KR101902411B1 - 자가 세정 폐가스 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충진부의 착탈이 용이하여 유지보수가 쉽고, 충진부의 청소가 용이하여 유지보수가 쉬운 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 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 배출구의 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 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 배출구의 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 자가 세정 폐가스 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체 공장, 화학 공장 및 화공 플랜트 등에서 배출되는 폐가스를 처리하기 위한 자가 세정 폐가스 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공장, 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 등을 제거하기 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 농도가 증가하여 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 종래기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 종래기술에 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 청소해야 하는 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.
본 발명은 충진부의 착탈이 용이하여 유지보수가 쉬운 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 충진부의 청소가 용이하여 유지보수가 쉬운 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 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 배출구의 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 가스 처리 필터부는, 소정 프레임에 착탈 가능하게 배치되고 더스트를 전처리할 수 있는 망상 충진판; 및 상기 망상 충진판의 후단에 소정 간격 이격되어 상기 프레임에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 망상 충진판은, 복수의 홀수단 망상 충진판(219)과 짝수단 망상 충진판(218)을 포함하고, 상기 홀수단 망상 충진판(219)의 면과 짝수단 망상 충진판(218)의 면이 마주보도록 교번적으로 배치되고, 상기 홀수단 망상 충진판(219)과 짝수단 망상 충진판(218)은 씨줄과 날줄이 소정 간격의 격자형으로 배치되고, 상기 홀수단 망상 충진판(219)의 씨줄은 수직 방향, 날줄은 수평 방향으로 배치되고, 상기 짝수단 망상 충진판(218)의 씨줄은 수직선을 기준으로 우측 사선방향, 날줄은 좌측 사선방향으로 배치된다.
또한, 상기 가스 처리 필터부는, 전단에서 소정 프레임에 착탈 가능하게 배치되고, 더스트를 전처리할 수 있는 변형 망상 충진판; 및 상기 변형 망상 충진판의 후단에 소정 간격 이격되어 상기 프레임에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터를 포함하고, 상기 변형 망상 충진판은 씨줄과 날줄이 소정 간격의 격자형으로 배치되되, 상기 씨줄은 모두 연결되는 한편, 상기 날줄은 적어도 일부가 절단될 수 있다.
또한, 상기 변형 망상 충진판은, 복수의 홀수단 변형 망상 충진판과 짝수단 변형 망상 충진판을 포함하고, 상기 홀수단 변형 망상 충진판의 면과 짝수단 변형 망상 충진판의 면이 마주보도록 교번적으로 배치되고, 상기 홀수단 변형 망상 충진판의 씨줄은 수직 방향, 날줄은 수평 방향으로 배치되고, 상기 짝수단 변형 망상 충진판의 씨줄은 수직선을 기준으로 우측 사선방향, 날줄은 좌측 사선방향으로 배치된다.
또한, 상기 가스 처리 필터부는, 전단에서 소정 프레임에 착탈 가능하게 배치되고, 더스트를 전처리할 수 있는 파도 형상 충진판; 및 상기 변형 망상 충진판의 후단에 소정 간격 이격되어 상기 프레임에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터를 포함한다.
또한, 상기 복수의 파도 형상 충진판은 서로 마주보게 배치되되, 파도 모양 방향이 서로 45°내지 60°의 각도를 가지도록 교번적으로 배치되고, 상기 파도 형상 충진판에는 다수의 관통공이 형성된다.
또한, 상기 메쉬 필터는, 지그재그 형태로 배치된 고정대; 및 상기 고정대에 걸쳐지는 망 형태의 필터를 포함한다.
또한, 상기 저수조의 세정액을 필터링하여 세척하기 위한 제1 필터부; 및 상기 제1 필터부를 통과한 세정액 내 포함된 오염물을 제거하여 상기 세정액의 탁도를 소정 수준 이하로 유지하기 위한 울트라멤브레인 필터부를 더 포함한다.
또한, 상기 제1 필터부, 세정액 유입관, 및 역세수 배출관에 연결되는 제1 삼방밸브; 상기 제1 필터부, 역세수 유입관, 및 상기 울트라멤브레인 필터부에 연결되는 제2 삼방밸브; 및 상기 세정액의 강제 유동을 위하여 상기 세정액 유입관에 구비되는 여과 펌프를 더 포함하고, 상기 세정액 유입관은 상기 저수조에 연결되고, 상기 역세수 유입관은 역세수 공급밸브를 통하여 상수도관에 연결되며, 상기 역세수 배출관은 하수도관에 연결된다.
본 발명의 자가 세정 폐가스 처리 장치는, 충진부의 착탈이 용이하여 유지보수가 쉽고, 충진부를 청소하기가 용이하여 유지보수가 쉬우므로 운용비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 스크러버를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 세정액 회수 분사관을 나타내는 도면,
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 처리 필터부용 충진부 예시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데미스터용 충진부 예시도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 망상 충진판의 세부 구성도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 망상 충진판의 세부 구성도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파도 형상 충진판의 세부 구성도, 및
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬 필터의 세부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면,
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 스크러버를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 세정액 회수 분사관을 나타내는 도면,
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 가스 처리 필터부용 충진부 예시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데미스터용 충진부 예시도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 망상 충진판의 세부 구성도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 망상 충진판의 세부 구성도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파도 형상 충진판의 세부 구성도, 및
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬 필터의 세부 구성도이다.
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 제1 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 시스템을 나타내는 도면, 및 도 5은 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)를 포함하고, 여과부는 디스크 필터부(511), 울트라멤브레인 필터부(800), 및 카트리지 필터부(820)를 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 조절부(111)가 구비되어 폐가스 유입량이 조절될 수 있으며, 가스를 강제 유동시킬 수 있도록 배출구(113) 측에는 배기팬(114)이 구비된다.
적어도 하나 이상의 가스 처리 필터부(210)가 몸체(110) 내에 배치되고, 가스 처리 필터부(210)와 배출구(113)의 사이에는 기류 중의 액적 제거를 위한 데미스터(220)가 배치된다.
가스 처리 필터부(210)와 데미스터(220)는 다양한 충진판이 배치될 수 있는바, 도 7 내지 12에서 상세하게 설명하기로 한다.
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 노즐(119)이 형성되고, 세정액이 드레인 노즐(119)을 향하여 포집되어 배출될 수 있도록 저수조(116) 내부의 바닥면(118)은 드레인 포트(119) 측으로 경사지도록 형성된다. 드레인 노즐(119)은 드레인 배관 및 폐기밸브(416)를 통하여 하수도관(611)과 통하는 세정액 폐기관(117)에 연결된다. 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.
pH 센서(412) 및 ORP 센서(411)를 이용하여 세정액의 pH를 소정 수치 이상 또는 이하로 유지하고, 전기 전도도를 소정 수치 이하로 유지시킴으로써 폐가스의 처리 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 여과부 중 하나인 디스크 필터부(511)는 제1 삼방밸브(512) 및 제2 삼방밸브(513)와 연동한다. 디스크 필터부(511)의 하우징 내에는 필터가 구비되는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 복수개가 적층되는 디스크 필터일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 세정액을 필터링하고, 역세 및 수세가 가능한 어떠한 필터라도 사용될 수 있다.
디스크 필터부(511)의 하우징 측부에는 제1 삼방밸브(512)가 연결되고, 디스크 필터부(511)의 하우징 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 울트라멤브레인 유입관(530)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 제어패널(700)에 연결되어 제어될 수 있다.
여과 펌프(510)에 의해 저수조(116)의 세정액이 세정액 유입관(520)을 통하여 디스크 필터부(511)에 공급될 수 있고, 디스크 필터부(511)에서 고형물이 필터링되어 세척된 세정액은 세정액 회수관(522)을 통하여 저수조(116)로 회수된다. 이때, 여과 펌프(510)는 제어패널(700)을 통해 지령 운전되거나, 타이머 또는 압력계(515)에 의해 자동 운전될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자가 세정 폐가스 처리 장치의 여과부 중 울트라멤브레인 필터부(800)와 활성탄 카트리지 필터부(820)는 디스크 필터부(511)를 통과한 후 미처리된 부유고형물과 약간의 용존고형물을 제거하기 위해 설치된다. 울트라멤브레인 필터부(800)와 활성탄 카트리지 필터부(820)는 디스크 필터부(511)의 기능을 보조함으로써 스크러버 내 세정액의 탁도와 전기전도도를 낮출 수 있으므로 용수절감 및 가스 처리 필터부(210) 내 충진판 오염을 저감하는 효과가 있다. 소정 기간 동안의 사용으로 인해 울트라멤브레인 필터부(800)가 오염되는 경우, NaOH, 차아염소산, 및 Air 혼합물을 이용하여 역세하면 재사용이 가능하다.
디스크 필터부(511) 및 울트라멤브레인 필터부(800)에서 필터링이 진행됨에 따라 디스크 필터부(511) 및 울트라멤브레인 필터부(800)에 오염물이 적체되어 압력이 상승하고, 필터링 처리 능력은 감소한다. 이에 따라, 압력계(515)에서 감지되는 압력치가 소정의 설정치에 도달하면 제어패널(700)에서의 지령 제어에 의해 역세모드로 운전할 수 있다.
디스크 필터부(511)는 세정액 내에 포함된 오염물 중 스크러버 막힘의 주원인이 되는 평균 입경 1μm 내지 5μm의 입자를 필터링할 수 있는 것이 바람직하다. 울트라멤브레인 필터부(800)는 내경 0.6mm, 외경 1.2mm 의 중공섬유가 충진되는 것이 바람직하다. 이를 통해 울트라멤브레인 필터부(800)는 디스크 필터 통과 후 세정액 내에 포함된 오염물을 제거하여 세정액의 탁도를 0.1 NTU(Nepthelometric Turbidity Unit) 정도 수준으로 유지할 수 있다.
저수조(116)에 연결된 오염도 검출 센서(516)는 저수조(116) 내 세정액의 오염도를 측정할 수 있으며, 이를 통하여 세정액 교체시기를 파악할 수 있다. 한편, 세정액의 오염도는 세정액의 탁도, 또는 세정액의 고형물 농도 등을 이용하여 측정 가능하다.
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 조절부(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)를 통과하는데, 폐가스에 포함되어 있는 오염물, 고형물, 분진, 및 더스트 등이 세정액과 함께 충진판에 점착된다.
충진판에 점착되는 오염물 등이 흘러내려 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 원활하지 못하므로 레벨 트랜스미터(414) 및 상수 공급밸브(413)에 의해 저수조(116)의 수위가 낮은 경우 상수도관(610)으로부터 세정액이 공급될 수 있다.
가스 처리 필터부(210)에서 처리된 폐가스는 데미스터(220)로 유입되고, 데미스터(220)는 폐가스에 포함된 수분을 제거하며, 수분이 제거된 가스는 배기팬(114)을 통하여 외부로 배출된다.
몸체에 연결되는 차압계(410)가 가스 처리 필터부(210) 및 데미스터(220)의 오염도를 측정하며, 가스 처리 필터부(210) 및 데미스터(220)의 세척이 필요한 경우 분사관(311, 312)을 통하여 상수를 세정액으로 분사하여 세척할 수 있다.
저수조에 연결되는 오염도 검출 센서(516)가 세정액의 오염도를 검출하여 저수조(116)의 세정액의 오염도가 소정값에 도달하면 여과부(511, 800, 820)를 통하여 세정액 내 고형물을 제거할 수 있다. 즉, 제1 삼방 밸브(512) 및 제2 삼방 밸브(513)를 조절하여 세정액이 디스크 필터부(511)를 통과하도록 유로를 형성하고, 여과 펌프(510)를 동작시키면 저수조(116)의 세정액이 세정액 유입관(520) 및 제1 삼방 밸브(512)를 통해 디스크 필터부(511)로 유입된다. 디스크 필터부(511)에서 여과 처리된 세정액은 제2 삼방 밸브(513)를 거쳐 울트라멤브레인 필터부(800), 및 활성탄 카트리지 필터(820)를 통과한 후 세정액 회수관(522)을 통하여 저장조로 유입되며, 여과된 세정액은 재사용될 수 있다. 이에 따라 오염된 세정액 내에 포함된 다양한 입자상 오염 물질을 효과적으로 처리할 수 있고, 충진판의 오염으로 인한 기류의 막힘을 최소화할 수 있으며, 세정액인 상수의 소비량을 줄일 수 있다. 여기서, 제거되는 입자상 오염 물질은 SiO2, 각종 불용성 물질 및 미생물 등의 다양한 오염물질일 수 있다.
세정액의 여과 처리로 인하여 디스크 필터부(511)가 오염된 경우, 디스크 필터부(511)를 세척할 수 있다. 즉, 제1 삼방 밸브(512) 및 제2 삼방 밸브(513)를 조절하여 상수도관(610)의 상수가 디스크 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 디스크 필터부(511)로 유입된다. 디스크 필터부(511)를 통과한 오염된 상수는 제1 삼방 밸브(512) 및 역세수 배출관(519)을 통하여 세정액 폐기관(117)으로 유입되어 폐기될 수 있다. 여기서, 디스크 필터부(511)의 세척 시기는 압력계(515)를 통하여 알 수 있으며, 활성탄 카트리지 필터부(820)에의 세정액 유입압력과 배출압력의 압력차를 감지하고, 압력차가 소정값에 도달하면 디스크 필터부(511)를 세척할 수 있다.
또한, 세정액을 교체하는 경우, 저수조(116)의 세정액은 드레인 노즐(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 여과부(511, 800, 820)로부터 회수될 때 세정액 회수관(522)을 통하여 저수조(116)의 바닥면(118) 전체에 고르게 분사될 수 있다. 이때 세정액 회수관(522)은 저수조(116)의 공간 등 설치 조건에 따라 한 개 또는 여러 개의 라인으로 형성될 수 있다.
한편, 통상의 직경 50mm 정도 크기의 원형, 타원형, 육각형으로 된 패킹은 스크러버에 충진하였을 때, 가스 기류의 편류 현상을 야기하고, 이로 인해 가스처리 효율이 저하하고, 충진물의 막힘 현상이 발생하기 쉽다. 또한, 스크러버 당 20 입방미터 정도의 충진물이 소요되므로 오염된 충진물을 세정하기가 쉽지 않다.
이에 반해, 도 7a에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 가스 처리 필터부용 망상 충진부는, 전단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 망상 충진판(211)과, 소정 간격 이격되어 후단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터(213)를 포함한다.
더스트를 전처리할 수 있는 전단에 배치되는 망상 충진판(211)은 균일한 간격으로 소정 프레임(미도시)에 배치되기 때문에 편류가 발생하지 않아 가스처리 효율이 우수하고, 막힘 현상이 발생하지 않는다. 또한, 후단에 착탈 가능하게 배치되는 PE 재질의 메쉬 필터(213)는 촘촘히 짜여진 망 사이로 가스를 통과시킴으로써 망상 충진판(211)을 통과하면서 생성된 가스 미스트와 미처리된 가스 내 오염물을 효과적으로 포집할 수 있다.
이와 유사하게, 도 7b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 처리 필터부용 변형 망상 충진부는, 전단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 변형 망상 충진판(212)과, 소정 간격 이격되어 후단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터(213)를 포함한다.
더스트를 전처리할 수 있는 전단에 배치되는 변형 망상 충진판(212)은 도 7a의 망상 충진물(211)과 달리, 망 사이가 절단되어 상대적으로 더 큰 더스트를 전처리하는 용도로 사용할 수 있다. 한편, 변형 망상 충진판(212)은 망 사이가 절단되어 있기 때문에 가스압에 견딜 수 있도록 상대적으로 더 두꺼운 형상을 가진다. 변형 망상 충진판(212)은 균일한 간격으로 고정 배치되기 때문에 편류의 발생을 방지할 수 있어 가스처리 효율이 우수하고, 막힘 현상이 발생하지 않는다. 또한, 후단에 배치되는 PE 재질의 메쉬 필터(213)는 촘촘히 짜여진 망 사이로 가스를 통과시킴으로써 망상 충진판(211)을 통과하면서 생성된 가스 미스트와 미처리된 가스 내 오염물을 효과적으로 포집할 수 있다.
도 7c에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 처리 필터용 파도 형상 충진부는, 전단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 파도 형상 충진판(214)과, 소정 간격 이격되어 후단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터(213)를 포함한다.
파도 형상 충진판(214)은 균일한 간격으로 배치되기 때문에 편류의 발생을 방지할 수 있어 가스처리 효율이 우수하고, 막힘 현상이 발생하지 않는다. 또한, 후단에 배치되는 PE 재질의 메쉬 필터(213)는 촘촘히 짜여진 망 사이로 가스를 통과시킴으로써 망상 충진판(211)을 통과하면서 생성된 가스 미스트와 미처리된 가스 내 오염물을 효과적으로 포집할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데미스터용 충진부 예시도로서, 데미스터용 충진부는, 전단에서 소정 프레임(미도시)에 착탈 가능하게 배치되는 파도 형상 충진판(214)과, 소정 간격 이격되어 착탈 가능하게 후단에 배치되는 복수의 메쉬 필터(213)를 포함한다.
유입되는 폐가스 중 소정 크기 이상의 미스트는 파도 형상 충진판(214)을 통과한 후 중력에 의해 낙하하여 제거되고, 후단에 배치되는 복수의 메쉬 필터(213)는 중력에 의해 낙하하다가 미처 수조나 데미스터 바닥에 도달하지 못하고 재비산하는 미스트나 미세한 크기의 미스트를 포집한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 망상 충진판의 세부 구성도로서, 도 9a는 망상 충진판의 정면도이고, 도 9b는 홀수단 망상 충진판의 평면도이며, 도 9c는 짝수단 망상 충진판의 평면도이다.
망상 충진판은, 교번적으로 배치되는 복수의 홀수단 망상 충진판(219)과 짝수단 망상 충진판(218)을 포함한다.
홀수단 망상 충진판(219)과 짝수단 망상 충진판(218)은 굵은 씨줄과 날줄이 소정 간격의 격자형으로 배치되고, 굵은 줄 사이에 가는 줄이 촘촘하게 배치된다. 한편, 홀수단 망상 충진판(219)과 짝수단 망상 충진판(218)은 망상 충진판(211)의 프레임(미도시)에 삽입 고정될 때 상호 교차하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 홀수단 망상 충진판(219)의 씨줄은 수직 방향, 날줄은 수평 방향으로 배치되고, 짝수단 망상 충진판(218)의 씨줄은 수직선을 기준으로 우측으로 45도, 날줄은 좌측으로 45도 기울어져 배치된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 망상 충진판의 세부 구성도로서, 도 10a는 변형 망상 충진판의 정면도이고, 도 10b는 홀수단 변형 망상 충진판의 평면도이며, 도 10c는 짝수단 변형 망상 충진판의 평면도이다.
변형 망상 충진판은 교번적으로 배치되는 복수의 홀수단 변형 망상 충진판(219)과 짝수단 변형 망상 충진판(218)을 포함한다.
홀수단 변형 망상 충진판(219)과 짝수단 변형 망상 충진판(218)은 굵은 씨줄과 날줄이 소정 간격의 격자형으로 배치되고, 굵은 줄 사이에 가는 줄이 촘촘하게 배치된다. 한편, 홀수단 변형 망상 충진판(219)과 짝수단 변형 망상 충진판(218)은 변형 망상 충진판(211)의 프레임(미도시)에 삽입 고정될 때 상호 교차하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 홀수단 변형 망상 충진판(219)의 씨줄은 수직 방향, 날줄은 수평 방향으로 배치되고, 짝수단 변형 망상 충진판(218)의 씨줄은 수직선을 기준으로 우측으로 45도, 날줄은 좌측으로 45도 기울어져 배치된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파도 형상 충진판의 세부 구성도로서, 도 11a는 파도 형상 충진판(214)의 적층된 형태이고, 도 11b는 파도 형상 충진판(214)의 개별 구성도이다.
파도 형상 충진판(214)은 파도 형상으로 굴곡져 있으며, 복수의 파도 형상 충진판(214)이 소정 간격 이격되어 적층될 수 있다. 파도 형상 충진판(211)은 이웃하는 파도 형상 충진판(214)의 파도 모양 방향이 평행하지 않도록 엇갈려 배치되고, 폐가스가 이웃하는 파도 형상 충진판(214)의 사이를 원활하게 관통할 수 있도록 파도 형상 충진판(214) 사이의 공간이 폐가스의 유동 방향을 이루도록 배치된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 복수의 파도 형상 충진판(214)은 서로 마주보게 배치되되, 파도 모양 방향이 서로 45°내지 60°의 각도를 가지도록 교번적으로 배치될 수 있다. 파도 모양의 깊이는 교차 각도 및 파도 형상 충진판(214)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 파도 형상 충진판(214)에는 다수의 관통공(215)이 형성되며, 일실시예에 따르면, 관통공(215)의 지름은 약 4mm 내지 5mm일 수 있으나, 처리 가스의 특성에 따라 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 가스 처리 필터부(210)는 동일 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 바람직하다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 메쉬 필터의 세부 구성도로서, 도 12a는 메쉬 필터의 정면도, 도 12b는 메쉬 필터의 평면도, 및 도 12c는 메쉬 필터의 우측면도이다.
메쉬 필터는 지그재그 형태로 배치된 고정대(217)와, 고정대(217)에 착탈 가능하게 걸쳐지는 망 형태의 필터(216)를 포함한다.
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 210: 가스 처리 필터부
211, 212: 격자형 패킹 213: mesh filter
214: 파형판 215: 관통공
216: mesh 217: mesh filter 고정대
218: 격자형 패킹 고정대 220: 데미스터
311: 분사관 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
519: 역세수 배출관 520: 세정액 유입관
521: 역세수 유입관 522: 세정액 회수관
610: 상수도관 611: 하수도관
612: 약품 공급관 613: 폐가스 덕트
614: Clean Dry Air 700: 제어패널
800: Ultramembrane 820: 활성탄 카트리지 필터
830: 차아염소산 공급 펌프 840: 차아염소산 탱크
112: 유입구 113: 배출구
114: 배기팬 115: 순환 펌프
116: 저수조 117: 세정액 폐기관
118: 바닥면 210: 가스 처리 필터부
211, 212: 격자형 패킹 213: mesh filter
214: 파형판 215: 관통공
216: mesh 217: mesh filter 고정대
218: 격자형 패킹 고정대 220: 데미스터
311: 분사관 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
519: 역세수 배출관 520: 세정액 유입관
521: 역세수 유입관 522: 세정액 회수관
610: 상수도관 611: 하수도관
612: 약품 공급관 613: 폐가스 덕트
614: Clean Dry Air 700: 제어패널
800: Ultramembrane 820: 활성탄 카트리지 필터
830: 차아염소산 공급 펌프 840: 차아염소산 탱크
Claims (10)
- 세정액을 이용하여 폐가스 덕트로부터 공급되는 폐가스를 정화 처리하기 위한 폐가스 처리 장치에 있어서,
상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 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 배출구의 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 포함하고,
상기 가스 처리 필터부는, 전단에서 소정 프레임에 착탈 가능하게 배치되고, 더스트를 전처리할 수 있는 변형 망상 충진판을 포함하고, 상기 변형 망상 충진판은 씨줄과 날줄이 소정 간격의 격자형으로 배치되되, 상기 씨줄은 모두 연결되는 한편, 상기 날줄은 적어도 일부가 절단되고, 상기 변형 망상 충진판은, 복수의 홀수단 변형 망상 충진판과 짝수단 변형 망상 충진판을 포함하고, 상기 홀수단 변형 망상 충진판의 면과 짝수단 변형 망상 충진판의 면이 마주보도록 교번적으로 배치되고, 상기 홀수단 변형 망상 충진판의 씨줄은 수직 방향, 날줄은 수평 방향으로 배치되고, 상기 짝수단 변형 망상 충진판의 씨줄은 수직선을 기준으로 우측 사선방향, 날줄은 좌측 사선방향으로 배치되는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 가스 처리 필터부는, 상기 변형 망상 충진판의 후단에 소정 간격 이격되어 상기 프레임에 착탈 가능하게 배치되는 메쉬 필터를 포함하는
자가 세정 폐가스 처리 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제4항에 있어서, 상기 메쉬 필터는,
지그재그 형태로 배치된 고정대; 및
상기 고정대에 걸쳐지는 망 형태의 필터
를 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 저수조의 세정액을 필터링하여 세척하기 위한 제1 필터부; 및
상기 제1 필터부를 통과한 세정액 내 포함된 오염물을 제거하여 상기 세정액의 탁도를 소정 수준 이하로 유지하기 위한 울트라멤브레인 필터부
를 더 포함하는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 제1 필터부, 세정액 유입관, 및 역세수 배출관에 연결되는 제1 삼방밸브;
상기 제1 필터부, 역세수 유입관, 및 상기 울트라멤브레인 필터부에 연결되는 제2 삼방밸브; 및
상기 세정액의 강제 유동을 위하여 상기 세정액 유입관에 구비되는 여과 펌프를 더 포함하고,
상기 세정액 유입관은 상기 저수조에 연결되고, 상기 역세수 유입관은 역세수 공급밸브를 통하여 상수도관에 연결되며, 상기 역세수 배출관은 하수도관에 연결되는 자가 세정 폐가스 처리 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020160176777A KR101902411B1 (ko) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 자가 세정 폐가스 처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160176777A KR101902411B1 (ko) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 자가 세정 폐가스 처리 장치 |
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|---|---|
| KR20180073191A KR20180073191A (ko) | 2018-07-02 |
| KR101902411B1 true KR101902411B1 (ko) | 2018-09-28 |
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| KR1020160176777A KR101902411B1 (ko) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | 자가 세정 폐가스 처리 장치 |
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| KR101564580B1 (ko) | 2015-06-26 | 2015-10-30 | 서익환 | 폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버 |
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-
2016
- 2016-12-22 KR KR1020160176777A patent/KR101902411B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
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