KR20010067095A - 배기 가스중의 미립자 제거 장치 및 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박용, 육상 주행용, 육상 정치용의 예컨대 디젤 엔진 등의 내연 기관으로부터의 배기 가스중에 포함되는 미립자를 포집 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치 및 제거 방법을 제공한다.
디젤 엔진 배기 가스(10)중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단인 원반형 필터(11)와, 상기 원반형 필터(11)에 포집된 미립자 표면에 알칼리 금속 촉매 용액(12)을 부착시키는 촉매 부착 수단인 복수의 노즐(스프레이형, 샤워형 등)(13a)을 갖는 스프레이(13)를 구비하고, 포집된 미립자에 촉매를 부착시켜 미연소 미립자를 연소 분해하는 것이다.

Description

배기 가스중의 미립자 제거 장치 및 제거 방법{PARTICLE ELIMINATER AND ELIMINATING METHOD FOR EXHAUST GAS}
본 발명은 예컨대 선박용, 육상 주행용, 육상 정치(定置)용의 예컨대 디젤 엔진 등의 내연 기관으로부터의 배기 가스중에 포함되는 부유 미립자(SPM)를 분해 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치 및 제거 방법에 관한 것이다.
종래부터 선박용, 육상 주행용, 육상 정치용 디젤로부터의 배기 가스중에 포함되는 부유 미립자(SPM, 이하에 "미립자"라고 칭함)를 분해하기 위해서는, 세라믹제의 허니콤형상 필터 등에 의한 DPF(Diesel Particulate Filter ; 디젤 미립자 필터)가 제안되어 있고, DPF에 미립자를 포집하여, 퇴적량이 증가하면 배기 저항이 증대되기 때문에, 이것을 연소 제거하여 재생한다.
이 재생 방법으로서는 슬롯 링에 의해 배기 온도를 향상시키는 방법이나 히터 가열 방법 또는 재가열 방법 등에 의해서 배기 가스 온도를 상승시켜, 포집 미립자중의 미연소분을 연소시켰다.
그러나, 종래의 미립자 분해 처리 방법에는 이하와 같은 문제가 있다.
(1) 재생시에 있어서의 열 충격의 반복에 의해 허니콤형상의 세라믹 필터의파손이 발생한다고 하는 문제가 있다.
(2) 이상 연소의 발생에 의해, 필터재의 내열성, 내열충격성이 부족하여, 손상이 발생한다고 하는 문제가 있다.
(3) 히터 가열이나 재가열용의 장치 및 연료 등의 유용 비용이 필요하기 때문에, 처리 비용의 저감을 도모하야 할 필요성이 있다.
(4) 연소가 충분하지 않은 경우에는, 압력 손실이 증대되어, 사용 불가능하게 되고, 그 결과 해당 필터 자체를 교환해야 한다.
본 발명의 과제는 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 종래와 같은 히터 등의 가열 수단을 이용하지 않고, 게다가 저온으로 배기 가스중의 미립자를 분해할 수 있는 배기 가스중의 미립자 제거 장치 및 제거 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항 1의 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 발명은, 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 구비하여, 포집된 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명은, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 구비하여, 포집된 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단에 촉매 용액을 분무하는 분무 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단을 촉매 용액에 침지하는 침지 수단인 것을 특징으로 한다.
청구항 5의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 촉매 용액이 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 촉매 수용액, 해수, 또는 상기 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 해수인 것을 특징으로 한다.
청구항 6의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 포집 수단에 촉매를 담지하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터 또는 원통형 필터인 것을 특징으로 한다.
청구항 8의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터가 내면측에 도입한 배기 가스를 외부로 배출하는 내면 여과형 또는 외면측에 도입한 배기 가스를 내부로 배출하는 외면 여과형인 것을 특징으로 한다.
청구항 9의 발명은, 청구항 8에 있어서, 상기 필터가 강도를 유지하는 지지층과, 지지층 위에 적층하여 이루어지는 미립자를 포집하는 포집층을 구비한 적층 구조인 것을 특징으로 한다.
청구항 10의 발명은, 청구항 9에 있어서, 상기 미립자 포집층의 표면에 보호층을 마련한 것을 특징으로 한다.
청구항 11의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터의 단면이 요철형상인 것을 특징으로 한다.
청구항 12의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터의 표면에 다수의 원통관형 필터를 세워 설치하는 것을 특징으로 한다.
청구항 13의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터이고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 원반 표면측에 마련되고, 원반형 필터를 회전시키며, 원반 표면의 동일 표면의 상이한 위치에 있어서, 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 14의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터이고, 배기 가스중의 미립자를 원통형 필터의 내면 또는 외면측으로부터 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 내면 여과의 경우에는 원통측면의 내측에 또는 외면 여과의 경우에는 외측에 마련하여, 상기 원통형 필터를 회전시키면서, 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 15의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터이고, 배기 가스중의 미립자를 원통형 또는 다각형형 필터의 외면측으로부터 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 필터 외면의 둘레 방향에 적어도 2이상 배치하고, 촉매 부착 수단을 전환하면서 촉매 용액을 주위에서 순서대로 전환하면서 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 16의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 단면이 줄무늬 모양인 폐색부를 구비한 허니콤형 필터이고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 17의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 적층함과 동시에, 단부를 교대로 폐색한 적층형 필터이고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 18의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 절곡하여 이루어지는 적층형 필터이고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 19의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 중공의 도너츠 원반형을 내부 통에 복수개 나란히 설치하고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 한다.
청구항 20의 배기 가스중의 미립자 제거 방법의 발명은, 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 방법에 있어서, 상기 미립자를 포집하고, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시켜, 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 한다.
청구항 21의 발명은, 청구항 20에 있어서, 상기 포집 수단의 표면에 부착된 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 22의 발명은, 청구항 20에 있어서, 표면이 상기 미립자로 된 포집 수단을 촉매 용액에 침지시키고, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 23의 배기 가스 처리 시스템의 발명은, 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스중의 부유 미립자를 분해 처리하는 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 미립자 제거 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
청구항 24의 발명은, 청구항 23에 있어서, 상기 미립자 제거 장치의 후류측에 배기 가스중의 질소 산화물을 분해 처리하는 질소 산화물 제거 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 필터의 일례를 도시한 도면으로서, 도 1a는 원반형 필터, 도 1b 및 도 1c는 원통형 필터의 사시도,
도 2는 제 1 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 3은 미립자를 구성하는 매연(soot), 타르 연소 시험의 결과를 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 필터의 구성의 개략도,
도 5는 제 2 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 6a 내지 도 6c는 제 3 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 7은 제 3 실시예에 관한 복수의 노즐을 설치한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 8은 제 3 실시예에 관한 종형 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 9는 제 3 실시예에 관한 침지형 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 10a 및 도 10b는 제 3 실시예에 관한 단면이 요철형상인 필터의 개략도,
도 11a 및 도 11b는 제 3 실시예에 관한 그룹 원통형 필터의 개략도,
도 12a 및 도 12b는 제 4 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 13은 제 5 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 14a 내지 도 14c는 제 6 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 15a 내지 도 15c는 제 7 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 16a 내지 도 16c는 제 8 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도,
도 17a 내지 도 17c는 필터의 설치 형식은 여러가지의 설치 방식을 도시한 것으로서, 도 17a는 원통 회전 또는 고정형 필터의 독립 형식이고, 도 17b는 복수의 필터를 배관을 이용하여 3개 병렬형으로 한 각각 전환 방식이고, 도 17c는 복수의 필터를 집합시킨 유닛 형식의 필터의 도면,
도 18은 제 9 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도,
도 19는 제 10 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도,
도 20은 제 11 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도,
도 21은 제 12 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도,
도 22는 제 13 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 배기 가스 11 : 원반형 필터
12 : 촉매 용액 13a : 노즐
13 : 스프레이 21 : 연도
22 : 포집 영역 23 : 촉매 저장조
24 : 촉매 담지 영역 25 : 연소 영역
26 : 저장 탱크 27 : 교반 수단
28, 104 : 클린 가스 31 : 지지층
32 : 세라믹층 33 : 보호 메시층
34 : 적층형 세라믹 필터 41A, 41B : 원통형 필터
42A, 42B : 분무 노즐 43 : 회전 유닛
44 : 장치 배기 가스 처리 본체 45 : 포집 영역
46 : 촉매 담지 영역 47 : 건조 영역
48 : 연소 영역 61a : 볼록부
61b : 오목부 61 : 필터
62 : 원통관 63 : 소형 그룹 원통형 필터
71, 81 : 사각기둥형 필터 72A 내지 72D : 분사 노즐
82, 92 : 폐색부 91 : 적층형 필터
93 : 중공의 도너츠 원반형 필터 94 : 내부 통
95 : 필터 101 : 디젤 엔진
102 : 미립자 제거 장치 103 : 질소 산화물 제거 장치
105 : 굴뚝 111 : 디젤 엔진 발전기
112 : 열회수 보일러 121 : 가스화 노
이하에 본 발명의 실시예를 설명하겠지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는 예컨대 디젤 엔진 등의 내연 기관, 또는 가스화 노 등으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 포함하고, 포집된 미립자 전체를 촉매에 의해 피복하면서 미연소 미립자를 연소 분해하는 것이다.
여기서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단으로서는, 원반형 필터 또는 원통형 필터를 예로 들 수 있지만, 기타 허니콤형상의 필터 등의 배기 가스중의 미립자를 포집하여, 촉매 용액을 부착할 수 있는 형상의 필터라면 특히 한정되지 않는다.
제 1 실시예
이하, 본 실시예에서 도 1a에 도시하는 바와 같은 원반형 필터(11)를 이용한 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 제 1 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는 디젤 엔진 배기 가스(10)중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단인 원반형 필터(11)와, 상기 원반형 필터(11)에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액(12)을 부착시키는 촉매 부착 수단인 복수의 노즐(스프레이형, 샤워형 등)(13a)을 갖는 스프레이(13)를 구비하고, 포집된 미립자 전체를 촉매로 피복하면서 미연소 미립자를 연소 분해하는 것이다.
본 실시예의 미립자 제거 장치는 수직 축방향에 축심을 갖는 원반형필터(11)를 이용하고, 필터(11)의 일부가 배기 가스의 연도(21)내에 회전 가능하게 개재되며, 연도(21)내에 있어서 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하는 포집 영역(22)과, 미립자를 포집한 필터(11)가 회전되어, 연도 외부에 있어서 촉매 저장조(23)로부터 공급되는 촉매 용액(12)을 살포 수단인 스프레이(13)에 의해 분무하는 촉매 담지 영역(24)과, 담지된 촉매가 다시 연도(21)내에 들어가서, 배기 가스(10)의 열과 촉매 작용의 병용에 의해 미연소분이 연소되는 연소 영역(25)으로 구성되어 있다.
상기 촉매 저장조(23)내에는 알칼리 금속 촉매 용액인 K2CO3또는 해수가 저장 탱크(26)로부터 공급되어 저장되고, 교반 수단(27)에 의해 교반된다.
상기 촉매 저장조(23)내는 상기 촉매 담지 영역(24)에서 분무된 나머지 촉매 용액(12)이 회수되고, 그 때에 미연소 탄소(C)가 흘러 내리는 경우가 있으므로, 해당 미연소 탄소(C)를 포함한 것으로 되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 미립자 포집 영역(22)에 있어서 필터(11)의 표면에 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하고, 포집된 미립자를 촉매 담지 영역(24)에 있어서 촉매 용액(12)에 의해 미립자의 표면을 피복하도록 살포하며, 필터(11)의 회전에 따라서 촉매를 건조시켜, 다시 연도내의 연소 영역(25)에서 연소함에 의해, 300℃ 정도의 저온에서 미립자중의 미연소분(매연, 타르 등)을 분해할 수 있어, 클린 가스(28)를 배출할 수 있다.
도 3에 미립자를 구성하는 매연, 타르 연소 시험의 결과를 나타낸다. 도 3에 있어서, 종축은 매연, 타르의 전체 중량(㎎)을 나타내고, 횡축은 경과 시간(h)을 나타낸다.
도 3에 있어서, 실선은 본 발명에 관한 것으로, 300℃에서 K2CO3촉매 분무의 분해 효과를 나타내고, 시간의 경과와 함께 매연, 타르의 중량이 감소하는 것이 확인되었다. 한편, 일점쇄선은 종래의 촉매를 분무하지 않는 경우에 관한 것으로, 촉매를 분무하지 않는 경우에는 매연, 타르의 중량의 감소 비율이 본 발명과 비교해서 불량한 것이었다.
여기서, 본 발명에서 촉매란 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 Na, K 등의 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 중 적어도 1종을 포함하는 것이다. 또한, 알칼리 촉매로서 해수를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 해수중에 함유하도록 하여도 무방하다.
본 발명에서는 알칼리 촉매 용액을 필터에 포집된 미립자의 표면을 피복하도록 분무하여 함침·담지시킴으로써, 해당 촉매를 균일하게 배치시킬 수 있고, 이 결과 연소장(燃燒場)을 균일화시킬 수 있음과 동시에, 종래의 히터 등에 의한 연소 온도(400℃ 이상)보다도 저온측(300℃ 이하)에 있어서 촉매 연소를 더욱 가능하게 할 수 있다.
이 때문에 미립자를 연소할 때에 종래와 같이 이상 연소를 방지함과 동시에, 연소 온도에 따라서는 촉매 용액을 살포함(촉매 용액의 살포량·살포 시간, 필터의 회전 속도 등의 조정)에 의해 연소 온도를 제어할 수 있다.
상기 필터(11)의 필터 재질은 연소와 수용액의 살포를 반복하게 되기 때문에, 내열충격성이 우수한 재료를 이용해야 한다. 내열충격성의 필터로서는 금속제의 필터, 내열 처리된 세라믹 필터 등을 예시할 수 있다.
또한, 필터 강도를 유지하는 지지층 위에 금속 필터를 적층하여 이루어지는 적층 금속 메시형 필터나, 필터 강도를 유지하는 지지층 위에 금속 부직포를 적층하여 이루어지는 적층 금속 부직포형 필터를 예시할 수 있다.
또한, 도 4a에 도시하는 바와 같이 지지층(31)의 상면측에 세라믹층(32)을 배치하고, 이 세라믹층(32)을 보호하는 보호 메시층(33)으로 이루어지는 적층형 세라믹 필터(34)를 이용할 수도 있다.
상기 필터에는 필요에 따라서 백금 등의 금속 촉매 등을 담지하도록 하여도 무방하다.
여기서, 백금 이외에, 예컨대 로듐, 팔라듐 등을, 또한 산화물 촉매로서는, 예컨대 산화티탄, 산화알루미나, 코오디어라이트(cordierite), 알루미나·실리카, 제올라이트, 다공질 실리케이트, 다공질 알루미네이트 등이나, 페로브스카이트(perovskite)형 구조, 스피넬형 구조를 갖는 복합산화물을 예시할 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
이에 의해, 필터의 표면측에서는 상기 미립자를 접촉하는 촉매의 촉매 작용과 미립자에 부착된 알칼리 촉매의 촉매 작용의 병용 효과에 의해 분해 효율을 또한 향상시킬 수 있다.
본 발명의 촉매에 의한 미립자 제거의 작용·효과를 도 4b에 도시한다. 도4b에 도시하는 바와 같이 우선 필터(11)의 표면에 배기 가스중의 미립자(10a)가 부착된다. 이어서, 촉매 용액(12)을 살포하면, 촉매 용액(12)이 미립자의 표면을 피복한다. 미립자(10a)에 촉매 용액(12)이 피복되기 시작하면 미립자(10a)의 세공 중에도 촉매 용액(12)이 침투하기 시작한다. 그 후, 건조시키면, 미립자(10a)의 표면을 피복한 촉매 용액이 건조됨과 동시에, 촉매 활성을 나타내는 성분이 미립자 표면에 균일하게 분산된 상태로 잔류한다. 또한, 미립자 내부에 침입한 촉매 용액도 건조되어, 촉매 활성을 나타내는 성분이 미립자 내부에 균일하게 잔류한다. 그 후, 연소에 의해 미립자의 표면 뿐만 아니라 내부에 있어서도 촉매 작용이 작용하여, 완전 연소가 가능해진다.
본 발명에서는 배기 가스중의 미립자를 분해 처리할 수 있고, 내연 기관의 종류를 조금도 특정화하지 않는다.
예컨대 선박용, 육상 주행용, 육상 정치용 디젤이나 발전기 등의 내연 기관으로부터의 배기 가스중에 포함되는 부유 미립자(SPM)의 미연소분을 저온으로 분해 처리할 수 있다. 또한, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 분해 제거할 뿐만 아니라, 예컨대 도시 쓰레기 소각로, 산업 폐기물 소각로, 오물 소각로 등의 각종 소각로, 열분해로, 용융로 등으로부터 배기 가스중의 미립자도 제거할 수 있다.
제 2 실시예
본 발명에서는 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단으로서는 전술한 바와 같이 상기 미립자를 포집한 필터(11)에 촉매 용액을 분무하는 분무 수단 이외에, 상기 미립자를 포집한 포집 수단을 촉매 용액에 침지하는 침지 수단을 예로 들 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 원반형 필터를 이용하여 침지 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 5는 제 2 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는, 수직 축방향과 직교하는 방향에 축심을 갖는 원반형의 필터(11)를 이용하고, 필터(11)의 일부가 배기 가스의 연도(21)에 회전 가능하게 개재되어, 연도내에 있어서 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하는 포집 영역(22)과, 미립자를 포집한 필터(11)가 회전되어, 연도 외부에 있어서 촉매 저장조(23)에 필터(11)를 침지시키는 촉매 담지 영역(24)과, 담지된 촉매가 다시 연도(21)에 들어가서, 연소 가스의 온도에 있어서 연소하는 연소 영역(25)으로 구성되어 있다.
상기 저장 탱크(26)내는 상기 촉매 담지 영역(24)에서 필터가 침지되기 때문에, 표면에 부착된 미연소 탄소(C)를 포함한 것으로 되어 있다.
미립자의 분해 작용은 제 1 실시예와 마찬가지이므로 생략한다.
이 침지형의 경우에는, 육상 정치형의 내연 기관의 배기 가스 처리에 바람직하지만, 해상 또는 육상을 주행하는 경우에는 유동 방지 수단을 마련하는 것이 바람직하다.
제 3 실시예
본 발명에서는 필터 구조로서는 특히 한정되지 않고 도 1a에 도시하는 원반형 필터나, 도 1b 및 도 1c에 도시하는 원통형 필터 등을 예시할 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 원통형 필터를 이용하여 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 제 3 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는, 미립자를 포집하는 포집 수단이 외면 여과형의 원통형 필터(41A)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 원통형 필터(41A)의 외면측으로부터 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단의 분무 노즐(42A)을 외측에 마련하여, 원통형 필터(41A)를 회전시키면서, 촉매 용액(12)을 필터(41A)의 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다.
도 6b에 있어서, 참조부호(43)는 필터(41A)를 회전시키는 회전 유닛을 나타낸다.
본 실시예의 미립자 제거 장치는, 수직 축방향과 직교하는 방향에 축심을 갖는 외면 여과형의 원통형 필터(41A)를 이용하고, 이 필터(41A)가 배기 가스 처리 본체(44)내에 회전 유닛(43)에 의해 회전 가능하게 개재되어 있으며, 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하는 포집 영역(45)과, 미립자를 포집한 필터(11)가 회전되어, 분무 노즐(42A)에 의해 촉매 저장조(23)로부터 공급되는 촉매 용액(12)을 살포하는 촉매 담지 영역(46)과, 담지된 촉매가 건조되는 건조 영역(47)과, 배기가스(10)의 열과 촉매 작용의 병용에 의해 미연소분이 연소되는 연소 영역(48)으로 구성되어 있다.
또한, 도 6a에 있어서, 상기 촉매 담지 영역(46)과, 건조 영역(47) 및 연소 영역(48)은 정확하게 특정된 것이 아니라, 대략적인 것을 도시한 것이다.
본 실시예에 따르면, 상기 미립자 포집 영역(45)에 있어서 필터(41A)의 표면에 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하고, 포집된 미립자를 촉매 담지 영역(46)에 있어서 알칼리 촉매 용액(12)에 의해 미립자의 표면을 피복하도록 살포하고, 필터(41A)가 회전함에 따라 촉매를 건조시키며, 연소 영역(48)에서 연소함에 의해, 300℃ 정도의 저온에서 미립자중의 미연소분(매연, 타르 등)을 분해할 수 있어, 클린 가스(28)를 배출할 수 있다.
또한, 촉매의 분무는 연속적으로 항상 분무하거나, 소정 회전마다 분무하도록 하거나, 센서 등을 마련하여 미립자의 부착량에 따라 촉매를 분무하여도 좋다.
본 실시예에 있어서, 도 7에 도시하는 바와 같이 분무 노즐(42A)을 원통형 필터(41A)의 축방향을 따라 복수개 마련하도록 하여도 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 도 8에 도시하는 바와 같이 원통형 필터(41A)의 회전축을 수직축으로 한 종방향 배치형으로서, 노즐(42A)로부터의 분무가 하방으로 흐르도록 하여 노즐의 설치 개수를 적게 해도 바람직하다.
또한, 촉매 용액을 분무하는 대신에, 전술한 도 9와 같은 침지형으로 해도 바람직하다.
이 침지형의 경우에는, 도 10a 및 도 10b에 도시하는 바와 같은 필터(61)의형상이 단면형상이 볼록부(61a)와 오목부(61b)로 이루어지는 요철형상인 것이나, 도 11a 및 도 11b에 도시하는 바와 같은 원통관(62)의 표면에 복수의 가스 투과성의 원기둥을 세워 설치한 것과 같은 소형 그룹 원통형 필터(63) 등과 같은 복잡한 형상의 필터인 경우에 바람직하다.
제 4 실시예
본 발명에서 도 1c에 도시하는 내면 여과형 원통형 필터를 이용하여, 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 12a 및 도 12b는 제 4 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는, 미립자를 포집하는 포집 수단이 내면 여과형의 원통형 필터(41B)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 원통형 필터(41B)의 내측으로부터 가스 분출관(50)을 거쳐서 분출시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단의 분사 노즐(42B)을 내측에 마련하여, 원통형 필터(41B)를 회전시키면서, 촉매 용액(12)을 필터(41B)의 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다.
본 실시예의 미립자 제거 장치는 수직 축방향과 직교하는 방향에 축심을 갖는 내면 여과형의 원통형 필터(41B)를 이용하고, 필터(41B)가 배기 가스 처리 본체(44)내에 회전 유닛(43)에 의해 회전 가능하게 개재되어 있으며, 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하는 포집 영역(45)과, 미립자를 포집한 필터(11)가 회전되어, 분무 노즐(42B)에 의해 촉매 저장조(23)로부터 공급되는 촉매 용액(12)을 살포하는 촉매 담지 영역(46)과, 담지된 촉매가 건조되는 건조 영역(47)과, 배기 가스(10)의 열과 촉매 작용의 병용에 의해 미연소분이 연소되는 연소 영역(48)으로 구성되어 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 미립자 포집 영역(45)에 있어서 필터(41B)의 표면에 배기 가스(10)중의 미립자를 포집하고, 포집된 미립자를 촉매 담지 영역(46)에 있어서 알칼리 촉매 용액(12)에 의해 미립자의 표면을 피복하도록 살포하고, 필터(41B)가 회전함에 따라 촉매를 건조시키며, 연소 영역(48)에서 연소함에 의해, 300℃ 정도의 저온에서 미립자중의 미연소분(매연, 타르 등)을 분해할 수 있어, 클린 가스(28)를 배출할 수 있다.
제 5 실시예
본 발명에서는 전술한 회전형 필터를 이용한 실시예와 상이하고, 필터를 고정식으로 한 필터를 이용하여, 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 13은 제 5 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 13에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는, 미립자를 포집하는 포집 수단이 고정형의 사각기둥형 필터(71)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 필터(71)의 외측에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액(12)을 부착시키는 촉매 부착 수단의 분사 노즐(72A 내지 72D)을 외주측에 마련하여, 촉매 용액(12)을 필터(71)의 표면에 순서대로 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다.
본 실시예에서는 고정형 필터는 사각기둥형으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 원통형 필터나 다각형형 필터로 하여, 가스를 순차적으로 전환하도록 하여 촉매 용액(12)을 순차적으로 분무하도록 하여도 바람직하다.
제 6 실시예
본 발명에서 고정식인 필터를 이용하고, 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 14a 내지 도 14c는 제 6 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 14a 내지 도 14c에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는, 미립자를 포집하는 포집 수단이 고정형의 사각기둥형 필터(81)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 필터(81)의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액(12)을 분사 노즐(도시하지 않음)에 의해 촉매 용액(12)을 필터(81)의 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다.
본 실시예의 미립자를 포집하는 필터(81)는 단면이 줄무늬 모양인 폐색부(82)에서 교대로 막아지는 허니콤형 필터이다.
또한, 촉매의 부착 방법으로서는 분무 방법에 한정되지 않고, 예컨대 필터 용기내를 촉매 용액으로 채워서 침지하는 방법 등의 촉매를 양호하게 담지시키는 방법이라면 한정되지 않는다.
제 7 실시예
본 발명에서 고정식인 필터를 이용하고, 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 15a 내지 도 15c는 제 7 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 15a 내지 도 15c에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는 미립자를 포집하는 포집 수단이 한개의 평면형 필터를 홈형상으로 접은 형상을 갖는 적층형 필터(91)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 필터(91)의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액(12)을 분사 노즐(도시하지 않음)에 의해 촉매 용액(12)을 필터(91)의 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다. 또한, 참조부호(92)는 폐색부이다.
또한, 평면형 필터를 다단으로 적층하여, 양 단면을 교대로 폐색판인 폐색부(92)에 의해 폐색하여 상기 적층형 필터(91)로 하도록 하여도 바람직하다.
본 실시예의 적층형 필터(91)는 폐색 부분과 상이한 부분이 관통되어 있기 때문에, 필터 표면에 부착된 미연소물을 세정 제거하는 것이 용이하다.
제 8 실시예
본 발명에서 고정식인 필터를 이용하고, 분무 수단에 의해 촉매를 담지하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 대하여 설명한다.
도 16a 내지 도 16c는 제 8 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 개략도이다.
도 16a 내지 도 16c에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스중의 미립자 제거 장치는 미립자를 포집하는 포집 수단이 중공의 도너츠 원반형 필터(93)가 내부 통(94)에 복수개 나란히 설치되는 필터(95)로서, 배기 가스(10)중의 미립자를 필터(91)의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액(12)을 분사 노즐(도시하지 않음)에 의해 촉매 용액(12)을 필터(91)의 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것이다.
본 발명에 관한 필터 장치로서는 전술한 원반형이나 원통형 필터나 고정식 필터 등에 의해 배기 가스중의 미립자를 포집하는 것을 예시하였지만, 본 발명의 필터는 이들에 한정되지 않고, 배기 가스중의 미립자를 효율적으로 포집할 수 있는 형식의 필터이면 어느 것이어도 바람직하다.
또한, 필터의 설치 형식은 여러가지의 설치 방식이 있고, 그 일례를 도 17a 내지 도 17c에 도시한다. 도 17a는 원통 회전 또는 고정형 필터의 독립 형식이다.
도 17b는 복수의 필터를 배관을 이용하여 3개 병렬형으로 하고, 각각 전환 방식, 필터에의 미립자의 흡착, 건조, 연소를 순서대로 실행하는 필터이다.
도 17c는 복수의 필터를 집합시킨 유닛 형식의 필터이다.
이하에 전술한 바와 같은 본 발명의 여러가지의 배기 가스중의 미립자 제거 장치를 구비한 배기 가스 정화 시스템에 대한 일례를 설명하겠지만, 본 발명은 이들의 시스템에 한정되지 않는다.
제 9 실시예
도 18은 제 9 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 18에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템은 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 내연 기관인 선박용 대형 디젤 엔진(101)으로부터의 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스(10)중의 부유 미립자를 분해 처리하는 미립자 제거 장치(102)를 구비하고, 미립자 제거 장치(102)의 후류측에는 질소 산화물 제거 장치(103)를 마련하여, 미립자의 제거 및 질소 산화물 등의 유해물질을 제거한 클린 가스(104)를 굴뚝(105)으로부터 배출하도록 한다.
제 10 실시예
도 19는 제 10 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 19에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템은 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 내연 기관인 선박용 대형 디젤 엔진(101)으로부터의 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스(10)중의 부유 미립자를 분해 처리하는 미립자 제거 장치(102)를 구비하고, 미립자 제거 장치(102)로부터의 배기 가스의 일부(약 30% 정도)를 다시 디젤 엔진(101)으로 환류 순환시켜 이루어지는 것이며, 미립자가 제거된 배기 가스를 환류하는 배기 가스 재순환 장치(EGR)로 한 것이다.
이에 의해 연소 온도를 내리는 배기 가스는 미립자를 제거한 깨끗한 것을 공급하게 되기 때문에, 장기간에 걸쳐 전체적으로서의 배기 가스중의 질소 산화물의 생성량을 감소시킬 수 있다.
본 시스템은 특히 선박용 이외의 육상 디젤용에 적용할 수 있다.
제 11 실시예
도 20은 제 11 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 20에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템은 내연 기관(예컨대 트럭, 버스, 롤러, 지게차, 셔블카 등의 육상 주행용 내연 기관이나 압축기, 발전기 등과 같은 육상 고정용 내연 기관)으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 내연 기관인 디젤 엔진(101)으로부터의 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스(10)중의 부유 미립자를 분해 처리하는 미립자 제거 장치(102)를 구비하는 것으로, 미립자 제거 장치(102)의 후류측에는 질소 산화물 제거 장치(103)를 마련하여, 미립자의 제거 및 질소 산화물 등의 유해물질을 제거한 클린 가스(104)를 외기로 배출하도록 한다.
제 12 실시예
도 21은 제 12 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 21에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템은 폐열발전 시스템(cogeneration system)에 대응하는 것으로, 전력을 출력하는 디젤 엔진 발전기(111)로부터의 배기 가스(10)의 연도에 개재되어, 배기 가스(10)중의 부유 미립자를 분해 처리하는 미립자 제거 장치(102)를 구비한다. 본 시스템에서는 미립자 제거 장치(102)의 후류측에는 질소 산화물 제거 장치(103)를 마련하여, 미립자의 제거 및 질소 산화물 등의 유해물질을 제거한 클린 가스(104)를 외기로 배출할 때에, 열회수 보일러(112)에 의해 온수로서 열을 회수하여, 에너지 이용 효율의 향상을 도모하도록 한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 예컨대 선박용, 육상 주행용, 육상 정치용 디젤 등의 내연 기관으로부터의 배기 가스중에 포함되는 부유 미립자(SPM)의 미연소분을 저온으로 분해 처리할 수 있는 시스템을 구축할 수 있게 된다.
제 13 실시예
도 22는 제 13 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 22에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 관한 배기 가스 정화 시스템은 가스화 노로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 가스화 노(121)로부터의 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스(10)중의 부유 미립자를 분해 처리하는 미립자 제거 장치(102)를 구비하고, 미립자 제거 장치(102)의 후류측에는 질소 산화물 제거 장치(103)를 마련하여, 미립자의 제거 및 질소 산화물 등의 유해물질을 제거한 클린 가스(104)를 굴뚝(105)으로부터 배출하도록 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 분해 제거할 뿐만 아니라, 예컨대 도시쓰레기 소각로, 산업 폐기물 소각로, 오물소각로 등의 각종 소각로, 열분해로, 용융로 등으로부터 배기 가스중의 미립자도 제거할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명의 청구항 1의 배기 가스중의 미립자 제거 장치의 발명은, 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 구비하고, 포집된 미립자를 연소 분해하기 때문에, 저온에서 미립자를 제거할 수 있게 된다.
청구항 2의 발명은, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 구비하고, 포집된 미립자를 연소 분해하기 때문에, 예컨대 디젤 엔진 배기 가스중의 미립자를 저온에서 제거할 수 있게 된다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단에 촉매 용액을 분무하는 분무 수단을 구비하기 때문에, 미립자의 표면을 효율적으로 피복할 수 있다. 또한, 진동 등이 있더라도 안정적으로 분무할 수 있다.
청구항 4의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단을 촉매 용액에 침지하는 침지 수단이기 때문에, 필터의 형상이 복잡한 경우라 하더라도 미립자 표면을 피복할 수 있다.
청구항 5의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 촉매 용액이 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 촉매 수용액, 해수, 또는 상기 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 해수이기 때문에, 촉매 비용이 염가인 동시에, 분무한 후의 촉매 용액을 재이용할 수 있다.
청구항 6의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 포집 수단에 촉매를 담지하기 때문에, 알칼리 촉매 이외의 촉매 효과에 의한 상승적인 미립자의 분해가 가능해진다.
청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터 또는 원통형 필터이기 때문에, 배기 가스 처리 장치를 간단하고 콤팩트하게 제조할 수 있다.
청구항 8의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터가, 내면측에 도입한 배기 가스를 외부로 배출하는 내면 여과형 또는 외면측에 도입한 배기 가스를 내부로 배출하는 외면 여과형이기 때문에, 배기 가스중의 미립자를 양호하게 포집할 수 있는데, 특히 외면 여과형으로 함으로써 미연소 물질을 용이하게 제거할 수 있게 된다.
청구항 9의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터가 강도를 유지하는 지지층과, 이 지지층 위에 적층하여 이루어지는 미립자를 포집하는 포집층을 구비한 적층 구조이기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있다.
청구항 10의 발명은, 청구항 9에 있어서, 상기 미립자 포집층의 표면에 보호층을 마련함으로써, 필터의 수명의 향상을 도모할 수 있다.
청구항 11의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터의 단면이 요철형상이기 때문에, 여과 면적이 향상된다.
청구항 12의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 필터의 표면에 다수의 원통관형 필터를 세워 설치하기 때문에, 필터의 여과 면적이 향상된다.
청구항 13의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터로서, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 원반 표면측에 마련되어 있고, 원반형 필터를 회전시켜 해당 원반 표면의 동일 표면이 상이한 위치에 있어서, 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있고, 또한 효율적으로 미립자를 연소 분해할 수 있다.
청구항 14의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터로서, 배기 가스중의 미립자를 원통형 필터의 내면 또는 외면측에서 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 내면 여과의 경우에는 원통측면의 내측에 또는 외면 여과의 경우에는 외측에 마련하여, 상기 원통형 필터를 회전시키면서, 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있고, 또한 효율적으로 미립자를 연소 분해할 수 있다.
청구항 15의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터로서, 배기 가스중의 미립자를 원통형 또는 다각형형 필터의 외면측에서 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 필터 외면의 둘레 방향에 적어도 2이상 배치하고, 촉매 부착 수단을 전환하면서 촉매 용액을 주위에서부터 순서대로 전환하면서 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있어, 필터를 회전시키지 않고서 효율적으로 미립자를 연소 분해할 수 있다.
청구항 16의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단은 단면이 줄무늬 모양인 폐색부를 구비한 허니콤형 필터로서, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있고, 또한 장치를 콤팩트하게 제작할 수 있다.
청구항 17의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 적층함과 동시에, 단부를 교대로 폐색한 적층형 필터로서, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있어, 미립자를 연소 분해할 수 있다. 또한, 장치를 콤팩트하게 제작할 수 있다. 또한, 미연소 물질을 용이하게 제거할 수 있다.
청구항 18의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 절곡하여 이루어지는 적층형 필터로서, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키고, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있어, 미립자를 연소 분해할 수 있다. 또한, 장치를 콤팩트하게 제작할 수 있다. 또한, 미연소 물질을 용이하게 제거할 수 있다.
청구항 19의 발명은, 청구항 7에 있어서, 상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 중공의 도너츠 원반형을 내부 통에 복수개 나란히 설치하여 이루어지고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며, 상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하기 때문에, 미립자를 양호하게 포집할 수 있어, 미립자를 연소 분해할 수 있다. 또한, 장치를 콤팩트하게 제작할 수 있다. 또한, 미연소 물질을 용이하게 제거할 수 있다.
청구항 20의 배기 가스중의 미립자 제거 방법의 발명은, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 방법에 있어서, 상기 미립자를 포집하여, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키고, 촉매에 의해 미립자를 피복하면서 미연소 미립자를 연소 분해하기 때문에, 저온에서 미립자를 제거할 수 있게 된다.
청구항 21의 발명은, 청구항 20에 있어서, 상기 포집 수단의 표면에 부착된 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키기 때문에, 저온에서 미립자를 제거할 수 있게 된다.
청구항 22의 발명은, 청구항 20에 있어서, 표면이 상기 미립자로 된 포집 수단을 촉매 용액에 침지시키고, 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키기 때문에, 저온에서 미립자를 제거할 수 있게 된다.
청구항 23의 배기 가스 처리 시스템의 발명은, 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서, 내연 기관의 배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스중의 부유 미립자를 분해 처리하는 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 미립자 제거 장치를 갖기 때문에, 미립자가 제거된 클린 가스를 배출하도록 한다.
청구항 24의 발명은, 청구항 23에 있어서, 상기 미립자 제거 장치의 후류측에 배기 가스중의 질소 산화물을 분해 처리하는 질소 산화물 제거 장치를 갖기 때문에, 미립자의 제거 및 질소 산화물 등의 유해물질을 제거한 클린 가스를 외기로 배출할 수 있다.

Claims (24)

  1. 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단과,
    상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 포함하고,
    상기 포집된 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  2. 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 장치에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단과,
    상기 포집 수단에 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단을 포함하고,
    상기 포집된 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 상기 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단에 촉매 용액을 분무하는 분무 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 상기 촉매 부착 수단이 상기 미립자를 포집한 포집 수단을 촉매 용액에 침지하는 침지 수단인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매 용액이 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 촉매 수용액, 해수, 또는 상기 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 해수인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 수단에 촉매를 담지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터 또는 원통형 필터인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 필터가 내면측에 도입한 배기 가스를 외부로 배출하는 내면 여과형 또는 외면측에 도입한 배기 가스를 내부로 배출하는 외면 여과형인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 필터가 강도를 유지하는 지지층과, 상기 지지층 위에 적층하여 이루어지는 미립자를 포집하는 포집층을 포함한 적층 구조인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 미립자 포집층의 표면에 보호층을 마련한 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 필터의 단면이 요철형상인 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 필터의 표면에 다수의 원통관형 필터를 세워 설치한 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원반형 필터이고,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 원반 표면측에 마련되며,
    상기 원반형 필터를 회전시켜, 상기 원반 표면의 동일 표면의 상이한 위치에 있어서, 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터이고,
    배기 가스중의 미립자를 원통형 필터의 내면 또는 외면측으로부터 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 내면 여과의 경우에는 원통측면의 내측에 또는 외면 여과의 경우에는 외측에 마련되며,
    상기 원통형 필터를 회전시키면서 촉매 용액을 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 원통형 필터이고,
    배기 가스중의 미립자를 원통형 또는 다각형형 필터의 외면측으로부터 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 촉매 부착 수단이 필터 외면의 둘레 방향에 적어도 2이상 배치되고,
    상기 촉매 부착 수단을 전환하면서 촉매 용액을 주위에서부터 순서대로 전환하면서 필터 표면에 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 단면이 줄무늬 모양인 폐색부를 구비한 허니콤형 필터이고,
    배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  17. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 적층함과 동시에, 단부를 교대로 폐색한 적층형 필터이고,
    배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 평판형 필터를 절곡하여 이루어지는 적층형 필터이고,
    배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  19. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자를 포집하는 포집 수단이 중공의 도너츠 원반형을 내부 통에 복수개 나란히 설치하여 이루어지고, 배기 가스중의 미립자를 필터의 표면에 부착시키며,
    상기 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하여, 건조후에 배기 가스중의 미연소 미립자를 연소하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 장치.
  20. 배기 가스중의 미립자를 제거하는 배기 가스중의 미립자 제거 방법에 있어서,
    상기 미립자를 포집하고, 상기 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시켜, 미립자를 연소 분해하는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 포집 수단의 표면에 부착된 미립자 표면에 촉매 용액을 분무하고, 상기 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    표면이 상기 미립자로 된 포집 수단을 촉매 용액에 침지시키고, 상기 포집된 미립자 표면에 촉매 용액을 부착시키는 것을 특징으로 하는
    배기 가스중의 미립자 제거 방법.
  23. 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 시스템에 있어서,
    배기 가스의 연도에 개재되어, 배기 가스중의 부유 미립자를 분해 처리하는 청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항의 미립자 제거 장치를 갖는 것을 특징으로 하는
    배기 가스 처리 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 미립자 제거 장치의 후류측에 배기 가스중의 질소 산화물을 분해 처리하는 질소 산화물 제거 장치를 갖는 것을 특징으로 하는
    배기 가스 처리 시스템.
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