KR102486632B1 - Filter device for removing fine dust using biochar - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치에 대한 것으로, 필터장치의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 필터 몸체와, 상기 필터 몸체로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하도록 상기 내부공간에 수용되는 다공성의 바이오차와, 중앙에 오염공기 유입관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 하단부에 결합되는 하부덮개와, 중앙에 여과공기 배출관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 상단부에 결합되는 상부덮개를 포함함으로써, 바이오차의 다공성 특징을 이용하여 미세먼지를 효과적으로 제거하고, 미세먼지 제거 후 불필요한 처리없이 자연으로 되돌릴 수 있으며 토양을 비옥하게 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a filter device for removing fine dust using biochar, which includes a filter body forming the outer shape of the filter device and providing an internal space, and effectively removing fine dust from polluted air flowing into the filter body and discharging filtered air. Porous biochar accommodated in the inner space, a lower cover having a contaminated air inlet pipe formed in the center and coupled to the open lower end of the filter body, and a filtered air discharge pipe formed in the center so that the open air of the filter body By including an upper cover coupled to the upper part, it is possible to effectively remove fine dust using the porous characteristics of biochar, return it to nature without unnecessary treatment after removing fine dust, and have the effect of fertilizing the soil.

Description

바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치{Filter device for removing fine dust using biochar}Filter device for removing fine dust using biochar

본 발명은 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 바이오차의 다공성 특징을 이용하여 미세먼지를 효과적으로 제거하고, 미세먼지 제거 후 불필요한 처리없이 자연으로 되돌릴 수 있으며 토양을 비옥하게 할 수 있는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치에 관한 것이다. The present invention relates to a filter device for removing fine dust using biochar, and more particularly, it effectively removes fine dust by using the porous characteristics of biochar, returns it to nature without unnecessary treatment after removing fine dust, and makes the soil fertile. It relates to a fine dust removal filter device using biochar that can

바이오 차는 최근에 토양의 탄소 격리, 금속 고정화 및 비옥화와 관련된 다기능 물질로서 인식되고 있는 바이오매스 유래의 블랙 카본으로서, 바이오매스와 숯(charcoal)의 합성어이다.Biochar is a biomass-derived black carbon that has recently been recognized as a multifunctional material related to carbon sequestration, metal fixation, and fertilization in soil, and is a compound word of biomass and charcoal.

바이오매스란 폐기된 목재나 동물의 배설물, 또는 나뭇잎이나 뼈처럼 버려지는 유기물을 일컬으며, 바이오차는 이와 같은 버려진 폐자원이 열분해되어 생성된 고탄소 물질로서, 형태는 숯과 비슷하지만 물리적 성질은 많이 다르다.Biomass refers to discarded wood, animal waste, or discarded organic matter such as leaves or bones, and biochar is a high-carbon material produced by thermal decomposition of such discarded waste resources. It is similar in form to charcoal but has many physical properties. different.

예컨대, 산소가 제한된 환경에서 바이오매스에 높은 온도로 열을 가하면 타기는 하지만 연소가 되지는 않는다. 이런 현상을 열분해(pyrolysis)라고 하는데, 바이오매스가 이런 열분해 과정을 거쳐 생성되는 것이 바로 바이오차인 것이다.For example, when biomass is heated to high temperatures in an oxygen-limited environment, it burns but does not burn. This phenomenon is called pyrolysis, and the biomass produced through this pyrolysis process is biochar.

이러한 바이오차는 온실가스 저감, 토양 환경 정화 기능이 있으며, 친환경 에너지까지 생산할 수 있는 것으로 밝혀지고 있어 기후변화를 늦출 수 있는 최적의 소재로 각광받고 있다.These biochars have functions to reduce greenhouse gas emissions, purify the soil environment, and have been found to be capable of producing eco-friendly energy, so they are in the limelight as the best material to slow down climate change.

한편, 실내로 공급되는 외부공기에는 황사, 미세먼지, 각종 유해가스 등이 함유되어 있으며, 이러한 황사나 미세먼지와 같은 오염물질을 제거하어 실내공기를 정화시키는 것은 인체의 건강에 매우 중요하다. On the other hand, the external air supplied to the room contains yellow dust, fine dust, various harmful gases, etc., and it is very important for human health to purify the indoor air by removing pollutants such as yellow dust or fine dust.

또한, 자동차 내의 실내 공기도 탑승자의 건강을 위하여 여과장치가 필요한 바, 본 출원인은 바이오차를 이용하여 건물 및 차량의 실내 공기를 정화하여 배출시킬 수 있는 미세먼지 제거 필터장치를 개발하기에 이르렀다.In addition, the indoor air in the car also needs a filtering device for the health of the occupants, so the present applicant has developed a filter device for removing fine dust that can purify and discharge indoor air of buildings and vehicles using biochar.

한국등록특허 10-1353678호Korean Patent Registration No. 10-1353678

이에 본 발명에서는 바이오차의 다공성 특징을 이용하여 미세먼지를 제거할 수 있고, 미세먼지 제거 후 불필요한 처리없이 자연으로 되돌릴 수 있으며, 토양을 비옥하게 할 수 있는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, in the present invention, a filter device for removing fine dust using biochar, which can remove fine dust by using the porous characteristics of biochar, can return to nature without unnecessary treatment after removing fine dust, and can fertilize the soil. Its purpose is to provide

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 필터장치의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 필터 몸체와, 상기 필터 몸체로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하도록 상기 내부공간에 수용되는 다공성의 바이오차와, 중앙에 오염공기 유입관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 하단부에 결합되는 하부덮개와, 중앙에 여과공기 배출관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 상단부에 결합되는 상부덮개를 포함하는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치가 제공된다. In order to achieve the above object, in the present invention, a filter body forming an outer shape of a filter device and providing an inner space, and the inner space to effectively remove fine dust from polluted air flowing into the filter body and discharge filtered air Porous biochar accommodated in the center, a lower cover having a contaminated air inlet pipe formed in the center and coupled to the open lower end of the filter body, and a filtered air discharge pipe formed in the center and coupled to the open upper end of the filter body A filter device for removing fine dust using biochar including an upper cover is provided.

본 발명에 있어서, 상기 필터 몸체는 중공형의 원통 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the filter body is characterized in that made of a hollow cylindrical shape.

이 경우, 상기 필터 몸체는 상기 내부공간에 필터막이 형성되어 이중으로 구분되며, 이중으로 구분된 2개의 공간 중 상기 하부덮개와 필터막 사이의 내부공간에 바이오차가 수용될 수 있다. In this case, the filter body is divided into two parts by forming a filter membrane in the internal space, and the biochar may be accommodated in the internal space between the lower cover and the filter membrane among the two divided spaces.

한편, 상기 필터 몸체와 상부덮개, 하부덮개는 상호 대응되게 형성된 나사홈에 의해 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다. Meanwhile, the filter body, the upper cover, and the lower cover may be detachably coupled by screw grooves formed to correspond to each other.

또한, 상기 필터 몸체와 상부덮개, 하부덮개는 상호 대응되게 형성된 형성된 홈 및 돌기에 의해 억지끼움으로 상호 탈부착이 가능하도록 결합될 수도 있다. In addition, the filter body, the upper cover, and the lower cover may be coupled to each other so as to be detachable with an interference fit by grooves and protrusions formed to correspond to each other.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 필터장치의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 필터 몸체와, 상기 필터 몸체로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하도록 상기 내부공간에 수용되는 다공성의 바이오차와, 상기 필터 몸체의 개구된 하단부에 결합되는 하부덮개와, 상기 필터 몸체의 개구된 상단부에 결합되는 상부덮개를 포함하는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치가 제공될 수 있다. In order to achieve the above object, the present invention provides a filter body that forms the outer shape of a filter device and provides an inner space, and the inner space to effectively remove fine dust from polluted air flowing into the filter body and discharge filtered air. Provided is a filter device for removing fine dust using biochar, including porous biochar accommodated in the filter body, a lower cover coupled to the open lower end of the filter body, and an upper cover coupled to the open upper end of the filter body. can

여기서, 상기 필터 몸체는 중공형의 원판형 형상으로 이루어질 수 있다.Here, the filter body may be formed in a hollow disc shape.

이 경우, 상기 하부덮개와 상부덮개는 일체형으로 이루어지고 통풍가능한 재질의 커버로 이루어질 수 있다. In this case, the lower cover and the upper cover may be integrally made of a cover made of a ventilable material.

또한, 상기 커버에는 개폐가 가능한 개폐수단이 형성되고, 상기 개폐수단은 지퍼로 이루어질 수 있다. In addition, an open/close means capable of opening and closing is formed on the cover, and the opening and closing means may be made of a zipper.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 바이오차의 다공성 특징을 이용하여 미세먼지를 제거할 수 있고, 미세먼지 제거 후 불필요한 처리없이 자연으로 되돌릴 수 있으며, 토양을 비옥하게 할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, it is possible to remove fine dust using the porous characteristics of biochar, return it to nature without unnecessary treatment after removing fine dust, and have the effect of fertilizing the soil.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 제2 실시예의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 바이오차 필터장치가 적용된 제안 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 바이오차 필터장치가 적용된 미세먼지 제거 필터 시스템 구성도이다.
도 8은 도 7에서의 미세먼지 흡착 전, 흡착 후의 바이오차 SEM 사진이다.
도 9 내지 도 10은 전자 현미경을 사용한 바이오차 표면 미세먼지 관찰 SEM 사진으로서, 도 9는 미세먼지 흡착 전 바이오차 표면사진이고, 도 10은 미세먼지 흡착 후 바이오차 표면 사진이다.
도 11은 Biochar(Rice husk) 미세먼지 제거율(%)을 나타내는 그래프로서, Biochar(Rice husk) g별 미세먼지 제거율(%) 결과이다.
도 12는 Biochar(Rice husk) g별 시간당(초) 미세먼지 흡착율(%) 결과 그래프이다.
도 13은 Biochar(Rice husk) g별 미세먼지 흡착량(μg) 결과 그래프이다.
도 14는 Biochar(Rice husk) g별 시간당(초) 미세먼지 흡착량(μg) 결과 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 필터 설치 후와 설치 전 미세먼지 농도 결과를 나타내는 그래프이다. 1 is a perspective view of a first embodiment according to the present invention;
2 is a cross-sectional view of a first embodiment according to the present invention.
3 is an exploded perspective view of a second embodiment according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a second embodiment according to the present invention.
5 is a perspective view of a second embodiment according to the present invention.
6 is a schematic diagram of a proposal to which a biochar filter device according to the present invention is applied.
7 is a configuration diagram of a fine dust removal filter system to which a biochar filter device according to the present invention is applied.
8 is a SEM photograph of a biochar before and after adsorption of fine dust in FIG. 7 .
9 to 10 are SEM photographs of fine dust observed on the surface of biochar using an electron microscope. FIG. 9 is a photograph of the surface of biochar before adsorption of fine dust, and FIG. 10 is a photograph of the surface of biochar after adsorption of fine dust.
11 is a graph showing the biochar (Rice husk) fine dust removal rate (%), which is the result of the fine dust removal rate (%) for each biochar (Rice husk) g.
12 is a graph of fine dust adsorption rate (%) per hour (second) per g of Biochar (Rice husk).
13 is a graph of the result of fine dust adsorption amount (μg) for each biochar (Rice husk) g.
14 is a graph of fine dust adsorption amount (μg) per hour (second) per g of Biochar (Rice husk).
15 is a graph showing the fine dust concentration results after and before installation of the biochar filter according to the second embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments will complete the disclosure of the present invention, and will fully cover the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 단면도이다.1 is a perspective view of a first embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment according to the present invention.

본 발명에서 제안하는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치(1)는 크게, 필터 몸체(10), 바이오차(20), 하부덮개(30) 및 상부덮개(40)를 포함한다. The fine dust removal filter device 1 using biochar proposed in the present invention largely includes a filter body 10, a biochar 20, a lower cover 30 and an upper cover 40.

상기 필터 몸체(10)는 필터장치(1)의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 것으로, 본 발명의 제1 실시예서는 중공형의 관형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The filter body 10 forms the outer shape of the filter device 1 and provides an internal space, and the first embodiment of the present invention is characterized in that it is made of a hollow tubular shape.

상기 필터 몸체(10)의 내부공간에는 필터 몸체(10)로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하기 위한 바이오차(20)가 수용된다. In the inner space of the filter body 10, the biochar 20 for effectively removing fine dust from the polluted air flowing into the filter body 10 and discharging the filtered air is accommodated.

상기 바이오차(20)는 다공성의 특성으로 필터 몸체(10)로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 필터의 기능을 수행한다. The biochar 20 functions as a filter capable of effectively removing fine dust from polluted air flowing into the filter body 10 due to its porous nature.

여기서, 상기 바이오차(20)가 필터 몸체(10)에 수용되는 양이나 비율에 대해서, 본 발명에서는 이를 한정하지는 않으나 도면에서 보는 바와 같이, 통상 2/3 정도의 내부공간에 바이오차(20)가 수용되는 것이 필터장치의 여과기능을 고려할 때 바람직한 것으로 여겨진다. Here, the amount or ratio of the biochar 20 accommodated in the filter body 10 is not limited in the present invention, but as shown in the drawing, the biochar 20 is usually placed in about 2/3 of the internal space. It is considered preferable when considering the filtration function of the filter device that is accommodated.

한편, 도면에서는 도시하지 않았으나, 상기 바이오차(20)의 수용 시 필터 몸체(10) 내에 바이오차(20)의 수용공간을 구분하는 것도 가능하다. 즉, 상기 필터 몸체의 내부공간에 필터막(도시안함)이 형성되어 내부공간이 이중으로 구분되며, 이중으로 구분된 2개의 공간 중 상기 하부덮개(30)와 필터막 사이의 내부공간에 바이오차(20)가 수용될 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawing, it is possible to divide the accommodating space of the biochar 20 within the filter body 10 when the biochar 20 is accommodated. That is, a filter membrane (not shown) is formed in the inner space of the filter body so that the inner space is divided into two parts, and the inner space between the lower cover 30 and the filter film is divided into two parts. (20) can be accepted.

상기 하부덮개(30)는 중앙에 오염공기 유입관(32)이 형성되어 상기 필터 몸체(10)의 개구된 하단부에 결합되며, 상기 상부덮개(40)는 중앙에 여과공기 배출관(42)이 형성되어 상기 필터 몸체(10)의 개구된 상단부에 결합된다. The lower cover 30 has a polluted air inlet pipe 32 formed in the center and coupled to the opened lower end of the filter body 10, and the upper cover 40 has a filtered air discharge pipe 42 formed in the center. is coupled to the open upper end of the filter body 10.

이와 같은 본 발명에 있어서, 실내 혹은 실외의 오염공기는 상기 오염공기 유입관(32)을 통해 필터 몸체(10)로 유입된 후 바이오차(20)을 통과하면서 미세먼지가 흡착되어 여과되고, 이후 여과된 깨끗한 공기가 여과공기 배출관(42)을 통해 배출되는 것이다. In the present invention, indoor or outdoor polluted air is introduced into the filter body 10 through the contaminated air inlet pipe 32, and fine dust is adsorbed and filtered while passing through the biochar 20, and then Filtered clean air is discharged through the filtered air discharge pipe (42).

여기서, 상기 필터 몸체(10)와 상부덮개(40), 하부덮개(30)는 상호 대응되게 형성된 나사홈에 의해 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다. Here, the filter body 10, the upper cover 40, and the lower cover 30 may be detachably coupled by screw grooves formed to correspond to each other.

또한, 상기 필터 몸체와 상부덮개, 하부덮개는 상호 대응되게 형성된 형성된 홈 및 돌기에 의해 억지끼움으로 상호 탈부착이 가능하도록 결합될 수도 있다. In addition, the filter body, the upper cover, and the lower cover may be coupled to each other so as to be detachable with an interference fit by grooves and protrusions formed to correspond to each other.

도 3는 본 발명에 따른 제2 실시예의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view of the second embodiment according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the second embodiment according to the present invention, Figure 5 is a perspective view of the second embodiment according to the present invention.

본 발명의 제2 실시예는 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 필터장치의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 필터 몸체(110)와, 상기 필터 몸체(110)로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하도록 상기 내부공간에 수용되는 다공성의 바이오차(120)와, 상기 필터 몸체(110)의 개구된 하단부에 결합되는 하부덮개(130)와, 상기 필터 몸체의 개구된 상단부에 결합되는 상부덮개(140)를 포함한다. As shown in FIGS. 3 to 5, the second embodiment of the present invention includes a filter body 110 that forms the outer shape of the filter device and provides an internal space, and fine dust in the polluted air flowing into the filter body 110 The porous biochar 120 accommodated in the inner space to effectively remove and discharge filtered air, the lower cover 130 coupled to the opened lower end of the filter body 110, and the opened It includes an upper cover 140 coupled to the upper end.

여기서, 상기 필터 몸체(110)는 중공형의 원판형 형상으로 이루어지며, 상기 하부덮개(130)와 상부덮개(140)는 통풍가능한 재질의 커버, 예컨대, 면 등의 직물로 이루어지어 상기 필터 몸체(110)를 감싸도록 설치될 수 있다. Here, the filter body 110 is made of a hollow disc shape, and the lower cover 130 and the upper cover 140 are made of a breathable material cover, for example, fabric such as cotton, so that the filter body It may be installed to wrap around (110).

이 경우, 상기 하부덮개(130)와 상부덮개(140)는 일체형으로 이루어질 수 있는데, 상기 하부덮개(130)와 상부덮개(140)는 일체형으로 이루어지는 커버로 구성될 경우, 상기 커버에는 개폐가 가능한 개폐수단으로 지퍼가 설치될 수 있다. In this case, the lower cover 130 and the upper cover 140 may be integrally formed. When the lower cover 130 and the upper cover 140 are integrally formed, the cover can be opened and closed. A zipper may be installed as an opening and closing means.

이와 같은 제2 실시예는 상기 하부덮개(130)와 상부덮개(140)가 통풍가능한 재질의 커버로 이루어지어 실내 혹은 실외의 오염공기가 상기 하부덮개(130)를 통해 필터 몸체(10)로 유입된 후 바이오차(20)을 통과하면서 미세먼지가 흡착되어 여과되고, 이후 여과된 깨끗한 공기가 상부덮개(140)을 통해 배출될 수 있다. In the second embodiment, the lower cover 130 and the upper cover 140 are made of a ventilable material so that indoor or outdoor polluted air flows into the filter body 10 through the lower cover 130. After being passed through the biochar 20, the fine dust is adsorbed and filtered, and then the filtered clean air can be discharged through the upper cover 140.

도 6은 본 발명에 따른 바이오차 필터장치가 적용된 제안 모식도이다.6 is a schematic diagram of a proposal to which a biochar filter device according to the present invention is applied.

본 발명의 제2 실시예와 같이, 바이오차 필터 형태로 자동차 매트를 만들어 미세먼지 제거 효과를 제안할 수 있다. 이는 폐자원을 사용하여 만드는 바이오차를 사용한다는 점에서 자원순환의 장점이 있고, 자동차 실내에 존재하는 미세먼지 흡착에 관여할 수 있으며, 외부로 나가는 공기 또한 정화되어 배출되므로, 친환경 자동차로 기대해 볼 수 있다.As in the second embodiment of the present invention, it is possible to propose an effect of removing fine dust by making a car mat in the form of a bio-char filter. This has the advantage of resource circulation in that it uses biochar made using waste resources, can be involved in adsorption of fine dust present in the car interior, and the air going out is also purified and discharged, so it can be expected as an eco-friendly car. can

<실험예><Experimental example>

도 7은 본 발명에 따른 바이오차 필터장치가 적용된 미세먼지 제거 필터 시스템 구성도이다. 7 is a configuration diagram of a fine dust removal filter system to which a biochar filter device according to the present invention is applied.

바이오차 필터의 실험 구성은 에어펌프와 미세먼지를 공기중으로 흩뿌릴 수 있는 장치, 바이오차를 넣어놓은 아크릴 관(필터 몸체), 필터를 지난 후 공기질을 측정 할 수 있는 미세먼지 측정기로 구성하였다.The experimental composition of the biochar filter consisted of an air pump, a device capable of scattering fine dust into the air, an acrylic tube (filter body) containing biochar, and a fine dust meter capable of measuring air quality after passing through the filter.

이와 같은 실험 후 추가로 원판 형태의 바이오차 필터를 제작하여 미세먼지 제거율을 측정 하였다. After this experiment, a disc-shaped biochar filter was additionally manufactured and the fine dust removal rate was measured.

실험준비 및 실험조건Experimental preparation and experimental conditions

- 길이 9cm, 직경 4cm 아크릴 파이프를 준비한다. - Prepare an acrylic pipe with a length of 9 cm and a diameter of 4 cm.

- 아크릴 관에 바이오차를 3g, 4g, 5g으로 각각 실험 진행한다.(바이오차는 Rice husk를 사용)- Experiment with 3g, 4g, and 5g of biochar in an acrylic tube. (Biochar uses rice husk)

- 에어펌프 유속은 7.71L/min, Arizona Test Dust 양은 0.008g로 동일하게 진행한다.- The flow rate of the air pump is 7.71L/min, and the amount of Arizona Test Dust is 0.008g.

- 에어펌프는 실리콘 튜브를 이용하여 Arizona Test Dust와 공기를 섞는 통과 연결한다.- The air pump is connected to the Arizona Test Dust and the air mixing bowl using a silicone tube.

- Arizona Test Dust 0.008g를 튜브에 주입하면 공기와 섞어주는 통을 통과 한 뒤, 바이오차가 있는 아크릴 관을 통과한다. - When 0.008g of Arizona Test Dust is injected into the tube, it passes through the mixing tube with air and then through the acrylic tube containing biochar.

- 아크릴 관 통과 후의 공기 질 측정 공간은 Arizona Test Dust가 쉽게 붙지 않는 스테인리스 소재를 사용한다.- The air quality measurement space after passing through the acrylic pipe uses a stainless material that does not easily adhere to Arizona Test Dust.

- 공기 질 측정은 미세먼지 측정기를 사용한다. - To measure air quality, a fine dust meter is used.

- 미세먼지 측정은 10분간 진행한다. - Fine dust measurement is conducted for 10 minutes.

- 제1 실시예의 관형상의 경우, 아크릴 관에 바이오차를 넣고, 고무 마개로 막은 후 서스(sus)로 튜브 연결하였다.- In the case of the tubular shape of Example 1, biochar was put into an acrylic tube, closed with a rubber stopper, and then the tube was connected with a sus.

- 제2 실시예의 원판 형상의 경우, 바이오차 필터몸체의 형태는 면으로 제작, 지퍼로 바이오차를 g별 주입이 용이하게 했다.- In the case of the disk shape of the second embodiment, the shape of the biochar filter body was made of cotton, making it easy to inject biochar by g with a zipper.

- 미세먼지 분산 장치를 이용하여 미세먼지가 뭉쳐서 주입되지 않도록 하였고, 공기중으로 분산 시킨 후 튜브를 따라 바이오차가 들어있는 아크릴 관에 주입되는 형태로 진행하였다.- A fine dust dispersing device was used to prevent the fine dust from being aggregated and injected, and after being dispersed in the air, it was injected into an acrylic tube containing biochar along the tube.

- 바이오차를 통과한 공기는 미세먼지 측정 장치를 통해 미세먼지 측정하였다.- The air that passed through the biochar was measured for fine dust through a fine dust measuring device.

- Biochar는 3 g, 4 g, 5 g 각각 아크릴 관에 넣어준 후 10분 간격으로 미세먼지 농도 측정을 진행하였다.- After putting 3 g, 4 g, and 5 g of biochar into an acrylic tube, the concentration of fine dust was measured at 10-minute intervals.

- Biochar는 모식도의 그림과 같이 Biochar을 압착하지 않고 공기가 주입되었을 시 아크릴 관 안에서 흩날리도록 실험하였다.- As shown in the schematic diagram, biochar was tested so that it would scatter inside the acrylic tube when air was injected without compressing the biochar.

- Biochar의 다공성 특징을 이용하여 공기에 흩날리면서 미세먼지 흡착을 유도했다.- Adsorption of fine dust was induced while scattering in the air by using the porous characteristics of biochar.

도 8은 도 7에서의 미세먼지 흡착 전, 흡착 후의 바이오차 SEM 사진이다. 8 is a SEM photograph of a biochar before and after adsorption of fine dust in FIG. 7 .

이 사진에서 보는 바와 같이, 미세먼지가 바이오차에 잘 흡착된 것을 확인할 수 있다. As shown in this photo, it can be confirmed that the fine dust is well adsorbed on the biochar.

도 9 내지 도 10은 전자 현미경을 사용한 바이오차 표면 미세먼지 관찰 SEM 사진으로서, 도 9는 미세먼지 흡착 전 바이오차 표면사진이고, 도 10은 미세먼지 흡착 후 바이오차 표면 사진이다. 9 to 10 are SEM pictures of fine dust observed on the surface of biochar using an electron microscope. FIG. 9 is a photograph of the surface of biochar before adsorption of fine dust, and FIG. 10 is a photograph of the surface of biochar after adsorption of fine dust.

도 11은 Biochar(Rice husk) 미세먼지 제거율(%)을 나타내는 그래프로서, Biochar(Rice husk) g별 미세먼지 제거율(%) 결과이다. 11 is a graph showing the biochar (Rice husk) fine dust removal rate (%), which is the result of the fine dust removal rate (%) for each biochar (Rice husk) g.

도 12는 Biochar(Rice husk) g별 시간당(초) 미세먼지 흡착율(%) 결과 그래프이다. 12 is a graph of fine dust adsorption rate (%) per hour (second) per g of Biochar (Rice husk).

도 13은 Biochar(Rice husk) g별 미세먼지 흡착량(μg) 결과 그래프이다. 13 is a graph of the result of fine dust adsorption amount (μg) for each biochar (Rice husk) g.

도 14는 Biochar(Rice husk) g별 시간당(초) 미세먼지 흡착량(μg) 결과 그래프이다. 14 is a graph of fine dust adsorption amount (μg) per hour (second) per g of Biochar (Rice husk).

그래프들에서 보는 바와 같이, 바이오차의 양이 많아질수록 바이오차의 미세먼지 흡착률 또한 20% 이상으로 높아지고 있는 것으로 보인다.As shown in the graphs, as the amount of biochar increases, the fine dust adsorption rate of biochar also seems to increase to 20% or more.

바이오차의 미세먼지 흡착량(μg)또한 바이오차의 양이 많아질수록 2000μg에 가까워지는 것으로 보인다. 이는 본 발명 바이오차 필터에 의한 미세먼지 흡착에 의한 저감 효과라고 볼 수 있다.The fine dust adsorption amount (μg) of biochar also seems to approach 2000 μg as the amount of biochar increases. This can be seen as a reduction effect by adsorption of fine dust by the biochar filter of the present invention.

도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바이오차 필터 설치 후와 설치 전 미세먼지 농도 결과를 나타내는 그래프이다. 15 is a graph showing the fine dust concentration results after and before installation of the biochar filter according to the second embodiment of the present invention.

원판형 바이오차 또한 관형 바이오차와 비슷하게 압착하지 않은 형태로 공기 주입시 안에서 흩날리도록 실험 하였으며, 실험 결과는 다음과 같다. The disc-type biochar was also tested in an uncompressed form, similar to the tubular biochar, to scatter inside when air was injected, and the experimental results are as follows.

- 바이오차 필터 설치 전 미세먼지 농도는 평균 76.84μg/m3으로 나타난다.- The concentration of fine dust before installing the biochar filter was 76.84 μg/m 3 on average.

- 바이오차 필터 설치 후 미세먼지 농도는 평균 35.39μg/m3 으로 나타난다.- After installing the biochar filter, the average concentration of fine dust is 35.39μg/m 3 .

- 바이오차 필터 설치 후 미세먼지 제거율이 평균 10% 증가하여 평균 52.34%으로 나타났다.- After installing the biochar filter, the fine dust removal rate increased by an average of 10% to an average of 52.34%.

- 바이오차 필터 설치 후 미세먼지의 농도는 설치 전과 비교시 평균 41μg/m3 감소하였다.- After installing the biochar filter, the concentration of fine dust decreased by an average of 41μg/m 3 compared to before installation.

- 이는 본 발명을 통한 원판형 바이오차 필터 장치는 약10%의 미세먼지 저감효과와 농도 감소를 입증한 결과라고 볼 수 있다.- This can be seen as a result of demonstrating the fine dust reduction effect and concentration reduction of about 10% of the disc-shaped biochar filter device through the present invention.

이와 같은 실험을 통한 본 발명의 바이오차 필터 시스템의 특징은 다음과 같다. The characteristics of the biochar filter system of the present invention through such experiments are as follows.

- Biochar의 양이 많아질수록 미세먼지 제거율 증가한다.- As the amount of biochar increases, the fine dust removal rate increases.

- 사용 후 불필요한 처리 없이 바로 폐기가 가능하다.- After use, it can be disposed of immediately without unnecessary treatment.

- 흔히 사용하는 활성탄 카본필터가 아닌 바이오차를 사용함으로써 미세먼지 제거 뿐만 아니라 미활용 자원을 사용한다는 점에서 친환경적인 역할이 가능하다.- By using biochar instead of the commonly used activated carbon carbon filter, it is possible to play an eco-friendly role in that it not only removes fine dust but also uses unused resources.

- 바이오차의 생성 과정에서 형성되는 다공성 특징을 이용한 미세먼지 흡착이 가능하다.- It is possible to absorb fine dust using the porous feature formed during the production process of biochar.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are defined by what is described in the claims, not limited to the embodiments described above, and that those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of rights described in the claims. It is self-evident.

10: 필터 몸체 20: 바이오차
30: 하부덮개 32: 오염공기 유입관
40: 상부덮개 42: 여과공기 배출관10: filter body 20: biochar
30: lower cover 32: contaminated air inlet pipe
40: upper cover 42: filtered air discharge pipe

Claims (10)

필터장치의 외형을 이루며 내부공간을 제공하는 필터 몸체; 상기 필터 몸체로 유입되는 오염공기 중 미세먼지를 효과적으로 제거하고 여과공기를 배출하도록 상기 내부공간에 수용되는 다공성의 바이오차; 중앙에 오염공기 유입관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 하단부에 결합되는 하부덮개; 및 중앙에 여과공기 배출관이 형성되어 상기 필터 몸체의 개구된 상단부에 결합되는 상부덮개;를 포함하되,
상기 필터 몸체는 중공형의 원통 형상으로 이루어지지며, 상기 하부덮개와 상부덮개는 상기 필터 몸체에 삽입되는 부분을 제외하고 원뿔대로 형성되고,
상기 필터 몸체는 상기 내부공간에 필터막이 형성되어 이중으로 구분되며, 이중으로 구분된 2개의 공간 중 상기 하부덮개와 필터막 사이의 내부공간에 바이오차가 수용되고,
상기 하부덮개와 필터막 사이의 바이오차 수용공간은 상기 내부 공간의 2/3로 구성되고,
상기 필터 몸체와 상부덮개, 하부덮개는 상호 대응되게 형성된 나사홈에 의해 탈부착이 가능하도록 결합되거나 상기 필터 몸체와 상부덮개, 하부덮개는 상호 대응되게 형성된 형성된 홈 및 돌기에 의해 억지끼움으로 상호 탈부착이 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 바이오차를 이용한 미세먼지 제거 필터장치.
A filter body forming an outer shape of the filter device and providing an inner space; porous biochar accommodated in the inner space to effectively remove fine dust from the polluted air flowing into the filter body and discharge filtered air; a lower cover having a polluted air inlet pipe formed in the center and coupled to the open lower end of the filter body; And an upper cover having a filtered air discharge pipe formed in the center and coupled to the open upper end of the filter body;
The filter body is made of a hollow cylindrical shape, and the lower cover and the upper cover are formed as a truncated cone except for a portion inserted into the filter body,
The filter body is divided into two parts with a filter membrane formed in the internal space, and biochar is accommodated in the internal space between the lower cover and the filter membrane among the two divided spaces,
The biochar accommodating space between the lower cover and the filter membrane consists of 2/3 of the inner space,
The filter body, the upper cover, and the lower cover are detachably coupled by screw grooves formed to correspond to each other, or the filter body, the upper cover, and the lower cover are mutually detachable by force fitting by grooves and protrusions formed to correspond to each other. Fine dust removal filter device using biochar, characterized in that combined to be possible.
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