KR20040102284A - 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및재생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형의 도금대상물에 크롬을 도금하는 설비에서 발생하는 다량의 도금흄(가스 및 미스트)을 공정간 이동시 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에, 도금흄을 집진하면서 발생된 크롬이 함유된 폐수를 재생하여 재활용할 수 있는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치에 관한 것으로서, 대형 크롬도금설비의 대형 도금조(1)에서 도금된 대상물의 외부로 누출되는 흄을 집진하는 이동식 집진후드(2)와, 이의 상부에 관통 설치된 배기관(9) 내부에 장착되는 포집팬(11), 상기 배기관의 말단부에 결합되는 플랙시블 튜브(10)와, 이와 연관되어 포집된 도금흄을 이송시키는 대형 송풍팬(20)으로 이루어지는 이동식 도금흄 포집수단과; 상기 대형 송풍팬(20)과 하부가 관통 연결되면서 상부에는 배기구(22)가 형성된 집진조(21)와, 상기 대형 송풍팬(20)과 관통 연결되는 직상부에 2단으로 구성되는 설치되는 폴링(26a,26b)과 포집 분사부(25a,25b) 및 이의 상부에 설치되는 더미스트(24), 세정 분사부(23)로 이루어지는 도금흄 집진수단과; 상기 집진조(21)의 최하부와 연결되어 폐수를 공급받으면서, 격막(33)으로 공간 분리된 재생조(29)와, 상기 포집 분사부(25a,25b)에 농축이 되기 전의 폐수를 공급하도록 상기 재생조(29) 하부에 배관 연결되는 송수펌프(37)와, 농축된 폐수를 여과하기 위한 상기 재생조(29) 하부에 배관 연결되는 여과기(40)와, 이로부터 여과된 도금액을 임시 저장하여 상기 도금조(1)에 공급하는 보조탱크(43)로 이루어지는 폐수 재생수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화및 재생장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 외부로 배출되는 폐수가 전혀 없음으로 환경보호에 있어서 큰 역할을 할 것으로 기대되며, 도금조로부터 도금제품을 배출하는 경우에도 이동식 집진후드가 도금조 상부에 위치함으로써 도금흄의 외부누출을 현저하게 감소시켜 작업환경을 개선함과 동시에, 도금흄 세정수인 폐수에 함유된 크롬이온을 정제하여 농축시켜 활용함으로써 도금 제조비가 감소하는 공정상 효과가 있다.
Description
본 발명은 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형의 도금대상물에 크롬을 도금하는 설비에서발생하는 다량의 도금흄(배기가스 및 미스트; Exhaust Fume)을 공정간 이동시 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에, 도금흄을 집진하면서 발생된 크롬이 함유된 폐수를 재생하여 재활용할 수 있는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 크롬전기도금은, 도 1에 도시된 바와 같이, 도금조(1)에 6가 크롬이온이 용해된 도금액(17)을 수용시키고, 도금액(17) 내부에 양극(+)을 전극판(16)과 연결하고 음극(-)을 도금할 대상물(15)에 연결 침적시켜 도금을 실시하게 된다.
상기와 같이 크롬도금공정이 소정시간 경과하여 완료되면, 도금된 도금제품을 도금설비 외부로 배출시켜 세척한 다음, 후처리 공정으로 이송하게 되는 것이다.
상기와 같은 크롬도금설비 중에서 장축 실린더와 같은 대형 도금재의 크롬도금 설비에서 발생되는 도금흄(가스, 미스트)의 양은 일반적인 크롬도금 설비에 비해 다량의 가스와 미스트가 발생하며, 공정간 이동시 회수되지 않고 작업장 내로 방출되어 작업환경을 오염시킬 뿐만 아니라 작업자 안전을 위협하고 있다.
이러한 대형 크롬도금 설비에 있어서, 발생하는 가스와 미스트를 회수하는 종래의 장치는 도금조(1) 자체에만 집진덕트(9a)가 설치되어 있어 공정간 도금재의 이동시 발생하는 가스와 미스트의 회수는 전혀 이루어지지 못하는 실정에 있다.
또한, 종래의 도금흄 집진설비에서 발생된 다량의 가스와 미스트의 집진용으로 사용된 폐수는 폐수처리 함으로써 폐수처리비에 상당한 경비가 지출되고 있으며, 폐수 내 존재하는 크롬이온은 재활용 가능함에도 불구하고 그대로 자연에 방출됨으로서 환경오염적인 문제가 야기될 뿐만 아니라, 자원이 낭비되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 대형 크롬도금설비에서 발생된 다량의 가스와 미스트가 작업 간에 대기중으로 그대로 방출되는 것을 방지하도록 대형 도금제품과 함께 이동하면서 가스와 미스트를 회수하는 이동식 집진후드를 개발함과 동시에, 크롬도금 설비에서 발생하는 가스와 미스트로부터 크롬이온을 회수하여 분리/농축하여 재사용하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치의 전체 구성을 도시한 개념도;
도 2는 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 구성하는 이동식 도금흄 포집수단을 도시한 단면도 및 평면도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
1:도금조 8:후크 2:이동식 집진후드 11:포집팬
10:플랙시블 튜브 20:송풍팬 21:집진조 26:폴링
25:포집 분사부 24:더미스트 23:세정 분사부 29:재생조
30,31:전극판 37,41:송수펌프 40:여과기 43:보조탱크
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대형 크롬도금설비의 대형 도금 대상물의 외부로 누출되는 흄을 상부에서 집진시키면서 내부에는 도금대상물을 고정할 수 있는 후크가 설치된 이동식 집진후드와, 이의 상부에 관통 설치된 배기관 내부에 장착되는 포집팬과, 상기 배기관의 말단부에 결합되는 플랙시블 튜브와, 이와 연관되어 포집된 도금흄을 이송시키는 대형 송풍팬으로 이루어지는 이동식 도금흄 포집수단과; 상기 대형 송풍팬과 하부가 관통 연결되면서 상부에는 배기구가 형성된 집진조와, 상기 대형 송풍팬과 관통 연결되는 직상부에 폴링과 분사부의 2단 조합으로 설치되는 폴링과 이의 상부에 배관설치되는 포집 분사부와, 이의 상부에 설치되는 더미스트와, 이의 상부에 배관 설치되는 세정 분사부로 이루어지는 도금흄 집진수단과; 상기 집진조의 최하부와 관통 연결되어 폐수를 공급받는 재생조와, 이의 내부공간에 설치되는 전극판과, 상기 포집 분사부에 농축이 되기 전의 폐수를 공급하도록 상기 재생조 하부에 배관 연결되는 송수펌프와, 농축된 폐수를 여과하기 위한 상기 재생조 하부에 배관 연결되는 여과기와, 이로부터 여과된 도금액을 임시 저장하여 상기 도금조에 공급하는 보조탱크로 이루어지는 폐수 재생수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 이동식 도금흄 포집수단의 이동식 집진후드가 내부 후크에 고정되는 도금대상물의 크기에 따라 무게중심을 유지하도록 상부 일측에 형성된 밸런스 베드에 착탈식으로 고정너트에 의하여 고정되는 다수의 무게편을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 제공하게 되며,
또한, 본 발명은 상기 폐수 재생수단의 재생조에 정화된 폐수를 농축시킬 수 있도록 가열수단이 부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치의 전체 구성을 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 구성하는 이동식 도금흄 포집수단을 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 대형 크롬도금설비의 도금조(1)에서 발생된 도금 배기흄(Exhaust Fume; 도금가스와 미스트)은 도금조(1)에 부착된 고정식 집진후드(18)와 도금 대상물과 함께 움직이는 이동식 집진후드(2)에 의해 포집되고, 이는 배기관(9)를 통해 내부에 설치된 포집팬(11)을 거쳐 도금흄 집진수단의 집진조(21)로 들어가게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 이동식 도금흄 포집수단은 대형 제품에서 발생하는 크롬도금 가스와 미스트(도금흄)가 퍼져서 상승하는 것을 충분히 집진하기 위하여 이동식 집진후드(2)의 모양은 갓의 형태로 제작하고, 이의 상부 일측에 밸런스 베드(Balance Bed; 12)를 형성하여 밸런스 무게편(4)이 잠금 볼트(5)에 의하여 고정되도록 구성한다.
즉, 상기 이동식 집진후드(2)의 내부에 체인(7)으로 연결된 후크(8)에 고정되는 도금 대상물(15)의 무게 및 형태에 따라 집진후드(2)가 항시 수평을 유지하도록 무게편(4)을 고정할 수 있도록 구성된 것이며, 대형 크롬도금에서 도금제품의 이동은 크레인을 이용하여 이동시키므로 크레인과의 연결을 위한 아이볼트(6)가 위에 장착되고, 아래에는 제품을 걸기 위한 행거체인 후크(8)를 장착함으로써 제품을 장착한 상태에서 이동이 가능하도록 구성하였다.
또한, 상기 이동식 집진후드(2)의 배기관(9)의 말단부에 배관 설치된 송풍팬(20)의 용량만으로는 다량의 가스와 미스트의 완전한 회수가 불가능하므로 집진후드(2)의 상부 배기관(9b)의 내부에 작은 포집팬(7)을 별도 설치하여 가스와 미스트의 집진효과를 높이도록 구성함과 동시에, 도금제품의 이동시 배기관(9)의유동성을 위하여 배기관(9) 일부분을 상하 및 좌우 유동에 신축적으로 대응할 수 있는 주름관 형태의 플랙시블 튜브(10)로 구성하였다.
상기와 같이 구성된 이동식 집진후드(2)는 대형제품 뿐만 아니라, 소형제품이 많이 장착된 소형의 도금설비에서도 적용이 가능한 기술로서, 집진후드(2)의 수평상태 유지를 위한 밸런스 무게편(4)과, 집진후드(2)와 송풍팬(20) 사이에 집진능력을 향상시키기 위한 배기관(9) 내부에 내장된 포집팬(11) 및 상하좌우 이동성을 고려하여 플랙시블 튜브(10)로 배기관(9)의 일부분을 구성한 것이 주 착안점이다.
상기와 같은 특징적인 구성으로 이루어진 이동식 집진후드(2) 및 하부 집진덕트(9b)로부터 포집되어 이송된 도금흄은 집진조(21)의 하부에 배관 설치된 대형의 송풍팬(20)에 의하여 집진조(21)로 유도되며,
상기 송풍팬(20)과 연관된 집진조(21)의 직상부에는 2단계로 이루어진 세정구간으로 폴링(26a,26b)과 포집 분사부(25a,25b)가 2단으로 설치되며, 상기 포집 분사부(25a,25b)로 공급되는 유체는 하기하는 폐수 재생조(29)로부터 연속 순환되는 폐수가 공급되어 분사되도록 배관 설치하게 된다.
상기 포집 분사부(25)의 상부에는 2차 세정구간인 더미스트(Demister; 24)와 세정 분사부(23)가 설치되어 상기한 포집 분사부(25a,25b)와 함께 도금흄에 대한 2단 세정작용을 하도록 구성되며, 상기 세정 분사부(23)는 더미스트(24)의 오염을 세정하기 위한 분사부로 배관 연결된 수공급관(39)으로 외부로부터 물이 공급되어 분사된다.
상기 더미스트(24)는 망목(網目; 그물)을 여러 겹으로 포갠 것으로서, 여기에 도금흄을 통과시키면 함유된 수분과 미스트가 제거되도록 구성한 것으로 장기간 사용시 흄으로 인한 포집성의 감소를 방지하기 위해 세척용 세정 분사부(23)를 설치되었고, 상기 포집 분사부(25a,25b)와 세정분사부(23)는 집진조(21)에 설치된 다수의 배관에 일정 간격으로 배관 설치된 다수의 분사노즐에 의하여 유입된 물 또는 재생된 폐수를 분사하도록 구성한다.
즉, 상기 집진조(21)로 유입된 도금흄(가스와 미스트)은 폴링(26a,26b) 내에서 포집 분사부(25a,25b)에서 분사되는 재생된 폐수로 2단계에 걸쳐 회수가 이루어지며, 회수가 덜된 가스와 미스트는 더미스트(24)와 세정 분사부(23)에 의해 최종적으로 회수가 되며, 이후 집진조(21)의 상부에 형성된 배기구(22)를 통하여 크롬이온을 거의 함유하지 않은 가스와 미스트는 대기 중으로 방출되도록 한다.
상기와 같이 포집 및 세정 분사부(25, 23)에 의하여 세정과정을 거친 세정액(폐수)은 집진조(21)의 하부에 수집되며, 이렇게 수집된 폐수는 집진조(21)의 하부에 배관된 배수관(28)을 따라 재생조(29)로 배출된다.
상기 재생조(29)에는 전원이 공급된 전극판(30, 31)이 설치되어 있어 약전해에 의하여 폐수에 함유된 크롬이온 이외의 불순 금속이온(Fe 또는 Zn이온)을 추출하게 되는데, 이는 상기 재생조(29)의 격막(33)에 의하여 크롬이온이 함유되지 않은 음극영역의 전해질과 풍부한 크롬이온이 함유된 양극영역의 전해질로 분리된다는 것이다.
상기 불순 금속이온이 추출되어 크롬이온이 함유된 폐수는 상기한 바와 같이, 포집 분사부(25)로 배관(36, 38) 설치된 송수펌프(37)에 의하여 분사되어 다시포집되어 집진조(21)로 이송되는 도금흄을 세정하게 된다.
상기와 같이 반복적인 세정작업이 이루어지고, 불순 금속이온 추출을 위한 약전해 공정이 이루어져 폐수(세정액)의 크롬이온 농도가 일정수준 이상으로 농축되면, 세정효율이 감소하게 되는데,
이때의 집진효율이 감소하여 대기 Cr 방출량이 0.06㎎/m3 이상일 경우에는 재생조(29)의 양극부분에 설치된 가열수단(34)으로부터 열원을 공급받아 수분을 증발시켜 세정액(폐수)에 함유된 크롬이온을 농축한다.
상기 가열수단(34)은 전원공급에 의한 발열체 방식을 이용하거나, 연료에 의한 버너방식을 이용할 수 있다.
상기 농축과정에서 농축되어진 세정액은 이에 함유된 이물질 제거를 위하여 재생조(29)에 배관(35) 설치된 여과기(40)로 배출되어 필터링과정을 거치되며, 여과된 농축 세정액은 여과기(40)와 배관(42) 설치된 송수펌프(41)에 의하여 보조탱크(43)로 이송되어 저장된다.
상기 보조탱크(43)에는 이송되어 저장된 농축 세정액(44)의 온도를 조절할 수 있는 별도의 가열기 및 냉각기가 설치될 수 있으며, 세정액(44)의 농도를 측정하여 농도를 조절 할 수 있는 농도조절기를 설치하여 적절한 도금조건에 맞는 도금액의 조건으로 조절하여 다시 도금조(1)로 이송하여 재활용되도록 구성한다.
이하, 본 발명의 효과를 알아보기 위하여 본 발명의 각 장치부에서 채취된 배출가스의 측정결과를 아래와 같이 기술한다.
상기 표시한 표 1의 측정결과에서와 같이, 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 거쳐서 정화된 도금흄은 거의 모든 더스트가 제거됨과 동시에, 크롬농도도 거의 3배 이상으로 저하되었으며, 황산화물(SOx)의 농도는 현저하게 저하되었음을 알 수 있었다(1번 측정치와 2번 측정치 비교).
또한, 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 구성하는 이동식 집진후드(2)를 제품 배출 시에도 항시 도금 대상물의 상부에 위치함으로써, 이동식 집진후드(2) 외부에서 측정되는 누출가스는 3번 및 4번 측정치에서와 같이, 이동식 집진후드(2)를 이용하지 않은 종래의 방법보다 더스트 및 크롬, 황산화물의 작업장내 누출량이 반 이상 줄어듦을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치를 이용하는 도금욕 정화공정은 외부로 배출되는 폐수가 전혀 없음으로 환경보호에 있어서 큰 역할을 할 것으로 기대되며, 도금조로부터 도금제품을 배출하는 경우에도 이동식 집진후드가 도금 대상물의 상부에 위치함으로써 도금흄의 외부누출을 현저하게 감소시켜 작업환경을 개선함과 동시에, 도금흄 세정수인 폐수에 함유된 크롬이온을 정제하여 농축시켜 활용함으로써 도금 제조비가 감소하는 공정상 효과가 있다.
Claims (3)
- 대형 크롬도금설비의 대형 도금조(1) 상부를 밀폐시키면서 내부에는 도금대상물(15)을 고정할 수 있는 후크(8)가 설치된 이동식 집진후드(2)와, 이의 상부에 관통 설치된 배기관(9) 내부에 장착되는 포집팬(11)과, 상기 배기관의 말단부에 결합되는 플랙시블 튜브(10)와, 이와 연관되어 포집된 도금흄을 이송시키는 대형 송풍팬(20)으로 이루어지는 이동식 도금흄 포집수단과;상기 대형 송풍팬(20)과 하부가 관통 연결되면서 상부에는 배기구(22)가 형성된 집진조(21)와, 상기 대형 송풍팬(20)이 연결되는 직상부에 2단 조합으로 설치되는 폴링(26a,26b)과 포집 분사부(25a,25b)와, 이의 상부에 설치되는 더미스트(24)와, 이의 상부에 배관 설치되는 세정 분사부(23)로 이루어지는 도금흄 집진수단과;상기 집진조(21)의 최하부와 연결되어 폐수를 공급받으면서, 격막(33)으로 공간 분리된 재생조(29)와, 이의 내부공간에 설치되는 전극판(30,31)과, 상기 포집 분사부(25a,25b)에 정화된 폐수를 공급하도록 상기 재생조(29) 하부에 배관 연결되는 송수펌프(37)와, 농축된 폐수를 여과하기 위한 상기 재생조(29) 하부에 배관 연결되는 여과기(40)와, 이로부터 여과된 도금액을 임시 저장하여 상기 도금조(1)에 공급하는 보조탱크(43)로 이루어지는 폐수 재생수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치.
- 제1항에 있어서,상기 이동식 도금흄 포집수단의 이동식 집진후드(2)는 내부 후크(8)에 고정되는 도금대상물(15)의 크기에 따라 무게중심을 유지하도록 상부 일측에 형성된 밸런스 베드(12)에 착탈식으로 고정너트(5)에 의하여 고정되는 다수의 무게편(4)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치.
- 제1항에 있어서,상기 폐수 재생수단의 재생조(29)는 정화된 폐수를 농축시킬 수 있도록 가열수단(34)이 부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 크롬도금 설비에서 발생하는 배기가스 정화 및 재생장치.
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