KR102011364B1 - 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템 및 이를 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법 - Google Patents
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Abstract
타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템 및 이를 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법에서, 상기 복합처리 시스템은 유입된 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 중 타르를 제거하는 타르 제거유닛, 및 상기 타르 제거유닛에 연결되어 휘발성유기화합물을 제거하는 VOCs 흡착유닛을 포함한다. 상기 타르 제거유닛은, 타르를 필터링하는 필터유닛, 상기 필터유닛에 연결되고, 상기 필터유닛으로 제공된 공기와 상기 필터유닛을 세정한 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환기, 및 상기 필터유닛을 세정한 공기로부터 유해물질을 제거하는 제1 촉매유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리시스템 및 이를 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도장공정, 인쇄 공정, 반도체 공정 등을 통해 생성되는 타르 및 휘발성유기화합물을 바이오가스화하는 과정에서 생성되는 유해물질을 저감하는 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템 및 이를 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법에 관한 것이다.
타르(Tar)는 유기물을 분해증류(destructive distillation)하였을 때 발생하는 점성이 있는 주로 액체 상태의 유해물질이며, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOCs)도 중금속과 함께 특정 대기유해물질에 속하는 물질이다.
이러한 타르나 휘발성유기화합물의 경우, 도장 공정, 인쇄 공정, 반도체 제조 공정 등의 공정을 통해 발생하며, 인체 등에 유해한 유해물질로서 이의 저감을 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
특히, 휘발성유기화합물의 처리 방법으로는 연소법(열산화법), 생물학적처리법, 흡착법, 촉매산화, 농축산화 방법 등이 적용되고 있으며, 특히, 흡탈착식 농축산화법의 경우, 활성탄 또는 제올라이트 등을 이용하여 휘발성유기화합물을 흡착하고 탈착하여 처리하는 방법으로 많은 장점을 가지고 있어 휘발성유기화합물의 처리 방법으로 많이 사용되고 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1162094호에서는 마이크로파를 이용하여 휘발성유기화합물 및 악취물질을 제거하는 기술을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0372186호에서는 환경적으로 유해한 화합물을 분해하는 분해장치 및 분해방법에 대한 기술을 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제10-0889639호에서도 휘발성 유기 화합물을 처리하기 위한 기술을 개시하고 있다.
이상과 같이, 다양한 형태로 타르 또는 휘발성유기화합물 등과 같은 유해물질의 제거 기술이 개발되고는 있으나, 특히 타르를 제거하는 기술로서의 필터링 기술의 경우, 필터에 유해물질이 축적됨에 따라 제거 효율이 감소하여, 필터를 교환하여야 하는 등의 문제가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 필터에 축적되는 유해물질을 주기적으로 세정하여 제거하면서도 동시에 유해물질 제거를 수행할 수 있어, 타르 또는 휘발성유기화합물 등과 같은 유해물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 복합처리 시스템은 유입된 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 중 타르를 제거하는 타르 제거유닛, 및 상기 타르 제거유닛에 연결되어 휘발성유기화합물을 제거하는 VOCs 흡착유닛을 포함한다. 상기 타르 제거유닛은, 타르를 필터링하는 필터유닛, 상기 필터유닛에 연결되고, 상기 필터유닛으로 제공된 공기와 상기 필터유닛을 세정한 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환기, 및 상기 필터유닛을 세정한 공기로부터 유해물질을 제거하는 제1 촉매유닛을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛의 차압을 측정하는 차압 측정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 상기 타르 제거유닛은 필터링 동작을 중단하고 상기 필터유닛으로 공기가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛은 적어도 2개 이상이 밸브부를 통해 연결되어, 상기 타르 및 휘발성유기화합물은 상기 밸브부에 의해 선택된 타르 제거유닛으로 유입될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차압 측정부는 상기 2개 이상의 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 상기 밸브부에 의해 해당 타르 제거유닛은 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛의 필터유닛으로 공기가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터유닛의 내부에서 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs)의 유동방향과 상기 필터유닛으로 제공된 공기의 유동방향은 서로 반대일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 VOCs 흡착유닛으로 인입되어 휘발성유기화합물을 흡착하는 활성탄 입자, 상기 활성탄 입자가 흡착한 휘발성유기화합물을 탈착하는 탈착유닛, 및 상기 탈착유닛에서 탈착된 휘발성유기화합물을 제거하는 제2 촉매유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛은, 상기 필터유닛에 마이크로파를 제공하는 마이크로파 제공유닛을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 복합처리 시스템은 적어도 2개 이상의 타르 제거유닛들, 차압 측정부들 및 VOCs 흡착유닛을 포함한다. 상기 타르 제거유닛들은 유입된 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 중 타르를 제거한다. 상기 차압 측정부들은 상기 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정한다. 상기 VOCs 흡착유닛은 상기 타르 제거유닛들에 연결되어 휘발성유기화합물을 제거한다. 상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우 해당 타르 제거유닛으로 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛으로 공기가 제공되어 세정된다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛들의 일 단이 모두 연결되며, 상기 타르 제거유닛으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입 및 차단을 제어할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 복합처리방법에서, 우선, 타르 및 휘발성유기화합물이 유입된다. 타르 제거유닛의 차압을 측정한다. 상기 측정된 차압이 설정값보다 작은 경우 상기 타르 제거유닛은 필터링을 통해 타르를 제거한다. 상기 타르 제거유닛에 연결된 VOCs 흡착유닛이 휘발성유기화합물을 제거한다. 상기 측정된 차압이 설정값 이상인 경우 상기 타르 제거유닛의 필터링 동작을 중단하고 해당 타르 제거유닛으로 공기가 제공되어 세정된다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛은 적어도 2개가 구비되어, 상기 측정된 차압이 설정값 이상인 경우 타르 제거유닛의 필터링 동작은 중단되고 세정되고, 상기 측정된 차압이 설정값보다 작은 경우 타르 제거유닛은 필터링을 통해 타르를 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 타르 제거유닛의 필터유닛으로 공기가 제공되어 세정되고, 상기 필터유닛을 세정한 공기는 열교환을 통해 온도가 저감된 후, 제1 촉매유닛을 통과하며 유해물질이 제거될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 타르 및 휘발성유기화합물을 연속 처리 공정을 통해 모두 제거 또는 저감할 수 있어 다양한 유해물질을 효과적으로 처리할 수 있다.
타르 제거유닛의 경우, 필터에 축적된 유해물질을 별도의 공기를 순환시켜 제거하며, 타르 제거용 촉매가 효과적으로 기능할 수 있는 온도를 유지하기 위해 필터를 통과하여 가열된 공기를 상온의 공기와 열교환을 수행하도록 하여 촉매의 효과적인 유해물질 제거가 가능하다.
또한, 타르 제거유닛의 양 단의 차압을 바탕으로 필터유닛에 대한 주기적인 세정을 수행할 수 있으며, 별도의 필터유닛의 교환을 생략할 수 있어 유해물질 저감 효율을 유지할 수 있다.
특히, 적어도 2개 이상의 타르 제거유닛들이 밸브부를 통해 연결된 상태에서, 차압이 증가한 타르 제거유닛은 유해물질의 인입을 차단하여 세정을 수행하되, 다른 타르 제거유닛으로 유해물질을 인입시켜 필터링을 수행하므로 필터유닛의 교환 또는 세정시 유해물질 처리가 중단되지 않고 유해물질을 연속적으로 처리할 수 있어 효과적이다.
또한, 타르가 제거된 후, 휘발성유기화합물은 별도의 VOCs 흡착유닛을 통해 흡착 및 탈착을 통해 제거되므로, 연속적인 공정으로 타르 및 휘발성유기화합물에 포함된 모든 유해물질을 제거 또는 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 필터유닛 및 마이크로파 제공유닛을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 도시한 모식도이다.
도 4는 도 3의 타르제거유닛을 도시한 모식도이다.
도 5는 도 3의 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리시스템을 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 필터유닛 및 마이크로파 제공유닛을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 도시한 모식도이다.
도 4는 도 3의 타르제거유닛을 도시한 모식도이다.
도 5는 도 3의 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리시스템을 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 필터유닛 및 마이크로파 제공유닛을 도시한 모식도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 복합처리 시스템(이하, 복합처리 시스템이라 함)(10)은 타르제거유닛(100), 차압 측정부(200), VOCs 흡착유닛(300), 활성탄 입자(400), 탈착 유닛(500) 및 제2 촉매유닛(600)을 포함한다.
상기 타르제거유닛(100)은 유입되는 타르 및 휘발성유기화합물(20) 중 타르(Tar)를 제거하며, 필터유닛(110), 마이크로파 제공유닛(120), 열교환기(130) 및 제1 촉매유닛(140)을 포함한다.
이 경우, 상기 타르(Tar)는 먼지(dust)를 포함하는 것으로, 액상의 물질로 간주되며, 이하에서는 타르로 칭하였으나, 먼지를 포함하는 액상의 물질로 그 범위가 확대될 수 있다.
마찬가지로, 휘발성유기화합물은 기상의 물질로 간주되며, 이하에서는 휘발성유기화합물로 칭하였으나, 기상의 물질로 그 범위가 확대될 수 있다.
상기 필터유닛(110)은 타르 및 휘발성유기화합물(20) 중 타르(Tar)를 필터링하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(111) 및 상기 챔버(111)의 내부의 중앙에 고정되는 필터부(112)를 포함한다.
상기 챔버(111)의 서로 마주보는 양 면에는 각각 제1 및 제2 개구부들(113, 114)이 형성되며, 상기 필터부(112)는 상기 제1 및 제2 개구부들(113, 114)에 양 끝면이 위치하도록 고정된다.
이에 따라, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)은 상기 제1 개구부(113)를 통해 유입되어 상기 필터부(112)를 통과한 후 상기 제2 개구부(114)를 통해 유출되고, 이 과정에서 타르는 상기 필터부(112)에 의해 필터링된다.
한편, 후술하겠으나, 신선한 공기(30)는 상기 제2 개구부(114)를 통해 유입되고, 상기 필터부(112)에 필터링된 타르를 포함한 상태로 상기 제1 개구부(113)를 통해 유출된다. 그리하여, 상기 필터부(112)의 타르는 상기 공기(30)에 의해 제거되며, 상기 필터부(112)는 세정된다.
상기 마이크로파 제공유닛(120)은 상기 필터유닛(110)에 인접하도록 배치되며, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(111)의 상측 또는 하측에 배치되어 상기 필터부(112)를 향하여 마이크로파를 발생시킨다.
즉, 상기 마이크로파 제공유닛(120)은 상기 필터부(112)에 마이크로파를 제공하여 상기 필터부(112)를 가열, 예를 들어 700℃ 내지 1,000℃ 범위로 가열하여 상기 필터부(112)를 통과하는 타르의 흡착을 보다 용이하게 한다.
상기 열교환기(130)는 상기 신선한 공기(30)가 상기 필터부(112)로 제공되기 전에 통과하고, 상기 필터부(112)를 통과하여 타르가 포함된 공기(31)도 동시에 통과하며, 상기 신선한 공기(30)와 상기 타르가 포함된 공기(31) 사이에서 열교환이 발생하게 된다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 필터부(112)는 상기 마이크로파 제공유닛(120)에 의해 가열되므로 상기 필터부(112)를 통과한 공기(31)도 가열된 상태이다. 따라서, 상기 열교환기(130)에서 신선한 공기(30)와 서로 접하며 열교환되며, 상기 타르가 포함된 공기(31)의 온도는 하강하게 된다.
한편, 상기 제1 촉매유닛(140)은 상기 타르가 포함된 공기(31)가 통과되는 경우 상기 공기(31)에 포함된 타르를 제거하는 촉매로서, 예를 들어 귀금속류 촉매를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 촉매유닛(140)이 귀금속류 촉매인 경우, 효과적인 구동 조건은 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 즉, 상기 타르가 포함된 공기(31)가 상기 필터부(112)를 통과하여 바로 상기 제1 촉매유닛(140)으로 유입되는 경우 높은 온도로 인해 효과적인 타르 제거가 어려울 수 있다.
따라서, 본 실시예에서와 같이, 상기 타르가 포함된 공기(31)가 상기 열교환기(130)를 통과하며 신선한 공기(30)와의 열교환을 통해 온도가 하강된 후 상기 제1 촉매유닛(140)을 통과하게 되면, 상기 제1 촉매유닛(140)이 효과적으로 구동되어 상기 공기(31)로부터 타르를 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 차압 측정부(200)는 상기 필터유닛(110)의 양단의 차압, 즉 상기 유입되는 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 압력과 상기 필터유닛(110)을 통과한 타르 및 휘발성유기화합물의 압력의 차이를 측정한다.
이 경우, 상기 필터유닛(110)을 통해서는 타르를 중심으로 유해물질이 제거되므로, 상기 필터유닛(110)의 양단의 차압을 측정함으로써, 상기 필터유닛(110)에 의해 제거되는 유해물질의 양을 예측할 수 있다. 그리하여, 상기 필터유닛(110)이 효과적으로 유해물질을 제거하고 있는지를 모니터링할 수 있다.
특히. 상기 필터유닛(110)의 필터부(112)는 필터링 시간의 경과에 따라 타르 등의 유해물질이 축적되므로 필터링 효율은 감소하게 된다.
따라서, 본 실시예에서와 같이, 상기 차압 측정부(200)를 통해 상기 필터유닛(110)의 양단의 압력의 차이를 측정함으로써 상기 필터유닛(110)에 축적되는 타르 등의 유해물질의 정도를 예측할 수 있다.
그리하여, 본 실시예에서는, 상기 차압 측정부(200)에서 측정되는 상기 필터유닛(110)의 양단의 압력의 차이가 설정값 이상(필터부의 효과적인 필터링이 수행될 수 없다고 판단되는 값으로 필터부의 특성을 고려하여 미리 설정될 수 있음)이 된다면 상기 필터유닛(110)으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입을 중단시킨다.
이와 같이, 상기 필터유닛(110)으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 중단되면, 상기 신선한 공기(30)를 상기 필터유닛(110)의 필터부(112)를 통과하도록 유입시켜 상기 필터부(112)에 축적된 타르 등의 유해물질을 제거하는 세정 작업을 수행한다. 이 경우, 상기 신선한 공기(30)를 통한 세정 작업에 대하여는 앞서 상세히 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
이와 같이, 상기 공기(30)를 통한 상기 필터유닛(110)의 세정 작업이 종료되면, 상기 필터유닛(110)으로 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)을 다시 유입시키고 이를 통한 필터링을 재 수행한다.
한편, 상기 차압 측정부(200)는 지속적으로 상기 필터유닛(110) 양단의 차압을 측정하여, 상기 필터유닛(110)의 양단의 압력의 차이가 설정값 이상이 되는지의 여부를 모니터링 한다.
한편, 상기 타르 제거유닛(100)을 통과한 타르 및 휘발성유기화합물(20)은, 타르가 제거되어 휘발성유기화합물(22)만 잔류하게 되며, 이렇게 잔류한 휘발성유기화합물(22)은 상기 VOCs 흡착유닛(300)으로 유입된다.
이 경우, 상기 VOCs 흡착유닛(300) 내에서는 활성탄 입자(400)가 유입되어 상기 VOCs를 흡착하여 제거하며, 이에 따라 상기 VOCs 흡착유닛(300)을 통과한 가스는 청정 가스(clean gas)(23)로 외부로 배출된다.
한편, 상기 활성탄 입자(400)는 상기 VOCs를 흡착한 상태에서 상기 탈착 유닛(500)으로 제공되며, 상기 탈착 유닛(500)에서 상기 VOCs는 탈착된다. 즉, 상기 활성탄 입자(400)는 상기 VOCs 흡착유닛(300)과 상기 탈착 유닛(500) 사이에서 상기 VOCs를 흡착 및 탈착하며 반복하여 순환된다.
나아가, 상기 탈착 유닛(500)으로는 뜨거운 공기(hot air)(40)가 유입되어 상기 탈착 유닛(500)에 탈착된 VOCs를 상기 제2 촉매유닛(600)으로 유도시키며 상기 제2 촉매유닛(600)에서 상기 VOCs는 산화되어 최종적으로 제거된다.
이상과 같이, 상기 복함 처리시스템(10)을 통해서는 타르 및 휘발성유기화합물이 순차적으로 제거되고, 청정 가스(clean gas)가 외부로 배출된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템을 도시한 모식도이다. 도 4는 도 3의 타르제거유닛을 도시한 모식도이다.
본 실시예에서의 상기 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리시스템(11, 이하 복합처리 시스템이라 함)은 타르 제거유닛이 2개 이상 포함되는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 복합처리 시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에서의 상기 복합처리 시스템(11)은 적어도 2개 이상의 타르 제거유닛들(101, 102) 및 밸브부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 타르 제거유닛들(101, 102) 각각의 구성요소들은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 타르 제거유닛(100)과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에서는 도 3에서 2개의 타르 제거유닛들이 상기 밸브부(700)를 통해 일 단이 서로 연결되는 것을 예시하였으나, 3개 이상의 타르 제거유닛들도 상기 밸브부(700)를 통해 일 단이 서로 연결될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 밸브부(700)는 2개의 타르 제거유닛들이 연결되는 경우, 어느 하나의 타르 제거유닛으로만 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)을 유입시키도록 구동되지만, 3개 이상의 타르 제거유닛들이 연결되는 경우라면 세정 중인 타르 제거유닛을 제외하고 적어도 1개 이상의 타르 제거유닛들을 개방하여 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)을 유입시킬 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이, 2개의 타르 제거유닛들이 구비되는 경우라면, 어느 하나의 타르 제거유닛은 상기 밸브부(700)에 의해 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 차단되어 세정이 수행되며, 다른 하나의 타르 제거유닛은 상기 밸브부(700)에 의해 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 개방되어 필터링이 수행될 수 있다.
이와 달리, 3개 이상의 타르 제거유닛들이 구비되는 경우라면, 상기 밸브부(700)에 의해 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 차단된 타르 제거유닛에서는 세정이 수행되며, 그렇지 않은 다른 타르 제거유닛들에서는 필터링이 수행될 수 있다.
나아가, 상기 밸브부(700)에 의해 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 개방되어 필터링이 수행된 이후, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)은 휘발성유기화합물(22)만 잔류하여 상기 VOCs 흡착유닛(300)으로 유입되며, 이 후 휘발성유기화합물의 제거에 대하여는 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일하다.
도 3을 다시 참조하면, 도시된 바와 같이, 2개의 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102)의 일 단이 상기 밸브부(700)에 연결되는 경우, 제1 및 제2 차압 측정부들(201, 202)에서는 상기 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102) 각각의 양 단의 차압을 각각 측정한다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102) 중, 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우의 타르제거유닛에 대하여는 상기 밸브부(700)가 동작하여 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 차단된다.
그리하여, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 차단된 타르제거유닛에서는, 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 신선한 공기(30)가 열교환기(130)를 통과하며 상기 필터유닛(110)의 필터부로 제공되어 상기 필터부에 축적된 타르 등의 유해물질을 제거하여, 상기 필터부에 대한 세정 작업을 수행하게 된다.
이와 같이, 상기 타르제거유닛에 대하여 세정 작업의 수행이 완료되면, 상기 밸브부(700)가 동작하여 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입을 개방시켜 상기 2개의 타르제거유닛들(101, 102) 모두로 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)에 대한 필터링을 동시에 수행하도록 할 수 있다.
이와 달리, 상기 타르제거유닛(예를 들어, 제1 타르제거유닛(101))에 대하여 세정 작업의 수행이 완료된 경우라도, 다른 타르제거유닛(예를 들어, 제2 타르제거유닛(102))의 양 단의 차압이 설정값보다 작은 상태를 유지하는 경우라면 상기 제2 타르제거유닛(102)의 양 단의 차압이 설정값 이상이 될 때까지 상기 세정 작업이 완료된 제1 타르제거유닛(101)으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입을 차단한 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 이후 상기 제2 타르제거유닛(102)의 양 단의 차압이 설정값 이상이 되면, 상기 제2 타르제거유닛(102)으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입을 차단하면서, 상기 세정 작업이 완료된 상기 제1 타르제거유닛(101)으로 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)을 유입시킬 수도 있다.
이상과 같이, 2개의 타르제거유닛들이 구비된 경우, 세정 공정과 필터링 공정을 교번적으로 수행함으로써, 필터부의 교환이나 세정을 위한 필터링의 중단 없이 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 연속적으로 유입되더라도 연속적으로 타르 등의 유해물질을 연속적으로 제거할 수 있다.
도 5는 도 3의 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리시스템을 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상기 복합처리시스템(11)을 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법에서는, 우선, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)을 상기 제1 타르제거유닛(101) 또는 상기 제2 타르제거유닛(102)으로 유입시킨다(단계 S10).
이 경우, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)은 상기 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102) 중 어느 하나에만 또는 모두에 유입되며, 필터링될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102) 양 단의 차압은 각각 상기 제1 및 제2 차압 측정부들(201, 202)에 의해 연속적으로 모니터링되며 측정된다(단계 S20).
이 후, 상기 제1 및 제2 차압 측정부들(201, 202)에서 측정되는 차압이 설정값 이상이 된다면(단계 S30), 해당 타르제거유닛으로의 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입은 차단된다(이하, 설명의 편의상 제1 타르제거유닛(101)으로의 유입이 차단된다고 가정하고 설명한다).
이 때, 상기 제1 타르제거유닛(101)으로만 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 유입되었다면, 상기 제1 타르제거유닛(101)으로의 유입이 차단되면서, 상기 제2 타르제거유닛(102)이 개방되어 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 유입된다(단계 S60).
이와 달리, 상기 제1 및 제2 타르제거유닛들(101, 102) 모두로 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 유입되었다면, 상기 제1 타르제거유닛(101)으로의 유입만 차단되고, 상기 제2 타르제거유닛(102)으로의 유입은 유지된다.
이 후, 상기 제2 타르제거유닛(102)으로 유입되는 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)은 필터링되어 타르를 포함한 유해물질이 제거된다(단계 S40).
나아가, 상기 제2 타르제거유닛(102)을 통과한 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)은 휘발성유기화합물(22)만 잔류하게 되며, 후속되는 상기 VOCs 흡착유닛(300) 등을 통해 휘발성유기화합물(22)도 제거되어 청정 가스(clean gas)(23)가 유출된다(단계 S50).
한편, 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)의 유입이 차단된 상기 제1 타르제거유닛(101)은 세정 공정이 수행되며(단계 S70), 상기 세정 공정에 대하여는 앞서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
나아가, 상기 세정 공정이 완료된 상기 제1 타르제거유닛(101)은 대기상태로 유지된 후(단계 S80), 상기 제2 타르제거유닛(102)의 양 단에서의 차압이 설정값 이상이 되는 경우 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)이 상기 제1 타르제거유닛(101)으로 다시 유입되어 상기 타르 및 휘발성유기화합물(20)에 대한 필터링을 수행하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 타르 및 휘발성유기화합물을 연속 처리 공정을 통해 모두 제거 또는 저감할 수 있어 다양한 유해물질을 효과적으로 처리할 수 있다.
타르 제거유닛의 경우, 필터에 축적된 유해물질을 별도의 공기를 순환시켜 제거하며, 타르 제거용 촉매가 효과적으로 기능할 수 있는 온도를 유지하기 위해 필터를 통과하여 가열된 공기를 상온의 공기와 열교환을 수행하도록 하여 촉매의 효과적인 유해물질 제거가 가능하다.
또한, 타르 제거유닛의 양 단의 차압을 바탕으로 필터유닛에 대한 주기적인 세정을 수행할 수 있으며, 별도의 필터유닛의 교환을 생략할 수 있어 유해물질 저감 효율을 유지할 수 있다.
특히, 적어도 2개 이상의 타르 제거유닛들이 밸브부를 통해 연결된 상태에서, 차압이 증가한 타르 제거유닛은 유해물질의 인입을 차단하여 세정을 수행하되, 다른 타르 제거유닛으로 유해물질을 인입시켜 필터링을 수행하므로 필터유닛의 교환 또는 세정시 유해물질 처리가 중단되지 않고 유해물질을 연속적으로 처리할 수 있어 효과적이다.
또한, 타르가 제거된 후, 휘발성유기화합물은 별도의 VOCs 흡착유닛을 통해 흡착 및 탈착을 통해 제거되므로, 연속적인 공정으로 타르 및 휘발성유기화합물에 포함된 모든 유해물질을 제거 또는 저감할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템 및 이를 이용한 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리방법은 타르 및 휘발성유기화합물을 저감 또는 제거하기 위해 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
10, 11 : 타르 및 휘발성유기화합물 복합처리 시스템
100, 101, 102 : 타르 제거유닛
110 : 필터유닛 130 : 열교환기
120 : 마이크로파 제공유닛 140 : 제1 촉매유닛
200, 201, 202 : 차압 측정부
300 : VOCs 흡착유닛 400 : 활성탄 입자
500 : 탈착 유닛 600 : 제2 촉매유닛
100, 101, 102 : 타르 제거유닛
110 : 필터유닛 130 : 열교환기
120 : 마이크로파 제공유닛 140 : 제1 촉매유닛
200, 201, 202 : 차압 측정부
300 : VOCs 흡착유닛 400 : 활성탄 입자
500 : 탈착 유닛 600 : 제2 촉매유닛
Claims (14)
- 유입된 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 중 타르를 제거하는 타르 제거유닛, 상기 타르 제거유닛에 연결되어 휘발성유기화합물을 제거하는 VOCs 흡착유닛, 및 상기 타르 제거유닛의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛의 차압을 측정하는 차압 측정부를 포함하고,
상기 타르 제거유닛은,
타르를 필터링하는 필터유닛;
상기 필터유닛에 연결되고, 상기 필터유닛으로 제공된 공기와 상기 필터유닛을 세정한 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환기; 및
상기 열교환기의 후단에 연결되어, 상기 열교환기를 통과하여 200℃ 이하의 온도로 하강한 상기 필터유닛을 세정한 공기로부터 유해물질을 제거하는 제1 촉매유닛을 포함하고,
상기 제1 촉매유닛은 귀금속류 촉매이고,
상기 타르는 상기 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되며 필터링되고, 상기 공기는 상기 필터유닛의 제2 개구부로 유입되어 제1 개구부를 통해 유출되고,
상기 타르 제거유닛은 적어도 2개 이상이 밸브부를 통해 연결되어, 상기 타르 및 휘발성유기화합물은 상기 밸브부에 의해 선택된 타르 제거유닛의 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되고,
상기 차압 측정부는 상기 2개 이상의 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정하며,
상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 상기 밸브부에 의해 해당 타르 제거유닛은 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛의 필터유닛의 상기 제2 개구부로부터 공기가 유입되어 상기 제1 개구부로 공기가 유출되는 것을 특징으로 하는 복합처리 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 VOCs 흡착유닛으로 인입되어 휘발성유기화합물을 흡착하는 활성탄 입자;
상기 활성탄 입자가 흡착한 휘발성유기화합물을 탈착하는 탈착유닛; 및
상기 탈착유닛에서 탈착된 휘발성유기화합물을 제거하는 제2 촉매유닛을 더 포함하는 복합처리 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 타르 제거유닛은,
상기 필터유닛에 마이크로파를 제공하는 마이크로파 제공유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합처리 시스템. - 유입된 타르 및 휘발성유기화합물(VOCs) 중 타르를 제거하는 적어도 2개 이상의 타르 제거유닛들;
상기 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정하는 차압 측정부들; 및
상기 타르 제거유닛들에 연결되어 휘발성유기화합물을 제거하는 VOCs 흡착유닛을 포함하고,
상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 해당 타르 제거유닛으로 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛으로 공기가 제공되어 세정되고,
상기 타르제거유닛들 각각은,
타르를 필터링하는 필터유닛;
상기 필터유닛에 연결되고, 상기 필터유닛으로 제공된 공기와 상기 필터유닛을 세정한 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환기; 및
상기 열교환기의 후단에 연결되어, 상기 열교환기를 통과하여 200℃ 이하의 온도로 하강한 상기 필터유닛을 세정한 공기로부터 유해물질을 제거하는 제1 촉매유닛을 포함하고,
상기 제1 촉매유닛은 귀금속류 촉매이고,
상기 타르는 상기 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되며 필터링되고, 상기 공기는 상기 필터유닛의 제2 개구부로 유입되어 제1 개구부를 통해 유출되고,
상기 타르 제거유닛은 적어도 2개 이상이 밸브부를 통해 연결되어, 상기 타르 및 휘발성유기화합물은 상기 밸브부에 의해 선택된 타르 제거유닛의 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되고,
상기 차압 측정부는 상기 2개 이상의 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정하며,
상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 상기 밸브부에 의해 해당 타르 제거유닛은 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛의 필터유닛의 상기 제2 개구부로부터 공기가 유입되어 상기 제1 개구부로 공기가 유출되는 것을 특징으로 하는 복합처리 시스템. - 삭제
- 타르 및 휘발성유기화합물이 유입되는 단계;
차압 측정부에서 타르 제거유닛의 차압을 측정하는 단계;
상기 측정된 차압이 설정값보다 작은 경우 상기 타르 제거유닛은 필터링을 통해 타르를 제거하는 단계; 및
상기 타르 제거유닛에 연결된 VOCs 흡착유닛이 휘발성유기화합물을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 측정된 차압이 설정값 이상인 경우 상기 타르 제거유닛의 필터링 동작을 중단하고 해당 타르 제거유닛으로 공기가 제공되어 세정되고,
상기 타르제거유닛들 각각은,
타르를 필터링하는 필터유닛;
상기 필터유닛에 연결되고, 상기 필터유닛으로 제공된 공기와 상기 필터유닛을 세정한 공기 사이의 열교환을 수행하는 열교환기; 및
상기 열교환기의 후단에 연결되어, 상기 열교환기를 통과하여 200℃ 이하의 온도로 하강한 상기 필터유닛을 세정한 공기로부터 유해물질을 제거하는 제1 촉매유닛을 포함하고,
상기 제1 촉매유닛은 귀금속류 촉매이고,
상기 타르는 상기 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되며 필터링되고, 상기 공기는 상기 필터유닛의 제2 개구부로 유입되어 제1 개구부를 통해 유출되고,
상기 타르 제거유닛은 적어도 2개 이상이 밸브부를 통해 연결되어, 상기 타르 및 휘발성유기화합물은 상기 밸브부에 의해 선택된 타르 제거유닛의 필터유닛의 제1 개구부로 유입되어 제2 개구부를 통해 유출되고,
상기 차압 측정부는 상기 2개 이상의 타르 제거유닛들 각각의 양 단에 연결되어 상기 타르 제거유닛들 각각의 차압을 측정하며,
상기 차압 측정부에서 측정되는 차압이 설정값 이상인 경우, 상기 밸브부에 의해 해당 타르 제거유닛은 상기 타르 및 휘발성유기화합물의 유입이 차단되고, 해당 타르 제거유닛의 필터유닛의 상기 제2 개구부로부터 공기가 유입되어 상기 제1 개구부로 공기가 유출되는 것을 특징으로 하는 복합처리방법. - 삭제
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제12항에 있어서,
상기 타르 제거유닛의 필터유닛으로 공기가 제공되어 세정되고, 상기 필터유닛을 세정한 공기는 열교환을 통해 온도가 저감된 후, 제1 촉매유닛을 통과하며 유해물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 복합처리방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |