KR200308226Y1 - Photocatalyst coating method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor - Google Patents
Photocatalyst coating method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor Download PDFInfo
- Publication number
- KR200308226Y1 KR200308226Y1 KR20-2002-0037081U KR20020037081U KR200308226Y1 KR 200308226 Y1 KR200308226 Y1 KR 200308226Y1 KR 20020037081 U KR20020037081 U KR 20020037081U KR 200308226 Y1 KR200308226 Y1 KR 200308226Y1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carrier
- photocatalyst
- coated
- electrode
- photoreactor
- Prior art date
Links
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004887 air purification Methods 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 41
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2086—Activating the catalyst by light, photo-catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은 광촉매를 이용하여 디이젤 엔진, 가솔린직접분사엔진, 린번 엔진 및 보일러 배출 가스 및 실내 공기 및 악취원에서 발생하는 유해성분을 제거하기 위해 사용하는 광반응기의 아아크 방전을 방지하기 위해 사용하는 광촉매의 코팅방법에 관한 것으로,The present invention uses a photocatalyst to prevent arc discharge of photoreactors used to remove harmful components generated from diesel engines, gasoline direct injection engines, lean burn engines and boiler exhaust gases, and indoor air and odor sources. Of the coating method,
상기 광반응기는 허니컴 모노리스 담체에 광촉매 재료를 코팅한 광촉매 허니컴 모노리스 양단에 전극을 위치하고 이를 절연체로 절연한 후 여기에 고전압을 인가하여 광촉매 셀 내부에 플라즈마를 발생하여 유해성분을 저감하는 장치로 구성되며, 여기에 가스 유동 및 전기적 조건과 무관하게 고전압을 아아크 방전 없이 사용하여 광반응기 수명을 연장하고자 하는 장치에 관한 것으로,The photoreactor is composed of a device for reducing harmful components by placing an electrode on both ends of the photocatalytic honeycomb monolith coated with a photocatalytic material on a honeycomb monolith carrier, insulating it with an insulator, and applying a high voltage thereto to generate a plasma inside the photocatalytic cell. In addition, the present invention relates to a device for extending the life of the photoreactor using high voltage without arc discharge irrespective of gas flow and electrical conditions,
허니컴 모노리스 담체에 광촉매 재료를 코팅하는 방법에 있어서 전극을 지지하기 위해 절연체에 만든 전극지지 단차와 담체를 지지하기 위해 만든 담체지지 단차 영역에 존재하는 다 수의 셀에 가스 유동이 없는 관계로 발생하는 캐패시턴스 임피던스 감소로 인한 아아크 방전을 방지하기 위해, 담체에 광촉매 재료를 코팅할 때 담체를 잡아주는 상하 지그 부분에 흡입 차단 벽을 만들어 광촉매 재료가 해당 부분의 셀 안에 코팅이 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하며,In the method of coating a photocatalytic material on a honeycomb monolith carrier, a gas flow occurs due to the absence of gas flow in a plurality of cells existing in an electrode support step made in an insulator to support an electrode and a carrier support step made in order to support the carrier. In order to prevent arc discharge due to the reduction of capacitance impedance, when the photocatalyst material is coated on the carrier, a suction barrier wall is formed on the upper and lower jig portions which hold the carrier, thereby preventing the photocatalyst material from being coated in the cell of the corresponding part. ,
본 발명은 전극을 지지하기 위해 절연체에 만든 전극지지 단차와 담체를 지지하기 위해 만든 담체지지 단차 영역으로 인해 광반응기로 유입되는 가스가 통과할 수 없는 담체 셀이 다 수 존재하고 이들이 가지는 전기적 특성이 가스가 통과하는 다른 영역의 셀에 비해 매우 열악하여 안정적인 저온 플라즈마 발생 대신에 매우 높은 에너지 밀도를 갖는 아아크 방전이 집중적으로 발생하게 되어 발생하는 문제점을 가스 유동이 존재하지 않는 영역의 셀에는 광촉매 재료를 코팅하지 않아 그 동안 문제가 되었던 아아크 방전과 절연 파괴로 인한 내구성 저하의 문제점을 해결하였다.According to the present invention, there are many carrier cells through which the gas introduced into the photoreactor cannot pass due to the electrode support step made in the insulator for supporting the electrode and the carrier support step area made for the support. It is very poor compared to cells in other areas where gas passes, and instead of generating stable low temperature plasma, arc discharge with a very high energy density occurs intensively. Photocatalytic material is applied to cells in areas where gas flow does not exist. It solved the problem of deterioration of durability due to arc discharge and dielectric breakdown, which had been a problem since it was not coated.
Description
본 발명은 디이젤 엔진, 가솔린직접분사엔진, 린번 엔진 및 보일러 등과 같은 내연기관과 실내 공기 정화 및 악취원에서 발생하는 유해물질 정화에 사용하는 광반응기의 광원인 플라즈마를 아아크 방전 없이 안정적으로 발생시키기 위한 광촉매 코팅법에 관한 것이다.The present invention is to stably generate a plasma, which is a light source of an internal combustion engine such as a diesel engine, a gasoline direct injection engine, a lean burn engine and a boiler, and a photoreactor used for purifying toxic substances generated from indoor air purification and bad smell sources, without arc discharge. It relates to a photocatalyst coating method.
본 발명이 사용되어지는 광반응기는 특허출원 10-1999-0018202에서와 같이 고농도, 고유량의 배가스 내 유해성분을 제거하기 위해 광촉매를 비표면적이 우수한 세라믹 허니콤 모노리스에 코팅하고 이를 활성화하기 위한 광원으로 저온 플라즈마를 사용한다. 광원인 플라즈마를 발생하기 위해 광촉매가 코팅된 허니콤 모노리스 양단에 전극을 위치시키고 여기에 고전압을 인가한다. 플라즈마가 발생하면서 여기에 포함된 자외선 영역의 빛이 광촉매를 활성화시키고 이때 발생하는 자유전자와 자유 반응기에 의해 산화와 환원 반응이 발생하여 유해성분을 저감한다.The photoreactor used in the present invention is a light source for coating a photocatalyst on a ceramic honeycomb monolith having a high specific surface area and activating the same in order to remove harmful components in a high concentration and high flow amount of exhaust gas as in Patent Application 10-1999-0018202. Low-temperature plasma is used. Electrodes are placed across the honeycomb monolith coated with a photocatalyst to generate a plasma as a light source, and a high voltage is applied thereto. As the plasma is generated, light in the ultraviolet region included therein activates the photocatalyst, and oxidation and reduction reactions occur by free electrons and free reactors generated at this time to reduce harmful components.
광반응기에 사용하는 절연체(10)는 고전압에서 일반적으로 사용하는 순도 92% 의 알루미나 세라믹스를 사용하며 절연력을 향상하기 위해 단차(11,12)를 만들어 전극과 외부의 도전체와의 표면 거리를 늘리며 전극을 지지하기 위한 전극지지 단차(11)와 광촉매가 코팅된 담체를 지지하기 위한 담체지지 단차(12)를 갖는다. (도 1 참조)The insulator 10 used in the photoreactor uses alumina ceramics having a purity of 92%, which is generally used at high voltage, and makes step 11, 12 to improve the insulation force, thereby reducing the surface distance between the electrode and the outer conductor. And an electrode support step 11 for supporting the electrode and a carrier support step 12 for supporting the carrier coated with the photocatalyst. (See Figure 1)
광반응기에서 사용하는 담체는 허니컴 모노리스(20, 도 2 참조)형으로 동일한 체적에 비하여 다른 어떤 담체보다도 비표면적을 많이 제공하여 촉매와 반응가스가 만날 확률을 증가시키며, 가스 통로인 셀(21)이 가스 유동 방향과 평행하여배압을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 화학적, 물리적 안정성이 우수하여 내구성이 뛰어나다.The carrier used in the photoreactor is a honeycomb monolith (20, see FIG. 2) type, which provides a specific surface area more than any other carrier in comparison with the same volume, thereby increasing the probability of encountering the catalyst and the reaction gas, and the gas passage cell 21. Parallel to this gas flow direction, the back pressure can be minimized, and the chemical and physical stability is excellent, so the durability is excellent.
광반응기에서 광촉매의 광원으로 사용하는 플라즈마를 발생하기 위해 사용하는 전극은 특허출원 10-2000-0052135에 도시한 바와 같이 금속 허니콤 모노리스와 와이어 메쉬, 롤링된 와이어 메쉬, 와이어 메쉬를 복수로 겹친 구조로 제작하여 와이어 메쉬나 금속 허니콤 모노리스는 리시버 전극으로 롤링된 와이어 메쉬나 와이어 메쉬를 복수로 겹친 구조는 에미터 전극으로 사용하였다.The electrode used to generate the plasma used as the light source of the photocatalyst in the photoreactor has a structure in which a plurality of metal honeycomb monoliths, a wire mesh, a rolled wire mesh, and a wire mesh are overlapped as shown in Patent Application 10-2000-0052135. The wire mesh or metal honeycomb monolith was fabricated by using a wire mesh rolled with a receiver electrode or a plurality of wire meshes as a emitter electrode.
그러나 상기의 광반응기는 허니컴 모노리스 각 셀의 가스 유동 여부와 무관하게 허니컴 모노리스 담체에 광촉매 재료가 균일하게 코팅되어 가스 유동이 존재하지 않는 영역에서는 유동이 존재하는 영역과 비교하여 유전율과 같은 전기적 특성이 크게 저하되어 아아크 방전이 쉽게 발생할 수 있는 조건을 제공한다. 아아크 방전은 전기 에너지 밀도가 높아 저온 플라즈마에서는 볼 수 없는 강한 전기 스트리머를 갖으며 스트리머 중심부에서 발생하는 고온의 열은 수 천도에 달하여 코디에라이트 재질인 담체를 단시간에 용융하여 절연 파괴에 달하게 하였다. 일단 아아크 스트리머가 발생하여 한 지점에 아아크 방전이 집중될 경우, 아아크가 집중하는 곳의 절연력이 급격히 떨어지므로 전류가 보다 많이 흐를 수 있는 조건이 된다. 따라서 더 큰 전류가 한 곳으로 집중하게 되어 광반응기에서 소모되는 전력이 모두 한 곳에 집중하게 되고 결국 담체는 용융되고 심한 경우 화재도 발생할 수 있게 된다. 이러한 전기 에너지의 집중은 유동과 밀접한 관계를 갖는데, 유동은 단순히유해 성분과 공기만을 주는 것이 아니라 공기에 포함된 수분도 함께 공급을 한다. 공기 중의 수분은 담체에 코팅된 광촉매 재료와 함께 광반응기의 전기적 특성, 가장 대표적인 성질로 유전율을 변화시킨다. 즉, 광반응기는 허니콤 모노리스 담체와 여기에 코팅된 광촉매의 저항과 셀로 통과하는 가스와 가스에 포함된 성분에 의한 캐패시턴스에 의해 전기적 특성이 결정된다. 일단 이산화티타늄과 같은 광촉매 재료와 코팅량, 알루미나 혹은 코디에라이트 세라믹과 같은 담체 재료가 결정되면 광촉매가 코팅된 허니컴 모노리스의 저항 성분은 결정된다. 따라서 전기적 특성에 영향을 미치는 요소는 캐패시턴스만 남게 되며 캐패시턴스는 저항과 90도 방향을 갖는 임피던스 역할을 하여 광반응기의 전체적인 임피던스는 저항과 캐패시턴스의 벡터 합으로 결정된다.However, the photoreactor is uniformly coated with a photocatalytic material on the honeycomb monolith carrier regardless of the gas flow in each honeycomb monolith cell, so that the electrical properties such as dielectric constant are different in the region where there is no gas flow. It is greatly degraded to provide a condition in which arc discharge can easily occur. Arc discharge has high electric energy density and has strong electric streamer which cannot be seen in low temperature plasma. The high temperature heat generated in the center of streamer reaches thousands of degrees, and the carrier of cordierite material is melted in a short time to reach breakdown. It was. Once the arc streamer is generated and the arc discharge is concentrated at one point, it becomes a condition that the current can flow more because the insulation force at the arc concentration is sharply dropped. Therefore, the larger current is concentrated in one place, so that the power consumed in the photoreactor is all concentrated in one place, and eventually the carrier melts and, in severe cases, a fire may occur. This concentration of electrical energy is closely related to flow, which not only gives harmful components and air but also supplies moisture contained in the air. Moisture in the air, together with the photocatalyst material coated on the carrier, changes the dielectric constant, electrical properties of the photoreactor, most representative of them. That is, the photoreactor is determined electrical properties by the resistance of the honeycomb monolith carrier and the photocatalyst coated thereon and the capacitance of the gas and the components contained in the gas. Once the photocatalyst material, such as titanium dioxide, and the amount of coating, the carrier material, such as alumina or cordierite ceramic, are determined, the resistive component of the honeycomb monolith coated with the photocatalyst is determined. Therefore, the only factor that affects the electrical characteristics remains the capacitance, and the capacitance acts as an impedance having a resistance of 90 degrees with the resistance, so that the overall impedance of the photoreactor is determined by the vector sum of the resistance and the capacitance.
도 3은 기존의 기존의 절연체(10)와 광촉매가 코팅된 허니컴 모노리스(20) 및 에미터 전극(30)이 조립된 형상을 나타낸다. 그림에서 볼 수 있듯이 전극(30)과 담체(20)를 지지하며 고전압을 절연하기 위해 제작된 절연체는 전극지지 단차(11)와 담체지지 단차(12)를 가지므로 실제 가스가 흐를 수 있는 면적은 담체(20) 단면에서 이들 단차의 합에 해당하는 반지름에 해당하는 면적만큼 감소한다. 이를 담체 측면에서 살펴본 것이 도 4이다. 그림에서, 담체(20)의 전체 단면적(43)에서 전극지지 단차(11)로 인해 발생하는 저항에 의해 가스가 흐르지 못하는 면적(41)이 발생하고 여기에 담체지지 단차(12)로 인해 발생하는 저항에 의해 가스가 흐르지 못하는 면적(42)이 발생하여 실제 가스가 흐를 수 있는 면적(40)은 크게 제한된다. 그러나 현재의 담체 코팅 방법 또는 담체(20) 제조 방법에서는 가스가흐르지 않는 담체 영역(41, 42)을 고려하지 않고 전 면적(43)을 동일하게 광촉매 재료로 코팅한다. 도 5는 가스가 흐르지 못하는 영역(41,42)에서 광반응기 임피던스가 감소하여 고전압 전계에서 전류가 집중할 수 있는 영역이 존재하게 되어 이곳으로 아아크가 집중하여 발생하고 여기서 발생한 고열에 의해 광촉매가 코팅된 담체가 녹은 것(61)을 보여준다. 따라서 가스가 흐르지 못하는 담체 영역(41,42)으로는 광촉매 재료를 코팅 하지 않는 것이 바람직하다고 할 수 있다.3 shows a shape in which a conventional honeycomb monolith 20 and an emitter electrode 30 coated with an existing insulator 10 and a photocatalyst are assembled. As shown in the figure, the insulator manufactured to support the electrode 30 and the carrier 20 and to insulate a high voltage has an electrode support step 11 and a carrier support step 12, so that the actual gas flow area is It decreases by the area corresponding to the radius corresponding to the sum of these steps in the cross section of the carrier 20. It is shown in Figure 4 the carrier side. In the figure, an area 41 in which gas cannot flow due to resistance generated by the electrode support step 11 in the entire cross-sectional area 43 of the carrier 20 is generated and is generated by the carrier support step 12 here. An area 42 in which gas cannot flow due to the resistance is generated, and the area 40 in which the actual gas can flow is greatly limited. However, in the current carrier coating method or the carrier 20 manufacturing method, the entire area 43 is coated with the photocatalyst material in the same manner without considering the carrier regions 41 and 42 in which gas does not flow. FIG. 5 shows that the photoreactor impedance is reduced in the areas 41 and 42 where gas cannot flow, so that an area where current can concentrate in a high voltage electric field exists, where arc is concentrated, and the photocatalyst is coated by the high heat generated therein. The carrier is melted (61). Therefore, it can be said that it is preferable not to coat the photocatalytic material with the carrier regions 41 and 42 where gas cannot flow.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 첨부 도면을 참조하여 실시예에 따라 상세히 설명하지만 본 발명의 실시예는 그 기본적인 예시에 불과하며 이를 변경한 어떠한 형상과 구조로 된 것이라 하더라도 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the embodiment of the present invention is only a basic example, even if it is made of any shape and structure which has been changed, the scope of the present invention It is not intended to limit.
도 1은 광반응기에 사용하는 절연체 단면도1 is a cross-sectional view of an insulator used in a photoreactor
도 2는 허니컴 모노리스 담체 단면도2 is a cross-sectional view of the honeycomb monolith carrier
도 3은 절연체와 광촉매가 코팅된 담체를 부품으로 한 광반응기 조립도3 is an assembly view of a photoreactor in which an insulator and a photocatalyst-coated carrier are components
도 4는 가스가 통과하는 영역과 흐르지 않는 영역을 구분한 담체 단면도4 is a cross-sectional view of a carrier separating a region through which gas passes and a region through which gas does not flow;
도 5는 광촉매가 전 영역에 걸쳐 코팅된 담체에서 가스가 흐르지 않는5 shows that no gas flows in the carrier coated with the photocatalyst over the entire region.
영역에서 발생한 아아크 방전으로 인한 담체 녹음 현상 사진Picture of Carrier Recording due to Arc Discharge in the Region
도 6은 본 발명의 일 실시예인 가스가 흐르지 않는 영역에 해당하는 담체6 is a carrier corresponding to a region in which gas does not flow according to one embodiment of the present invention;
셀에는 광촉매가 코팅이 되지 않고 가스가 흐르는 영역의 셀에는The cell is not coated with a photocatalyst and the cell in the gas flow area
광촉매가 코팅되도록 하는 상부 및 하부 지그 장치의 개략도Schematic diagram of the upper and lower jig device to allow the photocatalyst to be coated
도 7은 본 발명의 일 실시예인 가스가 흐르지 않는 영역에 해당하는7 corresponds to a region where gas does not flow, which is an embodiment of the present invention.
담체 셀에는 광촉매가 코팅이 되지 않고 가스가 흐르는 영역의The carrier cell is coated with a photocatalyst without gas
셀에는 광촉매를 코팅한 원형 담체 사진Photo of a round carrier coated with a photocatalyst on the cell
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 6은 허니콤 모노리스 담체에 담체지지 단차(12)와 전극지지 단차(11)에 해당하는 영역(41,42)에 광촉매 재료가 코팅되지 않도록 하기 위한 광촉매 코팅용 지그 장치를 나타낸다. 그림에서 허니콤 모노리스 담체(20)는 상부 지그(92)와 하부 지그(91) 사이에 놓이게 되며 이때 두 지그(91,92)에는 담체(20)를 지지하고 잡아주기 위한 가이드 날개(96)가 있어 상부 지그(92)와 하부 지그(91)가 담체(20)를손쉽게 잡아줄 수 있도록 한다. 또한 허니컴 모노리스 담체(20)의 재질이 세라믹인 관계로 외곽 치수에 대한 공차가 일반 재료의 공차보다 매우 커서 담체(20) 외곽과 가이드 날개(96) 사이에 빈 공간이 존재할 수 있는데, 이러한 빈 공간은 코팅시 상부 지그(92)를 통해 발생하는 광촉매 재료의 흡인력 손실로 이어진다. 따라서 가이드 날개(96) 안쪽 면에 수축과 복원력이 좋은 탄성 재료(95)를 이용하여 담체(20) 외곽과 가이드 날개 (96) 사이에 존재할 수 있는 빈 공간을 제거한다. 상부 지그(92)와 하부 지그(91)는 허니컴 모노리스 담체(20) 양 단면에 위치하게 되는데, 이때 광반응기 조립시 절연체(10)의 담체지지 단차(12)와 전극지지 단차(11)에 의해 생기는 가스가 통과하지 못하는 영역(41,42)에 해당하는 부분만큼 광촉매 재료가 코팅되지 않도록 하기 위해 담체 양단에 가스가 통과하지 못하는 영역(41,42)에 해당하는 부분에 흡입 차단 벽(93)을 설치한다. 광촉매 재료 흡입 차단 벽(93)과 담체(20) 양단의 밀착 성능을 증가하고 상부 지그(92)와 하부 지그(91)를 담체에 탈착하는 과정에서 발생할 수 있는 충격을 완화하기 위해 상부 지그(92)와 하부 지그(91)의 흡입 차단 벽(93)의 각 하부와 상부에 탄성이 뛰어난 재료로 밀착재(94)를 만들어 붙인다. 따라서 하부 지그(91) 하단에 위치한 광촉매 재료 공급관(97)을 통해 공급되어 광촉매 재료 임시 보관통(98)에 보관된 광촉매 재료가 상부 지그(92) 상단에 위치한 흡입관(99)을 통해 발생하는 흡입력에 의해 담체(20)를 통과하여 상부 지그(92)로 이동하게 되며 이 때 코팅이 이루어진다. 도 7은 도 6에서 예시한 방법으로 제작한 광촉매가 코팅된 원형 담체의 사진이다. 사진에서 볼 수 있는 바와 같이 광촉매 재료가 가스가 통과하는 영역에만 코팅되었음을 알 수 있다.FIG. 6 shows a photocatalytic coating jig device for preventing the photocatalytic material from being coated on the areas 41 and 42 corresponding to the carrier support step 12 and the electrode support step 11 on the honeycomb monolith carrier. In the figure, the honeycomb monolith carrier 20 is placed between the upper jig 92 and the lower jig 91. At this time, the jig 91, 92 has guide vanes 96 for supporting and holding the carrier 20. The upper jig 92 and the lower jig 91 to easily hold the carrier 20. In addition, since the honeycomb monolith carrier 20 is made of ceramic, the tolerance of the outer dimension is much larger than that of general materials, so that an empty space may exist between the outer edge of the carrier 20 and the guide vane 96. The silver coating leads to a loss of attraction force of the photocatalytic material that occurs through the upper jig 92. Therefore, by using the elastic material 95 having good shrinkage and restoring force on the inner surface of the guide vane 96, the empty space that may exist between the outer edge of the carrier 20 and the guide vane 96 is removed. The upper jig 92 and the lower jig 91 are positioned at both end surfaces of the honeycomb monolithic carrier 20. In this case, when the photoreactor is assembled, the carrier supporting step 12 and the electrode supporting step 11 of the insulator 10 are provided. Suction barrier wall 93 at portions corresponding to regions 41 and 42 where gas cannot pass through the carrier so that the photocatalytic material is not coated as much as portions corresponding to regions 41 and 42 where gas cannot pass. Install it. Upper jig 92 to increase the adhesion between the photocatalytic material suction barrier wall 93 and the carrier 20 and to mitigate the impact that may occur in the process of detaching the upper jig 92 and the lower jig 91 from the carrier. ) And an adhesive material 94 are made of a material having excellent elasticity on each lower portion and upper portion of the suction blocking wall 93 of the lower jig 91. Accordingly, the photocatalytic material supplied through the photocatalyst material supply pipe 97 located at the bottom of the lower jig 91 and stored in the temporary photocatalyst material storage container 98 is applied to the suction force generated through the suction pipe 99 located at the top of the upper jig 92. By passing through the carrier 20 to move to the upper jig 92 and at this time the coating is made. FIG. 7 is a photograph of a circular carrier coated with a photocatalyst prepared by the method illustrated in FIG. 6. As can be seen in the photo, it can be seen that the photocatalyst material is coated only in the area where the gas passes.
상술한 바와 같이, 광촉매를 이용한 디이젤 엔진, 가솔린직접분사엔진, 린번 엔진, 보일러, 실내공기 및 악취원에서 배출되는 유해성분을 제거하기 위한 광반응기의 내구 성능을 개선하기 위해 광촉매 재료를 코팅하는 방법에 관한 것이다.As described above, a method of coating a photocatalyst material to improve the durability of the photoreactor for removing harmful components emitted from a diesel engine, a gasoline direct injection engine, a lean burn engine, a boiler, indoor air, and a bad smell source using a photocatalyst. It is about.
절연체(10)의 전극지지 단차(11)와 담체지지 단차(12)로 인해 인입 가스가 통과하지 못하는 영역(41, 42)이 허니컴 모노리스 담체에 존재하게 되며 이로 인해 광반응기 내로 들어가는 가스 성분에 의해 발생하는 캐패시턴스 임피던스 성분이 불균일하게 되어, 다시 말하면 가스가 흐르지 못하는 영역의 캐패시턴스 임피던스가 가스가 통과하는 부분의 임피던스보다 작아져 고전압 전계 하에서 전류가 보다 많이 흐를 수 있는 조건이 된다. 따라서 가스 흐름 여부와 무관하게 전 담체 영역을 동일하게 광촉매 재료로 코팅하던 종래의 기술에서는 가스가 통과하지 않는 영역에서 아아크 방전이 쉽게 발생하고 한곳에 집중하게 되어 여기서 발생하는 높은 에너지로 인해 담체가 녹아서 광반응기 내구성에 치명적인 영향을 미쳤으나 본 발명에 의하면 가스가 흐르는 영역(40)과 흐르지 않는 영역(41,42)을 고려하여 광촉매 재료의 코팅을 가스가 흐르는 영역(40)에만 하는 방법을 개발하였다.Due to the electrode support step 11 and the carrier support step 12 of the insulator 10, areas 41 and 42 through which incoming gas does not pass are present in the honeycomb monolith carrier, which is caused by the gas component entering the photoreactor. The generated capacitance impedance component becomes nonuniform, that is, the capacitance impedance of the region where gas does not flow is smaller than the impedance of the portion through which gas passes, resulting in a condition where more current can flow under a high voltage electric field. Therefore, in the prior art, in which the entire carrier region is coated with the same photocatalytic material regardless of gas flow, arc discharge easily occurs in the region where gas does not pass and is concentrated in one place so that the carrier melts due to the high energy generated therein. According to the present invention, a method of coating the photocatalytic material only in the gas flow region 40 was developed in consideration of the gas flow region 40 and the non-flow regions 41 and 42.
따라서 본 발명에 의하면 종래의 기술에서는 고전압 전계는 동일하며 가스가 흐르지 않는 부분에서 발생하던 캐패시턴스 임피던스 저하로 인해 발생하던 아아크 집중 현상을 제거하여 광반응기의 수명을 크게 연장하였으며, 가스가 흐르지 않는영역에서의 플라즈마 발생을 제거하여 에너지 소모를 줄이고 사용 효율을 증대하였다.Therefore, according to the present invention, the high voltage electric field is the same and the arc condensation phenomenon caused by the decrease in capacitance impedance generated in the portion where no gas flows is removed, thereby greatly extending the life of the photoreactor, and in the region where no gas flows. By eliminating the plasma generation, the energy consumption is reduced and the use efficiency is increased.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20020023465 | 2002-08-06 | ||
| KR2020020023465 | 2002-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR200308226Y1 true KR200308226Y1 (en) | 2003-03-26 |
Family
ID=49332066
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20-2002-0037081U KR200308226Y1 (en) | 2002-08-06 | 2002-12-12 | Photocatalyst coating method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor |
| KR20-2002-0037082U KR200308227Y1 (en) | 2002-08-06 | 2002-12-12 | Photocatalytic substrate extrusion method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor |
| KR20-2002-0037083U KR200308228Y1 (en) | 2002-08-06 | 2002-12-12 | Emitting electrodes to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20-2002-0037082U KR200308227Y1 (en) | 2002-08-06 | 2002-12-12 | Photocatalytic substrate extrusion method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor |
| KR20-2002-0037083U KR200308228Y1 (en) | 2002-08-06 | 2002-12-12 | Emitting electrodes to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR200308226Y1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102411341B1 (en) * | 2020-08-11 | 2022-06-20 | 한국화학연구원 | Plasma Catalytic Rector for Removing Hazadous Gases and Removing Method of Hazadous Gases Using the Same |
-
2002
- 2002-12-12 KR KR20-2002-0037081U patent/KR200308226Y1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-12-12 KR KR20-2002-0037082U patent/KR200308227Y1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-12-12 KR KR20-2002-0037083U patent/KR200308228Y1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR200308227Y1 (en) | 2003-03-26 |
| KR200308228Y1 (en) | 2003-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6357223B1 (en) | Method and apparatus for enhancing the rate and efficiency of gas phase reactions | |
| JP4317367B2 (en) | Reactor for plasma-based treatment of gaseous media | |
| CN1281528A (en) | Method and apparatus for using free radicals to reduce pollutants in exhaust gases from combustion of fuel | |
| US20120124969A1 (en) | Device and method for combusting particulate substances | |
| JP2011012559A (en) | Exhaust emission control device using plasma discharge | |
| JP2004152759A (en) | Fuel cell using plasma | |
| JP4292629B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| KR200308226Y1 (en) | Photocatalyst coating method to prohibit arc discharges on photocatalyst reactor | |
| US20020170817A1 (en) | Corona generator, reactor and method | |
| EP3318735B1 (en) | Plasma generating electrode, electrode panel, and plasma reactor | |
| US6887440B2 (en) | Edge-connected non-thermal plasma exhaust after-treatment device | |
| CN114094155A (en) | Interconnect plate for fuel cell and fuel cell system for aircraft | |
| KR101159227B1 (en) | Reactor assembly for hybrid scrubber | |
| KR20040009771A (en) | multistage structured barrier plasma discharge apparatus with dielectric-embedded type electrodes | |
| JP4556691B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| KR100347593B1 (en) | Exhaust gas purifier of internal combustion engine | |
| WO2004026461A1 (en) | Non-thermal plasma reactor | |
| KR100424855B1 (en) | an apparatus for purifying discharged gas installed with a discharging power feedthrough device having an insulation-enhancing body capable of effectively blocking a leakage current flow | |
| KR100838408B1 (en) | Plasma reactor | |
| JP2018003605A (en) | Plasma reactor | |
| US7078000B2 (en) | Apparatus and method for mat protection of non-thermal plasma reactor | |
| JP2006026483A (en) | Exhaust emission control device | |
| KR101367376B1 (en) | Apparatus for metal organic chemical vapor deposition | |
| JP2006214392A (en) | Exhaust emission control device | |
| KR200374504Y1 (en) | Automobile gas scrubber of the dry discharge filter deposited with catalytic thin films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080305 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |