KR102253569B1 - 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법 - Google Patents
활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 활성탄소섬유 필터가 탑재되어 있는 악취제거부를 2기 이상 복수로 설치하여 시스템을 구성하되, 복수의 악취제거부 중 어느 1기만을 선택하여 고농도악취가스 내의 악취물질 제거 공정에 이용하여 일정시간 경과 후 필터가 일정시간 경과 후 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 파과점(breakthrough point)에 이른 필터의 재생처리가 이루어지고, 이와 같이 재생처리가 이루어지는 동안 다른 악취제거부를 통해 악취물질 제거 공정이 수행되도록 함으로써, 악취제거효율이 뛰어나지만 교체주기가 짧은 활성탄소섬유 필터의 단점을 보완하여 시스템의 중단없이 연속적으로 악취제거공정이 진행될 수 있도록 하고,
상기 필터 재생처리시 필터로부터 탈착되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩을 이용하여 제조된 티타늄광촉매필터를 통해 효과적으로 연소처리 및 분해처리할 수 있는, 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법에 관한 것이다.
상기 필터 재생처리시 필터로부터 탈착되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩을 이용하여 제조된 티타늄광촉매필터를 통해 효과적으로 연소처리 및 분해처리할 수 있는, 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 활성탄소섬유 필터가 탑재되어 있는 악취제거부를 2기 이상 복수로 설치하여 시스템을 구성하되, 복수의 악취제거부 중 어느 1기만을 선택하여 고농도악취가스 내의 악취물질 제거 공정에 이용하여 일정시간 경과 후 필터가 일정시간 경과 후 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 파과점(breakthrough point)에 이른 필터의 재생처리가 이루어지고, 이와 같이 재생처리가 이루어지는 동안 다른 악취제거부를 통해 악취물질 제거 공정이 수행되도록 함으로써, 악취제거효율이 뛰어나지만 교체주기가 짧은 활성탄소섬유 필터의 단점을 보완하여 시스템의 중단없이 연속적으로 악취제거공정이 진행될 수 있도록 하고,
상기 필터 재생처리시 필터로부터 탈착되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩을 이용하여 제조된 티타늄광촉매필터를 통해 효과적으로 연소처리 및 분해처리할 수 있는, 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법에 관한 것이다.
최근 과학이 발전과 급속한 산업 성장으로 인한 환경문제가 심화되고 있으며 특히 고기능성 석유화학제품을 만드는 과정에서 유해 화학물질의 배출은 대기오염을 유발시킬 뿐 만 아니라 유독가스의 주원인이 되고 있다.
가스상으로 배출되는 화학물질은 보통 심한 악취와 함께 불쾌감을 유발하며 현장 근로자 및 주변 주거지에 악영향을 끼치게 된다.
대기오염배출시설에서 배출되는 총탄화수소(THC, Total hydrocarbon)는 석유, 화학, 도장, 인쇄시설 등의 각종 유기용매를 사용하는 시설에서 발생한다. 현기증, 발암, 구토 등 인체에 유해한 영향을 끼치며, 광화학반응에 참여하여 오존 등의 2차 대기 오염물질을 생성하게 된다.
상기 총탄화수소(Total hydrocarbon)는 메탄(CH4)과 같이 탄소와 수소로 결합한 휘발성유기화합물(VOCs)을 포함한 모든 유기화합물을 말한다. 자체로서 독성을 갖고 있거나 또는 광화학반응에 의하여 오존 등 대기오염물질을 발생시켜 인체 및 환경에 유해한 영향을 끼치게 된다.
일반적으로 환경오염물질은 물리적, 화학적, 생물학적 또는 이들을 병행하는 방법으로 처리되고 있으며, 대표적으로는 열연소법, 흡착법, 흡수법, 냉각 응축법, 생물여과법, 촉매산화법 및 광촉매 산화법이 있다.
상기 흡착법과 냉각 응축법은 오염 물질을 근본적으로 처리하지 못하며, 약액 세정법은 오염 물질과 화학약품의 중화반응을 통한 화학적 탈취 방법으로 이는 한정된 공간에서는 높은 오염 물질 제거율을 가진다.
그러나 상기 약액 세정법은 오염 물질 발생원이 광범위한 지역에서는 화학약품과 오염 물질이 효과적으로 반응하도록 화학약품을 분사하는 추가 장치 등이 필요하고, 고농도의 오염 물질을 대량 발생하는 오염 물질 발생원에서는 중화반응을 위한 많은 양의 화학약품을 사용해야 하는 단점이 있다.
또한, 직접 연소법과 촉매 산화법은 오염을 유발하는 물질을 산화시켜 제거하는 방법으로, 제거율은 높으나 2차 오염 물질을 발생시키고, 비용이 고가라는 단점이 있다.
최근에는 이러한 문제점을 고려한 환경 오염 물질 처리 방법으로 광촉매 필터를 이용한 광촉매 산화법이 각광을 받고 있다. 광촉매 산화법은 광촉매가 밴드 갭 에너지 이상의 에너지를 흡수하면 전자와 정공을 형성하고, 정공에 의해 생성되는 수산화라디칼(·OH)의 강력한 산화력으로 오염물을 분해시키는 반응을 이용한다
광촉매(Photocatalyst)란 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질을 말하며, 이러한 반응을 광화학 반응이라고 한다.
반도체, 색소, 엽록소도 그 중 하나이며, 대표적인 예로는 이산화티타늄(TiO2)이 있다. 광촉매는 빛에너지를 화학적 에너지로 바꾸는 광화학 변환과 빛을 이용한 합성화학, 환경 오염 물질의 제거, 처리 등의 분야에서 쓰인다.
광촉매에 사용할 수 있는 물질로는 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS), 산화텅스텐(WO3) 등이 있다. 이 중 이산화티타늄(TiO2)은 자체가 빛을 받아도 변하지 않아 반영구적으로 사용이 가능하고, 염소(Cl2)나 오존(O3)보다 살균력이 뛰어난 반면에, 산화아연(ZnO)과 황화카드뮴(CdS)은 빛을 흡수함으로써 촉매 자체가 분해되는 단점을 가지고 있다.
이산화티타늄(TiO2)은 모든 유기물을 산화시켜 이산화탄소와 물로 분해하지만, 산화텅스텐(WO3)은 특정 물질에 대해서만 광촉매로서 효율이 좋고, 그 외에는 효율이 좋지 않아 이용할 수 있는 영역이 제한되고 있다.
최근에는 광촉매 반응 효율성을 향상시키기 위한 많은 연구들이 진행되고 있으며, 관련 선행기술로 본 발명자 개발하여 등록받은 ' 티타늄 스크랩을 활용한 광촉매 필터의 제조 방법(등록특허 10-1872291: 등록일자 2018년06월22일)'에서 이산화티타늄 광촉매에 대해 개시하고 있다.
기존의 이산화티타늄 광촉매 제조 방식으로는 염화티타늄을 가열 산화하여 만드는 방식이 가장 많이 쓰이고 있으며, 분말형태로 제품이 얻어진다. 그러나 분말형태의 경우, 고정화를 위해서 별도의 고정화 방식이 필요하며, 고정화된 촉매는 분산성 촉매에 비해 반응 면적이 감소하여 반응 효율이 저하되는 단점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 촉매의 수명연한이 2~5년으로 유한하기 때문에 영구적으로 사용하기가 어렵다. 또한 분말 형태는 오염 물질의 분해 반응 후, 티타늄의 분리 및 회수가 어려워 상업적으로 활용하는데 제한이 있다.
이산화티타늄은 아나타제형(Anataze)과 루타일형(rutile) 그리고 브루카이트형(Brookite)이 있으나 이중에서 루타일형이 각종 무기산, 유기산, 알칼리 가스 등에 침식되지 않으며 1,800 ℃까지의 열에도 용해되지 않기 때문에 아나타제 형보다 안정하다.
본 발명은 가스상으로 배출되는 고농도악취가스에 포함되어 있는 휘발성유기화합물(VOCs)을 활성탄소섬유로 제조된 필터를 이용하여 효과적으로 제거하되, 상기 필터의 재생을 통해 사용주기가 짧은 상기 활성탄소섬유의 단점을 해소하고, 상기 필터의 재생과정에서 탈착되는 VOCs 성분을 티타늄스크랩 광촉매를 이용하여 분해처리함으로써, 악취제거의 효율성을 높임과 동시에 연속사용이 가능한 고농도악취가스 제거시스템을 제공하고자 한다.
상기 고농도악취가스 제거시스템과 관련하여, 등록실용신안 20-0217449(등록일자 2001년01월09일)의 ' 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치 '에는 ' 산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물질을 포함한 유해가스 및 유기성 악취물질을 제거하는 악취물질 제거장치에 있어서, 소정 크기의 구조물인 악취제거탑과; 상기 악취제거탑의 내부로 악취물질을 이송시키는 송풍기; 상기 악취제거탑내에 설치되어 상기 송풍기로부터 유입된 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유 필터 및; 상기 악취제거탑 내부로 고압의 증기를 분사하여 활성탄소섬유에 흡착된 악취물질을 제거하여 활성탄소섬유의 흡착력을 회복시키는 재생수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치.'에 대한 기술이 개시된 바 있다.
상기 개시되어 있는 등록실용신안에는 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거기술을 제시하고 있기는 하나, 교환주기가 짧은 상기 활성탄소섬유를 이용하여 공정의 중단없이 연속적으로 악취물질을 제거할 수 있는 기술에 대해서는 제시되어 있지 않다.
본 발명은 활성탄소섬유 필터가 탑재되어 있는 악취제거부를 2기 이상 복수로 설치하여 시스템을 구성하되, 복수의 악취제거부 중 어느 1기만을 선택하여 고농도악취가스 내의 악취물질 제거 공정에 이용하여 일정시간 경과 후 필터가 일정시간 경과 후 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 파과점(breakthrough point)에 이른 필터의 재생처리가 이루어지고, 이와 같이 재생처리가 이루어지는 동안 다른 악취제거부를 통해 악취물질 제거 공정이 수행되도록 함으로써, 악취제거효율이 뛰어나지만 교체주기가 짧은 활성탄소섬유 필터의 단점을 보완하여 시스템의 중단없이 연속적으로 악취제거공정이 진행될 수 있도록 하고,
상기 필터 재생처리시 필터로부터 탈착되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩을 이용하여 제조된 티타늄광촉매필터를 통해 효과적으로 연소처리 및 분해처리할 수 있는, 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제1악취제거부와,
활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제2악취제거부와,
상기 제1악취제거부 또는 제2악취제거부 중 어느 하나가 악취제거모드로 구동되어 상기 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하되,
상기 제1악취제거부 또는 제2악취제거부 중 어느 하나의 악취제거부가 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 파과점(breakthrough point)에 이른 악취제거부는 재생처리모드로 전환되어 재생처리가 이루어지고, 나머지 하나의 악취제거부는 악취제거모드로 구동됨으로써, 공정의 중단없이 연속적으로 악취물질 제거가 이루어지도록 하는 것으로서,
상기 필터의 재생처리는 상기 제1악취제거부 또는 제2악취제거부로 에어(air)를 불어넣는 블로워와,
상기 에어(air)와 함께 악취제거필터로부터 탈착되어 공급되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 연소시키는 연소기와,
상기 연소기를 거쳐 유입되는 에어(air) 중의 미처리 휘발성 유기화합물(VOCs)을 분해처리하는 티타늄스크랩 광촉매 필터부로 구성된 악취제거필터재생부를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템을 제공한다.
그리고 활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터가 탑재되는 제1악취제거부 또는 제2악취제거부 중 어느 일방향으로만 선택적으로 고농도악취가스를 공급하는 단계(S10)와,
제1악취제거부 또는 제2악취제거부에 설치되어 있는 악취제거필터를 통해 악취물질을 포집한 후 청정공기를 배출하는 단계(S20)와,
제1악취제거부 또는 제2악취제거부 중 활성탄소섬유(ACF)의 재생처리가 필요한 어느 하나의 악취제거부로 고농도악취가스가 유입되지 않도록 밸브를 사용하여 차단하고, 다른 하나의 악취제거부로 고농도악취가스를 유입시켜 상기 S20 단계를 거치는 단계(S30)와,
상기 고농도악취가스의 공급을 차단한 악취제거부로 30~200 ℃의 열풍을 악취제거부로 가하여 악취제거필터에 포집되어 있는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 탈착시키는 단계(S40)와,
상기 탈착시킨 휘발성 유기화합물(VOCs)을 연소기를 통해 연소시키는 단계(S50)와,
상기 연소기를 거친 에어(air) 속에 포함되어 있는 잔량의 휘발성 유기화합물(VOCs)을 티타늄스크랩 광촉매 필터부를 통해 분해처리하는 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 처리방법을 제공한다.
본 발명에 따른 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법은 악취제거기능이 뛰어난 활성탄소섬유 필터가 탑재된 악취제거부를 2기 이상의 복수로 설치하여, 이들 악취제거부 중 선택되는 1기를 통해서만 악취를 제거하도록 하여, 기 사용된 악취제거부의 흡착기능이 상실된 경우에는 고농도악취가스의 유입을 다른 악취제거부로 돌려 악취제거공정을 수행하고, 상기 흡착기능을 상실한 악취제거부에 대해서는 재생처리가 진행됨으로써, 공정의 중단없이 연속적으로 고농도악취가스의 효과적인 제거처리가 가능하다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 고농도악취가스 제거시스템은 하나의 시스템을 통해 악취제거공정과 필터 재생공정이 연속적으로 이루어질 수 있는 콤팩트한 구성을 이루고 있어 설치면적의 최소화를 통한 설치 및 운용비 절감 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 고농도악취가스 제거시스템은 600 ppm 이상의 고농도악취를 2 시간 내에 4 ppm 이하로 떨어뜨릴 수 있어 악취제거효율이 매우 뛰어나다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 고농도악취가스 제거시스템은 활성탄소섬유 필터가 탑재된 악취제거부를 2기 이상으로 설치하여 밸브조작을 통해 고농도악취가스의 유입 및 배출, 열풍 공급, 청정공기 배출을 효과적으로 분배함으로써, 악취제거, 재생처리 및 전체정비의 각 목적에 맞게 구분하여 악취제거부의 연속 운용이 가능하다는 장점을 갖는다.
그리고 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩으로 제조된 티타늄스크랩 광촉매를 활용하여 VOCs을 포함하는 유해화학물질을 효과적으로 분해처리할 수 있어, 폐기물 처리에 따른 친환경성 및 자원재활용에 따른 경제성을 확보할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄소섬유의 연속재생을 통한 고농도악취가스 처리시스템의 전체 구성도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 최초 악취제거모드의 실시예를 도시한 도면.
도 3은 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 최초 악취제거모드의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드와 악취제거모드가 동시에 이루어지는 상태의 실시예를 도시한 도면.
도 5는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드와 악취제거모드가 동시에 이루어지는 상태의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6은 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드에서 악취제거모드로 전환되기 전 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 저온화과정을 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템을 구성하는 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 측단면도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 최초 악취제거모드의 실시예를 도시한 도면.
도 3은 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 최초 악취제거모드의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드와 악취제거모드가 동시에 이루어지는 상태의 실시예를 도시한 도면.
도 5는 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드와 악취제거모드가 동시에 이루어지는 상태의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6은 상기 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템의 재생모드에서 악취제거모드로 전환되기 전 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 저온화과정을 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 고농도악취가스 처리시스템을 구성하는 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 티타늄스크랩 광촉매 필터부의 측단면도.
이하, 본 발명의 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템에 대한 구체적인 기술 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,
본 발명에 따른 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용하는 고농도악취가스 제거시스템(1)은 활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터(11)가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제1악취제거부(10)와,
활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터(21)가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제2악취제거부(20)와,
상기 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20) 중 어느 하나가 악취제거모드로 구동되어 상기 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하되,
상기 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20) 중 어느 하나의 악취제거부가 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 파과점(breakthrough point)에 이른 악취제거부는 재생처리모드로 전환되어 재생처리가 이루어지고, 나머지 하나의 악취제거부는 악취제거모드로 구동됨으로써, 공정의 중단없이 연속적으로 악취물질 제거가 이루어지도록 하는 것으로서,
상기 필터의 재생처리는 상기 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20)로 에어(air)를 불어넣는 블로워(31)와,
상기 에어(air)와 함께 악취제거필터로부터 탈착되어 공급되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 연소시키는 연소기(32)와,
상기 연소기(32)를 거쳐 유입되는 에어(air) 중의 미처리 휘발성 유기화합물(VOCs)을 분해처리하는 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)로 구성된 악취제거필터재생부(30)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 고농도악취가스 처리시스템(1)은 2기의 악취제거부(10, 20)를 제시하고 있으나, 사용목적에 따라 추가 설치가 가능하다.
예를 들어 제3악취제거부를 더 설치할 수 있다.
다만 상기 악취제거부를 구성함에 있어 최소 2기 이상의 악취제거부를 설치하여야 한다.
상기 도 1 내지 도 5에 도시된 2기의 악취제거부(10, 20)는 각각의 악취제거부에서 악취제거모드에서 작동하다가 재생모드로 전환되고, 재생모드에서 다시 악취제거모드에서 전환되어 연속적인 악취제거공정이 이루어진다.
그리고 도 6에 도시된 것은 재생모드를 거친 후 바로 악취제거모드로 전환되는 것이 아니라, 재생모드를 거친 악취제거부 내의 악취제거필터가 고온 상태에서는 악취물질의 포집기능이 떨어지는 것을 고려하여, 저온화과정을 거쳐 악취제거필터의 재생처리 후 포집기능을 강화시켜 악취제거모드로 전환된다.
제3악취제거부를 추가로 설치하게 되는 경우에는, 2기의 악취제거부는 악취제거모드 및 재생모드에서 사용하고, 나머지 1기는 정비모드로 전환하여 완전히 구동을 멈춘 상태에서 전체적인 정비가 이루어지도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄소섬유의 연속재생을 통한 고농도악취가스 처리시스템(1)의 전체 구성도이다.
도 2는 최초 고농도악취가스 처리시스템(1) 구동시 제1악취제거부(10)가 악취제거모드로 작동되는 상태를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같 고농도악취가스는 제1밸브(V-1)를 거쳐 제1악취제거부(10)로 유입되어 악취물질이 포집처리된 청정공기는 후단의 제2밸브(V-2)를 거쳐 블로워(100)를 통해 외부로 배기된다.
최초 시스템운용시에는 이때 제2악취제거부(20)가 구동하지 않고 멈춰 있는 상태이며, 상기 제1밸브(V-1) 및 제2밸브(V-2)를 제외한 모든 밸브가 잠긴상태이다.
도 3은 최초 고농도악취가스 처리시스템(1) 구동시 제2악취제거부(20)가 악취제거모드로 작동되는 상태를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같 고농도악취가스는 제3밸브(V-3)를 거쳐 제2악취제거부(20)로 유입되어 악취물질이 포집처리된 청정공기는 후단의 제4밸브(V-4)를 거쳐 블로워(100)를 통해 외부로 배기된다.
최초 시스템운용시에는 이때 제1악취제거부(10)가 구동하지 않고 멈춰 있는 상태이며, 상기 제3밸브(V-3) 및 제4밸브(V-4)를 제외한 모든 밸브가 잠긴상태이다.
도 4는 본 발명에 따른 고농도악취가스 처리시스템(1)이 악취제거모드와 재생모드가 동시에 진행되는 상태를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1악취제거부(10)를 통한 악취물질 포집처리가 진행되어 일정시점이 경과되면 필터를 통한 흡착제거의 한계에 이른 파과점(breakthrough point)에 이르게 되며, 이때 악취물질의 흡착기능이 현저히 떨어지게 된다.
본 발명에서는 이와 같이 파과점(breakthrough point)에 도달한 제1악취제거부(10)를 바로 재생모드로 전환하여 재생과정을 거치게 되며, 이때 동시에 제2악취제거부(20)는 악취제거모드로 작동하게 된다. 이와 같은 방식으로 2기 이상의 악취제거모드를 이용하여 각각 악취제거모드와 재생모드로 연속적으로 전환되어 구동됨으로써, 공정의 중단없이 연속적인 고농도악취가스 처리가 가능하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1악취제거부(10)가 재생모드로 전환되면, 제1밸브(V-1)와 제2밸브(V-2)는 잠긴 상태이며, 제5밸브(V-5), 제6밸브(V-6), 제7밸브(V-7)가 열린상태에서 블로워(31)를 통해 열풍이 순환하면서 제1악취제거부(10)의 악취제거필터(21)에 포집되어 있는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 탈착시킨다.
상기 휘발성 유기화합물(VOCs)은 연소기(32)를 거치면서 1차 연소에 의해 제거처리된 후 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)에서 공기 중에 포함되어 있는 미처리 상태의 휘발성 유기화합물(VOCs)을 전량 분해처리하게 된다.
이와 같이 열풍순환구조를 통한 악취제거필터(21)의 재생처리는 상기 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)의 후단부에 설치되어 있는 센서를 통해 악취물질의 농도를 측정하여 기준치 미만으로 떨어지게 되면 재생모드는 멈추게 된다.
도 5는 도 4에 제시된 것과 반대로, 제2악취제거부(20)가 파과점(breakthrough point)에 이르게 되면, 상기 제2악취제거부(20)는 재생모드로 전환되고, 제1악취제거부(10)는 악취제거모드로 전환되어 구동된다.
상기 제2악취제거부(20)는 제1악취제거부(10)와 동일한 과정으로 재생모드가 진행된다. 다만 밸브의 작동에 있어, 제3밸브(V-3) 및 제4밸브(V-4)는 잠긴상태이고, 제5밸브, 제8밸브 및 제9밸브는 열린상태에서 재생모드가 진행된다.
상기 도 4 및 도 5에 도시된 재생모드에서는 제10밸브(V-10)와 제11밸브(V-11)가 모두 잠긴상태이다.
도 6은 상기 제시된 제1악취제거부(10)와 제2악취제거부(20)가 재생모드를 거쳐 악취제거필터(11, 21)가 재생되어 악취제거모드로 전환되기 전의 저온처리과정을 도시한 것이다.
상기 제1악취제거부(10)와 제2악취제거부(20) 내에 탑재되어 있는 악취제거필터(11, 21)의 재생은 열풍을 통해 이루어지기 때문에, 재생과정이 종료된 후 필터의 온도 자체가 높은 상태를 유지하게 되며 이와 같은 고온 상태에서 바로 악취제거모드로 전환하게 되면 상기 필터로 악취물질이 제대로 흡착되지 않은 상태에서 열풍과 함께 배출되어 필터 기능이 제대로 발현되기 어렵다.
따라서 재생모드를 통한 재생과정을 거친 후에는 상기 악취제거필터(11, 21)의 저온처리과정을 거치게 된다.
상기 저온처리과정은 도 6에 도시된 바와 같이,
제5밸브(V-5)가 잠긴 상태에서 제10밸브(V-10) 및 제11밸브(V-11)를 열어, 상기 제10밸브(V-10)를 통해 저온상태의 에어(air)가 유입되어 블로워(31)를 통해 제6밸브(V-6), 제1악취제거부(10), 제7밸브(V-10), 연소기(32), 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33) 및 제11밸브(V-11)로 이어지는 흐름을 유지하게 된다. 이때 상기 연소기(32)는 재생모드 이후 작동이 멈춘상태이다.
이와 같은 저온상태의 에어(air)의 흐름을 통해 상기 제1악취제거부(10) 내에 탑재되어 있는 악취제거필터(11)는 고온상태에서 온도가 떨어져 저온상태를 유지하게 된다.
상기 저온처리과정을 거친 후에는 바로 악취제거모드로 전환된다.
상기한 바와 같이, 악취제거필터에 의한 악취제거공정이 질정시간 동안 진행되게 되면, 상기 악취제거필터는 파과점(breakthrough point)에 이르게 된다.
상기 파과점(breakthrough point)은 필터를 통한 흡착제거의 한계에 이른 상태를 말하는 것으로서, 유출농도가 유입농도의 5~10 %에 이른 시점을 말한다.
상기 악취제거필터가 파과점에 이르게 되면 악취제거모드로 구동되던 악취제거부가 재생모드로 자동전환이 이루어져야 한다.
이와 같은 모드의 전환은 악취제거부의 후단부에 센서를 설치하여, 배출되는 공기 중의 악취농도를 측정하여 기준 농도를 초과하는 경우 밸브의 ON/OFF를 통해 자동전환되거나, 또는 활성탄소섬유 필터 파과시간 계산값을 기준으로 밸브의 ON/OFF를 통해 자동전환되도록 한다.
상기 센서를 통한 자동전환의 예를 살펴보면,
상기 제1악취제거부(10)를 통과하여 후단부로 배출되는 청정공기 내의 악취농도가 상기 제1악취제거부(30)의 전단부로 유입되는 악취농도의 5 %를 초과하게 되면, 센서를 통해 이를 감지하여 상기 제1밸브(V-1) 및 제2밸브(V-2)를 자동으로 잠궈 고농도악취가스가 제1악취제거부(10)로 유입되는 것을 차단하고,
동시에 제5밸브(V-5), 제6밸브(V-6), 제7밸브(V-7)를 열어 블로워(31)를 통해 열풍이 제1악취제거부(10)를 통과하여 순환되도록 함으로써 재생모드로 전환된다. 이때 열풍에 의해 상기 제1악취제거부(10)의 악취제거필터(21)에 포집되어 있는 휘발성 유기화합물(VOCs)이 탈착된다.
상기 활성탄소섬유 필터 파과시간 계산값을 기준에 의한 자동전환은 다음의 식을 통해 계산된 값을 기준으로 파과시간을 도출하고, 상기 도출된 파과시간에 따라 자동으로 재생모드에서 악취제거모드로 또는 악취제거모드에서 재생모드로 전환된다.
■ ACF 처리용량 = ACF중량 × 처리효율
■ 오염물질량 = 오염된 공기농도 × 풍량 × 시간
■ 파과시간(일) = ACF 처리용량/오염물질량
본 발명에 따른 고농도악취가스 제거시스템(1)은 이와 같이 센서 또는 파과시간 계산값에 의해 연속적으로 재생모드와 악취제거모드를 전환함으로써, 공정의 중단없이 악취제거공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 고농도악취가스 제거시스템(1)은 기본적으로 최소 2기 이상의 악취제거부가 필수적으로 필요하나, 상기한 바와 같이, 제3악취제거부를 추가로 설치하여 3기의 악취제거부를 구성할 수 있다.
이를 통해, 1기 악취제거부는 악취제거모드용, 다른 1기 악취제거부는 재생모드용, 또 다른 1기 악취제거부는 정비모드용으로 구분하여 운용함으로써, 악취제거부에 대한 정비가 필요한 경우에도 전체 공정의 중단없이 연속적인 악취제거공정을 수행할 수 있다.
이와 같은 방식을 동일하게 적용하여 필요한 경우에는 목적에 맞춰 상기 악취제거부의 설치 개수를 늘려 활용할 수 있다.
상기 악취제거부 내에 탑재되는 필터는 활성탄소섬유(ACF)로 제조된 것으로서,
상기 활성탄소섬유(ACF)는 Pitch계 섬유, Rayon계 섬유 또는 Phenol계 섬유 중 선택되는 어느 1종의 섬유를 KOH 또는 NaOH 수용액에 20 ~ 30 시간동안 침적시킨 후 25 ~ 85 ℃에서 15 ~ 22 시간동안 건조하고,
건조한 섬유를 불활성 질소가 150 ㎖/min 유량으로 주입되는 불활성 분위기에서 70~90 분 동안 10 ℃/min의 승온속도로 승온시켜 500~700 ℃에서 활성화하고,
활성화된 탄소섬유를 증류수와 묽은 염산을 이용하여 세척 후 건조하는 과정을 거쳐 제조되어 세공구조를 갖는 것을 사용한다.
본 발명에서 사용되는 상기 활성탄소섬유(ACF)는 상기 제시된 제조공정을 통해 제조된 세공구조로 인한 흡착기능의 뛰어나다는 장점을 갖는다.
상기 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)의 전단부에는 연소부(32)가 설치되며, 상기 연소부(32)로 유입된 가스 중에 포함되어 있는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 직접연소법 또는 촉매연소법을 통해 연소한다.
상기 휘발성 유기화합물(VOCs)의 연소방법에는 크게 직접연소법와 촉매연소법으로 나눈다. 상기 촉매연소법은 직접연소법과 유사하나 직접연소법에 비해 백금, 팔라듐, 로듐, 니켈등과 같은 촉매를 이용하여 연소실내 점화온도 및 연소반응온도를 낮추었기 때문에 연소실내 높은 온도를 유지하기 위한 보조연료를 줄일 수 있다.
상기 직접연소법은,
CmH2n + (m+n/2)O2 -------(650~800 ℃)------> mCO2 + nH2O + 열량
상기 촉매연소법은,
CmH2n + (m+n/2)O2 -------(150~400 ℃ / 촉매)------> mCO2 + nH2O + 열량
이다.
상기 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이,
전면과 배면에 타공판(331a)이 형성되어 상기 타공판(331a)을 통해 가스가 유출입되는 중공의 함체(331)와,
상기 함체(331)의 상면과 하면을 일자로 관통하도록 형성되는 통공에 삽입되는 투명 석영관(332)과,
상기 투명 석영관(332) 내부에 삽입되는 봉 형상의 자외선 램프(333)와,
상기 함체(331) 내부에 충진되는 티타늄스크랩 광촉매(334)를 포함하는 것으로서, 상기 투명 석영관(332)과 자외선 램프(333) 사이의 공간으로 냉각공기를 순환시키는 것을 특징으로 한다.
상기 티타늄스크랩 광촉매(334)는 구리 콜로이달 분말이 코팅된 것을 사용한다.
이때 상기 본 발명의 발명자가 개발하여 등록받은 등록특허 10-1872291(등록일자 2018년06월22일)에 개시되어 있는 티타늄스크랩 광촉매(334)를 사용한다.
휘발성 유기화합물(VOCs)은 상기 전면과 배면에 형성되어 있는 타공판(331a)을 통해 유입 및 유출되는 것으로서, 상기 타공판(331a)은 스테인리스 304 계열로 이루어진다.
상기 함체(331)는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함하는 가스가 유입되는 전면과 휘발성 유기화합물(VOCs)의 분해처리가 완료된 청정공기가 배출되는 배면부의 타공판(331a)을 제외하고는 밀폐구조를 갖는다.
상기 자외선 램프(333)는 360 nm 파장을 갖는 것으로서, 상기 자외선 램프(333)에서 발생하는 고열을 제어하기 위하여, 상기 자외선 램프(333)가 탑재되어 있는 석영관(332) 내측으로 주입하여 순환시킨다.
이때 상기 자외선 램프(333)의 상단과 하단은 상기 석영관(332)의 내측 상면과 내측 하면에 각각 고정되고, 상기 자외선 램프(333)의 상단과 하단 주변의 석영관(332)에는 다수로 타공되어 있어 냉각공기가 순환될 수 있도록 한다.
상기 자외선 램프(333)를 통해 조사되는 자외선은 전자정공을 발생시켜 상기 전면 타공판(331a)을 통해 유입되는 휘발성 유기화합물(VOCs) 가스를 티타늄스크랩 광촉매(334)와 함께 분해하여 배면 타공판(331a)을 통해 배출된다.
이때 상기 티타늄스크랩 광촉매(334)는 미세한 칩 형태로 되어 있기 때문에 비표면적이 매우 넓고 악취가스와 광화학반응 능력이 매우 우수하다.
상기 티타늄스크랩 광촉매(334)는 자외선과 충분한 반응시간을 가질 수 있도록 하기 위하여 최소 500 mm 이상의 폭을 갖도록 제작하고, 상기 자외선 램프(333) 간의 간격은 100 mm로 하되, 세로방향 또는 가로방향으로 3개 이상을 설치하거나, 또는 세로방향과 가로방향 모두 3개 이상을 설치한다.
또한 상기 광촉매(334)는 티타늄스크랩외에 구리스크랩을 열처리하여 구리 미세입자를 광촉매로 사용할 수도 있다.
이와 같이 제시된 고농도악취가스 제거시스템(1)을 통한 고농도악취가스 처리방법을 정리하면, 활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터(11, 21)가 탑재되는 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20) 중 어느 일방향으로만 선택적으로 고농도악취가스를 공급하는 단계(S10)와,
제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20)에 설치되어 있는 악취제거필터(11, 21)를 통해 악취물질을 포집한 후 청정공기를 배출하는 단계(S20)와,
제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20) 중 활성탄소섬유(ACF)의 재생처리가 필요한 어느 하나의 악취제거부로 고농도악취가스가 유입되지 않도록 밸브를 사용하여 차단하고, 다른 하나의 악취제거부로 고농도악취가스를 유입시켜 상기 S20 단계를 거치는 단계(S30)와,
상기 고농도악취가스의 공급을 차단한 악취제거부로 30~200 ℃의 열풍을 악취제거부(10, 20)로 가하여 악취제거필터(11, 21)에 포집되어 있는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 탈착시키는 단계(S40)와,
상기 탈착시킨 휘발성 유기화합물(VOCs)을 연소기(32)를 통해 연소시키는 단계(S50)와,
상기 연소기(32)를 거친 에어(air) 속에 포함되어 있는 잔량의 휘발성 유기화합물(VOCs)을 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)를 통해 분해처리하는 단계(S60)를 포함한다.
본 발명에 따른 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템 및 이를 이용한 고농도악취가스 처리방법은 활성탄소섬유 필터가 탑재된 악취제거부를 2기 이상 설치하여, 각 악취제거부가 악취제거모드 또는 재생모드 중 선택적으로 어느 하나의 모드로 연속적으로 순환하여 수행되거나, 또는 악취제거모드, 재생모드 또는 정비모드 중 선택적으로 어느 하나의 모드로 연속적으로 순환하여 수행되도록 함으로써, 고농도악취가스의 악취제거 공정이 중단없이 수행될 수 있으며, 상기 활성탄소섬유 필터 재생시에 탈착되는 휘발성 유기화합물(VOCs)은 폐기물로 처리되는 티타늄 스크랩을 재활용하여 제조된 티타늄광촉매필터를 통해 효과적으로 분해처리함으로써 폐기물 재활용에 따른 친환경성과 자원재활용에 따른 경제성을 확보할 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.
1 : 고농도악취가스 제거시스템
10 : 제1악취제거부
20 : 제2악취제거부
21 : 악취제거필터
30 : 악취제거필터재생부
31 : 블로워
32 : 연소기
33 : 티타늄스크랩 광촉매 필터부
10 : 제1악취제거부
20 : 제2악취제거부
21 : 악취제거필터
30 : 악취제거필터재생부
31 : 블로워
32 : 연소기
33 : 티타늄스크랩 광촉매 필터부
Claims (7)
- 활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터(11)가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제1악취제거부(10)와,
활성탄소섬유(ACF)로 이루어진 악취제거필터(21)가 탑재되어 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하는 제2악취제거부(20)와,
상기 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20) 중 어느 하나가 악취제거모드로 구동되어 상기 고농도악취가스에 포함되어 있는 악취물질을 포집하되,
상기 제1악취제거부(10) 또는 제2악취제거부(20)로 에어(air)를 불어넣는 블로워(31)와,
상기 에어(air)와 함께 악취제거필터로부터 탈착되어 공급되는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 연소시키는 연소기(32)와,
상기 연소기(32)를 거쳐 유입되는 에어(air) 중의 미처리 휘발성 유기화합물(VOCs)을 분해처리하도록, 중공의 함체, 투명 석영관, 자외선램프, 티타늄스크랩광촉매로 이루어진 티타늄스크랩 광촉매 필터부(33)로 구성된 악취제거필터재생부(30)를 통해 이루어지는 것이고,
상기 악취제거부는 악취제거모드에서 재생모드로,
재생모드에서 악취제거모드로 연속적으로 전환되는 것으로서,
상기 모드의 전환은 악취제거부의 후단부에 센서를 설치하여, 배출되는 공기 중의 악취농도를 측정하여 기준 농도를 초과하는 경우 밸브의 ON/OFF를 통해 자동전환되거나, 또는 활성탄소섬유 필터 파과시간 계산값을 기준으로 밸브의 ON/OFF를 통해 자동전환되는 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템에 있어서,
상기 티타늄스크랩 광촉매는 구리 콜로이달 분말이 코팅된 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유 필터의 연속재생과 티타늄스크랩 광촉매 필터를 이용한 고농도악취가스 제거시스템.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024158122A1 (ko) * | 2023-01-27 | 2024-08-02 | 한국화학연구원 | 대기부유 가스 흡착 필터의 파과도 감지 센서 시스템 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100226888B1 (ko) * | 1995-09-27 | 1999-10-15 | 이구택 | 핏치계활성 탄소섬유의 제조방법 |
| KR200217449Y1 (ko) | 2000-10-05 | 2001-03-15 | 이동일 | 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치 |
| KR200287399Y1 (ko) * | 2002-04-20 | 2002-08-30 | 한국문화기술연구원(주) | 휘발성 유기화합물 회수 및 제거 장치 |
| JP2005205094A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Seiwa Kogyo Kk | 空気浄化システム |
| KR20080082130A (ko) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | (주)대기이앤씨 | 활성탄소섬유를 이용한 배출가스 처리장치 |
| KR101872291B1 (ko) | 2016-05-24 | 2018-07-02 | 순천대학교 산학협력단 | 티타늄 스크랩을 활용한 광촉매 필터의 제조 방법 |
-
2020
- 2020-12-24 KR KR1020200183666A patent/KR102253569B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100226888B1 (ko) * | 1995-09-27 | 1999-10-15 | 이구택 | 핏치계활성 탄소섬유의 제조방법 |
| KR200217449Y1 (ko) | 2000-10-05 | 2001-03-15 | 이동일 | 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치 |
| KR200287399Y1 (ko) * | 2002-04-20 | 2002-08-30 | 한국문화기술연구원(주) | 휘발성 유기화합물 회수 및 제거 장치 |
| JP2005205094A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Seiwa Kogyo Kk | 空気浄化システム |
| KR20080082130A (ko) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | (주)대기이앤씨 | 활성탄소섬유를 이용한 배출가스 처리장치 |
| KR101872291B1 (ko) | 2016-05-24 | 2018-07-02 | 순천대학교 산학협력단 | 티타늄 스크랩을 활용한 광촉매 필터의 제조 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024158122A1 (ko) * | 2023-01-27 | 2024-08-02 | 한국화학연구원 | 대기부유 가스 흡착 필터의 파과도 감지 센서 시스템 |
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