KR102067617B1 - 카트리지형 활성탄 흡착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카트리지형 활성탄 흡착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기환경보전법의 대기오염물질 배출시설, 산업안전보건법의 국소배기 또는 악취방지법의 악취물질을 배출하는 배출시설에서 배출되는 악취물질 및 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compound)을 흡착에 의한 처리법으로 처리하는 카트리지형 활성탄 흡착장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 카트리지형 활성탄 흡착장치는, 다수의 카트리지 유닛으로 이루어진 활성탄 어셈블리를 수용할 수 있도록 내부에 수납부를 형성하는 것으로 가스의 흡입과 배출을 위한 흡입구와 배출구가 형성되는 케이스;
가로, 세로, 두께의 소정 규격을 기본으로 그 크기가 일정하되, 두께는 현장 설치조건에 맞도록 다양하게 적용할 수 있는 활성탄 충전 모듈로 구성되는 카트리지 유닛; 및
상기 다수의 카트리지 유닛이 상하로 설치되어 이루어지는 것으로 가스의 흐름을 원활하게 하고 설치공간을 최소화하기 위해서 지그재그형으로 카트리지 유닛이 경사지게 설치되는 활성탄 어셈블리;
를 포함하여 구성된다.

Description

카트리지형 활성탄 흡착장치 {Cartridge Type Activated Carbon Adsorption Device}

본 발명은 카트리지형 활성탄 흡착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기환경보전법의 대기오염물질 배출시설, 산업안전보건법의 국소배기 또는 악취방지법의 악취물질을 배출하는 배출시설에서 배출되는 악취물질 및 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compound)을 흡착에 의한 처리법으로 처리하는 카트리지형 활성탄 흡착장치에 관한 것이다.

일반적으로 흡착탑은 공기로부터 질소를 흡착/분리하여 산소를 발생시키는 산소 발생장치, PSA(pressure swing adsorption) 방식에 의해 가스를 분리시키는 장치, 또는 폐가스 중의 여러 가지 유해 가스를 흡착 제거하는 폐가스 정화장치 등에 적용되어 처리가스를 흡착하는 용도로 사용된다.

악취를 유발하는 물질의 처리에 있어서 활성탄(Activated Carbon)에 의한 흡착처리는 가장 보편화된 처리법으로, 처리가스량과는 관계없이 악취물질 또는 휘발성유기화합물질(VOC)의 농도가 어느 정도 낮은 일정 수준 이하로 유지되는 경우 적용할 수 있는 가장 경제적인 처리법 중의 하나이다.

활성탄 흡착장치의 성패는 동일한 종류, 같은 용량의 활성탄을 사용하면서 동일한 운전조건에서 보면 장치특성에서 가늠할 수 있다.

이를테면 4 x 8 메쉬(4메쉬 통과 85%, 8메쉬 잔존 95%) 입도의 입상(granule) 활성탄으로 1,000mg/g 이상의 요드가를 가지는 활성탄을 충전한 동일한 조건의 흡착장치에서 흡착효율 및 활성탄 교체주기는 흡착탑 장치의 구조에 달려있다.

즉, 흡착층을 통과하는 가스의 흐름이 흡착층 단면적 전체를 가능한 균일한 속도로 통과하여야 하고, 흡착층 외의 자유공간은 가능한 한 적게 차지하는 것이 장치 전체의 크기를 줄이는 경제적인 설계라 할 수 있다.

현재, 다양한 종류의 흡착탑이 개발되어 사용되고 있고, 흡착 기능을 제공하는 활성탄은, 주로 4 x 8 메쉬 정도의 입도를 가지는 입상탄 형태의 활성탄으로, 본체에 설치된 와이어 메쉬로 이루어진 수납부 내로 삽입된 후 일정 시간 경과 후 교체하는 방식이 주로 사용되고 있다.

이에 대해 좀 더 부연하면, 활성탄은 흡착탑의 탑 도어(top door)를 열고 와이어 메쉬(wire mesh)로 틀이 짜여진 수납틀에 투입되는 것이 일반적이고 수납틀의 형상은 용량에 따라 다양하게 제작된다.

즉, 종래의 활성탄 흡착탑에서는 활성탄을 흡착탑 상부의 활성탄 투입구로 투입시키고 교체를 위해서 폐기할 때는 하부의 배출구로 활성탄을 배출한다.

따라서 활성탄의 투입 및 작업에 적어도 두 명 이상의 작업자가 흡착탑 상부로 올라가 탑 도어를 열고 활성탄을 투입하게 되는데 적잖은 인력과 장비가 동원되는 불편한 점이 있고, 흡착탑 내 흡착층 간의 유지보수를 위한 최소한의 작업공간을 확보하기 위해서 흡착탑의 규모가 당연히 커질 수밖에 없다.

또한, 활성탄 배출 작업을 위해서 흡착탑은 지상으로부터 1.5~2.0m 상부에 설치해야 하는 것이 필수적이다.

또한, 활성탄 투입 및 배출 시 파손에 의한 미세 분말탄의 비산을 일으킬 수 있으며 이는 또 다른 공해문제를 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

등록번호 제10-1130323호(공고일자 2012년03월26일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 흡착탑은 입구가스가 흡착층을 90°각도로 통과하는데 반해 본 발명은 15°이하의 각도로 입사하기 때문에 흡착층을 통과하는 가스의 압력 손실을 최대한으로 감소할 수 있는 카트리지형 활성탄 흡착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 카트리지 유닛을 소형으로 규격화하여 작업자 한 사람이 운반 및 교체 등 필요시 취급이 용이한 카트리지형 활성탄 흡착장치를 제공하는데 있다.

그리고 본 발명의 목적은 처리가스량의 규모 또는 농도에 따라서 흡착층의 직렬 및 병렬 배치가 가능한 카트리지형 활성탄 흡착장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 카트리지형 활성탄 흡착장치는, 다수의 카트리지 유닛으로 이루어진 활성탄 어셈블리를 수용할 수 있도록 내부에 수납부를 형성하는 것으로 가스의 흡입과 배출을 위한 흡입구와 배출구가 형성되는 케이스;

가로, 세로, 두께의 소정 규격을 기본으로 그 크기가 일정하되, 두께는 현장 설치조건에 맞도록 다양하게 적용할 수 있는 활성탄 충전 모듈로 구성되는 카트리지 유닛; 및

상기 다수의 카트리지 유닛이 상하로 설치되어 이루어지는 것으로 가스의 흐름을 원활하게 하고 설치공간을 최소화하기 위해서 지그재그형으로 카트리지 유닛이 경사지게 설치되는 활성탄 어셈블리;

를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 케이스는 육면의 상측판, 하측판, 좌측판, 우측판, 전면판, 배면판으로 이루어지되, 상기 전면판은 일부가 개방되고 그 개방된 부분에 힌지 타입의 개폐문이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌측판은 사각뿔 형상의 가운데에 흡입구가 형성된 인렛콘(inlet cone)의 흡입구 부분에 단관을 통해 콘플랜지(cone flange)가 결합되고,

우측판은 사각뿔 형상의 가운데에 배출구가 형성된 아웃렛콘(outlet cone)의 배출구 부분에 단관을 통해 콘플랜지가 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배면판에 운전 중 카트리지 유닛 전단(입구측)에 걸리는 압력과 후단에 걸리는 압력의 차압을 확인할 수 있도록 차압계가 브래킷으로 고정되되, 전단 및 후단 각각에 튜브가 차압계에 연결된 상태에서 소켓에 의해 배면판에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카트리지 유닛은 평면에서 보아

형상의 외측 프레임에 내측 프레임이 끼워지고 그 외측 프레임의 양측 상하에 활성탄이 밖으로 새어나오지 못하도록 메쉬가 설치된 후, 활성탄이 충전된 상태에서 커버가 외측 프레임에 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 카트리지 유닛은 활성탄 어셈블리의 서랍에 각각 장착되고, 각각의 서랍은 다수의 지주에 기울기 15°이하로 지그재그 형태로 고정되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 운전 중에도 활성탄의 교체가 가능하고, 장치 하부에 활성탄 배출공간이 필요 없어서 설치부지 조건에 따라서 장치설계가 자유롭다.

또한, 장치 내의 자유공간을 가능한 한 적게 하고 장치의 크기를 최대한 줄여 설치비를 절감할 수 있다.

또한, 활성탄의 투입 및 배출 등 교체작업이 간편하고 쉬우며 특별한 장비가 필요치 않다.

그리고 가격이 낮고 공급이 안정적이며 제작 및 취급이 용이하다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지형 활성탄 흡착장치를 서로 다른 각도에 본 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 카트리지 유닛의 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 활성탄 어셈블리의 확대 사시도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지형 활성탄 흡착장치를 서로 다른 각도에 본 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 카트리지형 활성탄 흡착장치(100)는 케이스(110), 카트리지 유닛(120), 개폐문(130), 배수관(140), 활성탄 어셈블리(150) 및 계측기(160)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(110)는 다수의 카트리지 유닛(120)으로 이루어진 활성탄 어셈블리(assembly)(150)를 수용할 수 있도록 내부에 수납부(100a)를 형성하는 것으로, 도면에서 보아 양측에 가스의 흡입과 배출을 위한 흡입구(110a), 배출구(110b)가 형성되고(이하에서는 좌측에 흡입구(110a), 우측에 배출구(110b)가 형성된 것으로 설명한다) 전면이 일부 개방된다.

상기 케이스(110)는 예를 들어 육면의 상측판(111), 하측판(112), 좌측판, 우측판, 전면판(114), 배면판(113)으로 이루어지되, 좌측판은 예를 들어 사각뿔 형상의 가운데에 흡입구(110a)가 형성된 인렛콘(inlet cone)(115)의 흡입구 부분에 외부와의 연결을 위해 단관(116)을 통해 콘플랜지(cone flange)(117)가 결합되고, 우측판은 예를 들어 사각뿔 형상의 가운데에 배출구(110b)가 형성된 아웃렛콘(outlet cone)(115)의 배출구 부분에 외부와의 연결을 위해 단관(116)을 통해 콘플랜지(cone flange)(117)가 결합되어 이루어진다.

상기 전면판(114)은 일부가 개방되고 그 개방된 부분에 힌지 타입의 개폐문(130)이 설치되며 이 개폐문(130)에는 통상적인 잠금장치(132)가 구비된다.

이를 통해 운전 중에도 카트리지 유닛(120)을 자유롭게 교체할 수 있다.

상기 배면판(113)의 외부에는 계측기(160)가 설치된다.

즉, 본 발명의 흡착장치(100) 외부에는 운전 중 카트리지 유닛(120)의 차압을 상시 확인할 수 있도록 차압계(161)가 부착된다.

상기 차압계(161)는 카트리지 유닛(120) 전단(입구측)에 걸리는 압력과 후단(출구측)에 걸리는 압력차를 측정하여 나타내는 계기로써, 전단 및 후단 각각에 튜브(162)가 차압계(161)에 연결된 상태에서 소켓(163)에 의해 배면판(113)에 부착되고, 이때 차압계(161)는 배면판(113)에 브래킷으로 고정된다.

상기 하측판(112)의 하측으로 4개소에 소정높이의 지지대(170)가 설치되어 상부의 흡착장치(100)를 지지하고, 흡착장치(100)의 운전 중 발생하는 물을 외부로 배출할 수 있도록 밸브를 구비한 배수관(140)이 하측판(112)에 설치된다.

이와 같은 케이스(110)의 구성에 의해 형성된 흡착장치(100)의 수납부(100a)에는 다수의 카트리지 유닛(120)이 경사지게 지그재그로 설치된 활성탄 어셈블리(150)가 수납된다.

더 상세하게는 흡입구(110a)를 통과한 가스가 15°이하의 각도로 입사할 수 있도록 카트리지 유닛(120)이 경사지게 지그재그로 설치된다.

이와 같이 흡착장치(100)의 전면에 개폐문(130)을 설치하여 운전 중에도 카트리지 유닛(120)을 교체할 수 있고, 기존의 흡착장치에서처럼 활성탄(카트리지 유닛)을 배출하는 하부구조가 필요없이 지면에 바로 설치할 수 있다.

도 3은 도 2에 나타낸 카트리지 유닛의 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 카트리지 유닛(120)은 예를 들어 가로 595mm, 세로 595mm, 두께 50mm 규격을 기본으로 그 크기가 일정하되, 두께는 50mm 이외에 100mm, 150mm, 200mm 및 300mm로 현장 설치조건에 맞도록 다양하게 적용할 수 있는 단위 카트리지형의 활성탄 충전 모듈로 구성된다.

상기 카트리지 유닛(120)은 평면에서 보아

형상의 외측 프레임(121)에 내측 프레임(125)을 끼우고 외측 프레임(121)의 양측 상하에 메쉬(123,124)를 단단하게 설치한 후, 활성탄을 충전한 상태에서 커버(122)를 닫고 볼트(126)를 외측 프레임(121)에 결합하여 이루어진다.

여기서 상기 외측 프레임(121)은 상하에서 내측으로 플랜지가 형성되어 이에 대응되게 플랜지가 형성된 내측 프레임(125)이 외측 프레임(121)의 플랜지 사이로 끼워지고, 외측 프레임(121)의 끝단부에는 상기 커버(122)와 결합할 수 있도록 볼트 구멍이 형성된 마개가 형성된다.

또한, 상기 메쉬(123,124)는 메쉬 스크린의 보호망으로 구성되고 내부에 충전된 활성탄이 밖으로 새어나오지 못하도록 하는 것으로, 스테인리스 재질의 타공망으로 대치할 수도 있다.

도 5는 도 2에 나타낸 활성탄 어셈블리의 확대 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 활성탄 어셈블리(150)는 다수의 카트리지 유닛(120)이 상하로 적층되어 이루어지는 것으로, 가스의 흐름을 원활하게 하고 설치공간을 최소화하기 위해서 기울기가 수평을 기준으로 15°이하로 지그재그형으로 경사지게 설치된다.

즉, 카트리지 유닛(120)은 활성탄 어셈블리(150)의 서랍(152)에 각각 장착되는데, 그 서랍(152)의 개수는 가스처리 풍량에 따라서 결정되고, 각각의 서랍(152)은 앞뒤 4개의 지주(151)에 지그재그 형태로 고정된다.

미설명 부호 153은 입구측 서랍에 형성된 차단막이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 카트리지 유닛을 일정한 규격으로 하여 처리가스의 유량 및 처리물질의 농도에 따라서 필요 카트리지 유닛의 개수를 유동적으로 조정할 수 있도록 하여 장치규격을 최소화할 수 있으며, 부지조건에 맞게 설치가 가능할 뿐만 아니라 운전 중에도 교체를 위한 카트리지 유닛의 부착 및 탈착이 가능하다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 카트리지형 활성탄 흡착장치
110: 케이스 120: 카트리지 유닛
130: 개폐문 140: 배수관
150: 활성탄 어셈블리 160: 계측기

Claims (6)

1. 다수의 카트리지 유닛으로 이루어진 활성탄 어셈블리를 수용할 수 있도록 내부에 수납부를 형성하는 것으로 가스의 흡입과 배출을 위한 흡입구와 배출구가 수평으로 형성되는 케이스;
   가로, 세로, 두께의 소정 규격을 기본으로 그 크기가 일정하되, 두께는 현장 설치조건에 맞도록 다양하게 적용할 수 있는 활성탄 충전 모듈로 구성되는 카트리지 유닛; 및
   상기 다수의 카트리지 유닛이 상기 가스의 흐름 방향에 대해 상하로 설치되어 이루어지는 것으로 가스의 흐름을 원활하게 하고 설치공간을 최소화하기 위해서 지그재그형으로 카트리지 유닛이 수평 방향에 대해 경사지게 설치되는 활성탄 어셈블리; 를 포함하고,
   상기 다수의 카트리지 유닛은 활성탄 어셈블리의 서랍에 각각 장착되고 각각의 서랍은 앞뒤 4개의 지주에 수평 방향에 대해 기울기 15°이하로 지그재그 형태로 고정되되, 필요 카트리지 유닛의 개수를 처리가스의 유량 및 처리물질의 농도에 따라 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 카트리지형 활성탄 흡착장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 육면의 상측판, 하측판, 좌측판, 우측판, 전면판, 배면판으로 이루어지되, 상기 전면판은 일부가 개방되고 그 개방된 부분에 힌지 타입의 개폐문이 설치되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 활성탄 흡착장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 좌측판은 사각뿔 형상의 가운데에 흡입구가 형성된 인렛콘(inlet cone)의 흡입구 부분에 단관을 통해 콘플랜지(cone flange)가 결합되고, 우측판은 사각뿔 형상의 가운데에 배출구가 형성된 아웃렛콘(outlet cone)의 배출구 부분에 단관을 통해 콘플랜지가 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 카트리지형 활성탄 흡착장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 배면판에 운전 중 카트리지 유닛 전단(입구측)에 걸리는 압력과 후단에 걸리는 압력의 차압을 확인할 수 있도록 차압계가 브래킷으로 고정되되, 전단 및 후단 각각에 튜브가 차압계에 연결된 상태에서 소켓에 의해 배면판에 부착되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 활성탄 흡착장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 카트리지 유닛은 평면에서 보아

   

   형상의 외측 프레임에 내측 프레임이 끼워지고 그 외측 프레임의 양측 상하에 활성탄이 밖으로 새어나오지 못하도록 메쉬가 설치된 후, 활성탄이 충전된 상태에서 커버가 외측 프레임에 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 카트리지형 활성탄 흡착장치.
6. 삭제

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