KR20010099073A - Air purifying apparatus for decomposition of air pollutant and removal of dust and method for purifying air using metal fiber filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속필터를 이용한 대기오염성분 분해 및 분진 제거를 위한 공기 정화장치 및 정화방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전기통전에 의해 자체발열하는 금속필터를 이용하여 대기오염성분을 분해 및 제거하고 동시에 분진을 여과시킬 수 있는 공기 정화장치 및 정화방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기 정화장치는 전기통전에 의해 자체발열된 금속필터에 오염된 공기를 통과시킴으로써 오염성분을 화학적으로 분해하여 제거할 수 있고 동시에 금속필터 자체가 분진 등을 직접 여과하는 2중의 효과를 얻을 수 있고, 소각로 배가스처리, 자동차 배가스의 정화, 산업용 VOC 배출가스의 정화 등에 다양하게 적용될 수 있다.The present invention relates to an air purifying apparatus and a purifying method for decomposing air pollutants and removing dust using a metal filter, and more particularly, to decompose and remove air pollutants using a self-heating metal filter by electric current. And an air purifier and a purifying method capable of filtering dust at the same time. The air purifier according to the present invention is capable of chemically decomposing and removing contaminants by passing contaminated air through a self-heated metal filter by electric current, and at the same time, the metal filter itself has a dual effect of directly filtering dust and the like. It can be obtained and applied in various ways, such as incinerator flue gas treatment, automobile flue gas purification, industrial VOC exhaust gas purification.
Description
본 발명은 금속필터를 이용한 대기 오염성분의 분해 및 분진 제거를 위한 공기 정화장치 및 정화방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전기통전에 의해 자체발열하는 금속필터를 이용하여 대기오염성분을 분해 및 제거하고 동시에 분진을 여과하여 제거할 수 있는 공기 정화장치 및 정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air purifier and a purifying method for decomposing and removing dust from air pollutants using a metal filter, and more particularly, to decompose and remove air pollutants using a self-heating metal filter. The present invention relates to an air purifier and a purifying method capable of removing and simultaneously filtering and removing dust.
근래에는 쓰레기 소각장, 화력발전소 및 산업용 보일러 등의 사용이 크게 증대되고 있는 상황에서, 이들로부터 발생하는 다이옥신, 불완전 연소 연료성분 및 수트(soot)를 포함하는 분진(dust)이 큰 환경문제로 대두되고 있다.In recent years, as the use of waste incinerators, thermal power plants, and industrial boilers is increasing, dust containing dioxin, incomplete combustion fuel components, and soots is a big environmental problem. have.
일반적으로 유해물질을 분해하기 위한 필터는 필터의 표면에 고가의 촉매를 코팅시켜 촉매 표면에 유해물질이 흡착-산화-탈착되는 과정을 통해 유해물질을 분해하여 왔다. 그러나, 이 경우 촉매의 특성에 따라 흡착 및 탈착력이 결정되므로 촉매에 따라 그 성능에 있어서 많은 차이가 나는 단점이 있다.In general, a filter for decomposing harmful substances has decomposed harmful substances by coating an expensive catalyst on the surface of the filter by adsorption-oxidation-desorption of harmful substances on the catalyst surface. However, in this case, since the adsorption and desorption powers are determined according to the characteristics of the catalyst, there are disadvantages in that the performance varies depending on the catalyst.
다른 공기 정화의 방법으로는 금속필터를 이용한 방법을 들 수 있다. 예를 들어 일본국 특개평 7-731호에는 자동차 배가스로부터 카본 미립자를 제거하기 위해 미립자 제거트랩을 설치하는데 있어서, 내열성 금속으로 만든 발포구조 다공체의 기공내에 섬유의 평균직경이 5∼40㎛인 금속섬유 또는 내열성 세라믹 섬유를 분산상태에서 충전하여 충전밀도가 5∼20%인 금속 다공체를 제조하였고, 이 금속 다공체를 이용하여 미립자를 효과적으로 포집할 수 있는 배가스 정화용 필터가 기재되어 있다. 또한 일본국 특개평 7-50522호에는 미립자 크랩용 금속필터에 있어서, 금속필터가 Ni, Cr, Al 및 Fe 등을 포함하는 금속 조성을 갖는 단일층 또는 다수층으로 된 부직포이며, 평균직경이 5∼40㎛이고, 충전밀도가 5∼25%인 것이 기재되어 있다. 상기 특허들은 금속필터를 이용하여 오염공기내의 미립자를 포집하는 것을 그 특징으로 하고 있으며, 자체발열의 성능을 이용한 유해성분의 화학적인 분해 및 제거효과는 어디에서도 찾아볼 수 없다.Another method of air purification is a method using a metal filter. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-731 has a metal diameter of 5 to 40 µm in the pores of a porous porous body made of heat-resistant metal in installing a particle removal trap for removing carbon particles from automobile exhaust gas. Filled fibers or heat-resistant ceramic fibers in a dispersed state to produce a metal porous body having a filling density of 5 to 20%, and describes a filter for exhaust gas purification that can effectively collect fine particles using the metal porous body. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 7-50522 discloses a metal filter for fine particle crab, wherein the metal filter is a single layer or a multi-layer nonwoven fabric having a metal composition containing Ni, Cr, Al, Fe, and the like, and has an average diameter of 5 to 5. It is 40 micrometers and it is described that filling density is 5 to 25%. The patents are characterized by trapping particulates in the polluted air using a metal filter, and the chemical decomposition and removal of harmful components using the self-heating performance is nowhere to be found.
이에 본 발명자들은 오염성분이 고온을 통과할 경우 열적으로 쉽게 분해되는 특성에 착안하여 전기통전에 의해 자체발열하는 특성을 갖는 금속섬유를 이용하여 오염된 공기의 오염성분을 화학적으로 분해하여 제거하고 동시에 금속필터 자체가 분진 등을 직접 여과하는 2중의 효과를 얻을 수 있는 방법을 연구하였으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.Therefore, the inventors pay attention to the property that thermally easily decomposes when contaminants pass through a high temperature, and chemically decomposes and removes contaminated components of contaminated air by using a metal fiber having a self-heating property. The method in which the metal filter itself can obtain a double effect of directly filtering dust and the like has been studied, and the present invention has been completed based on this.
따라서 본 발명의 목적은 자체발열된 금속필터를 내장하여 대기오염성분을 통과시킬 때 오염성분을 화학적으로 분해하여 제거하고 동시에 분진 등을 직접 여과하는 2중의 효과를 가지면서, 오염성분의 양과 종류에 따라 금속필터의 발열정도를 제어할 수 있는 공기 정화장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to incorporate a self-heating metal filter to chemically decompose and remove pollutants when passing through air pollutants, and at the same time have a dual effect of directly filtering dust and the like. Accordingly, to provide an air purifier that can control the heat generation of the metal filter.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 이용하여 공기를 정화하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for purifying air using the apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기 정화장치는, 전기통전에 의해 자체발열하는 금속섬유로 제조된 한 장 이상의 금속필터; 상기 금속필터의 양단에 설치된 통전부재; 금속필터의 발열을 감지하는 온도감지기; 및 정화하고자 하는 성분의 양과 종류에 따라 금속필터의 발열량을 제어할 수 있는 온도제어기로 이루어진다.Air purifier of the present invention for achieving the above object, at least one metal filter made of a metal fiber that heats itself by electric current; Conducting members provided at both ends of the metal filter; A temperature sensor for detecting heat generation of the metal filter; And a temperature controller capable of controlling the amount of heat generated by the metal filter according to the amount and type of the component to be purified.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 정화방법은, 전기통전에 의해 자체발열하는 금속섬유로 제조된 한 장 이상의 금속필터를 준비하는 단계; 상기 금속필터의 양단에 설치된 통전부재에 전기를 걸어 상기 금속필터를 발열시키는 단계; 및 상기 발열된 금속필터에 오염된 공기를 통과시키는 단계를 포함하며, 금속필터에 연결된 온도감지기를 통해 금속필터의 발열온도를 감지하고, 전력공급원에 연결된 온도제어기를 이용하여 정화하고자 하는 성분의 양과 종류에 따라 금속필터의 발열량을 제어하는 것으로 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for purifying air, comprising: preparing one or more metal filters made of metal fibers that self-heat by electric current; Heating the metal filter by supplying electricity to a conducting member provided at both ends of the metal filter; And passing the contaminated air through the exothermic metal filter, detecting the exothermic temperature of the metal filter through a temperature sensor connected to the metal filter, and using the temperature controller connected to the power supply, The amount of heat generated by the metal filter is controlled according to the type.
도 1은 본 발명에 따른 공기 정화장치의 개략적도이다.1 is a schematic diagram of an air purifier according to the present invention.
도 2는 금속필터에 유체를 통과시킬 때 발생하는 압력변화를 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a pressure change generated when a fluid passes through a metal filter.
도 3은 본 발명에 따른 금속필터에 일정유속으로 통과하는 공기의 온도변화에 따라 발생하는 압력변화를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the pressure change generated by the temperature change of the air passing through the metal filter at a constant flow rate according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 일예의 금속필터 발열시 필터표면의 온도를 측정한 온도분포 사진이다.Figure 4 is a temperature distribution photograph measuring the temperature of the filter surface during the heating of one example metal filter according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 다른 일예의 금속필터 발열시 필터표면의 온도를 측정한 온도분포 사진이다.5 is a temperature distribution photograph of measuring the temperature of the filter surface during the heating of the metal filter of another example according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 주름형태의 금속필터 발열시 필터표면의 온도를 측정한 온도분포 사진이다.Figure 6 is a temperature distribution photograph measuring the temperature of the filter surface when heating the pleated metal filter according to the present invention.
* 도면부호의 간단한 설명 *BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
10: 공기정화장치, 20: 금속필터10: air purifier, 20: metal filter
30: 통전부재, 40: 전력공급원30: energizing member, 40: power supply source
50: 온도감지기, 60: 온도제어기50: temperature sensor, 60: temperature controller
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 정화장치는 전기통전에 의해 자체발열하는 금속섬유로 제조된 한 장 이상의 금속필터, 상기 금속필터의 양단에 설치된 통전부재, 금속필터의 발열을 감지하는 온도감지기, 및 정화하고자 하는 성분의 양과 종류에 따라 금속필터의 발열량을 제어할 수 있는 온도제어기를 포함한다.As described above, the air purifier according to the present invention is a temperature sensor for detecting the heat generation of one or more metal filters made of metal fibers self-heating by electricity, the conduction member provided at both ends of the metal filter, the metal filter And a temperature controller capable of controlling the calorific value of the metal filter according to the amount and type of the component to be purified.
상기 자체발열 금속필터를 이용하는 원리는 대기오염성분이 고온을 통과될 경우 열적으로 쉽게 분해되는 특성을 이용한다. 예를 들어, 소각로의 소각과정에서 완전히 제거되지 않고 발생하는 PCB, 염화 벤젠류 등과 같은 다이옥신류 전구물질및 다이옥신류 등은 640∼740℃ 온도로 통과시켜 줄 경우 열적으로 쉽게 분해된다. 그러나, 종래의 필터들은 고분자, 종이 등으로 제작되어 있기 때문에 200℃ 이상의 고온 여과에는 부적합하였지만, 본 발명에 따른 발열 금속필터는 필터자체가 전기통전에 의해 고온으로 발열하기 때문에 유해물질이 금속필터를 거치면서 산화 및 여과가 동시에 되는 장점이 있다.The principle of using the self-heating metal filter utilizes a property that is easily thermally decomposed when the air pollution component passes through a high temperature. For example, dioxin precursors and dioxins, such as PCBs and benzene chlorides, which are not completely removed during incineration of incinerators, are easily thermally decomposed when passed at a temperature of 640 to 740 ° C. However, since the conventional filters are made of polymer, paper, etc., they are not suitable for high temperature filtration above 200 ° C., but the exothermic metal filter according to the present invention generates heat at a high temperature due to the electric current of the filter. There is an advantage that the oxidation and filtration at the same time.
본 발명에 따라 고온으로 발연된 금속필터를 통과하여 다이옥신이 분해되는 과정을 살펴보면,Looking at the process of dioxin decomposition through the metal filter smoked at a high temperature according to the present invention,
DCB(g) + S → DCB(a) --- (1)DCB (g) + S → DCB (a) --- (1)
DCB(a) + O(a) → CO(a) + C5(a) --- (2)DCB (a) + O (a) → CO (a) + C 5 (a) --- (2)
또는 DCB(a) + O2(g) → CO(a) + C5(a)Or DCB (a) + O 2 (g) → CO (a) + C 5 (a)
→ C5(a) + 3O2(g) → 5CO(a) +H2O(g) +2HCl --- (3)→ C 5 (a) + 3O 2 (g) → 5CO (a) + H 2 O (g) + 2HCl --- (3)
→ CO(a) +1/2O2→CO2(g) --- (4)→ CO (a) + 1 / 2O 2 → CO 2 (g) --- (4)
또는 CO2(g) or CO ↔CO(g) + SOr CO 2 (g) or CO ↔CO (g) + S
여기서, DCB는 다이옥신을, S는 필터 표면, g는 기체를, a는 필터 표면에 흡착상태를 의미한다.Here, DCB means dioxin, S means filter surface, g means gas, and a means adsorption state on the filter surface.
상기 다이옥신 분해 과정에서 (1)은 다이옥신이 필터 표면에 흡착된 상태를 나타내며, (2)는 흡착된 다이옥신이 산화되는 과정을 나타내고, (3)은 다이옥신에서 분해되어 나온 C5가 산화 분해되는 과정을 나타내며, (4)는 (3)의 과정에서 형성된 일산화 또는 이산화탄소 가스가 필터 표면에서 탈착되는 과정을 나타낸다.In the dioxin decomposition process, (1) represents a state in which dioxins are adsorbed on the surface of the filter, (2) represents a process in which the adsorbed dioxins are oxidized, and (3) a process in which C 5 decomposed in dioxins is oxidatively decomposed. (4) represents a process in which the monoxide or carbon dioxide gas formed in the process of (3) is desorbed from the filter surface.
이와 같이 본 발명에서 사용가능한 자체발열하는 금속필터는 5∼50㎛의 평균직경을 갖는 금속섬유를 이용하여 부직포 또는 직조 형태로 제조되며 30∼80%의 기공률을 갖고, Fe 65∼80중량%, Cr 16∼25중량%, Al 3∼10중량% 및 La, Ti, Nb, Y, Ta 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 0.05∼3중량%의 조성을 갖는다.As described above, the self-heating metal filter usable in the present invention is manufactured in the form of nonwoven fabric or woven fabric using a metal fiber having an average diameter of 5-50 μm, and has a porosity of 30 to 80%, Fe 65 to 80% by weight, 16-25 wt% Cr, 3-10 wt% Al, and 0.05-3 wt% of the component selected from the group consisting of La, Ti, Nb, Y, Ta and Zr.
또한, 본 발명에 따른 금속필터 제품의 형태는 박판형태 또는 주름판 형태 모두 다 가능하다. 금속필터의 형태가 주름판 형태인 경우에는 오염공기와 접할 수 있는 표면적을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the form of the metal filter product according to the present invention can be in the form of a thin plate or a pleated plate. When the shape of the metal filter is in the form of a corrugated plate, there is an advantage in that it is possible to increase the surface area in contact with the contaminated air.
도 1에는 본 발명에 따른 공기 정화장치(10)의 개략도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 공기 정화장치(10)는 금속필터(20), 통전부재(30), 전력공급원(40), 온도감지기(50) 및 온도제어기(60)를 포함하며, 통전부재(30)에 의해 발열된 금속필터(20)를 오염된 공기가 화살표 방향으로 통과하게 된다. 공기 정화장치의 내부에 내장되어 있는 금속필터(20)는 처리하여야 하는 오염성분의 양과 종류에 따라 한 장 또는 그 이상으로 구성된다.1 shows a schematic diagram of an air purifier 10 according to the present invention. Referring to FIG. 1, the air purifier 10 according to the present invention includes a metal filter 20, an energizing member 30, a power supply 40, a temperature sensor 50, and a temperature controller 60. The contaminated air passes through the metal filter 20 generated by the conducting member 30 in the direction of the arrow. The metal filter 20 embedded in the air purifier is composed of one or more pieces depending on the amount and type of pollutant to be treated.
또한 금속필터의 평면도가 도 1에 함께 도시되어 있으며, 그 평면의 형태는 부직포의 형태를 이루고 있는 것을 예시하고 있으나, 직조된 형태도 가능하다.In addition, a plan view of the metal filter is shown together in FIG. 1, and the shape of the plane illustrates that the nonwoven fabric is formed, but a woven form is also possible.
상기 금속필터는 5∼50㎛의 평균직경을 갖는 금속섬유를 이용하여 부직포 또는 직조 형태로 제조하는데, 이 때 금속필터의 기공률은 30∼80%이다. 상기 기공률은 대기오염성분의 분진의 양 및 크기에 따라 다양하게 조절된다. 예를 들어, 분진의 양이 많을 경우에는 기공률을 작게 하고 금속섬유의 직경과 필터의 두께를 두껍게 선택할 수 있다. 또한, 오염성분의 양이 많을 경우에는 기공률을 낮추어서 압력손실이 좀 더 높아지더라도 분진을 효과적으로 제어할 수 있도록 할 수 있다. 한편, 이들 금속섬유를 이용한 필터는 한국등록특허 제178643호에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.The metal filter is manufactured in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric using a metal fiber having an average diameter of 5 to 50 μm, wherein the porosity of the metal filter is 30 to 80%. The porosity is variously adjusted according to the amount and size of dust of the air pollution component. For example, when the amount of dust is large, the porosity can be reduced, and the diameter of the metal fiber and the thickness of the filter can be selected thickly. In addition, when the amount of contaminants is large, it is possible to effectively control the dust even if the pressure loss is higher by lowering the porosity. On the other hand, the filter using these metal fibers can be manufactured according to the method described in Korea Patent No. 1,773.
또한 본 발명에 따른 공기 정화장치는 금속필터의 온도를 감지할 수 있는 온도감지기(50) 및 정화하고자 하는 성분의 양과 종류에 따라 금속필터의 발열량을 제어할 수 있는 온도제어기(60)를 포함한다. 상기 온도제어기(60)는 통전되는 전기량 및 교류 또는 직류의 전류를 이용하여 금속필터의 발열량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 분해하고자 하는 성분이 알콜일 경우, 발열된 금속필터의 온도를 300℃ 정도로 조정하여 주고, 또한, 벤젠의 경우에는 400∼500℃로 조정하여 분해하고자 하는 성분에 따라 발열량을 조절할 수 있다.In addition, the air purifying apparatus according to the present invention includes a temperature sensor 50 capable of sensing the temperature of the metal filter and a temperature controller 60 capable of controlling the amount of heat generated by the metal filter according to the amount and type of components to be purified. . The temperature controller 60 may adjust the calorific value of the metal filter by using the amount of electricity that is energized and the current of alternating current or direct current. For example, when the component to be decomposed is alcohol, the temperature of the exothermic metal filter is adjusted to about 300 ° C., and in the case of benzene, the amount of calorific value can be adjusted according to the component to be decomposed. have.
한편, 본 발명에 따른 금속필터의 크기에 따라 800℃ 및 1000℃의 온도를 얻기 위한 볼트와 암페어를 하기 표 1에 예시하였고, 하기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 금속필터의 크기가 커짐에 따라 소요전력이 선형적으로 비례함을 알 수 있다.On the other hand, according to the size of the metal filter according to the invention the bolts and amps to obtain a temperature of 800 ℃ and 1000 ℃ is illustrated in Table 1 below, as can be seen in Table 1, the size of the metal filter is larger Therefore, it can be seen that the power consumption is linearly proportional.
더욱 부가적으로, 본 발명에 따른 금속필터 이면에는 오염성분을 분해할 수 있는 촉매를 코팅하여 적용할 수도 있다. 본 발명에 따른 금속필터에 부가적으로촉매를 사용할 경우에는, 고온분해에 의해 제거되지 못한 성분을 2차적으로 한번 더 분해시켜 줌으로써 공기 정화효과를 한층 증대시킬 수 있다.In addition, the back of the metal filter according to the present invention may be applied by coating a catalyst capable of decomposing contaminants. When the catalyst is additionally used for the metal filter according to the present invention, the air purification effect can be further enhanced by decomposing the second component once more by the decomposition that is not removed by the high temperature decomposition.
이와 같이, 본 발명에 따른 공기 정화장치는 소각과정에서 함께 발생되는 분진을 고온에서 완전연소시키고 제거할 수 있기 때문에, 분진에 흡착 배출되는 다이옥신류 및 전구체를 동시에 제거할 수 있으며, 이러한 시스템은 화력발전소를 비롯한 각종 산업용 보일러에서 발생하는 불완전 연소 연료성분 및 수트와 같은 분진을 완전 연소시킬 수 있는 수단으로도 이용될 수 있다. 또한 금속섬유 소결체의 특징인 높은 기공도로 인해 기존 유해물질 분해 촉매에 비해 반응 표면적이 약 500배 이상 향상되는 장점도 갖는다.As such, since the air purifier according to the present invention can completely burn and remove dust generated in the incineration process at a high temperature, it is possible to remove dioxins and precursors adsorbed and discharged to the dust at the same time. It can also be used as a means for the complete combustion of dust such as incomplete combustion fuel components and soot generated in various industrial boilers, such as power plants. In addition, due to the high porosity, which is a characteristic of the metal fiber sintered body, the reaction surface area is improved by about 500 times or more compared with the existing hazardous substance decomposition catalyst.
또한 디젤 자동차 등에서 배출되는 배가스의 주 오염원은 응집된 카본에 미연 연료가 함유된 물질로서, 연소에 의해 카본 또는 일산화탄소 기체를 이산화탄소로 산화시켜 정화할 수 있으며, 이 과정에도 역시 적용할 수 있다.In addition, the main pollutant source of the exhaust gas discharged from diesel cars, etc. is a substance containing unburned fuel in the agglomerated carbon, and can be purified by oxidizing carbon or carbon monoxide gas to carbon dioxide by combustion, and can also be applied to this process.
또 다른 응용분야로는 저온으로 배출되어 촉매처리장치에 적용하기 어려운 산업용 VOC 배출가스의 촉매 산화온도인 150∼400℃까지 배가스를 예열하는 장치로서, 발열 금속필터를 이용한 장치를 사용할 수 있다. 이 과정에서 상기 금속필터는 단위면적 당 열 매체율이 높은 형태이므로, 배가스의 온도를 효과적으로 상승시키기 위한 전처리 장치로 사용될 수 있으며 동시에 배가스 내의 미세 분진을 제거할 수 있어 촉매의 분진에 의한 효율저하를 억제할 수 있는 부가적인 효과도 얻을 수 있다.In another application field, a device using a heating metal filter may be used as a device for preheating exhaust gas to 150 to 400 ° C., which is a catalytic oxidation temperature of industrial VOC exhaust gas, which is discharged at a low temperature and is difficult to apply to a catalyst treatment device. In this process, since the metal filter has a high thermal medium rate per unit area, the metal filter can be used as a pretreatment device to effectively increase the temperature of the exhaust gas, and at the same time, it is possible to remove fine dust in the exhaust gas, thereby reducing the efficiency caused by the dust of the catalyst. Additional effects that can be suppressed can also be obtained.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
150×60mm 크기의 Fe/Cr/Al의 합금으로 제조된 금속필터(Cr: 20.46중량%, Al: 5.77중량%, Fe: 잔량)의 양단에 설치된 통전부재에 60A×3V의 교류전력을 공급하여 800℃까지 금속필터를 발열시키고, 이 금속필터에 주요 오염성분이 유기화합물로 농도가 300ppm(메탄 환산농도)인 배가스를 7.5m/s의 유속으로 통과시켰다. 상온의 공기가 금속필터를 통과하면서 금속필터의 온도는 350℃까지 떨어졌으며 발열 금속필터를 통과한 후 오염성분의 농도는 15ppm이하로 오염성분의 95%가 분해되어 제거된 것으로 나타났다.By supplying AC power of 60A × 3V to the conducting members installed at both ends of the metal filter (Cr: 20.46 wt%, Al: 5.77 wt%, Fe: remaining amount) made of 150 × 60mm Fe / Cr / Al alloy The metal filter was heated to 800 ° C, and the exhaust gas having a concentration of 300 ppm (methane equivalent concentration) as an organic compound was passed through the metal filter at a flow rate of 7.5 m / s. As the air at room temperature passed through the metal filter, the temperature of the metal filter dropped to 350 ° C. After passing through the exothermic metal filter, the concentration of contaminants was less than 15 ppm and 95% of the contaminants were decomposed and removed.
또한, 오염공기를 유속을 달리하여 본 발명의 금속필터(실시예)를 통과시켰을 때 통과전후의 압력변화를 측정하여 도 2에 표시하였으며, 이와 동일하게 종래의 백(bag) 필터(비교예)를 통과시킨 경우의 압력변화도 측정하여 비교하였다. 또한 상기 장치에 일정한 유속(7.5m/s)으로 통과하는 공기의 온도를 변화시켜 이에 따른 압력변화를 측정하여 도 3에 도시하였다.In addition, the pressure change before and after passing when passing through the metal filter (Example) of the present invention by varying the flow rate of the polluted air is shown in Figure 2, the same as the conventional bag filter (comparative example) The pressure change in the case of passing through was also measured and compared. In addition, by changing the temperature of the air passing through the device at a constant flow rate (7.5m / s) is shown in Figure 3 by measuring the pressure change accordingly.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 금속필터는 종래의 백 필터에 비해 공기의 유속에 따라 상당히 적은 압력차를 나타내었다.As can be seen in Figure 2, the metal filter according to the present invention showed a significantly small pressure difference according to the flow rate of air compared to the conventional bag filter.
또한, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 박판 형태의 금속필터에 통전하여 발열시킨 상태에서 필터의 표면온도를 측정한 온도분포 사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 주름판 형태의 금속필터에 통전하여 발열시킨 상태에서 필터의 표면온도를 측정한 온도분포 사진이다.In addition, Figures 4 and 5 are photographs of the temperature distribution measured the surface temperature of the filter in a state of energizing the sheet-shaped metal filter according to the present invention, the heat generation, Figure 6 is a pleated plate-shaped metal filter according to the present invention The temperature distribution picture shows the surface temperature of the filter when it is energized.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of the present invention will be apparent from the appended claims.
상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 정화장치는 전기통전에 의해 자체발열된 금속필터에 오염된 공기를 투과시킴으로써 오염성분을 화학적으로 분해하여 제거할 수 있고 동시에 금속필터 자체가 분진 등을 직접 여과하는 2중의 효과를 얻을 수 있고, 자동차 배가스의 정화, 산업용 VOC 배출가스의 정화 등 다양하게 적용될 수 있다.As can be seen through the above embodiment, the air purifier according to the present invention can chemically decompose and remove contaminants by transmitting the contaminated air to the self-heated metal filter by electric current and at the same time the metal filter itself. The dual effect of directly filtering the dust and the like can be obtained, and it can be applied in various ways such as the purification of automobile exhaust gas and the purification of industrial VOC emission gas.
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