KR101595211B1 - 충진재 유동식 약액 세정 탈취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 악취를 포함한 유해가스로부터 약액 세정을 통해 악취를 제거하는 탈취 장치의 구성을 개선하여 충진탑의 채널링 현상을 방지하여 탈취 효율을 향상시키고 충진탑의 지속적인 사용을 가능케 하는 탈취장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 크로스플로우(Crossflow) 약액세정식 탈취장치 내에 액체상 약품과 악취가스가 화학반응으로 생성되는 화학반응물(염)이 충진재에 퇴적되는 것을 방지할 수 있도록 충진재를 유동시키는 회전형 충진재 유동축과 충진재에서 탈리된 화학반응생성물을 미반응 약품과 충진탑내에서 고액분리시키면서 제거할 수 있는 나선형 스크러버가 장착된 충진재 유동형 탈취처리기를 구비하여, 충진재에 고농도로 퇴적된 화학반응생성물로 인해 발생 되는 화학적 역반응에 따른 악취물질의 재발산과 충진탑 내 반응물 통과면적 축소로 인한 채널링 현상을 방지할 수 있으며 약액 세정액 내 화학반응생성물을 고액분리시킴으로써 미반응 액상약품 폐기처리량을 최소화하여 약품사용량을 줄일 수 있는 고효율 저비용의 약액 세정식 탈취장치를 제공한다.

Description

충진재 유동식 약액 세정 탈취장치{DEODORIZATION UNIT WITH FLOATING FILLER BY LIQUID CHEMICAL WASHING}

본 발명은 악취를 포함한 유해가스를 약액으로 세정하여 악취를 제거하는 탈취장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 충진재를 탑재한 충진탑으로 유해가스를 유입시키고 유해가스 중 악취 성분이 반응하여 제거될 수 있는 약액을 충진탑에 살포하여 악취를 제거하는 탈취 장치의 구성에 관한 것이다.

오늘날 산업화 및 도시화로 인해 환경적 문제가 대두됨에 따라 관련문제를 해결하기 위한 지속적인 기술개발이 진행되어 왔으나, 최근 들어 좀 더 나은 삶의 질에 대한 요구로 유해가스와 악취로 인한 집단적 민원이 발생 되기도 하고, 그에 따라 사회적 갈등이 유발되는 등 심각성이 대두 되고 있어 정부에서는 관련 법률 기준을 강화하였으나 실무를 담당하는 환경업체에서는 기술적 한계와 운영비 증가로 인한 어려움을 호소하고 있는 실정이다.

한편, 현재까지 다양한 유해가스 및 악취처리기술이 개발 적용되어 왔으나 국내외에서는 석유화학분야에 100여 년 동안 개발되어온 약액세정탑(Packing Tower)이 처리효율과 유지 관리 측면에서 우수한 공법으로 인식되어 다수 현장에 적용되고 있다.

현재 적용되고 있는 약액세정탑은 도 1에 도시된 바와 같이 충진재가 고정식으로 내장된 수직형 충진탑 형태로 가스송풍기로 유해가스를 충진층 하부에 유입시키며 충진층 하부에 위치한 약액세정액을 약품펌프로 충진층 상부에서 살포하는 구조로 되어 있고 기본적인 처리 원리는 피 처리가스 내 포함된 유해물질이 쉽게 반응하는 약품을 선정하여 기액 접촉면적이 넓은 충진재 표면에 살포하여 유해물질과 화학약품이 반응하여 피 처리가스 내 유해물질을 제거되나 도 2의 표 1과 화학반응물(염)이 다량 발생 되어, 도 1에서와 같이 충진탑 내 고정된 충진재에 퇴적됨으로 하부에서 상부로 상승하는 기체의 유로와 상부에서 하부로 하강하는 약품용액이 이동하는 유로를 차단함으로써 충진탑의 일부가 기체흡수반응을 수행하지 못하고 일부만 가용 되는 채널링 현상 발생으로 처리효율이 급격히 저하되며, 반응생성물에 의한 충진탑 본체 벽체에 스케일이 발생하여 충진탑 운영을 중단 및 재시공하여야 하는 문제점이 발생하고 있다.

이러한 문제점은 대한민국 공개특허 10-2015-0118746호의 탈취장치에도 동일하게 적용된다.

따라서 본 발명의 목적은 악취를 포함한 유해가스로부터 약액 세정을 통해 악취를 제거하는 탈취 장치의 구성을 개선하여 충진탑의 채널링 현상을 방지하여 탈취 효율을 향상시키고 충진탑의 지속적인 사용을 가능케 하는 탈취장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 크로스플로우(Crossflow) 약액세정식 탈취장치 내에 액체상 약품과 악취가스가 화학반응으로 생성되는 화학반응물(염)이 충진재에 퇴적되는 것을 방지할 수 있도록 충진재를 유동시키는 회전형 충진재 유동축과 충진재에서 탈리된 화학반응생성물을 미반응 약품과 충진탑내에서 고액분리시키면서 제거할 수 있는 나선형 스크러버가 장착된 충진재 유동형 탈취처리기를 구비하여, 충진재에 고농도로 퇴적된 화학반응생성물로 인해 발생 되는 화학적 역반응에 따른 악취물질의 재발산과 충진탑 내 반응물 통과면적 축소로 인한 채널링 현상을 방지할 수 있으며 약액 세정액 내 화학반응생성물을 고액분리시킴으로써 미반응 액상약품 폐기처리량을 최소화하여 약품사용량을 줄일 수 있는 고효율 저비용의 약액 세정식 탈취장치를 제공한다.

본 발명은, 수평형으로 설치되어 내부에 충진재가 담기는 원통형 본체;

상기 원통형 본체 안쪽에 배치되는 원통형 내통;

상기 원통형 내통에 충진 되어 유해가스를 흡수하는 충진재;

상기 원통형 본체와 상기 원통형 내통 사이에 배치되어 회전하는 나선형 스크래퍼; 및

상기 원통형 내통을 가로지르며, 원통형 내통의 중심축이자 구동축과 연결되어 회전될 수 있는, 충진재 유동유도판;을 포함하며,

상기 나선형 스크래퍼는 원통형 본체 내면과 밀착되고, 상기 원통형 내통과 일체로 움직일 수 있게 원통형 내통 외면과 결합 되고, 상기 원통형 내통의 중심축을 상기 유동 유도판의 구동축으로 공유하도록 유동유도판이 원통형 내통의 중심축과 연결되어,

나선형 스크래퍼와 원통형 내통 및 충진재 유동유도판이 함께 회전구동되는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 탈취처리기에서, 상기 원통형 본체는, 원통의 양 밑면에 해당되는 곳을 처리 전 가스 유입구와 처리 후 가스 유출구로 삼고, 옆면에 세정액이 유입되는 노즐을 연결하여 유해가스와 세정액을 반응시켜 악취 성분을 침전반응으로 제거하고, 반응생성물과 세정액이 배출되는 배출구를 원통형 본체 옆면에 설치하고, 상기 배출구에 침전을 포함한 반응생성물과 세정액을 수집하는 수집관;을 더 포함하고,

상기 수집관은 수집된 세정액을 다시 원통형 본체의 노즐로 보내는 유로를 포함하여 세정액을 재활용하는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기를 제공한다.

또한, 상기 수집관은 하나 이상의 베플을 구비할 수 있으며, 상기 베플은 침전물의 유동을 막되, 세정액은 베플을 넘어 흐를 수 있는 높이로 구성되거나 홀(hole)을 구비한다.

또한, 상기 원통형 본체의 양 옆면은 타공판을 구비하여 반응물의 유실을 방지한다.

또한, 상기 원통형 본체로부터 처리를 마치고 배출되는 가스는 촉매산화소각로로 보내져 처리될 수 있다.

또한, 상기에서, 원통형 본체 옆면에 설치되는 배출구 중 침전물이 배출되는 침전유도관은 상기 스크래퍼가 종료되는 단부에 인접한 위치에 형성되어 스크래퍼가 회전구동으로 침전물을 밀어내어 상기 침전 유도관으로 침전물이 침강 되게 한다.

또한, 상기 원통형 내통은 충진재가 유실되지 않는 크기의 홀을 다수 구비한다.

본 발명에 따르면, 충진재 유동 유도판을 회전 구동시켜 충진재를 유동화시켜 세정액과 충진재에 흡수된 유해가스의 악취 성분의 반응을 활성화하여 탈기 효율을 향상시키며, 반응생성물인 침전물을 비롯한 각종 고형물을 유동 유도판과 함께 회전되는 나선형 스크래퍼가 밀어주므로, 충진재에 침전물이 부착되어 생기는 채널링 현상을 제거할 수 있다. 즉, 나선형 스크래퍼는 회전에 의해 마치 병진 추진력을 얻는 것과 같은 효과를 나타내므로, 회전 유동되는 충진재에서 떨어져 나오는 침전물은 원통형 본체 하단에 퇴적되고 이들은 스크래퍼에 의해 밀려나 단부에 형성된 침전 유도관으로 낙하 되어 수집관에 수집된다. 따라서 충진재를 이용한 탈취처리기는 스케일 형성이 예방되어 별도의 분해 손질이나 교체 없이 장기간 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 세정액이 반응생성물과 분리되어 충진재에 다시 흘려주게 됨으로써 세정액의 재활용으로 세정액 사용량을 대폭 줄일 수 있다.

도 1은 종래 탈취처리기의 문제점을 설명한 그림이다.
도 2는 유해물질 처리에 관련된 화학반응식을 정리한 표이다.
도 3은 본 발명의 탈취처리기의 구성을 설명하기 위한 구조도 이다.
도 4는 본 발명의 탈취처리기의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 탈취처리기를 포함한 유해가스 처리 과정을 설명하는 순서도 이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 탈취처리기의 구성을 나타내는 구조도 이고 도 4는 탈취처리기의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

원통형 본체(100)가 있고, 그 내부에 원통형 내통(110)이 조립되어 있으며, 원통형 내통(110) 안에 충진재(500)가 들어있다. 원통형 내통(110)에는 충진재(500)가 빠져나오지 않을 정도의 크기를 갖는 홀(미 도시)이 다수 형성되어 피처리 가스 및 세정액이 충진재(500)에 접근될 수 있다. 바람직하게는, 원통형 내통(110)을 메쉬 소재로 만든다. 충진채(500)가 빠져나오지 않도록 원통형 본체(100) 양단부(원통의 밑면에 해당)에는 타공판(150)을 설치한다.

원통형 내통(110)의 중심축은 모터에 의해 구동되는 구동축(250)이며, 상기 구동축(250)을 중심축으로 공유하는 유동유도판(200)이 원통형 내통(110)을 가로지르는 방식으로 형성된다. 즉, 유동유도판(200)은 구동축(250)을 중심으로 양측으로 펼쳐진 날개와 같이 구성되며, 양 날개는 하나의 단일 평면을 이룰 수도 있고, 여러 개의 날개가 구동축(250)에 부착된 형태일 수도 있다. 유동유도판(200)은 구동축(250)이 모터에 의해 회전될 때 함께 회전되어 충진재(500)가 유동 되게 한다.

본 발명은 또한, 원통형 본체(100)와 원통형 내통(110) 사이에 나선형 스크래퍼(300)를 구성하였다. 즉, 나선형 스크래퍼(300)는 원통형 내통(110) 외면에 고정되며, 외면을 둘러싸면서 나선을 그리게 된다. 원통형 내통(110) 외면에 스크래퍼(300)를 고정시키는 것은 용접이나 고정부재에 의할 수 있다. 스크래퍼(300)의 외측은 원통형 본체(100) 내면에 밀착되나 구동축(250)이 회전될 때, 스크래퍼(300)는 원통형 본체(100)와 별개로 회전될 수 있다. 이러한 나선형 스크래퍼(300)와 유동유도판(200)은 본 발명의 가장 큰 특징이라 할 수 있다. 이들의 작용은 다음과 같다.

원통형 본체(100)와 원통형 내통(110)의 일측 단부(원통의 밑면에 해당됨)를 통해 피처리 가스가 유입되어 충진재(500)에 흡수되며, 악취 성분과 반응할 수 있는 성분을 포함한 세정액이 원통형 본체(100)의 옆면에 형성된 노즐(400)을 통해 충진재(500)가 있는 곳으로 유입된다. 충진재(500)는 일종의 유해성분의 담지체로서 세정액과 화학반응을 일으켜 악취 성분을 침전물로 만든다. 이때, 충진재(500)가 정체된 상태일 경우, 이미 상술한 바와 같이, 침전물이 스케일을 형성하게 되며, 충진재 일부만이 반응을 일으킬 수 있게 되는 채널링 현상이 일어날 수 있으므로 구동축(250)을 회전시켜 유동유도판(200)을 회전시키고 그에 따라 충진재(500)들이 유동 되어 침전물이 충진재(500)에서 털려나가게 한다. 회전 구동으로 인해 충진재(500)와 세정액의 접촉면적은 더 넓어지고 접촉 횟수도 증가하여 반응효율이 높아진다. 반응생성물들은 침전을 포함하므로 원통형 본체(100) 옆면을 바닥으로 하여 퇴적될 수 있다. 퇴적량이 많아지면 회전 구동이 어려워지므로, 퇴적된 침전물을 제거해야 할 필요가 있다. 본 발명의 나선형 스크래퍼(300)는 이러한 퇴적물을 밀어주는 역할을 한다. 마치 스크류의 회전에 의해 스크류가 전진하는 것과 같은 효과를 나타내어 나선형 스크래퍼(300)는 원통형 본체(100) 옆면을 바닥으로 하여 퇴적된 침전물을 푸쉬(push)하여 준다.

침전물을 받아 수집하기 위하여 원통형 본체(100)와 인접하여 수집관(600)을 설치한다. 원통형 본체(100)의 단부에 침전유도관(630)을 설치하여 수집관(600)과 연결되게 하며, 상기 나선형 스크래퍼(300)가 푸쉬하는 침전물이 침전유도관(630)으로 떨어져 수집관(600)에 수집된다.

상기 원통형 본체(100)로부터 수집관(600)으로 연결되는 통로는 침전유도관(630) 외에 세정액 수집로도 더 포함된다. 도 3에서는 원통형 본체(100)의 유입구측에 세정액 수집로가 형성된 것으로 보이나, 세정액 수집로는 다른 곳에 하나 이상 형성될 수 있다.

수집관(600)에 수집된 세정액은 아직 충분히 반응할 수 있는 약액 성분이 들어있으므로, 재활용하는 것이 바람직하다. 그에 따라 본 발명은 수집관(600)에 수집된 세정액을 펌핑하여 다시 원통형 본체(100)에 연결된 세정액 공급관(450)으로 보낸다. 세정액 공급관(450)에서 뻗은 노즐(400)을 통해 다시 세정액이 충진채(500)에 흘러 반응하게 된다. 세정액의 재활용으로 세정액 사용량을 대폭 줄일 수 있다.

세정액이 재활용을 위해 펌핑되는 과정에서 침전물이 휩쓸려오지 않도록 수집관(600)에는 베플(650)을 구비한다. 상기 베플(650)은 높이를 수집관(600) 높이보다 낮게 되어 세정액이 넘쳐 흐르되 침전물은 넘어오지 못하게 할 수 있다. 경우에 따라 베플(650)은 수집관(600) 단면을 막되, 홀을 적당한 높이에 형성하여 세정액이 펌핑되게 할 수 있다. 베플(650)은 하나 이상 설치될 수 있다.

이와 같이 하여 탈기 처리된 가스는 바로 대기 중으로 배기될 수도 있고, 아모니아 함유 가스일 경우, 촉매산화소각로로 보내어져 산화소각될 수도 있다(도 5 참조).

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 원통형 본체
110: 원통형 내통
120: 유입구
140: 유출구
150: 타공판
200: 유동유도판
300: 스크래퍼
400: 노즐
450: 세정액 유입관
500: 충진재
600: 수집관
630: 침전유도관
650: 베플

Claims (7)

1. 수평형으로 설치되어 내부에 충진재가 담기는 원통형 본체;
   상기 원통형 본체 안쪽에 배치되는 원통형 내통;
   상기 원통형 내통에 충진 되어 유해가스를 흡수하는 충진재;
   상기 원통형 본체와 상기 원통형 내통 사이에 배치되어 회전하는 나선형 스크래퍼; 및
   상기 원통형 내통을 가로지르며, 원통형 내통의 중심축이자 구동축과 연결되어 회전될 수 있는, 충진재 유동유도판;을 포함하며,
   상기 나선형 스크래퍼는 원통형 본체 내면과 밀착되고, 상기 원통형 내통과 일체로 움직일 수 있게 원통형 내통 외면과 결합 되고, 상기 원통형 내통의 중심축을 상기 유동 유도판의 구동축으로 공유하도록 유동유도판이 원통형 내통의 중심축과 연결되어,
   나선형 스크래퍼와 원통형 내통 및 충진재 유동유도판이 함께 회전구동되는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
2. 제1항에 있어서, 상기 원통형 본체는, 원통의 양 밑면에 해당되는 곳을 처리 전 가스 유입구와 처리 후 가스 유출구로 삼고, 옆면에 세정액이 유입되는 노즐을 연결하여 유해가스와 세정액을 반응시켜 악취 성분을 침전반응으로 제거하고, 반응생성물과 세정액이 배출되는 배출구를 원통형 본체 옆면에 설치하고, 상기 배출구에 침전을 포함한 반응생성물과 세정액을 수집하는 수집관;을 더 포함하고,
   상기 수집관은 수집된 세정액을 다시 원통형 본체의 노즐로 보내는 유로를 포함하여 세정액을 재활용하는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
3. 제2항에 있어서, 상기 수집관은 하나 이상의 베플을 구비할 수 있으며, 상기 베플은 침전물의 유동을 막되, 세정액은 베플을 넘어 흐를 수 있는 높이로 구성되거나 홀(hole)을 구비한 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
4. 제1항에 있어서, 상기 원통형 본체의 양 옆면은 타공판을 구비하여 반응물의 유실을 방지한 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
5. 제2항에 있어서, 원통형 본체 옆면에 설치되는 배출구 중 침전물이 배출되는 침전유도관은 상기 스크래퍼가 종료되는 단부에 인접한 위치에 형성되어 스크래퍼가 회전 구동으로 침전물을 밀어내어 상기 침전 유도관으로 침전물이 침강 되게 한 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
6. 제1항에 있어서, 상기 원통형 내통은 충진재가 유실되지 않는 크기의 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.
7. 제1항에 있어서, 상기 원통형 본체로부터 처리를 마치고 배출되는 가스는 대기로 배기 되거나, 촉매산화소각로로 보내져 처리되는 것을 특징으로 하는 충진재 유동형 탈취처리기.

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