KR200217449Y1

KR200217449Y1 - 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치

Info

Publication number: KR200217449Y1
Application number: KR2020000027730U
Authority: KR
Inventors: 이동일
Original assignee: 이동일
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-03-15

Abstract

본 고안은 활성탄소섬유를 이용하여 악취물질을 흡착,제거함과 더불어 재생이 가능한 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치에 관한 것으로, 악취제거탑의 내부로 악취물질을 이송시키는 송풍기, 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유를 주재료로 한 활성탄소섬유 필터 및 고압의 증기를 분사하여 활성탄소섬유필터에 흡착된 악취물질을 제거하여 활성탄소섬유의 흡착력을 회복시키는 재생수단를 포함하여 이루어지고, 재생수단이 고압증기를 악취제거탑내부로 압송하는 증기이송라인과, 활성탄소섬유를 재생할 때 제거된 악취물질 혼합증기 냉각시켜 액화시키는 응축기, 이 응축기로부터 배출되는 악취물질 혼합액을 물과 유기성물질로 분리하는 유수분리기 및 악취제거탑, 응축기, 유수분리기를 연결하는 악취물질 배출라인으로 이루어져, 활성탄소섬유를 이용하여 악취물질의 흡착속도를 높일 수 있음과 아울러 흡착량을 늘릴 수 있고, 재생과정에서 발생되는 악취물질을 회수가능함으로써 재생 비산분진에 의한 2차오염을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치{ HARMFUL MATERIAL EXCLUSION APPARATUS USING ACTIVATED CARBON FIBER }

본 고안은 악취물질 제거장치에 관한 것으로, 특히 활성탄소섬유필터를 이용하여 산업현장에서 발생되는 유기성 악취물질을 흡착하여 제거함과 더불어 활성탄소섬유필터를 재생할 수 있도록 한 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 급격한 경제발전에 따라 주유소, 도장공업, 인쇄공업 및 각종 산업현장에서 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds)을 포함한 이산화황, 이산화탄소 등의 유해가스 및 악취물질 등은 심각한 대기오염의 주요인이 되고 있으며, 아울러 인체에 심각한 악영향을 끼치고 있는 실정이다. 이에 따라, 각국은 대기오염 방지에 따른 제도적·정책적 규제를 대폭 강화하기 시작했다.

한편, 급속한 산업화 과정에서 인지하지 못하였던 환경보전의 개념이 서서히 인식됨에 따라 오염된 환경의 정화에 대한 기술들이 활발히 진행되고 있고, 이에 대한 연구의 결과로써 종래의 악취물질 제거 기술은 바이오필터법, 습식세정기법, 기타 활성탄(Activated Carbon: 활성탄소라고도 함)을 이용한 방법이 있다.

여기서, 활성탄(Activated Carbon; 활성탄소라고도 함)은 입자 하나에 무수한 미세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서 활성화 과정에서 미세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 갖게 되는 흡착제로 활성탄 입자의 크기에 따라 분말 활성탄(Powdered Activated Carbon)과 입상활성탄(Granular Activated Carbon)으로 분류된다. 이러한 활성탄의 원료로는 톱밥, 야자껍질, 역청탄, 이탄, 갈탄 등 매우 다양하다.

여기서, 활성탄을 이용하여 악취물질을 흡착하는 종래의 악취물질 제거장치는 입상의 활성탄을 촉매제로 하여 악취물질을 흡착하도록 되어 있다.

그런데, 촉매제 역할을 하는 활성탄은 입상으로 되어 있으므로 악취성분의 흡착속도가 매우 낮아 흡착제로서의 충진량이 많아야 하며, 이에 따라 설비의 대형화 및 초기 설치비가 커지고, 활성탄의 비산분진에 의하여 2차 오염이 수반되며, 악취물질을 흡착하고 있는 활성탄의 흡착능력을 회복시키기 위해 별도의 재생로가 필요하다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 활성탄소섬유를 이용하여 악취물질의 흡착속도를 높여 설비의 소형화하여 초기설치비용을 줄이고, 비산분진에 의한 2차오염을 방지하며, 활성탄소섬유의 재생을 간편하게 할 수 있도록 한 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 각종 산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물질을 포함한 유해가스 및 유기성 악취물질을 제거하는 악취물질 제거장치에 있어서, 소정 크기의 구조물인 악취제거탑과, 악취제거탑의 내부로 악취물질을 이송시키는 송풍기, 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유를 주재료로 한 활성탄소섬유 필터 및 고압의 증기를 분사하여 활성탄소섬유필터에 흡착된 악취물질을 제거하여 활성탄소섬유의 흡착력을 회복시키는 재생수단를 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 재생수단이 고압증기를 악취제거탑내부로 압송하는 증기이송라인과, 활성탄소섬유를 재생할 때 제거된 악취물질 혼합증기 냉각시켜 액화시키는 응축기, 이 응축기로부터 배출되는 악취물질 혼합액을 물과 유기성물질로 분리하는 유수분리기 및 악취제거탑, 응축기, 유수분리기를 연결하는 악취물질 배출라인으로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 악취물질 제거장치에 의하면 활성탄소섬유를 이용하여 악취물질의 흡착속도를 높이고 흡착량을 늘릴 수 있고, 재생과정에서 발생되는 악취물질을 회수가능함으로써 재생 비산분진에 의한 2차오염을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치를 개략적으로 나타낸 개념도,

도 2는 본 고안의 활성탄소섬유 필터를 나타낸 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 악취제거탑 11 : 가스배출구

20 : 송풍기 30 : 활성탄소섬유 필터

31 : 활성탄소섬유 32 : 예비용부직포

33 : 충전용부직포 40 : 재생수단

41 : 증기이송라인 42,43 : 제 1,2 댐퍼

44 : 응축기 45 : 수분리기

46a,46b : 악취물질 배출라인 47 : 드레인밸브

50 : 고압발생원

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예를 자세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치를 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 고안의 활성탄소섬유 필터를 나타낸 구성도로서, 소정 크기의 구조물인 악취제거탑(10)에 일측에 폐수처리장 등에서 발생하는 유해가스 및 악취물질(이하 '악취물질'이라 한다.)을 악취제거탑의 내부로 이송시키는 송풍기(20)가 설치되어 있고, 상기 악취제거탑(10) 내부에는 송풍기(20)로부터 이송된 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유(31)를 주재료로 한 활성탄소섬유 필터(30)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 악취제거탑(10)내부로 고압의 증기를 분사하여 활성탄소섬유필터(30)에 흡착된 악취물질을 제거하여 활성탄소섬유(31)의 흡착력을 회복시키는 재생수단(40)을 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 상기 재생수단(40)은 보일러와 같은 증기발생원(도시하지 않음)으로부터 발생된 증기를 압축펌프와 같은 고압발생원(50)을 통과하면서 승압된 고압증기를 악취제거탑(10)내부로 압송하는 증기이송라인(41)과, 악취제거탑(10)의 상하부에 각각 설치되어 재생과정중 악취제거탑(10)의 상하부를 차단시키는 제 1,2 댐퍼(42,43)가 구비되어 있다.

그리고, 활성탄소섬유를 재생할 때 제거되어 상기 악취제거탑(10)으로부터 배출되는 악취물질 혼합증기를 냉각시켜 액화시키는 응축기(44)와, 이 응축기(44)로부터 배출되는 악취물질 혼합액을 물과 유기성물질로 분리하는 유수분리기(45) 및, 상기 악취제거탑(10)과 응축기(44) 및 유수분리기(45)를 연결하는 악취물질 배출 라인(46a,46b)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 증기이송라인(41)에는 다수 개의 분사노즐이 설치되어 고압증기를 활성탄소섬유 필터(30)쪽으로 분사시킬 수 있도록 되어 있다.

전술한 바와 같은 구성의 악취물질 제거장치를 보다 상세히 설명하면, 먼저 악취제거탑(10)은 각종 산업현장에서 발생하는 휘발성유기화합물을 포함한 악취물질을 유입시켜 악취물질을 제거하기 위한 것으로, 이 악취제거탑(10)은 악취물질의 발생용량에 알맞은 용량으로 설치된다.

그리고, 상기 송풍기(20)는 각종 산업현장에서 발생하는 악취물질을 악취제거탑(10)의 내부로 유입시키기 위한 것으로, 이 송풍기(20)는 악취제거탑(10)의 외측 적소 설치되며, 송풍기(20)에 의해 강제로 이송되는 악취물질은 악취제거탑(10)의 내부로 유입되어 활성탄소섬유 필터(30) 통과하여 무해한 상태의 가스 상태로 가스 배출구(11)를 통해 외기로 배출된다.

한편, 상기 제1댐퍼(42)는 악취제거탑(10)과 송풍기(20)사이에 설치되고 제2댐퍼(43)는 악취제거탑(10)의 가스배출구(11)쪽에 설치되어, 재생과정중 악취제거탑(10) 상하부를 밀폐시켜 재생을 위한 고압증기 혹은 재생후의 증기가 외기나 송풍기(20)쪽으로 배출되는 것을 방지하면서 배출라인(46a)을 통해 빠져나갈 수 있도록 하고, 악취물질을 제거할 때에는 개방되어 송풍기(20)에 의한 악취물질의 유입 및 활성탄소섬유 필터(30) 통과한 무해한 상태의 가스 상태로 가스 배출구(11)를 통해 외기로 배출되게 되는 것이다.

상기 활성탄소섬유 필터(30)는 활성탄소섬유의 매우 작은 세공을 통해 송풍기(20)로 부터 이송된 유기성 악취물질을 흡착하기 위한 것으로, 도 2에 나타낸 바와 같이 활성탄소섬유(31)이 예비용부직포(32)와 충전용부직포(33)의 양면에 둘러 쌓여 있으며, 곡면으로 하여 표면적을 크게 하고 있다.

즉, 활성탄소섬유(31)는 셀룰로오스계 섬유를 소성부활시켜 만든 섬유상의 활성탄으로서 표면적은 1000∼1600㎡/g 으로 매우크며 공경은 5∼10 A^o으로 극히 작은 세공구조로 되어 있으므로 흡착속도가 통상 입상활성탄의 10∼100배이고, 1.5배 이상인 평균흡착용량을 갖고 있다.

상기와 같이 구성된 악취물질 제거장치의 악취물질 흡착과정 및 재생과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 악취물질 흡착과정은 제1,2댐퍼(42,43)를 연 상태에서 폐수처리장등에서 발생된 유기성 악취물질은 송풍기(20)를 통해 악취제거탑(10)으로 압송된다. 이와 같이 악취제거탑(10)내부로 유입된 악취물질은 활성탄소섬유필터(30)를 통과하면서 활성탄소섬유에 흡착 제거되며, 활성탄소섬유필터(30)를 통과한 무해한 상태의 청정가스는 가스 배출구(11)를 통해 외기로 배출되는 것이다.

그 다음 악취물질 제거과정에서 활성탄소섬유에 다량의 악취물질이 흡착되어 활성탄소섬유의 흡착력이 저하된 상태에서 이를 회복시키는 재생과정을 살펴보기로 한다.

먼저 제1댐퍼(42)와 제2댐퍼(43)를 막아 악취제거탑(10)의 상하부를 밀폐시킨 상태에서 고압증기배관을 열어 악취제거탑(10)내부에 고압증기를 투입하면, 활성탄소섬유필터(30)의 세공에 흡착되어 있는 흡착물질이 고압증기의 고열에 의하여 흡열반응을 수반하면서 고압증기와 혼합되고, 활성탄소섬유필터(30)는 재생, 즉 흡착능력을 회복하게 된다.

이와 같이 흡열반응에 의해 악취물질이 혼합된 증기는 배출라인(46a)을 거쳐 응축기(44)로 이동하고, 이 응축기(44)를 통과하면서 악취물질 혼합증기는 응축기(44) 내부를 흐르는 냉각수에 의해 냉각된다. 이에 따라 악취물질 혼합증기는 액화되어 액상의 악취물질 혼합액이 된다.

이와 같이 응축기(44)에서 응축이 이루어진 상태에서 드레인밸브(47)를 열면, 응축기(44)내의 악취물질 혼합액은 드레인밸브를 거쳐 유수분리기(45)로 이송되며, 이 유수분리기(45)에서 유기성분의 악취물질과 물로 분리되게 되고, 이로써 재생공정이 끝나게 된다.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 활성탄소섬유를 이용하여 악취물질의 흡착속도를 높이고 흡착량을 늘릴 수 있으므로써 설비의 소형화하여 초기설치비용을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 활성탄소섬유의 재생과정에서 발생되는 악취물질을 재생수단을 통해 회수가능함으로써 재생 비산분진에 의한 2차오염을 방지할 수 있고, 별도의 재생로를 통해 재생을 하지 않고 악취물질 제거장치에 구비된 재생수단을 이용하여 간단하게 재생할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물질을 포함한 유해가스 및 유기성 악취물질을 제거하는 악취물질 제거장치에 있어서,

소정 크기의 구조물인 악취제거탑(10)과;

상기 악취제거탑(10)의 내부로 악취물질을 이송시키는 송풍기(20);

상기 악취제거탑(10)내에 설치되어 상기 송풍기(20)로부터 유입된 악취물질을 흡착하는 활성탄소섬유 필터(30) 및;

상기 악취제거탑(10)내부로 고압의 증기를 분사하여 활성탄소섬유에 흡착된 악취물질을 제거하여 활성탄소섬유의 흡착력을 회복시키는 재생수단(40)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 재생수단(40)이 고압증기를 상기 악취제거탑(10)내부로 압송하는 증기이송라인(41)과;

활성탄소섬유를 재생할 때 제거되어 상기 악취제거탑(10)으로부터 배출된 악취물질 혼합증기를 냉각시켜 액화시키는 응축기(44);

상기 응축기(44)로부터 배출되는 악취물질 혼합액을 물과 유기성물질로 분리하는 유수분리기(45) 및;

상기 악취제거탑(10)과 응축기(44) 및 유수분리기(45)를 연결하는 악취물질 배출라인(46a,46b)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 활성탄소섬유를 이용한 악취물질 제거장치.