KR101691505B1 - 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대전체 세라믹필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터링되기 위해 공급되는 기체에 소석회를 분사하여 황산화물(SOx)을 제거하는 소석회분사부, 내부에 제1설치공간부가 형성되고, 소석회와 반응되어 생성된 석고(CaSo4)와 분진(PM)을 필터링하기 위한 제1세라믹부, 내부에 제2설치공간부가 형성되고, 상기 제1세라믹부의 제1설치공간부에 위치되어 상기 기체에서 질소산화물(NOx)을 필터링하기 위한 제2세라믹부, 상기 제2세라믹부에 코팅되는 촉매층, 상기 제1세라믹부와 제2세라믹부 사이가 이격되어 형성되는 반응공간부, 및 상기 반응공간부로 암모니아(NO3) 또는 요소(urea)를 공급하기 위한 암모니아 또는 요소공급부,를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 간단한 구조로 황산화물과 질소산화물을 필터링할 수 있어 필터링 효율을 향상시킴은 물론, 설치공간과 비용을 절감시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 간단한 구조로 황산화물과 질소산화물을 필터링할 수 있어 필터링 효율을 향상시킴은 물론, 설치공간과 비용을 절감시킬 수 있다.
Description
본 발명은 필터시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황산화물과 질소산화물을 순차적으로 필터링하되, 간단한 구조로, 설치공간과 비용을 절감시킬 수 있는 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 각 산업공정에서 발생하는 분진, 매연, 폐가스, 연기, 휘발성 유기 화합물 등의 유해물질의 폐해는 더욱 늘어나고 있는 실정이다.
따라서 이러한 공해물질의 방출을 막기 위하여 일부에서는 고분자 필터나 산업용 필터, 부직포 필터를 사용하고 있으나 각 필터들은 각각의 문제점이 존재함에 따라, 최근에는 세라믹필터가 사용되고 있다.
이러한 세라믹필터는 세라믹 섬유(Fiber)를 이용한 튜브 형태를 진공성형이나 압축성형해서 제조되는 것으로, 진공챔버의 크기제한에 따라 제작할 수 있는 세라믹 필터의 크기에 제약을 받게 되고 진공성형에 따라 제조된 세라믹 필터의 크기 제한을 가지므로 대형 필터는 제조하지 못하는 문제가 있다.
이를 극복하기 위하여, 종래 세라믹필터 제조는 등록특허 10-1359017에서 개진된 바와 같이, 망상 또는 다공질 구조체로 이루어진 담지체를 말아 중공 원통 또는 중공 다각기둥 형태의 틀 구조물 내부에 위치시킨 후, 틀 구조물을 회전시킨 상태에서 담지체 내부에 세라믹 분말을 포함한 슬러리를 분사하여 크기에 제한되지 않도록 제작되고 있다.
그러나 종래 세라믹필터는 필터링 대상물에 포함된 고형물의 이물질에 의해 필터링 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이를 해소하기 위해, 세라믹필터 전에 집진장치를 별도로 더 설치하여 사용하고 있지만, 필터링 대상물 전체에 대한 집진 필터링이 필요함에 따라, 집진장치의 설치공간부가 별도로 필요함은 물론, 집진장치와 세라믹필터 간의 이동경로도 확보해야되는 등의 문제점이 있었다.
이에 따라, 세라믹필터를 거치기 전에 미세먼지를 제거함에 따라, 필터링 효율을 향상시킴은 물론, 비용과 설치공간을 절감시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 필터링되기 위해 공급되는 기체에 소석회를 분사하여 황산화물(SOx)을 제거하는 소석회분사부, 내부에 제1설치공간부가 형성되고, 소석회와 반응되어 생성된 석고(CaSO4)와 분진(PM)을 필터링하기 위한 제1세라믹부, 내부에 제2설치공간부가 형성되고, 상기 제1세라믹부의 제1설치공간부에 위치되어 상기 기체에서 질소산화물(NOx)을 필터링하기 위한 제2세라믹부, 상기 제2세라믹부에 코팅되는 촉매층, 상기 제1세라믹부와 제2세라믹부 사이가 이격되어 형성되는 반응공간부, 및 상기 반응공간부로 암모니아(NH3) 또는 요소(urea)를 공급하기 위한 암모니아 또는 요소공급부,를 포함하여 간단한 구조로 황산화물과 질소산화물을 필터링할 수 있어 필터링 효율을 향상시킴은 물론, 설치공간과 비용을 절감시킬 수 있는 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템을 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 필터링되기 위해 공급되는 기체에 소석회를 분사하여 황산화물(SOx)을 제거하는 소석회분사부, 내부에 제1설치공간부가 형성되고, 소석회와 반응되어 생성된 석고(CaSO4)와 분진(PM)을 필터링하기 위한 제1세라믹부, 내부에 제2설치공간부가 형성되고, 상기 제1세라믹부의 제1설치공간부에 위치되어 상기 기체에서 질소산화물(NOx)을 필터링하기 위한 제2세라믹부, 상기 제2세라믹부에 코팅되는 촉매층, 상기 제1세라믹부와 제2세라믹부 사이가 이격되어 형성되는 반응공간부, 및 상기 반응공간부로 암모니아(NH3) 또는 요소(urea)를 공급하기 위한 암모니아 또는 요소공급부,를 포함한다.
바람직하게, 상기 제1세라믹부와 제2세라믹부는, 제1설치공간부와 제2설치공간부가 양방향으로 개방된 원통형으로 형성된다.
그리고 상기 제1세라믹부와 제2세라믹부는, 제1설치공간부와 제2설치공간부가 일방향으로만 개방되도록 형성된다.
또한, 필터링하고자 하는 기체는 상기 제1세라믹부의 측방향으로 유입되고, 상기 제1세라믹부를 거친 기체는 상기 제2세라믹부의 측방향으로 유입되어 통과된 후, 제2설치공간부의 개방된 단부를 통해 배출된다.
그리고 상기 촉매는, 오산화 바나듐(V2O5), 이산화 타이타늄(TiO2), 삼산화 텅스텐(WO3) 중 어느 하나 이상으로 코팅된다.
또한, 촉매가 코팅된 세라믹볼이 상기 반응공간부에 더 충진된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템에 의하면, 간단한 구조로 황산화물과 질소산화물을 필터링할 수 있어 필터링 효율을 향상시킴은 물론, 설치공간과 비용을 절감시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템의 작동상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 세라믹필터의 확대도를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 세라믹필터의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 필터시스템에 세라믹볼이 더 구비된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템의 작동상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 세라믹필터의 확대도를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 세라믹필터의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 필터시스템에 세라믹볼이 더 구비된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 세라믹필터의 확대도를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 세라믹필터의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 필터시스템에 세라믹볼이 더 구비된 상태를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템은 소석회분사부(100)와 제1세라믹부(200), 제2세라믹부(300), 촉매층(400), 반응공간부(500) 및 요소공급부(600)로 구성된다.
소석회분사부(100)는 필터링되기 위해 공급되는 기체에 소석회를 분사하여 황산화물(SOx)을 제거한다.
그리고 제1세라믹부(200)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 내부에 제1설치공간부(210)가 형성되고, 소석회와 반응되어 변환된 석고(CaSO4)와 분진(PM)을 필터링한다.
다시 말해, 기체에 포함된 황산화물(SOx)은 소석회와 혼합되어 반응함에 따라, 석고(CaSO4)로 변환되고, 제1세라믹부(200)의 포면에 석고(CaSO4)와 분진(PM)이 케이크되어 필터링된다.
이 케이크는 추후, 제1세라믹부(200)에서 분리시켜 제거함이 당연하다.
제2세라믹부(300)는 내부에 제2설치공간부(310)가 형성되고, 제1세라믹부(200)의 제1설치공간부(210)에 위치되어 기체에서 질소산화물(NOx)을 필터링하기 위해 구비된다.
또한 촉매층(400)은 제2세라믹부(300)에 코팅되고, 반응공간부(500)는 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300) 사이가 이격되어 형성된다.
암모니아 또는 요소공급부(600)는 반응공간부(500)로 암모니아(NH3) 또는 요소(urea)를 공급하기 위해 구비된다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 필터링하고자 하는 기체는 제1세라믹부(200)의 측방향으로 유입되고, 제1세라믹부(200)를 거친 기체는 제2세라믹부(300)의 측방향으로 유입되어 통과된 후, 제2설치공간부(310)의 개방된 단부를 통해 배출된다.
여기서, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 내부에 다수의 미세기공(H)이 형성되고, 이 미세기공(H)의 표면에는 질소산화물(NOx)의 환원반응을 매개하는 촉매층(400)이 코팅된다.
그리고 암모니아 또는 요소공급부(600)에 의해 암모니아 또는 요소가 공급되어 황산화물(SOx)이 필터링된 기체와 혼합하여 미세기공(H)을 통과하면서, 촉매층(400)과 반응이 수행되어 질소기체(N2)와 물을 생성한다[하기 반응식 1 참조].
[반응식 1] 
, 
이러한 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)는 세라믹금형에 의해 제조된다.
이 세라믹금형은 세라믹외형틀과 세라믹내형틀 및 세라믹가압틀로 구성된다.
세라믹외형틀은 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 외형을 형성하기 위해 내부공간부가 형성된다.
그리고 세라믹내형틀은 세라믹외형틀의 내부공간부에 위치되어 세라믹외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 내주면을 형성하게 된다.
세라믹가압틀은 세라믹외형틀과 세라믹내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 세라믹분말을 압축하기 위해 구비된다.
이러한 세라믹외형틀과 세라믹내형틀은 지지된 상태에서 세라믹가압틀을 프레스장치에 의해 충진된 세라믹분말이 가압되어 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)를 성형하게 된다.
여기서, 세라믹금형은 세라믹조정틀이 더 포함된다.
이 세라믹조정틀은 세라믹외형틀의 내부공간부와 세라믹내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 성형공간부의 크기를 조절함에 따라, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 사이즈를 조절할 수 있다.
다시 말해, 세라믹조정틀을 세라믹외형틀의 내부공간부에 설치할 경우, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 외경을 조절할 수 있고, 세라믹내형틀의 외측에 설치될 경우, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 각 설치공간부 사이즈를 조절할 수 있다.
물론, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)의 외경과 해당 세라믹부(200, 300)의 각 설치공간부 사이즈를 동시에 조절할 수도 있다.
이러한 세라믹금형에 의해 성형되는 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)는 일 실시 예로, 제1설치공간부(210)와 제2설치공간부(310)가 양방향으로 개방된 원통형으로 형성된다.
한편, 다른 실시 예로, 도 5에서 도시한 바와 같이, 제1세라믹부(200)와 제2세라믹부(300)는 제1설치공간부(210)와 제2설치공간부(310)가 일방향으로만 개방되도록 형성된다.
여기서, 촉매층(400)은 오산화 바나듐(V2O5), 이산화 타이타늄(TiO2), 삼산화 텅스텐(WO3) 중 어느 하나 이상으로 코팅된다.
그리고 도 6에서 도시한 바와 같이, 촉매가 코팅된 세라믹볼(700)이 반응공간부(500)에 더 충진된다.
이러한 복수의 세라믹볼(700)은 제2세라믹부(300)에 코팅된 촉매층(400)에서 질소산화물(NOx)을 제거하기 전에 먼저, 필터링됨에 따라, 제2세라믹부(300)에서의 질소산화물(NOx) 필터링 효율을 향상시킬 수 있다.
100 : 소석회분사부 200 : 제1세라믹부
300 : 제2세라믹부 400 : 촉매층
500 : 반응공간부 600 : 요소공급부
700 : 세라믹볼
300 : 제2세라믹부 400 : 촉매층
500 : 반응공간부 600 : 요소공급부
700 : 세라믹볼
Claims (4)
- 필터링되기 위해 공급되는 기체에 소석회를 분사하여 황산화물(SOx)을 제거하는 소석회분사부;
내부에 제1설치공간부가 형성되고, 소석회와 반응되어 변환된 석고(CaSO4)와 분진(PM)을 필터링하기 위한 제1세라믹부;
내부에 제2설치공간부가 형성되고, 상기 제1세라믹부의 제1설치공간부에 위치되어 상기 기체에서 질소산화물(NOx)을 필터링하기 위한 제2세라믹부;
상기 제2세라믹부에 코팅되어 질소산화물의 환원반응을 매개하기 위한 촉매층;
상기 제1세라믹부와 제2세라믹부 사이가 이격되어 형성되는 반응공간부; 및
상기 반응공간부로 암모니아(NH3) 또는 요소(urea)를 공급하기 위한 암모니아 또는 요소공급부;를 포함하고,
상기 제1세라믹부와 제2세라믹부는 내부에 다수의 미세기공이 형성되며,
필터링하고자 하는 기체는 상기 제1세라믹부의 측방향으로 유입되고, 상기 제1세라믹부를 거친 기체는 상기 제2세라믹부의 측방향으로 유입되어 통과된 후, 제2설치공간부의 개방된 단부를 통해 배출되며,
촉매가 코팅된 세라믹볼이 상기 반응공간부에 더 충진되고,
상기 제1세라믹부와 제2세라믹부는 세라믹금형에 의해 제조되며,
상기 세라믹금형은,
해당 세라믹부의 외형을 형성하기 위해 내부공간부가 형성된 세라믹외형틀;
상기 세라믹외형틀의 내부공간부에 위치되어 세라믹외형틀과의 사이에 성형공간부를 형성하여 해당 세라믹부의 내주면을 형성하기 위한 세라믹내형틀; 및
상기 세라믹외형틀과 세라믹내형틀에 의해 형성된 성형공간부에 충진된 세라믹분말을 압축하기 위한 세라믹가압틀;을 포함하고,
상기 세라믹외형틀의 내부공간부와 세라믹내형틀의 외측 중 어느 하나 이상에 위치되어 성형공간부의 크기를 조절하기 위한 세라믹조정틀;이 더 포함되며,
상기 세라믹조정틀은,
상기 세라믹외형틀의 내부공간부에 설치되거나 상기 세라믹내형틀의 외측에 설치되어 해당 세라믹부의 외경 또는 내경 사이즈를 조절할 수 있는 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 촉매층은,
오산화 바나듐(V2O5), 이산화 타이타늄(TiO2), 삼산화 텅스텐(WO3) 중 어느 하나 이상으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템. - 삭제
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020160022491A KR101691505B1 (ko) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101691505B1 true KR101691505B1 (ko) | 2017-01-02 |
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ID=57810518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020160022491A KR101691505B1 (ko) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 다층 세라믹부를 갖는 필터시스템 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101691505B1 (ko) |
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| JPH03169326A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理用多孔質セラミックフィルタ及び排ガス処理装置 |
| KR20060089277A (ko) * | 2005-02-03 | 2006-08-09 | 유재화 | 복합형 세라믹필터 |
| KR20070010725A (ko) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | 김기호 | 집진장치를 이용한 분진 및 질소산화물, 황산화물처리기술개발. |
| KR100941400B1 (ko) * | 2009-05-13 | 2010-02-10 | (주)대우건설 | 흡수·흡착제 순환형 다단 필터백을 이용한 통합 복층형 연소 배기가스의 처리장치 |
-
2016
- 2016-02-25 KR KR1020160022491A patent/KR101691505B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109045995A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-21 | 北京巨亚国际环境科技股份有限公司 | 一种生物质锅炉深度干法脱硫脱硝方法 |
| CN109045995B (zh) * | 2018-09-19 | 2021-02-12 | 北京巨亚国际环境科技股份有限公司 | 一种生物质锅炉深度干法脱硫脱硝方法 |
| KR102296714B1 (ko) * | 2020-11-11 | 2021-09-06 | 성진세미텍주식회사 | 질소 산화물 제거장치 |
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