KR101966013B1 - 다이옥신 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각과정에서 발생하는 다이옥신 가스를 제거하기 위한 장치로서, 더욱 상세하게는 다이옥신이 포함된 가스를 탱크본체의 처리수로 유입시켜 수중에서 다이옥신 분해가 이루어질 수 있도록 한 기술이다.
즉, 본 발명은 내부에 일정 높이까지 처리수가 채워지는 탱크본체와, 상기 탱크본체의 내부로 다이옥신 가스를 공급하여 처리수에 다이옥신 성분이 포함될 수 있도록 한 공급부와, 상기 탱크본체의 상부에 형성되어 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정가스를 외부로 배출하는 배출부와, 상기 탱크본체의 하부에 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 전기분해를 통해 처리수에 포함된 다이옥신을 분해하는 전기분해장치;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다이옥신 제거장치{Dioxin removal device}

본 발명은 소각과정에서 발생하는 다이옥신 가스를 제거하기 위한 장치로서, 더욱 상세하게는 다이옥신이 포함된 가스를 탱크본체의 처리수로 유입시켜 수중에서 다이옥신 분해가 이루어질 수 있도록 한 기술이다.

일반적으로 생활쓰레기 및 각종 산업폐기물을 소각하는 과정에서 발생하는 연소가스는 다량의 다이옥신(Dioxine)을 포함하고 있으며, 특히 아스콘 공장에서 다량의 다이옥신이 배출되고 있다. 이러한 다이옥신은 암을 유발하는 매우 위험한 독성물질로 알려져 있으며, 최근까지 연구된 바로는 만성 피부질환, 근육 기능장애, 여러 가지 신체의 염증, 발기부전, 기형아, 유전자 돌연변이, 신경계 질환 등을 일으킬 수 있다고 알려져 있다.

이와 같은 다이옥신을 제거하기 위한 대표적인 방법으로는 800 내지 1000 ℃의 온도로 소각하여 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 고온의 연소조건을 장시간 유지해야되기 때문에 에너지소모가 크고, 더 큰 문제는 소각온도의 조건에서는 성분이 일시적으로 사라졌다가 배출된 가스가 대기중에 노출되어 온도가 350 ℃로 낮아지게 되면 다이옥신이 재형성되는 문제점이 발생하게 된다.

또 다른 다이옥신의 제거방법으로는 전용필터를 통해 다이옥신을 흡착제거하는 방식이 채택되고 있으나, 필터의 막힘 현상이 자주 일어나기 때문에 지속적인 관리가 필요한 실정이다.

관련 선행기술로서, 등록특허 제10-0505125호(폐기물 처리설비의 황산화물 및 다이옥신 제거장치)에는 집진판에 지속적으로 물의 분무를 행함으로서 유해가스와 분진을 동시에 처리할 수 있도록 된 습식전기집진기의 후단부에 (-)전하가 대전된 방전극과 활성탄이 충진되고 방전극으로 대전된 (-)전하에 대응토록 (+)전하가 대전되어진 고정상의 흡착층을 형성함으로서 방전극을 통과할 때 (-)전하가 대전된 오염물질의 흡착효율을 높임으로서 습식전기집진기를 통과하면서 미처리된 황산화물과 다이옥신류의 독성물질을 처리하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 흡착방식의 다이옥신 제거기술로서, 흡착층의 공극 폐쇄로 인한 활성탄 교체가 지속적으로 이루어져야 하는 문제점이 있고, (-)와 (+)전하 공급은 단순히 흡착효과를 높이기 위한 것으로서 자체적인 다이옥신 분해기능을 하지 못하여 다이옥신 제거 효율이 낮은 문제점이 있다.

또 다른 선행기술로서, 등록실용신안 제20-0274336호(다이옥신 제거용 소각로)에는 소각로의 배기관상에 소정의 간격이 유지되게 차폐판을 설치하고 상기 차폐판상에는 상호 어긋나게 수소버너를 설치함과 동시에 상기 수소버너에는 전기분해에 의해 분리된 산소와 수소를 동시에 공급하여 생활쓰레기의 연소시 발생된 연소가스를 수소버너에 의해 재연소하도록 구성된 기술이 개시되어 있다.

상기 선행기술은 소각방식의 다이옥신 제거기술로서, 처리가스가 대기중에 노출될 경우 온도가 내려가면서 다이옥신 재생성 되는 문제점이 있고, 2차적으로 소각하기 위한 수소버너를 더 포함하고 있기 때문에 연료소모량이 크고 연소과정에서 다른 성분을 포함하는 배출가스가 대기오염을 유발하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 종래의 소각방식이나 흡착방식의 다이옥신 제거방법을 채택하지 않고 다이옥신 가스를 탱크본체에 채워진 처리수에 통과시킨 다음 처리수에 포함된 다이옥신을 수중에서 분해할 수 있도록 하여 다이옥신 제거 효율을 높이는 다이옥신 제거장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 내부에 일정 높이까지 처리수가 채워지는 탱크본체와, 상기 탱크본체의 내부로 다이옥신 가스를 공급하여 처리수에 다이옥신 성분이 포함될 수 있도록 한 공급부와, 상기 탱크본체의 상부에 형성되어 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정가스를 외부로 배출하는 배출부와, 상기 탱크본체의 하부에 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 전기분해를 통해 처리수에 포함된 다이옥신을 분해하는 전기분해장치;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공급부는; 상기 탱크본체의 외부 일측에서 수평으로 연결되어 내부로 연결된 다음 탱크본체의 중앙에서 수직으로 상향 절곡하여 다이옥신 가스를 탱크본체의 상부로 전달하는 제1공급관로와, 상기 탱크본체의 상부 외측에 설치되어 제1공급관로의 다이옥신 가스를 제공받는 분기통로와, 상기 분기통로에 복수개로 연결되어 다시 탱크본체의 내부로 연장되되 끝 부분은 처리수에 잠긴 형태가 되는 제2공급관로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1공급관로는 탱크본체의 하부 일측에서 유입되어 탱크본체의 처리수를 지나면서 냉각될 수 있도록 한 구조인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1공급관로는 분기통로와 직접적으로 연결되지 않고 간접적으로 연결되도록 탱크본체의 일정높이까지만 형성되고, 상기 제1공급관로의 이격된 둘레에는 하향개구된 커버부재가 제1공급관로 주변을 감싸는 형태로 설치되되, 상기 커버부재의 하단부는 처리수에 일부 잠기는 형태로 설치되고, 상기 커버부재의 상부에는 흡입관을 통해 분기통로의 하부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탱크본체의 하부에는 다수의 통공부를 갖는 다공판이 더 설치되어 전기분해장치의 분해과정에서 발생하는 처리수의 슬러지가 상기 통공부를 지나 탱크본체의 하단부에 형성된 슬러지배출구로 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전기분해장치는; 다공판의 상부에 복수로 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다이옥신 가스를 탱크본체에 채워진 처리수를 통해 거쳐서 정화할 수 있도록 하면서 처리수에 포함된 다이옥신 성분은 전기분해장치를 통해 분해/제거함으로써 다이옥신이 재생성되지 않고 완전히 제거할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 전기분해장치를 통해 처리수를 자체적으로 정화함으로써, 필터구성을 교체하지 않고도 지속적인 운용이 가능하고, 다이옥신 분해에 따른 에너지 소모가 적은 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 다이옥신 제거장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 다이옥신 제거장치에서 공급부의 구성을 나타낸 확대도
도 3은 본 발명의 다이옥신 제거장치에서 전기분해장치의 구성을 나타낸 확대도
도 4는 본 발명에 따른 다이옥신 제거장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

종래의 다이옥신 제거장치의 방식은 약 800 내지 1000℃의 고온에서 다이옥신을 태우는 소각방식 또는 필터를 통한 다이옥신 흡착제거방식을 채택하고 있으나, 소각방식은 다이옥신의 재생성되는 문제점이 있고 흡착제거방식은 필터의 관리 및 교체가 지속적으로 이루어져야 하는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 종래의 방식과 전혀 다른 방식의 다이옥신 제거장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다이옥신 제거장치는 도 1에 도시한 바와 같이 내부에 일정 높이까지 처리수가 채워지는 탱크본체(100)와, 상기 탱크본체(100)의 내부로 다이옥신 가스를 공급하여 처리수에 다이옥신 성분이 포함될 수 있도록 한 공급부(200)와, 상기 탱크본체(100)의 상부에 형성되어 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정가스를 외부로 배출하는 배출부(300)와, 상기 탱크본체(100)의 하부에 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 전기분해를 통해 처리수에 포함된 다이옥신을 분해하는 전기분해장치(400);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탱크본체(100)는 내부에 일정높이까지 처리수가 채워지는 구성으로서, 이때 상기 처리수는 유입되는 다이옥신 가스와 접촉되면서 처리수에 다이옥신 성분이 전달되어 남아있도록 하고 나머지 청정가스를 외부로 배출하는 필터링 기능을 한다.

상기 처리수는 공업용수와 같은 일반적인 물(Water)로 적용되는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 처리수의 성분을 한정하지 않으며 다이옥신의 흡착 및 분해 효과를 높이기 위해 다른 성분이 포함될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 공급부(200)는 탱크본체(100)의 내부에 채워진 처리수에 다이옥신 가스를 공급하여 다이옥신 성분이 처리수에 남아있도록 해주는 구성으로서, 직접적으로 처리수에 공급하는 구조보다 도 2에 도시한 바와 같은 형태로 공급되는 것이 바람직하다.

도 2에 따른 본 발명의 바람직한 공급부(200)의 구성은 상기 탱크본체(100)의 외부 일측에서 수평으로 연결되어 내부로 연결된 다음 탱크본체(100)의 중앙에서 수직으로 상향 절곡하여 다이옥신 가스를 탱크본체(100)의 상부로 전달하는 제1공급관로(210)와, 상기 탱크본체(100)의 상부 외측에 설치되어 제1공급관로(210)의 다이옥신 가스를 제공받는 분기통로(220)와, 상기 분기통로(220)에 복수개로 연결되어 다시 탱크본체(100)의 내부로 연장되되 끝 부분은 처리수에 잠긴 형태가 되는 제2공급관로(230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 공급부(200)는 하나의 관로로 이루어진 제1공급관로(210)의 다이옥신 가스를 처리수에 곧바로 공급하지 않고, 여러 개로 분할된 제2공급관로(230)를 통해 처리수에 공급함으로써 다이옥신 성분이 효율적으로 처리수에 전달될 수 있도록 하는 것이다.

상기 제1공급관로(210)는 " ┛" 형태로 절곡된 형상으로 되어 있으며, 구체적으로는 외부에서 탱크본체(100)의 중앙으로 수평연결한 다음 중앙에서 다시 수직으로 꺽어진 형태로 탱크본체(100)의 상부로 연장되어 상부에 설치된 분기통로(220)에 다이옥신 가스를 전달할 수 있도록 한다.

이때 상기 제1공급관로(210)는 도면에 도시한 바와 같이 탱크본체(100)의 하부 일측에서 유입되어 탱크본체(100)의 처리수를 지나면서 냉각될 수 있도록 한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 그 이유는 일반적으로 유입되는 다이옥신 가스의 온도는 약 90℃ 내외로 이루어지는 한편 처리수의 적정온도는 20 내지 40 ℃의 온도를 유지해야 하기 때문에 공급과정에서 다이옥신 가스가 냉각되도록 하는 것이다.

상기 분기통로(220)는 제1공급관로(210)로부터 다이옥신 가스를 제공받아 제2공급관로(230)로 전달해주는 구성으로서, 탱크본체(100)의 상부 외측에 설치되어 있다.

상기 제2공급관로(230)는 분기통로(220)에 복수개로 연결되어 탱크본체(100)의 내부로 연장되는 구성이며, 상기 제2공급관로(230)의 개수는 총 16개로 이루어지는 것이 바람직하나 장치규모에 따라서 달라질 수 있음은 물론이다. 그리고 상기 제2공급관로(230)의 끝부분은 처리수에 잠긴 형태가 되어 제2공급관로(230)에서 공급되는 다이옥신 가스가 처리수의 내부에서 공급될 수 있도록 한다.

아울러, 본 발명의 제1공급관로(210)와 분기통로(220)의 연결부분은 곧바로 연결되는 것보다 도면에 도시한 바와 같이 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1공급관로(210)는 분기통로(220)와 직접적으로 연결되지 않고 간접적으로 연결되도록 탱크본체(100)의 일정높이까지만 형성되고, 상기 제1공급관로(210)의 이격된 둘레에는 하향개구된 커버부재(240)가 제1공급관로(210) 주변을 감싸는 형태로 설치되되, 상기 커버부재(240)의 하단부는 처리수에 일부 잠기는 형태로 설치되고, 상기 커버부재(240)의 상부에는 흡입관(241)을 통해 분기통로(220)의 하부와 연결되는 구조가 되는 것이다.

이와 같이 커버부재(240)를 통해 제1공급관로(210)의 다이옥신 가스를 분기통로(220)에 간접적으로 공급할 경우, 커버부재(240) 내에 다이옥신 가스가 고압의 상태로 체류하면서 이물질이 처리수 방향으로 낙하될 수 있도록 한다.

본 발명의 배출부(300)는 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정 가스를 외부로 배출하는 구성으로서 탱크본체(100)의 상부에 형성되어 있다.

본 발명의 전기분해장치(400)는 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 처리수에 포함된 다이옥신 성분을 분해/제거하여 깨끗한 상태의 처리수로 정화하는 구성이다. 즉, 전기분해장치(400)의 기기 전체가 처리수에 잠겨있는 형태이기 때문에 전원공급에 있어서는 충분한 절연처리가 되어 있어야 함은 물론이다.

아울러 본 발명의 탱크본체(100) 내측 하부에는 다수의 통공부(510)를 갖는 다공판(500)이 더 설치되는 것이 바람직한데, 상기 전기분해장치(400)에 의한 처리수의 분해과정에서 발생하는 슬러지가 통공부(510)를 통해 낙하 되어 탱크본체(100)의 하부에 형성된 슬러지배출구(600)로 배출될 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 전기분해장치(400)는 다공판(500)의 상부에 설치되는 것이 바람직한 형태이며, 원활한 전기분해를 위해 전기분해장치(400)는 복수로 구성된다.

본 발명에 의한 전기분해장치(400)의 구성은 도 3에 도시한 바와 같이 전기분해장치(400)의 본체부(410)에 지지다리(411)를 형성하여 본체부(410)가 다공판(500)에 이격될 수 있도록 하고, 상기 본체부(410)의 내부에는 복수개의 전극판(420)이 배치되되 서로 다른 지름을 갖는 원통형의 전극판(420)이 일정간격을 두고 동심원을 갖는 형태로 되어 있다. 이때 상기 원통형의 전극판(420)은 개방된 부분이 수직방향이 될 수 있도록 하며, 전극판(420) 끼리 직접적으로 접촉되지 않도록 절연체를 통해 지지 연결될 수 있도록 하고, 각각의 전극판(420)으로 (+)극과 (-)극의 전원공급이 이루어진다.

그리고 상기 전기분해장치(400)는 전기분해과정에서 자체적으로 발생하는 전자기장에 의해 처리수의 순환이 이루어지기 때문에, 별도의 순환구성 없이도 많은 량의 처리수를 정화할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 전기분해장치(400)는 원통형의 전극판(420)이 세워진 형태로 설치되기 때문에, 다이옥신 분해과정에서 발생하는 슬러지가 장치 내부에 끼이지 않고 그대로 낙하될 수 있는 구조인 것이다.

아울러, 상기 전기분해장치(400)의 전기분해에 따른 다이옥신 제거 원리 및 화학식에 관련된 구체적인 설명은, 본 발명의 핵심사항이 아니기 때문에 상세한 설명은 생략하고자 한다.

본 발명에서 처리수의 바람직한 사용온도는 20 내지 40도이며 각종 위험성 및 전기분해에 따른 효율성을 고려할 때 60도를 초과하지 않는 것이 좋다. 만약 처리수의 온도가 90℃ 이상이 되면 다이옥신의 분해된 성분에 의해 처리수의 폭발위험성이 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 도 4에 도시한 바와 같이 순환쿨링장치(700) 및 처리수 분사장치(800)와 같은 냉각구성들이 더 설치될 수 있다.

상기 순환쿨링장치(700)는 탱크본체(100)의 일측에 설치되어 온도가 상승된 처리수를 흡입한 다음 자체적으로 냉각하여 저온의 처리수를 탱크본체(100)의 내부로 공급해주는 구성이다.

그리고 상기 처리수 분사장치(800)는 탱크본체(100)의 일측에 설치되어 처리수를 흡입한 다음 처리수의 수위보다 높은 위치에 공급되는 수평관로(810)의 노즐(820)을 통해 처리수가 하부방향으로 분사되는 구성이다. 이와 같이 처리수를 분사함에 따라 탱크본체(100) 내부를 전체적으로 냉각하는 효과를 얻을 수 있고, 처리수의 상부에 위치한 공기와 분사된 처리수가 한번 더 접촉되어 공기에 포함된 이물질이 처리수로 낙하 되도록 한다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

W : 처리수
100 : 탱크본체 200 : 공급부
210 : 제1공급관로 220 : 분기통로
230 : 제2공급관로 240 : 커버부재
241 : 흡입관 300 : 배출부
400 : 전기분해장치 410 : 본체부
411 : 지지다리 420 : 전극판
500 : 다공판 510 : 통공부
600 : 슬러지배출구 700 : 순환쿨링장치
800 : 처리수 분사장치 810 : 수평관로
820 : 노즐

Claims (6)

1. 내부에 일정 높이까지 처리수가 채워지는 탱크본체(100);
   상기 탱크본체(100)의 내부로 다이옥신 가스를 공급하여 처리수에 다이옥신 성분이 포함될 수 있도록 한 공급부(200);
   상기 탱크본체(100)의 상부에 형성되어 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정가스를 외부로 배출하는 배출부(300);
   상기 탱크본체(100)의 하부에 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 전기분해를 통해 처리수에 포함된 다이옥신을 분해하는 전기분해장치(400);로 구성되고,
   상기 공급부(200)는;
   상기 탱크본체(100)의 외부 일측에서 수평으로 연결되어 내부로 연결된 다음 탱크본체(100)의 중앙에서 수직으로 상향 절곡하여 다이옥신 가스를 탱크본체(100)의 상부로 전달하는 제1공급관로(210)와,
   상기 탱크본체(100)의 상부 외측에 설치되어 제1공급관로(210)의 다이옥신 가스를 제공받는 분기통로(220)와,
   상기 분기통로(220)에 복수개로 연결되어 다시 탱크본체(100)의 내부로 연장되되 끝 부분은 처리수에 잠긴 형태가 되는 제2공급관로(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이옥신 제거장치
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1공급관로(210)는 탱크본체(100)의 하부 일측에서 유입되어 탱크본체(100)의 처리수를 지나면서 냉각될 수 있도록 한 구조인 것을 특징으로 하는 다이옥신 제거장치
   
4. 삭제
5. 내부에 일정 높이까지 처리수가 채워지는 탱크본체(100);
   상기 탱크본체(100)의 내부로 다이옥신 가스를 공급하여 처리수에 다이옥신 성분이 포함될 수 있도록 한 공급부(200);
   상기 탱크본체(100)의 상부에 형성되어 처리수를 거쳐서 다이옥신이 제거된 청정가스를 외부로 배출하는 배출부(300);
   상기 탱크본체(100)의 하부에 처리수에 잠긴 형태로 설치되어 전기분해를 통해 처리수에 포함된 다이옥신을 분해하는 전기분해장치(400);로 구성되고,
   상기 탱크본체(100)의 하부에는 다수의 통공부(510)를 갖는 다공판(500)이 더 설치되어 전기분해장치(400)의 분해과정에서 발생하는 처리수의 슬러지가 상기 통공부(510)를 지나 탱크본체(100)의 하단부에 형성된 슬러지배출구(600)로 배출되는 것을 특징으로 하는 다이옥신 제거 장치
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 전기분해장치(400)는; 다공판(500)의 상부에 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 다이옥신 제거장치
   

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