KR20010083513A - 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페인트 공장 등과 같이 점착성 분진 및 휘발성 유해물질을 발생시키는 현장에 적용하는 활성탄을 이용한 흡착탑에 관한 것으로, 휘발성 유해물질 및 점착성 분진이 달라 붙은 활성탄을 호퍼의 하부로부터 꺼내 재생한 다음 호퍼의 상측에 연속적으로 보충하여 활성탄을 교체하지 않고도 배기가스내에 포함된 유해물질을 계속적으로 정화시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 활성탄(3)이 채워지는 내공간부(2)가 형성되고 하부에는 오염된 활성탄을 일정량씩 하방으로 토출하는 로타리 밸브(4)를 갖는 호퍼(1)와, 상기 호퍼의 내부로 연장되게 설치되어 오염된 배기가스를 호퍼의 내부로 공급하는 공급관(6)과, 상기 로타리 밸브로부터 배출된 오염된 활성탄을 버너(8)로부터 가해지는 열에 의해 태워 재생하는 재생로(9)와, 상기 재생로의 일측에 설치되어 재활용 가능한 활성탄과 미세화된 활성탄 그리고 분진을 선별하는 선별기(15)와, 상기 선별기의 토출측과 호퍼의 상측에 설치된 분사판(21)사이에 연결되어 재생된 활성탄을 호퍼(1)의 내부로 이송시키는 이송관(22)과, 상기 이송관의 일단에 설치되어 활성탄에 이송력을 부여하는 팬(23)으로 구성된 것이다.

Description

휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑{.}

본 발명은 페인트 공장 등과 같이 점착성 분진 및 휘발성 유해물질을 발생시키는 현장에 적용하는 활성탄을 이용한 흡착탑에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 휘발성 유해물질 및 점착성 분진이 달라 붙은 활성탄을 호퍼의 하부로부터 꺼내 재생한 다음 호퍼의 상측에 연속적으로 보충하여 주는 휘발성 유해물질(V.0.C) 제거용 활성탄 흡착탑에 관한 것이다.

일반적으로 2-5mm의 원통형, 구형상을 갖는 입상의 활성탄(Active carbon)은 1-10만Å정도의 무수히 많은 세공이 형성되어 색소, 가스 등에 대한 강한 흡착성을 띠게 되므로 기체상에서 용제의 회수 및 유독가스, 분진의 제거에 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 흡착탑을 나타낸 개략도로서, 호퍼(31)내에 내공간부(32)를 갖는 활성탄 저장탱크(33)가 설치되어 있고 상기 활성탄 저장탱크(33)의 하부에는 오염된 활성탄(34)을 배출하기 위한 개폐도어(35)가 설치되어 있는데, 상기 활성탄 저장탱크(33)에는 내부에 채워지는 활성탄(34)이 외부로 빠져 나오지 못하고 공기는 통과할 수 있을 정도의 크기를 갖는 통공(도시는 생략함)이 무수히 천공되어 있다.

따라서 활성탄 저장탱크(33)내에 활성탄(34)을 채운 상태에서 팬(36)의 구동으로 오염된 공기가 호퍼(31)의 내부로 유입되면 유입된 공기는 화살표방향과 같이 활성탄 저장탱크(33)를 통과하면서 오염공기내에 포함된 분진이나, V.0.C가 활성탄(34)에 달라 붙어 제거되므로 토출구(37)를 통해 청정공기만이 대기 중으로배출된다.

이러한 구조를 갖는 흡착탑은 페인트, 유지, 고무, 염료, 설탕, 글루탐산을 생산하는 공장에 설치되어 이들의 생산시 발생되는 배기가스로부터 분진 및 V.0.C를 제거하게 된다.

그러나 이러한 종래의 흡착탑은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 흡착탑을 장기간 가동함에 따라 활성탄 저장탱크(33)내에 채워진 활성탄(34)이 오염되지만, 활성탄 저장탱크(33)가 폐쇄되어 있어 활성탄의 오염정도를 식별할 수 없었다.

둘째, 활성탄(34)의 교체작업시 개폐도어(35)를 개방한 상태에서 활성탄 저장탱크(33)으로부터 오염된 활성탄을 꺼낸 다음 새로운 활성탄을 채워 넣어야 되므로 활성탄의 교체작업이 번거롭다.

셋째, 활성탄 저장탱크(33)로부터 활성탄(34)을 교체하기 위해서는 흡착탑의 가동을 중단하여야 되었으므로 불가피하게 공장의 가동을 일시적으로 중단하여야만 되었다.

넷째, 오염된 활성탄(34)을 재사용하지 않고 폐기처분하게 되므로 이로 인한 환경오염은 물론 새로운 활성탄의 구입에 따른 경제적인 손실이 수반된다.

다섯째, 배기가스내에 점착성 분진이 포함되어 있을 경우에는 점착성 분진이 활성탄 저장탱크의 외주면에 달라붙어 통공을 폐쇄하게 되므로 압력손실이 커지게 되고, 이에 따라 배기가스의 정화효율이 떨어지게 되었다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위해서는 활성탄 저장탱크(33)의 외주면에 달라붙은 점착성 분진을 제거하여야 되지만, 이 또한 작업자가 호퍼(31)의 내부로 들어가 밀폐된 공간에서 작업을 하여야 되는 작업상 번거로운 폐단이 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 호퍼내에 활성탄을 일정량 채운 상태에서 오염된 배기가스가 호퍼의 내부로 유입됨에 따라 배기가스내에 포함된 점착성 분진 및 V.0.C가 활성탄에 흡착되어 오염되면 오염된 활성탄이 자동적으로 배출되어 재생된 다음 다시 호퍼내에 재공급되도록 하여 활성탄을 교체하지 않고도 배기가스의 정화효율을 극대화하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 흡착탑을 나타낸 개략도

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 개략도

도 3은 배기가스 공급관을 나타낸 상세도

도 4는 재생된 활성탄을 호퍼내에 재투입하는 분사판의 구조를 나타낸 상세도

도 5는 본 발명의 재생로를 구동시키는 상태를 설명하기 위한 측면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 호퍼 3 : 활성탄

4 : 로타리 밸브 6 : 배기가스 공급관

7 : 스크류 콘베어 9 : 재생로

15 : 선별기 18 : 저장탱크

21 : 분사판 22 : 이송관

23 : 팬 24 : 확산부재

27 : 에어공급관 28 : 회전판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 활성탄이 채워지는 내공간부가 형성되고 하부에는 오염된 활성탄을 일정량씩 하방으로 토출하는 로타리 밸브를 갖는 호퍼와, 상기 호퍼의 내부로 연장되게 설치되어 오염된 배기가스를 호퍼의 내부로 공급하는 공급관과, 상기 로타리 밸브로부터 배출된 오염된 활성탄을 버너로부터 가해지는 열에 의해 태워 재생하는 재생로와, 상기 재생로의 일측에 설치되어 재활용 가능한 활성탄과 미세화된 활성탄 그리고 분진을 선별하는 선별기와, 상기 선별기의 토출측과 호퍼의 상측에 설치된 분사판사이에 연결되어 재생된 활성탄을 호퍼의 내부로 이송시키는 이송관과, 상기 이송관의 일단에 설치되어 활성탄에 이송력을 부여하는 팬으로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑이 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 2 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 개략도로서, 본 발명은 호퍼(1)의 내공간부(2)에 소정의 입도를 갖는 활성탄(3)이 채워지고, 상기 호퍼의 바닥면에는 오염된 활성탄(3)을 일정량씩 하방으로 토출하는 로타리 밸브(4)가 모터 등과 같은 구동원(도시는 생략함)에 의해 회전가능하게 설치되어 있으며 상측에는 정화된 청정공기를 대기중으로 배출하는 배출관(5)이 형성되어 있다.

상기 로타리 밸브(4)의 회전수는 호퍼(1)의 내부로 유입되는 오염된 공기의 양 및 오염정도에 따라 적절히 결정하여야 된다.

그리고 호퍼(1)의 하부에 오염된 배기가스를 호퍼(1)의 내부로 공급하는 공급관(6)이 연장되게 설치되어 있는데, 상기 배기가스 공급관(6)은 도 3에 나타낸 바와 같이 토출측이 확관되어 있고 확관된 부위에는 무수히 많은 통공(6b)이 형성되어 있다.

이는, 배기가스 공급관(6)을 통해 호퍼(1)의 내부로 유입되는 배기가스가 확관부(6a)상에 형성된 통공(6b)을 통해 호퍼(1)의 상측으로 확산되면서 배기가스내에 포함된 점착성 분진 및 V.0.C가 활성탄(3)에 용이하게 흡착되도록 하기 위함이다.

상기 호퍼(1)로부터 오염된 활성탄(3)을 하방으로 배출하는 로타리 밸브(4)의 직하방에는 스크류 콘베어(7)가 설치되어 있고 상기 스크류 콘베어의 토출측에는 오염된 활성탄(3)을 버너(8)로부터 가해지는 열에 의해 태워 재생하는 재생로(9)가 설치되어 있다.

상기 재생로(9)의 외주면에는 도 5에 나타낸 바와 같이 스프라켓(10)이 고정되어 상기 스프라켓과 모터(11)의 구동에 따라 회전하는 스프라켓(12)이 체인(13)으로 감겨져 있고 재생로(9)는 복수개의 로울러(14)에 얹혀져 있어 모터(11)의 구동에 따라 재생로(9)가 회전하도록 구성되어 있다.

그리고 상기 재생로(9)의 일측에 재활용 가능한 활성탄과 미세화된 활성탄 그리고 분진을 선별하는 선별기(15)가 설치되어 있고 상기 선별기(15)의 직하방에는 선별기에서 선별된 미세화된 활성탄 및 분진을 수집하는 수집탱크(16)가 설치되어 있는데, 상기 선별기를 본 발명의 일 실시예에서는 스크린(17)을 일정각도 배출측으로 경사지게 설치하고 상기 스크린을 반복적으로 진동을 가하는 바이브레이터 스크린을 채택하였으나, 이외에도 다양한 형태의 선별기를 적용할 수 있으므로 반드시 이에 한정하지 않는다.

한편, 선별기(15)에서 미세화된 활성탄을 걸러냄에 따라 호퍼(1)내에 저장되는 활성탄의 양이 점진적으로 줄어들게 되므로 활성탄을 보충하기 위한 수단이 구비되어야 한다.

이를 위해, 선별기(15)의 토출측에 활성탄 저장탱크(18)가 설치되어 있고 상기 활성탄 저장탱크에는 저장된 활성탄(3)을 선별기의 토출측으로 공급하는 활성탄 공급관(19)이 연결되어 있으며 상기 활성탄 공급관상에는 활성탄의 공급을 제어하는 밸브(20)가 설치되어 있다.

또한, 상기 선별기(15)의 토출측과 호퍼(1)의 상측에 설치되는 분사판(21)사이에는 재생로(9)에서 재생됨과 동시에 선별기(15)에서 선별된 활성탄(3)을호퍼(1)의 내부로 이송시키는 이송관(22)이 설치되어 있고 상기 이송관(22)의 일단에는 활성탄에 이송력을 부여하는 팬(23)이 설치되어 있다.

상기 이송관(22)을 따라 이송된 활성탄(3)을 호퍼(1)의 내부로 분사하는 분사판(21)의 저면에 삼각형상의 확산부재(24)가 연결부재(25)에 의해 고정 설치되어 있다.

이는, 호퍼(1)의 내부로 공급되는 활성탄(3)이 국부적으로 쌓이지 않고 호퍼(1)내에 골고루 확산되도록 하기 위함이다.

상기 확산부재(24)의 상측에는 활성탄(3)을 통과하면서 정화된 공기내에 포함된 미세한 분진을 포집하는 필터(26)가 설치되어 있고 상기 필터(26)의 상측에는 에어 공급관(27)이 설치되어 있으며 상기 에어 공급관의 토출측에는 필터(26)측으로 압축공기를 분사하여 필터링하는 회전판(28)이 회전가능하게 설치되어 있다.

상기 회전판(28)을 별도의 구동원에 의해 회전시켜도 되지만, 본 발명의 일실시예에서는 회전판(28)에 편심되게 토출공(29)을 형성하여 상기 에어 공급관을 통해 에어가 공급되어 토출공(29)으로 토출됨에 따라 별도의 동력없이 상기 회전판(28)이 회전하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 호퍼(1)의 내부에 활성탄(3)을 적정량 채운 상태에서 생산라인에서 발생된 오염된 공기가 배기가스 공급관(6)을 통해 호퍼(1)의 내부로 유입되면 유입되는 배기가스가 확관부(6a)에 형성된 통공(6b)을 통해 화살표방향과 같이 상측으로 확산된다.

이와 같이 배기가스가 상측으로 확산되면 상기 배기가스내에 포함된 분진 및 V.0.C가 활성탄(3)에 달라 붙어 제거되면서 정화되어 상승기류를 타고 상측으로 이동한 다음 정화된 공기내에 포함된 미세한 분진은 분사판(21)의 상측에 설치된 필터(26)에 걸러진 후 청정공기만이 배출관(5)을 통해 대기중으로 배출된다.

상기한 바와 같은 공정에 의해 오염된 공기를 정화함에 따라 배기가스 공급관(6)의 주위에 위치하는 활성탄(3)이 점진적으로 오염되지만, 상기 호퍼(1)의 하방에 설치된 로타리 밸브(4)가 구동하여 오염된 활성탄(3)을 하방으로 배출시키게 되므로 배기가스 공급관(6)의 주면에는 항상 일정량 오염되지 않은 활성탄(3)이 존재하게 된다.

상기 로타리 밸브(4)의 구동으로 오염된 활성탄(3)이 하방으로 배출되면 배출된 오염된 활성탄(3)은 스크류 콘베어(7)에 의해 재생로(9)의 내부로 공급된다.

상기 재생로(9)는 버너(8)에 의해 열이 가해져 내부가 약 800℃이상으로 고온을 유지함과 동시에 모터(11)의 구동에 의해 로울러(14)에 얹혀진 상태로 회전하고 있으므로 재생로(9)의 내부로 유입된 활성탄(3)이 점진적으로 버너측으로 이동하게 되고, 이에 따라 활성탄(3)에 달라 붙어 있던 분진 및 V.0.C가 고온에 의해 타 재생된다.

이렇게 재생된 활성탄 및 상기 활성탄으로부터 분리된 분진, V.0.V 그리고 고온에 의해 열화되어 부스러진 활성탄은 동시에 재생로(9)에서 선별기(15)측으로 배출되므로 상기 선별기를 통과하는 과정에서 재생가능한 활성탄(3)과 나머지를 선별하여 재생가능한 활성탄(3)은 이송관(22)으로 배출시키고 분진 및 V.0.V 그리고고온에 의해 열화되어 부스러진 활성탄은 수집탱크(16)내에 저장 보관하였다가 폐기 처분하게 된다.

상기한 바와 같이 오염된 활성탄(3)을 재생함에 따라 재생하는 과정에서 부스러져 폐기되므로 인해 호퍼(1)내의 활성탄 양이 점진적으로 줄어 들게 되는데, 상기 호퍼(1)내의 활성탄이 배기가스의 정화에 필요한 충분한 양보다 적어짐이 콘트롤부에 감지되면 활성탄 공급관(19)상에 설치된 밸브(20)를 개방시키게 되므로 인해 저장탱크(18)내에 저장되었던 활성탄(3)이 이송관(22)상으로 일정량 배출된다.

상기 저장탱크(18)내의 활성탄 배출은 호퍼(1)상에 투시창(도시는 생략함)을 구비하여 배기가스를 정화시키는 동안 작업자가 육안으로 활성탄의 양을 식별하여 활성탄 공급관(19)상에 설치된 밸브(20)를 조작하거나, 호퍼(1)내에 활성탄(3)의 양을 감지할 수 있도록 센서를 설치하여 상기 센서가 호퍼내의 활성탄이 설정된 양보다 적음을 감지함에 따라 활성탄 공급관(19)상에 설치된 밸브(20)를 자동으로 작동시키므로써 가능하게 된다.

이와 같이 재생로(9)에서 재생된 활성탄 또는 저장탱크(18)로부터 보충된 활성탄(3)이 이송관(22)상으로 공급되면 상기 이송관의 일단에 팬(23)이 설치되어 활성탄에 이송력을 부여하게 되므로 활성탄이 이송관(22)을 따라 호퍼(1)의 내부로 재공급된다.

상기한 바와 같이 이송관(22)을 따라 호퍼(1)의 내부로 공급되는 활성탄(3)은 이송관의 끝단에 분사판(21)이 고정되어 있고 상기 분사판에는 확산부재(24)가고정되어 있어 호퍼(1)내의 중심부에만 쌓이지 않고 확산부재(24)에 의해 사방으로 골고루 퍼지게 되므로 배기가스의 정화효율을 향상시키게 된다.

한편, 활성탄(3)을 지나면서 정화된 배기가스가 필터(26)를 통과함에 따라 상기 필터에 의해 미세한 분진이 걸려지므로 인해 필터가 오염되지만, 상기 필터의 상측에 설치된 에어공급관(27)을 통해 소정의 압력으로 압축공기가 공급되므로 회전판(29)이 별도의 동력없이 회전하면서 토출공(29)을 통해 압축공기를 분사시켜 필터(26)를 털어주게 되므로 호퍼(1)내의 압력손실을 방지하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 종래의 흡착탑에 비하여 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 흡착탑을 장기간 가동하더라도 호퍼(1)내에서 오염된 활성탄(3)이 자동으로 배출된 다음 재생되어 호퍼(1)의 내부로 재투입되므로 활성탄이 과잉 오염되는 현상을 미연에 방지하게 된다.

둘째, 호퍼(1)내의 활성탄(3)을 교체하지 않고도 계속적으로 재생하게 되므로 활성탄의 교체에 따른 흡착탑의 가동 중단현상을 미연에 방지하게 되고, 이에 따라 활성탄의 교체에 따른 공장 가동을 일시적으로 중단하지 않아도 된다.

셋째, 오염된 활성탄(3)을 폐기 처분하지 않고 재사용하게 되므로 환경오염을 미연에 방지하게 된다.

넷째, 배기가스내에 점착성 분진이 포함되어 있더라도 오염된 활성탄을 재생하여 사용하므로 인해 점착성 분진으로 인한 압력손실을 줄일 수 있게 되므로 배기가스의 정화효율을 향상시키게 된다.

Claims (8)

1. 활성탄이 채워지는 내공간부가 형성되고 하부에는 오염된 활성탄을 일정량씩 하방으로 토출하는 로타리 밸브를 갖는 호퍼와, 상기 호퍼의 내부로 연장되게 설치되어 오염된 배기가스를 호퍼의 내부로 공급하는 공급관과, 상기 로타리 밸브로부터 배출된 오염된 활성탄을 버너로부터 가해지는 열에 의해 태워 재생하는 재생로와, 상기 재생로의 일측에 설치되어 재활용 가능한 활성탄과 미세화된 활성탄 그리고 분진을 선별하는 선별기와, 상기 선별기의 토출측과 호퍼의 상측에 설치된 분사판사이에 연결되어 재생된 활성탄을 호퍼의 내부로 이송시키는 이송관과, 상기 이송관의 일단에 설치되어 활성탄에 이송력을 부여하는 팬으로 구성된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
2. 제 1 항에 있어서,

   공급관의 토출측이 확관되고 확관된 부위에는 무수히 많은 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
3. 제 1 항에 있어서,

   로타리 밸브의 토출측에 스크류 콘베어가 설치되고, 스크류 콘베어의 토출측에는 재생로가 설치된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
4. 제 1 항에 있어서,

   선별기의 토출측에 설치된 활성탄 저장탱크와, 상기 활성탄 저장탱크로부터 활성탄을 선별기의 토출측으로 공급하는 활성탄 공급관과, 상기 활성탄 공급고나상에 설치되어 활성탄의 공급을 제어하는 밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
5. 제 1 항에 있어서,

   분사판의 저면에 삼각형상의 확산부재가 연결부재에 의해 고정 설치된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
6. 제 1 항에 있어서,

   호퍼의 상측에 토출공기내에 포함된 미세한 분진을 포집하는 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
7. 제 6 항에 있어서,

   필터의 상측에 에어 공급관을 설치하고 상기 에어 공급관의 토출측에는 필터측으로 압축공기를 분사하여 필터링하는 회전판을 회전가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.
8. 제 7 항에 있어서,

   회전판에 편심되게 토출공을 형성하여 상기 에어 공급관을 통해 에어가 공급되어 토출공으로 토출됨에 따라 별도의 동력없이 상기 회전판이 회전하도록 구성됨을 특징으로 하는 휘발성 유해물질 제거용 활성탄 흡착탑.