KR200207225Y1 - Photocatalytic multiple reactor - Google Patents

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KR200207225Y1
KR200207225Y1 KR2020000010858U KR20000010858U KR200207225Y1 KR 200207225 Y1 KR200207225 Y1 KR 200207225Y1 KR 2020000010858 U KR2020000010858 U KR 2020000010858U KR 20000010858 U KR20000010858 U KR 20000010858U KR 200207225 Y1 KR200207225 Y1 KR 200207225Y1
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Abstract

본 발명은 공장 및 자동차등에서 발생하는 인체에 유해한 SOx, NOx 및 휘발성 유기 물질(VOC, Volatile Organic Compound)등의 배기가스 및 폐수를 정화하기 위한 장치에 관한 것으로, 광촉매와 정화시켜야 할 배기가스 및 폐수와의 접촉면적을 최대한으로 크게 하고 광촉매로 전달되는 자외선양을 많게 하여 광분해 효율을 극대화시키고, 폐수처리에 사용되는 광촉매 분말의 회수 과정과 같은 부수적인 공정을 없애서 간단하고 편리하게 작동하는 정화장치 제작을 그 목적으로 한다.The present invention relates to a device for purifying exhaust gases and wastewater, such as SOx, NOx, and volatile organic compounds (VOCs), which are harmful to humans, generated in factories and automobiles. Maximize the photolysis efficiency by increasing the contact area with and maximize the amount of UV rays delivered to the photocatalyst and eliminate the additional processes such as the recovery process of the photocatalyst powder used for wastewater treatment. For that purpose.

이를 위해 본 발명은 가) 석영봉(5, 105) 표면에 광촉매인 티타니아(TiO2) 졸 및 실리카 졸을 코팅한 후, 열처리에 의하여 티타니아 및 실리카를 초미립 상태로 석영봉 표면에 견고하게 결합시키고, 나) 상기의 석영봉(5, 105)은 폐수의 흐름에 의한 압력을 견디어 낼 수 있도록 5 ~ 30mm의 직경을 갖으며 한쪽 끝면(21)에는 경면처리가 되어 있고, 다) 상기의 석영봉(5, 105)은 자외선 램프(4, 104) 주변에 방사선 형태로 분포되어 있어 석영봉에 코팅된 광촉매(22, 23)가 최대한으로 넓은 면적을 차지하도록 되어 있고, 라) 상기의 자외선 램프(4, 104)에 가장 가까운 주변에 설치된 석영관(11, 111)이나 지그(7)에도 광촉매가 코팅되어 있어 자외선을 최대한으로 활용하는 것에 의하여 광분해 효율을 극대화할 수 있게 설계되어 있는 것을 포함한다.To this end, the present invention is a) after coating the photocatalyst Titania (TiO2) sol and silica sol on the surface of the quartz rods (5, 105), and then firmly binds the titania and silica to the surface of the quartz rod in the ultrafine state by heat treatment. , B) The quartz rods 5 and 105 have a diameter of 5 to 30 mm to withstand the pressure caused by the flow of wastewater, and one end surface 21 is mirror-polished. 5 and 105 are distributed in the form of radiation around the ultraviolet lamps 4 and 104 such that the photocatalysts 22 and 23 coated on the quartz rod occupy the largest area. The photocatalyst is also coated on the quartz tubes 11 and 111 and the jig 7, which are installed in the vicinity of 4 and 104, and is designed to maximize the photolysis efficiency by utilizing the ultraviolet rays to the maximum.

이와 같이 자외선 램프 주변의 지그나 석영관에 코팅된 광촉매에 의해 광분해시키는 작용과 석영봉에 코팅된 광촉매에 의한 광분해의 2중적인 광분해 작용에 의해 광촉매 효율을 높여 단위 시간당 처리되는 배기가스 및 폐수의 양을 높이고, 코팅되어 있지 않은 광촉매 분말의 회수 과정과 같은 부수적인 공정을 없애서 정화장치가 간단하고 편리하게 작동되어 손쉽고 효율적으로 깨끗한 공기와 물을 얻을 수 있어 쾌적한 환경을 유지할 수 있다.Thus, the photocatalytic efficiency is enhanced by the photocatalyst coated on the jig or quartz tube around the ultraviolet lamp and the photocatalytic action of photocatalytic by the photocatalyst coated on the quartz rod to increase the efficiency of the photocatalyst. By increasing the volume and eliminating ancillary processes such as the recovery of uncoated photocatalyst powder, the purifier can be operated simply and conveniently, so that clean air and water can be easily and efficiently maintained to maintain a pleasant environment.

Description

광촉매를 이용한 다중청정장치 {Photocatalytic Multiple Reactor}Photocatalytic Multiple Reactor using Photocatalyst

본 발명은 공장 및 자동차등에서 발생하는 인체에 유해한 SOx, NOx 및 휘발성 유기 물질(VOC, Volatile Organic Compound)등의 배기가스 및 폐수를 정화하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 배기가스 및 폐수의 배기라인중의 일부에 광촉매로 코팅된 석영봉 및 지그를 설치하고 여기에 자외선 광선의 조사를 통하여 배기가스 및 폐수를 다중으로 정화하는 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for purifying exhaust gases and wastewater, such as SOx, NOx, and volatile organic compounds (VOCs), which are harmful to humans generated in factories and automobiles. In more detail, a device and a method for manufacturing a multiple purification of the exhaust gas and waste water by installing a quartz catalyst and a jig coated with a photocatalyst in a part of the exhaust line of the exhaust gas and waste water and irradiated with ultraviolet rays. It is about.

광촉매를 이용하여 유해가스를 분해하는 방법은 다음과 같이 크게 3가지로 분류할 수 있다.There are three ways to decompose harmful gases using photocatalysts.

(1) 분말상태로 유해가스를 분해하는 방법 : Dibbe에 의해 발표된 논문 Dibbe, L.A., Raupp, G. B., Catal. Letters, 4, p.345(1990)에서 나타낸 바와 같이 분말을 반응기 안에 넣고 반응기 주변에서 자외선 광선을 조사하여 반응기를 통과하는 유해가스를 정화시키는 방법으로 시스템은 비교적 간단하나 분말이 가스와 함께 이동하므로 별도로 분말을 회수하는 장치가 필요하다는 단점이 있다.(1) Method of Decomposing Hazardous Gases in Powder Form: Paper published by Dibbe Dibbe, L.A., Raupp, G. B., Catal. As shown in Letters, 4, p. 345 (1990), the powder is placed in a reactor and irradiated with ultraviolet rays around the reactor to purify the harmful gas passing through the reactor. There is a disadvantage that a separate device for recovering the powder is required.

(2) 분말을 하니컴(Honeycomb) 세라믹 위에 코팅하는 방법 : Sauer에 의해 발표된 논문 Sauer, M. L., Ollis, D. F., J. Catal., 149, p.81 (1994)에서 나타낸 바와 같이 분말을 하니컴 세라믹 위에 코팅하고 그 주변에 자외선 빛을 조사하면서 통과하는 유해가스를 정화시키는 장치로 광분해 효율이 우수한 장점이 있으나 광분해를 일으키는 광촉매는 자외선 램프에 인접한 영역에서만 국한되어 이루어지므로 자외선 램프 주변을 제외한 부분의 광촉매는 기능을 발휘하지 못하여 광분해 효율을 극대화시킬 수 없다는 단점이 있다.(2) Coating of powder on Honeycomb ceramics: Honeycomb ceramics as shown in Sauer, ML, Ollis, DF, J. Catal., 149, p.81 (1994) published by Sauer. It is a device that cleans harmful gases passing through it while irradiating UV light around it. It has the advantage of excellent photolysis efficiency, but the photocatalyst that causes photolysis is limited to only the area adjacent to the UV lamp, so it is photocatalyst except for UV lamp. There is a disadvantage that can not maximize the photolysis efficiency because it does not function.

(3) 분말을 유리 튜브 내부에 코팅하는 방법 : Alberci and Jardin에 의해 발표된 논문 Alberich, R. M., Jardin W.F., Applied Catal. B.:Environ, 14, p.55 (1997)에서 나타낸 바와 같이 광촉매 분말을 유리로 만든 튜브 내부에 코팅하고 그 중심부에 자외선 램프를 설치하여 자외선 광선을 조사하면서 통과하는 유해가스를 정화시키는 장치로 광분해율이 높으면서 꽤 안정한 작동상태를 유지한다. 그러나 본 시스템도 유리튜브 내부에 코팅된 광촉매에 의해서만 광분해가 이루어지므로 가스와 접촉하는 면적이 적게 되어 광분해 효율을 극대화 시킬 수 없다는 단점이 남아있다.(3) Method of coating the powder inside the glass tube: Paper published by Alberci and Jardin Alberich, R. M., Jardin W. F., Applied Catal. B .: As described in Environ, 14, p.55 (1997), is a device that cleans the harmful gases that pass through the irradiation of ultraviolet rays by coating the photocatalyst powder inside a tube made of glass and installing an ultraviolet lamp at its center. It has a high photolysis rate and maintains a fairly stable operating state. However, this system also has a disadvantage that photolysis is performed only by a photocatalyst coated inside the glass tube, so that the area of contact with the gas is reduced, thereby maximizing the photolysis efficiency.

그러므로 광촉매로 코팅된 부분을 가능한 범위에서 넓은 면적에 걸쳐 분포시켜 광분해 효율을 증대시키기 위한 많은 시도들이 제시되었다. 이에 관련된 종래기술로는 미국특허 제 5,875,384호에서 공개된 것이 있다.Therefore, many attempts have been made to increase the photodegradation efficiency by distributing the photocatalyst coated portion over a large area as much as possible. Related arts are disclosed in US Pat. No. 5,875,384.

동 특허공보에는 광섬유에 광촉매를 코팅하여 케이블 형태로 만들어서 스페이서(Spacer)에 형성된 홈에 고정시키고 광섬유의 한쪽 끝을 경면처리한 후 여기에 자외선 광선을 조사하는 상태에서 배기가스나 폐수를 흘려 이를 광분해시는 방법을사용하고 있다. 이 방법에 의하면 광섬유에 코팅된 광촉매가 넓은 면적에 걸쳐서 분포하므로 광분해 효율이 가장 높은 상태인 광촉매 분말 현탁액에서의 효율과 거의 동일한 높은 값을 갖는다. 그러나 이 방법은 얇은 직경의 광섬유를 케이블로 만들기 위하여 스페이서 홈에 광섬유를 여러개 모아서 삽입해야 하는 어려운 과정이 필요하며, 광촉매로 코팅된 광섬유의 한쪽 끝부분에 자외선을 가해주어 광촉매에 참가하는 자외선은 광촉매 내부에서 산란되는 자외선만을 사용하므로 전체 광분해량이 그리 많지 않으며, 얇은 두께의 광섬유를 모아서 케이블로 만든 관계로 강도가 다소 낮다는게 문제점으로 지적되고 있다.The patent publication forms a cable by coating a photocatalyst on an optical fiber, fixes it in a groove formed in a spacer, mirrors one end of the optical fiber, and then decomposes it by flowing exhaust gas or wastewater while irradiating ultraviolet rays thereto. The poem uses a method. According to this method, since the photocatalyst coated on the optical fiber is distributed over a large area, the photocatalyst has a high value almost equal to the efficiency in the photocatalyst powder suspension having the highest photolysis efficiency. However, this method requires a difficult process in which a plurality of optical fibers are collected and inserted into the spacer grooves in order to make a thin diameter optical fiber into a cable, and the ultraviolet light participating in the photocatalyst by applying ultraviolet light to one end of the optical catalyst coated optical fiber is a photocatalyst. Since only the ultraviolet rays scattered from the inside are used, the total amount of photolysis is not so high, and the strength is rather low due to the gathering of thin optical fibers made of cables.

따라서 본 발명의 주된 목적은 상기한 바와 같이 코팅등의 방법으로 광촉매를 모재에 고착시켜서 번거로운 별도의 회수 공정을 제거시키며, 광촉매를 반응기안에서 최대한으로 넓게 분포시키고 자외선을 효율적으로 사용하여 광효율을 극대화시키며, 광촉매로 코팅된 모재가 충분한 강도를 가져 폐수의 수압에도 견딜 수 있으며, 제작이 용이한 배기가스 및 폐수 처리장치에 관한 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the main object of the present invention is to remove the cumbersome recovery process by fixing the photocatalyst to the base material by a coating method as described above, to maximize the light efficiency by distributing the photocatalyst as widely as possible in the reactor and efficiently using ultraviolet rays. In addition, the base metal coated with a photocatalyst has sufficient strength to withstand the hydraulic pressure of wastewater, and to provide a method for an exhaust gas and wastewater treatment device that is easy to manufacture.

제1도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매를 이용한 다중청정장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a multi-cleaning apparatus using a photocatalyst according to a first embodiment of the present invention

제2도는 제1도에 도시된 광촉매를 이용한 다중청정장치의 측면도2 is a side view of the multi-cleaning apparatus using the photocatalyst shown in FIG.

제3a도는 제2도에 도시된 석영봉 고정용 1차 지그의 단면도3a is a cross-sectional view of the primary jig for fixing the quartz rod shown in FIG.

제3b도는 제2도에 도시된 석영봉 고정용 2차 지그의 단면도3b is a cross-sectional view of the secondary jig for fixing the quartz rod shown in FIG.

제4도는 광촉매로 코팅된 석영봉에 자외선이 굴절 및 산란되는 과정을 나타내는 개략도4 is a schematic diagram showing the process of refraction and scattering of ultraviolet rays in a quartz rod coated with a photocatalyst

제5도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매를 이용한 다중청정장치의 단면도5 is a cross-sectional view of a multi-cleaning apparatus using a photocatalyst according to a second embodiment of the present invention.

제6도는 제5도에 도시된 광촉매를 이용한 다중청정장치의 정면도6 is a front view of the multi-cleaning apparatus using the photocatalyst shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1, 101...배기가스 및 폐수 배기관 2...자외선 램프 고정용 지그1, 101.Exhaust gas and wastewater exhaust pipe 2 ... Jig for fixing ultraviolet lamp

3...석영봉 세트 고정용 지그 4. 104...자외선 램프3.Jig for fixing the quartz bar set 4.104 ... UV lamp

5, 105...광촉매로 코팅된 석영봉 6, 106...석영봉 고정용 화스너5, 105 ... Photocatalyst coated quartz rod 6, 106 ... Quartz fixing fasteners

7...석영봉 고정용 1차 지그 7a...석영봉 고정용 1차 지그 상부7 ... The primary jig for fixing the quartz rod 7a ... The primary jig for fixing the quartz rod

7b...석영봉 고정용 1차 지그 하부 8...석영봉 고정용 2차 지그7b ... Secondary jig for fixing quartz rod 8 ... Secondary jig for fixing quartz rod

9...1차 석영봉 세트 10...2차 석영봉 세트9 ... 1st quartz rod set 10 ... 2nd quartz rod set

11, 111...석영관 16...석영봉이 설치된 홈11, 111 ... Quartz 16 ... Home with quartz rod

17...배기가스 및 폐수 통과용 홈 21...경면 처리된 석영봉 전면17.Exhaust gas and wastewater passage groove 21 ... Front faced quartz rod

22...실리카 23...티타니아22 ... Silica 23 ... Titania

24...굴절된 자외선 25...산란된 자외선24 ... refractive ultraviolet rays 25 ... scattered ultraviolet rays

31...입구 32...출구31.Inlet 32 ... Outlet

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가) 석영봉 표면에 10 ~ 1,000nm 크기의 초미립 티타니아 및 실리카 졸을 코팅한 후, 열처리에 의하여 티타니아 및 실리카를 초미립 상태로 석영봉 표면에 견고하게 결합시키고, 나) 상기의 석영봉은폐수의 흐름에 의한 압력을 견디어 낼 수 있도록 5 ~ 30mm의 직경을 갖으며 한쪽 끝면에는 경면처리가 되어 있고, 다) 상기의 석영봉은 자외선 램프 주변에 방사선형태로 분포되어 있어 석영봉에 코팅된 광촉매가 최대한으로 넓은 면적을 차지하도록 되어 있고, 라) 상기의 자외선 램프에 가장 가까운 주변에 설치된 석영관이나 지그에도 광촉매가 코팅되어 있어 자외선을 최대한으로 활용하는 것에 의하여 광분해 효율을 극대화할 수 있게 설계되어 있는 것을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is a) after the coating of ultrafine titania and silica sol having a size of 10 to 1,000 nm on the surface of the quartz rod, and then hardening the titania and silica to the surface of the quartz rod in an ultrafine state by heat treatment. B) The quartz rods have a diameter of 5 to 30 mm to withstand the pressure caused by the flow of the wastewater and are mirror-treated on one end face. C) The quartz rods are in the form of radiation around the ultraviolet lamp. The photocatalyst coated on the quartz rod occupies the largest area, and d) The photocatalyst is coated on the quartz tube or jig installed in the vicinity of the ultraviolet lamp. It is designed to maximize the photolysis efficiency.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광촉매를 이용한 다중 청정장치의 개념이 도시된 단면도로서 원통형의 배기관안에 자외선 램프(4)를 배기관에 수직하게 설치하였다. 가) 석영봉(5) 표면에 10 ~ 1,000nm 크기의 초미립 티타니아 및 실리카 졸을 코팅한 후, 열처리에 의하여 티타니아 및 실리카를 초미립 상태로 석영봉표면에 견고하게 결합시키고, 나) 상기의 석영봉(5)은 폐수의 흐름에 의한 압력을 견디어 낼 수 있도록 5 ~ 30mm의 직경을 갖으며 한쪽 끝면에는 경면처리가 되어 있고, 다) 상기의 석영봉(5)은 자외선 램프(4) 전후에 석영봉 고정용 지그(7, 8)에 의해 고정된 상태로 경면 처리된 석영봉 면(21)이 자외선 램프에 가깝게 1세트씩 총 2세트 설치 되어 있고, 라) 상기의 석영봉 고정용 지그(7, 8)중에서 자외선 램프(4)에 가장 가까운 곳에 설치되어 있는 석영봉 고정용 1차 지그 상부(7a)에 광촉매가 코팅되어 있고, 마) 상기의 자외선 램프(4)를 보호하는 석영관(11) 표면에도 광촉매가 코팅되어 있는 구조이다.1 is a cross-sectional view showing the concept of a multi-cleaning apparatus using a photocatalyst according to a first embodiment of the present invention, in which a UV lamp 4 is installed perpendicular to the exhaust pipe in a cylindrical exhaust pipe. (A) After coating ultrafine titania and silica sol having a size of 10 to 1,000 nm on the surface of the quartz rod (5), the titania and silica are firmly bonded to the surface of the quartz rod in an ultrafine state by heat treatment, and Quartz rod (5) has a diameter of 5 ~ 30mm to withstand the pressure caused by the flow of waste water and is mirrored on one end surface, c) The quartz rod (5) before and after the ultraviolet lamp (4) (2) A total of two sets of quartz rod faces 21, mirror-treated in a state of being fixed by the quartz rod fixing jig 7 and 8, are set close to the ultraviolet lamp, one set each. A photocatalyst is coated on the upper part of the primary jig for fixing the quartz rod 7a, which is installed in the position closest to the ultraviolet lamp 4 among the lamps 7 and 8, and e) A quartz tube for protecting the ultraviolet lamp 4 above. (11) The photocatalyst is also coated on the surface.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

배기가스 및 폐수가 석영봉 고정용 2차 지그(8)에 형성된 홈중에 석영봉이 삽입되지 않은 홈(17)을 통하여 1차 석영봉 세트(9)로 들어와서 석영봉(5) 표면에 코팅되어 있는 광촉매(22, 23)에 흡착되면서 석영봉을 통해 전달된 자외선 램프(4)에 의해 광분해 된다. 석영봉 고정용 1차 지그(7)에 형성된 홈중에서 석영봉이 삽입되지 않은 홈(17)을 통하여 배기가스 및 폐수가 1차 석영봉 세트에서 빠져 나와 자외선 램프(4) 전후에 설치된 석영봉 고정용 1차 지그 상부(7a)에 코팅되어 있는 광촉매에 의하여 또다시 광분해 된다. 그리고 자외선 램프(4)를 보호하는 석영관(11)에도 광촉매가 코팅되어 있어 배기가스 및 폐수를 또 한번 광분해 시킨다. 그리고 여기서도 광분해 되지 않은 물질은 2차 유리봉 세트로 이동하여 석영봉에 코팅되어 있는 광촉매에 의하여 마지막으로 광분해 된다.Exhaust gas and waste water enter the primary quartz rod set 9 through the groove 17 without the quartz rod inserted in the groove formed in the secondary jig 8 for fixing the quartz rod and coated on the surface of the quartz rod 5. While being adsorbed by the photocatalysts 22 and 23, the photocatalyst is photolyzed by the ultraviolet lamp 4 transmitted through the quartz rod. For fixing the quartz rods installed before and after the ultraviolet lamp 4, the exhaust gas and waste water are discharged from the primary quartz rod set through the grooves 17 into which the quartz rods are not inserted among the grooves formed in the primary rods 7 for fixing the quartz rods. The photocatalyst is again decomposed by the photocatalyst coated on the upper part of the first jig 7a. In addition, the photocatalyst is coated on the quartz tube 11 protecting the ultraviolet lamp 4 to photoly decompose the exhaust gas and the wastewater. In this case, the undecomposed material is moved to the secondary glass rod set and finally photoly decomposed by the photocatalyst coated on the quartz rod.

따라서, 상기와 같이 광촉매가 석영봉과 지그와 석영관에 코팅되어 있고 자외선 램프와 배기관 사이의 반응공간에 최대한으로 분포되어 있어 배기가스 및 폐수를 다중으로 광촉매와 반응시켜 빠른 시간에 다량의 처리가 가능하므로 정화장치의 처리용량을 향상시킬 수 있다.Therefore, the photocatalyst is coated on the quartz rod, the jig and the quartz tube as described above, and is distributed in the reaction space between the ultraviolet lamp and the exhaust pipe to the maximum. Therefore, the treatment capacity of the purification device can be improved.

도5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광촉매를 이용한 다중 청정장치의 개념이 도시된 단면도로서 원통형의 배기관안에 자외선 램프(104)를 배기관에 평행하게 설치하였다. 배기관(101)에 평행하게 설치된 자외선 램프(104)와 상기한 자외선 램프의 외부에 설치된 석영관(111)의 외경부에 광촉매가 코팅되어 있고, 상기한 석영관(111) 외부에는 석영봉(105)들이 방사선 형상으로 분포되어 있으면서 배기관에 고정되어 있고, 상기한 석영봉(105)은 광촉매로 코팅되어 있으며 자외선 램프(104)를 향한 면은 경면 처리되어 있어 자외선을 효율적으로 석영봉 내부로 전달할 수 있게 되어 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the concept of a multiple cleaning device using a photocatalyst according to a second embodiment of the present invention, in which an ultraviolet lamp 104 is installed in a cylindrical exhaust pipe in parallel with the exhaust pipe. The photocatalyst is coated on the outer diameter portion of the ultraviolet lamp 104 installed in parallel with the exhaust pipe 101 and the quartz tube 111 provided outside the ultraviolet lamp, and the quartz rod 105 is disposed outside the quartz tube 111. ) Is fixed to the exhaust pipe while being distributed in a radiation shape, and the quartz rod 105 is coated with a photocatalyst and the surface facing the ultraviolet lamp 104 is mirror-treated to efficiently transmit ultraviolet rays into the quartz rod. It is supposed to be.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

배기가스 및 폐수가 입구(31)를 통하여 반응기 안으로 들어오고 석영봉(105)과 석영관(111)에 코팅되어 있는 광촉매에 의하여 흡착되면서 자외선 램프(104)에 의하여 광촉매가 활성화 되고 그에 따라서 배기가스 및 폐수가 광분해 된다. 광촉매는 반응기의 공간에 대하여 최대한 넓게 분포되어 있으며 그로 인하여 광촉매에 의해 흡착 및 광분해 되는 양이 많아지게 된다. 광분해 작용은 자외선의 강도에 의해서도 영향을 받으므로 배기관의 내부에 광촉매를 코팅하여 광분해를 일으키면 광분해 성능이 별로 높지않아 본 발명에서는 배기관의 내경부위에 광촉매를 코팅하지 않았다.The exhaust gas and waste water enter the reactor through the inlet 31 and are adsorbed by the photocatalyst coated on the quartz rod 105 and the quartz tube 111, and the photocatalyst is activated by the ultraviolet lamp 104, and thus the exhaust gas. And wastewater are photolyzed. The photocatalyst is distributed as wide as possible with respect to the space of the reactor, thereby increasing the amount of adsorption and photolysis by the photocatalyst. Since the photodegradation effect is also affected by the intensity of ultraviolet rays, when the photocatalyst is coated inside the exhaust pipe to cause photolysis, the photodegradation performance is not so high. In the present invention, the photocatalyst is not coated on the inner diameter of the exhaust pipe.

따라서, 상기와 같이 광촉매가 석영관에 코팅되어 있고 석영관 주변에 방사선 형태로 분포된 석영봉에도 코팅되어 있어 자외선 램프와 배기관 사이의 반응공간에 최대한으로 분포시킨 결과 배기가스 및 폐수가 빠른 시간에 다량 처리되어 정화장치의 처리용량을 향상시킬 수 있다.Therefore, the photocatalyst is coated on the quartz tube and coated on the quartz rod distributed in the form of radiation around the quartz tube, thus maximally distributing it in the reaction space between the ultraviolet lamp and the exhaust pipe. It can be treated in large quantities to improve the treatment capacity of the purifier.

도4에 본 발명의 핵심적인 역할을 수행하는 광촉매로 코팅된 석영봉의 개략도를 나타내었다. 입자 크기가 10 ~ 1,000nm 내에 존재하는 초미립 티타니아 졸과 실리카 졸을 99.9:0.1 ~ 50:50 비율로 혼합하였고, 혼합된 졸 용액을 잘 교반시켜 균일한 용액을 만들었으며 여기에 석영봉을 넣었다가 일정한 속도로 서서히 끌어올리는 딥 코팅법을 사용하였다. 코팅된 석영봉을 50 ~ 150℃ 온도에서 건조시켜 다시 200~800℃의 온도에서 열처리를 하여 코팅된 광촉매가 모재의 석영봉과 견고하게 결합이 되도록 만든다.4 shows a schematic diagram of a quartz rod coated with a photocatalyst that plays a key role in the present invention. The ultrafine titania sol and the silica sol having particle sizes within 10 to 1,000 nm were mixed at a ratio of 99.9: 0.1 to 50:50, and the mixed sol solution was stirred well to make a uniform solution. The dip coating method was used to slowly pull up at a constant speed. The coated quartz rod is dried at a temperature of 50 to 150 ° C. and heat-treated again at a temperature of 200 to 800 ° C. so that the coated photocatalyst is firmly bonded to the quartz rod of the base material.

본 발명과 같이 배기가스 및 폐수 배기라인중의 일부에 광촉매로 코팅된 석영봉과 지그를 설치하고 여기에 자외선 광선을 조사하여 배기가스 및 폐수를 정화하는 장치를 사용하면 앞에서 언급한 종래의 방법에 비해 다음과 같은 장점을 얻을 수 있다. (1) 상기에서 언급한 바와 같이 분말 상태의 광촉매를 사용하지 않고 코팅을 하여 사용하므로 배기가스 및 폐수를 정화하는 과정에서 번거롭게 분말을 별도로 회수해야 하는 공정이 없어져 사용하기에 간편하고 편리하며, (2) 광촉매가 보다 넓은 면적에서 다중으로 배기가스 및 폐수와 접촉하게 되어 광분해 특성이 우수하게 되어 정화되는 배기가스 및 폐수의 양이 많아지며, (3) 석영봉을 석영봉 고정용 지그에 삽입하여 고정시키는 간단한 원리를 사용하였으므로 비교적 용이하게 장치제작을 할 수 있고, (4) 석영봉이 두꺼운 관계로 고강도를 유지하는 우수한 배기가스 및 폐수 다중 청정장치가 된다.Compared to the conventional method mentioned above, when the quartz rod and jig coated with a photocatalyst are installed on a part of the exhaust gas and the wastewater exhaust line and the apparatus for purifying the exhaust gas and the wastewater is irradiated with ultraviolet rays. The following advantages can be obtained. (1) As mentioned above, since the coating is used without using the photocatalyst in the powder state, it is convenient and convenient to use because there is no need to separately collect the powder in the process of purifying exhaust gas and wastewater. 2) Photocatalysts come into contact with exhaust gas and wastewater in multiple areas in a larger area, resulting in superior photolysis characteristics, which increases the amount of exhaust gas and wastewater being purified. (3) Insert quartz rods into quartz rod fixing jig. Since the simple principle of fixing is used, the device can be manufactured relatively easily, and (4) the quartz rod is thick, so it is an excellent exhaust gas and wastewater multiple clean device that maintains high strength.

Claims (2)

광촉매를 이용한 배기가스 및 폐수의 다중 청정장치에 있어서,In the multiple clean device of the exhaust gas and wastewater using a photocatalyst, 배기가스 및 폐수의 배기관(1)과, 상기 배기관 내의 소정 부분에 설치된 자외선램프(4)와, 상기 램프의 앞뒤에 위치하는 석영봉(5)에 있어서 자외선 램프에 가까운 부분의 면(21)을 제외한 모든 부분 석영봉의 면에 광촉매가 코팅(22, 23)되어 있고 자외선 램프(4)에 가까운 부분의 면(21)은 자외선이 효율적으로 전달될 수 있게 경면으로 가공처리되어 있는 석영봉(5)과, 상기 석영봉(5)을 다발로 고정시키기 위하여 다수의 홈(16, 17)들이 형성되어 있는 석영봉 지지용 1차 지그(7) 및 2차 지그(8)와, 상기 지그(7, 8)중에 자외선 램프에 가까운 면인 석영봉 지지용 1차 지그 상부(7a)에 광촉매가 코팅되어 있고 자외선 램프에서 먼쪽에 있는 면에는 광촉매가 코팅되어 있지 않은 석영봉 지지용 1차 지그(7)와, 자외선 램프에서 먼 곳에 위치하고 광촉매가 없는 석영봉 지지용 2차 지그(8)와, 상기 1·2차 지그(7, 8)를 고정시키기 위하여 유해가스 배기관(1)과 1·2차 지그(7, 8) 사이에 위치한 석영봉 세트 고정용 지그(3)와, 상기 석영봉(5)을 상기 1·2차 지그(7, 8)에 고정시키는 석영봉 고정용 화스너(6)로 이루어진 광촉매를 이용한 다중 청정장치Exhaust pipe 1 of exhaust gas and wastewater, ultraviolet lamp 4 provided in a predetermined portion in the exhaust pipe, and quartz rod 5 located at the front and rear of the lamp, the surface 21 near the ultraviolet lamp. The photocatalyst is coated on the surfaces of all partially quartz rods (22, 23), and the surface 21 of the portion close to the ultraviolet lamp (4) is a quartz rod (5) which is mirror-processed to efficiently transmit ultraviolet rays. And a primary jig 7 and a secondary jig 8 for supporting a quartz bar having a plurality of grooves 16 and 17 formed thereon to fix the quartz bar 5 in bundles, and the jig 7, 8) A photocatalyst is coated on the upper side of the primary jig for supporting the quartz rod 7a, which is a surface close to the ultraviolet lamp, and the primary jig for supporting the quartz rod, which is not coated with the photocatalyst, on the surface farther from the ultraviolet lamp. , Located far from UV lamp, supports quartz rod without photocatalyst Jig for fixing the quartz rod set located between the noxious gas exhaust pipe 1 and the primary and secondary jigs 7 and 8 for fixing the secondary jig 8 and the primary and secondary jigs 7 and 8. 3) and a multiple cleaning device using a photocatalyst comprising a quartz rod fixing fastener 6 for fixing the quartz rod 5 to the primary and secondary jigs 7 and 8. 제1항에 있어서, 배기가스 및 폐수의 원통형 배기관(101)과, 상기한 배기관(101)의 내경에 방사선 형태로 석영봉(105)을 삽입할 수 있도록 형성된 원형 홈(106)과, 상기한 원형 홈(106)에 고정시킨 광촉매로 코팅된 석영봉(105)과, 상기한 석영봉(105)의 한쪽 끝면이 경면 처리되어 있고, 상기한 배기관(101)의 중앙 부위에 설치된 자외선 램프(104)와, 상기한 자외선 램프(104)의 외곽에 설치된 광촉매로 코팅되어 있는 석영관(111)으로 이루어진 광촉매를 이용한 다중 청정장치The cylindrical exhaust pipe 101 of the exhaust gas and the wastewater, the circular groove 106 formed to insert the quartz rod 105 in the form of radiation in the inner diameter of the exhaust pipe 101, and the The quartz rod 105 coated with the photocatalyst fixed to the circular groove 106 and one end surface of the quartz rod 105 are mirror-treated, and an ultraviolet lamp 104 provided at the central portion of the exhaust pipe 101. ), And a multi-cleaner using a photocatalyst made of a quartz tube 111 coated with a photocatalyst installed on the outside of the ultraviolet lamp 104
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100372535B1 (en) * 2000-06-23 2003-02-17 최금찬 the Apparatus and Method for Decomposing Volatile Gaseous Organic Compound
KR100379914B1 (en) * 2000-09-18 2003-04-14 주식회사 씨엠코 Method and apparatus for generating magnetized water, for sterilizing water and for removing VOC
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KR100440623B1 (en) * 2001-12-14 2004-07-15 주식회사 엘지이아이 A shell-and-tube type reactor for photocatalysis

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