KR20030014173A - 화석 연료, 석유 및 이들의 부산물의 연소로부터 생성되는가스 및 생성물에 의해 발생되는 오염물을 감소시키는화학 기계적 방법 - Google Patents

화석 연료, 석유 및 이들의 부산물의 연소로부터 생성되는가스 및 생성물에 의해 발생되는 오염물을 감소시키는화학 기계적 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 SOx, NOx, VOC 또는 HC, CO 및 CO2, 및 유출물을 포함하는 입자 물질의 총합을 감소시키고 연소 후에 생성되는 것보다 많은 양의 산소를 대기중으로 방출시킴으로써, 생성된 가스의 최종 화학적 조성을 변화시켜 화석 연료, 석유 및 이들의 부산물의 연소를 통해 발생하는 오염을 감소시키는 화학 기계적 방법에 관한 것이다. 증류수, 중탄산나트륨 및 우레아로 이루어진 액체 화학 용액이 당해 방법에 사용되는데, 당해 용액을 함유하는 기계적 장치는 당해 용액이 연소로부터 생성된 가스와 접촉하도록 하고 이들을 세척하며, 기계적 장치의 부품인 하나 또는 수 개의 여과 부재는 중합체성 탄화수소 섬유로 이루어지고, 이는 탄소 존재하에 화학적으로 반응하여 내부 연소 엔진, 보일러, 스택(stack), 정지 또는 이동 공급원 속에서 생성된 유해 가스들의 연쇄 반응을 일으키고 이들의 방출을 감소시키고 장치 내부의 고형 부재와 탄화수소의 대부분을 보유하고 초기 유출물 속에 함유된 것보다 풍부한 산소와 소량의 나머지 가스와 입자 물질을 갖는 가스 유출물을 대기 중으로 반송시킨다.

Description

화석 연료, 석유 및 이들의 부산물의 연소로부터 생성되는 가스 및 생성물에 의해 발생되는 오염물을 감소시키는 화학 기계적 방법{Chemical-mechanical process to reduce the contamination caused by gases and products resulting from the combustion of fossil fuels, petroleum and its by-products}
본 발명의 적용 분야는, 석유 및 이의 부산물과 같은 화석 연료의 연소에 의해 생성된 가스에 의해 야기된 환경 오염의 제어에 관한 것이다.
현재, 단지 오염물질의 일부를 제어할 수 있는, 촉매 변환장치라고 불리는 장치가 있으며, 이는 당해 장치를 통과한 가스 유출물중의 일부 성분을 산화시키고, 생명체에 매우 치명적인 일부 가스, 예를 들면, CO를 보다 친화적인, 그러나현재 지구상에 나타난 온실 효과의 주원인인 CO2로 변환시키는 작용을 한다.
자동차에 사용되는 촉매는 무수성이다. 가스들은 일반적으로 로듐 또는 백금으로 도금된 그릴을 통과해야 한다. 이는 가스 엔진에서 주로 널리 사용되지만, 이는 엔진의 작동 온도 때문에 촉매가 일반적으로 차내에서 효력을 발휘하지 못하는 디젤 엔진에는 존재하지 않는다. 이러한 특정한 경우에 연소로부터 오염물질의 생성을 방지하려는 수 많은 시도가 있었으나, 지금까지 긍정적인 결과가 없었다. 그럼에도 불구하고, 본원의 발명자는, 비록 촉매가 특정 가스의 방출을 감소시키지만, 다른 가스에는 효과가 없고 치명적인 CO를 CO2로 변환시킨다는 점에서, 이는 분명히, 사람이 대기로 방출하는 과잉 CO2의 문제를 해결하는데 도움을 주지 못하며, 또한 이것이 내부에 입자 물질을 보유할 수도 없다는 점을 강조하여야 한다.
이러한 화학 기계적 방법에서 화학 용액이 존재함으로써, 컨테이너 또는 가스 세척-여과 장치(당해 장치의 여과 부재는 중합체성 탄화수소이기 때문에 상기와 같은 가스로부터의 유출물의 총량을 감소시킨다)내의 연소 가스를 세척할 수 있고, 또한 연소에 의해 생성된 이산화탄소(CO2)를 감소시킬 수 있고, 본원에 기술된 바와 같은 가스 세척 장치를 사용하는 경우에 당해 시스템에 도입되는 양보다 더 많은 양의 여과후 산소를 방출시킬 수 있다. 이러한 화학 기계적 방법은 오일 및 이의 부산물의 연소에 의해 생성된 가스를 방출하는 임의의 동적 또는 정적 공급원에 설치될 수 있다. 오일, 이의 부산물 및 다른 화석 연료의 연소에 의해 생성된 모든 오염물질을 보유할 수 있으며, 또한 이산화탄소의 형성을 감소시키는 동시에 가스여과 및 세척 공정의 최종 산물로서 산소를 방출하는 발명의 특허 출원에 대한 기록이 전혀 없다.
현재, 오일 또는 다른 화석 연료의 연소중에 생성된 이산화탄소를 감소시킬 수 있는 것으로 알려진 어떠한 유사한 방법도 특허된 바 없으며, 이러한 효과를 달성하기 위하여 동적 장치에 사용되고 있지 않다. 이에 관하여 이용될 수 있는 유일한 정보는, 약 - 56℃에서 일어나는 이산화탄소의 액화가 이루어질 때까지의 연소 가스 냉각 공정에 관한 것이다. 이러한 원소는 액체 상태로 변환되며 파이프에 의해 운반되어 북해에 있는 비어있는 유정에 주입된다. 이는 단지 정적 설비에서만 수행될 수 있다.
이산화탄소를 소모하는, 공지되어 있는 주요 공정은 광합성의 천연 공정인 반면, 기타 공정은 또한 이 가스의 일부를 포획하는 해양에서 일어난다. 그러나, 이 연소후 가스의 방출에 있어서 상당한 감소를 야기시키고 이동 공급원 또는 정지 공급원에서 사용되는 상업성을 지닌, 인간이 발명한 시스템에 대한 기록은 없다.
기재한 공정은 차량 엔진의 연소에 의해 생성된 이산화탄소의 생성을 직접 제어할 수 있다. 이 가스는 인간이 숨쉴 때의 천연 생성물이며, 따라서 비오염 가스인 것으로 여겨진다. 그러나, 이는 지구에서의 "온실효과"를 일으키는 가스들 중의 하나이다. 이는, 현재 이 가스의 65% 이상이 운송수단에 설치되어 있는 엔진에 의해 생성되는 것으로 알려진 것과 관련이 있다.
전세계가 산업 활동에 의해 생성된 주로 다섯 가지 가스들의 방출 결과로서 대기에 대한 "온실효과"를 예견하고 있다. 1997년에 교토에서 개최된 각국 회의에서 방출 공급원의 수를 감소시킴으로써 이 가스의 발생을 감소시키는 계획안이 제출되었다. 이 가스의 최대 발생기가 CO2의 생성을 최대로 감소시키기 위한 수고의 균형을 추구하기 위해 CO2를 보다 많이 발생시키는 국가들이 덜 발생시키는 국가들의 분담액을 부담해야만 하는 CO2생성 분담액을 제정할 것을 계획하였다. 그러나 오늘날, 모두가 알다시피 최대 이산화탄소 발생국 중의 하나인 미국이 올해, 이 문제에 대하여 유용한 기술적인 해결책이 없기 때문에 생산 능력이 감소하는 경우 경제적으로 커다란 충격이 있을 수 있으므로 이 협정에 동의할 것을 거절하였다.
지구에 대한 기후의 변화는 누구도 예측할 수 없는 매우 심각한 문제이다. 1900년도에, 이산화탄소의 농도는 285ppm이었고, 2000년도에는 375ppm이었다. 대기 중에 이러한 가스 농도의 폭발적인 증가는 지구의 평균 온도에 변화를 초래하였다. 현재, 온도가 지난 100년 전에 비해 0.8℃가 상승한 것으로 추정되고, 농도가 지금과 같은 동일한 속도로 증가하는 경우에 지구의 평균 온도는 2100년까지 1.5℃ 상승할 것이라는 예측이 있다. 결과는 예측할 수 없다. 허리케인과 태풍의 수가 증가함으로써 폭우가 범람을 초래하고, 농장은 육지를 침식시키는 비에 의해 황폐해졌다. 이러한 모든 것들은 기후의 변화에 의해 초래되며 이러한 변화의 주요 원인 중 한 가지가 이산화탄소이다.
동일한 기술적 문제를 해결하기 위해: 내부 연소 엔진에 의해 발생되는 연소 가스의 방출을 제어하고자 칠레에서 과거에 인정한 바 있는 산업 특허들이 있지만[참조: 특허 제35813호, 제30840호 및 제34026호], 이들 모든 특허는 단지 입자 문질을 제어하고자 하였다. 가스의 화학 조성에 있어서 변화를 명시한 특허는 없다. 그러나, 지금까지 칠레 또는 세계에서 특허로 인정된 발명들 중 어떠한 것도 배기 촉매를 제외하고는 사용 중이지 않다.
본 출원서에 기재된 발명은 화학 용액 및 중합체성 탄화수소를 결합하여 화학 공정을 수행하기 위한 완전한 화학 기계적 방법, 및 반응이 물리적으로 일어나는 기계적 부재로서의 가스 세척 및 여과 컨테이너 또는 장치에 관한 것인데, 이에 의해 화석 연료인 석유 및 이의 부산물의 연소로부터 배출되는 가스의 화학적 반응이 유발되어, 지구 주위의 대류권에 유해한 가스의 배출이 저하된다. 또한, 본 발명은 방출되는 2가지 가스로서, 이산화탄소의 배출량이 저하되고, 산소의 배출량이 증가한다는 긍정적인 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 공정을 수행하기 위해 고안된 장치이다.
도 2는 본 발명의 장치의 가스 세척 챔버이다.
도 3은 본 발명의 장치의 제1 여과 장치이다.
도 4는 본 발명의 장치의 제2 여과 장치이다.
연소로부터 배출되는 가스를 중탄산나트륨과 우레아가 모두 5용적% 내지 8용적%의 농도로 첨가된 증류수로 이루어진 용액내에서 세척한다. 당해 농도는 변할 수 있으며, 연료중의 황 함량에 크게 좌우된다. 그 다음, 가스 배출물을 중합체성 탄화수소 섬유로 이루어진 필터 부재에 반드시 통과시켜야 한다.
당해 방법은 연소에 의해 발생된 각각의 생성물 및 가스를 상이한 공정에 통과시켜 오염 물질의 일부를 포획할 수 있으며, 기타 다른 성분을 사람에게 유익한생성물로 전환시키는 연쇄 반응을 일으키는 이러한 모든 구성 요소의 결합에 의해서만 가능하다. 입자 물질을 농축시키고, 이에 의해 NOx의 일부를 사람과 주위 환경에 대하여 완전히 중성적인 성분인 대기중의 N2로 전환시키고, 본 발명의 방법에 의해 SOx를 당해 장치내에서 화학적으로 침전시켜 조절할 수 있다. HC 및 C가 흡수되어, CO 및 CO2가 저하되므로, CO 및 CO2의 비율이 낮고, 산소 O2의 함량이 높은 가스 배출물이 생성된다.
본 발명자들은 본 명세서내에 기재된 방법을 실험실에서 시험하였으므로, 본 방법에 의해 연소 후 엔진에서 배출되는 원래의 가스 유출물내의 유해한 배출물 및 입자 물질을 80%에 근사한 범위까지 저하시킬 수 있음을 보장할 수 있다. 이러한 수치는 엔진의 출력, 작업 하중 및 회전수에 직접적으로 좌우되기 때문에 정확한 값은 아니다. 바꾸어 말하면, 이러한 수치는 처리하려는 가스와 본 방법이 수행되는 장치의 용량의 직접적인 함수이다.
본 발명의 방법은 반드시 가스 세척 및 여과 장치내에서 수행되어야 한다. 본 공정을 수행하기 위하여 고안된 장치(도 1)는 서로 부분적으로 상호 작용하는 2개의 유동 순환로(flow circuit)로 구성되어 있다. 제1 유동 순환로는 가스 세척 및 여과 순환로가며, 제2 순환로는 화학 용액의 세정 순환로이다. 제1 유동 순환로환로는 3개의 장치 또는 3개의 챔버(1), 챔버(2) 및 챔버(3)로 이루어져 있는데, 이들은 서로 분리되어 있으며, 제조의 용이성을 위해서 바람직하게는 원통형이다. 여과 물질을 세척하고 습윤시키기 위해서는 제1 장치 및 제2 장치내에 용액 컬럼을설치해야 한다는 점, 세척하려는 가스의 용적 및 각각의 배출 시스템에 의해 압력이 한정된다는 제한성이 있지만, 본 챔버를 다양한 크기와 형태로 설치할 수 있다. 챔버(3)는 제2 여과 부재에 해당한다. 본 챔버(3)를 무수 또는 습윤 상태로 작동시킬 수 있다. 이러한 3개의 챔버에는 우선, 제1 장치 및 제2 장치내의 화학 용액의 수준을 일정하게 유지시켜 주는 화학 용액 탱크(4), 챔버(1) 내지 챔버(3)로부터 용액의 일부를 운반하는 하나 또는 수 개의 펌프 장치로 이루어져 있는 용액 재순환 시스템, 및 용액에 의해 수집된 물질을 용액으로부터 추출하고, 당해 용액을 다시 청정 순환로로 회수시킨 다음 이를 세척 및 여과 챔버로 회수시키기 위한 오염 용액의 여과 시스템으로 구성되는 화학 용액의 유동 순환로가 결합된다.
가스 유동 순환로를 살펴보면, 다음 사항을 알 수 있다.
1. 제1 장치는 가스 세척 챔버(도 2)에 상응하는데, 여기서 가스는 물로 세척되며, 내부 난류를 생성시켜 화학 용액과 가스가 보다 많이 접촉되도록 하는 수 개의 장애물을 통과한다.
2. 제2 장치는 제1 여과 장치(도 3)에 상응한다. 탄화수소를 흡수하는 것이 주요 특성인 중합체성 탄화수소로 이루어진 수 개의 영역을 통과하는 경우, 여과가 수행된다. 이러한 물질은 금속 또는 할라이드를 함유하지 않으며, 1/325인치 이하인 가스내의 입자를 여과할 수 있는 능력이 있다. 자외선 일광을 가하는 경우, 이러한 물질은 오존 생성의 원인인 VOC(휘발성 유기 화합물)를 흡수할 수 있다. 이러한 물질을 사용하면 입자 물질이 대기로 방출되는 것을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오존과 같은 기타 화합물의 형성 가능성을 감소시켜 대기를 정화시킬 수도있다. 이러한 여과 장치는 단순한 교체 가능한 여과 부재이므로, 일단 포화되면 반드시 교체해주어야 한다. 본 발명자들은 중합체성 탄화수소를 습윤 상태로 유지시키기 위해서 시스템내에 용액의 재순환 시스템을 첨가하였다. 게다가, 배출 가스는 본 필터를 역류하므로, 중합체성 탄화수소를 세정하고, 필터의 하부에 있는 중질의 입자를 침전시키는데 도움이 된다.
3. 제3 장치(도 4)는 또한 이러한 동일한 탄화수소를 흡수하는 물질의 2개 이상의 영역으로 이루어진 제2 필터에 상응한다. 본 장치는 위와 유사한 필터 부재인데, 이동식 부재의 설계와 필터 설치시 이용 가능한 공간의 직접적인 관계에 의해 제조하는데 제약이 있다.
당해 장치의 제2 순환로는 다음과 같이 구성된다.
4. 용액 저장 탱크 시스템.
5. 세척기 및 필터내에 오염된 용액을 받아들이고 이를 여과 시스템으로 전달하는 용액 펌프 시스템.
6. 용액에 의해 포획된 입자 물질을 보유하고 청정 용액을 당해 순환로로 반송시키는 여과 시스템.
7. 정확한 수준의 용액이 챔버내에서 유지되도록 하는 전기 수준 제어 시스템.
1. 가스 세척 유니트
당해 유니트는, 가스가, 직경이 비히클의 본래 가스 도관보다 큰 원통도관(1)을 통해 탱크의 기저에 도달하며 가스를 비히클 제조업자에 의해 설치된 본래 관에서보다 저속에서 통과시키기에 충분한 구멍을 갖는 다공성 반구(2)에서 종결되는 가스 세척 챔버(도 2)로 이루어진다. 반구내의 이러한 말단부 및 이의 구멍에 대한 이유는 비교적 동일한 가스 분포를 달성하고 가스가 기저에 충돌하는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같이 방출된 가스는 화학 용액을 함유하는 탱크를 통과하고 천공된 원뿔 표면(3)에 접근할 때까지 자연적으로 상승된다. 이러한 원뿔은 먼저 가스가 상기한 바와 같은 유사한 특성의 다른 원뿔에 도달한 후 표면까지 자연적으로 상승되도록 할 수 있는 상이한 구멍 거동을 갖는다.
원뿔 내의 구멍은 직경이 상이하고 중심에서 가장 먼 구멍은 보다 큰 반면, 중심에서 가까운 구멍은 작다. 가장 큰 구멍은 13mm이고 가장 작은 구멍은 6mm이다. 유일한 목적은 가스 세척을 완료하기 위해 가스가 원뿔의 외부를 향해 이동하도록 함으로써 적재된 가스의 균일한 분포를 생성하는 것이다. 당해 구멍 직경은 본 발명이 작용하는 방식을 과학적이고 실험적으로 증명하기 위한 수 가지 검정을 수행하기 위해 확립된 원형에 상응한다. 앞으로, 이들 구멍 직경은 세척하고자 하는 가스의 용도 및 용적에 기초해서만 다양할 수 있다.
당해 유니트는 탱크로부터 화학 용액의 자동 리필을 야기시키는 화학 용액 수준 조절 시스템을 포함하고, 또한 이는 스프링클러를 보유하며, 화학 용액은 이를 통해 수용된다. 탱크의 바닥에서 포획된 액체를 재순환시켜, 중질 입자를 탱크의 외부로 운반하고 이들 입자를 침전물 필터로 운송하는 시스템이 존재한다.
수개의 부정형 유동체(4)를 탱크의 바닥, 원뿔 사이 및 이들의 표면 상에 대량으로 위치시켜, 단지 표면으로의 가스의 정상 유동을 방해하여, 이들을 탱크 중의 물과 보다 더 접촉하도록 함으로써, 보다 큰 입자를 보유하는 능력을 증가시킨다. 이들 유동체는 이들이 원뿔의 구멍을 통한 가스의 통과를 방해하지 않도록 하기 위해서는 구형이거나 편평해서는 안된다.
가스가 일단 천공된 원뿔형 표면을 통해 통과되면, 이들은 상부 표면으로 상승하여, 제2 장치를 향해 전진한다.
상이한 형태 및 내부 배치의 세척 장치를 또한 사용할 수 있다. 생성된 가스 및 화학 용액 사이의 최대 상호작용을 달성하여, 화학 용액이 당해 챔버내에 가능한 가장 대량의 입자 물질을 보유하고, 당해 물질이 부품에 닿지 않도록 하여, 이들 부품의 최대 유용 수명을 달성할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
2. 주요 여과 유니트
또한 실린더형 또는 또 다른 형태인 이러한 제2 유니트(도 3)는 2개의 챔버로 나누어진 저장소로 구성되는데 이때 하단 챔버(2)는 제1 유니트("세척 유니트")로부터의 가스가 천공된 도관(1)을 통해 주입되는 챔버이고 상단 챔버(6)는 이로부터 가스가 배출되는 챔버이다. 여과 부재가 탄화수소 중합체로 구성된 이들 2개의 챔버를 연결한다. 이러한 물질은 특히 탄화수소를 보유하도록 제형화되고 추구하는 목적에 따라 상이한 밀도를 갖는 상이 층내의 요소에 위치한다. 물질(3)의 제1층 및 마지막 층은 물질을 중간 섹션(4)내 스폰지 형태에 위치시키면서 미세입자를 보유할 수 있는 여과 직물을 제조하기 위해 가압되어 이러한 기재의 특정 특성을 이용할 수 있는데 이는 이들 조건하에 탄화수소를 흡수할 수 있는 보다 큰 능력을 갖고 있다.
느슨한 물질의 섹션 뿐만 아니라 가압된 부재는 바람직하게 수중에 침지되어 물질이 정상적으로 작용할 수 있도록 이의 작동 능력을 최적화시킬 수 있다. 이러한 물질은 물을 흡수하지 않고 단지 오일과 탄화수소를 함유하는 생성물을 흡수한다.
이 당시 공지된 모든 선행 발명에 대한 큰 차이점은 물에 존재하는 탄화수소를 흡수하는 특이성을 갖는 당해 재료에 관한 것이다. 부재의 크기는 각각의 적용에 대해 필요하고 필수적인 용량을 제공한다. 엔진이 클수록 크기가 크다. 부재의 내구성은 엔진의 크기 및 부재가 실장된 장치의 크기 뿐만 아니라 엔진의 기계적 상태에 비례한다. 유해한 가스의 양이 많을수록 부재의 내구성은 짧아진다.
당해 재료는 물을 거부하고, 따라서 필터가 쉽게 포화될 우려는 없다. 당해 재료는 오늘날 공지된 기타 물질보다 물과 절대적으로 상이하게 작용한다.
당해 재료는 오늘날까지 적용된 것과는 상이한 목적으로 제조되었다. 이는 오일, 석유 또는 이의 부산물로써 일단 포화되면, 또다른 공업적 용도에 적용할 수 있기 때문에 재순환가능하고 환경에 유해하지 않다는 특이성을 갖는다. 당해 재료 1kg은 오일, 석유 또는 이들의 부산물 25kg을 흡수할 수 있다.
3. 2차 여과 유니트
당해 유니트(도 4)는 선행 경우와 같이 2개의 챔버로 구성된다. 하위챔버(1)는 1차 여과 유니트의 하부로부터 가스가 도달하는 곳이고, 상부 챔버(2)는 가스를 대기로 방출하는 곳이다. 여과 부재는 2개의 챔버 사이에 설치되어야 한다. 여과 부재는 절대적으로 느슨하고 압착되지 않을 경우 탄화수소가 최고로 흡수될 때 재료를 압착하는 것을 피하기 위해, 각각 별도의 개별적 부재, 스크린(5)에 의해 분리된 압축 층(3) 및 스폰지 층(4)을 구성하는 상이한 그룹의 흡수재로 구성된다.
당해 유니트는 본원에서 언급한 바와 같이 제2 장치 또는 개별적인 장치의 필수 부품일 수 있도록 디자인된 가장 간단한 장치이다. 당해 물질로 작업하는 이유(접촉 영역을 증가시키기 위함)에 있어서, 바람직하게는 하부 영역에 걸쳐 가스의 입구 및 상부 영역에 걸쳐 가스의 출구가 디자인되도록 확립하여, 이들 물질과의 접촉 없이 가스가 통과하는 것을 방지하는 것이 중요하다. 이러한 제2 필터가 단지 주요 필터로부터 접근하는 습기와 작동하기 때문에, 이러한 장치에 제공될 형태의 디자인은 모터 용기에 유용한 공간과 독점적으로 관계를 가질 것이다. 단지 당해 가스와 당해 물질 사이의 접촉 영역이, 이들이 흡수 물질에 걸쳐 통과하는 속도를 감소시켜 유해한 성분을 크게 흡수할 수 있도록 가능한 한 충분해야 한다는 것을 고려하는 것이 중요하다.
4. 용액 순환로
이러한 장치로 완전히 작업하기 위해(도 1), 용액 탱크(4)에는 각각의 밸브(5), 레벨 조절 시스템(8) 및 개별적으로 이러한 시스템으로부터의 용액을 주요 여과 및 세척 장치에서 당해 액체가 요구되는 레벨을 유지하기 위해 당해 성분을 함유하는 2개의 탱크 각각에 부어넣는 자동 기계가 포함된다. 당해 시스템에는 용액 레벨이 너무 낮은 경우 용기 구동을 알리는 전기 장치가 포함될 수 있다.
본 발명은 세척 장치 및 주요 여과 장치에서 용액을 재순환시키기 위한 용액 펌핑 시스템(6) 뿐만 아니라, 세척기(7)로부터 발생하는 침전물을 수거하기 위한 필터에 의해 보완되며, 이는 큰 유효 수명을 갖는 내부 청소기 환경에서의 작업 시스템을 의미할 것이다. 입자 성분 침전물은 당해 필터(7)에서 최종적으로 포획되어, 당해 시스템에서 유지되는 경우 가끔 배치될 수도 있다.
본 발명의 방법 및 장치를 사용함으로써 화석 연료인 석유 및 이의 부산물의 연소로부터 배출되는 가스의 화학적 반응이 유발되어, 지구 주위의 대류권에 유해한 가스의 배출이 저하된다. 또한, 본 발명은 방출되는 2가지 가스로서, 이산화탄소의 배출량이 저하되고, 산소의 배출량이 증가한다는 긍정적인 효과를 나타낸다.

Claims (19)

  1. 화석 연료, 석유 및 이의 부산물의 연소로부터 발생되는 가스를 증류수, 중탄산나트륨 및 우레아로 구성된 화학 용액(중탄산나트륨 및 우레아가 각각 5 내지 8용적%의 농도로 존재한다) 중에 침지시키는 기계적 장치 또는 컨테이너를 사용함을 포함하는, 화석 연료, 석유 및 이의 부산물의 연소로부터 발생되는 가스 및 생성물에 의해 야기되는 오염물을 감소시키기 위한 화학 기계적 방법으로서, 발생되는 가스가 중합체성 탄화수소로 구성된 섬유를 통해 여과되어야 하고, 궁극적으로 CO, NOx, SOx및 HC와 같은 연소에 의해 발생하는 오염 가스 및 입자 물질과, CO2와 같은 비오염 가스의 방출을 상당히 감소시키고, 당해 공정으로부터 발생하는 가스로서의 O2를 방출시키며, 전체 공정이 가스를 청정화하기 위해 둘 이상의 단계를 수행하는 가스 세척 및 여과 컨테이너 또는 장치에서 수행되어야 하고, 제1 단계가 유출물을 함유하는 보다 큰 입자를 보유하기 위해 필요한 세척을 달성하기 위해 가스가 화학 용액과 상호작용하여, 연소되어 SOx를 초기 단계에서 H2SO4로 변환시키고 최종적으로 Na2SO4로 변환시키기 위한 공정을 개시하는 탄소 입자를 에워싸는 세척 단계에 상응하고, NOx, HC 및 CO 및 CO2가 제1 반응 단계에서 N2, H2O 및 H2CO3를 발생시키고, 후속적으로 CO3카보네이트 이온을 형성하는 NH2-CO-NH2와의 화학반응에 의해 침전되며, 제1 여과물이 보다 작은 입자를 보유하기 위한 제1 여과 장치를 통과하며, 당해 여과기가 내부에 세척기 중의 일정한 양의 동일한 화학 용액을 함유하기 때문에 상기한 화학 반응이 세척기 속에서 지속되지만, 제1 여과물은 수소가 풍부하기 때문에 탄소가 섬유를 통해 제1 여과물에 포획되기 시작하며 산소가 당해 단계에서 방출되며, 제2 또는 추가의 여과물은 제1 여과물이 탄소 및 탄화수소를 포획하는 것과 동일한 방식으로, 이산화탄소의 농도를 감소시키는 효과를 보다 더 개선시키기 위한 제2 또는 추가의 여과 장치를 사용함을 특징으로 하는 방법.
  2. 보다 큰 입자를 보유하는데 필요한 1차 세척을 수행하는 세척 장치를 통해 세척하는 단계;
    1차 여과물을 보다 작은 입자를 보유시키는 1차 여과 장치에 의해 세척하고, 대기로 배출되는 탄화수소를 보유시키는 2차 여과 장치에 의해 2차 여과물을 세척하는 단계 및
    유체를 순환시 펌핑하여 여과시키고 3단계의 가스 세척 및 세정에서 용액이 이미 포획한 현탁 침전물을 포획하여 저장하는, 자체 시스템을 갖는 필터 포화 및 농도 조절 시스템과 용액 재순환 시스템을 당해 장치에 보충하는 단계를 포함하는 3단계로 가스를 세정함을 특징으로 하는, 제1항에 따르는 석유 및 이의 부산물의 연소 및/또는 화석 연료의 연소로부터 발생되는 가스의 세척 및 여과 장치.
  3. 제2항에 있어서, 가스 전체가 세척 탱크의 하부에 도달되는 것을 피하기 위해 다수의 보다 작은 유동으로 가스를 분포시키는 막대기(butt) 말단에 부재를 갖는 덕트(duct) 또는 파이프를 통해 가스가 도달할 수 있는 세척 챔버에 가스를 도입시킴[여기서, 가스는 하나의 거대한 버블이 형성되는 것을 피하기 위해 보다 작은 상이한 유동으로 나누어지고, 당해 장치는 가스를 용기 내부에 일정하게 분배시키며, 세척 챔버는 2개 이상의 편평하거나 원뿔형으로 천공된 분리기로 이루어져 있고, 당해 분리기는 홀(hole)을 각각 교차함으로써 가스 유동을 보다 작은 가스 유동으로 나누는데 사용되며, 분리기 중의 홀은 챔버 속에서 화학 용액과 가스의 접촉을 증가시키지 않도록 정렬되어야 하고, 이는 가스와 용액 사이의 접촉이 가능한한 크게 되도록 최대 내부 난류를 생성할 수 있어야 하며, 편평하지 않거나 구형이 아닌 몇몇 불규칙적인 형상의 부재는 용액 이외에 현탁액 속에서도 순환하고, 이러한 목적은 가스를 표면과 충돌시키게 하여 상이한 각도로 우회하게 함으로써 무거운 입자가 운동시 당해 표면에 충돌할 가능성을 증가시켜 가스의 우수한 세척 가능성을 증가시키며, 당해 목적이 당해 장치에서 최대량의 입자, 특히 크기가 가장 큰 입자를 포획하기 위한 것이다]을 특징으로 하는 세척 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용 후에 교체가능한 중합체성 탄화수소로 이루어진 필터 부재(여기서 당해 부재는 입자의 여과를 성취하기 위해 압축된 중합체성 탄화수소를 다량으로 함유한다)를 이용함을 특징으로 하는 1차 여과 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제4항과 동일한 방법으로 중합체성 탄화수소로 이루어진 부재를 이용함(여기서, 부재는 주로 현탁 탄화수소를 함유하는 화합물을포획하는 성능을 개선시키기 위해 스폰저 방식으로 처리된다)을 특징으로 하는 2차 여과 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 필터 부재가 초기 부재가 시간 경과 후 탄화수소로 포화되면 교체될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 장치가 설치된 모터의 조작자 또는 차량의 운전자가 필터의 포화도 및 작업 용액의 수준을 즉시 알 수 있게 하는 기타 제어 부재를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3단계의 가스 세척 및 여과 단계 중에서 유동하는 화학 용액을 재순환시키고 침전물이 최종적으로 대기중에 방출되어 결과적으로 환경을 오염시키는 경우에 시스템이 유지되는 한 침전물의 저장을 허용하는, 순환로 내에 추가로 설치된 여과 시스템을 사용함으로써 세척 및 여과 단계에서 수집된 침전물을 여과하고 저장함을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 중탄산나트륨과 요소로 이루어진 용액과 연소로부터 생성된 가스 사이에 일어나는 1차 반응의 생성물과 반응할 수 있는 중합체성 탄화수소로 이루어진 필터를 사용함을 포함하는 화학 기계적 방법으로서, 당해 중합체성 탄화수소가 CO3이온 및, 석유, 이의 부산물 및 기타 화석 연료 및 이의 부산물의 연소로부터 생성된 탄화수소와 반응할 수 있는 탄화수소 흡수제의 주 특성을 갖는 물질이며, 기본적으로 수소 함량이 높은 화합물로 이루어지고, 환경 친화적인 친유성 재순환성 물질임을 특징으로 하는 화학 기계적 방법.
  10. 제1항에 있어서, 증류수, 중탄산나트륨 및 요소로 이루어진 용액(여기서, 중탄산나트륨 및 요소는 각각 5 내지 8용적%의 비율로 존재한다)을 사용함을 특징으로 하는 화학적 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 가스를 화학 용액과 상호작용시켜 가스를 세정하는 장치 또는 수용기를 사용함을 특징으로 하는 기계적 방법.
  12. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 가스 세정 단계 후, 탄화수소의 감소율(%)에 필요한 단계의 수에 따라 1개 또는 수 개의 여과 단계를 사용하는, 중합체성 탄화수소로 제조된 섬유를 기본으로 한 여과 시스템을 갖는 장치 또는 수용기를 사용함을 특징으로 하는 화학 기계적 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 중합체성 탄화수소 섬유 중의 일부 탄소가 흡수되는 경우, 석유, 이의 부산물 및 기타 화석 연료의 연소로부터 생성된 가스를 후-세정 및 여과한 결과, 연소 후 생성된 가스로서 다량의 산소(O2)를 방출시킴을 특징으로 하는 화학적 방법.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 세척용 제1 여액 탱크 속에서 (NH2)2CO와 반응시키고 대기성 N2를 대기 중으로 다량 방출시키는 경우, 석유 연소로 인해 발생된 산화질소(NOx), 이의 부산물 및 기타 화석 연료의 방출을 감소시킴을 특징으로 하는 화학적 방법.
  15. 제1항 내지 제4항 및 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 석유, 이의 부산물 및 기타 화석 연료의 연소로 인해 발생된 산화황(SOx)의 방출을 감소시키고 이들 방출물을 최종 산물로서의 황산나트륨(Na2SO4 +)으로 변환시킴을 특징으로 하는 화학적 방법.
  16. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 석유, 이의 부산물 및 기타 화석 연료의 연소로 인해 발생된 휘발성 탄화수소(HC)의 방출을 상당량 감소시킴을 특징으로 하는 화학적 방법.
  17. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 입자 물질을 운반하는 가스를 세척한 후에 가스를 여과시킴으로써, 통상적으로 환경 중으로 방출되는, 연소로 인해 발생된 입자의 상당부를 보유함을 특징으로 하는 기계적 방법.
  18. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항, 제7항, 제9항, 제10항, 제14항 및 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 휘발성 탄화수소와, 자외선 일광에 노출시 대류권에서 오존을 생성하는 NOx의 일부를 환원 및 흡수함으로써 오존 형성을 감소시키는 데 도움이 됨을 특징으로 하는 화학 기계적 방법.
  19. 제6항 또는 제8항에 있어서, 수득한 침전물 및 중합체성 탄화수소 섬유에 의해 포획된 물질(여기서, 침전물은 부유 원소이고, 원소 물질은 열 처리 후에 오일 6으로 변환될 수 있는데, 이는 본 발명자들이 오염을 중지시켰고 사람 친화적 원소를 수득했음을 의미한다)이 사람에 의해 절대적으로 처리 가능함을 특징으로 하는 방법.
KR1020020047243A 2001-08-09 2002-08-09 화석 연료, 석유 및 이들의 부산물의 연소로부터 생성되는가스 및 생성물에 의해 발생되는 오염물을 감소시키는화학 기계적 방법 KR20030014173A (ko)

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