KR200408896Y1 - 오존수를 이용한 습식 스크러버 - Google Patents

Abstract

오존수를 이용하여 폐가스뿐만 아니라 폐가스 내 악취성분 및 VOC 성분을 처리할 수 있도록 함으로써 기존의 활성탄흡착법, 생물학적처리법 및 화학약품 처리 방식에 비해 처리 효율을 높일 수 있으며, 설비의 사용 시 소요되는 비용을 줄일 수 있는, 오존수를 이용한 습식 스크러버에 관한 고안이다. 이를 위하여, 폐가스 유입을 위해 하부에 형성되는 유입부, 상기 폐가스의 처리를 위한 처리공간부, 및 처리 완료된 가스의 배출을 위해 상부에 형성되는 배출부를 포함하는 스크러버 본체; 상기 스크러버 본체 내의 처리공간부에 설치되며, 폐가스를 향해 오존수를 살포하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 오존수 살포부; 상기 오존수 살포부에 오존수를 공급하기 위한 오존수 발생장치; 및 상기 처리공간 내에 설치되며, 상승하는 폐가스와 접하여 폐가스를 정화 처리하는 접촉식 폐가스처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.

오존수, 폐가스, 스크러버, 악취 및 VOC 가스

Description

오존수를 이용한 습식 스크러버{WET SCRUBBER USING OZONE WATER}

도 1은 본 고안에 따른 오존수를 이용한 습식 스크러버의 개략적인 반단면도이다.

도 2는 도 1의 요부 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 스크러버 5: 지지부

10: 스크러버 본체 10a: 처리공간부

11a: 유입부 12a: 배출부

20: 오존수 살포부 21: 오존수 내부관

22: 오존수 살포노즐 23: 오존수 발생장치

24: 오존수 외부관 25: 개폐밸브

30: 접촉식 폐가스처리부 35: 집진부

본 고안은 오존수를 이용한 습식 스크러버에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 오존수를 이용하여 폐가스를 처리할 수 있도록 함으로써 기존의 처리 방식에 비 해 처리 효율을 높일 수 있으며, 사용 시 소요되는 비용을 줄일 수 있는 오존수를 이용한 습식 스크러버에 관한 것이다.

기체 속에 부유하고 있는 고체나 액체의 미립자를 모아 제거하는 장치로서 소위, 집진기(dust collector)가 존재한다. 종전만 하더라도 집진기는 보일러의 연도 가스 속에 함유된 재의 미립자를 제거하는 데 사용했다.

하지만, 현재는 공장의 굴뚝에서 나오는 매연과 그 밖의 미립자를 막기 위해 대부분 공장의 굴뚝에 적용되고 있다. 집진의 방법으로 중력에 의한 것, 여과한 것, 관성/원심력에 의한 것, 음파를 이용한 것, 세정에 의한 것 등 종류가 많다. 크게 나누어 기계식과 전기식이 있다. 기계식에는 건식과 습식이 있다.

이러한 집진기 중에서도 특히, 세정에 의한 집진기를 스크러버(scrubber)라고 한다. 스크러버는 화학 공장을 비롯하여 일반 공장, 극장 등의 공기정화에도 사용된다.

세정액을 제트로서 분출하여 세정하는 제트 스크러버, 많은 구멍에서 물을 분출시키는 사이클론 스크러버 등 종류는 많다. 습식과 건식이 있는데, 건식에 비해 습식의 효율이 좋다. 이른 바 코트렐이라는 것은 전기식 스크러버를 가리킨다.

물을 이용한 세정식 스크러버는 산 또는 알칼리를 포함한 가스를 물로 씻어내는 방식이다. 따라서 사용된 물의 pH가 상승 또는 하강하는데, 이를 중화시키기 위해 보통 수산화나트륨(NaOH)이나 황산(H₂SO₄) 등의 화학약품이 사용된다. 보통 세정식 스크러버를 악취 제거의 목적으로 사용하지는 않지만, 촉매산화법, 활성탄 여과법 등의 상황에 맞는 방법을 적용한다면 부수적인 효과를 거둘 수도 있다.

이처럼 스크러버는 그 종류도 다양할 뿐만 아니라 사용 목적도 여러 갈래로 나뉜다. 따라서 대기 오염의 문제가 심각하게 대두되는 현대 사회에서는 이를 해결하기 위한 최소의 노력으로 폐가스가 배출되는 곳(공장 포함)마다 스크러버를 갖추어 폐가스를 처리하도록 하고 있다.

여기서 말하는 폐가스란 인체에 유해한 예를 들어 암모니아, 일산화탄소, 이산화황, 질소산화물, 염소 등의 성분을 포함한 유해 가스, 산, 알칼리를 포함하는 가스, 그리고 악취 등을 포함하는 VOC 가스로 정의한다.

그런데, 전술한 바와 같이, 폐가스 처리에 효율이 좋은 습식 스크러버의 경우, 물 외에도 고비용이 소요되는 여러 종류의 화학약품이 사용되다. 이러한 화학약품은 일종의 소모품이다. 즉 시간이 지나면 폐가스의 반응 또는 증발 등에 의해 유실되기 때문에 주기적으로 보충해 주어야 하는 문제가 있다. 또 폐가스를 화학약품과 반응시키기 위한 설비 및 이러한 설비를 구동시키기 위한 전력의 소비량도 함께 증가되는 문제가 있다. 따라서 비용과 전력 소비량을 줄이면서도 효과적으로 폐가스를 처리할 수 있는 스크러버의 개발이 필요하다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오존수를 이용하여 폐가스를 처리할 수 있도록 함으로써 기존의 화학약품 처리 방식에 비해 처리 효율을 높일 수 있으며, 사용 시 소요되는 비용을 줄일 수 있고, 또 기존 설비에도 손쉽게 적용할 수 있는 오존수를 이용한 습식 스크러버를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 아래의 구성을 가지는 오존수를 이용한 습식 스크러버를 제공한다.

폐가스 유입을 위해 하부에 형성되는 유입부, 상기 폐가스의 처리를 위한 처리공간부, 및 처리 완료된 가스의 배출을 위해 상부에 형성되는 배출부를 포함하는 스크러버 본체;

상기 스크러버 본체 내의 처리공간부에 설치되며, 폐가스를 향해 오존수를 살포하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 오존수 살포부;

상기 오존수 살포부에 오존수를 공급하기 위한 오존수 발생장치; 및

상기 처리공간 내에 설치되며, 상승하는 폐가스와 접하여 폐가스를 정화 처리하는 접촉식 폐가스처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.

여기서, 상기 오존수 살포부는,

상기 스크러버 본체 내의 처리공간부에 가로방향을 따라 배치되는 오존수 내부관;

상기 오존수 내부관의 길이방향을 따라 다수 설치되어, 부상하는 폐가스를 향해 오존수를 살포하는 오존수 살포노즐을 포함한다.

상기 오존수 내부관은 상기 스크러버 본체 내의 처리공간부의 높이방향을 따라 상호 이격되게 여러 개 설치되어 있는 것이 유리하다.

상기 접촉식 폐가스처리부는 상기 폐가스 처리용 흡착부와 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또 상기 배출부에 인접한 상기 스크러버 본체에는 집진부가 더 마련되어 있을 수 있다.

한편 상기 노즐에서 분무된 오존수는 회수하여 펌프 등에 의해 재공급하여 사용함으로써 비용을 더욱 절감할 수도 있다.

본 고안에서 이용하는 오존수는 오존 가스를 물에 용해시킨 것이다. 오존은 자연에 존재하는 물질 중에서 불소 다음으로 산화력이 센 물질이다. 따라서 오존과 함께 존재하는 유기물과 무기물은 산화되며, 그 산화력은 오존의 농도가 높아질수록 크다. 이러한 산화력은 살균, 표백 및 물질의 분해 작용 등 다양한 작용을 하는데, 잔류 독성을 남기지 않는 특성을 지닌다. 따라서 물을 오염시키는 미생물이나 식품에 남아있는 잔류 농약을 분해시키는 목적으로도 많이 사용된다.

이러한 오존이 물에 녹아 오존수로 변화되면 폐가스를 이루는, 예를 들어 암모니아, 일산화탄소, 이산화황, 질소산화물, 염소 등의 성분 뿐만 아니라 각종 악취 및 VOC 가스를 저감하는 특성을 갖는다. 따라서 더 나아가 추가적인 악취 및 VOC 가스를 저감하기 위한 장치로 본 고안에서는 오존수의 이러한 특성을 이용한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 오존수를 이용한 습식 스크러버의 개략적인 반단면도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 오존수를 이용한 습식 스크러버(1)는 크게, 지지부(5)와, 지지부(5)의 상부에 기립 배치되는 스크러버 본체(10)를 포함한 다.

지지부(5)는 스크러버 본체(10)를 지지하는 부분으로서, 지면에 대해 스크러버 본체(10)를 지지할 수도 있고 브래킷 형태로 되어 건물의 상단에서 스크러버 본체(10)를 지지할 수도 있다.

스크러버 본체(10)의 내부에는 폐가스를 처리하는 처리공간부(10a)가 형성되어 있다. 스크러버 본체(10)의 규모가 커져서 처리공간부(10a)를 크게 확보할 수 있다면 좀 더 많은 양의 폐가스를 시속하게 처리할 수 있을 것이다.

본 실시예에서 스크러버 본체(10)는 그 위치에 따라 메인부(11), 메인부(11)의 직경보다 좁은 네크부(12)와 메인부(11) 및 네크부(12)를 연결하는 경사부(13)로 이루어져 있다. 하지만 이는 하나의 실시예에 불과할 뿐 경사부(13)와 네크부(12) 없이 원기둥 타입으로 스크러버 본체(10)를 축조할 수도 있다.

메인부(11)의 옆부분에는 폐가스가 유입되는 유입부(11a)가 형성되어 있다. 그리고 네크부(12)의 상단에는 처리공간부(10a)에서 처리 완료되어 정화된 가스(공기)가 배출되는 배출부(12a)가 형성되어 있다. 도 1을 보면 알 수 있듯이, 폐가스는 하부로부터 상측으로 부상하면서 정화 처리된다. 따라서 유입부(11a)는 메인부(11) 중에서도 하부 영역에 형성되어 있다.

오존수 살포부(20)의 요부, 즉 오존수 내부관(21), 오존수 살포노즐(22)은 메인부(11) 내에 배치되어 있다. 물론, 다른 실시예에서 이들은 네크부(12)나 경사부(13) 내에 마련되어도 무방하다. 오존수 살포부(20)는 폐가스를 향해 오존수를 살포하여 폐가스를 정화 처리하는 기능을 한다.

한편, 본 실시예의 습식 스크러버(1)가 오존수를 이용하고 있는 바, 오존수를 발생시키기 위한 별도의 오존수 발생장치가 스크러버(1)에 연결되어 있다.

오존수를 만드는 방법은 물 밖에서 오존 가스를 만든 후, 이를 물에 용해시키는 방법과 물 속에서 바로 오존을 발생시키는 방법이 있는데 각 방법에 따른 장치들이 이미 널리 공지되어 있다. 따라서 본 실시예의 경우, 공지된 어떠한 방법의 장치를 사용하더라도 관계없다.

오존수 살포부(20)는 오존수 내부관(21), 오존수 살포노즐(22), 오존수 발생장치(23), 오존공급관(23a,)오존수 외부관(24), 그리고 개폐밸브(25)를 포함한다.

오존수 내부관(21)은 스크러버 본체(10), 보다 구체적으로는 메인부(11)의 처리공간부(10a)에 가로방향으로 배치된다. 높은 효율을 위해서는 한 높이에서 수평방향으로 여러 개, 즉 여러 층으로 설치되는 것이 좋으며, 동심원의 형태로 배열될 수도 있다. 도 1은 오존수 내부관(21)이 2단으로 설치된 실시예에 대한 것이다.

또한 오존수 내부관(21)은 높이방향으로 상호 이격되게 여러 개 마련될 수 있다. 도 1과 같이, 높이방향으로 다수개의 오존수 내부관(21)을 배치하면 보다 많은 수의 오존수 살포노즐(22)을 장착할 수 있어 폐가스 처리 효율이 높아지는 이점이 있다.

오존수 살포노즐(22)은 오존수 내부관(21)의 길이방향을 따라 오존수 내부관(21)에 여러 개 설치되어 해당 위치에서 부상하는 폐가스를 향해 오존수를 살포한다. 도 1과 같을 경우, 부상하는 폐가스는 여러 번 오존수에 의해 샤워(shower)될 수 있다. 따라서 처리 효율이 높아진다. 오존수 살포노즐(22)의 단부는 방사상으로 확장되어 오존수가 넓게 퍼지면서 살포될 수 있는 구조를 갖으며 오존 공급관(23a)를 통해 세정액을 오존수화한다

오존수 외부관(24)은 오존수 발생장치(23)에 의해 공급되는 오존수를 오존수 내부관(21)으로 전달한다. 그리고 개폐밸브(25)는 오존수 외부관(24)에 마련되어 오존수의 흐름을 선택적으로 개폐하는 역할을 한다. 개폐밸브(25)는 기계식이나 혹은 전자식 솔레노이드 밸브 중 어떠한 것이 적용되어도 좋으며, 제어부가 있어 온오프(on/off) 동작이 제어된다면 편리할 수 있을 것이다.

접촉식 폐가스처리부(30)는 메인부(11)의 내부에 높이방향을 따라 다수 설치되어 있으며, 폐가스 처리용 흡착부(31)와 필터(32,33)로 이루어져 있다. 폐가스 처리용 흡착부(31)는 예를 들어 활성탄으로 이루어진다. 필터(32,33)로는 폐가스 내의 불순물이나 오염물질을 제거하거나 악취를 제거하기 위한 어떠한 종류의 필터(32, 33)를 사용하더라도 무방하다.

그리고 스크러버(1)의 네크부(12) 영역에는 집진부(35)가 형성되어 있다. 집진부(35)는 전기식이나 화학식의 구성일 수도 있고 단순히 다공성 미세재료를 여러 층 겹 배치한 것일 수도 있다.

전술한 구성을 갖는 습식 스크러버(1)를 통해 폐가스가 정화 처리되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

공장 등에서 발생된 폐가스가 유입부(11a)를 통해 스크러버 본체(10) 내의 처리공간부(10a)로 유입된다. 유입된 폐가스는 스크러버 본체(10)의 네크부(12)를 향해 상측으로 부상한다.

부상하는 도중, 폐가스는 접촉식 폐가스처리부(30)의 필터(32)에 의해 필터링되고 흡착부(31)에 의해 활성화된다. 이와 동시에 오존수 살포부(20)가 동작한다. 즉 오존수 발생장치(23)에서 제공된 오존수가 오존수 외부관(24)을 통해 오존수 내부관(21)으로 공급된다. 그런 다음, 각 오존수 내부관(21)에 장착된 다수개의 오존수 살포노즐(22)을 통해 넓게 퍼지면서 오존수가 살포된다.

이에, 접촉식 폐가스처리부(30)를 통과한 폐가스는 다시, 살포되는 오존수에 의해 샤워되어 정화 처리된다. 폐가스가 배출되기 까지 이러한 과정은 반복되며, 오존수에 의해 정화 처리된 후에는 다시, 필터(33)에 의해 필터링된다. 그리고는 네크부(12)의 내부를 지나면서 집진부(35)에 의해 집진된 후, 배출부(12a)를 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.

이러한 구조를 갖는 본 고안의 습식 스크러버(1)에 의하면, 오존수를 이용하여 공장 등에서 발생하는 폐가스를 처리할 수 있도록 함으로써 기존의 화학약품 처리 방식에 비해 처리 효율을 높일 수 있다. 한편 화학약품 처리와 병행해서 사용할 수도 있는 바, 이 경우 소모되는 약품의 양을 대폭 줄이면서, 처리 효율을 더욱 높일 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명하였으나, 본 고안이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 변형예를 실시할 수 있다. 따라서 본 고안의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 오존수를 이용하여 폐가스를 처리함으로써 기존의 화학약품 처리 방식에 비해 처리 효율을 높일 수 있다. 또 화학약품을 사용하지 않거나 적게 사용할 수 있어, 설비 사용 비용을 줄일 수 있다.

뿐만 아니라 오존수 살포를 위한 정도의 구성만을 기존의 설비에 추가하면 되기 때문에 종래 설비에도 쉽게 설치 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 폐가스 유입을 위해 하부에 형성되는 유입부, 상기 폐가스의 처리를 위한 처리공간부, 및 처리 완료된 가스의 배출을 위해 상부에 형성되는 배출부를 포함하는 스크러버 본체;

   상기 스크러버 본체 내의 처리공간부에 설치되며, 폐가스를 향해 오존수를 살포하여 상기 폐가스를 정화 처리하기 위한 오존수 살포부;

   상기 오존수 살포부에 오존수를 공급하기 위한 오존수 발생장치; 및

   상기 처리공간 내에 설치되며, 상승하는 폐가스와 접하여 폐가스를 정화 처리하는 접촉식 폐가스처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오존수 살포부가,

   상기 스크러버 본체 내 처리공간부의 소정 위치에 가로방향으로 배치되는 오존수 내부관; 및

   상기 오존수 내부관에 다수 설치되어, 부상하는 폐가스를 향해 오존수를 살포하는 오존수 살포노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.
3. 제2항에 있어서,

   상기 오존수 내부관이, 상기 스크러버 본체 내 처리공간부의 높이 방향으로 이격되어 둘 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오존수 살포노즐로부터 방출된 오존수를 재사용하기 위해 회수하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 오존수를 이용한 습식 스크러버.

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