KR102589082B1 - 촉매 연소산화장치 - Google Patents
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Abstract
유독가스를 온전히 제거할 수 있는 촉매 연소산화장치를 개시한다.
촉매 연소산화장치는 유독가스를 연소시켜 유독가스를 정화하기 위한 촉매 연소산화장치로서, 유독가스가 저장된 유독가스저장탱크로부터 유독가스가 유입되는 유입부와 유독가스를 촉매반응을 통해 연소시키기 위한 고온의 촉매가 충진된 촉매부와 촉매부의 상부에 배치되고 연소 반응을 위한 열원을 제공하는 산화부를 구비하여 촉매의 촉매반응을 통해 그 내부로 유입된 유독가스를 연소시켜 제거하는 연소산화유닛, 산화부에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 연소산화유닛에 공급할 수 있도록 유입부에 연결되는 연료가스공급유닛 및 연소산화유닛에 연결되고 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 저장하기 위한 축열유닛을 포함한다. 연소산화유닛은 유입부와 연통되고 연료가스공급유닛에서 공급된 연료가스와 유독가스를 혼합시키기 위한 제1 합성부와 적어도 일부가 허니컴 구조로 형성되고 제1 합성부에 연통되며 연료가스와 유독가스를 재혼합하기 위한 제2 합성부를 포함한다.
촉매 연소산화장치는 유독가스를 연소시켜 유독가스를 정화하기 위한 촉매 연소산화장치로서, 유독가스가 저장된 유독가스저장탱크로부터 유독가스가 유입되는 유입부와 유독가스를 촉매반응을 통해 연소시키기 위한 고온의 촉매가 충진된 촉매부와 촉매부의 상부에 배치되고 연소 반응을 위한 열원을 제공하는 산화부를 구비하여 촉매의 촉매반응을 통해 그 내부로 유입된 유독가스를 연소시켜 제거하는 연소산화유닛, 산화부에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 연소산화유닛에 공급할 수 있도록 유입부에 연결되는 연료가스공급유닛 및 연소산화유닛에 연결되고 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 저장하기 위한 축열유닛을 포함한다. 연소산화유닛은 유입부와 연통되고 연료가스공급유닛에서 공급된 연료가스와 유독가스를 혼합시키기 위한 제1 합성부와 적어도 일부가 허니컴 구조로 형성되고 제1 합성부에 연통되며 연료가스와 유독가스를 재혼합하기 위한 제2 합성부를 포함한다.
Description
본 발명은 촉매 연소산화장치에 관한 것으로, 유독가스를 산화시켜 제거할 수 있는 촉매 연소산화장치에 관한 것이다.
각종 공장의 배출가스에는 대기오염의 주요인이 되고 있는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds;VOCs)과 같은 다양한 유해 화학물질이나 악취를 유발하는 가스가 포함되어 있다. 휘발성 유기화합물은 그 종류가 다양하나, 벤젠(benzene) 및 페놀(phenol) 같은 방향족(Aromatic) 화합물, 알칸(Alkane), 알켄(Alkene) 등의 탄화수소(Hydrocarbon) 화합물과 염소와 같은 할로겐(halogen) 화합물, 질소, 산소 등을 포함한 비균질 탄화수소(Heterogeneous Hydrocarbon) 등이 있다. 주요 휘발성 유기화합물의 배출원으로는 도료, 도장 및 플라스틱 관련 공장, 화학공장, 정유공장, 저유소 및 세탁소 등을 들 수 있다.
이러한 휘발성 유기화합물은 그 종류 및 대기 중의 반응형태에 따라 대류권 오존오염, 성층권 파괴 및 지구 온난화 등을 유발하며, 인체나 동식물이 휘발성 유기화합물에 노출된 경우 단기적으로는 호흡기 질환, 신경장애 등을 일으키고, 장기적으로는 발암, 유전자 변이 등을 일으킬 수 있다고 보고되어 있다. 이와 같이, 그 자체로도 건강에 매우 유해한 휘발성 유기화합물의 배출량은 산업의 발달로 인해 매년 늘고 있어 그에 따른 환경오염도 더욱 가중되고 있다.
이러한 유해 화학물질 가스와 악취물질을 제거하기 위해 종래에는 재생식 열산화 장치(Regenerative Thermal Oxidation: RTO)가 사용되고 있었다
종래의 재생식 열산화 장치는 배출가스를 직접 연소시켜 산화처리한 후 연소열은 회수 및 재사용하는 방식을 사용하는 장치로서, 처리효율이 높고 고농도의 휘발성 유기화합물의 처리에 경제적이어서 현재 많이 사용되고 있다.
그러나, 종래의 재생식 열산화 장치는 그 설비비가 상대적으로 많이 요구되고 휘발성 유기화합물의 농도가 낮으면 운전비가 많이 들어 경제성이 없으며, 배출가스의 유량변동이 심한 문제가 있다.
또한, 종래의 재생식 열산화 장치는 할로겐, 황화합물이 포함된 휘발성 유기화합물을 모두 산화시키지 못하여 상술한 유독가스를 일부 배출시키는 문제가 잇다.
따라서, 인체에 유해하고, 악취 및 환경오염의 원인이 되지만 일반적인 오염물질 제거공정으로는 처리되지 않는 물질을 제거하기 위한 효율적이고 경제적인 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 유독가스를 온전히 제거할 수 있는 촉매 연소산화장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 연소산화장치는 유독가스를 연소시켜 유독가스를 정화하기 위한 촉매 연소산화장치로서, 유독가스가 저장된 유독가스저장탱크로부터 상기 유독가스가 유입되는 유입부와, 상기 유독가스를 촉매반응을 통해 연소시키기 위한 고온의 촉매가 충진된 촉매부와, 상기 촉매부의 상부에 배치되고 연소 반응을 위한 열원을 제공하는 산화부를 구비하여 촉매의 촉매반응을 통해 그 내부로 유입된 유독가스를 연소시켜 제거하는 연소산화유닛; 상기 산화부에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 상기 연소산화유닛에 공급할 수 있도록, 상기 유입부에 연결되는 연료가스공급유닛; 및 상기 연소산화유닛에 연결되고, 상기 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 저장하기 위한 축열유닛;을 포함하고, 상기 연소산화유닛은, 상기 유입부와 연통되고, 상기 연료가스공급유닛에서 공급된 상기 연료가스와 상기 유독가스를 혼합시키기 위한 제1 합성부와, 적어도 일부가 허니컴 구조로 형성되고 상기 제1 합성부에 연통되며 상기 연료가스와 상기 유독가스를 재혼합하기 위한 제2 합성부를 포함한다.
상기 연소산화유닛은, 상기 산화부의 상부에 배치되고, 그 내부에 상기 산화부에 연통되어 상기 유독가스가 연소된 고온의 정화가스가 배출되는 다수의 통로부재와, 상기 통로부재를 냉각시켜주기 위한 냉각수가 내장된 열전도부; 상기 열전도부의 상부에 연통되도록 배치되며, 상기 열전도부를 통과한 냉각된 정화가스를 외부로 배출시키는 배출부; 상기 열전도부와 상기 배출부 사이에 배치되고, 상기 정화가스 내에 함유된 유독물질을 흡착하는 흡착제가 마련된 흡착부;를 더 포함하고,상기 열전도부는, 상기 열전도부의 하부에 연결되고, 상기 열전도부의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재; 및 상기 열전도부의 상부에 연결되고, 상기 열전도부로부터 냉각수를 배출시키기 위한 냉각수배출부재;를 더 포함하고, 상기 배출부는, 상기 열전도부에 의해 열교환된 상기 정화가스를 추가적으로 냉각시키기 위한 냉각부재와, 상기 냉각부재의 상부에 결합되는 배출노즐;를 포함하고, 상기 산화부는, 연소 반응을 위한 열원을 제공할 수 있도록, 스파크형 점화봉, 파일럿 버너, 전기히터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 점화플러그; 상기 촉매부의 상측에서 상향 경사지게 배치되고, 그 하부가 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체에 밀착되며, 그 경사진 상부가 상기 연소산화유닛의 타측 내벽체와 이격되고, 상기 타측 내벽체와의 사이의 가스유로를 형성하는 경사패널; 및 상기 경사패널과 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체와의 사이에 배치되는 흡수부재;를 포함하며, 상기 흡수부재는, 상기 정화가스로부터 발생되어 상기 경사패널과 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체 사이에 수용되는 응축수를 흡수할 수 있도록, 적어도 일부가 수팽창지수재로 형성된다.
상기 유입부는, 상기 연소산화유닛의 하부에 형성되는 유입챔버; 상기 연료가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 상기 연료가스공급유닛에 연결되고, 그 타단이 상기 유입챔버에 연결되며, 적어도 일부가 직각을 이루도록 형성되는 제1 유입배관; 및 상기 유독가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 상기 유독가스저장탱크에 연결되고, 그 타단이 상기 유입챔버에 연결되며 상기 제1 유입배관의 상측에 배치되는 복수의 제2 유입배관;을 포함하고, 상기 유입부는, 상기 연료가스공급유닛에서 공급된 연료가스의 공급량을 조절하도록, 상기 제1 유입배관의 내부에서 상기 제1 유입배관의 원주방향을 따라 적어도 일부가 중첩되게 배치되고 상기 제1 유입배관의 중심부를 향해 회전 가능하게 형성되는 복수의 제1 조절부재; 상기 복수의 제1 조절부재에 연결되고, 상기 제1 유입배관의 내벽체에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 제1 조절부재가 상기 제1 유입배관의 중심부로 이동할 수 있도록, 상기 복수의 제1 조절부재에 구동력을 제공하는 제1 구동부재; 상기 유독가스저장탱크로부터 공급된 유독가스의 공급량을 조절하도록, 상기 제2 유입배관의 내부에서 상기 제2 유입배관의 원주방향을 따라 적어도 일부가 중첩되게 배치되고 상기 제2 유입배관의 중심부를 향해 회전 가능하게 형성되는 복수의 제2 조절부재; 및 상기 복수의 제2 조절부재에 연결되고, 상기 제2 유입배관의 내벽체에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 제2 조절부재가 상기 제2 유입배관의 중심부로 이동할 수 있도록, 상기 복수의 제2 조절부재에 구동력을 제공하는 제2 구동부재;를 포함하고, 상기 촉매부는, 그 내부에 충진된 촉매가 질산염 전이 금속, 질산염 알칼리 토금속 및 질산염 알루미늄을 함유하고, 상기 질산염 알칼리 토금속은 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐 중에서 적어도 하나를 포함하며, 상기 연소산화유닛은, 상기 유입챔버 내의 유독가스의 농도와 상기 유입챔버 내의 연료가스의 농도를 측정하고, 측정된 상기 유독가스의 농도 및 상기 연료가스의 농도에 따라 상기 제1 구동부재와 상기 제2 구동부재를 선택적으로 제어하는 컨트롤러;를 더 포함한다.
상기 연료가스는, 제1 연료가스 및 상기 제1 연료가스보다 더 높은 순도를 가지는 제2 연료가스를 포함하고, 상기 연료가스공급유닛은, 상기 제1 유입배관으로 공급되는 상기 제1 연료가스와 상기 제2 연료가스를 생성하는 가스생성체; 상기 제1 연료가스가 이동 가능하도록, 상기 가스생성체와 상기 제1 유입배관을 연결하는 메인공급라인; 상기 제2 연료가스가 이동 가능하도록, 상기 가스생성체와 상기 메인공급라인을 연결하는 서브공급라인; 및 상기 제2 연료가스의 공급 여부를 제어할 수 있도록, 상기 메인공급라인과 상기 서브공급라인에 각각 연결되는 제어모듈;을 포함하고, 상기 서브공급라인는, 상기 제2 연료가스가 이동 가능한 보조공급관, 상기 제2 연료가스를 감압시킬 수 있고 상기 보조공급관에 설치되는 감압기 및 감압된 상기 제2 연료가스의 흐름을 조절할 수 있고 상기 보조공급관에 설치되는 조절기를 포함하고, 상기 보조공급관은, 상기 제2 연료가스의 유량을 조절할 수 있고 상기 보조공급관의 전단에 배치되는 제2 연료가스 밸브를 구비하고, 상기 제어모듈은, 상기 제2 연료가스 밸브의 작동을 제어할 수 있도록 상기 제2 연료가스 밸브와 연결되며, 상기 감압기는, 상기 제2 연료가스를 순차적으로 감압시킬 수 있도록, 상기 보조공급관을 따라 차례로 배치되는 복수의 감압부재를 포함하고, 상기 조절기는, 상기 제2 연료가스가 유입되는 제1 배관과, 상기 제2 연료가스가 배출되고 상기 제1 배관보다 직경이 작은 제2 배관과, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 연결하며 상기 제2 연료가스의 불규칙한 흐름을 일정한 흐름으로 조절 가능한 분사판을 구비하는 제3 배관을 포함하고, 상기 제3 배관은, 상기 제1 배관에서 상기 제2 배관을 향하여 그 직경이 점차 작게 형성되고, 상기 분사판은, 상기 제3 배관의 직경들 중 어느 하나와 동일한 직경을 갖는 분리막과, 상기 분리막을 관통하며 상기 제1 배관에 상기 제2 배관을 향하여 길이를 갖고 그 직경이 점차 작게 형성되는 복수의 분사홀을 구비한다.
상기 연소산화유닛의 점화플러그에 전자기적으로 연결되며, 입사된 태양광을 흡수하여 전력을 생성하고, 생성된 전력을 상기 점화플러그에 공급할 수 있도록, 태양광을 이용하여 전력을 생성 가능한 복수의 태양광패널을 구비하고, 상기 연소산화유닛에서 이격되어 상기 축열유닛에 자전 가능하게 설치되는 태양광 발전유닛;를 더 포함하고, 상기 축열유닛에 회전 가능하게 설치되는 제1 발전부몸체; 상기 제1 발전부몸체에 자전 가능하게 결합되고, 그 상부가 경사지게 형성되고, 경사진 상부에 상기 태양광패널이 설치되는 제2 발전부몸체; 상기 제2 발전부몸체의 상면에 설치되고, 상기 점화플러그의 상태를 외부에 표시하도록 상기 점화플러그와 전자기적으로 연결되는 디스플레이; 상기 제2 발전부몸체를 자전시킬 수 있도록, 상기 제2 발전부몸체에 구동력을 제공하는 자전모듈; 및 상기 자전모듈이 기 설정된 시간마다 작동될 수 있도록, 상기 자전모듈을 타이밍 제어하는 제어부재;를 포함하고, 상기 자전모듈은, 상기 제1 발전부몸체의 둘레를 따라 자전 가능하도록, 상기 제2 발전부몸체에 결합되는 회전체; 상기 회전체에 결합되는 제1 톱니; 상기 제1 톱니에 치합되는 제2 톱니; 상기 제2 톱니에 치합되는제3 톱니; 상기 제3 톱니를 회전시킬 수 있도록, 상기 제3 톱니에 구동력을 제공하는 자전모듈모터; 상기 태양광 발전유닛은, 상기 태양광패널이 배치되는 그 상면이 경사지게 형성되고, 그 상면의 각도가 하기의 수학식에 의해 설정된다.
[수학식]
(여기서, a는 태양광 발전유닛 상면의 경사각이고, b는 태양의 고도각이고, L1은 태양광 발전유닛의 상면의 길이이고, L2는 태양광 발전유닛의 상면을 기준으로 그 전방에 이격된 연소산화유닛까지의 이격 거리를 의미한다.)
본 발명에 따르면, 고온의 촉매를 사용하여 유독가스를 용이하게 연소시킬 수 있다. 이에, 유독가스가 온전히 제거된 정화가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
또한 유독가스를 연소시킬 때 사용되는 연료가스를 유기적으로 공급받을 수 있다. 이에, 연료가스가 과도하게 소비되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치의 계통도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연소산화유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스공급유닛의 서브공급라인의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 조절부재와 제1 구동부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 제2 조절부재와 제2 구동부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 태양광 발전유닛의 경사각을 설정하는 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치의 계통도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연소산화유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스공급유닛의 서브공급라인의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 조절부재와 제1 구동부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 제2 조절부재와 제2 구동부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 태양광 발전유닛의 경사각을 설정하는 모습을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치의 계통도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연소산화유닛의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스공급유닛의 서브공급라인의 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 제1 조절부재와 제1 구동부재의 구조를 도시한 도면이고, 도 6은 제2 조절부재와 제2 구동부재의 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전유닛의 구조를 도시한 도면이고, 도 8은 태양광 발전유닛의 경사각을 설정하는 모습을 도시한 도면이다.
먼저, 촉매 연소산화장치(100)를 설명하기에 앞서, 촉매 연소산화장치(100)로 유독가스를 공급하는 유독가스저장탱크(T)에 대해 간략하게 설명한다.
유독가스저장탱크(T)는 유독가스를 저장하는 탱크로서, 유독가스를 연소산화유닛(110)으로 공급한다. 여기서, 유독가스(부생가스)는 석유가스를 포함하는 휘발성 유기화합물 종류와 황화합물 종류, 암모니아 화합물, 할로겐화합물 종류를 포함할 수 있다.
하기에서는, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치(100)를 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치(100)는 연소 속도를 상대적으로 더 빠르게하고, 연소시 발생되는 온도를 상대적으로 더 높게 형성할 수 있도록, 촉매(즉, 연소촉매)를 사용하는 촉매 연소산화장치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 촉매 연소산화장치(100)는 유독가스를 연소시켜 유독가스를 정화하기 위한 장치로서, 유독가스가 저장된 유독가스저장탱크(T)로부터 유독가스가 유입되는 유입부(111)와, 유독가스를 촉매반응을 통해 연소시키기 위한 고온의 촉매가 충진된 촉매부(114)와, 촉매부(114)의 상부에 배치되고 연소 반응을 위한 열원을 제공하는 산화부(115)를 구비하여 촉매의 촉매반응을 통해 그 내부로 유입된 유독가스를 연소시켜 제거하는 연소산화유닛(110) 및 산화부(115)에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 연소산화유닛(110)에 공급할 수 있도록 유입부(111)에 연결되는 연료가스공급유닛(120) 및 연소산화유닛(110)에 연결되고 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 저장하기 위한 축열유닛(130)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 연소산화유닛(110)은 유독가스저장탱크(T)로부터 공급된 유독가스를 산화시켜 유독가스에서 유독물질이 제거된 정화가스를 생성할 수 있다.
연소산화유닛(110)은 유입부(111), 제1 합성부(112), 제2 합성부(113), 촉매부(114), 산화부(115), 열전도부(116), 배출부(117), 흡착부(118) 및 컨트롤러(119)를 포함할 수 있다.
유입부(111)는 유입챔버(111a), 제1 유입배관(111b), 제2 유입배관(111c), 제1 조절부재(111d), 제1 구동부재(111e), 제2 조절부재(111f), 제2 구동부재(111g)를 포함할 수 있다.
유입챔버(111a)는 연소산화유닛(110)의 내부 중 제1 합성부(112)의 하부에 위치하는 소정의 공간으로서, 연소산화유닛(110)의 내벽체에 의해 구획될 수 있다. 유입챔버(111a)에는 제1 유입배관(111b)에 의해 연료가스가 그 내부로 공급될 수 있다.
제1 유입배관(111b)은 연료가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 연료가스공급유닛(120)에 연결되고, 그 타단이 유입챔버에 연결되며, 적어도 일부가 직각을 이루도록 형성된다. 제1 유입배관(111b)은 그 일단이 후술되는 메인공급라인(123)에 연결될 수 있다. 여기서, 연료가스는 예컨데 LNG, O2 등을 포함할 수 있다.
제2 유입배관(111c)은 유독가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 유독가스저장탱크(T)에 연결되고, 그 타단이 유입챔버(111a)에 연결되며 제1 유입배관(111b)의 상측에 배치될 수 있다. 일반적으로, 유독가스는 벤젠(benzene) 및 페놀(phenol) 같은 방향족(Aromatic) 화합물, 알칸(Alkane), 알켄(Alkene) 등의 탄화수소(Hydrocarbon) 화합물과 염소와 같은 할로겐(halogen) 화합물 등을 포함하며, 연료가스보다 그 비중이 클 수 있다. 이에, 상대적으로 비중이 작은 연료가스를 유입챔버(111a)의 하부로 유입시키고, 상대적으로 비중이 큰 유입챔버(111a)의 상부로 유입시켜 유입챔버(111a)의 중심부에서 서로 용이하게 섞이게 할 수 있다.
제1 조절부재(111d)는 복수개로 마련되며, 적어도 일부가 제1 유입배관(111b)의 통로(즉, 연료가스가 이동하는 경로)의 중심부를 향해 회전 이동하며, 제1 유입배관(111b)의 통로의 개방된 정도를 조절할 수 있다. 즉, 제1 조절부재(111d)는 제1 유입배관(111b)의 통로를 개폐할 수 있다.
예를 들어, 복수의 제1 조절부재(111d)는 서로 중첩된 형태로 마련될 수 있다. 복수의 제1 조절부재(111d)는 통로(142a)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 복수의 제1 조절부재(111d)는 보조연료가 이동하는 방향에 대하여 직교하는 방향을 따라 통로의 중심부로 이동할 수 있다. 이러한, 복수의 제1 조절부재(111d)의 개폐방식은 카메라의 광의 노출량을 조절하는 조리개 구동방식에 일반적으로 적용되는 방식과 유사할 수 있다. 이에, 복수의 제1 조절부재(111d)가 통로의 개구율을 일정한 비율로 증감시키며 통로를 개폐시킬 수 있다.
제1 구동부재(111e)는 복수의 제1 조절부재(111d)를 이동시킬 수 있도록, 복수의 제1 조절부재(111d)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부재(111e)는, 회전체, 모터, 제1 톱니, 제2 톱니, 및 제3 톱니를 포함할 수 있다. 회전체는 제1 유입배관(111b)의 내부에서 통로의 가장자리를 따라 회전 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 회전체가 모터에서 발생되는 구동력을 제1 톱니 및 제2 톱니를 통해 전달받아, 회전하며 복수의 제1 조절부재(111d)를 통로의 중심부를 향하여 회전 이동시킬 수 있다.
제2 조절부재(111f)는 복수개로 마련되며 서로 중첩된 형태로 형성될 수 있다. 복수의 제2 조절부재(111f)의 일단부가 제2 유입배관(111c)의 내주면에 회전 중심이 고정된 상태에서 타단부만 통로(즉, 유독가스가 이동하는 경로)의 중심부로 이동하는 구조로 마련될 수 있다. 이러한, 복수의 제2 조절부재(111f)의 개폐방식은 오리피스의 개폐방식에 일반적으로 적용되는 방식과 동일한 방식일 수 있다. 따라서, 복수의 제2 조절부재(111f)가 통로를 개폐하며, 유독가스저장탱크(T)에서 유입챔버(111a)로 유독가스를 공급하거나 혹은 공급하지 않을 수 있다. 또한, 복수의 제2 조절부재(111f)가 통로의 개구율을 일정한 비율로 증감시키며 유독가스저장탱크(T)에서 유입챔버(111a)로 공급되는 유독가스의 공급량을 조절할 수 있다.
제2 구동부재(111g)는 복수의 제2 조절부재(111f)를 이동시킬 수 있도록, 복수의 제2 조절부재(111f)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 구동부재(111g)는, 회전체, 모터, 제1 톱니, 제2 톱니, 및 제3 톱니를 포함할 수 있다. 회전체는 제2 유입배관(111c)의 내부에서 통로의 가장자리를 따라 회전 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 회전체가 모터에서 발생되는 구동력을 제1 톱니 및 제2 톱니를 통해 전달받아, 회전하며 복수의 제1 조절부재(111d)를 통로의 중심부를 향하여 회전 이동시킬 수 있다.
여기서, 제1 조절부재(111d) 및 제1 구동부재(111e)는 제2 유입배관(111c)에 설치될 수도 있다. 반면, 제2 조절부재(111f) 및 제2 구동부재(111g)는 제1 유입배관(111b)에 설치될 수도 있다. 즉, 제1 조절부재(111d) 및 제1 구동부재(111e)와 제2 조절부재(111f) 및 제2 구동부재(111g)가 서로 반대로 설치될 수도 있다.
여기서, 제1 조절부재(111d) 및 제1 구동부재(111e)와 제2 조절부재(111f) 및 제2 구동부재(111g)는 후술되는 컨트롤러(119)에 의해 그 구동이 선택적으로 제어될 수 있다.
제1 합성부(112)는 연소산화유닛(110)의 내부 중 유입챔버(111a)의 상측에 마련된다. w제1 합성부(112)는 유입챔버(111a)로부터 상승되는 연료가스 및 유독가스를 1차적으로 혼합시켜준다. 제1 합성부(112)는 철실이 얼기설기 엉켜있는 철수세미와 같은 형태로 될 수 있다. 이 경우, 연료가스 및 유독가스가 철수세미의 불규칙한 유로를 통과하면서 양호하게 혼합된다.
한편, 제1 합성부(112)는 메쉬(mesh)형태로 형성될 수도 있다.
제2 합성부(113)는 연소산화유닛(110)의 내부 중 제1 합성부(112)의 상측에 배치되며, 제1 합성부(112)에 의해 혼합된 혼합가스(즉, 연료가스와 유독가스가 혼합된 가스)를 2차 혼합시켜준다. 예를 들어, 제2 합성부(113)는 허니컴 구조 혹은 메쉬구로조 마련될 수 있다.
촉매부(114)는 촉매를 이용한 연소를 위한 것으로, 연소산화유닛(110)의 내부 중 제2 합성부(113)의 상측에 배치되며, 유입챔버(111a)와 연통되게 적층되는 사각박스 형태로 되고, 그 내부에는 제1 합성부(112)(및 제2 합성부(113))에 의해 혼합된 혼합가스를 촉매 반응에 의해 연소시키기 위한 촉매(114a)가 충진될 수 있다.
촉매부(114)의 부피는 촉매(114a)의 충진량에 따라 가변적이나, 본 발명의 실시예에서는 100L 내지 500L로 형성되는 경우를 예시적으로 설명한다. 여기서, 촉매부(114)의 열효율은 90% 이상이 될 수 있 수 있으며, 촉매부(114)에서 배출되는 CO량은 20ppm 이하이고, 촉매부(114)에서 배출되는 NOX 양은 20ppm 이하이며, 부생가스 및 유독가스의 처리 효율은 99% 이상일 수 있다.
촉매(114a)는 알갱이 형태 즉, 펠릿형태를 이룰 수 있으나, 원통형, 원기둥형, 구형, 육면체형 등도 적용될 수 있다. 이들은 모두 기공을 형성될 수 있으며, 기공이 형성되면, 연료가스의 확산방지 및 차압을 받지 않게 되므로 연료가스가 특정부위로 편중되지 않고 일정하게 통과하게 된다.
여기서, 펠릿의 크기는 2 ~ 5mm가 적절하다 펠릿의 크기가 이 범위보다 크면 펠릿과 펠릿 사이의 기공이 커지게 되어 연소효율이 저하되고, 반면 펠릿의 크기가 이 범위보다 작으면 기공이 작아지게 되어 가스의 통과율이 저하되므로 상기의 크기범위로 형성될 수 있다.
여기서, 촉매(114a)는 질산염 전이 금속, 질산염 알칼리 토금속 및 질산염 알루미늄을 함유하고, 상기 질산염 알칼리 토금속은 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
촉매(114a)는 연료가스의 연소반응과 동시에 유독가스의 분해/연소 반응을 일으키는 역할을 한다. 특히 촉매(114a)의 활성점에 해당되는 부분에서 연소반응과 분해반응이 동시에 일어나는데, 이 반응은 강한 발열반응이므로 많은 양의 열이 발생한다. 예를 들어 유독가스가 톨루엔인 경우, 1kg의 양이 촉매(114a)에서 처리될 때 약 9,665kcal의 열이 발생하게 된다. 또한, 연료가스가 LNG인 경우, 1Nm3의 양이 촉매(114a)에서 연소될 경우 약 10,200kcal의 열이 또한 발생하게 된다. 이것은 촉매(114a)에서 연료가스와 유독가스가 동시에 처리되고 그 열량 또한 연료가스와 유독가스의 열량을 합한 것과 같다. 따라서, 유독가스의 농도가 높을수록 연료가스의 양이 적게 투입되므로 연료를 절약할 수 있다는 장점을 갖게 된다.
산화부(115)는 촉매부(114)의 상부에 연통되게 적층되며, 연소반응을 위해 열원을 제공한다. 산화부(115)는 점화플러그(115a), 경사패널(115b), 흡수부재(115c)를 포함할 수 있다.
점화플러그(115a)는 연소 반응을 위한 열원을 제공할 수 있도록, 스파크형 점화봉, 파일럿 버너, 전기히터 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
경사패널(115b)은 산화부(115)의 내부에 설치될 수 있다. 경사패널(115b)은 촉매부(114)의 상측에서 상향 경사지게 배치되고, 그 하부가 연소산화유닛(110)의 일측 내벽체에 밀착되며, 그 경사진 상부가 연소산화유닛(110)의 타측 내벽체와 이격되고, 타측 내벽체와의 사이의 가스유로를 형성할 수 있다. 따라서, 이격된 부분인 가스유로로 정화가스(즉, 연료가스와 유독가스가 혼합된 가스가 산화부(115)에 의해 산화(연소)되어 유독물질이 제거된 가스)가 이동하고, 밀착된 부분은 이격된 부분을 통과하는 정화가스로부터 발생되는 응축수가 포집될 수 있다.
흡수부재(115c)는 경사패널(115b)과 연소산화유닛(110)의 일측 내벽체와의 사이에 배치되며, 정화가스로부터 발생되는 응축수를 흡수할 수 있다. 여기서, 흡수부재(115c)는 정화가스로부터 발생되어 경사패널(115b)과 연소산화유닛(110)의 일측 내벽체 사이에 수용되는 응축수를 흡수할 수 있도록, 적어도 일부가 수팽창지수재로 형성될 수 있다.
열전도부(116)는 고온의 정화가스를 냉각시키기 위한 것으로, 산화부(115)의 상부에 적층되되, 그 내부에 상기 산화부(115)과 연통되어 고온의 정화가스가 배출되는 다수의 통로부재(116a)가 수직상으로 설치되며, 통로부재(116a)를 냉각시키기 위한 냉각수(116b)가 내장될 수 있다. 여기서, 통로부재(116a)는 상하방향을 따라 연장된 관형상으로 형성될 수 있다.
한편, 통로부재(116a)는 그 하측에서 그 상측을 향하여 그 내경이 감소하는 형성될 수 있다.
일반적으로, 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이 유체는 통과하는 단면적이 상대적으로 넓은 곳에서는 속도가 감속하고, 통과하는 단면적이 상대적으로 좁은 곳에서는 속도가 증가한다. 압력과 속도 사이의 관계를 알려주는 베르누이 정리(Bernouli's law)를 통해 알 수 있듯, 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 증가하면 압력이 높아짐을 알 수 있다. 즉, 내경의 길이가 길수록 통과하는 유체의 속도가 감소하고 내부 압력이 높을 수 있고, 내경의 길이가 짧을수록 통과하는 유체의 속도가 증가하고 내부 압력이 낮아질 수 있다.
이에, 통로부재(116a)는 그 하측에서 그 상측을 향하여 그 내경이 감소하는 형성되므로, 고온의 정화가스가 더 신속하게 상측으로 이동할 수 있다.
한편, 통로부재(116a)는 내주면이 물결 모양으로 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 통로부재(116a)는 정화가스가 이동하는 방향을 기준으로 그 내경이 점차 감소하는 제1 영역과 그 내경이 점차 증가하는 제2 영역이 반복되어 형성되므로, 제1 영역에서 제2 영역으로 이어지는 부분에서 최소 내경을 갖고, 제2 영역에서 제1 영역으로 이어지는 부분에서 최대 내경을 가질 수 있다. 여기서, 최소 내경에 대한 최대 내경의 비를 2.6 이상으로 형성하여 정화가스가 열전도부(116)로 배출되는 통로부재(116a)의 단부에서 제트 기류를 형성할 수 있다. 즉, 정화가스에 제트 기류가 형성되어 이동 속도가 상대적으로 증가할 수 있다. 따라서, 정화가스의 분사 범위가 상대적으로 감소하며 통로부재(116a)의 상단부의 내벽면이 마모되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
한편, 열전도부(116)는 열전도부(116)의 하부에 연결되고, 열전도부(116)의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재(미도시)와, 열전도부(116)의 상부에 연결되고 열전도부(116)로부터 냉각수를 배출시키기 위한 냉각수배출부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
배출부(117)는 열전도부(116)의 상부에 연통되도록 배치되며, 열전도부(116)를 통과한 냉각된 정화가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 배출부(117)는 열전도부(116)의 상부에 연통되게 적층되어, 열전도부(116)을 통과한 냉각된 정화가스를 외부로 배출시키는 역할을 한다.
배출부(117)는 열전도부(116)에 의해 열교환된 정화가스를 추가적으로 냉각시키기 위한 냉각부재(117a)와, 냉각부재(117a)의 상부에 결합되는 배출노즐(117b)을 포함할 수 있다.
흡착부(118)는 열전도부(116)와 배출부 사이에 배치되고, 정화가스 내에 함유된 유독물질을 흡착하는 흡착제(미도시)를 구비한다.
컨트롤러(119) 유입챔버(111a) 내의 유독가스의 농도와 유입챔버 내의 연료가스의 농도를 측정하고, 측정된 유독가스의 농도 및 연료가스의 농도에 따라 제1 구동부재(111e)와 상기 제2 구동부재(111g)를 선택적으로 제어할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(119)는 유입챔버(111a)의 내부에 마련되는 복수의 농도측정센서(미도시)를 구비할 수 있다.
연료가스공급유닛(120)은 산화부(115)에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 연소산화유닛(110)에 공급할 수 있도록, 유입부(111)의 제1 유입배관(111b)에 연결될 수 있다.
한편, 연료가스는 제1 연료가스 및 제1 연료가스보다 더 높은 순도를 가지는 제2 연료가스를 포함할 수 있다.
연료가스공급유닛(120)은 제1 유입배관(111b)으로 공급되는 제1 연료가스와 상기 제2 연료가스를 생성하는 가스생성체(121), 제1 연료가스가 이동 가능하도록 가스생성체(121)와 제1 유입배관(111b)을 연결하는 메인공급라인(123), 제2 연료가스가 이동 가능하도록 가스생성체(121)와 메인공급라인(123)를 연결하는 서브공급라인(124) 및 제2 연료가스의 공급 여부를 제어할 수 있도록 메인공급라인(123)과 서브공급라인(124)에 각각 연결되는 제어모듈(125)을 포함할 수 있다.
또한, 연료가스공급유닛(120)은 가스생성체(121)에서 생성된 가스들을 일시적으로 저장할 수 있는 가스저장체(122)를 더 포함할 수 있다.
가스생성체(121)는 제1 연료가스 및 제2 연료가스를 생성할 수 있다. 제1 연료가스는 저 순도의 LNG 가스일 수 있고, 제2 연료가스는 고 순도의 LNG 가스일 수 있다. 여기서, 저 순도의 LNG 가스는 순도 95.5% 미만이고, 고 순도의 LNG 가스는 순도 95.5% 이상일 수 있다.
한편, 메인공급라인(123)을 이동하는 제1 연료가스의 압력 범위는 0.1kgf/cm2 이상 내지 0.2kgf/cm2 이하일 수 있고, 또한, 가스저장체(122)에 저장된 제2 연료가스의 압력 범위는 11kgf/cm2 이상 내지 11.1kgf/cm2 이하일 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 연료가스는 모두 기체상태지만, 제2 연료가스는 일부가 액체상태 일부가 기체상태일 수 있다. 이에, 일부가 액체상태인 제2 연료가스의 압력이 모두 기체상태인 제1 연료가스의 압력보다 더 높게 형성될 수 있다.
가스생성체(121)에서 제1 연료가스 및 제2 연료가스를 생성함에 있어서, 가스생성체(121)의 작동 이상으로 인해 제1 연료가스 생성에 이상이 발생할 수 있다. 이런 경우, 제1 연료가스가 연소산화유닛(110)으로 원활하게 공급되지 못할 수 있다. 연소산화유닛(110)으로 제1 연료가스가 원활하게 공급되지 못할 경우, 연소산화유닛(110)의 산화부(115)에서 유독가스를 효과적으로 산화시키지 못하게 될 수 있다. 따라서, 제1 연료가스가 연소산화유닛(110)으로 원활하게 공급되지 못할 경우, 제1 연료가스 대신 제2 연료가스를 연소산화유닛(110)으로 공급할 수 있다.
가스저장체(122)는 가스생성체(121)와 연결되며, 가스생성체(121)에서 생성된 제2 연료가스를 일시적으로 저장할 수 있다. 즉, 가스저장체(122)에 구획된 각각의 공간에 제2 연료가스가 각각 분리되어 저장될 수 있다. 가스저장체(122)는 서브공급라인(124)과 연결되며, 제2 연료가스를 서브공급라인(124)으로 이동시킬 수 있다.
메인공급라인(123)은 가스생성체(121)와 연소산화유닛(110)를 연결할 수 있다. 메인공급라인(123)은 가스생성체(121)에서 연소산화유닛(110)으로 공급되는 제1 연료가스의 이동 경로 역할을 할 수 있다. 예컨데, 메인공급라인(123)은 배관 형태로 마련될 수 있다.
서브공급라인(124)은 제2 연료가스를 메인공급라인(123)으로 공급할 수 있다. 서브공급라인(124)은 제2 연료가스가 이동 가능한 보조공급관(124a), 제2 연료가스를 감압시킬 수 있는 감압기(124b), 감압된 제2 연료가스의 흐름을 조절할 수 있는 조절기(124c)를 포함할 수 있다.
보조공급관(124a)은 가스생성체(121), 가스저장체(122) 및 메인공급라인(123)에 각각 연결될 수 있다. 즉, 보조공급관(124a)의 전단은 두개의 라인으로 분기되어 한쪽 라인이 가스생성체(121)와 연결되고, 다른 한쪽 라인이 가스저장체(122)와 연결될 수 있다.
또한, 보조공급관(124a)의 후단은 메인공급라인(123)에 연결될 수 있다. 여기서, 전단 및 후단은 보조공급관(124a)에서 제2 연료가스가 이동하는 방향을 기준으로, 제2 연료가스가 향하는 방향, 즉 제2 연료가스가 보조공급관(124a)에서 배출되는 쪽이 후단일 수 있고, 제2 연료가스가 향하는 방향과 반대 방향, 즉 제2 연료가스가 보조공급관(124a)으로 유입되는 쪽이 전단일 수 있다. 이에, 가스생성체(121)에서 생성된 제2 연료가스가 보조공급관(124a)을 통해 가스저장체(122)에 저장될 수 있고, 또는 가스저장체(122)에 저장된 제2 연료가스가 보조공급관(124a)을 통해 메인공급라인(123)으로 이동할 수 있다.
또한, 보조공급관(124a)은 메인공급라인(123)으로 제2 연료가스를 공급 혹은 공급 차단시킬 수 있는 제2 연료가스 밸브(124aa)를 구비할 수 있다. 즉, 제2 연료가스 밸브(124aa)를 개폐시켜 메인공급라인(123)으로 공급되는 제2 연료가스의 유량을 조절할 수 있다. 여기서, 제2 연료가스 밸브(124aa)는 보조공급관(124a)의 전단에 배치될 수 있다. 제2 연료가스 밸브(124aa)는 제어모듈(125)과 연결되며, 제어모듈(125)에 의해 개폐 동작이 제어될 수 있다. 제2 연료가스 밸브(124aa)가 제어모듈(125)에 의해 제어되는 과정은 후술하는 제어모듈(125)을 설명함에 있어서 함께 설명한다. 보조공급관(124a)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
감압기(124b)는 보조공급관(124a)에 설치되며, 메인공급라인(123)으로 공급되는 제2 연료가스의 압력을 감소시킬 수 있다. 즉, 감압기(124b)는 보조공급관(124a)에서 제2 연료가스 밸브(124aa)를 기준으로 메인공급라인(123)과 가까운 위치인 후단에 설치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 메인공급라인(123)을 이동하는 제1 연료가스의 압력은 가스저장체(122)에 저장된 제2 연료가스의 압력보다 낮을 수 있다. 이에, 제2 연료가스를 감압시키지 않고, 메인공급라인(123)으로 바로 공급할 경우, 압력 차이로 인해 메인공급라인(123)가 손상될 수 있다. 이에, 감압기(124b)로 제2 연료가스를 감압시킨 후에 메인공급라인(123)으로 제2 연료가스를 공급할 필요가 있다.
이를 위해, 감압기(124b)는 제2 연료가스를 순차적으로 감압시킬 수 있도록, 보조공급관(124a)을 따라 차례로 배치되는 복수의 감압부재(124ba,124bb)를 포함할 수 있다. 하기에서는 감압부재가 2개로 마련되는 경우를 예시적으로 설명한다. 이에, 2개의 감압부재(124ba,124bb)가 제2 연료가스를 통과시키며 제2 연료가스의 압력을 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 연료가스를 첫번째 감압부재(124ba)에 통과시켜 압력을 0.5kgf/cm2 이상 내지 0.6kgf/cm2 이하의 범위로 감소시킬 수 있다. 이어서, 제2 연료가스를 두번째 감압부재(124bb)에 통과시켜 압력을 0.1kgf/cm2 이상 내지 0.2kgf/cm2 이하의 범위로 감소시킬 수 있다. 이에, 제2 연료가스의 압력을 제1 연료가스의 압력과 유사 혹은 동일하게 형성할 수 있고, 메인공급라인(123)을 손상시키지 않으면서 제2 연료가스를 메인공급라인(123)으로 공급할 수 있다. 예컨데, 감압부재(124ba,124bb)는 조절나사 및 디스크를 이용하여 유입되는 가스를 감압시킬 수 있는 감압 밸브로 마련될 수 있다. 하지만, 감압부재(124ba,124bb)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
조절기(124c)는 보조공급관(124a)에 설치되며, 메인공급라인(123)으로 공급되는 제2 연료가스의 흐름을 조절할 수 있다. 조절기(124c)는 보조공급관(124a)에서 감압기(124b)보다 후단에 설치될 수 있다.
일반적으로, 와류는 흐르는 유체와 정지해 있는 유체가 접하는 경계면에서, 흐르는 유체가 정지해 있는 유체와 충돌하며 진행방향과 반대의 방향으로 돌게되는 현상을 지칭한다. 와류현상은 관의 내부에서 관의 외부로 유체가 배출될 때 혹은 유체가 이동하는 통로의 폭이 좁은 곳에서 넓은 곳으로 바뀌는 곳에서 발생할 수 있다. 이에, 제2 연료가스가 감압부재(124ba,124bb)에서 배출되면서 제2 연료가스에 와류현상이 발생될 수 있다.
만일, 제2 연료가스에 와류현상이 발생될 경우, 서브공급라인(124)에서 메인공급라인(123)으로 제2 연료가스를 원활하게 공급하지 못할 수 있다. 이를 위해, 감압기(124b)의 후단에 조절기(124c)를 설치하여, 감압된 제2 연료가스에 와류현상이 발생하더라도 메인공급라인(123)으로 제2 연료가스를 원활하게 공급할 수 있다. 즉, 조절기(124c)를 통해 제2 연료가스의 흐름을 조절할 수 있다. 조절기(124c)는 제1 배관(124ca), 제2 배관(124cb) 및 제1 배관(124ca)과 제2 배관(124cb)을 연결하는 제3 배관(124cc)을 포함할 수 있다.
제1 배관(124ca)은 보조공급관(124a)과 연결되며, 조절기(124c)로 제2 연료가스가 유입되는 통로일 수 있다. 여기서, 제1 배관(124ca)의 내경은 보조공급관(124a)의 내경의 크기와 같거나 작은 크기로 형성될 수 있다.
제2 배관(124cb)은 보조공급관(124a)과 연결되며, 조절기(124c)로 유입된 제2 연료가스가 배출되는 통로일 수 있다. 여기서, 제2 배관(124cb)의 내경은 제1 배관(124ca)의 내경의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 즉, 제2 배관(124cb)은 제1 배관(124ca) 보다 내경이 작고 제3 배관(124cc)을 통해 연결된 상태일 수 있다.
일반적으로, 연결된 관에서 유체는 동일한 유량일 때, 통과하는 단면적이 넓을수록 이동속도가 상대적으로 느릴 수 있고, 통과하는 단면적이 좁을수록 유체의 이동속도가 상대적으로 빠를 수 있다. 이에, 유체의 속도가 빨라지면서 내부 압력은 낮아질 수 있기 때문에 단면적이 상대적으로 넓은 구간의 압력보다 단면적이 상대적으로 좁은 구간의 압력이 더 낮을 수 있다. 따라서, 제2 배관(124cb)에서의 압력이 제1 배관(124ca)에서의 압력보다 높을 수 있다.
한편, 제2 배관(124cb)과 연결된 보조공급관(124a)의 후단은 제2 배관(124cb)의 내경과 동일한 크기로 마련될 수 있다.
제3 배관(124cc)은 제1 배관(124ca) 및 제2 배관에 각각 연결되며, 제1 배관(124ca)과 제2 배관(124cb)을 연결하는 통로 역할을 할 수 있다. 여기서, 제3 배관(124cc)은 제1 배관(124ca)에서 제2 배관(124cb)을 향하는 방향(이하, 이동방향이라 함)으로 내경이 점차 감소하는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제3 배관(124cc)은 내부에 제2 연료가스의 불규칙한 흐름을 일정한 흐름으로 조절할 수 있는 분사판(124cca,124ccb)을 구비할 수 있다.
분사판(124cca,124ccb)은 제3 배관(124cc)의 내경들 중 어느 하나와 동일한 직경을 갖는 분리막(124cca) 및 분리막(124cca)을 관통하며 이동방향으로 길이를 갖는 복수의 분사홀(124ccb)을 포함할 수 있다. 하기에서는, 분리막(124cca)의 직경이 제3 배관(124cc)의 내경들 중 길이가 제일 짧은 내경과 동일한 길이로 형성된 경우를 예시적으로 설명한다.
한편, 상술한 바와 같이, 감압부재(124ba,124bb)를 통과한 후 제2 연료가스에는 와류현상이 발생할 수 있다. 즉, 감압부재(124ba,124bb)와 제1 배관(124ca)을 연결하는 보조공급관(124a) 및 제1 배관(124ca) 내에서 제2 연료가스의 와류현상이 발생될 수 있다. 이에, 분사판(124cca,124ccb)을 통해 분사판(124cca,124ccb)의 후단에서부터 메인공급라인(123)에 이르기까지 제2 연료가스의 원활한 가스 흐름을 형성할 필요가 있다.
보다 구체적으로, 제2 연료가스가 제1 배관(124ca)로 유입되면 제2 연료가스는 제3 배관(124cc)를 통과해 제2 배관(124cb)로 이동하려 할 수 있다. 이때, 제2 연료가스는 제3 배관(124cc)에 구비된 분리막(124cca)에 의해 일시적으로 이동이 멈출 수 있다. 즉, 분리막(124cca)에 의해 제2 연료가스는 분리막(124cca)의 전단에 체류하며 일시적으로 응축될 수 있다. 한편, 제1 배관(124ca)과 제2 배관(124cb)는 내경의 크기 차이로 인해, 제1 배관(124ca)의 내부 압력보다 제3 배관(124cc)의 내부압력이 낮을 수 있고, 제3 배관(124cc)의 내부 압력보다 제2 배관(124cb)의 내부 압력이 낮을 수 있다. 이에, 고압에서 저압으로 흐르는 유체의 특성에 따라, 분리막(124cca)의 전단에서 일시적으로 응축된 제2 연료가스가 분리막(124cca)을 관통하여 형성되는 분사홀(124ccb)로 빠르게 배출될 수 있다. 즉, 분리막(124cca)이 제2 연료가스를 순간적으로 압축하고, 분사홀(124ccb)로 제2 연료가스를 배출하여 분사판(124cca,124ccb)의 후단인 제2 배관(124cb)에서 제2 연료가스의 흐름을 일정한 방향으로 형성할 수 있다. 이에, 메인공급라인(123)까지 제2 연료가스의 원활한 흐름이 형성될 수 있다.
또한, 분사홀(124ccb)은 이동방향을 따라 내경이 감소하는 형상으로 마련될 수 있다. 이에, 제2 연료가스가 분사홀(124ccb)을 통과하며 이동속도가 점점 증가할 수 있다. 따라서, 제2 연료가스가 분사홀(124ccb)을 더 원활하고 신속하게 통과하여 제2 배관(124cb)에서 제2 연료가스의 흐름을 더 효과적으로 일정한 방향으로 형성할 수 있다. 여기서, 제1 배관(124ca), 제2 배관(124cb) 및 제3 배관(124cc)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제어모듈(125)은 제1 연료가스의 흐름 정도를 측정할 수 있는 측정기(125a), 제1 연료가스의 공급 상태의 이상 여부를 판단할 수 있는 판단기(125b) 및 판단기(125b)의 판단에 따라 제2 연료가스의 유량을 조절할 수 있는 제어기(125c)를 포함할 수 있다.
측정기(125a)는 메인공급라인(123)과 연결되고, 메인공급라인(123)을 통해 이동하는 제1 연료가스의 흐름 정도를 측정할 수 있다. 측정기(125a)는 메인공급라인(123)에서 제1 연료가스의 흐름 정도를 감지할 수 있는 감지센서(125aa) 및 감지센서(125aa)에서 감지한 신호를 주고받을 수 있는 송수신라인(125ab)을 구비할 수 있다.
여기서, 측정기(125a)는 메인공급라인(123)에서 제1 연료가스의 유량을 측정하거나, 혹은 제1 연료가스가 이동하는 메인공급라인(123)의 내부 압력을 측정하여 제1 연료가스의 흐름 정도를 측정할 수 있다. 하기에서는, 측정기(125a)가 메인공급라인(123)의 내부 압력을 측정하여 제1 연료가스의 흐름 정도를 측정하는 경우를 예시적으로 설명한다. 즉, 감지센서(125aa)가 오리피스(Orifice)로 마련되어 관의 내부의 압력 변화를 측정하는 경우를 예시적으로 설명한다. 이에, 메인공급라인(123)에서 제1 연료가스의 흐름 정도에 관한 정보가 수집될 수 있다.
판단기(125b)는 측정기(125a)와 연결되고, 측정기(125a)로 들어온 제1 연료가스의 측정값과 미리 설정된 설정값을 비교하여 제1 연료가스의 공급 상태의 이상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 설정값의 범위는 0.1kgf/cm2 이상 내지 0.2kgf/cm2 이하일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 연료가스의 공급 상태가 정상일 경우, 제1 연료가스는 0.1kgf/cm2 이상 내지 0.2kgf/cm2 이하 범위의 압력값을 갖으며 메인공급라인(123)을 이동할 수 있다. 이에, 메인공급라인(123)의 내부 압력은 0.1kgf/cm2 이상 내지 0.2kgf/cm2 이하의 범위로 형성될 수 있다. 따라서, 메인공급라인(123)에서의 측정값이 설정값의 범위 내에 있을 경우, 제1 연료가스의 공급 상태를 정상으로 판단할 수 있다.
반면, 메인공급라인(123)에서의 압력이 설정값의 범위 미만으로 측정될 경우, 제1 연료가스의 공급 상태를 비정상으로 판단할 수 있다. 즉, 제1 연료가스의 흐름 부족 상태라고 판단할 수 있다. 이에, 판단기(125b)를 통해 제1 연료가스가 연소산화유닛(110)으로 원활하게 공급되고 있는지 혹은 이상이 있는지 판단할 수 있다.
제어기(125c)는 판단기(125b)와 연결되고, 판단기(125b)의 판단에 따라 제2 연료가스의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 연소산화유닛(110)으로 제2 연료가스의 공급 여부를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어기(125c)는 제2 연료가스 밸브(124aa)와 연결되고, 제2 연료가스 밸브(124aa)를 개방하여 제2 연료가스를 메인공급라인(123)으로 공급할 수 있다. 즉, 연소산화유닛(110)으로 공급되는 제1 연료가스의 공급 이상이 발생하면, 제어기(125c)가 제2 연료가스 밸브(124aa)를 개방하여 연소산화유닛(110)으로 제2 연료가스를 공급할 수 있다. 따라서, 제1 연료가스의 공급 이상이 발생하더라도, 연소산화유닛(110)으로 연료가스를 원활하게 공급할 수 있다.
축열유닛(130)은 연소산화유닛(110)에 연결되고, 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 연소산화유닛(110)으로부터 전달받다 그 내부에 저장할 수 있다.
태양광 발전유닛(140)은 태양광을 입사받아 전력을 생성하고, 예컨데 전선 등을 통해 산화부(115)의 점화플러그(115a)에 전력을 공급할 수 있다. 태양광 발전유닛(140)은 축열유닛(130)에 설치되는 제1 발전부몸체(142), 제1 발전부몸체(142)에 자전 가능하게 결합되고 그 상부가 경사지게 형성되고 경사진 상부에 태양광패널(141)이 설치되는 제2 발전부몸체(143), 제2 발전부몸체(143)의 상면에 설치되고 점화플러그(115a)의 상태를 외부에 표시하도록 점화플러그(115a)와 전자기적으로 연결되는 디스플레이(144), 제2 발전부몸체(143)를 자전시킬 수 있도록 제2 발전부몸체(143)에 구동력을 제공하는 자전모듈(미도시) 및 자전모듈이 기 설정된 시간마다 작동될 수 있도록 자전모듈을 타이밍 제어하는 제어부재(미도시)를 포함할 수 있다.
태양광 발전유닛(140)은 전선 등을 구비하고, 전선이 점화플러그(115a)에 전자기적으로 연결되어 생성된 전력을 점화플러그(115a)로 공급할 수 있다.
디스플레이(144)는 태양광 발전유닛(140)의 상면에 설치되며, 점화플러그(115a)의 상태를 표시한다. 디스플레이(144)는 점화플러그(115a)의 배터리 잔량 및 배터리 수명 등을 수치화된 데이터로 표시할 수 있다.
자전모듈은 제1 발전부몸체(142)의 둘레를 따라 자전 가능하도록 상기 제2 발전부몸체에 결합되는 회전체(미도시), 회전체에 결합되는 제1 톱니(미도시), 제1 톱니에 치합되는 제2 톱니(미도시), 제2 톱니에 치합되는제3 톱니(미도시), 제3 톱니를 회전시킬 수 있도록 제3 톱니에 구동력을 제공하는 자전모듈모터(미도시)를 포함한다.
여기서, 태양광 발전유닛(140)은 태양광패널(141)이 배치되는 그 상면이 경사지게 형성되고, 그 상면의 각도가 하기의 수학식에 의해 설정된다.
[수학식]
(여기서, a는 태양광 발전유닛 상면의 경사각이고, b는 태양의 고도각이고, L1은 태양광 발전유닛의 상면의 길이이고, L2는 태양광 발전유닛의 상면을 기준으로 그 전방에 이격된 연소산화유닛까지의 이격 거리를 의미한다.)
이에, 태양광패널(141)이 그 전방에 위치하는 연소산화유닛(110)로부터 발생되는 그림자의 영향을 받지 않으며, 태양광을 최대한 많이 입사받을 수 있는 각도로 배치될 수 있다.
제어부재(미도시)는 자전모듈이 기 설정된 시간마다 작동될 수 있도록, 자전모듈을 타이밍 제어할 수 있다. 이에, 태양광패널(141)이 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 태양을 트래킹하며, 최대 발전효율을 유지할 수 있다.
이처럼, 고온의 촉매를 사용하여 유독가스를 용이하게 연소시킬 수 있다. 이에, 유독가스가 온전히 제거된 정화가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 또한 유독가스를 연소시킬 때 사용되는 연료가스를 유기적으로 공급받을 수 있다. 이에, 연료가스가 과도하게 소비되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100: 촉매 연소산화장치 110: 연소산화유닛
120: 연료가스공급유닛 130: 축열유닛
140: 태양광 발전유닛 T: 유독가스저장탱크
120: 연료가스공급유닛 130: 축열유닛
140: 태양광 발전유닛 T: 유독가스저장탱크
Claims (3)
- 유독가스를 연소시켜 유독가스를 정화하기 위한 촉매 연소산화장치로서,
유독가스가 저장된 유독가스저장탱크로부터 상기 유독가스가 유입되는 유입부와, 상기 유독가스를 촉매반응을 통해 연소시키기 위한 고온의 촉매가 충진된 촉매부와, 상기 촉매부의 상부에 배치되고 연소 반응을 위한 열원을 제공하는 산화부를 구비하여 촉매의 촉매반응을 통해 그 내부로 유입된 유독가스를 연소시켜 제거하는 연소산화유닛;
상기 산화부에서 열원의 연료로 사용되는 연료가스를 상기 연소산화유닛에 공급할 수 있도록, 상기 유입부에 연결되는 연료가스공급유닛; 및
상기 연소산화유닛에 연결되고, 상기 유독가스 연소시 발생되는 열에너지를 저장하기 위한 축열유닛;을 포함하고,
상기 연소산화유닛은, 상기 유입부와 연통되고, 상기 연료가스공급유닛에서 공급된 상기 연료가스와 상기 유독가스를 혼합시키기 위한 제1 합성부와, 적어도 일부가 허니컴 구조로 형성되고 상기 제1 합성부에 연통되며 상기 연료가스와 상기 유독가스를 재혼합하기 위한 제2 합성부를 포함하고,
상기 연료가스는, 제1 연료가스 및 상기 제1 연료가스보다 더 높은 순도를 가지는 제2 연료가스를 포함하고,
상기 연료가스공급유닛은,
제1 유입배관으로 공급되는 상기 제1 연료가스와 상기 제2 연료가스를 생성하는 가스생성체;
상기 제1 연료가스가 이동 가능하도록, 상기 가스생성체와 상기 제1 유입배관을 연결하는 메인공급라인;
상기 제2 연료가스가 이동 가능하도록, 상기 가스생성체와 상기 메인공급라인을 연결하는 서브공급라인; 및
상기 제2 연료가스의 공급 여부를 제어할 수 있도록, 상기 메인공급라인과 상기 서브공급라인에 각각 연결되는 제어모듈;을 포함하고,
상기 서브공급라인는, 상기 제2 연료가스가 이동 가능한 보조공급관, 상기 제2 연료가스를 감압시킬 수 있고 상기 보조공급관에 설치되는 감압기 및 감압된 상기 제2 연료가스의 흐름을 조절할 수 있고 상기 보조공급관에 설치되는 조절기를 포함하고,
상기 보조공급관은, 상기 제2 연료가스의 유량을 조절할 수 있고 상기 보조공급관의 전단에 배치되는 제2 연료가스 밸브를 구비하고,
상기 제어모듈은, 상기 제2 연료가스 밸브의 작동을 제어할 수 있도록 상기 제2 연료가스 밸브와 연결되며,
상기 감압기는, 상기 제2 연료가스를 순차적으로 감압시킬 수 있도록, 상기 보조공급관을 따라 차례로 배치되는 복수의 감압부재를 포함하고,
상기 조절기는, 상기 제2 연료가스가 유입되는 제1 배관과, 상기 제2 연료가스가 배출되고 상기 제1 배관보다 직경이 작은 제2 배관과, 상기 제1 배관과 상기 제2 배관을 연결하며 상기 제2 연료가스의 불규칙한 흐름을 일정한 흐름으로 조절 가능한 분사판을 구비하는 제3 배관을 포함하고,
상기 제3 배관은, 상기 제1 배관에서 상기 제2 배관을 향하여 그 직경이 점차 작게 형성되고,
상기 분사판은, 상기 제3 배관의 직경들 중 어느 하나와 동일한 직경을 갖는 분리막과, 상기 분리막을 관통하며 상기 제1 배관에 상기 제2 배관을 향하여 길이를 갖고 그 직경이 점차 작게 형성되는 복수의 분사홀을 구비하고,
상기 연소산화유닛의 점화플러그에 전자기적으로 연결되며, 입사된 태양광을 흡수하여 전력을 생성하고, 생성된 전력을 상기 점화플러그에 공급할 수 있도록, 태양광을 이용하여 전력을 생성 가능한 복수의 태양광패널을 구비하고, 상기 연소산화유닛에서 이격되어 상기 축열유닛에 자전 가능하게 설치되는 태양광 발전유닛;를 더 포함하고,
상기 축열유닛에 회전 가능하게 설치되는 제1 발전부몸체;
상기 제1 발전부몸체에 자전 가능하게 결합되고, 그 상부가 경사지게 형성되고, 경사진 상부에 상기 태양광패널이 설치되는 제2 발전부몸체;
상기 제2 발전부몸체의 상면에 설치되고, 상기 점화플러그의 상태를 외부에 표시하도록 상기 점화플러그와 전자기적으로 연결되는 디스플레이;
상기 제2 발전부몸체를 자전시킬 수 있도록, 상기 제2 발전부몸체에 구동력을 제공하는 자전모듈; 및
상기 자전모듈이 기 설정된 시간마다 작동될 수 있도록, 상기 자전모듈을 타이밍 제어하는 제어부재;를 포함하고,
상기 자전모듈은,
상기 제1 발전부몸체의 둘레를 따라 자전 가능하도록, 상기 제2 발전부몸체에 결합되는 회전체;
상기 회전체에 결합되는 제1 톱니;
상기 제1 톱니에 치합되는 제2 톱니;
상기 제2 톱니에 치합되는제3 톱니;
상기 제3 톱니를 회전시킬 수 있도록, 상기 제3 톱니에 구동력을 제공하는 자전모듈모터;
상기 태양광 발전유닛은, 상기 태양광패널이 배치되는 그 상면이 경사지게 형성되고, 그 상면의 각도가 하기의 수학식에 의해 설정되는 촉매 연소산화장치.
[수학식]
(여기서, a는 태양광 발전유닛 상면의 경사각이고, b는 태양의 고도각이고, L1은 태양광 발전유닛의 상면의 길이이고, L2는 태양광 발전유닛의 상면을 기준으로 그 전방에 이격된 연소산화유닛까지의 이격 거리를 의미한다.) - 청구항 1에 있어서,
상기 연소산화유닛은,
상기 산화부의 상부에 배치되고, 그 내부에 상기 산화부에 연통되어 상기 유독가스가 연소된 고온의 정화가스가 배출되는 다수의 통로부재와, 상기 통로부재를 냉각시켜주기 위한 냉각수가 내장된 열전도부;
상기 열전도부의 상부에 연통되도록 배치되며, 상기 열전도부를 통과한 냉각된 정화가스를 외부로 배출시키는 배출부;
상기 열전도부와 상기 배출부 사이에 배치되고, 상기 정화가스 내에 함유된 유독물질을 흡착하는 흡착제가 마련된 흡착부;를 더 포함하고,
상기 열전도부는,
상기 열전도부의 하부에 연결되고, 상기 열전도부의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재; 및
상기 열전도부의 상부에 연결되고, 상기 열전도부로부터 냉각수를 배출시키기 위한 냉각수배출부재;를 더 포함하고,
상기 배출부는, 상기 열전도부에 의해 열교환된 상기 정화가스를 추가적으로 냉각시키기 위한 냉각부재와, 상기 냉각부재의 상부에 결합되는 배출노즐;를 포함하고,
상기 산화부는,
연소 반응을 위한 열원을 제공할 수 있도록, 스파크형 점화봉, 파일럿 버너, 전기히터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 점화플러그;
상기 촉매부의 상측에서 상향 경사지게 배치되고, 그 하부가 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체에 밀착되며, 그 경사진 상부가 상기 연소산화유닛의 타측 내벽체와 이격되고, 상기 타측 내벽체와의 사이의 가스유로를 형성하는 경사패널; 및
상기 경사패널과 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체와의 사이에 배치되는 흡수부재;를 포함하며,
상기 흡수부재는, 상기 정화가스로부터 발생되어 상기 경사패널과 상기 연소산화유닛의 일측 내벽체 사이에 수용되는 응축수를 흡수할 수 있도록, 적어도 일부가 수팽창지수재로 형성되는 촉매 연소산화장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 유입부는,
상기 연소산화유닛의 하부에 형성되는 유입챔버;
상기 연료가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 상기 연료가스공급유닛에 연결되고, 그 타단이 상기 유입챔버에 연결되며, 적어도 일부가 직각을 이루도록 형성되는 제1 유입배관; 및
상기 유독가스가 이동할 수 있도록, 그 일단이 상기 유독가스저장탱크에 연결되고, 그 타단이 상기 유입챔버에 연결되며 상기 제1 유입배관의 상측에 배치되는 복수의 제2 유입배관;을 포함하고,
상기 유입부는,
상기 연료가스공급유닛에서 공급된 연료가스의 공급량을 조절하도록, 상기 제1 유입배관의 내부에서 상기 제1 유입배관의 원주방향을 따라 적어도 일부가 중첩되게 배치되고 상기 제1 유입배관의 중심부를 향해 회전 가능하게 형성되는 복수의 제1 조절부재;
상기 복수의 제1 조절부재에 연결되고, 상기 제1 유입배관의 내벽체에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 제1 조절부재가 상기 제1 유입배관의 중심부로 이동할 수 있도록, 상기 복수의 제1 조절부재에 구동력을 제공하는 제1 구동부재;
상기 유독가스저장탱크로부터 공급된 유독가스의 공급량을 조절하도록, 상기 제2 유입배관의 내부에서 상기 제2 유입배관의 원주방향을 따라 적어도 일부가 중첩되게 배치되고 상기 제2 유입배관의 중심부를 향해 회전 가능하게 형성되는 복수의 제2 조절부재; 및
상기 복수의 제2 조절부재에 연결되고, 상기 제2 유입배관의 내벽체에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 제2 조절부재가 상기 제2 유입배관의 중심부로 이동할 수 있도록, 상기 복수의 제2 조절부재에 구동력을 제공하는 제2 구동부재;를 포함하고,
상기 촉매부는, 그 내부에 충진된 촉매가 질산염 전이 금속, 질산염 알칼리 토금속 및 질산염 알루미늄을 함유하고, 상기 질산염 알칼리 토금속은 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐 중에서 적어도 하나를 포함하며,
상기 연소산화유닛은,
상기 유입챔버 내의 유독가스의 농도와 상기 유입챔버 내의 연료가스의 농도를 측정하고, 측정된 상기 유독가스의 농도 및 상기 연료가스의 농도에 따라 상기 제1 구동부재와 상기 제2 구동부재를 선택적으로 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하는 촉매 연소산화장치.
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| KR1020220151166A KR102589082B1 (ko) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 촉매 연소산화장치 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR102677816B1 (ko) * | 2023-10-25 | 2024-06-25 | 주식회사 성광이엔텍 | 축열재 형태의 연소촉매를 이용한 대기환경 정화시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980065104A (ko) | 1998-06-26 | 1998-10-07 | 이영상 | 매립장 폐기물에서 발생하는 유독가스 소각용 연소장치 |
| KR20090101605A (ko) * | 2008-03-24 | 2009-09-29 | 건국대학교 산학협력단 | 폐촉매의 재생장치 |
| KR101929172B1 (ko) * | 2018-03-22 | 2019-03-12 | 주식회사 지엔티엔에스 | 고온 연소촉매를 이용한 모듈형 대기환경 정화시스템 |
| KR102357359B1 (ko) * | 2021-06-11 | 2022-02-08 | 케이씨브이씨에스 주식회사 | 유해가스 처리 장치 |
-
2022
- 2022-11-14 KR KR1020220151166A patent/KR102589082B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| KR102677816B1 (ko) * | 2023-10-25 | 2024-06-25 | 주식회사 성광이엔텍 | 축열재 형태의 연소촉매를 이용한 대기환경 정화시스템 |
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