KR102239271B1 - 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 - Google Patents

아스콘 플랜트의 대기 정화장치 Download PDF

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Abstract

소성로에서 발생한 기체 내에 함유된 분진을 1차 제거하는 원심력 집진부재; 상기 원심력 집진부재를 통과한 기체를 상기 소성로로 재유입시켜 입자성 유해물질을 연소하고, 다시 상기 원심력 집진부재로 기체를 순환시키는 재순환 연소부재; 및 상기 원심력 집진부재와 재순환 연소부재로 인해 순환된 기체가 함유한 분진을 2차 제거하는 여과 집진부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치를 제공한다.

Description

아스콘 플랜트의 대기 정화장치{Air purification apparatus of ascon plants}
본 발명은 아스콘 플랜트의 대기 정화장치에 대한 것으로 유해가스 및 발암물질 배출을 방지할 수 있는 재순환 연소 시스템을 포함하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치에 관한 것이다.
아스콘(Ascon)은 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 줄인 것으로, 굵은 골재(Aggregate), 잔골재(Sann) 또는 포장용 채움재(Mineral filter)를 아스팔트와 첨가재료를 넣고 이를 고온으로 가열 또는 상온으로 혼합하여 생산하는 것이며, 일반적으로 도로포장이나 주차장에 사용되고 있다.
아스콘을 제조하는 아스콘 플랜트는 피더와 같은 골재공급 인출설비와, 피더에서 배출되는 골재를 이송하는 콘베이어, 이송된 골재를 일정한 온도로 가열하는 드라이어(dryer), 가열된 골재를 상승 이송시키는 핫 엘리베이터(hot elevator)로 구성되는 골재 건조설비를 포함한다. 또한, 핫 엘리베이터를 통해 이송된 골재를 규격별로 선별하는 진동스크린과 같은 체가름 설비와, 선별된 골재를 일정한 크기별로 선별 저장하는 핫빈(hot bin), 핫빈에서 인출된 골재를 계량하는 계량 장치로 구성되는 계량 설비를 포함한다. 그리고, 히터를 통해 아스팔트를 가열하여 공급하는 아스팔트 탱크, 아스팔트를 계량하는 아스팔트 스케일빈, 골재 스케일빈에서 인출된 골재와 아스팔트 스케일빈에서 인출된 아스팔트를 혼합하여 배출하는 드럼믹서, 첨가제공급장치를 포함하는 아스팔트 혼합설비를 포함한다.
나아가서, 상기 아스콘 플랜트는 상기 설비들에서 발생한 분진을 집진시키는 드라이 사이클론 및 백 필터를 포함하는 집진시설과 분진 제거 후 필터를 통과한 가스를 공기 중으로 배출시키는 대기 정화장치를 포함한다.
지금까지 통상적인 대기 정화장치는 첨가제와 더스트 및 골재가 믹서에서 혼합되는 과정에서 발생한 분진을 제거하더라도, 혼합과정에서 발생하는 유해가스 및 악취가스가 외부로 유출되는 경우 아스콘 플랜트 주변의 공기를 오염시킬 수 있는 문제점을 안고 있다.
아스콘의 주재료인 아스팔트는 석유를 정제한 다음 만들어지는 석유제품으로, 유해물질인 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 휘발성 유기화합물을 포함하여 악취 유발의 원인이 된다. 상기의 휘발성 유기화합물은 대기 정화장치의 흡착부재의 필터를 통해 제거될 수 있지만, 발암물질인 벤조 a 피렌과 같은 물질은 휘발성의 기체가 아닌 입자성 물질로써 종래의 필터를 포함한 정화장치로는 제거되기 어려운 물질이라 할 수 있다.
한국등록특허 제 10-1969877호(등록일: 2019. 04. 11.) 한국등록특허 제 10-1834139호(등록일: 2018. 02. 23.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유해가스 및 발암물질 배출을 방지할 수 있는 재순환 연소부재를 포함하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 소성로에서 발생한 기체 내에 함유된 분진을 1차 제거하는 원심력 집진부재; 상기 원심력 집진부재를 통과한 기체를 상기 소성로로 재유입시켜 입자성 유해물질을 연소하고, 다시 상기 원심력 집진부재로 기체를 순환시키는 재순환 연소부재; 및 상기 원심력 집진부재와 재순환 연소부재로 인해 순환된 기체가 함유한 분진을 2차 제거하는 여과 집진부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치를 제공할 수 있다.
상기 재순환 연소부재는, 상기 입자성 유해물질의 완전연소를 위해 외부로부터 공기를 제공하는 가스 챔버를 포함할 수 있다.
상기 소성로는, 내부로 유입된 기체의 와류 발생을 위한 복수 개의 가스노즐을 측부에 구비할 수 있다.
상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는, 상기 소성로 내부의 압력을 조절하는 배기용 송풍기를 포함하고, 상기 여과 집진부재와 상기 배기용 송풍기는 서로 연결되는 것일 수 있다.
상기 소성로 내부의 압력은 5 내지 10mmHg일 수 있다.
상기 입자성 유해물질은 다환방향족탄화수소(PAHs; Poly cyclic aromatic hydrocarbons) 화합물일 수 있다.
상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는, 상기 원심력 집진부재와 상기 여과 집진부재 사이에 위치하여 상기 재순환 연소부재로 이동하는 가스의 유량을 조절하는 콘트롤 댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는 재순환 연소부재를 포함함으로써 유해가스 및 발암물질을 연소하여 안전하게 제거할 수 있으며, 아스콘 플랜트를 통하여 발생한 대기오염 물질을 지속적으로 순환하여 연소를 통해 정화시킴으로써 아스콘 플랜트 주변의 대기환경 오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치가 포함된 아스콘 플랜트의 일부를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재를 나타낸 상부 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재의 가스챔버를 나타낸 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 소성로를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재의 순환용 송풍기를 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치가 포함된 아스콘 플랜트의 일부를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재를 나타낸 측면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재를 나타낸 상측면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재의 가스챔버를 나타낸 측면도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 소성로를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치 중 재순환 연소부재의 순환용 송풍기를 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 아스콘 제조 중 발생한 대기 오염물질을 제거하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는 원심력 집진부재(20), 재순환 연소부재(30) 및 여과 집진부재(40)를 포함할 수 있다.
원심력 집진부재(20)는 재생재 드럼 믹서(12) 또는 신재 드럼 믹서(14)와 같은 소성로(10)에서 발생한 기체 내에 함유된 분진을 1차적으로 제거할 수 있다. 즉, 신재 드럼 믹서(14) 또는 재생재 드럼 믹서(12)에서 배출된 대기 오염물질을 포함하는 기체는 원심력 집진부재(20)에서 먼지나 분진과 같은 상대적으로 큰 입자상의 물질을 원심력에 의해 분리 및 포집하며 탈취할 수 있다.
재순환 연소부재(30)는 상기 원심력 집진부재(20)를 통과한 기체를 소성로(10)로 재유입하여 입자성 유해물질을 연소하고, 다시 상기 원심력 집진부재(20)로 기체를 순환시킬 수 있다. 또한, 여과 집진부재(40)는 상기 원심력 집진부재(20)와 재순환 연소부재(30)로 인해 순환된 기체가 함유한 분진을 2차적으로 제거할 수 있다.
상세히 설명하면, 재순환 연소부재(30)는 원심력 집진부재(20)와 여과 집진부재(40) 사이에 위치할 수 있는데, 원심력 집진부재(20)로부터 1차로 분진이 제거된 기체를 소성로(10)로 재유입시키는 기체량을 조절하기 위해 콘트롤 댐퍼(80)를 구성할 수 있다. 즉, 상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는, 상기 원심력 집진부재(20)와 상기 여과 집진부재(40) 사이에 위치하여 상기 재순환 연소부재(30) 및 소성로(10)로 이동하는 기체의 유량을 조절하는 콘트롤 댐퍼(80)를 포함할 수 있다. 따라서 콘트롤 댐퍼(80)로 인해 원심력 집진부재(20)를 통과한 기체를 초기 1회에는 재순환 연소부재(30)와 그와 연결된 소성로(10)인 신재 드럼 믹서(14)로 이동시키고, 이후 순환되는 기체는 재순환 연소부재(20)와 여과 집진부재 (40)사이 분기점에서 콘트롤 댐퍼(80)를 통해 약 9:1(원심력 집진부재로 재유입되는 기체량:여과 집진부재로 유입되는 기체량)의 비율로 조절하여 기체의 재순환을 반복시킬 수 있다. 따라서, 입자성 유해물질을 반복적으로 연소시켜 1차 집진된 기체 내의 입자성 유해물질의 잔류량을 최소화하여 여과 집진부재(40)로 기체를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 입자성 유해물질은 다환방향족탄화수소(PAHs; Poly cyclic aromatic hydrocarbons) 화합물일 수 있으며, 나아가서 벤조a피렌(Benzo a pyrene)과 같은 발암물질일 수 있다. 벤조 a 피렌을 포함한 PAHs 화합물들은 화석연료나 콜타르, 식품의 조리 가공 시 생성되기도 하는 독성물질로써 대기 중의 입자들과 결합하여 주변 환경에 오랜 기간 남게 되어 심각한 오염물질을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기의 물질은 필터를 통한 제거가 어려운 입자성의 물질일 수 있다. 따라서, 재순환 연소부재(30)에서 지속적으로 기체를 재순환시키며 소성로(10)에서 반복적으로 연소함으로써 벤조 a 피렌과 같은 입자성 유해물질의 기체 내 잔류량을 최소화할 수 있으며, 이는 입자성 유해물질이 주변 대기 중으로 확산될 수 있는 문제를 방지할 수 있다.
상기 재순환 연소부재(30)는 입자성 유해물질의 완전연소를 위해 외부로부터 공기를 제공하는 가스 챔버(310)를 포함할 수 있다. 가스 챔버(310)는 재순환 연소부재(30)에 구비되어 원심력 집진부재(20)를 통과한 기체가 임시로 체류할 수 있으며, 상기 가스 챔버(310)의 상부 일측면에는 외부로부터 공기를 유입시키는 조절댐퍼(314)가 위치할 수 있다. 즉, 입자성 유해물질을 포함한 기체량에 비해 연소에 필요한 산소량이 부족하여 불완전 연소가 예상되는 경우, 상기 조절댐퍼(314)가 작동하여 외부의 공기를 가스 챔버(310) 내로 공급하여 연소에 필요한 충분한 산소를 소성로(10) 내로 공급할 수 있다. 즉, 입자성 유해물질의 연소 과정 중 연소에 필요한 공기를 제공함으로써 입자성 유해물질의 완전연소를 수행할 수 있다.
또한, 상기 소성로(10)는 내부로 유입된 기체의 와류 발생을 위한 복수 개의 가스노즐(104)을 측부(102)에 구비할 수 있다. 이때, 상기 가스 챔버(310)와 소성로(10) 사이에 연결되는 재순환용 송풍기(330)를 더욱 포함할 수 있다. 즉, 상기 재순환용 송풍기(330)로 인해 가스 챔버(310)로부터 상기 소성로(10)로 유입되는 기체의 유입량 및 유속을 조절하고, 기체에 일정한 압력을 부과하여 가스노즐(104)의 위치에 따른 와류를 형성할 수 있다. 따라서 와류로 인해 소성로(10) 내의 기체 체류 시간을 최대한 길게 형성할 수 있으며 입자성 유해물질을 소각처리 할 수 있다.
재순환용 송풍기(330)는 내부에 송풍용 블레이드가 위치하는 케이스(334)와 송풍되는 기체의 속도 또는 풍량을 조절하는 모터(332)를 포함할 수 있으며, 외부의 환경으로부터 모터를 보호하기 위한 모터커버(336)를 구비할 수 있다.
입자성 유해물질의 연소를 위해 소성로(10)는 내부의 온도를 평균 1100 내지 1300℃로 유지할 수 있으며, 소성로(10)의 체적에 따라 기체는 1 내지 3초의 체류 시간을 가질 수 있다. 또한, 소성로(10)에서 연소 과정 중, 기체 내에 포함된 벤젠, 아세트알데히드, 포름알데히드와 같은 기체성 악취물질도 일부 함께 연소될 수 있다.
상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치(30)는, 상기 소성로(10) 내부의 압력을 조절하는 배기용 송풍기(50)를 포함하고, 상기 여과집진부재(40)와 상기 배기용 송풍기(50)는 서로 연결되는 것일 수 있다.
배기용 송풍기(50)로 인해 소성로(10) 내부에서 외부로 공기를 배기함으로써 상기 소성로(10) 내부의 압력은 1기압 이하로 유지될 수 있으며, 예를 들어 상기 소성로(10) 내부의 압력은 5 내지 10mmHg일 수 있다. 소성로 내부의 낮은 압력은 재순환용 송풍기(330)로 인한 소성로 내의 와류형성을 더욱 도울 수 있고, 이는 입자성 유해물질의 연소에 더욱 도움을 줄 수 있다.
설치되는 외부 지형이나 다른 아스콘 제조설비와의 연결 관계에 따라 상기 재순환 연소부재(30)는 프레임(340)을 구비하여 설치 위치를 조절할 수 있으며, 작동 시 진동이 발생하는 재순환용 송풍기(330)의 경우 재순환용 송풍기(330)가 위치하는 프레임 내부에 진동 흡수체를 구비할 수 있다.
재순환 연소부재(30)에서 입자성 유해물질이 연소된 기체는 콘트롤 댐퍼(80)에 의해 일부는 원심력 집진부재(20)를 거쳐 다시 재순환 연소부재(30)로 이동하고, 나머지 일부는 여과 집진부재(40)로 이동하여 2차적으로 남은 분진을 제거할 수 있다.
여과 집진부재(40)에서 2차적으로 남은 분진을 제거한 후 흡착탑(60)에서 이산화 염소가스와 배출가스가 혼합 반응을 일으켜 기체상의 물질을 제거하거나, 흡착 필터를 이용하여 벤젠, 아세트알데히드, 포름알데히드와 같은 악취물질을 저감시킨 후 굴뚝(70)으로 배출될 수 있다.
흡착 필터는 유해가스 제거용 촉매가 함유된 고강도 펠릿 조성물을 포함한 것으로써, 유해가스 제거용 촉매, 실리카 마이크로입자, 실리카 나노입자 및 클레이로 이루어질 수 있다. 즉, 유해가스 제거용 촉매에 크기가 서로 다른 2종의 실리카 입자 및 클레이를 혼합하여 고강도 펠릿 조성물이 제조된 것일 수 있다.
이때, 상기 유해가스 제거용 촉매는 망간 산화물 촉매 또는 구리-망간 산화물 촉매인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 망간 산화물 촉매는 망간/규소 복합금속산화물 촉매이며, 상기 구리-망간 산화물 촉매는 구리-망간/규소 복합금속산화물 촉매일 수 있다. 상기 유해가스 제거용 촉매는 실리카 마이크로입자 100 중량부를 기준으로 1 ~ 15 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 유해가스 제거용 촉매의 함량이 실리카 마이크로입자 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만일 경우 유해가스 제거효과가 충분하지 못하며, 15 중량부를 초과하는 경우 과량의 촉매로 인해 오히려 유해가스 제거 성능이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
상기 실리카 마이크로입자는 평균 입자크기가 20 ~ 40㎛인 것이 바람직하다. 실리카 마이크로입자의 평균 입자크기가 20㎛ 미만일 경우 펠릿 조성물의 점도가 높아지며 이에 펠릿 제조 시 혼합 분산성이 떨어져 균일한 물성의 펠릿 조성물을 제조하기 어려우며, 40㎛를 초과하는 경우 펠릿 조성물의 강도가 저하될수 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 실리카 마이크로입자는 비표면적이 210 ~ 270m2/g인 것이 더욱 바람직하다. 비표면적이 210m2/g 미만일 경우 펠릿 조성물의 유해가스 흡착능력이 저하될 수 있어 바람직하지 않다. 실리카 마이크로입자의 비표면적이 클수록 촉매 성능은 우수해질 수 있으나, 상기 범위를 만족하기만 하여도 충분한 강도 및 촉매 성능을 만족할 수 있다.
또한, 상기 실리카 마이크로입자는 공극부피가 0.6 ~ 0.9ml/g인 것이 더욱 바람직하다. 공극부피가 상기 범위를 벗어나는 경우 강도 개선 효과가 미미하므로 바람직하지 않다.
상기 실리카 나노입자는 평균 입자크기가 10 ~ 20nm인 것이 바람직하다. 실리카 나노입자의 평균 입자크기가 10㎚ 미만일 경우 결정이 서로 응집하는 문제로 인해 혼합 분산성이 떨어지고, 20㎚를 초과하는 경우 펠릿 조성물의 최종 비표면적을 저하시킬 수 있어 바람직하지 않다.
이때 상기 실리카 나노입자는 초미세 실리콘 디옥사이드 입자 25 ~ 32wt%가 용매 안에 분산된 콜로이드 실리카인 것이 더욱 바람직하며, 상기 용매는 물 또는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군에서 선택된 1종의 유기용매일 수 있다.
또한, 상기 실리카 나노입자의의 점도는 25℃에서 13cps 미만인 것이 더욱 바람직하다. 실리카 나노입자의 점도가 13cps를 초과하는 경우 유해가스 제거용 촉매와 혼합 시 혼합 분산성이 떨어져 물성이 균일한 펠렛 조성물을 제조하기 어려워 바람직하지 않다.
또한, 상기 실리카 나노입자는 실리카 마이크로입자 100 중량부를 기준으로 15 ~ 35 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 실리카 나노입자의 함량이 실리카 마이크로입자 100 중량부에 대하여 15 중량부 미만일 경우 펠릿 조성물의 강도 개선 효과가 충분하지 못하며, 35 중량부를 초과하는 경우 점도가 높아져 균일한 물성의 펠릿 조성물을 제조하기 어려워 바람직하지 않다.
상기 클레이(clay)는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 사포나이트(saponite), 라포나이트(laponite), 돌로마이트, 활석, 납석, 질석, 고령토, 할로이사이트, 일라이트, 녹니석, 브룩사이트, 버미귤라이트(vermicullite), 합성운모(synthetic mica), 카네마이트(kanemite), 마가다이트(magadiite) 및 케냐이트(kenyaite)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 클레이는 실리카 마이크로입자 100 중량부를 기준으로 0.5 ~ 5중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 클레이의 함량이 실리카 마이크로입자 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만일 경우 촉매의 물리적 특성 조절에 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우 촉매 활성이 감소할 수 있어 바람직하지 않다.
유해가스 제거용 촉매가 함유된 고강도 펠릿 조성물의 형태는 단순 구형뿐 아니라 오염물질의 접촉 면적을 높이기 위한 입체 형태로도 제조가능하다. 펠릿 조성물의 입자크기는 특별히 제한되지 않지만, 압력 손실을 최소화하며 오염물질의 제거 효율을 최대화할 수 있는 크기인 것이 바람직하며, 통상 그 단면의 길이가 0.5∼20mm인 것이 바람직하다. 예를 들어 원주 형상의 펠릿이면, 통상 지름 0.5∼10mm, 길이 0.5∼15mm 정도의 것을 용이하게 얻을 수 있다.
상기 흡착 필터의 유해가스 제거용 촉매가 함유된 고강도 펠릿 조성물은 5.0kg/m2 이상의 강도를 갖는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 5.0 ~ 6.5kg/m2의 강도를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 유해가스 제거용 촉매가 함유된 고강도 펠릿 조성물은 200 m2/g 이상의 비표면적을 갖는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 200 ~ 240m2/g의 비표면적을 가질 수 있다. 또한, 0.65ml/g 이상의 메조기공 부피를 가질 수 있다.
아스콘 플랜트에서 발생한 유해 물질 및 유해 가스가 제거되는 본 발명의 실시예에 따른 재순환 연소 시스템의 대기 정화과정은 다음과 같다.
먼저 신재 드럼믹서(14) 또는 재생 드럼 믹서(12)와 같은 소성로(10)의 원료투입에서 발생한 오염물질을 포함하는 기체를 원심력 집진부재(20)로 이동시킴으로써 1차적으로 분진을 제거할 수 있다.
다음으로 상기 1차 집진된 기체는 재순환 연소부재(30)의 가스챔버(310)로 이동한 후, 재순환용 송풍기(330)를 통하여 소성로(10)로 투입이 될 수 있다. 이때 소성로(10) 내부에서 1차 집진된 기체의 불완전 연소가 예상되는 경우, 상기 가스챔버(310)의 조절 댐퍼(314)를 작동시켜 외부 공기를 상기 가스챔버(310) 내로 유입함으로써, 외부 공기와 혼합된 1차 집진된 기체를 재순환용 송풍기(330)를 거쳐 소성로(10)로 투입될 수 있다.
상기 재순환용 송풍기(330)와 연결된 소성로(10)의 가스노즐(104)로부터 1차 집진된 기체가 소성로(10) 내부로 유입됨으로써 소성로(10) 내부에는 기체의 와류가 형성될 수 있다. 와류의 발생으로 1차 집진된 기체의 소성로(10) 내 체류 시간을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 입자성 유해물질의 연소 분해시간이 증가하여 벤조a피렌과 같은 물질의 완전연소가 이루어질 수 있다.
상기의 과정 후 기체는 콘트롤 댐퍼(80)에 의해 일부는 원심력 집진부재(20)를 거쳐 다시 재순환 연소부재(30)로 이동하고, 나머지 일부는 배기용 송풍기(50)로 인해 여과 집진부재(40)로 이동하여 2차적으로 남은 분진을 제거할 수 있다.
배기용 송풍기(50)의 작동으로 인해 상기 소성로(10) 내부의 기체 흐름을 조절할 수 있으며, 그로 인해 소성로(10) 내부의 압력은 1기압 이하로 유지될 수 있다. 소성로 내부(10)의 낮은 압력은 재순환용 송풍기(330)로 인한 소성로(10) 내의 와류형성을 더욱 도울 수 있고, 이는 입자성 유해물질의 연소에 더욱 도움을 줄 수 있다.
이후, 여과 집진부재(40)를 통과하여 2차 집진된 기체는 흡착탑(60)으로 이동하고, 흡착필터로 인해 유해가스를 흡착 제거한 후 정화된 기체는 굴뚝(70)으로 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치를 통과한 기체의 유해물질과 유해가스 제거 효율을 알아보기 위해 먼저, 재순환 연소부재(30)없이 흡착탑(60) 통과 전후의 기체 내에 포함된 성분들을 분석한 결과, 다음의 표 1과 같다.
유해물질 단위 시험결과 저감효율(%)
통과 전 통과 후
벤젠 ppm 0.521 0.031 94.0
포름알데히드 ppm 0.656 0.013 98.0
아세트알데히드 ppm 1.404 0.107 92.4
벤조(a)피렌 ug/Sm3 0.298 0.271 9.1
다음으로 흡착탑(60) 통과 전, 재순환 연소부재(30) 통과 전후의 기체 내에 포함된 성분들을 분석한 결과 다음의 표 2와 같다.
유해물질 단위 시험결과 저감효율(%)
통과 전 통과 후
벤젠 ppm 1.92 0.05 97.40
포름알데히드 ppm 4.767 1.853 61.13
아세트알데히드 ppm 1.098 0.486 55.74
벤조(a)피렌 ug/Sm3 35.092 0.075 99.79
또한, 재순환 연소부재(30) 및 흡착탑(60)을 모두 통과한 기체의 전후 성분들을 분석한 결과 다음의 표 3과 같다.
유해물질 단위 시험결과 저감효율(%)
통과 전 통과 후
벤젠 ppm 1.92 0.02 98.95
포름알데히드 ppm 4.75 0.012 99.74
아세트알데히드 ppm 1.09 0.061 94.4
벤조(a)피렌 ug/Sm3 35.08 0.074 99.78
표 1에 나타난 바와 같이, 흡착탑(60)만을 통과한 후 기체의 성분을 비교해보면, 기체 내부의 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드와 같은 악취유발 유해물질은 90%이상이 저감되었으나, 입자성 물질인 벤조(a)피렌은 제거 효율이 낮음을 알 수 있다.
또한, 표 2에 나타난 바와 같이, 재순환 연소부재(30)만을 통과한 후 기체의 성분을 비교해보면, 흡착탑(60)에서 거의 제거가 어려운 벤조(a)피렌이 99.79%가 저감되어 뛰어난 제거효율을 알 수 있다. 그 뿐만 아니라 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드 또한 일부 제거됨을 알 수 있다.
나아가서, 표 3에 나타난 바와 같이 재순환 연소부재(30)와 흡착탑(60)을 모두 통과한 기체의 경우 벤조(a)피렌은 물론 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드와 같은 유해물질이 뛰어난 효율로 제거됨을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는 순환연소부재를 포함함으로써 유해가스 및 발암물질을 연소하여 안전하게 제거할 수 있으며, 아스콘 플랜트를 통하여 발생한 대기오염 물질을 지속적으로 순환하여 정화시킴으로써 아스콘 플랜트 주변의 대기환경 오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 소성로
20; 원심력 집진부재
30; 재순환 연소부재
40; 여과 집진부재
50; 배기용 송풍기
60; 흡착탑
70; 굴뚝
310; 가스 챔버
330; 재순환용 송풍기

Claims (7)

  1. 소성로에서 발생한 기체 내에 함유된 분진을 1차 제거하는 원심력 집진부재;
    상기 원심력 집진부재를 통과한 기체를 상기 소성로로 재유입시켜 입자성 유해물질을 연소하고, 다시 상기 원심력 집진부재로 기체를 순환시키는 재순환 연소부재; 및
    상기 원심력 집진부재와 재순환 연소부재로 인해 순환된 기체가 함유한 분진을 2차 제거하는 여과 집진부재를 포함하고,
    상기 여과 집진부재는, 흡착필터를 구비하고,
    상기 흡착필터는,
    실리카 마이크로입자 100 중량부를 기준으로 유해가스 제거용 촉매 1 ~ 15 중량부, 실리카 나노입자 15 ~ 35 중량부 및 클레이 0.5 ~ 5 중량부를 포함하되,
    상기 실리카 마이크로입자는 평균 입자크기가 20 ~ 40㎛이고, 비표면적이 210 ~ 270m2/g이고, 공극부피가 0.6 ~ 0.9ml/g이며,
    상기 실리카 나노입자는 평균 입자크기가 10 ~ 20nm이고, 점도는 25℃에서 13cps 미만인 것을 특징으로 하는 유해가스 제거용 촉매가 함유된 고강도 펠릿 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재순환 연소부재는, 상기 입자성 유해물질의 완전연소를 위해 외부로부터 공기를 제공하는 가스 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소성로는, 내부로 유입된 기체의 와류 발생을 위한 복수 개의 가스노즐을 측부에 구비하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는, 상기 소성로 내부의 압력을 조절하는 배기용 송풍기를 포함하고, 상기 여과 집진부재와 상기 배기용 송풍기는 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 소성로 내부의 압력은 5 내지 10mmHg인 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자성 유해물질은 다환방향족탄화수소(PAHs; Poly cyclic aromatic hydrocarbons) 화합물인 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 아스콘 플랜트의 대기 정화장치는, 상기 원심력 집진부재와 상기 여과 집진부재 사이에 위치하여 상기 재순환 연소부재로 이동하는 가스의 유량을 조절하는 콘트롤 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스콘 플랜트의 대기 정화장치.





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