KR102290473B1 - 악취 제거 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부 수용공간을 갖되, 오염된 공기가 유입되는 유입구와 악취가 제거된 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함한 하우징, 상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중 습기나 먼지를 제거하는 전처리필터, 및 상기 전처리필터를 통과한 오염된 공기 내 악취를 흡착하는 악취흡착부를 포함하되, 상기 악취흡착부는, 제올라이트 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템을 제공한다.

Description

악취 제거 시스템 {SYSTEM FOR REMOVING ODOR}
본 발명은 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 발생되는 악취 및 암모니아를 제거 또는 저감시킬 수 있는 악취 및 암모니아 제거 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 양돈, 양계 등의 축사에서는 사육과정 중이나 배설물 등으로부터 악취와 먼지가 발생되며, 발생된 악취와 먼지는 축사 내부 뿐 아니라 축사 주변의 환경에까지 영향을 미치고 있다.
축산 현장은 날이 갈수록 시설이 대형화되고 있어, 이에 비례하여 악취와 먼지로 인한 환경문제도 심각해지고 있으며, 이에 많은 민원이 제기되기도 하는데, 현행법에 의하면 일정 이상의 민원이 제기되는 경우 축산에 대한 사업 등록이 취소되기도 하는 등 축사로부터 발생되는 환경 오염에 대해 심각성을 인지하고 이를 해결하기 위해 각종 다양한 방법으로 부단한 노력을 하고 있지만, 인력이나 소독약 따위에 대한 자원공급의 한계로 축사로부터 발생하는 환경 오염을 제거하거나 저감시키는 데 한계에 도달한 실정이다.
축사에서 발생되는 분뇨로부터 암모니아, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등의 유해가스가 발생되며, 축사에서 사육되는 가축의 호흡에 따라 다량의 탄산가스도 발생된다.
이러한 악취 가스는 적절히 제거되지 못하면, 사육되는 가축에게는 스트레스와 각종 질병을 유발할 수 있으며, 종사자에게도 불쾌감과 건강 악화를 야기할 수 있는 문제가 있다.
이렇게 축사로부터 발생하는 각종 악취와 먼지를 제거하기 위한 기술이 다양하게 제시되고 있으나, 종래 기술은 악취와 먼지를 제거하기 위해 액상의 분비물을 분사하여 정화처리를 함으로써 폐수 처리에 대한 또 다른 문제를 야기하거나, 고온에 의해 악취와 먼지를 산화시켜 에너지를 지속 요구함으로써 에너지 효율에 대한 또 다른 문제를 야기하는 문제가 있다.
따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 필요 기술이 절실히 요구되는 실정이다.
KR 10-1768007 B1 KR 10-1982856 B1
본 발명은, 물과 같은 액상의 분비물을 분사하지 않고 또는 가열을 위한 버너 따위의 가열장치를 사용하지 않고, 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 유래된 황화합류, 암모니아, 아민류 등의 악취를 제거할 수 있는 악취 제거 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내부 수용공간을 갖되, 오염된 공기가 유입되는 유입구와 악취가 제거된 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함한 하우징, 상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중 습기나 먼지를 제거하는 전처리필터, 및 상기 전처리필터를 통과한 오염된 공기 내 악취를 흡착하는 악취흡착부를 포함하되, 상기 악취흡착부는, 제올라이트 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 악취흡착부는, 두께 방향으로 관통하는 관통공을 가진 다수 셀로 이루어진 허니컴구조체에 상기 제올라이트 흡착제가 코팅될 수 있다.
일 실시예에 따라, 외기를 가열하는 가열장치를 포함하고, 상기 가열장치에 의해 가열된 공기를 상기 악취흡착부에 공급하여 재생하는 재생시스템, 및 상기 배출구의 전단에 위치하여, 상기 재생시스템에 의해 상기 악취흡착부로부터 탈착된 가스상물질을 포함한 배출가스를 저감시키기 위한 후처리장치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 가열장치는, 버너, 전기히터 및 태양열히터 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 후처리장치는, 상기 배출가스를 가열하여 상기 가스상물질을 제거하는 축열산화방식(RTO; Regenerative Thermal Oxidizer), 촉매를 이용하여 상기 가스상물질을 제거하는 촉매산화장치(CTO; Catalytic Thermal Oxidizer), 또는 상기 배출가스에 액상의 세정수를 분사하여 상기 가스상물질을 제거하는 세정수분사방식을 이용하여 상기 가스상물질을 제거할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 후처리장치의 작동은, 상기 재생시스템의 작동과 연동할 수 있다.
일 실시예에 따라, 외기유입구를 통해 유입된 상기 외기는 상기 배출구 전단에 마련된 열교환기를 우회하여, 상기 버너의 전단으로 유도하도록 형성된 우회덕트를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 상기 악취 제거 시스템 각각의 상기 유입구에 오염된 공기를 유도하기 위한 분기관을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 상기 악취 제거 시스템 각각의 상기 유입구에는 유로를 개폐하는 밸브를 더 포함하되, 상기 복수의 악취 제거 시스템 중 적어도 어느 하나는, 외기를 가열하는 가열장치를 포함하고, 상기 가열장치에 의해 가열된 공기를 상기 악취흡착부에 공급하여 재생하는 재생시스템, 및 상기 배출구의 전단에 위치하여, 상기 재생시스템에 의해 상기 악취흡착부로부터 탈착된 가스상물질을 포함한 배출가스를 저감시키기 위한 후처리장치를 더 포함하여, 상기 분기관을 통해 유입된 오염된 공기는 적어도 어느 하나의 상기 악취 제거 시스템을 통해 단속없이 악취 제거가 지속될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 유입구 및 배출구 중 적어도 하나의 위치에 마련되어, 악취의 유무나 정도를 감지할 수 있는 악취측정센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 적어도 하나의 상기 악취측정센서로부터 출력된 값을 수집하여, 외부로 표시하는 단말기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 악취 제거 시스템은, 물과 같은 액상의 분비물을 분사하지 않고 또는 가열을 위한 버너 따위의 가열장치를 사용하지 않고, 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 유래된 황화합류, 암모니아, 아민류 등의 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 악취 제거 시스템의 악취흡착부는, 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 유래된 악취를 제거하거나 저감할 때 악취를 흡착하기 때문에, 악취흡착부에 흡착된 흡착물질을 탈착하는 재생과정을 반복함으로써, 반영구적으로 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다.
악취흡착부의 흡착물질을 탈착하는 재생과정에서 발생하는 가스상물질을 배출할 때 이를 후처리하여 배출함으로써, 재생과정 중 발생하는 오염물질도 정화 배출하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템은 정화된 공기만 배출할 수 있다.
축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 발생되는 악취는 지속 발생하는 반면, 악취흡착부의 포화나 악취흡착부의 재생 중에 의해 악취제거 수행 공백이 발생하지 않도록, 복수의 악취 제거 시스템을 동시에 또는 교번하여 작동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취흡착부의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템의 실증시험결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템의 구성도이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템 복수 개를 조합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5c는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템 복수 개를 조합한 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템(10)은, 내부 수용공간을 갖되 오염된 공기(dirty gas)가 유입되는 유입구(101)와 악취가 제거된 공기(clean gas)가 외부로 배출되는 배출구(102)를 포함한 하우징(100)과, 유입구(101)를 통해 유입된 오염된 공기 중 습기나 먼지를 제거하는 전처리필터(110)와, 전처리필터(110)를 통과한 오염된 공기 내 악취를 흡착하는 악취흡착부(120)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 악취 제거 시스템(10)은, 물 따위와 같은 액상의 분비물을 분사하지 않고 또는 가열을 위한 버너를 사용하지 않고, 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터 유래된 황화합류, 암모니아, 아민류 등의 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취흡착부(120)는 악취를 유발시키는 황화합류, 암모니아, 아민류 등을 흡착하여 제거함으로써 물분사나 연소 따위 없이 악취를 제거할 수 있다.
다만, 도 1에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 악취 제거 시스템이 구현될 수 있음은 물론이다.
이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
하우징(100)은 악취 제거 시스템(10)의 외관을 형성하는 것으로, 내부에 각종 구성요소가 마련될 수 있는 수용공간을 형성할 수 있다. 이때 하우징(100)의 외관은 특별히 한정하지 않으나, 바람직한 일 실시예에 따라, 하우징(100)은 단면이 원형 또는 사각형의 기둥형태일 수 있다.
이때, 하우징(100)은, 후술하는 바와 같이, 악취흡착부(120)의 강제 재생시 내부에 고온의 외기가 유동하여야 하고, 통상 악취 제거 시스템이 축사나 하수처리장 등과 같이 주변에 설치되는 장소를 고려하여야 하기 때문에, 단열부재(미도시)로 외관을 형성할 수 있다. 다만, 고온의 외기 등에 의하여 온도가 높아졌을 때, 고열에 의한 단열부재의 화재를 방지하기 위해 상기 단열부재는 난연성의 소재로 이루어진 것이 바람직하다.
하우징(100)의 일측에는 오염된 공기가 유입되는 유입구(101)가 형성되어 있고, 타측에는 악취가 제거되어 정화된 공기가 배출되는 배출구(102)가 형성되어 있어, 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등에서 발생된 오염된 공기는 유입구(101)를 통해 유입되어 하우징(100) 내부에 마련된 전처리필터(110) 및 악취흡착부(120)를 거쳐 악취가 흡착되어 악취가 제거된 정화된 공기가 배출구(102)를 통해 배출될 수 있다.
하우징(100) 내부에는 상기 오염된 공기 및 정화된 공기의 흐름을 유도하기 위해 배기팬(130)이 마련될 수 있다. 즉 배기팬(130)은 구동 제어 명령에 의해 작동되어 하우징(100) 내 기류를 형성할 수 있고, 이를 위해 바람직하게 상기 배기팬(130)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 배출구(102)의 전단에 위치할 수 있으나, 유입구(101)에서 배출구(102)까지 기류를 형성할 수 있는 위치면 이를 반드시 한정하지 않는다.
전처리필터(110)는 하우징(100) 내 유입구(101)의 후단에 위치하여, 유입구(101)를 통해 유입되는 오염된 공기의 습기(mist)나 먼지(dust)를 1차로 제거할 수 있다.
전처리필터(110)는 대략 메쉬(mesh) 형태로 이루어져 유입된 공기 내 습기나 먼지를 걸러 제거하는 수단으로서, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 후술하는 바와 같이, 가열장치(160)에 의해 유입된 공기가 가열되어 전처리필터(110)에 유입될 수 있기 때문에, 가열장치(160)에 의해 가열된 온도에 상응하는 내열성을 갖는 소재(일 예로, stainless, steel, sus-304, sus-316, sus-316L, M-METAL, NICKEL, COPPER, TITAL, ALUMINUM, PP, PE, GLASS, TEFLON, FEP, GLASS FIBER 등)로 이루어진 것이 바람직하다.
악취흡착부(120)는 상기 전처리필터(110)를 통과한 오염된 공기 내 악취를 흡착하여 공기 중 악취를 제거하는 수단으로서, 제올라이트(zeolite) 흡착제를 포함할 수 있다. 악취흡착부(120)의 형태는 특별히 한정하지 않으나, 바람직한 일 실시예에 따라, 도 2에 도시한 바와 같이, 두께 방향으로 관통하는 관통공을 가진 다수 셀(cell)로 이루어진 원기둥 형태 또는 원통형의 허니컴(honeycomb) 구조체로서, 그 표면에 제올라이트 흡착제가 코팅된 것일 수 있다.
제올라이트 흡착제는 상온에서 사용이 가능하며, 활성탄에 비해 선택성이 우수하여 악취 등에 대해 우수한 제거효과를 나타낸다. 여기서 제올라이트 흡착제는 골격 내에 균일한 기공이 규칙적으로 배열된 결정성 알루미노실리케이트 물질로, 제올라이트에 형성된 마이크로 기공은 분자 크기 영역의 직경을 가지고 있기 때문에 분자를 선택적으로 흡착, 확산시킬 수 있는 분자체(molecular sieve) 기능이 있다. 이러한 분자체 효과는 분자 선택적 흡착, 이온교환 및 촉매 공정을 가능하게 한다. 제올라이트를 사용하는 흡착 공정은 CH4-CO2 및 CH4-N2 분리를 수행하기 위한 능력을 나타낸다.
코디어라이트 등을 원료로 한 세라믹스로 구성된 허니컴 구조의 담지체에 화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition)이나 원자층증착법(ALD; Atomic Layer Deposition), 또는 슬러리코팅법(Slurry Coating) 등을 이용하여 상기 제올라이트 흡착제를 코팅하여 상기 악취흡착부(120)를 제조할 수 있다. 여기서, 허니컴 구조체의 셀밀도는 오염된 공기의 배압과 악취물질흡착성능을 고려하여 100cpsi(cells per square inch) ~ 600cpsi 일 수 있으나, 특별히 한정하지 않는다.
이렇게 전처리필터(110) 및 악취흡착부(120)를 내부에 수용하여 마련한 하우징(100)을 축사에 실증시험한 결과는 도 3과 같았다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유입구(101)를 통해 유입된 축사 내 암모니아와 악취는 최초 측정일인 2020년 9월 10일 이후로부터 대략 1달 후인 2020년 10월 7일 또는 14일부터 암모니아 전환율과 악취강도 전환율이 급격하게 낮아짐을 알 수 있었다.
또한, 이와 반대로, 유입구(101)를 통해 유입된 축사 내 암모니아와 악취는 최초 측정일인 2020년 9월 10일 이후로부터 대략 1달까지 암모니아 전환율과 악취강도 전환율이 거의 100%에 다다르고 있음을 알 수 있었다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 상기 악취흡착부(120)는, 전술한 제올라이트 흡착제가 코팅된 허니컴 구조체를 복수 개 포함할 수 있고, 복수의 제올라이트 흡착제가 코팅된 허니컴 구조체는 서로 이격하여 배치되어, 악취흡착성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 제올라이트 흡착제가 코팅된 허니컴 구조체는 암모니아, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등의 성분을 가진 공기에 대하여 우수한 탈취 성능을 가지나, 추가적으로 그 외의 휘발성 유기화합물 또는 악취가스 등을 흡착 제거하기 위해, 휘발성유기화합물 제거용 허니컴용 흡착제를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 휘발성유기 화합물 제거용 허니컴용 흡착제는 이격 배치된 두 개의 제올라이트 흡착제가 코팅된 허니컴 구조체 사이에 배치될 수 있으며, 여기서, 휘발성유기화합물 제거용 허니컴흡착제는 특별히 한정하지 않으나, 고순도 분말의 산화물과 구리 망간에 바인더 재료를 혼합하여, 허니컴 구조체 형태로 압출 성형된 것일 수 있다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취흡착부(120)는, 전술한 바와 같이, 소정 기간이 지난 후에는 교체 또는 재생이 요구되기 때문에, 악취흡착성능을 유지하기 위해 상기 악취흡착부(120)는 강제 재생될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 악취흡착부(120)가 흡착한 악취유발물질을 포집할 수 있는 포집량에는 한계가 있기 때문에, 재생시스템을 이용하여 악취흡착부(120)에 고온의 외기를 통과시키도록 함으로써, 포집된 악취유발물질을 연소 제거하고 악취흡착부(120)가 악취유발물질의 포집능력을 회복시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 악취 제거 시스템(10-1)은 전처리필터(110) 및 악취흡착부(120) 이외에, 악취흡착부(120)를 재생하기 위한 재생시스템을 더 포함할 수 있다.
재생시스템은 외기(fresh air), 즉 외부의 공기를 가열하는 가열장치(160), 일 예로 버너, 전기히터, 태양열히터 등을 포함하여, 외기를 가열하고, 가열된 외기를 악취흡착부(120)에 공급하도록 하여, 일정시간 동안 흡착된 악취유발물질이 연소 제거되는 강제 재생을 통해 악취흡착부(120)의 악취유발물질의 포집능력을 회복시킬 수 있다.
여기서, 버너는 LNG, LPG, 액체연료 따위의 연료를 점화하여 외기를 가열하는 장치를 가리키고, 전기히터는 전기에너지를 이용하여 외기를 가열하는 것을 가리키며, 태양열히터는 태양열을 이용하여 외기를 가열하는 것을 가리키며, 본 발명의 일 실시예에 따른 재생시스템은 이 이외에 외기를 가열할 수 있는 것이면 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
이때, 가열장치(160)는 가열된 공기를 악취흡착부(120)에 공급하여 강제 재생할 수 있도록, 도 4에 도시한 바와 같이, 악취흡착부(120)의 전단, 바람직하게는 전처리필터(110)의 전단에 위치할 수 있다.
가열장치(160)가 외기를 직접 가열하여 악취흡착부(120)에 공급함으로써 악취유발물질을 연소 제거할 수 있지만, 가열장치(160)가 소비하는 에너지원의 양이 많기 때문에 이를 보조하여 가열 효율을 향상시킬 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템은 열교환기(150)를 더 포함할 수 있다.
또는 열교환기(150)를 보조적으로 활용함으로써, 악취 제거 시스템(10-1)에 장착되는 가열장치(160)를 소형화할 수 있다.
열교환기(150)는 배출구(102)의 전단, 바람직하게는 배기팬(130)의 전단에 위치하여, 1차적으로 가열장치(160)에 의해 가열된 공기가 배출구(102)를 통해 배출되기 전에 외부유입구(140)를 통해 유입되는 외기와 열을 공유하도록 할 수 있다. 이렇게 열교환기(150)를 거친 외기가 우회덕트(155)를 통해 가열장치(160)의 전단으로 공급되도록 함으로써, 가열장치(160)가 가열하고자 하는 외기에 대한 목표온도까지 적은 에너지로 승온시킬 수 있기 때문에, 가열장치(160)의 에너지 효율을 높일 수 있다.
즉, 우회덕트(155)는, 외기유입구(140)를 통해 유입되어 배출구(102) 전단에 마련된 열교환기(150)를 거쳐 승온된 외기가 버너(130)의 전단으로 유도될 수 있도록 그 흐름을 유도할 수 있다.
이때, 외부의 공기가 도입되는 외기유입구(140)는 정화된 공기가 배출되는 배출구(102)의 주변에 마련되어 오염된 공기가 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 도면에 도시하지 않았으나, 외기유입구(140)의 단부에는 외기를 열교환기(150)로 강제 공급케할 수 있는 블로우팬(blow fan)이 마련될 수 있다.
물론, 가열장치(160)의 전단 또는 우회덕트(155) 말단부의 하우징(100)에는 우회덕트(155)를 통해 외기가 하우징(100) 내부로 유입될 수 있도록 외기도입구가 형성될 수 있다.
재생시스템에 의해 악취흡착부(120)에 고온의 외기가 공급되는 경우, 악취흡착부(120)는 흡착한 악취유발물질이 탈착될 수 있다. 다만, 악취유발물질이 탈착되어 가스상물질(VOC; Volatile Organic Compounds)이 배출구(102)를 통해 그대로 배출될 경우에는 이로 인해 환경문제를 야기시킬 수 있다.
따라서, 악취흡착부(120)로부터 탈착된 가스상물질을 포함한 배출가스를 저감시키기 위해, 배출구(102)의 전단에는 후처리장치(170)가 마련될 수 있다.
강제 재생시 악취흡착부(120)로부터 CxHyOz의 가스상물질이 배출되며, 이러한 가스상물질이 직접 배출하지 않도록 후처리장치(170)는 축열재를 이용한 고온의 온도로 가스상물질을 제거하는 축열산화방식(RTO; Regenerative Thermal Oxidizer), 촉매를 이용하여 RTO에 비해 상대적으로 낮은 온도(300~400℃)로 가스상물질을 제거하는 촉매산화방식(CTO; Catalytic Thermal Oxidizer), 및/또는 액상의 세정수를 분사하여 기체 속에 포함되어 있는 가스상물질을 제거하는 세정수분사방식을 이용하여, 기체 속에 포함되어 있는 가스상물질을 제거할 수 있다.
여기서 축열산화방식(RTO), 촉매산화방식(CTO) 또는 스크러버(scrubber)는 종래 공지된 기술을 이용할 수 있는 것으로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 재생시스템의 악취흡착부(120)에 대한 강제 재생은 작업자가 필요에 따라, 또는 기 설정된 주기(일 예로 1달)마다 이루어질 수 있도록 가열장치(160) 및/또는 블로우팬(미도시)은 작동할 수 있다. 또, 다른 실시예에 따라 제어부(controller)(미도시)는 배출구(102)의 주변에 설치된 악취감지센서로부터 출력된 신호를 이용하여, 악취레벨이 기 설정된 기준을 초과할 때 재생시스템(가열장치(160) 및/또는 블로우팬)이 작동하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 후처리장치(170)는 배출가스를 가열하거나 액상의 세척수를 분사하여야 하기 때문에, 상시 작동하는 것은 불필요한 에너지를 소비하거나 세정수를 처리하여야 하는 문제가 있어, 후처리장치(170)의 작동은 상기 재생시스템의 작동과 연동하여 작동하는 것이 바람직하다.
구체적으로 후처리장치(170)는 가열장치(160) 및/또는 블로우팬이 작동할 때마다 또는 열교환기(140)에 측정된 온도가 기준 레벨을 초과할 때마다 작동하여, 배출가스를 저감토록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템 복수 개를 조합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전술한 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b)을 복수 개 마련할 수 있고, 복수의 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b)은 각각의 유입구(101)가 하나의 분기관(200)에 연통하도록 연결될 수 있다.
분기관(200)의 일측 개구부를 통해 유입된 오염된 공기는 복수의 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b)에 도입될 수 있고, 이때, 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b)의 유입구(101)에 마련되어 유로를 개폐하는 밸브(10a, 10b)의 작동에 의해 오염된 공기가 하우징(100, 100a, 100b) 내 유입 여부가 결정되어 해당하는 악취 제거 시스템의 악취 제거 처리 여부가 결정될 수 있다.
이때, 복수의 밸브(10a, 10b)가 상호 교대로 개폐 작동하거나, 또는 동시에 개방 작동하여, 복수의 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b)이 축사, 하수처리장, 가정 또는 산업환경 등으로부터의 악취는 지속적으로 발생하는 악취 제거 처리를 단속 없이 지속처리하여, 악취제거의 수행 공백이 없도록 할 수 있다.
도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 하나의 분기관(200)에 연결된 복수의 악취 제거 시스템(10, 10-1a, 10-1b) 중 어느 하나는 악취흡착부(120)의 재생 능력이 없는 것일 수 있고, 다른 하나는 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력을 가진 것일 수 있다.
즉, 복수의 밸브(10a, 10b) 중 적어도 하나는 항상 개방된 상태를 유지하여, 밸브가 개방된 악취 제거 시스템이 악취 제거를 수행토록 하는 것이 바람직하다.
만약 일 예로, 도 5a에 도시한 바와 같이, 하나의 분기관(200)에 연결된 복수의 악취 제거 시스템(10-1a, 10-1b) 중 어느 하나는 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력을 갖고 있지만, 다른 하나는 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력을 갖고 있지 않는 경우, 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력을 가진 악취 제거 시스템(10-1a)은 밸브(10a)를 닫고, 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력이 없는 악취 제거 시스템(10)이 오염 공기의 악취 제거 기능을 수행토록 할 수 있다.
만약, 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력이 없는 악취 제거 시스템(10)이 악취흡착부(120)의 악취흡착능력 포화로 악취흡착부(120)가 외부에서의 강제 재생을 위해 탈착된 경우, 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력을 가진 악취 제거 시스템(10-1a)의 밸브(10a)는 개방되어, 해당 악취 제거 시스템(10-1a)이 오염 공기의 악취 제거 기능을 지속 수행토록 할 수 있다.
또 다른 예로, 도 5b에 도시한 바와 같이, 하나의 분기관(200)에 연결된 복수의 악취 제거 시스템(10-1a, 10-1b) 모두가 악취흡착부(120)의 강제 재생 능력이 있는 것이라면, 각각의 밸브(10a, 10b)는 교번하여 개폐 동작토록 하여, 어느 하나가 강제 재생 중이라면 다른 하나가 악취 제거토록 하여, 오염 공기의 악취 제거 기능이 지속적으로 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 도 5c는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템 복수 개를 조합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전술한 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)을 복수 개 마련할 수 있고, 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)은 각각의 유입구가 하나의 분기관(200)에 연통하도록 연결될 수 있다.
분기관(200)의 일측 개구부를 통해 유입된 오염된 공기는 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)에 도입될 수 있고, 이때, 분기관(200)에 오염된 공기가 유입되는 유입구(201a)에는 제1 밸브(200-1a, 200-1b)가 마련되어, 제1 밸브(200-1a, 200-1b)의 개폐에 따라 오염된 공기에 대한 악취 제거 처리 여부가 결정될 수 있다.
제1 밸브(200-1a, 200-1b)가 개방됨에 따라 오염된 공기는 분기관(200)의 유입구(201a)로 도입되고, 도입된 오염공기는 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)에 의해 악취 및 암모니아가 제거 또는 저감될 수 있다.
이때 복수의 제1 밸브(200-1a, 200-1b)는 개별적으로 개폐제어가 이루어질 수 있으며, 이에 연통된 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)은 개별적으로 오염 공기에 대한 정화 작용을 할 수 있다.
본 실시예에 따른 악취 제거 시스템은 앞선 다른 실시예에 따른 악취 제거 시스템(도 5a 및 5b 참조)과 다르게, 양측단에 유입구(201a)와 배출구(202b)를 가진 분기관(200)은 상기 유입구(201a) 및 배출구(202b) 사이에 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)이 연통 가능하게 연결되어, 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각으로부터 정화된 공기가 각각의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)으로부터 배출됨은 물론, 분기관(200)의 배출구(202b)를 통해서도 배출될 수 있다.
이를 위해, 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각은 전처리필터(110a, 110b) 및 악취흡착부(120a, 12b)를 포함할 수 있고, 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각의 하류측 단부에는 정화된 공기를 외부로 배출하기 위한 배출구가 각각 마련되어, 제3 및 제4 밸브(200-3, 200-4)의 개폐 동작에 따라 각 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)으로부터 정화된 공기가 각 배출구를 통해 외부로 배출되도록 하거나, 또는 분기관(200)의 배출구(202b)측 단으로 유도하여 분기관(200)의 배출구(202b)를 통해 정화된 공기를 외부로 배출되도록 할 수 있다.
물론, 분기관(200)의 배출구(202b)측 단의 상류측에는 제2 밸브(200-2a, 200-2b)가 마련되어, 제2 밸브(200-2a, 200-2b)의 개폐 동작에 따라 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 중 적어도 하나를 통과한 공기가 선택적으로 분기관(200)의 배출구(202b)를 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다.
여기서, 분기관(200)의 배출구(202b)측 단은 도 5c에 도시한 바와 같이, 분기관(200)의 상류측에 마련된 제2 밸브(200-2)부터 하류측에 마련된 배출구(202b)까지의 구간을 가리킬 수 있으며, 상기 분기관(200)의 배출구(202b)측 단에는 재생시스템이 마련될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 악취흡착부(120a, 120b)는 소정 기간이 지난 후에는 교체 또는 재생이 요구되기 때문에, 악취흡착부(120a, 120b)를 재생시킬 때에는 제3 및 제4 밸브(200-3, 200-4)를 폐쇄하여 오염된 공기가 외부로 배출되지 않도록 차단하고, 제2 밸브(200-2a, 200-2b)를 개방하여 분기관(200)의 배출구(202b) 측 단으로 유도할 수 있다. 제2 밸브(200-2a, 200-2b) 역시 개별적으로 개폐제어가 이루어질 수 있으며, 제1 밸브(200-1a, 200-1b)와 개폐 동작을 연동하여 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 중 적어도 일부만 사용할 수도 있다.
분기관(200)의 배출구(202b)측 단의 가열장치(160) 및 열교환기(150)는 유입된 공기를 가열하고, 이를 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각의 전단으로 공급되도록 함으로써, 악취흡착부(120a, 120b)를 재생시킬 수 있다. 본 실시예에 따른 가열장치(160)(또는 열교환기(150))는 하나이지만 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)은 복수이기 때문에, 외기유입구(140)를 통해 유입되어 열교환기(150)를 거친 외기가 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각의 전단으로 유도하는 우회덕트(155a)는 하나의 입구에서 두 개의 출구로 유도하는 분기형태를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 분기관(200)에는 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b)과 배출구(202b) 측 단에 마련된 재생시스템을 통과하는 흐름을 유도하기 위해, 유입구(201a) 및 배출구(202b) 중 적어도 하나, 바람직하게는 각각에 흡기팬(201) 및 배기팬(202)이 마련될 수 있다.
또 다른 예로, 도 5c에 도시하지 않았으나, 복수의 악취 제거 시스템(10-2a, 10-2b) 각각의 전단에는 분기관(200)의 유입구(201a)로부터 유입된 오염된 공기의 도입 여부를 선택적으로 하기 위해 밸브(미도시)가 마련될 수 있고, 각 밸브는 교번하여 개폐 동작할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거 시스템에는 악취의 여부나 정도를 감지할 수 있는 악취측정센서(미도시), 일 예로 공기 내 암모니아 농도 측정 센서 등을 하나 또는 둘 이상 구비할 수 있다.
악취측정센서는 다양한 형태로 구현된 악취 제거 시스템의 유입구, 배출구, 배기관(200)의 유입구 및 유출구 중 어느 하나 또는 둘 이상의 위치에 마련되어, 해당 위치에 대한 악취의 여부나 정도를 감지할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 악취측정센서에 의해 측정되어 출력된 값을 수집하는 단말기 또는 서버를 더 포함하여, 작업자가 단말기 또는 서버를 이용하여 상기 악취 제거 시스템이 정상적으로 동작하고 있는지 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 단말기 또는 서버는, 악취측정센서로부터 출력된 값을 외부로 표시하는 것뿐만 아니라, 설치되어 있는 적어도 하나의 밸브에 대한 개폐동작을 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 전달토록 함으로써, 복수의 악취 제거 시스템이 조합되어 있는 경우, 어느 악취 제거 시스템이 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 악취 제거 시스템 10a, 10b: 밸브
100: 하우징 101: 유입구
102: 배출구 110: 전처리필터
120: 악취흡착부 130: 배기팬
140: 외기유입구 150: 열교환기
155: 우회덕트 160: 가열장치
170: 후처리장치 200: 분기관

Claims (11)

  1. 내부 수용공간을 갖되, 오염된 공기가 유입되는 유입구와 악취가 제거된 공기가 외부로 배출되는 배출구를 포함한 하우징;
    상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중 습기나 먼지를 제거하는 전처리필터;
    상기 전처리필터를 통과한 오염된 공기 내 악취를 흡착하는 악취흡착부;
    외기를 가열하는 가열장치를 포함하고, 상기 가열장치에 의해 가열된 공기를 상기 악취흡착부에 공급하여 재생하는 재생시스템;
    상기 배출구의 전단에 위치하여, 상기 재생시스템에 의해 상기 악취흡착부로부터 탈착된 가스상물질을 포함한 배출가스를 저감시키기 위한 후처리장치; 및
    외기유입구를 통해 유입된 상기 외기는 상기 배출구 전단에 마련된 열교환기를 우회하여, 상기 가열장치의 전단으로 유도하도록 형성된 우회덕트;
    를 포함하되,
    상기 악취흡착부는, 제올라이트 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 악취흡착부는, 두께 방향으로 관통하는 관통공을 가진 다수 셀로 이루어진 허니컴구조체에 상기 제올라이트 흡착제가 코팅된 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열장치는, 버너, 전기히터 및 태양열히터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후처리장치는,
    상기 배출가스를 가열하여 상기 가스상물질을 제거하는 축열산화방식(RTO; Regenerative Thermal Oxidizer), 촉매를 이용하여 상기 가스상물질을 제거하는 촉매산화장치(CTO; Catalytic Thermal Oxidizer), 또는 상기 배출가스에 액상의 세정수를 분사하여 상기 가스상물질을 제거하는 세정수분사방식을 이용하여 상기 가스상물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 후처리장치의 작동은, 상기 재생시스템의 작동과 연동하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 악취 제거 시스템 각각의 상기 유입구에 오염된 공기를 유도하기 위한 분기관;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    복수의 상기 악취 제거 시스템 각각의 상기 유입구에는 유로를 개폐하는 밸브를 더 포함하되,
    상기 복수의 악취 제거 시스템 중 적어도 어느 하나는,
    외기를 가열하는 가열장치를 포함하고, 상기 가열장치에 의해 가열된 공기를 상기 악취흡착부에 공급하여 재생하는 재생시스템; 및
    상기 배출구의 전단에 위치하여, 상기 재생시스템에 의해 상기 악취흡착부로부터 탈착된 가스상물질을 포함한 배출가스를 저감시키기 위한 후처리장치;
    를 더 포함하여,
    상기 분기관을 통해 유입된 오염된 공기는 적어도 어느 하나의 상기 악취 제거 시스템을 통해 단속없이 악취 제거가 지속되는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입구 및 배출구 중 적어도 하나의 위치에 마련되어, 악취의 유무나 정도를 감지할 수 있는 악취측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 악취측정센서로부터 출력된 값을 수집하여, 외부로 표시하는 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 악취 제거 시스템.
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