KR101570840B1 - 도료 미세먼지 및 ＶＯＣｓ 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 또는 차량의 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진과 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs) 등의 오염물질을 집진하여 처리하게 되는 장치에 관한 것으로, 압축공기를 발생시키는 공기압축부(110)와; 첨가제가 저장되는 제1저장부(120)와; 활성탄이 저장되는 제2저장부(130)와; 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 상기 제1저장부(120)와 연결되어 상기 공기압축부(110)의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 반응타워(140)와; 상기 반응타워(140)에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 백필터부(150)와; 상기 반응타워(140)와 상기 백필터부(150) 사이를 연결하는 배관라인에 마련되어 상기 공기압축부(110)의 압축공기를 이용하여 상기 제2저장부(130)에 저장된 활성탄의 살포가 이루어지는 분사노즐부(160)와; 상기 백필터부(150)의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부(170);를 포함한다.

Description

도료 미세먼지 및 ＶＯＣｓ 처리장치{Apparatus for collecting coating material dusts and VOCS}
본 발명은 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치에 관한 것으로, 특히 선박 또는 차량의 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진과 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs) 등의 오염물질을 집진하여 처리하게 되는 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 산업의 고도화 및 자동차, 각종 도장물질의 사용 증가로 인해 배출 오염원의 구조가 변하고 있으며, 이에 따라 대기오염 물질의 종류도 다양해지고 있다.
예를 들어, 선박의 도장작업을 살펴보면, 도장을 하고자 하는 선체의 작업 위치에 스프레이를 사용하여 도료를 분사하게 되며, 이때 다량의 유기용제 및 도료 분진이 발생한다. 이러한 유기용제 및 도료 분진은 환경오염과 인체에 유해한 성분이 함유되어 있기 때문에, 이를 정화하여 외부로 배출되어야 한다.
특히, 유기용제나 도료에 포함된 휘발성유기화합물은 대기 중에 휘발되어 오존을 발생시키는 탄화수소화합물로서, BTEX(bezene, toluene, ethylbenzen, xylene)와 PCE, TCE, CHC, 할로겐족 및 비할로겐족 염소를 포함한 유기화합물이 VOCs 화합물질들의 대부분을 차지하고 있다. 휘발성유기화합물은 화학적 반응성이 높고 피부접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암성이 높은 화합물로서 규제가 절대적으로 필요하며, 이에 대한 규제가 강화되고 있다.
이러한 휘발성유기화합물로 인한 대기오염물질을 제거하기 위하여 각 사업장에서는 적절한 방지 기술의 선택 및 적용방법에 대해 많은 관심을 갖고 있다.
특히 자동차, 선박, 이송장비 등의 도장 공정 중에 많은 오염물질이 발생되며, 이러한 오염물질의 대부분은 아래와 같은 가연성 휘발성유기화합물이다. 한편 아래의 비휘발성 물질의 상당한 부분은 도색과정 중에 점성이 강한 입자상 물질로 부유하게 된다.
[표 1] 일반 자동차 도색용 페인트 도료의 구성
Figure 112014078309118-pat00001
[표 2]일반 선박 도색용 페인트 도료의 구성
Figure 112014078309118-pat00002
[표 1]과 [표 2]에서 확인할 수 있듯이, 자동차 또는 선박 도색에 사용되는 페인트 도료에는 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등의 많은 휘발성유기화합물이 포함되어 있으며, 따라서 자동차 또는 선박 도색 공정 중에 발생되는 휘발성유기화합물을 저감하기 위한 종래기술이 다수 있다.
예를 들어, 공개특허공보 제10-2004-0096824호(공개일자: 2004.11.17)(이하, "종래기술1"이라 함)는 도장부스용 휘발성유기화합물 저감장치를 개시하고 있으며, 휘발성유기화합물을 포함하는 오염가스의 배출을 최대한 줄이고 최종적으로는 휘발성유기화합물을 정화하여 활성탄필터의 운전수명을 장시간 연장할 수 있는 저감장치를 제안하고 있다.
그러나 종래기술1에서와 같이 휘발성유기화합물을 흡착제거하기 위하여 활성탄과 같은 흡착제가 다량으로 사용되게 되며, 이러한 흡착제는 일반적으로 사용 후에 폐기 처리되고 있다.
한편 다른 종래기술로써 도장 공정 중에 발생되는 휘발성유기화합물을 다시 회수하기 위한 다수의 종래기술의 나와 있다.
예를 들어, 공개특허공보 제10-2011-0001502호(공개일자: 2011.01.06)(이하, "종래기술2"라 함)는 공기중으로부터 흡착 제거되어 배출되는 휘발성유기화합물의 농도를 일정 범위 이상으로 유지 및 회수하여 휘발성유기화합물을 재사용할 수 있는 휘발성유기화합물 탈착 시스템을 제시하고 있다.
그러나 종래기술2와 같이 흡착제에 흡착된 휘발성유기화합물을 탈착하기 위해서는 별도의 복잡한 부가 설치와 운전 인력을 필요로 하여 일정 규모 이상의 사업장이 아닌 경우에는 이를 적용하기가 어려운 문제점이 있다.
또 다른 종래기술로써 공개특허공보 제10-2012-0117427호(공개일자: 2012.10.24)(이하, "종래기술3"이라 함)는 연료로의 재활용을 위한 휘발성유기화합물의 흡착회수시스템을 제안하고 있다.
종래기술3은 대기오염물질로 발생된 휘발성유기화합물을 흡착하여 제거하게 되는 다공성 흡착제를 연료로 사용하는 것을 제안하고 있다.
그러나 종래기술3에서는 오염원에서 발생되는 배출가스 중의 미세먼지와 같은 입자상물질 등을 전혀 제거하지 않고 에너지원을 얻으려는 치명적인 문제점을 갖고 있다. 이러한 오염원의 배출가스 중의 입자상물질에는 유해한 중금속이 포함되어 있을 수 있으며, 흡착이후 포화된 다공성 흡착제를 고온 연소할 경우에 수은이나 납과 같은 이차 대기오염물질을 다량 배출하여 인체에 오히려 위해적인 요소가 될 수 있다. 또한 입자상물질을 제거하지 않을 경우에 입자상물질이 흡착제의 기공 내부를 막아서 흡착제로서의 기능을 할 수 없는 상황에 이르게 되어 빠른 파과(break through)로 인한 환경오염을 야기시킬 수 있다.
또한 종래기술3은 흡착제를 규격화된 흡착블록으로 제작하여 휘발성유기화합물을 흡착 제거하게 되므로 흡착블록을 제작하기 위한 별도의 공정을 필요로 한다. 또한 휘발성유기화합물을 포함한 유해가스가 지나게 되는 'U'자 형상의 배기덕트 내에 다수의 흡착블록을 이동시키기 위한 가이드레일이 설치되며, 가이드레일을 따라서 흡착블록을 이동시키기 위한 구동수단을 필요로 하여 배기덕트의 유로 상에 흡착블록 이외에 많은 구조물을 필요로 하여 유해가스의 효율적인 배기 흐름에 영향을 주는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2004-0096824호(공개일자: 2004.11.17) 공개특허공보 제10-2011-0001502호(공개일자: 2011.01.06) 공개특허공보 제10-2012-0117427호(공개일자: 2012.10.24)
본 발명은 이러한 종래기술을 개선하고자 하는 것으로, 선박 또는 차량 등과 같이 사업장에서 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진과 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs) 등의 오염물질을 집진하여 처리하게 되는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진 등을 전처리한 후에 활성탄을 이용하여 휘발성유기화합물을 흡착함으로써 높은 효율을 갖고 활성탄을 연료화할 수 있는 처리장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치 처리장치는, 압축공기를 발생시키는 공기압축부와; 첨가제가 저장되는 제1저장부와; 활성탄이 저장되는 제2저장부와; 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 상기 제1저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 반응타워와; 상기 반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 백필터부와; 상기 반응타워와 상기 백필터부 사이를 연결하는 배관라인에 마련되어 상기 공기압축부의 압축공기를 이용하여 상기 제2저장부에 저장된 활성탄의 살포가 이루어지는 분사노즐부와; 상기 백필터부의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부;를 포함한다.
또한 본 발명의 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치는, 압축공기를 발생시키는 공기압축부와; 첨가제가 저장되는 제1저장부와; 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 상기 제1저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 제1반응타워와; 상기 제1반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 제1백필터부와; 활성탄이 저장되는 제2저장부와; 상기 제1백필터부를 경유한 배출가스가 도입되며, 상기 제2저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 활성탄이 살포되어 배출가스 중의 휘발성유기화합물의 흡착 제거가 이루어지는 제2반응타워와; 상기 제2반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 제2백필터부와; 상기 제2백필터부의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부;를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 집진필터가 구비되는 백필터부는 압축공기를 이용한 충격분출 방식으로 집진필터의 탈진이 이루어지는 필터세척부를 더 포함한다.
보다 바람직하게는 본 발명에 있어서, 집진필터가 구비되는 백필터부의 배출가스의 입력단과 배출단의 압력을 검출할 수 있는 검출센서를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 배출가스 배출부의 전단에는 권취가 가능한 롤 타입의 정전필터와 활성탄필터가 마련된 패트롤 필터부를 더 포함한다.
보다 바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 패트롤 필터부의 배출가스 배출단에는 휘발성유기화합물의 농도를 검출하게 되는 검출센서를 더 포함한다.
본 발명에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치는, 선박 또는 차량 등과 같이 사업장에서 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진과 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs) 등의 오염물질을 효과적으로 집진하여 처리함으로써 대기오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 도장 작업 시에 발생되는 도료 분진 등을 전처리한 후에 활성탄을 이용하여 휘발성유기화합물을 흡착함으로써 높은 효율을 갖고 활성탄을 연료화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치에서 백필터부의 구성도,
도 3은 본 발명에 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치에서 롤 타입의 필터를 예시하여 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치의 전체 구성도,
도 5는 활성탄과 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄들에 대한 연소 시험결과를 보여주는 그래프,
도 6의 (a)(b)는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치의 평면도 및 사시도.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1실시예
도 1을 참고하면, 제1실시예에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치(이하, "처리장치"라 함)는, 압축공기를 발생시키는 공기압축부(110)와; 첨가제가 저장되는 제1저장부(120)와; 활성탄이 저장되는 제2저장부(130)와; 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 제1저장부(120)와 연결되어 공기압축부(110)의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 반응타워(140)와; 반응타워(140)에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 백필터부(150)와; 반응타워(140)와 백필터부(150) 사이를 연결하는 배관라인에 마련되어 공기압축부(110)의 압축공기를 이용하여 제2저장부(130)에 저장된 활성탄의 살포가 이루어지는 분사노즐부(160)와; 백필터부(150)의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부(170);를 포함한다.
공기압축부(110)는 압축공기를 발생시키게 되며, 주지의 콤프레셔에 의해 제공되거나 주변 설비에서 제공되는 압축공기가 활용될 수 있다.
제1저장부(120)와 제2저장부(130)는 각각 첨가제와 활성탄이 저장되어 공기압축부(110)에서 발생된 압축공기를 이용하여 반응타워(140)와 분사노즐부(160)로 첨가제와 활성탄의 공급이 이루어진다.
반응타워(140)는 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 바람직하게는, 하부와 상부에 각각 배출가스의 입구와 출구가 마련되어 길이방향으로 배치되는 원통 형상의 하우징(141)과, 이 하우징(141)의 대략 중앙을 따라서 배치되어 다수의 노즐이 형성되어 첨가제의 살포가 이루어지는 노즐관(142)을 포함하며, 노즐관(142)은 제1저장부(120)와 연통된다.
제1저장부(120)와 노즐관(142)은 배관으로 연결되며, 또한 이 배관은 공기압축부(110)와 연통되어 압축공기의 공급이 이루어져 제1저장부(120)에 저장된 첨가제는 압축공기에 의해 운반되어 노즐관(142)으로 공급이 이루어진다.
첨가제는 반응타워(140) 내에서 다수의 노즐을 통해 살포가 이루어져 배출가스 중의 도료 분진가 첨가제에 흡착되어 응집이 이루어지며, 예를 들어 이러한 첨가제로는 황산칼슘(CaSO4) 또는 탄산칼슘(CaCO3)이 사용될 수 있다.
백필터부(150)는 반응타워(140)에서 배출되는 배출가스를 여과 처리하기 위한 것으로써, 내부에는 다수개의 열로 구성된 집진필터가 설치되어 배출가스가 집진필터를 통과하면서 입자상 분진 등의 여과가 이루어진다.
백필터부(150) 하부에는 집진부(151)가 마련되어 집진필터에서 여과된 입자상 분진 등은 집진부(151)에 모이게 된다.
바람직하게는, 백필터부(150)의 입구와 출구에는 각각 압력을 검출하기 위하여 제1,2검출센서(S1)(S2)가 마련될 수 있으며, 제1,2검출센서(S1)(S2)에서 검출된 압력 신호는 제어유니트(190)로 전달되어 백필터부(150)의 집진필터의 오염정도에 대한 판정이 이루어져 백필터부(150)의 유지, 관리에 활용될 수 있다.
보다 바람직하게는, 백필터부(150)는 충격분출 방식(pulse-jet)에 의해 집진필터의 세정이 이루어질 수 있는 필터세척부(152)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치에서 백필터부의 구성도이다.
도 2에 예시된 것과 같이, 백필터부(150)는 하우징(150a) 내에 집진필터(150b)가 배치되며, 백필터부(150) 하부로 유입된 배출가스는 집진필터(150b)를 경유하면서 여과가 이루어져 상부로 배출이 이루어진다.
하우징(150a) 상부에는 필터세척부(152)가 마련되며, 구체적으로 필터세척부(152)는 압축공기를 발생시키는 압축기(152a)와, 이 압축기(152a)와 연결되어 집진필터(150b)에 압축공기를 분사하게 되는 다수의 에어노즐(152b)이 구비된 공급관(152c)을 포함한다.
이러한 필터세척부(152)는 집진필터(150b)의 탈진 작업이 필요한 경우에, 압축기(152a)에 제어신호가 입력되고 압축기(152a)에서는 제어신호에 의해 작동이 이루어져 압축공기를 발생시키게 되며, 압축공기는 공급관(152c)을 따라서 에어노즐(152b)을 통해 압축공기를 집진필터(150b)에 분사하여 표면의 분진을 제거할 수가 있다.
다시 도 1을 참고하면, 백필터부(150)의 입구와 출구에 마련된 제1검출센서(S1)와 제2검출센서(S2)에서 검출된 압력 신호는 제어유니트(190)로 전달되며, 제어유니트(190)는 두 검출센서에서 검출된 백필터부(150)의 압력차를 산출하여 오염정도가 기준 이상인 경우에는 필터세척부(152)를 작동하여 집진필터의 탈진이 이루어질 수 있다.
다음으로 분사노즐부(160)는 반응타워(140)와 백필터부(150) 사이를 연결하게 되는 배관라인(161)에 마련되며, 백필터부(150)로 운반되는 배출가스와 함께 활성탄의 공급이 이루어진다.
한편, 백필터부(150)는 반응타워(140)에서 첨가제에 의해 응집된 도료 분진 등과 함께 활성탄이 혼입된 배출가스가 도입되며, 활성탄은 배출가스 중의 휘발성유기화합물을 흡착하여 백필터부(150)의 집진필터에서 여과가 이루어져 집진부(151)에 모인다.
배출가스 배출부(170)는 백필터부(150)의 배출가스 배출단에 마련되어 여과가 이루어진 배출가스를 대기 중으로 방출하게 되며, 배출가스의 배기가 이루어지는 연도(171)와, 송풍기(172)를 포함한다.
바람직하게는, 백필터부(150)와 배출가스 배출부(170) 사이에는 배출가스에서 여과되지 않은 분진 또는 휘발성유기화합물을 추가로 여과 처리하기 위한 패트롤 필터부(180)를 더 포함한다.
구체적으로, 패트롤 필터부(180)는 정전(electret) 방식의 정전필터(181)와 활성탄이 도포된 활성탄필터(182)로 구성된 이중필터에 의해 제공될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 각각의 정전필터와 활성탄필터는 한 쌍의 롤러에 감겨져 권취가 이루어지는 롤타입의 필터인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 패트롤 필터부(180)의 배출단에는 휘발성유기화합물의 농도를 검출하기 위한 제3검출센서(S3)가 마련될 수 있다.
도 3은 본 발명에 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치에서 롤 타입의 필터를 예시하여 보여주는 도면이다.
도 3에 예시된 것과 같이, 본 실시예에서 롤 타입의 정전필터(181)는 한 쌍의 롤러(181a)(181b)에 감기게 되며, 이때 한 쌍의 롤러(181a)(181b)는 구동모터(181c)에 의해 구동이 이루어지는 구동롤러(181a)와, 자유 회동 가능한 아이들롤러(181b)로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 롤 타입의 정전필터(181)는 분진에 의해 오염되어 교체가 필요한 경우에 구동모터(181c)가 작동하여 구동롤러(181a)가 권취됨으로써, 구동롤러(181a)에는 오염된 롤필터가 감기게 되고 아이들롤러(181b)에 감겨있던 오염되지 않은 롤필터가 배출가스 유로 상에 배치되어 분진에 대한 여과가 이루어질 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 이러한 본 발명의 처리장치는, 각 검출센서로부터 검출된 신호를 수신하고 구동요소에 대해서 제어신호를 출력하여 구동요소를 제어하게 되는 제어유니트(190)를 더 포함한다.
구체적으로, 제어유니트(190)는 복수 검출센서로부터 데이터를 수신하게 되는 하나 또는 복수의 데이터 로거(191)와, 각 구동요소에 구동신호를 출력하게 되는 콘트롤러(192)와, 데이터 로거(191)로부터 데이터를 수신하고 콘트롤러(192)에 각 구동요소에 대한 구동을 제어하게 되는 제어신호를 출력하게 되는 제어부(194)를 포함하며, 필요에 따라서는 원격지에서 콘트롤러(192) 및 데이터 로거(191)를 데이터 통신을 중계하게 되는 변복조장치(193)가 추가될 수 있다.
본 발명에서 구동요소로는 공기압축부(110), 집진부(151), 필터세척부(152), 또는 패트롤 필터부(180)가 있으며, 각 구동부의 온/오프가 제어유니트(190)에 의해 제어가 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제어유니트(190)는 패트롤 필터부(180)의 후단에 마련된 제3검출센서(S3)에서 검출된 휘발성유기화합물의 농도를 검출하고 그 농도가 일정 기준치 이상인 경우에는 롤필터를 권취 조작하여 오염된 롤필터를 새로운 롤필터로 교환할 수가 있을 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 처리장치는, 반응타워(140) 내에서 도장 공정 중에 발생된 배출가스에 첨가제를 살포하여 도료 분진 등을 응집하여 여과 처리가 용이하도록 하여 백필터부로 전달하며, 이와 함께 활성탄을 배출가스에 살포함으로써 백필터부에서 도료 분진 등과 함께 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄의 여과 처리가 이루어져 도장 공정 중에 발생되는 대기오염물질을 효과적으로 제거할 수가 있다.
제2실시예
한편, 본 발명의 처리장치에서 여과 처리가 이루어지는 휘발성유기화합물 중에 포함된 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등과 같은 높은 연소열을 포함한 가연성물질을 흡착하게 되는 흡착제를 연료로 재활용이 이루어질 수 있을 것이다.
통상 활성탄 자체만을 연소하여 열에너지를 얻는 것은 어려우나, 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄은 내부 기공 내 가연성 가스가 포화됨으로써 연소 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 휘발성유기화합물 중의 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠은 각각 9,784.7 Cal/g, 9,850.1 Cal/g, 및 9,876.9 Cal/g의 열량을 갖는다.
도 4는 활성탄과 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄들에 대한 연소 시험결과를 보여주는 그래프로써, 'New'는 흡착전의 활성탄 자체만을 연소하여 얻은 데이터이며, 'Used_Toluene', 'Used_Xylene', 및 'Used_Ethylbenzene'은 각각 톨루엔, 자일렌, 및 에틸벤젠을 흡착한 활성탄을 연소하여 얻은 데이터를 나타낸다.
실험은 강철 소각로 내에 실험 대상 활성탄을 넣고 소각로 내에 공기를 공급하면서 천연가스 버너를 이용하여 실험 대상 활성탄을 발화시켰으며, 소각로 내에 고온 탐지를 위한 온도계(thermocouple)를 설치하여 소각로 내부의 온도를 시간별로 관찰하였다.
도 4에서 확인할 수 있듯이, 활성탄만을 연소시키는 경우(New)에는 초기 연소 온도가 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄들과 비교하여 상당히 낮음을 알 수 있으며, 반면에 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄들은 초기 연소 온도가 상당히 높아서 연료로 사용 시에 초기 발화가 쉽게 이루어질 수 있음을 알 수 있다.
또한 각 실험에 사용된 활성탄의 연소과정에서 나오는 재의 양을 비교하였으며, 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄은 활성탄 자체만을 연소시킨 것과 비교하여 약 2배미만으로 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로 본 발명은 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄을 보다 효율적으로 연료화하기 위하여 가연성 물질 이외에 이물질이 흡착되는 것을 방지하며, 이하 그 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 살펴본다.
도 5에 예시된 것과 같이, 제2실시예에 따른 처리장치는, 압축공기를 발생시키는 공기압축부(210)와; 첨가제가 저장되는 제1저장부(220)와; 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 제1저장부(220)와 연결되어 공기압축부(210)의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 제1반응타워(230)와; 제1반응타워(230)에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 제1백필터부(240)와; 활성탄이 저장되는 제2저장부(250)와; 제1백필터부(240)를 경유한 배출가스가 도입되며, 제2저장부(250)와 연결되어 상기 공기압축부(210)의 압축공기에 의해 공급된 활성탄이 살포되어 배출가스 중의 휘발성유기화합물의 흡착 제거가 이루어지는 제2반응타워(260)와; 제2반응타워(260)에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 제2백필터부(270)와; 제2백필터부(270)의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부(280);를 포함한다.
바람직하게는, 제2백필터부(270)와 배출가스 배출부(280) 사이에는 배출가스에서 여과되지 않은 분진 또는 휘발성유기화합물을 추가로 여과 처리하기 위한 패트롤 필터부(290), 또는 각 검출센서로부터 검출된 신호를 수신하고 구동요소에 대해서 제어신호를 출력하여 구동요소를 제어하게 되는 제어유니트(300)를 더 포함한다.
이러한 제2실시예에 따른 처리장치에서, 공기압축부(210), 제1반응타워(230), 제2반응타워(260), 제1,2백필터부(240)(270), 배출가스 배출부(280), 패트롤 필터부(290) 및 제어유니트(300) 등은 실질적으로 제1실시예와 동일하며, 본 실시예에서는 배출가스에 첨가제의 살포에 따른 도료 분진과 활성탄 살포에 의한 휘발성유기화합물의 여과 처리가 각각 제1백필터부(240)와 제2백필터부(270)에서 분리되어 이루어지는 것에 차이가 있다할 것이다.
구체적으로, 제1반응타워(230)에서는 제1저장부(220)에 저장되는 첨가제가 살포되어 도료 분진 등이 응집이 이루어지며, 이러한 분진 등은 제1백필터부(240)에서 여과 처리가 이루어진다.
다음으로 제2반응타워(260)에서는 제2저장부(250)에서 공급되는 활성탄의 살포가 이루어지며, 활성탄은 배출가스 중의 휘발성유기화합물을 흡착하여 제2백필터부(270)에서 여과 처리가 이루어진다.
이와 같이 제1백필터부(240)에서 수집된 도료 분진 등의 입자상 분진은 고체 폐기물로 처리가 이루어지며, 제2백필터부(270)에서 수집된 휘발성유기화합물을 흡착한 활성탄은 연료로 재활용이 이루어질 수가 있다.
특히 휘발성유기화합물을 흡착하여 연료화되는 활성탄은 배출가스 중에서 발생될 수 있는 중금속 또는 미세입자 등의 입자상물질이 제거된 상태이며, 따라서 활성탄을 연료로 사용 중에 발생될 수 있는 오염물질의 발생을 방지할 수 있다.
도면부호 S21 내지 S24는 각 위치에서의 압력을 검출하기 위한 검출센서이며, 도면부호 S25는 휘발성유기화합물의 농도를 검출하기 위한 검출센서이다. 이러한 검출센서의 압력값 또는 농도값은 제1실시예에서 설명한 것과 같이 제어유니트(300)로 전달되어 구동요소들의 온/오프 제어에 활용된다.
또한 본 실시예의 도면에서는 패트롤 필터부(290)에 하나의 롤 타입의 필터만을 예시하고 있으나, 제1실시예에서 설명한 것과 같이 롤 타입의 정전필터와 활성탄필터가 마련될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
도 6의 (a)(b)는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치의 평면도 및 사시도이다.
도 6에 예시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 처리장치는, 각각의 집진필터가 구비되어 서로 이웃하여 나란하게 배치되는 제1백필터부(240) 및 제2백필터부(270)와, 제1백필터부(240)와 나란하게 배치되어 도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되어 첨가제를 살포하여 배출가스를 제1백필터부(240)로 전달하게 되는 제1반응타워(230)와, 제1백필터부와 나란하게 배치되어 제1백필터부(240)를 경유한 배출가스가 도입되어 활성탄을 살포하여 배출가스를 제2백필터부(270)로 전달하게 되는 제2반응타워(260)와, 제2백필터부(270)의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부(280)를 포함한다.
본 실시예에서는 제2백필터부(270)와 배출가스 배출부(280) 사이에 롤 타입의 이중필터(정전필터, 활성탄필터)가 마련된 패트롤 필터부(290)가 구비됨을 보여주고 있다.
제1백필터부(240)와 제2백필터부(270)의 상부에는 각각의 필터세척부(241)(271)가 마련되며, 미도시된 제어유니트로부터 제어신호가 각 필터세척부(241)(271)에 전달되어 충격분출 방식(pulse-jet)에 의해 집진필터의 탈진이 이루어진다.
이와 같이 본 발명의 처리장치는 두 개의 백필터부를 중심으로 두 개의 반응타워와 패트롤 필터부가 배치됨으로써 도장 공정 중에 발생되는 배출가스를 여과 처리하기 위한 장치의 구성을 콤팩트하게 제공할 수가 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110, 210 : 공기압축부 120, 220 : 제1저장부
130, 250 : 제2저장부 140 : 반응타워
150 : 백필터부 160 : 분사노즐부
170, 280 : 배출가스 배출부 180, 290 : 패트롤 필터부
230 : 제1반응타워 240 : 제1백필터부
260 : 제2반응타워 270 : 제2백필터부

Claims (6)

  1. 압축공기를 발생시키는 공기압축부와;
    첨가제가 저장되는 제1저장부와;
    활성탄이 저장되는 제2저장부와;
    도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 상기 제1저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 반응타워와;
    상기 반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 백필터부와;
    상기 반응타워와 상기 백필터부 사이를 연결하는 배관라인에 마련되어 상기 공기압축부의 압축공기를 이용하여 상기 제2저장부에 저장된 활성탄의 살포가 이루어지는 분사노즐부와;
    상기 백필터부의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부;를 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
  2. 압축공기를 발생시키는 공기압축부와;
    첨가제가 저장되는 제1저장부와;
    도장 공정에서 발생되는 배출가스가 도입되며, 상기 제1저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 첨가제가 살포되어 배출가스 중의 도료 분진의 응집이 이루어지는 제1반응타워와;
    상기 제1반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 제1백필터부와;
    활성탄이 저장되는 제2저장부와;
    상기 제1백필터부를 경유한 배출가스가 도입되며, 상기 제2저장부와 연결되어 상기 공기압축부의 압축공기에 의해 공급된 활성탄이 살포되어 배출가스 중의 휘발성유기화합물의 흡착 제거가 이루어지는 제2반응타워와;
    상기 제2반응타워에서 배출된 배출가스를 여과 처리하게 되는 집진필터가 구비되는 제2백필터부와;
    상기 제2백필터부의 배출가스 배출단에 마련되는 배출가스 배출부;를 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 집진필터가 구비되는 백필터부는 압축공기를 이용한 충격분출 방식으로 집진필터의 탈진이 이루어지는 필터세척부를 더 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 집진필터가 구비되는 백필터부의 배출가스의 입력단과 배출단의 압력을 검출할 수 있는 검출센서를 더 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출가스 배출부의 전단에는 권취가 가능한 롤 타입의 정전필터와 활성탄필터가 마련된 패트롤 필터부를 더 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 패트롤 필터부의 배출가스 배출단에는 휘발성유기화합물의 농도를 검출하게 되는 검출센서를 더 포함하는 도료 미세먼지 및 VOCs 처리장치.
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