KR20050047045A - Hybrid processing method for deodorization and the system therefor adopted real-time controller - Google Patents

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KR20050047045A
KR20050047045A KR1020050029064A KR20050029064A KR20050047045A KR 20050047045 A KR20050047045 A KR 20050047045A KR 1020050029064 A KR1020050029064 A KR 1020050029064A KR 20050029064 A KR20050029064 A KR 20050029064A KR 20050047045 A KR20050047045 A KR 20050047045A
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우광재
이재광
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주식회사 과학기술분석센타
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Abstract

본 발명은 선택성 흡착반응과 광분해 반응을 상호 보완성을 유지하도록 결합시킨 하이브리드식 악취 정화처리방법 및 그에 따른 시스템(100)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 악취포집수단(10)과 송풍장치(13)에 의해 유입된 악취오염물질은 1차적으로 암모니아·메틸메르캅탄·황화수소·휘발성유기화합물(VOC)등을 선택적으로 흡착할 수 있는 선택성 흡착제에 의해 고농도로 흡착하여 제거하고, 흡착제에 미처 흡착되지 않았거나 농도구배 및 대기확산에 의해 흡착제로부터 탈착되어지는 악취오염물질은 2차적으로 광촉매/자외선의 광분해 반응구간에서 무해·무취가스로 완전 분해하는 친환경 하이브리드식 악취처리방법 및 그에 따른 시스템이다.The present invention relates to a hybrid odor purifying treatment method and a system 100 in which selective adsorption reaction and photolysis reaction are combined to maintain complementarity, and more particularly, odor collecting means 10 and blower apparatus 13. Odor contaminants introduced by) are adsorbed at high concentration by a selective adsorbent that can selectively adsorb ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, volatile organic compounds (VOC), etc. Odor pollutants which have not been removed or desorbed from the adsorbent by concentration gradient and atmospheric diffusion are secondarily environmentally friendly hybrid odor treatment methods and systems that completely decompose into harmless and odorless gases in photocatalytic / ultraviolet photolysis reaction zones.

본 발명의 악취처리방법은 악취가스에 대한 초기 반응속도가 우수한 흡착기술과 상대적으로 반응속도는 낮지만 악취제거능력이 지속적으로 우수한 광촉매 광분해기술을 접목한 복합기술로서, 선택성 흡착제는 전체 악취가스 부하변동에 완충역할을 하면서 광반응 구간에 의해 자체 재생능력이 부여된다.The odor treatment method of the present invention is a composite technology combining photocatalytic photolysis technology with excellent initial reaction rate to odor gas and relatively low odor but excellent odor removal ability. Self-renewal is provided by the photoreaction zone, buffering the variation.

본 발명은 하이브리드 반응 메카니즘을 더욱 향상시키고자 악취가스 감지를 위한 반도체식 악취센서가 악취처리시스템 전·후·내부에 각각 설치되어 실시간으로 정보를 수집할 수 있는 악취제어시스템이 제공됨으로써 전체 반응시스템을 최적화 시킨다.In order to further improve the hybrid reaction mechanism, the present invention provides a odor control system in which a semiconductor odor sensor for detecting odor gas is installed before, after, and inside the odor treatment system to collect information in real time. To optimize.

본 발명에 따르면, 단순한 광분해 또는 흡착 효과 방식이 아닌 신개념 연속식 흡착·탈착/광분해 하이브리드 공정방식을 이용하여 영구적으로 운전 가능하며, 반도체식 악취센서를 이용하여 운전에 필요한 에너지를 조절함으로써 에너지 절감형 시스템을 구축하며, 이로부터 악취가스의 농도나 처리용량 등 운전조작에 영향을 주는 인자들의 제한성을 상당히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 설비·조작에서도 장소 및 이동성 등의 제한을 상당 부분 완화시킴으로써 악취·VOC·부유세균 등을 비롯한 대기환경오염물질을 효율적으로 제거·분해할 수 있다.According to the present invention, it is possible to operate permanently using a new concept of continuous adsorption / desorption / photolysis hybrid processing method, rather than simple photolysis or adsorption effect method, and energy saving type by controlling energy required for operation using semiconductor odor sensor. By constructing the system, it is possible to considerably reduce the restriction of factors affecting the operation operation such as the concentration of odor gas and the treatment capacity, and also significantly alleviates the restrictions on location and mobility in facilities and operations. · Efficiently remove and decompose airborne pollutants including floating bacteria.

Description

하이브리드식 실시간 제어형 악취 정화처리방법 및 그 시스템{Hybrid processing method for deodorization and the system therefor adopted real-time controller}Hybrid processing method for deodorization and the system therefor adopted real-time controller

본 발명은 선택성 흡착반응과 광분해 반응을 상호 보완성을 지니도록 결합시킨 하이브리드식(Hybrid) 악취 정화처리방법 및 그에 따른 시스템(100)에 관한 것으로서,The present invention relates to a hybrid odor purifying treatment method and system 100 according to the combination of the selective adsorption reaction and the photolysis reaction to complement each other,

보다 상세하게는 악취포집수단(10)과 송풍장치(13)에 의해 유입된 악취오염물질은 1차적으로 암모니아·메틸메르캅탄·황화수소·휘발성유기화합물 등을 선택적으로 흡착할 수 있는 선택성 흡착제(16)(17)(18)(19)에 의해 고농도로 흡착하여 제거하고, 흡착제에 미처 흡착되지 않았거나 현격하게 형성된 농도구배에 의해 흡착제로부터 물리적으로 탈착되어지는 악취오염물질은 2차적으로 광촉매/자외선의 광분해 반응구간(2)에서 무해·무취가스로 완전 분해하는 친환경 하이브리드식 악취처리방법 및 그에 따른 시스템(100)이다.More specifically, the malodor pollutant introduced by the malodor collecting means 10 and the blower 13 is primarily a selective adsorbent capable of selectively adsorbing ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, volatile organic compounds, and the like (16). (17) (18) (19) are adsorbed and removed at high concentrations, and odor pollutants that are physically desorbed from the adsorbent due to the concentration gradient that has not been adsorbed by the adsorbent or are sharply formed are secondary to photocatalyst / ultraviolet rays. It is an environmentally friendly hybrid odor treatment method and system 100 that completely decomposes into a harmless and odorless gas in the photolysis reaction section (2).

본 발명은 악취제어수단인 반도체식 악취센서(25)가 악취제거시스템(100) 전·후·반응기내부에 제공되어 실시간으로 운전변수 정보를 수집·분석하여 미리 구성된 제어프로그램에 의해 악취제거시스템을 최적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the semiconductor odor sensor 25, which is a odor control means, is provided inside, before, and after the odor removal system 100, and collects and analyzes operating variable information in real time, and uses the preconfigured control program. It is characterized by optimal control.

최근 선진국의 환경무역 규제강화에 따라 환경기술이 21세기 국가 경쟁력의 핵심요소가 되고 있으며, 이에 대응한 선진 환경기술의 개발 및 상업화가 어느 때보다 중요해지고 있다. 또한 지구환경보호를 위한 국제적 압력과 국가별 환경규제 강화로 향후 수십년간은 환경시장이 급부상할 것으로 전망된다.Recently, with advanced environmental regulations in advanced countries, environmental technology has become a key element of national competitiveness in the 21st century, and the development and commercialization of advanced environmental technology in response to this is becoming more important than ever. In addition, due to international pressures to protect the environment and strengthening environmental regulations by country, the environmental market is expected to rise rapidly in the coming decades.

본 발명은 환경분야 중에서 대기환경부문, 특히 악취저감부문으로 산업체 및 생활환경 등에서 배출되는 악취오염물질을 제거처리하고 악취제거시스템이 최적으로 운전되도록 하는 악취제어기술에 관한 것이다.The present invention relates to an odor control technology for removing odor pollutants discharged from industrial and living environments, such as the odor reduction section, among the environmental fields, and to operate the odor removal system optimally.

산업체 등에서 악취를 제거하기 위하여 현재 적용하고 있는 악취제거기술은 물리·화학적 처리방식과 생물학적 처리방식으로 크게 구분할 수 있으며, 모든 악취를 완전하게 처리한다고 말하기는 어려우며 대개의 경우는 운영비가 적게 소요되는 하나의 악취제어기술을 이용하는 단독처리방식을 선호하고 있다. 그러나 실제로 악취제거시스템을 운영하는 경우, 악취배출시설 및 방지시설의 운전조건에 따라 악취가스량이나 농도, 조성성분 등이 변화하는 경우가 많으므로 단독처리방식만으로 만족할 만한 악취제거효과를 달성하기 위해서는 장치의 거대화는 불가피한 현실이다. 또한 만족할 만한 처리효과를 얻지 못하는 경우가 대부분이기 때문에 두 가지 이상의 악취제거기술을 조합한 복합기술을 적용하여 안정적인 악취제거효과를 얻기 위한 노력이 일본 등의 선진국에서 다양하게 진행되고 있다.The odor removal technology currently applied to remove odors in industry can be largely divided into physical and chemical treatment methods and biological treatment methods, and it is difficult to say that all odors are completely processed, and in general, they require a low operating cost. The single treatment method using the odor control technique is preferred. However, when operating the odor removal system, the amount of odor gas, concentration, and composition are often changed depending on the operating conditions of the odor discharge facility and prevention facility. Enormous reality is an inevitable reality. In addition, since most cases do not obtain satisfactory treatment effects, efforts are being made in advanced countries such as Japan to achieve a stable odor removal effect by applying a combination of two or more odor removal technologies.

또한 기존의 악취제거시스템 및 복합기술 등은 시설비, 유지관리비용 등이 많이 소요되기 때문에 경제적으로 열악한 국내의 산업체 등에서 악취제거시스템을 구축하거나 체계적으로 관리하기에는 한계가 있다. 따라서 국내의 산업체 여건에 적합한 새로운 악취제거시스템 개발의 필요성은 증대되고 있다.In addition, since the existing odor removal system and complex technology require a lot of facility cost and maintenance cost, there is a limit in establishing or systematically managing the odor removal system in economically poor domestic industries. Therefore, the necessity of developing a new odor removal system suitable for domestic industrial conditions is increasing.

악취물질을 제거할 수 있는 탈취기술을 분류하면 크게 물리적, 화학적 그리고 생물학적 처리방법으로 구분할 수 있으며, 표 1에 관련 기술을 분류하고 세부기술을 나타내었다. 이들 기술 가운데 악취발생원에서 배출되는 악취성분의 조성 및 농도, 온도, 풍량, 습도, 작업시간, 공정변화, 작업동선, 설치면적, 2차 오염물질, 사용연료 등 각종 데이터를 종합적으로 검토하여 가장 경제적이고 효과적인 악취제거시스템을 선정하게 된다.The classification of deodorization technology that can remove odorous substances can be largely classified into physical, chemical and biological treatment methods, and the related technologies are classified and detailed in Table 1. Among these technologies, it is the most economical by comprehensively reviewing various data such as composition, concentration, temperature, air volume, humidity, working time, process change, working route, installation area, secondary pollutant, and fuel used in the odor generation. Select an effective and effective odor removal system.

표 1에 나타난 악취제거기술 이외에 악취물질의 은폐, 분리, 파괴 기술 등으로 구분이 가능하나, 은폐 및 분리 기술은 궁극적으로 악취물질의 처리라고 보기에는 다소 무리가 있다.In addition to the odor removal techniques shown in Table 1, it can be classified into concealment, separation, and destruction techniques of odorous substances, but concealment and separation techniques are somewhat unreasonable as ultimately treatment of odorous substances.

[표 1]TABLE 1

국·내외 주요 악취제거 기술현황을 살펴보면 다음과 같다.The major odor removal technologies at home and abroad are as follows.

바이오필터의 경우는 저농도 고풍량에 적합하고, 미생물을 이용하기 때문에 운전비가 낮고 2차오염이 없는 장점이 있다. 그러나 고온, 고농도의 가스처리에는 한계가 있으며 미생물의 성장이 어려운 환경, 즉 온도, 습도 등에 따라 제한을 많이 받게 된다. 반면 연소법의 경우는 고온, 고농도 조건에서 적용이 가능하나, 바이오필터와 비교해 상대적으로 높은 초기투자비용이 소요된다. 또한 처리가스의 농도가 저농도이거나 간헐적으로 발생할 경우에는 바이오필터 등의 기술에 비해 경제성이 많이 떨어지는 단점이 있다.The biofilter is suitable for low concentration and high air volume, and has a merit of low operating cost and no secondary pollution since it uses microorganisms. However, there is a limit to the high temperature and high concentration of gas treatment, and the microorganisms are difficult to grow, which is subject to many limitations depending on the environment. On the other hand, the combustion method can be applied at high temperature and high concentration, but requires a relatively high initial investment cost compared to biofilters. In addition, when the concentration of the processing gas is low concentration or intermittent, there is a disadvantage in that the economic efficiency is much lower than the technology such as biofilters.

또한 토양탈취시스템도 장비가 간단하며 낮은 초기투자비가 소요되긴 하지만, 설치면적이 넓게 요구되며 고농도, 고온 가스처리에 부적합한 등의 장점과 단점을 동시에 갖고 있다.The soil deodorization system also has the advantages and disadvantages of simple equipment and low initial investment cost but wide installation area and unsuitable for high concentration and high temperature gas treatment.

최근 현장에서 가장 많이 이용되는 방법으로는 축열식연소법 및 촉매연소법 그리고 바이오필터 등의 악취제어기술이다. 기존에는 활성탄 등을 이용한 흡착법이 가장 많이 사용되었으나, 활성탄과 같은 흡착제의 교체 비용이 높아 점차 그 이용이 감소하였다. 이후에는 운영 관리 측면에서 간편한 직접연소법의 이용이 증가하여 많은 현장에서 적용되었고, 직접연소법의 열효율을 높인 축열식연소법과 촉매연소법도 각광을 받기도 하였다. 그러나 촉매연소법의 경우 촉매독에 따른 과다한 촉매교체 비용으로 인해 그 이용이 감소하고 있는 추세이다. 이는 촉매독에 대한 저항성이 있는 촉매기술이 아직까지 현장의 신뢰를 얻지 못하고 있기 때문인 것으로 판단된다.Recently, the most commonly used methods are odor control technologies such as regenerative combustion, catalytic combustion, and biofilters. In the past, the adsorption method using activated carbon was most frequently used, but the use of adsorbents such as activated carbon was gradually reduced due to the high replacement cost. Since then, the use of simple direct combustion method has been applied in many sites in terms of operation management, and the regenerative combustion method and catalytic combustion method, which have improved the thermal efficiency of the direct combustion method, have also been in the spotlight. However, in the catalytic combustion method, the use of the catalyst is decreasing due to the excessive cost of catalyst replacement. This is because the catalyst technology resistant to catalyst poison has not yet gained the trust of the field.

상기의 악취제거방법 문제점을 해결하려는 시도로 광촉매 광산화반응 및/또는 흡착성 광촉매 필터를 이용하는 방법 등이 발명되고 있는데,In an attempt to solve the problem of the odor removal method, a photocatalyst photocatalytic reaction and / or a method using an adsorptive photocatalyst filter have been invented.

이러한 기술 중 대한민국특허등록 제0478803호는 유동화 광촉매 담체와 자외선 램프의 광촉매 광반응을 이용한 악취를 비롯한 공기정화처리방법 및 그 장치에 대하여 기술하고 있으며, 대한민국특허공보 특2004-0102487호는 광촉매가 코팅된 담체를 이용한 유동층 광화학반응기 및 흡착성 광촉매 필터를 이용한 필름형 광화학반응기를 포함하는 공기정화장치 및 그의 용도에 관하여 기술하고 있다.Among these technologies, Korean Patent Registration No. 0478803 describes an air purification treatment method and apparatus including a odor using a photocatalytic photoreaction of a fluidized photocatalyst carrier and an ultraviolet lamp, and Korean Patent Publication No. 2004-0102487 discloses a photocatalyst coating. An air purifying apparatus including a fluidized bed photochemical reactor using a supported carrier and a film type photochemical reactor using an adsorptive photocatalyst filter and a use thereof are described.

상기에서 서술하였듯이 현재 국내·외에 소개된 악취제거시스템 중에서 특정 기술이 가장 우수하다고 보기는 어려우며, 탈취 기술의 적용대상인 처리가스의 농도, 온도, 풍량 등을 종합적으로 분석하여 현장 환경에 가장 적절한 악취제거기술을 선택하는 것이 중요하다.As described above, it is difficult to consider that the specific technology is the best among the odor removal systems introduced at home and abroad, and it is possible to remove odor most appropriate to the site environment by comprehensively analyzing the concentration, temperature, and air volume of the processing gas that is applied to the deodorization technology It is important to choose a technique.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems according to the prior art,

본 발명의 목적은 선택성 흡착제와 광촉매 광분해 반응을 이용하여 대기중에 포함된 악취오염물질을 제거한 후 깨끗한 공기를 얻을 수 있도록 한 악취정화처리방법 및 그 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a odor purification treatment method and apparatus for removing odor pollutants contained in the atmosphere by using a selective adsorbent and photocatalytic photolysis reaction to obtain clean air.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템의 정화처리방법의 특징은,Characteristic of the purification method of the hybrid odor removing system according to the present invention for achieving the above object,

단순 단일 악취처리방법이 아닌, 부하변동이 극심하더라도 안정적으로 악취물질이 고효율로 처리되도록,Rather than a simple single odor treatment method, even if the load fluctuates severely, the odor material is stably processed at high efficiency.

고농도의 암모니아·메르캅탄·황화수소·VOC 등을 선택적으로 흡착할 수 있도록 하는 흡착방식과, 흡착방법에서 미처 제거하지 못한 악취오염물질과 고정흡착층으로부터 현격하게 형성된 농도구배에 의해 물리적으로 탈착되어지는 악취오염물질들을 무해·무취가스로 완전 분해시킬 수 있는 광촉매 광분해 방식의 고급산화법(Activated Oxidation Process)을 병합한 하이브리드식(Hybrid Type) 악취제거방법에 있어서,It is physically desorbed by adsorption method to selectively adsorb high concentrations of ammonia, mercaptan, hydrogen sulfide, VOC, and odor pollutant which could not be removed by adsorption method and concentration gradient formed sharply from fixed adsorption layer. In a hybrid type odor removal method incorporating an active oxidation process using a photocatalytic photolysis method capable of completely decomposing odor pollutants into a harmless and odorless gas,

반도체식 악취센서(25)가 악취제거시스템(100) 전·후·내부에 각각 구비되어 운전변수에 대한 정보를 수집하여 주제어수단(200)에 전송하게 되며, 이로부터 악취제어시스템을 최적으로 운전하게 할 뿐만 아니라 결함발생시 관리자에게 호출·경보수단(26) 또는 메시지를 전달하게 하는 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor odor sensor 25 is provided before, after, and inside the odor removal system 100 to collect information on operating variables and transmit the information to the main control means 200, thereby operating the odor control system optimally. It is characterized in that it provides a function to deliver a call, alarm means 26 or a message to the administrator when a defect occurs.

우선, 악취제거시스템(100)으로 유입된 부하변동의 가능성을 항시 내포하고 있는 고농도의 악취오염물질들은 선택성 흡착층(16)(17)(18)(19)에 의해 절반 이상 제거되게 되는데, 흡착공정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.First, high concentrations of odor pollutants, which always contain the possibility of load fluctuations introduced into the odor removal system 100, are removed by more than half by the selective adsorption layers 16, 17, 18 and 19. Looking at the process in detail as follows.

흡착공정에서 가스상태의 오염물질을 정화하기 위한 물질교환과정은 고체 상에서 실행되며, 이들 흡착 분자는 흡착표면적에 응축되거나 동력학적 에너지를 상실하게 됨으로써 발생되는 물리적인 힘(Van der Waals)이나 화학적 결합에 의해서 가스가 제거된다.In the adsorption process, the mass exchange process to purify gaseous contaminants is carried out in the solid phase, and these adsorption molecules are condensed on the adsorption surface or lose physical energy (Van der Waals) or chemical bonds generated by The gas is removed by

잘 알려진 두 가지 흡착 메카니즘에는 물리적 흡착 (Physical adsorption)과 화학적 흡착(Chemisorption)이 있다. 물리적 흡착은 가스분자의 고체에 대한 약한 결합력을 갖는다. 결합 에너지는 액체분자 사이의 인력과 비슷하다. 흡착과정은 발열 반응이며, 흡착열은 보통 흡착질의 증발열(Heat of vaporization) 보다는 약간 높다. 고체에 가스분자들을 끌어당기는 힘은 온도가 증가하거나 압력이 감소되면 쉽게 사라진다. 이러한 원리들은 흡착제를 재생시키는데 이용되고 있다.Two well known adsorption mechanisms are physical adsorption and chemical adsorption. Physical adsorption has a weak binding force to the solids of the gas molecules. The binding energy is similar to the attraction between liquid molecules. The adsorption process is exothermic and the heat of adsorption is usually slightly higher than the heat of vaporization of the adsorbate. The force that attracts gas molecules to the solid is easily lost when the temperature increases or the pressure decreases. These principles are used to regenerate adsorbents.

악취 가스처리를 위한 흡착법의 이용에 있어 가장 먼저 결정되어야 할 사항은 당연히 대상 흡착제(Adsorbent)의 선정이라 하겠다. 물론, 적절한 흡착제의 선정은 흡착제에 대한 제특성과 응용 가능성에 관하여 다양한 자료의 확보와 엔지니어의 판단이 선결되어야 하겠으며, 일차적으로 중요한 흡착제의 특성은 흡착제의 흡착 용량(Adsorption capacity)으로서 흡착등온선(Adsorption isotherm)이라 하겠다.In the use of the adsorption method for odor gas treatment, the first thing to be determined is, of course, the selection of the target adsorbent. Of course, the selection of the appropriate adsorbent should be determined by securing various data and the engineer's judgment regarding the characteristics and the applicability of the adsorbent.The first important characteristic of the adsorbent is the adsorption capacity of the adsorbent as the adsorption capacity. isotherm).

흡착용량에 가장 큰 영향을 미치는 인자들은 흡착제의 비표면적(Specific surface area), 세공의 크기 및 분포, 그리고 제거 또는 회수대상이 되는 악취가스와 사용 흡착제 표면간의 흡착 친화도(Adsorption affinity)이며 이러한 인자들은 대기중의 악취 농도와 조작 온도에 따라 그 영향이 달라지게 된다.The factors that most influence the adsorption capacity are the specific surface area of the adsorbent, the size and distribution of the pores, and the adsorption affinity between the malodorous gas to be removed or recovered and the surface of the adsorbent used. These effects will vary depending on the odor concentration in the atmosphere and the operating temperature.

다음으로 고려되어야 할 특성이 선택도(Selectivity)이다.The next property to be considered is Selectivity.

선택도에 미치는 인자는 세공의 크기 및 분포, 흡착제 표면의 성질이다. 특히 활성탄은 악취가스의 처리를 위해 현재 가장 많이 사용되는 흡착제로서, 활성탄의 세공크기 및 분포와 표면의 성질에 가장 영향을 주는 것은 활성탄의 원료물질과 그 제조과정에 있다.Factors affecting the selectivity are the size and distribution of the pores and the nature of the adsorbent surface. In particular, activated carbon is currently the most used adsorbent for the treatment of odor gas, and the most important influence on the pore size, distribution and surface properties of activated carbon is in the raw material of activated carbon and its manufacturing process.

한편, 흡착 속도도 흡착 공정에서 중요한 특성이 된다. 대부분 흡착 속도는 흡착제 표면에 형성되는 Film을 통한 이동 및 세공 내부에서 확산 과정이 지배한다. 따라서 흡착제의 크기, 유속 및 세공의 크기가 흡착 속도에 큰 영향을 미친다고 볼 수 있고, 실제 공정에 있어 흡착 용량보다 흡착 속도가 중요한 특성이 되는 경우가 많다.On the other hand, the adsorption rate also becomes an important characteristic in the adsorption process. Most of the adsorption rate is governed by the movement through the film formed on the adsorbent surface and the diffusion process inside the pores. Therefore, it can be said that the size of the adsorbent, the flow rate and the size of the pores have a great influence on the adsorption rate, and the adsorption rate is more important than the adsorption capacity in the actual process.

흡착제로서는 활성탄, 실리카겔, 활성 알루미나, 이온교환수지, 활성백토, 골탄, 합성 제올라이트 등이 주로 사용된다.As the adsorbent, activated carbon, silica gel, activated alumina, ion exchange resin, activated clay, bone char, synthetic zeolite and the like are mainly used.

표 2에 각종 흡착제의 선택성을 나타내었다.Table 2 shows the selectivity of the various adsorbents.

[표 2]TABLE 2

흡착현상을 잘 이해하기 위해서는 세공구조(Pore Structure)와 세공분포(Pore Distribution)를 검토하여야 하는데, 이를 도 3a에 나타내었다.In order to better understand the adsorption phenomenon, it is necessary to examine the pore structure and the pore distribution, which are shown in FIG. 3a.

먼저 세공직경(Pore Diameter) 분류를 살펴보면 DUBININ은 20Å이하를 Micro Pore, 20∼200Å은 Transitional Pore(또는 Meso Pore), 200Å이상을 Macro Pore라고 제안했지만 IUPAC(International Union of Pure and applied Chemistry)에서는 세공직경 20Å이하를 Micro Pore, 20∼500Å을 Meso Pore, 500Å이상을 Macro Pore로 분류한다.When looking at the pore diameter classification, DUBININ suggests micropores less than 20Å, transition pores (or meso pores) of 20 ~ 200Å, and macropores of 200Å or more, but IUPAC (International Union of Pure and applied Chemistry) Micro Pore with diameter of 20Å or less, Meso Pore with 20 ~ 500Å, and Macro Pore with 500Å or more are classified.

일반 활성탄의 표면은 비극성이며 흡착력이 본질적으로 단순히 반델발스 힘에 의한 물리흡착이기 때문에 황화수소나 NH3 등 비점이 낮은 성분에 대해서는 충분한 흡착성을 갖지 못한다.Since the surface of general activated carbon is nonpolar and the adsorption force is simply physical adsorption by van der Waals forces, it does not have sufficient adsorption to low boiling point components such as hydrogen sulfide and NH 3 .

따라서 활성탄 표면을 화학적으로 개질하거나 화학약품을 첨착시켜 특정 성분에 대해 선택적 흡착을 가진 악취가스제거용 활성탄이 많이 이용되고 있다.Therefore, activated carbon for removing odor gas having selective adsorption on specific components by chemically modifying activated carbon or impregnating chemicals has been widely used.

일반 활성탄에 비휘발성 무기물인 가성소다(NaOH)나 탄산나트륨(NaCO3)을 첨착시킨 알칼리 첨착활성탄은 산성가스용 활성탄으로 불리며 황화수소(H2S)나 메틸메캅탄(CH3SH)과 같은 산성가스와 접촉 산화하여 원소상 유황 또는 황산으로 흡착 보지한다.Alkali-impregnated activated carbon in which non-volatile inorganic caustic soda (NaOH) or sodium carbonate (NaCO 3 ) is impregnated with activated carbon is called activated carbon for acid gas and acidic gases such as hydrogen sulfide (H 2 S) or methyl mecaptan (CH 3 SH) Oxidized by contact with and held in adsorption with elemental sulfur or sulfuric acid.

[화학식 1][Formula 1]

[화학식 2][Formula 2]

또 메틸메캅탄과 접촉산화하여 이황화 메틸로 변화 시킨다.In addition, it is converted into methyl disulfide by catalytic oxidation with methylmecaptan.

[화학식 3][Formula 3]

그런데 염기성 가스(주로 NH3) 공존 하에서 H2S나 메틸메캅탄을 제거시킬 때는 할로겐 화합물(주로 F)을 첨착시켜 촉매로 작용함으로서 산화·흡착시킨다.However, when H 2 S or methylmecaptan are removed under the coexistence of basic gas (mainly NH 3 ), a halogen compound (mainly F) is attached to act as a catalyst to oxidize and adsorb.

비휘발성 무기산인 황산(H2SO4)이나 약산인 인산(H3PO4)을 첨착시켜 제조한 산첨착 활성탄은 염기성 가스용 활성탄으로 불리며 암모니아 가스(NH3)나 트리메틸아민[(CH3)3N]과 같은 악취성분을 암모늄염, 아민염으로 흡착 보지한다.Acid-impregnated activated carbon prepared by the addition of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), which is a non-volatile inorganic acid, or phosphoric acid (H 3 PO 4 ), which is a weak acid, is called activated carbon for basic gas, and ammonia gas (NH 3 ) or trimethylamine [(CH 3 ) an odor component such as 3 N] is not adsorbed ammonium salt, an amine salt.

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

할로겐화합물(주로F)로 표면 처리한 중성가스용 활성탄은 황화메틸[(CH3)2S]이나 이황화 메틸[(CH3)2S2] 또는 탄화수소류(CH4)를 산화 흡착하여 슬포키트나 슬폰산으로 변환시킨다.Activated carbon for neutral gas surface-treated with halogen compounds (mainly F) is slack kit by oxidatively adsorbing methyl sulfide [(CH 3 ) 2 S], methyl disulfide [(CH 3 ) 2 S 2 ] or hydrocarbons (CH 4 ). I convert to sulfonic acid.

[화학식 6][Formula 6]

[화학식 7][Formula 7]

각 첨착 활성탄에 의한 악취가스 흡착특성을 살펴보면,Looking at the odor gas adsorption characteristics by each impregnated activated carbon,

산성가스용 활성탄은 황화수소, 메틸 메캅탄을 선택적으로 흡착을 하며 염기성 가스용은 트리메틸아민, 모노메틸아민, 암모니아를 선택 흡착하는 반면에 중성가스용 활성탄은 주로 이황화메틸과 황화메틸을 흡착하는 화학특성을 가진다.Activated carbon for acid gas selectively adsorbs hydrogen sulfide and methyl mecaptan. For basic gas, trimethylamine, monomethylamine and ammonia are selectively adsorbed, while neutral carbon activated carbon mainly adsorbs methyl disulfide and methyl sulfide. Has

본 발명에서는 현장의 적용성을 고려하여 상기에서 기술한 기능기가 담지된 활성탄소(Activated Carbon)를 폴리우레탄을 비롯한 고분자 폼(Form)에 함침시킨 부직포 형태를 채택하여 선택적인 흡착능을 지니도록 하였다.In the present invention, in consideration of the applicability of the field, the non-woven fabric impregnated with the above-described functional group-supported activated carbon (Activated Carbon) in a polymer foam (Poly) including polyurethane to have a selective adsorption capacity.

본 발명에서 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 최근 각광을 받고 있는 광촉매 신소재를 악취제거시스템에 바람직하게 적용하는 과제이다.The second technical problem to be achieved in the present invention is a problem of preferably applying a new photocatalyst material, which has recently been in the spotlight, to the odor removal system.

기존의 환경처리 공정을 대체할 수 있는 기술로써 현재 고급산화법에 대한 많은 연구와 장치들이 고안되어지고 있다.As a technology that can replace the existing environmental treatment process, many researches and devices for advanced oxidation method have been devised.

고급산화법에서 발생되는 OH 라디칼은 유기물/악취가스를 비롯한 거의 모든 환경오염물질과 매우 빠르게 골고루 반응하기 때문에 난분해성 오염물질의 산화분해반응에서 유용한 결과를 얻을 수 있다.The OH radicals generated by the advanced oxidation process react very quickly and evenly with almost all environmental pollutants including organics / odorous gases, which can be useful in the oxidative decomposition of hardly degradable pollutants.

고급산화법 중에서도 인체에 무해하고 화학적으로 안정적인 이산화티타늄(TiO2)과 같은 반도체 금속화합물을 광촉매로 이용하는 산화시스템은 종래 기술로는 처리가 곤란한 악취 및 부유세균을 처리할 수 있기 때문에 대기중에 함유된 난분해성 화합물, 특히 악취·VOC의 효율적인 제거방법으로 최근 주목받고 있다.Among advanced oxidation methods, the oxidation system using semiconductor metal compound such as titanium dioxide (TiO 2 ) which is harmless to the human body and chemically stable as a photocatalyst is capable of treating odors and suspended bacteria which are difficult to process by the prior art. Attention has recently been paid to the efficient removal of degradable compounds, especially odors and VOCs.

촉매란 어떤 화학반응에서 자신은 변화하지 않고 반응속도를 변화시키거나 반응을 개시시키는 등의 역할을 수행하는 것이다. 그러므로 광촉매는 촉매의 한 종류로서 촉매작용이 빛 에너지를 받아 일어나는 것을 의미한다.In a chemical reaction, a catalyst plays a role such as changing the reaction rate or initiating the reaction without changing itself. Therefore, photocatalyst is a kind of catalyst, which means that catalysis takes place with light energy.

광촉매는 빛 에너지의 이용만으로도 다양한 화학물질을 안전하고 용이하게 분해할 수 있다는 장점과 항균·살균, 초친수성 등의 특성도 지니고 있어 환경 친화성 재료로서, 21C 유망기술분야로 크게 각광받고 있다.Photocatalysts have the advantages of being able to safely and easily decompose various chemical substances only by the use of light energy and have characteristics such as antibacterial, sterilization and super hydrophilicity.

광촉매를 이용한 환경처리 방법은 공정의 운전 및 조작이 편리하고, 현재 사용되고 있는 환경처리 공정에 쉽게 응용할 수 있는 등의 장점을 가지고 있다.The environmental treatment method using a photocatalyst has advantages such as easy operation and operation of the process and easy application to the environmental treatment process currently used.

따라서 이러한 장점을 가진 광촉매 공정의 응용 분야는 대단히 광범위하다고 할 수 있다.Therefore, the application field of the photocatalyst process having such an advantage can be said to be very broad.

대기 및 수용액상에서 이산화티타늄(TiO2)과 자외선(UV)에 의한 광촉매 산화반응 메카니즘에 대해 살펴보면, 자외선 램프(21)에서 방사된 자외선이 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)에 band gap 에너지(=3.2eV) 보다 높은 광에너지 (파장<387.5nm)를 공급하면 전자가 채워져 있던 이산화티타늄의 가전자대(valence band)에서 전자가 방출되어 전도대(conduction band)로 이동하게 되며,The mechanism of photocatalytic oxidation by titanium dioxide (TiO 2 ) and ultraviolet (UV) in the air and in aqueous solution is shown. The band gap energy (= 3.2) is applied to titanium dioxide (TiO 2 ), the ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 21. Supplying higher light energy (wavelength <387.5nm) leads to the emission of electrons from the valence band of titanium dioxide, which is filled with electrons, and to the conduction band.

동시에 이산화티타늄의 가전자대에서는 정공(positive hole)이 생성된다. 여기된 전자는 촉매의 표면에 흡착되어 있는 전자수용체인 산소와 반응하여 superoxide radical(O2- ·)을 생성하며 superoxlde radical은 물/수증기 분자와 반응하여 높은 산화력을 가진 hydroxyl radical(OH ·)을 생성하는데,At the same time, positive holes are produced in the valence band of titanium dioxide. The excited electrons are superoxide radical (O2 - ·) to react with the electron acceptor oxygen is adsorbed onto the surface of the catalyst to produce the hydroxyl radical (OH ·) generate and with superoxlde radical has high oxidizing power reacts with the water / water vapor molecules to do,

이와 동시에 TiO2의 표면에서 생성된 정공은 촉매에 흡착되어 있는 물 분자나 hydroxyl 이온과 반응하여 hydroxyl radical을 생성하거나 유기화합물과 직접 반응하여 유기화합물을 분해하기도 하고,At the same time, holes generated on the surface of TiO 2 react with water molecules or hydroxyl ions adsorbed on the catalyst to produce hydroxyl radicals, or directly react with organic compounds to decompose organic compounds.

광촉매에서 생성된 전자와 정공은 모두 산화 및 환원 반응에 의하여 OH radical을 생성하게 되는데, 이 때 생성된 OH radical이 여러 가지 형태로 대기 및 수중의 오염물질(이온종·분자종)과 반응하여 분해가 진행된다.Both electrons and holes generated in photocatalysts produce OH radicals through oxidation and reduction reactions, and the OH radicals produced in this way react with pollutants (ionic species and molecular species) in the air and water in various forms to decompose. Proceeds.

위와 같은 과정을 통하여 광촉매에서 생성된 OH 라디칼은 화학식 8에 도시된 바와 같이, 대기중의 유기 화합물을 CO2와 H2O로 완전 분해하여 제거하며, 화학식 9에 나타낸 바와 같이, 대기중의 악취오염물질들은 OH 라디칼에 의해 무해·무취가스로 분해 제거되며, 화학식 10에 나타낸 바와 같이, 대기중에 존재하는 부유세균은 OH 라디칼과 TiO2/자외선에 의해 유전자(DNA) 변화가 일어나 사멸되게 되는데, 이러한 일련의 광촉매 산화반응 메카니즘을 도면으로 나타내면 도 4a와 같다.The OH radicals generated in the photocatalyst through the above process are completely decomposed to remove the organic compounds in the atmosphere with CO 2 and H 2 O as shown in Formula 8, and as shown in Formula 9, odors in the atmosphere Contaminants are decomposed and eliminated as odorless and odorless gases by OH radicals.As shown in Formula 10, suspended bacteria present in the atmosphere are killed by changes in genes (DNA) due to OH radicals and TiO 2 / ultraviolet rays. This series of photocatalytic oxidation mechanisms is shown in Figure 4a.

[화학식 8][Formula 8]

[화학식 9][Formula 9]

[화학식 10][Formula 10]

하지만, 고가의 TiO2 광촉매를 광촉매 광분해반응에 직접 분말형태로 사용하게 되면, 입도가 수μm∼수nm의 TiO2 미세입자들이 먼지상태로 분산되어 있는 경우이므로 TiO2를 다시 분리·회수하는 공정상에서 문제점이 있는 바,However, if the expensive TiO 2 photocatalyst is used in the form of powder directly in the photocatalytic photolysis reaction, TiO 2 microparticles having a particle size of several μm to several nm are dispersed in the dust state, thereby separating and recovering TiO 2 again. Problems on the

상기의 문제점을 해결하기 위하여 이산화티타늄 광촉매를 분말 형태로 직접 사용하는 방법보다는 악취제거시스템에서 유출되지 않도록 일정 입도와 밀도를 지니는 기재에 표면코팅·고정화 하여 최대 반응효율을 얻고자, 단순충진 고정상이 아닌 유동화(Fluidization) 방식을 채택하는 것이 바람직하다 하겠다.In order to solve the above problems, rather than directly using a titanium dioxide photocatalyst in the form of powder, to obtain the maximum reaction efficiency by surface coating and fixing to a substrate having a certain particle size and density so as not to flow out of the odor removal system, a simple filling stationary phase It is preferable to adopt a fluidization method rather than a fluidization method.

본 발명에 따르면, 상기 두 악취제거방식, 즉 선택성 흡착방법과 광촉매 광분해반응 방법은 상호 보완하는 유기적인 관계라 할 수 있는데,According to the present invention, the two odor removal methods, that is, the selective adsorption method and the photocatalytic photolysis reaction method can be said to be a complementary organic relationship,

부하변동의 가능성을 지닌 고농도의 악취물질은 1차적으로 흡착층에서 흡착 제거되어 광촉매 광반응구간의 부하를 감소시켜 전체 시스템의 완충역할(Buffering)을 수행하며,High concentrations of odorous substances with the possibility of load fluctuations are primarily adsorbed and removed from the adsorption layer to reduce the load of the photocatalytic photoreaction zone to perform buffering of the entire system.

흡착공정에 있어서, 흡착제가 흡착능 포화에 다다르면 재생 또는 교체가 요구되어 지는데,In the adsorption process, when the adsorbent reaches saturation of the adsorption capacity, regeneration or replacement is required.

광촉매 광반응은 흡착제가 흡착능력의 포화에 다다르기 전에 두 반응구간에 현격한 농도구배를 형성시켜 흡착제가 흡착한 악취오염물질을 서서히 탈착시켜 광반응에 의해 무해·무취가스로 분해시키면서 흡착제의 자체 재생능력을 부여하게 된다.The photocatalytic photoreaction forms a sharp concentration gradient between the two reaction zones before the adsorbent reaches its saturation capacity, gradually desorbs the odor pollutant adsorbed by the adsorbent, and decomposes it into harmless and odorless gas by photoreaction. Gives regeneration ability.

마지막으로 본 발명에서 이루고자 하는 과제는, 상기에서 기술한 흡착방식과 광촉매 반응방식이 병합된 하이브리드식 악취제거시스템을 최적화된 운전조건으로 효율적으로 운영·유지·관리하는 과제이다.Finally, the problem to be achieved in the present invention is a problem of efficiently operating, maintaining and managing the hybrid odor removal system in which the adsorption method and the photocatalytic reaction method described above are combined under optimized operating conditions.

본 발명에서의 상기 과제를 바람직하게 해결하고자 반도체식 악취센서를 채택하였는데,In order to solve the above problems in the present invention, a semiconductor odor sensor was adopted.

하이브리드식 악취제거시스템으로 유입되는 악취가스의 농도,유량,압력,온도 및 습도 등의 정보를 실시간으로 수집·분석하여 악취제거시스템을 최적 운전조건으로 작동시키는 실시간 제어형 시스템이다.It is a real-time controlled system that operates the odor removal system under optimum operating conditions by collecting and analyzing information such as concentration, flow rate, pressure, temperature and humidity of odor gas flowing into the hybrid odor removal system in real time.

센서(sensor)란 어떤 물질의 물리·화학적량을 감지하여 전기적, 기계적, 광학적 신호 등으로 변환시키는 기능의 소자를 통칭하는 용어로써, 산업이 발전함에 따라 센서의 수요는 기하급수적으로 증가되며, 응용분야도 확대되고 있다.Sensor is a general term for a device that senses the physical and chemical quantities of a substance and converts it into electrical, mechanical, and optical signals.The demand for sensors increases exponentially as the industry develops. The field is also expanding.

특히 다양한 센서 중에서 핵심소재인 감지물질(재료)로 무기재료를 이용한 반도체식 세라믹 센서가 가장 많이 사용되는데, 그 이유는 첫째, 많은 센서들이 고온 다습하고 반응성 또는 부식성 분위기 등의 가혹한 조건에서 사용될 경우 세라믹스가 가장 신뢰성 있는 재료이기 때문이다. 둘째, 일반적으로 재료의 전자기적, 광화학적, 열적, 기계적 특성은 그 조성변화로 조절이 가능한데, 특히 세라믹스의 조성변화는 물론 미세구조(microstructure)의 제어에 의해 그 특성이 조절될 수 있기 때문이다. 이렇듯 반도체식 센서는 구조 및 형태의 다양성 이외에 구성원소 조합의 다양성이 있어, 지금까지 감지가 곤란했던 환경오염가스(CO2, NOx, SOx 등)에 대한 최적 센서재료로 최근에 연구를 진행하고 있다.In particular, semiconductor ceramic sensors using inorganic materials are most commonly used as sensing materials (materials), which are the core materials among various sensors. Firstly, ceramics are used when many sensors are used in harsh conditions such as high temperature, high humidity, and a reactive or corrosive atmosphere. Is the most reliable material. Second, the electromagnetic, photochemical, thermal, and mechanical properties of a material can generally be controlled by changing its composition, especially because the properties can be controlled by controlling the microstructure as well as the composition of ceramics. . As such, semiconductor sensors have a variety of component combinations in addition to structural and form diversity, and have been recently researched as an optimal sensor material for environmental pollutant gases (CO 2 , NOx, SOx, etc.) that have been difficult to detect until now. .

현재 대기오염물질에 대한 측정은 거의 분광분석법을 중심으로 하는 분석기기에서 행해지고 있으나 분석절차 및 유지관리 등에 많은 비용이 소요되는 단점이 있어 일반시장으로의 접근이 불가능한 실정이다. 그러나 반도체식 센서는 구조가 간단하고 자동화에 의한 대량생산으로 가격이 저렴하며, 유지보수가 용이하며, 응답속도가 빠르다는 장점이 있어 대기환경측정용 및 공정제어용 등에 널리 이용된다.At present, the measurement of air pollutants is almost done in the spectrometer-based analyzer, but it is impossible to access the general market due to the disadvantage of costly analysis procedure and maintenance. However, the semiconductor sensor is widely used for atmospheric environment measurement and process control because it has the advantages of simple structure, low cost by mass production by automation, easy maintenance and fast response speed.

따라서 기반기술의 확립으로 폭발성가스, 유독가스, 환경가스, 공정가스검지용, 의료, 공조시설, 조리제어, 공정제어 등의 공정계측제어용, 배출가스측정 및 대기질 측정 등의 환경측정용 등 다양한 응용기술을 개발할 수 있는 특성을 갖고 있어, 앞으로의 발전가능성이 매우 큰 연구 분야이다.Therefore, with the establishment of the base technology, it can be used to detect explosive gas, toxic gas, environmental gas, process gas, medical, air conditioning facilities, cooking control, process control such as process control, environmental measurement such as emission gas measurement and air quality measurement. It has the characteristics to develop applied technology, so it is a research field with great potential for future development.

일반적으로 실용화되어 있는 반도체식 가스검지소자의 대부분은 소결체로 되어 있다. 소결체는 제작이 쉬우며 높은 응답특성을 지니고 있는 반면에 정밀한 소자의 제작이 어려워 측정값의 재현성이 떨어진다. 즉 정성적인 감지에는 사용이 가능하나 정량적인 결과를 내기는 어려운 실정이다.In general, most of the semiconductor gas detection devices that have been put to practical use are sintered bodies. While the sintered body is easy to manufacture and has high response characteristics, it is difficult to fabricate precise devices, and thus the reproducibility of measured values is poor. That is, it can be used for qualitative detection, but it is difficult to produce quantitative results.

이러한 반도체식 가스센서에 적용된 산화물 반도체는 미세 구조적으로 볼 때 결정립(grain)과 입계(grain boundary)로 이루어져 있으며 전류는 입계를 통해서 흐른다. 반도체 결정은 대기 중에서 수백℃ 정도의 고온에 노출되면 대기중의 산소가 반도체 결정의 표면에서 부하전하를 흡착하여 이것에 의해 반도체 미세 결정의 입계에 흡착산소로 인한 전위장벽이 생겨 carrier의 이동을 방해한다. 이것이 센서 저항의 증가를 초래하며, 만일 이때 가연성가스 등의 환원성 가스에 의한 흡착산소의 감소와 센서 표면에 대한 검지 가스 자체의 화학흡착이 일어나면 전위 장벽이 저하되면서 전기저항도 감소하게 된다. 이러한 양상을 도 6a에 나타내었다. 이와 같은 원리를 이용해서 수소, 일산화탄소, 탄화수소, 알콜, 악취물질 등의 가스상의 물질을 검지하는 것이다.The oxide semiconductor applied to the semiconductor gas sensor is composed of grains and grain boundaries when viewed in a microstructure, and current flows through the grain boundaries. When semiconductor crystals are exposed to high temperatures of several hundred degrees Celsius in the atmosphere, oxygen in the atmosphere adsorbs the load charges on the surface of the semiconductor crystals, thereby creating potential barriers due to adsorbed oxygen at the grain boundaries of the semiconductor microcrystals, which impedes carrier movement do. This causes an increase in the sensor resistance, and if the reduction of adsorbed oxygen by the reducing gas such as combustible gas and the chemical adsorption of the detection gas itself to the sensor surface occur, the electrical potential decreases as the potential barrier is lowered. This aspect is shown in Figure 6a. By using this principle, gaseous substances such as hydrogen, carbon monoxide, hydrocarbons, alcohols, and malodorous substances are detected.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기에서 기술한 흡착방식과 광촉매 반응방식의 두 악취제거방식을 상호 보완성이 유지되도록 바람직하게 구성하여 흡착제의 자체 재생능력을 부여하면서 민감한 부하변동에도 안정적으로 악취가 제거될 수 있는 하이브리드식 악취제거시스템을 완성하고,The technical problem to be achieved in the present invention is that the two odor removal methods of the adsorption method and the photocatalytic reaction method described above are preferably configured to maintain complementarity, thereby giving the self-regenerating ability of the adsorbent and stably stinks even under sensitive load fluctuations. Completes the hybrid odor removal system that can be removed,

복합형 하이브리드식 악취제거시스템을 악취센서를 이용하여 최적화된 운전조건으로 효율적으로 운영·유지·관리하는 기술적 과제를 이루는 것이다.It is a technical task to efficiently operate, maintain, and manage the hybrid hybrid odor removal system using optimized odor sensors.

본 발명에서 사용되는 용어 '하이브리드식'이라 함은 상호 보완가능한 두 가지 이상의 방식이 결합되어 하나의 목표를 달성하는 방식을 의미하며, '실시간 제어형 악취정화처리장치'라 함은 대기중의 악취를 무해·무취 가스로 정화처리하는 장치에 있어서, 수시로 변화되는 운전변수를 감지할 수 있는 반도체식 악취센서 등이 제공되어 전체 악취처리장치를 최적의 운전조건으로 작동하게 하는 인공지능형 악취제어시스템을 의미하며, 본 발명은 상기의 복합된 기능을 특징으로 한다.The term 'hybrid' used in the present invention refers to a method of achieving one goal by combining two or more complementary methods, and the term 'real time controlled odor purification apparatus' refers to odors in the atmosphere. It is an artificial odor control system that is provided with a semiconductor odor sensor that can detect operating variables that change from time to time. The present invention is characterized by the above combined function.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드식 실시간 제어형 악취정화처리방법 및 그 장치의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the hybrid type real-time control type malodor purification treatment method and apparatus according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템의 개략적인 구성도; 도 2는 본 발명에 따른 실시간 악취제어시스템의 개략적인 모식도를 각각 나타낸다.1 is a schematic configuration diagram of a hybrid odor removing system according to the present invention; 2 shows schematic schematic diagrams of a real-time malodor control system according to the present invention.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 악취 정화처리장치(100)는 선택성 흡착 반응구간(1)과 광촉매 광분해 반응구간(2)으로 나누어지며, 운전변수를 감지하여 수집된 정보에 의해 악취정화처리장치를 효율적으로 작동시키게 하는 제어시스템(25)(26)(27)(200)이 제공되며, 그 밖에 악취오염물질을 정화처리장치 내부로 유입시키는 악취포집·유입수단(10)(12)(13)(14)과, 정화된 공기를 외기로 배출시키는 유출수단(24)과, 악취정화처리장치의 환경소재 교체 및 장치의 유지·보수를 용이하게 하는 반응기 분리수단(20)과 고정수단(15)이 각각 구비된다.1 and 2, the malodor purifying apparatus 100 is divided into a selective adsorption reaction section (1) and a photocatalyst photolysis reaction section (2), and odor purification by information collected by sensing operating variables. Control systems 25, 26, 27, and 200 are provided to efficiently operate the treatment apparatus, and odor collecting and inflow means 10, 12 for introducing odor pollutants into the purification treatment apparatus. (13) (14), outlet means (24) for discharging the purified air to the outside, reactor separation means (20) and fixing means for facilitating the replacement of the environmental material of the malodor purification apparatus and the maintenance and repair of the apparatus. 15 are provided respectively.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 악취 정화처리장치(100)의 정화처리방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the purification method of the odor purification apparatus 100 according to the present invention configured as described above are as follows.

우선, 암모니아·메르캅탄류·황화수소·알데히드류·휘발성 유기화합물(VOC)·유해세균 등의 악취오염물질을 포함하고 있는 대기중의 유해공기는 송풍장치(13)에 의한 기계적인 힘으로 악취포집수단인 악취물질 유입구(10)로 포집되어 악취물질 이동수단인 이동배관(12) 및 인입수단(14)을 통하여 악취 정화처리장치(100) 내부로 유입되어진다. 이때, 악취오염물질 중에 존재하는 먼지는 먼지필터(11)에 의해 1차 여과되어, 악취제거장치(100) 및 기계·전기장비(13)(25)(27)의 결함발생율을 최소화 하고 안정성을 보장하는 역할을 하는데, 먼지필터(11)는 청소·교체가 용이하도록 설치된다.First, harmful air in the air containing odor pollutants such as ammonia, mercaptans, hydrogen sulfide, aldehydes, volatile organic compounds (VOC), and harmful bacteria is collected by the mechanical force of the blower (13). It is collected by the malodorous substance inlet 10 which is a means, and is introduced into the malodor purifying apparatus 100 through the moving pipe 12 and the inlet means 14 which are the malodorous substance moving means. At this time, the dust present in the odor pollutant is first filtered by the dust filter 11 to minimize the defect rate of the odor removing device 100 and mechanical and electrical equipment (13) (25) (27) and to improve the stability It serves to ensure, the dust filter 11 is installed to facilitate the cleaning and replacement.

악취 정화처리장치(100)에 유입된 악취오염물질들은 1차적으로 고농도로 흡착반응구간(1)에 의해 선택적으로 흡착·제거되고, 흡착제에 의해 미처 제거되지 못했거나, 약한 결합력(예를들어, 물리적 흡착)으로 흡착되었다가 광촉매 광반응에 의해 형성된 두 반응구간 사이의 현격한 악취농도구배에 의해 탈착되어지는 악취오염물질들은 다음 단계인 광촉매 광반응구간(2)에 의해 무해·무취가스로 정화처리 된다.Odor contaminants introduced into the odor purifying apparatus 100 are selectively adsorbed and removed by the adsorption reaction section 1 at a high concentration, and are not removed by the adsorbent, or have a weak bonding force (for example, Odor contaminants adsorbed by physical adsorption and then desorbed by vivid odor farming tools between the two reaction zones formed by the photocatalytic photoreaction are purged of harmless and odorless gas by the next step, photocatalytic photoreaction section (2). Is processed.

흡착반응구간(1)을 구성하는 선택적 흡착제는 활성탄 또는 지올라이트 표면을 화학적으로 개질 내지 화학약품을 첨착시켜 특정 악취성분에 대해 선택적 흡착능을 지니도록 제조되어 지는데,The selective adsorbent constituting the adsorption reaction section (1) is manufactured to have a selective adsorption capacity for specific odor components by chemically modifying the surface of activated carbon or zeolite or by adhering chemicals.

일반 활성탄에 비휘발성 무기산인 황산(H2SO4)이나 약산인 인산(H3PO4)을 첨착시켜 제조한 산첨착 활성탄(16)은 염기성 가스용 활성탄으로 불리며 암모니아 가스(NH3)나 트리메틸아민[(CH3)3N]과 같은 악취성분을 선택적으로 흡착하며,Acid-impregnated activated carbon (16) prepared by adding non-volatile inorganic acid sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or weak acid phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to general activated carbon is called activated carbon for basic gas, and it is called ammonia gas (NH 3 ) or trimethyl. Selectively adsorbs malodorous components such as amines [(CH 3 ) 3 N],

활성탄에 비휘발성 무기물인 가성소다(NaOH)나 탄산나트륨(NaCO3)을 첨착시킨 알칼리 첨착 활성탄(17)(18)은 산성가스용 활성탄으로 불리며 황화수소(H2S)나 메틸메캅탄(CH3SH)과 같은 산성가스를 선택적으로 접촉 산화하여 원소상 유황 또는 황산으로 흡착하는 반면, 염기성 가스(주로 NH3) 공존 하에서 H2S나 메틸메캅탄을 제거시킬 때는 할로겐 화합물(주로 F)을 첨착시켜 촉매로 작용함으로써 산화·흡착시키며,Alkali-impregnated activated carbon (17) (18) in which activated carbon is impregnated with sodium carbonate (NaOH) or sodium carbonate (NaCO 3 ), which is activated carbon, is called activated carbon for acid gas, and hydrogen sulfide (H 2 S) or methyl mercaptan (CH 3 SH). Selective catalytic oxidation of acid gases such as) to adsorb elemental sulfur or sulfuric acid, while halogen compounds (primarily F) are impregnated to remove H 2 S or methylmecaptan in the presence of basic gas (mainly NH 3 ). Oxidation and adsorption by acting as a catalyst,

할로겐화합물(주로 F)로 표면 처리하여 제조된 중성가스용 활성탄(19)은 황화메틸[(CH3)2S]이나 이황화 메틸[(CH3)2S2], 그리고 탄화수소류(CH4) 및 휘발성유기화합물(VOC)을 선택적으로 흡착하는 능력을 제공할 수 있다.Activated carbon for neutral gas (19) prepared by surface treatment with a halogen compound (mainly F) is methyl sulfide [(CH 3 ) 2 S], methyl disulfide [(CH 3 ) 2 S 2 ], and hydrocarbons (CH 4 ). And the ability to selectively adsorb volatile organic compounds (VOCs).

상기에서 기술한 선택성 흡착제의 기능을 정리하면,To summarize the functions of the selective adsorbent described above,

산성가스용 활성탄(18)은 황화수소·메틸메캅탄을 선택적으로 흡착을 하며 염기성 가스용 활성탄(17)은 트리메틸아민·모노메틸아민·암모니아를 선택 흡착하는 반면에 중성가스용 활성탄(19)은 주로 휘발성유기화합물·이황화메틸·황화메틸을 선택적으로 흡착하는 화학특성을 가진다.Activated carbon 18 for acid gas selectively adsorbs hydrogen sulfide and methyl mercaptan, while activated carbon 17 for basic gas selectively adsorbs trimethylamine, monomethylamine and ammonia, while activated carbon 19 for neutral gas is mainly adsorbed. It has chemical properties to selectively adsorb volatile organic compounds, methyl disulfide and methyl sulfide.

본 발명에서는 현장의 적용성을 고려하여 상기에서 기술한 기능기가 담지된 활성탄소(Activated Carbon)를 폴리우레탄을 비롯한 고분자 폼(Form)에 함침시킨 부직포 형태를 채택하여 선택적인 흡착능을 지니도록 하였는데, 본 발명에 따른 선택성 흡착제의 예시도를 도 3b에 나타내었다.In the present invention, in consideration of the applicability of the field, the non-woven fabric impregnated with the above-described functional group-supported activated carbon (Polymer), including the polyurethane (Form) to adopt a non-woven fabric to have a selective adsorption capacity, An illustration of the selective adsorbent according to the invention is shown in Figure 3b.

상기와 같이 선택성 흡착제의 형태를 분말상태가 아닌 부직포 형태로 제조하여 사용하면, 각 악취배출시설 현장의 악취 항목별 농도분포에 따라 흡착제의 종류와 양을 수월하게 선정하여 악취처리장치에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 흡착제를 교체하는데 용이하다는 장점이 있다.If the form of the selective adsorbent is manufactured in the form of non-woven fabric, not in powder form, as described above, the type and amount of the adsorbent can be easily selected according to the concentration distribution of each odor item at each odor discharge facility site and applied to the odor treatment device. In addition, there is an advantage that it is easy to replace the adsorbent.

다음 단계의 악취정화처리방법에 있어서, 본 발명에서는 악취오염물질 및 유해가스를 무해·무취 가스로 정화처리 할 수 있는 광촉매 광분해반응 메카니즘을 적용하였는데, 이를 도 4a에 나타내었다.In the odor purification treatment method of the next step, in the present invention, a photocatalytic photolysis reaction mechanism capable of purifying odor pollutants and harmful gases with a harmless and odorless gas was applied, which is illustrated in FIG. 4A.

광촉매 광분해 반응구간(2)은 이산화티타늄(TiO2) 광촉매(30")가 기재(30')에 코팅·경화된 유동화 광촉매 담체(30) 내지 투명 광촉매 담체(31)와, 광촉매 담체에 활성화 에너지(hυ)를 공급할 수 있는 광원으로 작용하는 자외선 램프(21)로 구성되며, 광촉매 담체(30)(31)의 광촉매 반응구간(2)에서의 이탈을 방지하면서 광반응을 일으키는 광촉매가 코팅(23)된 광촉매 필터층(22)과 고정매체인 스텐망(15)이 광촉매 광분해 반응구간(2) 상하단에 각각 구비된다.The photocatalytic photolysis reaction section 2 is composed of a fluidized photocatalyst carrier 30 to a transparent photocatalyst carrier 31 to which a titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst 30 "is coated and cured on a substrate 30 'and an activation energy for the photocatalyst carrier. The photocatalyst is composed of an ultraviolet lamp 21 serving as a light source capable of supplying (hυ), and the photocatalyst is coated to cause photoreaction while preventing the photocatalyst carrier 30, 31 from leaving the photocatalytic reaction section 2. The photocatalyst filter layer 22 and the stencil 15 as a fixed medium are provided at the upper and lower ends of the photocatalytic photolysis reaction section 2, respectively.

고가의 이산화티타늄(TiO2) 광촉매를 광촉매 분해반응에 직접 분말형태로 사용하게 되면, 입도가 수μm∼수nm의 TiO2 미세입자들이 먼지상태로 분산되어 있는 경우이므로 TiO2를 다시 분리·회수하는 공정상에서 문제점이 있는 바,When the expensive titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst is used in the form of powder directly in the photocatalytic decomposition reaction, TiO 2 fine particles having a particle size of several μm to several nm are dispersed in the dust state, so TiO 2 is separated and recovered again. There is a problem in the process to do,

상기의 문제점을 해결하기 위하여 이산화티타늄 광촉매를 분말 형태로 직접 사용하는 방법보다는 악취 정화처리장치(100)의 광촉매 광분해반응구간(2)에서 유출되지 않도록 일정 입도와 밀도를 지니는 담체에 표면코팅·고정화 하여 최대 반응효율을 얻고자, 단순충진 고정상이 아닌 유동화 방식을 채택하는 것이 합리적이라 하겠다.In order to solve the above problems, surface coating and fixation on a carrier having a certain particle size and density so as not to flow out of the photocatalytic photolysis reaction section 2 of the odor purifying apparatus 100, rather than using a titanium dioxide photocatalyst in the form of a powder directly. In order to obtain the maximum reaction efficiency, it is reasonable to adopt a fluidization method rather than a simple filling stationary bed.

이산화티타늄(TiO2) 광촉매가 코팅되어지는 기재 내지 담체(30')에 있어서는,In the substrate to the carrier 30 'on which the titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst is coated,

송풍장치(13)에 의해 발생하는 공기의 기류만으로도 용이하게 유동화(fluidization) 되어질 수 있는 밀도가 0.01∼0.10 g/cm3 사이의 발포성 폴리스티렌(스티로폼)과 같은 유기 및 무기 화합물로서,As an organic and inorganic compound such as expandable polystyrene (styrofoam) having a density of 0.01 to 0.10 g / cm 3 that can be easily fluidized by only the air flow generated by the blower 13,

입자 크기는 유동화 및 현장 적용성 조건에 최적인 3∼20mm 정도를 채택하였으며, 이러한 담체(30')에 현재 시중에 상품화 되어지고 있는 상온에서도 코팅할 수 있는 졸(sol) 상태의 광촉매 액상을 스프레이법 또는 담금법과 같은 방법으로 코팅하여 상온 또는 중온에서 경화하면 유동화 광촉매 담체(30)를 제조할 수 있는데,The particle size is about 3 ~ 20mm, which is optimal for fluidization and field applicability conditions. Spray the photocatalyst liquid in sol state that can be coated on the carrier 30 'even at room temperature. By coating in the same manner as the method or immersion method to cure at room temperature or medium temperature can be prepared fluidized photocatalyst carrier 30,

코팅 횟수를 증가시키면서 이산화티타늄(TiO2)의 함유율이 높은 광촉매 담체를 얻을 수 있다.It is possible to obtain a photocatalyst carrier having a high content of titanium dioxide (TiO 2 ) while increasing the number of coatings.

본 발명에 따른 이산화티타늄(TiO2) 유동화 광촉매 담체(30)의 단면도를 나타내면 도 4b와 같은데, 유동화 기재(30')에 이산화티타늄(TiO2) 광촉매(30")가 코팅되어진 형태를 볼 수 있다.A cross-sectional view of the titanium dioxide (TiO 2 ) fluidized photocatalyst carrier 30 according to the present invention is shown in FIG. 4B, where the titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst 30 ″ is coated on the fluidized substrate 30 ′. have.

광촉매 광반응은 우선 악취오염물질들이 광촉매 표면에 흡착되어진 후 광원을 조사받아 광촉매 반응이 개시되어지는데,Photocatalytic photoreaction is first initiated photocatalytic reaction by odor pollutants are adsorbed on the photocatalyst surface and then irradiated with light source

유동화 광촉매 담체(30)의 기재로 사용되어지는 발포성 폴리스티렌(스티로폼)은 악취가스 흡착능력 뿐만 아니라 악취가스 흡수능력까지 구비되어 있기 때문에 악취유해가스를 광촉매 표면까지 끌어당겨 광촉매 반응의 개시자 역할을 충분히 수행하는데, 광촉매 측면에서 살펴보면 본 발명에서 사용되는 유동화 광촉매 담체(30)는 최근 연구대상인 하이브리드 광촉매라 할 수 있다.Foamed polystyrene (styrofoam), which is used as a substrate for the fluidized photocatalyst carrier 30, has not only an ability to adsorb odor gas but also an ability to absorb odor gas, thereby attracting malodorous harmful gases to the surface of the photocatalyst to fully serve as an initiator of the photocatalytic reaction. In view of the photocatalyst side, the fluidized photocatalyst carrier 30 used in the present invention may be referred to as a hybrid photocatalyst which is recently studied.

또한 스티로폼의 적용은 폐자원의 재활용 측면에서도 경제적·산업적인 파급효과가 크다 할 수 있다.In addition, the application of styrofoam may have a large economic and industrial ripple effect in terms of recycling waste resources.

본 발명에서는 분말형태의 광촉매 광분해 반응장치와 유사한 반응효율을 얻고, 시각적으로도 인테리어 효과를 추구하고자 타 반응기에 비하여 혼합 및 전달현상이 현저히 우수한 유동층 반응기를 응용하고자 하였다.In the present invention, to obtain a reaction efficiency similar to that of the photocatalytic photolysis reaction apparatus in the form of powder, and to visually pursue the interior effect, it was intended to apply a fluidized bed reactor which is significantly superior in mixing and transfer phenomena compared to other reactors.

유동화 광촉매 담체(30)는 악취 정화처리장치(100)의 광촉매 반응구간(2) 내부에서 활발히 유동화 되어지면서 자외선 램프(21)와 빈번히 부딪히는 과정에서 램프표면의 오염때와 같은 스케일 현상을 방지하는 역할 또한 하게 된다.The fluidized photocatalyst carrier 30 prevents scale phenomenon such as contamination of the surface of the lamp during frequent collision with the ultraviolet lamp 21 while being actively fluidized in the photocatalytic reaction section 2 of the odor purifying treatment device 100. Also done.

현장조건이나 공정운영상 부득이하게 유동화 반응기의 적용이 곤란한 경우에는 고정층 반응기에서 최고의 광촉매 효율을 위해서, 자외선이 어느 정도 투과 가능한 투명필름 기재에 상기와 같은 방법으로 광촉매를 코팅·고정화 하여 투명 광촉매 담체(31)를 제조할 수 있는데,In the case of inevitable application of the fluidization reactor in the field conditions or the operation of the process, in order to achieve the best photocatalytic efficiency in the fixed bed reactor, the photocatalyst is coated and fixed on the transparent film substrate through which ultraviolet rays can be transmitted to a certain extent in the same manner as described above. ),

자외선 램프(21)로부터 방출되는 자외선이 각각의 투명 광촉매 담체(31)를 어느 정도 투과하면서 광촉매 전체에 골고루 자외선이 조사되므로, 고정층 반응기에서 최대의 광촉매 효율을 얻을 수 있다.Since the ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 21 is uniformly radiated to the entire photocatalyst while passing through each transparent photocatalyst carrier 31 to a certain extent, the maximum photocatalytic efficiency can be obtained in the fixed bed reactor.

상기에서 기술한 본 발명에 따른 이산화티타늄(TiO2)이 표면에 코팅된 유동화 광촉매 담체의 예시도와, 투명 광촉매 담체의 예시도를 도 4c와 도 4d에 각각 나타내었다.Exemplary diagrams of the fluidized photocatalyst carrier coated on the surface of titanium dioxide (TiO 2 ) according to the present invention described above, and an exemplary diagram of the transparent photocatalyst carrier are shown in FIGS. 4C and 4D, respectively.

악취 정화처리장치(100)의 선택성 흡착반응구간(1)에 의해 미처 흡착·제거 되지 못했거나, 흡착제로부터 탈착되어 광촉매 광분해 반응구간(2)으로 유입되는 공기 중의 악취 및 휘발성 유기화합물을 비롯한 오염물질들은, 송풍장치(13)로부터 발생되는 공기의 기류에 의해 유동화(fluidization) 되는 광촉매 담체(30)와 활발히 접촉하게 된다.Pollutants including odors and volatile organic compounds in the air that could not be adsorbed or removed by the selective adsorption reaction section (1) of the odor purifying treatment apparatus (100) or desorbed from the adsorbent and introduced into the photocatalytic photolysis reaction section (2). Are actively brought into contact with the photocatalyst carrier 30 which is fluidized by the airflow of air generated from the blower 13.

이에 따라, 상기 유동화 광촉매 담체(30)는 광촉매 광분해 반응구간(2) 중앙에 수평으로 구비된 자외선 램프(21)로부터 활성화 에너지로 사용되어지는 광촉매의 띠(band gap) 에너지(3.2eV) 보다 높은 빛 에너지(λ<387.5nm)를 조사받으며, 광화학작용을 일으켜 공기 중에 포함된 악취를 비롯한 난분해성 오염물질을 분해시킨다.Accordingly, the fluidized photocatalyst carrier 30 is higher than the band gap energy (3.2 eV) of the photocatalyst used as the activation energy from the ultraviolet lamp 21 provided horizontally in the center of the photocatalytic photolysis reaction section 2. It is irradiated with light energy (λ <387.5nm) and causes photochemical action to decompose hard-degradable pollutants including odors contained in air.

여기서, 상기 자외선 램프(21)의 안정적인 전원 공급을 위하여 전자식 안정기(도면에서 생략)가 구비된다.Here, an electronic ballast (not shown in the drawing) is provided for the stable power supply of the ultraviolet lamp 21.

특히, 광원으로 사용되어지는 자외선 램프(21)는 현재까지 개발되어진 이산화티타늄(TiO2) 광촉매의 파장 흡수대가 가장 좋은 315nm∼400nm의 UV-A 파장대를 방사하는 블랙라이트블루(BLB) 램프로서,In particular, the ultraviolet lamp 21 used as a light source is a black light blue (BLB) lamp that emits a UV-A wavelength band of 315 nm to 400 nm having the best wavelength absorption band of titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalysts developed to date.

가시광선을 흡수하고, 상기 파장대의 자외선을 효율적으로 투과하는 짙은 청색의 필터유리와 자외선 360nm 부근에 발광스펙트럼의 피크를 가진 형광체를 사용하고 있다.A dark blue filter glass that absorbs visible light and efficiently transmits ultraviolet rays in the wavelength band, and phosphors having peaks of emission spectra around 360 nm are used.

광화학작용의 광원으로 이용되는 블랙라이트블루 램프는 352nm와 368nm를 각각 주파장(main peak)으로 방출하는 두 가지 형식이 있으며, 본 발명에서는 어느 것이 적용되어도 무관하며, 상기 두 형식에서 방사되는 자외선의 파장영역도와 주파장을 도 5에서 확인할 수 있다.The black light blue lamp used as a photochemical light source has two types, each emitting 352 nm and 368 nm as a main peak, and the present invention is irrelevant to which one is applied. The wavelength region diagram and the dominant wavelength can be seen in FIG. 5.

본 발명에 따르면, 이산화티타늄 광촉매(TiO2) 및 자외선(UV)을 이용한 광분해 반응은 악취·VOC 등의 오염물질을 무해·무취가스로 분해시킬 뿐만 아니라, 공기중에 존재하는 병원성세균·바실러스균·곰팡이 등 유해세균의 유전자(DNA)를 조작시키거나 분자종을 산화시켜 비활성화 함으로써 사멸시키는 기능이 있는데, 본 발명을 돈사·축사·병원·다중이용시설 등 공기살균을 극히 요하는 시설에 적용하면 더욱 효과적이다.According to the present invention, the photolysis reaction using titanium dioxide photocatalyst (TiO 2 ) and ultraviolet (UV) not only decomposes pollutants such as odors and VOCs into harmless and odorless gases, but also pathogenic bacteria, Bacillus bacteria, There is a function to kill by manipulating the gene (DNA) of harmful bacteria such as mold or oxidizing and deactivating molecular species. When the present invention is applied to facilities that require extremely air sterilization such as pigs, barns, hospitals and multi-use facilities, effective.

본 발명에 따르면, 상기 하이브리드 악취제거방식, 즉 선택성 흡착방법과 광촉매 광분해반응 방법은 상호 보완하는 유기적인 관계라 할 수 있는데,According to the present invention, the hybrid odor removal method, that is, the selective adsorption method and the photocatalytic photolysis reaction method can be said to be complementary organic relationship,

부하변동의 가능성을 지닌 고농도의 악취물질은 1차적으로 흡착반응구간(1)에서 선택적으로 흡착·제거되어 광촉매 광반응구간(2)의 부하를 감소시켜 전체 시스템의 완충역할을 수행하며,High concentrations of odorous substances with the possibility of load variation are primarily adsorbed and removed in the adsorption reaction section (1) to reduce the load of the photocatalytic photoreaction section (2) to perform a buffering function of the whole system.

흡착공정에 있어서, 흡착제가 흡착능력의 포화에 다다르면 재생(사실상 현장에서 재생은 불가능함) 또는 교체가 요구되어 지는데,In the adsorption process, when the adsorbent reaches saturation of the adsorption capacity, it is required to be regenerated (virtually impossible in the field) or to be replaced.

광촉매 광반응은 흡착제가 흡착능력 포화에 다다르기 전에, 광촉매 광반응구간(2)과 흡착반응구간(1) 사이에 현격한 농도구배를 형성시켜 흡착제가 흡착한 악취오염물질을 서서히 탈착시키게 되고, 탈착되어진 악취오염물질은 광촉매 광반응구간(2)에서 무해·무취가스로 분해되어지는데,Photocatalytic photoreaction forms a sharp concentration gradient between the photocatalytic photoreaction section (2) and the adsorption reaction section (1) before the adsorbent reaches saturation of the adsorbent, thereby slowly desorbing the malodor pollutants adsorbed by the adsorbent. Deodorized pollutants desorbed are decomposed into harmless and odorless gases in the photocatalyst photoreaction section (2).

상기와 같은 방법으로 광촉매 광반응구간(2)은 흡착제의 자체 재생능력을 부여함으로써 흡착제의 흡착능력을 지속시켜 주는 작용을 한다.The photocatalyst photoreaction section 2 serves to sustain the adsorption capacity of the adsorbent by imparting the self regeneration capacity of the adsorbent in the same manner as described above.

마지막으로 본 발명에서 이루고자 하는 과제는, 상기에서 기술한 흡착방식과 광촉매 반응방식이 병합된 하이브리드식 악취제거시스템(100)을 최적화된 운전조건으로 효율적으로 운영·유지·관리하는 과제이다.Finally, the problem to be solved by the present invention is a problem of efficiently operating, maintaining and managing the hybrid odor removal system 100 in which the adsorption method and the photocatalytic reaction method described above are combined under optimized operating conditions.

본 발명에서의 상기 과제를 바람직하게 해결하고자 반도체식 악취센서를 채택하였는데,In order to solve the above problems in the present invention, a semiconductor odor sensor was adopted.

반도체식 센서(25)는 구조가 간단하고 자동화에 의한 대량생산으로 가격이 저렴하며, 유지보수가 용이하며, 응답속도가 빠르다는 장점이 있어 대기환경측정용 및 공정제어용에 용이하다.The semiconductor sensor 25 is simple in structure, mass-produced by automation, inexpensive, easy to maintain, and fast in response, and is easy for atmospheric environment measurement and process control.

경우에 따라서 반도체식 센서는 증폭기(Amplifier), A/D 변환기(Analog to Digital Convertor), 데이터수집장치(Data Logging System) 등(도면에서 생략)이 요구된다.In some cases, a semiconductor sensor requires an amplifier, an analog-to-digital converter, a data logging system, or the like (not shown in the drawing).

상기와 같은 방법으로 수집되어 전송된 정보들은 모니터링 시스템과 컴퓨터에 의해 관리되며, 기완성된 제어프로그램에 의해 원격제어가 가능하다.The information collected and transmitted in the above manner is managed by a monitoring system and a computer, and can be remotely controlled by a complete control program.

하이브리드식 악취제거시스템(100)으로 유입되는 악취가스의 농도,유량,압력,온도 및 습도 등의 정보를 실시간으로 수집·분석하여 악취제거시스템을 최적 운전조건으로 작동시키는 실시간 악취제어시스템이다.It is a real-time odor control system that operates the odor removal system under optimum operating conditions by collecting and analyzing information such as concentration, flow rate, pressure, temperature, and humidity of the odor gas flowing into the hybrid odor removal system 100 in real time.

상기 제어기술의 기본이 되는 측정/분석 시스템에는 가스센서,온도센서,압력센서,습도센서 등으로 구성하고 악취제거시스템의 전·후 그리고 반응부 등에 설치되어 실시간(Real-time)으로 운전변수의 정보를 수집할 수 있도록 하고, 수집된 정보를 바탕으로 악취제거시스템의 최적운전조건을 미리 구성된 프로그램에 의해 자동으로 조절되게 하여 과도운전 등으로 인한 전력비를 절감하는 동시에 결함발생시 알람 및 호출기능(26)을 할 수 있는 토탈솔루션(Total Solution)을 제공한다.The measurement / analysis system, which is the basis of the control technology, consists of a gas sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, a humidity sensor, etc., and is installed before, after, and in the reaction unit of the odor removing system to control the operating variables in real time. Based on the collected information, the optimal operating conditions of the odor removal system can be automatically adjusted by a preconfigured program to reduce power costs due to excessive operation and alarm and call functions in the event of a fault (26 It provides a total solution that can be done.

상기와 같은 토탈솔루션이 구축되면, 악취가스의 농도나 처리용량 등 운전조작에 영향을 주는 인자들의 제한성을 상당히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 설비·조작에서도 장소 및 이동성 등의 제한을 상당 부분 완화할 수 있다.If the above-mentioned total solution is established, not only the limit of the factors affecting the operation operation such as the concentration of odor gas and the treatment capacity can be significantly reduced, but also the restrictions on the place and mobility can be substantially alleviated in the facility and operation. have.

상기에서 기술한 본 발명에 따른 반도체식 악취센서의 예시도를 도 6b에 나타내었으며, 본 발명에 따른 실시간 악취제어시스템의 실시예를 도 6c에 나타내었다.An exemplary view of a semiconductor odor sensor according to the present invention described above is shown in FIG. 6B, and an embodiment of a real-time odor control system according to the present invention is shown in FIG. 6C.

상기에서 설명된 구성에 따른 본 발명의 하이브리드식 악취 정화처리방법 및 악취 정화처리장치의 작동기작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the hybrid type malodor purifying treatment method and the malodor purifying apparatus according to the configuration described above as follows.

도 7a는 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템 및 성능테스트 과정의 예시도이다.Figure 7a is an illustration of a hybrid odor removing system and performance test process according to the present invention.

(a) 하이브리드식 악취제거시스템 있어서,(a) a hybrid odor removal system,

장치의 크기는 가로 400mm × 세로 400mm × 높이 1,200mm 이며, 선택성 흡착반응구간은 선택성 흡착제를 가로 400mm × 세로 400mm × 두께 5mm의 6장으로 구성하였으며, 광촉매 광반응 구간은 가로 400mm × 세로 400mm × 높이 200mm로 3 Set의 모듈로 구성하였으며, 악취처리용량을 결정하는 송풍기의 용량은 4.3m3/min이었다.The size of the device is 400mm × 400mm × 1,200mm in height, and the selective adsorption reaction section consists of 6 sheets of selective adsorbent 400mm × 400mm × 5mm thick, and the photocatalytic photoreaction section is 400mm × 400mm × height It was composed of 3 sets of modules of 200mm, and the capacity of blower to determine the odor treatment capacity was 4.3m 3 / min.

(b) 악취배출시설 모델로 가로 1,000mm × 세로 1,000mm × 높이 1,500mm 크기, 즉 1.5m3 규모의 밀폐시스템(Closed System)을 제작하여, 악취물질의 대표적인 암모니아(NH3)에 대하여 회분식(Batch) 성능테스트와 연속식(Continues) 성능테스트를 행하였다.(b) to produce a transverse vertical 1,000mm × 1,000mm × height 1,500mm size, that is a closed system (Closed System) of 1.5m 3 to scale the odor emission facility model, batch with respect to the typical ammonia (NH 3) of the odorant ( Batch) performance tests and continuous performance tests were conducted.

(c) 우선, 밀폐시스템에 암모니아 가스 700ppm을 1회 주입한 후, 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템을 가동하였다.(c) First, 700 ppm of ammonia gas was injected into the closed system once, and the hybrid odor removing system according to the present invention was operated.

밀폐시스템 내부의 암모니아 가스는 악취제거시스템 하부에 구비된 송풍기에 의해 악취제거시스템 반응구간으로 유입되었는데,The ammonia gas inside the sealed system was introduced into the reaction zone of the odor removal system by the blower installed under the odor removal system.

유입된 암모니아 가스는 1차적으로 흡착반응구간인 선택성 흡착제에 의해 순식간에 흡착제거 되었으며, 미처 흡착되지 못한 암모니아 가스는 광촉매 반응구간의 자외선/광촉매 광반응에 의해 N2, H2O 등 무해·무취 가스로 분해되었다.Adsorbed ammonia gas was immediately adsorbed and removed by the selective adsorbent which is the first adsorption reaction section, and the ammonia gas that was not adsorbed was harmless and odorless such as N 2 and H 2 O by UV / photocatalytic photoreaction in the photocatalytic reaction section. Decomposed to gas.

(d) 재현성을 검토하기 위해, 상기 (c)단계를 2회 더 실시하였다.(d) In order to examine the reproducibility, the step (c) was performed twice more.

(e) 상기 성능테스트 결과, 즉 본 발명에 따른 악취제거시스템의 암모니아 악취의 처리능력을 도 7b에 나타내었는데,(e) The results of the above performance test, that is, the treatment ability of the ammonia odor of the odor removal system according to the present invention is shown in Figure 7b,

도 7b에서 볼 수 있듯이, 회분식 밀폐시스템에서 암모니아 가스의 연속 3회에 걸친 악취제거시스템의 성능은 5분 가동시간에 98% 제거효율 및 10분 가동시간에 100% 제거되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 연속 3회에 걸쳐 동일하였으며, 이로부터 재현성 및 부하변동에 대한 안정적인 처리효율을 검토할 수 있었다.As can be seen in Figure 7b, the performance of the odor removal system for three consecutive times of ammonia gas in a batch closed system can be seen that 98% removal efficiency in 5 minutes uptime and 100% removal in 10 minutes uptime, The same was done three times in a row, from which the reproducibility and stable processing efficiency against load fluctuation could be examined.

(f) 본 발명에 따른 악취제거방식, 즉 선택성 흡착반응방식과 광촉매 광반응방식이 상호 보완관계인 하이브리드식 시스템인지를 고찰하기 위하여 밀폐시스템에 암모니아 가스를 연속적으로 120ppm을 주입시키며 6일 이상 계속해서 가동시켰는데, 도 7c에 본 발명에 따른 악취제거시스템의 암모니아 악취의 연속적인 처리능력을 나타내었다.(f) In order to investigate whether the odor removal method according to the present invention, that is, the selective adsorption reaction method and the photocatalytic photoreaction method is a hybrid system complementary to each other, continuously injecting 120 ppm of ammonia gas into the closed system for more than 6 days 7C shows the continuous treatment of the ammonia odor of the malodor removal system according to the present invention.

도 7c에서 볼 수 있듯이, 밀폐시스템으로 연속적으로 120ppm 유입되는 암모니아 가스는 5분만에 98%이상 제거되어 6일동안 지속되었다.As can be seen in Figure 7c, ammonia gas flowing continuously 120ppm into the closed system was removed more than 98% in 5 minutes and lasted for 6 days.

만약, 하이브리드식 시스템이 아니라면, 즉 흡착반응만 존재한다면 연속적으로 주입되는 암모니아 가스 120ppm에 의해 선택성 흡착제들은 1∼2일 만에 포화능력에 다다라 더 이상의 암모니아 제거효율을 보이지 못했을 것이다.If it is not a hybrid system, that is, if there is only an adsorption reaction, the 120 ppm of ammonia gas continuously injected would have prevented the selective adsorbents from reaching a saturation capacity in one to two days and thus no further ammonia removal efficiency.

그러나, 본 발명에 따른 악취제거시스템은 가동시간 1∼2일 후에도 지속적인 제거효율을 보이고 있는데,However, the odor removal system according to the present invention shows continuous removal efficiency even after 1 to 2 days of operation,

이는 선택성 흡착제에 흡착된 암모니아 가스가 광촉매 반응구간의 낮은 암모니아 농도구간으로, 즉 흡착반응구간과 광촉매 반응구간과의 농도구배에 의해 흡착제에 흡착된 암모니아 가스가 서서히 탈착되어서 광촉매 광반응구간에서 무해·무취 가스로 분해된다고 고찰할 수 있다.This is because the ammonia gas adsorbed on the selective adsorbent is a low ammonia concentration section of the photocatalytic reaction section, that is, the ammonia gas adsorbed on the adsorbent is gradually desorbed by the concentration gradient between the adsorption reaction section and the photocatalytic reaction section. It can be considered that it decomposes into odorless gas.

본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템의 현장적용에 있어서,In the field application of the hybrid odor removal system according to the present invention,

종래 악취제거시스템, 즉 일반적인 방법과 최근에 적용되는 오존탈취시스템의 공정흐름도를 도 8a와 도8b에 각각 나타내었다.Process flow charts of the conventional odor removal system, that is, the general method and the recently applied ozone deodorization system are shown in Figs. 8A and 8B, respectively.

종래의 악취제거시스템(400)(400')(400")은 악취배출시설(300)로부터 발생하는 악취를 국부후두, 휀 등을 비롯한 악취포집시설에 의해 포집하여 악취제거시설로 유입시켜 단기성 반응에 의해 악취물질을 제거하고 외기로 대기방출하는 방식이다.Conventional odor removal systems 400, 400 'and 400 " collect odors generated from odor discharge facilities 300 by odor collection facilities including local larynx, mucus, etc., and flow them into odor removal facilities. It removes odorous substances by reaction and releases air to outside air.

상기와 같은 종래 악취제거시스템은 악취포집시설과 악취제거시설의 압력부하에 의해 과도한 전력이 소요되며,The conventional odor removal system as described above takes excessive power due to the pressure load of the odor collection facility and odor removal facility,

대부분의 악취배출시설(300)의 내부는 난방상태로 유지되어야 하는데 상기와 같은 외기로의 대기방출방식은 과도한 난방비를 초래하며,Most of the odor emission facility 300 should be maintained in a heated state, such as the air discharge to the outside air causes excessive heating costs,

뿐만 아니라, 상기와 같은 종래 악취제거시스템은 폐수·폐슬러지·잔존 오존 등을 비롯한 2차 오염물질이 발생하는 단점이 있다.In addition, the conventional odor removal system as described above has the disadvantage that secondary pollutants, including waste water, waste sludge, residual ozone and the like.

상기와 같은 종래 악취제거시스템의 단점을 보완하는 차원에서 발명된 본 발명은 악취오염물질을 단순하게 포집·흡착제거 하는 시스템이 아니라, 악취오염물질을 무해·무취 가스로 분해하는 시스템이므로,The present invention, which is invented to supplement the disadvantages of the conventional odor removal system as described above, is not a system for simply collecting and adsorbing and removing odor pollutants, but is a system for decomposing odor pollutants into harmless and odorless gases.

도 9a와 같이, 악취포집시설을 간소화 할 수 있으며, 정화처리된 기체상을 다시 악취배출시설에 유입시키도록 공정흐름을 구성할 수 있다.As illustrated in FIG. 9A, the odor collecting facility may be simplified, and the process flow may be configured to introduce the purified gas phase back into the odor discharge facility.

상기와 같은 방법은 복합 하이브리드 반응구간에서 생성되어 악취오염물질을 분해하는데 사용되어짐에도 불구하고 정화처리된 기체상에 잔존할 수 있는 OH 라디칼 및 음이온을 악취분해에 최대로 사용할 수 있다는 장점이 있다.Such a method has an advantage that OH radicals and anions that may remain in the purified gas phase can be used for odor decomposition in spite of being generated in the complex hybrid reaction zone and used to decompose odor pollutants.

만약, 현장여건상 악취배출시설 내부에 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템을 설치하기가 곤란할 경우에는 도 9b와 같이 악취배출시설 외부에도 설치가 가능하다.If, on site conditions, it is difficult to install the hybrid odor removal system according to the present invention inside the odor discharge facility, it may be installed outside the odor discharge facility as shown in FIG. 9B.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 선택성 흡착반응방식 및 광촉매 광반응방식을 복합적으로 결합한 하이브리드식 반응메카니즘으로 악취·VOC·유해세균 등의 환경오염물질들을 빠른 시간내에 제거·분해시켜 청정공기를 용이하게 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a hybrid reaction mechanism combining a selective adsorption reaction method and a photocatalytic photoreaction method is combined to easily remove and decompose environmental pollutants such as odors, VOCs, and harmful bacteria in a short time, thereby providing clean air. You can get it.

상기 두 가지 악취제거방식은 상호 보완하는 효과가 있는데, 흡착반응구간은 부하변동이 심한 오염물질을 순식간에 고농도로 흡착제거하여 광촉매 광반응구간의 과도부하를 감소시켜 주는 완충역할(Buffering)을 수행하며, 광촉매 광반응구간은 흡착반응구간과의 현격한 오염물질의 농도구배를 형성시켜 흡착제에 흡착되어 있는 오염물질들을 서서히 탈착시켜 무해·무취가스로 분해시켜 주는 역할, 즉 광촉매 광반응은 흡착제의 자체 재생능력을 공급하여 흡착제의 수명력을 향상시키는 효과가 있다.The two odor removal methods complement each other, and the adsorption reaction section performs a buffering role to reduce the overload of the photocatalytic photoreaction section by rapidly removing and removing the pollutants with high load fluctuations in high concentration. The photocatalyst photoreaction zone forms a concentration gradient of contaminants significantly different from the adsorption reaction zone, and gradually desorbs the pollutants adsorbed on the adsorbent and decomposes them into harmless and odorless gases. It is effective in improving the life span of the adsorbent by supplying regeneration capacity.

그리고 본 발명은 기본 원리가 간단하고 저렴한 비용과 설치가 간단하여 산업적으로 대형화가 용이하므로 기존 복잡한 대기·악취 정화처리장치들을 대체할 수 있다.In addition, the present invention can replace the existing complex air and odor purifying apparatus because the basic principle is simple, low cost and simple installation, so that it is easy to be industrially enlarged.

본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템은 압력부하가 거의 없고 악취포집시설이 간소화되기 때문에 전력유지비를 절감할 수 있으며,Hybrid odor removal system according to the present invention can reduce the power maintenance cost because there is almost no pressure load and the odor collecting facility is simplified,

본 발명은 정화처리된 기체상을 외부로의 대기방출방식이 아니라 악취배출시설 내부로 유입시키는 방식이라 난방비를 절감할 수 있으며, 폐수·폐슬러지·잔존 오존 등을 비롯한 2차 오염물질이 발생하지 않기 때문에 친환경 악취제거시스템이라 할 수 있다.In the present invention, the purified gas phase is introduced into the odor emission facility rather than the air discharge method to the outside, thereby reducing heating costs, and does not generate secondary pollutants including waste water, waste sludge, and residual ozone. It can be called an environmentally friendly odor removal system.

본 발명에 따른 악취센서가 도입된 악취제어시스템은 운전에 필요한 에너지를 실시간으로 조절할 뿐만 아니라 관리자가 악취제어시스템을 운영관리하는 측면에서도 편의를 제공하는 효과가 있다.The odor control system incorporating the odor sensor according to the present invention has the effect of providing convenience in terms of not only controlling energy required for operation in real time but also managing and operating the odor control system.

따라서, 본 발명에 의하며, 최근 산업발전에 따라 날로 심각해지고 있는 오염된 대기 및 실내공기를 개선하는 차원에서 매우 효과적이다.Therefore, according to the present invention, it is very effective in terms of improving the polluted air and indoor air, which are becoming increasingly serious with recent industrial development.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a hybrid odor removing system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 실시간 악취제어시스템의 개략적인 모식도,2 is a schematic diagram of a real-time odor control system according to the present invention;

도 3a는 일반적인 흡착제의 세공 구조를 나타내는 도면,3a is a view showing the pore structure of a general adsorbent,

도 3b는 본 발명에 따른 선택성 흡착제의 예시도,3b is an illustration of a selective adsorbent in accordance with the present invention;

도 4a는 일반적인 광촉매 광분해반응 메카니즘을 나타낸 도면,Figure 4a is a view showing a typical photocatalytic photolysis reaction mechanism,

도 4b는 본 발명에 따른 TiO2가 표면에 코팅된 유동화 광촉매 담체의 단면도,4b is a cross-sectional view of a fluidized photocatalyst carrier coated on a TiO 2 surface according to the present invention;

도 4c는 본 발명에 따른 TiO2가 표면에 코팅된 유동화 광촉매 담체의 예시도,Figure 4c is an illustration of a fluidized photocatalyst carrier coated on the TiO 2 surface according to the present invention,

도 4d는 본 발명에 따른 TiO2가 표면에 코팅된 투명 광촉매 담체의 예시도,Figure 4d is an illustration of a transparent photocatalyst carrier coated on the surface TiO 2 according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 광원(자외선 램프)의 파장 영역도를 나타낸 도면,5 is a view showing a wavelength range diagram of a light source (ultraviolet lamp) according to the present invention;

도 6a는 반도체식 악취센서의 반응 메카니즘을 나타낸 도면,6A is a view showing a reaction mechanism of the semiconductor odor sensor;

도 6b는 본 발명에 따른 반도체식 악취센서의 예시도,Figure 6b is an illustration of a semiconductor odor sensor according to the present invention,

도 6c는 본 발명에 따른 실시간 악취제어시스템의 실시예,6c is an embodiment of a real-time odor control system according to the present invention;

도 7a는 본 발명에 따른 하이브리드식 악취제거시스템 및 성능테스트의 예시도,Figure 7a is an illustration of a hybrid odor removal system and performance test according to the present invention,

도 7b는 본 발명에 따른 악취제거시스템의 암모니아 악취 정화처리능력을 나타내는 도면,Figure 7b is a view showing the ammonia odor purification capacity of the odor removal system according to the present invention,

도 7c는 본 발명에 따른 악취제거시스템의 암모니아 가스를 연속적으로 정화처리하는 성능을 나타내는 도면,7c is a view showing the performance of continuously purifying the ammonia gas of the odor removal system according to the present invention,

도 8a는 일반적인 악취제거시스템의 공정흐름도를 나타내는 도면,8A is a view showing a process flow diagram of a general odor removal system;

도 8b는 종래 오존탈취시스템의 공정흐름도를 나타내는 도면,8b is a view showing a process flow diagram of a conventional ozone deodorization system;

도 9a는 본 발명에 따른 악취제거시스템의 제1 실시예의 구성도,9A is a configuration diagram of a first embodiment of the odor removing system according to the present invention;

도 9b는 본 발명에 따른 악취제거시스템의 제2 실시예의 구성도이다.9B is a configuration diagram of a second embodiment of the malodor removing system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1: 선택성 흡착반응구간 2: 광촉매 반응구간1: Selective adsorption reaction section 2: Photocatalytic reaction section

10: 악취포집수단 11: 먼지필터10: odor collecting means 11: dust filter

13: 송풍장치 14: 인입수단13: blower 14: retraction means

15: 고정수단(스텐망) 16: 암모니아 흡착제15: fixing means (sten net) 16: ammonia adsorbent

17: 메르캅탄류 흡착제 18: 황화수소 흡착제17: mercaptans adsorbent 18: hydrogen sulfide adsorbent

19: 탄화수소류/VOC 흡착제 20: 반응기 분리수단19: hydrocarbons / VOC adsorbent 20: reactor separation means

21: 광원(자외선 램프) 22: 광촉매 필터층21: light source (ultraviolet lamp) 22: photocatalyst filter layer

23: 코팅된 광촉매 25: 악취센서23: coated photocatalyst 25: odor sensor

26: 알람기능 및 호출수단 27: 제어판넬26: alarm function and calling means 27: control panel

30: 유동화 광촉매 담체 31: 투명 광촉매 담체30: fluidized photocatalyst carrier 31: transparent photocatalyst carrier

100: 하이브리드식 악취제거시스템100: hybrid odor removal system

200: 정보수집·모니터링 및 제어시스템200: information collection, monitoring and control system

300: 악취배출시설 400: 종래 악취제거시스템300: odor discharge facility 400: conventional odor removal system

Claims (1)

악취;휘발성유기화합물(VOC);유해세균을 포함하고 있는 오염된 공기를 정화처리하기 위한 방법에 있어서,Odor; Volatile Organic Compound (VOC); Method for purifying polluted air containing harmful bacteria, 선택성 흡착방식과 광촉매 광분해 반응방식을 상호 보완하는 작용으로 병합하는 방법으로,By merging selective adsorption and photocatalytic photolysis reactions together, 선택성 흡착구간(1)은 부하변동이 심한 대기환경오염물질을 1차적으로 고농도로 순식간에 흡착·제거하여 다음 단계인 광촉매 광반응구간(2)에 오염물질의 부하변동을 최소화함으로써 전체적으로는 완충역할을 수행하며,The selective adsorption section (1) absorbs and removes air pollutants with high load fluctuations in a high concentration at first, and minimizes load variation of contaminants in the photocatalytic photoreaction section (2). , And 광촉매 광반응구간(2)은 흡착구간(1)에서 미처 제거되지 못한 오염물질을 광화학반응으로 무해·무취가스로 분해시킬 뿐만 아니라 흡착구간(1)과의 오염물질 농도구배를 현격하게 형성시킴으로써 흡착제에 흡착된 오염물질을 서서히 탈착시키고, 탈착되어 광촉매 광반응구간으로 유입되는 오염물질을 광촉매/자외선의 광화학반응에 의해 무해·무취가스로 분해시키는 대기오염물질 정화처리방법 및 그 장치에 있어서,The photocatalyst photoreaction section (2) not only decomposes contaminants that have not been removed in the adsorption section (1) into a harmless and odorless gas by photochemical reaction, but also forms a concentration gradient of contaminants with the adsorption section (1) significantly. In the air pollutant purifying treatment method and apparatus for gradually desorbing the pollutant adsorbed on and decomposing the pollutant desorbed into the photocatalytic photoreaction zone into a harmless and odorless gas by photochemical reaction of photocatalyst / ultraviolet ray. 흡착반응구간(1)을 구성하는 선택성 흡착제는 활성탄 내지 지올라이트 표면을 화학적으로 개질 및/또는 화학약품을 첨착시켜 특정 악취성분에 대해 선택적으로 흡착능력을 발휘하도록 제조, 부직포 형태로 제공되며,The selective adsorbent constituting the adsorption reaction section (1) is manufactured and provided in the form of a nonwoven fabric to selectively adsorb the specific malodorous component by chemically modifying the surface of activated carbon or zeolite and / or by adhering chemicals. 광촉매 광분해 반응구간(2)은 이산화티타늄(TiO2) 광촉매(30")가 기재(30')에 코팅·경화된 유동화 광촉매 담체(30) 내지 투명 광촉매 담체(31)와, 광촉매 담체에 활성화 에너지(hυ)를 공급할 수 있는 광원으로 작용하는 자외선 램프(21)로 구성되어 모듈형태로 제공됨에 있어서,The photocatalytic photolysis reaction section 2 is composed of a fluidized photocatalyst carrier 30 to a transparent photocatalyst carrier 31 to which a titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst 30 "is coated and cured on a substrate 30 'and an activation energy for the photocatalyst carrier. In the form of an ultraviolet lamp 21 serving as a light source capable of supplying (hυ) and being provided in a modular form, 유동화 광촉매 담체(30)는 송풍장치(13)에 의해 발생하는 공기의 기류만으로도 용이하게 유동화(fluidization) 되어질 수 있는 밀도가 0.01∼0.10 g/cm3 이고, 입자크기가 3∼20mm의 흡착성을 지닌 유기 및 무기화합물의 표면에 광촉매를 코팅·경화하여 제조되어 광반응 구간(2)에서 유동화 되면서 대기오염물질과 활발히 접촉하면서 대기오염물질을 정화처리하며,The fluidized photocatalyst carrier 30 has a density of 0.01 to 0.10 g / cm 3 and a particle size of 3 to 20 mm that can be easily fluidized by only the air flow generated by the blower 13. It is manufactured by coating and curing photocatalyst on the surface of organic and inorganic compound and fluidizing in photoreaction section (2), purifying and treating air pollutants while actively contacting air pollutants, 상기 하이브리드식 악취 정화처리시스템(100)을 바람직하게 운영관리하고자, 운전변수들을 감지할 수 있는 반도체식 센서(25)가 악취제거시스템의 전·후 그리고 반응부 등에 설치되어 실시간으로 운전변수의 정보를 수집할 수 있도록 하고, 수집된 정보를 바탕으로 악취제거시스템의 최적운전조건을 미리 구성된 프로그램에 의해 자동으로 조절되게 하여 과도운전으로 인한 전력비를 절감하는 동시에 결함발생시 알람 및 호출기능(26)을 할 수 있는 토탈솔루션(TotalSolution)을 제공하는 것을 특징으로 하는 악취 정화처리방법 및 이에 따른 악취 정화처리시스템.In order to desirably manage and operate the hybrid odor purifying treatment system 100, semiconductor sensors 25 capable of detecting operating variables are installed before, after, and in response to the odor removing system to provide information on operating variables in real time. It is possible to collect and to automatically adjust the optimum operating conditions of the odor removal system by a preconfigured program based on the collected information to reduce the power cost due to over-driving and to alarm and call function 26 when a fault occurs. Odor purifying treatment method and a odor purifying treatment system characterized in that it provides a total solution (TotalSolution) that can be.
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