KR101705835B1 - 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템 - Google Patents

배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기오염물질 및 수분이 포함된 배기가스를 내부로 유입되게 해주는 제1송풍팬이 외면 한쪽에 설치되고, 배기가스가 통과하는 충전층이 내면에 설치되며, 충전층을 통과한 배기가스에 세정수를 분사하는 분사장치가 내면에 설치되고, 배기가스의 대기오염물질이 흡착된 세정수가 수집되는 세정수 수조가 구비된 세정탑 본체와, 세정탑 본체의 외면 다른 한쪽에 설치되고, 외기가 이동하는 제1이동통로가 내부에 형성되며, 제1이동통로의 양쪽으로 제1이동통로와 통하지 않는 제2이동통로가 내부에 형성되고, 제2이동통로로 배기가스가 이동할 수 있도록 제2이동통로를 연결해주는 다수의 전열관이 제1이동통로에 설치되며, 제1이동통로로 외기를 유입되게 해주는 제2송풍팬이 외면 한쪽에 설치되어, 외기에 의한 열교환에 의해 배기가스의 수분이 응축되는 응축기와, 응축기의 외면 다른 한쪽에 설치되어 제2이동통로와 통하면서 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제1곡선관과, 제1곡선관에 직각을 이루도록 연결되고 응축수가 포함된 배기가스가 내면에 부딪혀서 응축수가 분리되어 하강하며 하강하는 응축수가 수집되는 제1수집부가 구비된 직선관과, 직선관에 연결되어 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제2곡선관으로 이루어진 배기가스 이동관과, 배기가스 이동관의 제2곡선관에 직각을 이루도록 설치되고, 내면에 응축수가 포함된 배기가스가 부딪혀서 응축수가 분리되어 하강하며, 하강하는 응축수가 수집되는 제2수집부가 구비된 배기가스 배출관과, 배기가스 배출관과 응축기의 제1이동통로를 연결해주는 연결관을 포함하며, 제1,2수집부에 수집된 응축수는 세정수 수조로 수집되면서 세정수와 함께 분사장치에 공급되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템에 관한 것이다.

Description

배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템{The exhaust gas-condensation water separation recovery system}
본 발명은 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템에 관한 것으로, 특히 대기오염 및 백연 현상을 일으키는 배기가스에 포함된 대기오염물질 및 수분을 줄여주면서, 배기가스에 포함된 수분을 줄이기 위해 응축시킨 응축수를 세정수와 함께 재사용할 수 있는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 백연 현상은 천연가스 발전소, 습식집진시설, 산업용 건조설비, 소각시설, 고형연료보일러시설 등에서 배출되는 배기가스에 포함된 수분이, 배기가스의 온도보다 낮은 차가운 외기에 열을 빼앗기는 즉 급격한 온도차에 의해서 다량의 미세 물방울로 응결됨으로서 흰색의 연기기둥이 발생하는 현상을 말한다.
하지만, 이러한 백연 현상은 시민들이 볼 때 불쾌하게 생각하거나 불이 난 것처럼 보이는 문제가 있었다.
이에 특허문헌1은, 냉각탑 배기구 상부에 결합되는 후드; 상기 후드 하측 내부면을 따라 설치되고, 소정 간격으로 후드 중앙부를 향하는 송풍구가 형성되며, 고정부재에 의해 상기 후드에 고정결합되는 제1송풍관; 상기 후드 상측 내부면을 따라 설치되어 상기 제1송풍관과 일정 간격 이격되고, 소정 간격으로 후드 중앙부를 향하는 송풍구가 형성되며, 고정부재에 의해 상기 후드에 고정결합되는 제2송풍관; 상기 제1송풍관과 연결되고, 제1가열부와 제1송풍기로 구성되는 제1열풍장치; 상기 제2송풍관과 연결되고, 제2가열부와 제2송풍기로 구성되는 제2열풍장치; 상기 제1송풍관과 제2송풍관을 연결하는 연결관; 상기 연결관에 설치되어 제어부에 의해 개폐가 제어되는 솔레노이드 밸브; 상기 제1가열부, 제1송풍기, 제2가열부, 제2송풍기 및 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 냉각탑용 열풍형 백연 방지 장치를 제공하였다.
하지만, 현재에는 특허문헌1과 다른 백연 방지 장치를 요구하고 있는 실정이다.
특허문헌1 : 국내 등록특허 제10-1425884호
이에 본 발명은, 대기오염 및 백연 현상을 일으키는 배기가스에 포함된 대기오염물질 및 수분을 줄여주면서, 배기가스에 포함된 수분을 줄이기 위해 응축시킨 응축수를 세정수와 함께 재사용할 수 있는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대기오염물질 및 수분이 포함된 배기가스를 내부로 유입되게 해주는 제1송풍팬이 외면 한쪽에 설치되고, 배기가스가 통과하는 충전층이 내면에 설치되며, 충전층을 통과한 배기가스에 세정수를 분사하는 분사장치가 내면에 설치되고, 배기가스의 대기오염물질이 흡착된 세정수가 수집되는 세정수 수조가 구비된 세정탑 본체와, 세정탑 본체의 외면 다른 한쪽에 설치되고, 외기가 이동하는 제1이동통로가 내부에 형성되며, 제1이동통로의 양쪽으로 제1이동통로와 통하지 않는 제2이동통로가 내부에 형성되고, 제2이동통로로 배기가스가 이동할 수 있도록 제2이동통로를 연결해주는 다수의 전열관이 제1이동통로에 설치되며, 제1이동통로로 외기를 유입되게 해주는 제2송풍팬이 외면 한쪽에 설치되어, 외기에 의한 열교환에 의해 배기가스의 수분이 응축되는 응축기와, 응축기의 외면 다른 한쪽에 설치되어 제2이동통로와 통하면서 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제1곡선관과, 제1곡선관에 직각을 이루도록 연결되고 응축수가 포함된 배기가스가 내면에 부딪혀서 응축수가 분리되어 하강하며 하강하는 응축수가 수집되는 제1수집부가 구비된 직선관과, 직선관에 연결되어 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제2곡선관으로 이루어진 배기가스 이동관과, 배기가스 이동관의 제2곡선관에 직각을 이루도록 설치되고, 내면에 응축수가 포함된 배기가스가 부딪혀서 응축수가 분리되어 하강하며, 하강하는 응축수가 수집되는 제2수집부가 구비된 배기가스 배출관과, 배기가스 배출관과 응축기의 제1이동통로를 연결해주는 연결관을 포함하며, 제1,2수집부에 수집된 응축수는 세정수 수조로 수집되면서 세정수와 함께 분사장치에 공급되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템을 제공한다.
본 발명은 배기가스에 포함된 대기오염물질이 세정수 및 응축수에 흡착되고 배기가스에 포함된 수분이 응축되어 응축수가 되기 때문에, 배기가스에서 대기오염물질 및 수분이 많이 제거되어 대기오염 및 백연 현상을 줄여주는 효과가 있다.
본 발명은 배기가스 이동관의 제1수집부와 배기가스 배출관의 제2수집부에 수분이 응축되어 형성된 응축수가 수집되면서 세정수 수조에 다시 수집되어 분사장치에 공급되기 때문에, 응축수를 세정수와 함께 재사용할 수 있는 효과가 있다.
즉, 대기오염물질 흡착 및 배기가스 냉각 작업에 대한 세정수의 사용량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 응축수가 포함된 배기가스가 직선관의 내면 및 배기가스 배출관의 내면에 강하게 부딪히기 때문에, 응축수가 용이하게 배기가스에서 분리되어 제1,2수집부에 수집되는 효과가 있다.
즉, 응축수의 일부가 배기가스 배출관에서 비산되어 배출되는 것을 막아주는 효과가 있다.
본 발명은 응축기 및 배기가스 배출관보다 배기가스 이동관의 바깥지름이 작게 형성되어 배기가스의 이동속도가 빨라지기 때문에, 응축수가 포함된 배기가스가 직선관의 내면 및 배기가스 배출관의 내면에 더 강하게 부딪혀서 응축수가 더 용이하게 배기가스에서 분리되어 제1,2수집부에 수집되는 효과가 있다.
즉, 응축수의 일부가 배기가스 배출관에서 비산되어 배출되는 것을 더 막아주는 효과가 있다.
본 발명은 세정탑 본체 및 응축기 및 배기가스 이동관 및 배기가스 배출관 및 연결관을 서로 근접하게 간편하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 대기오염물질 및 수분을 제거하기 위한 별도의 설비와 응축수를 수집하기 위한 별도의 설비가 더 필요치 않기 때문에, 별도의 설비를 설치하기 위한 부지 확보 및 그에 따른 설치비 증가를 줄여주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 따른 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템을 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예를 따른 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템의 배기가스 이동관을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예의 구성을 살펴보기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예를 따른 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템(100)은 천연가스 발전소, 습식집진시설, 산업용 건조설비, 소각시설, 고형연료보일러시설 등에 설치된다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 대기오염물질 및 수분이 포함된 배기가스를 내부로 유입되게 해주는 제1송풍팬(11)이 외면 한쪽 즉 하부에 설치되고, 상기 배기가스가 통과하는 충전층(12)이 내면에 설치되며, 상기 충전층(12)을 통과한 배기가스에 세정수를 분사하는 분사장치(13)가 내면에 설치되고, 상기 배기가스의 대기오염물질이 흡착된 세정수가 수집되는 세정수 수조(14)가 구비된 세정탑 본체(10)가 포함된다.
여기서, 상기 충전층(12)은 배기가스와 세정수를 잘 접촉하게 해주는 충전물이 충전되며, 상기 세정수 수조(14)는 세정탑 본체(10)의 하부 즉 제1송풍팬(11)보다 아래에 형성된다.
또한, 상기 충전층(12) 및 분사장치(13)는 각각 적어도 하나 이상이 세정탑 본체(10)의 내면에 설치된다.
또한, 상기 분사장치(13)는 세정수를 비처럼 비산시켜주는 노즐이 구비된다.
또한, 상기 세정탑 본체(10)는 배기가스가 배출되는 배출구 근처 내면에 버플판(15)이 더 설치된다.
또한, 상기 대기오염물질을 걸러주는 필터부재가 세정탑 본체(10)의 내면에 더 설치될 수 있다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 세정탑 본체(10)의 외면 다른 한쪽 즉 상기 세정탑 본체(10)의 상부에 설치되고, 외기가 이동하는 제1이동통로(21)가 내부에 형성되며, 상기 제1이동통로(21)의 양쪽으로 상기 제1이동통로(21)와 통하지 않는 제2이동통로(22)가 내부에 형성되고, 상기 제2이동통로(22)로 배기가스가 이동할 수 있도록 상기 제2이동통로(22)를 연결해주는 다수의 전열관(23)이 제1이동통로(21)에 설치되며, 상기 제1이동통로(21)로 외기를 유입되게 해주는 제2송풍팬(24)이 외면 한쪽 즉 측면에 설치되어, 상기 외기에 의한 열교환에 의해 배기가스의 수분이 응축되는 응축기(20)가 포함된다.
여기서, 상기 응축기(20)는 제1이동통로(21)와, 제2이동통로(22) 및 다수의 전열관(23)이 서로 통하지 않는 '+' 형태로 내부에 형성된다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 응축기(20)의 외면 다른 한쪽 즉 상기 응축기(20)의 상부에 설치되어 제2이동통로(22)와 통하면서 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제1곡선관(31)과, 상기 제1곡선관(31)에 직각을 이루도록 연결되고 응축수가 포함된 배기가스가 내면에 부딪혀서 상기 응축수가 분리되어 하강하며 하강하는 상기 응축수가 수집되는 제1수집부(32a)가 구비된 직선관(32)과, 상기 직선관(32)에 연결되어 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제2곡선관(33)으로 이루어진 배기가스 이동관(30)이 포함된다.
여기서, 상기 배기가스 이동관(30)의 바깥지름은 응축기(20)의 바깥지름보다 작게 형성된다.
또한, 상기 제1곡선관(31)은 제1수집부(32a)의 위에 위치되도록 직선관(32)에 연결되며, 상기 제1수집부(32a)는 세정수 수조(14)와 수집관(60)으로 연결된다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 배기가스 이동관(30)의 제2곡선관(33)에 직각을 이루도록 설치되고, 내면에 응축수가 포함된 배기가스가 부딪혀서 상기 응축수가 분리되어 하강하며, 하강하는 상기 응축수가 수집되는 제2수집부(41)가 구비된 배기가스 배출관(40)이 포함된다.
여기서, 상기 배기가스 이동관(30)은 제2수집부(41)의 위에 위치되도록 배기가스 배출관(40)에 설치된다.
또한, 상기 배기가스 배출관(40)의 바깥지름은 배기가스 이동관(30)의 바깥지름보다 크게 형성되며, 제2수집부(41)는 세정수 수조(14)와 수집관(60)으로 연결된다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 배기가스 배출관(40)과 응축기(20)의 제1이동통로(21)를 연결해주는 연결관(50)이 포함된다.
여기서, 상기 연결관(50)은 배기가스 배출관(40)에서 배기가스가 배출되는 배출구 즉 상부에 연결된다.
그리고, 상기 세정수 수조(14)는 분사장치(13)와 공급관(61)으로 연결되며, 상기 공급관(61)에는 세정수 수조(14)에 수집되는 세정수 및 응축수를 분사장치(13)에 공급하는 공급펌프(62)가 구성된다.
그리고, 상기 응축수 분리 회수 시스템(100)은 배기가스의 유입량, 외기의 유입량, 세정수와 응축수의 분사량, 제1,2송풍팬(11)(24)을 제어해주는 제어부재가 더 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예를 따른 상기 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템(100)은 천연가스 발전소, 습식집진시설, 산업용 건조설비, 소각시설, 고형연료보일러시설 등에서 발생된 배기가스를 제1송풍팬(11)을 통해 세정탑 본체(10)에 유입시킨다.
그러면, 상기 배기가스는 제1송숭팬(11)에 의해 상승하여 충전층(12)을 통과하게 되고, 분사장치(13)는 상기 충전층(12)을 통과하는 배기가스를 향해 세정수를 분사하게 된다.
여기서, 상기 배기가스와 세정수는 충전층(12)에서 서로 접촉되고, 이로 인해 상기 배기가스의 대기오염물질이 세정수에 흡착되어 세정탑 본체(10)의 세정수 수조(14)로 하강하게 된다.
즉, 상기 배기가스에 포함된 대기오염물질의 농도가 세정수에 의해 낮아지며, 고온의 상기 배기가스의 온도도 낮아진다.
이때, 하강하지 못하고 상기 배기가스와 함께 상승하는 세정수의 일부는 버플판(15)에 부딪힌 후 세정탑 본체(10)의 세정수 수조(14)로 하강하게 된다.
그리고, 상기 배기가스는 응축기(20)의 제2이동통로(22) 및 전열관(23)으로 유입되고, 제2송풍팬(24)에 의해 제1이동통로(21)로 유입되어 상기 전열관(23)을 지나가는 차가운 외기와의 열교환이 이루어진다.
그러면, 상기 배기가스의 수분은 응축되면서 응축수가 되어 세정탑 본체(10)의 세정수 수조(14)로 하강하게 된다.
즉, 상기 배기가스에 포함된 수분의 농도가 외기에 의한 응축수 발생에 의해 낮아지며, 상기 배기가스의 온도도 낮아지고, 하강하는 세정수 및 응축수에 대기오염물질이 흡착되어 배기가스에 포함된 대기오염물질의 농도도 낮아지게 된다.
하지만, 하강한 상기 응축수보다 가벼운 상기 응축수는 배기가스에 포함되어 응축기(20)의 제2이동통로(22)를 지나 배기가스 이동관(30)의 제1곡선관(31)에 유입된다.
그 다음, 상기 응축수가 포함된 배기가스는 제1곡선관(31)에 의해 한쪽으로 급하게 휘어지면서 직선관(32)의 내면에 강하게 부딪히게 된다.
그래서, 상기 응축수의 일부는 배기가스에서 분리되어 제1수집부(32a)로 하강하게 되고, 하강하지 않은 나머지 상기 응축수는 배기가스에 포함되어 직선관(32)을 지나 제2곡선관(33)에 유입된다.
여기서, 상기 제1수집부(32a)에 수집되는 응축수는 수집관(60)을 통해 세정수 수조(14)로 수집되고, 세정수 수조(14)에 수집된 세정수와 함께 공급펌프(62)를 통해서 공급관(61)을 지나 분사장치(13)로 공급되어, 세정탑 본체(10)에서 대기오염물질 흡착 및 배기가스 냉각 작업을 하게 된다.
그리고, 나머지 상기 응축수가 포함된 배기가스는 제2곡선관(33)에 의해 한쪽으로 급하게 휘어지면서 배기가스 배출관(40)의 내면에 강하게 부딪히게 된다.
그래서, 상기 응축수는 배기가스에서 분리되어 제2수집부(41)로 하강하게 된다.
여기서, 상기 제2수집부(41)에 수집되는 응축수는 세정수 수조(14)에 수집된 세정수 및 제1수집부(32a)에 수집된 응축수와 함께 공급펌프(62)를 통해서 공급관(61)을 지나 분사장치(13)로 공급되어 세정탑 본체(10)에서 대기오염물질 흡착 및 배기가스 냉각 작업을 하게 된다.
그리고, 상기 배기가스 이동관(30)의 바깥지름은 응축기(20) 및 배기가스 배출관(40)의 바깥지름보다 작게 형성되기 때문에, 응축수가 포함된 배기가스의 이동속도는 배기가스 이동관(30)의 내부에서 빨라진다.
즉, 상기 직선관(32)의 내면 및 배기가스 배출관(40)의 내면에 응축수가 포함된 배기가스가 더 강하게 부딪히게 된다.
다시 말해, 상기 배기가스에서 응축수의 분리가 용이하게 이루어진다.
그리고, 상기 배기가스 배출관(40)을 따라 이동하는 배기가스는 연결관(50)을 따라 이동하여 배기가스 배출관(40)의 배출구 즉 상부에 유입되는 열교환된 외기와 혼합되어 희석됨으로써, 최종적으로 습도가 낮아진 상태로 상기 배기가스 배출관(40)의 배출구에서 배출된다.
즉, 상기 대기오염물질 및 수분이 많이 제거된 상태로 배기가스 배출관(40)의 배출구에서 배출된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10 : 세정탑 본체 11 : 제1송풍팬
12 : 충전층 13 : 분사장치
14 : 세정수 수조 15 : 버플판
20 : 응축기 21 : 제1이동통로
22 : 제2이동통로 23 : 전열관
24 : 제2송풍팬 30 : 배기가스 이동관
31 : 제1곡선관 32 : 직선관
32a : 제1수집부 33 : 제2곡선관
40 : 배기가스 배출관 41 : 제2수집부
50 : 연결관 60 : 수집관
61 : 공급관 62 : 공급펌프
100 : 응축수 분리 회수 시스템

Claims (2)

  1. 대기오염물질 및 수분이 포함된 배기가스를 내부로 유입되게 해주는 제1송풍팬(11)이 외면 한쪽에 설치되고, 상기 배기가스가 통과하는 충전층(12)이 내면에 설치되며, 상기 충전층(12)을 통과한 배기가스에 세정수를 분사하는 분사장치(13)가 내면에 설치되고, 상기 배기가스의 대기오염물질이 흡착된 세정수가 수집되는 세정수 수조(14)가 구비된 세정탑 본체(10)와,
    상기 세정탑 본체(10)의 외면 다른 한쪽에 설치되고, 외기가 이동하는 제1이동통로(21)가 내부에 형성되며, 상기 제1이동통로(21)의 양쪽으로 상기 제1이동통로(21)와 통하지 않는 제2이동통로(22)가 내부에 형성되고, 상기 제2이동통로(22)로 배기가스가 이동할 수 있도록 상기 제2이동통로(22)를 연결해주는 다수의 전열관(23)이 제1이동통로(21)에 설치되며, 상기 제1이동통로(21)로 외기를 유입되게 해주는 제2송풍팬(24)이 외면 한쪽에 설치되어, 상기 외기에 의한 열교환에 의해 배기가스의 수분이 응축되는 응축기(20)와,
    상기 응축기(20)의 외면 다른 한쪽에 설치되어 제2이동통로(22)와 통하면서 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제1곡선관(31)과, 상기 제1곡선관(31)에 직각을 이루도록 연결되고 응축수가 포함된 배기가스가 내면에 부딪혀서 상기 응축수가 분리되어 하강하며 하강하는 상기 응축수가 수집되는 제1수집부(32a)가 구비된 직선관(32)과, 상기 직선관(32)에 연결되어 응축수가 포함된 배기가스가 휘어지게 이동하는 제2곡선관(33)으로 이루어진 배기가스 이동관(30)과,
    상기 배기가스 이동관(30)의 제2곡선관(33)에 직각을 이루도록 설치되고, 내면에 응축수가 포함된 배기가스가 부딪혀서 상기 응축수가 분리되어 하강하며, 하강하는 상기 응축수가 수집되는 제2수집부(41)가 구비된 배기가스 배출관(40)과,
    상기 배기가스 배출관(40)과 응축기(20)의 제1이동통로(21)를 연결해주는 연결관(50)을 포함하며,
    상기 제1,2수집부(32a)(41)에 수집된 응축수는 세정수 수조(14)로 수집되면서 세정수와 함께 분사장치(13)에 공급되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 이동관(30)의 바깥지름은 응축기(20) 및 배기가스 배출관(40)의 바깥지름보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 배기가스에 포함된 응축수 분리 회수 시스템.
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