KR200348764Y1

KR200348764Y1 - 촉매산화식 필터재생장치

Info

Publication number: KR200348764Y1
Application number: KR20-2004-0001143U
Authority: KR
Inventors: 정수두; 정의택
Original assignee: 정의택; 정수두
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2004-04-30

Abstract

본 고안은 촉매산화식 필터재생장치에 관한 것으로, 본 고안에서는 필터챔버의 온도환경조성과 함께 필터챔버내부에 열풍을 강제주입하는 작업을 소정시간에 걸쳐 진행하므로써, 흡착필터의 표면에 위치한 활성탄과 내부에 있는 활성탄에 흡착되어 있던 오염물질(질소화합물 등)을 모두 탈착시키게 되어 향상된 재생효율을 얻을 수 있으며, 처리공기의 열을 열교환방식으로 재활용함과 아울러 처리공기자체를 이용하여 필터챔버의 온도환경조성을 수행하므로써 필터재생장치자체의 사용효율또한 향상시킬 수 있다.

Description

촉매산화식 필터재생장치{FITTER REGENERATION EQUIPMENT}

본 고안은 촉매산화식 필터재생장치에 관한 것으로, 특히 고농도 질소화합물와 같은 오염물질을 필터링하는 필터를 재생시키기 위한 촉매산화식 필터재생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기의 오염이라 함은 청정 공기 속에 타물질이 혼입되어 인간이나 동식물에 나쁜 영향이 나타날 정도가 된 것을 의미한다. 대기 오염이란 대기중에 오염 물질이 얼마 동안 존재하여 인간의 건강, 보건 및 동물과 식물의 생활을 해치어 우리의 일상 생활과 재산에 나쁜 영향을 주는 것을 말하며, 대기 오염물은 그 물리적 상태로 먼지, 발연, 증기, 가스 등으로 구분할 수도 있고, 오염물이 생성되는 조건에 따라 자연적인 것과 인위적인 것으로 나눌 수도 있다.

지금까지 알려진 여러 가지 대기 오염물질 중에서 인체에 특히 해를 많이 일으키는 오염물질의 일례로는 고농도 질소화합물(VOC)을 들 수 있는데, 질소화합물과 같은 오염물질을 정화하기 위한 공기 정화 방법으로는 오염물질을 흡착하는 흡착필터가 내설된 공기정화장치에 오염된 공기를 통과시키므로서 악취가 나는 가스나 연기를 흡착물에 의해 흡착하여 탈취하도록 하는 방법이 주류를 이루고 있다. 특히, 질소화합물은 차량 등을 도장한 후 열처리하는 과정에서 많은 양이 생성됨에따라 각종 도장설비에는 필수적으로 공기정화장치을 구비해야하는 것이 관련법률로 정해져 있다.

또한, 공기정화장치에 설치되는 흡착필터는 오염물질을 흡착할 수 있는 물질이 충진된 필터로써 그 대표적인 일례로는 활성탄필터를 들 수 있는데, 이러한 활성탄필터는 소정기간 사용하게 되면 그 표면 및 내부까지 오염물질(질소화합물 등)이 흡착되므로 필터링효율이 저하된다. 이에 따라 공기정화장치에는 활성탄필터가 흡착한 오염물질을 제거하므로써 활성탄필터를 재생하는 필터재생장치를 포함한다. 이와 같은 필터재상장치는 재생방식에따라 오염물질을 고온으로 연소시키는 연소식과, 미생물에 의해 분해하는 미생물식과, 촉매제를 이용하는 촉매산화식으로 나뉘어진다.

도 1a는 촉매산화식 필터재생장치를 포함하는 공기정화장치를 설명하기 위한 구성도이고, 도 1b는 종래 촉매산화식 필터재생장치의 구성도이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 공기정화장치(100)는 본체(110)가 필터챔버(120)와 팬챔버(130)와 배기덕트(140)로 구획구성되며, 상기 필터챔버(120)의 전방에 위치하는 흡입구(150)가 도장설비(300)의 내부와 연통하도록 설치된다. 이와 같은 필터챔버(120)에는 프리필터와 다수의 활성탄필터(121)가 설치되는데, 상기 활성탄필터(121)는 상기한 필터챔버(120)에 소정간격을 두고 수직배열되며, 수직배열된 각 활성탄필터(121)의 후방에는 공기통로를 형성하기 위한 댐퍼(160)가 설치된다. 이에 따라, 종래 공기정화장치(100)는 팬챔버(130)에서 흡입력을 발생시켜, 상기 흡입구(150)를 통해 도장설비(300)내부의 오염공기를 강제흡입하고, 흡입한 오염공기는 활성탄필터(121)를 통과시켜 오염물질(질소화합물)을 필터링한 후 상기 배기덕트(140)로 배출하므로써 오염물질을 제거하게 된다.

한편, 도 1b에 도시된 종래 촉매산화식 필터재생장치(200)는 상기한 활성탄필터(121)의 전방에 설치되는 강제흡입부(210)와, 히팅부(220)와, 촉매부(230 예 : 백금촉매 등)와, 상기 배기덕트(140)와 연결되는 배출부(240)로 구성되며, 상기 활성탄필터(121)에서 오염물질(질소산화물 등)을 용이하게 탈착시키기 위한 가열수단(250)을 포함한다. 이와 같은 가열수단(250)은 각 활성탄필터(121)의 사이공간에 열선(251)을 근접설치하여 구성되거나 또는 활성탄필터(121)의 흡착표면에 열선을 배열한 형태로 구성된다. 이에 따라, 종래 촉매산화식 필터재생장치(200)는 필터링효율이 저하된 활성탄필터(121)를 재생하기 위해 상기 가열수단(250)을 통해 활성탄필터(121)가 설치된 필터챔버(120)의 온도를 탈착조건에 적합하게 100 ~ 150℃로 조성한 상태에서 상기 강제흡입부(210)를 통해 활성탄필터(121)의 역방향에서 공기를 강제흡입한다. 이와 같은 강제흡입시에는 활성탄필터(121)의 활성탄에 흡착되어 있는 오염물질(질소산화물 등)이 탈착되는데, 이렇게 활성탄필터(121)로부터 탈착된 오염물질(질소산화물 등)을 함유하고 있는 공기는 히팅부(220)에 의해 300~350℃의 고온으로 가열한 상태로써 촉매부(230)로 보내져 오염물질(질소산화물 등)을 산화시키고, 이와 같이 오염물질이 제거된 처리공기는 배출부(240)를 통해 배출된다.

하지만, 종래 촉매산화식 필터재생장치(200)는 가열수단(250)이 활성탄필터(121)의 근접부위 또는 흡착표면에만 설치되고, 활성탄필터(121)의 역방향으로 뽑아내는 형태로 공기를 강제흡입하여 활성탄필터(121)가 흡착한 오염물질(질소산화물 등)을 탈착시킴에 따라 활성탄필터(121)의 표면부위에 있는 활성탄에서만 오염물질(질소화합물 등)이 탈착되고, 활성탄필터(121)의 내부에 있는 활성탄에서는 오염물질(질소화합물 등)이 탈착되지 않는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점에 의해 종래 필터재생장치(200)를 통한 활성탄필터(121)의 재생효율은 30~40%이상을 기대하기 어렵다.

한편, 상기와 같이 낮은 재생효율로써 재생된 활성탄필터(121)는 재사용하게 될 경우, 그만큼 오염물질(질소화합물 등)의 필터링효율이 저하된다. 이에 따라, 오염물질(질소화합물 등)은 활성탄필터(121)에 의해 완전하게 필터링되지 못한 상태로 대기중에 방출되어 대기오염을 야기시키는 문제점이 발생한다.

이에, 본 고안은 종래 촉매산화식 필터재생장치가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 고안의 목적은 흡착필터의 재생효율을 향상시켜 재사용시 오염물질의 필터링효율을 향상시키므로써 대기오염을 최소화할 수 있는 촉매산화식 필터재생장치를 제공함에 있다.

도 1a는 촉매산화식 필터재생장치를 포함하는 공기정화장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1b는 종래 촉매산화식 필터재생장치의 구성도이다.

도 2는 본 고안에 따른 촉매산화식 필터재생장치의 전체 구성도이다.

도 3은 본 고안에 따른 필터재생장치의 작용상태를 설명하기 위한 블럭도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 필터재생장치 2 : 강제흡입부

3 : 히팅부 4 : 촉매부

5 : 배출부 6 : 열교환기

7 : 예열수단 10 : 공기정화장치

11 : 본체 12 : 필터챔버

13 : 팬챔버 14 : 배기덕트

15 : 흡입구 16 : 댐퍼

21 : 외기흡입밸브 41 : 촉매제

61 : 흡입팬 62 : 열풍공급관

71 : 예열관 121 : 활성탄필터

122 : 프리필터

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단으로는;

흡착필터가 설치되는 공기정화장치의 필터챔버에 그 일단이 연결되어 상기 흡착필터가 흡착한 오염물질 및 공기를 강제흡입하는 강제흡입부;

상기 강제흡입부의 타단이 관연결되어 강제흡입된 공기를 공급받아 소정온도로 가열하는 히팅부;

상기 히팅부에 의해 가열된 공기를 공급받으며, 공기 중에 함유된 오염물질을 촉매산화시키는 위한 촉매제가 설치되는 촉매부; 및

상기 촉매수단에 관연결되어 촉매산화를 마친 처리공기를 배출하는 배출부;를 포함하되,

상기 촉매부와 배출부의 사이에는 상기 필터챔버에 열풍을 공급하기 위한 열교환기가 구비되고, 상기 배출부에는 촉매산화를 마친 처리공기를 상기 필터챔버에 공급하기 위한 예열수단이 연결됨을 특징으로 하는 촉매산화식 필터재생장치를 구비하므로써 달성된다.

이때, 상기 강제흡입부에는 외부공기를 강제흡입할 수 있도록 외기흡입밸브가 연결된다.

또한, 상기 열교환기는 외부공기를 강제흡입하는 흡입팬이 구비되며, 흡입된 외부공기와 고온의 처리공기를 열교환시켜 상기 필터챔버의 후방에서 열교환된 공기를 강제 공급하는 열풍공급관이 연결된다.

한편, 예열수단은 상기 필터챔버내부에 처리공기를 공급하기 위한 예열관으로 구성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 필터재생장치(1)는 강제흡입부(2)에 외기흡입밸브(21)를 구비하고, 촉매부(4)와 배출부(5)의 사이에는 열교환기(6)를 마련하며, 배출부(5)에 예열수단(7)을 연결한 것에 특징적인 구성이 있다.

여기서, 본 고안의 필터재생장치(1)는 공기정화장치, 예컨데 도장설비(도면에 미도시됨.)에 구비되는 공기정화장치(10)의 필터챔버(12)에 연결되는데, 이와 같은 공기정화장치(10)는 그 본체(11)에 필터챔버(12)와 댐퍼(16)와 팬챔버(13)와 배기덕트(14)를 순차적으로 구비하며, 흡입구(15)가 도장설비의 내부와 연통되게 설치되어 도장설비에서 발생하는 오염물질을 흡입하여 필터링하는 역할을 수행한다. 상기 필터챔버(12)에는 프리필터(122)와 다수의 흡착필터 예컨데, 활성탄필터(121)가 설치되는데, 상기 활성탄필터(121)는 활성탄을 필터프레임에 충진시킨 구성을 가지며, 상기한 필터챔버(12)에 소정간격을 두고 수직배열된다.

이에, 본 고안의 필터재생장치(1)는 상기와 같이 활성탄필터(121)가 설치되는 공기정화장치(10)의 필터챔버(12)에 강제흡입부(2)를 관연결하여 상기 활성탄필터(121)가 흡착한 오염물질 및 공기를 강제흡입한다. 이와 같은 강제흡입부(2)는 소정압력의 강제흡입력을 발생시키기 위한 강제흡입팬과 외부공기를 강제흡입할 수 있도록 외기흡입밸브(21)가 구비된다. 그리고, 상기 강제흡입부(2)는 히팅부(3)에 연결되어 강제흡입된 공기를 공급하는데, 이와 같은 히팅부(3)에는 전기 또는 연료에 의한 가열장치(도면에 미도시됨.)가 내설되어 있어 강제흡입된 공기를 소정온도(300~350℃)로 가열한다.

또한, 상기 히팅부(3)는 촉매부(4)와 연결되어 가열된 공기를 공급하는데,이와 같은 촉매부(4)는 촉매제(41), 예컨데 백금 촉매제가 내설되어 있어, 가열된 공기내에 있는 오염물질을 촉매산화시켜 오염물질을 제거하게 된다.

한편, 상기 촉매부(4)와 처리공기를 배출하기 위한 배출부(5)의 사이에는 상기 필터챔버(121)에 열풍을 공급하기 위한 열교환기(6)가 구비되는데, 이와 같은 열교환기(6)는 외부공기와 처리공기를 열교환시키기 위해 외부공기를 강제흡입하는 흡입팬(61)과 열교환관(도면에 미도시됨.)을 구비하며, 상기 필터챔버(12)의 후방에서 열교환된 공기를 강제 공급하는 열풍공급관(62)을 더 포함한다.

그리고, 상기 배출부(5)에는 촉매산화를 마친 처리공기를 상기 필터챔버(12)에 공급하기 위한 예열수단(7)이 연결되는데, 이와 같은 예열수단(7)은 상기 필터챔버(12)내부에 처리공기를 공급하기 위한 예열관(71)으로 구성된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 촉매산화식 필터재생장치의 각 구성요소간의 상호작용에 대하여 살펴보기로 한다.

도 3을 참고하면, 본 고안의 필터재생장치(1)는 공기정화장치(10)에서 소정기간 사용되어 필터링효율이 저하된 흡착필터, 예컨데 활성탄필터(121)를 재생하기 위해 공기정화장치(10)를 정지시킨 상태에서 가동된다. 이때, 강제흡입부(2)에 구비된 외기흡입밸브(21)를 개방하여 외부공기를 흡입한 후 히팅부(3)에서 가열시켜 예열수단(7)의 예열관(71)에 공급하는 선행작업을 수행한다. 이와 같이 가열된 공기를 예열수단(7)에 의해 필터챔버(12)내부로 순환시키므로써 필터챔버(12)의 온도를 오염물질(질소화합물 등)의 탈착조건에 적합하게 100 ~ 150℃로 조성한다.

이후에는 상기한 외기흡입밸브(21)를 폐쇄하고, 필터챔버(12)의 공기를 강제흡입하게 된다. 이와 같은 공기의 강제흡입시에는 활성탄필터(121)의 오염물질(질소화합물 등)이 탈착되어 공기와 같이 흡입되는데, 오염물질(질소화합물 등)을 함유한 공기는 히팅부(3)에서 소정온도(300~350℃)로 가열된 후, 촉매부(4)로 보내져 촉매제(41)에 의해 오염물질(질소화합물 등)을 촉매산화시키므로써 오염물질(질소화합물 등)이 제거된 처리공기가 된다.

이때, 처리공기는 촉매과정에서의 발열작용으로 400~450℃까지 온도가 상승하는데, 이러한 처리공기는 열교환기(6)에서 외부공기와 열교환되어 200℃정도로 온도가 하강한다. 이후, 처리공기는 예열수단(7)의 예열관(71)을 통해 필터챔버(12)의 내부를 순환하게 되며, 이에 따라, 필터챔버(12)의 온도는 오염물질(질소화합물 등)의 탈착조건을 충족하는 100 ~ 150℃의 온도를 지속적으로 유지하게 된다.(모든 작업이 완료되면 처리공기를 배출부(5)를 통해 배출시키게 된다.)

한편, 상기와 같이 처리공기와의 열교환을 통해 150~200℃로 가열된 열교환기(6)의 공기는 열풍공급관(62)을 통해 필터챔버(12)의 후방에 강제주입되어 활성탄필터(121)를 역방향으로 통과하면서 오염물질(질소화합물 등)의 탈착현상을 가속시키게 된다.

이에 따라, 본 고안의 필터재생장치(1)는 상기와 같은 필터챔버(12)의 온도환경조성과 함께 필터챔버(12)내부에 열풍을 강제주입하는 작업을 소정시간에 걸쳐 진행하므로써, 활성탄필터(121)의 표면에 위치한 활성탄과 내부에 있는 활성탄에흡착되어 있던 오염물질(질소화합물 등)을 모두 탈착시키게 되어 향상된 재생효율을 얻을 수 있다. 특히, 처리공기의 열을 열교환방식으로 재활용함과 아울러 처리공기자체를 이용하여 필터챔버(12)의 온도환경조성을 수행하므로써 필터재생장치자체의 사용효율또한 향상시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 따른 촉매산화식 필터재생장치는 흡착필터가 설치되는 필터챔버에 열풍을 강제주입하여 흡착필터에서 오염물질이 탈착되는 현상을 가속시키므로써 흡착필터의 재생효율을 향상시킨 효과가 있다. 또한, 흡착필터의 재생효율을 향상시키므로써 재사용시 오염물질의 필터링효율또한 향상시킬 수 있어, 오염물질에 의한 대기오염을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

흡착필터가 설치되는 공기정화장치의 필터챔버에 그 일단이 연결되어 상기 흡착필터가 흡착한 오염물질 및 공기를 강제흡입하는 강제흡입부;

상기 강제흡입부의 타단이 관연결되어 강제흡입된 공기를 공급받아 소정온도로 가열하는 히팅부;

상기 히팅부에 의해 가열된 공기를 공급받으며, 공기 중에 함유된 오염물질을 촉매산화시키는 위한 촉매제가 설치되는 촉매부; 및

상기 촉매수단에 관연결되어 촉매산화를 마친 처리공기를 배출하는 배출부;를 포함하되,

상기 촉매부와 배출부의 사이에는 상기 필터챔버에 열풍을 공급하기 위한 열교환기가 구비되고, 상기 배출부에는 촉매산화를 마친 처리공기를 상기 필터챔버에 공급하기 위한 예열수단이 연결됨을 특징으로 하는 촉매산화식 필터재생장치.
제 1항에 있어서, 상기 강제흡입부에는 외부공기를 강제흡입할 수 있도록 외기흡입밸브가 연결됨을 특징으로 하는 촉매산화식 필터재생장치.
제 1항에 있어서, 상기 열교환기는 외부공기를 강제흡입하는 흡입팬이 구비되며, 흡입된 외부공기와 고온의 처리공기를 열교환시켜 상기 필터챔버의 후방에서 열교환된 공기를 강제 공급하는 열풍공급관이 연결됨을 특징으로 하는 촉매산화식필터재생장치.
제 1항에 있어서, 예열수단은 상기 필터챔버내부에 처리공기를 공급하기 위한 예열관으로 구성됨을 특징으로 하는 촉매산화식 필터재생장치.