KR200425748Y1 - 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충돌식 스크러버의 다공판상에 형성된 통공이 상부로 일정 높이로 돌출 형성되게 하여 다공판상에 수막층이 균일하게 형성되게 해 각각의 통공을 통과하는 가스의 통과유속 및 압력 감소를 일정하게 함으로써, 일정 높이의 비산 수막층을 형성하게 하여 비산 수막층 액적 입자크기를 축소시키도록 구성한 것이다.

유인팬에 의해 오염된 가스를 스크러버 내부로 유입되게 하는 가스 인입구; 순환펌프에 의해 순환되는 세정액을 다공판에 공급하는 웨어부; 다수 개의 통공을 형성하여 오염된 가스가 통공을 통해 수막층을 통과하면서 오염물질을 제거하는 다공판; 상기 다공판을 통과한 공기와 함께 발생한 미스트를 제거하는 디미스터; 정화된 공기를 대기 중으로 배기하는 배기구;로 이루어지는 충돌식 스크러버에 있어서, 일정한 공간을 형성하여 세정액이 집수되는 상기 웨어부의 세정액토출부에 균일한 표면장력이 형성되도록 유도부를 형성하고, 상기 다공판과 일체로 구성되며, 상기 유도부에 의해 균일하게 공급되는 세정액이 다공판 상부에서 일정하고 균일한 수막층이 생성될 수 있도록 상기 통공의 가장자리를 상측으로 돌출되게 수막층 생성부를 형성하는 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조에 관한 것이다.

스크러버, 다공판, 수막층, 웨어, 통공

Description

충돌식 스크러버의 수막층 생성구조{Water layer generating structure of impinjet scrubber}

도1은 종래의 충돌식 스크러버의 전체 개략도

도2는 종래의 충돌식 스크러버의 다공판을 도시한 단면도

도3은 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버의 전체 개략도

도4는 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버의 다공판을 도시한 사시도

도5는 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버의 다공판을 도시한 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1. 충돌식 스크러버 10. 웨어부

11. 세정액 토출부 11a. 유도부

12. 세정액 공급관 13. 세정액 순환펌프

20. 다공판 21. 통공

22. 수막층생성부 30. 가스인입구

31. 유인팬 40. 디미스터

50. 배기구

본 고안은 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충돌식 스크러버의 다공판상에 형성된 통공이 상부로 일정 높이로 돌출 형성되게 하여 다공판상에 수막층이 균일하게 형성되게 해 각각의 통공을 통과하는 가스의 통과유속 및 압력 감소를 일정하게 하고, 이로 인해 충돌식 스크러버의 핵심요체인 일정 높이의 비산 수막층을 형성하게 하여 비산 수막층 액적 입자크기를 축소시킴으로써, 오염된 가스와의 접촉면적을 넓혀 오염물질의 제거효율을 향상하도록 구성된 충돌식 스크러버의 다공판 구조에 관한 것이다.

산업의 급속한 발전으로 대기 오염물질도 다양화되면서 배출되는 대기 오염물질의 처리를 위하여 여러 종류의 방지시설을 설치하여 다양한 대기 오염물질을 제거하고 있으나, 방지시설의 증가는 오염물질을 제거하기 위한 방지시설의 설치비 및 운영비를 급격하게 증가시키면서 생산제품의 가격상승으로 이어지고 산업 경쟁력을 크게 약화시키게 되어 최근에는 여러 종류의 방지시설 기능을 가진 하나 또는 두 개의 방지시설을 연계시켜 운영함으로써 다양한 대기 오염물질, 즉 분진, 가스, 흄, 악취 등을 동시 처리하는 기술을 개발하고 있는 실정이다.

대기오염 방지시설물은 기체 속에 부유하고 있는 유해가스나 고체 또는 액체의 미립자를 모아 제거하는 장치로서, 종래에는 보일러의 연도 가스 속에 함유된 재의 미립자를 제거하는데 주로 사용했으며, 현재에는 공장의 굴뚝에서 나오는 매연과 그 밖의 미립자를 막기 위해 대부분 공장의 굴뚝에 적용되고 있으며, 집진의 방법으로 중력에 의한 방식, 여과에 의한 방식, 관성 및 원심력에 의한 방식, 음파 에 의한 방식, 세정에 의한 방식 등이 있는데, 특히 세정에 의한 집진기를 스크러버(scrubber)라 한다.

상기 스크러버는 화학장치 및 대기오염방지시설 등에 광범위하게 사용되는 시설로 스크러버 내에서 기액접촉을 통해 가스 흡수 및 분진 제거 등이 이루어지며, 이러한 습식 스크러버는 구조에 따라 여러 종류가 있는데, 상기 스크러버의 종류는 본체 내에 충진물을 넣어 충진물 표면에 물이 흐르면서 물로 가스를 흡수하도록 되어 있는 충전탑, 증류공정에서 많이 사용되는 여러단 위에 버블캡을 설치하여 버블캡 주위에 형성된 물층으로 버블캡을 통해 가스를 통과시켜 가스를 흡수하는 버블캡 트레이식 스크러버, 본체 내에 수평으로 여러단의 다공판을 설치하고, 다공판 위에 물층을 형성한 후, 다공판 구멍을 통해 가스가 물층을 통과하면서 기액 접촉에 의해 가스를 흡수하는 충돌식 스크러버 등이 있다.

상기 충돌식 스크러버는 화학장치에서 사용하기 위해 개발된 것으로, 지금은 화학장치 뿐만 아니라 수용성 유해가스, 악취 및 분진 등을 제거하는 대기오염방지장치로 많이 활용되고 있는 실정인데, 종래의 충돌식 스크러버를 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이 유인팬에 의해 스크러버 입구로 유입된 가스는 여러단의 다공판에 뚫려 있는 다수 개의 통공으로 들어가고, 이 때 순환펌프에 의해 다공판 위로 공급된 물은 일정한 두께의 수막층을 형성하고, 이 곳으로 가스가 통과하게 되며 이 과정에서 수 많은 기포가 발생하고, 수 많은 기포의 넓은 기액 접촉면에 의해 가스상 물질의 경우 농도차에 의한 분자확산으로 물로 흡수되며, 분진 및 미스트(미세한 액적) 등의 입자상 물질의 경우에는 충돌 및 확산에 의해 물에 부착되어 제거하는 원리의 기술이다.

급격한 기액접촉 후에 비산 수막층을 통과하는 공기 중의 다량의 미스트는 디미스터에서 제거되어 최종적으로 정화된 공기를 스크러버 출구를 통해 대기 중으로 배출하게 된다.

상기 종래의 충돌식 스크러버의 경우 다공판 위에 형성된 수막층은 다수 개의 통공을 통과하는 기류가 수많은 기포를 형성함으로써 오염물질을 제거하는 원리이지만 다공판 상부에 균일한 높이의 수막층 형성이 어렵다.

따라서 수막층 높이가 불균일한 현상 때문에 통공을 통과하면서 각기 다른 통과유속 및 압력감소가 발생하게 되고, 이에 따라 도2에 도시된 바와 같이 비산 수막층이 불균일하게 되고, 액적 입경이 커지는 현상이 발생되고, 기액 접촉면적이 상대적으로 감소하여 효율이 저하되는 현상을 초래했다.

또한, 웨어에 의해 다공판상에 세정액이 공급되는 경우 다공판상에 형성된 통공으로 국부적으로 많은 양의 세정액이 하부로 떨어지게 되고(일반 스크러버의 채널링 현상), 웨어의 상측 표면이 균일하지 않아 표면장력의 차이가 발생하는 경우 상기 다공판상에 세정액이 균일하게 분포되지 못하게 되어 공기 중에 함유된 오염물질의 제거 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 충돌식 스크러버 내부로 유입된 오염된 가스를 정화시키기 위한 다공판상에 수막층이 골고루 균일하게 분포되어 형성될 수 있도록 함으로써, 공기 중에 함유된 오염물질의 제거 효율성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 유인팬에 의해 오염된 가스를 스크러버 내부로 유입되게 하는 가스 인입구; 순환펌프에 의해 순환되는 세정액을 다공판에 공급하는 웨어부; 다수 개의 통공을 형성하여 오염된 가스가 통공을 통과하면서 수막층을 통과하면서 수많은 액적과의 접촉을 통해 흡수, 충돌, 확산과정을 거치면서 오염물질을 제거하는 다공판; 상기 다공판을 통과한 공기와 함께 발생한 미스트를 제거하는 디미스터; 정화된 공기를 대기 중으로 배기하는 배기구;로 이루어지는 충돌식 스크러버에 있어서, 일정한 공간을 형성하여 세정액이 집수되는 상기 웨어부의 세정액토출부에 균일한 표면장력이 형성되도록 유도부를 형성하고, 상기 다공판과 일체로 구성되며, 상기 유도부에 의해 균일하게 공급되는 세정액이 다공판 상부에서 일정하고 균일한 수막이 생성될 수 있도록 상기 통공의 가장자리를 상측으로 돌출되게 수막층생성부를 형성하게 되는 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조를 구현하고자 한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버(1)의 수막층 생성구조에 대하여 상세히 설명한다.

도3은 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버(1)의 전체 개략도이고, 도4는 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버(1)의 다공판(20)을 도시한 사시도이고, 도5는 본 고안에 적용되는 충돌식 스크러버(1)의 다공판(20)을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이 유인팬(31)에 의해 오염된 가스가 가스 주입구(30)를 통해 충돌식 스크러버(1) 내부로 유입되어 다공판(20)상에 형성된 다수 개의 통공(21)을 통과하게 되는데, 이 때 세정액 순환펌프(13)에 의해 순환되는 세정액이 웨어부(10)에 의해 다공판(20)상에 일정 높이의 수막층이 균일하게 분포되게 하고, 상기 다공판(20)상에 형성된 균일한 수막층을 오염된 가스가 통과하면서 수 많은 기포를 발생하게 되어 분진의 포집 효율성을 향상시키도록 하고, 상기 다공판(20)상의 균일한 수막층을 통과하면서 배출되는 미스트는 디미스터(40)에서 제거되게 한 후, 오염물질이 제거된 정화된 공기는 배기구(50)를 통해 대기 중으로 배기되게 구성한다.

본 고안에 의해 구성된 충돌식 스크러버(1)는 순환펌프(13)에 의해 순환되는 세정액이 세정액 공급관(12)을 통해 웨어부(10)에 공급되고, 웨어부(10)에 의해 다수 개의 통공(21)이 형성된 다공판(20)상에 세정액에 의해 균일하게 수막층이 형성되도록 하는 것과 각 통공(21)의 가장자리에 수막층 생성부(22)를 형성하여 다공판(20) 상부에 균일한 수막층의 형성을 도모하는 것을 요지로 하는 것으로, 아래에서는 다공판(20)상에 균일한 수막층이 형성되게 하는 구성에 대해서 상세히 살펴보도록 한다.

도3에 도시된 바와 같이 세정액 순환펌프(13)에 의해 순환되는 세정액이 세정액 공급관(12)을 통해 웨어부(10)에 공급되고, 상기 웨어부(10)는 공급된 세정액이 일정량 집수될 수 있도록 일정 크기의 공간을 형성하도록 하고, 상기 웨어부(10)에 집수된 세정액이 다공판(20) 상측에 일정 두께의 수막층을 분포하기 위해 흘러 넘치게 될 때, 웨어부(10)의 상측 부위에 세정액 토출부(11)를 형성하되, 상 기 세정액 토출부에 균일한 표면장력이 형성되게 유도부(11a)를 형성하여 동일한 양의 세정액이 다공판(20) 상부로 유입될 수 있도록 함으로써, 상기 웨어부(10)의 상측 부위의 상이한 표면장력에 의해 불균일하게 세정액이 다공판(20)의 상측에 유입되는 것을 방지하도록 한다.

상기 웨어부(10)의 상측에 형성된 세정액 토출부(11)의 유도부(11a)를 통해 다공판(20) 상측에 세정액이 공급되어 균일한 수막층을 형성하기 위해 상기 다공판(20)에 형성된 통공(21)의 가장자리를 상측으로 일정 높이 돌출되게 형성한 수막층 생성부(22)를 형성하여 상기 웨어(10)에 의해 공급되는 세정액이 수막층 생성부(22)의 돌출된 높이 만큼 1차적으로 수막층이 형성되도록 하여 각 통공(21)으로 하여금 세정액이 균일하고 일정하게 낙하되도록 하면서 전체적으로 수막층이 수막층 생성부의 높이 이상으로 균일하게 형성되게 함으로써, 통공(21)을 통해 통과되는 오염된 가스가 동일한 통과 유속 및 압력이 발생하게 되어 기액 접촉면적을 최대화하여 분진의 포집 효과가 향상될 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 고안의 일실시례에 의해 구성된 충돌식 스크러버(1)의 수막층 생성구조에 의해 작용되는 과정을 상세히 설명한다.

유인팬(31)에 의해 오염된 가스는 가스 주입구(30)를 통해 충돌식 스크러버(1)의 내부로 유입되어 여러단으로 형성된 다공판(20)에 형성된 통공(21)을 통과하게 되는데, 상기 다공판(20)에 형성된 통공(21)을 통과하게 되는 오염된 가스가 다공판(20)상에 형성된 수막층을 통과하여 충돌판에 세정액과 함께 충돌하면서 기포(액적)가 발생되어 기액 접촉에 의해 분진 및 기타 물질의 포집 및 제거 효과를 최대화시키도록 하기 위해서 상기 다공판(20)상에 형성되는 수막층이 균일하게 골고루 분포시키도록 한다.

이를 위해서 세정액 순환펌프(13)에 의해 순환되는 세정액이 세정액 공급관(12)을 통해 웨어부(10)에 공급되고, 상기 웨어부(10)에 일정량의 집수된 세정액은 웨어부(10)의 상측에 형성된 세정액 토출부(11)의 유도부(11a)에 의해 다공판(20)에 골고루 유입되도록 하며, 상기 다공판(20)에 유입되는 세정액은 다공판(20)에 형성된 통공(21)의 수막층 생성부(22)의 높이까지 1차적으로 수막층을 형성하게 되어 각 통공(21)으로 하여금 세정액이 균일하고 일정하게 낙하되도록 하면서 전체적으로 수막층이 수막층 생성부의 높이 이상으로 균일하게 형성되게 하고, 상기 통공(21)을 통해 통과되는 오염된 가스는 동일한 통과 유속 및 압력이 발생하게 되어 기액 접촉면적을 최대화할 수 있도록 함으로써, 오염된 가스와 균일한 두께로 형성된 수막층과의 접촉이 골고루 이루어져 오염된 가스가 세정액과의 접촉없이 대기 중으로 배기되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 다공판(20)을 통과한 공기는 다량의 미스트와 함께 상부로 배기되는데, 이 때 미스트는 디미스터(40)에 의해 제거되며, 상기 디미스터(40)를 통과하여 정화된 공기는 배기구(50)를 통해 대기 중으로 배기되도록 한다.

이상과 같이 본 고안은 충돌식 스크러버(1)의 내부로 유입된 오염된 공기가 세정액과의 접촉을 통해 정화될 때, 다공판(20)상에 형성된 수막층 생성부의 높이 이상으로 균일한 높이의 수막층을 형성하도록 하여 오염된 공기와 더 작고 더 많은 세정액적과의 접촉이 균일하게 이루어도록 한 실용적인 고안으로, 이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 고안은 충돌식 스크러버에 유입된 오염된 가스가 다공판을 통과할 때, 다공판상에 형성되는 수막층을 균일하게 분포되게 형성하여 오염된 가스와 균일하게 분포된 수막층과의 접촉이 골고루 이루어져 분진의 포집 효율성을 최대화할 수 있으며, 그에 따라 스크러버 본체를 소형화할 수 있으며, 같은 체적의 스크러버일 경우 대용량의 처리가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유인팬에 의해 오염된 가스를 스크러버 내부로 유입되게 하는 가스 인입구; 순환펌프에 의해 순환되는 세정액을 다공판에 공급하는 웨어부; 다수 개의 통공을 형성하여 오염된 가스가 통공을 통해 수막층을 통과하면서 수많은 액적과의 접촉을 통해 흡수, 충돌, 확산과정을 거치면서 오염물질을 제거하는 다공판; 상기 다공판을 통과한 공기와 함께 발생한 미스트를 제거하는 디미스터; 정화된 공기를 대기 중으로 배기하는 배기구;로 이루어지는 충돌식 스크러버에 있어서,

   일정한 공간을 형성하여 세정액이 집수되는 상기 웨어부의 세정액토출부에 균일한 표면장력이 형성되도록 유도부를 형성하고, 상기 다공판과 일체로 구성되며, 상기 유도부에 의해 균일하게 공급되는 세정액이 다공판 상부에서 일정하고 균일한 수막층이 생성될 수 있도록 상기 통공의 가장자리를 상측으로 돌출되게 수막층 생성부를 형성되게 한 것을 특징으로 하는 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조.

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