KR101623339B1 - 플라즈마 탈취 시스템 - Google Patents

플라즈마 탈취 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 악취 포함 기체가 내측으로 유입되는 제 1 챔버; 제 1 챔버의 내측에 설치되고, 둘레를 따라 다수로 형성되는 제 1 유입구가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 형성됨으로써 제 1 유입구를 통해 유입되는 악취 포함 기체가 와류를 형성하도록 하는 제 1 튜브; 제 1 튜브에 연결되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 내측으로 공급되고, 분사노즐에 의해 내측으로 분사되는 산소와 수소를 점화플러그의 점화에 의해 플라즈마가 형성되도록 하여 기체에 포함된 악취를 제거하는 플라즈마토치부; 플라즈마토치부에 연결되고, 플라즈마토치부가 연결되는 측의 둘레를 따라 제 2 유입구가 다수로 형성되며, 플라즈마에 의해 악취가 제거된 기체를 외부로 배출시키는 제 2 튜브; 및 제 2 튜브의 외측에 마련되고, 둘레를 따라 다수로 연결되는 유입파이프가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 연결됨으로써, 유입파이프를 통해 유입되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 제 2 유입구를 통해 제 2 튜브의 내측에서도 와류를 형성하면서 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 배출되도록 하는 제 2 챔버;를 포함하도록 한 플라즈마 탈취 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 악취 포함 기체의 와류 형성 및 플라즈마 처리에 의해 악취의 제거 효율이 우수할 뿐만 아니라, 고농도의 악취 제거가 뛰어나다

Description

플라즈마 탈취 시스템{Plasma deodorization system}
본 발명은 플라즈마 탈취 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기체에 포함되는 악취의 제거 효율이 뛰어난 플라즈마 탈취 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 발전하면서 그 부산물로서 산업 폐기물이 대량으로 발생하고 있으며, 도시로의 인구가 집중되면서 생활 폐기물의 발생 역시 크게 증가하고 있는 실정이다.
이러한 폐기물로는 도시의 밀집 주거에서 발생되는 대량의 음식물쓰레기, 하수처리시설에서 배출되는 각종 슬러지, 반도체 제조, 식품 가공, 제지 등의 공장과 같은 각종 산업시설로부터 배출되는 폐기물질, 축산농가에서 배출되는 축산분뇨 등을 들 수 있는데, 이러한 폐기물은 수분을 함유하고 있을 뿐만 아니라, 악취, VOC(Volatile Organic Compounds)(이하, "악취"라 함)를 유발하게 된다.
그러므로, 이러한 악취의 처리는 환경적으로 매우 중요한 역할을 하게 되며,이를 위해 다양한 탈취 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
종래의 탈취 시스템과 관련된 기술로는, 한국등록특허 제10-0919689호의 "저온 플라즈마를 이용한 유해가스 탈취장치"가 제시된 바 있는데, 유해가스를 오염원로부터 송풍하는 송풍부; 및 상기 유해가스를 반응촉진제와 혼합 반응시켜 배기가스를 방출하게 하는 탈취부;를 포함하며, 상기 탈취부는 유입된 유해가스와 혼합되는 반응촉진제를 분사하는 반응촉진제 분사부와, 반응촉진제가 혼합된 유해가스를 플라즈마 반응하게 하는 반응부와, 상기 반응부를 통과한 유해가스를 확산하며 반응을 촉진하게 하는 가스혼합촉진부와, 상기 반응부 하측에 구비되어 유해가스를 확산 및 안정화시키기 위한 가스안정부로 이루어지며, 상기 송풍부와 탈취부 사이에는 상기 송풍부 측에서 유입된 유해가스 내부에 존재하는 이물질을 제거하는 전처리부;를 더 구비하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 비교적 저농도의 악취인 경우라도 플라즈마 반응을 통해서만 탈취 작용을 수행함으로써 에너지 효율 및 처리 효율면에서 매우 불리할 뿐만 아니라, 고농도의 악취 처리에는 미흡하다는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 악취의 제거 효율이 우수할 뿐만 아니라, 고농도의 악취 제거가 뛰어나도록 하며, 상이한 풍량의 악취 제거를 가능하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 악취 포함 기체가 내측으로 유입되는 제 1 챔버; 상기 제 1 챔버의 내측에 설치되고, 둘레를 따라 다수로 형성되는 제 1 유입구가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 형성됨으로써 상기 제 1 유입구를 통해 유입되는 악취 포함 기체가 와류를 형성하도록 하는 제 1 튜브; 상기 제 1 튜브에 연결되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 내측으로 공급되고, 분사노즐에 의해 내측으로 분사되는 산소와 수소를 점화플러그의 점화에 의해 플라즈마가 형성되도록 하여 기체에 포함된 악취를 제거하는 플라즈마토치부; 상기 플라즈마토치부에 연결되고, 상기 플라즈마토치부가 연결되는 측의 둘레를 따라 제 2 유입구가 다수로 형성되며, 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 기체를 외부로 배출시키는 제 2 튜브; 및 상기 제 2 튜브의 외측에 마련되고, 둘레를 따라 다수로 연결되는 유입파이프가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 연결됨으로써, 상기 유입파이프를 통해 유입되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제 2 튜브의 내측에서도 와류를 형성하면서 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 배출되도록 하는 제 2 챔버; 를 포함하는, 플라즈마 탈취 시스템이 제공된다.
상기 제 1 튜브는, 상기 제 1 챔버의 내측에 수직되게 설치되고, 상단이 상기 플라즈마토치부의 하단에 연결되고, 상기 제 2 튜브는, 상기 제 2 챔버의 중심부에 수직되게 설치되고, 상기 플라즈마토치부의 상단에 연결될 수 있다.
상기 플라즈마토치부는, 상측으로 갈수록 내측공간의 지름이 증가하도록 벽체가 경사지게 형성되고, 상기 분사노즐이 상기 벽체의 둘레를 따라 다수로 설치되어 산소와 수소를 분사할 수 있다.
상기 제 2 튜브의 내측에 설치되고, 기체의 통과를 허용하도록 다공이 형성되는 세라믹부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 챔버에 악취 포함 기체를 공급하는 제 1 펌프; 및 상기 제 2 챔버의 유입파이프에 악취 포함 기체를 공급하는 제 2 펌프를 더 포함하고, 상기 제 2 펌프는, 상기 제 1 펌프에 비하여 대용량의 악취 포함 기체를 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 탈취 시스템에 의하면, 악취 포함 기체의 와류 형성 및 플라즈마 처리에 의해 악취의 제거 효율이 우수할 뿐만 아니라, 고농도의 악취 제거가 뛰어나고, 비교적 대풍량과 소풍량의 악취를 동시에 제거할 수 있도록 함으로써 효용성과 처리 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 플라즈마 탈취 시스템(100)은 제 1 챔버(110), 제 1 튜브(120), 플라즈마토치부(130), 제 2 튜브(140) 및 제 2 챔버(150)를 포함할 수 있다.
제 1 챔버(110)는 악취 포함 기체가 내측으로 유입되는데, 이를 위해 악취 포함 기체가 유입되는 측에 공급파이프(111)가 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 튜브(120)는 제 1 챔버(110)의 내측에 설치되고, 둘레를 따라 다수로 형성되는 제 1 유입구(121)가 내측공간(122)에 대하여 접선 방향으로 형성됨으로써 제 1 유입구(121)를 통해 유입되는 악취 포함 기체가 와류를 형성하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 튜브(120)는 연결파이프(123)에 의해 플라즈마토치부(130)에 연결될 수 있다. 또한 제 1 튜브(120)와 연결파이프(123)의 연결, 연결파이프(123)와 플라즈마토치부(130)의 연결 등은 플랜지 이음을 이용할 수 있고, 연결부위에는 악취 포함 기체 등의 누설을 방지하기 위한 가스켓이나 오링 등의 실링부재가 개재될 수 있다.
플라즈마토치부(130)는 제 1 튜브(120)에 연결되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 내측으로 공급되고, 분사노즐(131)에 의해 내측으로 분사되는 산소와 수소를 점화플러그(132)의 점화에 의해 플라즈마가 형성되도록 하여 기체에 포함된 악취를 제거하도록 한다.
플라즈마토치부(130)는 상측으로 갈수록 내측공간(134)의 지름이 증가하도록 벽체(133)가 경사지게 형성될 수 있고, 분사노즐(131)이 벽체(133)의 둘레를 따라 다수로 설치되어 산소와 수소를 분사할 수 있다. 분사노즐(131)은 산소공급부(210)를 통해서 공급되는 산소와 수소공급부(220)를 통해서 공급되는 수소가 공급라인(230)을 통해서 공급되는데, 일례로 산소공급부(210)와 수소공급부(220)를 통해 공급되는 산소와 수소를 각각 분사하여 내측공간(134) 내에서 혼합되도록 하거나, 다른 예로서 산소와 수소가 혼합된 상태로 내측공간(134) 내에 분사되도록 할 수 있다.
제 2 튜브(140)는 플라즈마토치부(130)에 연결되고, 플라즈마토치부(130)가 연결되는 측의 둘레를 따라 제 2 유입구(141)가 다수로 형성되며, 플라즈마에 의해 악취가 제거된 기체를 끝단의 배출구(142)를 통해 외부로 배출시키도록 한다. 또한 제 2 튜브(140)는 내측에 세라믹부재(160)가 설치될 수 있다.
세라믹부재(160)는 제 2 튜브(140)의 내측에서 기체의 통과 경로에 설치되어 기체의 통과를 허용하기 위한 다공이 형성되기 위하여, 세라믹 재질의 다공체로 이루어지거나, 세라믹 재질로 이루어지되, 메쉬구조 또는 나란한 다수의 다공통로 등이 형성될 수 있다. 이러한 세라믹부재(160)는 플라즈마 에너지를 분산하여 안정화시키는 역할을 함과 아울러, 플라즈마에 의해 가열되어 기체에 포함되는 악취 제거 역할을 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제 2 챔버(150)는 제 2 튜브(140)의 외측에 마련되고, 둘레를 따라 다수로 연결되는 유입파이프(151)가 내측공간(152)에 대하여 접선 방향으로 연결됨으로써, 유입파이프(151)를 통해 유입되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 제 2 유입구(141)를 통해 제 2 튜브(140)의 내측에서도 와류를 형성하면서 플라즈마토치부(130)의 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 배출되도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 튜브(120)는 제 1 챔버(110)의 내측에 수직되게 설치될 수 있고, 상단이 플라즈마토치부(130)의 하단에 연결될 수 있다. 또한 제 2 튜브(140)는 제 2 챔버(150)의 중심부에 수직되게 설치될 수 있고, 플라즈마토치부(130)의 상단에 억지 끼움이나 용접 또는 플랜지 이음 등에 의해 연결될 수 있다.
제 1 챔버(110)에 악취 포함 기체가 공급하도록 연결되는 공급파이프(111)에 악취 포함 기체를 공급라인(171)을 통해 공급하도록 펌핑하는 제 1 펌프(170)가 마련될 수 있고, 제 2 챔버(150)의 유입파이프(151) 각각에 악취 포함 기체를 공급라인(181)을 통해 공급하도록 펌핑하는 제 2 펌프(180)가 마련될 수 있다. 여기서, 제 2 펌프(180)는 제 1 펌프(170)에 비하여 대용량의 악취 포함 기체를 공급하도록 할 수 있다. 따라서 용량이 상이한 악취 포함 기체, 예컨대 분당 10~20리터의 악취 포함 기체와 분당 150~200리터의 악취 포함 기체를 제 1 및 제 2 펌프(170,180) 각각의 펌핑력을 이용하여 동시에 플라즈마로 처리할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 탈취 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 펌프(170)의 펌핑에 의해 비교적 저풍량의 고농도 악취가 공급파이프(111)를 통해 제 1 챔버(110)로 공급되어, 접선 방향의 제 1 유입구(121) 각각을 통해서 제 1 튜브(120)로 공급됨으로써 와류를 형성하고, 와류의 악취 포함 기체가 제 1 튜브(120)의 내측을 따라 상승하여, 상하로 관통하도록 형성되는 플라즈마토치부(130)에 하측에서 상방으로 공급되고, 플라즈마토치부(130)에서 발생되는 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 세라믹부재(160)를 통과하여 제 2 튜브(140) 상단의 배출구(142)를 통해서 배출된다.
또한 제 2 펌프(180)의 펌핑에 의해 비교적 고풍량의 고농도 악취가 접선 방향의 유입파이프(151) 각각을 통해 제 2 챔버(150) 내측으로 공급되어 와류를 형성하면서, 플라즈마토치부(130) 상에 인접하도록 위치하는 제 2 유입구(141)를 통해 제 2 튜브(140) 내측으로 공급되어 와류를 유지한 상태에서, 플라즈마토치부(130)로부터 발생되는 플라즈마에 악취가 제거되어, 세라믹부재(160)를 통과하여 제 2 튜브(140) 상단의 배출구(142)를 통해 배출된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 악취 포함 기체의 와류 형성 및 플라즈마 처리에 의해 악취의 제거 효율이 우수할 뿐만 아니라, 고농도의 악취 제거가 뛰어나고, 비교적 대풍량과 소풍량의 악취를 동시에 제거할 수 있도록 함으로써 효용성과 처리 효율을 높일 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 제 1 챔버 111 : 공급파이프
120 : 제 1 튜브 121 : 제 1 유입구
122 : 내측공간 123 : 연결파이프
130 : 플라즈마토치부 131 : 분사노즐
132 : 점화플러그 133 : 벽체
134 : 내측공간 140 : 제 2 튜브
141 : 제 2 유입구 142 : 배출구
150 : 제 2 챔버 151 : 유입파이프
152 : 내측공간 160 : 세라믹부재
170 : 제 1 펌프 171 : 공급라인
180 : 제 2 펌프 181 : 공급라인
210 : 산소공급부 220 : 수소공급부
230 : 공급라인

Claims (5)

  1. 악취 포함 기체가 내측으로 유입되는 제 1 챔버;
    상기 제 1 챔버의 내측에 설치되고, 둘레를 따라 다수로 형성되는 제 1 유입구가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 형성됨으로써 상기 제 1 유입구를 통해 유입되는 악취 포함 기체가 와류를 형성하도록 하는 제 1 튜브;
    상기 제 1 튜브에 연결되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 내측으로 공급되고, 분사노즐에 의해 내측으로 분사되는 산소와 수소를 점화플러그의 점화에 의해 플라즈마가 형성되도록 하여 기체에 포함된 악취를 제거하는 플라즈마토치부;
    상기 플라즈마토치부에 연결되고, 상기 플라즈마토치부가 연결되는 측의 둘레를 따라 제 2 유입구가 다수로 형성되며, 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 기체를 외부로 배출시키는 제 2 튜브;
    상기 제 2 튜브의 외측에 마련되고, 둘레를 따라 다수로 연결되는 유입파이프가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 연결됨으로써, 상기 유입파이프를 통해 유입되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제 2 튜브의 내측에서도 와류를 형성하면서 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 배출되도록 하는 제 2 챔버;
    를 포함하는, 플라즈마 탈취 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 튜브는,
    상기 제 1 챔버의 내측에 수직되게 설치되고, 상단이 상기 플라즈마토치부의 하단에 연결되고,
    상기 제 2 튜브는,
    상기 제 2 챔버의 중심부에 수직되게 설치되고, 상기 플라즈마토치부의 상단에 연결되는, 플라즈마 탈취 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 플라즈마토치부는,
    상측으로 갈수록 내측공간의 지름이 증가하도록 벽체가 경사지게 형성되고, 상기 분사노즐이 상기 벽체의 둘레를 따라 다수로 설치되어 산소와 수소를 분사하는, 플라즈마 탈취 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 튜브의 내측에 설치되고, 기체의 통과를 허용하도록 다공이 형성되는 세라믹부재를 더 포함하는, 플라즈마 탈취 시스템.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버에 악취 포함 기체를 공급하는 제 1 펌프; 및
    상기 제 2 챔버의 유입파이프에 악취 포함 기체를 공급하는 제 2 펌프를 더 포함하고,
    상기 제 2 펌프는,
    상기 제 1 펌프에 비하여 대용량의 악취 포함 기체를 공급하는, 플라즈마 탈취 시스템.
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