KR20030087456A - 습,건식법을 이용한 악취제거방법및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
이는 특히, 악취 가스가 싸이클론 내부로 포집되어 분진이 하방으로 제거되고, 상기 분진이 제거된 악취가스는 상기 사이클론 일측에설치된 1차 가스세정기로 유입되어, 저부에 설치된 처리수 순환펌프를 통해 처리수를 다단으로 분사시켜 유입가스의 분진 및 악취를 제거하며, 1차 가스 세정기를 거친 가스가 열교환기의 수냉을 통해 냉각시킨 후, 냉각된 가스가 2차 가스 세정기로 공급되어, 가스 세정기 하측에 설치되는 오존수 탱크의 오존수를 순환펌프와 연설된 이젝터 및 가압탱크를 통해 가스 세정기 내에서 다단으로 방사하여 이송가스의 악취를 습식으로 제거하고, 습식 2차 세정단계를 거친 가스는, 상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되는 건식 오존발생기를 통과하면서 반응하여 가스의 악취물질을 분해하며, 상기 오존 발생기를 거친 가스는 3차 가스 세정기로 공급되어 저부에 설치된 순환펌프를 통해 오존수를 다단으로 방사하여 가스의 악취를 제거하는 한편, 상기 3차 가스 세정기를 거친 가스는 가스 이송관에 의해 활성탄 흡착부로 이송되어, 활성촉매 또는 첨착활성탄과 반응하여 잔류 오존을 흡착 제거하는 것이다.

Description

습, 건식법을 이용한 악취제거방법 및 장치{Method and Apparatus for Remove a Bad Smell}
본 발명은 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법 및 장치에 관한 것으로 이는 특히, 악취의 가스가 포집되는 사이클론을 통해 분진이 제거되며, 사이클론 상측으로 가스 이송관이 연설되어 하수 처리장의 처리수가 유입된 1차 가스 세정기(Scrubber)에 의해 분해 및 악취물질을 제거하고, 이를 열 교환기를 통해 냉각한 후, 2차 가스 세정기를 통과하는 가스는 오존 발생기의 오존에 의해 고농도악취물질을 1차로 산화 분해시키고, 재차 3차 가스 세정기를 통한 미반응 잔류 오존 처리와, 활성촉매 또는 첨착활성탄에 의한 저농도 악취물질을 흡착하면서 산화 분해하여 악취와, 잔류 오존을 효과적으로 제거시킬 수 있도록한 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 오존은 자연계에서 불소(F2) 다음으로 강력한 산화력을 갖는 물질로서, 상기 오존의 산화력을 이용하여 상수, 오.폐수 및 악취성분을 산화 분해시켜 오염물질을 정화하거나, 악취를 제거하는데 사용하는 것이다.
도 1은 종래 산기 접촉방식에 의한 상,하수 및 대량의 수량을 처리하는 공정도로서, 유입되는 원수(10)가 저장되는 저수조(20)내에 다수의 분리벽(30)이 설치되고, 상기 저수조(20)의 유입수 내에는 오존 공급기(40)를 통해 오존이 상기 저수조(20) 하측에서 분사노즐(50)을 통해 분사되어 대량의 처리 수량을 오존의 산화력을 이용하여, 상기 오.폐수 및 악취 성분을 산화 분해시키고, 이에따라 오염물질의 정화 및 악취를 제거하는 것이다.
이와같은 오존은 고농도의 악취에 대해서는 이를 효과적으로 저감시킬 수 있으나, 저농도의 악취(약 1ppm이하)에 대해서는 그 반응속도가 느려 짧은 시간내에 완전 탈취를 기대하는 것은 어려운 실정인 것이다.
상기 오존과 악취물질과의 반응(초기농도 1PPM)을 표 1에 나타내면 다음과 같다.
표 1
악취물질 반응식 반감기(min)
유화수소 H₂S + O₃ →SO₂ + H₂OH₂S + O₃ →S₂ + H₂O 2,000
메칠메르캅탄 CH₃SH + 0₃ →CH₃OH + SO₂ 220
이유화 메칠 (CH₃)₂S₂ + O₃ →CH₃SOSCH₃ + O₃→CH₃SOSOCH₃ + O₃ →(SH₃SO₂)₂O 220
유화메칠 (CH₃)₂S + CH₃SOCH₃ + O₂ 20~120
트리메칠 아민 (CH₃)₃N + O₃ O₂CH₃NO₂ + CO₂ + H₂O 130
이황화 탄소 CS₂ + O₃ →SO₂ +O₂ 0.23~0.61
메칠아민 CH₃NH₂ + O₃ →CH₃NO₂ 580
디메칠 아민 (CH₃)₃NH + O₃ →CH₃O₂ 23
트리메칠 아민 (CH₃)₃N + O₃ →CH₃NO₂ 130
기타 OLEFIN HYDROCARBON + O₃ →ALDEHYDE, CO₂ H₂O 4~400
HCHO + O₃ →PEROXYACID 4,000
상기 표에서와 같이 약 1ppm이하의 농도의 악취에 대해서는 그 반응속도가 느리게 되어, 짧은 시간내에 완전 탈취가 어렵게 되는 문제점이 있는 것이다.
한편, 도 2는 오존을 이용한 가압 이젝터 방식의 유기물 분해 및 소규모 하.페수 처리 공정도로서, 유입되는 원수(110)가 가압펌프(120)를 통해 가압되어 이젝터(130)(ejector)로 공급되고, 상기 이젝터(130)에는 오존 공급기(140)를 통해 오존(O3)이 공급되어 그 일측의 라인믹서(150)를 통해 오.폐수 및 악취 성분을 산화 분해시키고, 상기와같은 처리수는 가압탱크(160)를 거쳐 유출되며 이때 미반응 잔류 오존은 오존 분해장치(170)에서 분해되어 대기로 방출토록 되는 것이다.
상기와같은 가압 이젝터 방법에 있어서는, 오존의 흡수율이 높으며, 용존 오존의 농도를 높혀, 살균효율을 증대시킬 수 있는 반면에, 기액비에 제한을 받아 적용이 제한되며, 장치의 구성이 복잡하게 됨은 물론, 동력 소모량이 많고, 대규모용량에는 적용이 불가능하게 되는 단점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 1차적으로 오존에 의한 고농도 악취물질을 산화 분해시키고, 2차적으로 미반응 잔류오존과 활성촉매 또는 첨착활성탄에 의해 저농도 악취물질을 흡착하면서 분해를 반복하여 효과적으로 악취와 잔류오존을 제거시킬 수 있는 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 장치의 구성을 간단하게 하면서도, 대규모 용량에 적응이 가능하게 될 수 있는 습, 건식법을 이용한 악취 제거장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 종래 산기 접촉방식에 의한 상,하수 및 대량의 수량을 처리하는 공정도.
도 2는 종래 오존을 이용한 가압 이젝터 방식의 유기물 분해 및 소규모 하.페수 처리 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 습, 건식법을 이용한 악취 제거장치를 설명하기 위한 개략 구성도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 악취의 가스가 포집되어 분진이 제거토록 설치되는 사이클론;
상기 사이클론 일측에 가스 이송관과 연설되고, 하수 처리장의 처리수가 유입되어 분진 및 악취를 제거토록 처리수가 다단으로 분사토록 저부에 처리수 순환펌프가 설치되는 1차 가스 세정기(Scrubber);
상기 1차 가스 세정기와 가스 이송관을 통해 연설되어 가스의 온도를 수냉으로 저감토록 설치되는 열교환기;
상기 열교환기와 가스 이송관을 통해 연설되어 이송가스의 악취를 제거토록 오존수를 다단으로 방사하는 이젝터 및 가압탱크가 저부에 설치되고, 오존수 순환펌프가 설치되는 2차 가스 세정기;
상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되어 가스의 악취물질을 분해토록 설치되는 건식 오존 발생기;
상기 오존 발생기가 설치된 가스 이송관의 일단에 설치되어 오존수를 다단으로 방사토록 저부에 순환펌프가 설치되는 3차 가스 세정기; 및
상기 3차 가스 세정기와 가스 이송관으로 연설되고, 내부에 활성촉매 또는 첨착활성탄이 내장되어 잔류 오존을 흡착 제거토록 설치되는 활성탄 흡착부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 습, 건식법을 이용한 악취 제거장치를 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은 130~150℃로 건조 가열된 악취 가스가 싸이클론 내부로 포집되어 분진이 하방으로 제거되고, 상기 분진이 제거된 악취가스는 상기 사이클론 일측에설치된 1차 가스세정기로 유입되어, 저부에 설치된 처리수 순환펌프를 통해 처리수를 다단으로 분사시켜 유입가스의 분진 및 악취를 제거하는 1차 가스 세정단계;
상기 1차 가스 세정기를 거친 가스가 열교환기의 수냉을 통해 20~70℃로 냉각시키는 가스 냉각단계;
상기와같이 냉각된 가스가 2차 가스 세정기로 공급되어, 가스 세정기 하측에설치되는 오존수 탱크의 오존수를 순환펌프와 연설된 이젝터 및 가압탱크를 통해 가스 세정기내에서 다단으로 방사하여 이송가스의 악취를 습식으로 제거하는 가스 2차 세정단계;
상기 습식 2차 세정단계를 거친 가스는, 상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되는 건식 오존발생기를 통과하면서 반응하여 가스의 악취물질을 분해하는 단계;
상기 오존 발생기를 거친 가스는 3차 가스 세정기로 공급되어 저부에 설치된 순환펌프를 통해 오존수를 다단으로 방사하여 가스의 악취를 제거하는 3차 가스 세정단계;
상기 3차 가스 세정기를 거친 가스는 가스 이송관에 의해 활성탄 흡착부로 이송되어, MnO2로 구성되는 활성촉매 및 첨착활성탄과 반응하여 잔류 오존을 흡착 제거하는 활성탄 흡착단계;를 통해 악취가 제거토록 되는것을 특징으로 하는 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법을 마련함에 의한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 습, 건식법을 이용한 악취 제거장치를 설명하기 위한 개략 구성도로서, 악취의 가스(200)가 포집되어 분진이 제거토록 설치되는 사이클론(210)의 일측으로 가스 이송관(220)과 연설되는 1차 가스 세정기(230)가 설치되고, 상기 1차 가스세정기(230)의 저부에는 하수 처리장의 처리수(240)가 유입되어분진 및 악취를 제거토록 처리수가 다단으로 분사되는 처리수 순환펌프(250)가 설치된다.
또한, 상기 1차 가스 세정기(230)와 가스 이송관(220)을 통해 열교환기(260)가 연설되어 가스의 온도를 수냉으로 저감토록 설치되며, 상기 열교환기(260)와 가스 이송관을 통해 2차 가스세정기(270)가 연통 연설되어 이송가스의 악취를 제거토록 오존수를 다단으로 방사하는 이젝터(280) 및 가압탱크(290)가 저부에 설치되고, 오존수 순환펌프(300)가 각각 설치된다.
또한, 상기 2차 가스 세정기(270)와 연설되는 가스 이송관(220)상에는 가스의 악취물질을 분해토록 건식 오존 발생기(300)가 다수개 설치되며, 상기 오존 발생기(300)가 설치된 가스 이송관(220)의 일단에는 3차 가스 세정기(310)가 연설되어 오존수를 다단으로 방사토록 저부에 순환펌프(320)가 설치된다.
계속해서, 상기 3차 가스 세정기(310)와 가스 이송관(220)으로 연설되는 활성탄 흡착부(330)는 그 내부에 활성촉매 또는 첨착활성탄이 내장되어 잔류 오존을 흡착 제거토록 설치되는 구성으로 이루어진다.
이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
악취의 포집을 위하여 악취 발생공간을 밀폐 및 포집후드를 통하여 사전에 건조작업을 통해 130~150℃로 건조 가열된 악취 가스를 싸이클론 내부로 포집시켜 악취가스 내의 분진이 하방으로 제거되도록 하고, 상기 분진이 제거된 악취가스는 상기 사이클론 일측에 설치된 1차 가스세정기로 유입하여, 저부에 설치된 처리수순환펌프를 통해 처리수를 다단으로 분사시켜 유입된 악취가스의 분진 및 악취를 1차로 제거한다.
상기 1차 가스 세정기를 거친 가스는 열교환기를 통과하여 수냉에 의해 20~70℃로 냉각된후, 냉각된 가스는 2차 가스 세정기로 공급되어, 가스 세정기 하측에 설치되는 오존수 탱크의 오존수를 순환펌프와 연설된 이젝터 및 가압탱크를 통해 가스 세정기 내에서 다단으로 방사하여 이송가스의 악취를 습식으로 제거토록 한다.
이때, 상기 열교환기를 통한 악취가스의 냉각은, 오존과의 반응이 적합한 온도가 20~70℃이며, 상기 가스의 냉각온도가 70℃이상 및 20℃이하에서는 오존과의 반응이 잘 일어나지 않는데 기인하는 것이다.
상기와같이 습식 2차 세정단계를 거친 악취가스는, 상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되는 건식 오존발생기를 통과하면서 오존과 반응하여 가스의 악취물질을 분해하게 되며, 상기 오존 발생기를 거친 가스는 3차 가스 세정기로 공급되어 저부에 설치된 순환펌프를 통해 오존수를 다단으로 방사하여 가스의 악취를 3차로 제거하게 된다.
상기 3차 가스 세정기를 거친 가스는 가스 이송관에 의해 활성탄 흡착부로 이송되어, 주촉매가 MnO2 및 조촉매 CuO, FeO3, 담체가 TiO2로 구성되는 활성촉매 또는, 첨착활성탄과 반응하여 잔류 오존을 흡착 제거한 후, 연도를 통해 악취가 안전히 제거되어 대기로 방출토록 된다.
첨착활성탄은 비표면이 크고 흡착능률이 우수할 뿐만 아니라 산성, 알카리성을 선택적으로 성분별로 흡수할 수 있는 야자각활성탄,카본블랙,이온섬유등을 사용한다.
또한, 가스의 원활한 처리을 위해 1차,2차,3차 가스세정기의 가스공급관 연결부 상측까지 처리수가 항상저장 된다.
한편, 상기 오존을 통한 본 발명의 실시예에 의한 탈취 반응식은,
1)H2S(Hydorgen Suifide)
H₂S + O₃ → S + H₂O + O₂
H₂S + O₃ → SO₂ + H₂O
2)CH₂SH(Methyl mercaptan)
CH₃SH + 0₃ →CH₃ + SO₃ + O₂
이때, 오존과 촉매에 의한 저농도 악취의 탈취 반응은,
O3 + 촉매(M) → 활성상태의 촉매(M*) + O2
활성화된 촉매에 의한 악취물질의 산화 반응은,
O3 + 악취물질 → 악취물질의 산화물(무취화) + M
(촉매는 우선 오존과 신속하게 반응하여 활성화상태(M*)로 되고, 활성촉매는 악취물질과 신속히 반응함과 동시에 원래 상태의 촉매(M*)로 되돌아 간다.
즉, O3 + 악취물질 → 악취물질 + O2
이와같은 오존과 촉매에 의한 다양한 악취성분의 탈취 반응을 하기 표2에 나타냈다.
표 2
이상과 같이 본 발명인 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법 및 장치에 의하면, 악취가스가 1차적으로 오존에 의한 고농도 악취물질을 산화 분해시키고, 2차적으로 미반응 잔류오존과 활성탄에 의한 저농도 악취물질을 흡착하면서 산화 분해를 반복하여 효과적으로 악취와 잔류오존을 제거시킬 수 있게 됨은 물론, 악취 제거장치의 구성을 간단하게 하면서도, 대규모 용량에 적응이 가능하게 될 수 있는 우수한 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

  1. 악취의 가스가 포집되어 분진이 제거토록 설치되는 사이클론;
    상기 사이클론 일측에 가스 이송관과 연설되고, 하수 처리장의 처리수가 유입되어 분진 및 악취를 제거토록 처리수가 다단으로 분사토록 저부에 처리수 순환펌프가 설치되는 1차 가스 세정기;
    상기 1차 가스 세정기와 가스 이송관을 통해 연설되어 가스의 온도를 수냉으로 저감토록 설치되는 열교환기;
    상기 열교환기와 가스 이송관을 통해 연설되어 이송가스의 악취를 제거토록 오존수를 다단으로 방사하는 이젝터 및 가압탱크가 저부에 설치되고, 오존수 순환펌프가 설치되는 2차 가스 세정기;
    상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되어 가스의 악취물질을 분해토록 설치되는 건식 오존 발생기;
    상기 오존 발생기가 설치된 가스 이송관의 일단에 설치되어 오존수를 다단으로 방사토록 저부에 순환펌프가 설치되는 3차 가스 세정기; 및
    상기 3차 가스 세정기와 가스 이송관으로 연설되고, 내부에 활성촉매 또는 첨착활성탄이 내장되어 잔류 오존을 흡착 제거토록 설치되는 활성탄 흡착부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 습, 건식법을 이용한 악취 제거장치.
  2. 130~150℃로 가열된 악취 가스가 싸이클론 내부로 포집되어 분진이 하방으로 제거되고, 상기 분진이 제거된 악취가스는 상기 사이클론 일측에설치된 1차 가스세정기로 유입되어, 저부에 설치된 처리수 순환펌프를 통해 처리수를 다단으로 분사시켜 유입가스의 분진 및 악취를 제거하는 1차 가스 세정단계;
    상기 1차 가스 세정기를 거친 가스가 열교환기의 수냉을 통해 20~70℃로 냉각시키는 가스 냉각단계;
    상기와같이 냉각된 가스가 2차 가스 세정기로 공급되어, 가스 세정기 하측에 설치되는 오존수 탱크의 오존수를 순환펌프와 연설된 이젝터 및 가압탱크를 통해 가스 세정기 내에서 다단으로 방사하여 이송가스의 악취를 습식으로 제거하는 가스 2차 세정단계;
    상기 습식 2차 세정단계를 거친 가스는, 상기 2차 가스 세정기와 연설되는 가스 이송관상에 설치되는 건식 오존발생기를 통과하면서 반응하여 가스의 악취물질을 분해하는 단계;
    상기 오존 발생기를 거친 가스는 3차 가스 세정기로 공급되어 저부에 설치된 순환펌프를 통해 오존수를 다단으로 방사하여 가스의 악취를 제거하는 3차 가스 세정단계;
    상기 3차 가스 세정기를 거친 가스는 가스 이송관에 의해 활성탄 흡착부로 이송되어, MnO2로 구성되는 활성촉매 또는 첨착활성탄과 반응하여 잔류 오존을 흡착 제거하는 활성탄 흡착단계;를 통해 악취가 제거토록 되는것을 특징으로 하는 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 첨착활성탄은 야자각,카본블랙,이온섬유중 어느1종 또는 2종 이상 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 습, 건식법을 이용한 악취 제거방법.
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