KR102350050B1 - 오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈 및 이를 구비한 습식세정장치 - Google Patents

오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈 및 이를 구비한 습식세정장치 Download PDF

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조경숙
강수경
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이화여자대학교 산학협력단
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    • B01F35/55—Baffles; Flow breakers

Abstract

본 발명은 오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈 및 이를 구비한 습식세정장치에 관한 것으로, 상기 세정 모듈은 수평하게 배치되는 제1 상부 평판을 구비하는 상부 배플; 상단이 상기 제1 상부 평판에 접하고 상기 제1 상부 평판으로부터 하방으로 연장되는 수직판과, 일단이 상기 수직판의 하단에 접하고 상기 수직판에 교차하는 방향으로 배치되는 수평판을 구비하는 제1 유도 배플; 상기 수평판으로부터 이격되어 수평하게 배치되는 제1 하부 평판을 구비하는 하부 배플; 일단이 상기 제1 하부 평판의 일단에 접하고 상기 수직판이 위치한 방향으로 경사지게 배치되는 사선판을 구비하는 제2 유도 배플을 포함한다. 이러한 본 발명은 습식세정장치의 크기를 종래에 비해 축소시킬 수 있어 설치 효율이 높고, 오염가스의 처리 용량에 따라 구성 변경을 용이하게 할 수 있어 유지 관리가 편리하며, 설치 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈 및 이를 구비한 습식세정장치{Washing module with homogeneous distribution of polluted gas and washing solution and wet scrubber therewith}
본 발명은 오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈 및 이를 구비한 습식세정장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 오염 물질이 함유된 폐가스의 처리를 위한 처리를 위한 오염가스와 세정액의 균질 분배 기능을 갖는 세정모듈과 이를 구비한 습식세정장치에 관한 것이다.
스크러버(Scrubber) 장치라고도 불리는 습식세정장치는 폐가스 중에 함유된 입자성 물질과 가스상 물질을 제거하기 위해 이용되는 대표적인 기술 중의 하나이다. 습식세정장치에 사용되는 세정액에 산 혹은 알칼리 화학 약품을 첨가하여 암모니아와 같은 알칼리성 오염가스 혹은 아황산가스 등과 같은 산성의 오염가스의 처리 효율을 높일 수 있다.
직화구이 음식점 등과 같은 배출원에서 유적, 입자성 물질, BTEX와 같은 소수성 가스상 오염물질이 함유된 폐가스를 처리하기 위해 습식세정장치를 전처리 기술로 활용하여 유적, 입자성 물질 및 친수성 가스상 오염물질을 제거하고, 소수성 가스상 오염물질을 처리할 수 있는 흡착탑 등과 같은 후단 공정으로 구성된 연계 공정을 활용하여 오염 가스를 처리할 수 있다.
종래의 습식세정장치의 경우, 오염가스의 처리 용량에 따라 장치의 구성을 축소시키거나 확대시키기가 곤란한 문제점이 있었다. 즉, 종래의 습식세정장치는 가스 처리 용량에 따라, 소규모(10 m3/min (cubic meter per minute, CMM) 이하), 중규모(10~100 CMM) 및 대규모(100 CMM 이상) 등으로 장치 설계 변경이 용이하지 않은 문제점이 있다. 또한, 가스 처리 용량이 증가하면 장치 크기가 너무 커져서 장치 제작비가 상승하고 장치 설치 부지가 많이 필요하며 유지관리가 쉽지 않은 문제점이 있다.
한편, 종래의 다단식 세정장치는 각 단이 분리되어 있고 세정액 수조가 각 단별로 설치됨으로 인해 각 단별로 설치된 세정액 수조 크기 및 개수와 비례하여 전체 세정 장치 크기가 증가하는 문제가 있다. 또한, 단의 개수가 증가할수록 장치 하부에 걸리는 하중이 증가하므로 증가된 하중에 견딜 수 있도록 장치를 설계/제작하여야 하기 때문에 세정 장치 제작비용도 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 기존의 다단 병렬식 세정 장치는 폭 방향으로의 각각의 칸별 및 상하 방향으로의 각 단별로 세정액의 높이가 균일하지 않을 경우, 압력손실 차이가 발생되어 각각의 칸별 혹은 단별로 가스 유량이 균일하게 분배되지 않는 문제점이 발생한다.
예를 들면, 기존 다단 병렬식 습식 세정기와 같이 하나의 칸의 오염가스 처리 용량을 3 CMM으로 설계할 경우, 60 CMM의 오염가스를 처리하기 위해 제1단에 오른쪽과 왼쪽 각각 5칸씩, 제2단에 오른쪽과 왼쪽 각각 5칸씩, 총 20칸으로 세정 장치를 구성할 수 있다. 그런데, 각 칸별로 3 CMM씩 오염가스가 균일하게 유입되면 최대 오염물 제거효율을 얻을 수 있으나, 만일 특정 칸으로는 3 CMM을 초과하는 오염가스가 유입되면, 해당 칸이 처리할 수 있는 오염가스 처리능을 초과하므로 오염가스가 제대로 처리되지 않고 배출되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있는 실정이다.
한국공개특허 제10-2016-0088261호(2016.07.25.)
전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하향식 배플 구조의 세정 모듈과 이를 구비하는 배플 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 배플 어셈블리를 구비하여 일방향 또는 양방향으로 오염가스가 유입될 수 있도록 장치를 구성하여 종래에 비해 두께를 얇게 제작함에 따라 설치 효율성을 높일 수 있고, 오염가스의 처리 용량에 따라 용이하게 구성 변경이 가능하여 유지 관리가 편리한 다단 병렬식의 습식세정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수평하게 배치되는 제1 상부 평판을 구비하는 상부 배플; 상단이 상기 제1 상부 평판에 접하고 상기 제1 상부 평판으로부터 하방으로 연장되는 수직판과, 일단이 상기 수직판의 하단에 접하고 상기 수직판에 교차하는 방향으로 배치되는 수평판을 구비하는 제1 유도 배플; 상기 수평판으로부터 이격되어 수평하게 배치되는 제1 하부 평판을 구비하는 하부 배플; 일단이 상기 제1 하부 평판의 일단에 접하고 상기 수직판이 위치한 방향으로 경사지게 배치되는 사선판을 구비하는 제2 유도 배플을 포함하는 세정 모듈을 제공한다.
이때, 상기 제1 유도 배플은 상기 수평판의 양단부에 각각 호 형상으로 형성되는 제1 만곡부와 제2 만곡부를 더 구비하고, 상기 제1 만곡부의 단부가 상기 수직판의 하단에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 유도 배플은 상기 사선판의 일단에 호 형상으로 형성되는 제3 만곡부를 더 구비하고, 상기 제3 만곡부의 단부가 상기 제1 하부 평판의 일단에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 배플은 상기 제1 상부 평판의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제1 연결판과, 상기 제1 연결판의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 상부 평판을 더 구비하고, 상기 하부 배플은 상기 제1 하부 평판의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제2 연결판과, 상기 제2 연결판의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 하부 평판을 더 구비하며, 상기 제1 연결판 또는 상기 제2 상부 평판의 하부에는 상기 제1 유도 배플과 동일한 형태로 형성되는 다른 제1 유도 배플이 연결되고, 상기 제2 하부 평판의 단부에는 상기 제2 유도 배플과 동일한 형태로 형성되는 다른 제2 유도 배플이 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정 모듈은 상기 제2 상부 평판의 단부로부터 하방으로 기울어져 연장되는 경사 배플을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세정 모듈은 상기 제1 하부 평판의 타단으로부터 상기 제1 하부 평판과 교차하는 방향으로 연장형성되는 차단판을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 세정 모듈을 포함하는 배플 어셈블리를 제공하며, 상기 배플 어셈블리는 복수의 상기 세정 모듈이 측방향으로 나란히 배열되고, 측방향으로 배열된 복수의 상기 세정 모듈 사이에는 판형의 측면 배플이 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측면 배플은 하부 영역 중 상기 제1 유도 배플과 상기 제2 유도 배플이 위치한 부분에 각각 근접하여 배치되는 수평 균질화구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 상기 배플 어셈블리는 상하방향으로 나란히 적층되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 상부 배플에는 제1 수직 균질화구가 형성되고, 상기 하부 배플에는 제2 수직 균질화구가 형성되며, 하단에 배치된 상기 세정 모듈의 상기 제1 수직 균질화구와 상단에 배치된 상기 세정 모듈의 상기 제2 수직 균질화구는 서로 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 상기 배플 어셈블리; 하나의 상기 배플 어셈블리가 내부에 수용되는 몸체부; 상기 몸체부의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부; 상기 몸체부의 일측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구; 상기 몸체부의 타측 상부에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구; 및 상기 저장부에 저장된 상기 세정액을 상기 배플 어셈블리를 이루는 각각의 상기 세정 모듈로 펌핑하는 펌프를 구비하고, 상기 가스 유입구로 유입된 가스는 상기 세정액과 함께 상기 배플 어셈블리를 통과하여 상기 가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 습식세정장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 배플 어셈블리; 서로 마주보도록 배치된 두 개의 상기 배플 어셈블리가 내부에 수용되는 몸체부; 상기 몸체부의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부; 상기 몸체부의 양측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구; 상기 몸체부의 가운데 부분에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구; 및 상기 저장부에 저장된 상기 세정액을 상기 배플 어셈블리를 이루는 각각의 상기 세정 모듈로 펌핑하는 펌프를 구비하고, 각각의 상기 가스 유입구로 유입된 가스는 상기 세정액과 함께 상기 배플 어셈블리를 통과하여 상기 가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 습식세정장치를 제공한다.
본 발명은 습식세정장치의 크기를 종래에 비해 축소시킬 수 있어 설치 효율이 높고, 오염가스의 처리 용량에 따라 구성 변경을 용이하게 할 수 있어 유지 관리가 편리하며, 설치 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세정 모듈의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 세정 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세정 모듈을 통과하는 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 복수 개의 세정 모듈이 측방으로 배열된 배플 어셈블리의 측면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 배플 어셈블리의 사시도이다.
도 6은 상하방향으로 적층된 배플 어셈블리의 측면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 배플 어셈블리의 사시도이다.
도 9는 도 6의 A 부분에 대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 습식세정장치의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 습식세정장치의 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 세정 모듈의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 세정 모듈의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 세정 모듈을 통과하는 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 세정 모듈(1)을 설명한다.
본 발명에 따른 세정 모듈(1)은 상부 배플(10), 경사 배플(20), 제1 유도 배플(30), 제2 유도 배플(40), 하부 배플(50) 및 차단판(60)을 포함한다.
구체적으로, 상부 배플(10)은 수평하게 배치되는 제1 상부 평판(12)과, 제1 상부 평판(12)의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제1 연결판(14)과, 제1 연결판(14)의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 상부 평판(16)으로 이루어진다.
경사 배플(20)은 제2 상부 평판(16)의 단부로부터 하방으로 기울어져 비스듬히 연장되는 제1 경사판(22)과, 제1 경사판(22)의 단부로부터 하방으로 기울어져 비스듬히 연장되는 제2 경사판(24)으로 이루어진다.
이때, 제2 경사판(24)은 제1 경사판(22) 보다 더 급격하게 하방으로 기울어진 형태를 가지는데, 대략적으로 제1 경사판(22)은 수평방향에 대해 제1 연결판(14)과 유사한 정도의 기울기를 갖도록 형성되고, 제2 경사판(24)은 수평방향에 대해 후술하는 제2 유도 배플(40)의 사선판(42)과 유사한 정도의 기울기를 갖도록 형성된다.
제1 유도 배플(30)은 상단이 제1 상부 평판(12)에 접하고 제1 상부 평판(12)으로부터 하방으로 연장되는 수직판(32)과, 일단이 수직판(32)의 하단에 접하고 수직판(32)에 교차하는 방향으로 배치되는 수평판(34)으로 이루어진다.
이때, 수평판(34)의 양단부에는 각각 호 형상으로 형성되는 제1 만곡부(36a)와 제2 만곡부(36b)가 구비되고, 제1 만곡부(36a)의 단부가 수직판(32)의 하단에 연결된다.
이와 같이 형성되는 제1 상부 평판(12)과 제1 유도 배플(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 종방향으로 대칭된 'J'자의 형상을 이루게 된다.
한편, 제1 연결판(14) 또는 제2 상부 평판(16)의 하부에도 제1 유도 배플(30')이 구비된다. 바람직하게 제1 유도 배플(30')은 제1 연결판(14)의 하부면에 연결되되, 제1 연결판(14)과 제2 상부 평판(16)의 서로 접하는 접합지점에 가까이 배치된다.
하부 배플(50)은 제1 유도 배플(30)의 수평판(34)으로부터 하방으로 이격되어 수평하게 배치되는 제1 하부 평판(52)과, 제1 하부 평판(52)의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제2 연결판(54)과, 제2 연결판(54)의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 하부 평판(56)으로 이루어진다.
이러한 하부 배플(50)은 상부 배플(10)과 대체적으로 동일한 형태로 형성된다.
제2 유도 배플(40)은 일단이 제1 하부 평판(52)의 일단에 접하고 수직판(32)이 위치한 방향으로 경사지게 배치되는 사선판(42)을 구비한다.
이때, 사선판(42)과 제1 하부 평판(52)이 이루는 내각은 60도 내지 70도로 형성된다.
또한, 제2 유도 배플(40)은 사선판(42)의 일단에 호 형상으로 형성되는 제3 만곡부(44)를 더 구비할 수 있으며, 이 경우 제3 만곡부(44)의 단부가 제1 하부 평판(52)의 일단에 연결된다.
사선판(42)과 제3 만곡부(44)를 구비하는 제2 유도 배플(40')은 제2 하부 평판(56)에도 연결된다.
따라서, 본 발명의 세정 모듈(1)은 상부 배플(10)과 하부 배플(50) 사이에 각각 두 개의 제1 유도 배플(30,30')과 제2 유도 배플(40,40')을 구비하며
도 1을 기준으로 우측에 배치되는 제1 유도 배플(30')과 제2 유도 배플(40')은 좌측에 배치되는 제1 유도 배플(30) 및 제2 유도 배플(40)에 비해 낮은 위치에 마련되기 때문에, 세정 모듈(1)은 전체적으로 볼 때 하향식 구조를 가지게 된다.
한편, 차단판(60)은 제1 하부 평판(52)의 타단으로부터 제1 하부 평판(52)과 교차하도록 수직 상방으로 연장형성된다.
이와 같이 형성되는 세정 모듈(1)에는 제1 상부 평판(12)과 차단판(60) 사이에 오염가스 및 세정액이 유입되는 유입구(70)가 마련되고, 경사 배플(20)과 우측에 배치되는 제2 유도 배플(40')의 사이에 배출구(80)가 마련된다.
세정 모듈(1)의 유입구(70)로 유입된 오염가스 및 세정액은 도 3에 도시된 바와 같은 경로를 따라 세정 모듈(1)의 내부에서 이동하게 되고, 전단의 제1 유도 배플(30) 및 제2 유도 배플(40)이 배치된 1단계 활성세정영역과, 후단의 제1 유도 배플(30') 및 제2 유도 배플(40')이 배치된 2단계 활성세정영역을 통과하면서 2차에 걸친 세정 과정을 거치게 된다.
또한, 하향식 배플 구조의 세정 모듈(1)을 통해 오염 가스와 세정액이 강력한 와류를 형성하여 오염가스 내의 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
도 4는 복수 개의 세정 모듈이 측방으로 배열된 배플 어셈블리의 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 배플 어셈블리의 사시도이며, 도 6은 상하방향으로 적층된 배플 어셈블리의 측면도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 배플 어셈블리의 사시도이고, 도 9는 도 6의 A 부분에 대한 단면도이다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참고하여 본 발명에 따른 배플 어셈블리(100)를 설명한다.
본 발명의 배플 어셈블리(100)는 상술한 세정 모듈(1)을 포함하는 것으로써, 복수의 세정 모듈(1)이 측방향 또는 상하방향, 측방향 및 상하방향으로 나란히 배열되어 형성된다.
구체적으로 도 4와 도 5에는 복수의 세정 모듈(1)이 측방향으로 나란히 배열된 배플 어셈블리(100)가 도시되어 있다.
이러한 배플 어셈블리(100)는 측방향으로 배열된 복수의 세정 모듈(1) 사이에는 서로 인접한 각 세정 모듈(1)의 내부를 개별공간으로 구분짓도록 하는 판형의 측면 배플(110)이 개재되어 각 세정 모듈(1) 별로 오염가스 및 세정액이 유입된다.
이때, 측면 배플(110)은 하부 영역 중 제1 유도 배플(30,30')과 제2 유도 배플(40,40')이 위치한 부분에 각각 근접하여 배치되는 수평 균질화구(112,114)를 구비한다. 더욱 상세하게 제1 수평 균질화구(112)는 제1 유도 배플(30,30')의 제1 만곡부(36a)가 위치한 부분에 형성되고, 제2 수평 균질화구(114)는 제2 유도 배플(40,40')의 제3 만곡부(44)가 위치한 부분에 형성된다.
이와 같은 수평 균질화구(112,114)들은 각각의 세정 모듈(1)의 내부로 유입된 세정액이 동일한 수위를 갖도록 하는 역할을 하며, 이로 인해 모든 세정 모듈(1) 내부의 압력이 동일하게 유지되어 유입되는 오염가스가 균등하게 분배된다. 따라서, 편류현상 없이 모든 세정 모듈(1)에서 강력한 와류가 균등하게 형성될 수 있게 된다.
한편, 도 6 내지 도 8에는 상하방향으로 복수의 단을 이루어 배열된 배플 어셈블리(100)가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 복수 개가 측방향으로 나란히 배열된 세정 모듈(1)에 의해 형성된 배플 어셈블리(100)는 다시 상하방향으로 복수의 단을 이루도록 나란히 적층될 수 있다.
이때, 각 세정 모듈(1)에 구비되는 상부 배플(10)의 제1 상부 평판(12)과 제2 상부 평판(16)에는 제1 수직 균질화구(120)가 천공형성된다.
또한, 각 세정 모듈(1)에 구비되는 하부 배플(50)의 제1 하부 평판(52)과 제2 하부 평판(56)에는 파이프 형상으로 형성되어 상방으로 돌출되는 제2 수직 균질화구(130)가 구비된다.
이때, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 하단에 배치된 세정 모듈(1)의 제1 수직 균질화구(120)와 상단에 배치된 세정 모듈(1)의 제2 수직 균질화구(130)는 서로 연통되도록 배치된다.
제1 수직 균질화구(120)와 제2 수직 균질화구(130)는 상하로 적층된 복수의 세정 모듈(1) 내부에 유입된 세정액의 수위를 동일하게 유지시키고 오염가스가 균등하게 분배되도록 함으로써, 특정 세정 모듈(1)로 가스가 불균일하게 유입되는 편류현상을 방지하고 모든 세정 모듈(1)에서 오염물질의 세정효과를 설계 기준대로 발휘할 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 습식세정장치의 개략도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 습식세정장치(200)는 복수 개가 상하방향으로 적층된 하나의 배플 어셈블리(100)를 구비하여 오염가스를 세정하는 기능을 수행한다.
구체적으로 제1 실시예에 따른 습식세정장치(200)는 세트를 이루는 하나의 배플 어셈블리(100)가 내부에 수용되는 몸체부(210)와, 몸체부(210)의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부(220)와, 몸체부(210)의 일측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구(230), 몸체부(210)의 타측 상부에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구(240), 및 저장부(220)에 저장된 세정액을 배플 어셈블리(100)를 이루는 각각의 세정 모듈(1)로 펌핑하는 펌프(250)를 구비한다.
이때, 배플 어셈블리(100)는 몸체부(210) 내부에서 가스 유입구(230)와 가스 배출구(240) 사이에 배치됨으로써, 가스 유입구(230)로 유입된 가스는 필연적으로 세정액과 함께 배플 어셈블리(100)를 통과하여 가스 배출구(240)로 배출되고, 배플 어셈블리(100)를 통과한 세정액은 다시 저장부(220)로 유입된다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 습식세정장치의 개략도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 습식세정장치(300)는 제1 실시예에 따른 습식세정장치(200)에 구비되는 배플 어셈블리(100)를 두 개 구비한다.
구체적으로 두 개의 배플 어셈블리(100)들은 세정 모듈(1)의 배출구(80)가 서로 마주보도록 몸체부(310)의 내부에 수용된다.
또한, 제2 실시예에 따른 습식세정장치(300)는 몸체부(310)의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부(320)와, 몸체부(310)의 양측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구(330)와, 몸체부(310)의 가운데 부분에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구(340), 및 저장부(320)에 저장된 세정액을 배플 어셈블리(100)를 이루는 각각의 세정 모듈(1)로 펌핑하는 펌프(350)를 구비한다.
이때, 펌프(350)는 각 배플 어셈블리(100) 별로 하나씩 설치되도록 하여도 무방하다.
도시된 바와 같이 양측의 가스 유입구(330)로 유입된 오염가스는 세정액과 함께 각 가스 유입구(330)가 배치된 측의 배플 어셈블리(100)를 통과하여 중앙의 가스 배출구(340)로 배출된다. 또한, 배플 어셈블리(100)를 통과한 세정액은 다시 저장부(320)로 유입된다.
- 실험예 1 : 입자성 물질 제거 성능
측방향으로 4칸씩 배열되고 상하방향으로 5단(4칸×5단)이 적층되어 총 20칸의 세정 모듈(1)을 구비하여 처리용량 60 CMM으로 설계된 배플 어셈블리(100)를 좌측과 우측에 각각 하나씩 두 개 구비된 습식세정장치(300)를 이용하여 입자성 물질의 제거 효율을 평가하였다.
습식세정장치(300) 최하단의 저장부(320)에 수돗물에 계면활성제를 0.16 ~ 0.20 mL-계면활성제/L-수돗물을 첨가한 세정액을 주입하고, 펌프(320)를 이용하여 각 배플 어셈블리(100)의 유입구(70)를 통해 세정액을 연속적으로 주입하였다.
실제 고기구이 음식점의 상황을 모의한 실험실 규모의 조리시설을 이용하였다. 120 cm × 75 cm 크기의 고기구이용 테이블 위로 직경 20cm의 후드와 덕트를 설치하였고, 블로워를 통해 연소가스를 흡입하였다. 하나의 테이블 당 300g의 삼겹살을 10분간 구워 입자성 물질을 배출하였다. 총 20개의 고기구이용 테이블에서 각각 300g 씩 총 3kg의 삼겹살을 굽는 과정에서 배출된 가스를 덕트로 연결된 습식세정장치(300)의 좌우에 있는 가스 유입구(330)를 통해 배출가스를 장치 내부로 주입하였다. 습식세정장치(300)에 주입한 가스 유량은 60 m3/min 이었다. 동일한 실험을 3회 반복 실험하였다.
습식세정장치(300)로 유입되는 가스 중 입자성 물질 농도를 측정하기 위해, 삼겹살의 구이 과정에서 배출되는 입자성 물질은 DUSTTRACKTM II AEROSOL MONITOR 8530(TSI Inc., MN, USA)를 이용하여 PM10의 농도를 5초 간격으로 측정하였다. 또한, 습식세정장치(300)에 의한 입자성 물질 제거효율을 평가하기 위해, 고기구이 배출가스의 흐름에 방해가 되지 않도록 습식세정장치(300) 후단에 약 2m 이상 떨어진 지점에 가스 시료 채취구를 설치하여 상기와 동일한 기자재를 이용하여 입자성 물질 농도를 측정하였다. 3회 반복 실험하여 측정한 값의 평균 입구농도와 배출구 농도를 이용하여 입자성 물질 제거효율을 계산하였다.
그 결과, 삼겹살 구이 과정에서 배출되는 입자성 물질 평균 농도는 650±70 mg/Sm3 이었고, 하향식 다단 습식세정장치를 거친 후 배출구의 입자성 물질 평균 농도는 41±20 mg/Sm3 이었다. 입자성 물질 제거효율은 94% 였다.
세정장치에 유입되는 입자성물질 평균 농도 (mg/Sm3) 세정장치에서 배출되는 입자성물질 평균 농도 (mg/Sm3) 입자성물질 제거효율(%)
650±72 41±24 94
- 실험예 2: 가스상 물질 제거 성능
실험예 1에서와 동일한 습식세정장치(300)를 활용하여 가스상 물질 제거 효율을 평가하였다.
습식세정장치(300)의 저장부(320)에 수돗물에 염산을 1 mL-계면활성제/L-수돗물을 첨가한 세정액을 주입하고, 펌프(320)를 이용하여 각 배플 어셈블리(100)의 유입구(70)를 통해 세정액을 연속적으로 주입하였다.
암모니아 용액에 공기를 불어 넣어 암모니아 가스로 기화시키는 암모니아 발생 장치를 이용하여 만든 200 ~ 400 ppm의 암모니아를 습식세정장치(300)에 60 m3/min의 속도로 주입하였다.
습식세정장치(300)로 유입되는 암모니아 농도와 배출되는 암모니아 농도는 공정시험방법을 이용하여 분석하였다. 평균 입구농도와 배출구 농도를 이용하여 암모니아 제거효율을 계산하였다.
그 결과, 습식세정장치(300)에 유입되는 암모니아 평균농도는 자성 물질 평균 농도는 247±58 mg/Sm3 이었고, 습식세정장치(300)를 거친 후 배출구의 암모니아 평균 농도는 19±7 mg/Sm3 이었다. 암모니아 제거효율은 92% 였다.
세정장치에 유입되는 가스상 물질(암모니아) 평균 농도
(mg/Sm3)		 세정장치에서 배출되는 가스상 물질(암모니아) 평균 농도 (mg/Sm3) 가스상 물질(암모니아) 제거효율(%)
247±58 19±7 92
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세정 모듈(1)과 배플 어셈블리(100) 및 이를 포함하는 습식세정장치(200,300)는 오염가스의 처리 용량에 따라 구성 변경을 용이하게 할 수 있어 유지 관리가 편리하며, 설치 비용을 최소화할 수 있고, 오염가스에 포함된 오염물질의 제거 효율이 탁월하다는 점에서 매우 유용한 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 세정모듈
10: 상부 배플 12: 제1 상부 평판
14: 제1 연결판 16: 제2 상부 평판
20: 경사 배플 22: 제1 경사판
24: 제2 경사판 30: 제1 유도 배플
32: 수직판 34: 수평판
36a: 제1 만곡부 36b: 제2 만곡부
40: 제2 유도 배플 42: 사선판
44: 제3 만곡부 50: 하부 배플
52: 제1 하부 평판 54: 제2 연결판
56: 제2 하부 평판 60: 차단판
70: 유입구 80: 배출구
100: 세정모듈 어셈블리
110: 측면 배플 112: 제1 수평 균질화구
114: 제2 수평 균질화구 120: 제1 수직 균질화구
130: 제2 수직 균질화구
200: 습식세정장치 210: 몸체부
220: 저장부 230: 가스 유입구
240: 가스 배출구 250: 펌프
300: 습식세정장치 310: 몸체부
320: 저장부 330: 가스 유입구
340: 가스 배출구 350: 펌프

Claims (12)

  1. 수평하게 배치되는 제1 상부 평판을 구비하는 상부 배플;
    상단이 상기 제1 상부 평판에 접하고 상기 제1 상부 평판으로부터 하방으로 연장되는 수직판과, 일단이 상기 수직판의 하단에 접하고 상기 수직판에 교차하는 방향으로 배치되는 수평판을 구비하는 제1 유도 배플;
    상기 수평판으로부터 이격되어 수평하게 배치되는 제1 하부 평판을 구비하는 하부 배플;
    일단이 상기 제1 하부 평판의 일단에 접하고 상기 수직판이 위치한 방향으로 경사지게 배치되는 사선판을 구비하는 제2 유도 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 유도 배플은
    상기 수평판의 양단부에 각각 호 형상으로 형성되는 제1 만곡부와 제2 만곡부를 더 구비하고, 상기 제1 만곡부의 단부가 상기 수직판의 하단에 연결되는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 유도 배플은
    상기 사선판의 일단에 호 형상으로 형성되는 제3 만곡부를 더 구비하고, 상기 제3 만곡부의 단부가 상기 제1 하부 평판의 일단에 연결되는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 배플은
    상기 제1 상부 평판의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제1 연결판과, 상기 제1 연결판의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 상부 평판을 더 구비하고,
    상기 하부 배플은
    상기 제1 하부 평판의 일단으로부터 하방으로 기울어져 연장되는 제2 연결판과, 상기 제2 연결판의 단부로부터 수평하게 연장되는 제2 하부 평판을 더 구비하며,
    상기 제1 연결판 또는 상기 제2 상부 평판의 하부에는 상기 제1 유도 배플과 동일한 형태로 형성되는 다른 제1 유도 배플이 연결되고,
    상기 제2 하부 평판의 단부에는 상기 제2 유도 배플과 동일한 형태로 형성되는 다른 제2 유도 배플이 연결되는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 상부 평판의 단부로부터 하방으로 기울어져 연장되는 경사 배플을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 하부 평판의 타단으로부터 상기 제1 하부 평판과 교차하는 방향으로 연장형성되는 차단판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 세정 모듈을 포함하는 배플 어셈블리에 있어서,
    복수의 상기 세정 모듈이 측방향으로 나란히 배열되고,
    측방향으로 배열된 복수의 상기 세정 모듈 사이에는 판형의 측면 배플이 개재되는 것을 특징으로 하는 배플 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 측면 배플은
    하부 영역 중 상기 제1 유도 배플과 상기 제2 유도 배플이 위치한 부분에 각각 근접하여 배치되는 수평 균질화구를 구비하는 것을 특징으로 하는 배플 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    복수의 상기 배플 어셈블리는 상하방향으로 나란히 적층되는 것을 특징으로 하는 배플 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부 배플에는 제1 수직 균질화구가 형성되고,
    상기 하부 배플에는 제2 수직 균질화구가 형성되며,
    하단에 배치된 상기 세정 모듈의 상기 제1 수직 균질화구와 상단에 배치된 상기 세정 모듈의 상기 제2 수직 균질화구는 서로 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배플 어셈블리.
  11. 제 10 항에 따른 배플 어셈블리;
    하나의 상기 배플 어셈블리가 내부에 수용되는 몸체부;
    상기 몸체부의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부;
    상기 몸체부의 일측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구;
    상기 몸체부의 타측 상부에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 세정액을 상기 배플 어셈블리를 이루는 각각의 상기 세정 모듈로 펌핑하는 펌프를 구비하고,
    상기 가스 유입구로 유입된 가스는 상기 세정액과 함께 상기 배플 어셈블리를 통과하여 상기 가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  12. 제 10 항에 따른 배플 어셈블리;
    서로 마주보도록 배치된 두 개의 상기 배플 어셈블리가 내부에 수용되는 몸체부;
    상기 몸체부의 하부에 배치되고 내부에 세정액을 수용하는 저장부;
    상기 몸체부의 양측 상부에 형성되어 가스가 유입되는 가스 유입구;
    상기 몸체부의 가운데 부분에 형성되어 가스가 배출되는 가스 배출구; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 세정액을 상기 배플 어셈블리를 이루는 각각의 상기 세정 모듈로 펌핑하는 펌프를 구비하고,
    각각의 상기 가스 유입구로 유입된 가스는 상기 세정액과 함께 상기 배플 어셈블리를 통과하여 상기 가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
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