KR102316717B1 - Detoxification treatment apparatus of noxious gas using heat exchange - Google Patents

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KR102316717B1
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branch
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이기웅
서영명
임윤택
박경수
이덕희
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성일하이메탈(주)
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Abstract

Provided by the present invention is a detoxification apparatus for a harmful gas using heat exchange. The detoxification apparatus for a harmful gas using heat exchange, which is capable of improving heat exchange efficiency, comprises: an exhaust gas injection pipe into which an exhaust gas containing harmful substances is injected; a heat exchange pipe which is connected to the exhaust gas injection pipe so as to be in communication with the exhaust gas injection pipe, and in which the exhaust gas introduced from the exhaust gas injection pipe performs heat exchange while flowing such that the exhaust gas becomes harmless; a hollow casing in which the heat exchange pipe is disposed and a coolant flow path is formed so that a coolant flows; a coolant injection pipe disposed on one side of the casing so as to be in communication with the coolant flow path formed inside the casing and configured to inject a coolant into the coolant flow path; and a coolant discharge pipe disposed on the other side of the casing so as to be in communication with the coolant flow path formed inside the casing and configured to discharge a coolant that has been used to cool the heat exchange pipe to the outside of the casing.

Description

열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치{DETOXIFICATION TREATMENT APPARATUS OF NOXIOUS GAS USING HEAT EXCHANGE}Hazardous gas detoxification treatment device using heat exchange

본 발명은 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 SAF (Submerged Arc Furnace) 고온환원용융 및 산화정제 공정을 통해 폐LED를 처리하는 과정에서 발생하는 유해 성분인 비소가 함유된 배가스를 처리하고 무해화하는 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detoxifying harmful gases using heat exchange, and more specifically, SAF (Submerged Arc Furnace) containing arsenic, a harmful component generated in the process of treating waste LEDs through high-temperature reduction melting and oxidation refining processes. It relates to a harmful gas detoxification treatment apparatus using heat exchange for treating and detoxifying the exhaust gas.

해외 재활용 선진국에서는 LED 폐자원의 전처리 기술 확보를 중요시 여겨 연구개발을 진행하는 반면, 우리나라는 금속 회수 측면에서만 접근하고 있는 실정이며, LED 폐자원 전처리에 대한 기술 확보를 기반으로 최종 금속회수를 용이하게 하는 전처리-금속회수 연계기술 개발이 요구되고 있다.Overseas recycling advanced countries place importance on securing LED waste resource pretreatment technology and conduct research and development, whereas Korea is approaching only from the metal recovery aspect, and the final metal recovery is facilitated by securing technology for LED waste resource pretreatment. There is a demand for the development of pretreatment-metal recovery linkage technology.

산업부의 지원 하에 수행된 기존 정부과제를 통해 LED 공정폐자원에서 Ga 및 In을 회수하는 기술이 개발되었으나, 사실 LED에 함유되어 있는 Ga 및 In의 양은 매우 소량이라 경제성을 확보하는 것이 쉽지 않다.Although the technology for recovering Ga and In from LED process waste has been developed through an existing government project supported by the Ministry of Industry, it is not easy to secure economic feasibility because the amount of Ga and In contained in LED is very small.

따라서, LED 폐자원으로부터 경제성 확보가 용이한 귀금속을 회수하는 기술개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a technology for recovering a precious metal that is easy to secure economical efficiency from LED waste resources.

한편, 현재 사용되고 있는 적색 및 IR LED에는 1급 발암물질인 비소가 함유되어 있어 이를 효율적으로 회수/무해화하는 기술이 개발되어야 LED 폐자원을 사용 물질에 상관없이 재활용하는 통합플랜트를 구축할 수 있다.On the other hand, the red and IR LED currently used contains arsenic, a class 1 carcinogen, so an integrated plant that recycles LED waste resources regardless of the material used can be built only when a technology to efficiently recover and harmless it is developed. .

하지만, 현재까지 LED 폐자원으로부터 비소를 회수/무해화하는 기술은 시도된 사례가 거의 없는 것으로 파악된다.However, it is understood that there have been few attempts to recover/harmize arsenic from LED waste resources so far.

국내 LED 폐자원 재활용 관련 전처리, 금속회수, 유해물질 무해화 처리 기술 수준은 선진국 대비 낮아 격차를 줄이기 위한 다방면의 노력이 필요하다.Domestic LED waste resource recycling-related pre-treatment, metal recovery, and detoxification treatment technology levels are low compared to advanced countries, so multi-faceted efforts are needed to close the gap.

해외의 경우, 향후 다량 발생할 LED 폐자원의 재활용을 대비하여 수년 전부터 효율적인 재활용 기술 개발을 위해 다양한 프로젝트를 진행하고 있으며 특히, EU를 중심으로 연구가 활발히 이뤄지고 있다.In the case of overseas, various projects have been carried out to develop efficient recycling technology for several years in preparation for the recycling of LED waste resources that will occur in a large amount in the future.

독일에서는 Fraunhofer Institute for Reliability와 Microintegration IZM이 컨소시엄을 구성해‘CycLED project’를 수행중이며, LED 폐자원으로부터 주요 금속을 경제적으로 회수하는 기술을 개발하고 있다.In Germany, the Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM formed a consortium to carry out the ‘CycLED project’ and develop a technology to economically recover major metals from LED waste resources.

노르웨이에서는 증가하는 LED 판매량과 그에 따른 폐기물 처리에 대한 대책으로 산·학·연 컨소시엄이 중심이 되어 재활용 방법에 대해 고민하고 있으며, 대표적인 재활용 회사인 Nordic recycling AB 社에서는 현재 LED 폐자원 재활용 기술이 없기 때문에 기존 폐자원과 함께 처리하고 있다.In Norway, an industry, academia, and research consortium is centered on a consortium of industry, academia, and research as a countermeasure against the increasing LED sales volume and the resulting waste treatment. Therefore, it is treated together with existing waste resources.

한편, EU에서도 아직까지는 LED 폐자원에 대한 명확한 수거 체계가 확립되지 않아 재활용 상용 공정 구축에는 어려움을 겪고 있다.Meanwhile, in the EU, there is still no clear collection system for LED waste resources, so it is difficult to establish a recycling commercial process.

일반적으로 LED의 active layer는 blue 파장의 GaN를 가장 널리 사용하지만 긴 파장을 요구하는 적색 및 IR LED에는 비소가 함유된 광활성 물질을 사용하고 있In general, GaN of blue wavelength is most widely used for the active layer of LED, but photoactive material containing arsenic is used for red and IR LEDs that require a long wavelength.

으며 특히, 최근에 미용을 위한 적색 LED mask 시장이 커지면서 비소가 함유된 LED가 시장에 다량 출현하고 있는 실정이다.In particular, as the market for red LED masks for beauty has recently grown, many LEDs containing arsenic are appearing in the market.

장파장 LED에 함유된 비소는 1급 발암물질로 취급될 만큼 독성이 강해서 재활용 공정 시 배출되는 용출량 및 대기배출량을 제어해야 한다.Arsenic contained in long-wavelength LEDs is toxic enough to be treated as a class 1 carcinogen, so it is necessary to control the amount of elution and air emissions emitted during the recycling process.

현재는 일반폐기물과 함께 소각되거나 매립되고 있지만 향후 폐기물의 다량 발생이 예상되는 상황에서 LED 폐자원 통합 재활용 라인을 구축하기 위해서는 비소(증기 및 슬래그 내 함유)를 무해화하는 공정 개발이 반드시 필요하다.Currently, it is incinerated or landfilled together with general waste, but in a situation where a large amount of waste is expected in the future, it is essential to develop a process that detoxifies arsenic (contains in steam and slag) in order to establish an integrated recycling line for LED waste resources.

유독성 물질인 비소 처리기술 관련하여 일본에서는 GaAs 반도체를 산용해 후 세륨계 비소 선택흡착제를 이용하여 갈륨과 비소를 분리하고 비소를 ArsenobetaineRegarding arsenic treatment technology, which is a toxic substance, in Japan, after acid-dissolving GaAs semiconductor, gallium and arsenic are separated using a cerium-based arsenic selective adsorbent, and arsenic is arsenobtaine.

(AsB)로 변환시켜 무해화하는 연구를 진행하고 있다.(AsB) is being converted into harmless research.

중국에서는 GaAs scrap을 분쇄한 후 황을 첨가하여 약 180 ℃의 질소분위기 관상로에서 40분간 열처리하면 황화비소/갈륨의 혼합물이 되는데 이를 다시 800 ℃에서 열처리하여 황화비소를 제거하고 있다.In China, after pulverizing GaAs scrap, sulfur is added and heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere tubular furnace at about 180°C for 40 minutes to form a mixture of arsenic sulfide/gallium, which is then heat treated at 800°C to remove arsenic sulfide.

또한, pyrolysisvacuum metallurgy separation법을 이용해 고온(1000 ℃)/고압(20 Pa)에서 열분해하여 비소를 회수하는 연구를 수행하였다.In addition, a study was conducted to recover arsenic by thermal decomposition at high temperature (1000 ℃)/high pressure (20 Pa) using pyrolysisvacuum metallurgy separation method.

하지만 이러한 공법은 연구단계에 머물러 있으며 현재까지 상용화된 기술은 없는 것으로 파악된다.However, this method is still in the research stage, and it is understood that there is no commercialized technology so far.

대량 발생이 예상되는 LED 폐자원 재활용에 대한 투자나 상용 기술개발 실적이 미흡한 상황에서 환경적인 이슈를 해결하면서 경제성을 확보하기 위해서는 고가의 Au, Ag와 같은 귀금속 및 함유량이 높은 Cu를 회수해야 하며, 비소 등의 유해물질을 무해화할 수 있는 기술도 동시에 개발되어야 한다.In order to secure economic feasibility while resolving environmental issues in a situation where investment in recycling LED waste resources, which is expected to be generated in a large amount, or commercial technology development performance is insufficient, expensive precious metals such as Au and Ag and high content of Cu must be recovered. A technology capable of detoxifying harmful substances such as arsenic should also be developed at the same time.

유해물질의 장파장의 적색 및 IR LED 폐자원 내 함유되어 있는 비소가 대표적이며, 이러한 비소는 재활용 공정 중 증기 및 슬래그 형태로 발생할 수 있다.Arsenic contained in long-wavelength red and IR LED waste resources of hazardous substances is typical, and such arsenic may be generated in the form of vapor and slag during the recycling process.

따라서, LED 폐자원의 통합 재활용 플랜트 구축을 위해서는 비소를 효율적으로 무해화하여 국내 용출(≤ 1.5 mg/L) 및 대기배출기준(≤ 2.0 ppm) 이하로 제어하는 기술이 반드시 필요하다.Therefore, in order to construct an integrated recycling plant of LED waste resources, it is necessary to efficiently detoxify arsenic and control the domestic elution (≤ 1.5 mg/L) and air emission standards (≤ 2.0 ppm) below.

비소를 회수/무해화하는 기술로는 흡착 방법이 가장 대표적이나, 확실한 처리를 위해서는 응축, 흡착, 용해, 침전 등의 건/습식 융합 공정 설계가 필요할 것으로 보인다.The adsorption method is the most representative technique for recovering/detoxifying arsenic, but it seems that a dry/wet fusion process design such as condensation, adsorption, dissolution, and precipitation is required for reliable treatment.

J. of Korean Inst. of Resources Recycling Vol. 28, No. 2, 2019, 14-22. J. of Korean Inst. of Resources Recycling Vol. 28, No. 2, 2019, 14-22.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, SAF (Submerged Arc Furnace) 고온환원용융 및 산화정제 공정을 통해 폐LED를 처리하는 과정에서 발생하는 유해 성분인 비소가 함유된 배가스를 처리하고 무해화하는 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the various problems of the prior art as described above, and contains arsenic, a harmful component, generated in the process of treating waste LEDs through SAF (Submerged Arc Furnace) high-temperature reduction melting and oxidation refining processes. An object of the present invention is to provide an apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange for treating and detoxifying the exhaust gas.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 유해물질이 함유된 배가스가 주입되는 배가스 주입관; 상기 배가스 주입관에 연통되게 연결되어 상기 배가스 주입관으로부터 유입된 배가스가 유동하면서 열교환이 이루어짐과 동시에 무해화되는 열교환 배관; 상기 열교환 배관에 연통되게 연결되어 상기 열교환 배관에서 무해화된 배가스가 배출되는 배가스 배출관; 내부에 상기 열교환 배관이 배치되고 냉각수가 흐르도록 냉각수 유동통로가 형성되는 중공의 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 형성된 냉각수 유동통로와 연통되게 상기 케이싱의 일측에 배치되어 상기 냉각수 유동통로에 냉각수를 주입하는 냉각수 주입관; 및 상기 케이싱의 내부에 형성된 냉각수 유동통로와 연통되게 상기 케이싱의 타측에 배치되어 상기 열교환 배관을 냉각시킨 냉각수를 상기 케이싱의 외부로 배출시키는 냉각수 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention is an exhaust gas injection pipe into which the exhaust gas containing harmful substances is injected; a heat exchange pipe connected to the flue gas inlet pipe in communication with the flue gas introduced from the flue gas inlet pipe to perform heat exchange and harmless at the same time; an exhaust gas discharge pipe connected in communication with the heat exchange pipe to discharge the detoxified exhaust gas from the heat exchange pipe; a hollow casing in which the heat exchange pipe is disposed therein and a cooling water flow path is formed so that the cooling water flows; a cooling water injection pipe disposed on one side of the casing to communicate with the cooling water flow path formed inside the casing and injecting cooling water into the cooling water flow path; and a cooling water discharge pipe disposed on the other side of the casing in communication with the cooling water flow passage formed inside the casing to discharge the cooling water that has cooled the heat exchange pipe to the outside of the casing. A gas detoxification treatment apparatus is provided.

이때, 상기 열교환 배관은 복수개로 형성된 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the heat exchange pipe is formed in plurality.

이러한 열교환 배관은 상기 배가스 주입관으로부터 분기되는 복수의 분기관과,상기 복수의 분기관을 합지하여 상기 배가스 배출관에 연결하는 복수의 합지관을 포함할 수 있다.The heat exchange pipe may include a plurality of branch pipes branching from the exhaust gas inlet pipe, and a plurality of laminating pipes connecting the plurality of branch pipes to the exhaust gas discharge pipe by laminating the plurality of branch pipes.

구체적으로, 상기 열교환 배관은, 상기 배가스 주입관으로부터 2개로 각각 분기된 제1분기관 및 제2분기관; 상기 배가스 주입관에 연결된 상기 제1분기관의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제1-1분기관 및 제1-2분기관; 상기 배가스 주입관에 연결된 상기 제2분기관의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제2-1분기관 및 제2-2분기관; 상기 제1분기관의 타단에 연결된 상기 제1-1분기관 및 제1-2분기관의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 상기 배가스 배출관에 연결되는 제1합지관; 및Specifically, the heat exchange pipe may include: a first branch pipe and a second branch pipe each branched into two from the exhaust gas injection pipe; a first branch pipe and a first-2 branch pipe each branched into two from one end of the first branch pipe connected to the exhaust gas injection pipe and the other end located opposite to the other end; a 2-1 branch pipe and a 2-2 branch pipe each branched into two from one end of the second branch pipe connected to the exhaust gas injection pipe and the other end located on the opposite side; A first joint pipe having one end connected to the other ends respectively located opposite to the ends of the first branch pipe and the first branch pipe 1-2 connected to the other end of the first branch pipe and the other end connected to the exhaust gas discharge pipe ; and

상기 제2분기관의 타단에 연결된 상기 제2-1분기관 및 제2-2분기관의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 상기 배가스 배출관에 연결되는 제2합지관;을 포함할 수 있다.A second joint pipe having one end connected to the other ends respectively positioned opposite to the ends of the second branch pipe and the second branch pipe connected to the other end of the second branch pipe and the other end being connected to the exhaust gas discharge pipe ; may be included.

이와 같은 제1분기관, 제2분기관, 제1합지관 및 제2합지관은 상기 배가스 주입관 및 배가스 배출관과 평행하게 가로로 배치되고, 상기 제1-1분기관, 제1-2분기관, 제2-1분기관 및 제2-2분기관은 다수로 절곡 형성되어 세로로 배치될 수 있다.Such a first branch pipe, a second branch pipe, a first joint pipe and a second joint pipe are horizontally arranged in parallel with the exhaust gas injection pipe and the exhaust gas discharge pipe, and the first branch pipe, the first 1-2 minutes The trachea, the 2-1 branch pipe, and the 2-2 branch pipe are formed by bending a plurality and may be disposed vertically.

한편, 상기 열교환 배관의 내부에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 길이방향을 따라 일자형 핀 또는 십자형 핀이 형성될 수 있다.Meanwhile, in the heat exchange pipe, a straight fin or a cross fin may be formed along the longitudinal direction in order to improve heat exchange efficiency.

기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in "Details for carrying out the invention" and the accompanying "drawings".

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and/or features of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the various embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and each embodiment disclosed in this specification makes the disclosure of the present invention complete, It is provided to fully inform those of ordinary skill in the art to which the invention pertains to the scope of the present invention, and it should be understood that the present invention is only defined by the scope of each claim.

전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.According to the means for solving the above problems, the present invention has the following effects.

본 발명은 열교환 배관이 배가스 주입관으로부터 분기되는 복수의 분기관과 복수의 분기관을 합지하여배가스 배출관에 연결하는 복수의 합지관을 포함하도록 하고, 이러한 열교환 배관을 냉각수로 냉각하도록 간단하게 구성됨으로써, SAF (Submerged Arc Furnace) 고온환원용융 및 산화정제 공정을 통해 폐LED를 처리하는 과정에서 발생하는 유해 성분인 비소가 함유된 배가스를 용이하게 처리하고 무해화할 수 있는 효과가 있다.The present invention is such that the heat exchange pipe includes a plurality of branch pipes branching from the exhaust gas injection pipe and a plurality of lamination pipes connecting the plurality of branch pipes to the exhaust gas discharge pipe, and is simply configured to cool the heat exchange pipe with cooling water. , SAF (Submerged Arc Furnace) It has the effect of easily treating and detoxifying the exhaust gas containing arsenic, which is a harmful component generated in the process of treating waste LEDs through high-temperature reduction melting and oxidation refining processes.

또한, 본 발명은 열교환 배관의 내부에 길이방향을 따라 일자형 핀 또는 십자형 핀을 형성함으로써, 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of improving heat exchange efficiency by forming a straight fin or a cross fin in the longitudinal direction of the heat exchange pipe.

도 1은 폐LED 자원을 처리하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 냉각블럭 일부를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에서 냉각블럭 전체를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 A 방향에서 바라본 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 위에서 내려다본 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치에 채용된 관에 일자형 핀이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 다른 방향에서 도 7을 위에서 내려다본 상태를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating a process of processing waste LED resources.
2 is a view showing an apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange according to the present invention.
3 is a view showing a state in which a part of the cooling block in FIG. 2 is removed.
4 is a view showing a state in which the entire cooling block in FIG. 2 is removed.
FIG. 5 is a view schematically showing the internal configuration of the apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange of FIG. 2 as viewed from the direction A. FIG.
6 is a view schematically showing the internal configuration of the apparatus for detoxifying harmful gas using the heat exchange of FIG. 2 as viewed from above.
7 is a view showing a state in which a straight fin is formed in the tube employed in the apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange according to the present invention.
FIG. 8 is a view illustrating a state in which FIG. 7 is viewed from above in another direction.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before describing the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed as being unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and in order for the inventor of the present invention to describe his invention in the best way It should be understood that the concepts of various terms can be appropriately defined and used, and further, these terms or words should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used herein are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used for the purpose of specifically limiting the content of the present invention, and these terms represent various possibilities of the present invention. It should be understood that the term has been defined with consideration in mind.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Also, in the present specification, it should be noted that, unless the context clearly indicates otherwise, the expression in the singular may include a plurality of expressions, and may include the meaning of the singular even if similarly expressed in plural. do.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.In the case where it is stated throughout this specification that a component "includes" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component unless otherwise stated. It could mean that you can.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when it is described that a certain component is "exists in or is connected to" of another component, this component may be directly connected or installed in contact with another component, and a certain It may be installed spaced apart at a distance, and in the case of being installed spaced apart by a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the component to another component may exist, and now It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when it is described that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the third element or means does not exist.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Similarly, other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between", or "neighboring to" and "directly adjacent to", have the same meaning. should be interpreted as

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, in this specification, terms such as "one side", "the other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc., if used, with respect to one component, this single component It is used to be clearly distinguished from other components, and it should be understood that the meaning of the component is not limitedly used by such terms.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in the present specification, terms related to positions such as "upper", "lower", "left", and "right", if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, Unless an absolute position is specified with respect to their position, these position-related terms should not be construed as referring to an absolute position.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.Furthermore, in the specification of the present invention, terms such as “…unit”, “…group”, “module”, “device”, etc., if used, mean a unit capable of processing one or more functions or operations, which means hardware Alternatively, it should be understood that it may be implemented in software, or a combination of hardware and software.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, the same component has the same reference number even if the component is shown in different drawings, that is, the same reference is made throughout the specification. Symbols indicate identical components.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention are partially exaggerated, reduced, or omitted for convenience of explanation or in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention. may be described, and therefore the proportion or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, in the following, in describing the present invention, a detailed description of a configuration determined that may unnecessarily obscure the gist of the present invention, for example, a detailed description of a known technology including the prior art may be omitted.

도 1은 폐LED 자원을 처리하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a process of processing waste LED resources.

국내 LED 시장은 2017년 기준 약 7조원 규모를 형성하고 있고 연평균 18.7%의 성장률을 나타내고 있다.The domestic LED market is worth about 7 trillion won as of 2017 and is growing at an average annual rate of 18.7%.

LED의 사용량이 급격히 증가함에 따라 제품 생산 중 발생하는 공정폐자원의 발생량도 증가하고 있으며, 향후 파손 및 수명을 다한 LED 폐조명의 발생량도 상당히 많아질 것으로 전망되고 있다.As the usage of LEDs increases rapidly, the amount of process waste resources generated during product production is also increasing, and it is expected that the amount of LED waste lights that are damaged or expired will increase significantly in the future.

이러한 LED 폐자원에는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 유가금속이 함유되어 있음에도 불구하고 재활용에 대한 투자나 기술개발이 매우 미흡한 상황이다.Although these LED waste resources contain valuable metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), gallium (Ga), and indium (In), investment in recycling or technology development is very insufficient. am.

또한, 장파장 LED에 사용되는 1급 발암물질인 비소의 경우 무해화 하지 않고 단순 매립하고 있어 유해성에 대한 검증이나 체계적인 관리를 위한 기술적/제도적인 인프라가 미비한 실정이다.In addition, in the case of arsenic, which is a class 1 carcinogen used in long-wavelength LEDs, is not made harmless and is simply buried, so the technical/institutional infrastructure for verification of harmfulness or systematic management is insufficient.

도 1은 폐LED 자원을 처리하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a process of processing waste LED resources.

일반적으로 폐LED 자원을 처리하는 과정은, 도 1에 도시된 바와 같이 폐LED 원료를 고온환원용융하고, 이러한 고온환원용융 공정 중 발생하는 비소함유 유해가스를 열교환장치에서 무해화하며, 열교환장치에서 무해화된 배가스 중 매연(fume)과 미세먼지(dust)를 백필터(bag filter)에서 포집 및 제거하고, 전술한 공정 중 발생하는 배가스를 스크러버(scrubber)를 이용하여 규정농도 이하로 중화시켜 대기로 배출하는 과정을 거친다.In general, in the process of treating waste LED resources, as shown in FIG. 1, waste LED raw materials are reduced and melted at a high temperature, and arsenic-containing harmful gases generated during this high-temperature reduction and melting process are detoxified in a heat exchange device, and in a heat exchange device. Among the detoxified exhaust gases, fume and fine dust are collected and removed by a bag filter, and the exhaust gas generated during the above-described process is neutralized to below the specified concentration using a scrubber to stand by. through the process of discharging

여기서, 폐LED 원료는 LED 제조 중에 발생하는 공정 폐자원과 사용후의 LED를 의미한다.Here, the waste LED raw material means process waste resources generated during LED manufacturing and LED after use.

또한, 고온환원용융은 폐자원으로부터 목적 금속을 농축하기 위해 적용된 SAF(submerged arc furnace) 공정을 의미한다.In addition, high-temperature reduction melting refers to a submerged arc furnace (SAF) process applied to concentrate a target metal from a waste resource.

아울러, 백필터는 여과 집진 장치의 일종으로 글라스 섬유나 솜, 양모, 합성 섬유, 석면 등 짬이 미세한 자루 모양의 여재에 의해 분진 기류를 거르는 거르개를 말한다.In addition, the bag filter is a type of filter and dust collection device, and refers to a filter that filters the dust stream by using a fine sack-shaped filter medium such as glass fiber, cotton, wool, synthetic fiber, or asbestos.

이러한 백필터의 자루 내면에 부착한 진애는 차츰 퇴적하여 압력 손실을 증가시키기 때문에 일정한 부하가 되면 떨어버리기를 한다.Since the dust attached to the inner surface of the bag filter gradually accumulates and increases the pressure loss, it is dropped when a constant load is applied.

떨어버리는 데는 역기류나 진동, 분류 등의 방법을 사용하고, 일반적으로 압력 손실을 150㎜Aq 이하로 억제하도록 운전한다.For dropping, methods such as counter air flow, vibration, and shunt are used, and the operation is generally performed to suppress pressure loss to 150 mmAq or less.

떨어뜨리는 방식은 간헐식과 연속식으로 나누어진다.The dropping method is divided into intermittent type and continuous type.

전자는 구분된 몇 개의 방 중 하나를 순서대로 차단하여 떨어버리고, 후자는 처리 가스의 차단을 하지 않고, 일부의 거름천 떨어버리기를 차례로 연속해서 하는 방식이다. The former is a method in which one of several divided rooms is blocked and dropped in order, and the latter is a method in which the processing gas is not blocked and some of the manure cloth is dropped sequentially in sequence.

고온의 배가스를 처리하는데 사용하는 백필터는, 합성섬유나 유리섬유로 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.The bag filter used to treat the high-temperature exhaust gas is preferably made of synthetic fiber or glass fiber.

한편, 스크러버는 가스 속의 부유 고·액 미립자를 액을 이용하여 포집하는 장치를 말하며, 집진기라고도 한다.On the other hand, a scrubber refers to a device that collects suspended solid and liquid fine particles in a gas using a liquid, and is also called a dust collector.

이러한 스크러버는 스프레이탑·사이클론 스크러버·벤트리 스크러버·타이젠 와셔 등의 각종 형식이 있다.Such a scrubber has various types, such as a spray top, a cyclone scrubber, a ventry scrubber, and a Tizen washer.

스크러버에 사용되는 액으로는 일반적으로 물을 사용한다.As the liquid used in the scrubber, water is generally used.

집진기로는 비교적 높은 포집 효율을 기대할수 있기 때문에 배수처리에 문제가 없다면(방사성 오프가스 처리법) 유효한 방법이다.As a dust collector can expect relatively high collection efficiency, it is an effective method if there is no problem in wastewater treatment (radioactive off-gas treatment method).

또한, 불용가스 성분을 액으로 흡수제거하는 흡수장치도 스크러버라고 한다.Also, an absorber that absorbs and removes insoluble gas components with a liquid is also called a scrubber.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치를 나타낸 도면들이다.2 to 6 are views showing an apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange according to the present invention.

본 발명에 따른 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치는, 배가스 주입관(10), 열교환 배관(20), 배가스 배출관(30), 케이싱(40), 냉각수 주입관(50) 및 냉각수 배출관(60)을 포함하여 구성된다.The apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange according to the present invention includes an exhaust gas injection pipe 10 , a heat exchange pipe 20 , an exhaust gas discharge pipe 30 , a casing 40 , a cooling water injection pipe 50 , and a cooling water discharge pipe 60 . ) is included.

배가스 주입관(10)은 LED 제조 중에 발생하는 공정 폐자원과 사용후의 LED로부터 목적 금속을 농축하기 위해 적용된 SAF(submerged arc furnace) 공정을 통해 발생된 비소와 같은 유해물질이 함유된 배가스를 후술할 열교환 배관(20)으로 주입하기 위한 것이다.The exhaust gas injection pipe 10 is an exhaust gas containing harmful substances such as arsenic generated through a submerged arc furnace (SAF) process applied to concentrate the target metal from the process waste resources generated during LED manufacturing and the LED after use, which will be described later. It is for injection into the heat exchange pipe (20).

이러한 배가스 주입관(10)은 일단부가 후술할 케이싱(40)을 관통하여 케이싱(40)의 내부에 배치된 열교환 배관(20)과 연결되게 된다.One end of the exhaust gas injection pipe 10 passes through the casing 40 to be described later and is connected to the heat exchange pipe 20 disposed inside the casing 40 .

열교환 배관(20)은 배가스 주입관(10)에 연통되게 연결되어 배가스 주입관(10)으로부터 유입된 배가스가 유동하면서 열교환이 이루어짐과 동시에 무해화되는 배관으로서, 알루미늄, 타이타늄, 스테인리스스틸 등과 같은 열전도성이 우수한 금속재질로 이루어진다.The heat exchange pipe 20 is connected to the exhaust gas injection pipe 10 in communication with the exhaust gas flowing in from the exhaust gas injection pipe 10 and heat exchange is performed and harmless at the same time. Thermoelectric devices such as aluminum, titanium, stainless steel, etc. It is made of a metal material with excellent conductivity.

이와 같은 열교환 배관(20)은 복수개로 형성된 것이 바람직하다.It is preferable that such a heat exchange pipe 20 is formed in plurality.

즉, 열교환 배관(20)은 배가스 주입관(10)으로부터 분기되는 복수의 분기관과, 복수의 분기관을 합지하여 후술할 배가스 배출관(30)에 연결하는 복수의 합지관을 포함할 수 있다.That is, the heat exchange pipe 20 may include a plurality of branch pipes branching from the exhaust gas injection pipe 10 , and a plurality of lamination pipes connecting the plurality of branch pipes to the exhaust gas discharge pipe 30 to be described later.

구체적으로, 열교환 배관(20)은, 배가스 주입관(10)으로부터 2개로 각각 분기된 제1분기관(21) 및 제2분기관(22), 배가스 주입관(10)에 연결된 제1분기관(21)의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제1-1분기관(23) 및 제1-2분기관(24), 배가스 주입관(10)에 연결된 제2분기관(22)의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26), 제1분기관(21)의 타단에 연결된 제1-1분기관(23) 및 제1-2분기관(24)의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 배가스 배출관(30)에 연결되는 제1합지관(27), 및 제2분기관(22)의 타단에 연결된 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26)의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 배가스 배출관(30)에 연결되는 제2합지관(28)을 포함할 수 있다.Specifically, the heat exchange pipe 20 includes a first branch pipe 21 and a second branch pipe 22 each branched into two from the exhaust gas injection pipe 10 , and a first branch pipe connected to the exhaust gas injection pipe 10 . The second branch pipe (22) connected to the first branch pipe (23) and the second branch pipe (24) and the exhaust gas injection pipe (10) respectively branched into two from the other end located opposite to the one end of (21). ), the 2-1 branch pipe 25 and the 2-2 branch pipe 26 branched into two from the other end located opposite to the one end, respectively, and the 1-1 branch connected to the other end of the first branch pipe 21 One end is connected to the other ends respectively located opposite to the ends of the engine 23 and the first and second branch pipes 24 and the other end is a first joint pipe 27 connected to the exhaust gas discharge pipe 30, and a second One end is connected to the other ends respectively located opposite to the ends of the second branch pipe 25 and the second branch pipe 26 connected to the other end of the branch pipe 22, and the other end is the exhaust gas discharge pipe 30 It may include a second joint pipe 28 connected to.

이러한 제1분기관(21), 제2분기관(22), 제1합지관(27) 및 제2합지관(28)은 배가스 주입관(10) 및 배가스 배출관(30)과 평행하게 가로로 배치되고, 제1-1분기관(23), 제1-2분기관(24), 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26)은 다수로 절곡 형성되어 세로로 배치될 수 있다.The first branch pipe 21 , the second branch pipe 22 , the first joint pipe 27 and the second joint pipe 28 are horizontally parallel to the exhaust gas injection pipe 10 and the exhaust gas discharge pipe 30 . and the 1-1 branch pipe 23, the 1-2 branch pipe 24, the 2-1 branch pipe 25 and the 2-2 branch pipe 26 are formed by bending a plurality of vertical can be placed.

이때, 제1분기관(21), 제2분기관(22), 제1합지관(27), 제2합지관(28), 제1-1분기관(23), 제1-2분기관(24), 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26)은 후술할 케이싱(40)의 내부에 배치되어 냉각수에 의해 열교환이 이루어지게 된다.At this time, the first branch pipe 21, the second branch pipe 22, the first joint pipe 27, the second joint pipe 28, the 1-1 branch pipe 23, the 1-2 branch pipe (24), the 2-1 branch pipe 25, and the 2-2 branch pipe 26 are disposed inside the casing 40, which will be described later, so that heat exchange is performed by cooling water.

배가스 배출관(30)은 제1합지관(27) 및 제2합지관(28)에 각각 연통되게 연결되어 열교환 배관(20), 즉 제1분기관(21), 제2분기관(22), 제1합지관(27), 제2합지관(28), 제1-1분기관(23), 제1-2분기관(24), 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26)에서 무해화된 배가스가 배출되도록 이루어진다.The exhaust gas discharge pipe 30 is connected in communication with the first joint pipe 27 and the second joint pipe 28, respectively, and the heat exchange pipe 20, that is, the first branch pipe 21, the second branch pipe 22, The first joint pipe 27, the second joint pipe 28, the 1-1 branch pipe 23, the 1-2 branch pipe 24, the 2-1 branch pipe 25 and the 2-2 branch pipe The detoxified exhaust gas is discharged from the branch pipe 26 .

케이싱(40)은 중공으로 형성되어 내부에 열교환 배관(20)이 배치되고 냉각수가 흐르도록 냉각수 유동통로(42)가 형성된다.The casing 40 is hollow, the heat exchange pipe 20 is disposed therein, and the cooling water flow passage 42 is formed so that the cooling water flows.

냉각수 주입관(50)은 케이싱(40)의 내부에 형성된 냉각수 유동통로(42)와 연통되게 케이싱(40)의 일측에 배치되어 외부로부터 냉각수 유동통로(42)에 냉각수를 주입하도록 이루어진다.The coolant injection pipe 50 is disposed on one side of the casing 40 in communication with the coolant flow passage 42 formed inside the casing 40 to inject coolant into the coolant flow passage 42 from the outside.

냉각수 배출관(60)은 케이싱(40)의 내부에 형성된 냉각수 유동통로(42)와 연통되게 케이싱(40)의 타측(바람직하게는, 냉각수 주입관(50)이 배치된 측과 반대측)에 배치되어 냉각수 유동통로(42)를 따라 유동하면서 열교환 배관(20)을 냉각시킨 냉각수가 케이싱(40)의 외부로 배출되도록 이루어진다.The cooling water discharge pipe 60 is disposed on the other side of the casing 40 (preferably, the side opposite to the side on which the cooling water injection pipe 50 is disposed) so as to communicate with the cooling water flow path 42 formed inside the casing 40. The cooling water cooled by the heat exchange pipe 20 while flowing along the cooling water flow passage 42 is discharged to the outside of the casing 40 .

도 7은 본 발명에 따른 열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치에 채용된 관에 일자형 핀이 형성된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 다른 방향에서 도 7을 위에서 내려다본 상태를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a state in which a straight fin is formed in a tube employed in the apparatus for detoxifying harmful gas using heat exchange according to the present invention, and FIG.

열교환 배관(20)의 내부에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 길이방향을 따라 핀(F)이 형성될 수 있는데, 이러한 핀은 일자형 핀 또는 십자형 핀일 수 있다.Fins F may be formed in the heat exchange pipe 20 along the longitudinal direction to improve heat exchange efficiency, and these fins may be straight fins or cross fins.

아래 표 1 및 표 2는 열교환 배관(20)의 내부에 핀(F)이 형성된 경우와 형성되지 않은 경우의 열교환 효율을 비교한 것이다.Tables 1 and 2 below compare the heat exchange efficiency when the fin (F) is formed in the heat exchange pipe 20 and when it is not formed.

[표 1][Table 1]

Figure 112021022906006-pat00001
Figure 112021022906006-pat00001

[표 2][Table 2]

Figure 112021022906006-pat00002
Figure 112021022906006-pat00002

상기 표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이, 열교환 배관(20)의 형태를 제1분기관(21), 제2분기관(22), 제1합지관(27), 제2합지관(28), 제1-1분기관(23), 제1-2분기관(24), 제2-1분기관(25) 및 제2-2분기관(26)으로 형성하고, 열교환 배관(20)의 내부에 일자형 또는 십자형의 핀을 형성한 mode Ⅲ의 경우가 열효율이 가장 좋은 것으로 나타났다.As can be seen from Tables 1 and 2, the shape of the heat exchange pipe 20 is a first branch pipe 21 , a second branch pipe 22 , a first joint pipe 27 , and a second joint pipe 28 . , the 1-1 branch pipe 23 , the 1-2 branch pipe 24 , the 2-1 branch pipe 25 and the 2-2 branch pipe 26 , and the heat exchange pipe 20 In the case of mode Ⅲ, in which straight or cross-shaped fins were formed inside, the thermal efficiency was found to be the best.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.In the above, although several preferred embodiments of the present invention have been described with some examples, the description of various various embodiments described in the "Specific Contents for Carrying Out the Invention" item is merely exemplary, and the present invention Those of ordinary skill in the art will understand well that the present invention can be practiced with various modifications or equivalents to the present invention from the above description.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is for the purpose of completing the disclosure of the present invention, and it is common in the technical field to which the present invention belongs. It should be understood that the present invention is only provided to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and that the present invention is only defined by each of the claims.

10 : 배가스 주입관
20 : 열교환 배관
21 : 제1분기관
22 : 제2분기관
23 : 제1-1분기관
24 : 제1-2분기관
25 : 제2-1분기관
26 : 제2-2분기관
27 : 제1합지관
28 : 제2합지관
F : 일자형 핀(FIN)
30 : 배가스 배출관
40 : 케이싱
42 : 냉각수 유동통로
50 : 냉각수 주입관
60 : 냉각수 배출관
10: exhaust gas injection pipe
20: heat exchange pipe
21: 1st branch organ
22: 2nd branch
23: Branch 1-1
24: branch 1-2
25: Branch 2-1
26: branch 2-2
27: 1st joint building
28: 2nd joint building
F : Straight pin (FIN)
30: exhaust gas discharge pipe
40: casing
42: coolant flow path
50: coolant injection pipe
60: cooling water discharge pipe

Claims (6)

유해물질이 함유된 배가스가 주입되는 배가스 주입관;
상기 배가스 주입관에 연통되게 연결되어 상기 배가스 주입관으로부터 유입된 배가스가 유동하면서 열교환이 이루어짐과 동시에 무해화되는 복수의 열교환 배관;
상기 열교환 배관에 연통되게 연결되어 상기 열교환 배관에서 무해화된 배가스가 배출되는 배가스 배출관;
내부에 상기 열교환 배관이 배치되고 냉각수가 흐르도록 냉각수 유동통로가 형성되는 중공의 케이싱;
상기 케이싱의 내부에 형성된 냉각수 유동통로와 연통되게 상기 케이싱의 일측에 배치되어 상기 냉각수 유동통로에 냉각수를 주입하는 냉각수 주입관; 및
상기 케이싱의 내부에 형성된 냉각수 유동통로와 연통되게 상기 케이싱의 타측에 배치되어 상기 열교환 배관을 냉각시킨 냉각수를 상기 케이싱의 외부로 배출시키는 냉각수 배출관;을 포함하고,
상기 열교환 배관은 상기 배가스 주입관으로부터 분기되는 복수의 분기관과,상기 복수의 분기관을 합지하여 상기 배가스 배출관에 연결하는 복수의 합지관을 포함하며,
상기 열교환 배관의 내부에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 길이방향을 따라 일자형 핀 또는 십자형 핀이 형성된 것을 특징으로 하는,
열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치.
an exhaust gas injection pipe into which an exhaust gas containing harmful substances is injected;
a plurality of heat exchange pipes connected to the flue gas inlet pipe in communication with the flue gas introduced from the flue gas inlet pipe to perform heat exchange and harmless at the same time;
an exhaust gas discharge pipe connected in communication with the heat exchange pipe to discharge the detoxified exhaust gas from the heat exchange pipe;
a hollow casing in which the heat exchange pipe is disposed and a cooling water flow passage is formed so that the cooling water flows;
a cooling water injection pipe disposed on one side of the casing to communicate with the cooling water flow passage formed inside the casing and injecting cooling water into the cooling water flow passage; and
a cooling water discharge pipe disposed on the other side of the casing in communication with the cooling water flow passage formed inside the casing to discharge the cooling water that has cooled the heat exchange pipe to the outside of the casing; and
The heat exchange pipe includes a plurality of branch pipes branching from the exhaust gas inlet pipe, and a plurality of lamination pipes connecting the plurality of branch pipes to the exhaust gas discharge pipe by laminating them,
Characterized in that a straight fin or a cross fin is formed in the longitudinal direction of the heat exchange pipe to improve heat exchange efficiency,
A device for detoxifying harmful gases using heat exchange.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 열교환 배관은,
상기 배가스 주입관으로부터 2개로 각각 분기된 제1분기관 및 제2분기관;
상기 배가스 주입관에 연결된 상기 제1분기관의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제1-1분기관 및 제1-2분기관;
상기 배가스 주입관에 연결된 상기 제2분기관의 일단과 반대쪽에 위치한 타단으로부터 2개로 각각 분기된 제2-1분기관 및 제2-2분기관;
상기 제1분기관의 타단에 연결된 상기 제1-1분기관 및 제1-2분기관의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 상기 배가스 배출관에 연결되는 제1합지관; 및
상기 제2분기관의 타단에 연결된 상기 제2-1분기관 및 제2-2분기관의 일단들과 반대쪽에 각각 위치한 타단들에 일단이 연결되고 타단은 상기 배가스 배출관에 연결되는 제2합지관;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치.
The method according to claim 1,
The heat exchange pipe is
a first branch pipe and a second branch pipe each branched into two from the exhaust gas injection pipe;
a branch pipe 1-1 and a branch pipe 1-2 respectively branched in two from one end of the first branch pipe connected to the exhaust gas injection pipe and the other end located opposite to the other end;
a 2-1 branch pipe and a 2-2 branch pipe each branched into two from one end of the second branch pipe connected to the exhaust gas injection pipe and the other end located on the opposite side;
A first joint pipe having one end connected to the other ends respectively located opposite to the ends of the first branch pipe and the first branch pipe 1-2 connected to the other end of the first branch pipe and the other end connected to the exhaust gas discharge pipe ; and
A second joint pipe having one end connected to the other ends respectively located opposite to the ends of the 2-1 branch pipe and the 2-2 branch pipe connected to the other end of the second branch pipe and the other end connected to the exhaust gas discharge pipe characterized in that it contains;
A device for detoxifying harmful gases using heat exchange.
청구항 4에 있어서,
상기 제1분기관, 제2분기관, 제1합지관 및 제2합지관은 상기 배가스 주입관 및 배가스 배출관과 평행하게 가로로 배치되고,
상기 제1-1분기관, 제1-2분기관, 제2-1분기관 및 제2-2분기관은 다수로 절곡 형성되어 세로로 배치되는 것을 특징으로 하는,
열교환을 이용한 유해 가스 무해화 처리 장치.
5. The method according to claim 4,
The first branch pipe, the second branch pipe, the first joint pipe and the second joint pipe are horizontally arranged in parallel with the exhaust gas injection pipe and the exhaust gas discharge pipe,
The 1-1 branch pipe, the 1-2 branch pipe, the 2-1 branch pipe and the 2-2 branch pipe are formed by bending a plurality and are vertically arranged,
A device for detoxifying harmful gases using heat exchange.
삭제delete
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