KR101625029B1 - Oxidation apparatus of volatile organic compound - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휘발성 유기화합물 산화장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연소산화부와 촉매산화부 사이에 온도 필터가 구비되어 연소산화부로부터 배출되어 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 열기를 본체 내부에 균일하게 확산시킴으로써, 휘발성 유기화합물이 연소산화부 및 촉매산화부의 모든 영역에서 완전 산화될 수 있도록 하여 안정적인 처리효율을 제공하는 휘발성 유기화합물 산화장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 산화장치는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스가 유입되는 유입구를 구비하는 본체, 상기 본체 내부에 마련되며 상기 유입구로부터 유입되는 유해가스를 연소하여 1차 분해하는 연소산화부, 상기 연소산화부의 후단에 마련되며 상기 연소산화부에서 1차 분해된 유해가스를 촉매산화하여 2차 분해하는 촉매산화부, 및 상기 연소산화부와 상기 촉매산화부 사이에 마련되며 상기 연소산화부로부터 배출되는 유해가스에 의해 가열되어 상기 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 온도를 상기 본체 내부에 균일하게 확산시키는 온도필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a volatile organic compound oxidizing apparatus, and more particularly, to a volatile organic compound oxidizing apparatus having a temperature filter provided between a combustion oxidizing unit and a catalyst oxidizing unit to uniformly heat the noxious gas discharged from the combustion oxidizing unit, Thereby allowing the volatile organic compound to be completely oxidized in all regions of the combustion oxidizing portion and the catalytic oxidizing portion to thereby provide stable processing efficiency. The apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the present invention comprises a main body having an inlet through which a noxious gas containing a volatile organic compound flows, a burning oxidation unit provided in the main body for burning a noxious gas introduced from the inlet, A catalytic oxidizing portion provided at a downstream end of the combustion oxidizing portion and for secondary decomposition by catalytic oxidation of a noxious gas decomposed first in the combustion oxidizing portion, and a catalytic oxidizing portion provided between the combustion oxidizing portion and the catalytic oxidizing portion, And a temperature filter for uniformly diffusing the temperature of the noxious gas heated by the noxious gas discharged from the catalytic oxidation unit into the main body.
Description
본 발명은 휘발성 유기화합물 산화장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 연소산화부와 촉매산화부 사이에 온도 필터가 구비되어 연소산화부로부터 배출되어 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 열기를 본체 내부에 균일하게 확산시킴으로써, 휘발성 유기화합물이 연소산화부 및 촉매산화부의 모든 영역에서 완전 산화될 수 있도록 하여 안정적인 처리효율을 제공하는 휘발성 유기화합물 산화장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a volatile organic compound oxidizing apparatus, and more particularly, to a volatile organic compound oxidizing apparatus having a temperature filter provided between a combustion oxidizing unit and a catalyst oxidizing unit to uniformly heat the noxious gas discharged from the combustion oxidizing unit, Thereby allowing the volatile organic compound to be completely oxidized in all regions of the combustion oxidizing portion and the catalytic oxidizing portion to thereby provide stable processing efficiency.
일반적으로 휘발성 유기화합물은 유해대기물질, 악취의 원인물질로 호흡기관 장애, 발암물질 유발 등 인체에 대한 유해성을 갖는 것 이외에도 광화학 반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생의 원인물질로 환경오염을 일으키고 있다. In general, volatile organic compounds are harmful substances that cause harmful substances such as respiratory tract disorders and carcinogenic substances. They cause smog formation through photochemical reaction and environmental pollution as a cause of bad smell .
이러한 휘발성 유기화합물을 포함하여 공장에서 발생되는 유해가스는 산화과정을 통해 제거하는 것이 일반적이며, 연소산화를 이용하는 축열식연소산화(Regenerative Thermal Oxidation)장치와 및 촉매산화를 이용하는 축열식촉매산화(Regenerative Catalytic Oxidation)장치가 대표적인 방법이다.The harmful gas generated from the factory including the volatile organic compounds is generally removed through an oxidation process. The regenerative thermal oxidization apparatus using combustion oxidation and the regenerative catalytic oxidation using the catalytic oxidation ) Device is a representative method.
일본공개특허공보 제2007-132611는 축열식연소산화장치에 대하여 기술하고 있다. 축열식연소산화장치는 광범위한 구간에 걸쳐 배관 및 밸브와 다량의 축열재를 구비하여 유기화합물이 연소산화되도록 하는 것으로, 이는 상당히 많은 양의 축열재를 요구하며, 장치자체의 크기가 대형화되고, 축열에 따른 높은 산화온도 및 강제 배기 방식에 따른 에너지 손실이 큰 단점이 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-132611 describes a regenerative combustion oxidizing apparatus. The regenerative combustion oxidizing apparatus is provided with piping and valves and a large amount of regenerating material over a wide range to burn and oxidize the organic compound. This requires a considerably large amount of regenerating material, the size of the apparatus itself is increased, There is a disadvantage in that energy loss due to the high oxidation temperature and the forced exhaust system is large.
한편, 한국등록특허공보 제10-0588067호는 축열식촉매산화장치에 대하여 기술하고 있다. 축열식촉매산화장치는 여러 종류의 휘발성 유기화합물에 대한 촉매를 구비하고, 유해가스가 촉매를 통과하며 산화되도록 하는 것으로, 이는 손실되는 에너지가 많기 때문에 많은 운전비용을 요구하게 되며, 촉매의 열손상에 따른 사용수명 감소 및 유기화합물의 종류 변화에 따라 장치의 운전이 심하게 변동하게 되는 단점이 있다.Korean Patent Registration No. 10-0588067 describes a regenerative catalytic oxidation apparatus. The regenerative catalytic oxidation apparatus is equipped with a catalyst for various kinds of volatile organic compounds and allows the harmful gas to pass through the catalyst and oxidize. This causes a lot of operation cost due to a large amount of energy to be lost, There is a disadvantage in that the operation of the apparatus is severely fluctuated depending on the decrease in service life and the change in the kind of the organic compound.
이에 따라, 이러한 연소산화와 촉매산화 각각의 상호 단점을 보완하기 위해 이들 장치를 병합 구성하는 방식이 사용되기도 한다.Accordingly, in order to compensate for the mutual disadvantages of each of the combustion oxidation and the catalytic oxidation, a method of combining these devices may be used.
그러나 상술한 연소산화와 촉매산화의 병합 구성은 연소산화로부터 발생하는 열기가 균일하게 확산되지 않아 영역별로 온도의 편차가 존재하였고, 이로부터 유해가스의 가열이 불균일하게 이루어져 분해 효율이 떨어지는 단점이 있었다.However, the combined structure of the combustion oxidation and the catalytic oxidation described above has a disadvantage in that the heat generated from the combustion oxidation does not uniformly diffuse, and there is a temperature variation in each region, and the heating of the harmful gas is unevenly performed, .
또한, 밀집된 열기는 촉매층 또는 열교환부의 특정 영역에 열충격(Thermal Shock)을 가하게 되어, 촉매층 또는 열교환부의 수명이 감소하는 단점이 있었다.
Also, the dense heat has a disadvantage in that the thermal shock is applied to a specific region of the catalyst layer or the heat exchange portion, thereby reducing the service life of the catalyst layer or the heat exchange portion.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연소산화부로부터 배출되어 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 열기를 본체 내부에 균일하게 확산시킴으로써, 안정적인 유해가스 처리효율을 제공하는데에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for efficiently and efficiently purifying harmful gas by uniformly diffusing heat of a noxious gas discharged from a combustion oxidizing unit into a catalytic oxidizing unit, .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 산화장치는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스가 유입되는 유입구를 구비하는 본체, 상기 본체 내부에 마련되며 상기 유입구로부터 유입되는 유해가스를 연소하여 1차 분해하는 연소산화부, 상기 연소산화부의 후단에 마련되며 상기 연소산화부에서 1차 분해된 유해가스를 촉매산화하여 2차 분해하는 촉매산화부, 및 상기 연소산화부와 상기 촉매산화부 사이에 마련되며 상기 연소산화부로부터 배출되는 유해가스에 의해 가열되어 상기 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 온도를 상기 본체 내부에 균일하게 확산시키는 온도필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for oxidizing a volatile organic compound, the apparatus comprising: a main body having an inlet through which a noxious gas containing a volatile organic compound flows; A catalytic oxidizing section provided at a downstream end of the combustion oxidizing section for secondary oxidizing the noxious gas decomposed first in the combustion oxidizing section by catalytic oxidation; and a catalytic oxidizing section provided between the combustion oxidizing section and the catalytic oxidizing section And a temperature filter for uniformly diffusing the temperature of the noxious gas heated by the noxious gas discharged from the combustion oxidizing unit into the catalytic oxidizing unit.
또한, 본 발명은 상기 촉매산화부 후단에 마련되며 상기 촉매산화부로부터 배출되는 청정가스의 열을 이용하여 상기 유입구로 유입되는 유해가스를 예열하는 제1 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 본 발명은 상기 제1 열교환부와 상기 유입구를 연통하는 제1 예열가스공급관을 더 포함할 수 있다.The present invention further includes a first heat exchanger provided at a downstream end of the catalytic oxidizer to preheat the noxious gas flowing into the inlet using the heat of the clean gas discharged from the catalytic oxidizer. Further, the present invention may further include a first preheating gas supply pipe communicating the first heat exchanging unit and the inlet.
또한, 본 발명은 상기 온도필터와 상기 촉매산화부 사이에 마련되며 상기 연소산화부로부터 배출되는 유해가스의 열을 이용하여 상기 유입구로 유입되는 유해가스를 예열하는 제2 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 본 발명은 상기 제1 열교환부와 상기 제2 열교환부를 연통하는 제2 예열가스공급관 및 상기 제2 열교환부와 상기 유입구를 연통하는 제3 예열가스공급관을 더 포함할 수 있다. Further, the present invention further includes a second heat exchanger provided between the temperature filter and the catalytic oxidizer to preheat the noxious gas introduced into the inlet using the heat of the noxious gas discharged from the combustion oxidizer . Further, the present invention may further include a second preheating gas supply pipe communicating the first heat exchange unit and the second heat exchange unit, and a third preheated gas supply pipe communicating the second heat exchange unit and the inlet.
또한, 본 발명은 상기 제1 열교환부 전단에 마련되며, 외부로부터 유입되는 유해가스를 흡착하여 농축하는 농축기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 더불어 본 발명은, 상기 제1 열교환부 후단에 마련되며, 상기 제1 열교환부로부터 배출되는 청정가스의 열을 이용하여 상기 농축기로 공급되는 외부 공기를 예열하는 제3 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 본 발명은 상기 제1 열교환부와 상기 제3 열교환부를 연통하는 제4 예열가스공급관 및 농축 유해가스공급관을 더 포함할 수 있다.Further, the present invention is characterized by further comprising a concentrator provided at a front end of the first heat exchanger and configured to adsorb and concentrate the noxious gas introduced from the outside. The present invention further includes a third heat exchanger provided at a downstream end of the first heat exchanger and preheating external air supplied to the concentrator using the heat of the clean gas discharged from the first heat exchanger, do. Further, the present invention may further include a fourth preheating gas supply pipe and a concentrated harmful gas supply pipe which communicate the first heat exchange unit and the third heat exchange unit.
또한, 본 발명은 온도필터가 유해가스의 흐름에 대해 수직으로 배향되게 배치되는 것을 특징으로 한다. 나아가, 본 발명은 온도필터가 다공성 격자 또는 벌집구조를 이루는 다수의 단위셀로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 온도필터는 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 실리카-알루미나, 실리카-지르코니아, 티타니아-지르코니아, 티타니아-실리카, 알루미나-티타니아, 알루미나-지르코니아, 실리콘 카바이드, 세라믹 근청석, 멀라이드, 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 온도필터의 내부에 상하면 또는 좌우면의 중앙을 관통하는 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
Further, the present invention is characterized in that the temperature filter is arranged so as to be oriented perpendicular to the flow of the noxious gas. Further, the present invention is characterized in that the temperature filter is composed of a plurality of unit cells constituting a porous lattice or a honeycomb structure. The temperature filter may be formed of any one of alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, silica-alumina, silica-zirconia, titania-zirconia, titania-silica, alumina-titania, alumina-zirconia, silicon carbide, Or a mixture thereof. Further, the present invention is characterized in that a hole penetrating the center of the upper surface or the right and left sides is formed inside the temperature filter.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 연소에 의해 가열된 유해가스의 열기가 본체 내에 균일하게 확산되도록 함으로써, 발열량을 일정하게 유지하여 완전산화가 이루어지도록 하여 안정적인 처리효율을 제공할 수 있다.According to the present invention configured as described above, the heat of the noxious gas heated by the combustion is uniformly diffused in the main body, so that the total amount of heat is kept constant, thereby achieving complete oxidation, thereby providing stable processing efficiency.
또한, 본 발명은 연소에 의해 가열된 유해가스의 열기를 본체 내에 균일하게 분산하므로 열교환기 또는 촉매에 가해지는 열충격을 최소화하여 열교환기 또는 촉매의 사용수명을 증가시킬 수 있다. Further, since the heat of the noxious gas heated by the combustion is uniformly dispersed in the main body, the thermal shock applied to the heat exchanger or the catalyst can be minimized to increase the service life of the heat exchanger or the catalyst.
나아가, 본 발명은 다수의 열교환기를 구비하여 유입되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스를 예열하여 처리함으로써 유해가스의 가열에 소비되는 연료소모를 최소화 할 수 있다.Further, the present invention can minimize the consumption of fuel consumed in the heating of the noxious gas by preheating and treating the noxious gas including the volatile organic compound, which has a plurality of heat exchangers.
또한, 본 발명은 연소산화부, 촉매산화부 및 다수개의 열교환기가 일체형으로 제작되는 간단한 구성으로, 배관 사용이 최소화 되어 고장이 적고 보수 등을 위한 접근이 용이하다.
Further, the present invention has a simple structure in which a combustion oxidizing unit, a catalytic oxidizing unit, and a plurality of heat exchangers are integrally manufactured, minimizing the use of piping and thus reducing the number of faults and facilitating maintenance.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도필터의 사시도
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 도면1 is a view schematically showing a device for oxidizing a volatile organic compound according to a first embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of a temperature filter according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view schematically showing the apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the second embodiment of the present invention
4 is a view schematically showing the apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the third embodiment of the present invention
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a volatile organic compound oxidation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 휘발성 유기화합물 산화장치는 본체(10)와 본체(10) 내에 구비된 연소산화부(100), 촉매산화부(200), 온도필터(300), 제1 열교환부(400) 및 제1 예열가스공급관(410)을 포함한다.1, the apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the present invention includes a
본체(10)는 내부가 빈 직육면체의 형상으로, 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스가 유입되는 유입구(11)와, 유입구(11)를 통해 본체(10) 내부로 유입된 유해가스가 후술하는 연소산화부(100), 촉매산화부(200), 및 온도필터(300)를 거쳐 처리된 청정가스가 배출되는 배출구(12)가 각각 형성된다. 이와 같이, 연소산화부(100), 촉매산화부(200)를 비롯한 각 구성이 본체(10) 내부에 일체형으로 구비됨으로써, 장치 전체의 구성을 단순화·소형화하고, 또한 외부로의 열손실을 최소화하여 유해가스 처리 공정 전체의 열효율을 극대화할 수 있다.The
연소산화부(100)는 본체(10) 내부의 일측에 위치하며, 유입구(11)를 통해 유입된 유해가스를 가열하기 위한 버너(110)를 포함한다. 연소산화부(100) 내부는 버너(110)의 가열작용으로 인해 약 800℃의 고온까지 승온되며, 이로써 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스가 연소되어 분해된다. The burning
촉매산화부(200)는 본체(10) 내의 연소산화부(100) 후단에 위치하며, 연소산화부(100)에서 1차 분해된 유해가스를 촉매를 이용하여 연속적으로 분해하기 위한 촉매층(210)을 포함한다. 촉매로는, 일반적으로 백금 혹은 팔라듐 같은 귀금속류, 또는 크롬산화물, 코발트산화물, 구리산화물, 망간산화물 등과 같은 금속산화물 등이 이용될 수 있으며, 입자상의 촉매를 담지체에 충전하거나, 촉매물질을 기하학적으로 표면적이 큰 담지체에 코팅하여 사용할 수 있고, 이때 담지체로는 비표면적이 큰 감마형 알루미나를 하니컴형(Honeycomb Type, 벌집모양), 펠릿형(Pellet Type), 그물구조 등의 형상으로 성형하여 사용할 수 있다.The catalytic oxidizing
일반적으로 촉매산화부(200)의 촉매층(210)은 약 450℃의 온도에서 최상의 효율로 유해가스를 분해할 수 있다. 그리고, 무엇보다 촉매층(210) 전체에서 산화작용이 진행될 수 있도록, 촉매층(210) 전면에 걸쳐 균일한 온도 분포로 유해가스가 유입되어야만 최상의 분해 효율을 기대할 수가 있다. In general, the
연소산화부(100)와 촉매산화부(200) 사이에는 연소산화부(100)와 촉매산화부(200)를 상호 구획하여, 그 영역을 각각 확정하는 온도필터(300)가 위치한다.Between the
온도필터(300)는 연소산화부(100)와 촉매산화부(200)를 상호 구획하는 동시에, 연소산화부(100)에서 가열된 유해가스가 균일한 온도로 본체(10) 내부에서 확산되도록 한다. 즉, 온도필터(300)는 촉매산화부(200)로 유입되는 유해가스의 온도를 촉매산화에 적합한 최적의 온도로 조절할 뿐만 아니라, 촉매산화부(200)의 촉매층(210) 전면에 걸쳐 균일한 온도로 유해가스가 유입될 수 있도록 한다.The
도 2 는 본 발명에 따른 온도필터의 사시도이다.2 is a perspective view of a temperature filter according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 온도필터(300)는 사각기둥 형상으로, 유해가스의 유로를 제공하는 단위셀(310)과 유해가스 흐름의 와류를 형성하는 홀(320)을 포함한다. 2, the
단위셀(310)은 온도필터(300)의 표면에 반복 형성되어, 다수의 다공성 격자 또는 벌집구조(honey comb)를 이룬다. 이러한 단위셀(310)은 유해가스가 온도필터(300)를 통과할 수 있는 유로를 제공하며, 유해가스가 온도필터(300)와 최대한 넓은 면적에서 접촉할 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. The
홀(320)은 온도필터(300)의 상하면 또는 좌우면의 중앙을 관통하도록 형성된다. 홀(320)의 형상은 원형일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 온도필터(300)의 내부에 일정 공간을 마련할 수 있는 것이면 적당하다. 이러한 홀(320)의 내부 표면에도 상술한 단위셀(310)이 반복 형성된다.The
온도필터(300)는 세라믹 물질, 가령 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 실리카-알루미나, 실리카-지르코니아, 티타니아-지르코니아, 티타니아-실리카, 알루미나-티타니아, 알루미나-지르코니아, 실리콘 카바이드, 세라믹 근청석(cordierite), 멀라이드(mullite) 및 이들의 혼합물 또는 조합일 수 있다.The
온도필터(300)는 연소산화부(100)에서 발생되는 열기가 본체(10) 내부에서 균일하게 확산되도록 한다. 즉, 단위셀(310)을 통해 유입된 유해가스는 홀(320) 내부에서 와류를 형성함으로써, 일정 시간 동안 잔류하여 산화작용을 지속하게 되고, 이로써 연소 산화효과가 극대화된다. 더 나아가, 와류로 인해 온도필터(300) 내부로 유입된 유해가스의 온도가 균일하게 되어 촉매산화부(200)로 유입되게 되고, 이로써 촉매산화부(200)의 촉매층(210) 전반에 걸쳐 균일하게 촉매산화가 이루어지게 된다. The
제1 열교환부(400)는 본체(10) 내의 연소산화부(100) 후단에 위치한다. 제1 열교환부(400)는 열교환 효율이 탁월한 주전열면 열교환기가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공지기술로부터 다양한 형태의 적용이 가능하다. 이러한 제1 열교환부(400)는 촉매산화부(200)로부터 배출되는 청정가스의 열을 이용하여 유입구(11)로부터 유입되는 유해가스를 예열한다.The first
제1 예열가스공급관(410)은 제1 열교환부(400)와 연소산화부(100)를 연통하도록 마련된다. 제1 예열가스공급관(410)은 가열된 유해가스에 의해 고온에서도 손상되지 않는 내열성소재로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1 예열가스공급관(410)은 본체(10) 외부에 마련된다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(10) 내부에 마련되거나, 나아가 제1 열교환부(400)와 연소산화부(100) 사이의 온도필터(300) 및 촉매산화부(200)를 관통하여 마련될 수 있다. 이러한 제1 예열가스공급관(410)은 제1 열교환부(400)로부터 예열된 유해가스가 연소산화부(100)로 유입될 수 있도록 안내한다.The first preheated
이하, 본 실시예의 휘발성 유기화합물 산화장치의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the apparatus for oxidizing a volatile organic compound of this embodiment will be described.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자제품, 반도체 및 LCD 제조공정 등 각종공정에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스는 약 40℃의 온도로 유입된다. 유입된 유해가스는 먼저 제1 열교환부(400)를 통과하며 예열된다. 이때, 예열온도는 제1 열교환부(400)의 설계에 따라 다를 수 있으나, 바람직하게는 230℃까지 예열된다. 이와 같이 예열된 유해가스는 제1 예열가스공급관(410)을 통해서 연소산화부(100)로 유입된다. 연소산화부(100)로 유입된 유해가스는 버너(110)의 가열로 인하여 온도가 상승하고, 이로써 800℃까지 이르러 1차 분해가 이루어진다. 가열된 유해가스는 온도필터(300)의 단위셀(310)을 통과하여 온도필터(300)의 홀(320)로 유입된다. 홀(320)로 유입된 유해가스는 와류를 일으키며 산화작용을 지속하고, 균일한 온도로 온도필터(300)를 통과한다. 온도필터(300)를 통과한 유해가스는 촉매산화부(200)로 확산된다. 이때, 촉매산화부(200)의 온도는 유해가스의 처리용량 및 연소산화부(100)의 버너(110)로부터 이격된 거리에 따라 다를 수 있으나, 촉매산화에 필요한 적정온도를 고려하면 450℃인 것이 바람직하다. 촉매산화부(200)를 거쳐 2차 처리된 가스는 제1 열교환부(400)에서 외부로부터 유입되는 유해가스와 열교환된 후 배기구를 통하여 배출된다. 청정가스는 110℃ 이하의 온도로 배출되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, noxious gases including volatile organic compounds emitted from various processes such as electronic products, semiconductors, and LCD manufacturing processes are introduced at a temperature of about 40 ° C. The introduced noxious gas passes through the first
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows a volatile organic compound oxidation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
설명 상의 편의를 위하여, 다른 실시예에서와 동일한 구성 및 그 작용에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.For the sake of descriptive convenience, the same configuration as that of the other embodiments and a detailed description of its operation will be omitted.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 휘발성 유기화합물 산화장치는 본체(10), 연소산화부(100), 촉매산화부(200), 제1 열교환부(400), 온도필터(300)와 더불어 제2 열교환부(500), 제2 예열가스공급관(420) 및 제3 예열가스공급관(430)을 포함한다.3, the apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the present embodiment includes a
제2 열교환부(500)는 온도필터(300)와 촉매산화부(200) 사이에 위치한다. 제2 열교환부(500)는 열교환 효율이 탁월한 주전열면 열교환기가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공지기술로부터 다양한 형태의 적용이 가능하다. 이러한 제2 열교환부(500)는 연소산화부(100)에서 배출된 유해가스가 촉매산화부(200)에 적합한 온도조건을 확보하도록 한다. 즉, 제2 열교환부(500)는 연소산화부(100)에서 800℃까지 가열된 유해가스를 유입하여 450℃로 배출시키고, 이로써 촉매산화부(200)는 최상의 처리효율을 갖는다. 한편, 제2 열교환부(500)는 연소산화부(100)로부터 배출되는 1차 분해된 유해가스의 열을 이용하여 유입된 유해가스를 예열한다.The second
제2 예열가스공급관(420)은 제1 열교환부(400)와 제2 열교환부(500)를 연통하도록 마련된다. 제2 예열가스공급관(420)은 가열된 유해가스에 의해 고온에서도 손상되지 않는 내열성소재로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제2 예열가스공급관(420)은 본체(10) 외부에 마련된다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(10) 내부에 마련되거나, 나아가 제1 열교환부(400)와 제2 열교환부(500) 사이의 촉매산화부(200)를 관통하여 마련될 수 있다. 이러한 제2 예열가스공급관(420)은 제1 열교환부(400)로부터 예열된 유해가스가 제2 열교환부(500)로 유입될 수 있도록 안내한다.The second preheated
제3 예열가스 공급관은 제2 열교환부(500)와 연소산화부(100)를 연통하도록 마련된다. 제3 예열가스공급관(430)은 가열된 유해가스에 의해 고온에서도 손상되지 않는 내열성소재로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제3 예열가스공급관(430)은 본체(10) 외부에 마련된다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(10) 내부에 마련되거나, 나아가 제2 열교환부(500)와 연소산화부(100) 사이의 온도필터(300)를 관통하여 마련될 수 있다. 이러한 제3 예열가스공급관(430)은 제2 열교환부(500)로부터 예열된 유해가스가 연소산화부(100)로 유입될 수 있도록 한다.The third preheated gas supply pipe is provided so as to communicate the second heat exchanging part (500) and the combustion oxidizing part (100). The third preheated
이하, 본 실시예의 휘발성 유기화합물 산화장치의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the apparatus for oxidizing a volatile organic compound of this embodiment will be described.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자제품, 반도체 및 LCD 제조공정 등 각종공정에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스는 약 40℃의 온도로 유입된다. 유입된 유해가스는 먼저 제1 열교환부(400)를 통과하며 예열된다. 이때, 예열온도는 제1 열교환부(400)의 설계에 따라 다를 수 있으나, 바람직하게는 230℃까지 예열된다. 제1 열교환부(400)에서 예열된 유해가스는 제3 예열가스공급관(430)을 통해서 제2 열교환부(500)로 유입된 후, 예열된다. 유해가스는 제2 열교환부(500)에서 바람직하게 680℃까지 예열된다. 이와 같이 예열된 유해가스는 연소산화부(100)로 유입된다. 연소산화부(100)로 유입된 유해가스는 버너(110)의 가열로 인하여 온도가 상승하고, 이로써 800℃에 이르러 1차 분해가 이루어진다. 가열된 유해가스는 온도필터(300)의 단위셀(310)을 통과하여 온도필터(300)의 내부 홀(320)로 유입된다. 내부 홀(320)로 유입된 유해가스는 와류를 일으키며 산화작용을 지속하며 균일한 온도로 온도필터(300)를 통과한다. 온도필터(300)를 통과한 유해가스는 제2 열교환부(500)로 유입된다. 제2 열교환부(500)로 유입된 유해가스는 제1 열교환부(400)로부터 유입된 유해가스와 열교환된 후 450℃의 온도로 촉매산화부(200)에 유입된다. 촉매산화부(200)를 거쳐 2차 처리된 가스는 제1 열교환부(400)에서 외부로부터 유입되는 유해가스와 열교환된 후 배기구를 통하여 배출된다. 청정가스는 110℃ 이하의 온도로 배출되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, noxious gases including volatile organic compounds emitted from various processes such as electronic products, semiconductors, and LCD manufacturing processes are introduced at a temperature of about 40 ° C. The introduced noxious gas passes through the first
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 산화장치를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 4 schematically shows a VOC oxidizing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 휘발성 유기화합물 산화장치는 농축기(700), 제3 열교환부(600), 제4 예열가스공급관(440) 및 농축 유해가스공급관(450)을 더 포함한다.4, the apparatus for oxidizing a volatile organic compound according to the present embodiment further includes a
농축기(700)는 제1 열교환부(400) 전단에 위치하며, 본체(10) 외부에 배치될 수 있다. 농축기(700)는 농축된 유해가스를 공급함으로써, 화염의 비용을 최소화할 수 있도록 한다. 농축기(700)의 내부에는 흡착제층이 마련된다. 흡착제층은 활성탄 또는 제올라이트계 섬유로 성형되어 저온의 유해가스에 포함되어 있는 유해물질을 흡착하고, 가열하게 되면 흡착한 유해물질의 탈착이 이루어진다. The
이러한 농축기(700)는 외부로부터 유입되는 유해가스를 흡착제층이 흡착하여 농축한다. 유해물질이 흡착되어 있는 흡착제층에 제3 열교환부(600)로부터 예열된 외부공기를 공급하게 되면, 유해물질의 탈착이 일어나면서 농축된 유해가스가 제2 열교환부(500)로 이동하게 된다. 이러한 작용에 의해, 농축기(700)에서는 농축된 유해가스와 청정한 공기가 동시에 생산된다. 흡착하여 농축된 유해가스와 별도로 청정한 공기도 생성되어, 이 청정한 공기는 공기중에 방출된다. In the
제3 열교환부(600)는 온도필터(300)와 촉매산화부(200) 사이에 위치한다. 제3 열교환부(600)는 열교환 효율이 탁월한 주전열면 열교환기가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공지기술로부터 다양한 형태의 적용이 가능하다. 이러한 제3 열교환부(600)는 농축기(700)의 농축된 유해가스를 흡착제층으로부터 탈착시킬 수 있도록 한다. 또한, 제3 열교환부(600)는 제1 열교환부(400)의 후단에서 제1 열교환부(400)의 예열 작용을 보충하여 예열 특성을 강화한다.The third
제4 예열가스공급관(440)은 농축기(700)와 제3 열교환부(600)가 연통하도록 마련된다. 제4 예열가스공급관(440)은 가열된 외부공기 및 유해가스에 의해 고온에서도 손상되지 않는 내열성소재로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제4 예열가스공급관(440)은 본체(10) 외부에 마련된다. 이러한 제4 예열가스공급관(440)은 제3 열교환부(600)로부터 예열된 외부공기가 농축기(700)로 유입될 수 있도록 안내한다.
농축 유해가스공급관(450)은 농축기(700)와 제1 열교환부(400)가 연통하도록 마련된다. 농축 유해가스공급관(450)은 가열된 외부공기 및 유해가스에 의해 고온에서도 손상되지 않는 내열성 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 농축 유해가스공급관(450)은 농축기(700)에서 흡착하여 농축된 유해가스가 제1 열교환부(400)로 유입될 수 있도록 안내한다.The fourth preheated
The concentrated noxious
이하, 본 실시예의 휘발성 유기화합물 산화장치의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the apparatus for oxidizing a volatile organic compound of this embodiment will be described.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자제품, 반도체 및 LCD 제조공정 등 각종공정에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 유해가스는 약 40℃의 온도로 농축기(700)에 유입된다. 유입된 유해가스는 농축기(700) 내부에 흡착되어 농축된다. 한편, 실온의 외부공기는 송풍장치를 통해 본체(10) 내부로 유입된다. 유입된 외부공기는 먼저 제3 열교환부(600)를 통과하며 예열되는데, 이때, 예열온도는 제3 열교환부(600)의 설계에 따라 다를 수 있으나, 바람직하게는 180℃까지 예열된다. 제3 열교환부(600)에서 예열된 외부공기는 제4 예열가스공급관(440)을 통해 농축기(700)로 유입된 후, 농축기(700) 내부에 농축된 유해가스를 탈착시키고, 농축된 유해가스는 제1 열교환부(400)로 유입된다. 이때, 농축된 유해가스의 온도는 120℃가 바람직하다. 유해가스는 제1 열교환부(400)를 통과하며 315℃까지 예열된다. 제1 열교환부(400)에서 예열된 유해가스는 제3 예열공급배관을 통해서 제2 열교환부(500)로 유입되어 예열된다. 유해가스는 제2 열교환부(500)에서 바람직하게 750℃까지 예열된다. 이와 같이 예열된 유해가스는 연소산화부(100)로 유입된다. 연소산화부(100)로 유입된 유해가스는 버너(110)의 가열로 인하여 온도가 상승하고, 이로써 800℃에 이르러 1차 분해가 이루어진다. 가열된 유해가스는 온도필터(300)의 단위셀(310)을 통과하여 온도필터(300)의 내부 홀(320)로 유입된다. 내부 홀(320)로 유입된 유해가스는 와류를 일으키며 산화작용을 지속하며 균일한 온도로 온도필터(300)를 통과한다. 온도필터(300)를 통과한 유해가스는 제2 열교환부(500)로 유입된다. 제2 열교환부(500)로 유입된 유해가스는 제1 열교환부(400)로부터 유입된 유해가스와 열교환된 후 450℃의 온도로 촉매산화부(200)에 유입되어 2차 처리된다. 2차 처리된 청정가스는 제1 열교환부(400)와 제3 열교환부(600)를 지나면서, 농축기(700) 및 외부로부터 유입된 유해가스와 열교환된 후 배기구를 통하여 배출된다. 청정가스는 90℃ 이하의 온도로 배출되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 4, noxious gas containing volatile organic compounds emitted from various processes such as electronic products, semiconductors, and LCD manufacturing processes flows into the
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Those skilled in the art will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed not only in the specific embodiments but also in the scope of claims, and all technical ideas within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 본체 11: 유입구
12: 배출구 100: 연소산화부
110: 버너 200: 촉매산화부
210: 촉매층 300: 온도필터
310: 단위셀 320: 홀
400: 제1 열교환부 410: 제1 예열가스공급관
420: 제2 예열가스공급관 430: 제3 예열가스공급관
440: 제4 예열가스공급관 450: 농축 유해가스공급관
500: 제2 열교환부 600 : 제3 열교환부
700: 농축기10: main body 11: inlet
12: exhaust port 100: burning oxidation part
110: burner 200: catalytic oxidation part
210: catalyst layer 300: temperature filter
310: unit cell 320: hole
400: first heat exchanger 410: first preheating gas supply pipe
420: second preheated gas supply pipe 430: third preheated gas supply pipe
440: Fourth preheated gas supply pipe 450: Concentrated harmful gas supply pipe
500: second heat exchanger 600: third heat exchanger
700: thickener
Claims (12)
상기 본체 내부에 마련되며, 상기 유입구로부터 유입되는 유해가스를 연소하여 1차 분해하는 연소산화부;
상기 연소산화부의 후단에 마련되며, 상기 연소산화부에서 1차 분해된 유해가스를 촉매산화하여 2차 분해하는 촉매산화부;
상기 연소산화부와 상기 촉매산화부 사이에 마련되며, 상기 연소산화부로부터 배출되는 유해가스에 의해 가열되어 상기 촉매산화부로 유입되는 유해가스의 온도를 상기 본체 내부에 균일하게 확산시키는 온도필터;
상기 촉매산화부 후단에 마련되며, 상기 촉매산화부로부터 배출되는 청정가스의 열을 이용하여 상기 유입구로 유입되는 유해가스를 예열하는 제1 열교환부;
상기 제1 열교환부와 상기 유입구를 연통하는 제1 예열가스공급관; 및
상기 온도필터와 상기 촉매산화부 사이에 마련되며, 상기 연소산화부로부터 배출되는 유해가스의 열을 이용하여 상기 유입구로 유입되는 유해가스를 예열하는 제2 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
A main body having an inlet through which a noxious gas containing a volatile organic compound flows;
A combustion oxidizing unit provided inside the main body, for burning the noxious gas introduced from the inlet and performing primary decomposition;
A catalytic oxidizing part provided at a downstream end of the combustion oxidizing part and performing a secondary decomposition by catalytic oxidation of a noxious gas decomposed first in the combustion oxidizing part;
A temperature filter which is provided between the combustion oxidizing unit and the catalytic oxidizing unit and uniformly diffuses the temperature of the noxious gas heated by the noxious gas discharged from the combustion oxidizing unit into the catalytic oxidizing unit,
A first heat exchanger provided at a downstream end of the catalytic oxidizer to preheat the noxious gas introduced into the inlet using the heat of the clean gas discharged from the catalytic oxidizer;
A first preheating gas supply pipe communicating the first heat exchange unit and the inlet; And
And a second heat exchanger provided between the temperature filter and the catalytic oxidizer to preheat the noxious gas flowing into the inlet using the heat of the noxious gas discharged from the combustion oxidizer. Oxidizing device.
상기 제1 열교환부와 상기 제2 열교환부를 연통하는 제2 예열가스공급관; 및
상기 제2 열교환부와 상기 유입구를 연통하는 제3 예열가스공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 4,
A second preheating gas supply pipe communicating the first heat exchange unit and the second heat exchange unit; And
Further comprising: a third preheating gas supply line communicating the second heat exchange unit and the inlet.
상기 제1 열교환부 전단에 마련되며, 외부로부터 유입되는 유해가스를 흡착하여 농축하는 농축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 5,
Further comprising a concentrator provided at a front end of the first heat exchanger and configured to adsorb and concentrate the noxious gas introduced from the outside.
상기 제1 열교환부 후단에 마련되며, 상기 제1 열교환부로부터 배출되는 청정가스의 열을 이용하여 상기 농축기로 공급되는 외부 공기를 예열하는 제3 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 6,
Further comprising a third heat exchanger provided at a downstream end of the first heat exchanger and preheating external air supplied to the concentrator using the heat of the clean gas discharged from the first heat exchanger, Device.
상기 농축기와 상기 제3 열교환부를 연통하는 제4 예열가스공급관; 및
상기 농축기와 상기 제1 열교환부를 연통하는 농축 유해가스공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치
The method of claim 7,
A fourth preheating gas supply pipe communicating the thickener and the third heat exchanger; And
Further comprising a condensed harmful gas supply pipe for communicating the concentrator and the first heat exchanging unit,
상기 온도필터는 유해가스의 흐름에 대해 수직으로 배향되게 배치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 8,
Wherein the temperature filter is arranged to be oriented perpendicular to the flow of the noxious gas.
상기 온도필터는 다공성 격자 또는 벌집구조를 이루는 다수의 단위셀로 구성되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 9,
Wherein the temperature filter comprises a plurality of unit cells constituting a porous lattice or a honeycomb structure.
상기 온도필터는 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 실리카-알루미나, 실리카-지르코니아, 티타니아-지르코니아, 티타니아-실리카, 알루미나-티타니아, 알루미나-지르코니아, 실리콘 카바이드, 세라믹 근청석, 멀라이드, 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.
The method of claim 10,
The temperature filter may be selected from the group consisting of alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, silica-alumina, silica-zirconia, titania-zirconia, titania-silica, alumina-titania, alumina-zirconia, silicon carbide, And a mixture thereof.
상기 온도필터는 그 내부에 상하면 또는 좌우면의 중앙을 관통하는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 산화장치.The method of claim 11,
Wherein the temperature filter has a hole formed therein, the hole passing through the center of the upper surface or the left and right surfaces.
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KR102382966B1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-04-08 | (주) 환경과에너지 | The thermal oxidizer and catalytic oxidizer |
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KR20150111216A (en) | 2015-10-05 |
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