KR102406023B1 - 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템 - Google Patents

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Abstract

VOCs가 흡착되는 흡착영역 및 상기 흡착영역에서 흡착된 VOCs를 탈착시키는 재생영역을 포함하는 고정 상태의 원통형 흡착반응기; 상기 원통형 흡착반응기의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된 복수의 마이크로웨이브 모듈; 상기 재생영역에 재생공기를 공급하는 공급관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 상부에 배치되는 회전형 상부 가스 분배판; 및 상기 재생영역으로부터 탈착된 VOCs를 함유하는 재생공기를 토출하는 토출관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 하부에 배치되는 회전형 하부 가스 분배판;을 포함하며, 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판이 회전하다가 상기 공급관 및 토출관이 상기 재생영역의 상부 및 하부에 위치하는 동안 상기 재생영역에 재생공기가 공급되고 동시에 상기 재생영역의 측면에 배치된 마이크로웨이브 모듈이 작동상태로 전환되어 상기 재생영역을 가열하는 것을 특징으로 하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 흡착반응기와 마이크로웨이브 모듈에 비해 상대적으로 경량인 가스 분배판을 회전식으로 구비함으로써 설비의 간소화 및 운전비용 절감을 도모할 수 있고, 흡착 및 탈착 시간 제어가 용이하며, 동시에 여러 영역에서 흡착과 탈착 프로세스를 진행할 수 있어 에너지 및 설비 공간을 절약할 수 있으며, 마이크로웨이브 효율을 극대화하고 재생효율을 높일 수 있어 대용량의 VOCs 가스를 효과적으로 처리할 수 있는 VOCs 제거 시스템을 제공할 수 있다.

Description

가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템{SYSTEM FOR REMOVING VOCs USING GAS DISTRIBUTION PLATE}
본 발명은 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 흡착된 VOCs를 탈착시에 회전형 가스 분배판과 마이크로웨이브 모듈을 동시에 이용함으로써 마이크로웨이브 효율을 극대화하고 효과적으로 대량의 VOCs 가스 처리가 가능한, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물(VOCs)은 증기압이 매우 높기 때문에 대기 중에서 쉽게 증발됨과 동시에 질소산화물과 공존시 태양광을 받아 광화학반응을 일으켜 오존 및 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 대표적인 물질이다. 이러한 문제들로 인해 현재 국내/외로 엄격한 규제들이 시행되고 있으며, 시급히 해결해야 할 국가적 최우선 과제로 남아있다.
한편, 조선소 도장공장에서는 휘발성 유기화합물(VOCs) 배출규제에 있어 예외였기 때문에 공장을 대형화하는 방법으로 VOCs 제거 설비에 대한 법적 규제를 만족시켜왔으나 환경규제가 강화되면서 효과적인 VOCs 제거 설비의 설치가 요구되고 있다. 기존의 축열식 연소설비인 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)의 경우는 고농축으로 만들지 않은 공기를 연소시킴으로써 운전비용이 증가하고 대형화된 장비로 인해 설치 공간이 부족하다는 문제가 있다.
VOCs 제거에 있어 운전비용과 설치공간을 줄일 수 있는 방안으로 마이크로웨이브를 이용하는 기술도 개발되고 있다.
특허문헌 1은 VOCs가스 제거 시스템에 관한 것으로, 허니컴형 VOCs 흡착 로터에 마이크로웨이브를 직접 수형방향으로 분사하여 흡착로터를 재생하도록 하는 방법을 제시하고 있다. 이 경우에는 마이크로웨이브 누설을 차단하는 것이 어려워 마이크로웨이브 효율이 떨어지고 작업안정성이 우려되며, 하나의 흡착로터에서 처리할 수 있는 용량에 한계가 있어 조선소 도장공장과 같은 대형 사업장에서 활용하기에는 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 지속적인 흡착로터 구동에 따른 운전비 상승, 재생공기가 재생영역에 도달하기 전에 일부 분산되는 문제 등이 있다.
따라서, 별도의 마이크로웨이브 차단 시설 부담을 줄이면서도 에너지효율을 극대화할 수 있는 VOCs 제거 시스템의 개발이 필요하다.
한국 등록특허번호 제10-1323108호
본 발명의 일 측면은 마이크로웨이브 효율을 극대화하고 설비 간소화 및 운전비용 절감이 가능하며 대용량의 VOCs 가스를 효과적으로 처리할 수 있는 VOCs 제거 시스템을 제시하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, VOCs가 흡착되는 흡착영역 및 상기 흡착영역에서 흡착된 VOCs를 탈착시키는 재생영역을 포함하는 고정 상태의 원통형 흡착반응기; 상기 원통형 흡착반응기의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된 복수의 마이크로웨이브 모듈; 상기 재생영역에 재생공기를 공급하는 공급관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 상부에 배치되는 회전형 상부 가스 분배판; 및 상기 재생영역으로부터 탈착된 VOCs를 함유하는 재생공기를 토출하는 토출관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 하부에 배치되는 회전형 하부 가스 분배판;을 포함하며, 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판이 회전하다가 상기 공급관 및 토출관이 상기 재생영역의 상부 및 하부에 위치하는 동안 상기 재생영역에 재생공기가 공급되고 동시에 상기 재생영역의 측면에 배치된 마이크로웨이브 모듈이 작동상태로 전환되어 상기 재생영역을 가열하는 것을 특징으로 하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 흡착반응기와 마이크로웨이브 모듈에 비해 상대적으로 경량인 가스 분배판을 회전식으로 구비함으로써 설비의 간소화 및 운전비용 절감을 도모할 수 있고, 흡착 및 탈착 시간 제어가 용이하며, 동시에 여러 영역에서 흡착과 탈착 프로세스를 진행할 수 있어 에너지 및 설비 공간을 절약할 수 있으며, 마이크로웨이브 효율을 극대화하고 재생효율을 높일 수 있어 대용량의 VOCs 가스를 효과적으로 처리할 수 있는 VOCs 제거 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 일부 구성도로써, 원통형 흡착반응기의 외부 둘레를 마이크로웨이브 모듈이 감싸도록 배치된 구성의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 재생영역이 하나인 경우에 설치되는 상부 및 하부 가스 분배판의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 재생영역이 둘인 경우에 설치되는 상부 및 하부 가스 분배판의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 재생영역이 하나인 경우 원통형 흡착반응기에 상하부 가스 분배판이 구비된 구성의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 재생영역이 둘인 경우 원통형 흡착반응기에 상하부 가스 분배판이 구비된 구성의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOCs 제거 시스템과 주변 설비가 통합된 구성의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 반응기의 분할된 일영역에 설치된 슬롯형 도파관을 구비한 마이크로웨이브 모듈의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 VOCs 제거 시스템을 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명은 VOCs 제거 시스템에 관한 것으로, 고정 상태의 원통형 흡착반응기(110); 상기 원통형 흡착반응기(110)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된 복수의 마이크로웨이브 모듈(120); 및 상기 원통형 흡착반응기(110)의 상부 및 하부에 각각 배치되는 회전형 가스 분배판(130a, 130a', 130b, 130b')을 포함한다.
흡착반응기와 마이크로웨이브 모듈에 비해 상대적으로 경량인 가스 분배판을 회전식으로 구비함으로써 설비의 간소화 및 운전비용 절감을 도모하고자 한다.
상기 원통형 흡착반응기(110)에는 가스 중의 VOCs 성분이 흡착되도록 활성탄이나 제올라이트 등을 포함하는 흡착제(111)가 충진되어 있다. 또한, 상기 원통형 흡착반응기(110)의 흡착제(111)가 충진된 내부는 중심축을 기준으로 방사상으로 영역이 분할되며, 그 분할된 영역은 외부로부터 공급된 VOCs 함유 가스 중의 VOCs가 흡착되는 흡착영역, 및 고온의 재생공기를 통하여 상기 흡착영역에서 흡착된 VOCs를 탈착시키는 재생영역을 포함한다. 또한, 선택적으로 상기 VOCs가 탈착된 후 냉각이 진행되는 냉각영역을 더 포함할 수도 있다.
상기 복수의 마이크로웨이브 모듈(120)은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된다. 바람직하게는 상기 원통형 흡착반응기(110)의 방사상으로 분할된 영역의 측면 각각에 마이크로웨이브 모듈(120)이 배치될 수 있다.
상기 복수의 마이크로웨이브 모듈(120)은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 측면을 감싸는 형태로 제작되거나, 상기 원통형 흡착반응기(110)의 측면을 감싸는 케이스(140)의 일부로 포함되는 형태로 제작될 수도 있다. 이로써 마이크로웨이브 모듈(120) 혹은 이를 포함하는 케이스(140)가 상기 원통형 흡착반응기(110)의 측면으로부터 마이크로웨이브가 누출되는 것을 차단할 수 있다. 상기 마이크로웨이브 모듈(120)은 배치된 영역이 재생될 때 전원 ON 상태로 되어 마이크로웨이브를 조사하여 재생영역을 가열하며, 재생이 완료되면 전원 OFF 상태로 되어 작동이 중지된다. 상기 원통형 흡착반응기(110)의 측면은 운모판(112)으로 구성하여 마이크로웨이브가 통과할 수 있도록 할 수 있다.
상기 마이크로웨이브 모듈은 도파관을 통해 재생영역에 마이크로웨이브를 조사하는 방식을 채용할 수 있다. 이때, 도파관이 분할되지 않은 상태, 즉, 마이크로웨이브가 조사되는 통로가 하나로 이루어질 수 있다.
혹은, 상기 마이크로웨이브 모듈(120')은 다수의 슬롯 형태로 도파관(170)을 구비하여 마이크로웨이브가 통과하는 통로를 균일하게 분할하여 비교적 균일하게 상기 재생영역에 조사되도록 할 수 있다. 즉, 상기 복수의 마이크로웨이브 모듈 각각은 상기 원통형 흡착반응기의 방사상으로 분할된 영역(110)의 측면 둘레를 따라 다수의 슬롯을 포함하는 도파관(170)을 구비하며, 상기 다수의 슬롯을 통하여 마이크로웨이브가 균일하게 조사되도록 구성할 수 있다.
도 8은 원통형 반응기(110)의 분할된 일영역 측면 둘레에 설치된 슬롯 도파관(170)을 구비한 마이크로웨이브 모듈(120')을 나타내고 있다. 도 8에서와 같이 도파관의 일측부에서 마이크로웨이브가 조사되도록 구성할 수도 있고, 도파관의 중앙부분에서 마이크로웨이브가 조사되도록 구성할 수도 있다.
상기 회전형 가스 분배판은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 상부와 하부에 각각 배치되도록 구성한다. 상기 원통형 흡착반응기(110)의 상부에 배치되는 상부 가스 분배판(130a, 130a’)은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역에 재생공기를 공급하는 공급관(133a, 133a’)을 구비하고 있다. 재생공기는 재생공기 주입구(132a, 132a')를 통하여 공급관(133a, 133a’)으로 공급된다. 한편 상기 원통형 흡착반응기(110)의 하부에 배치되는 하부 가스 분배판(130b, 130b’)은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역으로부터 탈착된 VOCs를 함유하는 재생공기를 토출하는 토출관(133b, 133b’)을 구비하고 있다. 상기 토출관(133b, 133b’)에는 재생공기 배출구(132b, 132b')가 연결될 수 있다. 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’)의 공급관(133a, 133a’)과 상기 하부 가스 분배판(130b, 130b’)의 토출관(133b, 133b’)은 각각 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역의 바로 위 또는 바로 아래에서 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역이 투영된 부분에 위치한다. 편의상, 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역이 상부 가스 분배판(130a, 130a’)에 투영된 영역을 상부 재생영역(131a, 131a’)이라 칭하고, 하부 가스 분배판(130b, 130b’)에 투영된 영역을 하부 재생영역(131b, 131b’)이라 칭하기로 한다.
상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’)과 상기 하부 가스 분배판(130b, 130b’)은 상기 원통형 흡착반응기(110)의 상부 및 하부에서 동일한 회전주기를 가지고, 동일한 방향으로 주기적으로 회전하도록 구성된다.
상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’) 및 하부 가스 분배판(130b, 130b’)이 회전하다가 상기 상부 재생영역(131a, 131a’)과 상기 하부 재생영역(131b, 131b’)이 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역과 수직선상에 위치하는 경우, 즉, 상기 공급관(133a, 133a’) 및 토출관(133b, 133b’)이 상기 재생영역의 상부 및 하부에 위치하는 동안, 상기 공급관(133a, 133a’)을 통하여 상기 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역 상부에 재생공기가 공급된다. 동시에 상기 재생영역의 측면에 배치된 마이크로웨이브 모듈(120)이 작동정지상태에서 작동상태로 전환되어 상기 재생영역을 가열하게 된다. 이로써, 흡착되어 있던 VOCs 성분이 탈착하게 된다. 탈착된 VOCs가 함유된 재생공기는 상기 재생영역의 하부에 배치된 토출관(133b, 133b’)을 통하여 토출된다.
회전주기와 재생시간은 타이머 또는 프로그램을 통해 미리 설정함으로써 조절할 수 있다. 즉, 상기 상부 및 하부 가스 분배판(130a, 130a', 130b, 130b’)의 회전주기 및 재생 동안의 회전 정지 시간, 마이크로웨이브 모듈(120)이 작동하는 시간을 타이머 또는 프로그램을 통해 미리 설정할 수 있다. 이를 통해 흡착 및 탈착 시간 제어가 용이하다.
또는 센서를 구비하여 상기 상부 재생영역(131a, 131a’)과 상기 하부 재생영역(131b, 131b’)이 원통형 흡착반응기(110)의 재생영역과 수직선상에 위치함을 감지하고 상부 및 하부 가스 분배판(130a, 130a', 130b, 130b’)의 회전을 정지시킴과 동시에 재생공기 주입과 마이크로웨이브 모듈(120)의 작동이 이루어지도록 할 수 있다.
동시에 재생되는 영역은 하나의 분할된 재생영역 또는 일정한 간격으로 방사상으로 배치된 복수의 재생영역일 수 있다. 도 2와 도 4는 재생영역이 하나인 경우이고, 도 3과 도 5는 재생영역이 둘인 경우의 상하부 가스 분배판이 원통형 반응기와 결합된 개념도를 나타낸다.
이와 같이 원통형 흡착반응기(110)에 단일 또는 복수의 재생영역을 실현하기 위하여, 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’)의 공급관(133a, 133a’) 및 상기 하부 가스 분배판(130b, 130b’)의 토출관(133b, 133b’)의 수를 하나 또는 일정한 간격으로 방사상으로 배치된 복수로 구비할 수 있다. 이때 상기 복수의 공급관(133a, 133a’) 및 토출관(133b, 133b’)은 상기 상부 및 하부 가스 분배판(130a, 130a', 130b, 130b’)의 회전축을 중심으로 방사상으로 일정 간격으로 배치된다.
재생영역과 마찬가지로 흡착영역 역시 동시에 여러 영역으로 구성할 수 있다. 이와 같이 동시에 여러 영역에서 흡착과 탈착 프로세스를 진행할 수 있어 에너지 및 설비 공간을 절약할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 VOCs 제거 시스템은 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’) 및 하부 가스 분배판(130b, 130b’)과 상기 마이크로웨이브 모듈(120)을 감싸는 추가적인 케이스(150)를 구비할 수 있으며, 상기 추가적인 케이스(150)에 구비된 압축공기 주입구(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 압축공기 주입구(160)를 통해 압축공기를 주입 또는 배출시킴으로써 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’) 및 하부 가스 분배판(130b, 130b’)과 상기 원통형 흡착반응기(110)의 밀착 정도를 조절할 수 있다.
즉, 상기 재생영역에 재생공기가 공급되고 상기 마이크로웨이브 모듈(120)이 작동상태를 유지하는 동안 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’) 및 하부 가스 분배판(130b, 130b’)은 상기 원통형 흡착반응기(110)에 밀착하며, 상기 재생영역에 재생공기 공급이 중단되고 마이크로웨이브 모듈(120)이 작동상태를 멈추면 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’) 및 하부 가스 분배판(130b, 130b’)은 상기 원통형 흡착반응기(110)로부터 멀어지도록 구성할 수 있다. 이와 같이 압축공기를 주입하고 빼냄으로써 상하부 가스 분배판(130b, 130b’)과 원통형 흡착반응기(110)의 밀착 정도를 조절할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 공급되는 재생공기가 인접하는 흡착영역 또는 냉각영역으로 분산되는 것을 방지하여 공급된 재생공기가 온전히 재생작업에 활용될 수 있도록 한다.
보다 효과를 높이기 위해서는, 상기 상부 가스 분배판(130a, 130a’)과 상기 하부 가스 분배판(130b, 130b’)의 단면적을 상기 원통형 흡착반응기(110)의 단면적과 일치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 원통형 흡착반응기(110)와 촉매 시스템, 열교환기가 통합된 구성의 개념도이다.
상기 흡착영역으로는 외부로부터 VOCs함유 가스가 공급되며, 상기 VOCs함유 가스 중의 VOCs가 흡착된다. VOCs가 흡착제거된 신선한 공기는 외기로 배출된다.
재생영역에서 토출된 VOCs 함유 재생공기는 촉매 반응기를 거치면서 재생영역에서 탈착된 VOCs를 이산화탄소와 물로 산화 분해된다. 즉, 상기 촉매 반응기에서는 대략 200~350℃의 가온조건 하에서 VOCs를 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O)로 산화시키는 것으로, 산화촉매로는 Pd촉매, Pt촉매, Ru촉매 또는 Rh촉매 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 촉매 반응기는 별도의 마이크로웨이브 모듈을 추가로 구비하여 열원으로 활용할 수도 있다. 반응기 본체의 내부에 탈착된 VOCs 함유 더운 가스가 유입되고, 마이크로웨이브를 흡수하여 열원으로 사용하여 VOCs의 분해를 촉진시켜 제거 및 처리한다.
상기 촉매 반응기를 통과한 CO2/H2O 함유 더운 공기는 폐열이 열교환기에서 열교환되어 재생공기에 공급되고, 재생영역의 탈착 반응을 위한 에너지로 재활용될 수 있다.
본 발명의 흡착반응기가 냉각영역을 구비하는 경우에는 상기 냉각영역에서 상기 VOCs가 탈착된 후 마이크로웨이브에 의하여 표면온도가 높아진 흡착반응기의 냉각이 진행되는데, 이때, 냉각영역으로 냉각공기를 공급하여 상온까지 냉각시킬 수 있다. 상기 주입된 냉각공기는 냉각영역을 통과하면서 약 50~100℃ 정도의 열풍으로 전환되며, 촉매 반응기를 통과한 CO2/H2O 함유 더운 공기와 유사하게, 상기 냉각영역을 통과한 더운 공기의 폐열 또한, 열교환기에서 열교환되어 상기 재생공기에 공급되어 재생영역의 탈착 반응을 위한 에너지로 재활용될 수 있다.
한편, 열교환기를 통과하면서 냉각된 공기와 CO2/H2O는 외기로 배출된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 VOCs 제거 시스템에서 부피와 중량 면에서 큰 부분을 차지하는 흡착반응기와 마이크로웨이브 모듈을 고정시키고, 상대적으로 경량의 가스 분배판을 회전식으로 구비함으로써 설비의 간소화 및 운전비용 절감을 도모하였고, 흡착 및 탈착 시간 제어가 용이하며, 동시에 여러 영역에서 흡착과 탈착 프로세스를 진행할 수 있게 하여, 하나의 흡착반응기로 흡착반응기 여러 대의 효과를 볼 수 있도록 하였다. 또한, 구조상 마이크로웨이브 모듈이 흡착반응기에 부착되어 고정된 상태이므로 흡착반응기 측면에서의 마이크로웨이브 누설을 방지할 수 있고, 더구나 상하부 가스 분배판(130b, 130b’)이 마이크로웨이브가 조사되는 동안 흡착반응기에 밀착하는 구성이므로 흡착반응기 아래 위 영역에서도 마이크로웨이브 누설을 차단하여 마이크로웨이브 효율을 극대화할 수 있고, 재생가스가 인접하는 흡착영역이나 냉각영역으로 분산되는 것을 방지하여 재생효율 또한 높일 수 있다.
110: 원통형 흡착반응기
111: 흡착제
112: 운모판
120, 120': 마이크로웨이브 모듈
130a, 130a': 상부 가스 분배판
130b, 130b': 하부 가스 분배판
131a, 131a': 상부 재생영역
131b, 131b': 하부 재생영역
132a, 132a': 재생공기 주입구
132b, 132b': 재생공기 배출구
133a, 133a': 재생공기 공급관
133b, 133b': 재생공기 토출관
140: 흡착반응기 케이스
150: 압축공기 케이스
160: 압축공기 주입구
170: 다수의 슬롯을 포함하는 도파관

Claims (10)

  1. VOCs가 흡착되는 흡착영역 및 상기 흡착영역에서 흡착된 VOCs를 탈착시키는 재생영역을 포함하는 고정 상태의 원통형 흡착반응기;
    상기 원통형 흡착반응기의 둘레를 따라 일정 간격으로 배치된 복수의 마이크로웨이브 모듈;
    상기 재생영역에 재생공기를 공급하는 공급관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 상부에 배치되는 회전형 상부 가스 분배판;
    상기 재생영역으로부터 탈착된 VOCs를 함유하는 재생공기를 토출하는 토출관을 구비하고 상기 원통형 흡착반응기의 하부에 배치되는 회전형 하부 가스 분배판;
    상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판, 그리고 상기 마이크로웨이브 모듈을 감싸는 추가적인 케이스; 및
    상기 추가적인 케이스에 구비된 압축공기 주입구;
    를 포함하며,
    상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판이 회전하다가 상기 공급관 및 토출관이 상기 재생영역의 상부 및 하부에 위치하는 동안 상기 재생영역에 재생공기가 공급되고 동시에 상기 재생영역의 측면에 배치된 마이크로웨이브 모듈이 작동상태로 전환되어 상기 재생영역을 가열하고,
    상기 압축공기 주입구를 통해 압축공기를 주입 또는 배출시킴으로써 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판과 상기 원통형 흡착반응기의 밀착 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 원통형 흡착반응기와 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판의 단면적이 일치하는 것인, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판은 주기적으로 동일한 방향으로 회전하며, 회전주기가 동일한 것인, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 재생영역에 재생공기가 공급되고 상기 마이크로웨이브 모듈이 작동상태를 유지하는 동안 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판은 상기 원통형 흡착반응기에 밀착되며;
    상기 재생영역에 재생공기 공급이 중단되고 마이크로웨이브 모듈이 작동상태를 멈추면 상기 상부 가스 분배판 및 하부 가스 분배판은 상기 원통형 흡착반응기로부터 멀어지도록 구성된, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로웨이브 모듈은 상기 원통형 흡착반응기의 측면을 감싸는 케이스의 일부로 포함되는 것인, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 가스 분배판의 회전축을 중심으로 복수의 공급관 및 토출관이 방사상으로 일정 간격으로 배치되어 상기 원통형 흡착반응기에 복수의 재생영역을 실현하는 것을 특징으로 하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 재생영역에서 탈착된 VOCs를 산화시키는 촉매 반응기를 추가로 구비하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 촉매 반응기에서 발생하는 폐열을 열교환하여 상기 재생공기에 공급하는 열교환기를 추가로 구비하는, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로웨이브 모듈 각각은 상기 원통형 흡착반응기의 둘레를 따라 다수의 슬롯을 포함하는 도파관을 구비하며, 상기 다수의 슬롯을 통하여 마이크로웨이브가 균일하게 조사되는 것인, 가스 분배판을 이용한 VOCs 제거 시스템.
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