KR102614282B1 - 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 및 이를 구비하는 휘발성유기화합물 처리 시스템 - Google Patents

흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 및 이를 구비하는 휘발성유기화합물 처리 시스템 Download PDF

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김신한
신종혁
남승하
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Abstract

본 발명은, 복수의 통기공이 형성된 다수의 셀(cell)로 이루어진 허니컴형 활성탄 흡착필터가 서로 인접하게 배치되어 기설정된 배열을 이루는 필터 어레이와, 상기 필터 어레이를 내부에 수용하여 캐닝(canning)하도록 형성되는 캐닝 하우징을 포함하는 흡착필터 캐닝 어셈블리와, 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 상에 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리가 적층된 형태로 배치될 수 있도록, 상기 어느 하나와 상기 다른 하나 사이에 개재되는 적층용 브라켓을 포함하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체를 개시한다.

Description

흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 및 이를 구비하는 휘발성유기화합물 처리 시스템{CARBON FILTER CANNING ASSEMBLY ASSEMBLING STRUCTURE AND VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS TREATING SYSTEM}
본 발명은 캐닝된 구조를 갖는 활성탄 흡착필터 캐닝 어셈블리 및 이를 구비하는 휘발성유기화합물 처리 시스템에 관한 것이다.
공기 중에 포함된 인체에 해로운 물질들은 여러 가지가 있지만 이중 가장 비중을 많이 차지하는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 인체를 직접적으로 반응시켜 오랜 시간 동안 노출될 경우 매우 강한 악영향을 나타나게 하며 환경적으로도 광화학반응 등을 통해 오존과 스모그의 원인물질이 되고 대기환경을 악화시키는 주 원인이다.
이러한 휘발성유기화합물의 제거를 위한 필터링 방법으로 활성탄(actived carbon)이 이용될 수 있다. 활성탄은 흡착 과정에 의해 유기 화합물을 액체 및 기체에서 제거하는 다공성 물질을 의미한다. 액체나 기체에 포함된 유기 분자는 활성탄을 통과하면서, 활성탄의 기공 표면으로 끌어 당겨지면서 결합된다.
활성탄(actived carbon)은 숯을 가스 또는 약품으로 활성화시킨 다공성 탄소를 의미한다. 보다 구체적으로 활성탄은 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄 등의 타손질을 원료로 하여 약 500℃~700℃ 내외 온도의 탄화와 약 900℃ 내외 온도의 활성화 과정을 통해 분자 크기 정도의 미세세공을 발달시킨 흡착제로서 1g당 1,000㎡의 비표면적을 갖는다. 활성탄은 표면에 산화기와 무기 불순물이 약간 존재하는 대신 수산화기가 없어서 소수성을 띈다.
한편, 이와 같은 활성탄을 사용하여 허니컴 구조(honeycomb structure)를 갖는 허니컴형 활성탄 흡착필터(Carbon Honeycomb Filter, CHF)가 개발된 바 있다. 예를 들어, 허니컴형 활성탄 흡착필터는 육면체 형태로 제작될 수 있다. 또한, 허니컴형 활성탄 흡착필터는 복수로 배열하여 모듈화시켜 사용될 수 있다.
이와 같이 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터는 휘발성유기화합물 처리 설비에 구비되는 흡착탑 내부에 장착되어 흡착탑 내부로 유입되는 휘발성유기화합물에 대한 정화 처리를 수행하도록 이루어질 수 있다.
여기에서, 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터를 복수로 구성하는 경우, 복수로 구성된 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 구조를 안정적으로 유지시킬 수 있는 한편, 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터를 흡착탑 내부에 장착하는 과정에서의 작업성을 향상시키고, 흡착탑 내부에 장착된 복수의 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 장착 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 방안에 대한 개발이 고려될 수 있다.
본 발명의 일 목적은, 복수로 구성된 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 구조를 안정적으로 유지할 수 있는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 모듈화된 복수의 허니컴형 활성탄 흡착필터를 흡착탑 내부에 장착하는 과정에서의 작업성을 향상시키고, 흡착탑 내부에 장착된 복수의 모듈화된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 장착 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 휘발성유기화합물 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체는, 복수의 통기공이 형성된 다수의 셀(cell)로 이루어진 허니컴형 활성탄 흡착필터가 서로 인접하게 배치되어 기설정된 배열을 이루는 필터 어레이와, 상기 필터 어레이를 내부에 수용하여 캐닝(canning)하도록 형성되는 캐닝 하우징을 포함하는 흡착필터 캐닝 어셈블리; 및 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 상에 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리가 적층된 형태로 배치될 수 있도록, 상기 어느 하나와 상기 다른 하나 사이에 개재되는 적층용 브라켓을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 적층용 브라켓은, 상기 어느 하나 상에 착탈 가능하게 설치되는 마운트부; 상기 마운트부의 반대 방향에 구비되어, 상기 다른 하나가 착탈 가능하게 설치되는 안착부; 및 상기 어느 하나와 상기 다른 하나를 소정 간격만큼 이격시키도록 상기 마운트부와 상기 안착부 사이에 형성되고, 상기 마운트부와 상기 안착부 상호 간을 연통시키도록 중공 형태로 형성되는 스페이서부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 마운트부는 상기 어느 하나의 상부 측면을 감싸도록 형성되는 제1서라운드 리브를 구비하고, 상기 안착부는 상기 다른 하나의 하부 측면을 감싸도록 형성되는 제2서라운드 리브를 구비하며, 상기 스페이서부는 제1서라운드 리브와 상기 제2서라운드 리브 사이에서 내측으로 연장되는 스페이서 리브를 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1서라운드 리브와 상기 제2서라운드 리브는 일축 상에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스페이서 리브는 상기 캐닝 하우징의 상면 둘레를 덮도록 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스페이서 리브는 상기 허니컴형 활성탄 흡착필터의 상기 통기공을 덮지 않도록 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스페이서 리브의 두께는 상기 제1서라운드 리브 및 상기 제2서라운드 리브의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 마운트부를 한정하는 상기 스페이서 리브의 일면과, 상기 안착부를 한정하는 상기 스페이서 리브의 타면에는, 상기 캐닝 하우징과 면접촉되는 내열성 완충부재가 부착될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 허니컴형 활성탄 흡착필터는, 활성탄 50 내지 75 중량%, 바인더 15 내지 30 중량% 및 충전재 10 내지 20 중량%로 이루어지고, 상기 활성탄은 40나노미터 이하의 기공 크기를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 처리 시스템은, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체; 및 내부에 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체가 장착되는 설치 공간 및 상기 설치 공간과 연통되는 측면 개구를 구비하는 흡착탑을 포함하며, 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체는 복수로 구비되어, 상기 측면 개구를 통해 상기 설치 공간 내에서 상하 적층된 형태로 배치되며, 상기 설치 공간 내에서 상하 방향으로 인접한 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 사이에는 상기 적층용 브라켓이 개재되도록 이루어진다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체는, 서로 인접하게 배치되는 허니컴형 활성탄 흡착필터가 기설정된 배열을 이루는 필터 어레이를 내부에 수용하여 캐닝(canning)하도록 형성되는 캐닝 하우징을 포함하는 흡착필터 캐닝 어셈블리와, 흡착필터 캐닝 어셈블리들 사이에 개재되는 적층용 브라켓을 포함한다. 여기에서, 적층용 브라켓은 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 상에 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리가 적층된 형태로 배치될 수 있도록, 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리와 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리 사이에 개재된다.
이와 같은 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 구조에 의하면, 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리 상에 적층용 브라켓이 배치되고, 적층용 브라켓 상에는 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리가 적층되도록 이루어진다. 이에 따라, 2개 이상의 복수로 구성된 흡착필터 캐닝 어셈블리를 적층용 브라켓을 사이에 두고 상하 적층된 형태로 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리를 보관 및 이송하고 흡착탑에 장착하는 과정이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
또한, 휘발성유기화합물 처리 시스템은, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체와, 내부에 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체가 장착되는 설치 공간과 설치 공간과 연통되는 측면 개구를 구비하는 흡착탑을 포함한다. 여기에서, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체는 복수로 구비되어 흡착탑의 측면 개구를 통해 설치 공간 내에 상하 적층된 형태로 배치된다. 아울러, 설치 공간 내에서 상하 방향으로 인접한 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 사이에는 적층용 브라켓이 개재되도록 이루어질 수 있다.
이와 같은 휘발성유기화합물 처리 시스템의 구성에 의하면, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체를 흡착탑의 측면 개구를 통해 흡착탑의 설치 공간 내에 상하 적층하는 방식으로 용이하게 장착할 수 있다. 또한, 상하 방향으로 배치되는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 사이마다 적층용 브라켓이 개재되어, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체가 흡착탑 내부에 장착된 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다. 결과적으로 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 전체 구조가 보다 견고하게 유지되어 휘발성유기회합물 처리 시스템의 정화 처리 성능을 보다 안정적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 허니컴형 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 분해된 모습을 보인 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리의 분해된 모습을 보인 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 사시도.
도 6은 도 1에 도시된 A-A선에 따른 단면도.
도 7은 도 2에 도시된 B-B선에 따른 단면도.
도 8은 도 7에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 다른 일 예를 보인 단면도.
도 9는 도 8에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 사시도.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 처리 시스템을 보인 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 흡착탑의 설치 공간을 정면에서 바라본 개념도.
도 12는 본 발명에서 사용되는 기공 크기가 제어된 활성탄과 종래에 입자상 활성탄의 기공 크기 분포를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 관련된 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 및 이를 구비하는 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 허니컴형 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체의 분해된 모습을 보인 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리의 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리의 분해된 모습을 보인 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 허니컴형 활성탄 흡착필터의 사시도이다. 도 6은 도 1에 도시된 A-A선에 따른 단면도이다. 도 7은 도 2에 도시된 B-B선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)는, 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)와 적층용 브라켓(200)을 포함한다.
흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)는 필터 어레이(110)와 캐닝 하우징(120)을 포함한다.
필터 어레이(110)는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)가 서로 인접하게 배치되어 기설정된 배열을 이루도록 형성된다. 각각의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)는, 복수의 통기공이 형성된 다수의 셀(cell, 111a)로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 통기공은 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 두께 방향으로 관통 형성될 수 있다. 다수의 셀(111a)은 일정한 크기로 동일하게 형성될 수 있다. 상기 셀(111a)은 도 4에서 사각형으로 도시되었으나, 셀(111a)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에 도시된 사각형이 아닌 다른 형태의 다각형 또는 원형 등으로 형성될 수도 있다. 한편 도 4를 참조하면, 각각의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)는 일정 크기의 가로폭(111b)과 세로폭(111c)과 높이(111d)를 갖도록 형성될 수 있다.
참고로 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 허니컴 구조에 의하면 다수의 셀(111a)들이 일정 크기를 갖도록 구성되어 가스(G)의 편류 현상을 방지하며 저압력 손실로 휘발성유기화합물을 보다 효율적으로 제거할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 정전기를 유발시키는 유동 입자가 존재하지 않고, 일정 크기의 셀(111a)로 구성되어 오랜 시간 사용 시에도 압력 증가 및 통풍이 저하되지 않아 흡착열의 농축을 방지할 수 있다.
캐닝 하우징(120)은 필터 어레이(110)를 캐닝(canning)하도록 형성된다. 여기서 상기 캐닝은 일반적으로 식품의 변질 미생물과 병원성 미생물을 제거하고 캔에 담아 밀봉하는 공정을 의미하지만, 본 발명에서는 내부 공간 상에 복수의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)를 수용하는 캔 구조의 제작 공정을 의미할 수 있다.
여기서, 캐닝 하우징(120)은 하우징 바디(121), 하부 메쉬 프레임(122) 및 상부 메쉬 프레임(123)을 포함한다. 캐닝 하우징(120)은 상기 필터 어레이(110)보다 강성이 큰 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캐닝 하우징(120)은 금속 소재로 이루어지거나 높은 강성을 갖는 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.
하우징 바디(121)는 도 2에 도시된 바와 같이 필터 어레이(110)의 측면 영역을 덮어 필터 어레이(110)를 전체적으로 감싸도록 형성된다. 그리고 하우징 바디(121)에서 상기 복수의 통기공에 대응되는 하우징 바디(121)의 상부와 저부는 각각 개구되게 형성된다. 즉, 필터 어레이(110)는 하우징 바디(121)의 내측에 수용되게 배치될 수 있다.
하부 메쉬 프레임(122)은 개구된 하우징 바디(121)의 저부에 장착되어 복수의 통기공이 형성된 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 저부 영역을 덮도록 배치된다. 그리고 하부 메쉬 프레임(122)은 망 구조로 형성된다.
상부 메쉬 프레임(123)은 하부 메시 프레임(122)과 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 상부 메쉬 프레임(123)은 개구된 하우징 바디(121)의 상부에 장착되어 복수의 통기공이 형성된 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 상부 영역을 덮도록 배치되고, 상부 메쉬 프레임(122)은 망 구조로 형성된다.
하부 메쉬 프레임(122)과 상부 메쉬 프레임(123)은, 예를 들어 금속 소재로 이루어지거나 높은 강성을 갖는 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 하부 메쉬 프레임(122)과 상부 메쉬 프레임(123)은 각각의 상기 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)와 서로 접하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 필터 어레이(110)가 캐닝 하우징(120) 내에서 상부와 저부가 개구된 하우징 바디(121)의 상하 방향으로 흔들림 없이 안정적으로 배치될 상태를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 허니컴형 활성탄 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 구성에 의하면, 복수의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)가 기설정된 배열을 이루도록 배치되는 필터 어레이(110)가 하우징 바디(121)에 의해 측면 영역이 모두 감싸지도록 형성된다. 또한, 필터 어레이(110)의 저부 영역과 상부 영역은 하우징 바디(121)의 저부와 상부에 각각 장착되는 하부 메쉬 프레임(122)과 상부 메쉬 프레임(123)에 의해 감싸지도록 이루어진다. 이에 따라, 필터 어레이(110)는 캐닝 하우징(120) 내에서 하우징 바디(121), 하부 메쉬 프레임(122), 상부 메쉬 프레임(123)에 의해 전체적으로 감싸지게 형성되어 모듈 형태의 캐닝된 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.
결과적으로, 캐닝 하우징(120) 내에 배치되는 복수의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111) 간의 충돌 등에 의한 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 손상을 방지하여 휘발성유기화합물 제거 성능을 보다 안정적으로 구현할 수 있다. 또한, 캐닝 하우징(120)으로부터 복수의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 각각의 이탈이 방지되어 허니컴형 활성탄 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 이송 및 장착 과정을 보다 안정적으로 수행할 수 있다.
한편, 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)는 제1완충부재(130) 및 제2완충부재(140)를 더 포함할 수 있다.
제1완충부재(130)는 상호 인접하게 배치되는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111) 사이에 개재될 수 있다.
제2완충부재(140)는 필터 어레이(110)의 측면 영역과 하우징 바디(121)의 내측면 사이에 개재될 수 있다. 제2완충부재(140)는 필터 어레이(110)의 측면 영역을 형성하는 각각의 변마다 개별적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2완충부재(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 필터 어레이(110)의 측면 영역을 형성하는 4개의 변마다 각각 1개씩 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 도면에서는 도시되지 않았으나, 제2완충부재(140)는 필터 어레이(110)의 측면 영역을 따라 끊김 없이 연속적으로 형성될 수 있다. 즉, 제2완충부재(140)는 하나의 바디로 이루어져 필터 어레이(110)의 측면 영역을 모두 감싸도록 형성될 수 있다.
한편, 제2완충부재(140)의 두께(141)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1완충부재(130)의 두께(131)보다 두껍게 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 및 제2완충부재(130,140)의 구조에 의하면, 캐닝 하우징(120)의 측면 영역을 통해 외부 충격이 발생하는 경우, 필터 어레이(110)의 외곽 영역에 배치되는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)에 가장 큰 충격 에너지가 가해지게 된다. 이때, 상기 제2완충부재(140)의 두께(141)가 제1완충부재(130)의 두께(131)보다 상대적으로 두껍게 형성되어 캐닝 하우징(120)의 측면 영역에서 가해지는 충격량을 더 많이 흡수할 수 있다. 결과적으로 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)를 충격으로부터 보호하여 각각의 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 성능을 안정적으로 제공할 수 있다.
또한, 제1완충부재(130)와 제2완충부재(140)는 내열성을 갖는 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1완충부재(130)와 제2완충부재(140)는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)을 포함할 수 있다. 상기 폴리테트라플루오로에틸렌으로는 테프론(Teflon)이라는 상품명으로 알려진 소재를 사용할 수 있다.
적층용 브라켓(200)은 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)와 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 사이에 개재되도록 이루어진다. 상기 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)는 상기 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 아래에 배치되어 상하로 적층되게 배치될 수 있다. 여기서 상기 적층용 브라켓(200)은 상하로 배치되는 어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)와 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 적층용 브라켓(200)은 적층용 브라켓(200)의 높이(200a)의 중심선(C1)을 기준으로 상하로 대칭되게 형성될 수 있다. 즉, 적층용 브라켓(200)은 뒤집히기 전의 형태와 뒤집힌 후의 형태가 서로 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상하로 적층되는 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 높이(100a)와 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 높이(100a)는 서로 같게 형성되거나, 서로 다르게 형성될 수도 있다.
이상에서 설명한 이와 같은 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 구조에 의하면, 아래에 배치되는 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 상에 적층용 브라켓(200)이 배치되고, 적층용 브라켓(200) 상에는 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)가 적층되도록 이루어진다. 이에 따라, 2개 이상의 복수로 구성된 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)를 적층용 브라켓(200)을 사이에 두고 상하 적층된 형태로 안정적으로 유지할 수 있다. 아울러, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)를 보관 및 이송하고 후술할 흡착탑(11)에 장착하는 과정이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다는 장점을 갖는다.
한편, 적층용 브라켓(200)은 마운트부(210), 안착부(220) 및 스페이서부(230)를 포함할 수 있다.
마운트부(210)는 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 상에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 마운트부(210)는 제1서라운드 리브(211)를 구비할 수 있다.
제1서라운드 리브(211)는 도 6에 도시된 바와 같이, 아래에 배치되는 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
안착부(220)는 마운트부(210)의 반대 방향에 구비되어 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)가 착탈 가능하게 설치되도록 이루어질 수 있다. 여기서, 안착부(220)는 제2서라운드 리브(221)를 구비할 수 있다.
제2서라운드 리브(221)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)보다 위에 배치되는 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 도면에서는 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)가 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면 중 일부를 감싸도록 형성되거나, 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면 중 일부를 감싸도록 형성되는 것으로 도시되었으나, 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면 중 일부 또는 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면 중 일부가 아닌 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면 전체 또는 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면 전체를 감싸도록 형성될 수도 있다.
또한, 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)는 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면 및 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면 접하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)는 각각, 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면과 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면 상호 간에 빈 공간 없이 서로 밀착되게 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상부 측면과 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 하부 측면은, 각각 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드리브(221)에 지지되어 측 방향으로의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 움직임을 제한하여 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 조립된 구조를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
스페이서부(230)는 상기 어느 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)와 상기 다른 하나의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)를 소정 간격만큼 이격시키도록 마운트부(210)와 안착부(220) 상호 간을 연통시키도록 형성될 수 있다. 스페이서부(230)는 중공 형태로 형성될 수 있다.
스페이서부(230)는 제1서라운드 리브와 제2서라운드 리브 사이에서 내측으로 연장되는 스페이서 리브를 구비할 수 있다.
즉 적층용 브라켓(200)의 마운트부(210), 안착부(220) 및 스페이서부(230)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 중공의 루프(loop) 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)는 도 7에 도시된 바와 같이 일축(axis, A1) 상에 배치될 수 있다. 즉, 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 상부 측면 또는 하부 측면과 마주하는 제1서라운드 리브(211)의 일면(221b)와 제2서라운드 리브(221)의 일면(221b)은 상호 동일 선상에 놓이도록 형성될 수 있다. 또한, 스페이서부(230)를 기준으로 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)의 연장된 길이는 동일하게 형성될 수 있다.
이와 같은 제1서라운드 리브(211)와 제2서라운드 리브(221)의 구조에 의하면, 적층용 브라켓(200)은 상하 방향으로 방향성을 갖고 있지 않아, 뒤집에서 사용이 가능하도록 이루어질 수 있다. 즉, 적층용 브라켓(200)은 뒤집히기 전의 형태와 뒤집힌 후의 형태가 서로 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 적층용 브라켓(200)을 뒤집는 것에 따라 마운트부(210)와 안착부(220)의 위치가 전환될 수 있다. 즉, 적층용 브라켓(200)을 뒤집기 전 상태에서의 마운트부(210)는 적층용 브라켓(200)을 뒤집은 후 안착부(220)가 될 수 있다. 이에 따라, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)를 적층하여 조립하는 과정에서의 작업 효율을 높일 수 있다.
한편, 스페이서 리브(231)는 캐닝 하우징(120)의 상면 둘레를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 스페이서 리브(231)는 캐닝 하우징(120)의 상면 둘레뿐만 아니라 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 일부를 더 덮도록 배치될 수도 있다. 이와 같은 스페이서 리브(231)의 구조에 의하면, 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상면 또는 저면과 맞닿는 스페이서 리브(231)의 면적이 증가하여 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상하 방향으로의 지지 효과를 증가시킬 수 있다.
또한, 스페이서 리브(231)는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 상기 통기공을 덮지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 스페이서 리브(231)는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 상기 통기공과 오버랩되지 않도록 형성될 수 있다. 이와 같은 스페이서 리브(231)의 구조에 의하면, 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)에서 실제 휘발성유기화합물이 흡착되는 영역을 감소시키지 않으므로 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(100)의 휘발성유기화합물에 대한 흡착 성능을 최대로 제공할 수 있다.
한편, 스페이서 리브(231)의 두께(231a)는 제1서라운드 리브(211)의 두께(211a) 및 제2서라운드 리브(221)의 두께(221a)보다 두껍게 형성될 수 있다.
또한, 스페이서 리브(231), 제1서라운드 리브(211) 및 제2서라운드 리브(221)는 스테인리스 스틸, 알루미늄 등의 금속 소재로 이루어지거나, 높은 강성을 갖는 합성수지 소재로 이루어질 수 있다. 스페이서 리브(231), 제1서라운드 리브(211) 및 제2서라운드 리브(221)를 합성수지 소재로 제작하는 경우 금속 소재에 비하여 가공 또는 제작이 상대적으로 용이하므로 형상에 대한 설계 자유도가 높고, 사출 성형 등을 통해 대량 생산이 가능하다는 장점을 갖는다.
이하, 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 다른 일 예에 대하여 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.
도 8은 도 7에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 다른 일 예를 보인 단면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 적층용 브라켓(200)은 내열성 완충부재(240)를 더 포함할 수 있다.
내열성 완충부재(240)는, 도 8에 도시된 바와 같이 마운트부(210)를 한정하는 스페이서 리브(231)의 일면과, 안착부(220)를 한정하는 스페이서 리브(231)의 타면에 배치될 수 있다. 그리고 내열성 완충부재(240)는 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 캐닝 하우징(120)과 면접촉되도록 형성될 수 있다. 또한, 내열성 완충부재(240)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 스페이서 리브(231)의 일면과 타면을 따라 전체적으로 배치될 수 있다.
또한, 내열성 완충부재(240)는 내열성을 갖는 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 내열성 완충부재(240)는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)을 포함할 수 있다. 상기 폴리테트라플루오로에틸렌으로는 테프론(Teflon)이라는 상품명으로 알려진 소재를 사용할 수 있다.
이와 같은 내열성 완충부재(240)의 구조에 의하면, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)를 제작, 보관 및 이송하고 흡착탑(11)에 장착하는 과정에서 발생하는 충격 등에 의해 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)의 상하 방향으로 가해지는 하중을 흡수하여 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 및 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 손상을 방지할 수 있다. 결과적으로 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)에 의한 휘발성유기화합물에 대한 정화 처리 성능을 안정적으로 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)에 대하여 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)을 보인 사시도이다. 도 11은 도 10에 도시된 흡착탑(11)의 설치 공간(11a)을 정면에서 바라본 개념도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)은 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 및 흡착탑(11)을 포함한다.
흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)에 대한 상세한 설명은 위에서 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 내용으로 대신한다.
흡착탑(11)은 설치 공간(11a) 및 측면 개구(11b)를 포함할 수 있다.
설치 공간(11a)은 흡착탑(11) 내부에 마련되고, 허니컴형 활성탄 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)가 장착되는 공간을 제공한다.
측면 개구(11b)는 상기 설치 공간(11a)과 흡착탑(11)의 외부 영역을 연통시키도록 형성된다.
흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 복수로 구비되고, 흡착탑(11)의 측면 개구(11b)를 통해 흡착탑(11)의 상기 설치 공간(11a) 내에서 상하 적층된 형태로 배치될 수 있다.
여기에서, 흡착탑(11)의 설치 공간(11a) 내에서 상하 방향으로 인접한 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 사이에는 적층용 브라켓(200)이 개재되도록 이루어질 수 있다.
또한, 휘발성유기화합물과 같은 가스(G)는 도 11에 도시된 바와 같이 설치 공간(11a)의 하부에서 상부로 이동하면서 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)를 지나는 동안 정화 처리될 수 있다. 여기서, 가스(G)의 이동 방향은 설치 공간(11a)의 하부에서 상부로 이동하는 것이 아닌, 상기 설치 공간(11a)의 상부에서 하부로 이동하도록 구성될 수도 있다.
이와 같은 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)의 구성에 의하면, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)를 흡착탑(11)의 측면 개구(11b)를 통해 흡착탑(11)의 설치 공간(11a) 내에 상하 적층하는 방식으로 용이하게 장착할 수 있다. 아울러, 상하 방향으로 배치되는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 사이마다 적층용 브라켓(200)이 개재되어, 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)가 흡착탑(11) 내부에 장착된 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다. 결과적으로 복수의 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 전체 구조가 보다 견고하게 유지되어 휘발성유기회합물 처리 시스템(10)의 정화 처리 성능을 보다 안정적으로 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.
또한, 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)은, 적층형 브라켓(200)에 마련되는 스페이서 리브(231)에 의해, 상하 방향으로 배치되는 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)가 일정 간격(S1)을 두고 서로 이격 배치될 수 있다. 이때, 상하 방향으로 배치되는 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 사이의 간격(S1)은 스페이서 리브(231)의 두께(231a)와 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 스페이서 리브(231)의 두께(231a)만큼 상하 방향으로 배치되는 흡착필터 캐닝 어셈블리(100) 사이의 간격(S1)이 형성될 수 있다.
이와 같은 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)의 구조에 의하면, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 간에 형성되는 공간을 통하여 인접하는 다른 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)의 흡착필터 캐닝 어셈블리(100)로 가스(G)가 이동 가능하여 가스(G)의 유동 경로가 보다 다양하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡착탑(11) 내로 유입되는 가스(G)가 어느 설치 공간(11a) 중 어느 한 영역에 집중되더라도, 인접한 다른 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000)를 지나도록 유동하는 것이 가능하여 가스(G)의 정화 성능을 보다 안정적으로 제공할 수 있다. 또한, 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체(1000) 간에 공간이 형성되어 휘발성유기화합물 처리 시스템(10)의 탈착 공정에서 국소과열점이 생성되는 현상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에서 사용되는 기공 크기가 제어된 활성탄과 종래에 입자상 활성탄의 기공 크기 분포에 대하여 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명에서 사용되는 기공 크기가 제어된 활성탄과 종래에 입자상 활성탄의 기공 크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 조성물은 기공 크기가 제어된 활성탄, 바인더 및 충전재로 이루어지며, 기공 크기가 제어된 활성탄 50 내지 75 중량%, 바인더 15 내지 30 중량% 및 충전재 10 내지 20 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기공 크기가 제어된 활성탄은 50 내지 75 중량%가 함유되며, 활성탄에 형성되는 기공 중 20나노미터 이하의 미세공이 0.4mL/g 미만으로 이루어져 있으며, 흡착부분이 활성탄 표면으로 직접적으로 연결되지 않은 미세공의 면적이 줄어들어 휘발성유기화합물의 흡착뿐만 아니라, 탈착에도 우수한 성능을 나타낸다.
상기 기공 크기가 제어된 활성탄과, 종래에 입자상 활성탄의 기공크기 분포를 아래 도 1에 나타내었다. 아래 도 1에 나타낸 것처럼, 본 발명에서 사용되는 기공 크기가 제어된 활성탄은 기공의 크기가 입자상 활성탄은 40 나노미터 이하의 기공이 입자상 활성탄에 비해 매우 적게 분포한 것을 알 수 있다.
또한, 기공 크기가 제어된 활성탄은 벌집구조나 판형 등 다양한 형태로 제조가 가능하여 표면을 최대한 사용할 수 있는 장점이 있는데, 상기 기공 크기가 제어된 활성탄의 함량이 50 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 기공 크기가 제어된 활성탄의 함량이 75 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게향상되지 않으면서 상대적으로 바인더와 충전재의 함량이 줄어들기 때문에, 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 조성물의 형태안정성이나 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 바인더는 15 내지 30 중량%가 함유되며, 카올린으로 이루어지는데, 본 발명을 통해 제조되는 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 조성물을 구성하는 각 성분을 결속시키는 역할을 한다.
상기 카올린은 가장 대표적인 점토광물이며, 단위구조는 규산 4면체층과 알루미나 8면체층이 1: 1로 되는 구조를 가지며, 카올리나이트, 디카이트(dickite), 내크라이트(nacrite)의 구조가 다른 3종류의 광물과 층간수가 첨가된할로이사이트(halloysite)를 포함할 수 있다. 할로이사이트 이외의 3광물의 화학조성식은 [Al2Si2O5(OH)4] 또는 [Al2O3·2SiO2·2H2O]이며 산화물의 중량%는 SiO2 46.5%, Al2O3 39.5%, H2O 14.0%로 점토광물 중에서는 가장 일정한 조성을 가진다.
상기와 같은 특성을 나타내는 카올린으로 이루어진 바인더는 상기의 효과 외에도 공기 중에 함유되어 있는 인체에 해로운 각종 세균이나 바이러스, 곰팡이, 미세먼지, 악취 등의 냄새 성분과 오염물질을 살균, 탈취 및 정화시키는 효과를 나타낸다.
상기 바인더의 함량이 15 중량% 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 바인더의 함량이 30 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 기공 크기가 제어된 활성탄이나 충전재의 함량이 줄어들기 때문에, 휘발성유기화합물의 제거효과가 저하되고, 흡착제 조성물의 기계적 강도가 저하될 수 있다.
상기 충전재는 10 내지 20 중량%가 함유되며, 수경성 산화알루미늄, 팔리고르스카이트(palygorskite) 및 세피올라이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 본 발명에 따른 흡착제 조성물의 기계적강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 수분저항성이나 흡착성능을 더욱 향상시키는 역할을 한다.
상기 수경성 산화알루미늄은 본 발명에 따른 흡착제 조성물의 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 수분 저항성을 향상시켜 다습한 조건에서도 흡착제 조성물의 물성이 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 팔리고르스카이트는 침상으로 산출되는 2:1 점토광물로서 화학식은 [Si8Mg2Al2O20(OH)2(OH)2·4H2O]인데, 규산 4면체의 사슬구조에 의한 터널(tunnel)구조를 가지며 터널 내에 물분자를 함유한다. 주로 건조지역의 토양에 존재하고, 상업적으로는 아타풀자이트(attapulgite)로 알려져 있으며 비료 제조 과정에 이용되기도 하는데, 본 발명에서는 흡착제 조성물의 기계적 강도를 향상시키며 휘발성유기화합물의 흡착효과를 더욱 향상시키는 역할을 한다.
또한, 상기 세피올라이트는 해포석(海泡石)이라고도 하며, 화학성분은 [Mg4Si6O15(OH)2·6H2O]으로, 굳기는 2 내지 25이고, 비중은 2를 나타내는데, 섬유상의 결정도 있으나 보통은 토상(土狀)의 미소한 결정의 집합체로 전자현미경으로만 관찰할 수 있다. 백색, 회색, 녹색 및 황색을 띠며 건조한 덩어리로 된 것은 물에 뜰 만큼 가볍고, 미국에서는 염호(鹽湖)의 바닥에 다량으로 존재한다. 탐사보링용 이수(泥水)나, 구워서 건조제(乾燥劑)로 사용하는데, 본 발명에서는 흡착제 조성물의 기계적 강도를 향상시키며 휘발성유기화합물의 흡착효과를 더욱 향상시키는 역할을 한다.
상기의 성분으로 이루어지는 충전재의 함량이 10 중량% 미만이면 본 발명에 따른 흡착제 조성물의 기계적 강도 향상효과가 미미하며, 상기 충전재의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 기공 크기가 제어된 활성탄과 바인더의 함량이 지나치게 줄어들어 휘발성유기화합물의 흡착력이나 분해력 및 흡착제 조성물의 결속력이 저하로 인해 오히려 기계적 물성이 저하될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 허니컴형 활성탄 흡착필터(111)의 조성물의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 흡착제 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
기공 크기가 제어된 활성탄(40nm 이하의 기공이 0.4ml/g) 50 중량%, 바인더(카올린) 30 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 20 중량%를 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 150rpm의 속도로 10분 동안 혼합하여 제조된 혼합물을 압출성형기에 투입하고 압출하여 가로 50mm×세로 20mm 규격이며 100cell을 나타내는 허니컴 구조로 성형한 후에 500℃의 온도에서 2시간 동안 소성하여 휘발성유기화합물의 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 기공 크기가 제어된 활성탄 55 중량%, 바인더(카올린) 27 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 18 중량%를 혼합하여 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 기공 크기가 제어된 활성탄 60 중량%, 바인더(카올린) 24 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 16 중량%를 혼합하여 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 기공 크기가 제어된 활성탄 65 중량%, 바인더(카올린) 21 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 14 중량%를 혼합하여 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 기공 크기가 제어된 활성탄 70 중량%, 바인더(카올린) 18 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 12 중량%를 혼합하여 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 기공 크기가 제어된 활성탄 75 중량%, 바인더(카올린) 15 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 10 중량%를 혼합하여 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
입자상 활성탄(40nm 이하의 기공이 0.5mL/g) 70 중량%, 바인더(카올린) 18 중량% 및 충전재(팔리고르스카이트) 12 중량%를 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 150rpm의 속도로 10분 동안 혼합하여 제조된 혼합물을 압출성형기에 투입하고 압출하여 가로 50mm×세로 20mm 규격이며 100cell을 나타내는 허니컴 구조로 성형한 후에 500℃의 온도에서 2시간 동안 소성하여 휘발성유기화합물의 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1을 통해 제조된 활성탄 흡착제의 휘발성유기화합물 흡착능을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 흡착성능은 공간속도 10000SV, 휘발성 유기화합물은 톨루엔을 사용하되, 초기 농도 1,000ppm의 조건에서 측정하였다.}
<표 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 6을 통해 제조된 흡착제 조성물은 휘발성 유기화합물에 대해 우수한 흡착성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1을 통해 제조된 활성탄 흡착제로 재생성능을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 재생성능은 공간속도 10000SV, 휘발성 유기화합물은 톨루엔을 사용하되, 초기 농도 1,000ppm의 조건에서 1 내지 7시간 동안 톨루엔을 흡착하도록 한 후에 165℃의 온도에서 공간속도 2000SV로 재생하고, 다시 공간속도 10000SV, 휘발성 유기화합물은 톨루엔을 사용하되, 초기 농도 1,000ppm의 조건에서 1 내지 7시간 동안 톨루엔을 흡착하는 과정을 적용하는 방법을 이용하였다.}
<표 2>
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 6을 통해 제조된 흡착제 조성물은 재생 후에도 휘발성 유기화합물에 대해 우수한 흡착성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 휘발성유기화합물의 탈착 성능이 개선된 허니컴형 활성탄 흡착제 조성물은 기공 크기가 제어된 활성탄이 사용되어 휘발성 유기화합물의 탈착성능이 개선되기 때문에 재생이 가능하다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며, 설명된 실시예들의 범주 및 기술적 사상을 벗어남이 없이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
10 : 휘발성유기화합물 처리 시스템
11 : 흡착탑
11a : 설치 공간
11b : 측면 개구
100 : 흡착필터 캐닝 어셈블리
100a : 흡착필터 캐닝 어셈블리의 높이
110 : 필터 어레이
111 : 허니컴형 활성탄 흡착필터
111a : 셀
111b : 허니컴형 활성탄 흡착필터의 가로폭
111c : 허니컴형 활성탄 흡착필터의 세로폭
111d : 허니컴형 활성탄 흡착필터의 높이
120 : 캐닝 하우징
121 : 하우징 바디
122 : 하부 메쉬 프레임
123 : 상부 메쉬 프레임
130 : 제1완충부재
140 : 제2완충부재
200 : 적층용 브라켓
200a : 적층용 브라켓의 높이
210 : 마운트부
211 : 제1서라운드 리브
211a : 제1서라운드 리브의 두께
211b : 제1서라운드 리브의 일면
220 : 안착부
221 : 제2서라운드 리브
221a : 제2서라운드 리브의 두께
221b : 제2서라운드 리브의 일면
230 : 스페이서부
231 : 스페이서 리브
231a : 스페이서 리브의 두께
240 : 내열성 완충부재
1000 : 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체
A1 : 일축
G : 가스

Claims (10)

  1. 복수의 통기공이 형성된 다수의 셀(cell)로 이루어진 허니컴형 활성탄 흡착필터가 서로 인접하게 배치되어 기설정된 배열을 이루는 필터 어레이와, 상기 필터 어레이를 내부에 수용하여 캐닝(canning)하도록 형성되는 캐닝 하우징을 포함하는 흡착필터 캐닝 어셈블리; 및
    어느 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 상에 다른 하나의 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리가 적층된 형태로 배치될 수 있도록, 상기 어느 하나와 상기 다른 하나 사이에 개재되는 적층용 브라켓을 포함하며,
    상기 적층용 브라켓은,
    상기 어느 하나 상에 착탈 가능하게 설치되는 마운트부;
    상기 마운트부의 반대 방향에 구비되어, 상기 다른 하나가 착탈 가능하게 설치되는 안착부; 및
    상기 어느 하나와 상기 다른 하나를 소정 간격만큼 이격시키도록 상기 마운트부와 상기 안착부 사이에 형성되고, 상기 마운트부와 상기 안착부 상호 간을 연통시키도록 중공 형태로 형성되는 스페이서부를 포함하며,
    상기 마운트부는 상기 어느 하나의 상부 측면을 감싸도록 형성되는 제1서라운드 리브를 구비하고,
    상기 안착부는 상기 다른 하나의 하부 측면을 감싸도록 형성되는 제2서라운드 리브를 구비하며,
    상기 스페이서부는 제1서라운드 리브와 상기 제2서라운드 리브 사이에서 내측으로 연장되는 스페이서 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1서라운드 리브와 상기 제2서라운드 리브는 일축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서 리브는 상기 캐닝 하우징의 상면 둘레를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스페이서 리브는 상기 허니컴형 활성탄 흡착필터의 상기 통기공을 덮지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서 리브의 두께는 상기 제1서라운드 리브 및 상기 제2서라운드 리브의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마운트부를 한정하는 상기 스페이서 리브의 일면과, 상기 안착부를 한정하는 상기 스페이서 리브의 타면에는, 상기 캐닝 하우징과 면접촉되는 내열성 완충부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 허니컴형 활성탄 흡착필터는, 활성탄 50 내지 75 중량%, 바인더 15 내지 30 중량% 및 충전재 10 내지 20 중량%로 이루어지고,
    상기 활성탄은 40나노미터 이하의 기공 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체.
  10. 제1항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체; 및
    내부에 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체가 장착되는 설치 공간 및 상기 설치 공간과 연통되는 측면 개구를 구비하는 흡착탑을 포함하며,
    상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체는 복수로 구비되어, 상기 측면 개구를 통해 상기 설치 공간 내에서 상하 적층된 형태로 배치되며,
    상기 설치 공간 내에서 상하 방향으로 인접한 상기 흡착필터 캐닝 어셈블리 조립 구조체 사이에는 상기 적층용 브라켓이 개재되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 처리 시스템.
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