KR102259030B1 - 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물 재활용 설비에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하지 않고 저수조의 수중으로 침강시켜 유해물질을 제거하므로 환경오염을 줄임과 동시에 시각적인 부담을 덜 수 있는 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치에 관한 것이다.

Description

폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치{exhaust gas disposal device of apparatus for recycling}

본 발명은 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스틱 재활용 설비에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하지 않고 저수조의 수중으로 침강시켜 유해물질을 제거하므로 환경오염을 줄임과 동시에 시각적인 부담을 덜 수 있는 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 재활용폐기물이 자원으로 재활용되려면 이물질이 없는 상태로 분리수거가 제대로 이루어져야 한다.

재활용폐기물은 주로 아파트, 주택 등의 공동 거주시설, 건물의 쓰레기 집하장에 모인 것을 일괄 수거하거나, 공공장소 및 거리에 설치된 쓰레기통에서 일반 쓰레기와 분류된 재활용폐기물을 수거하여 업사이클링 처리가 이루어진다.

재활용폐기물은 1차로 종류에 따라 분리가 이루어진 상태로 수거가 되지만, 다른 종류의 재활용폐기물이 서로 혼입되는 경우가 많고, 이물질이 묻어 있는 경우가 많기 때문에 재활용폐기물을 수거한 이후에 2차 분리 및 이물질 제거가 필수적으로 이루어져야 한다. 이를 위하여 많은 처리 비용이 소모되게 된다.

우리나라의 경우에는 재활용폐기물 처리의 일환으로 폐플라스틱, 폐비닐 및 페트병 등을 중국으로 수출해왔으나, 최근 중국이 폐비닐, 폐플라스틱 및 페트병 등의 고체폐기물의 수입을 중단하면서 국내 재활용업계의 재활용폐기물 수거 거부로 인하여 국민생활에 큰 불편이 초래된바 있다.

이에 대한 대안으로 재활용폐기물에 대한 자원화가 주목 받고 있는 실정이다.

상기와 같은 재활용폐기물을 자원화하기 위해서는 재활용폐기물을 파쇄하거나 고온으로 용융하는 과정을 거치게 되나, 이 과정에서 배기가스를 발생하게 되고, 이러한 배기가스는 집진기를 통과한 후 연통을 통과하여 외부로 그대로 배출된다.

그러나, 상기와 같은 배기가스는 외부와의 온도차에 의해 백색의 연기로 배출되며, 이러한 백연은 이물질이 모두 제거되었다고 하더라도 흰 색상으로 배기되므로 유해물질이 배기되는 것과 같은 시각적인 부담을 느끼게 되는 문제점이 있었다.

최근에는 상기와 같은 백연을 저감하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-2117073호로 '백연 제거 및 에너지 저감시스템'이 등록된 바 있다.

상기 선 등록된 발명은 에너지 저감시스템의 유해물질 저감장치로부터 유해물질이 저감된 폐열이 온도차에 의해 백연으로 배출되며, 이러한 백연은 백연제거장치를 통해 응결 및 침강되면서 제거되도록 하는 구성된다.

그러나, 상기 선 등록된 발명은 열교환을 통해 백연 상태의 폐열의 수분을 제거하도록 한 것으로 열교환을 통해 백연을 제거하는 이점은 있으나, 폐열 내에 포함된 오염물질을 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2117073호(2020.05.29. 공고) 대한민국 등록특허 제10-2123591호(2020.06.16. 공고)

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 폐기물 재활용 설비에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하지 않고 저수조의 수중으로 침강시켜 유해물질을 제거하므로 환경오염을 줄임과 동시에 시각적인 부담을 덜 수 있는 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치를 제공함에 있다.

본 발명 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정량의 물이 담겨지는 저수조; 상기 저수조의 내부에 수평으로 형성되어 저수조 내부의 공간을 분리시키는 격벽; 상기 저수조 내부에 일정 간격으로 배치되어 수중에 위치하게 되며 배기가스 공급부로부터 공급되는 배기가스가 물 공급부로부터 공급되는 물과 함께 수중으로 분출되어 유해물질을 침강시킴과 동시에 백연을 제거하는 유해물질 제거부; 상기 저수조 하부공간의 물을 펌핑하여 유해물질 제거부로 공급하는 물 공급부; 외부의 폐기물 재활용 설비로부터 배출되는 배기가스를 유해물질 제거부로 공급하는 배기가스 공급부; 상기 격벽의 일측에 관통형성되어 상부공간의 물이 하부공간으로 순환되도록 하는 순환공이 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 격벽은 저수조의 중앙부를 기준으로 일정 높이 하부에 형성되어 하부공간보다 상부공간이 더 큰 저장공간을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 유해물질 제거부는, 상기 저수조와 배기가스 공급부로부터 물과 배기가스가 각각 공급되는 혼합믹서; 상기 혼합믹서에 방사상으로 형성되어 배기가스가 유입되는 유입공; 상기 혼합믹서의 하부에 일체로 형성되어 혼합믹서에서 혼합된 물과 배기가스를 미세 분출공을 통해 저수조의 상부공간으로 분출시키는 분출노즐이 구비되며, 상기 유입공은 하향으로 45°경사지게 형성되며, 상기 배기가스가 물이 공급되는 방향으로 신속하게 유입되어 혼합효율을 높이는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합믹서의 내주면에 형성되며 혼합믹서를 통해 혼합된 물과 배기가스에 와류가 형성되도록 하여 유해물질의 제거효율을 높이는 와류형성돌기; 상기 분출노즐의 상부 내측에 상부는 넓고 하부는 좁게 형성되어 와류형성돌기를 통과한 물과 배기가스를 분출노즐 내부로 신속하게 공급하는 신속배출관이 더 구비된다.

상기 물 공급부는, 상기 저수조의 일측 바닥에 설치되는 공급펌프; 상기 공급펌프에 일단이 연결되고 타단은 상부공간으로 연장되어 유해물질 제거부의 혼합믹서로 각각 연결되는 물 공급관이 구비되며,

상기 배기가스 공급부는, 상기 폐기물 재활용 설비에 연결되는 배기가스 공급관; 상기 배기가스 공급관 상에 설치되어 배기가스를 유해물질 제거부로 강제로 공급하는 흡입펌프; 상기 배기가스 공급관에서 분기되어 4열로 일정 간격으로 배치된 유해물질 제거부로 배기가스가 각각 공급되도록 유해물질 제거부의 혼합믹서로 연결되는 배기가스 분기관이 구비된다.

본 발명 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치에 의하면, 폐기물 재활용 설비에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하지 않고 저수조의 수중으로 침강시켜 유해물질을 제거하므로 환경오염을 줄임과 동시에 시각적인 부담을 덜 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 정면구성도이다.
도 2는 본 발명의 평면구성도이다.
도 3은 본 발명인 유해물질 제거부를 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의해 배기가스가 제거되는 상태도이다.
도 5는 본 발명인 유해물질 제거부로 공급되는 배기가스가 와류를 형성하면서 유입되는 상태도이다.
도 6은 본 발명인 유해물질 제거부로 물이 공급되고 물의 유속에 의해 배기가스가 강제흡입되어 혼합되면서 분출되는 상태도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 평면구성도이다.

본 발명 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치는, 크게 저수조(100), 격벽(200), 유해물질 제거부(300), 물 공급부(400), 배기가스 공급부(500), 순환공(600)으로 구성된다.

상기 저수조(100)는 내부에 일정량의 물이 저장되어 배기가스에 포함된 유해물질을 침강시킴과 동시에 백연을 제거하게 되며 물의 온도는 유해물질 및 백연의 제거효율을 높이도록 50℃의 온도로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 저수조(100)는 상부가 개방되도록 형성되며, 상부에는 일정 간격으로 수평의 지지바가 설치되고, 상기 지지바에는 작업자가 걸어다닐 수 있는 바닥판이 설치되며, 저수조 내부의 청소와 같은 유지 보수 시에는 바닥판을 선택적으로 걷어내어 작업을 실시할 수 있다.

상기 격벽(200)은 저수조(100)의 내부에 수평으로 형성되어 저수조(100) 내부를 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 분리하게 된다.

하부공간(S1)은 물 공급부(400)의 공급펌프가 설치되어 순환공(600)을 통해 상부공간(S2)의 물이 순환되는 공간이고, 상부공간(S2)은 유해물질 제거부(300)가 위치되어 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 역할을 하는 공간이다.

상기 격벽(200)이 형성됨으로써 저수조(100) 내의 하부공간(S1)은 상부공간(S2)보다 더 큰 저장공간을 갖게 되며, 상부공간(S2)은 배기가스에 포함된 유해물질을 침강시켜 제거하는 역할을 하므로 더 넓은 저장공간을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유해물질 제거부(300)는 저수조(100)의 상부공간(S2)에 일정 간격으로 배치되어 수중으로 잠기게 되며, 배기가스와 물을 혼합하여 수중으로 분출시킴으로써 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 역할을 하게 된다.

상기 유해물질 제거부(300)는 혼합믹서(310), 유입공(320), 분출노즐(330), 와류형성돌기(340), 신속배출관(350)으로 구성된다.

상기 혼합믹서(310)는 원통형으로 형성되어 물이 공급되도록 상,하부가 수직으로 관통되는 형상이며, 물 공급관보다 작은 직경으로 형성된다.

상기 유입공(320)은 혼합믹서(310)에 방사상으로 관통형성되어 배기가스가 유입되는 통로 역할을 한다.

즉, 상기 혼합믹서(310)의 상부에서 하부 측으로는 물 공급관을 통해 물이 공급되고, 물이 공급되는 유속에 의해 유입공(320)을 통해 배기가스가 빠르게 유입되어 물과 배기가스가 혼합된다.

상기 분출노즐(330)은 혼합믹서(310)의 하부에 일체로 고정되어 배기가스가 혼합된 물이 상부공간(S2)으로 분출되며, 분출노즐(330)의 하부에는 다수의 미세분출공(331)이 관통형성된다.

상기 분출노즐(330)의 하부는 격벽(200)의 상면과 근접하게 위치되어 미세분출공(331)으로 분출되는 배기가스가 혼합된 물이 격벽(200)에 부딪히도록 하므로 침강효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 와류형성돌기(340)는 혼합믹서(310) 내주면에 회오리 형상으로 이루어지며, 혼합믹서(310)를 통해 혼합된 물과 배기가스가 와류를 형성하면서 배기가스에 포함된 유해물질을 한번 더 제거하게 되면서 분출노즐(330)로 공급된다.

상기 신속배출관(350)은 분출노즐(330)의 상부 내측에 형성되며, 상부는 넓고 하부로 갈수록 좁아지게 형성하여 베르누이 법칙(Bernoulli's theorem)을 통해 물과 배기가스를 혼합믹서(310)로부터 분출노즐(330)로 신속하게 공급하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 물 공급부(400)는 하부공간(S1)의 물을 펌핑하여 상부공간(S2)으로 공급하는 역할을 하게 된다.

상기 물 공급부(400)는 저수조(100)의 일측 바닥에 공급펌프(410)가 설치되고, 상기 공급펌프(410)에는 물 공급관(420)이 연결되며 상부공간(S2)으로 연장되어 유해물질 제거부(300)의 혼합믹서(310) 상부로 각각 연결된다.

상기 물 공급관(420)은 혼합믹서(310)의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 유속이 빨라지는 구조로 이루어진다.

여기서 상기 유해물질 제거부(300)는 저수조(100)의 상부공간(S2)에 일정 간격으로 형성되면서 4열로 배치되며, 상기 물 공급부(400)는 상기 유해물질 제거부(300)의 각 열과 대응하도록 구비된다.

또한, 상기 배기가스 공급부(500)는 폐기물 재활용 설비로부터 배출되는 배기가스를 유해물질 제거부(300)로 공급하는 역할을 하게 되며, 폐기물 재활용 설비에 배기가스 공급관(510)이 연결되고, 상기 배기가스 공급관(510) 상에는 배기가스를 유해물질 제거부(300)로 강제로 공급하는 흡입펌프(520)가 설치된다.

상기 배기가스 공급관(510)은 4열로 배치된 유해물질 제거부(300)로 배기가스를 각각 공급하도록 배기가스 분기관(530)이 분기되어 혼합믹서(310)에 연결된다.

또한, 상기 혼합믹서(310)에는 외주면을 감싸도록 환형으로 형성되는 안내부(540)가 더 구비되며, 상기 배기가스 분기관의 단부는 안내부(540)의 중앙부에 연결되지 않고 일측으로 편심되게 연결되어 배기가스가 안내부(540) 내측에서 와류를 형성하면서 유입공(320)을 유입되도록 하는 것이 특징이다.

상기 순환공(600)은 격벽(200)의 일측에 관통형성되며, 저수조(100)의 상부공간(S2)의 물이 공급펌프(410)의 흡입력에 의해 하부공간(S1)으로 순환된다.

상기 순환공(600)은 격벽(200)에 적어도 1개 이상 관통형성되며, 물 공급관(420)을 통해 공급되는 물의 양에 비해 상부공간(S2)에서 하부공간(S1)으로 토출되어 순환되는 물의 양이 적게 구성함으로써, 상부공간(S2) 내에서 배기가스에 포함된 유해물질 및 백연을 충분히 제거한 다음 하부공간(S1)으로 순환되도록 하는 것이 특징이다.

다음은 본 발명의 작동상태를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폐기물 재활용 설비로부터 배기가스 공급관(510)을 통해 배출되는 배기가스는 흡입펌프(520)의 구동으로 배기가스 분기관(530)을 통해 유해물질 제거부(300)의 혼합믹서(310)로 강제 공급된다.

이때, 저수조(100) 바닥에 설치된 공급펌프(410)는 하부공간(S1)의 물을 펌핑하여 물 공급관(420)을 통해 혼합믹서(310) 내부로 공급하게 된다.

상기 배기가스는 혼합믹서(310)의 외주면에 형성된 안내부(540) 내부로 공급되어 와류를 형성하게 되고, 물 공급관(420)을 통해 공급되는 물의 유속에 의해 혼합믹서(310)에 관통된 유입공(320)으로 배기가스가 신속하게 유입된다.

여기서 상기 배기가스는 안내부(540)의 일측으로 편심되게 형성되어 있으므로 물과 혼합될 때 액션을 더 풍부하게 하여 혼합효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 배기가스는 유입공(320)이 45°경사지게 형성되어 있으므로 배기가스와 물의 결합을 극대화하게 되므로 배기가스에 포함된 유해물질 및 백연의 제거 효율성이 높아지게 된다.

상기와 같이 혼합믹서 내부에서 혼합된 물과 배기가스는 상광하협 형상으로 형성된 신속배출관(350)을 통해 분출노즐(330) 내부로 빠르게 공급됨과 동시에 물과 배기가스는 분출노즐(330)의 하부에 형성된 미세 분출공(331)을 통해 상부공간(S2)의 수중으로 분출된다.

상기와 같이 수중으로 분출되는 배기가스는 격벽(200)의 상면에 부닺히면서 활발하게 움직이게 되므로 물과 유해물질의 혼합효율이 증가하게 될 뿐 아니라 배기가스에 포함된 유해물질은 수중으로 침강되면서 제거된다.

상기와 같이 유해물질이 침강된 상부공간(S2)의 물은 공급펌프(410)의 흡입력에 의해 순환공(600)을 통해 하부공간(S1)으로 순환되며, 하부공간(S1)으로 순환된 물은 공급펌프(410) 펌핑작동으로 물 공급관(420)을 통해 유해물질 제거부(300)의 혼합믹서(310) 내부로 공급되는 과정을 반복하면서 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하게 되는 것이다.

따라서, 폐기물 재활용 설비에서 배출되는 배기가스를 외부로 배출하지 않고 수중으로 침강시켜 유해물질을 제거하므로 환경오염을 줄임과 동시에 시각적인 부담을 덜 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 저수조
200: 격벽
300: 유해물질 제거부
310: 혼합믹서
320: 유입공
330: 분출노즐
340: 와류형성돌기
350: 신속배출관
400: 물 공급부
410: 공급펌프
420: 물 공급관
500: 배기가스 공급부
510: 배기가스 공급관
520: 흡입펌프
530: 배기가스 분기관
540: 안내부
600: 순환관

Claims (5)

1. 일정량의 물이 담겨지는 저수조(100);
   상기 저수조(100)의 내부에 수평으로 형성되어 저수조(100) 내부를 하부공간(S1)과 상부공간(S2)으로 분리시키는 격벽(200);
   상기 저수조(100) 내부에 일정 간격으로 배치되어 수중에 위치하게 되며 배기가스 공급부(500)로부터 공급되는 배기가스가 물 공급부(400)로부터 공급되는 물과 함께 수중으로 분출되어 유해물질을 침강시킴과 동시에 백연을 제거하는 유해물질 제거부(300);
   상기 저수조(100) 하부공간(S1)의 물을 펌핑하여 유해물질 제거부(300)로 공급하는 물 공급부(400);
   외부의 폐기물 재활용 설비로부터 배출되는 배기가스를 유해물질 제거부(300)로 공급하는 배기가스 공급부(500);
   상기 격벽(200)의 일측에 관통형성되어 상부공간(S2)의 물이 공급펌프(410)의 흡입력에 의해 하부공간(S1)으로 순환되도록 하며, 물 공급관(420)을 통해 공급되는 물의 양에 비해 상부공간(S2)에서 하부공간(S1)으로 토출되어 순환되는 물의 양이 적게 구성함으로써, 상부공간(S2) 내에서 배기가스에 포함된 유해물질 및 백연을 충분히 제거한 다음 하부공간(S1)으로 순환되도록 하는 순환공(600)이 구성되며,
   상기 격벽(200)은 저수조(100)의 중앙부를 기준으로 일정 높이 하부에 형성되어 하부공간(S1)보다 상부공간(S2)이 더 큰 저장공간을 갖고,
   상기 유해물질 제거부(300)는,
   상기 저수조(100)와 배기가스 공급부(500)로부터 물과 배기가스가 각각 공급되는 혼합믹서(310);
   상기 혼합믹서(310)에 방사상으로 형성되어 배기가스가 유입되는 유입공(320);
   상기 혼합믹서(310)의 하부에 일체로 형성되어 혼합믹서(310)에서 혼합된 물과 배기가스를 미세 분출공(331)을 통해 저수조(100)의 상부공간(S2)으로 분출시키는 분출노즐(330);
   상기 혼합믹서(310)의 내주면에 형성되며 혼합믹서(310)를 통해 혼합된 물과 배기가스에 와류가 형성되도록 하여 유해물질의 제거효율을 높이는 와류형성돌기(340);
   상기 분출노즐(330)의 상부 내측에 상부는 넓고 하부는 좁게 형성되어 와류형성돌기(340)를 통과한 물과 배기가스를 분출노즐(330) 내부로 신속하게 공급하는 신속배출관(350)이 구비되고,
   상기 유입공(320)은 하향으로 45°경사지게 형성되며, 상기 배기가스가 물이 공급되는 방향으로 신속하게 유입되어 혼합효율을 높이며,
   상기 물 공급부(400)는,
   상기 저수조(100)의 일측 바닥에 설치되는 공급펌프(410);
   상기 공급펌프(410)에 일단이 연결되고 타단은 상부공간(S2)으로 연장되어 유해물질 제거부(300)의 혼합믹서(310)로 각각 연결되는 물 공급관(420)이 구비되며,
   상기 배기가스 공급부(500)는,
   상기 폐기물 재활용 설비에 연결되는 배기가스 공급관(510);
   상기 배기가스 공급관(510) 상에 설치되어 배기가스를 유해물질 제거부(300)로 강제로 공급하는 흡입펌프(520);
   상기 배기가스 공급관(510)에서 분기되어 4열로 일정 간격으로 배치된 유해물질 제거부(300)로 배기가스가 각각 공급되도록 유해물질 제거부(300)의 혼합믹서(310)로 연결되는 배기가스 분기관(530)이 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 재활용 설비의 배기가스 제거장치.
   
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