KR101717535B1 - 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법 - Google Patents

휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101717535B1
KR101717535B1 KR1020160109971A KR20160109971A KR101717535B1 KR 101717535 B1 KR101717535 B1 KR 101717535B1 KR 1020160109971 A KR1020160109971 A KR 1020160109971A KR 20160109971 A KR20160109971 A KR 20160109971A KR 101717535 B1 KR101717535 B1 KR 101717535B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voc
rotor
heat exchanger
unit
region
Prior art date
Application number
KR1020160109971A
Other languages
English (en)
Inventor
김흥석
김종규
김배영
Original Assignee
김흥석
주식회사 거양
주식회사 다람이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김흥석, 주식회사 거양, 주식회사 다람이엔지 filed Critical 김흥석
Priority to KR1020160109971A priority Critical patent/KR101717535B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101717535B1 publication Critical patent/KR101717535B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/343—Heat recovery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기를 이용하여 히터의 가열 에너지를 절감하고, 제 2 열교환기와 제 3 열교환기를 이용하여 촉매부의 주입 온도를 상승시켜 열에너지를 절감하면서 VOC의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법{System for treating VOC and Method for treating VOC using the same}
본 발명은 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것으로, 특히 휘발성 유기화합물을 처리하는 과정의 열효율을 향상시켜 에너지와 비용을 절감할 수 있는 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하, VOC로 약칭한다)은 10-2kPa 이상의 증기압을 가지는 탄화수소화합물의 총칭으로 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소(파라핀계와 올레핀계) 등의 일반 탄화수소와 질소, 수소 및 할로겐 원소를 포함하는 비균질탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon. 예를 들어 알데히드, 케톤류 등)로 분류된다. 이들 대부분은 그 자체로 인체에 유해할 뿐만 아니라 도심 스모그의 원인 물질로서 대기오염, 수질오염, 악취, 환경호르몬 등의 여러가지 문제를 일으키기 때문에 최근 들어 배출규제가 더욱 엄격해지고 있다.
이에 VOC를 제거하는 여러 가지 처리법의 중요성이 증가되었으며 이러한 VOC 제거기술 중 촉매산화를 통한 VOC의 제거방법은 열소각법과 함께 가장 효과적으로 VOC를 인체에 무해한 물질로 변환시켜 주는 기술로 인식되고 있다.
촉매산화를 통한 기상 VOC의 제거법은 열소각법에 비해 운전온도가 낮아 에너지 소모가 적고 질소화합물과 같은 이차오염물질의 생성이 없다는 장점 때문에 최근들어 그 적용이 늘어나고 있으며 이에 따라 이상적인 촉매시스템의 개발연구도 활발해지고 있다.
이상적인 산화촉매가 가져야 할 조건으로는 여러 가지가 있으나 가장 중요한 것으로는 우수한 저온 활성과 넓은 활성온도영역, 유동적인 반응조건 변화에 따른 저항성, 내피독성 그리고 저렴한 제조가격 등을 들 수 있다.
특히, VOC 가스제거에 많이 사용되는 촉매는 전통적으로 저온 산화활성의 우수성 때문에 Pt나 Pd와 같은 귀금속 촉매가 많이 사용되고 있다.
그러나, 귀금속 촉매는 높은 생산비용과 촉매독에 대한 불안정성의 문제가 있다. 이러한 이유로 여러 가지 저렴한 금속 산화물 촉매의 개발이 이루어지고 있으나 현재까지 개발된 금속산화물 촉매는 활성면에서는 아직 귀금속 촉매를 능가하지 못하고 있다.
또한, 촉매의 활성문제는 처리하고자 하는 VOC의 농도가 낮을 때 더욱 중요한 문제가 된다. 일반적으로 처리하고자 하는 VOC의 농도가 낮을수록 촉매반응온도를 유지시키기 위해 더 많은 열에너지를 필요로 하고, 촉매의 산화반응활성온도가 높을수록 저농도의 VOC를 처리하는 경우 소모되는 열에너지가 더욱 커지는 문제가 있다.
특허문헌 : 등록특허공보 제10-0578106호
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐열을 회수하여 휘발성 유기화합물을 처리하는 과정의 열효율을 향상시킬 수 있는 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 폐열을 회수하여 휘발성 유기화합물을 처리하는 과정의 열효율을 향상시킬 수 있는 휘발성 유기화합물의 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 로터부; 상기 로터부의 외부 일측에 구비되고 상기 로터부와 연결된 촉매부; 상기 로터부의 외부 타측에 구비되고 상기 로터부와 연결된 냉각 송풍기; 및 상기 촉매부와 냉각 송풍기 사이에 구비되고 상기 로터부에 별도로 연결된 제 1 열교환기;를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템에서 상기 로터부는 흡착제를 분산구비한 원통 형태를 갖고 회전방향을 따라 탈착 영역, 퍼지 영역 및 흡착 영역을 구비한 VOC 처리 로터; 상기 탈착 영역으로 주입되는 VOC 가스를 포함한 공기의 온도를 예열하는 히터; 및 상기 VOC 처리 로터를 기준으로 상기 히터에 대응하고 탈착된 VOC를 포집하여 상기 촉매부로 전달하는 송풍기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템에서 상기 제 1 열교환기는 상기 촉매부에서 처리된 가스의 폐열을 회수하여 상기 히터로 전달하고, 상기 촉매부에서의 연소량에 따라 상기 퍼지 영역을 통과한 외부 공기를 조절 혼합하여 상기 히터로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 상기 송풍기와 촉매부 사이에 구비된 제 2 열교환기와 제 3 열교환기를 더 포함하고, 상기 냉각 송풍기와 상기 제 3 열교환기가 연결관을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템에서 상기 퍼지 영역의 체적은 상기 흡착 영역의 체적에 대해 5 ~ 50%의 비율로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리방법은 (A) 로터부의 VOC 처리 로터를 이용하여 VOC의 탈착 공정을 수행하는 단계; (B) 탈착된 VOC를 촉매부에서 촉매반응공정으로 분해하는 단계; (C) 적어도 하나의 열교환기를 이용하여 상기 촉매부에서 발생한 폐열을 회수하는 단계; 및 (D) 상기 촉매부에서 분해처리된 가스를 냉각하여 대기방출하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리방법에서 상기 (A) 단계는 상기 VOC 처리 로터의 회전에 따라, VOC를 농축한 흡착 영역이 회전하여 탈착 영역에 위치하면 히터를 통해 가열된 열풍이 상기 탈착 영역으로 주입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리방법에서 상기 (A) 단계는 (A-1) 상기 VOC 처리 로터의 퍼지 영역에 외부 공기를 주입하여 냉각하는 단계; 및 (A-2) 상기 VOC 처리 로터의 흡착 영역에서 상기 VOC를 흡착하여 농축하는 단계;를 더 포함하고, 상기 VOC 처리 로터의 회전 속도에 의해 탈착 시간, 냉각 시간 및 농축 시간을 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리방법에서 상기 (C) 단계는 상기 촉매부와 냉각 송풍기 사이에 구비되고 상기 로터부에 별도로 연결된 제 1 열교환기를 이용하여, 상기 촉매부에서 처리된 가스의 폐열을 회수하고 상기 히터로 전달하며, 상기 촉매부에서의 연소량에 따라, 상기 VOC 처리 로터의 퍼지 영역을 통과한 외부 공기를 조절 혼합하여 상기 히터로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리방법에서 상기 (C) 단계는 상기 송풍기와 상기 촉매부 사이에 구비되고 상기 냉각 송풍기에 연결관으로 연결된 제 2 열교환기와 제 3 열교환기를 이용하여, 상기 냉각 송풍기에서 배출되는 폐열을 회수하고 상기 촉매부로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기를 이용하여 히터의 가열 에너지를 절감하고, 제 2 열교환기와 제 3 열교환기를 이용하여 촉매부의 주입 온도를 상승시켜 열에너지를 절감하면서 VOC의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법은 VOC 가스를 분해하면서 발생하는 폐열을 회수하여, 히터의 가열 에너지를 절감하거나 또는 촉매부의 주입 온도를 상승시켜 열에너지를 절감하면서 VOC의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 로터부(110), 냉각 송풍기(120), 제 1 열교환기(131) 및 촉매부(140)를 포함하고, 제 1 열교환기(131)를 이용하여 폐열을 회수하고 로터부(110)로 전달하므로 열효율을 향상시키는데 특징이 있다.
구체적으로, 로터부(110)는 VOC 가스를 포함한 공기의 흐름을 조절하는 송풍기(111), 흡착제를 분산구비한 원통 형태를 갖고 회전방향을 따라 탈착 영역(112), 퍼지 영역(113) 및 흡착 영역(114)을 구비한 VOC 처리 로터 및 탈착 영역(112)으로 주입되는 VOC 가스를 포함한 공기의 온도를 예열하는 히터(115)를 포함한다.
먼저, VOC 처리 로터의 탈착 영역(112)은 히터(115)에 의해 가열된 공기 열풍을 이용하여 VOC 가스를 탈착하는 영역으로, 탈착된 VOC는 송풍기(111)를 거처 촉매부(140)로 전송된다.
퍼지 영역(113)은 별도의 주입 배관을 통해 외부 공기가 주입되는 영역으로 상대적으로 낮은 온도로 주입된 외부 공기에 의해 VOC 처리 로터를 냉각시키는 영역이며, 흡착 영역(114)의 흡착제를 냉각시키는 작용으로 VOC의 흡착 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 퍼지 영역(113)의 체적은 흡착 영역(114)의 체적에 대해 5 ~ 50%의 비율로 구비되되, 5% 미만인 경우는 냉각 기능을 수행할 수 없고, 50%를 초과하면 VOC 가스의 처리효율이 저하되는 문제가 있다.
흡착 영역(114)은 퍼지 영역(113)의 냉각 작용으로 냉각되는 영역으로, 저농도의 VOC를 흡착하고 VOC를 농축시키며, 이렇게 농축된 VOC를 탈착 영역(112)의 위치에서 탈착하게 된다.
이렇게 구성된 VOC 처리 로터는 예를 들어 실리카 겔(Silica Gel), 제오라이트(Zeolite) 및 활성탄 등의 흡착제를 분산 구비하고, 탈착 영역(112), 퍼지 영역(113) 및 흡착 영역(114)에 따라 함량 차이를 갖고 구비될 수 있다. 또한, VOC 처리 로터는 회전 속도에 의해 탈착 영역(112)을 이용한 탈착 시간, 퍼지 영역(113)을 이용한 냉각 시간 및 흡착 영역(114)을 이용한 흡착 시간을 조정할 수 있다.
제 1 열교환기(131)는 촉매부(140)에서 처리된 가스의 폐열을 회수하여 히터(115)로 전달하고, 이때 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 혼합하여 히터(115)로 전달한다. 여기서 외부 공기의 혼합 정도는 촉매부(140)에서의 연소량에 따라 제 1 열교환기(131)에서 조절할 수 있다.
예컨대, 촉매부(140)에서 촉매를 통해 연소된 공기의 산소 농도를 측정하여 특정 농도 이하가 되면, 제 1 열교환기(131)는 댐퍼를 열어 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 조절하여 혼합할 수 있다.
또는 촉매부(140)에서 촉매를 통한 연소에서 산소 농도에 따라 연소 온도가 달라지므로 이 연소 온도를 측정하여 특정온도 이하가 되면, 제 1 열교환기(131)는 댐퍼를 열어 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 조절하여 혼합할 수도 있다.
이러한 제 1 열교환기(131)의 작용으로 전달되는 회수열에 의해 히터(115)에서 소모되는 열에너지를 절감하여, 열효율을 향상시킬 수 있다.
촉매부(140)는 예컨대 Pt, Pd, Cu, Co, Cr, Mn, Fe, Ag, Ni의 금속들 중 어느 하나 또는 합금, 그리고 고분자 물질 등으로 이루어진 촉매를 내부에 포함하고, 송풍기(111)로부터 공급된 농축된 VOC의 분해를 수행한다. 이때, 촉매는 자기 자신은 직접 반응에 참여하지 않고 VOC의 활성화 에너지를 낮춰 반응을 촉진시켜, VOC의 연소산화온도 600 ∼ 800℃보다 훨씬 낮은 150 ∼350℃에서 연소산화를 발생시키는 물질이다.
촉매부(140)의 촉매연소방식으로 VOC를 연소분해하여 제거시키는 방식으로 반응식은 아래와 같다.
Figure 112016083798635-pat00001
이러한 [화학식 1]에서 보듯이 촉매부(140)에서 VOC 분해시 자체 산화열에 의해 가스온도가 상승하며 상승정도는 VOC 농도에 비례하는데 온도가 250℃ 정도에 이르면 자체 분해열로 촉매부(140)를 통과하는 동안 온도의 상승으로 VOC 분해 효율이 높아져 95% 이상 고효율 처리가 가능하다.
냉각 송풍기(120)는 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기와 촉매부(140)에서 분해 처리된 가스를 혼합하여 외부로 방출하는 장치로서, 필요에 따라 냉각 쿨러 또는 냉각 코일을 구비하여 냉각시켜 방출할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기(131)를 이용하여 촉매부(140)에서 배출되는 산화열을 회수하여 히터(115)로 공급하므로, 히터(115)의 예열 에너지를 절감하는 효과가 있다.
이하, 도 2를 이용하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성을 포함하고, 추가로 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 더 포함하여, 회수된 폐열을 촉매부(140)로 전달하므로 열효율을 향상시키는데 특징이 있다.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성이 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템의 구성과 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 송풍기(111)와 촉매부(140) 사이에 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 더 구비하고, 냉각 송풍기(120)와 제 3 열교환기(133)가 연결관을 통해 서로 연결된다.
구체적으로, 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)는 냉각 송풍기(120)를 통해 배출되는 폐열을 회수하고 촉매부(140)로 전달하여, 촉매부(140)의 열효율을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다.
예컨대, VOC 처리 로터의 탈착 영역(112)을 통과한 공기는 VOC 가스의 증발에 의한 잠열로 냉각되어 약 60 ~ 80도 정도를 갖는데, 이러한 탈착 영역(112)을 통과한 공기를 회수한 폐열로 예열하여, 촉매부(140)의 연소온도를 유지하는데 소모되는 열에너지를 절감할 수 있다.
특히, 이러한 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 이용한 열교환으로, 제 2열교환기(132) 입구에서의 온도차와 제 3 열교환기(133) 출구에서의 온도차가 비교적 균일하게 열교환될 수 있다.
이에 따라, 제 1 열교환기(131)를 중심으로 순환되는 재생 공기와 탈착 영역(112)을 통과한 공기 사이의 온도차는 약 80 ~ 100도 정도이므로, 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 이용한 이러한 순환 재생공기의 최저 온도구간 및 배출되는 탈착 영역(112)을 통과한 공기의 최대온도 구간 간의 열교환은 매우 큰 이득을 획득할 수 있다.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기(131)를 이용하여 촉매부(140)에서 배출되는 산화열을 회수하여 히터(115)로 공급하고, 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 통해 냉각 송풍기(120)에서 배출되는 폐열을 회수하여 촉매부(140)로 공급하므로 촉매부(140)의 내부 온도를 상승시켜 VOC 분해 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 열교환기(132)는 냉각 코일과 연결될 수 있고, 이때 냉각 코일을 통해 외부로 방출되는 공기의 온도를 낮추어 냉각 코일의 냉각 에너지를 절감시킬 수 있다.
이에 따라 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기(131)를 이용하여 히터(115)의 가열 에너지를 절감하고, 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 이용하여 촉매부(140)의 주입 온도를 상승시켜 열에너지를 절감하면서 VOC의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 3을 이용하여 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템과 도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 이용하여 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법은 로터부(110)의 VOC 처리 로터를 이용하여 VOC 가스에 대해 탈착 공정을 수행한다(S310).
구체적으로, VOC 처리 로터의 회전에 따라, 흡착 영역(114)에서 VOC를 농축한 후, VOC를 농축한 영역이 회전하여 탈착 영역(112)에 위치하면 히터(115)를 통해 가열된 공기 열풍이 탈착 영역(112)으로 주입되어 VOC를 탈착할 수 있다.
이때, 퍼지 영역(113)에 외부 공기를 주입하는 냉각 공정과 흡착 영역(114)에서의 VOC 농축 공정은 동시에 수행되며, VOC 처리 로터의 회전 속도에 의해 탈착 공정시간, 냉각 공정시간 및 농축 공정시간을 조정할 수 있다.
VOC 탈착 공정을 수행한 후, 탈착된 VOC 가스는 송풍기(111)에 의해 촉매부(140)로 주입되어 촉매 반응 공정으로 분해된다(S320).
즉, 촉매부(140)는 예컨대 Pt, Pd, Cu, Co, Cr, Mn, Fe, Ag, Ni의 금속들 중 어느 하나 또는 합금, 그리고 고분자 물질 등으로 이루어진 촉매를 내부에 포함하여, 촉매를 이용한 연소산화에 의해 송풍기(111)로부터 공급된 농축된 VOC의 분해를 수행할 수 있다.
촉매 반응 공정으로 VOC를 분해한 후, 열교환기는 촉매부(140)에서 발생한 산화열의 폐열을 회수하는 폐열회수공정을 수행한다(S330).
구체적으로, 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기(131)를 이용하여 촉매부(140)에서 발생한 폐열을 회수하여 히터(115)로 전달하며, 동시에 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 혼합하여 히터(115)로 전달한다. 여기서, 외부 공기의 혼합 정도는 촉매부(140)에서의 연소량에 따라 제 1 열교환기(131)에서 조절되어 혼합될 수 있다.
추가로, 도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 1 열교환기(131)와 별도로 송풍기(111)와 촉매부(140) 사이에 구비된 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 이용하여, 냉각 송풍기(120)에서 배출되는 폐열을 더 회수할 수 있다.
촉매부(140)에서 VOC를 분해 처리한 이산화탄소와 수증기의 가스는 선택적으로 냉각되어 대기 방출된다(S340).
즉, 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 냉각 송풍기(120)에서 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기와 촉매부(140)에서 분해 처리된 가스를 혼합하여 외부로 방출하고, 이때 필요에 따라 냉각 쿨러 또는 냉각 코일을 구비하여 냉각 방출할 수 있다.
그리고 도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 처리 시스템은 제 2 열교환기(132)을 통해 분해 처리된 가스를 외부로 방출하고, 제 2 열교환기(132)와 연결된 냉각 코일을 이용하여 외부로 방출되는 공기의 온도를 낮추어 방출할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법은 VOC 가스에 대해 탈착 공정을 수행하는 단계(S310)부터 대기 방출단계(S340) 까지를 동시에 수행할 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따라 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법은 VOC 가스를 분해하면서 발생하는 폐열을 회수하여, 히터(115)의 가열 에너지를 절감하거나 또는 촉매부(140)의 주입 온도를 상승시켜 열에너지를 절감하면서 VOC의 분해 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110: 로터부 111: 송풍기
112: 탈착 영역 113: 퍼지 영역
114: 흡착 영역 120: 냉각 송풍기
131: 제 1 열교환기 132: 제 2 열교환기
133: 제 3 열교환기 140: 촉매부

Claims (10)

  1. 흡착제를 분산구비한 원통 형태를 갖고 회전방향을 따라 탈착 영역(112), 퍼지 영역(113) 및 흡착 영역(114)을 구비한 VOC 처리 로터를 포함하는 로터부(110);
    상기 로터부(110)의 외부 일측에 구비되도록 상기 로터부(110)와 연결되고, 상기 VOC 처리 로터의 탈착 영역(112)에서 탈착된 VOC 가스를 분해하는 촉매부(140);
    상기 로터부(110)의 외부 타측에 구비되도록 상기 로터부(110)와 연결되고, 상기 VOC 처리 로터의 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기와 상기 촉매부(140)에서 분해 처리된 가스를 외부로 방출하는 냉각 송풍기(120); 및
    상기 촉매부(140)와 냉각 송풍기(120) 사이에 구비되고 상기 로터부(110)에 별도로 연결된 제 1 열교환기(131);를 포함하되,

    상기 로터부(110)는
    상기 탈착 영역(112)으로 주입되는 VOC 가스를 포함한 공기의 온도를 예열하는 히터(115); 및
    상기 VOC 처리 로터를 기준으로 상기 히터(115)에 대응하고 탈착된 VOC를 포집하여 상기 촉매부(140)로 전달하는 송풍기(111);를 더 포함하여 이루어지고,

    상기 제 1 열교환기(131)는 상기 촉매부(140)에서 처리된 가스의 폐열을 회수하여 상기 히터(115)로 전달하고,
    상기 촉매부(140)에서의 연소량에 따라 상기 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 조절 혼합하여 상기 히터(115)로 전달하며,

    상기 송풍기(111)와 촉매부(140) 사이에 구비된 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 더 포함하고,
    상기 냉각 송풍기(120)와 상기 제 3 열교환기(133)가 연결관을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼지 영역(113)의 체적은 상기 흡착 영역(114)의 체적에 대해 5 ~ 50%의 비율로 구비되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
  3. 제 1 항의 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 이용한 휘발성 유기화합물 처리방법으로서,
    (A) 상기 로터부(110)의 VOC 처리 로터를 이용하여 VOC의 탈착 공정을 수행하는 단계;
    (B) 탈착된 VOC를 상기 촉매부(140)에서 촉매반응공정으로 분해하는 단계;
    (C) 상기 제 1 열교환기(131), 제 2 열교환기(132) 및 제 3 열교환기(133)를 이용하여 상기 촉매부(140)에서 발생한 폐열을 회수하는 단계; 및
    (D) 상기 촉매부(140)에서 분해처리된 가스를 냉각하여 대기방출하는 단계;를 포함하는 휘발성 유기화합물 처리방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 (A) 단계는
    상기 VOC 처리 로터의 회전에 따라, VOC를 농축한 상기 흡착 영역(114)이 회전하여 상기 탈착 영역(112)에 위치하면 상기 히터(115)를 통해 가열된 열풍이 상기 탈착 영역(112)으로 주입되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 (A) 단계는
    (A-1) 상기 VOC 처리 로터의 퍼지 영역(113)에 외부 공기를 주입하여 냉각하는 단계; 및
    (A-2) 상기 VOC 처리 로터의 흡착 영역(114)에서 상기 VOC를 흡착하여 농축하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 VOC 처리 로터의 회전 속도에 의해 탈착 시간, 냉각 시간 및 농축 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (C) 단계는
    상기 촉매부(140)와 상기 냉각 송풍기(120) 사이에 구비되고 상기 로터부(110)에 별도로 연결된 상기 제 1 열교환기(131)를 이용하여, 상기 촉매부(140)에서 처리된 가스의 폐열을 회수하고 상기 히터(115)로 전달하며,
    상기 촉매부(140)에서의 연소량에 따라, 상기 VOC 처리 로터의 퍼지 영역(113)을 통과한 외부 공기를 조절 혼합하여 상기 히터(115)로 전달하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 (C) 단계는
    상기 송풍기(111)와 상기 촉매부(140) 사이에 구비되고 상기 냉각 송풍기(120)에 연결관으로 연결된 상기 제 2 열교환기(132)와 제 3 열교환기(133)를 이용하여, 상기 냉각 송풍기(120)에서 배출되는 폐열을 회수하고 상기 촉매부(140)로 전달하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020160109971A 2016-08-29 2016-08-29 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법 KR101717535B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160109971A KR101717535B1 (ko) 2016-08-29 2016-08-29 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160109971A KR101717535B1 (ko) 2016-08-29 2016-08-29 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101717535B1 true KR101717535B1 (ko) 2017-03-17

Family

ID=58502009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160109971A KR101717535B1 (ko) 2016-08-29 2016-08-29 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101717535B1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066399A1 (ko) * 2017-09-29 2019-04-04 창성엔지니어링 주식회사 능동적인 농축률 제어수단을 구비한 농축 촉매 연소 시스템
KR20190062090A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 주식회사 엔바이온 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
WO2019107811A1 (ko) * 2017-11-28 2019-06-06 주식회사 엔바이온 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
CN110065985A (zh) * 2019-05-10 2019-07-30 上海安杰环保科技股份有限公司 一种用于除去水样中voc多路吹扫装置
KR20190109922A (ko) 2018-03-19 2019-09-27 한국조선해양 주식회사 Voc 처리 장치
KR20190109923A (ko) 2018-03-19 2019-09-27 한국조선해양 주식회사 Voc 처리 장치
KR20200026400A (ko) 2018-08-31 2020-03-11 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 흡착 Rotor 와 산화촉매를 이용한 모듈화 VOCs 제거 시스템 및 그 방법
KR20200061901A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 한국조선해양 주식회사 휘발성유기화합물 제거시스템 및 이를 구비하는 대형 도장공장
KR20200132300A (ko) 2019-05-16 2020-11-25 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 흡착 로터, 산화촉매, 열교환기를 이용한 모듈화 VOCs 제거 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100578106B1 (ko) 2004-02-24 2006-05-10 한국과학기술원 저농도 ｖｏｃ 처리용 흡착/촉매산화 ｖｏｃ 제거 시스템
JP2006187698A (ja) * 2005-01-04 2006-07-20 Seibu Giken Co Ltd 有機溶剤ガス処理装置
KR20120086829A (ko) * 2011-01-27 2012-08-06 한국에너지기술연구원 농축 및 응축에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치
KR101542177B1 (ko) * 2015-03-30 2015-08-05 주식회사 한남 Voc 흡착농축식 촉매산화 처리장치
KR20160024436A (ko) * 2014-08-25 2016-03-07 대우조선해양 주식회사 대형 도장공장의 VOCs 제거시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100578106B1 (ko) 2004-02-24 2006-05-10 한국과학기술원 저농도 ｖｏｃ 처리용 흡착/촉매산화 ｖｏｃ 제거 시스템
JP2006187698A (ja) * 2005-01-04 2006-07-20 Seibu Giken Co Ltd 有機溶剤ガス処理装置
KR20120086829A (ko) * 2011-01-27 2012-08-06 한국에너지기술연구원 농축 및 응축에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치
KR20160024436A (ko) * 2014-08-25 2016-03-07 대우조선해양 주식회사 대형 도장공장의 VOCs 제거시스템
KR101542177B1 (ko) * 2015-03-30 2015-08-05 주식회사 한남 Voc 흡착농축식 촉매산화 처리장치

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066399A1 (ko) * 2017-09-29 2019-04-04 창성엔지니어링 주식회사 능동적인 농축률 제어수단을 구비한 농축 촉매 연소 시스템
KR20190062090A (ko) * 2017-11-28 2019-06-05 주식회사 엔바이온 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
WO2019107811A1 (ko) * 2017-11-28 2019-06-06 주식회사 엔바이온 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
KR102136290B1 (ko) * 2017-11-28 2020-08-26 주식회사 엔바이온 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
KR20190109922A (ko) 2018-03-19 2019-09-27 한국조선해양 주식회사 Voc 처리 장치
KR20190109923A (ko) 2018-03-19 2019-09-27 한국조선해양 주식회사 Voc 처리 장치
KR20200026400A (ko) 2018-08-31 2020-03-11 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 흡착 Rotor 와 산화촉매를 이용한 모듈화 VOCs 제거 시스템 및 그 방법
KR20200061901A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 한국조선해양 주식회사 휘발성유기화합물 제거시스템 및 이를 구비하는 대형 도장공장
KR102370243B1 (ko) 2018-11-26 2022-03-04 한국조선해양 주식회사 휘발성유기화합물 제거시스템 및 이를 구비하는 대형 도장공장
CN110065985A (zh) * 2019-05-10 2019-07-30 上海安杰环保科技股份有限公司 一种用于除去水样中voc多路吹扫装置
KR20200132300A (ko) 2019-05-16 2020-11-25 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 흡착 로터, 산화촉매, 열교환기를 이용한 모듈화 VOCs 제거 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101717535B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 그 처리방법
CN208824192U (zh) 一种VOCs废气高效吸附脱附催化燃烧处理系统
JP6290320B2 (ja) 排ガス処理設備、排ガス処理方法
US7494625B2 (en) Systems and methods for removing materials from flue gas via regenerative selective catalytic reduction
CN205760438U (zh) 一种用于处理VOCs的活性炭吸附浓缩及蓄热式热氧化器的集成装置
CN102049182B (zh) 一种含环氧丙烷有机废气的净化方法
US20090232718A1 (en) Multi-stage catalytic air purification system
CN106512686A (zh) 一种有机污染土壤热解析尾气处理系统
KR102136290B1 (ko) 에너지 절감형 농축로터 및 이를 포함하는 폐가스 처리 시스템
CN113274840A (zh) 活性炭吸附高温脱附-催化氧化治理VOCs废气的装置及方法
JP2008086942A (ja) 空気浄化装置および空気浄化方法
KR102022864B1 (ko) 흡수탑과 탈거탑 및 축열식연소장치를 포함하는 휘발성유기화합물 처리 시스템
CN206094118U (zh) 一种有机废气净化装置
KR20010045069A (ko) 흡착/산화 2기능성 촉매를 이용한 ｖｏｃ 제거 시스템
CN203517822U (zh) 一种催化燃烧光触媒废气处理装置
KR101828458B1 (ko) 오염된 산화 촉매의 재생 수단이 포함된 질소산화물 저감 장치
CN218608768U (zh) 一种VOCs废气处理装置
KR100975535B1 (ko) 촉매 산화 시스템 및 그 장치의 촉매 산화 방법
US20220040628A1 (en) Exhaust gas treatment system
CN108404598A (zh) 活性炭吸附及催化燃烧装置
CN210874830U (zh) 带预处理冷凝吸附的催化氧化废气处理系统
CN211837162U (zh) 移动式处理含voc废气的装置
CN106310871B (zh) 一种煤化工废气联合降解的方法
JP2006230238A (ja) 豆の焙煎機における排気の浄化装置
CN215196184U (zh) 一种转轮一体机装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant