KR102074185B1 - 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 산업시설물로부터 오염물질과 미세먼지를 포함하는 고온의 가스가 유입 및 배기되면서 오염물질과 미세먼지가 제거되도록 하는 공간을 제공하는 통체 구조의 스크러버하우징; 스크러버하우징 내부 상측부에 설치 구성되고 하측부를 향해 물을 분사시켜 냄새 입자나 오염물질의 입자가 흡착 제거되도록 하는 물분사수단; 및 스크러버하우징의 내부 하측부에 설치 구성되고 스크러버하우징의 하측부에 구성되는 가스유입구를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하며 미세먼지 입자가 스크러버하우징 내부에서 스팀 입자 접촉된 후 흡착 제거되도록 하는 스팀분사수단을 포함하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치가 제공된다.

Description

스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치{Fine dust and white smoke reducing apparatus for scrubber type}
본 발명은 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 산업시설물로부터 배출 및 유입되는 미세먼지 등을 포함하는 고온의 가스에 물과 스팀을 분사하여 환경 오염을 유발하는 입자와 미세먼지 입자를 흡착 제거함과 동시에 물에 의해 냉각된 백연 입자가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 할 수 있는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 석탄이나 가스 등을 이용하는 화력발전시설이나 일상생활에서 사용되는 폐기물을 소각시키는 소각시설 등과 같은 산업시설물에는 산업시설물의 소각장치 등으로부터 고온의 가스가 유입되도록 하고 상기 고온의 가스에 물과 희석액 등을 분사하여 냄새나 환경오염을 야기시키는 오염물질의 입자를 흡착 및 침강 제거하는 스크러버 등이 설치되고 있다.
종래의 스크러버는, 등록특허 10-1850120 등에 개시된 바와 같이, 건조장치나 소각장치 등으로부터 고온의 고온의 가스가 유입되는 하우징과, 상기 하우징의 상측부에 구성되어 하우징의 내부 공간에 소석회를 분사하여 연소가스 중 염소물질을 흡착 제거하는 소석회분사수단과, 상기 하우징의 상측부에 구성되어 하우징의 내부 공간에 요소수를 분사하여 연소가스 중 질산화물질을 제거하는 SNCR분사수단 등을 포함하고 있다.
그러나 종래의 스크러버는, 단순히 하우징의 상측부로부터 하측부를 향하여 소석회나 요소수가 분사되는 구성을 가지기 때문에, 물분자가 하우징 내부에 고르게 확산되도록 할 수 없고 물분자와 물분자 사이에 큰 공극이 형성되어 0.1㎛ 내지 3㎛의 크기를 가지는 미세먼지 입자를 흡착 제거할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 스크러버는, 단순히 하우징 내부에서 액상의 소석회나 요소수에 의해 소정의 온도로 열교환된 오염물질이 배기됨에 따라 외부로 배기시 백연이 발생하게 되며 오염물질이 그대로 배출되는 것과 같은 시각적 부담이 발생되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 스크러버 하우징의 고온의 가스 유입구 측에 스팀분사수단이 구성되고 고온의 가스 유입 방향에 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 스팀 입자가 고온의 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하는 것을 통하여 가스 중 미세먼지 입자가 스크러버 하우징 내부에서 스팀과 충분하게 접촉된 후 흡착 제거되도록 할 수 있는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스크러버 하우징의 고온의 가스 배출구 측에 백연제거수단이 구성되고 고온의 가스가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하여 외부로 배기된 가스에 의해 백연이 발생되지 않도록 할 수 있는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 산업시설물로부터 오염물질과 미세먼지를 포함하는 고온의 가스가 유입 및 배기되면서 오염물질과 미세먼지가 제거되도록 하는 공간을 제공하는 통체 구조의 스크러버하우징; 스크러버하우징 내부 상측부에 설치 구성되고 하측부를 향해 물을 분사시켜 냄새 입자나 오염물질의 입자가 흡착 제거되도록 하는 물분사수단; 및 스크러버하우징의 내부 하측부에 설치 구성되고 스크러버하우징의 하측부에 구성되는 가스유입구를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하며 미세먼지 입자가 스크러버하우징 내부에서 스팀 입자 접촉된 후 흡착 제거되도록 하는 스팀분사수단을 포함하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치가 제공된다.
여기서, 상기 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치는, 스크러버하우징 외부 상측부에 설치 구성되고 스크러버하우징의 상측부에 구성되는 가스배출구를 포위하면서 설치 구성되어 가스가 외기에 의해 냉각된 후 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연제거수단을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 스팀분사수단은, 가스유입구가 관통되는 스크러버하우징의 내측벽에 가스유입구 외주연을 감싸면서 고리 형상으로 설치되는 스팀분사노즐; 고리 형상을 가지는 스팀분사노즐의 내주연에 상호간 대면된 상태로 일정 간격으로 방사상으로 배열되고 가스유입구를 향하는 분사각도를 가지면서 설치되어 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 가스의 에너지에 의해 스크러버하우징 내부 공간으로 가스 입자와 스팀 입자가 확산되면서 스팀 입자와 가스 중 미세먼지 입자가 흡착되어 제거되도록 하는 다수개의 스팀분사공; 및 스크러버하우징의 외부에 위치되고 스팀분사노즐에 고온의 스팀을 공급되도록 하는 스팀공급탱크를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 스팀분사수단은, 물분사수단의 하측부에 해당되는 스크러버하우징의 내부 내측벽에 스팀분사노즐이 고리 형상으로 구성되고 상기 스팀분사노즐에 다수개의 스팀분사공이 스크러버하우징의 내부 하측을 향해 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 스크러버하우징의 내부 공간에 확산된 가스 중 미세먼지 입자가 스팀에 의해 흡착 및 제거되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 백연제거수단은, 스크러버하우징의 상측면에 가스배출구를 포위하면서 일정한 높이로 설치 구성되는 벽체와 벽체의 상단부를 커버하면서 설치 구성되는 커버체를 통하여 가스배출구의 외부에 일정한 체적의 공간이 제공되도록 하는 공간구조체; 벽체에 구성되어 공간 내부에 미세먼지를 포함한 외기가 유입되도록 하는 외기유입체; 스크러버하우징의 가스배출구의 내주연을 따라 소정의 높이로 연장 형성되는 인덕션실린더와 인덕션실린더 보다 넓은 직경 또는 면적을 가지고 인덕션실린더의 상부에 소정 거리 이격된 상태에서 인덕션실린더를 커버하면서 설치되는 인덕션커버를 통하여 가스배출구로부터 배기되는 백연이 공간에 즉시 확산되지 않고 상하 지그재그로 유도되면서 고르게 확산되도록 하는 배기로(排氣路) 구조를 제공하여 가스가 상대적으로 저온의 외기와 공간 내에서 혼합되면서 이슬점 이하의 온도로 냉각되도록 하는 배기로구조체; 벽체의 내부에 배기로구조체의 상측부를 커버하면서 설치 구성되고 냉각 상태로 이동되는 공기(외기와 가스의 혼합 상태) 중의 백연 또는 미세먼지를 포함하는 백연 입자가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연미세먼지필터수단; 커버체에 형성되어 백연미세먼지필터수단에 의해 백연 및 미세먼지가 제거된 공기가 커버체의 외부로 배출되도록 하는 배출구; 및 배출구에 소정의 높이로 연장 형성되는 스택과 스택의 내부에 구성되는 배출팬을 통하여 가스배출구와 배출구 사이의 공간에 백연 및 미세먼지를 포함한 가스와 미세먼지를 포함한 외기가 유입, 혼합, 필터링 및 배출되는 과정이 이루어지도록 공기배출수단을 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 스크러버 하우징의 가스유입구 측에 스팀분사수단이 구성되고 가스의 유입 방향에 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하는 것을 통하여 가스의 미세먼지 입자가 스크러버 하우징 내부에서 스팀과 충분하게 접촉된 후 흡착 제거되도록 할 수 있다.
또한, 스크러버 하우징의 가스 배출구 측에 백연제거수단이 구성되고 가스가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하여 외부로 배기된 가스에 의해 백연이 발생되지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치의 구성을 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치의 구성을 나타낸 측단면도;
도 3은 도 2의 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치에 있어서 스팀분사수단의 구성을 발췌하여 나타낸 도면; 및
도 4와 도 5는 도 2의 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치에 있어서 백연제거수단의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치는, 산업시설물로부터 오염물질과 미세먼지 등을 포함하는 가스가 유입 및 배기되면서 오염물질과 미세먼지 등이 제거되도록 하는 공간을 제공하는 통체 구조의 스크러버하우징(10), 스크러버하우징(10) 내부 상측부에 설치 구성되고 하측부를 향해 소석회나 요소수 등의 물을 분사시켜 냄새 입자나 오염물질의 입자가 흡착 제거되도록 하는 물분사수단(20), 스크러버하우징(10)의 내부 하측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 하측부에 구성되는 가스유입구(12)를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하며 미세먼지 입자가 스크러버하우징(10) 내부에서 스팀 입자 충분히 접촉된 후 흡착 제거되도록 하는 스팀분사수단(30) 및 스크러버하우징(10) 외부 상측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 상측부에 구성되는 가스배출구(13)를 포위하면서 설치 구성되어 가스가 외기에 의해 냉각된 후 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연제거수단(100) 등을 포함한다.
스크러버하우징(10)은, 가스의 유입 및 배기와 오염물질과 미세먼지 등의 제거를 위한 공간을 제공하는 수단으로서, 원통체 형상의 하우징(11), 하우징(11)의 일측부에 구성되고 바디 내부로 가스가 유입되도록 하는 가스유입구(12) 및 하우징(11)의 상측부에 구성되고 하우징(11) 외부로 가스가 배기되도록 하는 가스배출구(13) 등을 포함한다.
물분사수단(20)은, 스크러버하우징(10) 내부 상측부에 설치 구성되고 하측부를 향해 소석회나 요소수 등의 물을 분사시켜 냄새 입자나 포름알데히드 등과 같은 수용성 오염물질의 입자가 흡착 제거되도록 하는 수단으로서, 상기 하우징의 상측부에 구성되어 하우징의 내부 공간에 소석회를 분사하여 연소가스 중 염소물질을 흡착 제거하는 소석회분사수단이나, 상기 하우징의 상측부에 구성되어 하우징의 내부 공간에 요소수를 분사하여 연소가스 중 질산화물질을 제거하는 SNCR분사수단 등으로 구성될 수 있다.
여기서, 소석회분사수단은, 스크러버하우징(10)의 상측부에 구성되어 하우징(11)의 내부 공간에 소석회를 분사하여 가스 중 염소물질을 흡착 또는 환원반응을 통해 제거하는 수단으로서, 하우징(11)의 상측부에 설치되어 소석회를 하우징(11)의 상측부에 분사하는 분사노즐과, 소석회가 저장되며 분사노즐에 소석회를 공급하는 소석회저장사일로 등을 포함한다. 이에, 하우징(11)의 상측부로부터 하측부를 향하여 소석회가 분사되고, 하우징(11) 내부에서 수직 상승하는 가스와 소석회의 접촉에 따른 흡착 및 환원 반응이 이루어져 가스 중 염소물질이 제거된다.
또한, SNCR분사수단은, 스크러버하우징(10)의 상측부에 구성되어 하우징(11)의 내부 공간에 요소수를 분사하여 가스 중 질산화물질을 흡착 또는 환원반응을 통해 제거하는 수단으로서, 하우징(11)의 상측부에 설치되어 요소수를 하우징(11)의 상측부에 분사하는 분사노즐과, 요소수가 저장되며 분사노즐에 요소수를 공급하는 요소수저장탱크 등을 포함한다. 이에, SNCR분사수단에 의하면, 하우징(11)의 상측부로부터 하측부를 향하여 요소수가 분사되고, 하우징(11)에서 발생되어 수직 상승하는 가스와 요소수의 접촉에 따른 흡착 및 환원 반응이 이루어져 가스 중 질산화물질이 제거된다.
스팀분사수단(30)은, 스크러버하우징(10)의 내부 하측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 하측부에 구성되는 가스유입구(12)를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하며 미세먼지 입자가 스크러버하우징(10) 내부에서 스팀 입자 충분히 접촉된 후 흡착 제거되도록 하는 수단으로서, 가스유입구(12)가 관통되는 하우징(11)의 내측벽에 가스유입구(12) 외주연을 감싸면서 고리 형상으로 설치되는 스팀분사노즐(31), 고리 형상을 가지는 스팀분사노즐(31)의 내주연에 상호간 대면된 상태로 일정 간격으로 방사상으로 배열되고 가스유입구(12)를 향하는 분사각도를 가지면서 설치되어 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 가스의 에너지에 의해 하우징(11) 내부 공간으로 가스 입자와 스팀 입자가 확산되면서 스팀 입자와 가스 중 미세먼지 입자와 수용성 오염물질 입자가 흡착되어 제거되도록 하는 다수개의 스팀분사공(32) 및 하우징(11)의 외부에 위치되고 스팀분사노즐(31)에 고온의 스팀을 공급되도록 하는 스팀공급탱크(미도시) 등을 포함한다.
여기서, 스팀분사수단(30)은, 가스유입구(12)를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하는 상기와 같은 구성의 제1스팀분사수단 이외에, 물분사수단(20)의 하측부에 해당되는 하우징(11)의 내부 내측벽에 스팀분사노즐이 고리 형상으로 구성되고 상기 스팀분사노즐에 다수개의 스팀분사공이 하우징(11)의 내부 하측을 향해 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 하우징(11)의 내부 공간에 확산된 가스 중 미세먼지 입자가 스팀에 의해 흡착 및 제거되도록 하는 제2스팀분사수단을 더 포함하는 것이 좋다.
따라서 스팀분사수단(30)에 의하면, 가스가 유입되는 하우징(11)의 내부 공간에 물분사수단(20)의 물 입자 보다 아주 미세한 크기를 가지는 스팀 입자가 하우징(11)의 내부 공간에 전면적(全面的)에 공급됨으로써, 스팀 입자들 사이의 공극이 물 입자들 사이의 공극 보다 훨씬 작아지도록 하여 0.1㎛ 내지 3㎛의 크기를 가지는 미세먼지 입자나 포름알데히드 등과 같은 수용성 오염물질 입자도 스팀 입자와 충분히 접촉되도록 할 수 있고, 이에, 미세먼지나 수용성 오염물질이 흡착된 스팀 입자들과 상측부로부터 하강하는 물분사수단(20)에 의한 물 입자들과 결합되면서 액화되고 하우징(11)의 내부 공간 하부로 침강 제거되도록 할 수 있다.
또한, 스팀분사수단(30)에 의하면, 하우징(11) 내부 공간의 온도에 고온의 스팀이 제공됨에 따라 요소수가 열교환되는 효과를 제공할 수 있으며, 이를 통하여, 하우징(11) 내부 공간에서 가스 중 질산화물질의 흡착 또는 환원반응이 보다 촉진되도록 할 수 있다.
백연제거수단(100)은, 스크러버하우징(10) 외부 상측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 상측부에 구성되는 가스배출구(13)를 포위하면서 설치 구성되어 가스가 외기에 의해 냉각된 후 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 수단으로서, 백연 즉, 가스가 외부로 배기되는 가스배출구(13)를 가지는 스크러버하우징(10)의 상측면에 가스배출구(13)를 포위하면서 일정한 높이로 설치 구성되는 벽체(111)와 벽체(111)의 상단부를 커버하면서 설치 구성되는 커버체(112)를 통하여 가스배출구(13)의 외부에 일정한 체적의 공간(S)이 제공되도록 하는 공간구조체(110), 벽체(111)에 구성되어 공간(S) 내부에 미세먼지를 포함한 외기가 유입되도록 하는 외기유입체(120), 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)의 내주연을 따라 소정의 높이로 연장 형성되는 인덕션실린더(131)와 인덕션실린더(131) 보다 넓은 직경 또는 면적을 가지고 인덕션실린더(131)의 상부에 소정 거리 이격된 상태에서 인덕션실린더(131)를 커버하면서 설치되는 인덕션커버(132)를 통하여 가스배출구(13)로부터 배기되는 백연이 공간(S)에 즉시 확산되지 않고 상하 지그재그로 유도되면서 고르게 확산되도록 하는 배기로(排氣路) 구조를 제공하여 백연 즉, 가스가 상대적으로 저온의 외기와 공간(S) 내에서 혼합되면서 이슬점 이하의 온도로 냉각되도록 하는 배기로구조체(130), 벽체(111)의 내부에 배기로구조체(130)의 상측부를 커버하면서 설치 구성되고 냉각 상태로 이동되는 공기(외기와 가스의 혼합 상태) 중의 백연 또는 미세먼지를 포함하는 백연 입자가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연미세먼지필터수단(140), 가스배출구(13)의 직선상으로 일치되는 커버체(112)의 해당 부분에 형성되어 백연미세먼지필터수단(140)에 의해 백연 및 미세먼지가 제거된 공기가 커버체(112)의 외부로 배출되도록 하는 배출구(150) 및 배출구(150)에 소정의 높이로 연장 형성되는 스택(161)과 스택(161)의 내부에 구성되는 배출팬(162)을 통하여 가스배출구(13)와 배출구(150) 사이의 공간(S)에 백연 및 미세먼지를 포함한 가스와 미세먼지를 포함한 외기가 유입, 혼합, 필터링 및 배출되는 과정이 이루어지도록 공기배출수단(160) 등을 포함한다.
공간구조체(110)는, 벽체(111)와 커버체(112)를 통하여 스크러버하우징(10)의 상측면에 가스배출구(13)를 커버하면서 소정 체적의 공간(S)이 제공되도록 하여 후술된 가스와 외기가 혼합되도록 하는 공간부가 제공되도록 하는 수단이다.
벽체(111)는, 공간구조체(110)에 벽면 기능을 제공하는 것으로서, 스크러버하우징(10)의 상측면에 일정 간격과 일정 높이로 설치 구성되는 복수개의 스틸칼럼과, 상기 스틸칼럼 사이에 설치 구성되는 벽체용패널 등을 포함한다.
커버체(112)는, 공간구조체(110)에 천정 기능을 제공하는 것으로서, 스틸칼럼과 벽체용패널의 상단부를 커버하는 커버용패널 등을 포함한다.
따라서 공간구조체(110)에 의하면, 스크러버하우징(10)의 상측면에 가스배출구(13)를 커버하면서 소정의 체적을 가지는 공간(S)을 제공하고 이를 통하여, 외부로 배출되기 전에 가스가 외기에 의해 냉각되도록 하여 백연미세먼지필터수단(140)을 통한 백연 및 미세먼지 제거 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 스크러버하우징(10)의 상측면에도 별도로 설치되는 구조를 통하여 기존의 스크러버하우징(10)에도 쉽게 적용될 수 있으며, 이에, 종래의 스크러버하우징(10)을 통해서도 백연과 미세먼지가 쉽게 제거되는 구성을 가지도록 할 수 있다.
외기유입체(120)는, 벽체(111)에 구성되어 공간(S) 내부에 외부로부터 미세먼지를 포함한 외기가 유입되도록 하는 수단으로서, 공지의 댐퍼 구성을 가질 수 있다.
여기서, 댐퍼에 의해 공간구조체(110)의 공간(S) 내부로 공급되는 외기는, 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)를 통해 배기되는 가스의 양 보다 최소한 적은 양을 가지는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 댐퍼는, 벽체(111)의 벽체용패널 중 일부분에만 설치 구성되고, 일예로, 일정한 높이를 가지는 벽체(111)의 벽체용패널 중 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)로부터 인덕션커버(132)까지의 높이에 대응되는 부분에 하향 입사 각도를 가지면서 설치 구성되고 미세먼지를 포함하는 외기가 공간(S)의 하측부를 향해 흡입되도록 하여, 배기로구조체(130)에 의해 유도되는 가스와의 혼합 시간이 최대한 지연되어 가스의 냉각 효율을 최대화하고 외기의 미세먼지가 가스에 의해 흡착되는 흡착 효율이 최대화되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서 외기유입체(120)에 의하면, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부로 공급되는 외기와 스크러버하우징(10)로부터 배기되는 가스가 상호간 혼합되면서 가스는 저온 상태로 냉각되고 미세먼지는 가스에 흡착되는 상태를 가지도록 할 수 있다.
배기로구조체(130)는, 인덕션실린더(131)와 인덕션커버(132)를 통하여 스크러버하우징(10)로부터 배기되는 백연을 포함한 가스가 공간구조체(110)의 공간(S)에 고르게 확산되도록 하는 배기로를 제공하여 외기와의 혼합에 따른 저온화와 미세먼지 흡착 기능이 최대로 작용되도록 하는 수단이다.
인덕션실린더(131)는, 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)의 내주연을 따라 소정의 높이로 연장 형성되어 가스배출구(13)를 통해 배기되는 가스가 공간구조체(110)의 공간(S) 하부에 배기 즉시 확산되지 않도록 한다.
인덕션커버(132)는, 인덕션실린더(131) 보다 넓은 직경 또는 면적을 가지는 인덕션플레이트(132a)와 인덕션플레이트(132a)의 가장자리로부터 플랜지(132b)가 하향 연장되는 뒤집힌 보울(bowl) 형상을 가지고, 인덕션실린더(131)의 상부에 소정 거리 이격된 상태에서 인덕션실린더(131)를 커버하면서 설치되어 인덕션실린더(131)를 따라 공간구조체(110)의 공간(S) 상측으로 상향 이동되는 백연을 포함한 가스가 다시 공간(S) 하측으로 하향 이동된 후 외기를 향해 확산되도록 한다.
여기서, 인덕션실린더(131)의 상측단 높이가 인덕션커버(132)의 플랜지(132b) 하측단 보다 높은 위치를 가지는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 가스배출구(13)를 통해 배기되는 가스가 상하 지그재그되면서 공간구조체(110)의 공간(S)에 고르게 확산되도록 하는 것이 좋다.
따라서 배기로구조체(130)에 의하면, 백연을 포함한 가스가 공간구조체(110)의 공간(S)에 즉시 확산되지 않고 상하 지그재그로 유도되면서 공간(S)에 고르게 확산되도록 하는 배기로(排氣路) 구조가 제공되어, 백연을 포함하는 가스가 상대적으로 저온의 외기와 혼합되면서 이슬점 이하의 온도로 냉각되도록 하고 또한, 외기 중의 미세먼지가 흡착되는 스크라버 기능을 통하여 후술된 백연미세먼지필터수단(140)의 백연 및 미세먼지 제거 효율이 향상되도록 할 수 있다.
백연미세먼지필터수단(140)은, 벽체(111)의 내부에 배기로구조체(130)의 상측부를 커버하면서 설치 구성되고 냉각 상태로 이동되는 공기(외기와 가스의 혼합 상태) 중의 백연 및 미세먼지 입자가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 수단으로서, 데미스터필터(141)를 포함한다.
데미스터필터(141)는, 공간구조체(110)의 공간(S) 상측부를 커버하는 면적을 가지고 상기 공기의 접촉시 미세먼지와 백연 입자를 포함하는 가스가 결로되도록 하는 금속재질의 플레이트(141a)와, 플레이트(141a)에 미세하게 타공되어 상기 공기의 이동을 가능하게 하는 통기공(141b) 등을 포함한다.
여기서, 통기공(141b)의 크기는, 백연 및 미세먼지 입자를 가지는 공기가 막힘 현상 없이 통과되는 공지의 크기를 가질 수 있다.
따라서 백연미세먼지필터수단(140)에 의하면, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부에서 미세먼지를 포함한 외기와 백연 입자를 포함한 가스가 상호간 혼합되면서 저온의 외기에 의해 가스는 냉각상태를 가지게 되고 또한, 가스의 수분에 외기의 미세먼지가 흡착된 상태를 가지게 되며, 이 상태에서 통기공(141b) 통과시 플레이트(141a)에 의해 공기가 응결 및 결로되면서 백연 및 미세먼지 입자가 침강 제거되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 백연미세먼지필터수단(140)은, 상기 공기의 응결 및 결로 현상이 극대화되도록 가스의 온도 보다 낮거나 외기의 온도에 대응되는 온도를 가지는 것이 바람직하다.
이에, 백연미세먼지필터수단(140)의 플레이트(141a) 상면이나 하면 중 적어도 어느 일면에는 플레이트(141a)가 낮은 온도를 유지하도록 하는 냉각파이프(141c)가 지그재그 구조로 설치 구성될 수 있다.
냉각파이프(141c)는, 공지의 열교환기에 의해 냉매가 냉각되는 구조를 가질 수 있으나, 보다 바람직하게는, 파이프의 단부가 백연미세먼지필터수단(140)으로부터 공간구조체(110)의 외부로 연장되어 외기에 의해 냉매가 열교환되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 냉매는, R-22 등과 같은 공지의 냉각수와 함께 상기 냉각수 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부를 가지는 열전도율이 높은 백금가루에 의해 제공되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉매가 냉각수 100 중량부를 기준으로 백금가루가 5 내지 10 중량부를 가지는 것을 통하여 제공되도록 하는 것은, 백금가루가 상기 중량부를 미만하는 경우에는 열전도율의 상승 효과가 미비하고, 백금가루가 상기 중량부를 초과하는 경우에는 열전도율은 높아지지만 상변화를 가지는 냉매에 비해 입자의 구조를 가지는 백금가루가 냉각수의 상변이 상태에 따라 침전되거나 이동 속도가 저하되는 등의 문제점이 발생되므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 백연미세먼지필터수단(140)은, 상기 공기의 응결 및 결로 현상이 극대화되도록 복수개의 데미스터필터(141-1,141-2)가 소정 간격 이격된 상태로 설치 구성될 수 있고, 이때, 하측부에 위치된 데미스터필터(141-1)의 통기공(141b-1) 보다 상측부에 위치된 데미스터필터(141-2)의 통기공(141b-2) 크기가 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 후술된 공기배출수단(160)에 의해 하측부에 위치된 데미스터필터(141-1)의 하부는 양압(+압) 상태를 가지게 되고 상측부에 위치된 데미스터필터(141-2)의 상부는 음압(-압) 상태를 가지게 되어, 상기 공기 중의 백연 및 미세먼지 입자는 하측부의 데미스터필터(141-1) 하부로부터 상측부의 데미스터필터(141-2) 사이의 공간 내부로 고속 이동되고, 이에 하측부의 데미스터필터(141-1)가 소정 온도로 냉각되어 상기 공기가 하측부의 데미스터필터(141-1)에 응축 또는 결로된 뒤 침강된다.
여기서, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부에는, 백연미세먼지필터수단(140)에 의해 침강되는 액체가 배기로구조체(130)를 따라 흐르면서 집수되도록 하는 집수탱크 등이 더 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 복수개의 데미스터필터(141-1,141-2)가 소정 간격으로 이격되면서 설치되는 경우에는, 데미스터필터(141-1,141-2)들 사이의 공간에 상기 공기의 이동에 소정의 저항을 제공하면서 상기 공기와 충분히 접촉되어 공기가 액화되도록 하는 액화체(미도시)가 충전되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 액화체는, 열전도율이 높고 가벼운 백금이나 알루미늄 재질을 가지고 기체의 이동을 가능하게 하는 공극을 제공하는 볼(Ball) 타입을 가지며, 복수개의 관통공을 통해 공기와의 접촉면적을 증대시키고 공기의 이동성을 향상시키는 것이 좋다.
한편, 본 발명의 백연미세먼지필터수단(140)은, 상기와 같은 복수개의 데미스터필터(141-1,141-2) 구조와 냉각파이프(141c)의 구성을 모두 포함하는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 상기 공기 중의 백연 및 미세먼지 입자 제거 효율이 극대화되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 외기유입체(120)에 의해 공간구조체(110)의 공간(S) 중 하측 부분에만 외기가 유입되도록 하고 있으나, 상기와 같이 복수개의 백연미세먼지필터수단(140)이 일정 간격으로 적층 설치되는 경우에는, 데미스터필터들 사이의 공간과 가장 상측부의 데미스터필터 상측으로도 외기가 유입되는 구조를 가지도록 하여, 외기에 의해 데미스터필터들이 열교환되어 저온의 상태를 유지하도록 함과 동시에, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부에서 외기와 가스가 보다 빠르게 혼합된 뒤 신속하게 배출되도록 하여 백연 및 미세먼지 제거가 빠르게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
배출구(150)는, 가스배출구(13)의 직선상으로 일치되는 커버체(112)의 해당 부분에 형성되어 백연미세먼지필터수단(140)에 의해 백연 및 미세먼지가 제거된 공기가 커버체(112)의 외부로 배출되도록 하는 수단으로서, 가스배출구(13)와 동일한 개구 면적을 가지는 것이 좋다.
따라서 배출구(150)는, 가스배출구(13)와 동일한 개구 면적을 가짐에 따라, 기존의 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)에 설치 구성되는 후술된 공기배출수단(160)이 그대로 적용되도록 할 수 있고, 이를 통하여, 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
공기배출수단(160)은, 배출구(150)에 소정의 높이로 연장 형성되는 스택(161)과 스택(161)의 내부에 구성되는 배출팬(162)을 통하여 가스배출구(13)와 배출구(150) 사이의 공간(S)에 백연을 포함한 가스와 미세먼지를 포함한 외기가 유입, 혼합, 필터링 및 배출되는 과정이 이루어지도록 수단으로서, 공지의 구성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스크러버하우징(10)의 가스유입구(12)에 산업시설물로부터 오염물질과 미세먼지 등을 포함하는 가스가 유입된다.
이후, 스팀분사수단(30)으로부터 가스유입구(12)를 향하여 스팀이 분사되는데, 이때, 상기 스팀이 가스의 이동방향에 반대방향으로 분사가 이루어짐에 따라 가스의 에너지에 의해 스팀이 가스의 이동방향 즉, 하우징(11)의 내부 공간으로 가스와 함께 확산하게 되며, 이에, 가스에 포함된 미세먼지 입자가 스팀 입자에 접촉 및 흡착된 후 후술된 물분사수단(20)에 의한 물 입자들과 결합되면서 액화되어 하우징(11)의 내부 공간 하부로 침강 제거된다.
이와 동시에, 물분사수단(20)으로부터 스크러버하우징(10) 내부 상측부로부터 하측부를 향해 소석회나 요소수 등의 물이 분사되어 냄새 입자나 오염물질의 입자가 물 입자에 접촉 및 흡착된 후 주변의 물 입자들과 결합되면서 액화되어 하우징(11)의 내부 공간 하부로 침강 제거된다.
한편, 상기와 같이, 스크러버하우징(10)에 백연제거수단(100)이 설치 구성되고 공기배출수단(160)의 배출팬(162)이 동작되는 상태에서 스크러버하우징(10)으로부터 백연 입자를 포함한 가스가 가스배출구(13)를 향해 배기되면, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부로 외부로부터 미세먼지를 포함한 외기가 유입되고 이때, 가스배출구(13)로부터 배기되는 가스가 인덕션실린더(131)와 인덕션커버(132)에 의해 공간구조체(110)의 공간(S)을 향해 상하로 지그재그 이동되면서 공간(S)의 내부에 고르게 확산된다.
이에, 공간구조체(110)의 공간(S) 내부에서 상기 미세먼지를 포함한 외기와 백연 입자를 포함한 가스는 상호간 혼합되면서 가스는 소정 온도 이하로 냉각화되고 미세먼지는 가스의 수분에 흡착된 상태를 가지게 된다.
이후, 상기와 같이 냉각화되고 미세먼지가 수분에 흡착된 백연을 포함하는 공기는 배출구(150)를 향해 상향 이동하게 되는데, 이때, 백연미세먼지필터수단(140)에 응결 및 결로되어 백연 및 미세먼지 입자가 침강 제거된다.
이후, 백연미세먼지필터수단(140)에 의해 백연 및 미세먼지 입자가 제거된 정화 상태의 공기가 배출구(150)를 통해 배출된다.
따라서 상술한 바에 의하면, 스크러버하우징(10)의 가스유입구(12)측에 스팀분사수단(30)이 구성되고 가스의 유입 방향에 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버하우징(10) 내부에 확산되도록 하는 것을 통하여 가스의 미세먼지 입자가 스크러버하우징(10) 내부에서 스팀과 충분하게 접촉된 후 흡착 제거되도록 할 수 있다.
또한, 스크러버하우징(10)의 가스배출구(13) 측에 백연제거수단(100)이 구성되고 가스가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하여 외부로 배기된 가스에 의해 백연이 발생되지 않도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 스크러버하우징(10)이 발전시설이나 소각시설 등과 같은 산업시설물의 후단부에 구성되는 것을 나타내고 있으나, 본 발명의 구성은 발전시설이나 소각시설 이외의 밀폐된 공간에 오염물질이나 미세먼지가 포함된 공기가 발생되는 모든 산업시설물의 공간에 적용되어 미세먼지가 제거되도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 산업시설물로부터 오염물질과 미세먼지를 포함하는 고온의 가스가 유입 및 배기되면서 오염물질과 미세먼지가 제거되도록 하는 공간을 제공하는 통체 구조의 스크러버하우징(10);
    스크러버하우징(10) 내부 상측부에 설치 구성되고 하측부를 향해 물을 분사시켜 냄새 입자나 오염물질의 입자가 흡착 제거되도록 하는 물분사수단(20); 및
    스크러버하우징(10)의 내부 하측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 하측부에 구성되는 가스유입구(12)를 향해 가스의 반대방향으로 스팀을 분사하여 스팀 입자가 가스에 의해 이동되면서 스크러버 하우징 내부에 확산되도록 하며 미세먼지 입자가 스크러버하우징(10) 내부에서 스팀 입자 접촉된 후 흡착 제거되도록 하는 스팀분사수단(30)을 포함하고,
    스팀분사수단(30)은,
    가스유입구(12)가 관통되는 스크러버하우징(10)의 내측벽에 가스유입구(12) 외주연을 감싸면서 고리 형상으로 설치되는 스팀분사노즐(31);
    고리 형상을 가지는 스팀분사노즐(31)의 내주연에 상호간 대면된 상태로 일정 간격으로 방사상으로 배열되고 가스유입구(12)를 향하는 분사각도를 가지면서 설치되어 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 가스의 에너지에 의해 스크러버하우징(10) 내부 공간으로 가스와 스팀 입자가 확산되면서 스팀 입자와 가스 중 미세먼지 입자가 흡착되어 제거되도록 하는 다수개의 스팀분사공(32); 및
    스크러버하우징(10)의 외부에 위치되고 스팀분사노즐(31)에 고온의 스팀을 공급되도록 하는 스팀공급탱크(미도시)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    스크러버하우징(10) 외부 상측부에 설치 구성되고 스크러버하우징(10)의 상측부에 구성되는 가스배출구(13)를 포위하면서 설치 구성되어 가스가 외기에 의해 냉각된 후 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연제거수단(100)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 스팀분사수단(30)은,
    물분사수단(20)의 하측부에 해당되는 스크러버하우징(10)의 내부 내측벽에 스팀분사노즐이 고리 형상으로 구성되고 상기 스팀분사노즐에 다수개의 스팀분사공이 스크러버하우징(10)의 내부 하측을 향해 가스의 역방향으로 스팀이 분사되도록 하여 스크러버하우징(10)의 내부 공간에 확산된 가스 중 미세먼지 입자가 스팀에 의해 흡착 및 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치.
  5. 제2항에 있어서, 백연제거수단(100)은,
    스크러버하우징(10)의 상측면에 가스배출구(13)를 포위하면서 일정한 높이로 설치 구성되는 벽체(111)와 벽체(111)의 상단부를 커버하면서 설치 구성되는 커버체(112)를 통하여 가스배출구(13)의 외부에 일정한 체적의 공간(S)이 제공되도록 하는 공간구조체(110);
    벽체(111)에 구성되어 공간(S) 내부에 미세먼지를 포함한 외기가 유입되도록 하는 외기유입체(120);
    스크러버하우징(10)의 가스배출구(13)의 내주연을 따라 소정의 높이로 연장 형성되는 인덕션실린더(131)와 인덕션실린더(131) 보다 넓은 직경 또는 면적을 가지고 인덕션실린더(131)의 상부에 소정 거리 이격된 상태에서 인덕션실린더(131)를 커버하면서 설치되는 인덕션커버(132)를 통하여 가스배출구(13)로부터 배기되는 백연이 공간(S)에 즉시 확산되지 않고 상하 지그재그로 유도되면서 고르게 확산되도록 하는 배기로(排氣路) 구조를 제공하여 가스가 상대적으로 저온의 외기와 공간(S) 내에서 혼합되면서 이슬점 이하의 온도로 냉각되도록 하는 배기로구조체(130);
    벽체(111)의 내부에 배기로구조체(130)의 상측부를 커버하면서 설치 구성되고 냉각 상태로 이동되는 공기(외기와 가스의 혼합 상태) 중의 백연 또는 미세먼지를 포함하는 백연 입자가 응축 또는 결로되면서 침강 제거되도록 하는 백연미세먼지필터수단(140);
    커버체(112)에 형성되어 백연미세먼지필터수단(140)에 의해 백연 및 미세먼지가 제거된 공기가 커버체(112)의 외부로 배출되도록 하는 배출구(150); 및
    배출구(150)에 소정의 높이로 연장 형성되는 스택(161)과 스택(161)의 내부에 구성되는 배출팬(162)을 통하여 가스배출구(13)와 배출구(150) 사이의 공간(S)에 백연 및 미세먼지를 포함한 가스와 미세먼지를 포함한 외기가 유입, 혼합, 필터링 및 배출되는 과정이 이루어지도록 공기배출수단(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버형 미세먼지 및 백연 제거장치.
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