KR102591443B1 - 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치 - Google Patents

저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102591443B1
KR102591443B1 KR1020210086368A KR20210086368A KR102591443B1 KR 102591443 B1 KR102591443 B1 KR 102591443B1 KR 1020210086368 A KR1020210086368 A KR 1020210086368A KR 20210086368 A KR20210086368 A KR 20210086368A KR 102591443 B1 KR102591443 B1 KR 102591443B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
purification module
unit
purification
storage unit
Prior art date
Application number
KR1020210086368A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230006667A (ko
Inventor
정종수
오영탁
김병찬
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020210086368A priority Critical patent/KR102591443B1/ko
Publication of KR20230006667A publication Critical patent/KR20230006667A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102591443B1 publication Critical patent/KR102591443B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
    • F24F8/167—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using catalytic reactions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/90—Cleaning of purification apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 실내 공기의 정화를 위한 공기 청정화 장치로서, 실내 공기를 흡입하여 1차 정화를 위한 정화 모듈, 정화 모듈에서 정화된 공기 중 일부를 흡입하여 2차 정화한 이후 정화 모듈로 순환시키는 순환 정화 모듈 및 순환 정화 모듈을 통과한 후 정화 모듈에서 재정화된 공기와, 정화 모듈에서 정화된 공기 중 나머지 공기를 흡입하여 실내로 배기하는 배기부를 포함하는 공기 청정화 장치에 관한 것이다.

Description

저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치{STORAGE-CATALYTIC REMOVAL-REGENERATION TYPE AIR PURIFIER}
본 발명은 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 실내에서 발생된 공기 오염 물질을 1차로 정화하고, 공기 청정화 장치 내부의 오염 물질 처리-재생을 위해 2차 정화하여 배기하는 기능을 갖는 공기 청정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 청정기는 실내공기를 깨끗하게 정화시키는 장치로서, 송풍팬을 구동하여 흡입되는 실내공기가 필터를 거치도록 하여 미세먼지 등을 걸러내고 정화된 공기를 다시 실내로 공급하는 공기순환과정을 통하여 실내공기를 정화시킨다.
그러나, 종래에는 다량의 가스상 오염 물질이 발생하는 흡연실 등에서 오염물질의 농도가 높은 경우, 다량의 가스상 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 없는 문제점이 있고, 청정기에서 배출되는 처리 후 공기 중의 가스상 오염 물질의 농도가 충분히 낮아지지 않아 실내로 순환시키기에 부적합한 문제점이 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 공기 청정기(1000)는 환기 운전부(1001)와 공기 청정 운전부(1002)를 통해, 실내 오염물질의 농도에 따라 환기 운전을 작동시키고, 환기 운전이 작동하는 동안에 실내 유해물질의 농도에 따라 공기 청정운전을 작동시키고 있으나, 외부로 배출되는 배출 공기 중의 오염 물질의 농도에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 특허문헌 2에 기재된 공기 청정기(2000)는 제1 청정모듈(2001)과 제2 청정모듈(2002)을 통해 이중으로 공기를 정화하여 이를 토출구(2003)를 통해 실내로 다시 환기하는 방법이 기재되어 있으나, 특허문헌 2에 기재된 공기 청정기(2000) 역시 외부로 배출되는 배출 공기 중의 오염 물질의 농도에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다.
결론적으로, 전술한 특허문헌 1에 기재된 공기 청정기(1000)와 특허문헌 2에 기재된 공기 청정기(2000)는, 실내 공기에 존재하는 가스상 오염 물질에 대한 적절한 처리 방법을 제공하지 못하는 실정이다.
한국특허출원공개 제2005-0072304호 한국특허출원공개 제2016-0027900호
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 공기 청정기의 문제점들을 해결하고, 유증기, 용제, 포름알데히드, 냄새 등 실내에서 생성되는 공기 오염 물질을 처리하여, 실내의 공기질을 최적화하기 위한 효과적인 공기 청정기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 외부로 배출하는 배출 공기 중의 잔류 오염 물질의 농도를 환경 배출 기준치 이하로 처리할 수 있는 공기 청정기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 유입되는 공기 오염 물질을 처리하는 필터 저장베드 기능과 동시에 필터에 저장된 오염물질을 분해하는 촉매기능과 장치 내부에서 순환되는 공기 중의 오염 물질을 처리하는 처리장치를 결합하는 방식의 저장-촉매분해-재생방식의 공기 청정화 장치를 제공하고자 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 실내 공기의 정화를 위한 공기 청정화 장치로서, 실내 공기를 흡입하여 1차 정화를 위한 정화 모듈; 정화 모듈에서 정화된 공기 중 일부를 흡입하여 2차 정화한 이후 정화 모듈로 순환시키는 순환 정화 모듈; 및 순환 정화 모듈을 통과한 후 정화 모듈에서 재정화된 공기와, 정화 모듈에서 정화된 공기 중 나머지 공기를 흡입하여 실내로 배기하는 배기부를 포함하는 공기 청정화 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 정화 모듈은, 프리필터부, 미세 먼지와 입자상 오염물질을 필터링하는 집진부, 실내 공기의 오염 농도를 측정하는 제1 센서부, 오염물질을 흡착 및 저장하는 흡착저장부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 순환 정화 모듈은, 정화 모듈로부터 흡입된 공기의 오염 농도를 측정하는 제2 센서부, 오존 공급부, 나노 촉매 산화부 및 흡착처리부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 나노 촉매 산화부는, 나노미터 크기의 망간-티타니아 화합물 또는 바나디아-티타니아 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 흡착처리부는 제올라이트, 알루미나 계열 흡착제, 실리카 계열 흡착제, 또는 활성탄 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 배기부로 주입되기 전 정화된 공기 중의 오염 물질을 추가적으로 흡착 처리하는 최종흡착처리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 저장-촉매분해-재생방식 VOCs 등 공기오염물질 처리 나노촉매베드 공기청정화장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 외부로의 배출공기 중 오염물질을 배출기준치 이하로 처리하여 배출시키는 동시에 촉매 산화부를 이용, 흡착저장부를 재생하여 처리장치의 성능을 적합한 수준으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 실내에서 다량, 고농도로 발생하는 미세먼지, 입자상 및 가스상 오염물질 제거 분해에 효과적인 나노촉매와 흡착저장부를 적용함으로써 저장-촉매분해-재생방식의 공기청정화장치를 실용화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치의 환기 및 배기 순환의 순서를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치의 분해 성능 평가를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치의 분해 성능 평가를 나타내는 그래프이다.
도 5는 종래의 공기 청정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 6은 다른 종래의 공기 청정화 장치의 개략적인 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명에 따른 공기 청정화 장치(1)에 대하여 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 여러 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시 형태에서 설명하고, 그 외의 실시 형태에서는 다른 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)의 정화(B1) 및 순환(C2)의 순서를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)는 실내 공기(A) 중의 미세먼지, 휘발성 유기오염물질, 입자상 오염물질, 유증기 등의 1차 정화(B)를 위한 정화 모듈(10)과, 정화 모듈 내부의 오염 물질 처리 재생(C2)을 위한 순환 정화 모듈(20) 및 정화 모듈(10)에서 정화와 순환이 완료된 공기를 흡입하여 실내로 배기하는 환기부(40)로 구성된다.
구체적으로, 정화 모듈(10)은 실내 공기를 흡입하여 1차 정화를 실시하고 있으며, 순환 정화 모듈(20)은 정화 모듈(10)에서 정화된 공기 중 일부를 흡입하여 2차 정화를 실시한다. 또한, 순환 정화 모듈(20)을 통과한 후 다시 정화 모듈(10)에서 재정화를 실시하여, 재정화된 공기와 전술한 정화 모듈(10)에서 정화된 공기 중 나머지 공기를 흡입하여 실내로 배기할 수 있다.
추가적으로, 공기 청정화 장치(1)는 배기부(40)로 주입되기 전에 정화된 공기 중의 오염 물질을 추가적으로 흡착 처리(C1)하는 최종흡착처리부(15)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 도 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)는 실내에서 공기를 흡입(S1)하고, 정화 모듈(10)에서 제1 정화를 실시(S2)한 후, 정화된 공기의 일부(C2)를 다시 순환하기 때문에, 실내 공기(A) 중의 오염 물질의 농도를 반복적으로 낮춤으로써 효율적으로 정화할 수 있으며, 정화 모듈(10)의 정화 능력을 재생할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)는 오염 물질 처리 및 정화 능력의 재생 기능을 동시에 가지면서도, 실내 공기 중에 존재하는 저농도 휘발성 유기 화합물(이하, VOCs)을 효과적으로 분해할 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 미세먼지, 휘발성 유기 오염 물질, 입자상 오염물질, 유증기의 처리를 위한 정화 모듈(10)은, 실내 공기(A)를 흡입하여 프리필터부(11)에서 먼저 비교적 입자 크기가 큰 입자를 필터링할 수 있다. 이 때, 필터링이 실시된 실내 공기(A)는 제1 센서부(12)를 통해 오염 물질의 농도를 연속적으로 측정할 수 있다.
다음으로, 집진부(13)에서는 전술한 프리필터부(11)에서 필터링되지 않은 입자, 즉, 미세 먼지와 비교적 입자 크기가 작은 입자상 오염 물질을 필터링할 수 있다.
다음으로, 흡착 저장부(14)에서 공기 중의 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 제거할 수 있는데, 이러한 흡착 저장부(14)는 오존부와 촉매 산화부(도시되지 않음)를 배치하여, 오존부의 오존으로부터 생성된 활성 상태의 산소 원자(O*) 또는 활성화된 산소 분자에 의해 촉매 산화부에서 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 효율적으로 분해함으로써 오염 물질을 기준치 이하로 처리하여 배출할 수 있다.
한편, 흡착 저장부(14)를 통과한 공기 중의 일부(B2)는 순환 정화 모듈(20)로 이동하여, 흡착 저장부(14)의 처리 성능을 적합한 수준으로 유지할 수 있다.
구체적으로, 순환 정화 모듈(20)은 제2 센서부(21), 오존 공급부(22), 촉매 산화부(23) 및 흡착 처리부(24)로 구성되어 있다. 제2 센서부(21)는 흡착 저장부(14)를 통과한 공기의 오염 물질의 농도를 측정하여, 흡착 저장부(14)의 처리 성능이 양호한지를 판단할 수 있다.
예를 들어, 흡착 저장부(14)에 오염 물질이 적체되어 그 처리 성능이 저하되는 경우, 흡착 저장부(14)를 통과한 공기의 일부(B2)를 순환 정화 모듈(20)을 통과시킴으로써 추가적으로 정화할 수 있으며, 이를 통해, 흡착 저장부(14)의 처리 성능이 재생되는 효과를 가질 수 있다.
또한, 순환 정화 모듈(20)에서 사용되는 촉매 물질은 나노 촉매 물질로서, 바람직하게, 나노미터 단위의 입자 크기를 갖는 망간-티타니아 화합물 또는 바나디아-티타니아 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으며, 흡착 처리부(24)는 제올라이트, 알루미나 계열 흡착제, 실리카 계열 흡착제, 또는 활성탄 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)를 통해 공기가 배출되는 구성을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 정화 모듈(10)에서 1차 정화된 공기의 다른 일부(B2)는 순환 정화 모듈(20)로 유입된다. 구체적으로, 순환 정화 모듈(20)은 나노 촉매 산화부(23)에서 정화 모듈(10)에서 분해되지 않고 잔류하는 공기 중의 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 다시 제거할 수 있다.
또한, 나노 촉매 산화부(23) 이전에 오존부(22)를 배치시켜, 나노 촉매 산화부(23)의 산화 분해력을 향상할 수 있으며, 마찬가지로, 나노 촉매 산화부(23)는 나노미터 단위의 입자 크기를 갖는 망간-티타니아 화합물 또는 바나디아-티타니아 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 순환 정화 모듈(20)에 공기(B2)가 유입되는 위치에 제2 센서부(21)를 배치시켜, 흡입되는 공기(B2) 중의 오염 물질의 농도를 실시간으로 측정하여, 오존부(22)에 공급되는 오존의 농도와 나노 촉매 산화부(23)에 공급되는 나노 촉매 물질의 농도를 실시간으로 조절할 수 있다.
또한, 나노 촉매 산화부(23)에서 분해되지 않은 휘발성 유기 화합물(VOCs)는, 나노 촉매 산화부(23) 이후에 배치된 흡착 처리부(24)에서 흡착될 수 있다. 이러한 흡착 처리부(24)는 제올라이트, 알루미나 계열 흡착제, 실리카 계열 흡착제, 또는 활성탄 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 사용함으로써, 실외로 배출되는 휘발성 유기 화합물(VOCs)를 효율적으로 제거할 수 있다.
순환 정화 모듈(20)를 통과한 공기는 다시 정화 모듈(10)에서 재정화 처리가 실시될 수 있으며, 최종적으로, 배기부(40)로 정화된 공기가 이동하기 전에 오염 물질을 추가적으로 흡착 처리할 수 있도록 최종흡착처리부(15)를 배치시켜, 배기되는 공기 중의 오염 물질의 농도를 더욱 낮출 수 있다.
이하, 하기와 같은 실시예 1 및 실시예 2를 통하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 공기 청정화 장치(1)의 효과를 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예 1 및 실시예 2는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 하기 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1m3 소형 챔버를 이용하여 담배연기 성분 중 아세트알데히드를 대상으로 분해효율 실험을 통해, 망간계 담지 나노촉매를 이용한 오염공기 중 VOCs의 효과적인 처리를 위한 성능평가를 수행하였다.
비교대상으로는 활성탄을 이용하여, 사용량, 처리 풍량, 처리 시간 등을 동일하게 한 성능평가 결과를 비교하기 위한 실험을 수행하였으며, 담배연기 중 가장 높은 농도를 차지하고 있는 아세트알데히드를 대표적 오염물질로 대상을 선정하였다.
비교예 2로 사용된 활성탄을 이용하여 아세트알데히드 성능평가를 수행한 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 반응 시작 30분 후 제거효율 60%를 나타냈다.
그러나, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 청정화 장치에 사용된 흡착 저장부의 제거 효율은, 도 3에 도시된 바와 같이, 반응시작 30분후 80% 정도의 성능 수준을 나타내었다.
비교예 2도 아세트알데히드 물질에 대해 초기에는 흡착에 의한 제거성능을 상당히 우수한 결과를 보이지만, 대부분 일정 시간 흡착 후 나타나는 파괴 현상에 의해 담배연기 중 고휘발성 가스성분의 제거는 60% 수준에 머무르는 한계가 발견되었다.
결론적으로, 아세트알데히드를 기준으로 장치를 가동하지 않은 상태의 비교예 1에서는 거의 농도 저감효과가 나타나지 않은 반면, 활성탄 필터를 적용한 비교예 2의 청정화장치의 경우 약 60% 정도의 저감효과가 나타났다.
이에 반하여, 본 발명의 실시예 1에서는 30분 이내 약 80% 수준의 저감 효과가 나타나는 우수한 효과를 발휘하였다.
[실시예 2]
실시예 1을 통해 확인한 망간계 담지 나노촉매를 다시 이용하여, 이를 적용한 처리장치의 담배연기 중 TVOCs 처리 성능의 검증을 위해 실제 규모 흡연실(70 m3)에서의 처리 성능을 평가하였다.
실험 시작 이전의 초기 TVOCs 농도는 120±50 ppb로, 처리 성능의 계산에는 이 값을 제외한다. 그 결과, 처리 장치 가동 후 30분후 60% 이상의 제거 성능을 나타냈으며, 미처리된 배오존 측정결과는 10 - 20ppb 수준으로 실내 배출에도 안전한 수준으로 확인되었다.
결론적으로, 활성탄 필터 방식만을 사용하는 비교예 3 및 비교예 4의 공기청정기는 20분 후 약 60% 정도의 저감 효과만을 나타내었지만, 실시예 2에서는 20분 이내 80% 수준으로 저감 효과가 나타나는 우수한 효과를 발휘하였다.
전술한 설명들을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 상기 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해하여야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 실내에서 다량, 고농도로 발생하는 미세먼지, 입자상 및 가스상 오염물질 제거 분해에 효과적인 나노 촉매와 흡착 저장부를 적용함으로써, 저장-촉매분해-재생방식의 공기 청정화 장치의 실용화가 가능하다.
1 공기 청정화 장치 10 정화 모듈
11 프리필터부 12 제1 센서부
13 집진부 14 흡착 저장부
15 최종흡착처리부 20 순환 정화 모듈
21 제2 센서부 22 오존부
23 나노 촉매 산화부 24 흡착 처리부
40 배기부 A 실내 공기
B, B1, B2 1차 처리 공기 C2 순환 정화 처리 공기
D 배기 공기

Claims (6)

  1. 실내 공기의 정화를 위한 공기 청정화 장치로서,
    상기 실내 공기를 흡입하여 1차 정화를 위한 정화 모듈;
    상기 정화 모듈에서 정화된 공기 중 일부를 흡입하여 2차 정화한 이후 상기 정화 모듈로 순환 및 상기 정화 모듈을 재생하는 순환 정화 모듈; 및
    상기 순환 정화 모듈을 통과한 후 상기 정화 모듈에서 재정화된 공기와, 상기 정화 모듈에서 정화된 공기 중 나머지 공기를 흡입하여 실내로 배기하는 배기부를 포함하고,
    상기 정화 모듈은, 프리필터부, 미세 먼지와 입자상 오염물질을 필터링하는 집진부, 상기 실내 공기의 오염 농도를 측정하는 제1 센서부, 상기 오염물질 중 휘발성 유기 화합물을 흡착 및 저장하는 흡착저장부를 포함하며,
    상기 흡착저장부는 제1 오존부와 제1 나노 촉매 산화부를 포함하고,
    상기 순환 정화 모듈은, 상기 정화 모듈로부터 흡입된 공기의 오염 농도를 측정하는 제2 센서부, 제2 오존 공급부, 제2 나노 촉매 산화부 및 흡착처리부를 포함하고,
    상기 제2 센서부는 상기 정화 모듈의 흡착 저장부를 통과한 공기의 오염 물질의 농도를 측정하여, 상기 정화 모듈의 흡착 저장부의 처리 성능을 확인하고, 상기 정화 모듈의 흡착 저장부에 상기 휘발성 유기 화합물이 적체되어 상기 흡착저장부의 처리 성능이 저하되는 경우에만, 상기 정화 모듈의 흡착 저장부를 통과한 공기의 일부를 상기 순환 정화 모듈에 통과시킴으로써 상기 공기의 일부의 정화와 동시에, 상기 정화 모듈을 재생하고,
    상기 정화 모듈의 재생은, 상기 흡착저장부에 흡착 및 저장된 휘발성 유기 화합물을 분해하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 청정화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 촉매 산화부는,
    나노미터 크기의 망간-티타니아 화합물 또는 바나디아-티타니아 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 흡착처리부는 제올라이트, 알루미나 계열 흡착제, 실리카 계열 흡착제, 또는 활성탄 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배기부로 주입되기 전 정화된 공기 중의 오염 물질을 추가적으로 흡착 처리하는 최종흡착처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정화 장치.
KR1020210086368A 2021-07-01 2021-07-01 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치 KR102591443B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210086368A KR102591443B1 (ko) 2021-07-01 2021-07-01 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210086368A KR102591443B1 (ko) 2021-07-01 2021-07-01 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230006667A KR20230006667A (ko) 2023-01-11
KR102591443B1 true KR102591443B1 (ko) 2023-10-23

Family

ID=84892313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210086368A KR102591443B1 (ko) 2021-07-01 2021-07-01 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102591443B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101817223B1 (ko) * 2017-02-08 2018-02-21 한국과학기술연구원 환기 및 배기 기능을 갖는 공기 청정화 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0639430B2 (ja) * 1985-02-28 1994-05-25 住友化学工業株式会社 炭化水素系化合物およびそれを有効成分とする殺虫、殺ダニ剤
KR20050072304A (ko) 2004-01-06 2005-07-11 삼성전자주식회사 시계표시가 가능한 휴대용 복합장치 및 시계표시방법
KR102390211B1 (ko) 2014-08-29 2022-04-26 코웨이 주식회사 환기 청정기 및 이의 제어 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101817223B1 (ko) * 2017-02-08 2018-02-21 한국과학기술연구원 환기 및 배기 기능을 갖는 공기 청정화 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230006667A (ko) 2023-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101817223B1 (ko) 환기 및 배기 기능을 갖는 공기 청정화 장치
KR101309714B1 (ko) 악취 및 휘발성유기화합물 동시 처리시스템
US8883083B2 (en) Air cleaner filter system capable of nano-confined catalytic oxidation
KR101143278B1 (ko) 재생탈취필터를 구비한 공기정화기 및 이 공기정화기의 재생탈취필터 재생방법
CN102811794B (zh) 基于原位光催化氧化和臭氧化使用增强的多功能涂层的空气净化系统和方法
US20100254868A1 (en) Purification of a fluid using ozone with an adsorbent and/or a particle filter
KR101711618B1 (ko) 악취 및 휘발성 유기화합물 흡착농축기
KR101610744B1 (ko) 담배연기 청정화 처리장치 및 방법
KR102096523B1 (ko) 공기 청정화 모듈을 포함하는 공기 청정화 장치
KR102591443B1 (ko) 저장-촉매분해-재생 방식의 공기 청정화 장치
JP2002238981A (ja) 空気浄化装置
KR200225374Y1 (ko) 오염된 공기중의 악취 및 휘발성 유기물질 처리 장치
WO2007061295A1 (en) Method and apparatus for the treatment of a waste gas stream comprising contaminant molecules
CN209771789U (zh) 一种电化学协同光催化有机废气处理装置
JP2003062055A (ja) 空気浄化装置
KR20210122943A (ko) 흡착공정과 촉매산화공정이 결합된 오염물질 처리 농축산화로터
KR101812724B1 (ko) 철 성분 함유 다공성 물질을 이용한 유기합성 악취물질 및 휘발성 물질 제거 방법, 장치, 그 장치를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 장치
JP2010029865A (ja) ガス浄化装置
KR102534782B1 (ko) 공기 청정화 장치
KR102557943B1 (ko) 이산화염소 기체의 실리카겔 흡착과 자외선 조사 및 활성탄 흡착 탈착 교대 프로세스를 활용한 악취 분자의 물리 화학적 제거시스템 및 방법
KR20130081330A (ko) 광촉매 제올라이트 에어컨 필터
RU2773150C1 (ru) Способ и устройство для очистки воздуха с использованием регенерируемого поглотителя co2
JP3114789U (ja) 空気清浄機
JP2008253613A (ja) ポリ塩化ビフェニル又はダイオキシン類を処理する作業エリアの雰囲気浄化方法及び浄化システム
JP2001252340A (ja) 空気清浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant