KR102572767B1 - 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법 - Google Patents

휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102572767B1
KR102572767B1 KR1020210043043A KR20210043043A KR102572767B1 KR 102572767 B1 KR102572767 B1 KR 102572767B1 KR 1020210043043 A KR1020210043043 A KR 1020210043043A KR 20210043043 A KR20210043043 A KR 20210043043A KR 102572767 B1 KR102572767 B1 KR 102572767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reduction module
unit
vocs
reduction
volatile organic
Prior art date
Application number
KR1020210043043A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220137234A (ko
Inventor
이진희
김상준
허일정
유영우
김영진
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020210043043A priority Critical patent/KR102572767B1/ko
Publication of KR20220137234A publication Critical patent/KR20220137234A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102572767B1 publication Critical patent/KR102572767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438—Cooling or heating systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법에 관한 것으로써, 유해유체가 흐르는 유로의 흐름을 반복적으로 전환하면서 VOC를 제거하고, VOC가 제거된 재생유체를 사용하여 가열된 흡착부 및 촉매부를 냉각하기 때문에 냉각을 위한 별도의 장치나 별도의 냉각 시간이 필요없어 VOC 저감 효율을 높일 수 있다.

Description

휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법{Volatile Organic Compound Reduction System and Reduction Method}
본 발명은 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법에 관한 것이다.
휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds, VOC)은 증기압이 높아 끓는점이 낮고 상온에서도 쉽게 증발하여 공기 중으로 확산되는 특징을 가지며, 대부분 자극적인 냄새와 함께, 인체에 해로운 물질이다.
휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 종류에는 화학공정에서 사용되는 유기 용제, 스프레이 또는 냉매로 이용되는 염화탄소, 휘발유또는 이로부터 유래한 화합물, 담배나 자동차의 매연 등에 포함된 벤젠류의 화합물질, 건축재료, 페인트, 접착제 등의 원료인 포름알데히드 등이 있다.
일반적으로 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)은 비점이 0~ 100 ℃인 초휘발성 유기화합물, 100 ~ 260 ℃인 휘발성 유기화합물 그리고 260 ~ 400 ℃인 준휘발성 유기화합물로 분류할 수 있으며, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)의 직접적인 유해로는 벤젠의 경우 백혈병과 중추신경장애 및 염색체 이상 등을 유발하는 것으로 알려졌으며, 간접적인 2 차 유해로는 대기 중에 존재하는 질소산화물(NOx) 및 다른 화학물질과 광화학 반응을 통하여 광화학 스모그의 원인인 오존(O3)을 발생시키거나, 퍼옥시아세틸니트레이트(Peroxy-acetylnitrate: PAN) 등 강산성의 2 차 오염물질에 의한 광화학 스모그의 원인, 성층권의 오존층 파괴 및 지구 온난화 등이 있으며, 환경과 인체에 치명적인악영향을 끼치고 있다.
이러한 휘발성유기화합물질을 제거하기 위한 방법으로는 촉매산화법, 흡착처리법 및 직접연소법이 있다.
직접연소법은 연소를 통해 배출가스를 분해시키는 방법으로서, 휘발성유기화합물의 제거율이 높은 장점이 있으며 널리 쓰이고 있는 방법이다. 그러나 직접연소법은 열원의 제공을 위한 운전비용이 소모되며, 배출가스의 성분 중 할로겐화합물이 포함되어 있거나, 다량의 무기금속화합물을 함유하고 있을 경우에는 추가의 소각이 필요하다. 또한, 고온에서는 질소산화물 등의 생성 가능성이 있는 단점이 있다.
흡착처리법은 흡착제의 표면에 오염물질을 채취, 포집 및 체류시키는 방법이다. 흡착처리법은 다른 방법에 비해 운전이 용이하고 설비투자가 낮은 장점이 있으나, 오염물질의 농도가 높을 경우에는 사용이 어려우며, 흡착제의 재생에 따른 2차 오염을 유발할 수 있다.
촉매산화법은 촉매 작용을 통해 휘발성유기화합물을 산화하여 제거하는 방법으로서, 다른 방법에 비해 상대적으로 낮은 투자비와 낮은 운전비를 요구하는 반면, 높은 효율을 낼 수 있는 장점이 있다.
또한, 기존 촉매산화법에 농축(흡착)을 적용한 농축산화법은 낮은 농도의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 함유하는 폐가스의 처리나 유량과 농도가 변하는 조건에서의 운전에 적합하며, 타 시스템에 비해 에너지 소모가 적고 투자비와 운전비가 적게 들며 낮은 온도에서 운전이 가능하고, 상대적으로 높은 효율을 낼 수 있다는 장점이 있다.
하지만, 흡착한 휘발성유기화합물을 탈착하고 이를 산화시키기 위해 가열하는 단계를 필수적으로 포함한다. 그리고, 가열 후에는 휘발성유기화합물을 재흡착하기 위해 냉각하는 단계를 거쳐야만 한다.
따라서 냉각하는 단계에서는 휘발성유기화합물을 흡착할 수 없기 때문에 휘발성유기화합물의 저감 효율이 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1996411호 (공고 2019.10.01.)
본 발명의 목적은 효율성 높은 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 유해유체 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착하여 농축하는 흡착부와, 상기 흡착부로부터 탈착한 VOC를 촉매에 의해 산화하여 제거하는 촉매부와 상기 흡착부와 촉매부로 열에너지를 공급하여 가열하는 가열부를 각각 포함하는 제1저감모듈과 제2저감모듈; 상기 제1저감모듈과 제2저감모듈는 직렬로 연결되어, 상기 제1저감모듈에서 상기 제2저감모듈로 유체가 흐르는 정방향 유로 및 상기 제2저감모듈에서 상기 제1저감모듈로 유체가 흐르는 역방향 유로를 형성하는 유로부; 및 유해유체가 상기 정방향 유로와 상기 역방향 유로를 번갈아가며 흐르도록 유해유체의 유입을 제어하는 제어부; 를 포함하는 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 정방향 유로는, 상기 제1저감모듈에 유해유체를 유입하는 제1유입유로, 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체를 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출하는 제2배출유로, 상기 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하는 연결유로를 포함하고, 상기 역방향 유로는, 상기 제2저감모듈에 유해유체를 유입하는 제2유입유로, 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유로상기 제1저감모듈을 거쳐 배출하는 제1배출유로, 상기 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하는 연결유로를 포함하는, 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈의 흡착부에 흡착한 VOC는 상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈의 가열부의 가열에 의해 탈착하여 상기 제1저감모듈의 촉매부에서 산화하고, 상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈의 흡착부에 흡착한 VOC는 상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈의 가열부의 가열에 의해 탈착하여 상기 제2저감모듈의 촉매부에서 산화하는, 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 가열된 상기 제1저감모듈의 흡착부와 촉매부는 상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈에 유입하는 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되고, 가열된 상기 제2저감모듈의 흡착부와 촉매부는 상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈에 유입하는 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되는, 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 유해유체가 상기 정방향 유로를 흐르도록 상기 제2유입유로 및 상기 제1배출유로를 폐쇄하고, 유해유체가 상기 역방향 유로를 흐르도록 상기 제1유입유로 및 상기 제2배출유로를 폐쇄하는 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 유해유체의 상기 정방향 유로에서 상기 역방향 유로 또는 상기 역방향 유로에서 상기 정방향 유로의 전환 간격을 조절하는, 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 연결유로에는 상기 재생유체의 일부를 배출할 수 있는 보조배출유로가 연결된 휘발성유기화합물 저감 시스템. 가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1배출유로 또는 상기 제2배출유로로 흐르는 재생유체와 상기 보조배출유로로 배출되는 재생유체의 비율을 조절하는 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1저감모듈 또는 제2저감모듈은 상기 흡착부, 촉매부, 및 가열부를 일체로 형성하는 휘발성유기화합물 저감 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 흡착부, 촉매부, 및 가열부를 각각 포함하는 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하여 구성한 휘발성유기화합물 저감 방법에 있어서, (a) 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈로 유입하고, 상기 제1저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계; (b) 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 단계; (c) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제2저감모듈로 유입하고, 상기 제2저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계; (d) 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제1저감모듈을 거쳐 배출되는 단계; (e) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈로 유입하고, 상기 제1저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계; 및 (f) 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 단계; 를 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 제1저감모듈에서 상기 가열부가 상기 흡착부와 상기 촉매부를 가열하여 상기 흡착부에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를 더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d-2) 상기 제1저감모듈을 거쳐 배출되는 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제1저감모듈의 흡착부 및 촉매부가 냉각되는 단계; 를 더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (f) 단계는, (f-1) 상기 제2저감모듈에서 상기 가열부가 상기 흡착부와 상기 촉매부를 가열하여 상기 흡착부에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를 더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (f) 단계는, (f-2) 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제2저감모듈의 흡착부 및 촉매부가 냉각되는 단계; 를 더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제1저감모듈을 거치지 않고 상기 제2저감모듈에서 바로 배출하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (f) 단계에서, 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제2저감모듈을 거치지 않고 상기 제1저감모듈에서 바로 배출하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 (a) 내지 (f) 단계를 하나의 과정으로 반복하여 통해 유해유체에 포함된 VOC를 제거하는 휘발성유기화합물 저감 방법이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법은 유해유체가 흐르는 유로의 흐름을 반복적으로 전환하면서 VOC를 제거하고, VOC가 제거된 재생유체를 사용하여 가열된 흡착부 및 촉매부를 냉각하기 때문에 냉각을 위한 별도의 장치나 별도의 냉각 시간이 필요 없어 VOC 저감 효율을 높일 수 있다.
따라서, 열순환을 위한 별도의 열교환기가 없이도 높은 열효율을 얻을 수 있다.
또한, 두 개의 저감모듈을 직렬로 연결하여, 유해유체의 유량을 분배하고 유해유체의 흐름 방향을 반복적으로 전환하는 것을 통해 흡착/탈착/산화/냉각 과정이 지속적으로 반복되면서 유해유체에서 VOC를 제거하기 때문에 높은 VOC 제거 효율이 발휘된다.
또한, 두 개의 저감모듈과 이를 연결하는 유로로 구성되기 때문에 시스템의 부피가 크게 감소하여 VOC의 제거가 필요한 배출구 등에 직접 설치할 수 있고, 이에 비용도 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템의 구성에 따른 유체의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 제1저감모듈 또는 제2저감모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템의 구성에 따른 유체의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 제1저감모듈 또는 제2저감모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템은, 유해유체 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착하여 농축하는 흡착부(10)와, 상기 흡착부(10)로부터 탈착한 VOC를 촉매에 의해 산화하여 제거하는 촉매부(20)와 상기 흡착부(10)와 촉매부(20)로 열에너지를 공급하여 가열하는 가열부(30)를 각각 포함하는 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200); 상기 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)는 직렬로 연결되어, 상기 제1저감모듈(100)에서 상기 제2저감모듈(200)로 유체가 흐르는 정방향 유로(301) 및 상기 제2저감모듈(200)에서 상기 제1저감모듈(100)로 유체가 흐르는 역방향 유로(302)를 형성하는 유로부(300); 및 유해유체가 상기 정방향 유로(301)와 상기 역방향 유로(302)를 번갈아가며 흐르도록 유해유체의 유입을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
도 1을 참조하면, 제1저감모듈(100)은 유해유체 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착하여 농축하는 흡착부(10)와, 흡착부(10)로부터 탈착한 VOC를 촉매에 의해 산화하여 제거하는 촉매부(20)와 흡착부(10)와 촉매부(20)로 열에너지를 공급하여 가열하는 가열부(30)를 포함한다. 또한, 제2저감모듈(200)도 제1저감모듈(100)과 동일하게 흡착부(10), 촉매부(20), 및 가열부(30)를 포함한다.
제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)은 길이 방향으로 일정 길이를 가지고 공간을 형성하며 흡착부(10), 촉매부(20), 및 가열부(30)를 내부에 구비할 수 있다. 이때, 흡착부(10)와 촉매부(20)는 하나의 유닛으로 형성될 수도 있으며, 흡착부(10)와 촉매부(20)가 별개로 형성되는 경우에는 촉매부(20)는 흡착부(10)와 연통하도록 형성된다.
흡착부(10)는 흡착제가 처리되어 유입된 유해유체 내 휘발성유기화합물이 흡착된다. 이를 통해 흡착부(10)는 유입된 유해유체 내 휘발성유기화합물이 일정 농도까지 흡착된다.
촉매부(20)는 촉매에 의한 휘발성유기화합물의 산화 작용이 가능하도록 처리되어 형성된다. 이를 통해 흡착부(10)로부터 탈착되어 촉매부(20)로 유동하는 휘발성유기화합물을 촉매를 이용하여 이산화탄소와 물로 산화시킨다.
가열부(30)는 상술된 바와 같이, 흡착부(10)와 촉매부(20)에 열에너지를 공급하여 가열함으로써, 흡착부(10)에서는 휘발성유기화합물이 탈착되도록 하고, 촉매부(20)에서는 촉매에 의한 촉매 작용이 이루어지도록 한다. 가열부(30)는 흡착부(10)에 흡착된 휘발성유기화합물이 선택되는 농도(포화상태 등)에 이르게 되면 가열함으로써, 흡착부(10)로부터 휘발성유기화합물이 탈착되도록 한다. 또한, 가열부(30)는 촉매부(20)를 가열함으로써, 촉매의 가열에 의해 탈착한 휘발성유기화합물을 산화시켜 제거하도록 한다. 이때 공급하는 열에너지는 펄스형 열에너지를 사용할 수 있다.
흡착부(10)에 흡착된 휘발성유기화합물의 농도가 증가하여 고농도화되면 흡착부(10)에 흡착된 휘발성유기화합물은 흡착부(10)로부터 탈착됨과 동시에, 촉매부(20)에 의해 이산화탄소와 로 산화될 수 있다. 즉, 상온에서 흡착된 휘발성유기화합물이 포화 상태에 이르게 되면 가열부(30)의 가열에 의해 탈착되고, 탈착된 휘발성유기화합물은 동시 가열된 촉매부(20)에서 산화되어 제거된다.
이때, 흡착부(10)와 촉매부(20)가 하나의 유닛으로 모듈화되어 형성된 경우, 상기의 흡착, 탈착, 및 산화의 과정은 모듈화된 유닛에서 이뤄질 수 있다.
이하 도 2 내지 도 6을 더 참조하여 설명한다.
제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)은 직렬로 연결되고, 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)로 유체가 흘러 들어가고 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)로부터 유체가 흘러나오는 유로부(300)를 형성한다.
상기 정방향 유로(301)는, 상기 제1저감모듈(100)에 유해유체를 유입하는 제1유입유로(310), 상기 제2저감모듈(200)으로부터 VOC가 제거된 재생유체를 배출하는 제2배출유로(340), 상기 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)을 직렬로 연결하는 연결유로(350)를 포함하고, 상기 역방향 유로(302)는, 상기 제2저감모듈(200)에 유해유체를 유입하는 제2유입유로(320), 상기 제1저감모듈(100)으로부터 VOC가 제거된 재생유체를 배출하는 제1배출유로(330), 상기 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)을 직렬로 연결하는 연결유로(350)를 포함한다.
유로부(300)는 제1저감모듈(100)에서 제2저감모듈(200)로 유체가 흐르는 정방향 유로(301)와 제2저감모듈(200)에서 제1저감모듈(100)로 유체가 흐르는 역방향 유로(302)를 형성한다.
이때, 유로부(300)는 제1저감모듈(100)에 유해유체를 유입하는 제1유입유로(310), 제1저감모듈(100)로부터 VOC가 제거된 재생유체를 배출하는 제1배출유로(330)와 제2저감모듈(200)에 유해유체를 유입하는 제2유입유로(320), 제2저감모듈(200)으로부터 재생유체를 배출하는 제2배출유로(340)와 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)을 직렬로 연결하는 연결유로(350)를 포함할 수 있다.
정방향 유로(301)는 제1유입유로(310), 연결유로(350), 및 제2배출유로(340)를 포함하며, 역방향 유로(302)는 제2유입유로(320), 연결유로(350), 및 제1배출유로(330)를 포함한다.
즉, 정방향 유로(301)는 제1유입유로(310)에서 제1저감모듈(100), 제1저감모듈(100)에서 연결유로(350)를 거쳐 제2저감모듈(200), 그리고 제2저감모듈(200)에서 제2배출유로(340)의 경로를 형성하는 것이고, 역방향 유로(302)는 제2유입유로(320)에서 제2저감모듈(200), 제2저감모듈(200)에서 연결유로(350)를 거쳐 제1저감모듈(100), 그리고 제1저감모듈(100)에서 제1배출유로(330)의 경로를 형성하는 것이다.
정방향 유로(301)에서 유해유체는 제1유입유로(310)를 통해 제1저감모듈(100)로 유입하고 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착되어 제거된다. 그리고, VOC가 제거된 재새유체는 연결유로(350)를 통해 제2저감모듈(200)을 거쳐 제2배출유로(340)로 배출된다.
역방향 유로(302)에서 유해유체는 제2유입유로(320)를 통해 제2저감모듈(200)로 유입하고 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착되어 제거된다. 그리고, VOC가 제거된 재생유체는 연결유로(350)를 통해 제1저감모듈(100)을 거쳐 제1배출유로(330)로 배출된다.
상기 정방향 유로(301)의 흐름 시 상기 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 상기 역방향 유로(302)의 흐름 시 상기 제1저감모듈(100)의 가열부(30)의 가열에 의해 탈착하여 상기 제1저감모듈(100)의 촉매부(20)에서 산화하고, 상기 역방향 유로(302)의 흐름 시 상기 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 상기 정방향 유로(301)의 흐름 시 상기 제2저감모듈(200)의 가열부(30)의 가열에 의해 탈착하여 상기 제2저감모듈(200)의 촉매부(20)에서 산화한다.
정방향 유로(301)의 흐름에서 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC의 농도가 고농도화되거나 일정농도에 도달하면, 유체의 흐름은 정방향 유로(301)에서 역방향 유로(302)로 전환된다. 역방향 유로(302)의 흐름으로 전환되면, 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 제1저감모듈(100)의 가열부(30)의 가열에 의해 탈착하고 제1저감모듈(100)의 촉매부에서 산화한다. 이때, 역방향 유로(302)의 흐름에 의해 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC의 흡착이 일어난다.
그리고, 역방향 유로(302)의 흐름에서 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC의 농도가 고농도화되거나 일정농도에 도달하면, 유체의 흐름은 역방향 유로(302)에서 정방향 유로(301)로 전환된다. 정방향 유로(301)의 흐름으로 전환되면, 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 제2저감모듈(200)의 가열부(30)의 가열에 의해 탈착하고 제2저감모듈(200)의 촉매부에서 산화한다. 이때, 정방향 유로(301)의 흐름에 의해 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC의 흡착이 일어난다.
첫 번째 유해유체의 제1저감모듈(100)로의 유입에서는 제1저감모듈(100)에서 VOC의 흡착만 일어나 VOC가 제거된 재생유체가 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출된다. 그리고, 첫 번째 유해유체의 제1저감모듈(100)로의 유입 이후 제2저감모듈(200)로의 유입부터는 제2저감모듈(200)에서 VOC를 흡착하면 제1저감모듈(100)에서 VOC의 탈착 및 산화가 일어나고, 제1저감모듈(100)에서 VOC를 흡착하면 제2저감모듈(200)에서 VOC의 탈착 및 산화가 일어난다.
즉, 정방향 유로(301)와 역방향 유로(302)의 흐름이 반복적으로 전환되면서, 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)에서 흡착 및 탈착/산화가 번갈아가면서 이루어지는 것이다.
도 3 및 도 5를 다시 참조하면, 가열된 상기 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 상기 역방향 유로(302)의 흐름 시 상기 제1저감모듈(100)에 유입하는 상기 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되고, 가열된 상기 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 상기 정방향 유로(301)의 흐름 시 상기 제2저감모듈(200)에 유입하는 상기 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각된다.
흡착부(10)에 흡착한 VOC를 탈착하기 위해서는 흡착부(10)를 가열부(30)로 가열하는 과정이 필요하다. 제1저감모듈(100)의 흡착부(10) 또는 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)는 VOC의 재흡착을 위해서 냉각하는 과정이 필수적이다. 흡착부(10)를 냉각하는 과정도 정방향 유로(301)와 역방향 유로(302)의 흐름이 반복적으로 전환되는 것을 반영하여 이뤄진다.
정방향 유로(301)의 흐름에서 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 역방향 유로(302)의 흐름에서 가열부(30)의 가열에 의해 흡착부(10)에서 탈착하여 촉매부(20)에서 산화한다. 제1저감모듈(100)의 촉매부(20)에서 VOC의 산화가 끝나면 가열된 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 역방향 유로(302)의 흐름으로 제1저감모듈(100)에 유입하는 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되는 것이다.
즉, 정방향 유로(301)에서 역방향 유로(302)로 흐름이 전환된 후, 유해유체는 제2저감모듈(200)로 유입하여 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에서 VOC의 흡착이 일어나고, 동시에 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에서는 VOC의 탈착과 산화가 일어난다. 제1저감모듈(100)에서 VOC의 탈착과 산화가 완료되더라도, 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체는 계속해서 제1저감모듈(100)로 유입하여 VOC의 탈착과 산화를 위해 가열된 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각한다.
반대로, 역방향 유로(302)의 흐름에서 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 흡착한 VOC는 정방향 유로(301)의 흐름에서 가열부(30)의 가열에 의해 흡착부(10)에서 탈착하여 촉매부(20)에서 산화한다. 제2저감모듈(200)의 촉매부(20)에서 VOC의 산화가 끝나면 가열된 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 역방향 유로(302)의 흐름으로 제2저감모듈(200)에 유입하는 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되는 것이다.
즉, 역방향 유로(302)에서 정방향 유로(301)로 흐름이 전환된 후, 유해유체는 제1저감모듈(100)로 유입하여 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에서 VOC의 흡착이 일어나고, 동시에 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에서는 VOC의 탈착과 산화가 일어난다. 제2저감모듈(200)에서 VOC의 탈착과 산화가 완료되더라도, 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체는 계속해서 제2저감모듈(200)로 유입하여 VOC의 탈착과 산화를 위해 가열된 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각한다.
이렇듯, 정방향 유로(301)와 역방향 유로(302)의 반복된 흐름전환을 통해 VOC가 제거된 재생유체를 가열된 흡착부(10) 및 촉매부(20)의 냉각에 사용하기 때문에 냉각을 위한 별도의 장치나 별도의 시간이 필요없게 되어 VOC의 제거 효율이 매우 높아질 수 있는 것이다.
상기 제어부는, 유해유체가 상기 정방향 유로(301)를 흐르도록 상기 제2유입유로(320) 및 상기 제1배출유로(330)를 폐쇄하고, 유해유체가 상기 역방향 유로(302)를 흐르도록 상기 제1유입유로(310) 및 상기 제2배출유로(340)를 폐쇄한다.
제어부는 유로부(300)를 제어하여 유체의 정방향 유로(301)와 역방향 유로(302)의 흐름전환을 제어한다.
제어부는 정방향 유로(301)에서 유체의 흐름이 제1유입유로(310), 제1저감모듈(100), 연결유로(350), 제2저감모듈(200), 제2저감모듈(200), 제2배출유로(340) 순서로 발생하도록 제2유입유로(320) 및 제1배출유로(330)를 폐쇄하고, 역방향 유로(302)에서 유체의 흐름이 제2유입유로(320), 제2저감모듈(200), 연결유로(350), 제1저감모듈(100), 제1배출유로(330) 순서로 발생하도록 제1저감모듈(100) 및 제2배출유로(340)를 폐쇄한다.
이를 위해서, 제1유입유로(310), 제2유입유로(320), 제1배출유로(330) 및 제2배출유로(340)에는 유로를 개폐할 수 있는 댐퍼가 설치될 수 있으며, 제어부는 상기 댐퍼를 조절함으로써 유로의 흐름을 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 유해유체의 상기 정방향 유로(301)에서 상기 역방향 유로(302) 또는 상기 역방향 유로(302)에서 상기 정방향 유로(301)의 전환 간격을 조절한다.
유해물질의 종류 및 농도에 따라 제1저감모듈(100) 및 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC가 최고농도로 흡착하는데 걸리는 시간은 다를 수 있으며, 이에 따라 VOC가 흡착부(10)에서 탈착하고 촉매부(20)에서 산화하는 시간도 달라질 수 있다. 또한, 제1저감모듈(100) 및 제2저감모듈(200)을 냉각하는 시간도 달라질 수 있다.
제어부는 유체의 흐름을 정방향 유로(301)와 역방향 유로(302) 사이에서 전환하는 시간 간격을 상황에 따라서 조절할 수 있다. 이를 위해서 제1유입유로(310) 및 제2유입유로(320)에는 유해유체의 종류 또는 농도 등을 측정할 수 있는 센서가 구비될 수도 있을 것이다.
상기 연결유로(350)에는 상기 재생유체의 일부를 배출할 수 있는 보조배출유로(360)가 연결될 수 있다.
정방향 유로(301)의 흐름에서 역방향 유로(302)의 흐름으로 전환하여 VOC가 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 흡착하고, 제1저감모듈(100)에서는 흡착부(10)의 탈착과 촉매부(20)의 산화가 일어나는 과정에서 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체는 탈착과 산화가 일어나는 제1저감모듈(100)로 모두 흐르지 않고 일부가 보조배출유로(360)로 배출될 수 있다.
이는 탈착과 산화가 일어나는 제1저감모듈(100)에서 그 효율을 높여주기 위한 것으로써, 예를 들어 제2저감모듈(200)에서 VOC이 제거된 재생유체의 90%는 보조배출유로(360)로 배출되고, 나머지 10%는 제1저감모듈(100)로 흐르도록 조절할 수 있다.
도 3 및 도5를 다시 참조하면, 이를 위해서 상기 제어부는, 상기 제1배출유로(330) 또는 상기 제2배출유로(340)로 흐르는 재생유체와 상기 보조배출유로(360)로 배출되는 재생유체의 비율을 조절할 수 있다. 비율은 위에서 기술한 것과 같은 비율 또는 다른 비율로 조절될 수 있으며, 보조배출유로(360)로 모두 재생유체를 배출할 수 도 있다.
정방향 유로(301) 및 역방향 유로(302)의 흐름에서, 재생유체가 제1배출유로(330) 또는 상기 제2배출유로(340)로 흐르는 재생유체와 상기 보조배출유로(360)로 배출되는 비율은 조절될 수 있다.
제어부 정방향 유로(301)의 흐름에서는, 제2저감모듈(200)로 흘러 제2배출유로(340)로 흘러 나가는 재생유체와 보조배출유로(360)로 배출되는 재생유체의 비율은 0~50:100~50 로 조절할 수 있다.
또한, 반대인 역방향 유로(302)의 흐름에서도, 제1저감모듈(100)로 흘러 제1배출유로(330)로 흘러 나가는 재생유체와 보조배출유로(360)로 배출되는 재생유체의 비율은 0~50:100~50 로 조절할 수 있다.
이와 같은 재생유체가 배출되는 비율의 조절을 통해, 탈착과 산화가 일어나는 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)에서 그 효율을 높여줄 수 있을 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)은 상기 흡착부(10), 촉매부(20), 및 가열부(30)를 일체로 형성할 수 있다.
제1저감모듈(100)을 기준으로 설명하면, 도 7의 (a)와 같이 흡착부(10), 촉매부(20) 및 가열부(30)가 구분된 형태이지만 일체로 형성할 수도 있으며, 도 7의 (b)와 같이 흡착부(10), 촉매부(20) 및 가열부(30)가 서로 구분되지 않은 하나의 유닛 형태인 복합모듈 형식으로 형성할 수도 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 흡착부(10)와 촉매부(20)를 하나의 유닛으로 복합모듈로 구성하고 가열부(30)를 옆에 설치하는 형태를 가질 수도 있을 것이다.
어떠한 형태를 가지던지, 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)의 내부에 흡착부(10), 촉매부(20), 및 가열부(30)는 일체로 형성되기 때문에 VOC의 흡착, 탈착 및 산화 작용이 동시에 일어나 VOC의 저감을 효과적으로 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 방법을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 방법은 흡착부(10), 촉매부(20), 및 가열부(30)를 각각 포함하는 제1저감모듈(100)과 제2저감모듈(200)을 직렬로 연결하여 구성한 휘발성유기화합물 저감 방법에 있어서, (a) 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈(100)로 유입하고, 상기 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하는 단계; (b) 상기 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출되는 단계; (c) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제2저감모듈(200)로 유입하고, 상기 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하는 단계; (d) 상기 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제1저감모듈(100)을 거쳐 배출되는 단계; (e) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈(100)로 유입하고, 상기 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하는 단계; 및 (f) 상기 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출되는 단계; 를 포함한다.
도 2를 참조하면, (a) 단계에서 VOC를 포함한 유해유체는 제1저감모듈(100)로 유입하고, 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하여 제거된다. 그리고 (b) 단계에서 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체가 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출된다.
더 상세히 설명하면, 유해유체는 제1유입유로(310)로 유입하여 제1저감모듈(100)로 들어오고, 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에서 유해유체에 포함된 VOC를 흡착하여 제거한다. 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체는 연결유로(350)를 겨쳐 제2저감모듈(200)로 들어가고, 제2배출유로(340)를 통해 배출된다.
도 3을 참조하면, (c) 단계에서 VOC를 포함한 유해유체는 제2저감모듈(200)로 유입하고, 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하여 제거된다. 그리고 (d) 단계에서 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체가 제1저감모듈(100)을 거쳐 배출된다.
더 상세히 설명하면, 유해유체는 제2유입유로(320)로 유입하여 제2저감모듈(200)로 들어오고, 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에서 유해유체에 포함된 VOC를 흡착하여 제거한다. 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체는 연결유로(350)를 겨쳐 제1저감모듈(100)로 들어가고, 제1배출유로(330)를 통해 배출된다.
상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 제1저감모듈(100)에서 상기 가열부(30)가 상기 흡착부(10)와 상기 촉매부(20)를 가열하여 상기 흡착부(10)에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를 더 포함한다.
제2저감모듈(200)로 들어온 유해유체는 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하여 제거되고 재생유체가 되어 연결유로(350)를 통해 제1저감모듈(100)로 들어가고 제1배출유로(330)로 배출된다. 이때, 제1저감모듈(100)의 가열부(30)는 흡착부(10)와 촉매부(20)를 가열하고, 제1저감모듈(100)에 흡착되어 있던 VOC가 탈착하여 촉매부(20)에 의해 산화된다.
그리고, 도 4를 참조하면, 상기 (d) 단계는, (d-2) 상기 제1저감모듈(100)을 거쳐 배출되는 상기 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제1저감모듈(100)의 흡착부(10) 및 촉매부(20)가 냉각되는 단계; 를 더 포함한다.
(d-1) 단계에서 가열된 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 (d-2) 단계에서 냉각된다.
제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체는 제1저감모듈(100)로 흘러들어오는데, 이때 재생유체는 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각하는 것이다.
유해유체는 제2저감모듈(200)로 계속해서 흘러들어오면서 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)에서 VOC가 제거되고, 재생유체가 되어 제1저감모듈(100)로 흘러들어가 가열된 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각하는 것이다.
도 5를 참조하면, (e) 단계에서 VOC를 포함한 유해유체는 제1저감모듈(100)로 유입하고, 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하여 제거된다. 그리고 (f) 단계에서 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체가 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출된다.
더 상세히 설명하면, 유해유체는 제1유입유로(310)로 유입하여 제1저감모듈(100)로 들어오고, 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에서 유해유체에 포함된 VOC를 흡착하여 제거한다. 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체는 연결유로(350)를 겨쳐 제2저감모듈(200)로 들어가고, 제2배출유로(340)를 통해 배출된다.
상기 (f) 단계는, (f-1) 상기 제2저감모듈(200)에서 상기 가열부(30)가 상기 흡착부(10)와 상기 촉매부(20)를 가열하여 상기 흡착부(10)에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를 더 포함한다.
제1저감모듈(100)로 들어온 유해유체는 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에 VOC가 흡착하여 제거되고 재생유체가 되어 연결유로(350)를 통해 제2저감모듈(200)로 들어가고 제2배출유로(340)로 배출된다. 이때, 제2저감모듈(200)의 가열부(30)는 흡착부(10)와 촉매부(20)를 가열하고, 제2저감모듈(200)에 흡착되어 있던 VOC가 탈착하여 촉매부(20)에 의해 산화된다.
그리고, 도 6을 참조하면, 상기 (f) 단계는, (f-2) 상기 제2저감모듈(200)을 거쳐 배출되는 상기 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제2저감모듈(200)의 흡착부(10) 및 촉매부(20)가 냉각되는 단계; 를 더 포함한다.
(f-1) 단계에서 가열된 제2저감모듈(200)의 흡착부(10)와 촉매부(20)는 (f-2) 단계에서 냉각된다.
제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체는 제2저감모듈(200)로 흘러들어오는데, 이때 재생유체는 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각하는 것이다.
유해유체는 제1저감모듈(100)로 계속해서 흘러들어오면서 제1저감모듈(100)의 흡착부(10)에서 VOC가 제거되고, 재생유체가 되어 제2저감모듈(200)로 흘러들어가 가열된 흡착부(10)와 촉매부(20)를 냉각하는 것이다.
상기 (d) 단계에서, 상기 제2저감모듈(200)에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제1저감모듈(100)을 거치지 않고 상기 제2저감모듈(200)에서 바로 배출할 수 있으며, 상기 (f) 단계에서, 상기 제1저감모듈(100)에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제2저감모듈(200)을 거치지 않고 상기 제1저감모듈(100)에서 바로 배출할 수 있다.
이는 탈착과 산화가 일어나는 제1저감모듈(100) 또는 제2저감모듈(200)에서 그 효율을 높여주기 위한 것으로써, 예를 들어 제2저감모듈(200)에서 VOC이 제거된 재생유체의 90%는 보조배출유로(360)로 배출되고, 나머지 10%는 제1저감모듈(100)로 흐르도록 할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 (a) 내지 (f) 단계를 하나의 과정으로 반복하여 유해유체에 포함된 VOC를 제거한다.
이렇듯, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법은 유해유체가 흐르는 유로의 흐름을 반복적으로 전환하면서 VOC를 제거하고, VOC가 제거된 재생유체를 사용하여 가열된 흡착부(10) 및 촉매부(20)를 냉각하기 때문에 냉각을 위한 별도의 장치나 별도의 냉각 시간이 필요없어 VOC 저감 효율을 높일 수 있다.
따라서, 열순환을 위한 별도의 열교환기가 없이도 높은 열효율을 얻을 수 있다.
또한, 두 개의 저감모듈을 직렬로 연결하여, 유해유체의 유량을 분배하고 유해유체의 흐름 방향을 반복적으로 전환하는 것을 통해 흡착/탈착/산화/냉각 과정이 지속적으로 반복되면서 유해유체에서 VOC를 제거하기 때문에 높은 VOC 제거 효율이 발휘된다.
또한, 두 개의 저감모듈과 이를 연결하는 유로로 구성되기 때문에 시스템의 부피가 크게 감소하여 VOC의 제거가 필요한 배출구 등에 직접 설치할 수 있고, 이에 비용도 절감할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
10 : 흡착부
20 : 촉매부
30 : 가열부
100 : 제1저감모듈
200 : 제2저감모듈
300 : 유로부
301 : 정방향 유로
302 : 역방향 유로
310 : 제1유입유로
320 : 제2유입유로
330 : 제1배출유로
340 : 제2배출유로
350 : 연결유로
360 : 보조배출유로

Claims (17)

  1. 유해유체 내 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)이 흡착하여 농축하는 흡착부와, 상기 흡착부로부터 탈착한 VOC를 촉매에 의해 산화하여 제거하는 촉매부와 상기 흡착부와 촉매부로 열에너지를 공급하여 가열하는 가열부를 각각 포함하는 제1저감모듈과 제2저감모듈;
    상기 제1저감모듈과 제2저감모듈는 직렬로 연결되어, 상기 제1저감모듈에서 상기 제2저감모듈로 유체가 흐르는 정방향 유로 및 상기 제2저감모듈에서 상기 제1저감모듈로 유체가 흐르는 역방향 유로를 형성하는 유로부; 및
    유해유체가 상기 정방향 유로와 상기 역방향 유로를 번갈아가며 흐르도록 유해유체의 유입을 제어하는 제어부; 를
    포함하고,
    상기 정방향 유로는, 상기 제1저감모듈에 유해유체를 유입하는 제1유입유로, 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체를 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출하는 제2배출유로, 상기 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하는 연결유로를 포함하고,
    상기 역방향 유로는, 상기 제2저감모듈에 유해유체를 유입하는 제2유입유로, 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유 상기 제1저감모듈을 거쳐 배출하는 제1배출유로, 상기 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하는 연결유로를 포함하고,
    상기 연결유로에는 상기 재생유체의 일부를 배출할 수 있는 보조배출유로가 연결된 휘발성유기화합물 저감 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈의 흡착부에 흡착한 VOC는 상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈의 가열부의 가열에 의해 탈착하여 상기 제1저감모듈의 촉매부에서 산화하고,
    상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈의 흡착부에 흡착한 VOC는 상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈의 가열부의 가열에 의해 탈착하여 상기 제2저감모듈의 촉매부에서 산화하는,
    휘발성유기화합물 저감 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    가열된 상기 제1저감모듈의 흡착부와 촉매부는 상기 역방향 유로의 흐름 시 상기 제1저감모듈에 유입하는 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되고,
    가열된 상기 제2저감모듈의 흡착부와 촉매부는 상기 정방향 유로의 흐름 시 상기 제2저감모듈에 유입하는 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 냉각되는,
    휘발성유기화합물 저감 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    유해유체가 상기 정방향 유로를 흐르도록 상기 제2유입유로 및 상기 제1배출유로를 폐쇄하고, 유해유체가 상기 역방향 유로를 흐르도록 상기 제1유입유로 및 상기 제2배출유로를 폐쇄하는 휘발성유기화합물 저감 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    유해유체의 상기 정방향 유로에서 상기 역방향 유로 또는 상기 역방향 유로에서 상기 정방향 유로의 전환 간격을 조절하는, 휘발성유기화합물 저감 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1배출유로 또는 상기 제2배출유로로 흐르는 재생유체와 상기 보조배출유로로 배출되는 재생유체의 비율을 조절하는 휘발성유기화합물 저감 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1저감모듈 또는 제2저감모듈은 상기 흡착부, 촉매부, 및 가열부를 일체로 형성하는 휘발성유기화합물 저감 시스템.
  10. 흡착부, 촉매부, 및 가열부를 각각 포함하는 제1저감모듈과 제2저감모듈을 직렬로 연결하여 구성한 휘발성유기화합물 저감 방법에 있어서,
    (a) 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)을 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈로 유입하고, 상기 제1저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계;
    (b) 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 단계;
    (c) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제2저감모듈로 유입하고, 상기 제2저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계;
    (d) 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제1저감모듈을 거쳐 배출되는 단계;
    (e) VOC를 포함한 유해유체가 상기 제1저감모듈로 유입하고, 상기 제1저감모듈의 흡착부에 VOC가 흡착하는 단계; 및
    (f) 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체가 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 단계; 를
    포함하고,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제1저감모듈을 거치지 않고 상기 제2저감모듈에서 바로 배출하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 제1저감모듈에서 상기 가열부가 상기 흡착부와 상기 촉매부를 가열하여 상기 흡착부에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를
    더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d-2) 상기 제1저감모듈을 거쳐 배출되는 상기 제2저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제1저감모듈의 흡착부 및 촉매부가 냉각되는 단계; 를
    더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f-1) 상기 제2저감모듈에서 상기 가열부가 상기 흡착부와 상기 촉매부를 가열하여 상기 흡착부에서 VOC를 탈착하여 산화하는 단계;를
    더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f-2) 상기 제2저감모듈을 거쳐 배출되는 상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체에 의해 상기 제2저감모듈의 흡착부 및 촉매부가 냉각되는 단계; 를
    더 포함하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  15. 삭제
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 (f) 단계에서,
    상기 제1저감모듈에서 VOC가 제거된 재생유체의 일부를 상기 제2저감모듈을 거치지 않고 상기 제1저감모듈에서 바로 배출하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
  17. 제 10 항 내지 제14항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a) 내지 (f) 단계를 하나의 과정으로 반복하여 통해 유해유체에 포함된 VOC를 제거하는 휘발성유기화합물 저감 방법.
KR1020210043043A 2021-04-02 2021-04-02 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법 KR102572767B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210043043A KR102572767B1 (ko) 2021-04-02 2021-04-02 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210043043A KR102572767B1 (ko) 2021-04-02 2021-04-02 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220137234A KR20220137234A (ko) 2022-10-12
KR102572767B1 true KR102572767B1 (ko) 2023-08-31

Family

ID=83597663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210043043A KR102572767B1 (ko) 2021-04-02 2021-04-02 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102572767B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723858B1 (ko) 2015-10-29 2017-04-06 (주)코리아테크 휘발성 유기화합물 농축장치 및 이의 제어방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0810571A (ja) * 1994-06-28 1996-01-16 Babcock Hitachi Kk 排ガス浄化装置およびその運転方法
KR101996411B1 (ko) 2017-11-30 2019-10-01 한국화학연구원 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템
KR102370243B1 (ko) * 2018-11-26 2022-03-04 한국조선해양 주식회사 휘발성유기화합물 제거시스템 및 이를 구비하는 대형 도장공장
KR102255620B1 (ko) * 2019-02-20 2021-05-26 한국화학연구원 Voc 저감 시스템 및 voc 저감 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723858B1 (ko) 2015-10-29 2017-04-06 (주)코리아테크 휘발성 유기화합물 농축장치 및 이의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220137234A (ko) 2022-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1683565B1 (en) Method of treating exhaust gas and treating apparatus
US20160339388A1 (en) Volatile Organic Compound Removal System Using Microwaves
KR100993563B1 (ko) 예열기능을 갖고서 휘발성 유기화합물을 산화ㆍ분해하는장치
KR100784409B1 (ko) 휘발성 유기화합물 농축 촉매 연소 시스템 및 방법
JP6290320B2 (ja) 排ガス処理設備、排ガス処理方法
EP2164812A1 (en) Purification of a fluid using ozone with an adsorbent and/or a particle filter
KR102176906B1 (ko) 아스콘 악취제거장치 및 방법
CN205760438U (zh) 一种用于处理VOCs的活性炭吸附浓缩及蓄热式热氧化器的集成装置
KR20070016450A (ko) 휘발성 유기화합물 농축 촉매 연소 시스템 및 이를 위한 농축 뱅크
KR101542177B1 (ko) Voc 흡착농축식 촉매산화 처리장치
KR100324035B1 (ko) 흡착/산화 2기능성 촉매를 이용한 ｖｏｃ 제거 시스템
KR100889639B1 (ko) 휘발성 유기 화합물 처리장치
KR102572767B1 (ko) 휘발성유기화합물 저감 시스템 및 저감 방법
KR20190063812A (ko) 펄스 가열형 voc 제거 촉매 시스템
KR101645171B1 (ko) 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템
JPH1190177A (ja) バッファを備えた有害ガスの浄化装置及び浄化方法
KR102244442B1 (ko) 직화식 제연장치
JP2006187698A (ja) 有機溶剤ガス処理装置
KR100646188B1 (ko) 축열식 소각장치
KR100410893B1 (ko) 연속적 흡착 및 재생 장치
KR102282525B1 (ko) 펄스형 휘발성유기화합물 저감을 위한 촉매 모듈
KR100720102B1 (ko) 폐열을 이용한 배기가스 처리장치
KR100473646B1 (ko) 유해가스의 흡착 농축 연소장치
JPH0347884B2 (ko)
WO2013001345A1 (en) A method of cleaning a carbon dioxide rich flue gas

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right