10b)의 공기 온도는 약 210℃로써, 상기 VOC 처리 로터(100)에 흡착된 VOC를 탈착할 수 있는 온도이다.

이어서, 상기 재생존(130)을 통과한 제3유로(10c)의 공기에는 고농도의 VOC(약 100ppmv)가 포함되며, 고농도의 VOC가 포함된 공기는 제3유로(10c)를 통해 상기 제2열교환기(300)로 이송된다.

그리고, 상기 제2열교환기(300)를 통과하여 온도가 상승한 상기 제3유로(10c)의 공기는 상기 히터(400)를 거쳐 상기 분해존(140)으로 이송된다.

이때, 상기 히터(400)를 통과하기 전 제3유로(10c)의 공기 온도는 약 180℃이며, 상기 히터(400)를 통과한 후 제3유로(10c)의 공기 온도는 약 250℃로 공기 내 포함된 VOC가 분해될 수 있는 촉매 활성온도인 200~350℃의 범주에 도달하게 된다.

이렇게, 제3유로(10c)의 고온의 공기는 상기 분해존(140)을 통과하여 공기 내 포함된 VOC가 분해되고, 상기 분해존(140)을 통과한 공기는 제4유로(10d)를 통해 제1열교환기(200)로 이송되어 상기 제2유로(10b)의 공기와 열교환을 이루게 된다.

또한, 상기 제1열교환기(200)를 통과한 공기는 제4유로(10d)를 통해 상기 제2열교환기(200)로 이송되어 상기 제3유로(10c)의 공기와 열교환을 이루게 된다. 이때, 상기 제4유로(10d)에 구비된 재생팬(30)의 흡기에 의해 VOC가 분해된 공기가 외부로 배출된다.

이후, 상기 냉각존(120)을 거친 상기 VOC 처리 로터(100)의 온도가 급감됨에 따라, 상기 VOC 처리 로터(100)는 다음 공정인 흡착존(110)에서 공기 내의 VOC를 흡착할 수 있는 상태로 재생되는 순환공정을 이룬다.

본 발명에 따르면, 흡입된 외기가 유로(10) 상에 회전하도록 구비된 VOC 처리 로터(100)를 통과하여 공기 내 VOC를 흡착시키고, 흡착된 VOC를 역방향으로 열풍을 불어 탈착시킴으로써 VOC 처리 로터(100)가 재사용 가능하도록 구현한 순환공정에 의해, 설비의 교체가 필요 없이 연속적으로 VOC를 처리할 수 있게 된다.

더욱이, 별도로 구성되었던 VOC 분해 설비를 VOC 처리 시스템(S)에 접목함으로써, 한번의 공정으로 공기 내 VOC를 흡착부터 분해까지 가능하여 설비의 유지보수 및 설치비용이 절감되는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

S : VOC 제거 시스템 10 : 유로
20 : 처리팬 30 : 재생팬
40 : 대상공간 100 : VOC 처리 로터
110 : 흡착존 120 : 냉각존
130 : 재생존 140 : 분해존
200 : 제1열교환기 300 : 제2열교환기
400 : 히터

Claims

흡착존과, 냉각존과, 재생존 및 분해존으로 구성된 VOC 처리 로터;
상기 흡착존을 통과하는 제1유로와, 상기 냉각존에서 상기 재생존으로 연결되는 제2유로와, 상기 재생존에서 상기 분해존으로 연결되는 제3유로와, 상기 분해존에서 외부로 연결되는 제4유로로 구분형성된 유로;
상기 제2유로와 제4유로가 교차되는 공간에 구비된 제1열교환기;
상기 제3유로와 제4유로가 교차되는 공간에 구비된 제2열교환기; 및
상기 제3유로에 구비된 히터;를 포함하되,
상기 제1열교환기는 제2유로와 제4유로를 수용하며, 상기 제2유로의 공기 온도는 제4유로의 공기 온도에 의해 상승되고, 상기 제4유로의 공기 온도는 제2유로의 공기 온도에 의해 하강되는 것을 특징으로 하는 VOC 제거 시스템.
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제 1항에 있어서,
상기 제2열교환기는 제3유로와 제4유로를 수용하며, 상기 제3유로의 공기 온도는 제4유로의 공기 온도에 의해 상승되고, 상기 제4유로의 공기 온도는 제3유로의 공기 온도에 의해 하강되는 것을 특징으로 하는 VOC 제거 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 유로에 흡입된 외기가 상기 흡착존을 통과하여 상기 제1유로를 통해 대상공간으로 이송되되,
일부 공기는 상기 냉각존을 통과하여 상기 VOC 처리 로터가 재사용 가능한 온도로 냉각되며, 상기 냉각존을 통과한 공기는 제2유로를 통해 상기 제1열교환기를 거치며 온도가 상승하고, 상기 제1열교환기를 통과한 공기는 상기 재생존을 통과하여 상기 VOC 처리 로터에 흡착된 VOC가 탈착되며, 상기 재생존을 통과한 공기는 제3유로를 통해 상기 제2열교환기를 거치며 온도가 상승하고, 상기 제2열교환기를 통과한 공기는 상기 히터를 통과하여 예열되며, 상기 히터를 통과한 공기는 상기 분해존을 통과하여 공기 내 포함된 VOC가 분해되고, 상기 분해존을 통과한 공기는 제4유로를 통해 상기 제1열교환기와 제2열교환기를 순차적으로 거치며 온도가 하강하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 VOC 제거 시스템.