KR101541890B1 - 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 습식 스크러버는 하단에는 물이 저장된 수실이 구비되고, 상기 수실의 상부에는 배기가스가 정화되는 하나 이상의 처리실이 구비되며, 상기 수실과 처리실 사이에는 배기가스 연결관이 구비되고, 상단에는 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 배출구가 구비되는 하우징; 상기 배출구로부터 배출된 배기가스를 전달받아 대기 중으로 배출하는 연돌부; 및 상기 배출구와 연돌부 사이에 구비되는 에어 챔버(air chamber); 를 포함하며, 상기와 같은 구성에 의해 산업시설로부터 배출되는 배기가스 내의 유해 성분을 효과적으로 저감하며, 종래 기술 대비 유해 성분 처리 효율이 현저히 향상되므로, 산업시설로부터 배출되는 배기가스에 의한 환경오염 문제를 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

Description

에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버{WET SCRUBBER WITH AIR CHAMBER}

본 발명은 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버에 관한 것이다.

화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에서 배출되는 배기가스는 유독성, 폭발성 및 부식성 등이 강하기 때문에 인체에 유해하며, 별도의 처리 없이 그대로 대기 중에 방출될 경우에는 환경오염을 유발하는 원인이 된다. 따라서 이러한 배기가스를 방출하기 전에는 상기 배기가스 내에 포함된 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요하며, 이와 같은 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 것은 법적으로도 의무화되어 있다.

한편, 습식 스크러버는 상기와 같은 화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에 있어서, 배기가스 내에 포함된 유해 성분(산 또는 알칼리를 포함하는 가스)의 함량을 낮추기 위한 것으로서, 액막 또는 액적을 형성하여 함진 가스와의 접촉에 의해 오염된 가스를 정화하는 장치이다. 상기 습식 스크러버는 분진, 악취 및 유해가스 등을 동시에 처리하는 용도로 사용되는데, 세정액으로는 대부분 물을 사용하나 오염 물질의 용해성에 따라 용매가 사용되기도 한다.

한편, 종래에 일반적으로 사용되던 습식 스크러버는 유해 성분 처리 과정 중에 있어서 제거 효율이 낮아, 유해 성분을 완전히 제거하지 못하는 문제점이 존재하였고, 이에 따라 유해 성분이 대기 중에 방출되어 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0884286호(2009.02.11.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 습식 스크러버(wet scrubber)의 하우징(housing)과 연돌부(stack) 사이에 유해 성분 농도 저감을 위한 에어 챔버(air chamber)가 구비된 습식 스크러버를 제공한다.

더 나아가, 상기 습식 스크러버는 하우징(housing) 내에 소정 각도로 기울어진 분사 노즐(spray nozzle)을 추가로 구비함으로써, 유해 성분 처리 효율을 향상시킨 습식 스크러버를 제공한다.

더 나아가, 상기 습식 스크러버는 하우징(housing) 내에 신규한 형태의 배기가스 공급관을 추가로 구비함으로써, 유해 성분 처리 효율을 향상시킨 습식 스크러버를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에서, 하단에는 물이 저장된 수실이 구비되고, 상기 수실의 상부에는 배기가스가 정화되는 하나 이상의 처리실이 구비되며, 상기 수실과 처리실 사이에는 배기가스 연결관이 구비되고, 상단에는 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 배출구가 구비되는 하우징; 상기 배출구로부터 배출된 배기가스를 전달받아 대기 중으로 배출하는 연돌부; 및 상기 배출구와 연돌부 사이에 구비되는 에어 챔버(air chamber); 를 포함하는 습식 스크러버를 제공한다.

예시적인 실시예에서, 상기 각각의 처리실은 수평 방향으로 구비되는 분사 노즐 및 상기 분사 노즐 상부에 수평 방향으로 구비되는 필터를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 수실 및 처리실 내의 분사 노즐과 각각 연결되는 물 공급펌프를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 처리실은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도로 기울어진 하나 이상의 분사 노즐을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 처리실은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도로 기울어진 두 개의 분사 노즐을 더 포함하고, 상기 하나의 기울어진 분사 노즐은 처리실의 일측벽에 위치하고, 나머지 하나의 기울어진 분사 노즐은 상기 일측벽에 위치한 분자 노즐과 마주보도록 반대편 일측벽에 위치할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 기울어진 분사 노즐은 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 45°의 각도로 기울어져 형성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 에어 챔버의 일측 또는 양측 벽에는 가재가 구비되고, 상기 가재는 공기를 에어 챔버 내에 주입하는 고리(ring) 형태의 에어관을 하나 이상 고정할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 에어 챔버의 양측 벽에는 가재가 구비되고, 상기 각각의 가재에는 5 내지 10개의 에어관이 고정될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 에어 챔버의 상단에는 하나 이상의 정화 필터를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 배기가스 연결관은 상기 수실 방향으로 배기가스를 배출하는 하나 이상의 홀(hole)을 구비할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 홀은 쌍을 이루어 형성되되, 상기 홀은 연결관의 수평면을 기준으로 하측 방향으로 30 내지 60°의 각도를 이루어 각각 좌측 및 우측으로 형성될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 하우징은 각각의 처리실을 육안으로 확인할 수 있도록 하는 투명 윈도우를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 습식 스크러버는 화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에 적용되어 상기 산업시설로부터 배출되는 배기가스 내의 유해 성분을 효과적으로 저감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 습식 스크러버는 간단한 장치의 변형 및 추가에 의해 종래의 기술 대비 유해 성분 처리 효율이 획기적으로 향상된다. 이에 따라 산업시설로부터 배출되는 배기가스에 의한 환경오염 문제를 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 습식 스크러버의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 습식 스크러버의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 습식 스크러버에 구비된 에어 챔버의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 스크러버에 구비된 배기가스 연결관의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

습식 스크러버는 화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에서 배출되는 유독성의 배기가스를 전달받아 이를 정화하는 장치이다.

본 발명의 일실시예에 따른 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버는 하단에는 물이 저장된 수실이 구비되고, 상기 수실의 상부에는 배기가스가 정화되는 하나 이상의 처리실이 구비되며, 상기 수실과 처리실 사이에는 배기가스 연결관이 구비되고, 상단에는 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 배출구가 구비되는 하우징; 상기 배출구로부터 배출된 배기가스를 전달받아 대기 중으로 배출하는 연돌부; 및 상기 배출구와 연돌부 사이에 구비되는 에어 챔버(air chamber);를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버에 대해서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 스크러버의 단면도를 나타낸 것이다.

도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 습식 스크러버(100)는 하우징(200), 연돌부(400) 및 상기 하우징과 연돌부 사이에 구비되는 에어 챔버(300)를 포함하여 구성된다. 한편, 상기 습식 스크러버는 물 공급펌프(500)를 더 포함할 수 있으며, 필요에 따라 추가적인 장치를 더 구비할 수도 있다.

상기 습식 스크러버의 하우징(200)은 내부가 중공인 기둥 형상으로 형성되며, 사각 기둥, 원 기둥과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 하우징은 처리실 내에서 배기가스의 오염성분을 처리하는 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 투명 윈도우(250)를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징(200)의 가장 아래 부분인 하우징 하단에는 물이 저장되는 수실(210)이 구비된다. 상기 수실은 배기가스가 배기가스 연결관(230)을 통해 하우징 내로 유입될 때, 1차적으로 배기가스와 접촉함으로써 배기가스 내의 수용성 유해 성분을 1차적으로 포집하게 된다. 한편, 상기 수실(210)은 물 공급펌프(500)와 연결될 수 있다.

한편, 상기 수실(210)의 상부에는 배기가스를 정화하는 처리실(220)이 구비된다. 상기 처리실은 하우징 내에서 필요에 따라 하나 이상이 단을 이루면서 구비될 수 있고, 예를 들어 2 내지 5단으로 구비될 수도 있다.

상기 각각의 처리실(220)은 수평 방향으로 구비되는 분사 노즐(221)과 상기 분사 노즐 상부에 수평 방향으로 구비되는 필터(222)를 포함할 수 있다.

상기 분사 노즐(221)은 처리실 내에서 수평 방향으로 구비된 튜브(tube) 혹은 관(pipe)으로부터 물이 하부 방향으로 분사될 수 있게 하는 구조를 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 분사 노즐(221)에는 하우징(200)의 외부에 구비된 물 공급펌프(500)에 의해 펌핑된 물이 공급되며, 상기 분사 노즐로부터 물이 분사됨으로써 배기가스 내에 포함된 유독성, 수용성 유해 성분이 2차적으로 물에 의해 포집되고, 유해 성분을 포집한 물은 수실(210)로 모이게 된다(도 1 참조).

한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 처리실(220)은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도, 더 바람직하게는 45°의 각도로 기울어진 하나 이상의 분사 노즐(221)을 더 포함할 수 있다(도 2 참조).

한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에서 상기 처리실(220)은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도로, 더 바람직하게는 45°의 각도로 기울어진 두 개의 분사 노즐(221)을 더 포함하고, 상기 하나의 기울어진 분사 노즐은 처리실의 일측벽에 위치하고, 나머지 하나의 기울어진 분사 노즐은 상기 일측벽에 위치한 분사 노즐과 마주보도록 반대편 일측벽에 위치할 수 있다. 분사 노즐(221)이 상기와 같이 처리실(220) 내에 소정 각도를 이루며 대각선 방향으로 더 구비됨으로써, 분진 및 배기가스 내에 포함된 유해 성분을 더욱 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

한편, 상기 필터(222)는 각 처리실 내에 구비된 분사 노즐(221)의 상부에 수평 방향으로 구비된다. 상기 필터(222)는 물에 의해 포집되지 않는 추가적인 유해 성분 또는 분진 등을 걸러내는 역할을 한다. 상기 필터의 재질 또는 형태는 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 것과 동일한 것일 수 있다.

한편, 상기 수실(210)과 처리실(220) 사이에는 외부로부터 유독성의 배기가스를 전달받아 상기 하우징의 내부로 유입시키는 배기가스 연결관(230)이 위치한다. 상기 배기가스 연결관은 수실 방향으로 배기가스를 배출하는 홀(hole)(235)이 하나 이상 구비되며, 본 발명의 일실시예에서 상기 홀은 복수개로 쌍을 이루어 형성될 수 있다(도 4 참조).

본 발명의 일실시예에서 상기 홀(235)은 쌍을 이루되, 상기 연결관(230)의 수평면을 기준으로 하측 방향으로 30 내지 60°의 각도를 이루어 각각 좌측 및 우측을 향해 형성되는 것일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 상기 홀은 쌍을 이루어 형성되되, 상기 하우징과 접하는 배기가스 연결관(230)의 지점으로부터 반대편의 하우징과 접하는 배기가스 연결관(230)의 지점까지 위치에 관계없이 다수개로 형성될 수 있다. 홀이 상기와 같이 형성됨으로써, 배기가스 연결관(230)을 통하여 하우징(200) 내부로 유입되는 배기가스로 하여금 수실(210)에 1차 접촉하는 면적을 넓혀, 배기가스 내의 유해 성분 처리 효율을 증가시키게 된다.

한편, 상기 하우징(200)의 가장 위 부분인 하우징 상단에는 정화 처리를 마친 배기가스를 하우징 외부로 배출시키기 위한 배출구(240)가 구비된다.

한편, 연돌부(400)는 상기 하우징(200)내에서 정화 처리된 배기가스를 전달받아 대기 중으로 배출하는 역할을 한다. 상기 연돌부는 예를 들어 원기둥, 사각 기둥과 같은 기다란 통 형태를 가질 수 있으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 재질이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 일실시예에서 상기 연돌부(400)와 하우징(200) 사이에는 에어 챔버(air chamber)(300)가 구비된다(도 3a 참조).

상기 에어 챔버(300)는 예를 들어 원통 혹은 사각형의 박스 형태일 수 있으며, 상기 에어 챔버의 폭은 하우징(200) 보다는 작으나 연돌부(400)에 비해서는 클 수 있다.

상기 에어 챔버의 일측 또는 양측 벽에는 가재(310)가 구비되며, 상기 가재는 공기를 에어 챔버 내에 주입하는 고리(ring) 형태의 에어관(320)을 하나 이상 고정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 에어 챔버는 상기 챔버의 양측 벽에 가재(310)를 구비하고, 상기 각각의 가재에는 5개 내지 10개의 에어관(320)이 고정되는 것일 수 있다.

한편, 상기 에어 챔버 상단에는 하나 이상의 정화 필터(330)를 더 포함할 수 있다(도 3b 참조).

상기 에어 챔버(300)는 에어관(320)이 구비됨으로써, 외부로부터 공기가 에어관(320)을 통해 주입되고, 이에 따라 하우징(200)의 배출구(240)로부터 전달된 배기가스 내에 포함된 유해 성분(산 또는 알칼리를 포함하는 가스)의 함량(농도)을 낮추는 역할을 하게 된다. 상기 에어 챔버에 공급되는 에어(air)의 유량은 필요에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상기 에어 챔버(300)는 정화 필터(330)를 더 포함함으로써, 하우징 내에서 미처 제거되지 못한 유해 성분 및 분진 등을 재차 제거할 수 있게 되므로, 최종적으로 연돌부(400)로 배출되는 정화된 배기가스가 더욱 깨끗하며, 인체 또는 환경에 무해한 상태로 배출될 수 있게 된다.

상기 설명한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버에 의한 배기가스 정화 과정을 간략하게 살펴보면 아래와 같다.

화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에서 배출되는 유독성의 배기가스는 배기가스 연결관(230)을 통하여 하우징(200) 내에 전달되는데, 상기 배기가스는 배기가스 연결관(230)의 하부에 쌍을 이루어 형성된 홀(hole)을 통하여 배출되면서 수실(210)에 구비된 물과 1차적으로 접촉하여 1차적으로 수용성 유해 성분이 제거된다.

다음으로, 상기 배기가스는 하우징(200) 내부에서 상승하는데, 이 때 하나 이상의 처리실(220)을 통과하게 되며, 상기 처리실 내에서 분사 노즐(221)에 의해 물이 분사되면, 상기 배기가스 내에 포함된 수용성 유해 성분이 2차적으로 제거된다. 이어, 하우징(200) 내부에서 상승하는 배기가스는 분사 노즐(221)의 상부에 구비된 필터(222)를 거치면서 미처 제거되지 못한 유해 성분 및 분진 등이 재차 걸러지게 된다.

상기 하우징(200) 내부에서 처리실(220)은 하나 이상이 구비되고, 이에 따라 처리실을 통과할 때마다 상기와 같은 유해 성분 처리 과정이 진행된다. 상기 처리 과정의 횟수는 하우징 내에 구비된 처리실의 단 수에 따라 정해지는 것이다.

한편, 상기 유해 성분 처리 과정이 끝나면 하우징(200)의 배출구(240)로부터 정화 처리된 배기가스가 배출되며, 상기 배기가스는 에어 챔버(300)로 전달된다.

상기 에어 챔버(300)는 일측벽 또는 양측벽면에 에어관(320)을 고정하는 가재(310)가 구비되어 있고, 상기 에어관은 외부의 링블로워(도시하지않음)와 연결되어 있어, 상기 링블로워로부터 에어(air)가 공급되면 에어관(320)을 통해 에어 챔버(300) 내로 에어가 공급된다. 이에 따라 배기가스 내의 유해 성분의 함량(농도)이 감소된다. 또한, 에어 챔버(300)의 상단에 구비되는 정화 필터(330)는 상기 유해 성분의 함량(농도)이 감소된 배기가스에 포함된 분진 및 기타 유해 성분을 추가로 걸러줌으로써, 배기가스 내의 유해 성분을 더욱 더 효과적으로 제거하게 된다.

상기 일련의 과정을 거친 배기가스는 연돌부(400)를 따라 상승한 후 대기 중으로 방출되게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 상기의 처리 과정을 마친 배기가스는 종래의 기술 대비 현저히 낮아진 유해 성분 함량(농도)을 나타내게 된다.

이상으로, 상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 에어 챔버를 포함하는 습식 스크러버에 따르면, 화학 플랜트, 철강 공업, 반도체 제조 공정 등에 적용되어 상기 산업시설로부터 배출되는 배기가스 내의 유해 성분을 효과적으로 저감할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 습식 스크러버는 장치의 구조 변경 및 구성의 추가에 의해 종래의 기술 대비 유해 성분 처리 효율이 획기적으로 향상된다. 이에 따라 산업시설로부터 배출되는 배기가스에 의한 환경오염 문제를 획기적으로 해결할 수 있게 되는 것이다.

100: 습식 스크러버
200: 하우징
210: 수실 220: 처리실
221: 분사 노즐 222: 필터
230: 배기가스 연결관 235: 배기가스 연결관의 홀(hole)
240: 배출구 250: 투명 윈도우
300: 에어 챔버 310: 가재
320: 에어관 330: 정화 필터
400: 연돌부
500: 물 공급펌프

Claims (12)

1. 하단에는 물이 저장된 수실이 구비되고, 상기 수실의 상부에는 배기가스가 정화되는 하나 이상의 처리실이 구비되며, 상기 수실과 처리실 사이에는 배기가스 연결관이 구비되고, 상단에는 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 배출구가 구비되는 하우징;
   상기 배출구로부터 배출된 배기가스를 전달받아 대기 중으로 배출하는 연돌부; 및
   상기 배출구와 연돌부 사이에 구비되는 에어 챔버(air chamber); 를 포함하는 습식 스크러버로서,
   상기 각각의 처리실은 수평 방향으로 구비되는 분사 노즐 및 상기 분사 노즐 상부에 수평 방향으로 구비되는 필터를 포함하고,
   상기 처리실은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도로 기울어진 하나 이상의 분사 노즐을 더 포함하는 습식 스크러버.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리실은 상기 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 30 내지 60°의 각도로 기울어진 두 개의 분사 노즐을 더 포함하고,
   상기 하나의 기울어진 분사 노즐은 처리실의 일측벽에 위치하고, 나머지 하나의 기울어진 분사 노즐은 상기 일측벽에 위치한 분사 노즐과 마주보도록 반대편 일측벽에 위치하는 습식 스크러버.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 기울어진 분사 노즐은 처리실의 하부면을 기준으로 상측 방향으로 45°의 각도로 기울어져 형성되는 습식 스크러버.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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