KR102008880B1 - 타이어 제조 공정의 복합 오염물질 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질을 처리하는 장치가 제공된다. 이는 처리될 폐가스가 유입되는 가스 인입부와 처리된 가스가 배출되는 가스 배출부를 양단 부위에 가지는 통체인 하우징과, 하우징 내에 배치되는 요소들을 포함한다. 하우징 내에는 오일 미스트를 하전하여 집진하는 제1전기집진부와, 미세 입자를 집진하는 제2전기집진부가 순차로 배치된다. 오일 미스트를 처리한 후에 습식 스크러버부가 악취 물질을 포함하는 잔여 오염물질을 처리한다.

Description

타이어 제조 공정의 복합 오염물질 처리 장치{COMPLEX POLLUTANT TREATMENT DEVICE FROM TIRE MANUFACTURING PROCESS}
본 발명은 복합 오염물질 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타이어 제조 공정으로부터 발생되는 복합 오염물질을 처리하는 장치에 관한 것이다.
타이어 제조 공정에서 배출되는 폐가스는 악취를 유발한다는 특징이 있다. 이는 천연고무, 합성고무 및 그들을 배합하기 위한 약품들에 기인하는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Chemicals)에 의해 발생한다. 또한, 타이어 제조 공정으로부터 배출되는 폐가스는 다량의 오일 미스트(oil mist)를 포함하고 있다. 이러한 오일 미스트는 대기 중 이동성이 강하고 악취를 유발할 뿐만 아니라 발암성을 띄고 있기 때문에, 대기질 관리의 주요 대상 중의 하나이다.
이와 같은 오일 미스트를 포함하는 타이어 제조 공정의 폐가스는 지금까지 주로 흡착 방식을 적용하여 제거하였다. 활성탄소와 같은 흡착물질을 이용하여 흡착한 후, 연소로를 이용하여 열분해 및 산화시키는 방법이 대표적이다.
그러나, 기존에 주로 이용하는 흡착/연소 방식은 점착성을 띄는 오일 미스트가 흡착제, 촉매제, 및 다른 장치의 요소들에 도포되는 문제를 일으킨다. 이러한 오일 미스트 도포는 후속 오일 미스트는 물론 복합 오염물질 중의 다른 오염물질의 처리에 장애가 되기 때문에 전체적인 처리 효율이 매우 낮다.
한국특허공개 10-2011-0077666
본 발명은 상술한 종래의 문제를 감안한 것으로, 오일 미스트를 포함하는 타이어 제조 공정의 폐가스를 효율적으로 처리할 수 있는 복합 오염물질 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 상술한 개선된 장치를 이용하여 타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질을 포함하는 폐가스를 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명은 타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질 처리 장치를 제공하며, 이는: 처리될 폐가스가 유입되는 가스 인입부와 처리된 가스가 배출되는 가스 배출부를 양단 부위에 가지는 통체인 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 상기 가스 인입부로부터 유입된 가스를 필터링 하는 습식 필터부; 상기 하우징 내 상기 습식 필터부의 후류 위치에 배치되고 제1전기집진부; 상기 하우징 내 상기 제1전기집진부의 후류 위치에 배치되고 제2전기집진부; 및 상기 하우징 내 상기 제2전기집진부의 후류 위치에 배치된 습식 스크러버부;를 포함한다.
상기 하우징의 상기 가스 인입부는 소정 길이의 넥(neck)을 가지며, 상기 넥에는 통과하는 폐가스에 O3를 분사하는 오존 분사부가 구비될 수 있다.
상기 습식 필터부는: 폐가스를 필터링하는 필터; 상기 폐가스 및 상기 필터에 계면 활성제를 분사하는 원형분사 노즐; 및 상기 폐가스의 습윤성을 높여 농도를 낮추기 위해 액체를 분사하는 이류체 노즐;을 포함할 수 있다.
상기 제1전기집진부는: 핀 타입의 방전극과 집진극을 포함하는 제1전극부; 및 상기 전극부에 세정액을 분사하도록 배치되는 제1세정부;를 포함한다.
상기 제2전기집진부는: 제1판형 전극과 제2판형 전극을 포함하는 제2전극부; 및 상기 전극부에 세정액을 분사하도록 배치되는 제2세정액 분사부;를 포함하고, 상기 제2전극부는 상기 제1판형 전극와 상기 제2판형 전극에 (+)과 (-)이 교번적으로 인가될 수 있다.
상기 하우징의 상기 가스 배출부에 배치되는 쉐브론 및 데미스터 구성을 포함하는 배출 필터를 포함할 수 있다.
본 발명은 이상과 같은 개선된 장치를 이용한 타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질 처리 방법을 제공하며, 이는: 복합 오염물질을 포함하는 폐가스에 오존을 분사하여 상기 폐가스 중의 NO를 NO2로 산화시키는 단계; 폐가스의 오염물질의 농도를 낮추는 단계; 폐가스를 전기집진하여 폐가스 중의 오일 미스트를 제거하는 제1전기집진 단계; 폐가스를 전기집진하여 폐가스 중의 미세 입자의 오염물질을 제거하는 제2전기집진 단계; 및 폐가스 중의 악취 물질 및 잔여 오염물질을 제거하는 습식 스크러빙 단계;를 포함하고, 상기 단계들은 처리될 폐가스가 유입되는 가스 인입부와 처리된 가스가 배출되는 가스 배출부를 양단에 각각 구비하는 통체를 통과시키면서 상기 통체 내에서 수행한다.
상기 제1전기집진 단계는 오염물질이 집진된 전극에 세정액을 연속적으로 분사하여 세척하면서 수행할 수 있다.
상기 제2전기집진 단계는 전극판들을 면이 마주보도록 이격하여 배열하고, 배열된 전극판들 사이로 폐가스를 통과시키면서 수행하되, 각 전극판을 (+)극과 (-)극으로 교번적으로 변경하면서 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 타이어 제조 공정으로부터 발생하는 복합 오염물질 처리 장치와 방법이 제공된다. 이는 악취를 유발하는 오일 미스트를 하전하여 전기집진함으로써 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 하나의 일체형 장치 내에 다중 처리 요소들을 배치함으로써 타이어 공정에서 발생하는 오일 미스트를 포함하는 복합 오염물질의 처리에 매우 효과적이다. 질소산화물의 산화, 2단계의 오일 미스트 포집, 기타 유기 화합물의 습식 스크러빙 등의 다단계 처리를 통해 보다 효율적인 처리가 가능하다. 특히, 2단계의 전기 집진부를 배치하여, 1차적으로 핀형 방전극을 통해 큰 입자의 오일 미스트를 포집하고 2차적으로 간격이 좁은 판형 전극으로 미세입자를 포집하여, 철저한 오일 미스트 포집 및 미세 입자를 포함하는 잔여 오염물질의 처리가 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 오염물질 처리 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 오염물질 처리 장치의 정면도이다.
도 3a는 도 2에서의 제1전기집진부 부분을 투시하여 도시한 도면이다.
도 3b는 도 2의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3c는 제1전기집진부의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 도 2에서의 제2전기집진부를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 2의 B-B'에 따른 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질 처리 장치와 방법에 관한 것으로서, 악취를 유발하는 오일 미스트를 포함하는 복합 오염물질의 처리에 바람직하게 적용될 수 있다. 타이어 제조 공정에서는 천연고무, 합성고무, 배합제 등의 성분들이 이용되기 때문에 휘발성 유기화합물이 배출되며, 그 중에는 하이드론 카본류와 같은 악취 성분과 점착성의 오일 미스트도 포함되어 있다. 기존에는 악취 성분 등을 제오라이트 등과 같은 흡착제로 제거하는 방식이지만, 폐가스에 함유된 오일 미스트가 제오라이트의 표면에 점착/도포되기 때문에 시간이 경과할수록 처리 효율이 낮아지는 문제가 있었다. 본 발명에서는 2단계의 전기집진부를 배치하여 오일 미스트 성분을 하전하여 효율적으로 제거함으로써 미세 입자를 포함하여 기타 악취 성분을 포함하는 유기 화합물도 효과적으로 제거할 수 있다. 본 발명은 또한 타이어 제조 공정으로부터 발생하는 폐가스를 처리하는 다단계의 과정을 수행하는 요소들을 하나의 통체의 장치에 포함시킴으로써 악취 성분을 포함하는 복합 오염물질에 대한 집중 처리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 오염물질 처리 장치의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 오염물질 처리 장치의 정면도이다. 도 1과 2에서 이해의 편의를 위해 부분적 또는 전체적으로 내부가 보이도록 도시하였다.
본 발명은 바람직한 실시예에 따른 복합 오염물질 처리 장치는 통체인 하우징(10)을 포함한다. 하우징(10)은 선단 부위에 배치된 처리될 폐가스가 유입되는 가스 인입부(11)와 후단 부위에 배치된 가스 배출부(13)를 가지고, 그 내부에 폐가스를 처리하기 위한 공간을 제공한다. 하우징(10)은 도면에서 알 수 있는 바와 같이 가스 인입부(11)와 가스 배출부(13)는 소정 길이를 가지는 넥(neck)과 테일(tail) 형상을 가질 수 있고, 넥과 테일에는 필요한 요소를 배치할 수 있다. 이를 테면, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 가스 인입부(11)에는 오존 분사부(20)를 배치하여, 복합 오염물질인 폐가스에 포함된 질소산화물의 주성분인 NO를 NO2로 산화시킨다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 하우징(10) 내에 다단계의 처리 요소들을 배치함으로써 점착성의 오일 미스트와 악취 성분을 포함하는 타이어 공정으로부터의 폐가스에 대한 집중 처리가 가능하다. 점착성의 오일 미스트를 포함하는 폐가스는 가능한 한 최소의 이송 범위 내에서 집중 처리를 하는 것이 오일 미스트 도포로 인한 문제를 최소화할 수 있다.
도 1과 2에서 보여지도록 도시된 바와 같이, 하우징(10) 내 최선단 부위에는 습식 필터부(30)가 배치된다. 습식 필터부(30)는 폐가스를 필터링하는 필터(31)와, 폐가스 및 필터에 계면 활성제 및 물을 분사하도록 배치된 원형분사 노즐(33)과, 폐가스의 습윤성을 높여 농도를 낮추기 위해 액체를 분사하는 이류체 노즐(35)을 포함할 수 있다.
이류체 노즐(35)은 선단 위치에 배치되어 세정제 또는 물을 폐가스에 분사하여 폐가스의 오염물질의 농도를 저농도를 낮추게 된다.
필터(31)는 고농도의 오일 미스트와 악취 성분을 주로 필터링하게 되며, 원형분사 노즐(33)은 필터(31)에 계면활성제를 포함하는 세정제를 분사하여 오일 미스트를 세척한다. 오일 세정을 위한 세정액 내에서 약액은 약 5% 정도 포함될 수 있다.
하우징(10) 내 습식 필터부(30)의 후류 위치에는 제1전기집진부(40)가 배치된다. 도 1에서는 제1전기집진부(40)가 배치된 부위에 대한 평면도로 도시하였고, 도 2에서는 내부가 보이도록 도시하면서 제1전극부(41)를 생략하였다. 도 3a는 도 2에서의 제1전기집진부(40) 부분을 투시하여 도시한 도면이고, 도 3b는 도 2의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 3c는 제1전기집진부(40)를 개략적으로 도시한 도면이다.
제1전기집진부(40)는 핀 타입의 방전극(43)과 판형의 집진극(45)을 포함하는 제1전극부(41)와 제1전극부(41)에 세정액을 분사하도록 배치되는 제1세정부를 포함할 수 있다. 도시한 바람직한 실시예에서, 판형의 집진극(45)은 복수개의 전극판들이 면을 마주보고 소정 간격으로 이격하여 배열되고, 전극판들의 사이에 방전극(43)이 배치된다. 또한 방전극(43)은 가로방향의 막대형 지지대(431)에 핀(432)이 배열된 구조를 가질 수 있고, 이들 방전극(43)은 집진극(45)들의 사이에서 상하 방향으로 복수개가 배열될 수 있다. 폐가스가 집진극(45)들 사이로 통과할 때 방전극(43)에서 방전하여 오일 미스트를 하전시키고, 하전된 오일 미스트가 집진극(45)에 부착된다. 제1전기집진부(40)의 방전극(43)은 핀 타입을 채용하여 강한 방전을 유도함으로써 대다수의 오일 미스트 성분과 입자가 큰 오염물질들을 처리한다.
또한 제1전기집진부(40)는 연속 세정식을 채택하여 오일 미스트 등과 같은 점착성 성분을 신속하게 세정한다. 이를 위해, 제1전기집진부(40)의 제1세정부는, 하나 이상의 상부 노즐(471)과, 제1전극부(41)의 양측에 배열되어 배치되는 복수개의 측부 노즐(473)과, 세정액 탱크(475)와, 세정액을 순환시키는 순환 펌프(477)와, 오일이 수용되는 오일 드롭 박스(479)를 포함할 수 있다. 미설명 도면부호 476은 절연실을 나타낸다.
습식 필터부(30)와 제1전기집진부(40)는 고농도의 오염물질을 처리하기 때문에, 바람직하게는 기류의 흐름을 차단하여 기액 분리 및 재 증발되는 현상을 방지한다.
하우징(10) 내 제1전기집진부(40)의 후류 위치에는 제2전기집진부(50)가 배치된다. 도 1과 2에서는 제2전기집진부(50)가 배치된 부위의 내부가 보이도록 도시하였다. 도 4a는 도 2에서 제E2전기집진부(50)를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 2의 B-B'에 따른 단면도이다.
제2전기집진부(50)는 제1전기집진부(40)에서 처리되지 않은 오일 미스트나 입자가 작은 미세입자 성분을 포집한다. 이를 위해, 제2전기집진부(50)는 제1판형 전극(511)과 제2판형 전극(513)을 포함하는 제2전극부(51)와 제2전극부(51)에 세정액을 분사하는 제2세정부를 포함한다.
바람직하게는 제1판형 전극(511)과 제2판형 전극(513)은 조밀한 간격으로 배치되고, (+)과 (-)이 교번적으로 인가되도록 한다. 이는 제1전기집진부(40)의 핀 방전에 비해 표면적이 넓은 면 방전을 이용하여 미세한 입자를 포집할 수 있도록 하고, 또한 상대적으로 저에너지를 이용하게 된다. 나아가, 판형 전극들은 세정이 용이하여 미세한 입자들이 더 잘 세정될 수 있다. 제2세정부는 제1세정부와는 달리 미세 입자들을 포집하기 때문에, 측부 노즐(531)로 세정액을 분사하여 판형 전극(511, 513)에 부착된 미세 입자를 세척할 수 있다.
하우징(10) 내 제2전기집진부(50)의 후류 위치에는 습식 스크러버부(60)가 배치된다. 도 1는 습식 스크러버부(60)가 배치된 부위를 위에서 내려다본 도면이고, 도 2는 습식 스크러버부(60)가 배치된 부위를 정면에서 바라본 상태에서 내부가 보이도록 도시하였다.
습식 스크러버부(60)는 저농도 미처리 가스 및 악취 성분들을 처리한다. 습식 스크러버부(60)는 패킹들이 충진된 패킹부(미도시)와 패킹부에 세정액을 분사하는 제3세정부를 포함한다. 제3세정부는 하나 이상의 상부 노즐(611), 하나 이상의 측부 노즐(613), 세정액 탱크(615), 및 순환 펌프(617)을 포함할 수 있다.
하우징(10)의 가스 배출부(13)에는 쉐브론 및 데미스터 구성을 포함하는 배출 필터(70)를 포함할 수 있다. 배출 필터(70)는 습식 스크러버부(60)의 영향으로 발생할 수 있는 미스트 입자까지 포집하기 위한 것으로서, 바람직하게는 쉐브론과 데미스터가 혼합된 필터가 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10: 하우징, 11: 가스 인입부, 13: 가스 배출부, 20: 오존 분사부, 30: 습식 필터부, 31: 필터, 33: 원형분사 노즐, 35: 이류체 노즐, 40: 제1전기집진부, 41: 제1전극부, 43: 방전극, 45: 집진극, 50: 제2전기집진부, 51: 제2전극부, 60: 습식 스크러버부, 70: 배출 필터, 431: 지지대, 433: 핀, 471: 상부 노즐, 473, 531, 613: 측부 노즐, 475, 615: 세정액 탱크, 477, 615: 순환 펌프, 479: 오일 드롭 박스, 511: 제1판형 전극, 513: 제2판형 전극

Claims (9)

  1. 타이어 제조 공정으로부터의 복합 오염물질 처리 장치로서:
    처리될 폐가스가 유입되는 가스 인입부와 처리된 가스가 배출되는 가스 배출부를 양단 부위에 가지는 통체인 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고 상기 가스 인입부로부터 유입된 가스를 필터링 하는 습식 필터부;
    상기 하우징 내 상기 습식 필터부의 후류 위치에 배치되고 제1전기집진부;
    상기 하우징 내 상기 제1전기집진부의 후류 위치에 배치되고 제2전기집진부; 및
    상기 하우징 내 상기 제2전기집진부의 후류 위치에 배치된 습식 스크러버부;를 포함하고,
    상기 하우징의 상기 가스 인입부는 소정 길이의 넥(neck)을 가지며, 상기 넥에는 통과하는 폐가스에 O3를 분사하는 오존 분사부가 구비되며,
    상기 습식 필터부는, 오일 미스트와 악취 성분을 포함하는 폐가스를 필터링하는 필터, 상기 폐가스 및 상기 필터에 계면 활성제를 분사하는 원형분사 노즐, 및 상기 폐가스의 습윤성을 높여 농도를 낮추기 위해 액체를 분사하는 이류체 노즐을 포함하며,
    상기 제1전기집진부는 핀 타입의 방전극과 집진극을 포함하는 제1전극부 및 상기 제1전극부에 세정액을 분사하도록 배치되는 제1세정부를 포함하고,
    상기 제2전기집진부는 제1판형 전극과 제2판형 전극을 포함하는 제2전극부 및 상기 제2전극부에 세정액을 분사하도록 배치되는 제2세정부를 포함하고, 상기 제2전극부는 상기 제1판형 전극와 상기 제2판형 전극에 (+)과 (-)이 교번적으로 인가되는 것인, 복합 오염물질 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 상기 가스 배출부에 배치되는 쉐브론 및 데미스터 구성을 포함하는 배출 필터를 더 포함하는 것인, 복합 오염물질 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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