KR101598121B1 - 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기 - Google Patents

백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기 Download PDF

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Abstract

백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기가 개시된다. 개시된 가스 세정기는 하우징, 상기 하우징의 내부에 배치되어 공정가스를 세정액과 접촉시켜 세정하는 것으로, 공정가스와 세정액이 통과하는 습식부 및 적어도 외기가 통과하는 건식부를 포함하는 기액접촉부, 상기 기액접촉부에 세정액을 분사하는 세정액 분배부, 상기 습식부로부터 배출된 제1 배출가스와 상기 건식부로부터 배출된 제2 배출가스가 접촉하여 백연이 발생하는 백연 발생부, 상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 백연 발생부에서 발생한 백연을 포집하는 백연 포집부, 및 상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치된 배기수단을 포함한다.

Description

백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기{Gas scrubber having plume abating means}
백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기가 개시된다. 보다 상세하게는, 가스 세정기 내에서 백연 생성을 촉진시켜, 그 결과로 생성된 백연을 대기로 배출하기 전에 제거하는 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기가 개시된다.
가스 세정기는 가스 오염 제어 장치의 일종으로서 산업 배기 스트림으로부터 미립자 및/또는 가스를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 가스 세정기는 일반적으로 물과 같은 세정액을 사용하여 가스 스트림으로부터 원치 않는 오염물질을 세정한다. 이에 따라, 가스 세정기를 통과한 가스 중에는 다량의 세정액이 포함되어 있다. 따라서, 이러한 가스가 외부로 배출되어 차가운 외기(예를 들어, -15℃의 온도 및 50%의 상대습도)와 접촉할 경우에는 백연을 발생시키게 된다. 이러한 백연은 세정액의 응축에 의해 발생한 것이므로 물이 주성분이어서 인체에 무해하기는 하지만, 외관상 해로운 물질 또는 오염물질을 포함하는 것으로 인식되어 민원을 야기하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제0,548,503호는 굴뚝 또는 배기관의 배기가스에 포함된 수증기를 대전시키고, 상기 대전된 수증기를 포획함으로써 백연을 제거하는 방법을 개시한다.
본 발명의 일 구현예는 가스 세정기 내에서 백연 생성을 촉진시켜, 그 결과로 생성된 백연을 대기로 배출하기 전에 제거하는 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되어 공정가스를 세정액과 접촉시켜 세정하는 것으로, 공정가스와 세정액이 통과하는 습식부 및 적어도 외기가 통과하는 건식부를 포함하는 기액접촉부;
상기 기액접촉부에 세정액을 분사하는 세정액 분배부;
상기 습식부로부터 배출된 제1 배출가스와 상기 건식부로부터 배출된 제2 배출가스가 접촉하여 백연이 발생하는 백연 발생부;
상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 백연 발생부에서 발생한 백연을 포집하는 백연 포집부; 및
상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치된 배기수단을 포함하는 가스 세정기를 제공한다.
상기 습식부 및 상기 건식부는 서로 간에 물질 이동이 제한 또는 차단될 수 있다.
상기 가스 세정기는 상기 기액접촉부와 상기 세정액 분배부 사이에 배치되어 상기 세정액 분배부에서 분사된 세정액이 상기 건식부로 유입되는 것을 차단하는 세정액 차단부를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액은 물을 포함할 수 있다.
상기 세정액은 세정약품을 더 포함할 수 있다.
상기 습식부 및 상기 건식부는 각각 10~300cm의 두께를 가질 수 있다.
상기 습식부와 상기 건식부는 1:0.2~0.2:1의 두께비를 가질 수 있다.
상기 세정액의 온도는 상기 외기의 온도 보다 높을 수 있다.
상기 제1 배출가스의 상대습도 및 온도는 상기 제2 배출가스의 상대습도 및 온도 보다 각각 높을 수 있다.
상기 가스 세정기는 상기 건식부에서 상기 습식부로 또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 건식부는 외기가 통과하는 제1 건식부 및 외기와 공정가스 중 적어도 하나가 통과하는 제2 건식부를 포함하고, 상기 제1 건식부는 상기 세정액 분배부의 하부에 배치되고, 상기 제2 건식부는 상기 백연 포집부까지 연장될 수 있다.
상기 제2 건식부는 그 상단부가 상기 백연 포집부의 상단부 위로 돌출될 수 있다.
상기 제2 건식부는 그 상단부가 상기 백연 포집부의 하단부, 상기 백연 포집부의 하단부와 상단부 사이의 어느 일 부분, 또는 상기 백연 포집부의 상단부까지 연장될 수 있다.
상기 습식부 및 상기 제1 건식부는 각각 10~300cm의 두께를 가지며, 상기 제2 건식부는 5~60cm의 두께를 가질 수 있다.
상기 백연 포집부는 전기 집진기를 포함할 수 있다.
상기 백연 포집부는 상기 세정액 분배부의 상부에 배치될 수 있다.
상기 가스 세정기는 상기 습식부로 유입되는 공정가스의 유량을 조절하는 제1 가스 유량 조절기 및 상기 건식부로 유입되는 외기의 유량을 조절하는 제2 가스 유량 조절기를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 세정기는 상기 외기 및 상기 공정가스가 상기 기액접촉부를 통과한 후 상기 백연 발생부, 상기 세정액 분배부 및 상기 백연 포집부를 연속적으로 통과하도록 구성될 수 있다.
상기 가스 세정기는 상기 외기 및 상기 공정가스가 상기 기액접촉부를 통과한 후 상기 세정액 분배부를 통하지 않고 상기 백연 발생부 및 상기 백연 포집부를 연속적으로 통과하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기는 가스 세정기 내에서 다량의 백연을 생성시키고, 그 결과로 생성된 백연을 대기로 배출하기 전에 제거함으로써 가스 세정기에서 배출된 가스가 대기로 방출될 때 백연 생성을 최소화할 수 있으며, 대기로 배출되는 세정액의 일부를 회수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 대향류형 가스 세정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 대향류형 가스 세정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 대향류형 가스 세정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 대향류형 가스 세정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제5 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 직교류형 가스 세정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 구현예들에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 화살표는 외기(A), 공정가스(PA) 및 이들의 혼합가스가 흐르는 방향을 표시한 것이다.
본 명세서에서, 「외기」란 가스 세정기의 외부에 존재하는 공기, 예를 들어, 대기(大氣)를 의미하고, 「공정가스」란 반도체 제조공정, 화학공정, 전자제품 제조공정, 전자부품 제조공정, 정밀기계 제조공정 및 이차전지 제조공정과 같은 각종 산업공정에서 배출되는 가스로서 미립자 및 오염물질(BCl3, Cl2, HCl, HF, F2, HBr, SiCl4, TiCl4, SiF4, ClF3 등)을 함유하는 가스를 의미한다.
도 1을 참조하면, 가스 세정기(10)는 하우징(11), 가스 유입부(12), 기액접촉부(13), 백연 발생부(15), 세정액 분배부(16), 백연 포집부(17) 및 배기수단(미도시)을 포함한다.
하우징(11)은 가스 유입부(12), 기액접촉부(13), 백연 발생부(15) 및 세정액 분배부(16)를 수용하며, 상기 배기수단 및 백연 포집부(17)를 선택적으로 수용한다. 또한, 가스 세정기(10)가 후술하는 세정액 차단부(14)를 포함하는 경우, 하우징(11)은 세정액 차단부(14)도 수용한다.
하우징(11)은, 비록 도 1에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 외기(A)가 유입되는 외기 유입구, 공정가스(PA)가 유입되는 공정가스 유입구, 미립자, 오염물질 및 백연이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출구, 세정액(NW)이 유입되는 세정액 유입구 및 폐액(NFW)이 배출되는 폐액 배출구를 포함한다.
상기 외기 유입구 및 상기 공정가스 유입구는 하우징(11)의 하부 및/또는 측부에 형성되고, 상기 가스 배출구는 하우징(11)의 상부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 외기 유입구 및 상기 공정가스 유입구는 하우징(11)의 하부 둘레를 따라 간헐적으로 또는 연속적으로 형성될 수 있다.
세정액(NW)은 물 및 선택적으로 세정약품을 포함할 수 있다.
세정액(NW)의 온도는 공정가스(PA)의 온도 보다 높을 수 있다. 예를 들어, 세정액(NW)의 온도는 상온(예를 들어, 25℃)일 수 있다.
상기 세정약품은 가성소다, 암모니아 및 황산과 같은 무기물; 에탄올 및 아세톤과 같은 유기물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함할 수 있다.
가스 유입부(12)는 하우징(11)내에 배치된 것으로, 상기 외기 유입구 및 공정가스 유입구를 통해 각각 외기(A) 및 공정가스(PA)를 공급받고, 이와 동시에 기액접촉부(13)에서 배출된 폐액(NFW)를 모으는 공간이다.
외기(A)의 온도는 공정가스(PA)의 온도 보다 낮을 수 있다.
외기(A)의 상대습도는 공정가스(PA)의 상대습도와 같거나 높을 수 있다.
외기(A)의 온도 및 상대습도는 각각 -20~50℃(예를 들어, -15℃) 및 20~80%(예를 들어, 50%)일 수 있다.
공정가스(PA)의 온도 및 상대습도는 각각 5~70℃(예를 들어, 20℃) 및 10~70%(예를 들어, 40%) 공정가스(PA)의 온도 및 상대습도는 각각 5~70℃(예를 들어, 20℃) 및 10~70%(예를 들어, 40%)일 수 있다 일 수 있다.
기액접촉부(13)는 가스 유입부(12)와 연통되도록 배치되어 공정가스(PA)를 세정액(NW)과 접촉시켜 세정하는 것이다. 이러한 기액접촉부(13)는 서로 간에 물질 이동이 제한 또는 차단된 1개 이상의 습식부(W) 및 1개 이상의 건식부(D)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정가스(PA)와 세정액(NW)은 습식부(W)를 통과하고, 외기(A)는 건식부(D)를 통과할 수 있다.
세정액(NW)은 기액접촉부(13)를 통과하여 폐액(NFW)으로 전환된다. 폐액(NFW)은 세정액(NW) 뿐만 아니라 공정가스(PA)에서 유래된 미립자 및 오염물질을 포함한다.
공정가스(PA) 및 세정액(NW)은 기액접촉부(13)를 서로 반대방향으로 통과할 수 있다. 일례로서, 세정액(NW)은 습식부(W)를 중력방향으로 통과하고, 공정가스(PA)는 습식부(W)를 중력의 역방향으로 통과할 수 있다.
가스 세정기(10)는, 습식부(W)로 유입되는 공정가스(PA)의 유량을 조절하는 제1 가스 유량 조절기(미도시) 및 건식부(D)로 유입되는 외기(A)의 유량을 조절하는 제2 가스 유량 조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 「물질 이동이 제한 또는 차단된다」는 것은 세정액(NW), 외기(A) 및 공정가스(PA)의 이동이 제한 또는 차단되며, 물질 이동을 차단하기 위해, 습식부(W) 및 건식부(D) 사이에 격벽을 배치할 수도 있고, 그러한 기능을 발휘하도록 습식부(W) 및 건식부(D)의 구조를 적절하게 선택할 수도 있다는 것을 의미한다. 이와는 별개로 습식부(W) 및 건식부(D) 사이의 열의 이동은 제한 또는 차단되거나 다르게는 원활하게 일어난다.
또한 본 명세서에서, 「상부 또는 상단부」는 상대적으로 중력의 역방향에 위치한 부분 또는 단부를 의미하고, 「하부 또는 하단부」는 상대적으로 중력방향의 순방향에 위치한 부분 또는 단부를 의미한다.
습식부(W) 및 건식부(D)는 각각 다양한 개수가 다양한 구조로 배치될 수 있다. 습식부(W)의 개수와 건식부(D)의 개수는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 일례로서, 1개 이상의 습식부(W)와 1개 이상의 건식부(D)가 하나씩 교대로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 복수개의 습식부(W)가 1열 또는 2열 이상으로 나란히 배치되고, 상기 복수개의 습식부(W)를 모두 둘러싸도록 1개의 건식부(D)가 배치될 수 있다. 또 다른 예로서, 복수개의 건식부(D)가 1열 또는 2열 이상으로 나란히 배치되고, 상기 복수개의 건식부(D)를 모두 둘러싸도록 1개의 습식부(W)가 배치될 수 있다.
습식부(W) 및 건식부(D)는 플라스틱, 금속, 나무, 자기, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물 등과 같은 충전재를 포함할 수 있다.
습식부(W) 및 건식부(D)는 각각 10~300cm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 습식부(W)의 두께(tW) 및 건식부(D)의 두께(tD)는 각각 50cm일 수 있다. 습식부(W) 및 건식부(D)는 1:0.2~0.2:1의 두께비를 가질 수 있다. 예를 들어, 습식부(W) 및 건식부(D)는 1:1의 두께비를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 습식부(W)의 두께(tW), 건식부(D)의 두께(tD) 및 두께비는 가스 세정기(10)의 세정 효율 및 백연 발생 정도를 충분히 고려하여 결정되어야 한다.
습식부(W) 및 건식부(D)는 1:0.2~0.2:1의 두께비를 가질 수 있다. 예를 들어, 습식부(W) 및 건식부(D)는 1:1의 두께비를 가질 수 있다.
습식부(W)의 상부 및 하부로는 제1 배출가스 및 폐액(NFW)이 각각 배출되고, 건식부(D)의 상부로는 제2 배출가스가 배출될 수 있다. 습식부(W)의 하부로 배출된 폐액(NFW)은 가스 유입부(12)를 거쳐 정화장치(미도시)에 의해 정화된 후 재사용될 수 있다.
상기 제1 배출가스의 상대습도 및 온도는 상기 제2 배출가스의 상대습도 및 온도 보다 각각 높을 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 배출가스는 세정액(NW)으로부터 습기 및 선택적으로 열을 전달 받아 공정가스(PA)에 비해 상대습도는 높고 온도는 낮거나 비슷하거나 높으며, 상기 제2 배출가스는 세정액(NW)으로부터 열을 전달 받아 외기(A)에 비해 온도는 높고 상대습도는 낮다.
세정액 분배부(16)는 기액접촉부(13)의 상부에 배치되어 적어도 기액접촉부(13)의 습식부(W)에 세정액(NW)을 분사한다.
일례로서, 세정액 분배부(16)는 세정액(NW)을 기액접촉부(13)의 습식부(W)에는 분사하지만, 기액접촉부(13)의 건식부(D)에는 분사하지 않을 수 있다. 이 경우, 세정액 분배부(16)는 기액접촉부(13)의 습식부(W)와 대응되는 위치에는 적어도 하나의 분사 노즐을 구비하지만, 기액접촉부(13)의 건식부(D)와 대응되는 위치에는 분사 노즐을 전혀 구비하지 않을 수 있다.
다른 예로서, 세정액 분배부(16)는 기액접촉부(13)의 습식부(W) 및 건식부(D) 모두의 상부에 세정액(NW)을 분사할 수 있다. 이 경우 가스 세정기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 세정액 차단부(14)를 더 포함할 수 있다. 이러한 세정액 차단부(14)는 기액접촉부(13)와 세정액 분배부(16) 사이에 배치되어 세정액 분배부(16)에서 분사된 세정액(NW)이 건식부(D)로 유입되는 것을 차단한다. 세정액 차단부(14)는 적어도 하나의 평판 또는 캡(미도시)을 포함할 수 있다.
백연 발생부(15)는 기액접촉부(13)와 백연 포집부(17) 사이에 형성되는 공간으로서, 습식부(W)의 상부로 배출된 제1 배출가스와 건식부(D)의 상부로 배출된 제2 배출가스가 접촉하여 백연이 발생하는 공간이다. 전술한 바와 같이, 상기 제1 배출가스는 공정가스(PA)에 비해 상대습도가 매우 높고 온도는 비슷하거나 높으며, 상기 제2 배출가스는 외기(A)에 비해 온도는 높고 상대습도는 낮다. 결과적으로, 상기 제1 배출가스는 상기 제2 배출가스에 비해 온도 및 상대습도가 각각 높으며, 이로 인해 상기 제1 배출가스와 상기 제2 배출가스가 접촉하게 되면 백연이 급격하게 발생하여 백연 발생부(15)를 형성한다.
백연 포집부(17)는 하우징(11)의 내부 또는 외부로서 세정액 분배부(16)의 상부에 배치되어 백연 발생부(15)에서 발생한 백연을 포집한다.
백연 포집부(17)는 전기 집진기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전기 집진기는 아크 방전 또는 코로나 방전 등에 의해 백연을 전하로 대전시키고, 상기 대전된 백연을 이와 반대 극성을 갖는 전극판(미도시)에 흡착시켜 포집한다.
백연 포집부(17)를 통과한 가스는 대기로 배출된다.
백연 포집부(17)에서 포집된 백연(즉, 응축액)은 폐액(NFW)과 함께 정화장치(미도시)에 의해 정화된 후 재사용될 수 있다.
상기 배기수단은 하우징(11)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 배기수단은 상기 외기 유입구 부근, 상기 공정가스 유입구 부근, 및/또는 상기 가스 배출구 부근에 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 배기수단은 백연 포집부(17)의 상부 또는 하부의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
상기 배기수단은 배기팬일 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기(20)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 가스 세정기(20)는 하우징(21), 가스 유입부(22), 기액접촉부(23), 백연 발생부(25), 세정액 분배부(26), 백연 포집부(27) 및 배기수단을 포함한다. 상기 배기수단은 도 1의 가스 세정기(10)에 구비된 배기수단과 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.
또한, 가스 세정기(20)는 세정액 차단부(24), 전술한 제1 가스 유량 조절기 및/또는 전술한 제2 가스 유량 조절기를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 하우징(21), 가스 유입부(22), 기액접촉부(23), 세정액 차단부(24), 백연 발생부(25), 세정액 분배부(26) 및 백연 포집부(27)는 도 1에 도시된 하우징(11), 가스 유입부(12), 기액접촉부(13), 세정액 차단부(14), 백연 발생부(15), 세정액 분배부(16) 및 백연 포집부(17)와 각각 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 2의 가스 세정기(20)가 도 1의 가스 세정기(10)와 다른 점은 건식부(D)에서 습식부(W)로 및/또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단(예를 들어, 적어도 하나의 구멍(h))을 더 포함한다는 것이다. 상기 물질 이송 수단은 세정 효율 및 백연 발생 정도를 고려하여 적절한 위치에 배치될 수 있다. 상기 물질 이송 수단은 백연 발생부(25)의 하부에 위치하는 기액접촉부(23) 내에서 건식부(D)의 외기(A)와 습식부(W)의 공정가스(PA)가 혼합되도록 함으로써 결과적으로 얻어지는 혼합가스의 온도와 습도를 조절하여 추가적인 백연 저감 효과를 얻기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 제3 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기(30)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 가스 세정기(30)는 하우징(31), 가스 유입부(32), 기액접촉부(33), 백연 발생부(35), 세정액 분배부(36), 백연 포집부(37) 및 배기수단(미도시)을 포함한다. 상기 배기수단은 도 1의 가스 세정기(10)에 구비된 배기수단과 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.
또한, 가스 세정기(30)는 세정액 차단부(34), 전술한 제1 가스 유량 조절기, 및/또는 전술한 제2 가스 유량 조절기를 더 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 하우징(31), 가스 유입부(32), 기액접촉부(33), 세정액 차단부(34), 백연 발생부(35), 세정액 분배부(36) 및 백연 포집부(37)는 도 1에 도시된 하우징(11), 가스 유입부(12), 기액접촉부(13), 세정액 차단부(14), 백연 발생부(15), 세정액 분배부(16) 및 백연 포집부(17)와 각각 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 3의 가스 세정기(30)가 도 1의 가스 세정기(10)와 다른 점은 건식부(D, Z)가 제1 건식부(D) 및 제2 건식부(Z)로 구분되고, 제1 건식부(D)는 가스 유입부(32) 및 백연 발생부(35) 사이에 배치되고, 제2 건식부(Z)는 가스 유입부(32)에서부터 백연 포집부(37)까지 연장되며, 제1 건식부(D)로는 외기(A)가 통과하고, 제2 건식부(Z)로는 외기(A) 또는/및 공정가스(PA)가 통과하고, 습식부(W)로는 공정가스(PA)가 통과한다는 것이다. 구체적으로, 제2 건식부(Z)의 하단부는 가스 유입부(32)와 접촉하고, 제2 건식부(Z)의 상단부는 백연 포집부(37)의 상단부 위로 돌출된다. 이에 따라, 제2 건식부(Z)로부터 배출된 제3 배출가스(온도가 높고 습도가 낮음)가 백연 포집부(37)로부터 배출된 제4 배출가스(온도가 높고 습도가 높음)와 혼합되어 상기 제4 배출가스 보다 상대습도가 낮은 혼합가스(즉, 상기 제3 배출가스와 상기 제4 배출가스의 혼합가스)를 형성함으로써, 상기 혼합가스가 대기로 배출될 경우 발생하는 백연의 양을 추가로 감소시킬 수 있다.
습식부(W)의 두께(tW) 및 제1 건식부(D)의 두께(tD)는 각각 10~300cm일 수 있으며, 제2 건식부(Z)의 두께(tZ)는 5~60cm일 수 있다. 예를 들어, 습식부(W)의 두께(tW) 및 제1 건식부(D)의 두께(tD)는 각각 50cm일 수 있고, 제2 건식부(Z)의 두께(tZ)는 10cm일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 습식부(W)의 두께(tW), 제1 건식부(D)의 두께(tD) 및 제2 건식부(Z)의 두께(tZ)는 가스 세정기(30)의 세정 효율을 충분히 고려하여 결정되어야 한다.
또한, 도 3에는 비록 도시되지 않았지만, 도 3의 가스 세정기(30)는 제1 건식부(D)에서 습식부(W)로 및/또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단 (예를 들어, 적어도 하나의 구멍)을 더 포함할 수 있다.
또한, 가스 세정기(30)는 제2 건식부(Z)와 습식부(W)로 각각 공급되는 공정가스(PA)의 비율을 조절하기 위한 가스 분배량 조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기(40)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 가스 세정기(40)는 하우징(41), 가스 유입부(42), 기액접촉부(43), 백연 발생부(45), 세정액 분배부(46), 백연 포집부(47) 및 배기수단(미도시)을 포함한다. 상기 배기수단은 도 1의 가스 세정기(10)에 구비된 배기수단과 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.
또한, 가스 세정기(40)는 세정액 차단부(44), 전술한 제1 가스 유량 조절기, 전술한 제2 가스 유량 조절기 및/또는 전술한 가스 분배량 조절기를 더 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 하우징(41), 가스 유입부(42), 기액접촉부(43), 세정액 차단부(44), 백연 발생부(45), 세정액 분배부(46) 및 백연 포집부(47)는 도 1에 도시된 하우징(11), 가스 유입부(12), 기액접촉부(13), 세정액 차단부(14), 백연 발생부(15), 세정액 분배부(16) 및 백연 포집부(17)와 각각 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 4의 가스 세정기(40)는 도 3의 가스 세정기(30)의 변형예이다.
도 4의 가스 세정기(40)가 도 3의 가스 세정기(30)과 다른 점은 제2 건식부(Z)의 하단부가 가스 유입부(42)의 상단부와 접촉하고, 제2 건식부(Z)의 상단부가 백연 포집부(47)의 하단부와 접촉한다는 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 건식부(Z)의 상단부는 백연 포집부(47)의 하단부와 상단부 사이의 어느 일부분, 또는 백연 포집부(47)의 상단부까지 연장될 수 있다.
또한, 도 4에는 비록 도시되지 않았지만, 도 4의 가스 세정기(40)는 제1 건식부(D)에서 습식부(W)로 및/또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단(예를 들어, 적어도 하나의 구멍)을 더 포함할 수 있다.
또한, 가스 세정기(40)는 제2 건식부(Z)와 습식부(W)로 각각 공급되는 공정가스(PA)의 비율을 조절하기 위한 가스 분배량 조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제5 구현예에 따른 백연 저감 수단을 구비하는 가스 세정기(50)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5a는 가스 세정기(50)의 정면도이고, 도 5b는 가스 세정기(50)의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 가스 세정기(50)는 하우징(51), 집수부(52), 기액접촉부(53), 백연 발생부(55), 세정액 분배부(56), 백연 포집부(57) 및 배기수단(미도시)을 포함한다. 상기 배기수단은 도 1의 가스 세정기(10)에 구비된 배기수단과 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다.
또한, 가스 세정기(50)는 세정액 차단부(54), 전술한 제1 가스 유량 조절기 및/또는 전술한 제2 가스 유량 조절기를 더 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 하우징(51), 기액접촉부(53), 세정액 차단부(54), 백연 발생부(55), 세정액 분배부(56) 및 백연 포집부(57)는 도 1에 도시된 하우징(11), 기액접촉부(13), 세정액 차단부(14), 백연 발생부(15), 세정액 분배부(16) 및 백연 포집부(17)와 각각 동일하거나 유사하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 5a 및 도 5b의 가스 세정기(50)가 도 1의 가스 세정기(10)와 다른 점은 가스 유입부(12) 대신에 집수부(52)를 구비하고, 외기(A) 및 공정가스(PA)가 기액접촉부(53)의 하부가 아닌 기액접촉부(53)의 바깥 측면으로 유입되고, 외기(A) 및 공정가스(PA)가 기액접촉부(53)를 통과한 후 세정액 분배부(56)를 통하지 않고 백연 발생부(55) 및 백연 포집부(57)를 연속적으로 통과하도록 구성된다는 것이다.
백연 발생부(55)는 기액접촉부(53)와 백연 포집부(57) 사이에 형성되는 공간으로서, 습식부(W)에서 배출된 제1 배출가스와 건식부(D)에서 배출된 제2 배출가스가 접촉하여 백연이 발생하는 공간이다. 상기 제1 배출가스는 공정가스(PA)에 비해 상대습도는 높고 온도는 낮거나 비슷하거나 높으며, 상기 제2 배출가스는 외기(A)에 비해 온도는 높고 상대습도는 낮다. 결과적으로, 상기 제1 배출가스는 상기 제2 배출가스에 비해 온도 및 상대습도가 각각 높으며, 이로 인해 상기 제1 배출가스와 상기 제2 배출가스가 접촉하게 되면 백연이 급격하게 발생하여 백연 발생부(55)를 형성한다.
백연 포집부(57)는 하우징(51)의 내부 또는 외부로서 백연 발생부(55)의 상부에 배치되어 백연 발생부(55)에서 발생한 백연을 포집한다. 백연 포집부(57)에서 백연이 제거된 가스는 대기로 배출된다.
백연 포집부(57)는 전기 집진기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전기 집진기는 아크 방전 또는 코로나 방전 등에 의해 백연을 전하로 대전시키고, 상기 대전된 백연을 이와 반대 극성을 갖는 전극판(미도시)에 흡착시켜 포집한다.
집수부(52)는 기액접촉부(53)에서 배출된 폐액(NFW)를 모으는 공간이다. 집수부(52)로는 외기(A) 및/또는 공정가스(PA)가 유입될 수도 있고 유입되지 않을 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에는 비록 도시되지 않았지만, 가스 세정기(50)는 건식부(D)에서 습식부(W)로 및/또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단(예를 들어, 적어도 하나의 구멍)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도 5a 및 도 5b에는 비록 도시되지 않았지만, 가스 세정기(50)는, 도 3의 가스 세정기(30) 및 도 4의 가스 세정기(40)과 유사하게, 건식부(D)가 제1 건식부 및 제2 건식부로 구분되고, 상기 제1 건식부는 습식부(W)와 동일 또는 유사한 길이만큼 연장되고 상기 제2 건식부는 백연 포집부(57)까지 연장될 수 있다. 일례로서, 상기 제2 건식부는 그 일단부가 백연 포집부(57)의 상단부 위로 돌출될 수 있다. 다른 예들로서, 상기 제2 건식부는 그 일단부가 백연 포집부(57)의 하단부, 백연 포집부(57)의 하단부와 상단부 사이의 어느 일 부분, 또는 백연 포집부(57)의 상단부까지 연장될 수 있다.
도 5a에서, 도면 부호 MB 및 BF는 각각 본체 및 배플을 지칭한다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10, 20, 30, 40, 50: 가스 세정기 11, 21, 31, 41, 51: 하우징
12, 22, 32, 42: 가스 유입부 13, 23, 33, 43, 53: 기액접촉부
14, 24, 34, 44, 54: 세정액 차단부 15, 25, 35, 45, 55: 백연 발생부
16, 26, 36, 46, 56: 세정액 분배부 17, 27, 37, 47, 57: 백연 포집부
52: 집수부 A: 외기
PA: 공정가스 NW: 세정액
NFW: 폐액 D: 건식부, 제1 건식부
W: 습식부 Z: 제2 건식부
h: 구멍 BF: 배플
MB: 본체

Claims (19)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되어 공정가스를 세정액과 접촉시켜 세정하는 것으로, 공정가스와 세정액이 통과하는 습식부 및 적어도 외기가 통과하는 건식부를 포함하는 기액접촉부;
    상기 기액접촉부에 세정액을 분사하는 세정액 분배부;
    상기 습식부로부터 배출된 제1 배출가스와 상기 건식부로부터 배출된 제2 배출가스가 접촉하여 백연이 발생하는 백연 발생부;
    상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치되어 상기 백연 발생부에서 발생한 백연을 포집하는 백연 포집부; 및
    상기 하우징의 내부 또는 외부에 배치된 배기수단을 포함하는 가스 세정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 습식부 및 상기 건식부는 서로 간에 물질 이동이 제한 또는 차단된 가스 세정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 상기 기액접촉부와 상기 세정액 분배부 사이에 배치되어 상기 세정액 분배부에서 분사된 세정액이 상기 건식부로 유입되는 것을 차단하는 세정액 차단부를 더 포함하는 가스 세정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은 물을 포함하는 가스 세정기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 세정액은 세정약품을 더 포함하는 가스 세정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 습식부 및 상기 건식부는 각각 10~300cm의 두께를 갖는 가스 세정기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 습식부와 상기 건식부는 1:0.2~0.2:1의 두께비를 갖는 가스 세정기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세정액의 온도는 상기 외기의 온도 보다 높은 가스 세정기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배출가스의 상대습도 및 온도는 상기 제2 배출가스의 상대습도 및 온도 보다 각각 높은 가스 세정기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 상기 건식부에서 상기 습식부로 또는 그 역으로 물질을 이송하는 물질 이송 수단을 더 포함하는 가스 세정기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 건식부는 외기가 통과하는 제1 건식부 및 외기와 공정가스 중 적어도 하나가 통과하는 제2 건식부를 포함하고, 상기 제1 건식부는 상기 세정액 분배부의 하부에 배치되고, 상기 제2 건식부는 상기 백연 포집부까지 연장된 가스 세정기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 건식부는 그 상단부가 상기 백연 포집부의 상단부 위로 돌출된 가스 세정기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 건식부는 그 상단부가 상기 백연 포집부의 하단부, 상기 백연 포집부의 하단부와 상단부 사이의 어느 일 부분, 또는 상기 백연 포집부의 상단부까지 연장되는 가스 세정기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 습식부 및 상기 제1 건식부는 각각 10~300cm의 두께를 가지며, 상기 제2 건식부는 5~60cm의 두께를 갖는 가스 세정기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 백연 포집부는 전기 집진기를 포함하는 가스 세정기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 백연 포집부는 상기 세정액 분배부의 상부에 배치되는 가스 세정기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 상기 습식부로 유입되는 공정가스의 유량을 조절하는 제1 가스 유량 조절기 및 상기 건식부로 유입되는 외기의 유량을 조절하는 제2 가스 유량 조절기를 더 포함하는 가스 세정기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 상기 외기 및 상기 공정가스가 상기 기액접촉부를 통과한 후 상기 백연 발생부, 상기 세정액 분배부 및 상기 백연 포집부를 연속적으로 통과하도록 구성되는 가스 세정기.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 상기 외기 및 상기 공정가스가 상기 기액접촉부를 통과한 후 상기 세정액 분배부를 통하지 않고 상기 백연 발생부 및 상기 백연 포집부를 연속적으로 통과하도록 구성되는 가스 세정기.
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