KR102431280B1 - Particulate Matter Reduction Device using a Microwave Steam Plasma Torch - Google Patents

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KR102431280B1
KR102431280B1 KR1020220037369A KR20220037369A KR102431280B1 KR 102431280 B1 KR102431280 B1 KR 102431280B1 KR 1020220037369 A KR1020220037369 A KR 1020220037369A KR 20220037369 A KR20220037369 A KR 20220037369A KR 102431280 B1 KR102431280 B1 KR 102431280B1
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안승문
고창석
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주식회사 한강이앰피
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for reducing an atmosphere pollution matter using microwave steam plasma capable of greatly amplifying a volume of plasma generation to remove and reduce the atmosphere pollution matter. Specifically, the apparatus for reducing an atmosphere pollution matter disclosed in the present invention comprises: a cyclone sucking the atmosphere pollution matter with a suction force and separating the atmosphere pollution matter into a particulate matter and a gas by means of a centrifugal force; a reaction tube receiving the gas separated from the cyclone, receiving fuel and air from the outside and undergoing a combustion reaction; and a microwave steam plasma torch installed at the center of a front end of the reaction tube and emitting a plasma jet in a horizontal direction to heat and decompose the gas within the reaction tube.

Description

마이크로웨이브 스팀 플라즈마를 이용한 대기오염물질 저감장치{Particulate Matter Reduction Device using a Microwave Steam Plasma Torch}Air pollutant reduction device using a Microwave Steam Plasma Torch

본 발명은 플라즈마를 장시간 안정적으로 만들어 내는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치를 이용해 산업 현장에서 내보내는 대기오염물질을 제거하거나 감소시키기 위한 대기오염물질 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 발생 볼륨을 크게 증폭시켜 아스콘 플랜트에서 발생하는 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 높일 수 있는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마를 이용한 대기오염물질 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air pollutant reduction device for removing or reducing air pollutants emitted from an industrial site using a microwave steam plasma torch that stably produces plasma for a long time, and more particularly, by greatly amplifying the plasma generation volume It relates to an air pollutant reduction device using microwave steam plasma that can increase the efficiency of combustion and decomposition of air pollutants generated in an asphalt concrete plant into clean gas.

일반적으로 아스콘(asphalt concrete)은 아스팔트를 녹여서 모래, 자갈, 쇄석 등의 골재를 섞은 혼합물로, 도로포장 등에 널리 쓰이며, 이를 생산하는 플랜트 설비 중 혼합기로 아스팔트와 골재를 혼합하는 과정 및 생산이 완료된 혼합물을 덤프트럭 등의 운송장비에 출하하는 과정에서 분진을 비롯한 벤젠, 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤조(a)피렌, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등 대기오염의 원인이 되는 가스·입자상 물질이 발생한다.In general, asphalt concrete is a mixture that melts asphalt and mixes aggregates such as sand, gravel, and crushed stone. In the process of shipment to transport equipment such as dump trucks, gas and particulate matter that causes air pollution such as benzene, formaldehyde, acetaldehyde, benzo(a)pyrene, nitrogen oxide (NOx), and sulfur oxide (SOx) including dust substance arises.

그리고 노화 또는 파괴된 아스팔트 도로를 철거 시 발생하는 폐아스콘을 재생 및 재활용하기 위해 가스버너 등으로 가열하는 과정에서 아스팔트(asphalt) 성분의 혼합물이 녹아내리면서 벤젠, 포름알데히드, 톨루엔 등의 대기오염물질이 발생한다.In the process of heating with a gas burner, etc. to regenerate and recycle the waste asphalt that is generated during the demolition of aged or destroyed asphalt roads, the mixture of asphalt components melts and air pollutants such as benzene, formaldehyde, and toluene This happens.

이러한 대기오염물질 제거를 위해 특허문헌 1에는 '아스콘 플랜트의 드라이어와 오존 및 활성탄을 이용한 대기오염물질과 악취 제거장치'가 개시되어 있다.In order to remove such air pollutants, Patent Document 1 discloses 'air pollutants and odor removal device using a dryer and ozone and activated carbon of an asphalt concrete plant'.

그러나 이는 활성탄 충진탑(Activated Carbon Tower)에 대기오염물질을 통과시켜 흡착 제거하는 방식의 단순한 구조여서 복합유해물질과 악취제거 효율이 상당히 떨어질 뿐만 아니라 수시로 활성탄을 교체 및 재생해야 하며, 고온 소거공정이 추가로 필요하므로 높은 운전비(operating cost) 및 유지비용이 발생하는 문제점이 있다.However, since this is a simple structure in which air pollutants are passed through the activated carbon tower and adsorbed and removed, the efficiency of removing complex harmful substances and odors is considerably lowered, and the activated carbon must be frequently replaced and regenerated, and the high-temperature removal process is difficult. Since it is additionally required, there is a problem in that high operating cost and maintenance cost occur.

또한, 대기환경보전법상 대기오염물질 배출허용기준치를 초과하는 기술적 한계가 있다.In addition, there is a technical limit exceeding the permissible air pollutant emission standard under the Air Environment Conservation Act.

한편, 마이크로웨이브 스팀 플라즈마는 스팀을 이용해 플라즈마를 안정적으로 발생시키고, 화학적인 반응식에 의해 물 분자는 이온화되어 H, OH, O 등의 활성종(radical)과, 고온의 열원을 제공하므로 부산물이 없는 소각로, 폐가스 열분해 및 처리 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있다.On the other hand, microwave steam plasma stably generates plasma using steam, and water molecules are ionized by a chemical reaction to provide active species such as H, OH, O, and a high-temperature heat source, so there is no by-product. It is applied to various industrial fields such as incinerators and waste gas pyrolysis and treatment.

그런데 이러한 마이크로웨이브 스팀 플라즈마는 악취물질의 연소온도나 접촉시간이 불충분하면 분해 효율이 저하될 뿐 아니라 완전히 산화시키지 못하여 각종 알데하이드(aldehyde)나 케톤, 기타 불포화산 등 부분 산화의 결과물이 생겨서 오히려 냄새가 더 날 수도 있기 때문에 마이크로웨이브가 최대한 반응기로 투입될 수 있도록 하여 플라즈마의 밀도 및 플라즈마가 생성되는 영역을 크게 해주어야 한다.However, if the combustion temperature or contact time of the odorous substances is insufficient, the decomposition efficiency of these microwave steam plasmas is lowered, and the result of partial oxidation such as various aldehydes, ketones, and other unsaturated acids occurs because it cannot be completely oxidized. Since it may fly more, the density of the plasma and the area in which the plasma is generated should be increased by allowing the microwave to be injected into the reactor as much as possible.

즉, 스팀 플라즈마의 밀도는 마이크로웨이브 파워가 증가하는 것에 비례하여 증가하고, 플라즈마의 길이도 파워가 증가하는 것에 비례하여 증가하고, 플라즈마의 발생 볼륨이 클수록 산화 효과가 우수하며, 또 플라즈마 영역을 벗어나면 온도가 급격히 떨어져서 가스화 및 연소 효율이 저하되는 특성이 있으므로 플라즈마 발생부의 구조적 설계, 적정한 공기 유량 등 복잡한 고차원의 설계가 필요하다.That is, the density of the steam plasma increases in proportion to the increase of the microwave power, the length of the plasma also increases in proportion to the increase in the power, the greater the plasma generation volume, the better the oxidation effect, and Since the surface temperature rapidly drops, gasification and combustion efficiency decrease, so a complex high-dimensional design such as the structural design of the plasma generator and an appropriate air flow rate is required.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.The background or prior art described herein is information possessed by the inventor or acquired in the process of deriving the present invention, and is only intended to help understand the technical meaning of the present invention, and prior to the filing of the present invention, the technology to which this invention belongs It does not mean that the technology is widely known in the field.

KRUS 10-183413910-1834139 B1(2018.02.23)B1 (2018.02.23) KRUS 10-224955210-2249552 B1(2021.05.01)B1 (2021.05.01) KRUS 10-204444610-2044446 B1(2019.11.07)B1 (2019.11.07) KRUS 10-205926510-2059265 B1(2019.12.18)B1 (2019.12.18) KRUS 10-183266610-1832666 B1(2018.02.20)B1 (2018.02.20)

조창현, 대기압 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 삼불화질소 분해에 대한 연구, 전북대학교 산업기술대학원: 산업기술학과 학위논문(석사), 2018. 2.Chang-Hyun Cho, A Study on the Decomposition of Nitrogen Trifluoride Using Atmospheric Pressure Microwave Plasma, Chonbuk National University Graduate School of Industrial Technology: Thesis (Master), 2018. 2.

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 대기오염물질 저감장치 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 플라즈마를 장시간 안정적으로 만들어 내는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치를 이용해 산업 현장에서 내보내는 황산화물, 질소산화물, 일산화탄소 등의 가스체 대기오염물질을 효과적으로 제거하거나 감소시키고, 특히 플라즈마 발생 볼륨(밀도)을 크게 증폭시켜 아스콘 플랜트 등에서 발생하는 대기오염물질을 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 높일 수 있는 새로운 구조의 대기오염물질 저감장치를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the present inventor comprehensively considers the above-mentioned issues and at the same time, from the idea of solving the technical limitations and problems of the existing air pollutant reduction device technology, using a microwave steam plasma torch that stably creates plasma for a long time in an industrial field Effectively removes or reduces gaseous air pollutants such as sulfur oxide, nitrogen oxide, and carbon monoxide emitted from The present invention was created as a result of continuous research by making every effort to develop a device for reducing air pollutants of a new structure that can increase efficiency.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 플라즈마 발생 볼륨을 크게 증폭시킬 수 있도록 하는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마를 이용한 대기오염물질 저감장치를 제공하는 데 있는 것이다.Therefore, the technical problem and object to be solved by the present invention is to provide an apparatus for reducing air pollutants using microwave steam plasma that can greatly amplify the plasma generation volume.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 극대화할 수 있도록 하는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마를 이용한 대기오염물질 저감장치를 제공하는 데 있는 것이다.Another technical problem and object to be solved by the present invention is to provide an apparatus for reducing air pollutants using microwave steam plasma to maximize the efficiency of combustion and decomposition of air pollutants into clean gas.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the technical problems and objects to be solved by the present invention are not limited to the technical problems and objectives mentioned above, and other technical problems and objects not mentioned above are based on common knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the description below. Those who have it will be able to understand clearly.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 흡입력으로 대기오염물질을 빨아들인 후 원심력에 의해 입자상 물질과 가스체로 분리하는 사이클론, 상기 사이클론에서 분리된 가스체를 공급받고, 외부로부터 연료와 공기를 공급받으며, 연소 반응이 일어나는 반응 튜브 및 상기 반응 튜브의 선단 중심부에 장치되고 플라즈마 제트를 수평 방향으로 방출하여 상기 반응 튜브 내의 가스체를 가열해 분해하는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치를 포함하며, 상기 반응 튜브는. 상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치가 선단 중심부에 장치되고, 상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치의 플라즈마 제트 발생 구간에 상기 사이클론에서 분리된 가스체를 공급하는 유입 챔버, 상기 유입 챔버의 말단에 이어서 설치되고, 에어펌프에서 송출되는 연소 공기를 일시적으로 저장하고 일정한 압력으로 맥동을 조절하는 에어 챔버, 상기 유입 챔버 내의 중심부에 설치되어 상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치에서 방출하는 플라즈마 제트로 상기 유입 챔버를 통해 공급되는 가스체를 1차로 연소시켜 분해하는 이너 튜브, 상기 이너 튜브의 말단에 통하게 설치되고, 상기 이너 튜브에서 나온 가스체를 2차로 연소시켜 완전히 분해하는 배출 챔버, 상기 유입 챔버의 선단에 배치되어 제1연료분사펌프에서 송출된 연료를 상기 이너 튜브 내로 분사하는 다수의 제1연료 노즐 및 상기 배출 챔버의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어진 채 상기 배출 챔버의 선단면에 방사상으로 배열되고, 상기 에어 챔버 내의 공기를 흡입하여 상기 배출 챔버 내로 선회류를 분사하는 다수의 벤튜리 노즐을 더 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 저감장치를 제시한다.Specific means according to an embodiment of the present invention for effectively achieving a specific technical purpose while embodying a new idea for solving the technical problem of the present invention as described above is, after sucking air pollutants with suction power A cyclone that separates particulate matter and gas by centrifugal force, a reaction tube that receives the gas separated from the cyclone, receives fuel and air from the outside, and a combustion reaction occurs, and a plasma jet and a microwave steam plasma torch that heats and decomposes the gas in the reaction tube by emitting it in a horizontal direction, the reaction tube comprising: The microwave steam plasma torch is installed in the center of the front end, the inlet chamber for supplying the gas separated from the cyclone to the plasma jet generation section of the microwave steam plasma torch, is installed following the end of the inlet chamber, the air pump An air chamber that temporarily stores the combustion air sent out from the air chamber and controls the pulsation at a constant pressure, a plasma jet installed in the center of the inlet chamber and emitted from the microwave steam plasma torch. An inner tube for primary combustion and decomposition, an exhaust chamber installed through the end of the inner tube and completely decomposed by second burning the gas from the inner tube, and a first fuel injection pump disposed at the front end of the inlet chamber A plurality of first fuel nozzles for injecting the fuel delivered from the inner tube into the inner tube, and radially arranged on the front end surface of the discharge chamber while obliquely inclined at a predetermined angle toward the center of the discharge chamber, the air in the air chamber It provides an apparatus for reducing air pollutants, characterized in that it further includes a plurality of venturi nozzles for sucking in and injecting a swirling flow into the discharge chamber.

이로써 본 발명은 플라즈마 발생 볼륨(밀도)을 크게 증폭시켜 아스콘 플랜트 등에서 발생하는 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 높이는 새로운 효과가 발생할 수 있다.Accordingly, the present invention can greatly amplify the plasma generation volume (density), thereby increasing the efficiency of combustion and decomposition of air pollutants generated in asphalt concrete plants, etc. into clean gas.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 반응 튜브는 상기 배출 챔버의 선단 둘레에 방사상으로 배열되어 제2연료분사펌프에서 송출된 연료를 상기 배출 챔버 내로 분사하는 다수의 제2연료 노즐을 더 포함하여 구성됨으로써 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 극대화할 수 있다.In addition, in a preferred aspect of the present invention, the reaction tube is radially arranged around the front end of the discharge chamber, and a plurality of secondary fuel nozzles for injecting the fuel delivered from the secondary fuel injection pump into the discharge chamber. By further including, it is possible to maximize the efficiency of combustion of air pollutants and decomposition into clean gas.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 이너 튜브의 선단 둘레에 방사상으로 슬롯이 다수 형성됨으로써 상기 이너 튜브의 내부로 연소에 필요한 공기가 한층 더 원활하게 유입되어 대기오염물질과 플라즈마의 접촉 효율을 높일 수 있다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, a plurality of slots are formed radially around the tip of the inner tube, so that air necessary for combustion is more smoothly introduced into the inner tube, so that air pollutants and plasma are in contact. efficiency can be increased.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 제1연료 노즐은 상기 이너 튜브의 슬롯을 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어져 배치됨으로써 플라즈마 발생 볼륨을 더욱 크게 증폭시킬 수 있고, 아울러 상기 제2연료 노즐은 상기 배출 챔버의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어져 배치됨으로써 선회류(swirl)를 유도하여 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 더욱 높일 수 있다.In addition, in a preferred aspect of the present invention, the first fuel nozzle is inclined at a predetermined angle toward the slot of the inner tube, so that the plasma generation volume can be further amplified, and the second fuel nozzle can be further amplified. is disposed obliquely at a certain angle toward the center of the discharge chamber, thereby inducing a swirl to further increase the efficiency of combustion of air pollutants and decomposition into clean gas.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 1차 반응로로 플라즈마 제트와 가스체 및 연소용 연료가 원활하게 유입되어 출력의 증가 없이 플라즈마 불꽃의 크기와 영역을 증대시킬 수 있다.According to the technical idea and embodiment of the present invention, which is based on a unique solution to solve the above technical problem, plasma jet, gaseous gas and fuel for combustion are smoothly introduced into the primary reactor to increase the output. It is possible to increase the size and area of the plasma flame without increasing.

즉, 불꽃 모양의 플라즈마 발생 볼륨(밀도)을 크게 증폭시켜 대기오염물질과 접촉 효율을 높이고 분해 반응 속도를 향상시킬 수 있다.That is, it is possible to greatly amplify the flame-shaped plasma generation volume (density) to increase contact efficiency with air pollutants and to improve the decomposition reaction rate.

또한, 1차 반응로에서 나온 잔여 대기오염물질은 2차 반응로에서 적당한 양의 연소용 공기 및 연료와 재혼입하여 완전히 연소시키므로 아스콘 플랜트 등에서 발생하는 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 극대화하여 대기 중으로 배출되는 2차 오염물질의 발생을 방지할 수 있다.In addition, the residual air pollutants from the primary reactor are remixed with an appropriate amount of combustion air and fuel in the secondary reactor and are completely combusted, so the efficiency of combustion and decomposition of air pollutants generated in asphalt plants, etc. into clean gas It is possible to prevent the generation of secondary pollutants discharged into the atmosphere by maximizing the

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 2 중 A부터 A'까지의 절단면을 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치를 개략적으로 나타낸 국부 종단면도이다.
1 is a block diagram schematically showing an apparatus for reducing air pollutants according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating an apparatus for reducing air pollutants according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a cross section from A to A' in FIG. 2 .
4 is a side view schematically illustrating an apparatus for reducing air pollutants according to an embodiment of the present invention.
5 is a local longitudinal cross-sectional view schematically illustrating an apparatus for reducing air pollutants according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.Prior to this, the terms described below are defined in consideration of the functions in the present invention, which indicate that they should be interpreted as concepts consistent with the technical spirit of the present invention and meanings commonly or commonly recognized in the art.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시될 수 있고, 그 도면상의 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.The accompanying drawings may be illustrated by exaggerating or simplifying a part for the explanation of the configuration and operation of the technology and for convenience and clarity of understanding, and it is important that each component in the drawing exactly matches the actual size and shape. reveal that it is not

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, in this specification, the term and/or is meant to include a combination of a plurality of related described items or any of a plurality of related described items, and when a part includes a certain component, it is a description that is specifically opposite It means that other components may be further included, rather than excluding other components unless there is.

즉, 본 명세서에서 설시(說示)하는 '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.That is, terms such as 'include' or 'have', 'have' as used in the present specification mean that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists. However, it is to be understood that this does not exclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, step operation components, parts, or combinations thereof.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.And terms such as upper, lower, upper, lower, upper, lower, upper, lower, front and rear, left and right are used for convenience to distinguish relative positions of each component. For example, the upper side in the drawing may be named or referred to as the upper side and the lower side as the lower side, the longitudinal direction may be named or referred to as the front-back direction, and the width direction may be named or referred to as the left/right direction.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.Also, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components. That is, terms such as first, second, etc. may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and the second component may also be referred to as a first component.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치를 구성하는 주요 요소는 사이클론(10), 반응 튜브(20) 및 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1 , the main elements constituting the apparatus for reducing air pollutants according to an embodiment of the present invention include a cyclone 10 , a reaction tube 20 and a microwave steam plasma torch 30 .

사이클론(10)은 흡입력으로 아스콘 플랜트 등에서 발생하는 대기오염물질을 빨아들인 후 원심력에 의해 입자상 물질과 가스체로 분리하여 반응 튜브(20)로 공급하는 장치이다.The cyclone 10 is a device that sucks air pollutants generated from an asphalt concrete plant, etc. by suction power, and then separates the particulate matter and gas by centrifugal force and supplies it to the reaction tube 20 .

여기서 사이클론(10)은 터보 팬으로 흡입하는 기류를 일으켜 적어도 하나 이상의 덕트(duct)와 벨 마우스(bell mouth)를 통해 산업 현장에서 내보내는 대기오염물질을 공기와 함께 강제로 빨아들여 수집하고, 이를 원심력 작용으로 입자상 물질과 가스체로 분리 포집하는 구조를 채용할 수 있다.Here, the cyclone 10 generates an air flow that is sucked into the turbo fan and forcibly sucks and collects air pollutants discharged from the industrial site through at least one duct and a bell mouth together with air, and collects them by centrifugal force. A structure that separates and collects particulate matter and gas by action can be adopted.

또한, 터보 팬으로는 대기오염물질을 원활하게 흡입할 수 있도록 날개차(impeller) 또는 로터(rotor)의 고속회전 운동에 의해서 생기는 기체의 원심력을 이용해서 외기를 일정한 유속과 유량 및 압력으로 흡입 및 압송하는 산업용 고압 송풍기를 채용할 수 있다.In addition, the turbo fan uses the centrifugal force of the gas generated by the high-speed rotational motion of an impeller or rotor so that air pollutants can be smoothly sucked in and outside air is sucked at a constant flow rate, flow rate and pressure. An industrial high-pressure blower for pressure feeding can be employed.

반응 튜브(20)는 사이클론(10)에서 분리된 황산화물, 질소산화물, 일산화탄소 등 가스체 대기오염물질을 공급받고, 외부로부터 연료와 공기를 공급받으며, 연소 반응이 일어나는 장치이다.The reaction tube 20 is a device that receives gaseous air pollutants such as sulfur oxide, nitrogen oxide, and carbon monoxide separated from the cyclone 10 , receives fuel and air from the outside, and causes a combustion reaction.

구체적으로 반응 튜브(20)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 유입 챔버(21), 에어 챔버(22), 이너 튜브(23), 배출 챔버(24), 다수의 제1연료 노즐(25), 다수의 벤튜리 노즐(26), 다수의 제2연료 노즐(27)을 포함하고 있다.Specifically, as shown in FIGS. 2 to 4 , the reaction tube 20 includes an inlet chamber 21 , an air chamber 22 , an inner tube 23 , an exhaust chamber 24 , and a plurality of first fuel nozzles 25 . ), a plurality of venturi nozzles 26 , and a plurality of secondary fuel nozzles 27 .

유입 챔버(21)는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)의 플라즈마 제트 발생 구간에 사이클론(10)에서 분리된 가스체를 공급하기 위해 단면이 원형인 원통 모양으로 형성되어 있고, 그 바깥쪽 둘레 면에는 사이클론(10)과 관 플랜지 이음(pipe flange joint) 방식으로 연결되는 가스체유입구(21a)가 형성되어 있다.The inlet chamber 21 is formed in a cylindrical shape with a circular cross section in order to supply the gas separated from the cyclone 10 to the plasma jet generating section of the microwave steam plasma torch 30, and the outer peripheral surface A gas inlet 21a connected to the cyclone 10 by a pipe flange joint method is formed.

그리고 유입 챔버(21)의 선단 중심부에는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)가 장치되어 있다.And a microwave steam plasma torch 30 is installed at the center of the front end of the inlet chamber 21 .

에어 챔버(22)는 에어펌프(40)에서 가압하여 송출되는 청정한 연소용 공기를 일시적으로 저장 및 이너 튜브(23)의 열기를 이용해 가열하고, 일정한 압력으로 맥동을 조절하기 위해 단면이 원형인 원통 모양으로 형성되어 있고, 그 바깥쪽 둘레 면에는 에어펌프(40)와 관 플랜지 이음(pipe flange joint) 방식으로 연결되는 공기유입구(22a)가 형성되어 있다.The air chamber 22 temporarily stores clean combustion air that is pressurized by the air pump 40 and heats it using the heat of the inner tube 23 , and a cylinder having a circular cross section to control pulsation at a constant pressure. It is formed in a shape, and the air inlet (22a) connected to the air pump 40 and the pipe flange joint method is formed on the outer circumferential surface.

즉, 에어 챔버(22)는 2차 연소에 필요한 공기를 이너 튜브(23)의 열기를 이용해 예열시킨 후 벤튜리 노즐(26)을 통해 가압하여 배출 챔버(24)에 공급하기 위해 그 선단이 유입 챔버(21)의 말단에 이어서 설치되어 있고, 그 중심부에 이너 튜브(23)의 말단 부분이 배치되어 있다.That is, the air chamber 22 preheats the air required for secondary combustion using the heat of the inner tube 23 and pressurizes it through the venturi nozzle 26 to supply the exhaust chamber 24 with the front end of the inflow. It is provided next to the end of the chamber 21, and the end part of the inner tube 23 is arrange|positioned at the center.

이너 튜브(23)는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)에서 방출하는 플라즈마 제트로 유입 챔버(21)를 통해 공급되는 가스체를 1차로 연소시켜 분해하기 위해 단면이 원형인 원통 모양으로 형성되어 있고, 유입 챔버(21) 내의 중심부에 설치되어 있다.The inner tube 23 is formed in a cylindrical shape with a circular cross section to first burn and decompose the gas supplied through the inlet chamber 21 as a plasma jet emitted from the microwave steam plasma torch 30, It is provided in the center in the inflow chamber 21 .

즉, 이너 튜브(23)의 선단은 유입 챔버(21)의 선단면과 일정 간격을 유지하도록 이격되어 있고, 그 바깥지름은 유입 챔버(21)와 에어 챔버(22)의 안지름보다 작게 형성되어 있다.That is, the front end of the inner tube 23 is spaced apart from the front end surface of the inflow chamber 21 to maintain a predetermined distance, and its outer diameter is formed smaller than the inner diameter of the inflow chamber 21 and the air chamber 22 . .

그리고 이너 튜브(23)의 내벽을 보호하기 위해 그 안쪽 둘레 면에는 6,000℃ 이상의 온도를 견딜 수 있는 세라믹 내화재가 부착되어 있다.And in order to protect the inner wall of the inner tube 23, a ceramic refractory material capable of withstanding a temperature of 6,000° C. or higher is attached to the inner circumferential surface thereof.

여기서 도 5에 도시된 바와 같이 이너 튜브(23)의 선단 둘레에는 이너 튜브(23)의 내부로 연소에 필요한 공기와, 사이클론(10)에서 공급되는 가스체가 원활하게 들어갈 수 있게 안내하는 슬롯(28)이 방사상으로 다수 형성될 수도 있다.Here, as shown in FIG. 5 , around the tip of the inner tube 23 , a slot 28 for guiding the air required for combustion and the gas supplied from the cyclone 10 to smoothly enter the inner tube 23 . ) may be formed radially.

배출 챔버(24)는 이너 튜브(23)에서 나온 가스체를 2차로 연소시켜 완전히 분해하기 위해 단면이 원형인 원통 모양으로 형성되어 있고, 이너 튜브(23)의 말단에 이어서 연소 작용이 일어나도록 화염과 배기가스가 통하게 설치되어 있다.The discharge chamber 24 is formed in a cylindrical shape with a circular cross section in order to completely decompose the gaseous body from the inner tube 23 by secondary combustion, and a flame so that the combustion action occurs following the end of the inner tube 23 . and exhaust gas is installed.

즉, 배출 챔버(24)의 안지름은 이너 튜브(23)의 안지름보다 더 크게 형성되어 있다.That is, the inner diameter of the discharge chamber 24 is formed larger than the inner diameter of the inner tube (23).

그리고 배출 챔버(24)의 내벽을 보호하기 위해 그 안쪽 둘레 면에는 3,000℃ 이상의 온도를 견딜 수 있는 세라믹 내화재가 부착되어 있다.And in order to protect the inner wall of the discharge chamber 24, a ceramic refractory material capable of withstanding a temperature of 3,000° C. or higher is attached to the inner circumferential surface thereof.

제1연료 노즐(25)은 제1연료분사펌프(50)에서 송출된 LPG 등의 연료를 1차 반응로인 이너 튜브(23)의 선단 내부로 분사하기 위해 제1연료분사펌프(50)와 관 플랜지 이음(pipe flange joint) 방식으로 연결되어 있다.The first fuel nozzle 25 includes a first fuel injection pump 50 and They are connected by a pipe flange joint.

그리고 제1연료 노즐(25)은 이너 튜브(23)의 슬롯(28)을 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어진 채 유입 챔버(21)의 선단에 배치되어 있다.In addition, the first fuel nozzle 25 is disposed at the tip of the inlet chamber 21 while being obliquely inclined at a predetermined angle toward the slot 28 of the inner tube 23 .

벤튜리 노즐(26)은 에어 챔버(22) 내의 공기를 흡입하여 배출 챔버(24) 내로 선회류를 분사하기 위해 배출 챔버(24)의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어진 채 배출 챔버(24)의 선단면에 방사상으로 다수 배열되어 있다.The venturi nozzle 26 sucks the air in the air chamber 22 and is inclined at an angle toward the center of the discharge chamber 24 to inject a swirling flow into the discharge chamber 24 at an angle to the discharge chamber 24 . They are arranged radially on the tip surface of the

즉, 벤튜리 노즐(26)은 부압으로 에어 챔버(22) 내에서 가열된 공기를 가속하여 빨아 내고, 배출 챔버(24) 내로 공기의 압력 손실을 감소시켜 유출하는 확대관을 가지고 있다.That is, the venturi nozzle 26 accelerates and sucks the air heated in the air chamber 22 with a negative pressure, and has an enlarged pipe that reduces the pressure loss of the air into the discharge chamber 24 and flows out.

제2연료 노즐(27)은 제2연료분사펌프(60)에서 송출된 LPG 등의 연료를 배출 챔버(24) 내로 분사하기 위해 배출 챔버(24)의 선단 둘레에 방사상으로 다수 배열되어 있다.A plurality of secondary fuel nozzles 27 are radially arranged around the tip of the discharge chamber 24 to inject fuel, such as LPG, discharged from the second fuel injection pump 60 into the discharge chamber 24 .

그리고 제2연료 노즐(27)은 선회류(swirl)를 유도하기 위해 배출 챔버(24)의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어져 배치되어 있다.In addition, the secondary fuel nozzle 27 is disposed obliquely at a predetermined angle toward the center of the discharge chamber 24 to induce a swirl.

즉, 제2연료 노즐(27)은 제2연료분사펌프(60)에서 송출된 연료가 배출 챔버(24)의 내부로 분산하여 분사되면서 선회류(swirl)를 일으키도록 하기기 위해 링 모양의 관로 상에 일정한 간격을 두고 방사상으로 다수 장착되어 있고, 그 관로의 둘레 면에는 제2연료분사펌프(60)와 관 플랜지 이음(pipe flange joint) 방식으로 연결되는 연료유입구(27a)가 형성되어 있다.That is, the second fuel nozzle 27 is a ring-shaped conduit so that the fuel delivered from the second fuel injection pump 60 is dispersed and injected into the discharge chamber 24 to generate a swirl. The fuel inlet 27a connected to the second fuel injection pump 60 and the pipe flange joint in a pipe flange joint manner is formed on the circumferential surface of the pipe line.

여기서 제2연료 노즐(27)은 벤튜리 노즐(26)의 사이사이에 서로 엇갈리게 배치함으로써 배출 챔버(24) 내의 연소 효율을 극대화할 수 있다.Here, the second fuel nozzles 27 are disposed to be alternately disposed between the venturi nozzles 26 , thereby maximizing combustion efficiency in the discharge chamber 24 .

마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)는 플라즈마 제트를 수평 방향으로 방출하여 반응 튜브(20) 내의 가스체를 가열해 분해하는 장치이다.The microwave steam plasma torch 30 is a device for heating and decomposing the gas in the reaction tube 20 by emitting a plasma jet in the horizontal direction.

이러한 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)는 반응 튜브(20)의 선단 중심부에 장치되어 있다.This microwave steam plasma torch 30 is installed in the center of the front end of the reaction tube (20).

여기서 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)는 전자파를 촉매로 이용해 수증기를 높은 온도의 불꽃으로 전환하는 방식으로, 75㎾급 전원공급장치(파워)와 연결되어 대기압 상태에서 중심부 온도가 약 6000℃ 이상으로 대기오염물질을 가스화 및 연소하고, 플라즈마 산화제로는 물(스팀)을 사용하는 구조일 수 있다.Here, the microwave steam plasma torch 30 uses electromagnetic waves as a catalyst to convert water vapor into a high-temperature flame, and it is connected to a 75 kW power supply (power) so that the core temperature at atmospheric pressure is about 6000 ° C or higher. It may have a structure in which air pollutants are gasified and burned, and water (steam) is used as a plasma oxidizer.

즉, 스팀으로 만든 플라즈마가 마이크로파를 타고 대기 중에 에너지를 전달해 전극이 필요 없고 산화제가 포함된 가스를 사용할 수 있는 데다 2000℃ 이상의 불꽃 부피가 아크 플라즈마의 50배에 달하며, 스팀이 방전에 의해 물 분자는 이온화되며 H, OH, O 등의 여러 가지 라디칼로 분해되어 유해 기체와 화학 반응의 속도를 높여 촉매의 필요성을 제거하고, 고도 산화를 유도하여 유해물질을 열분해함으로써 안정화된 기체로 변환한 후 방출하는 구조를 채용할 수 있다.In other words, the plasma made of steam transfers energy to the atmosphere via microwaves, so there is no need for electrodes and gas containing oxidizers can be used. is ionized and decomposed into various radicals such as H, OH, O, etc. to increase the rate of chemical reaction with harmful gases to eliminate the need for a catalyst structure can be employed.

예를 들어, 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)는 2.45GHz 또는 915MHz 마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론(magnetron), 마이크로웨이브를 이송하는 도파관(waveguide), 반사되는 마이크로웨이브에 의한 마그네트론의 손상을 방지하기 위한 아이솔레이터(isolator), 입력에서 신호를 수신하여 마이크로웨이브의 인가되는 파워와 반송되는 파워 측정이 가능한 양방향 파워 모니터, 마이크로웨이브 에너지 전달을 최대화하기 위한 임피던스 매칭용 3-stub 튜너와 방전관, 방전관 홀더 및 제어부를 통해 히터의 온도를 약 800℃까지 올려주고 반응기의 플라즈마 중심부로 150℃ 이상의 스팀을 정량 공급하는 스팀 발생장치로 구성됨으로써 방전관 안에서 소용돌이 가스에 의해 플라즈마 화염이 안정적으로 지속되고. 플라즈마 형성 가스로 150lpm의 공기를 주입하고, 20kW의 전자파 전력에서 안정적인 불꽃 기둥 모양을 보여줄 수 있다.For example, the microwave steam plasma torch 30 is a magnetron for generating 2.45 GHz or 915 MHz microwaves, a waveguide for transporting the microwaves, and for preventing damage to the magnetron by reflected microwaves. Isolator, a two-way power monitor that can measure the applied and returned power of microwaves by receiving a signal from the input, 3-stub tuner and discharge tube for impedance matching to maximize microwave energy transfer, discharge tube holder and control unit It is composed of a steam generator that raises the temperature of the heater to about 800°C through the reactor and supplies steam over 150°C in a fixed quantity to the plasma center of the reactor. By injecting 150lpm of air as a plasma forming gas, it can show a stable flame column shape at 20kW of electromagnetic power.

한편, 사이클론(10), 반응 튜브(20) 및 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30) 등의 전반적인 작동 및 가동은 제어부를 통해 제어할 수 있다.On the other hand, the overall operation and operation of the cyclone 10, the reaction tube 20, and the microwave steam plasma torch 30 can be controlled through the control unit.

즉, 제어부의 미리 입력된 마이크로프로세서 혹은 PLC(Programmable Logic Controller) 형태의 설정 프로그램(로직 컴퓨터에 수록된 제어 프로그램)에 의해 유기적이고 순차적으로 작동시킬 수 있다.That is, it can be operated organically and sequentially by a pre-input microprocessor or a programmable logic controller (PLC) type setting program (control program recorded in a logic computer) of the control unit.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치의 주요 작용 및 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.The main action and operating principle of the air pollutant reduction device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.

먼저, 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)의 플라즈마 방전에 의하여 유입 챔버(21)를 통해 이너 튜브(23)로 유입된 가스체에는 O, OH, HO2와 같은 다량의 산화성 라디칼 및 오존이 발생한다.First, a large amount of oxidizing radicals such as O, OH, HO 2 and ozone are generated in the gas introduced into the inner tube 23 through the inlet chamber 21 by the plasma discharge of the microwave steam plasma torch 30 . .

이러한 산화성 라디칼, 오존 및 활성화된 전자의 연쇄적 충돌 작용에 의하여 대기오염물질은 유해하지 않은 물질로 변하여 제거된다.Air pollutants are converted into non-hazardous substances and removed by the chain collision action of these oxidative radicals, ozone, and activated electrons.

즉, 사이클론(10)에서 가스체유입구(21a)를 통해 유입 챔버(21)의 중심부로 주입되고, 이너 튜브(23)의 선단을 통해 그 내부로 유입되는 유해가스 등의 가스체는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)에서 이너 튜브(23) 내로 방출하는 플라즈마 제트에 의해 1차로 연소 및 분해된 후 배출 챔버(24)로 배기된다.That is, the gas such as harmful gas that is injected into the center of the inlet chamber 21 through the gas inlet 21a from the cyclone 10 and is introduced into the inside through the tip of the inner tube 23 is microwave steam. It is first combusted and decomposed by the plasma jet emitted from the plasma torch 30 into the inner tube 23 , and then is exhausted to the discharge chamber 24 .

이때, 제1연료분사펌프(50)에서 송출된 LPG 등의 연료는 제1연료 노즐(25)을 통해 이너 튜브(23)의 선단 내부로 분사하거나 유입 챔버(21) 내의 유해가스 등의 가스체와 혼합된 채로 이너 튜브(23)로 주입될 수 있다.At this time, the fuel, such as LPG, discharged from the first fuel injection pump 50 is injected into the tip of the inner tube 23 through the first fuel nozzle 25 or a gaseous gas such as harmful gas in the inlet chamber 21 . It may be injected into the inner tube 23 while being mixed with .

만약, 도 5에 도시된 바와 같이 이너 튜브(23)의 선단 둘레에 슬롯(28)이 방사상으로 다수 형성되어 있을 경우, 사이클론(10)에서 가스체유입구(21a)를 통해 유입 챔버(21)로 주입되는 가스체는 유입 챔버(21) 내에서 유동하다가 슬롯(28)을 통해 선회류를 일으키면서 원활하게 들어갈 수 있어 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)에서 이너 튜브(23) 내로 방출하는 플라즈마 제트에 의한 반응 시간을 최대화하여 유해가스 등 가스체의 연소 및 청정 기체로 분해하는 효율을 높일 수 있다.If a plurality of slots 28 are radially formed around the tip of the inner tube 23 as shown in FIG. 5 , the cyclone 10 enters the inlet chamber 21 through the gas inlet 21a. The injected gas flows in the inlet chamber 21 and can smoothly enter while generating a swirling flow through the slot 28, so that the plasma jet emitted from the microwave steam plasma torch 30 into the inner tube 23 By maximizing the reaction time by

이어서, 이너 튜브(23)에서 배출 챔버(24)로 배기된 가스체는 벤튜리 노즐(26)에서 배출 챔버(24) 내로 선회류를 일으키도록 불어넣는 예열된 공기와, 제2연료 노즐(27)에서 배출 챔버(24) 내로 선회류(swirl)를 일으키도록 분사하는 연료의 혼합기류에 의한 재발화 현상 및 이미 연소하고 있는 화염의 연소 작용에 따라 2차로 연소 및 분해된 후 배기된다.Subsequently, the gas exhausted from the inner tube 23 to the discharge chamber 24 includes preheated air blown from the venturi nozzle 26 into the discharge chamber 24 to generate a swirling flow, and the secondary fuel nozzle 27 ) in the exhaust chamber 24 to generate a swirl into the exhaust chamber 24, and is secondarily burned and decomposed and then exhausted according to the re-ignition phenomenon by the mixed air flow of the fuel and the combustion action of the already burning flame.

여기서 배출 챔버(24)에서 나오는 배기열은 건조실에 열풍으로 공급함으로써 골재 건조용 열원으로 사용할 수 있다.Here, the exhaust heat from the discharge chamber 24 can be used as a heat source for drying aggregates by supplying it to the drying chamber as hot air.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 대기오염물질 저감장치는 1차 반응로인 이너 튜브(23)에서 대기오염물질을 연소하여 분해한 후, 2차 반응로인 배출 챔버(24) 내에서 연소용 공기와 연료를 재혼입하여 완전히 연소시키므로 대기오염물질의 연소 및 청정 기체로 분해 효율을 극대화하여 대기 중으로 배출되는 2차 오염물질의 발생을 방지할 수 있다.As such, the air pollutant reduction device according to an embodiment of the present invention burns and decomposes air pollutants in the inner tube 23, which is a primary reaction furnace, and then burns air for combustion in the discharge chamber 24, which is a secondary reaction furnace. Since it is completely combusted by re-mixing with the fuel, it is possible to prevent the generation of secondary pollutants discharged into the atmosphere by maximizing the combustion efficiency of air pollutants and decomposition into clean gas.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.On the other hand, the present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, and can be variously modified and applied in various ways not illustrated within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, as well as each It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that it can be widely applied by changing the component substitution and other equivalent embodiments.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.Therefore, the contents related to the modification and application of the technical features of the present invention should be interpreted as being included within the technical spirit and scope of the present invention.

10: 사이클론 20: 반응 튜브
21: 유입 챔버 22: 에어 챔버
23: 이너 튜브 24: 배출 챔버
25: 제1연료 노즐 26: 벤튜리 노즐
27: 제2연료 노즐 28: 슬롯
30: 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치
40: 에어펌프 50: 제1연료분사펌프
60: 제2연료분사펌프
10: cyclone 20: reaction tube
21: inlet chamber 22: air chamber
23: inner tube 24: discharge chamber
25: primary fuel nozzle 26: venturi nozzle
27: secondary fuel nozzle 28: slot
30: microwave steam plasma torch
40: air pump 50: first fuel injection pump
60: second fuel injection pump

Claims (4)

흡입력으로 대기오염물질을 빨아들인 후 원심력에 의해 입자상 물질과 가스체로 분리하는 사이클론(10);
상기 사이클론(10)에서 분리된 가스체를 공급받고, 외부로부터 연료와 공기를 공급받으며, 연소 반응이 일어나는 반응 튜브(20); 및
상기 반응 튜브(20)의 선단 중심부에 장치되고, 플라즈마 제트를 수평 방향으로 방출하여 상기 반응 튜브(20) 내의 가스체를 가열해 분해하는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30);
를 포함하며,
상기 반응 튜브(20)는,
상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)가 선단 중심부에 장치되고, 상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)의 플라즈마 제트 발생 구간에 상기 사이클론(10)에서 분리된 가스체를 공급하는 유입 챔버(21);
상기 유입 챔버(21)의 말단에 이어서 설치되고, 에어펌프(40)에서 송출되는 연소 공기를 일시적으로 저장하고 일정한 압력으로 맥동을 조절하는 에어 챔버(22);
상기 유입 챔버(21) 내의 중심부에 설치되어 상기 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 토치(30)에서 방출하는 플라즈마 제트로 상기 유입 챔버(21)를 통해 공급되는 가스체를 1차로 연소시켜 분해하는 이너 튜브(23);
상기 이너 튜브(23)의 말단에 통하게 설치되고, 상기 이너 튜브(23)에서 나온 가스체를 2차로 연소시켜 완전히 분해하는 배출 챔버(24);
상기 유입 챔버(21)의 선단에 배치되어 제1연료분사펌프(50)에서 송출된 연료를 상기 이너 튜브(23) 내로 분사하는 다수의 제1연료 노즐(25); 및
상기 배출 챔버(24)의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어진 채 상기 배출 챔버(24)의 선단면에 방사상으로 배열되고, 상기 에어 챔버(22) 내의 공기를 흡입하여 상기 배출 챔버(24) 내로 선회류를 분사하는 다수의 벤튜리 노즐(26);
을 더 포함하는, 대기오염물질 저감장치.
a cyclone 10 that sucks air pollutants by suction and then separates particulate matter and gas by centrifugal force;
a reaction tube 20 receiving the gas separated from the cyclone 10, receiving fuel and air from the outside, and performing a combustion reaction; and
a microwave steam plasma torch 30 installed in the center of the front end of the reaction tube 20, and emitting a plasma jet in the horizontal direction to heat and decompose the gas in the reaction tube 20;
includes,
The reaction tube 20,
The microwave steam plasma torch 30 is installed in the center of the front end, the inlet chamber 21 for supplying the gas separated from the cyclone 10 to the plasma jet generation section of the microwave steam plasma torch 30;
an air chamber 22 installed following the end of the inlet chamber 21 and temporarily storing the combustion air sent from the air pump 40 and regulating the pulsation at a constant pressure;
The inner tube 23 is installed in the center of the inlet chamber 21 and primarily combusts and decomposes the gas supplied through the inlet chamber 21 with a plasma jet emitted from the microwave steam plasma torch 30 . ;
a discharging chamber 24 installed through the end of the inner tube 23 and completely decomposing the gas gas emitted from the inner tube 23 by secondary combustion;
a plurality of first fuel nozzles (25) disposed at the front end of the inlet chamber (21) and injecting the fuel delivered from the first fuel injection pump (50) into the inner tube (23); and
It is arranged radially on the front end surface of the discharge chamber 24 while obliquely inclined at a certain angle toward the center of the discharge chamber 24 , and sucks air in the air chamber 22 into the discharge chamber 24 . a plurality of venturi nozzles 26 for jetting a swirling flow;
Further comprising, an air pollutant reduction device.
제1항에 있어서,
상기 반응 튜브(20)는 상기 배출 챔버(24)의 선단 둘레에 방사상으로 배열되어 제2연료분사펌프(60)에서 송출된 연료를 상기 배출 챔버(24) 내로 분사하는 다수의 제2연료 노즐(27);
을 더 포함하는, 대기오염물질 저감장치.
According to claim 1,
A plurality of second fuel nozzles ( 27);
Further comprising a, air pollutant reduction device.
제2항에 있어서,
상기 이너 튜브(23)의 선단 둘레에 방사상으로, 상기 이너 튜브(23)의 내부로 연소에 필요한 공기와 상기 사이클론(10)에서 공급되는 가스체가 원활하게 들어갈 수 있게 안내하는 슬롯(28)이 다수 형성된, 대기오염물질 저감장치.
3. The method of claim 2,
A plurality of slots 28 for guiding the air required for combustion and the gas supplied from the cyclone 10 to smoothly enter the inner tube 23 radially around the tip of the inner tube 23 . Formed, air pollutant reduction device.
제3항에 있어서,
상기 제1연료 노즐(25)은 상기 이너 튜브(23)의 슬롯(28)을 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어져 배치되고, 상기 제2연료 노즐(27)은 상기 배출 챔버(24)의 중심부를 향해 일정한 각도로 비스듬히 기울어져 배치된, 대기오염물질 저감장치.
4. The method of claim 3,
The first fuel nozzle 25 is inclined at a predetermined angle toward the slot 28 of the inner tube 23 , and the second fuel nozzle 27 is disposed toward the center of the discharge chamber 24 . Air pollutant reduction device that is inclined at a certain angle.
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