KR101996411B1 - 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 - Google Patents
펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101996411B1 KR101996411B1 KR1020170162865A KR20170162865A KR101996411B1 KR 101996411 B1 KR101996411 B1 KR 101996411B1 KR 1020170162865 A KR1020170162865 A KR 1020170162865A KR 20170162865 A KR20170162865 A KR 20170162865A KR 101996411 B1 KR101996411 B1 KR 101996411B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- catalyst
- volatile organic
- organic compounds
- voc
- module
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 176
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 C 2 H 4 ) Chemical compound 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N but-2-ene Chemical compound CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N dimethylacetylene Natural products CC#CC XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- VGQXTTSVLMQFHM-UHFFFAOYSA-N peroxyacetyl nitrate Chemical compound CC(=O)OO[N+]([O-])=O VGQXTTSVLMQFHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010008805 Chromosomal abnormalities Diseases 0.000 description 1
- 208000031404 Chromosome Aberrations Diseases 0.000 description 1
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- HCUQZYPFHWGZFD-UHFFFAOYSA-N butan-2-one;pentan-3-one Chemical compound CCC(C)=O.CCC(=O)CC HCUQZYPFHWGZFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 208000015114 central nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000005437 stratosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000009967 tasteless effect Effects 0.000 description 1
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical class ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- B01D53/34—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
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- 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
-
- 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
- B01D53/74—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
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/02—Solids
- B01J35/04—Foraminous structures, sieves, grids, honeycombs
-
- B01J35/56—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- 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 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징; 상기 유입구 후방에 배치되어, 상기 유입구를 통과한 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시키는 흡착모듈; 및 상기 흡착모듈 후방에 배치되어, 상기 흡착모듈에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시키는 촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)을 이용하면, 펄스형으로 열에너지를 공급하여 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 펄스형으로 열에너지를 공급하기 때문에 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고 상시 가열을 하지 않고 필요시에만 열을 공급하기 때문에 에너지 소모가 적은 효과가 있다.
본 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)을 이용하면, 펄스형으로 열에너지를 공급하여 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 펄스형으로 열에너지를 공급하기 때문에 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고 상시 가열을 하지 않고 필요시에만 열을 공급하기 때문에 에너지 소모가 적은 효과가 있다.
Description
본 발명은 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 펄스형 열에너지를 촉매에 인가하여 촉매를 활성화시키고 이로 인해 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시켜 제거하는 펄스형 VOC 제거 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 증기압이 높아 끓는점이 낮고 상온에서도 쉽게 증발하여 공기 중으로 확산되는 특성을 지니고 있는 유기화합물로서 대부분의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 자극적인 냄새가 나며 인체에 해롭다.
휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 종류에는 화학공정에서 사용되는 유기 용제, 스프레이 또는 냉매로 이용되는 염화탄소, 휘발유 또는 이로부터 유래한 화합물, 담배나 자동차의 매연 등에 포함된 벤젠류의 화합물질, 건축재료, 페인트, 접착제 등의 원료인 포름알데히드 등이 존재한다.
일반적으로 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 비점이 0~ 100 ℃인 초휘발성 유기화합물, 100 ~ 260℃인 휘발성 유기화합물 그리고 260 ~ 400℃인 준휘발성 유기화합물로 분류할 수 있으며, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 직접적인 유해로는 벤젠의 경우 백혈병과 중추신경장애 및 염색체 이상 등을 유발하는 것으로 알려졌으며, 간접적인 2차 유해로는 대기 중에 존재하는 질소산화물(NOx) 및 다른 화학물질과 광화학 반응을 통하여 광화학 스모그의 원인인 오존(O3)을 발생시키거나, 퍼옥시아세틸니트레이트(Peroxy-acetylnitrate : PAN)등 강산성의 2차 오염물질에 의한 광화학 스모그의 원인, 성층권의 오존층 파괴 및 지구 온난화 등의 환경과 인체에 치명적인 악영향을 끼치고 있다.
따라서, 각국에서는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 배출에 대해 규제들이 강화되고 있는데, 이러한 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 배출에 대한 규제수단은 외국의 경우 규제 항목이 다양화되어 있으며, 아메리카의 규제개정 CAA(대기청정법)은 189종의 유해물질(그 중 70% 이상이 VOC임)을 현재 방출량의 90% 수준으로 저감시킬 것을 요구하고 있고, 유럽의 경우에는 VOC의 대기오염 방지대책에 있어서 가맹국은 1999년 각국이 결정한 기준 년에 대해 30% 이상의 VOC 저감을 목표로 하고 있고, 우리나라의 경우에는 2000년까지는 VOC 배출량의 50% 이상 감축을 목표로 지금까지 배출시설 규제대상에 제외되어 왔던 석유저장시설, 주유소, 도장시설, 인쇄시설, 세탁시설에 대해 규제를 강화하고 있는 실정이다.
한편, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 제거하기 위한 노력의 일환으로 현재 세계적으로 널리 채용되고 있는 상업화된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 제거기술은 촉매산화법, 흡착처리법, 직접연소법 등이 있다.
전술한 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 제거기술 중 열에너지 회수설비가 함께 구성되어 있는 고온소각법(직접연소법)은 연소를 통해 배출가스를 분해시키는 방법으로 다른 기술에 비해 폭넓게 사용되고 있으며, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 95 ∼ 99%까지 제거할 수 있는 장점이 있지만, VOC 농도가 낮은 상태에서 운전할 경우에는 외부에서 열원으로 연료를 공급해야 하므로 운전비가 많이 들고, 배출가스의 성분 중 할로겐화합물이 포함되어 있거나 다량의 무기금속화합물을 함유하고 있을 경우에는 추가의 소각장치가 필요하며, 고온에서 NOx의 생성 가능성이 있는 등의 단점이 있다.
흡착처리법은 가스를 고형 흡착제와 접촉시켜 흡착제의 표면에 오염물질을 채취, 포집, 체류시키는 방법으로 다른 방법에 비하여 운전하기 용이하고 운전비용이나 설비투자가 적게 들며, 배출가스 중 오염물질의 농도가 극히 낮거나 오염물질이 비가연성일 때에도 사용할 수 있으며, 휘발성이 낮고 분자량이 큰 화합물은 거의 완벽하게 제거될 수 있는 장점이 있는 반면에 흡착제의 재생시 탈착이 어려우며, 2차 오염을 유발할 수 있고, 휘발성이 높고 분자량이 45 이하인 물질은 흡착제에 쉽게 흡착되지 않으며 흡착제는 배출가스의 상태에 민감하므로 여과, 냉각, 수분제거 등의 전처리 과정이 요구되는 단점이 있었다.
한편, 촉매산화법은 낮은 농도의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 함유하는 폐가스의 처리나 유량과 농도가 변하는 조건에서의 운전에 적합하며, 타 시스템에 비해 에너지 소모가 적고 투자비와 운전비가 적게 들며 낮은 온도에서 운전이 가능하고 상대적으로 높은 효율을 낼 수 있다는 장점이 있어 최근에 가장 많은 관심을 끌고 있는 분야이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 직접연소 방식이 아니라, 펄스형 열에너지를 공급하여 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징; 상기 유입구 후방에 배치되어, 상기 유입구를 통과한 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시키는 흡착모듈; 및 상기 흡착모듈 후방에 배치되어, 상기 흡착모듈에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시키는 촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 촉매는, 전이금속계 촉매인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 전이금속계 촉매는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입한 것이고, 상기 담지체는 프레스로 압축된 괴상의 형태인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 전이금속계 촉매는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입하고, 이를 허니컴 담체(substrate)에 코팅한 모노리스 촉매인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 담지체는, Al2O3, SiO2, TiO2 및 제올라이트로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 배치되어, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착, 산화시키는 촉매모듈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 촉매모듈은, 흡착제, 촉매 및 담체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템을 이용하면, 펄스형으로 열에너지를 공급하여 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
상온에서 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 포화 상태에 이르게 되면 펄스 가열에 의해 탈착이 되고, 탈착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 동시 가열된 촉매에 의해 산화되어 제거되게 된다.
또한, 펄스형으로 열에너지를 공급하기 때문에 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고 상시 가열을 하지 않고 필요시에만 열을 공급하기 때문에 에너지 소모가 적은 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템의 계략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템의 계략도이다.
도 3은 본 발명 및 종래의 VOC 제거 촉매 시스템의 촉매활성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템의 계략도이다.
도 3은 본 발명 및 종래의 VOC 제거 촉매 시스템의 촉매활성을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서, 본 발명에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)에 의해 처리할 수 있는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 아세트알데히드(Acetaldehyde, C2H4O[CH3CHO]), 아세틸렌(Acetylene, C2H2), 아크롤레인(Acrolein, C3H4O), 벤젠(Benzene, C6H6), 1,3-부타디엔(1,3-Butadiene, C4H6), 부탄(Butane, C4H10), 1-부텐(1-Butene, C4H8[CH3CH2CHCH2)]), 2-부텐(2-Butene,C4H8[CH3(CH)2CH3]), 사이클로헥산(Cyclohexane, C6H12), 에틸렌(Ethylene, C2H4), 포름알데히드(Formaldehyde, CH2O[HCHO]), n-헥산(n-Hexane, C6H14), 이소프로필 알콜(Isopropyl Alcohol, C3H8O[(CH3)CHOHCH3]), 메탄올(Methanol, CH4O[CH3OH]), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, C4H8O[CH3COCH2CH3]), 엠티비이(MTBE, Methyl Tertiary Butyl Ether, C5H12O[CH3OC(CH3)2CH3]), 프로필렌(Propylene, C3H6), 프로필렌옥사이드(Propylene Oxide, C3H6O), 아세트산[초산](Acetic Acid, C2H4O2), 에틸벤젠(Ethylbenzene, C8H10), 톨루엔(Toluene, C7H8), 자일렌(o-, m-, p-포함)(Xylene, C8H10), 스틸렌(Styrene, C8H8C8H8) 등의 탄화수소 성분으로 이루어진 것들이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 직접연소 방식이 아니라, 펄스형 열에너지를 공급하여 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)을 이용하면, 펄스형으로 열에너지를 공급하여 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 펄스형으로 열에너지를 공급하기 때문에 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고 상시 가열을 하지 않고 필요시에만 열을 공급하기 때문에 에너지 소모가 적은 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)의 계략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징(10); 상기 유입구 후방에 배치되어, 상기 유입구를 통과한 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시키는 흡착모듈(100); 및 상기 흡착모듈(100) 후방에 배치되어, 상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시키는 촉매(200);를 포함한다는 점에서 구성상 가장 큰 특징이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전원이 들어온 상태에서 유입구를 통해 가스가 유입되면 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 흡착모듈(100)의 내부로 유입되어 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착되어 진다. 이때, 상기 가스는 유입구를 통해 연속적으로 유입되며, 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 흡착모듈(100)은 유입된 가스 내의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 일정 농도까지 계속적으로 흡착한다.
상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 농도가 증가하여 고농도화되면 상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 흡착모듈(100)로부터 탈착됨과 동시에, 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 흡착모듈(100) 후방에 배치된 촉매(200)에 의해 CO2와 H2O로 산화될 수 있다.
즉, 상온에서 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 포화 상태에 이르게 되면 펄스 가열에 의해 탈착이 되고, 탈착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 동시 가열된 촉매(200)에서 산화되어 제거된다.
이때, 상기 촉매(200)는 상기 흡착모듈(100)에서 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)가 탈착됨과 동시에 열에너지가 가해져 활성화될 수 있다. 이때 상기 촉매(200)에 의해 산화된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 CO2 및 H2O 일 수 있다.
이때, 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 흡착은 0 ~ 50℃에서 이루어지며, 연속적으로 공급되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 상기 흡착모듈(100)에 흡착되어 일정농도가 이상이 되면 상기 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 탈착되며 그와 동시에 열에너지가 공급되어 상기 촉매(200)가 활성화된다. 이때 활성화된 촉매(200)는 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시켜 제거할 수 있다.
또한, 상기 흡착모듈(100)에 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 흡착시 온도조건은 0 ~ 50℃ 일 수 있으며, 상기 흡착모듈(100)에 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착되어 고농도화되면 열에너지가 공급되어 탈착될 수 있다. 이와 동시에 상기 촉매(200)에 열에너지가 가해져 상기 촉매의 온도가 상승하고, 온도의 상승에 의해 상기 촉매(200)는 활성화될 수 있다.
상기 촉매(200)는 150℃ 이상일 때 활성화되어 상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시킬 수 있으며, 구체적으로는 150 ~ 400℃의 온도조건에서 탈착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시킬 수 있다.
상기와 같이 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 농도가 높아지면 상기 흡착모듈(100)에서 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 탈착되어 상기 촉매(200)에 의해 산화될 수 있다.
한편, 상기 촉매(200)에 의해 산화된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 하우징(10) 후단의 배출구를 통하여 방출될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징(10); 상기 유입구 후방에 배치되어, 상기 유입구를 통과한 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시키는 흡착모듈(100); 및 상기 흡착모듈(100) 후방에 배치되어, 상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시키는 촉매(200);를 포함할 수 있다.
상기 흡착모듈(100)은 가스 중 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 순간적으로 흡착하여 배출되지 못하도록 하기 위한 장치이다.
상기 흡착모듈(100)에서 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 흡착은 0 ~ 50℃에서 이루어질 수 있으며, 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 농도가 높아지면 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착시킬 수 있다.
또한, 상기 흡착모듈(100)에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 고농도화되어 탈착되면 그와 동시에 촉매(200)에 열에너지가 가해져 상기 촉매(200)를 활성화시킬 수 있다.
이때, 상기 활성화된 촉매(200)에 의해 상기 흡착모듈(100)에서 탈착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시킬 수 있다.
따라서, 상기 흡착모듈(100) 내에 연속적으로 도입되는 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 0 ~ 50℃에서 상기 흡착모듈(100)에 의해 흡착되고, 상기 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 농도가 일정 농도 이상으로 고농도화될 때 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 탈착되어 산화될 수 있다.
상기 흡착모듈(100)은 다량의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착할 수 있으며, 비표면적 넓은 다공성 소재라면 이를 제한하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매는, 전이금속계 촉매(200)일 수 있다.
또한, 상기 촉매(200)는 상기 흡착모듈(100)에서 탈착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시켜 CO2와 H2O로 전환시킬 수 있다.
상기 전이금속계 촉매(200)는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입한 것이고, 상기 담지체는 프레스로 압축된 괴상의 형태일 수 있다.
또한, 상기 전이금속계 촉매(200)는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입하고, 이를 허니컴 담체(substrate)에 코팅한 모노리스 촉매일 수 있다.
상기 담지체는, Al2O3, SiO2, TiO2 및 제올라이트로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적으로는 Al2O3일 수 있다.
또한, 상기 촉매(200)는 저온 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 산화 성능을 향상시킬 수 있는 소재라면 이를 제한하지 않는다.
상기 산화 알루미늄(aluminium oxide)은 화학식 Al2O3을 만족하는 양쪽성 산화물로써, 보크사이크를 분리하여 생성된다.
상기 SiO2는 대표적인 유리 형성 광물이고, 액체를 급냉하면 쉽게 유리상태로 변화하여, 석영 유리가 된다. 석영 유리는 고내열성으로 열팽창률이 대단히 작고(5×10-7/℃), 열충격에 강할 뿐만 아니라 내약품성이 우수하다.
상기 TiO2은 이산화티타늄 또는 이산화 티탄이라고도 불리며, 화학식은 TiO2이다. 전이금속인 타이타늄 원자 하나와 산소 원자 2개가 결합된 분자로서 분자량은 79.866g/mol이며, 무미, 무취의 흰색 가루이다. 타이타늄을 공기 중에 노출시키면 쉽게 산소와 반응하여 이산화 타이타늄 피막을 형성한다.
상기 제올라이트는 천연 또는 합성 제올라이트일 수 있으며, 알루미노실리케이트, 알루미노포스페이트 또는 실리코알루미노포스페이트 유형의 것일 수 있다.
도 2을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템(1)은, 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징(10); 및 상기 하우징(10)의 내부에 배치되어, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착, 산화시키는 촉매모듈(300);를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 촉매모듈(300)은, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착, 탈착 및 산화시킬 수 있다.
상기 촉매모듈(300)은, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시킨 후 고농도화되면 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시켜 방출시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 촉매모듈(300)은, 흡착제, 촉매 및 담체를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 촉매모듈(300)에 포함된 상기 촉매는, 전이금속계 촉매일 수 있다.
상기 전이금속계 촉매는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입한 것이고, 상기 담지체는 프레스로 압축된 괴상의 형태일 수 있다.
또한, 상기 전이금속계 촉매는, Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, Al 및 이들의 산화물로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입하고, 이를 허니컴 담체(substrate)에 코팅한 모노리스 촉매일 수 있다.
상기 담지체는, Al2O3, SiO2, TiO2 및 제올라이트로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적으로는 Al2O3일 수 있다.
또한, 상기 촉매는 저온 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 산화 성능을 향상시킬 수 있는 소재라면 이를 제한하지 않는다.
본 발명에 의한 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템을 이용하면, 펄스형으로 열에너지를 공급하여 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 탈착함과 동시에 산화시킬 수 있으므로, 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 펄스형으로 열에너지를 공급하기 때문에 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있고 상시 가열을 하지 않고 필요시에만 열을 공급하기 때문에 에너지 소모가 적은 효과가 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : VOC 제거 시스템
10 : 하우징
100 : 흡착모듈
200 : 촉매
300 : 촉매모듈
10 : 하우징
100 : 흡착모듈
200 : 촉매
300 : 촉매모듈
Claims (7)
- 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징;
상기 유입구 후방에 배치되어, 상기 유입구를 통과한 가스 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착시키는 흡착모듈;
상기 흡착모듈 후방에 배치되어, 상기 흡착모듈에 흡착된 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 산화시키는 촉매; 및
상기 흡착모듈과 촉매에 펄스형 열에너지를 인가하는 가열 모듈;을 포함하고,
상기 흡착모듈은 0 ~ 50 ℃ 온도에서 휘발성유기화합물을 흡착시키고, 상기 촉매는 150 ℃ 이상일 때 활성화되어, 상기 흡착모듈에 흡착된 휘발성유기화합물을 산화시키는 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 촉매는,
전이금속계 촉매인 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 전이금속계 촉매는,
Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, 및 이들의 산화물로 이루어지는 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입한 것이고,
상기 담지체는 프레스로 압축된 괴상의 형태인 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 제 2항에 있어서,
상기 전이금속계 촉매는,
Pd, Rh, Cu, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, V, Zn, 및 이들의 산화물로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 담지체에 도입하고, 이를 허니컴 담체(substrate)에 코팅한 모노리스 촉매인 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 제 3항 또는 4항에 있어서,
상기 담지체는,
Al2O3, SiO2, TiO2 및 제올라이트로 이루어진 그룹 중 선택되는 1종 이상의 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 가스가 유입 및 배출되도록 유입구와 배출구가 형성된 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되어, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 흡착, 산화시키는 촉매모듈; 및
상기 촉매모듈은 펄스형 열에너지를 인가하는 가열 모듈;을 포함하고,
상기 촉매모듈은 0 ~ 50 ℃ 온도에서 휘발성유기화합물을 흡착시키고, 150 ℃ 이상일 때 상기 촉매모듈에 흡착된 휘발성유기화합물을 산화시키는 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
- 제 6항에 있어서,
상기 촉매모듈은,
흡착제, 촉매 및 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 가열형 VOC 제거 촉매 시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170162865A KR101996411B1 (ko) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 |
| PCT/KR2018/013908 WO2019107800A1 (ko) | 2017-11-30 | 2018-11-14 | 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170162865A KR101996411B1 (ko) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190063812A KR20190063812A (ko) | 2019-06-10 |
| KR101996411B1 true KR101996411B1 (ko) | 2019-10-01 |
Family
ID=66665175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170162865A KR101996411B1 (ko) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101996411B1 (ko) |
| WO (1) | WO2019107800A1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210066199A (ko) | 2019-11-28 | 2021-06-07 | 한국화학연구원 | 펄스형 휘발성유기화합물 저감을 위한 촉매 모듈 |
| KR20220137234A (ko) | 2021-04-02 | 2022-10-12 | 한국화학연구원 | 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115430435B (zh) * | 2022-09-13 | 2023-09-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种催化滤网的再生方法 |
Citations (2)
| 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 |
| KR101414039B1 (ko) * | 2014-01-22 | 2014-07-02 | 주식회사 에코프로 | 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000039374A (ko) * | 1998-12-12 | 2000-07-05 | 이구택 | 허니콤형 촉매반응기 및 그 제조방법 |
| KR100622993B1 (ko) * | 2004-02-16 | 2006-09-18 | 한국과학기술원 | 휘발성 유기화합물의 흡착 및 산화촉매반응을 수행하는이중 기능의 촉매시스템 |
| KR100834800B1 (ko) * | 2007-03-27 | 2008-06-09 | 한국에너지기술연구원 | 휘발성유기화합물 흡착 및 촉매산화 기능을 동시에 갖는허니컴 흡착촉매소자 및 그 제조방법과, 이를 사용한휘발성유기화합물 제거방법과 장치 |
| KR101354613B1 (ko) | 2013-02-15 | 2014-01-22 | 한국생산기술연구원 | 발열체를 이용한 VOCs 제거시스템 |
| KR101625029B1 (ko) * | 2014-03-25 | 2016-05-27 | 주식회사 이우이엔티 | 휘발성 유기화합물 산화장치 |
-
2017
- 2017-11-30 KR KR1020170162865A patent/KR101996411B1/ko active IP Right Grant
-
2018
- 2018-11-14 WO PCT/KR2018/013908 patent/WO2019107800A1/ko active Application Filing
Patent Citations (2)
| 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 |
| KR101414039B1 (ko) * | 2014-01-22 | 2014-07-02 | 주식회사 에코프로 | 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210066199A (ko) | 2019-11-28 | 2021-06-07 | 한국화학연구원 | 펄스형 휘발성유기화합물 저감을 위한 촉매 모듈 |
| KR20220137234A (ko) | 2021-04-02 | 2022-10-12 | 한국화학연구원 | 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019107800A1 (ko) | 2019-06-06 |
| KR20190063812A (ko) | 2019-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102255620B1 (ko) | Voc 저감 시스템 및 voc 저감 방법 | |
| Ajhar et al. | Siloxane removal from landfill and digester gas–A technology overview | |
| KR101996411B1 (ko) | 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템 | |
| KR101309714B1 (ko) | 악취 및 휘발성유기화합물 동시 처리시스템 | |
| KR101711618B1 (ko) | 악취 및 휘발성 유기화합물 흡착농축기 | |
| CN111151094A (zh) | 一种有机污染废气再生净化方法 | |
| US20120114540A1 (en) | Method and apparatus for removing volatile organic compound | |
| KR20090073060A (ko) | 악취 및 휘발성유기화합물 동시 처리시스템 | |
| US7666252B2 (en) | Method of purifying large quantity of exhaust gas containing dilute volatile hydrocarbons | |
| KR101971176B1 (ko) | 전처리 설비로부터 배출되는 휘발성 유기 화합물을 포함하는 폐가스를 처리하는 장치 | |
| KR100889639B1 (ko) | 휘발성 유기 화합물 처리장치 | |
| KR100424507B1 (ko) | 휘발성 유기화합물 처리방법 | |
| KR20020057852A (ko) | 휘발성 유기화합물의 회수 및 제거 방법과 이에 사용되는장치 | |
| KR20160140533A (ko) | 전처리 설비로부터 배출되는 휘발성 유기 화합물을 포함하는 폐가스를 처리하는 장치 | |
| KR100347720B1 (ko) | 다중 흡착-탈착 반응조에 의해 유기용제를 회수하는 방법, 이에 사용되는 장치 및 상기 방법에 사용되는 제올라이트 흡착제 | |
| Graham et al. | Recover VOCs using activated carbon | |
| KR102244442B1 (ko) | 직화식 제연장치 | |
| KR200287399Y1 (ko) | 휘발성 유기화합물 회수 및 제거 장치 | |
| CN213253828U (zh) | 一种低温蓄热式催化氧化处理装置 | |
| KR20210122943A (ko) | 흡착공정과 촉매산화공정이 결합된 오염물질 처리 농축산화로터 | |
| JP2004098014A (ja) | 揮発性有機化合物含有ガスの処理方法 | |
| KR20130125744A (ko) | 휘발성 유기 화합물 처리 방법 및 장치 | |
| KR102164770B1 (ko) | 전기분해 및 흡탈착공정 연계 방식의 기상 및 용존 VOCs 제거시스템 | |
| KR20240002282A (ko) | 유해가스 및 악취 함유 가스를 처리하는 시스템 | |
| JP3421923B2 (ja) | 廃棄ガス中に含まれる希薄なガス状炭化水素の処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |