KR101693328B1 - 자가 세정 폐가스 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 처리 효율을 높이고, 운용 비용을 줄일 수 있는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치는, 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 스크러버; 및 상기 스크러버의 세정액을 필터링하여 세척하기 위한 여과부를 포함할 수 있다.

Description

자가 세정 폐가스 처리 장치{SELF-CLEANING WASTE GAS SCRUBBER}
본 발명은 자가 세정 폐가스 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체 제조 공정, 화학 공장 및 화공 플랜트 등에서 배출되는 폐가스를 처리하기 위한 자가 세정 폐가스 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정, 화학 공장 및 화공 플랜트 등에서 배출되는 배기가스는 유독성, 폭발성, 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라, 그대로 대기 중으로 방출되는 경우에는 환경 오염을 유발하는 원인이 된다. 따라서 이러한 배기가스는 유해 성분 등의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요하며, 이와 같은 정화 처리 과정을 거친 무해 가스만을 대기 중으로 방출하도록 법적으로 의무화되어 있다.
예를 들어, 반도체는 산화, 식각, 증착 및 포토 공정 등 다양한 제조 공정을 거쳐서 제조되고, 이들 반도체 제조 공정에는 반응 가스로 다양한 종류의 유독성 화공 약품 및 화학 가스 등이 사용되며, 반응 가스들은 산화 성분, 인화 성분 및 유독 성분 등을 포함한다.
따라서, 반도체 제조 공정의 여러 단계에서 아르신, 포스핀, 디보란, 모노실란, 암모니아, 산화질소, 보론 트리 클로라이드, 불소 화합물 및 실리카 등으로 대표되는 가스상의 독성물질 및 더스트, 분진 등을 포함하는 폐가스가 발생하게 된다.
이러한 폐가스에 포함된 독성 물질 및 분진 등의 제거를 위하여, 반도체 설비의 배기 라인에는 다양한 형태의 폐가스 처리 장치가 설치되고 있다.
현재 폐가스를 처리하는 방법에는 크게 건식(Burning) 방식과 습식(Wetting) 방식이 있다. 건식 방식은 주로 수소기 등을 함유한 발화성 가스를 고온의 연소실에서 분해, 반응 또는 연소시켜 배기 가스를 처리하는 방식이고, 습식 방식은 폐가스를 물 등의 세정액에 통과 및 용해시켜 처리하는 방식이다.
종래의 습식 폐가스 처리 장치는 여러 종류가 있는데, 그 중 한가지는 폐가스를 몸체 내의 충진물과 물에 통과시켜 유해물질과 분진 등을 충진물에 침전되도록 하는 장치이다. 이러한 장치는 충진물에 가스 또는 분진이 포집되어 축적되고 순환수를 재이용하게 되므로, 순환수의 염 농도 증가로 인하여 폐가스 처리 효율은 점점 저하되고 압력 손실이 설계치 이상으로 상승한다. 따라서 폐가스 처리 장치의 가스 처리 효율 저하를 방지하고, 설계 범위 내의 차압을 유지하기 위해 주기적으로 충진물 등을 세정해야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치는 몸체(10), 충진 카트리지(20), 및 데미스터(30)를 포함한다.
몸체(10)의 일측에는 유입구(11)가 형성되고, 타측에는 배기구(12)가 형성되며, 몸체(10)의 내부에는 충진 카트리지(20)가 설치된다. 충진 카트리지(20)는 내부 공간을 가지고 복수의 관통공이 형성되는 상자 형상으로서, 충진 카트리지(20)의 내부 공간에는 복수의 충진물(미도시)이 채워진다.
충진 카트리지(20)의 상부에는 복수의 분사관(40)이 배치되고, 각각의 분사관(40)에 형성되는 복수의 노즐(41)을 통하여 충진 카트리지(20) 측으로 세정액이 분사된다. 따라서, 유입구(11)를 통하여 유입되는 폐가스의 유해 성분 등이 세정액과 혼합되어 충진물에 포집된다.
또한, 충진 카트리지(20)와 배기구(12) 사이에는 데미스터(30)가 배치되고, 충진 카트리지(20)를 통과한 폐가스와 수분은 데미스터(30)에 포집되며, 정화 처리된 기체는 배기구(12)를 통하여 배출된다.
폐가스 처리에 사용되는 세정액은 외부로부터 공급되는 상수 등이 이용되는데, 세정 후 몸체(10) 하부로 낙하한 세정액은 분사관(40)을 통하여 분사되어 재사용된다. 세정액은 폐가스 처리 시에 폐가스의 오염 물질 등에 의해 점차 오염되고, 충진물의 오염 또한 심해져 충진 카트리지 처리 능력이 저하되며, 충진 카트리지의 압력 손실이 커져 예방 보수 주기가 짧아진다. 따라서, 소정 주기마다 오염된 세정액을 폐기하고 새로운 세정액을 공급하거나, 이를 필터링하여 사용해야 한다.
하지만, 새로운 세정액을 공급하는 경우에 세정액 공급 비용 및 사용 후 오염된 폐수를 처리하기 위한 폐수 처리 비용이 상승하고, 오염된 세정액을 필터링하여 사용하는 경우에도 필터 교체 비용이 발생하는 문제점이 있다. 특히, 폐가스 처리량이 큰 경우에 이들 비용이 대단히 증가하므로 폐가스 처리 비용이 많이 소모되는 단점이 있다.
또한, 일반적으로 세정액을 사용함에 따라 세정액의 염 농도가 상승하고, 염 농도가 소정 수치에 도달하면 폐가스 처리가 불가능해지므로 세정액을 교체해야 한다. 하지만, 폐가스 내에 실리카 등의 파우더가 포함되는 경우에 세정액에 파우더가 포집되어 폐가스 처리 능력이 저하되므로, 염 농도가 낮음에도 불구하고 세정액을 교체해야 하는 단점이 있다.
또한, 충진 카트리지(20) 및 데미스터(30)의 오염물 침착량이 증가하여 가스 유동로가 폐쇄되므로 가스 처리가 용이하지 못하고, 이를 세척하기 위하여 자주 청소해야하는 문제가 있으며, 청소 중에는 장치를 정지시켜야 하므로 생산 공정에 차질이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 더하여, 세척 작업 시 작업자가 몸체(10) 내부에서 작업해야 하는데, 몸체(10)는 밀폐된 공간으로서 가스 중독이나 질식 등을 방지하기 위한 특수 장비 등이 필요하여 이를 위한 비용 및 시간이 많이 소모되고, 안전사고가 발생할 수 있는 단점이 있다.
등록실용신안공보 제0248212호(2001.09.14)
본 발명은 폐가스 처리 능력 및 효율이 우수한 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 세정액 사용량 및 운용 비용을 절감할 수 있는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장치의 세척 주기를 늘릴 수 있는 수 있는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장치의 세척으로 인한 안전사고 발생을 줄일 수 있는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치는, 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 스크러버; 및 상기 스크러버에 이용되는 상기 세정액을 필터링하여 세정하기 위한 여과부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스크러버는, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 정화처리된 가스가 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 하나 이상의 가스 처리 필터부; 상기 세정액을 분사하는 하나 이상의 노즐을 가지는 복수의 분사관; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 폐가스의 수분을 포집하여 제거하기 위한 데미스터; 상기 몸체 하부에 형성되어 상기 세정액을 포집할 수 있는 저수조; 및 상기 배출구 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하고, 상기 유입구는 가스 유량 조절 장치를 통하여 상기 폐가스 덕트에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스 처리 필터부는, 상기 폐가스에 포함되는 불순물을 포집하는 충진물; 및 상기 폐가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 케이스를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 충진물은 파도 형상의 파형판을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 파형판에는 복수의 관통공이 관통 형성될 수 있다.
바람직하게는, 복수의 상기 파형판은 서로 소정 간격 이격되고, 서로 이웃하는 상기 파형판의 파도 형상의 방향이 엇갈리도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 충진물은 랜덤 패킹(Random packings) 부재 및 스트럭쳐 패킹(Structured packings) 부재 중 어느 하나 이상을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
바람직하게는, 상기 저수조의 상기 세정액을 강제 이송하기 위한 순환 펌프; 및 상수도관과 상기 저수조를 연결하는 상수 공급밸브를 더 포함하고, 상기 분사관은 순환 공급관 및 상기 순환 펌프에 의해 상기 저수조에 연결되며, 상기 저수조는 폐기밸브에 의해 하수도관과 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 저수조의 수위를 측정하기 위한 레벨 트랜스미터; 및 약품 공급관과 상기 저수조 사이를 연결하는 약품 공급밸브를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 순환 공급관에 연결되어 상기 세정액의 전기 전도도를 측정하기 위한 ORP 측정 센서; 및 상기 순환 공급관에 연결되어 상기 세정액의 pH를 측정하기 위한 pH 센서를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 여과부는, 필터가 구비되는 필터부; 상기 필터부, 세정액 유입관 및 역세수 배출관에 연결되는 제1 삼방밸브; 상기 필터부, 역세수 유입관 및 세정액 회수관에 연결되는 제2 삼방밸브; 및 상기 세정액의 강제 유동을 위하여 상기 세정액 유입관에 구비되는 여과 펌프를 포함하고, 상기 세정액 유입관 및 상기 세정액 회수관은 상기 저수조에 연결되고, 상기 역세수 유입관은 역세수 공급밸브를 통하여 상수도관에 연결되며, 상기 역세수 배출관은 하수도관에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 세정액 유입관 및 상기 세정액 회수관에 연결되어 상기 세정액의 압력차를 측정하기 위한 압력계; 및 상기 세정액 회수관에 연결되어 상기 저수조 내부로 상기 세정액을 분사하기 위한 세정액 회수 분사관을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 저수조에 연결되어 상기 세정액의 오염도를 측정하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 필터는 하나 이상의 디스크 필터를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체에 연결되어 상기 유입구 및 상기 배출구 사이의 차압을 측정하기 위한 차압계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 몸체 내에 배치되고, 상기 분사관이 삽입되어 지지될 수 있도록 관형상을 가지며, 일측에 상기 분사관의 노즐이 노출되기 위한 슬릿부가 형성되는 분사관 가이드를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 서로 이웃하여 복수로 적층되는 상기 케이스 사이를 연결하기 위한 결합부를 더 포함하고, 상기 결합부에는 일 측에는 내측을 향하도록 내측 단턱부가 형성되고, 타 측에는 외측을 향하도록 외측 단턱부가 형성되며, 상기 내측 단턱부 및 상기 외측 단턱부가 서로 맞물려 슬라이딩 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 결합부에는 지지봉이 삽입되기 위한 삽입공이 관통 형성되고, 상기 케이스가 몸체를 통하여 상부로 리프팅되고 상기 삽입공에 상기 지지봉이 삽입되어 상기 지지봉에 의해 상기 케이스가 지지된 후 상부 측 상기 케이스가 하부 측 상기 케이스로쿠터 슬라이딩 이탈할 수 있다.
본 발명의 자가 세정 폐가스 처리 장치는, 세정액을 재활용하여 사용할 수 있으므로 운용 비용을 낮출 수 있고, 장치 내의 오염물 침착을 줄여 폐가스 처리 성능 및 효율을 높일 수 있으며, 장치의 세척 주기를 늘릴 수 있는 효과가 있다. 또한, 장치 세척 및 교체 주기를 연장할 수 있어, 가스 중독 등의 안전사고 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 스크러버를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 여과부를 나타내는 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 충진물을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 세정액 회수 분사관을 나타내는 도면,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 분사관(311)의 설치를 나타내는 도면,
도 8a 내지 도 8i는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 가스 필터 처리부의 교체를 나타내는 도면, 및
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 스크러버를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치는, 스크러버 및 여과부를 포함하고, 스크러버는 몸체(110), 가스 처리 필터부(210) 및 데미스터(220)을 포함한다.
통형상을 가지는 몸체(110)의 일측에는 폐가스가 유입될 수 있도록 유입구(112)가 형성되고, 타측에는 가스가 배출될 수 있도록 배출구(113)가 형성된다.
또한, 유입구(112)는 폐가스 덕트(613)에 연결되고, 유입구(112)와 폐가스 덕트(613) 사이에는 가스 유량 조절 장치(111)가 구비되어 폐가스 유입량이 조절될 수 있으며, 가스를 강제 유동시킬 수 있도록 배출구(113) 측에는 배기팬(114)이 구비된다.
하나 이상의 가스 처리 필터부(210)는 몸체(110) 내에 배치되고, 가스 처리 필터부(210)와 배출구(130)의 사이에는 기류 중의 액적 제거를 위한 데미스터(220)가 배치된다.
가스 처리 필터부(210)는 내부 공간을 가지고 복수의 관통공이 형성되는 상자 형상의 케이스를 포함하고, 케이스의 내부 공간에는 오염 물질의 포집을 위한 복수의 충진물이 배치된다.
가스 처리 필터부(210)의 상부에는 순환 공급관(320)이 배치되고, 각 가스 처리 필터부(210)의 전방 및 후방, 그리고 데미스터(220)의 전방에는 분사관(311)이 배치되며, 각각의 분사관(311)에는 밸브 및 복수의 노즐이 구성된다. 분사관(311)은 가스 처리 필터부(210)의 전방 및 후방에 배치되는데, 각각의 노즐이 가스 처리 필터부(210) 측을 향하도록 배치된다.
몸체(110) 하부의 저수조(116)에는 순환 펌프(115)가 연결되고, 분사관(311)과 순환 펌프(115)는 순환 공급관(320)에 의해 연결된다. 따라서, 저수조(116)의 세정액은 순환 펌프(115) 및 순환 공급관(320)에 의해 분사관(311)에 공급되며, 분사관(311)의 노즐을 통하여 몸체(110) 내부로 분사될 수 있다. 이때, 저수조(116)에는 세정액 수위를 체크하기 위한 레벨 트랜스미터(414)가 설치되어 저수조(116)의 저수위로 인한 순환 펌프(115) 공회전을 방지할 수 있다. 또한, 저수조(116)는 상수도관(610)과 연결되고, 저수조(116)와 상수도관(610)의 사이에는 상수 공급밸브(413)가 설치되어 저수조(116)의 저수위 시 상수를 공급받을 수 있다.
저수조(116)의 일측에는 세정액을 배출하기 위한 드레인 포트(119)가 형성되고, 세정액이 드레인 포트(119)를 향하여 포집되어 배출될 수 있도록 저수조(116) 내부의 바닥면(118)은 드레인 포트(119) 측으로 경사지도록 형성된다. 드레인 포트(119)는 드레인 배관 및 폐기밸브(416)를 통하여 하수도관(611)과 통하는 세정액 폐기관(117)에 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 드레인 포트(110)가 형성되지 않고 저수조(116)가 세정액 폐기관(117) 측에 연결될 수 있으며, 이 경우에도 세정액의 원할한 배출을 위하여 저수조(116) 내부의 바닥면(118)이 세정액 배출부 측을 향하여 경사지도록 형성된다.
또한, 저수조(116)는 약품 공급관(612)에 연결되고, 약품 공급관(612)과 저수조(116)의 사이에는 약품 공급밸브(415)가 설치된다.
순환 공급관(320)의 세정액은 pH 센서(412) 및 ORP 센서(411)에 의해 각각 pH 및 전기 전도도가 측정될 수 있으며, 세정액의 pH가 소정 수치 이하로 하강 또는 소정 수치 이상으로 상승하는 경우에 약품 공급밸브(415)가 작동하여 약품 공급관(612)으로부터 세정액으로 약품이 공급될 수 있다. 또한, 세정액의 전기 전도도가 소정 수치 이상으로 상승하는 경우에 폐기밸브(416)가 작동하여 저수조(116)의 세정액 일부 또는 전부가 세정액 폐기관(117)으로 배출될 수 있다.
폐가스의 처리 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 세정액의 pH는 소정 수치 이상 또는 이하로 유지하고, 전기 전도도는 소정 수치 이하로 유지하는 것이 바람직하므로 pH 센서(412) 및 ORP 센서(411)를 통하여 세정액의 pH 및 전기 전도도를 정상 수치 범위 내로 유지시킬 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 여과부를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 여과부는 필터부(511), 제1 삼방밸브(512) 및 제2 삼방밸브(513)를 포함한다. 필터부(511)의 하우징 내에는 필터가 구비되는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 필터는 복수가 적층되는 디스크 필터일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 세정액을 필터링하고, 역세 및 수세가 가능한 어떠한 필터라도 사용될 수 있다.
하우징의 측부에는 제1 삼방밸브(512)가 연결되고, 하우징의 하부에는 제2 삼방밸브(513)가 연결된다. 제1 삼방밸브(512)에는 세정액 유입관(520) 및 역세수 배출관(519)이 연결되고, 제2 삼방밸브(513)에는 역세수 유입관(521) 및 세정액 회수관(522)이 연결된다. 따라서, 제1 삼방밸브(512) 및 제2 삼방밸브(513)의 조절에 따라 유로가 변경될 수 있다.
세정액 유입관(520) 및 세정액 회수관(522)은 저수조(116)에 연결되고, 역세수 유입관(521)은 역세수 공급밸브(514)를 통하여 상수도관(610)에 연결되며, 역세수 배출관(519)은 세정액 폐기관(117)에 연결된다. 또한 세정액 유입관(520)에는 세정액의 강제 유동을 위한 여과 펌프(510)가 구비되고, 세정액 유입관(520) 및 세정액 회수관(522)에는 압력계(515)가 설치된다. 여기에서 여과 펌프(510), 제1 삼방밸브(512), 제2 삼방밸브(513), 압력계(515) 및 역세수 공급밸브(514) 등은 제어판넬(700)에 연결되어 제어될 수 있다.
여과 펌프(510)에 의해 저수조(116)의 세정액이 세정액 유입관(520)을 통하여 필터부(511)에 공급될 수 있고, 필터부(511)에서 고형물이 필터링되어 세척된 세정액은 세정액 회수관(522)을 통하여 저수조(116)로 회수된다. 이 때, 여과 펌프(510)는 제어판넬(700)에 의해 수동 운전되거나, 타이머 또는 압력계(515)에 의해여 자동 운전될 수 있다.
필터부(511)에서 세정액의 필터링이 진행될수록 필터부(511)에 오염물이 적체되어 압력이 상승하고, 필터링 처리 능력은 감소한다. 따라서, 압력계(515)에서 감지되는 압력치가 설정 수치 이상이 되었을 때 역세모드로 운전할 수 있도록 제어판넬(700)에 의해 제어될 수 있다.
필터부의 성능은 처리되는 세정액 내에 포함된 오염물 중 스크러버 막힘의 주 원인이 되는 평균 지름 1μm 내지 5μm의 입자를 필터링할 수 있는 것이 바람직하다.
한편, 저수조에는 오염도 검출 센서(516)가 연결되어 세정액의 오염도가 측정될 수 있으며, 이를 통하여 세정액 필터링 처리 시기를 파악할 수 있다. 또한, 오염도 검출 센서(516)는 탁도 또는 세정액의 고형물 농도 등 오염도를 측정할 수 있는 어떠한 측정 센서라도 가능하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 충진물을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 충진물은 파도 물결 모양을 가지는 파형판(211)으로서 복수의 파형판(211)이 서로 소정 간격으로 이격되어 적층될 수 있다. 파형판(211)은 서로 이웃하는 파형판(211)의 파도 모양의 방향이 평행하지 않도록 엇갈려 배치되고, 폐가스가 서로 이웃하는 파형판(211)의 사이를 원활하게 관통할 수 있도록 파형판(211) 사이의 공간이 폐가스의 유동 방향을 이루도록 배치된다.
일실시예에 따르면, 복수의 파형판(211)은 서로 평행하고, 파형이 서로 45°또는 60°의 각도를 가지도록 규칙적으로 교차 배치될 수 있다. 파형의 깊이는 교차 각도 및 파형판(211)의 재질에 따라 다르나, 바람직하게는 비표면적 500m2/m3 기준으로 6mm, 250m2/m3 기준으로 12mm, 그리고 125m2/m3 기준으로는 25mm 정도이며, 처리 가스의 종류, 제거 효율, 처리 가스에 포함된 오염물 농도 등에 따라 조절될 수 있다. 또한, 가스 및 세정액의 확산을 위하여 파형판(211)에는 하나 이상의 관통공(212)이 형성되며, 관통공(212)의 지름은 일실시예에 따르면 바람직하게는 약 4mm 내지 5mm일 수 있으나, 처리 가스의 특성에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 형태의 가스 처리 필터부(210)는 동일한 압력 손실 대비 일반적인 가스 처리 필터보다 비표면적이 큰 장점이 있다. 따라서, 가스 처리 효율을 위해 직경 1 inch 이하의 패킹을 충진하는 것이 바람직하지만 처리 공탑 속도 등의 여러 조건 때문에 이를 사용하기 곤란한 스크러버에 본 발명에 따른 충진물을 적용하는 것이 가능하다.
한편, 충진물은 파형판(211)에 한정되는 것은 아니며, 폴링(Pall ring), 트라이팩(Tri-pack) 및 텔러렛(Tellerette), 랜팩(Lanpac), 라시히 링(Rasching ring) 및 새들(saddle), CMR(Cascade mini ring), 플렉시팩(Flexipac), 너터링(Nutter ring), 멜라팩(Mellaoak) 및 몬츠팩(Montz-Pak) 등 폐가스 중의 유해 물질, 분진, 및 더스트 등을 포집할 수 있는 어떠한 충진물이라도 사용 가능하며, 랜덤 패킹(Random packings) 부재 또는 스트럭쳐 패킹(Structured packings) 부재 등일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 폐가스 처리 과정은 다음과 같다.
순환 펌프(115)의 작동에 따라 분사관(311)의 노즐을 통하여 저수조(116)의 세정액이 몸체(110) 내부로 분사되고, 가스 유량 조정 장치(111)의 개방 및 배기팬(114)의 작동에 따라 폐가스 덕트(613)로부터 유입구(112)를 통하여 폐가스가 몸체(110)로 유입된다. 유입되는 폐가스는 가스 처리 필터부(210)을 통과하는데, 폐가스에 포함되어 있는 오염물, 고형물, 분진, 및 더스트 등이 세정액과 함께 충진물에 점착되며, 충진물의 오염물 등이 흘러내려 저수조(116)에 포집된다. 또한, 오염된 세정액은 저수조(116)에 포집되고, 순환 펌프(115)에 의해 재순환되어 사용될 수 있다. 저수조(116)의 세정액 수위는 소정 범위에서 유지될 수 있는데, 세정액의 양이 적으면 세정액 순환이 용이하지 못하므로 레벨 트랜스미터(414) 및 상수 공급밸브(413)에 의해 저수조(116)의 수위가 낮은 경우에 상수도관(610)으로부터 세정액이 공급될 수 있다.
가스 처리 필터부(210)에서 처리된 폐가스는 데미스터(220)로 유입되고, 가스에 포함되는 수분이 제거된 가스는 배기팬(114)을 통하여 외부로 배출된다.
가스 처리 필터부(210) 및 데미스터(220)가 오염되어 세척이 필요한 경우에는 분사관(311)을 통하여 세정액을 분사하여 이들을 세척할 수 있으며, 오염 정도는 몸체에 연결되는 차압계(410)에 의해 측정될 수 있다. 이때, 각 분사관(311)에 구비되는 자동 또는 수동 밸브를 조절하여 일부의 분사관(311)만 활성화시킴으로써 세정액 분사 압력을 높여 세척력을 높일 수 있다. 또한, 세척 시 세정액으로서 오염되지 않은 깨끗한 상수를 이용하는 것이 바람직하다.
저수조에 연결되는 탁도 센서(516)가 세정액의 탁도를 감지하고, 저수조(116)의 세정액이 오염되어 탁도가 소정 수준 이상이 되는 경우에 여과부를 통하여 세정액 내의 고형물을 제거할 수 있다. 제1 삼방 밸브(512) 및 제2 삼방 밸브(513)를 조절하여 세정액이 필터부(511)를 통과하도록 유로를 형성하고, 여과 펌프(510)를 통작시키면 저수조(116)의 세정액이 세정액 유입관(520) 및 제1 삼방 밸브(512)를 통해 필터부(511)로 유입된다. 필터부(511)에서 여과 처리된 세정액은 제2 삼방 밸브(513) 및 세정액 회수관(522)을 통하여 저장조로 유입되며, 여과된 세정액은 재사용될 수 있다. 이로 인하여 오염된 세정액의 다양한 입자상 오염 물질, 특히 1μm 내지 5μm의 물질을 효과적으로 처리할 수 있고, 충진물 오염으로 인한 기류의 막힘을 최소화할 수 있으며, 세정액으로서 상수의 소비량을 줄일 수 있다. 또한, 제거되는 입자상 오염 물질의 종류는 SiO2, 각종 불용성 물질 및 미생물 등의 다양한 오염물일 수 있다.
세정액의 여과 처리로 인하여 필터부(511)가 오염된 경우에는 필터부(511)를 세척할 수 있는데, 제1 삼방 밸브(512) 및 제2 삼방 밸브(513)를 조절하여 상수도관(610)의 상수가 필터부(511)를 통과하도록 유로를 형성하고, 역세수 공급밸브(514)를 개방하면 상수도관(610)의 상수가 역세수 유입관(520) 및 제2 삼방 밸브(513)를 통해 필터부(511)로 유입된다. 필터부(511)를 통과한 오염된 상수는 제1 삼방 밸브(513) 및 역세수 배출관(519)을 통하여 세정액 폐기관(117)으로 유입되어 폐기 처리될 수 있다. 필터부(511) 세척 시기는 압력계(515)를 통하여 알 수 있는데, 여과부로 유입되는 세정액 압력과 배출되는 세정액 압력차를 감지하고 압력차가 소정 수치를 넘어서면 필터부(511)를 세척할 수 있다.
또한, 세정액을 교체하는 경우에 저수조(116)의 세정액은 드레인 포트(119) 및 세정액 폐기관(117)을 통하여 하수도관(611)으로 배출된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 세정액 회수 분사관을 나타내는 도면으로서, 세정액이 세정액 회수관(522)을 통하여 여과부로부터 회수될 때 세정액 회수 분사관(517)을 통하여 저수조(116)의 바닥면(118) 전체에 고르게 분사될 수 있다. 또한, 세정액 회수관(522)은 상수도관(610)과 연결되므로 저수조(116)의 바닥 청소 시에 바닥면(118) 전체에 상수가 고르게 공급되어 바닥면(118)이 용이하게 세척될 수 있다. 이때, 세정액 회수관(522)은 저수조(116)의 공간 등 설치 조건에 따라 하나 또는 복수로 형성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 분사관(311)의 설치를 나타내는 도면이다.
분사관 가이드(312)의 상부는 몸체(110)에 연결되고, 측부는 몸체(110)를 가로질러 설치되는 보강대(313)에 고정되며, 하부에는 분사관(311) 고정을 위하여 리듀싱(reducing) 처리되는 리듀싱부(314)가 형성된다.
분사관(311)은 분사관 가이드(312)의 상부로부터 삽입되거나 이탈되어 조립 또는 해체될 수 있다.
도 8a 내지 도 8i는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 가스 필터 처리부의 교체를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 가스 처리 필터부(210)는 둘 이상의 케이스가 연결되어 구성될 수 있으며, 서로 이웃하는 케이스의 상하부는 결합부에 의해 슬라이딩 결합될 수 있다. 결합부는 단턱부를 포함하며, 결합부에는 지지봉(811)의 삽입을 위한 삽입공(812)이 형성된다.
가스 필터 처리부(210)의 교체는 다음과 같다. 몸체(110) 상부의 스크러버 탑 박스를 개방하고 상부의 케이스를 호이스트 크레인(810)에 와이어 연결하고(도 8a 참조), 호이스트 크레인(810)을 가동하여 케이스를 상부로 들어올린다(도 8b 참조).
삽입공(812)에 지지봉을 삽입하여(도 8c 참조) 케이스를 하부로 이동시키면 스크러버 탑 박스의 폭보다 길이가 긴 지지봉(810)이 스크러버 탑 박스에 걸리고, 지지봉(810)에 의해 케이스가 지지된다(도 8d 및 도 8e 참조).
하부의 케이스가 지지되는 사이 상부의 케이스를 측면으로 이동시켜 상부 케이스 및 하부 케이스를 슬라이딩 분해한다(도 8f 참조). 하부의 케이스에 와이어를 연결하고 들어올린 후 지지봉을 이탈시키며, 하부 케이스를 리프팅하여 몸체로부터 이탈시킨다(도 8g 내지 도 8i 참조).
케이스의 단수에 따라 작업 과정이 더 반복될 수 있으며, 데미스터(220) 또한 상기 과정으로 작업될 수 있다. 또한, 가스 필터 처리부(210)의 설치는 상기 과정과 반대로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 스크러버가 수직 방향으로 기립한 형태를 가진다. 몸체(110) 하부의 유입구(112)를 통하여 몸체(110) 내부로 유입되는 폐가스는 상부로 흐르며 정화 처리되고 배출구(113)를 통하여 배출될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
110: 몸체 111: 가스 유량 조절 장치
112: 유입구 113: 배출구
114: 배기팬 115: 순환 펌프
116: 저수조 117: 세정액 폐기관
118: 바닥면 119: 드레인 포트
210: 가스 처리 필터부 211: 파형판
212: 관통공 220: 데미스터
311: 분사관 312: 분사관 가이드
313: 보강대 314: 리듀싱부
320: 순환 공급관
410: 차압계 411: ORP 측정 센서
412: pH 센서 413: 상수 공급밸브
414: 레벨 트랜스미터 415: 약품 공급밸브
416: 폐기밸브
510: 여과 펌프 511: 필터부
512: 제1 삼방밸브 513: 제2 삼방밸브
514: 역세수 공급밸브 515: 압력계
516: 오염도 검출 센서 517: 세정액 회수 분사관
519: 역세수 배출관 520: 세정액 유입관
521: 역세수 유입관 522: 세정액 회수관
610: 상수도관 611: 하수도관
612: 약품 공급관 613: 폐가스 덕트
700: 제어판넬
810: 호이스트 크레인
811: 지지봉 812: 삽입공

Claims (18)

  1. 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서,
    상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 스크러버; 및 상기 스크러버에 이용되는 상기 세정액을 필터링하여 세정하기 위한 여과부를 포함하고,
    상기 스크러버는, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 정화처리된 가스가 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 하나 이상의 가스 처리 필터부; 상기 세정액을 분사하는 하나 이상의 노즐을 가지는 복수의 분사관; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 폐가스의 수분을 포집하여 제거하기 위한 데미스터; 상기 몸체 하부에 형성되어 상기 세정액을 포집할 수 있는 저수조; 및 상기 배출구 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하고,
    상기 여과부는, 필터가 구비되는 필터부; 상기 필터부, 세정액 유입관 및 역세수 배출관에 연결되는 제1 삼방밸브; 상기 필터부, 역세수 유입관 및 세정액 회수관에 연결되는 제2 삼방밸브; 및 상기 세정액의 강제 유동을 위하여 상기 세정액 유입관에 구비되는 여과 펌프를 포함하고,
    상기 세정액 유입관 및 상기 세정액 회수관은 상기 저수조에 연결되고, 상기 역세수 유입관은 역세수 공급밸브를 통하여 상수도관에 연결되며, 상기 역세수 배출관은 하수도관에 연결되는 것을 특징으로 하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 가스 처리 필터부는,
    상기 폐가스에 포함되는 오염물을 포집하는 충진물; 및
    상기 폐가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 케이스
    를 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충진물은 파도 형상의 파형판을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파형판에는 복수의 관통공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 파형판은 서로 소정 간격 이격되고, 서로 이웃하는 상기 파형판의 파도 형상의 방향이 엇갈리도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 충진물은 랜덤 패킹(Random packings) 부재 및 스트럭쳐 패킹(Structured packings) 부재 중 어느 하나 이상을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저수조의 상기 세정액을 강제 이송하기 위한 순환 펌프; 및
    상수도관과 상기 저수조를 연결하는 상수 공급밸브를 더 포함하고,
    상기 분사관은 순환 공급관 및 상기 순환 펌프에 의해 상기 저수조에 연결되며, 상기 저수조는 폐기밸브에 의해 하수도관과 연결되는 것을 특징으로 하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저수조의 수위를 측정하기 위한 레벨 트랜스미터; 및
    약품 공급관과 상기 저수조 사이를 연결하는 약품 공급밸브를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 순환 공급관에 연결되어 상기 세정액의 전기 전도도를 측정하기 위한 ORP 측정 센서; 및
    상기 순환 공급관에 연결되어 상기 세정액의 pH를 측정하기 위한 pH 센서를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 유입관 및 상기 세정액 회수관에 연결되어 상기 세정액의 압력차를 측정하기 위한 압력계; 및
    상기 세정액 회수관에 연결되어 상기 저수조 내부로 상기 세정액을 분사하기 위한 세정액 회수 분사관
    을 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 저수조에 연결되어 상기 세정액의 오염도를 측정하기 위한 센서
    를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 하나 이상의 디스크 필터를 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 몸체에 연결되어 상기 유입구 및 상기 배출구 사이의 차압을 측정하기 위한 차압계를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 내에 배치되고, 상기 분사관이 삽입되어 지지될 수 있도록 관형상을 가지며, 일측에 상기 분사관의 노즐이 노출되기 위한 슬릿부가 형성되는 분사관 가이드를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  17. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 이웃하여 복수로 적층되는 상기 케이스 사이를 연결하기 위한 결합부를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
  18. 삭제
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