KR20050064083A - 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치에 관한 것으로, 본 발명자 등이 고안한 한국특허 출원 제2003-0067425호에 제시된 금속지지체 산화촉매 제조방법에 따라 제조된 촉매를 이용하여 악취를 제거하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 외부 공기를 장치 내부로 흡입시키기 위한 흡기 모터와; 외부에서 유입되는 공기의 분진 제거를 위해 상기 흡기 모터의 전단에 설치되는 먼지 필터와; 장치 내부에 상기 흡기 모터 및 그 반대쪽의 출구로 이어지는 공기 유로를 형성하고 상기 흡기 모터를 통해 장치 내부로 유입되는 공기의 촉매활성온도를 유지하기 위해 히터로 둘러 싸여 구성되며, 상기 공기 유로 상에 금속지지체 산화촉매를 구비하여 흡입 공기 중의 악취성분을 촉매반응에 의해 제거하는 촉매 반응기와; 상기 촉매 반응기 내부에 적정 촉매활성온도를 유지하도록 상기 히터에 전압을 공급하는 제어기로 구성되는 악취제거장치를 제공하여, 공기와의 접촉면적을 보다 넓게 한 촉매지지체를 이용하여 알데하이드류의 악취성분을 보다 효율적으로 제거할 수 있게 한다.

Description

금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치{Apparatus for the removal of malodor using metal supported catalyst}

본 발명은 금속을 지지체로 하는 산화촉매를 이용하여 악취를 제거하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막, 코일형태의 금속지지체에 촉매 담지체인 알루미나를 입힌 후 촉매금속인 백금을 담지시켜 촉매반응기를 구성하고 외부에서 유입되는 공기 중의 악취성분이 촉매반응에 의해 제거되도록 하는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치에 관한 것이다.

통상 많은 사람들이 이용하는 공공 장소 등에서 발생되는 악취는 암모니아나 황화수소, 케톤류나 아민류 및 알데히드류 등의 분자상이나 입자상 유기물로서 이들을 흡입할 경우 불쾌할 뿐만 아니라 인체의 기관지나 폐에 유해한 것으로 알려져 있기 때문에 그 제거를 위한 설비가 필요하다.

이에 종래 일반적으로 사용되는 악취제거방법으로는 환풍기를 이용하여 악취를 제거하고 있으며, 또 다른 악취제거방법으로는 오존을 이용하는 방법과 광촉매를 이용하는 방법 및 산화촉매를 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다.

따라서 본 발명에서는 본 발명자 등이 고안한 한국특허 출원 제2003-0067425호에서 제시한 금속지지체 산화촉매의 제조방법에 따라 제조된 촉매를 이용하여 공기중의 악취성분을 제거할 수 있도록 한 것으로서, 특히 공기와의 접촉면적을 보다 넓게 한 촉매지지체에 알루미나에 담지된 백금촉매를 지지시켜 촉매 반응기를 형성함으로써 악취성분을 보다 효율적으로 제거할 수 있도록 한 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부 공기를 장치 내부로 흡입시키기 위한 흡기 모터와; 외부에서 유입되는 공기의 분진 제거를 위해 상기 흡기 모터의 전단에 설치되는 먼지 필터와; 장치 내부에 상기 흡기 모터 및 그 반대쪽의 출구로 이어지는 공기 유로를 형성하고 상기 흡기 모터를 통해 장치 내부로 유입되는 공기의 촉매활성온도를 유지하기 위해 히터로 둘러 싸여 구성되며, 상기 공기 유로 상에 금속지지체 산화촉매를 구비하여 흡입 공기 중의 악취성분을 촉매반응에 의해 제거하는 촉매 반응기와; 상기 촉매 반응기 내부에 적정 촉매활성온도를 유지하도록 상기 히터에 전압을 공급하는 제어기로 구성되는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치를 제공한다.

상기 본 발명 장치는 상기 촉매 반응기의 온도를 읽어 상기 제어기로 전달하는 열전쌍을 더 구비하여, 상기 촉매 반응기의 온도에 따라 상기 히터로 공급하는 전압을 자동으로 제어하도록 구성할 수도 있다.

상기 본 발명 장치에서 상기 촉매 반응기 내에 구비되는 금속지지체 산화촉매는, 금속 지지체에 촉매 담지체인 알루미나를 입히고, 상기 알루미나에 촉매 금속인 백금을 담지하여 제조한 것을 사용하며, 특히 상기 금속 지지체는 공기와의 접촉면적을 넓히기 위해 박막의 코일형태로 꼬인 스테인레스 재질의 촉매 지지체로서 폭 2[mm], 두께 0.1[mm]의 박막으로 길게 가공한 것을 사용함이 바람직할 것이다.

본 발명의 이들 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 지지체 산화촉매를 이용한 악취 제거장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치의 구성예도로서, 본 발명 장치는 악취성분이 함유된 외부 공기(7)를 장치 내부로 흡입시키기 위한 흡기 모터(2)와, 외부에서 유입되는 공기의 분진 제거를 위해 상기 흡기 모터(2)의 전단에 설치되는 먼지 필터(1)와, 상기 흡기 모터(2) 및 그 반대쪽의 출구(8)로 이어지는 공기 유로를 형성하고 상기 흡기 모터를 통해 장치 내부로 유입되는 공기의 촉매활성온도를 유지하기 위해 히터(3)로 둘러 싸여 구성되며 금속지지체 산화촉매를 구비하여 흡입 공기 중의 악취성분을 촉매반응에 의해 제거하는 촉매 반응기(4)와, 상기 촉매 반응기 내부에 적정 촉매활성온도를 유지하도록 상기 히터(3)에 제어전압을 공급하는 제어기(6)로 구성된다.

그리고 상기 촉매 반응기(4)의 온도를 읽어 상기 제어기(6)로 전달하는 열전쌍(5)을 구비하며, 이는 상기 제어기(6)에서 히터(3)로 공급하는 제어전압을 상기 촉매 반응기(4)의 온도에 따라 자동으로 제어할 수 있게 한다.

여기서 상기 촉매 반응기(4) 내에 구비되는 금속지지체 산화촉매는, 금속 지지체에 촉매 담지체인 알루미나를 입힌 후 상기 알루미나에 촉매 금속인 백금을 담지하여 제조하며, 상기 금속 지지체는 코일 형태로 꼬인 스테인레스 재질의 폭 2[mm], 두께 0.1[mm]의 박막(4a)으로 길게 가공함으로써 공기와의 접촉 면적을 보다 증대시킬 수 있게 한다.

상기 촉매 반응기 내에 구비되는 촉매 지지체는, 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이 드등의 알데하이드류 악취성분을 제거할 수 있는 것으로서, 코일형태로 된 박막 SUS304를 로에서 공기분위기로 700℃로 고온산화시킨 후, 50wt%의 질산알루미늄(Al(NO₃)₃*9H₂O) 수용액으로 처리하고 600℃로 소성하여 SUS304 박막표면에 알루미나(Al₂O₃)를 형성시킨 다음, 알루미나의 무게에 대해 10wt%가 되도록 염화물 형태의 Pt(H₂PtCl₆*5H₂O) 수용액으로 처리하여 금속표면의 알루미나에 Pt를 담지시켜 촉매를 제조한다. 이때 질산알루미늄 수용액 처리는 3회가 가장 바람직하다.

이렇게 제조한 촉매를 공기 중의 악취성분제거에 사용하는 본 발명 장치의 동작 및 그에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고로 악취성분을 포함하는 공기의 흐름에 따라 설명하면, 악취성분을 포함한 공기는 흡기 모터(2)에 의해 장치 내부로 유입되며, 이때 촉매를 보호하기 위해 부직포로 이루어진 먼지 필터(1)를 통과시키는데, 상기 먼지 필터(1)는 카세트 타입으로 하여 필요시 먼지를 털어내고 재사용하거나, 교환이 용이하도록 한다.

그리고 상기 흡기 모터(2)를 통해 장치 내부로 유입된 공기는 촉매활성온도를 유지하기 위해 히터(3)로 싸여진 원통형 촉매반응기(4)를 통과하면서 공기중에 함유된 악취성분이 촉매반응에 의해 제거된다. 이때 열전쌍(5)으로 상기 촉매 반응기(4)의 온도를 읽고 적정 촉매활성온도를 유지하도록 상기 제어기(6)에서 히터(3)에 흘려주는 전압을 자동으로 제어하도록 하였다.

공기중의 악취성분은 금속을 지지체로 하는 알루미나 담지 백금촉매를 통과하면서 공기중의 산소와 반응하여 촉매산화반응에 의해 물과 이산화탄소로 전환되어 제거된다. 즉, 공기중의 악취성분은 외부 공기 유입구, 먼지 필터, 흡기 모터, 촉매 반응기, 출구의 순으로 흐르는 동안 제거되고, 악취가 제거된 공기만이 출구를통해 외부로 배출된다.

<실시예>

본 실시예에서는 본 발명 악취제거장치의 원통형 촉매 반응기(4)를 둘러싸고 있는 히터(3)에 제어기(6)에서 제어전압을 공급하여 열전쌍(5)에 의해 측정되는 촉매 반응기(4)의 반응온도가 300℃가 되게 하였다. 그때, 아세트알데하이드 50[ppm]을 함유한 외부 공기(7)를 먼지 필터(1)와 흡기 모터(2) 및 촉매 반응기(4)로 이어지는 유로를 통해 1,000(L/kg-cat/hr) 흘려주고 촉매 반응기(4)의 출구(8)에서 아세트알데하이드 농도를 측정하였으며, 그 결과는 최소감지농도인 0.001ppm이하로 검출되어 악취성분이 효과적으로 제거되었음을 알 수 있었다.

이상의 본 발명에 따르면, 공기와의 접촉면적을 보다 넓게 한 촉매지지체에 알루미나에 담지된 백금촉매를 지지시켜 촉매 반응기를 형성하고 그 반응기 내부의 온도를 히터를 이용하여 제어할 수 있도록 하여 적정 촉매반응온도를 조절할 수 있도록 함으로써, 공기중에 함유된 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드 등의 알데하이드류 악취성분이 최소감지농도 이하로 되게 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치의 개략 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 먼지 필터 2 : 흡기 모터

3 : 히터 4 : 촉매 반응기

4a : 박막 5 : 열전쌍

6 : 제어기 7 : 외부 공기

8 : 출구

Claims (5)

1. 외부 공기를 장치 내부로 흡입시키기 위한 흡기 모터와;

   외부에서 유입되는 공기의 분진 제거를 위해 상기 흡기 모터의 전단에 설치되는 먼지 필터와;

   장치 내부에 상기 흡기 모터 및 그 반대쪽의 출구로 이어지는 공기 유로를 형성하고 상기 흡기 모터를 통해 장치 내부로 유입되는 공기의 촉매활성온도를 유지하기 위해 히터로 둘러 싸여 구성되며, 상기 공기 유로 상에 금속지지체 산화촉매를 구비하여 흡입 공기 중의 악취성분을 촉매반응에 의해 제거하는 촉매 반응기와;

   상기 촉매 반응기 내부에 적정 촉매활성온도를 유지하도록 상기 히터에 전압을 공급하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 촉매 반응기의 온도를 읽어 상기 제어기로 전달하는 열전쌍을 더 구비하여, 상기 촉매 반응기의 온도에 따라 상기 히터로 공급하는 전압을 자동으로 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 촉매 반응기 내의 금속지지체 산화촉매는,

   금속 지지체에 촉매 담지체인 알루미나를 입히고, 상기 알루미나에 촉매 금속인 백금을 담지하여 제조한 것을 특징으로 하는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 금속 지지체는 박막의 코일형태로 꼬인 스테인레스 재질의 촉매 지지체인 것을 특징으로 하는 금속지지체 산화촉매를 이용한 악취제거장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 촉매 지지체는 폭 2[mm], 두께 0.1[mm]의 박막으로 길게 가공한 것을 특징으로 하는 금속 지지체 산화 촉매를 이용한 악취제거장치.