KR101940285B1 - 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템 - Google Patents

나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐가스를 수용 공간에 투입하는 단계; 나노 이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중의 하나인 소정의 물을 사용하여 상기 수용 공간에서 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 생성하고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리를 하는 단계; 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 소용돌이 유닛에 넣고, 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 소용돌이 유닛에서 회전시키는 단계; 및 처리 후의 폐가스를 배출하는 단계를 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템을 개시한다.
본 발명은 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 폐가스와 혼합함으로써, 소정의 물 속의 나노 기포와 폐가스에 대하여 공동 현상 및 초임계 수 산화가 충분히 수행되어, 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 휘발성 유기화합물(VOC), 중금속 기타 유해물질과 같은 폐가스를 제거할 수 있다.

Description

나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템{WASTE GAS TREATMENT METHOD VIA APPLICATION OF NANO-BUBBLE AND WASTE GAS TREATMENT SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 폐가스 처리 기술에 관한 것으로서, 상세하게는, 소정의 물 속에 나노 기포를 발생시킨 후 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 휘발성 유기화합물(VOC), 또는 중금속 등을 포함하는 폐가스를 처리함으로써, 폐가스 중의 오염물질을 제거하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템에 관한 것이다.
공기는 인류 생존에 필수적이나 최근 공기 오염은 점차 심해져 인류는 호흡 조차 건강에 위험하다는 걱정을 하게 되었다. 공기 오염은 일반적으로 공업상의 공정, 교통 운송, 연료 연소 등의 활동이 누적되어 형성된 것으로서, 공업상의 공정에서 발생하는 폐가스가 공기 오염의 주범이다. 공업상의 제조 과정에서 폐가스가 발생하는 것을 피하기 어려운 일이며, 상기 폐가스를 정화하기 위하여는 상기 폐가스에 포함된 유독 물질을 제거하여야 비로소 공기 오염을 감소시킬 수 있다. 따라서, 공기 오염을 방지하기 위하여 폐가스를 처리하는 방안에 대한 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 본 발명은 종래 기술이 처한 문제를 해결하기 위한 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법은, 폐가스를 수용 공간에 투입하는 단계; 나노 이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중의 하나인 소정의 물을 사용하여 상기 수용공간에서 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 생성함으로써, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리를 하는 단계; 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 소용돌이 유닛에 넣고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 상기 소용돌이 유닛에서 회전시키는 단계; 및 처리 후의 폐가스를 배출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 수용 공간의 저부로 상기 폐가스를 유입시키는 단계; 및 상기 수용 공간의 천장부에 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 수용 공간의 저부에 상기 소정의 물을 연무상으로 분무하여 상기 폐가스에 작용시키는 단계; 및 상기 폐가스에 작용시킨 후의 상기 소정의 물을 순환수 시스템으로 배출하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 수용 공간 내의 저부에 음이온을 발생시키는 단계를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템은, 폐가스가 수용 공간으로 공급되도록 배치되는 흡입구; 소정의 물을 공급하도록 상기 수용 공간에 배치되어 상기 소정의 물에 나노 기포를 발생시키고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리를 하는 나노 기포 발생장치; 및 상기 수용 공간에 연결되는 소용돌이 유닛 및 상기 소용돌이 유닛과 상기 수용 공간 사이에 개재되어 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 받아들이는 구동 유닛을 포함하는 기류 회동장치를 포함하며, 상기 소정의 물은 나노 이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중 하나이고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물이 상기 폐가스에 대하여 공동현상 및 초임계 수 산화를 수행하여 상기 폐가스의 유해 물질을 제거한다.
상기 나노 기포 발생장치는 상기 수용 공간의 천장부에 인접하여 설치되어 상기 소정의 물에 나노 기포를 발생시키는 나노 기포 발생기를 포함한다. 또한, 상기 나노 기포 발생기는 순환수 시스템에 연결되어, 상기 소정의 물을 얻을 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 나노 기포 발생장치는, 상기 수용 공간의 저부에 인접하게 설치되어 상기 소정의 물을 연무상으로 분무하는 분무기를 더 포함한다. 또한, 상기 분무기는 순환수 시스템에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수용 공간의 저부에 인접하게 설치되어 음이온을 발생시키는 음이온 발생기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템은 나노 이온수, 알칼리수 또는 전해수 등과 같은 소정의 물을 이용하여 나노 기포를 발생시키고, 이를 폐가스 처리 시스템 안으로 유입시킨다. 소정의 물 속의 나노 기포가 폐가스와 충분히 혼합된 후, 소정의 물 속의 미세한 물분자의 세정, 이온 삼투 기능 및 나노 기포의 공동현상으로 인한 물리 화학적인 복합 작용으로, 폐가스 내의 먼지, 중금속 및 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 휘발성 유기화합물(VOC) 등과 같은 유기 오염물질들을 코팅 세정할 수 있고, 효과적으로 물에 용해시켜 소정의 물 속의 나노 기포를 이용하여 분해 및 산화 처리를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따면, 소정의 물 속의 나노 기포를 사용함으로써, 물 속의 분산 과정 중에 공기를 산화 분해하여 세정하는 작용을 계속적으로 유지할 뿐만 아니라, 공기 중의 유해 물질을 유효하게 제거하는 효과를 달성하게 되고, 이는 현지 폐가스 배출의 처리 기준에도 부합한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 개략도이다.
본 발명의 특징, 내용, 장점 및 효과를 이해하기 위하여, 본 발명을 도면과 함께 실시예를 통하여 다음과 같이 상세히 설명한다. 이 때, 사용되는 도면은 그 명세서의 요지를 보조하여 나타내는 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 후의 실질예 및 구성 자체인 것은 아니다. 그러므로, 첨부된 도면의 예시 및 구성과 관련한 해석에 있어서 본 발명이 실제로 실시하려는 권리범위가 제한되어서는 안 될 것이다.
본 발명의 장점, 특징 및 달성하고자 하는 기술수단은 참조예로서의 실시예 및 첨부도면을 통하여 보다 상세하게 설명함으로써 더욱 용이하게 이해될 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 형식으로 구현될 수도 있으므로, 본 명세서에 서술된 실시예에만 제한되어 해석되어서는 안된다. 또한, 본 기술 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자에게는, 제공된 실시예를 통하여 개시 내용이 더욱 전면적으로 이해될 것이며, 본 발명의 범위가 완전하게 전달될 것이다. 본 발명은 청구범위가 정의하는 바에 따른다.
본 발명의 설명 중에, 별도로 명시적으로 지칭 또는 한정하는 것을 제외하고는, "장착", "상호 연결", "연결", "설치"와 같은 용어는 광의로 이해됨을 유의하여야 한다. 예컨대, "고정 연결"일 수 있고, "연결을 해체" 하거나 "일체로 연결"하는 것일 수 있고; "기계적 연결"이거나 "전기적 연결"일 수 있으며; "상호 직접 연결"일 수 있고, "중간에 매개체를 통한 상호 간접 연결"일 수도 있고, "두 개의 부품 내부의 연결"일 수 있다. 본 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자는 상기 용어가 본 발명에서 갖는 상세한 함의를 구체적으로 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법을 나타내는 순서도를 나타내다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법은 폐가스를 수용공간에 투입하는 단계(S11); 나노이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중의 하나인 소정의 물을 사용하여 상기 수용 공간에서 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 생성하여, 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리하는 단계(S12); 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 소용돌이 유닛에 넣고, 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 소용돌이 유닛에서 회전시키는 단계(S13); 및 처리 후의 폐가스를 배출하는 단계(S14)를 포함한다.
본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법에 관하여, 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템에 관한 후속 설명에서 상세히 기술한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 블록 다이어그램을 나타낸다. 도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템(100)은 흡입구(10), 나노 기포 발생장치(20) 및 기류 회동장치(30)를 포함한다.
흡입구(10)는 폐가스를 발생시키는 설비 또는 폐가스를 운반하는 파이프에 연결되고, 폐가스를 수용 공간(40)에 공급하도록 흡입구(10)를 배치할 수 있다. 또한, 수용 공간(40)은 예컨대 관형 부재일 수 있고, 흡입구(10)는 폐가스 블로워(11)로 연결될 수 있다. 이어서, 수용 공간(40)의 저부를 통하여 수용 공간(40) 안으로 유입된다. 나노 기포 발생장치(20)는 수용 공간(40)에 설치될 수 있다. 나노 기포 발생 장치(20)를 배치함으로써, 예컨대, 나노 이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중의 하나를 공급할 수 있다. 또한 소정의 물에 나노 기포를 발생시키고, 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 폐가스와 함께 수용 공간(40)에서 혼합할 수 있다.
본 실시예에서, 나노 이온수를 대표적인 실시예로 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 알칼리수 또는 전해수에도 적용된다.
또한, 나노 이온수는 전해법으로 생성된 세정 용수이며, 바람직하게는, 나노 이온수의 pH값은 8 내지 14이고, 산소-17 핵자기공명 측정법으로 얻은 나노 이온수의 반치 전폭은 약 45 Hz 내지 약 70 Hz이다. 나노 이온수의 분자를 전해법으로 처리한 후, 나노 이온수 내의 분자가 구성하는 그룹은 더 미세한 그룹으로 다시 조합될 수 있다. 이 때, 나노 이온수는 중금속, 계면활성제 및 유해 화학물질을 함유하지 않으므로, 인체 및 환경에 무해하며 우수한 세정 효과를 가질 수 있다. 또한, 나노 이온수의 분자는 음 전하를 띠고, 미세한 물분자를 가지며, 일반적인 액상의 물보다 효과적으로 빠르게 물체의 표면 또는 기체 중의 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 휘발성 유기화합물(VOC) 또는 중금속 등 폐가스의 오염된 계면 및 표면에 포집, 포위 및 침투할 수 있다(알칼리수 및 전해수도 동일한 특성을 가짐). 또한, 나노 이온수는 오염물을 신속하게 유화 분해할 수 있고, 고밀도의 수산기 이온을 함유하여 순식간에 세균 또는 병균(예컨대, 레지오넬라균 및 대장균)을 제거하는 능력을 가질 수 있다.
나노 기포 발생장치(20)는 나노 기포 발생기(21)를 포함하고, 나노 기포 발생기(21)는 수용 공간(40)의 천장부에 인접하여 설치되어, 나노 이온수와 같은 소정의 물에 나노 기포를 발생시킬 수 있다. 또한, 바람직하게는, 나노 기포 발생장치(20)는 분무기(22)를 더 포함할 수 있다. 분무기(22)는 수용 공간(40)의 저부에 인접하게 설치되고, 소정의 물을 연무상으로 분무할 수 있다.
한편으로는, 수용 공간(40)의 저부에 유입되는 폐가스는 수용 공간(40) 내부에서 상승하고, 나노 기포 발생장치(20)에서 발생된 나노 기포를 포함하는 소정의 물은 폐가스와 혼합될 수 있다. 이 때, 나노 이온수와 같은 소정의 물은 그 특성상, 이온을 이용하여 효과적으로 신속하게 폐가스 중의 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 휘발성 유기화합물(VOC), 또는 중금속 등 폐가스 오염물의 계면 및 표면을 포집, 포위 및 침투할 수 있다. 나노 기포가 붕괴될 때, 순식간에 5000 K의 고온 및 1800 atm 대기압을 발생시킬 수 있고, 물 속에서 대량의 수산기 및 유리기를 방출하므로, 따라서 포집된 유기 기체에 기계적 절단, 열분해, 유리기 산화, 초임계 수 산화의 물리화학적 반응을 일으켜, 폐가스 중의 오염물질을 분해 및 제거하도록 하는 작용을 발생시킨다.
또한, 분무기(22)를 통하여 수용 공간(40)의 저부에 연무상의 소정의 물을 분무할 수 있다. 이 때, 소정의 물은 폐가스 중의 유기 폐가스 및 VOC 등 기타 가스를 포집 및 접촉하여, 폐가스 중의 오염물질이 소정의 물에 용해되고, 순환수 시스템(50) 등의 내부로 유입될 수 있다. 상기와 같은 방식을 통하여, 폐가스 중의 오염물질을 분해 및 제거하는 작용을 효과적으로 달성할 수 있다.
계속하여 설명하면, 나노 기포 발생기(21)를 통하여, 직경이 10 ㎛ 내지 수백 nm 의 크기인 강한 기화성의 기포가 발생되는데, 이러한 기포는 일반적인 기포에는 없는 물리화학적인 특성을 갖고 있다. 또한, 나노 기포를 함유하는 소정의 물은 자체 비표면적이 넓고, 상승 속도가 느리며, 자체적으로 증압 및 용해되며, 표면에 음전하가 대전되어 대량의 유리기 등을 생성하는 등의 특징이 있다. 따라서, 순간적으로 대량의 에너지를 방출하며 강한 산화성과 같은 작용을 발휘할 수 있어서, 오염 부분이 이산화탄소와 물로 바뀌게 되고 다른 부분은 무기화 작용에 의하여 과립상을 형성하며 물에 침전되는 현상이 나타날 수 있다. 그 특성은 비가연성, 불용해성, 무독성이다.
따라서, 소정의 물 속의 나노 기포의 공동현상을 이용하는 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템(100)은, 나노 기포를 함유하는 소정의 물이 유기 폐가스를 포집 및 포위하여 기계적 절단, 열분해, 유리기 산화 및 초임계 수 산화 등의 물리화학적 원리하에, 유기 폐가스를 지속적으로 분해 및 산화시키게 된다.
또한, 기류 회동장치(30)는 구동 유닛(31) 및 소용돌이 유닛(32)을 포함한다. 이 때, 소용돌이 유닛(32)은 소용돌이 섹션을 갖는 관형 부재일 수 있고, 수용 공간(40) 위에 연결되어 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 받아들일 수 있다. 구동 유닛(31)은 축류 송풍기일 수 있고, 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 혼합한 폐가스를 소용돌이 유닛(32)에 유입하도록 구동될 수 있다. 이 때, 나노 기포를 함유하는 소정의 물이 폐가스에 대하여 공동현상 및 초임계 수 산화가 수행될 수 있어서, 폐가스의 유해물질을 제거할 수 있다.
또한, 유기 폐가스는 파이프를 경유하여 흡입구(10)로부터 폐가스 블로워(11)로 유입되어 수용 공간(40) 안으로 진입된다. 다음으로, 분무기(22)를 통하여 산소를 증가시키는 방식(산소증가장치를 포함하거나 그에 연결된 방식) 및 고압 수중펌프를 작동하는 조건으로 분무 노즐을 통하여 대량의 물분무를 형성하여, 흡입구(10)에서 유입된 유기 폐가스 및 VOC(휘발성 유기화합물) 등 기타 가스를 포집 및 접촉한다. 분무기(22)의 산화 성능은, 유기 폐가스 처리에 필요한 산소 원자를 보충하는 역할을 한다. 이후, 유기 폐가스 및 VOC 등 기타 가스와 나노 기포를 함유하는 소정의 물이 혼합된다.
상기 설명한 내용 중에서, 나노 기포 발생장치(20)는, 양정이 120 미터에 달하는 다단식 고압 수중펌프가 그 동력이고, 나노 기포 발생기(21)를 통하여 나노급의 미세 기포를 소정의 물에 발생시킬 수 있다. 나노 이온수의 미세 기포는 공동현상으로 인하여 10-9초 내에 붕괴되고, 순식간에 5000 K의 고온 및 1800 atm 대기압을 발생시킨다. 또한, 물 속에서 대량의 수산기 및 유리기를 방출함으로써, 포집된 유기 기체에 기계적 절단, 열분해, 유리기 산화, 초임계 수산화와 같은 물리화학적 반응을 통하여 폐가스 중의 오염물질을 분해 및 제거하도록 하는 작용을 발생시킬 수 있다.
다음으로, 구동 유닛(31) 및 소용돌이 유닛(32)를 이용하여, 수용 공간(40) 내에서 소용돌이 유닛(32)으로 이동된 폐가스는 기체상 및 액체상으로 충분히 혼합되어 소용돌이를 형성하고, 유기 폐가스가 나노 기포를 포함하는 소정의 물과의 접촉이 증가되어 반응시간이 증가됨으로써, 유기 폐가스의 처리 효율을 높일 수 있다.
마지막으로, 나노 기포를 함유하는 소정의 물이 유기 폐가스와 공동현상 및 초임계 수산화를 유지함에 따라, 유기 폐가스를 물, 이산화탄소, 질소 가스, 중금속 산화물 및 기타 무해한 작은 분자로 산화시킬 수 있다. 따라서, 처리된 폐가스는 일반 공기로 변화되어 소용돌이 유닛(32)의 위쪽으로 배출될 수 있다.
물론, 나노 기포 발생기(21) 및 분무기(22)는 모두 소정의 물이 순환되는 순환수 시스템(50)에 연결될 수 있다. 따라서, 고압 또는 저압 펌프(60)를 통하여 소정의 물을 얻을 수 있고, 순환수 시스템(50)은 오염 물질이 무기화 작용으로 인하여 과립상으로 형성되어 물 속으로 침전된 부분을 배출하게 될 수 있다. 또한, 소용돌이 유닛(32)의 상측의 배기구 부분에는 검출구(70)가 설치될 수 있어, 폐가스 처리의 효율을 측정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템의 블록 다이어그램을 나타낸다. 도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템(100)은 마찬가지로 흡입구(10), 나노 기포 발생장치(20) 및 기류 회동장치(30)를 포함한다. 이는 전반적으로 상기 실시예와 유사하다. 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시하고, 그 유사한 부분에 대해서는 여기에 추가적인 설명을 생략한다.
본 실시예가 제1 실시예와 크게 다른 점은, 나노 이온수를 이용한 나노 기포 폐가스 처리 시스템(100)은 음이온 발생기를 더 포함한다는 점이다. 바람직하게는 제1 실시예의 분무기(22)를 변형한 음이온 분무기(22')를 형성할 수 있다. 음이온 분무기(22')의 배치 및 저압 펌프(60)의 구성 하에, 음이온 분무기(22')에서 분무된 연무상의 나노 이온수와 같은 소정의 물은 음의 산소 이온을 띠는 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 흡입구(10)로 유입된 유기 폐가스 및 VOC 등 기타 가스에 대하여 포집 및 접촉을 효과적으로 진행할 수 있다.
실질적으로 수용공간(40) 및 나노 기포 발생기(21)가 필요하므로, 다중으로 배치하여 더 완전하고 전면적으로 폐가스를 처리하게 된다.바람직하게는, 폐가스를 수용공간(40)에 투입하기 전에, 싸이클론 집진 시스템을 더 포함할 수 있다. 싸이클론 집진기는 먼지 기류의 회전운동에서 발생되는 원심력을 이용하여, 먼지 입자를 가스 중에서 분리 및 포집해내는 장치이다. 싸이클론 집진기는 다른 집진기와 비교하여, 구조가 간단하고 이동부위가 없고, 제조가 저렴하고, 먼지제거 효율이 높고, 유지관리가 편리하며, 적용 면적이 넓다는 특징이 있으며, 5 ㎛ 내지 10 ㎛ 이상의 비점성, 비섬유성의 건조한 먼지 입자 포집에 주로 사용될 수 있다.
또한, 폐가스를 수용공간(40)에 투입하기 전에 물세척 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 물세척 냉각 시스템은 타워, 트레이, 응축기로 구성되고, 거친 분리에 사용되는 설비이다. 물세척 냉각 시스템은 먼지를 함유하는 혼합 가스를 우선 분리하는 데 사용되고, 각 구성요소는 반응 작용을 하는 것은 아니다. 생성물은 쉽게 액화되며, 먼지 등의 불순물은 쉽게 액화되거나 응고되지 않는다. 혼합 가스가 세척 타워 중간 부위에서 세척 타워로 흘러 들어 소정의 물이 배합되어 순환하며 세척하게 되어, 불순물을 효과적으로 물에 녹이고, 예비 세척 및 냉각 작용을 할 수 있다.
예를 들면, 공장 보일러의 폐가스가 탈황 타워로 운반된 후, 싸이클론 집진 시스템으로 운반되고, 물세척 냉각 시스템으로 운반되며, 마지막으로 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템으로 운반되어 처리된 후 배출될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 처리 시스템은 공장 내에 다수의 샘플링 포트를 설치한다. 샘플링 포트 1은 탈황 타워에 운반되기 전의 샘플용이고, 샘플링 포트 2는 탈황 타워 및 싸이클론 집진 시스템 사이의 샘플용이고, 샘플링 포트 3은 싸이클론 집진 시스템 및 물세척 냉각 시스템 사이의 샘플용이며, 샘플링 포트 4는 물세척 냉각 시스템 및 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템 사이의 샘플용이고, 샘플링 포트 5는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템을 경유하여 배출된 샘플용이다. 샘플링 데이터는 아래의 표 1에 표시된 바와 같다.
검측 항목 샘플링 포트 1 샘플링 포트 2 샘플링 포트 3 샘플링 포트 4 샘플링 포트 5 제거율(%) 기준한도값
질소산화물 (mg/m3) 263 258 249 220 25 90.50 400
이산화황 (mg/m3) 78 77 77 61 9 88.46 100
입자물질 (mg/m3) 1390 1160 447.4 195.2 23.4 98.32 30
수은 기타 화합물 (mg/m3) 0.070 0.045 0.018 0.013 0.005 92.86 0.05
연기흑도(레벨) <1 <1 - - <1 - <1
표 1의 질소산화물의 참조기준 및 분석방법은 HJ693-2014《고정된 오염원 폐가스 중의 질소산화물의 측정 정전위 전해법》; 이산화황의 참조기준 및 분석방법은 HJ/T57-2000《고정된 오염원 배기가스 중의 이산화황의 측정 정전위 전해법》; 입자물질(즉, 매연)의 참조기준 및 분석방법은 GB5468-1991《보일러 매연 측정방법》; 수은 기타 화합물의 참조기준 및 분석방법은 원자형광 광도법《공기 및 폐가스 모니터링 분석방법》2003년 (제4판) 5.3.7.2; 연기흑도의 참조기준 및 분석방법은 HJ/T398-2007《고체 오염원 배출 연기흑도의 링겔만매연차트 측정법》을 참조하였다.
상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 본 발명은 실험을 통하여 질소산화물 부분은 그 제거율이 85 % 내지 95 %에 달하고, 이산화황 부분은 그 제거율이 83 % 내지 93 %에 달하며, 현탁 입자 PM 2.5 부분은 그 제거율이 64 % 내지 74 %에 달하고, 수은 기타 화합물 부분은 그 제거율이 88 % 내지 95 %에 달하는 것을 증명한다.
종합하면, 본 발명의 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법 및 폐가스 처리 시스템은, 특별히 선택된 소정의 물을 배합하여 나노 기포가 VOC 가스를 분해하여 처리하는 방식에 이용되고, 소정의 물의 특성과 나노 기포의 장점을 조합하여 소정의 물을 나노 기포를 포함하는 소정의 물로 바꿔, 그 효과가 일반적인 물이 생성하는 나노 기포에 비해서 훨씬 탁월하다. 그리고, 이를 폐가스 처리 시스템 안에 결합 이용하여, 폐가스 중의 이산화황, 일산화질소류 질소산화물, 먼지, 현탁입자 PM2.5, 유해물질, 중금속, 병균 및 VOC(휘발성 유기화합물)를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
상술한 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상 및 특징을 설명하기 위한 것이고, 그 목적은 해당 분야의 기술자가 본 발명의 내용 및 그에 따른 실시를 이해하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명에 개시된 사상에 따른 변형 및 개량은 여전히 본 발명의 권리범위 내에 속하는 것이다.
100： 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템
10: 흡입구
11: 폐가스 블로워 20: 나노 기포 발생장치
21: 나노 기포 발생기 22: 분무기
22': 음이온 분무기 30: 기류 회동장치
31: 구동 유닛 32: 소용돌이 유닛
40: 수용공간 50: 순환수 시스템
60: 펌프 70: 검출구
S11 내지 S14: 단계

Claims (10)

  1. 폐가스를 수용 공간에 투입하는 단계;
    나노 이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중의 하나인 소정의 물을 사용하여 상기 수용공간에서 나노 기포를 함유하는 소정의 물을 생성함으로써, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리를 하는 단계;
    나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 소용돌이 유닛에 넣고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 상기 소용돌이 유닛에서 회전시키는 단계; 및
    처리 후의 폐가스를 배출하는 단계를 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간의 저부로 상기 폐가스를 유입시키는 단계; 및
    상기 수용 공간의 천장부에 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 생성하는 단계를 더 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용 공간의 저부에 상기 소정의 물을 연무상으로 분무하여 상기 폐가스에 작용시키는 단계; 및
    상기 폐가스에 작용시킨 후의 상기 소정의 물을 순환수 시스템으로 배출하는 단계를 더 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수용 공간 내의 저부에 음이온을 발생시키는 단계를 더 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 방법.
  5. 폐가스가 수용 공간으로 공급되도록 배치되는 흡입구;
    소정의 물을 공급하도록 상기 수용 공간에 배치되어 상기 소정의 물에 나노 기포를 발생시키고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 상기 폐가스와 함께 분해 및 산화 처리를 하는 나노 기포 발생장치; 및
    상기 수용 공간에 연결되는 소용돌이 유닛 및 상기 소용돌이 유닛과 상기 수용 공간 사이에 개재되어 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물을 혼합한 상기 폐가스를 받아들이는 구동 유닛을 포함하는 기류 회동장치를 포함하며,
    상기 소정의 물은 나노이온수, 알칼리수, 또는 전해수 중 하나이고, 나노 기포를 함유하는 상기 소정의 물이 상기 폐가스에 대하여 공동현상 및 초임계 수 산화를 수행하여 상기 폐가스의 유해 물질을 제거하는 나노기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 나노 기포 발생장치는 상기 수용 공간의 천장부에 인접하여 설치되어 상기 소정의 물에 나노 기포를 발생시키는 나노 기포 발생기를 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나노 기포 발생기는 순환수 시스템에 연결되어, 상기 소정의 물을 얻는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 나노 기포 발생장치는, 상기 수용 공간의 저부에 인접하게 설치되어 상기 소정의 물을 연무상으로 분무하는 분무기를 더 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분무기는 순환수 시스템에 연결되는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 수용 공간의 저부에 인접하게 설치되어 음이온을 발생시키는 음이온 발생기를 더 포함하는 나노 기포를 이용한 폐가스 처리 시스템.
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