KR102158053B1 - Absorption apparatus using Active carbon fiber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치 및 흡착방에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유해가스가 유입되는 유입단과, 흡착처리 기체가 배출되는 배출단을 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되어 상기 유해가스를 흡착하고, 활성탄소섬유와, 상기 활성탄소섬유 양단 각각에 접촉되는 전극판을 갖는 ACF 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an adsorption device and an adsorption room using activated carbon fibers, and more particularly, a housing having an inlet end into which noxious gas is introduced and an outlet end through which the adsorption treatment gas is discharged; And an ACF module provided in the housing to adsorb the harmful gas, and having an activated carbon fiber and an electrode plate contacting each of both ends of the activated carbon fiber; and an adsorption device using activated carbon fiber, comprising: will be.
Description
본 발명은 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치 및 흡착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활성탄소섬유(active carbon fiber)를 이용하여 유해가스를 흡착하고 흡착모드에서 하우징 외면에 구비된 냉각수단에 의해 흡착효율을 향상시킬 수 있고, 재생모드시 전압인가부에 의한 통전을 통해 별도의 수증기 투입 등의 비대한 가열수단 없이 신속하게 ACF 가열하여 재생시킬 수 있는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치 및 흡착방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adsorption device and adsorption method using activated carbon fibers, and more particularly, to adsorption of harmful gases using active carbon fibers and adsorption by cooling means provided on the outer surface of the housing in adsorption mode. Regarding the adsorption device and adsorption method using activated carbon fibers that can improve efficiency and regenerate by quickly heating ACF without a large heating means such as separate steam input through energization by a voltage application unit in the regeneration mode. will be.
종래 기술은 오랫동안 활성 탄소 상에서 가스에 함유된 오염물을 흡착하고, 새로운 흡착 공정을 위하여 이러한 활성 탄소를 재생하는 것을 포함한다. 이러한 목적을 위하여 이용되는 활성 탄소는 주로 고정 흡착층(fixed bed)들에서 과립으로 만들어진 충전재의 형태를 하거나, 또는 부직포 섬유, 직포 섬유, 또는 편직 섬유들의 형태를 하는 활성 탄소 섬유들이다.The prior art involves adsorbing contaminants contained in gases on activated carbon for a long time and regenerating this activated carbon for a new adsorption process. The activated carbon used for this purpose is mainly activated carbon fibers in the form of granular fillers in fixed beds, or in the form of nonwoven fibers, woven fibers, or knitted fibers.
DE 100 32 385 A1은 전류를 전도시키는 것에 의해 가열되는, 유기 물질이 함유된 전기 전도성 흡착제들을 재생하기 위한 방법을 기술한다. 전류가 전도하는 것에 의해 플러시 가스가 흡착제를 통해 전도되지 않고, 이어서 전류가 꺼져서 플러시 가스가 흡착제를 통해 전도되는 것으로, 흡착제는 교대로 시간적으로 연속하여 가열되며, 이러한 방식으로, 흡착된 유기 물질은 추출되고 흡착제는 동시에 냉각된다.DE 100 32 385 A1 describes a method for regenerating electrically conductive adsorbents containing organic substances, which are heated by conducting an electric current. The flush gas is not conducted through the adsorbent by conduction of current, and then the current is turned off so that the flush gas is conducted through the adsorbent, and the adsorbent is alternately heated continuously in time, in this way, the adsorbed organic material is It is extracted and the adsorbent is cooled simultaneously.
종래 기술은, 적어도 하나의 활성 탄소 섬유를 포함하고 활성 탄소 섬유가 전류에 의해 가열되는 흡착 유닛을 사용하여 흡착 및 재생하기 위한 방법을 또한 기재하고 있다(EP 1 284 805 B1). 활성 탄소 섬유는 활성 탄소 섬유가 가열을 위하여 충분한 전기 저항을 형성하는 방식으로 디자인된다. 가스 유동은 가스 유동중 적어도 하나의 성분을 선택적으로 흡착하기 위하여 가열된 활성 탄소 섬유 내로 전도된다. 흡착된 성분은 전류 흐름을 사용하여 탈착을 위한 온도로 활성 탄소 섬유의 온도의 제어 또는 조절의 수단에 의해 불활성 가스 유동의 존재 시에 탈착된다.The prior art also describes a method for adsorption and regeneration using an adsorption unit comprising at least one activated carbon fiber and wherein the activated carbon fiber is heated by an electric current (EP 1 284 805 B1). Activated carbon fibers are designed in such a way that the activated carbon fibers create sufficient electrical resistance for heating. The gas flow is conducted into the heated activated carbon fiber to selectively adsorb at least one component of the gas flow. The adsorbed component is desorbed in the presence of an inert gas flow by means of controlling or regulating the temperature of the activated carbon fiber to the temperature for desorption using a current flow.
아울러, EP 0 532 814 B1은 적어도 하나의 구성 성분이 함유되는 유체를 처리하기 위한 디바이스를 기술한다. 이러한 공지의 디바이스는 흡착제에 의해 흡착 가능한 구성 성분을 흡착하도록 유체의 유동에 의해 횡단되는 흡착 물질로 만들어진 구조체를 가지며, 상기 구조체는 처리 용기에 배치된다. 디바이스는 주울-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)에 의해 흡착 물질을 주기적으로 재생하기 위한 수단을 포함하며, 상기 수단은 구조체의 층들 중 적어도 하나에 전류를 전도시키는 단계로 이루어진 탈착 위상 동안 구조체와 협동하기 위해 사용된다. 상기 구조체는 전기 전도성 섬유를 직조하는 것에 의해 얻어지는 전기 전도성 활성 탄소의 지그재그 형상으로 중첩되어 연결되는 층들을 포함한다. 층들은 서로 이격되어서, 처리될 유체가 층들을 관통하여 유동할 때 난류가 발생된다. 전류는 활성 탄소로 만들어진 층들의 단부들 또는 각각의 층의 단부들에 인가되는 전위차를 통해 섬유 방향으로(길이 방향으로) 섬유들을 통해 흐른다. 처리될 가스는 다공 파이프(perforated pipe)를 통하여 파이프 주위에 권취된 층들 내로 공급된다.In addition,
아울러, DE 41 04 513 C2는, 전기 전도성이며 흡착 물질이 탈착되는 온도로 [0007] 전류의 수단에 의해 가열될 수 있는 흡착 물질로 만들어진 흡착기(adsorber)를 기술한다. 오염물 함유 유체가 유동할 수 있는 튜브, 중공 섬유, 또는 매트의 형태로 존재하는 가압 또는 섬유 활성 탄소는 흡착성의 전기 전도성 물질로서 사용된다. 튜브, 중공섬유, 또는 매트들은 2개의 전극들 사이의 그 단부면들에서 클램핑되고, 전류는 튜브, 중공 섬유, 또는 매트를 통해 그 길이 방향으로 흐른다.[0007] In addition, DE 41 04 513 C2 describes an adsorber made of an adsorbent material that is electrically conductive and can be heated by means of an electric current to a temperature at which the adsorbent material is desorbed. Pressurized or fibrous activated carbon present in the form of a tube, hollow fiber, or mat through which the contaminant-containing fluid can flow is used as an adsorbent, electrically conductive material. The tubes, hollow fibers, or mats are clamped at their end faces between the two electrodes, and current flows through the tube, hollow fibers, or mat in its longitudinal direction.
US 4 737 164 A는 가스로부터 휘발성 불순물을 회수하기 위한 방법을 개시하며, 가스는, 말아 올려지고(rolled up) 그 흡착 용량을 증가시키고 탈착을 위하여 DC 전류의 수단에 의해 가열되는 활성 탄소 섬유 직물을 통하여 유동한다. 말아 올려진 활성 탄소 섬유 직물은 그 단부면에서, DC 전압원에 연결된 전극에 연결된다.US 4 737 164 A discloses a method for recovering volatile impurities from a gas, wherein the gas is rolled up and heated by means of DC current for desorption and increasing its adsorption capacity. Flow through The rolled up activated carbon fiber fabric is, at its end face, connected to an electrode connected to a DC voltage source.
아울러, DE 698 27 676 T2는 전기적으로 재생 가능한 공기 필터 매체를 개시하며, 필터 매체는 다음과 같은 것 을 포함한다:In addition, DE 698 27 676 T2 discloses an electrically renewable air filter media, the filter media including:
(A) 비허용 가능 유입 공기 유동(non-acceptable, inflowing air flow)으로부터 불순물의 흡착을 위한 탄소 섬유 복합 분자체(carbon fiber composite molecular sieve)를 포함하고, 허용 가능 공기 유동의 유출을 허용하는 전기 전도성 필터 매체로서, 탄소 섬유 복합 분자체로 만들어진 상기 탄소 매체는, 탄화 가능한 유기 결합제의 수단에 의해 개방된 투과성 구조에 결합되는 다중의 다공성 탄소 섬유(multiple porous carbon fiber)들을 추가로 함유하는 활성 탄소 섬유 복합 물질이며, 상기 복합 물질은 활성화 전에 대략 82-86%의 범위의 다공도(porosity) 및 1000 ㎡/g보다 큰 표면적을 가지는, 상기 전기 전도성 필터 매체; (A) Electricity that includes a carbon fiber composite molecular sieve for adsorption of impurities from a non-acceptable, inflowing air flow, and allows the outflow of an acceptable air flow. As a conductive filter medium, the carbon medium made of a carbon fiber composite molecular sieve is activated carbon additionally containing multiple porous carbon fibers bonded to an open permeable structure by means of a carbonizable organic binder. A fiber composite material, the composite material having a porosity in the range of approximately 82-86% and a surface area greater than 1000 m 2 /g prior to activation;
(B) 흡착된 불순물을 필터 매체로부터 탈착하기 위하여 전류가 필터 매체를 통과하도록 하는, 전류를 위한 발전기를 포함하는 재생 수단; 및 (B) regeneration means including a generator for electric current, which causes electric current to pass through the filter medium to desorb adsorbed impurities from the filter medium; And
(C) 탈착된 불순물을 허용 가능 공기로부터 멀리 전도시키기 위한 캡슐화 수단(encapsulation means)(C) encapsulation means for conducting desorbed impurities away from acceptable air.
이러한 모든 공지의 해결책들은 전류가 그 길이 방향 연장부(섬유 축들)를 따라서 활성 탄소 섬유들에 인가되며, 이에 의해, 흡착기 모듈에서활성 탄소 섬유들의 축선 길이를 따라서 활성 탄소 섬유들의 불균일한 가열이 유도되며, 그러므로, 활성 탄소 섬유들로부터 오염물의 탈착은 악영향을 미치며, 심지어 불완전한 채로 남아있을 수 있다는 결점을 가진다. 그러므로, 전기 재생을 이용하는 활성 탄소 섬유들의 매트, 중공 섬유들, 또는 튜브들을 가지는 흡착기 모듈들은 지금까지 성공하지 못하였다.In all these known solutions, an electric current is applied to the activated carbon fibers along their longitudinal extension (fiber axes), thereby leading to non-uniform heating of the activated carbon fibers along the axial length of the activated carbon fibers in the adsorber module. And, therefore, the desorption of contaminants from activated carbon fibers has the drawback that it adversely affects, and may even remain incomplete. Therefore, adsorber modules with mats of activated carbon fibers, hollow fibers, or tubes using electric regeneration have not been successful so far.
아울러, 활성 탄소 섬유들로 만들어진 중공 섬유들, 튜브들 또는 랩-어라운드 매트(wrapped-around mat)들을 가지는 이러한 흡착기 모듈들은 그 축선 길이를 따라서 가스의 상이한 압력 분포를 유도하며, 이러한 것은 국부적인 포화의 영역들을 가지는 불균일한 유동 프로파일 및 불균일한 충전을 유발하고, 이에 의해, 유동에 의해 횡단되도록 이용 가능한 흡착기 표면과 유동에 의해 실질적으로 횡단되는 흡착기 표면적의 빈약한 비율을 유발한다.In addition, these adsorber modules with hollow fibers, tubes or wrapped-around mats made of activated carbon fibers induce a different pressure distribution of the gas along its axial length, which leads to local saturation. Resulting in a non-uniform flow profile and non-uniform filling having regions of the flow, thereby leading to a poor ratio of the adsorber surface available to be traversed by the flow and the adsorber surface area substantially traversed by the flow.
또한, 오염물 함유 가스가 활성 탄소 섬유들로 만들어진 매트들, 중공 섬유들, 또는 튜브들을 통하여 유동하는 동안 정전기 방전이 일어나며, 이러한 것은 제어되지 않은 전기 쇼크 및 방전이 화재를 유발하고 흡착 시스템의 안전성을 위태롭게 하는 위험을 유발한다.In addition, electrostatic discharge occurs while the pollutant-containing gas flows through mats, hollow fibers, or tubes made of activated carbon fibers, which causes uncontrolled electric shock and discharge to cause fire and reduce the safety of the adsorption system. It creates a risk of endangering.
또한, 활성 탄소 섬유들로 만들어진 중공 섬유들, 튜브들, 및 랩-어라운드 매트들은 충분한 기계적 안전성을 가지지 못하며, 보수유지 및 교체의 목적을 위한 취급이 용이하지 않다. 그러므로, 공지된 흡착기 모듈들은 간섭에 취약하고, 불만족스러운 효율을 가지며, 그러므로 궁극적으로 비용 효과가 없다.Further, hollow fibers, tubes, and wrap-around mats made of activated carbon fibers do not have sufficient mechanical safety and are not easy to handle for maintenance and replacement purposes. Therefore, known adsorber modules are susceptible to interference, have unsatisfactory efficiencies, and are therefore ultimately not cost effective.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 피치계 활성탄소섬유(active carbon fiber)를 이용하여 유해가스를 흡착하고 흡착모드에서 하우징 외면에 구비된 냉각수단에 의해 흡착효율을 향상시킬 수 있고, 재생모드시 전압인가부에 의한 통전을 통해 별도의 수증기 투입 등의 비대한 가열수단 없이 신속하게 ACF 가열하여 재생시킬 수 있는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치 및 흡착방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, harmful gases are adsorbed on the outer surface of the housing in the adsorption mode using a pitch-based active carbon fiber. Adsorption efficiency can be improved by the equipped cooling means, and in the regeneration mode, through the energization of the voltage application unit, using activated carbon fibers that can be quickly heated and regenerated by ACF heating without a large heating means such as additional steam input. It is an object to provide an adsorption device and an adsorption method.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.
본 발명의 제1목적은, 흡착장치에 있어서, 유해가스가 유입되는 유입단과, 흡착처리 기체가 배출되는 배출단을 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되어 상기 유해가스를 흡착하고, 활성탄소섬유와, 상기 활성탄소섬유 양단 각각에 접촉되는 전극판을 갖는 ACF 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is an adsorption device, comprising: a housing having an inlet end through which noxious gas is introduced and an outlet end through which the adsorption treatment gas is discharged; And an ACF module provided in the housing to adsorb the harmful gas, and having an activated carbon fiber and an electrode plate contacting each of both ends of the activated carbon fiber; and an adsorption device using activated carbon fiber comprising: Can be.
그리고 ACF 모듈은 이격공간부를 갖도록 상기 하우징의 길이방향으로 복수로 배열되고, 상기 전극판은 타공판 또는 매쉬 형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the ACF module may be arranged in plural in the longitudinal direction of the housing so as to have a spaced space portion, and the electrode plate may be configured in the form of a perforated plate or a mesh.
또한, 전극판과 연결되어 상기 활성탄소섬유를 통전시키는 전압인가부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that it further comprises a voltage application unit connected to the electrode plate to energize the activated carbon fiber.
그리고 하우징 일측에 구비되어, 흡착모드로 작동되는 흡착장치에서 상기 ACF 모듈을 냉각시키는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it is provided on one side of the housing, it may be characterized in that it further comprises a cooling means for cooling the ACF module in the adsorption device operated in the adsorption mode.
또한, 냉각수단은 하우징 외면을 감싸는 중공관 형태로 구성되어 내부에 냉각매체를 유동시키는 냉각매체 유동부와, 상기 냉각매체 유동부 일측에 구비되어 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입부와, 상기 냉각매체 유동부 타측에 구비되어 상기 냉각매체가 토출되는 냉각매체 토출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the cooling means is configured in the form of a hollow tube surrounding the outer surface of the housing to flow the cooling medium therein, a cooling medium inlet portion provided at one side of the cooling medium flow unit to introduce the cooling medium, and the cooling It may be characterized in that it comprises a cooling medium discharge unit provided on the other side of the medium flow unit to discharge the cooling medium.
그리고 냉각매체 유동부 내부에 구비되어 상기 냉각매체가 나선유동되도록 가이드 하는 유동가이드부와, 유입되는 상기 냉각매체의 유량을 조절하는 냉각매체조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it further comprises a flow guide unit provided inside the cooling medium flow unit to guide the helical flow of the cooling medium, and a cooling medium control unit for adjusting the flow rate of the introduced cooling medium.
또한, 유입단 측에 구비되어 유입되는 상기 유해가스의 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.In addition, the adsorption device using activated carbon fiber, characterized in that it further comprises a filter provided on the inlet side to remove foreign substances of the introduced harmful gas.
그리고 일측 끝단이 상기 이격공간부 측 각각에 개제되는 연결관과, 상기 연결관 각각이 합류되는 합류관과, 상기 합류관 일측에 구비되는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it comprises one end of the connection pipe interposed on each side of the spaced portion, a confluence pipe to which each of the connection pipes are joined, and a vacuum pump provided on one side of the confluence pipe.
또한, 유입단 전방측에 구비되어 상기 유해가스의 유입을 조절하는 밸브; 및상기 밸브, 상기 전압인가부, 상기 냉각매체 조절부, 및 상기 진공펌프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a valve provided at the front side of the inlet end to control the inflow of the harmful gas; And It may be characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the valve, the voltage applying unit, the cooling medium control unit, and the vacuum pump.
그리고 재생모드로 작동되는 경우, 제어부는 상기 밸브를 닫아 유해가스 유입을 차단하고, 상기 냉각수단의 작동을 중단하며, 상기 전압인가부를 작동시켜 상기 ACF 모듈을 통전하여 가열되도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. And when operated in the regeneration mode, the control unit closes the valve to block the inflow of harmful gas, stops the operation of the cooling means, and controls the ACF module to be heated by energizing the voltage applying unit. I can.
또한 ACF 모듈 측의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서;를 더 포함하고, 흡착모드에서 상기 제어부는 온도센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 냉각매체 조절부를 제어하여 상기 ACF 모듈이 설정된 흡착온도범위를 유지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a temperature sensor that measures the temperature of the ACF module in real time; further comprising, in the adsorption mode, the control unit controls the cooling medium controller based on the value measured by the temperature sensor to set the adsorption temperature range of the ACF module. It can be characterized by maintaining.
그리고 상기 유해가스는, 불소화합물이 포함된 기체인 것을 특징으로 할 수 있다. And the harmful gas may be characterized in that the gas containing a fluorine compound.
또한, 활성탄소섬유는 피치계의 와이어가 뭉쳐진 형태로 구성되며, BET1300, BET1500, 및 A7 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the activated carbon fiber may be configured in a form in which pitch-based wires are agglomerated, and may be characterized in that it is composed of at least one of BET1300, BET1500, and A7.
본 발명의 제2목적은, 앞서 언급한 제 1목적에 따른 흡착장치를 이용한 흡착방법에 있어서, 하우징의 유입단을 통해 유해가스가 유입되는 제1단계; 하우징 내에, 이격공간부를 갖고 배치된 ACF 모듈을 상기 유해가스가 단계적으로 통과하면서 흡착되는 제2단계; 및 복수의 상기 ACF 모듈을 통과한 처리기체가 상기 하우징의 기체배출단을 통해 배출되는 제3단계;를 포함하고, 상기 하우징 외면에 구비된 냉각수단에 의해 상기 ACF 모듈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide an adsorption method using an adsorption device according to the aforementioned first purpose, comprising: a first step of introducing a harmful gas through an inlet end of a housing; A second step in which the noxious gas is adsorbed while passing through the ACF module arranged with a spaced portion in the housing; And a third step of discharging the processed gas passing through the plurality of ACF modules through the gas discharge end of the housing, and cooling the ACF module by a cooling means provided on an outer surface of the housing. It can be achieved as an adsorption method using activated carbon fibers.
그리고 제어부가 상기 냉각수단의 냉각매체 조절부를 제어하여 냉각매체 유동부로 유입되는 냉각매체의 유량을 조절하여 흡착모드에서 상기 ACF가 설정된 흡착온도로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the control unit may control the cooling medium control unit of the cooling means to control the flow rate of the cooling medium flowing into the cooling medium flow unit so that the ACF is maintained at a set adsorption temperature in the adsorption mode.
또한, 흡착모드에서 재생모드로 전환되는 경우, 밸브를 닫고, 냉각수단의 구동을 정지하는 제4단계; 전압인가부를 통해 ACF 모듈을 통전시키는 제5단계; 상기 ACF 모듈의 활성탄소섬유가 가열되어 흡착된 유해가스가 탈착되어 이격공간부로 토출되는 제6단계; 및 진공펌프에 의해 상기 유해가스가 연결관, 합류관을 통해 배출되는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, when switching from the adsorption mode to the regeneration mode, a fourth step of closing the valve and stopping driving of the cooling means; A fifth step of energizing the ACF module through a voltage application unit; A sixth step in which the activated carbon fiber of the ACF module is heated and the adsorbed harmful gas is desorbed and discharged to the spaced space; And a seventh step of discharging the harmful gas through a connection pipe and a confluence pipe by a vacuum pump.
그리고 재생이 완료되어 흡착모드로 재전환되는 경우, 전압인가부, 진공펌프의 구동을 정지하고, 밸브를 열고 냉각수단을 작동시키고 상기 제1 내지 제3단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법.And when the regeneration is complete and re-switched to the adsorption mode, the voltage application unit and the vacuum pump are stopped, the valve is opened, the cooling means is operated, and the first to third steps are performed. Adsorption method using.
본 발명의 제3목적은 흡착시스템에 있어서, 각각이 독립적으로 병렬로 연결된 복수의 제1목적에 따른 흡착장치; 상기 흡착장치 각각의 유입단 측에 구비되는 밸브; 및 흡착모드로 작동시킬 흡착장치의 밸브를 개방하고, 재생모드로 작동될 흡착장치의 밸브를 닫도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is an adsorption system comprising: a plurality of adsorption devices according to the first purpose, each independently connected in parallel; A valve provided at an inlet end of each of the adsorption devices; And a control unit for controlling to open a valve of the adsorption device to be operated in the adsorption mode and close the valve of the adsorption device to be operated in the regeneration mode. It can be achieved as an adsorption system using activated carbon fibers.
본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치 및 흡착방법에 따르면, 피치계 활성탄소섬유(active carbon fiber)를 이용하여 유해가스를 흡착하고 흡착모드에서 하우징 외면에 구비된 냉각수단에 의해 흡착효율을 향상시킬 수 있고, 재생모드시 전압인가부에 의한 통전을 통해 별도의 수증기 투입 등의 비대한 가열수단 없이 신속하게 ACF 가열하여 재생시킬 수 있는 효과를 갖는다. According to the adsorption device and adsorption method using activated carbon fibers according to an embodiment of the present invention, harmful gases are adsorbed by using a pitch-based active carbon fiber, and in the adsorption mode, by a cooling means provided on the outer surface of the housing. Adsorption efficiency can be improved, and in the regeneration mode, ACF can be quickly heated and regenerated without an enormous heating means such as additional steam injection through energization by a voltage application unit.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡착모드에서의 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재생모드에서의 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법의 흐름도,
도 6은 다양한 소재에 대한 TGA 분석 그래프,
도 7은 BET1300에 대한 연속실험 그래프,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템의 단면도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited to the matters described in such drawings. It is limited and should not be interpreted.
1 is a cross-sectional view of an adsorption device using activated carbon fibers according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of an adsorption device using activated carbon fibers in an adsorption mode according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of an adsorption device using activated carbon fibers in a regeneration mode according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram showing a signal flow of a control unit according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart of an adsorption method using activated carbon fibers according to an embodiment of the present invention,
6 is a TGA analysis graph for various materials,
7 is a graph of continuous experiments for BET1300,
8 is a cross-sectional view of an adsorption system using activated carbon fibers according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to the manufacturing process. For example, an area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of a device region and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not largely related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration and function of the
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)는 전체적으로 하우징(10), 복수의 ACF 모듈(30), 전압인가부(60), 냉각수단(20) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. As shown in Fig. 1, the
하우징(10)은 흡착장치(100)의 본체로서, 중공관 형태를 가질 수 있으며, 일측에 유해가스가 유입되는 기체유입단(11)과, 타측에 흡착처리된 기체가 배출되는 기체배출단(12)이 구비된다. The
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 하우징(10) 내부에는 길이방향을 따라 복수의 ACF 모듈(30)이 구비되게 된다. 이러한 ACF 모듈(30)은 하우징(10) 내에 구비되어 유해가스를 흡착하고, 활성탄소섬유(32)와, 활성탄소섬유(32) 양단 각각에 접촉되는 전극판(31)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, a plurality of
유해가스는 불소계화합물이 포함된 기체, 악취, VOC, SOx, NOx 등을 포함할 수 있다. Noxious gases may include gases containing fluorine-based compounds, odors, VOCs, SOx, NOx, and the like.
본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유(32)는 피치계의 와이어가 솜 뭉치와 같이 뭉쳐진 형태로 구성되며, BET1300, BET1500, 및 A7 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. The activated
또한, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유(32)에 의해 흡착되는 대상물질은 불화가스 계열이며, 구체적으로 탄소(C), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 원자들로 구성되는 다양한 분자들일 수 있다. 또한 일례로, 클로로플루오로카본(CFCs), 하이드로클로로플루오로카본(HCFCs) 및 하이드로플루오로카본(HFCs) 등일 수 있다. In addition, the target material adsorbed by the activated
그리고 ACF 모듈(30)은 이격공간부(40)를 갖도록 하우징(10)의 길이방향으로 복수로 배열되고, 전극판(31)은 타공판 또는 매쉬 형태로 구성된다. 따라서 기체유입단(11)으로 유입된 유해가스는 ACF 모듈(30)을 연속적, 단계적으로 통과하면서 흡착되게 된다. And the
그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 하우징(10)에 냉각수단(20)이 포함됨을 알 수 있다. 이러한 냉각수단(20)은 흡착모드에서 작동되어 ACF 모듈(30)을 냉각시키게 된다. And, as shown in Figure 1, it can be seen that the cooling means 20 is included in the
이러한 냉각수단(20)은 하우징(10)의 외면에 특정간격 이격된 중공관 형태의 냉각매체 유동부(21)와, 냉각매체 유동부(21) 일측에 구비되어 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입부(22)와, 냉각매체 유동부(21) 타측에 구비되어 상기 냉각매체가 토출되는 냉각매체 토출부를 포함하여 구성될 수 있다. This cooling means 20 is provided on the outer surface of the
따라서 유입부(22)를 통해 유입된 냉각매체가 냉각매체 유동부(21)를 유동하면서 하우징(10) 내의 ACF 모듈(30)을 냉각하고, 토출부를 통해 배출되게 된다. Accordingly, the cooling medium introduced through the
이러한 냉각수단(20)에 의해 흡착모드의 흡착장치(100)를 냉각하게 됨으로써, 흡착효율을 향상시킬 수 있게 된다. By cooling the
또한 본 발명의 실시예에서는 열교환효율을 향상시키기 위해 냉각매체 유동부(21)의 내부에 복수의 유동가이드부(24)가 설치되어 냉각매체가 나선형태로 흐르면서 유동되도록 구성될 수 있다. 그리고 냉각매체 유입부(22) 전단 측에 냉각매체 조절부(25)를 구비하여 유입되는 냉각매체의 유량을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. In addition, in an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of
그리고 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기체유입단(11) 측에 필터(13)가 구비되어 유입되는 유해가스의 이물질을 여과하도록 구성될 수 있다. And the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극판(31)과 연결되어 활성탄소섬유(32)를 통전시켜 가열하기 위한 전압인가부(60)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. In addition, the
그리고 일측 끝단 각각이 이격공간부(40) 측 각각에 개제되는 연결관(50)과, 이러한 연결관(50) 각각이 합류되는 합류관(51)과, 합류관(51) 일측에 구비되는 진공펌프(52)를 포함하여 구성될 수 있다. And one end of each of the connecting
또한, 기체 유입단(11) 전방측에 밸브(80)가 구비되어 유해가스의 유입을 조절할 수 있으며, 제어부(70)는 이러한 밸브(80), 상기 전압인가부(60), 상기 냉각매체 조절부(25), 및 상기 진공펌프(52)의 작동을 제어하도록 구성된다. In addition, a
재생모드로 작동되는 경우, 제어부(70)는 밸브(80)를 닫아 유해가스 유입을 차단하고, 냉각수단(20)의 작동을 중단하며, 전압인가부(60)를 작동시켜 ACF 모듈(30)을 통전하여 가열되도록 제어하게 된다. When operating in the regeneration mode, the
또한, 온도센서(71)를 구비하여, ACF 모듈(30) 측의 온도를 실시간으로 측정할 수 있고, 흡착모드에서 제어부(70)는 온도센서(71)에서 측정된 값을 기반으로 냉각매체 조절부(25)를 제어하여 ACF 모듈(30)이 설정된 흡착온도범위를 유지하도록 할 수 있다. In addition, with a
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡착모드에서의 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재생모드에서의 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(70)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method of operating the
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100)가 흡착모드로 작동되는 상태에서, 전압인가부(60)와, 진공펌프(52)는 작동되지 않으며, 냉각수단(20)이 작동되고, 밸브(80)는 개방되게 된다. First, as shown in FIG. 2, in a state in which the
밸브(80)가 개방되어 있으므로, 유해가스가 하우징(10)의 기체유입단(11) 측으로 유입되게 되며(S1), 먼저, 필터(13)에 의해 이물질이 여과되어 ACF 모듈(30) 측을 통과하게 된다. Since the
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 ACF 모듈(30)은 하우징(10) 내에서 이격공간부(40)를 가지고 서로 이격되어 길이방향으로 배치되며, 유입된 유해가스는 이러한 복수의 ACF 모듈(30)을 단계적, 연속적으로 통과하면서 흡착되게 된다(S3). As mentioned above, the
그리고 흡착처리된 처리가스가 기체배출단(12)을 통해 배출되게 된다(S4). In addition, the processed gas subjected to the adsorption treatment is discharged through the gas discharge end 12 (S4).
이러한 흡착모드에서 냉각수단(20)이 작동되게 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 냉각수단(20)은 하우징(10)의 외측에 결합되며, 내부에 냉각매체가 유동되는 냉각매체 유동부(21)를 포함하여 구성된다. 냉각매체 유입부(22)를 통해 유입된 냉각매체는 유동가이드부(24)를 통해 하우징(10) 외측 길이방향으로 나선유동되면서 하우징(10) 내의 ACF 모듈(30)을 냉각하고 냉각매체 배출부(23)를 통해 배출되게 된다. In this adsorption mode, the cooling means 20 is operated. As mentioned above, the cooling means 20 is coupled to the outside of the
이때, 온도센서(71)를 통해 하우징(10) 내의 온도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 제어부(70)는 이러한 온도센서(71)에서 측정된 온도값을 기준으로 냉각매체 조절부(25)를 통해 냉각매체의 유량을 제어하여 ACF 모듈(30)이 설정된 흡착온도범위를 유지하도록 조절할 수 있다. At this time, the temperature in the
그리고 이러한 흡착모드의 흡착장치(100)를 재생모드로 전환하게 되는 경우(S5), 제어부(70)는 밸브(80)를 닫고, 냉각수단(20)의 작동을 중단시키고, 전압인가부(60)와 진공펌프(52)의 구동이 시작되도록 제어하게 된다(S6). And when the
ACF 모듈(30) 각각의 전극판(31)에 연결된 전압인가부(60)가 가동됨에 따라 ACF 모듈(30)의 활성탄소섬유(32)가 통전되어 가열되게 된다(S7). 가열에 의해 탈착 온도에 도달하게 되면, 흡착되었던 유해가스성분이 탈착되어 이격공간부(40)로 토출되게 된다(S8). As the
진공펌프(52)의 가동에 따라 이격공간부(40)로 토출된 유해가스성분은 연결관(50)과, 합류관(51)을 통해 배출되게 된다(S9).According to the operation of the
그리고 탈착, 재생이 완료되어 다시 흡착모드로 전환(S10)하게 되는 경우, 제어부(70)는 전압인가부(60)와 진공펌프(52)의 작동을 중단하고, 밸브(80)를 개방하고 냉각수단(20)을 작동시켜(S11) 다시 하우징(10) 내로 유해가스를 유입시켜 흡착을 진행할 수 있다. And when the desorption and regeneration is completed and the operation is switched back to the adsorption mode (S10), the
이때, 밸브(80)를 개방하기 전에 먼저, 가열된 하우징(10)을 냉각수단(20)을 통해 냉각하여 하우징(10) 내의 ACF 모듈(30)이 설정된 흡착범위온도에 도달한 후, 밸브(80)를 개방하여 흡착을 시작하도록 할 수 있다. At this time, before opening the
도 6은 다양한 소재에 대한 TGA 분석 그래프를 도시한 것이고, 도 7은 BET1300에 대한 연속실험 그래프를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, BET1300, BET1500, A7, Active Carbon, A15, A20를 하여 양단에 타공판 형태의 전극판(31)을 접촉하여 흡착과 탈착 과정을 나타낸 것으로 흡착효율은 BET1300, BET1500, A7이 높음을 알 수 있고, 50분 경과 후 전압인가부(60)를 구동하여 통전, 가열하게 되는 경우 약 10 ~ 12분정도의 시간 내에 탈착이 완료되어 통전에 따른 탈착효율이 높음을 알 수 있다. 또한, 흡착효율이 가장 좋은 BET1300은 도 7에 도시된 바와 같이, 연속실험에 의해서도 흡착효율, 탈착속도가 크게 감소되지 않음을 알 수 있다. 6 shows a graph of TGA analysis for various materials, and FIG. 7 shows a graph of a continuous experiment for BET1300. As shown in Fig. 6, BET1300, BET1500, A7, Active Carbon, A15, A20 are used to contact the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템(200)의 단면도를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡착시스템(200)은 앞서 언급한 흡착장치(100)를 단위모듈로 하여 서로 병렬로 연결하여 설치될 수 있음을 알 수 있다. 8 is a cross-sectional view of an
즉, 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템(200)은 앞서 언급한 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치(100) 각각이 독립적으로 병렬로 연결된 구조로 구성될 수 있다. 그리고 이러한 흡착장치(100) 각각의 기체 유입단(11) 측에 밸브(80)가 구비되게 되며, 제어부(70)는 흡착모드로 작동시킬 흡착장치(100)의 밸브(80)를 개방하고, 재생모드로 작동될 흡착장치(100)의 밸브(80)를 닫도록 제어하게 된다. 즉, 제어부(70)는 복수의 흡착장치(100) 각각을 제어하게 되며, 앞서 언급한 바와 같이, 흡착모드로 작동되는 흡착장치(100)에 대해서는 밸브(80) open, 냉각수단(20) on, 전압인가부(60) off, 진공펌프(52) off가 되도록 제어하고, 재생모드로 작동되는 흡착장치(100)에 대해서는 밸브(80) close, 냉각수단(20) off, 전압인가부(60) on, 진공펌프(52) on이 되도록 제어하게 된다. That is, the
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method are not limitedly applicable to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications can be made. It can also be configured.
10:하우징
11:기체유입단
12:기체배출단
13:필터
20:냉각수단
21:냉각매체 유동부
22:냉각매체 유입부
23:냉각매체 배출부
24:유동가이드부
25:냉각매체 조절부
30:ACF모듈
31:전극판
32:활성탄소섬유
40:이격공간부
50:연결관
51:합류관
52:진공펌프
60:전압인가부
70:제어부
71:온도센서
80:밸브
100:활성탄소섬유를 이용한 흡착장치
200:활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템10: housing
11: Gas inflow end
12: gas emission stage
13: filter
20: cooling means
21: cooling medium flow section
22: cooling medium inlet
23: cooling medium discharge part
24: flow guide part
25: cooling medium control unit
30:ACF module
31: electrode plate
32: activated carbon fiber
40: separation space
50: connector
51: Union pipe
52: vacuum pump
60: voltage application part
70: control unit
71: temperature sensor
80: valve
100: adsorption device using activated carbon fiber
200: Adsorption system using activated carbon fiber
Claims (18)
유해가스가 유입되는 유입단과, 흡착처리 기체가 배출되는 배출단을 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되어 상기 유해가스를 흡착하고, 활성탄소섬유와, 상기 활성탄소섬유 양단 각각에 접촉되는 전극판을 갖는 ACF 모듈; 전극판과 연결되어 상기 활성탄소섬유를 통전시키는 전압인가부; 및 상기 하우징 일측에 구비되어, 흡착모드로 작동되는 흡착장치에서 상기 ACF 모듈을 냉각시키는 냉각수단;을 포함하고,
상기 ACF 모듈은 이격공간부를 갖도록 상기 하우징의 길이방향으로 복수로 배열되고, 상기 전극판은 타공판 또는 매쉬 형태로 구성되며,
상기 냉각수단은, 상기 하우징 외면을 감싸는 중공관 형태로 구성되어 내부에 냉각매체를 유동시키는 냉각매체 유동부와, 상기 냉각매체 유동부 일측에 구비되어 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입부와, 상기 냉각매체 유동부 타측에 구비되어 상기 냉각매체가 토출되는 냉각매체 토출부와, 상기 냉각매체 유동부 내부에 구비되어 상기 냉각매체가 나선유동되도록 가이드 하는 유동가이드부와, 유입되는 상기 냉각매체의 유량을 조절하는 냉각매체조절부를 포함하고,
일측 끝단이 상기 이격공간부 측 각각에 개제되는 연결관과, 상기 연결관 각각이 합류되는 합류관과, 상기 합류관 일측에 구비되는 진공펌프를 포함하여, 재생모드시 상기 ACF 모듈의 활성탄소섬유가 가열되어 흡착된 유해가스가 탈착되어 이격공간부로 토출된 후, 진공펌프에 의해 상기 유해가스가 연결관, 합류관을 통해 배출되며,
상기 ACF 모듈 측의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서와, 흡착모드에서 상기 온도센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 냉각매체 조절부를 제어하여 상기 ACF 모듈이 설정된 흡착온도범위를 유지하도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
In the adsorption device,
A housing having an inlet end through which noxious gas is introduced and an outlet end through which the adsorption treatment gas is discharged; And an ACF module provided in the housing to adsorb the harmful gas, and having an activated carbon fiber and an electrode plate contacting each of both ends of the activated carbon fiber. A voltage application part connected to the electrode plate to energize the activated carbon fiber; And a cooling means provided on one side of the housing and cooling the ACF module in an adsorption device operated in an adsorption mode,
The ACF module is arranged in plural in the longitudinal direction of the housing so as to have a spaced portion, and the electrode plate is composed of a perforated plate or a mesh shape,
The cooling means includes a cooling medium flow unit configured in the form of a hollow tube surrounding the outer surface of the housing to flow a cooling medium therein, a cooling medium inlet provided at one side of the cooling medium flow unit and into which the cooling medium flows, and the A cooling medium discharge part provided on the other side of the cooling medium flow part to discharge the cooling medium, a flow guide part provided inside the cooling medium flow part to guide the cooling medium to spiral flow, and a flow rate of the cooling medium introduced Including a cooling medium control unit for adjusting the,
The activated carbon fiber of the ACF module in the regeneration mode, including a connection pipe having one end interposed on each side of the spaced portion, a confluence pipe to which each of the connection pipes join, and a vacuum pump provided on one side of the confluence pipe. Is heated and adsorbed harmful gas is desorbed and discharged to the spaced space, and then the harmful gas is discharged through the connection pipe and the confluence pipe by a vacuum pump,
A temperature sensor that measures the temperature of the ACF module in real time, and a control unit that controls the cooling medium controller based on the value measured by the temperature sensor in the adsorption mode to maintain the set adsorption temperature range of the ACF module. Adsorption device using activated carbon fiber, characterized in that.
상기 유입단 측에 구비되어 유입되는 상기 유해가스의 이물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
The method of claim 1,
Adsorption device using activated carbon fiber, characterized in that it further comprises a filter provided on the inlet side to remove foreign substances of the introduced harmful gas.
상기 유입단 전방측에 구비되어 상기 유해가스의 유입을 조절하는 밸브를 포함하고,
상기 제어부는 상기 밸브, 상기 전압인가부, 상기 냉각매체 조절부, 및 상기 진공펌프의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
The method of claim 1,
It is provided at a front side of the inlet end and includes a valve for controlling the inflow of the harmful gas,
The control unit is an adsorption device using activated carbon fiber, characterized in that to control the operation of the valve, the voltage applying unit, the cooling medium control unit, and the vacuum pump.
재생모드로 작동되는 경우, 제어부는 상기 밸브를 닫아 유해가스 유입을 차단하고, 상기 냉각수단의 작동을 중단하며, 상기 전압인가부를 작동시켜 상기 ACF 모듈을 통전하여 가열되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
The method of claim 9,
When operating in the regeneration mode, the control unit closes the valve to block the inflow of harmful gas, stops the operation of the cooling means, and controls the ACF module to be heated by energizing the voltage applying unit. Adsorption device using carbon fiber.
상기 유해가스는, 불소계화합물이 포함된 기체, 악취, VOC, SOx, NOx 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
The method of claim 1,
The harmful gas is an adsorption device using activated carbon fibers, characterized in that at least one of a gas containing a fluorine-based compound, odor, VOC, SOx, and NOx.
상기 활성탄소섬유는 피치계의 와이어가 뭉쳐진 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착장치.
The method of claim 1,
The activated carbon fiber is an adsorption device using activated carbon fiber, characterized in that the pitch-based wire is formed in a bundle.
하우징의 유입단을 통해 유해가스가 유입되는 제1단계;
하우징 내에, 이격공간부를 갖고 배치된 ACF 모듈을 상기 유해가스가 단계적으로 통과하면서 흡착되는 제2단계; 및
복수의 상기 ACF 모듈을 통과한 처리기체가 상기 하우징의 기체배출단을 통해 배출되는 제3단계;를 포함하고,
상기 하우징 외면에 구비된 냉각수단에 의해 상기 ACF 모듈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법.
In the adsorption method using the adsorption device according to any one of claims 1, 7, 9, 10, 12 and 13,
A first step in which noxious gas is introduced through the inlet end of the housing;
A second step in which the noxious gas is adsorbed while passing through the ACF module arranged with a spaced portion in the housing; And
A third step of discharging the processed gas passing through the plurality of ACF modules through the gas discharge end of the housing; including,
Adsorption method using activated carbon fiber, characterized in that cooling the ACF module by a cooling means provided on the outer surface of the housing.
제어부가 상기 냉각수단의 냉각매체 조절부를 제어하여 냉각매체 유동부로 유입되는 냉각매체의 유량을 조절하여 흡착모드에서 상기 ACF가 설정된 흡착온도로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법.
The method of claim 14,
Adsorption method using activated carbon fibers, characterized in that the control unit controls the cooling medium control unit of the cooling means to control the flow rate of the cooling medium flowing into the cooling medium flow unit so that the ACF is maintained at a set adsorption temperature in the adsorption mode. .
흡착모드에서 재생모드로 전환되는 경우,
밸브를 닫고, 냉각수단의 구동을 정지하는 제4단계;
전압인가부를 통해 ACF 모듈을 통전시키는 제5단계;
상기 ACF 모듈의 활성탄소섬유가 가열되어 흡착된 유해가스가 탈착되어 이격공간부로 토출되는 제6단계; 및
진공펌프에 의해 상기 유해가스가 연결관, 합류관을 통해 배출되는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법.
The method of claim 15,
When switching from adsorption mode to regeneration mode,
A fourth step of closing the valve and stopping driving of the cooling means;
A fifth step of energizing the ACF module through a voltage application unit;
A sixth step in which the activated carbon fiber of the ACF module is heated and the adsorbed harmful gas is desorbed and discharged to the spaced space; And
A seventh step in which the harmful gas is discharged through a connection pipe and a confluence pipe by a vacuum pump.
재생이 완료되어 흡착모드로 재전환되는 경우,
전압인가부, 진공펌프의 구동을 정지하고, 밸브를 열고 냉각수단을 작동시키고 상기 제1 내지 제3단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착방법.
The method of claim 16,
When regeneration is complete and re-switching to adsorption mode,
An adsorption method using activated carbon fibers, characterized in that the voltage application unit and the vacuum pump are stopped, the valve is opened, the cooling means is operated, and the first to third steps are performed.
각각이 독립적으로 병렬로 연결된 복수의 제 1항, 제 7항, 제 9항, 제 10항, 제 12항 및 제 13항 중 어느 한 항에 따른 흡착장치;
상기 흡착장치 각각의 유입단 측에 구비되는 밸브; 및
흡착모드로 작동시킬 흡착장치의 밸브를 개방하고, 재생모드로 작동될 흡착장치의 밸브를 닫도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 흡착시스템.
In the adsorption system,
A plurality of adsorption devices according to any one of claims 1, 7, 9, 10, 12 and 13 each independently connected in parallel;
A valve provided at an inlet end of each of the adsorption devices; And
An adsorption system using activated carbon fibers comprising: a control unit for controlling to open a valve of the adsorption device to be operated in the adsorption mode and close the valve of the adsorption device to be operated in the regeneration mode.
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