KR102217708B1 - 공기 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

공기 처리 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102217708B1
KR102217708B1 KR1020197002609A KR20197002609A KR102217708B1 KR 102217708 B1 KR102217708 B1 KR 102217708B1 KR 1020197002609 A KR1020197002609 A KR 1020197002609A KR 20197002609 A KR20197002609 A KR 20197002609A KR 102217708 B1 KR102217708 B1 KR 102217708B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
air treatment
treatment unit
delete delete
reaction vessel
Prior art date
Application number
KR1020197002609A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190023099A (ko
Inventor
마라트 마얀
우리 스토인
요엘 사손
도론 웨인펠드
Original Assignee
살라만드라 존 엘티디.
이섬 리서치 디벨러프먼트 컴파니 오브 더 히브루 유니버시티 오브 예루살렘 엘티디.
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
Application filed by 살라만드라 존 엘티디., 이섬 리서치 디벨러프먼트 컴파니 오브 더 히브루 유니버시티 오브 예루살렘 엘티디. filed Critical 살라만드라 존 엘티디.
Priority to KR1020207020891A priority Critical patent/KR102257652B1/ko
Publication of KR20190023099A publication Critical patent/KR20190023099A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102217708B1 publication Critical patent/KR102217708B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/04—Tracheal tubes
    • A61M16/0488—Mouthpieces; Means for guiding, securing or introducing the tubes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/06—Respiratory or anaesthetic masks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00—Respiratory apparatus
    • A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/8646—Simultaneous elimination of the components
    • B01D53/8653—Simultaneous elimination of the components characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/02—Cages, i.e. cars
    • B66B11/0226—Constructional features, e.g. walls assembly, decorative panels, comfort equipment, thermal or sound insulation
    • B66B11/024—Ventilation systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/117—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using wet filtering
    • F24F8/133—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using wet filtering by direct contact with liquid, e.g. with sprayed liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
    • F24F8/167—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using catalytic reactions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
    • A61M2202/0225—Carbon oxides, e.g. Carbon dioxide
    • A61M2202/0233—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/106—Peroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/302—Alkali metal compounds of lithium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045—Hydrochloric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/93—Toxic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Abstract

공기 처리 유닛은 처리를 위한 투입 공기 흐름를 수취하기 위한 공기 입구 및 수성 공기 처리 용액을 수용하도록 구성된 반응 용기를 포함할 수 있다. 공기 처리 유닛은 또한 공기 입구와 유체 접속된 공기 분산 요소를 포함할 수 있고, 여기서 공기 분산 요소는 투입 공기 흐름의 적어도 일부를 수성 공기 처리 용액 내에 도입하기 위한 복수의 미세기포로 변환시켜 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 수성 공기 처리 용액과의 반응을 통해 감소되도록 구성된다. 이 유닛은 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출하도록 구성된 공기 출구를 포함할 수 있다.

Description

공기 처리 시스템 및 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2016년 6월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/355,375 호의 우선권의 이익을 주장하며, 또한 2016년 12월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/439,511 호의 우선권의 이익을 주장한다. 전술한 출원은 모두 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 공기를 처리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 수성 공기 처리 용액을 통해 복수의 미세기포를 분산시킴으로써 어떤 양의 처리된 공기로부터 하나 이상의 목표 가스 종의 양을 감소시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배경 정보
일부의 상황에서, 독성 가스, 예를 들면, 유기 가스, 유기 증기, 유기 미스트 등의 존재 또는 생성의 결과로 공기 공급원이 오염될 수 있다. 또한, 공기의 공급원은 표준 대기 조건으로부터 벗어나는 미립자 물질 또는 가스의 양(예를 들면, 가스 종의 분압)의 관점에서 호흡에 적합하지 않거나 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 조건은, 예를 들면, 특히 건물과 같은 폐쇄된 환경에서의 화재 발생의 결과로서 발생될 수 있다. 특히, 화재는 호흡에 유해할 수 있는 미립자 물질, 연기, 및 탄소계의 종(예를 들면, 일산화탄소, 이산화탄소 등)의 레벨의 상승에 기여할 수 있다.
방화 시스템은 통상적으로 기존의 배수(water distribution) 시스템을 확장한 것이다. 이러한 시스템은 많은 상황(예를 들면, 고층 건물의 화재)에서 부적절할 수 있다. 또한, 방화 시스템에서 배관, 스프링클러 헤드 및 유압장치(설계 사양에 물을 공급하는 시스템의 능력)가 열화되어, 화재 안전 설비의 성능을 저하시킬 수 있다. 이러한 열화는 식수 배수원(water distribution source)을 포함하는 배수원으로부터 공급되는 물의 질에 기인될 수 있다.
물을 기반으로 하는 안전 시스템에 대한 의존도를 줄이는 화재 안전 설비가 필요하다. 호흡에 부적절하거나 바람직하지 않은 공기를 발생시키는 화재 또는 기타 조건에 의해 생성되는 오염된 공기의 위험을 완화시킬 수 있는 설비가 또한 필요하다.
오염된 공기로부터 보호하면 화재 또는 기타 상황에 처한 개인은 그 상황으로부터 탈출하기 위한 시간 및 능력을 더 가질 수 있다(예를 들면, 건물 내의 거주자 또는 근로자는 안전하게 소개하기 위한 더 많은 시간을 가질 수 있고, 이를 위해 기존 시설(엘리베이터)을 사용할 수 있다). 본 개시의 실시형태 및 그 호흡에 안전한 공기를 제공하는 능력에 의해 실현될 수 있는 이러한 보호는 위험한 공기 상황 중에 현장에 머물러야 하는 개인(예를 들면, 건물 제어실 요원, 소방관 등)을 보호할 수 있다. 본 개시의 실시형태는 화재에 의해 생성된 하나 이상의 가스 종 또는 미립자를 제거하기 위해 공기를 처리하는데 효과적일 수 있다. 그러나 본 개시의 실시형태는 공기의 특성을 변화시키기 위해 임의의 환경으로부터의 (예를 들면,목표 가스 종의 수준을 저하시키고, 탄소 함유 종의 주준을 저하시키고, 미립자의 수준을 저하시키고, 생물학적 제제의 수준을 저하시키고, 독성 성분의 수준을 저하시키는 등) 공기를 처리하기 위해 유용할 수도 있다.
공기 처리 유닛은 처리를 위한 투입 공기 흐름을 수취하기 위한 공기 입구 및 수성 공기 처리 용액을 수용하도록 구성된 반응 용기를 포함할 수 있다. 공기 처리 유닛은 또한 공기 입구와 유체 접속된 공기 분산 요소 흐름을 포함할 수 있고, 여기서 공기 분산 요소는 투입 공기 흐름의 적어도 일부를 수성 공기 처리 용액 내에 도입하기 위한 복수의 미세기포로 변환시켜 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 수성 공기 처리 용액과의 반응을 통해 감소되도록 구성된다. 이 유닛은 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출시키도록 구성된 공기 출구를 포함할 수 있다.
공기 처리 유닛으로 공기를 처리하는 방법은 반응 용기의 공기 입구 내로 처리될 공기를 유입시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 반응 용기는 과산화수소 및 알칼리 수산화물의 혼합물을 포함하는 공기 처리 용액을 포함한다. 이 방법은 또한 공기 분산 요소를 사용하여 처리될 공기의 흐름의 적어도 일부를 복수의 미세기포로 변환시키는 단계; 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 공기 처리 용액 중 하나 이상의 성분과의 반응을 통해 감소되도록 공기 처리 용액 내로 미세기포를 도입하는 단계; 및 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 후술하는 상세한 설명은 예시적 및 설명적인 것에 불과하고 청구범위를 제한하지 않는다.
본 개시에 포함되는 그리고 본 개시의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 다양한 개시된 실시형태를 예시한다.
도 1은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛의 개략도이다.
도 2는 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 분산 요소의 개략도를 제공한다.
도 3은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛의 사시도를 제공한다.
도 4는 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛을 포함하는 공기 처리 시스템의 사시도를 제공한다.
도 5는 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛을 포함하는 공기 처리 시스템의 다른 사시도를 제공한다.
도 6은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 다른 열촉매 변환기의 개략도를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 열촉매 변환기의 절제 사시도를 제공한다.
도 8은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 엘리베이터 시스템를 포함하는 공기 처리 시스템의 개략도를 제공한다.
도 9는 예시적인 개시된 실시형태에 따른 개인용 호흡기 시스템의 개략도를 제공한다.
다음이 상세한 설명을 첨부된 도면을 참조한다. 가능하면, 도면 및 이하의 설명에서 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 동일한 참조번호가 사용된다. 여러가지 예시적인 실시형태가 본 명세서에 기술되어 있으나, 수정, 적응 및 다른 구현이 가능하다. 예를 들면, 도면에 예시된 구성요소에 대해 대체, 추가 또는 수정이 이루어질 수 있고, 본 명세서에 기술된 예시적인 방법은 개시된 방법에 대한 대체, 재정렬, 제거 또는 추가 단계에 의해 수정될 수 있다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 개시된 실시형태 및 실시예에 한정되지 않는다. 대신, 첨부된 청구범위에 의해 적절한 범위가 정의된다.
공기 처리 유닛은 본 개시의 실시형태의 중심 구성요소의 역할을 할 수 있다. 도 1은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛(100)의 블록도를 제공한다. 공기 처리 유닛(100)은 처리용 투입 공기 흐름을 수취하기 위한 공기 입구(102)를 포함할 수 있다. 공기 처리 유닛(100)은 또한 수성 공기 처리 용액을 수용하도록 구성된 반응 용기(104)를 포함한다. 공기 분산 요소(106)는 (예를 들면, 직접 유동 접속을 통해, 또는 하나 이상의 개재 도관, 처리 요소, 펌프, 또는 공기의 유동을 가능하게 하는 임의의 다른 장치 또는 유닛을 통해) 공기 입구와 유체 접속될 수 있다. 공기 분산 요소(106)는 투입 공기 흐름의 적어도 일부를 수성 공기 처리 용액(110) 내에 도입하기 위한 복수의 미세기포(108)로 변환시키도록 구성될 수 있고, 이것은 수성 공기 처리 용액과의 반응을 통해 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 미세기포는 1 밀리미터 미만의 직경으르 갖는 처리될 공기의 임의의 기포를 지칭할 수 있다. 공기 처리 유닛(100)은 또한 반응 용기(104)로부터 처리된 공기를 배출하도록 구성된 공기 출구(112)를 포함할 수 있다.
공기 분산 요소(106)는 처리될 투입 공기 흐름를 수용하기 위한, 그리고 처리될 공기의 적어도 일부를 복수의 미세기포(108)의 형태로 반응 용기(104)에 제공하기 위한 임의의 적절한 구조를 포함할 수 있다. 도 2는 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 분산 요소(106)의 개략 평면도를 제공한다. 도시된 바와같이, 공기 분산 요소(106)는 반응 용기(104) 내로 미세기포(108)를 토출하기 위한 복수의 구멍(202)을 포함할 수 있다.
복수의 구멍(202)은 임의의 적절한 크기 또는 형상을 포함할 수 있고, 원하는 특성을 갖는 미세기포를 제공하도록 임의의 적절한 분포 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 공기 분산 요소(106)의 구멍의 크기(예를 들면, 직경)는 반응 용기(104)에서 생성되는 미세기포의 직경과 관련될 수 있다. 구멍의 크기가 증가함에 따라 미세기포의 크기도 증가할 수 있다. 또한, 공기 분산 요소(106) 상의 복수의 구멍의 분포 패턴은 미세기포(108)가 상호작용하는지의 여부 및 상호작용하는 방법에 기여할 수 있다. 서로 더 근접해 있는 구멍은 더 멀리 이격되어 있는 구멍에 비해 더 많은 수의 미세기포-미세기포의 충돌을 일으킬 수 있다. 또한, 더 근접해 있는 구멍은 미세기포들 사이의 더 많은 병합을 일으킬 수 있고, 이는 이용가능한 반응 표면적과 기포 체적 사이의 비율을 감소시킴으로써 반응 효율을 크게 감소시킬 수 있다.
일부의 실시형태에서, 복수의 구멍은 0.5 마이크론 내지 500 마이크론의 평균 직경을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 복수의 구멍은 10 마이크론 내지 100 마이크론의 평균 직경을 가질 수 있다.
구멍 간격에 관하여, 일부의 실시형태는 복수의 구멍의 평균 직경의 2 배 내지 30 배인 평균 거리만큼 서로 분리된 공기 분산 요소(106) 내의 복수의 구멍을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 복수의 구멍은 복수의 구멍의 평균 직경의 6 배 내지 8 배인 평균 거리만큼 서로 분리될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 복수의 구멍은 1 제곱 센티미터 당 1 개 내지 100 개의 구멍의 분포 밀도로 공기 분산 요소(106)의 적어도 일부에 걸쳐 분포될 수 있다. 다른 실시형태에서, 복수의 구멍은 1 제곱 센티미터 당 3 개 내지 7 개의 구멍의 분포 밀도로 공기 분산 요소(106)의 적어도 일부에 걸쳐 분포될 수 있다.
이러한 직경 범위, 분리 거리, 및/또는 분포 거리는 공기 처리 유닛(100)의 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 전술한 범위 내의 크기, 간격 및 분포의 구멍은 처리될 공기의 높은 작업 유량(예를 들면, 300 리터/분 내지 600 리터/분 또는 그 이상)과 같은 이익을 제공할 수 있고, 1 밀리미터를 초과하는 직경을 갖는 기포에 비해, 또는 더 멀리 이격된 기포(유량을 감소시키는 경향이 있음)에 비해, 또는 더 근접한 기포(기포-기포간 충돌을 더 많이 유발함으로써 기포들을 더 큰 기포로 병합시키고, 이는 이용가능한 전체 반응 표면적을 감소시킴)에 비해, 예를 들면, 미세기포 내에 포함된 가스 종과 반응 용기(104) 내의 수성 처리 용액 사이의 상호작용을 개선시키기 위해 표면적을 증가시키고 확산 거리를 감소시킴으로써) 상당히 개선된 공기 처리 성능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 200 마이크론의 직경을 갖는 기포는 100 마이크론 미만의 직경을 갖는 기포에 비해 공기 처리 효율이 최대 약 300 배 낮을 수 있고, 기포가 1 mm의 직경을 갖는 경우 공기 처리가 거의 비효율적일 수 있다는 것이 밝혀졌다.
기포 크기와 시스템 성능 사이의 관계는 1 cm의 반경을 갖는 단일 구형 기포의 표면을 100 마이크론의 반경을 갖는 106 개의 구형 기포로 분할된 동일한 체적의 공기와 비교함으로써 더 설명될 수 있다. 단일 기포의 경우, 기포의 표면적은 약 12.567 cm2이지만, 미세기포의 총 표면적은 약 1,256 cm2이므로, 1:100의 비율이다. 이는 활성 용액의 매질에서 가스의 용해도에 직접적인 영향을 줄 수 있고, 반응 속도 및 반응 변환에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 확산 법칙에 따르면, 분자가 주어진 거리를 통과하는데 필요한 평균 시간은 (다른 분자와의 랜덤 충돌로 인해) 거리의 제곱으로 증가한다. 결과적으로, 분자가 1 cm의 직경을 갖는 기포의 중심으로부터 그 표면까지 이동하는데 필요한 시간은 직경이 100 마이크론인 경우에 걸리는 시간보다 10,000 배 더 걸린다. 작은 기포를 사용하면 다른 중요한 장점이 있을 수 있다. 예를 들면, 기포의 체적 대 그 표면적의 비는 그 반경에 비례한다(구형 기포를 가정함). 따라서, 주어진 단위 시간에 대해 기포가 작을수록 기포 내의 더 큰 백분율의 가스 체적이 용액과 반응할 수 있다.
공기 분산 요소(106)는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 공기 분산 요소는 금속, 폴리머 등으로 제조될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 공기 분산 요소(106)는 스테인리스강 포일, 막 등으로 제조될 수 있다. 공기 분산 요소의 두께는 다양한 값으로부터 선택될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 분산 요소는 10 마이크론 내지 500 마이크론의 범위 내의 두께(바람직하게는 약 100 마이크론)를 갖는다. 일부의 실시형태에서, 공기 분산 요소(106)는 적어도 부분적으로 니켈로 코팅될 수 있다.
공기 분산 요소(106)는 반응 용기(104) 내에서 처리될 공기의 미세기포를 생성하도록 구성된다. 언급한 바와 같이, 미세기포의 특성은 처리될 공기로부터 가스 종의 수준을 감소시킬 때 공기 처리 유닛의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 미세기포의 크기가 감소함에 따라, 기포 내의 분자와 수성 공기 처리 용액의 활성제 사이의 잠재적인 반응을 위한 표면적이 증가할 수 있고, 분자와 활성제 사이의 확산 거리가 감소될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 분산 요소(106)는 1 내지 100 마이크론의 평균 직경을 갖는 미세기포를 생성하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 공기 분산 요소는 5 내지 50 마이크론의 평균 직경을 갖는 미세기포를 생성하도록 구성될 수 있다.
미세기포의 직경의 분포에 관하여, 공기 분배 요소는 매우 균일한 기포를 생성할 수 있다. 일부의 경우, 미세기포의 80 % 이상은 10 마이크론 내지 70 마이크론의 평균 직경을 갖는다. 미세기포의 특성은 수성 처리 용액에서 기포의 평균 자유 경로에 기여한다. 더 긴 평균 자유 경로는 미세기포 내의 분자와 수성 처리 용액 내의 활성제 사이의 잠재적 반응을 위한 이용가능한 시간의 양을 증가시킬 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 분산 요소에 의해 생성되는 미세기포는 0.01 cm 내지 25 cm 범위인 공기 처리 용액 내의 평균 자유 경로를 가질 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 분산 요소에 의해 생성되는 미세기포의 80% 이상은 1 mm 이상의 평균 자유 경로를 갖는다.
반응 용기(104) 내에 포함된 수용액은 처리될 공기 내의 하나 이상의 가스 종과 반응하여 이를 감소시키기에 적합한 임의의 활성제를 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 수성 처리 용액은 산화제와 알칼리 수산화물의 조합물을 포함한다. 일부의 경우, 이들 성분은 다른 성분과 반응하여 수퍼옥사이드를 형성할 수 있고, 이것은 처리될 공기 중의 가스 종과 반응한다. 일부의 실시형태에서, 산화제는 과산화수소, 퍼망가네이트, 퍼설페이트, 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 알칼리 수산화물은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화리튬, 인산3나트륨, 인산3칼륨, 트리에탄올아민, 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
산화제 대 알칼리 수산화물의 다양한 비는 공기 처리 용액에서 사용하기에 적합할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 처리 용액은 최소 1:1 내지 최대 4:1의 산화제 대 알칼리 수산화물의 비를 갖는다. 다른 실시형태에서, 공기 처리 용액은 최소 1:1 내지 최대 1.6:1의 산화제 대 알칼리 수산화물의 비를 갖는다.
유사하게, 다양한 농도의 시약이 공기 처리 용액을 제공하는데 사용될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 수성 공기 처리 용액은 5M 내지 50M, 바람직하게는 10M 근처의 몰농도를 갖는 과산화수소를 포함한다. 수성 공기 처리 용액은 또한 3M 내지 30M의 몰농도를 갖는 알칼리 수산화물을 포함할 수 있다. 동시에 수성 공기 처리 용액을 포함하는 제제는 수성 공기 처리 용액에 대해 10 내지 12.5의 pH를 발생시킬 수 있다.
일부의 실시형태에서, 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 수성 공기 처리 용액은 적어도 하나의 알칼리 수산화물과 산화제(예를 들면, 과산화수소 등)의 반응에 의해 형성되는 수퍼옥사이드 아니온을 포함한다. 수성 공기 처리는 암모늄 염 또는 기타 적절한 화합물 또는 재료와 같은 상간 이동 촉매를 더 포함할 수 있다. 상간 이동 촉매는 처리될 공기의 분자와 활성제(예를 들면, 수퍼옥사이드 아니온) 사이의 반응을 위해 이용가능한 반응 표면을 증가시킬 수 있다. 상간 이동 촉매는 이용가능한 반응 부위의 수에 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 미세기포가 수성 처리 용액 내에 잔류하는 시간의 길이를 증가시키도록 수성 처리 용액의 밀도 프로파일을 변경시킬 수 있다(나노초, 마이크로초 등의 시간의 증가에도 처리 효율을 상당히 개선시킬 수 있는 요인).
공기 처리 유닛(100)은, 예를 들면, 공기 처리 용액 내에 존재하는 수퍼옥사이드 아니온과 용액을 투과하는 미세기포 내의 가스 사이에서 발생되는 다양한 반응을 통해 하나 이상의 가스 종의 양을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 일산화탄소는 일산화탄소, 수산화나트륨 및 물의 반응으로부터 수소를 생성하는 이하의 대표적인 반응 중 하나 또는 두 반응에 따라 알칼리성 용액과 반응할 수 있다. 중탄산나트륨 또는 탄산나트륨은 다음의 반응에 따라 부생성물 중 하나로서 생성될 수 있다.
CO + 2NaOH ↔ Na2CO3 + H2;;
CO + NaOH + H2O ↔ NaHCO3 + H2.
추가의 예시적인 실시형태에서, 이산화질소는 다음의 반응에 따라 알칼리성 용액과 반응할 수 있다.
2NO2+ 2NaOH ↔ NaNO2 + NaNO3 + H2O.
추가의 예시적인 실시형태에서, HCN은 다음의 반응에 따라 알칼리성 용액과 반응할 수 있다.
HCN + NaOH → NaCN + H2O.
일산화탄소는 습식 스크러빙 방법을 사용하여 가스 흐름으로부터 제거되며, 여기서 CO를 포획하기 위해 사용되는 액체는 수성 알칼리 수산화물 및 과산화수소 그리고 또한 상간 이동 촉매를 포함한다. 일산화탄소는 다음의 반응에 따라 대응하는 수용성 알칼리 탄산염으로 신속하게 광물화(mineralization)된다(여기서, M은 알칼리 금속, 예를 들면, 나트륨 또는 칼륨을 나타냄).
2MOH + 3H2O2 + CO → M2CO3 + 4H2O + O2
이 식에 기초하여, 산소는 유익 부산물로서 생성된다. 특히, 일산화탄소의 광물화는 CO 제거 촉매의 부재 하에서 달성된다. 따라서, 본 개시의 시스템은 가스 흐름을 수용액과 접촉시키는 것을 포함하는 가스 흐름으로부터 일산화탄소를 제거하는 방법을 포함할 수 있고, 여기서 알칼리 수산화물과 과산화수소는, 바람직하게는 상간 이동 촉매의 존재 하에서, 함께 결합된다.
일산화탄소는 수성 MOH/H2O2 용액 내에 흡수되고, 이것의 산화는 고 알칼리성 조건 하에서 일어난다. 즉, 3M 이상, 바람직하게는 5M 이상, 더 바람직하게는 6M을 초과하는 몰농도(6 내지 10M)를 갖는 알칼리 수산화물의 농축 용액이 사용된다. 예를 들면, 20 내지 30 % 범위의 중량 농도를 갖는 수산화나트륨 용액이 사용될 수 있다(100 g 물 당 20-30 g). 과산화수소에 관해서는, 30% 용액(100 g의 물 당 30 g의 H2O2를 함유함) 또는 더 높은 등급의 용액과 같은 화학 산업에서 일반적으로 사용되는 상업적으로 이용가능한 용액은 모두 본 발명에서 사용하기에 적합하다.
몰비 H2O2:OH-가 1:1 이상, 예를 들면, 1.2:1 이상, 예를 들면, 1.2:1 내지 3:1 범위, 더 구체적으로 1.4:1 내지 2.5:1이 되도록 2 개의 시약(H2O2 및 MOH)이 수용액 중에서 함께 결합된다. 가스로부터 일산화탄소의 제거는 일반적으로 얻어진 혼합 시약에 가스를 접촉시킴과 동시에 과산화수소 용액을 염기 용액에 서서히 첨가하면 촉진된다.
CO 제거를 향상시키기 위해 조정될 수 있는 다른 프로세스 변수는 반응 매질의 온도이다. 온도가 낮을 수로 수용액 중의 가스의 용해도가 높아진다. 결과적으로, 가스와 수성 시약을 비교적 낮은 온도, 예를 들면, 5 내지 80℃ 범위에서 접촉시킬 때 더 우수한 효율이 달성될 수 있다. 따라서, 가스 흐름의 온도는 이것을 수용액에 공급하기 전에 열교환기를 통과시키으로써 감소될 수 있고, 또는 수용액의 온도가 적절히 제어될 수 있다.
과산화수소는 히드록실기와 반응하여 강한 산화 특성을 갖는 다양한 라디칼을 생성하고, 상간 이동 촉매(PTC)의 첨가는 수성 상과 이온교환하는 PTC의 능력으로 인해 이러한 활성 종의 손실을 최소화하는 역할을 한다. 선택되는 상간 이동 촉매는 오늄 염, 특히 암모늄 염, 특히 지방족 4급 암모늄 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이들 염은 질소 함유 카티온, 예를 들면, 4급 암모늄 카티온, 즉, N+R1R2R3R4을 가지며, 여기서 R1, R2, R3 및 R4의 각각은 독립적으로 C1-C18 알킬기(바람직하게는 직쇄형 또는 분기형, 가장 바람직하게는 직쇄형일 수 있는 C1-C12 알킬) 및 카운터 아니온, 예를 들면, 클로라이드 또는 브로마이드와 같은 할라이드 아니온이다. 화학식 N+CH3[(CH2)kCH3]3 Hal-의 4급 암모늄 염이 특히 바람직하며, 여기서 k는 5 이상, 예를 들면, 5 내지 9이고, Hal은 클로라이드 또는 브로마이드이다. 이 4급 암모늄 염의 바람직한 하위 클래스의 예로서 메틸트리옥틸 암모늄 할라이드가 언급될 수 있으며(k=7), 이것은 Aliquat 336과 같은 클로라이드 염의 형태로 시판되고 있다. 다른 예에는 디도데실디메틸암모늄 브로마이드(DDAB); 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB); 및 테트라옥틸암모늄 브로마이드(TOAB)가 포함된다. MOH 용액과 PTC 사이의 중량비는 1:0.01 내지 1:0.3, 바람직하게는 1:0.05 내지 1:0.1이다.
일산화탄소의 분리는 가스-액체 접촉기 내에서 전술한 액체(수성 H2O2/MOH 및 임의선택적으로 PTC)로 가스를 스크러빙함으로써 달성될 수 있다. 이를 위해, 충전층 스크러버(packed bed scrubber), 스프레이 스크러버, 플레이트 스크러버, 및 벤츄리 스크러버를 포함하는 많은 가능한 설계의 습식 스크러버가 사용될 수 있다.
산화제(예를 들면, 과산화수소 등)를 알칼리 수산화물과 혼합하면, 수퍼옥사이드 라디칼 아니온이 생성될 수 있다. 이러한 수퍼옥사이드는 탄소 함유 재료와 반응하여 탄산염을 형성할 수 있다. 일부의 경우, 과산화수소는 산화제로서 10M 이상, 예를 들면, 10M 내지 30M 또는 50M 이하의 농도로 사용될 수 있다. 산화제 및 알칼리 수산화물의 농도 및 상대량은 다음의 일련의 반응에 의해 수퍼옥사이드 라디칼 아니온 O2 -이 형성되도록 조절될 수 있다.
(I) 2MOH + H2O2 → M2O2 + 2H2O
(II) M2O2 + 2H2O2 → 2MO2 + 2H2O
여기서, M은 알칼리 금속(예를 들면, 나트륨, 칼륨 등)을 나타낸다. 수퍼옥사이드 아니온은 탄소 함유 종(예를 들면, 이산화탄소, 일산화탄소 등)과 신속하게 반응하여 염계 반응 생성물을 행성한다.
반응 용기(104) 내에 포함된 수성 공기 처리 용액은 다양한 방식으로 제공되거나 제조될 수 있다. 일부의 경우, 예를 들면, 수용액의 활성 종이 현저한 반응 없이 공존할 수 있는 경우, 수용액은 제조 중, 설치 중 등에 반응 용기(104) 내에 사전 투입될 수 있다. 알칼리 수산화물과 반응하여 처리될 공기 중의 가스 종과 반응하는 수퍼옥사이드 아니온을 형성하는 산화제(예를 들면, 과산화수소 등)로 수용액이 구성되는 경우를 포함하는 다른 경우에, 성분들의 혼합은 수퍼옥사이드 아니온을 생성하는 반응을 개시한다. 이러한 메커니즘은 시약이 필요시에만 필요한 양으로 조합될 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 이러한 방식으로, 시약이 보존될 수 있고, 이는 (특히 공기 처리 용액을 생성하기 위해 이용가능한 시약의 양이 제한될 수 있는 경우(예를 들면, 개인용 호흡 장치)) 수성 처리 용액의 작용 수명을 연장시킬 수 있다.
공기 처리 유닛(100)은 수용액의 생성 및/또는 용액의 특성 조정을 가능하게 하는 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 처리 유닛(100)은 반응 용기(104)에 물을 공급하기 위한 물 용기(120)를 포함할 수 있다. 공기 처리 유닛(100)은 또한 산화제 용기(124) 및 이 용기에 산화제 및 알칼리 수산화물을 각각 공급하기 위한 알칼리 수산화물 용기(122)를 포함할 수 있다. 용기(122, 124)는 액체 형태 또는 고체 형태로 시약을 저장할 수 있다. 또한, 반응 용기로 시약의 공급은 유체 흐름 또는 임의의 유형의 기계적 이송을 통해 달성될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 과산화수소와 같은 산화제는 용기(124)로부터 제 1 시약 입구(160)를 통해 유동되거나 제공될 수 있다. 알칼리 수산화물제는 용기(122)로부터 제 2 시약 입구(162)를 통해 유동되거나 제공될 수 있다. 물은 물 입구(164)를 통해 반응 용기(104)에 공급될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 수성 처리 용액 중 하나 이상의 성분(예를 들면, 물 및 알칼리 수산화물)은 반응 용기(104) 내에 사전 투입될 수 있고, 처리될 공기가 이용가능하다는 결정에 후속하여, 처리 용액은 적어도 일부의 산화제(예를 들면, 과산화수소 등)의 첨가를 통해 활성화될 수 있다. 다른 경우에, 하나 이상의 센서로부터 얻어지는 정보에 응답하여 필요에 따라 산화제 및 알칼리 수산화물을 포함하는 2 개 이상의 이용가능한 시약이 반응 용기에 공급될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 공기 처리 유닛(100)는 제어기(126) 및, 예를 들면, 공기 센서(128, 130, 132); pH 센서(134); 및 유체 수준 센서(136)를 포함하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 공기 센서(128, 130 및/또는 132)는 공기의 체적 내의 적어도 하나의 성분의 수준을 나타내는 출력을 생성할 수 있다. 도시된 바와같이, 센서(132)는 입구(102) 내의 또는 반응 용기(104)의 상류의 임의의 다른 위치의 공기의 공기 질을 모니터링할 수 있다. 센서(130)는 입구(112) 내의 또는 반응 용기(104)의 하류의 임의의 다른 위치의 공기의 공기 질을 모니터링할 수 있다. 그리고 센서(128)는 공기 처리 유닛으로부터 멀리 떨어진 위치(예를 들면, 건물 내의 엘리베이터 샤프트, 룸, 복도 등 또는 실내 또는 실외 환경의 임의의 위치)의 공기 질을 모니터링할 수 있다.
제어기(126)는 이 제어기가 본 명세서에 기술된 특정 기능을 달성하게 하기 위한 명령으로 (예를 들면, 개별 명령, 신경망 등을 이용하여) 프로그래밍될 수 있는 임의의 유형의 논리 장치를 기반으로 할 수 있다. 제어기(126)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 논리 게이트 어레이, 프리프로세서, CPU, 서포트 회로, 디지털 신호 프로세서, 집적 회로, 메모리, 또는 프로그래밍된 명령을 포함하는 어플리케이션을 실행하는데 적합한, 그리고 입력 신호를 분석하는데 적합한 임의의 다른 유형의 장치를 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 제어기(126)는 임의의 유형의 단일 또는 다중 코어 프로세서, 중앙 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, Intel®, AMD® 등과 같은 제조사로부터 이용가능한 프로세서를 포함하는 다양한 처리 장치가 사용될 수 있고, 다양한 아키텍처(예를 들면, x86 프로세서, ARM® 등)를 포함할 수 있다.
수성 처리 용액의 다양한 양태는 이들 (및 임의의 다른) 센서의 모니터링된 출력에 기초하여 제어기의 명령 하에서 능동적으로 조절될 수 있다. 예를 들면, 일부의 실시형태에서, 제어기는 임의의 공기 질 센서(130, 132 및/또는 128)의 출력을 모니터링하여 각각의 센서에 의해 모니터링된 공기 중의 적어도 하나의 성분의 수준(또는 수준의 임의의 지표)를 결정할 수 있다. 이 수준이 사전결정된 임계값을 초과하는 것으로 결정되면, 제어기(126)는 모니터링된 성분(또는 처리될 공기의 체적의 임의의 다른 성분(들))과 반응하도록 구성되는 반응 용기(104) 내의 공기 처리 용액을 생성하기 위한 하나 이상의 작용을 유발할 수 있다. 예를 들면, 제어기(126)는 제 1 시약 입구(160)를 통해 과산화수소(또는 다른 산화제)의 공급물의 반응 용기(104) 내로의 이송을 개시할 수 있다. 이러한 이송은 하나 이상의 제어가능한 유동 구성요소(예를 들면, 펌프, 밸브 등)의 제어를 통해 수행될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 제어기(126)는 또한 제 2 시약 입구(162)를 통해 알칼리 수산화물의 공급물의 반응 용기(104) 내로의 이송을 개시할 수 있다. 또한, 제어기(126)는 다양한 펌프, 게이트 밸브, 팬, 벤트 등의 제어를 통해 입구(102) 내로 처리될 공기의 흐름의 개시를 유발할 수 있다. 특히, (공기 입구(102)의) 공기 센선(132) 또는 (공기 처리 유닛(100)으로부터 멀리 떨어진 환경의) 공기 센서(128)의 출력은 공기 처리 유닛(100)의 작동을 언제 개시할지를 결정하는데 유용할 수 있다. 예를 들면, 이들 센서 중 하나 이상은 공기 처리가 요망될 수 있는 조건(예를 들면, 화재, 화학 오염 등)의 발생을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 공기 센서(128)(예를 들면, 건물 내의 엘리베이터 샤프트, 룸, 복도 등이나 실내 또는 실외의 환경 내의 임의의 위치에 위치됨)가 하나 이상의 목표 가스 종이 존재하다는 것 및 이들 목표 종의 감소 또는 제거가 요망된다는 것을 결정하면, 공기 센서(128)에 의해 제공된 이 정보는 공기 처리 유닛 또는 이 공기 처리 유닛을 포함하는 임의의 시스템의 작동을 개시하기 위해 사용될 수 있다. 공기 처리 유닛(100)의 출구(112)에 위치된 공기 센서(130)는 제어기(126)를 위한 피드백 장치로서 유용할 수 있다. 예를 들면, 센서(126)로 인해 제어기(126)는 공기 처리 유닛(후처리)의 출력 내의 화학 종(예를 들면, CO 등)의 수준을 모니터링할 수 있게 된다. 이 수준이 사전결정된 수준(예를 들면, 100 ppm)을 초과하면, 제어기(126)는 예를 들면, 용기(124)로부터 산화제의 일부 및/또는 용기(122)로부터 알칼리 수산화물의 일부 중 하나 이상을 반응 용기(104)에 첨가함으로써 수성 처리 용액의 특성을 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공기 처리 유닛(100)은 수성 처리 용액(110)과 관련된 pH 수준을 나타내는 출력을 제공하도록 구성된 pH 센서(134)를 포함할 수 있다. 제어기(126)는 pH 센서(134)의 출력을 모니터링하여 반응 용기(104) 내의 용액의 pH 수준을 결정할 수 있다. 제어기(126)는 또한 반응 용기 내의 용액의 pH 수준이 목표 pH 수준 또는 pH 값 범위(예를 들면, 10 내지 12.5)와 어떻게 비교되는지를 결정할 수 있다. 제어기(126)가 반응 용기(104) 내의 용액의 pH 수준이 목표 pH 수준과 임계값 차이를 초과하는 만큼 다르다(또는 원하는 범위 밖에 있다)는 것을 결정하면, 제어기(126)는 제 1 시약 입구를 통해 과산화수소의 공급물 또는 제 2 시약 입구를 통한 알칼리 수산화물의 공급물 중 적어도 하나의의 반응 용기 내로의 이송을 개시할 수 있다.
공기 처리 유닛(100)은 또한 이 유닛의 상이한 양태의 제어를 가능하기 위한 다양한 다른 센서를 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 처리 유닛(100)은 반응 용기(104) 내의 용액의 유체 수준을 나타내는 출력을 생성하도록 구성된 유체 수준 센서(136)를 포함할 수 있다. 제어기(126)는 유체 수준 센서의 출력을 샘플링할 수 있고, 제어기가 반응 용기 내의 유체 수준이 목표 유체 수준 아래로 떨어졌음을 결정하면, 제어기(126)는 추가 유체의 반응 용기 내로의 이송을 개시할 수 있다. 예를 들면, 제어기(126)에 의해 하나 이상의 유량 제어 액츄에이터(예를 들면, 밸브, 펌프 등)는 산화제 용기(124)로부터 (입구(160)를 통한), 알칼리 수산화물 용기(122)로부터 (입구(162)를 통한), 물 용기(120)로부터 (물 입구(164)를 통한), 또는 이들 용기 또는 공기 처리 유닛(100)과 관련될 수 있는 다른 용기들의 임의의 조합으로부터 유체의 유동을 개시할 수 있다.
전술한 공기 처리 유닛(100)의 특성은 몇 가지 바람직한 성능 특성을 제공할 수 있다. 이 유닛은 투입 공기 흐름으로부터 원하지 않는 미립자 및 가스 종의 수준을 감소시키는데 매우 효과적일 뿐만 아니라, 공기 처리 유닛(100)의 습식 또는 반습식 스크러빙 구성요소로 인해, 이 유닛은 공기를 냉각시키는데 효과적일 수 있고, 또한 처리될 투입 공기가 100 ℃ 이상을 초과하는 경우에도 40 ℃ 미만의 배출 공기 흐름을 제공하는데 효과적일 수 있다. 일부의 경우, 공기 처리 유닛(100)은 적어도 2 배(또는 그 이상)만큼 투입 공기의 온도를 저감시킬 수 있다. 또한, 본 개시의 실시형태의 공기 분산 요소는 처리될 투입 공기로부터 가스 종의 수준의 몇 자리수의 저감을 가능하게 하는 미세기포의 생성에 효과적일 수 있다. 일부의 경우, 처리될 투입 공기 내에 존재하는 CO의 수준은 적어도 100 배만큼 저감될 수 있다. 또한, 공기 분산 요소(106)는 공기 처리 유닛을 통해 300 내지 600 리터/분(또는 그 이상)의 고유량을 가능하게 할 수 있다. 이러한 유량으로 인해 공기 처리 유닛(100)은 엘리베이터 캐빈에 공급되는 공기를 처리하도록 구성된 것과 같은 특히 대규모 공기 처리 시스템에 특히 적합해질 수 있다. 특히, 이 수준의 유량은 부터 (예를 들면, 환경 내의 이음매, 균열, 벤트, 구멍 등을 통해) 환경(예를 들면, 엘리베이터 캐빈) 내로의 공기의 유입을 방지할 수 있는 과압을 환경 내에 생성할 수 있다.
도 3은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 공기 처리 유닛(100)의 사시도를 제공한다. 도 3에 도시된 실시형태에서, 공기 처리 유닛은 더 넓은 공기 처리 시스템의 일부로서 공기 처리 유닛(100)을 포함시키는 것을 용이하게 하는 모듈식 설계로 구성된다. 도시된 바와 같이, 공기 처리 시스템(100)은 공기 입구(102) 및 공기 출구(112)를 포함한다. 처리될 공기의 흐름은 공기 입구(102) 내에 유입되고, 하나 이상의 처리 구성요소와 각각 관련되는 다수의 경로 내로 방향전환 및/또는 분리될 수 있다. 도시된 바와같이, 투입 공기 흐름(301)은 2 개의 경로 내로 분할되고, 각각은 반응 용기(104)의 상이한 부분으로 유동한다. 예를 들면, 공급 흐름(301)의 일부는 제 1 공기 분산 요소(106a)에 제공되어 반응 용기의 제 1 구역(104) 내에 미세기포(108)를 생성할 수 있다. 유사하게, 공기 흐름(301)의 다른 일부는 제 2 공기 분산 요소(106b)(미세기포 포일/막이 없는 상태로 도시됨)에 제공되어 반응 용기의 제 2 구역(104b) 내에서 미세기포를 생성할 수 있다.
미세기포(108)가 반응 용기(104) 내의 수성 공기 처리 용액을 통해 (도 3에 도시된 실시례에서 상방으로) 이동함에 따라, 미세기포 내의 가스 분자는 용액 중의 산소의 활성 종과 반응할 수 있다. 예를 들면, CO 또는 다른 탄소 함유 종은 용액 내에 존재하는 수퍼옥사이드 아니온과 반응할 수 있다. 결과적으로, 미세기포 내의 특정 가스 종의 가스가 고갈되어 처리된 공기로서 수집될 수 있다. 공기 출구(112)로부터 배출되기 전에, 처리된 공기는, 예를 들면, 컨디셔닝 모듈(302) 내에 포함된 하나 이상의 컨디셔닝 유닛에 의해 컨디셔닝될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 컨디셔닝 모듈(302)은 처리된 공기에 의해 운반되는 수성 처리 용액 또는 임의의 그 액체 성분을 응축시켜 수집할 수 있는 처리된 공기의 표면 냉각기를 (임의선택적으로) 갖는 응축기를 포함할 수 있다. 수집된 액체는 반응 용기(104)로 복귀될 수 있다. 컨디셔닝 모듈(302)은 또한 처리된 공기의 흐름으로부터 포말 또는 거품을 감소/제거 또는 분리하기 위한 필터, 스크린, 또는 임의의 다른 유형의 구조물을 포함할 수 있다.
공기 처리 유닛(100)은 더 큰 조립체의 일 구성요소로서 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 4는 그 모듈 중 하나로서 공기 처리 유닛(100)을 포함하는 공기 처리 시스템(400)의 사시도를 제공한다. 공기 처리 시스템(400)은제어기(126), 제어 및 통신 모듈(402), 및 하나 이상의 배터리(404)를 포함할 수 있다. 처리될 투입 공기는 열촉매 변환기(406) 내로 유입된 후에 초기 단계 변환기(408)로 유동할 수 있다. 초기 단계 변환기(408)로부터 배출되는 공기는 주 변환기로도 지칭될 수 있는 공기 처리 유닛(100)에 제공될 수 있다. 공기 처리 유닛(100)의 출구에 제공된 처리된 공기는 하나 이상의 필터(410)(예를 들면, 시스템(400)의 CBRN 방어 요건에의 적합을 증명할 수 있는 증명된 건식 CBRN 필터)를 통해 유동한 후에 냉각 단계(414) 및 다음에 최종 출구(416)에 제공된다. 공기 처리 시스템(400)은 특정 용도에 따라 공기를 처리하기 위한 더 많은 또는 더 적은 구성요소를 포함할 수 있다. 특히 처리될 투입 공기(예를 들면, 화재로 인해 오염된 공기)는 높은 수준의 미립자를 가질 수 있는 일부의 실시형태에서, 공기 처리 시스템은 도 4에 도시된 임의의 구성요소와 일체화된 또는 하나 이상의 독립형 필터 모듈로서 하나 이상의 미립자 필터를 포함할 수 있다. 도 5는 도 4에 의해 제공된 사시도와 다른 공기 처리 시스템(400)의 다른 사시도를 제공한다.
공기 처리 시스템은 공기 처리 시스템(400)을 통해 공기를 유동시키기 위한 하나 이상의 펌프(412) 및/또는 송풍기를 포함할 수 있다. 펌프(412)는 공기 처리 시스템(400)과 관련된 유동 경로를 따라 임의의 지점에 위치될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 펌프는 열촉매 변환기(406)의 상류의 공기 처리 시스템(400)의 입구, 출구(416) 또는 이들 사이의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 하나 이상의 펌프(412)는 공기 처리 시스템(100)의 하류 및/또는 필터(410)의 하류의 유동 경로에 위치될 수 있다. 공기 처리 시스템의 유동 경로의 단부에 또는 그 근처에 펌프를 설치하면 펌프(412) 내로 흡인된 공기가 비교적 저온이고, 미립자 및 잠재적으로 유해한 가스 종이 펌프 또는 펌프들의 상류의 공기 처리 모듈에 의해 감소되었거나 제거되었을 수 있으므로 이러한 오염물질이 없다는 것을 보장해주는데 도움이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 펌프 또는 펌프들의 작동 수명이 연장될 수 있다. 펌프(412)는 공기 흐름을 누르거나 당기도록 설계된 양압 또는 음압(예를 들면, 진공) 펌프의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 펌프가 공기 처리 시스템 또는 그 임의의 구성요소를 통해 공기를 흡인시키도록 또는 공기 처리 시스템 또는 그 임의의 구성요소 내로 공기를 밀어넣을 수 있도록 위치될 수 있다.
제어 및 통신 모듈(402)은 공기 처리 시스템의 다양한 제어가능한 특징의 자동적 제어로 제어기(126)를 보조하기 위한 하나 이상의 처리 장치를 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 모듈(402)의 통신부는 공기 처리 시스템(400)의 하나 이상의 구ㅅㅇ요소 또는 공기 처리 시스템(400)에 대해 원격에 위치되는 하나 이상의 시스템과 유선 또는 무선 접속을 확립할 수 있다. 예를 들면, 모듈(402)은 하나 이상의 센서(예를 들면, 공기 질 센서, 연기 센서, 온도 센서 등), 인터넷, 또는 임의의 다른 정보 공급원과 와이파이, 블루투스, 셀룰러, 및/또는 이더넷(또는 임의의 다른 유형의 유선 또는 무선 접속)을 확립할 수 있다. 모듈(402)은, 예를 들면, 다수의 설비에서 복수의 공기 처리 시스템의 작동 상태 및/또는 유지보수 상태를 모니터링하는 제어 센터에 "얼라이브(alive)" 메시지를 주기적으로 전송할 수 있다. 이 정보에 기초하여 기술자를 파견할 수 있다. 시스템이 기동하여 동작을 개시한다는 표시가 또한 이 이벤트(event)의 최초의 대응자에게 경고할 수 있는 적절한 디스패처(dispatcher)에 운반될 수 있다.
열촉매 변환기(406)는 공기 처리 시스템(400)로 흐르는 공기를 가열할 수 있고, 공기 흐름의 초기 처리를 수행할 수 있다. 열촉매 변환기(406)는 이것을 통과하는 공기를 80 ℃ 내지 500 ℃ 범위의 온도까지 가열하도록 구성된 히터를 포함할 수 있다. 열촉매 변환기(406)는 또한 가열된 공기를 수취하도록 구성된 촉매 변환기를 포함할 수 있다. 히터는, 예를 들면, 전력 또는 연료 가스 연소 중 적어도 하나에 의해 구동될 수 있다.
연료 가스 히터는, 예를 들면, 메틸아세틸렌, 프로파디엔, 프로판, 부탄, 프로필렌, 에탄, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 연료 가스의 연소를 통해 열을 제공할 수 있다. 전기 히터는 전류가 흐를 때 가열되는 전기 저항성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료는 도핑된 세라믹, 전기 전도성 세라믹(예를 들면, 몰리브데넘 디실리사이드), 탄소, 흑연, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 제조된 복합 재료와 같은 반도체를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
도 6은 예시적인 개시된 실시형태에 따른 다른 열촉매 변환기(600)의 개략도를 도시한다. 도 7은 열촉매 변환기(600)의 절제 사시도를 제공한다. 도시된 바와같이, 열촉매 변환기(600)는 히터(602), 제 1 촉매 코어(604), 및 제 2 촉매 코어(606)를 포함할 수 있다. 제 1 온도 센서(603) 및 제 2 온도 센서(605)는 (도 7에 도시된 바와 같이) 열촉매 변환기(600)의 구역들 내의 온도를 모니터링하기 위해 제공될 수 있다. 이들 센서로부터의 온도 정보를 이용하여 바람직한 온도 프로파일을 나타내는 공기 흐름을 제공하기 위해 히터(602)를 제어할 수 있다.
열촉매 변환기(406 또는 600)는 대체로 100 마이크론을 초과하는 크기를 갖는 검댕, 재 또는 기타 입자를 포획하기 위한 하나 이상의 메시(mesh) 필터를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 입자는 거주지 및 작업장에 존재하는 다량의 플라스틱 재료 및 폴리머로 인해 이러한 환경에서의 화재 연기에서 빈번하다. 이러한 필터는 시스템을 오염시킬 수 있는, 그리고 가스 정화 단계의 활성에 영향을 줄 수 있는 입자가 시스템 내에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 더 구체적으로, 변환기(406 또는 600)는 입자를 포획하기 위해 입구에 설치된 100 마이크론의 네트(net)를 가질 수 있다. 사이클론 내의 히터는 촉매 변환기에 도달하기 전에 측벽에 부착되는 탄화수소의 연소를 완료한다.
또한 이 단계에서, 시스템 내에 펌핑된 투입 공기는, 예를 들면, 약 300 ℃까지 가열되고, 내부의 가스를 분해하는 촉매 변환기(406 또는 600)를 통과한다. 이 단계에서 중화된 가스 및 그것의 분해 생성물은 다음을 포함할 수 있다.
1) 산화 of 일산화탄소 및 이산화탄소:
2CO + O2 → 2CO2
2) 질소 산화물의 질소 및 산소로의 환원:
2NOx → xN2 + xO2
3) 탄화수소의 이산화탄소 및 물로의 산화:
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
NOx 환원에서 유리된 산소는 CO 및 탄화수소의 산화 프로세스에 참여할 수 있다.
촉매 변환은 세라믹 촉매 변환기에 의해 수행될 수 있다. 이러한 종류의 변환기는 금속 산화물(예를 들면, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물 또는 실리콘 산화물)로 피복되고, 그 표면적을 증대시키도록 설계된 벌집형 미세 구조물을 갖는 세라믹 층으로 제조된다. 일부의 경우, 이러한 거친 표면은 환원 촉매(예를 들면, 로듐), 산화 촉매(팔라듐) 및/또는 2 목적 촉매(백금)으로 피복될 수 있다.
열촉매 유닛은 한 자릿수만큼 전술한 가스의 농도를 감소시킨다. 촉매 변환기의 효율이 230 ℃보다 높은 온도에서 현저해지고, 300 ℃의 온도에서 피크에 도달하므로, 본 시스템은 촉매 변환기 내로 유입되는 공기를 약 300 ℃의 목표까지 가열할 수 있다. 이 온도는 또한 생물학적 제제를 파괴하는 이점을 제공할 수 있다. 열촉매 유닛은 투입 공기 흐름 내에 수용된 CO의 수준을 20,000 ppm으로부터 100 ppm 미만으로 저감시킬 수 있다.
열촉매 유닛 내로 유입되는 공기는 선회될 수 있고, 이중 전기 히터에 의해 300 ℃까지 가열될 수 있고, 이중 전기 히터는 히터 중 하나가 고장인 경우에도 기능을 보장할 수 있다. 열전쌍을 포함할 수 있는 도시된 온도 센서(도 7)는 변환기 내로 유입되는 공기의 온도를 측정할 수 있고, 바람직한 작동 온도를 보장하기 위해, 그리고 히터에 의한 불필요한 에너지 소모를 방지하기 위해 히터의 작동을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 검댕의 발화 온도는 500 ℃ 내지 600 ℃이므로, 검댕은 이 온도 범위의 환경을 제공하기 위해 히터를 이용하여 촉매 변환기 내에서 산화될 수 있다. 검댕이 연소되기 보다는 (예를 들면, 건식 여과 또는 습식 여과를 사용하여) 여과되는 대안적 구성이 제공될 수 있음에 주목해야 한다. 이러한 구성은 나중 단계에서 냉각의 필요성을 피할 수 있는 이점을 제공할 수 있다.
촉매 변환기(406 또는 600)를 통과하면 CO 및 탄화수소의 산화 및 NOx의 환원이 유발되고, CO 및 탄화수소의 산화에 참여할 수 있는 질소(N2), 물(H2O), 이산화탄소(CO2) 및 산소가 생성된다. 이들 생성물은 열촉매 사이클론으로부터 배출되고, 정제 프로세스의 다음 단계로 이송될 수 있다.
초기 단계 변환기(408)는 공기 처리 시스템(400)에서 다음 처리 단계를 제공할 수 있다. 이 단계에서, 20 마이크론 미만의 미립자가 촉매 변환기 내에서 산화/환원된 공기로부터 제거될 수 있다. 이 단계는 또한 공기 처리 유닛(100)과 관련하여 전술한 것과 유사한 공기 처리 용액을 포함할 수 있다. 일부의 경우, 공기 처리 유닛(100)으로부터 초기 단계 변환기(408)로 적어도 일부의 공기 처리 용액을 이송시키기 위해 펌프 및 유동 설비가 제공될 수 있다. 이 단계에서, CO 및 산화물(예를 들면, 황 산화물)은 공기 처리 용액과의 반응을 통해 중화될 수 있다.
이 단계에서 일어나는 다른 프로세스는 약 100 ℃의 온도까지 공기의 초기 냉각이다. 이 구획에서 공기의 냉각은 물 증발 프로세스에 의해 유발될 수 있다. 이 프로세스에서, 열촉매 사이클론으로부터 도착한 고온 공기는 공기 처리 용액을 통해 침투될 수 있고, 이는 공기 처리 용액을 통해 침투하는 가스 기포에 의해 운반되는 물의 증발을 유발할 수 있다. 높은 증발 잠열(2,265 kJ/kg)은 기포 내의 공기의 냉각을 유발한다. 또한, 냉각은 이 단계에서 존재하는 공기 처리 용액의 물과의 열교환을 통해 발생될 수 있다. 물의 비열은 공기의 비열보다 높고(약 1 kJ/kg K에 비해 약 4.2 kJ/kg K), 따라서, "열교환에서" 1 kg의 용매(물)의 1 도의 온도 증가의 경우에 600 리터의 공기(약)는 약 4 도만큼 냉각된다. 이 유닛은 또한 공기 흐름으로부터 적어도 일부의 검댕을 제거할 수 있다.
증발로 인해 초기 단계 변환기(408)의 유체 수준은 작동 중에 떨어질 수 있다. 원하는 성능을 유지하기 위해, 플로트 센서를 설치하여 구획 내의 용액의 수준을 시스템 제어기에 보고할 수 있다. 이 수준이 확립된 한계 아래로 감소되는 경우, 시스템 제어기는 용액을 공기 처리 유닛(100)으로부터 초기 단계 변환기(408)로 이송시키는 펌프를 작동시킨다.
초기 단계 변환기(408)로부터 배출되는 공기는 전술한 바와 같이 작동될 수 있는 공기 처리 유닛(100)에 제공될 수 있다. 공기 처리 유닛(100)은 공급 흐름으로부터 하나 이상의 가스 종의 양을 저감시킬 수 있고,또한 공기 흐름의 냉각을 제공할 수 있다.
공기 처리 유닛(100)은 또한 공기 흐름의 냉각에 기여한다는 것에 주목해야 한다. 예를 들면, 초기 단계 변환기(408)에서와 같이, 공기 처리 유닛(100)의 수성 공기 처리 용액을 통해 침투하는 가스는 물의 증발 및 물과의 열교환으로 인해 냉각될 수 있다. 이 냉각은 100 ℃의 온도로 유입되는 공기가 40 ℃ 미만의 온도로 공기 처리 유닛으로부터 배출될 수 있도록 공기 처리 유닛(100) 내로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있다.
공기 처리 유닛(100)을 통한 높은 처리량(예를 들면, 1 분당 300 내지 600 리터의 공기)으로 인해, 기포의 흐름은 난류일 수 있고, 용액의 강한 혼합을 유발할 수 있고, 이는 반응기를 통한 시약의 농도의 균일성을 보장한다.
공기 처리 유닛(100)은 다음의 반응을 통해 다양한 화학 종의 중화에 기여할 수 있다.
Figure 112019009282252-pct00001
공기 처리 유닛(100)의 출구에 제공된 처리된 공기는 하나 이상의 필터(410)를 통해 유동할 수 있다. 필터(410)는 임의의 적절한 유형의 필터를 포함할 수 있다. 일부의 경우, 필터(410)는 특정 화학 제제 또는 또는 생물학적 제제를 제거하도록 설계된 필터(예를 들면, CBRN 필터)를 포함할 수 있다.
이 단계에서, 공기는 적용되는 정부 표준의 요구사항을 충족하는 활성 탄소 필터를 통해 펌핑될 수 있다. SO2 및 습기를 흡수하기 위해 보충물이 첨가될 수 있다. 이 단계는 연소 생성물 및 CWM제의 중화 메커니즘을 위한 제 3 백업 층을 나타낸다. 공기는 직렬로 연결된 1 분당 600 리터의 공기의 유량(또는 기타 적절한 유량)으로 2 개의 전기 펌프(412)에 의해 활성 탄소 필터로부터 흡인될 수 있다. 이 시스템의 정상 작동 시에, 펌프들은 이들 중 하나가 작동 중일 때 다른 하나가 냉각될 수 있도록 교대로 작동될 수 있다. 또한, 시스템에 의해 보호된 공간 내에서 상승된 공기 압력을 신속하게 형성하기 위해 1 분당 1000 리터의 공기를 초과하는 유량을 얻도록 두 펌프를 동시에 작동시키는 것도 가능하다.
최종 냉각 단계(414)는 공기 처리 시스템(400)을 통과하는 공기를 더 냉각시키기 위해 제공될 수 있다. 냉각 단계(414)는 수성 열교환 유체를 포함할 수 있다. 일부의 경우, 냉각 단계(414)는 공기 흐름이 출구(416)로 유동하기 전에 공기 흐름을 냉각시키기 위해 실질적으로 순수한 물에 의존한다. 냉각 단계(414)는, 공기 처리 시스템(400)의 다른 처리 모듈의 하나 이상에 의해 제공될 수 있는 냉각과 함께, 최종 출구(416)로부터 나오는 공기가 호흡을 위해 쾌적할 수 있도록 보장할 수 있다(예를 들면, 약 40 ℃ 미만).
공기 처리 시스템(400)은 또한 공기 건조 단계(미도시)를 포함할 수 있다. 이 단계에서, 공기는 신속한 회전 유동이 용액의 미세한 액적을 유발하는 사이클론 내에 도입될 수 있고, 이 액적은 사이클론의 벽에 부착되어 응축되도록 이것이 운반되는 공기보다 높은 비중을 갖는다. 사이클론의 저면에 수집된 용액은 회수되고, (예를 들면, 침강 용기를 통해) 공기 처리 시스템(400)으로 다시 펌핑된다.
전술한 구성에서, 공기 처리 시스템(400)은 하나 이상의 오염물을 포함하는 및/또는 최대 300 ℃까지의 온도를 갖는 투입 공기 흐름을 호흡가능한 산소 부화된 공기의 공급물로 변환시킬 수 있다. 예를 들면, 공기 처리 시스템(400)은 투입 공기의 온도를 최대 300 ℃로부터 40 ℃ 미만으로 저하시키고, 이산화탄소를 100,000 ppm으로부터 5,000 ppm으로 저하시키고; 일산화탄소를 20,000 ppm으로부터 50 ppm 미만으로 저하시키고; NOx를 20 ppm으로부터 0.25 ppm 미만으로 저하시키고; HCN를 50 ppm으로부터 10 ppm 미만으로 저하시키고; COCl2를 20 ppm으로부터 0.2 ppm 미만으로 저하시키고; HCl를 50 ppm으로부터 5 ppm 미만으로 저하시키고;SO2를 200 ppm으로부터 5 ppm 미만으로 저하시키고; 그리고 산소 함량은 14%로부터 21%로 증가시킬 수 있다.
공기 처리 유닛(100)을 포함하는 공기 처리 시스템(400)은 환경 내에서 공기의 적어도 하나의 양태를 처리(예를 들면, 미립자 수준의 저감, 공기 중의 적어도 하나의 가스 성분의 양의 저감, 하나 이상의 생물학적 또는 화학적 제제 등의 저감 또는 제거)할 필요가 있는 임의의 환경에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기 처리 시스템(400)은 엘리베이터 조립체(801)와 결합될 수 있다. 이러한 설비는 화재에 의해 오염된 공기를 처리할 수 있고, 처리된 공기를 엘리베이터의 캐빈(802)에 공급할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기 처리 시스템(400)에 의해 공급되는 처리된 공기는 공기 출구(416)를 통해 엘리베이터 캐빈(802)에 제공될 수 있다. 최소 300 리터/분 내지 최대 약 600 리터/분의 공기 처리 시스템(400)에 의해 제공되는 유량에 비추어 공기 처리 시스템(400)은 엘리베이터 캐빈(802) 내에 과압을 형성할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 공기 처리 시스템(400)에 의해 생성되는 캐빈(802) 내의 과압은 0.8 밀리바 이상일 수 있다. 이러한 과압은 엘리베이터 캐빈(802)으로부터 공기의 양의 흐름을 야기함으로써 (예를 들면, 엘리베이터 환경 내에서의 화재에 기인된 연기, CO 등의 유입에 의해 초래되는) 캐빈(802) 내의 공기 오염을 저감 또는 제거할 수 있다 도 8에 도시된 시스템은 300 내지 600 리터/분의 유량 및 40 ℃ 미만의 온도로 6 시간 이상의 기간 동안 캐빈(802)에 호흡가능한 공기를 공급할 수 있다.
전술한 것과 유사한 공기 처리 유닛은 공기의 적어도 하나의 특성을 처리하거나 변화시킬 필요가 있는 임의의 시스템에 포함되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 9는 공기 처리 유닛(901)을 포함하는 개인용 호흡기 시스템(900)의 개략도를 제공한다. 이러한 실시형태에서, 공기 처리 유닛(901)은 공기의 흐름으로부터 이산화탄소와 같은 호흡 부산물을 제거하도록 구성될 수 있다. 전술한 것과 유사한 습식 또는 반습식 스크러빙 기법의 작동을 통해, 이산화탄소는 사용자가 토출한 공기로부터 제거될 수 있고, 산소로 부화된 공기의 흐름이 사용자에게 호흡용으로 제공될 수 있다. 더 구체적으로, 도 9를 참조하면, 개인용 호흡기 시스템(900)은 공기 처리 유닛(901)의 하나 이상의 구성요소 및 공기의 흐름을 처리하기 위한 임의의 다른 적절한 구성요소를 수용할 수 있는 하우징(902)을 포함할 수 있다.
도시된 실시형태에서, 공기 처리 유닛(901)은 산화제 용기(910), 산화제 펌프(914), 및 하나 이상의 반응 용기(916)를 포함할 수 있다. 도시된 바와같이, 공기 처리 유닛(901)은 각각 캐니스터 형태로 구성된 3 개의 반응 용기(916a, 916b, 916c)를 포함한다. 공기 처리 유닛(901)은 반응 용기(916)에의 산화제(예를 들면, 과산화수소, 또는 전술한 임의의 산화제 등)의 공급을 제어하기 위한 제어기(미도시)를 포함할 수 있고, 산화제는 전술한 알칼리 수산화물 중 임의의 것과 같은 알칼리 수산화물을 포함할 수 있다 공기 처리 유닛(901)은 또한 미세기포를 생성하도록 구성된 공기 분산 요소(918)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 공기 분산 요소(918)는 각각의 반응 용기 내에 배치되는 3 개의 하위 요소(918a, 918b, 918c)를 포함할 수 있다. 공기 분산 요소(918)는 전술한 공기 분산 요소(406)의 임의의 특성을 가질 수 있고, 미세기포(408)에 대해 전술한 임의의 특성을 갖는 미세기포를 생성할 수 있다.
작동 중에, 사용자는 마우스피스(906)를 사용하여 호흡을 개시할 수 있다. 산화제는 용기(910)로부터 반응 용기(916)로 공급될 수 있다. 공기 처리 유닛(901)에 포함된 제어기(미도시)는 마우스피스(906) 또는 호스(908) 내의 호기의 존재를 감지할 수 있고, 펌프(914)의 온에 의해 반응하여 반응 용기(916)에 산화제를 공급할 수 있다. 또한, 제어기는 마우스피스(906) 또는 호스(908)(또는 기타 적절한 위치)의 공기 질 센서의 출력에 기초하여 호기(예를 들면, 이산화탄소) 내의 성분의 양을 측정할 수 있고, 그 정보를 트리거(trigger)로서 이용하여 (예를 들면, 이산화탄소 수준이 너무 높은 경우에) 반응 용기(916)에 더 많은 산화제를 첨가하거나, (예를 들면, 이산화탄소 수준이 사전결정된 임계값보다 낮은 경우에) 산화제의 흐름을 정지시킨다. 이 시스템은 고농도의 이산화탄소(4%) 및 저농도(16%)의 산소를 함유한 호기를 고농도의 산소(20%+) 및 저농도의 이산화탄소(0.038% 이하)를 함유한 안전한 호흡가능한 공기로 변환시킬 수 있다.
반응 용기(916)에 공급된 산화제는 반응 용기(916) 내에 존재하는 알칼리 수산화물과 혼합되어 이산화탄소와 반응할 수 있는 (산화제와 알칼리 수산화물의 반응을 통해 형성되는) 수퍼옥사이드 아니온을 포함하는 수성 공기 처리 용액을 형성할 수 있다. 호기 펌프(912)는 호기 호스(908)(또는 다른 유형의 도관)을 통해 마우스피스(906)로부터 처리될 공기(예를 들면, 호기된 이산화탄소 부화 공기)를 인출하여 이 처리될 공기를 반응 용기(916)에 제공할 수 있다. 예를 들면, 처리될 공기는, 도시된 바와 같이, 원통형 반응 용기 내로 미세기포를 토출하도록 원통형 구성을 가질 수 있는공기 분산 요소(918)에 의해 복수의 미세기포로 변환될 수 있다. 미세기포는 반응 용기(916) 내에 존재하는 수성 공기 처리 용액 내에서 생성될 수 있다. 반응 용기의 형상 및/또는 공기 분산 요소(918)와 관련된 복수의 구멍의 구성은 형성된 미세기포가 수성 공기 처리 용액을 통해 비직선 경로를 취하도록 할 수 있다. 일부의 경우, 미세기포는 공기 처리 용액 내에서 소용돌이칠 수 있다.
생성된 미세기포 내의 가스는 수성 공기 처리 용액의 수퍼옥사이드 아니온과 반응할 수 있고, 결과적으로, 공기가 처리됨에 따라 이산화탄소와 같은 가스의 양이 감소될 수 있다. 처리된 공기는 반응 용기(916)의 상부에 수집될 수 있고, 처리된 공기 흡기 호스(904)(또는 다른 유형의 공기 도관)을 통해 마우스피스(906)로 진행할 수 있다. 처리된 공기는 개인용 호흡기 시스템(900)의 사용자가 직접 호흡에 사용할 수 있다. 전술한 습식 또는 반습식 스크러빙 기법에 의해 제공되는 효율 및 필요한 경우에만 필요한 양으로 활성 시약을 혼합할 수 있는 능력을 고려하여, 개인용 호흡기 시스템(900)은 호기 내의 이산화탄소의 수준을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 미세기포를 생성하도록 구성된 공기 분산 요소를 사용하는 공기 분산 기술을 사용하여 개인용 호흡기 시스템(900)은 약 5 내지 50 리터/분의 범위로 유량을 유지할 수 있다.
일부의 실시형태에서, 다수의 사용자가 개인용 호흡기 시스템(900)에 의해 생성되는 공기를 효과적으로 공유할 수 있도록 하나 이상의 추가의 마우스피스(미도시)가 제공될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 개인용 호흡기 시스템은 사용자의 얼굴의 적어도 일부를 덮으면서 시스템의 사용자에게 처리된 공기를 제공하기 위한 도관의 역할을 하는 하나 이상의 마스크(미도시)를 포함할 수 있다. 개인용 호흡기 시스템(900)에 의해 제공될 수 있는 10 내지 100 리터/분의 유량으로 인해 (예를 들면, 소방관 및 하나 이상의 화재 희생자를 포함하는) 다수의 사용자에게 공기를 공급하는 것이 가능하다. 또한, 수퍼옥사이드 활성 재료가 필요에 따라 생성될 수 있으므로, 이 공기 처리 유닛의 작동 수명은 직면하는 조건의 심각도에 의존할 수 있다. 예를 들면, 단일 사용자의 정상 호흡 동안에 이 시스템은 5 kg 미만의 단일 팩으로부터 4 시간 이상 산소 부화 공기를 제공할 수 있다. 또한, 이 시스템은 산소 용기를 포함하지 않으므로 산소 탱크보다 화재 조건에서 소방관이 사용하기에 더 안전할 수 있다.
공기 처리 유닛(901)은 반응 용기(916)로부터 마우스피스(906)(또는 공기 처리 유닛(901)과 관련되는 임의의 다른 마우스피스 또는 마스크)로의 수성 공기 처리 용액의 흐름을 저감시키거나 제거하도록 구성된 하나 이상의 흐름 제한기(920)를 포함할 수 있다. 이러한 흐름 제한기는, 예를 들면, 반응 용기(916)의 출구, 호스(904) 내, 또는 임의의 다른 적절한 위치에 배치될 수 있다. 임의의 유형의 흐름 제한기가 사용될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 흐름 제한기(920)는 하나 이상의 일방향 밸브, 수분 차단 막 등을 포함할 수 있다.
전술한 공기 처리 유닛 및 시스템은 공기 처리 방법을 수행하는데 사용될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 유닛 시스템은 처리될 공기를 반용 용기의 공기 입구 내로 유동시키는 단계 - 여기서 반응 용기는 과산화수소와 알칼리 수산화물의 혼합물을 포함하는 공기 처리 용액을 포함함 -; 처리될 공기의 흐름의 적어도 일부를 공기 분산 요소를 사용하여 복수의 미세기포로 변환시키는 단계; 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 공기 처리 용액의 하나 이상의 성분과의 반응을 통해 감소되도록 미세기포를 공기 처리 용액 내에 도입하는 단계; 및 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출하는 단계를 포함하는 방법을 수행하는데 사용될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 본 개시의 실시형태의 방법은 공기 질 센서의 출력으로부터 공기 흐름 내의 적어도 하나의 성분의 수준을 자동적으로 결정하는 단계; 적어도 하나의 성분의 수준이 사전결정된 임계값을 초과하는지의 여부를 자동적으로 결정하는 단계; 및 적어도 하나의 성분의 수준이 사전결정된 임계값을 초과한다는 결정 후에 제 1 시약 입구를 통해 반응 용기 내로 산화제의 공급물의 이송을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 설명은 설명의 목적으로 제시되었다. 이것은 비포괄적이며, 개시된 정확한 형태 또는 실시형태에 한정되지 않는다. 명세서의 고려 및 개시된 실시형태의 실시로부터 수정 및 적합이 당업자에게 명확해질 것이다. 기재된 설명 및 개시된 방법에 기초한 컴퓨터 프로그램은 경험이 풍부한 개발자의 기술의 범위 내에 있다. 다양한 프로그램 또는 프로그램 모듈은 당업자에게 알려진 임의의 기술을 이용하여 생성될 수 있거나 기존의 소프트웨어와 관련하여 설계될 수 있다. 예를 들면, 프로그램 섹션 또는 프로그램 모듈은 .Net Framework, .Net Compact Framework(및 Visual Basic, C 등과 같은 관련 언어), Java, C++, Objective-C, HTML, HTML/AJAX 조합, XML, 또는 Java 애플릿을 포함하는 HTML으로 또는 이들을 이용하여 설겨될 수 있다.
또한, 예시적인 실시형태가 본 명세서에서 설명되었으나, 임의의 그리고 모든 실시형태의 범위는 본 개시에 기초하여 당업자가 인식할 수 있는 (예를 들면, 다양한 실시형태에 걸치 양태들의) 등가 요소, 수정, 생략, 조합, 적합 및/또는 변경을 갖는다. 청구범위에서의 제한은 청구범위에서 사용된 언어에 기초하여 광범위하게 해석되어야 하며, 본 명세서에 기술된 실시례에 또는 출원의 심사중에 한정되지 않는다. 실시례는 비배타적인 것으로 해석되어야 한다. 또한, 개시된 방법의 단계는 단계들의 재배치 및/또는 단계들의 삽입 또는 삭제를 포함하는 임의의 방식으로 수정될 수 있다. 따라서, 명세서 및 실시례는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구범위 및 그 균등물의 전체 범위에 의해 표시된다.

Claims (59)

  1. 공기 처리 유닛으로서,
    처리를 위해 투입 공기 흐름을 수취하기 위한 공기 입구;
    수성 공기 처리 용액을 수용하도록 구성된 반응 용기 - 상기 반응 용기는 상기 반응 용기 내로 과산화수소의 공급을 가능하게 하도록 구성된 제 1 시약 입구를 포함하고, 상기 반응 용기는 상기 반응 용기 내로 알칼리 수산화물의 공급을 가능하게 하도록 구성된 제 2 시약 입구를 포함함 -;
    상기 공기 입구와 유체 접속된 공기 분산 요소 - 상기 공기 분산 요소는 상기 투입 공기 흐름의 적어도 일부를 상기 수성 공기 처리 용액 내에 도입하기 위한 복수의 미세기포로 변환시켜 상기 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 상기 수성 공기 처리 용액과 반응을 통해 감소되도록 구성됨 -;
    상기 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출하도록 구성된 공기 출구를 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리 용액은 산화제 및 적어도 하나의 알칼리 수산화물을 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 산화제는 과산화수소, 퍼망가네이트, 퍼설페이트, 또는 이들의 조합물 중 적어도 하나를 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 공기 처리 용액은 최소 1:1 내지 최대 1.6:1의 산화제 대 알칼리 수산화물 몰비를 갖는,
    공기 처리 유닛.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 공기 처리 용액은 최소 1:1 내지 최대 4:1의 산화제 대 알칼리 수산화물 몰비를 갖는,
    공기 처리 유닛.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 알칼리 수산화물은 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화리튬, 인산3나트륨, 인산3칼륨, 트리에탄올아민, 또는 이들의 조합중 하나 이상을 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리 용액은 5M 내지 50M의 몰농도를 갖는 과산화수소를 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리 용액은 3M 내지 30M의 몰농도를 갖는 알칼리 수산화물을 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리 용액은 10 내지 12.5의 pH를 갖는,
    공기 처리 유닛.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리 용액은 적어도 하나의 알칼리 수산화물과 과산화수소의 반응에 의해 형성되는 수퍼옥사이드 아니온을 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 공기 처리는 상간 이동 촉매를 더 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 상간 이동 촉매는 암모늄 염을 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  28. 삭제
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 처리 유닛은,
    상기 공기 처리 유닛에 의해 처리가능한 공기 중의 적어도 하나의 성분의 수준을 나타내는 출력을 생성하도록 구성된 공기 질 센서; 및
    적어도 하나의 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준을 결정하기 위해 상기 공기 질 센서의 출력을 모니터링하고,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준이 사전결정된 임계값을 초과하는지의 여부를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준이 상기 사전결정된 임계값을 초과한다는 결정 후에, 상기 제 1 시약 입구를 통한 과산화수소의 공급물의 반응 용기 내로의 이송을 개시하고, 상기 제 2 시약 입구를 통한 알칼리 수산화물의 공급물의 반응 용기 내로의 이송을 개시하고, 그리고 상기 공기 처리 유닛에 의해 처리가능한 공기의 적어도 일부를 상기 공기 입구 내로 진입시키도록 프로그래밍된,
    공기 처리 유닛.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 공기 질 센서는 상기 공기 처리 유닛에 대하여 원격에 배치되는,
    공기 처리 유닛.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 처리 유닛은,
    상기 공기 처리 유닛에 의해 배출된 처리된 공기 중의 적어도 하나의 성분의 수준을 나타내는 출력을 생성하도록 구성된 공기 질 센서; 및
    적어도 하나의 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 적어도 하나의 성분과 관련된 수준을 결정하기 위해 상기 공기 질 센서의 출력을 모니터링하고,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준이 사전결정된 임계값을 초과하는지의 여부를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준이 상기 사전결정된 임계값을 초과한다는 결정 후에, 상기 제 1 시약 입구를 통한 과산화수소의 공급물의 일부의 상기 반응 용기 내로의 이송을 개시하도록 프로그래밍된,
    공기 처리 유닛.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 성분의 수준이 상기 사전결정된 임계값을 초과한다는 결정 후에 상기 제 2 시약 입구를 통해 알칼리 수산화물의 공급물의 일부의 상기 반응 용기 내로의 이송을 개시하는 것을 더 포함하는,
    공기 처리 유닛.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 공기 질 센서는 상기 공기 출구 내의 공기와 상호작용하도록 위치되는,
    공기 처리 유닛.
  34. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 처리 유닛은,
    상기 반응 용기 내의 용액의 pH 수준을 나타내는 출력을 생성하도록 구성된 pH 센서; 및
    적어도 하나의 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 반응 용기 내의 용액의 pH 수준을 결정하기 위해 상기 pH 센서의 출력을 모니터링하고;
    상기 반응 용기 내의 용액의 pH 수준이 목표 pH 수준 또는 목표 pH 범위 중 적어도 하나와 어떻게 비교되는지를 결정하고;
    상기 반응 용기 내의 용액의 pH 수준이 상기 목표 pH 수준과 임계값 차이를 초과하는 만큼 다르거나 상기 목표 pH 범위 밖에 있다는 결정 후에, 상기 제 1 시약 입구를 통한 과산화수소의 공급물 또는 상기 제 2 시약 입구를 통한 알칼리 수산화물의 공급물 중 적어도 하나의 반응 용기 내로의 이송을 개시하도록 프로그래밍된,
    공기 처리 유닛.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 처리 유닛은,
    상기 반응 용기 내의 용액의 유체 수준을 나타내는 출력을 생성하도록 구성된 유체 수준 센서; 및
    적어도 하나의 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 유체 수준 센서의 출력을 모니터링하고,
    상기 반응 용기 내의 유체 수준이 목표 유체 수준 아래로 떨어졌다는 결정 후에, 상기 제 1 시약 입구를 통한 과산화수소의 공급물, 상기 제 2 시약 입구를 통한 알칼리 수산화물의 공급물, 또는 물 입구를 통한 물의 공급물 중 적어도 하나의 반응 용기 내로의 이송을 개시하도록 프로그래밍된,
    공기 처리 유닛.
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 처리 유닛은 상기 투입 공기로부터 일산화탄소의 양을 적어도 100 배만큼 감소시키도록 구성되는,
    공기 처리 유닛.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 공기 처리 유닛으로 공기를 처리하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    반응 용기의 공기 입구에 처리될 공기를 유입시키는 단계 - 상기 반응 용기는 산화제 및 알칼리 수산화물의 혼합물을 포함하는 공기 처리 용액을 포함하고, 과산화수소의 공급은 제 1 시약 입구를 통해 상기 반응 용기로 이송되고, 알칼리 수산화물의 공급은 제 2 시약 입구를 통해 상기 반응 용기로 이송됨 -;
    공기 분산 요소를 사용하여 처리될 공기 흐름의 적어도 일부를 복수의 미세기포로 변환시키는 단계;
    상기 복수의 미세기포 내에 포함된 하나 이상의 목표 가스 종의 양이 상기 공기 처리 용액의 하나 이상의 성분과의 반응을 통해 감소되도록 상기 공기 처리 용액 내에 상기 미세기포를 도입하는 단계; 및
    상기 반응 용기로부터 처리된 공기를 배출하는 단계를 포함하는,
    공기 처리 유닛으로 공기를 처리하는 방법.
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
KR1020197002609A 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법 KR102217708B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020207020891A KR102257652B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662355375P 2016-06-28 2016-06-28
US62/355,375 2016-06-28
US201662439511P 2016-12-28 2016-12-28
US62/439,511 2016-12-28
PCT/IB2017/000925 WO2018002710A2 (en) 2016-06-28 2017-06-28 Air treatment systems and methods

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207020891A Division KR102257652B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190023099A KR20190023099A (ko) 2019-03-07
KR102217708B1 true KR102217708B1 (ko) 2021-02-22

Family

ID=60785954

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207020891A KR102257652B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법
KR1020197002609A KR102217708B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207020891A KR102257652B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-28 공기 처리 시스템 및 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11027236B2 (ko)
EP (1) EP3474972B1 (ko)
JP (1) JP6952064B2 (ko)
KR (2) KR102257652B1 (ko)
CN (1) CN109803749B (ko)
CA (1) CA3026747C (ko)
DK (1) DK3474972T3 (ko)
ES (1) ES2885074T3 (ko)
SG (1) SG11201811034PA (ko)
WO (1) WO2018002710A2 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109357383A (zh) * 2018-10-28 2019-02-19 中国地质大学（武汉） 一种基于nb-iot技术的电梯智能通风系统
CN110454882A (zh) * 2019-07-08 2019-11-15 珠海市康顺电器科技有限公司 一种净化空气的系统
CN111129547A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 一汽解放汽车有限公司 一种氢燃料电池阴极空气滤清器气体质量的识别控制装置及方法
JP7273758B2 (ja) * 2020-03-18 2023-05-15 株式会社東芝 酸性ガス吸収剤、酸性ガスの除去方法および酸性ガス除去装置
DE102020002394B4 (de) 2020-04-21 2022-04-14 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch das Bundesministerium der Verteidigung, vertr. durch das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr Gasfiltrationsvorrichtung einer Schutzbelüftungseinrichtung
CN115989195A (zh) * 2020-05-17 2023-04-18 以色列耶路撒冷希伯来大学伊萨姆研究发展公司 水净化和消毒方法
WO2021234713A1 (en) * 2020-05-21 2021-11-25 Airovation Technologies Ltd. Method and apparatus for purifying air from biological agents and volatile organic compounds
US20230317919A1 (en) * 2020-08-29 2023-10-05 Coreshell Technologies, Inc. Deposition of films onto battery material powders
EP3974046A1 (en) * 2020-09-23 2022-03-30 Emfil Rus LLC Device for sanitary cleaning of air from toxic gases
JP2024500840A (ja) * 2020-12-15 2024-01-10 アイロベーション テクノロジーズ リミテッド 重炭酸アルカリ及び炭酸アルカリを生成するための方法及び装置
TR202100608A2 (tr) * 2021-01-15 2022-07-21 Arçeli̇k Anoni̇m Şi̇rketi̇ Sivi sevi̇yesi̇ algilayan bi̇r hava temi̇zleme ci̇hazi
KR102612828B1 (ko) * 2022-03-15 2023-12-11 엘지전자 주식회사 공기정화장치 및 공기청정기
WO2023233496A1 (ja) * 2022-05-31 2023-12-07 三菱電機株式会社 二酸化炭素回収装置、二酸化炭素回収方法、および二酸化炭素回収システム
JP7458100B1 (ja) 2023-01-30 2024-03-29 株式会社ジョンクェルコンサルティング 二酸化炭素の処理装置、および二酸化炭素の処理方法
JP7422919B1 (ja) 2023-05-18 2024-01-26 三菱電機ビルソリューションズ株式会社 エレベーターの二酸化炭素回収装置、エレベーター、及びエレベーターの二酸化炭素回収システム
JP7446510B1 (ja) 2023-06-30 2024-03-08 三菱電機ビルソリューションズ株式会社 エレベーターの二酸化炭素回収装置、エレベーター、及びエレベーターの二酸化炭素回収システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050145108A1 (en) 2004-01-07 2005-07-07 David Rubin Air cleaning system
JP2010075834A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Sharp Corp 処理装置及び処理方法
US20100104492A1 (en) * 2008-10-29 2010-04-29 May Michael P Carbon oxide and/or sulfur oxide capture in a liquid environment
US20130042756A1 (en) 2011-07-06 2013-02-21 Empire Technology Development Llc Air purifier

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3650091A (en) 1969-04-22 1972-03-21 Exxon Research Engineering Co Liquid membrane foam diffusion
DE2722013C2 (de) 1977-05-14 1986-01-30 Theo Dipl.-Landw. 6253 Hadamar Stähler Vorrichtung zur Umsetzung von in Abgasen enthaltenen Schadstoffen
KR19980036787U (ko) * 1996-12-16 1998-09-15 우기현 휴대용산소호흡기
US6136203A (en) 1997-09-10 2000-10-24 Purifics Enviromental Technologies, Inc. System and method for photocatalytic treatment of contaminated media
US6843835B2 (en) * 2001-03-27 2005-01-18 The Procter & Gamble Company Air cleaning apparatus and method for cleaning air
CN1131391C (zh) 2001-03-29 2003-12-17 杭州海晨电子有限公司 锅炉燃煤配气增氧装置
JP2005087429A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Hideo Aoki 正圧マスク
US7255332B2 (en) 2004-05-25 2007-08-14 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas System and method for dissolving gases in liquids
US7396381B2 (en) 2004-07-08 2008-07-08 Air Products And Chemicals, Inc. Storage and delivery systems for gases held in liquid medium
JP2006124070A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp 空気清浄機能付きエレベータ
JP4151681B2 (ja) 2005-07-19 2008-09-17 株式会社日立製作所 微細気泡生成装置及びその方法
JP2008104907A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 Shimizu Corp 湿式空気浄化システムの制御方法
US8445546B2 (en) 2006-10-25 2013-05-21 Revalesio Corporation Electrokinetically-altered fluids comprising charge-stabilized gas-containing nanostructures
US20080271603A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 The Dial Corporation Air purification system and method of purifying air
US8101089B2 (en) * 2007-08-15 2012-01-24 Liquid Separation Technologies And Equipment, Llc Apparatus for aeration of contaminated liquids
FR2941378A1 (fr) * 2009-01-23 2010-07-30 Gloster Europe Appareil de decontamination par brumisation
US8066947B2 (en) * 2009-06-16 2011-11-29 Niazi Sarfaraz K Air scrubbing system
CN101972591B (zh) 2010-08-31 2012-10-10 北京航天凯恩化工科技有限公司 一种可移动的废气快速处理装置
ES2809188T3 (es) 2011-12-20 2021-03-03 Yissum Res Dev Co Of Hebrew Univ Jerusalem Ltd Proceso para la absorción o destrucción de contaminantes usando un reactivo acuoso
KR101614906B1 (ko) * 2015-09-18 2016-04-29 성상규 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치
KR102022476B1 (ko) * 2018-02-28 2019-09-18 주식회사 멘도타 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법
JP7370701B2 (ja) 2018-12-27 2023-10-30 キヤノン株式会社 シート給送装置、及び画像形成装置
KR101999165B1 (ko) * 2019-03-25 2019-07-12 주식회사 대승엔지니어링 고도산화공정을 이용한 탈취장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050145108A1 (en) 2004-01-07 2005-07-07 David Rubin Air cleaning system
JP2010075834A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Sharp Corp 処理装置及び処理方法
US20100104492A1 (en) * 2008-10-29 2010-04-29 May Michael P Carbon oxide and/or sulfur oxide capture in a liquid environment
US20130042756A1 (en) 2011-07-06 2013-02-21 Empire Technology Development Llc Air purifier

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201811034PA (en) 2019-01-30
KR102257652B1 (ko) 2021-05-31
ES2885074T3 (es) 2021-12-13
JP2019531870A (ja) 2019-11-07
DK3474972T3 (da) 2021-08-23
EP3474972A4 (en) 2020-04-08
WO2018002710A3 (en) 2018-02-08
EP3474972A2 (en) 2019-05-01
WO2018002710A2 (en) 2018-01-04
KR20200091489A (ko) 2020-07-30
US11027236B2 (en) 2021-06-08
US20200171431A1 (en) 2020-06-04
CN109803749B (zh) 2022-04-29
CA3026747A1 (en) 2018-01-04
KR20190023099A (ko) 2019-03-07
CN109803749A (zh) 2019-05-24
EP3474972B1 (en) 2021-05-19
CA3026747C (en) 2022-05-03
JP6952064B2 (ja) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102217708B1 (ko) 공기 처리 시스템 및 방법
US11701614B2 (en) Removal of atmospheric pollutants from gas, related apparatus, processes and uses thereof
US20040262241A1 (en) High efficiency decontamination method and apparatus for the treatment of indoor air
WO2009011323A1 (ja) 排ガス洗浄装置
KR20230015907A (ko) 생물학적 작용제 및 휘발성 유기 화합물로부터 공기를 정제하는 방법 및 장치
JP7357213B2 (ja) 水素供給装置
CN100431674C (zh) 处理流体的方法和装置
CN106039913B (zh) 一种烟气净化系统
KR20020034114A (ko) 건식으로 질소산화물을 제거하는 장치 및 방법
US20070237707A1 (en) System and method for generation and delivery of a biocidal agent
CN212348690U (zh) 氧化性气态等离子体发生装置及烟气治理装置
JP2006142185A (ja) 可燃・爆発性ガス消滅装置および可燃・爆発性ガス消滅システム
CN101081303B (zh) 空气自净法治理潜艇废气的方法
CN114459253A (zh) 一种线路板熔炼有机尾气处理系统
KR20200050969A (ko) 배기 가스 처리 방법, 그리고 배기 가스 처리 장치
WO2004030768A1 (ja) 有害物質処理システム
JPH01262931A (ja) 排オゾン分解装置
TW201433350A (zh) 過氟化物之處理裝置及過氟化物之處理方法

Legal Events

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