KR102372779B1 - 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치 - Google Patents
악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치 Download PDFInfo
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Abstract
공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치가 개시된다. 본 발명의 악취제거용 적재형 흡착조는 내부에 흡착제 수용부를 구비하며 상부는 개방된 하우징; 및 상기 하우징 하부에 설치되는 밀폐바닥부와 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망을 포함하며, 상기 흡착조는 상하로 직렬로 적층되며, 적층되는 개별적인 단위 흡착조의 바닥 메쉬망을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있다.
Description
본 발명은 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암모니아, 메탄 등을 흡착 산화하여 악취를 제거하며 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치에 관한 것이다.
악취는 세균이나 곰팡이와 같은 미생물의 대량 번식으로 인한 균 자체(유기물)의 악취와, 이러한 세균이나 미생물의 대사활동으로 발생되는 지방산, 알데히드, 케톤 화합물 등의 여러 가지 대사물질이 갖는 악취와, 음식냄새, 담배냄새, 화장실 냄새, 축사 냄새 등과 같이 분자성분의 물질 자체가 가지고 있는 자체성분의 악취가 있다.
이러한 악취가 포함된 공기의 정화를 위해 세균이나 미생물 자체의 악취는 살균 과정을 통해 탈취할 수 있다. 대사물질 악취와 분자성 물질 자체의 성분 냄새는 흡착성이 높은 필터를 통과시켜 흡착 등의 방법으로 필터링하여 탈취할 수 있다.
현재 사용되고 있는 악취 제거를 위한 각종 기술은 다음과 같다.
첫째, 수세법(물, 활성탄 현탁액 등), 냉각응축법(수냉, 공냉 등), 흡착법(활성탄, 제올라이트 등), 희석법(대기확산 등)과 같은 물리적 방법이다.
둘째, 연소법(직접연소법, 촉매연소법 등), 약제처리법(산, 알칼리 세정법, 약액세정법, 산화법, 은폐법, 중화법, 액상촉매법 등)과 같은 화학적 방법이다.
셋째, 토양탈취법, 활성오니법(스크라바, 포기조 방식 등), 바이오필터, 부식질탈취법 등과 같은 생물화학적 방법이다.
이와 같은 기존 기술 중에 많이 사용되는 탈취 방식별 원리 및 장단점은 다음과 같다.
바이오필터 탈취 방식은 천연 및 인공 담체에 미생물을 고정하여 생물학적으로 처리하는 방식으로서, 장점으로는 저농도 고품량의 가스처리에 적합하며, 낮은 운전비, 복합가스 처리 기능, 2차 오염이 없는 반면에, 단점으로는 장치의 설치 면적이 크고, 고온배출가스 처리에 부적합하며, 고농도 가스처리에 부적합하다.
토양 탈취 방식은 토양층의 미생물을 이용하여 악취성분을 제거하는 방식으로서, 장점으로는 장비가 간단하고, 낮은 초기투자비, 낮은 운전비로 비용이 저렴한 반면에, 단점으로는 설치면적이 넓으며, 운전조건 선정이 어렵고, 고온, 고농도 배출가스 처리에 부적합하다.
활성탄 흡착 방식은 활성탄의 물리적 흡착능에 의해 처리하는 방식으로서, 장점으로는 장비가 단순하고 저농도 악취 제거에 적합한 반면에, 단점으로는 사용 활성탄의 폐기시 2차 오염이 발생하고, 타르, 수분, 분진 등에 약하며, VOCs 처리시에 화재가 발생할 우려가 있다.
촉매 연소 방식은 350~450℃의 온도에서 악취 성분을 산화시키는 방식으로서, 장점으로는 고농도 가스처리에 유리하며 고온배출가스 처리에 적합한 반면에, 단점으로는 높은 초기투자비, 저농도, 간헐적 운전시 높은 운전비용, 촉매물질처리 곤란 등이다.
직접 연소 방식은 850℃ 이상의 고온에서 악취 성분을 열적으로 산화 분해하는 방식으로서, 장점으로는 고농도 가스처리에 유리하고 다양한 성분처리 기능을 가진 반면에, 단점으로는 높은 투자비, 저농도, 간헐적 운전시 높은 운전비, 고온산화에 의한 NOx 성분이 배출될 수 있다.
약액 세정 방식은 산화제를 이용하여 악취 성분을 분해하는 방식으로서, 장점으로는 처리가스의 온도 영향이 적으며, 저농도 대량 가스처리에 적합하며, 분진을 동시 처리하는 것이 가능하며, 단점으로는 낮은 탈취 효율, 복합취기에 대한 비용 상승, 2차 오염물질 배출가능, 장비 부식성이다.
상술한 탈취 방식들은 다양한 탈취 장치를 사용하게 된다.
구체적으로, 연소법에서는 직접 연소장치, 축열식 연소장치, 촉매식 연소장치가 사용되며, 흡착법에서는 고정식 또는 유동식의 회수장치, 허니콤식 농축장치, 교환장치가 사용되며, 생물탈취법에서는 토양탈취장치가 사용된다.
도 1은 종래기술에 따른 악취제거용 흡착조을 나타내는 도면이며, 도 2는 종래기술에 따른 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 악취제거용 흡착조(10)는 상부와 하부의 체적이 같은 하우징(11) 내부에는 흡착제(15)가 충진되는데, 이를 위하여 하우징(11) 상부에는 흡착제 상부주입구(12)가 형성되어 있으며, 하우징(11) 하부에는 흡입 팬(미도시)을 구비하는 흡착제 하부배출구(13)가 형성되어 있다.
상기 흡착조(10) 하부의 유입구(16) 유입되는 악취는 흡착제(15)에서 처리되어 배출구(18)로 배출된다.
그런데, 종래의 악취 제거용 흡착조(10)는 내부가 단순한 구조로서 악취가 흡착제(15)와 접촉하여 흡착되는데 필요한 시간이 부족한다.
또한, 흡착제를 통과하는 악취의 압력저하로 인하여 악취의 흐름이 원활하지 않다.
이와 같이, 종래의 악취 제거 방식 및 악취 제거장치들은 악취제거의 효율성, 장비 설치의 고비용, 유지관리의 어려움 등의 다양한 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로 그 목적은 흡착조의 나선구조를 통해 악취가 배출되는데 소요되는 시간이 연장되며, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 자외선램프가 설치된 오존 산화반응조에서 산화반응 후 잔류오존, 잔류 악취는 후단의 나선형 경로를 갖는 흡착조로 이송되어서, 흡착제 내부에서 잔류 악취 물질을 산화시키는 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치를 제공하는 것이다.
상기 과제해결을 위한 본 발명의 악취제거용 적재형 흡착조는 내부에 흡착제 수용부를 구비하며 상부는 개방된 하우징; 및 상기 하우징 하부에 설치되는 밀폐바닥부와 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망을 포함하며, 상기 흡착조는 상하로 직렬로 적층되며, 적층되는 개별적인 단위 흡착조의 바닥 메쉬망을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징 내부 흡착제 수용부에 수용되는 흡착제 중간부위에 위치시키는 유공파이프를 더 포함하되, 상기 유공파이프에는 흡착제를 채우지 않아서 내부공기유로가 형성되며, 측면으로는 다수의 공기홀이 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징 하부의 바닥 메쉬망에서 유입되는 공기 흐름을 분산시키기 위하여 상기 밀폐 바닥부의 단부에서 바닥 메쉬망 방향으로 경사지게 형성되는 공기흐름 메쉬망을 더 포함하되, 상기 공기흐름 메쉬망과 하우징 하부의 밀폐 바닥부와 바닥 메쉬망 사이에는 흡착제를 채우지 않아서 바닥공기유로가 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
상기 다른 과제해결을 위한 본 발명의 악취제거용 적재형 흡착조는 흡착제가 충진되는 하우징; 상기 하우징의 하부에서 악취를 유입시키는 유입구; 상기 하우징의 상부에서 처리된 공기를 배출시키는 배출구; 상기 하우징의 일측면으로 상기 흡착제를 주입하는 상하로 다수개 형성된 흡착제 측면 주입구; 상기 하우징의 일측면과 반대 방향인 타측면에는 흡착제를 배출하는 상하로 다수개 형성된 흡착제 측면 배출구; 상기 하우징의 내부로는 상기 흡착제 측면 주입구 사이에 일측면에서 타측면으로 서로 간에 이격된 상태로 연장되는 다수의 제1 격벽; 상기 흡착제 측면 배출구 사이에 타측면에서 일측면으로 서로 간에 이격된 상태로 상기 제1 격벽 사이로 연장되는 다수의 제2 격벽; 상기 하우징의 하부면, 상부면과 상기 제1 격벽 및 제2 격벽 사이에 형성된 수평통로들; 및 상기 제1 격벽의 단부와 타측면 사이와 제2 격벽의 단부와 일측면 사이가 개방되어서 형성되는 수직통로들을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 흡착제 측면 주입구는 하우징의 일측면측의 수직통로를 개방하여 흡착제를 위 아래의 한쌍의 수평통로에 각각 흡착제를 충진할 수 있으며, 상기 흡착제 측면 배출구는 하우징의 하부면과 제2 격벽의 하부면을 개방하여 흡착제를 배출할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 격벽 및 제2 격벽에는 냉각배관이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 격벽과 제2 격벽은 상기 흡착제 측면 주입구측에서 흡착제 측면 배출구측으로 기울어지게 형성할 수 있다.
상기 또 다른 과제해결을 위한 본 발명의 악취 제거장치는 인입구와 인출구가 형성된 산화하우징 및 상기 산화하우징의 내부에 위치하는 자외선램프를 포함하여 악취가스를 산화하는 산화반응조; 및 상기 산화반응조와 연결되며, 인입구와 인출구가 형성된 흡착하우징 및 상기 흡착하우징의 내부에 위치하는 다공성 세라믹 탈취제를 포함하는 흡착조를 포함하며, 상기 흡착조는, 내부에 흡착제 수용부를 구비하며 상부는 개방된 하우징; 및 상기 하우징 하부에 설치되는 밀폐바닥부와 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망을 포함하며, 상기 흡착조는 상하로 직렬로 적층되며, 적층되는 개별적인 단위 흡착조의 바닥 메쉬망을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있으며, 상기 산화반응조에서 제거 후에 잔존하는 악취와 산화반응조에서 발생한 오존이 상기 흡착조로 이송되어서, 흡착조의 다공성 세라믹 탈취제에 흡착된 악취가 오존에 의하여 산화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징 내부 흡착제 수용부에 수용되는 흡착제 중간부위에 위치시키는 유공파이프를 더 포함하되, 상기 유공파이프에는 흡착제를 채우지 않아서 내부공기유로가 형성되며, 측면으로는 다수의 공기홀이 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징 하부의 바닥 메쉬망에서 유입되는 공기 흐름을 분산시키기 위하여 상기 밀폐 바닥부의 단부에서 바닥 메쉬망 방향으로 경사지게 형성되는 공기흐름 메쉬망을 더 포함하되, 상기 공기흐름 메쉬망과 하우징 하부의 밀폐 바닥부와 바닥 메쉬망 사이에는 흡착제를 채우지 않아서 바닥공기유로가 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다공성 세라믹 탈취제는 탄소나노튜브 1~2중량%, 제올라이트 30~37중량%, 감마알루미나 5~7중량%, 벤토나이트 20~25중량%, 실리카졸 7~10%, 덱스트린 20~25중량%, 물 5~8중량%, 에탄올 5~9중량%를 혼합, 성형, 건조, 소성하여 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 산화반응조의 자외선램프는 패널의 중심부의 홀을 통과하면서 고정되는데, 상기 패널에는 광촉매 코팅이 적용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패널에 적용되는 광촉매 코팅은, 아세트산(Acetic acid)과 물을 교반하여 해교 용액을 준비하는 단계; TTIP(Titanium tetra isopropoxide)과 IPA(Isopropyl Alcohol)를 교반하여 전구체 용액을 준비하는 단계; 상기 해교 용액과 전구체 용액을 혼합하여, 가수분해 및 해교 반응을 하여 콜로이달 TiO2 용액을 제조하는 단계; 콜로이달 TiO2 용액을 챔버 내에서 수열 합성하여 TiO2 졸을 제조하는 단계; 및 상기 TiO2 졸에 IPA를 먼저 혼합 후 MTMS(Methyltrimethoxysilane)를 넣어 반응시키며 교반하여 투명해질까지 진행하여 광촉매를 제조할 수 있다.
상기 또 다른 과제해결을 위한 본 발명의 악취 제거장치는 인입구와 인출구가 형성된 산화하우징 및 상기 산화하우징의 내부에 위치하는 자외선램프를 포함하여 악취가스를 산화하는 산화반응조; 및 상기 산화반응조와 연결되며, 인입구와 인출구가 형성된 흡착하우징 및 상기 흡착하우징의 내부에 위치하는 다공성 세라믹 탈취제를 포함하는 흡착조를 포함하며, 상기 흡착조는, 흡착제가 충진되는 하우징; 상기 하우징의 하부에서 악취를 유입시키는 유입구; 상기 하우징의 상부에서 처리된 공기를 배출시키는 배출구; 상기 하우징의 일측면으로 상기 흡착제를 주입하는 상하로 다수개 형성된 흡착제 측면 주입구; 상기 하우징의 일측면과 반대 방향인 타측면에는 흡착제를 배출하는 상하로 다수개 형성된 흡착제 측면 배출구; 상기 하우징의 내부로는 상기 흡착제 측면 주입구 사이에 일측면에서 타측면으로 서로 간에 이격된 상태로 연장되는 다수의 제1 격벽; 상기 흡착제 측면 배출구 사이에 타측면에서 일측면으로 서로 간에 이격된 상태로 상기 제1 격벽 사이로 연장되는 다수의 제2 격벽; 상기 하우징의 하부면, 상부면과 상기 제1 격벽 및 제2 격벽 사이에 형성된 수평통로; 및 상기 제1 격벽의 단부와 타측면 사이와 제2 격벽의 단부와 일측면 사이가 개방되어서 형성되는 수직통로를 포함하며, 상기 산화반응조에서 제거 후에 잔존하는 악취와 산화반응조에서 발생한 오존이 상기 흡착조로 이송되어서, 흡착조의 다공성 세라믹 탈취제에 흡착된 악취가 오존에 의하여 산화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산화반응조와 상기 흡착조는 수직으로 연결되며, 상기 흡착조의 상기 제1 격벽과 제2 격벽은 상기 흡착제 측면 주입구측에서 흡착제 측면 배출구측으로 기울어지게 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화할 수 있으며, 동일 체적일 경우 악취의 이동경로가 증가하여 악취물질의 흡착제와 접촉시간과 오존산화에 필요한 시간이 증가한다.
또한, 본 발명은 악취가 자외선램프가 설치된 오존 산화반응조에서 산화반응 후 잔류오존, 잔류 악취는 후단의 흡착조로 이송되어 외부유출이 없다.
또한, 본 발명은 흡착조의 세라믹 흡착제는 흡착과 산화의 반복에 의하여 수명이 연장된다. 자외선램프 오존산화부에서 암모니아 등의 악취 물질은 1차 산화되고, 잔류 악취 물질은 흡착제가 구비된 흡착조로 이송된다. 이때, 자외선램프에서 생성된 잔류 오존이 함께 이송되며, 흡착제에 대부분 흡착되어, 흡착제 내부에서 잔류 악취 물질을 산화시킨다. 이 효과로 인해 짧은 수명을 갖는 세라믹 흡착제의 수명이 연장된다.
도 1은 종래기술에 따른 악취제거용 흡착조을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 상부도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 상부도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유공파이프를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 흡착조에서의 공기흐름을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 적층방법을 나타내는 단면도들이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조을 나타내는 단면도이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 오존 산화반응조를 나타내는 개략도이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 산화 반응조에 설치되는 자외선램프를 나타내는 정면도이다.
도 25는 도 24의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제의 모식도이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제를 이용한 시험가스들의 소취율 시험성적서들이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제들을 나타내는 사진이다.
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정을 위한 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정한 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래기술에 따른 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 상부도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 상부도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유공파이프를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 흡착조에서의 공기흐름을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 적층방법을 나타내는 단면도들이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조을 나타내는 단면도이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 오존 산화반응조를 나타내는 개략도이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 산화 반응조에 설치되는 자외선램프를 나타내는 정면도이다.
도 25는 도 24의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제의 모식도이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제를 이용한 시험가스들의 소취율 시험성적서들이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제들을 나타내는 사진이다.
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정을 위한 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정한 데이터를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조 및 이를 이용한 악취 제거장치을 상세히 설명하기로 한다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조를 나타내는 상부도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 흡착조을 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 악취제거용 흡착조(100)의 하우징(110)은 내부에 흡착제 수용부(111)를 구비하며 상부는 개방된 하우징(110), 및 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망(120)을 포함한다.
상기 하우징(110)은 양측면으로는 손잡이(115)가 각각 형성되어 있으며, 하우징 내부 흡착제 수용부(111)로는 흡착제(미도시)가 수용될 수 있다. 외부하우징(110)의 형상은 도면에서는 박스형인데, 필요에 의하여 다양하게 변형할 수 있다.
상기 바닥 메쉬망(120)은 상기 하우징(110)의 밀폐 바닥부(117) 일측단부의 상하 관통되는 개방부에 설치되는데, 악취 및 오존이 유입될 수 있다.
도 5를 참조하면, 악취 제거용 적재형 흡착조(100)는 상하로 직렬로 적층할 수 있는데, 적층되는 개별적인 단위 흡착조(100)의 바닥 메쉬망(120)을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있다. 이로 인하여 하우징(110)의 흡착제 수용부(111)에 수용되는 흡착제는 유입되는 오존 및 악취를 흡착 고정하면서 산화시킬 수 있다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 흡착조(200)를 나타내는 상부도이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유공파이프를 나타내는 사시도이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 제2 실시예는 제1 실시예에 추가하여 하우징(110) 내부 흡착제 수용부(111)에 수용되는 흡착제 중간부위에 유공파이프(140)를 위치시킨다.
상기 유공파이프(140)에는 흡착제를 채우지 않아서 내부공기유로(145)가 형성되며, 측면으로는 다수의 공기홀(141)이 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 한다. 도면에서는 유공파이프(140)가 3개가 공기의 흐름에 수직하게 형성되어 있는데, 이와는 다르게 공기의 흐름 방향으로 설치하여도 무방하여, 그 개수는 필요에 따라 가감할 수 있다.
도 8을 참조하면, 악취 제거용 적재형 흡착조(200)는 상하로 직렬로 적층할 수 있는데, 적층되는 흡착조(100)의 바닥 메쉬망(120)을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로 'ㄹ'자로 유지하여 경로를 증가시킬 수 있다. 또한, 공기 흐름은 흡착제 내부의 유공파이프(140)의 내부공기유로(145)를 통과하면서 경로가 변경되어서 고르게 흡착제가 오존 및 악취를 흡착 고정하면서 산화시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 흡착조(300)를 나타내는 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 흡착조에서의 공기흐름을 나타내는 단면도이며, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 공기흐름도를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제3 실시예는 제1 실시예에 추가하여 하우징(110) 내부 흡착제 수용부(111)에 수용되는 흡착제 중간부위에 유공파이프(140)를 위치시키며, 또한 하우징 하부의 바닥 메쉬망(120)에서 유입되는 공기 흐름을 분산시키기 위하여 공기흐름 메쉬망(130)을 형성한 것이다.
상기 공기흐름 메쉬망(130)과 하우징 하부의 밀폐 바닥부(117)와 바닥 메쉬망(120) 사이에는 흡착제를 채우지 않아서 바닥공기유로(150)가 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 한다. 공기흐름 메쉬망(130)은 밀폐 바닥부(117)의 단부에서 바닥 메쉬망(120) 방향으로 경사지게 형성되는데, 이는 악취 및 오존이 균일하게 흐르도록 한다.
도 11을 참조하면, 악취제거용 적재형 흡착조(300)는 상하로 직렬로 적층할 수 있는데, 적층되는 흡착조(100)의 바닥 메쉬망(120)을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로 'ㄹ'자로 유지하여 경로를 증가시킬 수 있다. 또한, 공기 흐름은 공기흐름 메쉬망(130) 하부의 바닥공기유로(150)와 흡착제(50) 내부의 유공파이프(140)의 내부공기유로(145)를 통과하면서 경로가 변경되어서 고르게 흡착제(50)가 오존 및 악취를 흡착 고정하면서 산화시킬 수 있다.
제3 실시예의 악취제거용 적재형 흡착조의 적층방법은 아래와 같다.
도 12 내지 도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 적층방법을 나타내는 단면도들이다.
도 12를 참조하면, 적층되는 악취제거용 적재형 흡착조의 최하단은 내부가 비어 있는 바닥 흡착단(105)을 설치한다. 내부가 비어있는 바닥 흡착단(105) 측면의 배관부(101)에는 산화반응조(미도시)와의 연결배관을 설치한다.
도 13을 참조하면, 상기 내부가 비어있는 흡착단(105)의 상부에 하부에 밀폐바닥부(107) 및 바닥 메쉬망(120)이 형성된 하우징(110)을 적층한다.
이어서, 하우징(110)의 내부에 밀폐 바닥부(117)의 단부에서 바닥 메쉬망(120) 방향으로 경사지게 공기흐름 메쉬망(130)을 형성하여, 공기흐름 메쉬망(130)과 바닥 매쉬망(120) 사이에 바닥공기유로(150)를 형성한다.
도 14를 참조하면, 하우징(110)의 흡착제 수용부(111)에 흡착제(50)를 절반 정도 포설하고, 흡착제(50) 상에 내부공기유로(145)를 구비하는 유공파이프(140)를 설치한다.
이어서, 하우징(110)의 흡착제 수용부(111)에 흡착제(50)를 전부 포설하여 제1단 흡착조(300)를 완성한다.
도 15를 참조하면, 제1단 흡착조(300) 상에 제2단 흡착조를 위하여 다시 하부에 밀폐바닥부(107) 및 바닥 메쉬망(120)이 형성된 하우징(110)을 적층하는데, 제2단의 바닥 메쉬망(120)은 제1단의 바닥 메쉬망(120)과 그 방향이 반대방향이 되도록 적층한다.
이어서, 하우징(110)의 내부에 밀폐 바닥부(117)의 단부에서 바닥 메쉬망(120) 방향으로 경사지게 공기흐름 메쉬망(130)을 형성하여, 공기흐름 메쉬망(130)과 바닥 매쉬망(120) 사이에 바닥공기유로(150)를 형성한다.
도 16을 참조하면, 하우징(110)의 흡착제 수용부(111)에 흡착제(50)를 절반 정도 포설하고, 흡착제(50) 상에 내부공기유로(145)를 구비하는 유공파이프(140)를 설치한다.
이어서, 하우징(110)의 흡착제 수용부(111)에 흡착제(50)를 전부 포설하여 제2단 흡착조(300)를 완성한다.
도 17을 참조하면, 반복하여 적층되어 6단인 흡착조를 나타낸다.
제1 실시예 내지 제3 실시예는 단위 흡착조를 적층하여 다단 흡착조를 형성한다. 이와는 달리 흡착조의 하우징을 일체로 형성할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 사시도이며, 도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조를 나타내는 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 악취제거용 적재형 흡착조(400)은 일체형 하우징(410) 내부에는 흡착제(450)가 충진된다.
상기 하우징(410)은 하부에는 유입구(460)가 형성되어 있으며, 상부로는 흡착제(250)에서 처리된 공기를 배출하는 배출구(480)가 형성되어 있다.
상기 하우징(410)의 일측면으로는 흡착제(450)를 주입하는 다수의 흡착제 측면 주입구(411)가 상하로 구비되어 있으며, 상기 하우징(410)의 일측면과 반대 방향인 타측면에는 흡착제(450)를 배출하는 다수의 흡착제 측면 배출구(412)가 상하로 구비되어 있다.
상기 하우징(410)의 내부로는 상기 흡착제 측면 주입구(411) 사이에 일측면에서 타측면으로 서로 간에 이격된 상태로 연장되는 다수의 제1 격벽(413)이 형성되며, 타측면에서 일측면으로도 서로 간에 이격된 상태로 상기 제1 격벽(413) 사이로 연장되는 다수의 제2 격벽(414)이 형성되어 있다.
상기 하우징(410)의 하부면, 상부면과 상기 제1 격벽(413) 및 제2 격벽(414) 사이로는 수평통로(415)가 형성된다.
상기 제1 격벽(413)의 단부와 타측면 사이와 제2 격벽(414)의 단부와 일측면 사이는 개방되어서 수직통로(416)가 형성된다.
상기 흡착제 측면 주입구(411)는 하우징의 일측면측의 수직통로(416)와 개방하여 흡착제(450)를 위 아래의 한쌍의 수평통로(415)에 각각 흡착제(450)를 충진할 수 있다.
반면에, 흡착제 측면 배출구(412)는 하우징의 하부면과 제2 격벽(414)의 하부면을 개방하여 흡착제(450)를 배출할 수 있다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조의 악취제거 경로를 나타내는 모식도이다.
도 20을 참조하면, 흡착조(400)의 유입구(460)를 통하여 유입된 악취는 하우징(410)과 제1 격벽(413) 및 제2 격벽(414)에 의하여 형성된 수평통로(415)와 수직통로(416)에 충진된 흡착제(250)를 통과하여 흡착조(400)의 배출구(480)로 배출된다.
'ㄹ'자형의 악취제거 경로로서 악취의 체류시간이 크게 늘어난다. 흡착제에 흡착 필요 접촉시간이 늘어나므로 흡착고정될 가능성은 향상된다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조(500)를 나타내는 단면도이다.
도 21을 참조하면, 제5 실시예는 제4 실시예와 구성이 동일하며, 다만 제1 격벽(513) 및 제2 격벽(514)에는 냉각배관(550)이 형성되어 있다.
상기 냉각배관(550)을 흐르는 냉각수에 의해 40℃ 이상의 악취물질에 의해서 흡착제의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 악취제거용 적재형 흡착조(600)을 나타내는 단면도이다.
도 22를 참조하면, 악취제거용 적재형 흡착조(600)는 하우징(610) 내부에는 흡착제(미도시)가 충진된다.
상기 하우징(610)은 악취를 유입시키는 유입구(660)가 형성되어 있으며, 상부로는 흡착제에서 처리된 공기를 배출하는 배출구(680)가 형성되어 있다.
상기 하우징(610)의 일측면으로는 흡착제를 주입하는 다수의 흡착제 측면 주입구(611)들이 상하로 구비되어 있으며, 상기 하우징(610)의 일측면과 반대 방향인 타측면에는 흡착제를 배출하는 다수의 흡착제 측면 배출구(612)들이 상하로 구비되어 있다.
상기 하우징(610)의 내부로는 상기 흡착제 측면 주입구(611)들 사이에 일측면에서 타측면으로 서로 간에 이격된 상태로 연장되는 다수의 제1 격벽(613)이 형성되며, 타측면에서 일측면으로도 서로 간에 이격된 상태로 상기 제1 격벽(613) 사이로 연장되는 다수의 제2 격벽(614)이 형성되어 있다. 여기에서, 상기 제1 격벽(613)과 제2 격벽(614)은 흡착제 측면 주입구(611) 측에서 흡착제 측면 배출구(612)측으로 기울어지게 형성하는 것을 특징으로 하며, 기울어진 각도는 적어도 5도 이상으로 한다.
상기 하우징(610)의 하부면, 상부면과 상기 제1 격벽(613) 및 제2 격벽(614) 사이로는 수평통로(615)가 형성된다. 상기 수평통로(615) 역시 흡착제 측면 주입구(611)측에서 흡착제 측면 배출구(612)측으로 기울어지게 되며, 이로 인하여 흡착제의 주입과 배출이 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 제1 격벽(613)의 단부와 타측면 사이와 제2 격벽(614)의 단부와 일측면 사이는 개방되어서 수직통로(616)가 형성된다.
상기 흡착제 측면 주입구(611)는 하우징의 일측면측의 수직통로(616)를 개방하여 흡착제를 위 아래의 한쌍의 수평통로(615)에 각각 흡착제를 충진할 수 있다.
반면에, 흡착제 측면 배출구(613)는 하우징의 하부면과 제2 격벽(614)의 하부면을 개방하여 흡착제를 배출할 수 있다.
이하, 상술한 악취제거용 적재형 흡착조를 이용한 악취 제거장치에 관하여 설명한다.
본 발명의 악취 제거장치는 산화법과 흡착법을 융합한 것이다.
이 기술의 원리는 자외선램프 중에서 오존을 생성하는 램프를 이용하여 오존을 생성하고, 생성된 오존을 유입되는 악취와 접촉시켜 1차 산화하며, 잔류하는 악취와 오존을 탈취제가 포설된 악취제거용 흡착조에 유입시켜 제거한다.
상기 악취제거용 적재형 흡착조 내에 위치하는 다공성 세라믹 흡착제는 악취물질을 흡착하고, 유입되는 잔류 오존에 의해 내부에서 추가적으로 산화가 이루어지므로 과포화로 인한 수명 단축을 줄일 수 있다.
[자외선램프에 의한 오존 생성원리]
오존은 불안정한 기체이기 때문에 온도에 따라서 다르지만 약 20분 정도의 생명을 갖는다. 오존은 탈취, 살균의 역할을 수행한 후에 산소로 환원된다.
자외선램프 중에서 오존램프는 살균선(253,7nm)의 출력이 살균램프(Germicidal Lamp)와 동일하나 일반 자외선램프와 달리, 오존을 발생시키는 184.9nm의 자외선도 방출하여 강력한 탈취효과와 자외선이 미치지 못하는 비조사면의 살균까지 가능하다.
악취원인 암모니아와 아질산이 오존에 산화되는 화학식은 아래와 같다.
또한, 차염소산이 오존에 산화되는 화학식은 아래와 같다.
또한, 다양한 악취물질과 오존의 반응식은 아래와 같다.
일반적으로 고전압, 고주파수로 방전을 일으키는 오존 발생기는 오존량과 비례하여 유해한 질소화합물을 동시에 생성시키는 반면 오존램프는 순수한 광(光)으로 오존을 생성하기 때문에 유해물질의 발생이 전혀 없다.
또한, 일반 오존 발생기는 먼지와 습도로 인하여 수명이 급감하고 고전압 사용으로 안전성이 떨어지는 반면 오존램프는 진공관 내에서 모든 기능이 이루어지므로 내구성이 먼지와 습도에 영향을 안 받고 정격 AC 전원으로 작동하므로 안정성이 뛰어나다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 오존 산화반응조를 나타내는 개략도이다.
도 23을 참조하면, 오존 산화반응조(70)는 산화하우징(71), 상기 산화하우징의 인입구(73), 상기 산화하우징의 인출구(75), 및 상기 산화하우징(71)의 내부에 위치하는 자외선램프(77)를 포함한다.
상기 산화반응조(70)에 설치되는 자외선램프(77)는 UV(VH) 램프로서 185nm, 254nm 파장이 동시 조사되는 램프이다. 185nm 파장은 주위의 산소를 자극하여 지속적인 오존을 생성하며 잔류악취와 접촉하여 산화반응에 의해 악취를 제거한다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 산화 반응조에 설치되는 자외선램프를 나타내는 정면도이며, 도 25는 도 24의 단면도이다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 자외선램프(77)는 패널(78)에 고정되는데. 패널(78)에는 광촉매 코팅이 적용될 수 있다. 광촉매 코팅이 적용되는 패널(78)의 형상은 직사각형 패널의 중심부에 홀(79)이 형성되어 자외선램프(77)가 통과되며, 오존 산화반응조(70) 측면부의 고정핀을 이용하여 고정한다. 자외선램프(77)는 185nm, 254nm 파장이 동시 조사된다. 254nm 파장은 TiO2졸을 포함하는 광촉매가 코팅된 패널(78)에 조사되어 프리라디칼을 생성함으로써 잔류악취를 산화제거한다.
이하, 오존 산화반응조의 패널에 코팅되는 광촉매의 제조방법의 일실시예를 구체적으로 설명한다.
먼저, 아세트산(Acetic acid)과 물을 0.874:5.56 mol (50 ml : 100 ml)로 교반하여 해교 용액을 준비한다. 교반 후 4℃ 에서 2시간 냉장 보관한다.
다음으로, TTIP(Titanium tetra isopropoxide)과 IPA(Isopropyl Alcohol)를 0.061:0.235 mol (18 ml : 18 ml)로 교반하여 전구체 용액을 준비한다. 전구체 용액은 아이스 배스(얼음을 채운) 환경에서 1시간 교반 후 1 일 냉장 보관하며, 교반시 밀폐한다.
다음으로, 상기 해교 용액과 전구체 용액을 혼합하여, 가수분해 및 해교 반응을 하여 콜로이달 TiO2 용액을 제조한다. 제조되는 콜로이달 TiO2 용액은 4 nm 비정형 티타니아졸이다. 반응온도 및 시간은 80℃에서 IPA 양만큼 증발시까지 교반하는데, 교반시 환기를 하여 IPA를 제거한다.
다음으로, 콜로이달 TiO2 용액을 2/3정도 테프론 용기와 스테인레스(SUS) 수열합성 챔버에 넣어 결정화된 활성 20nm 크기의 TiO2 졸을 제조한다. 반응온도 및 시간은 240℃ 건조하며 챔버 내에서 12시간 수열 합성한다.
다음으로, TiO2 졸에 IPA를 먼저 혼합 후 MTMS(Methyltrimethoxysilane)를 넣어 반응시키며 약 30분 이상 교반하여 투명해질까지 진행하여 광촉매를 제조한다. 이때, 배합 비율은 표 1과 같다.
표 1은 광촉매 제조에 사용되는 TiO2 졸, IPA, 및 MTMS의 배합비율을 나타내는데, 4:1:2이다.
| TiO2 졸 | 2㎕ |
| MTMS | 0.05㎕ |
| IPA | 1㎕ |
제조된 광촉매는 패널(78)에 코팅하고 150℃에서 30분 이상 경화한다.
[다공성 세라믹 흡착제]
상기 다공성 세라믹 흡착제는 "공기 정화용 흡착형 세라믹볼"로서, 암모니아 등 유해물질을 2시간 이내에 99% 흡착하는 효능을 갖고 있다.
표 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제의 제조를 위한 성분비율(중량%) 을 나타낸다.
| 성분 | 탄소나노튜브 | 제올라이트 | 감마알루미나 | 벤토나이트 | 실리카졸 | 덱스트린 | 물 | 에탄올 |
| 배합비율 | 1~2 | 30~37 | 5~7 | 20~25 | 7~10 | 20~25 | 5~8 | 5~9 |
본 발명의 다공성 세라믹 흡착제는 표1과 같은 성분의 탄소나노튜브, 세라믹 성분, 액상결합재를 준비하여, 혼합, 성형, 건조, 소성하여 제조한다.
구체적으로, 주재료인 탄소나노튜브, 제올라이트, 감마알루미나, 벤토나이트를 혼합한 후에, 액상 결합재인 실리카졸, 덱스트린, 물, 에탄올을 가하여 혼합믈을 형성한다.
다음으로, 상기 혼합물을 성형기를 이용하여 다공성 세라믹 흡착제의 형상으로 성형공정을 진행한다.
다음으로, 100℃ 이상에서 24시간 이상 건조하여 에탄올을 제거하는 건조공정을 진행한다. 건조공정이 진행하면서 다공성 세라믹 흡착제(50)의 표면에는 반지름이 1,000㎛ 이상인 대공극(macropore), 반지름이 20㎛∼1,000㎛ 정도의 중공극(mesopore), 반지름이 20㎛ 이하인 미세기공(micropore)들이 다양하게 조합되어 있다. (도 26 참조)
다음으로, 건조한 제품은 550~650℃에서 소성을 진행하는데, 승온 1시간 유지하면서 5~8시간을 진행한다.
이와 같이 제조된 다공성 세라믹 흡착제(50)의 크기는 지름 10mm 이상이며, 비표면적은 160~200 m2/g 이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 다공성 세라믹 흡착제를 이용한 시험가스들의 소취율 시험성적서들이다.
도 27 및 도 28을 참조하면, 아세트산, 암모니아, 트리메탈아민, 아릴아민, 포름알데히드, 아세톤, 스타이렌, 자일렌, 톨루엔, 아세트알데히드, 피리딘 등 악취유발가스가 대부분 제거되는 것을 확인할 수 있다.
구체적 시험방법은 다공성 세라믹 흡착제 10g을 준비(도 29 참조)하여서, 검지관식 가스측정기를 사용하여 다양한 시험가스들의 소취율을 두 번 분석하였다. 시험 챔버 크기는 2L이며, 및 주입한 시험가스 농도는 100ppm이다. 시험환경은 온도 25℃이며, 상대습도는 52% RH이다.
소취율(%)= (최초 가스농도-측정 가스농도)/ 최초 가스농도 × 100 (%)
도 30은 본 발명의 일실시예에 따른 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 악취 제거장치는 산화법과 흡착법을 융합한 것으로서, 악취발생원(60)과 연결되는 오존 산화반응조(70)와 악취제거용 적재형 흡착조(300)로 이루어져 있다. 악취제거용 적재형 흡착조(300)는 도 17의 제3 실시예를 적용한 것으로서 간략히 도시하였으며, 다른 실시예들의 흡착조을 적용할 수 있다.
상기 악취발생원(60)은 하수처리장, 축사 등 악취가 발생하는 곳이다.
상기 오존 산화반응조(70)는 산화하우징(71), 상기 산화하우징의 인입구(73), 상기 산화하우징의 인출구(75), 및 상기 산화하우징(71)의 내부에 위치하는 자외선램프(77)를 포함한다.
상기 자외선램프(77)는 유입된 악취를 오존을 생성하는 185nm 자외선램프를 적용하여 오존 산화반응조(70)에서 제거한다. 오존 산화반응조(70)에서는 70~80% 이상의 악취 가스가 제거된다.
상기 악취제거용 적재형 흡착조(300)의 구성은 8개가 직렬연결되어 있는데, 연결되는 흡착조(300)의 수는 가감할 수 있다.
상기 악취제거용 적재형 흡착조(300)에는 상술한 바와 같이 다공성 세라믹 흡착제(50)가 충진되어 있는데, 상기 오존 산화반응조(70)에서 제거 후에 잔존하는 악취와 오존 산화반응조(70)에서 발생한 잔류 오존이 악취제거용 흡착조(300)로 이송되어서, 흡착조(300)의 다공성 세라믹 흡착제(50)에 흡착된 악취가 잔류 오존에 의하여 산화된다. 또한, 잔류 오존은 다공성 세라믹 탈취제에 최종 흡착되어서 오존은 외부로 거의 유출되지 않는다.
한편, 흡착조(300)의 최후단의 배출구(103)에는 송풍기(80)가 연결설치된다. 상술하였듯이, 흡착조(300) 바닥에는 바닥공기유로(150)가, 내부에는 내부공기유로(145)가 각각 형성되어서, 악취는 송풍기(80)의 압력 저감 없이 이동할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 실제 악취제거 효율에 관한 실험을 설명한다.
도 31은 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정을 위한 악취 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 31을 참조하면, 실험조건으로 산화반응조(70)에는 185nm 자외선램프(77) 12개를 적용하고, 0개, 2개, 4개, 8개, 12개 점등 시 흡착조(100)에 채워진 흡착제(50)의 양에 따라 변화하는 압력손실에 의한 풍량 측정, 암모니아 측정을 진행하였다.
암모니아는 200리터 정화조(65)에, 100리터의 물에 암모니아 9%시 약 1리터를 적용하고, 교반기 50rpm으로 교반하여 암모니아 일정 속도로 탈기되어 악취 제거장치에 유입되도록 하였다.
적용된 송풍기(80)의 제원은 아래와 같으며, 송풍기 모델에서 입력 880W를 적용하였다.
적재형 흡착조(300)는 체적 50L 크기, 8개를 적용(총 체적 400L)하였으며, 직렬형 흡착조(300)의 채움량 적용은 바닥 메쉬망(130)과 유공파이프(140) 체적의 비율을 조절하여 적용하였다.
이때, 송풍기(80)와 정화조(65)간 거리는 10m이다. 흡착조(300), 산화반응조(70), 연결배관의 길이를 포함한 합이다.
산화반응조(70)의 자외선램프(77)의 점등과 흡착조(100)의 흡착제(50) 채움비율에 따른 악취 제거장치의 암모니아 제거비율은 아래 표와 같다.
위의 표를 참조하면, 풍량의 손실은 흡착제(50)의 채움량 비율에 따라 감소하며, 암모니아 흡착 산화제거량은 흡착제의 채움량 비율에 따라 증가한다.
도 32는 본 발명의 일실시예에 따른 악취제거 효율을 측정한 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 29를 참조하면, 위의 표의 암모니아 농도 변화를 정리한 그래프로서, UV램프의 수량이 증가할수록 암모니아가 산화반응조(70)에서 제거되는 양은 초기에는 증가한다.
10m 연결배관에 의한 압력손실을 감안하여 볼 때, 산화반응조(70)의 UV185nm 75w 2개 점등 시 흡착조(100) 내 흡착제의 채움비율을 90% 범위가 되어도 탈취효과는 기준치 이하이다.
산화반응조(70)의 UV185nm 75w 4개 점등 시 흡착조(300) 내 흡착제의 채움비율은 75% 범위에서 탈취효과가 양호하다.
산화반응조(70)의 UV185nm 75w 8개 점등 시 흡착조(300) 내 흡착제의 채움비율은 45% 범위에서 탈취효과가 양호하다.
산화반응조(70)의 UV185nm 75w 12개 점등 시 흡착조(300) 내 흡착제의 채움비율은 45% 범위에서 탈취효과가 양호하다.
정리하면, 흡착조(300)의 내부에 흡착제(50) 채움 정도는 40~60%인 경우가 적합하다.
산화반응조(70)의 UV램프(77)의 개수는 UV185nm 75w 9개 이상을 적용하는 것이 바람직하다.
송풍기(80)의 압력손실에 의한 최종 풍량은 흡착제(50) 채움 조건에 따라 변화하지만 최소 4m3/min 이상 유지하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 도면 및 상세한 설명에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
10: 흡착조 11: 하우징
12: 흡착제 상부 주입구 13: 흡착제 하부 배출구
15, 50, 150: 흡착제 16, 460, 660:유입구
18, 480, 680: 배출구 60: 악취발생원
70: 산화하우징 71: 산화하우징
73: 인입구 75: 인출구
77: 자외선램프 80: 송풍기
100, 200, 300, 400, 500, 600: 흡착조 105: 바닥 흡착단
110: 하우징 111: 흡착제 수용부
115: 손잡이 117: 밀폐 바닥부
120: 바닥 메쉬망 130: 공기흐름 메쉬망
140: 유공파이프 141: 공기홀
145: 내부공기유로 150; 바닥공기유로
410, 610: 일체형 하우징 411, 611: 흡착제 측면주입구
412, 612: 흡착제 측면배출구 413, 513: 제1 격벽
414, 514: 제2 격벽 415, 615: 수평통로
416, 616: 수직통로 460, 660: 유입구
480, 680: 배출구
12: 흡착제 상부 주입구 13: 흡착제 하부 배출구
15, 50, 150: 흡착제 16, 460, 660:유입구
18, 480, 680: 배출구 60: 악취발생원
70: 산화하우징 71: 산화하우징
73: 인입구 75: 인출구
77: 자외선램프 80: 송풍기
100, 200, 300, 400, 500, 600: 흡착조 105: 바닥 흡착단
110: 하우징 111: 흡착제 수용부
115: 손잡이 117: 밀폐 바닥부
120: 바닥 메쉬망 130: 공기흐름 메쉬망
140: 유공파이프 141: 공기홀
145: 내부공기유로 150; 바닥공기유로
410, 610: 일체형 하우징 411, 611: 흡착제 측면주입구
412, 612: 흡착제 측면배출구 413, 513: 제1 격벽
414, 514: 제2 격벽 415, 615: 수평통로
416, 616: 수직통로 460, 660: 유입구
480, 680: 배출구
Claims (15)
- 내부에 흡착제 수용부를 구비하며 상부는 개방된 하우징; 및
상기 하우징 하부에 설치되는 밀폐바닥부와 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망을 포함하는 흡착조이며,
상기 흡착조는 상하로 직렬로 적층되며, 적층되는 개별적인 단위 흡착조의 바닥 메쉬망을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있으며,
상기 하우징 하부의 바닥 메쉬망에서 유입되는 공기 흐름을 분산시키기 위하여 상기 밀폐 바닥부의 단부에서 바닥 메쉬망 방향으로 경사지게 형성되는 공기흐름 메쉬망을 더 포함하되,
상기 공기흐름 메쉬망과 하우징 하부의 밀폐 바닥부와 바닥 메쉬망 사이에는 흡착제를 채우지 않아서 바닥공기유로가 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 악취제거용 적재형 흡착조. - 제1항에 있어서,
상기 하우징 내부 흡착제 수용부에 수용되는 흡착제 중간부위에 위치시키는 유공파이프를 더 포함하되,
상기 유공파이프에는 흡착제를 채우지 않아서 내부공기유로가 형성되며, 측면으로는 다수의 공기홀이 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 악취제거용 적재형 흡착조. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 인입구와 인출구가 형성된 산화하우징 및 상기 산화하우징의 내부에 위치하는 자외선램프를 포함하여 악취가스를 산화하는 산화반응조; 및
상기 산화반응조와 연결되며, 인입구와 인출구가 형성된 흡착하우징 및 상기 흡착하우징의 내부에 위치하는 다공성 세라믹 탈취제를 포함하는 적재형 흡착조를 포함하며,
상기 흡착조는,
내부에 흡착제 수용부를 구비하며 상부는 개방된 하우징; 및
상기 하우징 하부에 설치되는 밀폐바닥부와 상기 하우징의 하부 일측 단부에 상하 관통되는 개방부에 설치되는 바닥 메쉬망을 포함하며,
상기 흡착조는 상하로 직렬로 적층되며, 적층되는 개별적인 단위 흡착조의 바닥 메쉬망을 서로 반대방향으로 위치하도록 적층하여서, 오존 및 악취의 흐름 경로를 증가시킬 수 있으며,
상기 산화반응조에서 제거 후에 잔존하는 악취와 산화반응조에서 발생한 오존이 상기 흡착조로 이송되어서, 흡착조의 다공성 세라믹 탈취제에 흡착된 악취가 오존에 의하여 산화되며,
상기 하우징 하부의 바닥 메쉬망에서 유입되는 공기 흐름을 분산시키기 위하여 상기 밀폐 바닥부의 단부에서 바닥 메쉬망 방향으로 경사지게 형성되는 공기흐름 메쉬망을 더 포함하되,
상기 공기흐름 메쉬망과 하우징 하부의 밀폐 바닥부와 바닥 메쉬망 사이에는 흡착제를 채우지 않아서 바닥공기유로가 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 악취 제거장치. - 제8항에 있어서,
상기 하우징 내부 흡착제 수용부에 수용되는 흡착제 중간부위에 위치시키는 유공파이프를 더 포함하되, 상기 유공파이프에는 흡착제를 채우지 않아서 내부공기유로가 형성되며, 측면으로는 다수의 공기홀이 형성되어서, 공기의 흐름을 유지하면서 압력 손실을 최소화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 악취 제거장치. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 다공성 세라믹 탈취제는 탄소나노튜브 1~2중량%, 제올라이트 30~37중량%, 감마알루미나 5~7중량%, 벤토나이트 20~25중량%, 실리카졸 7~10%, 덱스트린 20~25중량%, 물 5~8중량%, 에탄올 5~9중량%를 혼합, 성형, 건조, 소성하여 형성한 것을 특징으로 하는 악취 제거장치. - 제8항에 있어서,
상기 산화반응조의 자외선램프는 패널의 중심부의 홀을 통과하면서 고정되는데, 상기 패널에는 광촉매 코팅이 적용되는 것을 특징으로 하는 악취 제거장치. - 제12항에 있어서,
상기 패널에 적용되는 광촉매 코팅은,
아세트산(Acetic acid)과 물을 교반하여 해교 용액을 준비하는 단계;
TTIP(Titanium tetra isopropoxide)과 IPA(Isopropyl Alcohol)를 교반하여 전구체 용액을 준비하는 단계;
상기 해교 용액과 전구체 용액을 혼합하여, 가수분해 및 해교 반응을 하여 콜로이달 TiO2 용액을 제조하는 단계;
콜로이달 TiO2 용액을 챔버 내에서 수열 합성하여 TiO2 졸을 제조하는 단계; 및
상기 TiO2 졸에 IPA를 먼저 혼합 후 MTMS(Methyltrimethoxysilane)를 넣어 반응시키며 교반하여 투명해질까지 진행하여 광촉매를 제조하는 단계를 포함하는 악취 제거장치. - 삭제
- 삭제
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-
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- 2021-10-29 KR KR1020210146274A patent/KR102372779B1/ko active IP Right Grant
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