KR20010044303A - 폐 가스의 유해성분 제거방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 각종 공장 등에서 발생하는 폐 가스의 유해성분을 1차로 중화처리하고 그 1차 중화처리 되지 않은 유해성분을 2차로 열 분해하여 제거하도록 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에는 펌프가 마련된 처리제공급관이 설치되고 하부에는 바이패스관이 마련된 유해성분 처리제탱크; 상기 처리제공급관과 연결관이 상부에 설치되고 하부에는 폐 가스공급관과 바이패스관이 설치된 1차 반응조; 상기 연결관의 끝단부가 하부에 연결 설치되고 상부에는 배기관이 마련되며 내부에는 가열수단이 마련된 2차 반응조; 상기 2차 반응조의 배기관과 연결 설치되고 내부에 필터가 마련된 여과수단을 포함하는 구성으로 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 각종 산업현장에서 발생하는 폐가스 중에 함유된 독성이 강한 유해성분 즉 F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S, CN 등을 물 또는 그 물에 수산화나트륨이 혼합된 처리제와 고열을 이용하여 간편하고 용이하게 처리함으로서 사회문제화 되고 있는 대기오염을 예방할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Description

폐 가스의 유해성분 제거방법 및 그 장치{A method for elimination Harmful component form waste gas and the system thereof}

본 발명은 폐 가스의 유해성분 제거방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 공장 등에서 발생하는 폐 가스의 유해성분을 1차로 중화처리하고 그 1차 중화처리 후 처리되지 않은 유해성분을 2차로 열 분해하여 제거하도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

산업사회의 발달과 함께 폐 가스의 발생은 날로 증가하고 있고 그에 따른 대기오염으로 인하여 오존층의 파괴라는 엄청난 재난의 위험성과 사람의 질병이 다양한 형태로 발생하고 있음으로 그 대기오염의 예방을 위하여 국가와 민간차원에서 다양한 형태로 연구개발이 진행되고 있으며 이를 해결할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

일반적으로 폐 가스의 유해성분 처리방법은 폐 가스를 유발시키는 각종 공장이나 아파트단지 등에서 대기오염방지 설비를 갖춰놓고 유해성분을 처리한 후 배출하고 있으나 이는 필터를 이용하여 유해성분을 포집하는 정도에 불과함으로 대기오염을 예방하기에는 미흡하였다.

또 다른 형태의 일반적인 폐 가스 유해성분 처리방법은 유해성분 처리체(화학물질)를 사용하여 그 처리제가 유해성분과 반응하여 침전물로 생성되게 한 다음 그 침전물을 수집하여 매립하거나 폐기처리 하는 방법을 채택하고 있으나 이 또한 상기 매립으로 인하여 수질오염과 토양오염을 동시에 유발시키는 문제점이 있다.

따라서 근래에는 상기의 일반적인 문제점을 해소하기 위한 방편으로 각종 유해성분이 함유된 폐 가스를 포집하여 그를 처리제와 화학반응 시켜 중화처리 함으로서, 잔존물(침전물)을 발생시키지 않도록 하는 본인이 발명한 특허출원 제1997-71601호가 제공되어 있고 그의 기술적 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 본인이 발명한 특허출원 제1997-71601호의 기술적 구성은 먼저 폐 가스 중에 함유된 유해성분 처리방법으로서 이는 각종 연도에서 나오는 폐 가스를 처리제에 공급하기 위하여 폐 가스를 흡입펌프로 흡입하는 단계와, 상기 흡입된 폐 가스 중에 함유된 분진을 걸러주는 필터링 단계와, 상기 필터링 된 폐 가스를 처리제가 수용된 탱크의 저부에 공급하는 단계와, 상기 탱크에 공급된 폐 가스를 탱크의 전면에 골고루 분포시키기 위한 폐 가스 분포단계와, 상기 분포된 폐 가스와 처리제 간의 화학반응 효과를 상승시키기 위하여 처리제의 온도를 저온으로 유지시키는 온도컨트롤 단계와, 상기 처리제의 상부에 뜨는 부유물을 흡수처리하기 위한 부유물 처리단계로 이루어져 있다.

또 상기 특허출원 제1997-71601호의 폐 가스 중에 함유된 유해성분 처리방법으로서 이는 연도(50)에서 발생하는 폐 가스를 포집하는 폐 가스 흡입장치(51)와, 흡입된 폐 가스 중의 분진을 포집하는 필터장치(52)와, 필터링 된 폐 가스를 처리제 수용탱크(54)에 골고루 공급하는 공급장치(53)와, 상기 공급된 폐 가스를 처리제(58)와 골고루 섞이도록 분산시켜주는 분산장치(55)와, 상기 폐 가스의 처리제가 화학반응이 원할이 일어나도록 온도를 유지해 주는 온도컨트롤 장치(56)와, 상기 처리제의 상부에 뜨는 부유물을 포집하는 포집장치(57)로 이루어진다.

그리고 상기 처리제 수용탱크의 저부에 폐 가스를 공급하는 폐 가스공급장치를 형성하되, 이는 다수의 공급관을 처리제 수용탱크의 저부에 나열한 후 연결 설치하여 공급하도록 한 구성과, 상기 공급된 폐 가스를 처리제 수용탱크내에서 골고루 분사하는 폐 가스공급장치를 형성하되, 이는 다수의 구멍이 형성된 분산판으로 형성된 것과, 상기 처리제와 유해성분의 화학반응을 촉진시키기 위해 냉각선을 처리제 수용탱크의 중에 부에 배열시켜서 된 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 상기 기술은 유해성분 제거방법이나 장치모두 물에 수산화나트륨을 혼합하여된 처리제를 사용하고 그 처리제를 냉각시키면서 이에 유해성분을 공급하여 그 공급되는 유해성분이 처리제에 의해 중화되게 하는 기술이다.

그러나 상기의 기술은 폐 가스에 함유된 유해성분 중 중화 가능한 성분은 별문제가 없으나 중화되지 않는 성분 즉 CN과 같은 성분은 그 대로 대기 중에 방출됨으로 대기 오염문제가 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 물 또는 그 물에 수산화나트륨을 혼합시켜된 처리제를 이용하여 폐 가스에 함유된 중화 가능한 유해성분은 상기 처리제에 의해 중화처리하고 상기 처리제에 의해 처리되지 않은 유해성분은 열 분해하여 처리하도록 함으로서 대기 오염방지와 경제성, 안전성, 간편성을 갖도록 한 폐 가스의 유해성분 제거방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 폐 가스 중 유해성분 제거장치 구성도,

도 2는 본 발명의 폐 가스 유해성분 제거장치 개략도

도 3은 본 발명의 제 1반응조에 설치되는 스크린 발췌 사시도,

도 4는 본 발명의 제 1반응조에 설치되는 처리제배수판 발췌 사시도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※

10 : 유해성분 처리제탱크 11 : 냉각수단

12 : 처리제공급관 13 : 노즐

14 : 바이패스관 20 : 1차 반응조

21 : 연결관 22 : 폐 가스공급관

23 : 예열수단 24 : 스크린

25 : 처리제배수판 30 : 2차 반응조

31 : 가열수단 32 : 배기관

40 : 여과수단 41 : 배기관

43 : 배기구

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐 가스 유해성분 제거방법 및 그 장치에 대한 특징적이 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 폐 가스 유해성분 제거방법은 유해성분 처리제탱크내의 유해성분 처리제를 냉각수단을 이용하여 냉각시키는 공정; 상기 냉각된 유해성분 처리제와 폐 가스를 1차 반응조에 공급하여 폐 가스 중에 함유된 유해성분을 중화시키는 공정; 상기 유해성분을 중화시키고 발생하는 유해성분 처리제는 바이패스관으로 배출시키고 중화 및 중화되지 않은 가스는 2차 반응조에 공급시키는 공정; 상기 2차 반응조에 공급된 가스를 가열수단에 의해 가열하여 열 분해시키고 그 열 분해된 가스를 여과수단에 공급하는 공정; 상기 여과수단에 공급된 가스를 필터를 이용하여 분진 등을 여과한 후 대기 중으로 방출하는 공정으로 이루어진다.

또한 본 발명은 상기 유해성분 처리제의 냉각온도를 10℃ 이하로 하고, 상기 2차 반응조의 열 분해온도는 1000∼2000℃로 하며, 상기 1차 반응조에 공급되는 유해성분처리제의 공급형태는 노즐을 이용한 스프레이 공급형태로 한다.

또 본 발명은 상기 1차 반응조에서 배출되는 가스를 2차 반응조에 공급할 때는 300∼600℃로 예열하여 공급하고, 상기 유해성분 처리제탱크내의 유해성분 처리제는 물 또는 그 물에 수산화나트륨이 혼합된 혼합물 중 어느 하나 이다.

그리고 본 발명의 폐 가스 유해성분 제거장치는 상부에는 펌프가 마련된 처리제공급관이 설치되고 하부에는 바이패스관이 마련된 유해성분 처리제탱크; 상기 처리제공급관과 연결관이 상부에 설치되고 하부에는 폐 가스공급관과 바이패스관이 설치된 1차 반응조; 상기 연결관의 끝단부가 하부에 연결 설치되고 상부에는 배기관이 마련되며 내부에는 가열수단이 마련된 2차 반응조; 상기 2차 반응조의 배기관과 연결 설치되고 내부에 필터가 마련된 여과수단을 포함하는 구성으로 된다.

또한 본 발명은 상기 유해성분 처리제탱크에는 냉각수단이 마련되고, 상기 바이패스관 및 폐 가스공급관에는 펌프가 설치되며, 상기 1차 반응조와 연결 설치되는 폐 가스공급관 및 처리제공급관의 끈단부에는 노즐이 설치된다.

또 본 발명은 상기 1차 반응조의 상부에는 미세공이 형성된 스크린이 설치되고 하부에는 처리제배수판이 설치되고, 상기 1차 반응조 및 2차 반응조는 단열재로 감싸여지며, 상기 연결관에는 폐 가스 예열수단이 설치된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 폐 가스 유해성분 제거방법 및 그 장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 폐 가스 유해성분 제거장치 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제 1반응조에 설치되는 스크린체 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제 1반응조에 설치되는 격판 사시도로서,

본 발명은 먼저 도 2에 나타낸 바와 같이 각종 연도에서 발생하는 유해성분(F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S, CH)이 함유된 폐 가스는 폐 가스 공급관(22)을 통하여 1차 반응조(20)의 하부에서 공급하고 유해성분 처리제탱크(10)에 수용되어 있는 유해성분 처리제는 처리제공급관(12)을 통하여 1차 반응조(20)의 상부에서 노즐(13)로 스프레이 공급된다.

단 상기 유해성분 처리제탱크(10)에 수용되어 있는 유해성분 처리제는 물에 수산화나트륨(NaOH)이 혼합된 혼합액이고, 그 혼합액은 상기 유해성분 처리제탱크(10)에 마련된 냉각수단(11)을 이용하여 10℃이하가 되게 냉각시켜 상기 1차 반응조(20)에 공급하는 것이 바람직하다.

한편 상기 처리제를 10℃이하가 되게 냉각시키는 이유는 상기 폐 가스에 함유된 유해성분 즉 F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S 들은 물에 수산화나트륨(NaOH)이 혼합된 혼합액 즉 처리제의 온도가 낯을 수록 반응이 잘 일어나 중화가 잘되기 때문이다.

또 상기 처리제는 물만을 냉각시켜 사용해도 되나 이는 중화효능이 물에 수산화나트륨이 혼합된 혼합액보다 떨어지는 단점이 있다.

그리고 상기 1차 반응조(20)에 공급되는 처리제와 폐 가스는 각각의 처리제공급관(12) 및 폐 가스공급관(22)을 통하여 공급되는데, 이때 상기 처리제와 폐 가스의 공급수단은 각각의 펌프(P) 작동에 의해 이루어진다.

상기와 같이하여 1차 반응조(20)에 처리제와 폐 가스가 공급되면 그 폐 가스에 함유된 유해성분 F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S와 처리제가 서로 혼합되면서 반응을 일으켜 중화시킨다.

상기 폐 가스 중에 함유된 유해성분인 F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S와 처리제의 반응식은 다음과 같다.

(반응식)

HaOH + HF →NaF + H₂O...................F

HaOH + HCl →NaCl + H₂O.................Cl

HaOH + HNO₃→Na₂NO₂+ H₂O...............NOx

2HaOH + H₂SO₄→Na₂SO₄+ 2H₂O............SOx

2HaOH + H₂S →Na₂S + 2H₂O...............H2S

상기 1차 반응조(20)에서 반응되고 발생하는 처리제는 바이패스관(14)을 통하여 그 바이패스관(14)에 설치된 펌프(P)에 의해 유해성분 처리제탱크(10)로 펌핑되고 상기 1차 반응조(20)에서 처리되지 않은 유해성분을 갖는 폐 가스는 연결관(21)을 통하여 2차 반응조(30)로 공급된다.

단 상기 1차 반응조(20)의 상부에는 미세공이 형성된 스크린(24)이 설치되어 있기 때문에 연결관(21)으로 배출되는 가스는 수분을 함유하지 않고 배출된다. 또 상기 1차 반응조(20)의 하부에는 배수공이 형성된 처리제배수판(25)이 설치되어 있기 때문에 그 처리제배수판(25)을 통하여 바이패스관(14)으로 원활하게 배출된다.

또한 상기 1차 반응조(20)의 가스가 연결관(21)을 통하여 2차 반응조(30)로 공급될 때에는 상기 연결관(21)에 마련된 예열수단(23)에 의해 300∼600℃로 예열하여 공급한다. 그 이유는 상기 2차 반응조(30)의 온도는 1000∼2000℃가 되어야 하기 때문에 그를 열 보상 해주기 위해서이다.

상기와 같이하여 2차 반응조(30)에 가스가 공급되면 그 가스에는 독성이 강한 시안(CN)이 존재해있게 되고 그 CN은 1000∼2000℃가 되어야 열 분해가 일어나기 때문에 2차 반응조(30)를 가열수단(31)을 이용하여 1000∼2000℃로 가열한다. 이와 같이되면 상기 CN은 C와 N₂로 분해된다.

또 상기 분해된 가스는 배기관(32)을 통하여 여과수단(40)으로 공급되고 그 여과수단(40)에는 필터(41)가 마련되어 있기 때문에 분진 등을 걸러주고 대기중으로 방출된다.

또한 본 발명은 2차 반응조(30)에서 발생하는 처리제를 유해성분 처리제탱크(10)로 바이패스하여 계속 순환시키며 재사용하기 때문에 그에 따른 처리제의 절약효과와 아울러 수질오염을 방지할 수 잇는 장점이 있다.

또 본 발명의 유해성분 처리제탱크(10)에 마련된 냉각수단(11)은 일반적으로 사용되는 냉매장치로서 그 장치에서 발생하는 냉매가 상기 유해성분 처리제탱크(10)에 배열된 냉매 순환관을 통하여 순환하면서 처리제를 냉각시킨다.

그리고 상기 유해성분 처리제탱크(10)내의 처리제를 새로운 것으로 교환하여 사용하고자 할 때에는 처리제공급관(12) 및 바이패스관(14)에 설치된 각각의 밸브(B)를 잠그고 상기 사용 중이던 처리제를 배출시킨 후 새로운 처리제를 공급하여 사용하면 된다.

이상과 같은 본 발명의 폐 가스 유해성분 처리방법 및 그 장치는 각종 산업현장에서 발생하는 폐가스 중에 함유된 독성이 강한 유해성분 즉 F, Cl, NO_X, SO_X, CO_X, H₂S, CN 등을 물에 수산화나트륨이 혼합된 처리제와 고열을 이용하여 간편하고 용이하게 처리함으로서 사회문제화 되고 있는 대기오염을 예방할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (13)

1. 유해성분 처리제탱크내의 유해성분 처리제를 냉각수단을 이용하여 냉각시키는 공정;

   상기 냉각된 유해성분 처리제와 폐 가스를 1차 반응조에 공급하여 폐 가스 중에 함유된 유해성분을 중화시키는 공정;

   상기 유해성분을 중화시키고 발생하는 유해성분 처리제는 바이패스관으로 배출시키고 중화 및 중화되지 않은 가스는 2차 반응조에 공급시키는 공정;

   상기 2차 반응조에 공급된 가스를 가열수단에 의해 가열하여 열 분해시키고 그 열 분해된 가스를 여과수단에 공급하는 공정;

   상기 여과수단에 공급된 가스를 필터를 이용하여 분진 등을 여과한 후 대기 중으로 방출하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유해성분처리제의 냉각온도는 10℃ 이하임을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 2차 반응조의 열 분해온도는 1000∼2000℃ 임을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 1차 반응조에 공급되는 유해성분처리제의 공급형태는 노즐을 이용한 스프레이 공급임을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 1차 반응조에서 배출되는 가스를 2차 반응조에 공급할 때는 300∼600℃로 예열하여 공급함을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 유해성분 처리제탱크내의 유해성분처리제는 물 또는 물에 수산화나트륨이 혼합된 혼합물 중 어느 하나임을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거방법.
7. 상부에는 펌프(P)가 마련된 처리제공급관(12)이 설치되고 하부에는 바이패스관(14)이 마련된 유해성분 처리제탱크(10);

   상기 처리제공급관과 연결관(21)이 상부에 설치되고 하부에는 폐 가스공급관(22)과 바이패스관이 설치된 1차 반응조(20);

   상기 연결관의 끝단부가 하부에 연결 설치되고 상부에는 배기관(32)이 마련되며 내부에는 가열수단(31)이 마련된 2차 반응조(30);

   상기 2차 반응조의 배기관과 연결 설치되고 내부에 필터(41)가 마련된 여과수단(40)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 유해성분 처리제탱크에는 냉각수단(11)이 마련된 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 바이패스관 및 폐 가스공급관에는 펌프(P)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
10. 제 7항에 있어서, 상기 1차 반응조와 연결 설치되는 폐 가스공급관 및 처리제공급관의 끈단부에는 노즐(13)이 설치된 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
11. 제 7항에 있어서, 상기 1차 반응조의 상부에는 미세공이 형성된 스크린(15)이 설치되고 하부에는 처리제배수판(16)이 설치된 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
12. 제 7항에 있어서, 상기 1차 반응조 및 2차 반응조는 단열재로 감싸여진 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.
13. 제 7항에 있어서, 상기 연결관에는 폐 가스 예열수단(23)이 설치된 것을 특징으로 하는 폐 가스의 유해성분 제거장치.