KR101654178B1

KR101654178B1 - 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101654178B1
Application number: KR1020150062003A
Authority: KR
Inventors: 김조천
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-09-05

Abstract

본 발명은 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 사이클론 본체, 사이클론 본체 외주연부의 알루미늄이나 구리 등의 블록 및 블록을 감싸고 있는 냉각부재를 포함하고 있어, 사이클론 본체에 유입된 오염가스를 소정의 범위로 냉각시킴으로써 연소가스에 함유된 수분은 결정화를 통하여 제거할 수 있고, 또 사이클론 원리에 의하여 연소가스로부터 입자성 물질을 분리할 수 있는 전처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법{PRETREATMENT APPARATUS AND METHOD FOR ANALYSING AIR POLUTION DETECTION}

본 발명은 대기오염 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사이클론 외면에 냉각 펠티어와 히팅 펠티어를 장착하여, 펠티어 효과를 이용한 수분의 결정화, 수분 결정체와 입자성 물질과의 흡착 및 사이클론 원리에 의한 입자성 물질을 제거함으로써, 측정하고자 하는 연소가스 내에 함유된 수분과 입자성 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

도시화와 인구증가, 무분별한 자연훼손 등으로 인하여 우리의 자연환경은 갈수록 황폐해지고 있다. 특히, 급격한 산업발달과 함께 대두된 환경오염은 일부 국가들에만 국한된 문제가 아니라 지구촌 모든 국가들이 심각하게 고민하고 대응해야 하는 상황에 직면해 있다고 하여도 과언이 아니다.

이러한 환경오염문제의 대처방안으로는 오염물질의 배출을 억제하거나 필연적으로 배출될 수밖에 없는 배출된 오염물질을 제거하는 기술개발로 대별될 수 있다.

이 중, 오염물질의 배출 억제를 위해서는 각 배출원별 배출허용기준을 정하여 관리·규제하고 있으며, 일반적으로는 오염물질의 배출량이나 배출농도를 확인하기 위한 모니터링을 실시하고 있고 이러한 배출 모니터링은 환경오염방제 분야에서 매우 중요한 부분을 차지하고 있다.

특히, 환경오염 중 화석연료의 연소나 각종 제조공정 등에서 유래하는 대기오염물질을 모니터링하는 장치는 보통 광학기기를 기반으로 하는 측정 방식을 이용하고 있다. 그러나 이들 모니터링 장치는 측정하고자 하는 기체상 물질에 포함된 수분이나 입자상 물질로 인하여 연소 가스에 포함된 대기 오염물질의 정확한 물질명이나 농도를 파악하기 곤란한 경우가 많다.

따라서 오염물질과 그 농도를 정확히 파악하기 위하여, 측정이나 분석을 어렵게 하는 수분이나 입자상 물질을 사전에 제거한 후 측정 장치에 도입되어야 하며, 이러한 전처리 방법으로 필터를 사용하는 경우도 있다. 그러나 필터는 수분이나 입자상 물질 뿐만 아니라, 필터에서 제거된 수분이나 입자상 물질이 또 다른 여과체를 형성함으로 인하여 제거되지 않아야 할 즉, 측정하고자 하는 기체상 오염물질 마저도 제거될 수 있어 오염물질의 정확한 파악이 곤란해지는 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술인 한국공개특허공보 제2006-0039465호에는 수분 제거를 위한 전처리장치, 상기 전처리 장치 내부에는 내주연에 수분을 냉각 응착시키기 위한 글라스튜브가 구비되며, 또한 글라스튜브 내부에는 1차적 수분 제거를 위한 면사층이 더 형성되고, 상기 전처리장치 하부에는 냉각 응축 및 열탈착을 수행하는 펠티어 트랩이 구비되어, 시료포집부의 시료포집이 완료된 후, 수분 제거를 위해 가열 구동되는 대기오염 분석을 위한 수분 전처리 수단이 구비된 전처리장치에 관해 개시되어 있다.

그러나 상기 종래의 기술에서는 펠티어 트랩을 이용함으로써 가스에 함유되어 있는 수분을 제거할 수는 있으나, 입자상 물질은 여전히 제거하기 어려워 이로 인한 분석결과의 오차가 발생할 수 있다.

또한 상기 종래의 기술에서는 펠티어 트랩이 전처리 장치 일측면에만 구비되어 있어 온도의 제어가 어려울 뿐만 아니라 신속한 냉각이 곤란하고, 별도의 글라스튜브를 구비시켜야 하므로 장치가 복잡해진다는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2006-0039465호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연소가스 등에 포함된 수분과 입자상 물질을 완벽하게 제거하여 대기오염물질의 모니터링 장치에 대한 신뢰성을 확보하고, 나아가 구성의 간소화를 통하여 장치의 보수 등 유지관리가 용이한 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는 측정하고자 하는 대기오염물질이 포함된 연소가스가 유입되는 원통부(1) 일측면에 구비된 연소가스 유입관(2), 상기 연소가스에 포함된 수분과 입자가 제거된 후 배출되는 상기 원통부(1) 중앙 상부에 구비된 전처리된 연소가스 배출관(3) 및 제거된 수분과 입자성 물질을 배출하는 상기 원통부(1) 하부의 원뿔부(4)에 구비된 배출구를 포함하는 사이클론 본체(100)로 이루어지되, 상기 사이클론 본체(100)에는 상기 대기오염물질이 포함된 연소가스를 냉각하는 냉각부재(20) 및 가온하는 가온부재(30)가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 냉각부재(20)는 냉각 펠티어(21, 22)이며, 상기 가온부재는 히팅 펠티어(31)인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 유입관(2) 일측면에는 냉각 펠티어(21)가 구비됨과 동시에 타측면에는 히팅 펠티어(31)가 구비되고, 상기 원통부(1)와 상기 원뿔부(4)에는 냉각펠티어(22)가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 원통부(1)와 상기 원뿔부(4) 외주연부에는 알루미늄이나 구리 등의 블록(40)이 구비되고, 상기 알루미늄이나 구리 등의 블록(40) 외주연부에는 냉각펠티어(22)가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 대기오염물질이 포함된 연소가스의 온도를 측정하기 위한 상기 유입관(2)에 구비된 유입가스 온도측정장치(5); 및 상기 원뿔부(4)의 온도를 측정하기 위한 원뿔부 온도측정장치(6)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 대기오염물질이 포함된 연소가스의 습도를 측정하기 위한 상기 유입관(2)에 구비된 습도센서(7)가 더 구비된 것을 특징으로 하다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치는, 상기 사이클론 본체(100)를 수용하는 보호상자(60) 및 상기 보호상자(60)와 상기 사이클론 본체(100) 사이 공간부에 내장되는 유리섬유층(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법은, 측정하고자 하는 대기오염물질이 포함된 연소가스를 사이클론 본체(100)로 유입시키는 단계(500); 상기 사이클론 본체(100) 외주연부에 구비된 냉각부재(20)를 냉각시켜 상기 연소가스에 함유된 수분이 결정화시킴과 동시에 일부 입자성 물질이 상기 결정화된 수분 입자에 부착되는 단계(600); 상기 결정화된 수분 입자와 상기 수분 입자에 부착된 입자성 물질이 상기 사이클론 본체(100) 내주연 벽면부에 부착하거나 침강하고, 상기 수분입자와 입자성 물질이 제거된 연소가스는 상기 사이클론 본체(100) 상부로 배출되는 단계(700); 가온된 가스를 상기 사이클론 본체(100)로 유입시켜 상기 사이클론 본체(100) 내주연 벽면부에 부착된 결정화된 수분 입자를 용해시키는 단계(800); 및 상기 용해된 수분과 입자성 물질을 상기 사이클론 본체(100) 외부로 배출시키는 단계(900)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법은, 상기 결정화된 수분 입자에 부착하지 않은 연소가스에 함유된 입자성 물질은 사이클론 원리에 의하여 침강하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법은, 상기 사이클론 본체(100) 외주연부에 구비된 냉각부재(20)는 냉각 펠티어(22)이며, 상기 냉각온도는 -20 ± 10℃로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법은, 상기 연소가스를 사이클론 본체(100)로 유입시키는 단계에서 상기 연소가스의 온도를 70 ± 10℃로 유지시키되, 상기 온도 범위는 상기 유입관(2) 일측면의 냉각 펠티어(21)와 타측면의 히팅 펠티어(31)로 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법은, 냉각부재를 이용하여 연소가스를 냉각하고 사이클론 원심력을 이용하므로, 연소가스에 함유된 수분뿐만 아니라 입자성 물질을 함께 제거할 수 있어, 대기오염 측정 결과의 신뢰성을 담보할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 사이클론 본체 외주연부에 냉각부재와 가온부재를 구비시킴으로써 연소가스의 온도를 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A를 기준으로 위에서 바라본 본 발명의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치의 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A를 기준으로 위에서 바라본 평면도이다.

도 1과 2를 참조하면서 본 발명의 전처리 장치를 설명하면, 본 발명의 전처리 장치는 사이클론 본체(100); 냉각부재(20); 가온부재(30); 알루미늄이나 구리 등 열전도성 물질로 이루어진 블록(40) 및 보호상자(60)를 포함하여 구성한다.

상기 각 구성들을 상세히 살펴보면, 먼저 사이클론 본체(100)는 내부에 공간부를 가지며 수직으로 배치도는 원통부(1), 상기 원통부(1)와 연통되되 상부는 상기 원통부(1)와 연결되도록 동일한 직경을 가지며 하부로 갈수록 점차 직경이 감소하는 상광하협 구조의 원뿔부(4), 상기 원통부(1)의 일측면에 구비되어 측정하고자 하는 대기오염물질이 포함된 연소가스가 유입되는 연소가스 유입관(2) 및 상기 원통부(1) 중앙 상부에 위치하여 전처리된 연소가스를 후단의 오염물질 분석 장치로 유도하기 위한 연소가스 배출관(3)이 구비되어 있다.

또한 상기 상광하협 구조인 원뿔부(4) 하단에는 배출구(8)가 구비되어 있어 후술할 연소가스에 함유되어 있던 수분과 입자를 배출하도록 한다.

상기와 같은 사이클론 본체(100)의 구성은 통상적으로 널리 알려진 구성에 해당되므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 전처리 장치에서는 상기 사이클론 본체(100)로 유입되는 연소가스에 함유된 수분과 입자를 제거하기 위하여, 상기 연소가스 유입관(2)에는 냉각부재(20)와 가온부재(30)를 구비되고, 상기 원통부(1)와 원뿔부(4)에는 냉각부재(20)가 구비되어 있다는 점은 본 발명의 주요 특징부 중 하나에 해당된다.

상기 냉각부재(20)와 가온부재(30)에 관하여 더 구체적으로 설명하면, 첨부된 도 3 및 4에서 알 수 있듯이, 상기 연소가스 유입관(2)의 일측면에는 냉각부재(20)가 구비됨과 동시에 타측면에는 가온부재(30)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 연소가스 유입관(2)에 냉각부재(20)와 가온부재(30)를 함께 형성시키는 이유는 상기 유입관(2)으로 유입되는 연소가스의 온도를 일정한 범위로 유지시키기 위함이다. 즉, 연소가스의 온도가 너무 낮을 경우 수분이 응축될 수 있고 또 연소가의 온도가 너무 높을 경우 음페바 효과를 충분히 기대하기 어렵기 때문이다.

또한 상기 원통부(1)와 원뿔부(4) 외주연부에는 냉각부재(20)를 형성시켜 유입된 연소가스의 온도를 -20 ± 10℃로 냉각시킨다. 따라서 상기 냉각을 통하여 유입된 연소가스에 함유되어 있던 수분은 결정화되며 또 수분 결정체는 연소가스에 포함된 일부 입자를 포획하는 역할을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 상기 냉각부재(20)와 가온부재(30)는 동일한 기능 및 작용 효과를 달성할 수 있는 냉각 또는 가온수단이라면 특별히 제한하지는 않지만, 펠티어 효과를 이용하는 냉각 펠티어(21, 22), 히팅 펠티어(31)인 것이 바람직하다.

상기 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용한 냉각 펠티어(21, 22)와 히팅 펠티어(31)는 특정 국소부위를 냉각하거나 히팅하기 위한 장치로서, 두 개의 서로 다른 금속선의 양 끝을 접합한 다음 회로에 직류전기를 흘리면 한쪽 접합부에서 흡열, 다른 접합부에서는 발열이 일어나며, 전류의 방향을 반대로 하면 흡열과 발열이 반대로 일어나는 현상으로, 일종의 heat pumping 현상으로써 전자냉각의 원리이다. 따라서, 이러한 원리를 이용한 냉각 펠티어(21, 22)와 히팅 펠티어(31)는 특정 위치의 온도를 소망하는 온도로 정확하게 유지시킬 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기 원통부(1)와 원뿔부(4) 외주연부에는 열전도율이 우수하면서 비중이 낮은 알루미늄이나 구리 등의 블록(40)이 배치되어 있고, 또 상기 알루미늄이나 구리 등의 블록(40)은 냉각 펠티어(22)가 감싸는 구조로 설계될 수 있다. 여기서 알루미늄이나 구리 등의 블록(40)은 내측면은 상기 원통부(1)와 원뿔부(4)에 대응되는 형상이나 외측면은 직육면체 형상이다.

상기와 같은 구성으로 인하여 냉각 펠티어(22)에 의한 신속한 열 방출을 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 직육면체 형상인 알루미늄이나 구리 등의 블록(40) 외측면에 냉각 펠티어(22)가 구비되므로 냉각 펠티어(22)의 탈·부착 및 보수가 용이하다는 장점이 있다.

또한 본 발명의 전처리 장치는 상기 사이클론 본체(100), 냉각부재(20) 및 가온부재(30)를 수용하는 보호상자(60)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호상자(60)는 외부 충격으로부터 사이클론 본체(100), 냉각부재(20) 및 가온부재(30)를 보호하기 위한 것이며, 아울러 상기 보호상자(60)과 상기 사이클론 본체(100) 사이 공간부에는 단열효과가 탁월한 유리섬유층(50) 내장되어 있다. 따라서 냉각부재(20)에 의한 원뿔부(4)의 온도를 -20 ± 10℃로 유지하는 것이 가능할 뿐만 아니라 외부와의 열교환을 차단할 수 있으므로 효율적인 에너지 관리가 가능하다.

여기서, 대기오염물질이 포함된 연소가스의 온도를 측정하기 위하여 상기 유입관(2) 일측부에는 유입가스 온도측정장치(5)가 구비되며, 상기 원뿔부(4)의 온도를 측정하기 위한 원뿔부 온도측정장치(6)가 더 구비되어 있다. 이와 같은 유입가스 온도측정장치(5)와 원뿔부 온도측정장치(6)는 유입되는 가스와 원뿔부(4) 내부의 가스 온도를 원하는 범위로 유지하기 위한 것으로 연소가스에 함유된 수분과 입자의 제거효과를 극대화하기 위함이다.

비록 첨부된 도면에는 온도측정장치가 2개인 것으로 도시하고 있으나, 필요에 따라 온도측정장치의 설치 개수나 설치 장소는 다양하게 변형 실시될 수 있음은 이 기술분야의 당업자에게 자명하다.

또한 본 발명에서는 대기오염물질이 포함된 연소가스에 포함된 습도를 파악하기 위하여 상기 유입관 일측부에 습도센서(7)를 구비시킬 수 있다.

즉, 습도센서(7)는 유입 연소가스의 습도가 일정기준치 이상인 경우에는 연소가스 유량을 감소시키고, 또 일정기준치 이하인 경우에는 연소 가스 유량을 증가시키는 등, 유입 연소가스의 습도에 따라 연소가스 유량을 가감시켜 결과적으로는 사이클론 본체 내부 벽면에 수분 결정체가 고르게 형성될 수 있도록 유도할 수 있다.

또한 상기 온도측정장치(5, 6), 습도센서(7), 냉각부재(20), 가온 부재(30) 등을 제어하고 조절할 수 있는 콘트롤러(9)가 더 포함될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도 5를 참고하면서 본 발명의 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법에 관하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전처리 방법은, 전처리가 필요한 연소가스를 사이클론 본체(100)로 유입시키는 단계(500); 냉각부재(20)를 통하여 상기 연소가스에 함유된 수분을 결정화키고 일부 입자성 물질을 상기 결정화된 수분 입자에 부착되는 단계(600); 상기 결정화된 수분 입자와 입자성 물질이 상기 사이클론 본체(100)에 부착하거나 침강하고, 상기 수분 등이 제거된 연소가스가 배출되는 단계(700); 가온된 가스를 상기 사이클론 본체(100)로 유입시켜 결정화된 수분 입자를 용해시키는 단계(800); 및 상기 용해된 수분과 입자성 물질을 외부로 배출시키는 단계(900)를 포함하도록 구성된다.

상기 전처리 방법의 구성을 상세히 설명하면, 대기오염 측정 분석시 방해물질로 작용하는 연소가스에 함유된 수분과 입자를 제거하기 위하여 사이클론 본체(100)를 형성하는 원통부(1) 일측면에 구비된 연소가스 유입관(2)으로 연소가스를 유입시킨다.

여기서, 유입되는 연소가스의 온도를 70 ± 10℃로 유지시키는 것이 바람직하다. 즉, 연소가스의 온도가 너무 낮을 경우 수분이 응축될 수 있고 또 연소가의 온도가 너무 높을 경우 음페바 효과를 충분히 기대하기 어렵기 때문이다.

또한 상기 연소가스의 온도 조절은 상기 유입관(2) 일측면의 냉각 펠티어(21)와 타측면의 히팅 펠티어(31)로 구현할 수 있다.

상기와 같이 연소가스의 온도를 70 ± 10℃ 범위로 조절한 후, 원통부(1)와 원통부(1) 하부의 원뿔부(4) 외주연부에 구비된 냉각부재(20)를 이용하여 유입된 연소가스를 냉각시킨다. 여기서, 냉각부재(20)에 의한 냉각온도는 -20 ± 10℃로 유지하는 것이 바람직하며, 이러한 온도 범위로 인하여 증기 상태였던 수분은 결정화되며, 사이클론 내부에서의 기체흐름을 따라 유동되다가 원통부(1)나 원뿔부(4) 내측 벽면에 부착하게 된다. 또한 결정화된 수분 입자는 입자성 물질과 상호 충돌하면서 일부 입자성 물질은 수분 결정체에 부착되게 된다.

물론 수분 결정체나 입자성 물질이 상기 원통부(1)나 원뿔부(4) 내측 벽면에 부착되지 않더라도, 유체를 선회 흐름으로 하고 유체 속에 함유되는 입자에 원심력을 작용시켜 액체에서 분리 포집하는 사이클론 장치의 특징으로 인하여 상기 부착되지 않은 결정체나 입자성 물질은 원뿔부(4) 하부에 구비된 배출구(8)를 통하여 제거 가능하다.

한편, 상기 원통부(1) 혹은 원뿔부(4) 내측 표면에 부착된 수분 결정체를 제거하기 위하여 상기 연소가스 유입관(2)을 통하여 따뜻한 가스를 역 방향으로 공급할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사이클론 본체로 유입되는 연소 가스를 냉각시킴으로써, 연소 가스 내에 함유된 수분뿐만 아니라 입자성 물질을 함께 제거할 수 있는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

1 : 원통부
2 : 유입관
3 : 배출관
4 : 원뿔부
5 : 유입가스 온도측정장치
6 : 원뿔부 온도측정장치
7 : 습도센서
8 : 배출구
9 : 콘트롤러
20 : 냉각부재
21, 22 : 냉각펠티어
30 : 가온부재
31: 히팅 펠티어(블록 외주연부에 히팅 펠티어가 없다면 32는 삭제)
40 : 블록
50 : 유리섬유층
60 : 보호상자
100 : 사이클론 본체

Claims

대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치에 있어서,
상기 전처리 장치는 측정하고자 하는 대기오염물질이 포함된 연소가스가 유입되는 원통부 일측면에 구비된 연소가스 유입관;
유입되는 연소가스의 온도를 70 ± 10℃ 범위로 조절하기 위한 상기 유입관 일측면의 냉각펠티어와 타측면의 히팅 펠티어;
상기 연소가스에 포함된 수분과 입자가 제거된 후 배출되는 상기 원통부 중앙 상부에 구비된 전처리된 연소가스 배출관 및 제거된 수분과 입자성 물질을 배출하는 상기 원통부 하부의 원뿔부에 구비된 배출구를 포함하는 사이클론 본체로 이루어지되,
상기 원통부와 상기 원뿔부 외주연부에는 알루미늄 또는 구리 재질의 블록이 구비되고, 상기 알루미늄 또는 구리 재질 블록 외주연부에는 상기 70 ± 10℃ 범위로 조절된 대기오염물질이 포함된 연소가스를 -20 ± 10℃로 냉각하는 냉각펠티어 및 사이클론 본체 내주연 벽면부에 부착된 결정화된 수분 입자를 용해하는 히팅펠티어가 더 구비된 것을 특징으로 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 대기오염물질이 포함된 연소가스의 온도를 측정하기 위한 상기 유입관에 구비된 유입가스 온도측정장치; 및 상기 원뿔부의 온도를 측정하기 위한 원뿔부 온도측정장치가 더 구비된 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 대기오염물질이 포함된 연소가스의 습도를 측정하기 위한 상기 유입관에 구비된 습도센서가 더 구비된 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 사이클론 본체를 수용하는 보호상자 및 상기 보호상자와 상기 사이클론 본체 사이 공간부에 내장되는 유리섬유층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 장치.
청구항 1, 5 내지 7 중 어느 한 항의 전처리 장치를 이용한 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법에 있어서,
측정하고자 하는 대기오염물질이 포함된 연소가스를 사이클론 본체로 유입시키는 단계;
상기 사이클론 본체 외주연부에 구비된 냉각부재를 냉각시켜 상기 연소가스에 함유된 수분이 결정화시킴과 동시에 일부 입자성 물질이 상기 결정화된 수분 입자에 부착되는 단계;
상기 결정화된 수분 입자와 상기 수분 입자에 부착된 입자성 물질이 상기 사이클론 본체 내주연 벽면부에 부착하거나 침강하고, 상기 수분입자와 입자성 물질이 제거된 연소가스는 상기 사이클론 본체 상부로 배출되는 단계;
가온된 가스를 상기 사이클론 본체로 유입시켜 상기 사이클론 본체 내주연 벽면부에 부착된 결정화된 수분 입자를 용해시키는 단계; 및
상기 용해된 수분과 입자성 물질을 상기 사이클론 본체 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법
제8항에 있어서,
상기 결정화된 수분 입자에 부착하지 않은 연소가스에 함유된 입자성 물질은 사이클론 원리에 의하여 침강하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법.
제8항에 있어서,
상기 사이클론 본체 외주연부에 구비된 냉각부재는 냉각 펠티어이며, 상기 냉각 펠티어의 온도는 -20 ± 10℃로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법.
제8항에 있어서,
상기 연소가스를 사이클론 본체로 유입시키는 단계에서 상기 연소가스의 온도를 70 ± 10℃로 유지시키되, 상기 온도 범위는 상기 유입관 일측면의 냉각 펠티어와 타측면의 히팅 펠티어로 조절되는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정 분석을 위한 전처리 방법.