KR200337918Y1 - 활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑 - Google Patents

활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑 Download PDF

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Abstract

페인트 도장 부스 배기되는 배기가스 중에는 톨루엔 등과 같은 휘발성 유기화합물가스(Volertile Organic Compound: 이하 VOC로 명명)가 함유된 채로 대기 중에 배출되므로써 대기오염을 야기하고 있다.
이러한 VOC로 인한 대기오염 방지를 위해 여러 방식의 정화시설이 사용되고 있으나 대부분 가장 경제성이 있고 효율이 우수한 활성탄 흡착방식을 사용하고 있다.
그러나 활성탄은 VOC를 일정량 흡착하게 되면 포화상태가 되어 더이상 흡착할 수 없는 특성 때문에 활성탄 교체에 따른 과대한 운전비 문제가 있어 왔다.
이를 해결하기위해 도 2에 나타낸 바와 같이 열풍을 이용하여 탈착 재생 후 다시 흡착 사용하는 방식을 사용하기에 이르렀다.
그런데 도 2 방식은 탈착열풍을 유입구(602)로 넣고 탈착 후 열풍과 탈착 VOC는 탈착열풍 배출구(603)으로 나가는 단순 구조로 이루어져 있어 탈착하는 동안 본체를 통한 열손실이 커서 이론적인 탈착열량의 3배나 소요되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 도 4에 나타낸 바와 같이 활성탄층 양끝에 여러개의 작은 구멍을 뚫은 격자형 파이프를 설치하여 한 쪽 파이프에서 활성탄으로 탈착열풍을 직접 분사시켜 탈착하고 반대편 파이프에서 탈착열풍과 탈착 VOC를 흡인하여 탈착효과를 극대화 한 방식을 개발하였다.
그러나 이 방식은 활성탄층이 얇은 경우에는 탈착효과가 떨어지는 문제점이있어 왔다.
본 고안은 도 2방식의 열손실로 인한 과대한 탈착열량 소모를 방지하고 도 3방식의 활성탄층이 얇은 경우에는 탈착효과가 떨어지는 문제를 해결하기 위해 활성탄층 내부에 여러방향의 다수의 작은 구멍이 뚫린 여러줄의 파이프를 설치하여 활성탄안에서 탈착열풍을 직접 분사시켜 탈착하는 방식으로 구체적으로 나타내면 작업시에는 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 열고 배기팬(2)을 가동하여 흡착탑(1)안에 충전된 활성탄(101)으로 VOC를 통과시켜 흡착 고정 시킨 후 운휴시 활성탄에 흡착 고정된 VOC를 탈착재생하게 되는 데 탈착은 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 닫고 배기팬(2)이 정지된 상태에서 탈착열풍 개폐밸브(601)를 열고 탈착 열풍팬(4)과 히터(501)를 가동하여 열풍을 탈착열풍유입구(602)를 통해 상세도 도 8에서 나타낸 형태의 흡착탑내 활성탄층 내부에 설치된 탈착열풍분사파이프(604)로 유입시켜 여러개의 탈착열풍분사구멍(606)으로 열풍을 불어 넣어 활성탄을 가열 탈착하고 탈착한 열풍 및 탈착시 발생한 VOC는 탈착열풍배출구(603)로 흡입하여 다시 열풍팬(4)을 거쳐 촉매연소장치(5)로 들어가 히터(501)에 의해 가열된 후 촉매층(502)을 통과하면서 촉매 분해되고 분해열에 의해 더욱 가열된 고온 열풍은 탈착열풍분사파이프(604)로 들어가는 순환 구조로 이루어져 있다.
이로써 종래 방식의 탈착열량보다 훨씬 적은 열량으로 탈착이 가능하도록 하였고 활성탄 두께와 관계없이 우수한 탈착을 가능케하여 열풍으로 탈착방식을 채택한 모든 흡착탑에 적용하므로써 적은 열량의 경제적인 탈착을 유지할 수 있도록 한 방식이다.

Description

활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑{Adsorption Tower with Direct Hot Air Jet at Activated Carbon Bed Inside Type Desorber}
페인트 도장 부스 및 건조로 시설 등 여러 시설에서 배기되는 배기가스 중에는 톨루엔, 자일렌 등과 같은 휘발성 유기화합물가스(Volertile Organic Compound: 이하 VOC로 명명)가 함유된 채로 대기 중에 배출되므로써 대기오염을 야기하고 있다.
이러한 VOC로 인한 대기오염 방지를 위해 여러 방식의 정화시설이 사용되고 있으나 대부분 가장 경제성이 있고 효율이 우수한 도 1에 나타낸 활성탄 흡착방식을 사용하고 있다.
그런데 활성탄은 VOC를 일정량 흡착하게 되면 포화상태가 되어 더이상 흡착할 수 없는 특성 때문에 일정 기간마다 교체해주거나 최근에는 도 2에 나타낸 바와 같이 활성탄 교체에 따른 과대한 운전비를 방지하기 위해 열풍을 이용하여 탈착 재생 후 다시 흡착 사용하는 방식을 채택하고 있다.
예를들면 도장 부스의 경우 도장 작업시에는 활성탄 흡착탑에 흡착시킨 후 작업이 끝난 운휴시 소형팬과 히터로 열풍을 만들어 활성탄층에 넣어 가열하여 탈착하며 이때 발생되는 VOC는 촉매분해 제거하는 방식을 개발사용하고 있다.
그러나 이러한 방식으로 탈착하여보니 탈착열량의 상당부분이 본체 케이싱 등으로의 열손실로 실제 VOC 탈착에 필요한 이론적 열량보다 2-3배의 열량이 소요되는 사실을 발견하였으며 결과적으로 이는 탈착시간의 증가와 히터 용량의 대용량화 및 과대한 탈착열량으로 인한 동력비가 증가하는 결과를 초래하였고 아울러 탈착시 열손실을 줄이기 위해 흡착탑 본체를 보온하는 등 설비비 증가의 원인이 되고 있다.
이를 해결하기 위해 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 활성탄층 양 끝에 여러개의 작은 구멍을 뚫은 격자형 파이프를 통해 열풍을 활성탄에 직접 분사하므로써 탈착효율을 증대하는 방안을 개발하였다.
(2003. 6. 26 실용신안 출원 : 활성탄층 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑, 출원인 문준식)
그러나 이 방식은 활성탄층 두께가 두꺼운 경우에는 활성탄층이 얇은 경우에 비해 탈착에 소요되는 열량이 커져 장시간 열풍을 가열하기 때문에 도 5에 나타낸 바와 같이 빗금친 부분처럼 열풍이 직접 닿지 않더라도 가열된 활성탄에서의 열전달로 대부분의 활성탄이 골고루 가열되므로써 우수한 탈착효과를 가지고 있으나 활성탄층이 얇은 경우에는 도 6에 나타낸 바와 같이 열풍이 직접 닿지 않는 빗금친 부분의 경우 활성탄층 두께가 두꺼운 경우에 비해 상대적으로 짧은 탈착시간으로열전달에 의한 충분한 가열이 안 되어 탈착효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
그렇다고 탈착효율을 높이기 위해 탈착시간을 길게 할 경우 가능한한 적은 탈착열량(이론적 탈착열량에 근접한 열량)으로 탈착효과를 높이기 위한 개발과 상충되는 문제점을 가지고 있다.
이에 본 고안은 활성탄층이 두꺼운 경우는 물론 얇은 경우에도 적은 탈착열량으로 우수한 탈착이 이루어질 수 있도록 더욱 개선된 탈착열풍 분사방식을 고안하였다.
본 고안의 시스템을 설명하기 위해 사전 지식으로 활성탄 흡착방식과 자동차 도장부스 운전 방식에 대해 설명한다면 다음과 같다.
(1) 활성탄 흡착
활성탄은 많은 미세공과 넓은 표면적을 가지고 있어 벤젠, 톨루엔, 자일렌가스와 같이 분자량이 큰 VOC가 활성탄층을 통과하게 되면 미세공으로 유기가스분자가 반데르발스힘에 의해 유입되며 미세공에서는 상당히 낮은 기압으로 유입된 VOC가 과포화 상태가 되므로써 응축된 상태로 흡착된다. 이러한 흡착특성은 VOC가 계속 흡착되어 포화상태가 되면 더 이상 흡착할 수 없는 제한적인 특성을 가지게 됨을 의미하며 이는 흡착탑내 투입된 활성탄이 모두 포화상태가 되면 더 이상 VOC를 제거해 줄 수 없기 때문에 새로운 활성탄으로 교체해주거나 탈착하여 재사용하여야 함을 의미한다.
활성탄의 탈착 재사용을 위한 탈착공정은 100℃이상의 열풍을 가하면 되는데 그 이유는 액상으로 활성탄 표면에 흡착되어있는 VOC가 비점 이상의 열풍이 가해져증발 탈착되므로써 활성탄 미세공이 원래 상태로 복구되기 때문이다.
(2) VOC 처리방식별 개요
(가) 비탈착식 흡착방식(도 1 방식)
도 1에 나타난 바와 같이 가장 간단한 방식으로 단순한 용기에 활성탄을 충전한 후 이곳으로 VOC를 통과시켜 흡착 제거하는 방식으로 구조가 간단하고 일반적으로 설비비가 저렴하여 가장 많이 사용되는 방식이다.
그러나 이 방식은 탈착 재생장치가 없는 단순한 장치여서 VOC의 계속적인 흡착으로 포화상태가 되면 활성탄을 교체해 줘야하기 때문에 활성탄 교체비용이 과다한 문제점이 있다.
1년에 약 5000ℓ의 페인트가 사용될 경우 용제중발량은 2500 ∼ 3000kg이므로 이 때 소요되는 활성탄양은 8500 ∼ 10000kg이고 이로 인한 교체 비용은 12,750,000 ∼ 15,000,000원 정도 소요된다.
(나) 소용량 촉매연소장치형 탈착방식(도 2 방식)
본 방식은 작업시 충전된 활성탄으로 VOC를 통과시켜 흡착 제거한 후 운휴시 활성탄을 발착재생하게 되는 데 탈착은 도 2에서 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 닫고 배기팬(2)이 정지된 상태에서 초기부터 일정시간 동안 탈착 열풍팬(4)과 히터(501)를 가동하여 열풍을 흡착탑으로 유입시켜 활성탄을 가열 탈착하며 탈착시 발생한 VOC는 다시 히터에 의해 가열된 후 촉매층을 통과하면서 촉매 분해되는 순환구조로 가동되다가 일정시간이 경과되면 계속되는 순환 촉매분해로 분해시 소요되는 산소의 공급과 촉매분해로 누적되는 수증기로 계속적인 순환 탈착이 곤란하므로 타이머(8)에 설정된 시간에 도달하면 외기유입밸브(601)과 열풍출구밸브(701)를 열어 일정량의 외기의 유입과 열풍을 배출시키면서 가동된다.
이때 히터 후단에 위치한 자동 온도 제어기(503)에서 설정된 온도(예:250℃)에 의해 히터 열량을 제어하여 항시 촉매분해가 가능한 온도를 유지하여 준다.
참고로 탈착장치로 사용하는 촉매연소장치에 기술하면 다음과 같다.
촉매는 백금, 파라듐등으로 이루어진 물질로 자기 자신은 직접 반응에 참여하지 않고 다만 반응물질의 활성화 에너지를 낮춰 반응을 촉진시켜 VOC의 연소산화온도 600 ∼ 800℃보다 훨씬 낮은 150 ∼350℃에서 연소산화가 가능하게 해줘 에너지 절감을 가능하게 하여 주는 물질이다. 촉매연소방식은 이러한 촉매를 사용하는 방식으로 연소분해가 가능한 150 ∼ 350℃로 승온시켜 촉매층을 통과시켜 연소분해하여 제거시키는 방식으로 반응식은 아래와 같다.
상기 반응식에서 보듯이 촉매층에서 VOC 분해시 자체 산화열에 의해 가스온도가 상승하며 상승정도는 VOC농도에 비례하는데 촉매층 유입온도가 250℃정도에 이르르면 자체 분해열로 촉매층을 통과하는 동안 가스온도 상승으로 분해 효율이 높아져 95%이상 고효율 처리가 가능하다.
(다) 활성탄층 양끝에서 직접열풍 분사식 소용량 촉매연소장치형 탈착방식(도 3 방식)--(본 고안자가 기 실용신안 출원한 방식임 : 활성탄층 직접열풍분사식탈착장치 부착형 흡착탑)
본 방식은 도 2방식을 개선한 방식으로
도 3에서 작업시에는 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 열고 배기팬(2)을 가동하여 흡착탑(1)안에 충전된 활성탄(101)으로 VOC를 통과시켜 흡착 고정 시킨 후 운휴시 활성탄에 흡착 고정된 VOC를 탈착재생하게 되는 데 탈착은 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 닫고 배기팬(2)이 정지된 상태에서 탈착열풍 개폐 밸브(601)를 열고 탈착 열풍팬(4)과 히터(501)를 가동하여 열풍을 상세도 도 4에 나타낸 바와 같이 흡착탑내 활성탄 끝에 설치된 탈착열풍분사파이프(604)로 유입시켜 여러개의 탈착열풍분사구멍(606)으로 열풍을 불어 넣어 활성탄을 가열 탈착하고 탈착한 열풍 및 탈착시 발생한 VOC는 반대편에 있는 탈착열풍흡입파이프(605)의 여러개의 탈착열풍흡입구멍(608)으로 흡입하여 다시 열풍팬(4)을 거쳐 촉매연소장치(5)로 들어가 히터(501)에 의해 가열된 후 촉매층(502)을 통과하면서 촉매 분해되고 분해열에 의해 더욱 가열된 고온 열풍은 탈착열풍분사파이프(604)로 들어가는 순환 구조로 이루어져 있다.
여기에서 촉매연소장치(5)에서 고효율 분해 가능한 온도를 유지해주기 위해 히터 후단에 위치한 자동 온도 제어기(503)에서 설정된 온도(예:300℃)에 의해 히터 열량을 제어하여 항시 고효율 촉매분해가 가능한 온도를 유지하여 준다.
본 방식의 작용에 대해 다시 구체적으로 설명하면
활성탄 탈착에 소요되는 탈착열량 중 케이싱등으로 빠져나가는 열손실이 장시간의 탈착으로 손실되는 양이 많다.
그러므로 적은 탈착열량으로 탈착이 이루어지기 위해서는 열손실을 최소화할 필요가 있다.
열손실을 최소화하기 위해 도 4에 나타낸 바와 같이 탈착열풍 가열이 여러개의 구멍을 격자형 파이프를 활성탄층 양끝에 붙여 설치하여 열풍이 여러개의 구멍을 통해 활성탄에 골고루 분사시키고 가열시킨 열풍과 탈착으로 발생된 VOC는 반대편에 있는 흡입파이프에 있는 여러개의 구멍으로 고르게 흡입되어 열풍이 활성탄 가열에 효과적으로 되어 있다.
특히 본 방식은 활성탄층 두께가 대략 50cm 이상으로 두꺼운 경우에는 도 5에 나타낸 바와 같이 취약한 부분인 빗금친 부분이 일부 있으나 열전달에 의해 이 부분도 대부분 탈착이 일어나 비교적 우수한 탈착 효과를 가지는 것으로 입증되었다.
그러나 활성탄층 두께가 20cm 이하로 얇은 경우에는 도 6에 나타낸 바와 같이 취약한 부분인 빗금친 부분이 많아 탈착 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 물론 장시간 탈착할 경우 열전달에 의해 어느 정도 탈착이 이루어지나 활성탄층이 두꺼운 경우 즉 활성탄양이 많은 경우에 비해 상대적으로 적은 탈착열량이 공급되기 때문에 탈착효율이 좋지 않다.
이에 본 고안은 이러한 문제점을 개선하고자 고안되었으며 활성탄층의 두께와 관계없이 우수한 탈착 효과가 이루어지도록 하였다.
본 고안은 종전 열풍 탈착방식보다 훨씬 적은 탈착열량으로 충분한 탈착이가능하도록 개선한 것으로 활성탄층이 두꺼운 것은 물론 얇은 경우에도 적은 탈착 공급열로 충분한 활성탄 탈착을 달성하기 위해 고안되었으며 이러한 목적을 달성하기 위해 기술적 과제로 탈착열풍의 활성탄 가열방식 변경으로 탈착효율을 극대화하여 적은 열량으로도 충분한 탈착이 이루어지도록 개선하였다.
즉 종전에는 탈착열풍을 흡착탑에 부착된 탈착열풍 유입구(603)로 넣어주고 활성탄을 가열한 후 탈착열풍 배출구(602)로 나오는 방식을 사용하던 것을 그 후 개선하여 활성탄 양단에 여러개의 열풍분사구멍을 가진 탈착열풍분사파이프(604)와 탈착열풍흡입파이프(605)붙여 열풍을 활성탄에 붙여 직접 분사하고 흡입 하므로써 열손실을 줄여 적은 탈착열량으로 탈착되도록 하였었다.
그러나 이 방식은 활성탄층이 얇은 경우 효과가 떨어지는 문제로 본 고안은 아예 불어주는 열풍을 활성탄층 안에서 여러방향으로 골고루 불어 넣어 주므로써 활성탄층이 얇은 경우에도 적은 열량으로도 효과적으로 탈착되도록 하였다.
도 1은 비탈착식 흡착탑의 흐름도
도 2는 탈착열풍에 의한 탈착방식을 가진 흡착탑의 흐름도
도 3은 활성탄층 직접열풍분사식 탈착방식을 가진 흡착탑의 흐름도
도 4는 활성탄층 직접열풍분사식 탈착열풍 공급 파이프 상세도
도 5는 활성탄층 직접열풍분사식 흡착탑의 경우 두꺼운 활성탄층일 때 탈착형태
도 6은 활성탄층 직접열풍분사식 흡착탑의 경우 얇은 활성탄층일 때 탈착형태
도 7은 활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착방식을 가진 흡착탑의 흐름도
도 8은 활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착열풍 공급 파이프 상세도
*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명
1...흡착탑 101...활성탄
102...흡착탑 입구 개폐 댐퍼 103...흡착탑 출구 개폐 댐퍼
104...활성탄 지지망 2... 배기팬
3... 연돌 4... 탈착열풍팬
5... 소형 촉매연소장치 501...히터
502...촉매 503...자동온도제어기
6... 탈착열풍관 601...탈착열풍개폐밸브
602...탈착열풍유입구 603...탈착열풍배출구
604...탈착열풍분사파이프 605...탈착열풍흡입파이프
606...탈착열풍분사구멍 607...탈착열풍흡입구멍
본 고안은 도 7, 도 8에 나타낸 바와 같이 활성탄층 안으로 여러개의 탈착열풍분사파이프(604)를 도 8에 나타낸 상세도와 같이 설치하여 파이프에 여러 방향으로 뚫려 있는 여러개의 작은 분사구멍(606)을 통해 탈착열풍을 직접 활성탄에 골고루 넣어 주므로써 탈착효과를 높인 것이다.
이하, 도 7과 도 8을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 7에서 작업시에는 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 열고 배기팬(2)을 가동하여 흡착탑(1)안에 충전된 활성탄(101)으로 VOC를 통과시켜 흡착 고정 시킨 후 운휴시 활성탄에 흡착 고정된 VOC를 탈착재생하게 되는 데 탈착은 흡착탑 입. 출구 댐퍼(102,103)를 닫고 배기팬(2)이 정지된 상태에서 탈착열풍 개폐 밸브(601)를 열고 탈착 열풍팬(4)과 히터(501)를 가동하여 열풍을 탈착열풍유입구(602)를 통해 상세도 도 8에서 나타낸 형태의 흡착탑내 활성탄층 내부에 설치된 탈착열풍분사파이프(604)로 유입시켜 여러개의 탈착열풍분사구멍(606)으로 열풍을 불어 넣어 활성탄을 가열 탈착하고 탈착한 열풍 및 탈착시 발생한 VOC는 탈착열풍배출구(603)로 흡입하여 다시 열풍팬(4)을 거쳐 촉매연소장치(5)로 들어가 히터(501)에 의해 가열된 후 촉매층(502)을 통과하면서 촉매 분해되고 분해열에 의해 더욱 가열된 고온열풍은 탈착열풍분사파이프(604)로 들어가는 순환 구조로 이루어져 있다.
여기에서 촉매연소장치(5)에서 고효율 분해 가능한 온도를 유지해주기 위해 히터 후단에 위치한 자동 온도 제어기(503)에서 설정된 온도(예:300℃)에 의해 히터 열량을 제어하여 항시 고효율 촉매분해가 가능한 온도를 유지하여 준다.
본 고안의 작용에 대해 다시 구체적으로 설명하면
활성탄 탈착에 소요되는 탈착열량은 크게 미세공에 응축 흡착되어 있는 VOC를 탈착시키기 위해 VOC를 증발시키는데 소요되는 열량과 탈착열량의 가열시 활성탄으로 빼앗기는 열량 즉 활성탄 가열에 소요되는 열량 그리고 케이싱등으로 빠져나가는 열손실로 나눌 수 있는데 실제 경험적으로 몰 때 기존의 도 2방식에서는 첫 번째 것은 탈착열량의 5% 정도이고 두 번째가 약 30%, 세 번째가 약 65% 소요되는 것이 확인되었다.
이처럼 세 번째가 큰 것은 통상 탈착시간이 10시간 이상으로 길고 열풍이 흡착탑 통으로 들어가 케이싱에 직접 접촉되어 있어 케이싱으로의 열전달로 손실되는 양이 많기 때문이다.
그러므로 적은 탈착열량으로 탈착이 이루어지기 위해서는 첫 번째 소요되는 탈착열량인 VOC 증발에 소요되는 열량과 두 번째인 활성탄 가열에 소요되는 열량은 줄일 수 없으므로 세 번째인 열손실을 최소화할 필요가 있다.
세 번째인 열손실을 최소화하기 위해 도 8에 나타낸 바와 같이 탈착열풍 가열이 여러방향으로 다수의 구멍이 있는 파이프를 활성탄층 내부에 설치하여 활성탄층안에서 여러개의 구멍을 통해 활성탄에 열풍을 골고루 분사시키므로써 열풍이 활성탄 가열에 효과적으로 되어 있을 뿐만 아니라 유입되는 열풍이 종전에 케이싱에 채우면서 유입되어 열풍이 케이싱에 접촉되는 것과 달리 케이싱과 분리되어 있어 케이싱을 통해 손실되는 열손실을 최소화 하도록 구성되어 있다.
또한 이 방식은 종전에 출원한 도 3 및 도 4 방식의 얇은 활성탄층을 가진 경우 탈착효과가 떨어지는 것과 달리 활성탄층이 두껍던 얇던 관계없이 모든 경우에 우수한 탈착효과를 달성할 수 있다.
고안의 효과를 설명하기 위해 수치적으로 설명하면 다음과 같다.
예를들면 도 7 방식에서 VOC 흡착량 100 kg 충전된 활성탄양이 1000 kg 일 경우 소요되는 탈착열량은 VOC 흡착량 100 kg X 증발열량 100 kcal/kg = 10000 kcal , 활성탄 가열열량은 활성탄양 1000 kg X 비열 0.4 kcal/kg-℃ X 승온 온도약 150℃ = 60000 kcal이며 열손실 열량은 경험적으로 몰 때 약 130000 kcal로 총 200000 kcal 소요된다.
탈착열량 공급을 20kw 히터로 공급할 경우 약 10시간 소요된다.
본 고안인 도 7과 도 8을 적용하였을 경우 열손실이 약 1/5정도로 현격하게 줄어들어 총 100000 kcal가 소요되므로써 전체적인 탈착열량이 반으로 줄어드는 효과를 얻을 수 있으며 이로 인한 동력비 절감과 탈착시간이 감소하여 설비 가동 효과를 높일 수 있다.
또한 도 4방식의 활성탄층이 얇은 경우 탈착효율이 저하되는 단점을 해소하여 활성탄층 두께에 관계없이 항상 높은 탈착효율을 유지할 수 있어 어떤 경우에도 적용이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 활성탄이 충전되어 있고 입구와 출구에 자동개폐댐퍼가 달려 있는 흡착탑과 히터와 촉매가 들어 있는 촉매연소장치를 구비하여,
    운전시에는 휘발성유기화합물증기를 흡착 제거하고 운휴시 열풍으로 탈착하여 촉매연소장치에서 탈착된 휘발성유기화합물증기를 촉매분해하는 장치로 그 구성은 ;
    휘발성유기화합물증기를 함유한 공기를 흡착탑으로 안내한 후 대기로 배출되도록 불어 주는 배기팬 ;
    탈착열풍을 흡인하여 촉매연소장치를 거쳐 활성탄으로 불어주는 탈착열풍팬 ;
    탈착열풍이 흐르는 탈착열풍관 ;
    탈착열풍을 차단하여 주는 탈착열풍개폐밸브 ;
    탈착열풍관 유입구와 연결되어 흡착탑내에 충전되어 있는 활성탄층 내부에 위치하여 있고 다수의 작은 구멍이 여러방향으로 뚫려 있는 파이프 여러개가 병렬로 늘어서 있는 탈착열풍분사파이프 ;
    탈착열풍분사파이프에서 불어준 열풍을 흡인하는 탈착열풍배출구를 설치한 일련의 장치로 구성됨을 특징으로 하는 활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100827376B1 (ko) 2006-12-14 2008-05-06 한국기계연구원 활성탄 재생장치
CN111349784A (zh) * 2020-04-09 2020-06-30 烟台金鹏矿业机械有限公司 一种新型低矮式防偏析高效解吸柱

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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