KR102040794B1 - 세정탑 장치 - Google Patents

세정탑 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102040794B1
KR102040794B1 KR1020170130664A KR20170130664A KR102040794B1 KR 102040794 B1 KR102040794 B1 KR 102040794B1 KR 1020170130664 A KR1020170130664 A KR 1020170130664A KR 20170130664 A KR20170130664 A KR 20170130664A KR 102040794 B1 KR102040794 B1 KR 102040794B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scrubber
vocs
tower
upstream
absorbent liquid
Prior art date
Application number
KR1020170130664A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180075369A (ko
Inventor
이창복
정도원
오경근
정붕익
김정식
Original Assignee
(주)테크윈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR20160179352 priority Critical
Priority to KR1020160179352 priority
Application filed by (주)테크윈 filed Critical (주)테크윈
Publication of KR20180075369A publication Critical patent/KR20180075369A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102040794B1 publication Critical patent/KR102040794B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75Multi-step processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06Spray cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/02Separation 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
    • B01D53/04Separation 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 absorption
    • B01D53/1487Removing organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 absorption
    • B01D53/1493Selection of liquid materials for use as absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/32Separation 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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/326Separation 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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 in electrochemical cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

외부로부터 공급된 VOCs 함유 가스가 통과하면서 산화제가 포함된 흡수액에 의해 흡수되도록 하고, 일부 VOCs를 산화시키는 세정탑유닛 및 세정탑유닛 내부에서 분사되는 흡수액의 산화제를 활성화시켜 생성된 radical과 VOCs가 반응하여 흡수액에 흡수되도록 자외선을 조사하는 UV 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정탑 장치가 개시된다.

Description

세정탑 장치{A DUST SCRUBBER FOR REMOVING VOCs}
본 발명은 VOCs 물질을 함유한 폐수를 처리하는 폐수처리장 또는 저장시설 등에서 대기 중으로 배출되는 VOCs를 제거하기 위한 VOCs 제거용 세정탑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, UV가 부착된 세정탑에 산화제가 포함된 흡수액을 분사시키면서 UV로 산화제의 활성을 촉진시켜 radical을 생성토록 하여 VOCs와 반응하여 흡수액에 VOCs가 용이하게 흡수되도록 유도시킴과 동시에 일부 VOCs를 산화시킬 수 있도록 하고, 전기분해장치에 그 흡수액을 통과시켜 전기화학적으로 잔여 VOCs를 산화시킴과 동시에 산화제를 재생토록 하여 세정탑에서 다시 흡수액을 재사용할 수 있도록 하여 기존의 저효율적인 습식스크러버 기술을 개량하고 고비용의 처리기술(RTO 등)보다 훨씬 운영비가 저렴하게 처리하고자 하는 세정탑 장치에 관한 것이다.
VOCs란 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 비균질 탄화수소 및 지방족과 비균질이 혼합되어 있는 탄화수소 중 레이드 증기압이 10.3kPa 이상인 물질로 환경 및 건강에 직접 유해하거나 지방족 탄화수소와 같이 주로 대기 중의 광화학반응에 참여하여 광화학 산화물 등의 2차적 유해를 초래할 수도 있다. 이러한 문제들로 인해 현재 국내, 외적으로 엄격한 규제들이 시행되고 있으며, 시급히 해결해야 할 국가적 최우선 과제로 남아있다.
현재 국내에서는 VOCs의 배출억제 및 방지시설 설치대상 기준을 대분류 배출원별 제조시설, 저장시설, 출하시설, 반응시설, 혼합시설 등으로 한정하고 있다. 그러나 국내외 연구결과에 따르면 생산 공정 중에서 발생하는 폐수 내에도 다량의 VOCs가 함유되어 있으며, 이 용존성 VOCs가 폐수처리시설에서 완벽히 처리되어 방출되지 않고 폐수처리 설비 각 공정 특성에 따라 대기 중으로 방출되고 있는 것으로 나타났다.
한편, 미국에서도 폐수처리 단위 공정별 대기로 배출되는 VOCs에 대한 연구를 진행하였으며, 그 배출량을 총탄화수소(THC, Total Hydrocarbon)를 기준으로 표현하였다. 폐수처리공정별 THC변화를 살펴보면, 폐수처리장 유입 THC 100% 기준 전처리 공정 및 폭기조에서 방출되는 THC는 3% 정도이며 슬러지 형태의 폐기물에 흡착되어 후속 공정(소화공정, 탈수공정)으로 배출되는 THC는 87%로 나타났고, 방류수 중에 포함되어 배출되는 THC는 10% 정도라고 하였다.
상기 내용과 같이 배출되는 VOCs를 처리하기 위하여 현재까지 상용화되었거나 개발 중인 제어기술로는 크게 연소기술, 흡착 및 농축기술, 생물학적 처리기술 등이 있다.
상기 처리기술 중 연소기술은 외부 에너지원을 연소시켜 열을 발생시키고, 그 열로 VOCs 물질을 산화시키는 기술로써 에너지비용이 과다하게 소요되는 단점이 있다. 생물학적 처리기술은 운영비용은 저렴하나 VOCs물질을 완전 산화시키는데 소요되는 시간이 길어 설비규모가 상당히 커져야 하는 단점이 있다.
종래의 흡착 및 농축기술은 약액세정방식으로 기체와 액체가 향류 또는 병류로 접촉해서 VOCs 함유기체로부터 VOCs가 액상 흡수제로 전달되는 공정이다. 이 공정에서 물질 전달의 구동력은 기체와 액체 간의 VOCs 농도 구배이다. 보통 흡수제로는 물, 가성소다, 황산용액 및 차아염소산나트륨 등을 사용한다. 흡착 및 농축기술은 앞서 기술한 기술 대비 초기투자비용 및 운영비가 상당히 낮아 대부분의 악취제거설비로 적용되고 있다. 그러나 흡착 및 농축기술은 일부 악취물질 및 VOCs 물질에 대해 흡수가 가능할 뿐, 유해한 성분의 VOCs 물질에 대해서는 흡수가 거의 되지 않아 VOCs 처리 기술로서는 그 한계성이 있는 것이 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1566808호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 용존성 VOCs가 함유된 폐수에서 대기 중으로 휘발되어 배출되는 VOCs를 포집, 농축 및 전기분해하여 효과적으로 제거할 수 있는 세정탑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정탑 장치는, 외부로부터 공급된 VOCs 함유 가스가 통과하면서 산화제가 포함된 흡수액에 의해 흡수되도록 하고, 일부 VOCs를 산화시키는 세정탑유닛; 및 상기 세정탑유닛 내부에서 분사되는 흡수액의 산화제를 활성화시켜 생성된 radical과 상기 VOCs가 반응하여 흡수액에 흡수되도록 자외선을 조사하는 UV 램프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명은 UV 램프가 부착된 세정탑유닛에서 가스에 포함된 VOCs를 대부분 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
여기서, 상기 UV 램프는 상기 세정탑유닛의 세정탑 외부에 설치되며, 상기 UV 램프의 상기 세정탑 부착부위는 강화유리 또는 석영 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, UV 램프를 세정탑 내부에 설치할 경우에 오염되는 것을 방지할 수 있고, 오염된 UV 램프를 분리하여 닦아주는 등의 문제를 해결할 수 있게 되어 유지 관리비용을 절감하고, 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 UV 램프는 UV조사 파장범위가 185~254nm인 저주파형 UV 램프로서, 산화제를 효과적으로 촉진시킬 수 있으며, 유해가스의 산화가 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상기 흡수액에 포함되는 산화제가 과황산류(과황산나트륨, 과황산칼륨)와 차아염소산나트륨을 포함하고, 상기 산화제의 농도가 W/W%로 1~10%인 것이 좋다.
또한, 상기 세정탑유닛의 내부의 상부에 설치되어 흡수액을 분사하는 분사노즐을 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 세정탑유닛 내부로 산화제가 포함된 흡수액을 분사하여 가스에 포함된 VOCs를 효과적으로 제거하여 처리할 수 있다.
또한, 상기 세정탑유닛은, 가스 유입구를 가지는 상류단 세정탑; 가스 배출구를 가지며, 상기 상류단 세정탑과 이웃하여 설치되는 하류단 세정탑; 및 상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑 사이의 유체 경로 상에 배치되며, 흡수액 배출구를 가지는 농축흡수액 저장탱크;를 포함하는 것이 좋다.
이로써, 이중구조의 세정탑과 그 사이의 농축흡수액 저장탱크를 이용하여 가스를 통과시키면서 유해물질을 효과적으로 제거하고, 흡수액을 회수할 수 있다.
또한, 상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑은 서로 이웃하여 나란하게 직립(상하방향으로) 설치되며, 상기 가스 유입구는 상기 상류단 세정탑의 상부에 설치되고, 상기 가스 배출구는 상기 하류단 세정탑의 상부에 설치되는 것이 좋다.
이로써, 가스의 이동경로를 최대한 길게 확보하여 흡수액에 의한 VOCs 제거효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 UV 램프는 복수 구비되어, 상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑의 외측에 부착되어 설치되는 것이 좋다.
상기와 같은 본 발명은 기존의 습식세정탑이 적용된 사업체에 습식세정탑은 그대로 활용하고 추가로 전기분해장치와 흡수장치만 설치가 가능하여 초기설치비용을 절감할 수 있다.
흡수액에 첨가하는 산화제가 전기분해장치를 통해 재생되어 지속적으로 산화제를 첨가할 필요 없어 운영비용이 절감되는 장점을 얻을 수 있다.
또한, VOCs를 처리하기 위해 별도의 연소설비가 필요 없어 에너지사용량이 절감될 수 있는 장점이 있어 다각적으로 비용이 절감된다는 장점이 있는 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세정탑 장치와 전기분해 장치를 이용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3 각각은 도 1의 세정탑의 요부를 설명하기 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 UV 부착 세정탑이 적용된 하이브리드형 VOCs 제거시스템을 이용한 VOCs 제거방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세정탑 장치와 이를 작용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템 및 제거방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세정탑장치를 적용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템(100)은, 세정탑유닛(110)과 세정탑유닛(110)에 설치되는 UV 램프(120)를 포함하는 세정탑 장치(200), 흡수액 이송유닛(130), 전기분해장치(140), 밀폐형 저장탱크(150), 흡수액 분사유닛(160) 및 흡수장치(170)를 구비한다.
즉, 본 발명의 세정탑 장치(200)는 세정탑 유닛(110)과, 세정탑 유닛(110)에 결합되는 UV 램픔(120)를 구비한다.
상기 세정탑유닛(110)은 상류단 세정탑(111)과, 하류단 세정탑(113), 상기 각 세정탑(111,113) 사이의 유체 경로 상에 배치되는 농축흡수액 저장탱크(115)를 구비한다. 상류단 세정탑(111)과 하류단 세정탑(113)은 서로 이웃하여 나란하게 배치될 수 있으며, 각각의 하부에는 농축흡수액 저장탱크(115)가 연결되어 서로 연통될 수 있다. 상류단 세정탑(111)의 상부에는 가스 유입구(111a)가 형성되고, 하류단 세정탑(113)의 상부에는 가스 배출구(113a)가 형성된다. 각 세정탑(111,113)의 외측에는 상기 UV 램프(120)가 배치되며, UV 램프(120)에서 조사된 자외선이 내부로 통과할 수 있도록 적어도 UV 램프 장착부위는 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 각 세정탑(111,113)에서 즉, UV 램프(120)가 부착되는 부분은 석영 또는 강화유리로 구성되는 것이 좋다.
상기 농축흡수액 저장탱크(115)는 상기 각 세정탑(111,113) 사이의 가스 이동경로 상에 배치되며, 더욱 바람직하게는 각 세정탑(111,113)의 하단에 서로 연통되게 배치되는 것이 좋다. 이 농축흡수액 저장탱크(115)에는 상기 흡수액 분사유닛(160)에서 분사된 세정액에 의해 유해물질이 포함되어 흡수 및 농축된 농축흡수액이 수용된다. 농축흡수액 저장탱크(115)에 수용된 농축흡수액의 수위를 감지할 수 있도록 수위센서(115a)가 농축흡수액 저장탱크(115)에 설치된다.
상기 구성을 가지는 세정탑유닛(110)에 의하면, 상류측 세정탑(111)의 가스유입구(111a)로 VOCs가 유입되어 하부의 농축흡수액 저장탱크(115) 내부를 경유하여 하류측 세정탑(113)의 하부로 유입되어 상승하여 가스 배출구(113a)로 배출된다.
즉, VOCs 가스가 상류단 세정탑(111) 상부로 유입이 되며 하류단 세정탑(113)의 하부를 거쳐 하류단 세정탑(113) 상부로 배출된다. 유입된 VOCs 가스는 세정탑(111,113) 상부에서 분사되는 세정액에 흡수되고, 흡수된 농축흡수액은 농축흡수액 저장탱크(115)에 저장된다. 그와 동시에 세정탑(111,113) 내부는 UV 램프(120)에 의해 자외선이 조사가 되며, 조사된 자외선에 의해 세정액에 포함된 산화제가 radical을 생성한다. 이때 생성된 radical은 세정액에 흡수된 VOCs를 산화시켜 세정액에 완전 흡수가 될 수 있는 물질로 전환시키거나 직접적으로 CO2로 산화시켜 VOCs를 제거하게 된다.
여기서, 상기 UV 램프(120)는 복수가 구비되며, 상기 상류단 세정탑(111)과 하류단 세정탑(113) 각각의 외측에 설치되며, 구동시 자외선을 세정탑(111,113) 내부로 조사한다. 여기서 사용되는 UV 램프(120)의 파장영역은 185~254nm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 상류단 세정탑(111)의 상부와 하류단 세정탑(113)의 하부 각각에는 가스의 흐름을 나선형으로 유도하기 위한 가이드부재(111b,113b)가 설치되는 것이 좋다. 상기 가이드부재(111b,113b)는 각 세정탑(111,113)의 내측에 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 제작되어 결합될 수도 있다. 가이드부재(111b,113b)는 가스의 흐름을 나선형으로 유도하여 줌으로써, 각 세정탑(111,113)의 진입하여 통과하는 가스가 오랜 시간 머물면서 흡수액과 효과적으로 혼합되도록 하여, VOCs 제거효율을 높일 수 있도록 한다.
상기 흡수액 이송유닛(130)은 농축흡수액 저장탱크(115)에 저장된 농축흡수액을 전기분해장치(140)로 이송하기 위한 것이다. 이러한 흡수액 이송유닛(130)은 흡수액 이송경로(131)와, 흡수액 이송경로(131) 상에 설치되는 이송펌프(133)를 구비한다.
상기 전기분해장치(140)는 흡수액 이송유닛(130)에 의해 이송된 농축흡수액을 전기 분해한다. 이러한 전기분해장치(140)는 전기분해반응 중 가스가 누출되는 것을 방지하기 위하여 밀폐형 반응조로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 전기분해장치(140)에 공급되는 농축흡수액은 반응조 하부로 유입되어 상부로 유출되는 상향류식인 것이 좋다.
또한, 전기분해장치(140)는 하나 이상을 단독 또는 복합 병렬로 구성하여 흐르도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 전기분해장치(140)에 설치되는 전극은 양극(141), 음극(143)을 교차하여 설치를 하되 전류를 인가하는 방식은 각 전극에 인가하는 병렬연결방식(monopolar) 또는 양 끝단의 전극에 전류를 인가하고 중간 전극은 서로 대전되는 직렬연결(bipolar)방식으로 구성되어질 수 있다.
이러한 전기분해장치(140)에서는 VOCs가 전류인가에 의해 직접적으로 산화되어 CO2로 전환되거나, 흡수액에 존재하는 산화제가 전기적 영향에 의해 산화력이 강한 radical 물질로 전환되어 VOCs를 간접적으로 산화시키게 된다.
또한, 전기분해장치(140)에서는 세정탑(111,113)에서 반응한 산화제가 전기분해에 의해 다시 산화력이 회복된 산화제로 재생되어지는 반응이 일어난다.
이때 전기분해장치(140)에 인가되는 전류밀도는 25~100mA/cm2으로 인가되는 것이 바람직하며, 전기분해장치(140)에서 흡수액이 체류하는 시간은 30분 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전기분해장치(140)에서 사용되는 전극의 양극은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 붕소도핑다이아몬드(BDD) 중에서 선택된 하나 이상을 전도성 모체에 코팅하여 구성하고, 음극은 상기 양극용 전극 또는 티타늄(Ti), 스테인레스강(STS) 중에서 선택된 하나 이상으로 전극을 구성하되, 양극 또는 음극 면의 형태는 메쉬(Mesh)형 또는 판형(Plate) 형태의 전극을 사용할 수 있다.
전기분해장치(140)를 통과한 흡수액은 밀폐형 저장탱크(150)로 이송되어 저장된다. 전기분해장치(140)에서 밀폐형 저장탱크(150)로의 흡수액 이송방법은 자연낙하 내지 자연적인 흐름에 의해 이송되는 것이 바람직하다. 이를 위해 밀폐형 저장탱크(150)의 상부 일측에 전기분해장치(140)의 배출구가 연결되도록 배치되는 것이 좋다. 밀폐형 저장탱크(150)에 저장된 흡수액은 흡수액 배출구(151)를 통해 흡수액 분사유닛(160)에 연결되어 이송된다. 그리고 밀폐형 저장탱크(150)의 상부에는 가스 배출구(153)가 형성되며, 배출가스는 가스 이송부(180)에 연결된다.
상기 흡수액 분사유닛(160)은 상기 세정탑(111,113)의 상부에 설치되어 내부로 흡수액을 분사하는 분사노즐(161)과, 분사노즐(161)과 상기 밀폐형 저장탱크(150)를 연결하는 흡수액 공급경로(163) 및 흡수액 공급경로(163)에 설치되는 분사펌프(165)를 구비한다. 이러한 구성에 의하면, 분사펌프(165)의 구동시 밀폐형 저장탱크(150) 내의 흡수액은 흡수액 공급경로(163)를 통해서 분사노즐(161)로 공급되어, 세정탑(111,113)의 내부의 상부에서 분사될 수 있다.
상기 흡착장치(170)는 점토광물질을 기반으로 하는 흡착제가 내부에 충진된다. 상기 흡착제는 일정크기의 알갱이 형태 또는 메쉬형 소재, 플라스틱 또는 금속체에 코팅되어 있는 형태가 바람직하다. 또한, 상기 흡착제는 점토(clay), 제올라이트(Zeolite), 벤토나이트(Bentonite), 카올린(Kaolin), 몬모릴로나이트(Montmorillonite) 중에서 선택된 하나 이상으로 구성된 점토광물질을 개질화하여 다공성을 높인 흡착제를 포함하는 것이 좋다. 이러한 흡착장치(170)는 상기 세정탑유닛(110)과 전기분해장치(140)를 통해 완전히 처리되지 못하고 극미량으로 잔류하는 VOCs를 흡착하여 처리한다. 그리고 VOCs가 완전히 제거된 안전한 가스는 대기 중으로 배출된다.
상기 흡착장치(170)로 처리된 가스를 이송하기 위한 가스는 처리가스 송풍기에 의해 흡착장치로 이송되어지게 된다.
상기 가스 이송부(180)는 하류단 세정탑(113)의 가스 배출구(113a)와 상기 흡착장치(170)를 연결하는 제1가스 이송경로(181)와, 밀폐형 저장탱크(150)의 가스 배출구(153)와 제1가스 이송경로(181)를 연결하는 제2가스 이송경로(183)와, 제1가스 이송경로(181)에 설치되는 송풍기(185)를 구비한다. 송풍기(185)는 제2가스 이송경로(183)가 연결되는 부분보다 하류에 배치된다.
이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 세정탑장장치(200)와 전기분해 장치를 이용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템을 이용한 VOCs 제거방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, VOCs가 함유된 가스가 세정탑유닛(110)으로 공급된다. 즉, 상류단 세정탑(111)의 가스 유입구(111a)을 통해 가스가 유입된다.
유입된 가스는 세정탑유닛(110)을 통과하면서 가스에 포함된 VOCs의 대부분이 흡수액에 흡수되고 UV에 의해 산화되어 제거된다(S10). 즉, 상기 단계(S10)에서는 가스가 공급될 때 각 세정탑(111,113)의 상부에서 흡수액을 분사하고(S11), 이와 동시에 UV 램프(120)를 구동하여 세정탑 내부(111,113)에 자외선을 조사한다(S12). 그러면 산화제가 포함된 흡수액이 분사되면서 UV로 산화제의 활성을 촉진시켜 radical을 생성토록 하여 VOCs와 반응하여 흡수액에 VOCs가 용이하게 흡수되도록 유도시킴과 동시에 일부 VOCs를 산화시킬 수 있다. 그리고 사용된 흡수액은 농축흡수액 저장탱크(115)로 흘러내려 저장된다. 여기서, UV 램프(120)는 UV조사 파장범위 185~254nm가 되도록 UV 광을 조사한다.
농축흡수액 저장탱크(115)에 저장된 농축 흡수액은 흡수액 이송유닛(130)에 의해 전기분해장치(140)로 이송되어 전기분해과정을 거치게 된다(S20). 즉, 상기 단계(S20)에서는 전기분해장치(140)에 흡수액을 통과시켜 전기화학적으로 잔여 VOCs를 산화시킴과 동시에 산화제를 재생한다.
상기 단계(S20)에서 전기분해장치(140)에 인가되는 전류밀도는 25 내지 100mA/cm2로 제거되는 것이 바람직하며, 전기분해장치(140)에서 흡수액이 체류하는 시간은 30분 이상으로 제어하여, 충분히 전기분해작용이 이루어지도록 하는 것이 좋다.
상기 단계(S20)에서 재생된 흡수액은 전기분해장치(140)에 연결된 밀폐형 저장탱크(150)에 저장된다(S30).
밀폐형 저장탱크(150)에 저장된 흡수액은 흡수액 분사유닛(160)에 의해 상기 단계(S10)를 위해 세정탑 유닛(110)으로 재공급되어 분사된다(S11).
한편, 상기 단계(S10)를 거치고 배출되는 가스에는 미량의 VOCs가 남아 있을 수 있으며, 상기 전기분해단계(S20)를 통해 발생되는 가스에도 미량의 VOCs가 남아 있을 수 있다. 이와 같이 상기 단계(S10, S20) 각각에서 가스에 미량 존재할 수 있는 VOCs는 가스 이송부(180)에 의해 흡착장치(170)로 공급되고(S50), 공급된 가스는 흡착장치(170) 내부에 충진된 흡착제에 흡착되도록 하여 완전하게 제거된다(S40). 즉, 흡착장치(170)의 내부에 충진된 흡착제에 미량 존재할 수 있는 VOCs가 흡착됨으로써, 흡착장치(170)를 통과하여 나가는 가스에는 VOCs가 존재하지 않게 되고, 유해하지 않은 가스는 대기 중으로 배출된다.
이상에서 설명한 바에 따르면, 상기에서 설명한 VOCs 제거시스템 및 제거 방법은, 기존의 세정스크러버의 VOCs 흡수율 저하를 개선하고 VOCs 제거를 위해 사용되던 VOCs 제거기술(RTO 등)의 취약점인 고비용 공정시스템을 개선할 수 있게 된다.
따라서 간단한 구성을 가지면서도 저비용으로 고효율의 VOCs 제거시스템을 제공할 수 있으며, VOCs를 완전하게 제거하여 안전한 상태로 처리가스를 배출할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100..VOCs 제거 시스템 110..세정탑유닛
111..상류단 세정탑 113..하류단 세정탑
115.농축흡수액 저장탱크 120..UV 램프
130..흡수액 이송유닛 140..전기분해장치
150..밀폐형 저장탱크 160..흡수액 분사부
170..흡착장치 180..가스 이송부
200..세정탑 장치

Claims (8)

  1. 외부로부터 공급된 VOCs 함유 가스가 통과하면서 산화제가 포함된 흡수액에 의해 흡수되도록 하고, 일부 VOCs를 산화시키는 세정탑유닛; 및
    상기 세정탑유닛 내부에서 분사되는 흡수액의 산화제를 활성화시켜 생성된 radical과 상기 VOCs가 반응하여 흡수액에 흡수되도록 자외선을 조사하는 UV 램프;를 포함하고,
    상기 세정탑유닛은,
    가스 유입구를 가지는 상류단 세정탑;
    가스 배출구를 가지며, 상기 상류단 세정탑과 나란하며, 서로 이격되게 설치되는 하류단 세정탑; 및
    상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑 사이의 유체 경로 상에 배치되도록, 상기 상류단 세정탑과 상기 하류단 세정탑의 하부 각각에 연통되게 설치되며, 흡수액 배출구를 가지는 농축흡수액 저장탱크;를 포함하며,
    상기 상류단 세정탑의 상부와 상기 하류단 세정탑의 하부 각각에는 가스의 흐름을 나선형으로 유도하기 위한 가이드부재가 설치되고,
    상기 상류단 세정탑 내부의 상부와 상기 하류단 세정탑 내부의 상부 각각에는 흡수액을 분사하는 분사노즐이 각각 설치되고,
    상기 UV램프는 복수 구비되어, 상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑의 외측에 부착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 세정탑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 UV 램프는 상기 세정탑유닛의 세정탑 외부에 설치되며, 상기 세정탑에서 상기 UV 램프가 부착되는 부위는 강화유리 또는 석영 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 세정탑 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 UV 램프는 UV조사 파장범위가 185~254nm인 저주파형 UV 램프인 것을 특징으로 하는 세정탑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡수액에 포함되는 산화제가 과황산나트륨, 과황산칼륨, 차아염소산나트륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 산화제의 농도가 W/W%로 1~10%인 것을 특징으로 하는 세정탑 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상류단 세정탑과 하류단 세정탑은 서로 이웃하여 나란하게 직립 설치되며, 상기 가스 유입구는 상기 상류단 세정탑의 상부에 설치되고, 상기 가스 배출구는 상기 하류단 세정탑의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 세정탑 장치.
  8. 삭제
KR1020170130664A 2016-12-26 2017-10-11 세정탑 장치 KR102040794B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160179352 2016-12-26
KR1020160179352 2016-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180075369A KR20180075369A (ko) 2018-07-04
KR102040794B1 true KR102040794B1 (ko) 2019-11-05

Family

ID=62912976

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170123699A KR101987067B1 (ko) 2016-12-26 2017-09-25 UV 부착 세정탑과 전기분해 장치를 이용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템 및 제거방법
KR1020170130664A KR102040794B1 (ko) 2016-12-26 2017-10-11 세정탑 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170123699A KR101987067B1 (ko) 2016-12-26 2017-09-25 UV 부착 세정탑과 전기분해 장치를 이용한 하이브리드형 VOCs 제거 시스템 및 제거방법

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR101987067B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109331627A (zh) * 2018-12-12 2019-02-15 陕西东风海印刷有限公司 印刷工艺中产生的有害气体的处理系统
KR102217405B1 (ko) * 2019-01-28 2021-02-22 고려대학교 산학협력단 전기화학적 산화반응과 막증류 공정을 이용한 폐수 처리시스템 및 이를 이용한 폐수 처리방법
KR102036263B1 (ko) * 2019-03-04 2019-10-25 (주)테크윈 휘발성 유기화합물의 제거 장치
KR102001834B1 (ko) * 2019-03-26 2019-07-22 (주) 테크윈 휘발성 유기화합물 분해용 전극 및 이를 이용하는 휘발성 유기화합물 제거 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3633127B2 (ja) * 1996-08-22 2005-03-30 石川島播磨重工業株式会社 オゾン水による空気脱臭方法及び空気脱臭装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462250B1 (en) * 1999-06-22 2002-10-08 Canon Kabushiki Kaisha Method for decomposing halogenated aliphatic hydrocarbon compounds having adsorption process and apparatus for decomposition having adsorption means
KR100435585B1 (ko) * 2001-08-22 2004-06-10 주식회사 두레엔지니어링 배기가스 처리장치
KR20080044733A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 조대형 오일 응축반응기
KR100948935B1 (ko) * 2007-01-25 2010-03-23 바이오세인트(주) 복합 악취처리방법 및 그를 위한 장치
KR100843986B1 (ko) * 2007-08-28 2008-07-07 성호 김 고효율 악취제거장치
KR20110106581A (ko) * 2010-03-23 2011-09-29 주식회사 포스코 가스 청정설비의 수분 제거 장치
KR101142967B1 (ko) * 2011-11-03 2012-05-08 중앙종합기계(주) 이온수와 선회류를 이용한 악취 제거장치
KR101566808B1 (ko) 2015-02-17 2015-11-06 코오롱워터앤에너지 주식회사 악취 제거 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3633127B2 (ja) * 1996-08-22 2005-03-30 石川島播磨重工業株式会社 オゾン水による空気脱臭方法及び空気脱臭装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180075369A (ko) 2018-07-04
KR20180075367A (ko) 2018-07-04
KR101987067B1 (ko) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10519051B2 (en) Systems and methods for the treatment of ballast water
Liu et al. Removal of carbamazepine in water by electro-activated carbon fiber-peroxydisulfate: comparison, optimization, recycle, and mechanism study
Del Moro et al. Comparison of UV/H2O2 based AOP as an end treatment or integrated with biological degradation for treating landfill leachates
US6136203A (en) System and method for photocatalytic treatment of contaminated media
KR20080091699A (ko) 폐수 중에 포함된 유기물의 처리 방법, 유기물의 처리장치, 유기물의 처리 시스템 및 역청 회수 시스템
Xiao et al. Degradation of biologically treated landfill leachate by using electrochemical process combined with UV irradiation
US6585897B2 (en) Apparatus for treating gas containing substance to be decomposed and method of treating its gas
CN103318990B (zh) 电化学阴极催化臭氧氧化去除水中有机污染物的方法
US20020096479A1 (en) System and method for photocatalytic treatment of contaminated media
CN101786756B (zh) 一种处理生化难降解有机废水的工艺方法
CN103785254B (zh) 一种汽车涂装废气的处理方法
KR20020035432A (ko) 오염된 공기의 악취와 휘발성 유기물질 처리방법 및 장치
CN201445890U (zh) 一种喷漆废气净化设备
JP3825959B2 (ja) 汚染物質分解方法及び装置
CN101366966A (zh) 一种恶臭气体净化处理的方法及装置
CN102824830B (zh) 紫外光降解废气的管式反应器及其方法
CN102658101A (zh) 一种难降解有机物吸附饱和活性炭的再生方法
KR200468971Y1 (ko) 복합형 가축분뇨 악취가스 제거장치
KR100932517B1 (ko) 처리효율을 극대화한 대기정화장치 및 그 방법
KR101005636B1 (ko) 수중 플라즈마 발생장치를 이용한 유해가스 및 복합악취 제거용 정화시스템
US20060096850A1 (en) Process and apparatus for decomposition treatment of volatile chlorinated organic compound
CN105964136A (zh) 一种有机废气的降解方法及装置
CN103316572B (zh) 一种多相催化净化气体中有机污染物的装置及方法
EP2319619A1 (en) Method and an apparatus for regeneration of an adsorbent
CN102690005A (zh) 一种光电催化氧化处理有机废水的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant