KR20060057493A - 이산화염소의 생성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 진동 장치의 존재하에 자외선에의 노출에 의하여 이산화염소 생성 용액을 이산화염소로 전환시켜, 필요한 이산화염소를 생성하는 장치 및 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 입수가 용이한 원료 물질로부터 이산화염소를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 그로부터 필요한 이산화염소를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이산화염소는 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있어 매우 높은 상업적 및 산업적 중요성을 지니고 있다. 현재 이산화염소는 목재펄프, 종이, 유지(油脂), 석유, 수지(獸脂) 및 분말의 표백제로서 대량으로 소비되고 있다.
최근 이따른 규제 해제로 인하여, 이산화염소는 식품 가공 산업에서 살균제 및 소독제로서 그 사용이 증가하여 왔다. 새 연방 지침은 육류, 유(乳)제품, 가금(家禽)류, 과일 및 채소의 가공업, 및 가공 식품에 대하여 이산화염소의 사용을 허여하였다. 대부분의 경우, 이산화염소는 식료품의 관능 손상(organoleptic impairment)을 야기하지 않는다.
이산화염소는 또한 폐수 처리 산업에서 오염 조절제 및 식수 처리제로서 광범위하게 사용되고 있다. 이산화염소는 뛰어난 황 제거제이며, 폐수, 지방(脂肪) 정제, 가스 및 오일 산업에서의 세척탑에 이용되고 있다.
이산화염소는 그 독특한 특성으로 인하여 환경 및 미생물 조절제로서 그 사용이 증가하고 있다. 이산화염소는 특정 산업 오염물질, 예를들면 황, 아민, 멜캅탄(mercaptans), 및 시안화물에 대해서는 높은 반응 특이성을 보이지만, 암모니아 또는 대부분의 유기 화합물에 대해서는 반응성을 보이지 않는다.
이산화염소의 높은 선택적 특성은 살균 작용에 있어서 중요하다. 트리할로메탄(trihalomethanes, THMs)과 폴리클로로바이페닐(polychlorobiphenyls, PCBs)와 같은 원하지 않는 살균 부산물은 생성되지 않으며, 염소나 하이포아염소산염이 생성되어 진다. 이산화염소는 넓은 pH 범위에 걸쳐 그 효과를 나타내며, 용액에서 해리되지 않고(이온을 형성하지 않고), 빠른 살균 작용을 지니며, 처리 용액에서 축적되지도 않는다.
이산화염소는 그 운반과 저장이 금지되어 있고, 또 그 운반과 저장이 위험하기 때문에 대부분 현지에서 생산되어 진다. 이산화염소는 종래 몇몇 화학적 공정과 전기화학적 공정에 의해서 생산되어 진다. 가장 일반적인 생산 방법은 아염소산나트륨 수용액을 산성화시키는 것이다. 황산이나 하이포아염소산과 같은 강산의 경우는 이산화염소의 높은 생산 수율을 갖지만, 시트르산이나 젖산과 같은 약산은 매우 낮은 생성 수율을 갖는다.
아염소산의 이산화염소로의 산성화는 하이포아염소산이나 염소 가스와 같은 염소 공여체가 첨가되면 그 수율이 크게 증가한다. 삼-전구물질 시스템은 회수율에 있어서는 바람직하지만, 장치나 반응기의 설계에 있어서 매우 복잡하다는 단점을 가진다. 최근의 이산화염소 가스 생산 방법에는 높은 독성의 염소 가스를 이용 한다. 하이포아염소산, 강산, 및 염소 가스를 현지에서 생산·저장해야 하기 때문에 부수적인 위험이 따르고, 최종 소비자에게 정규적인 검사의 부담을 준다.
전기화학 생성장치는 이러한 문제를 해결하기 위하여 고안된 것이다. 이러한 전기화학 생성장치는 단일의 전구물질을 이용하는데, 그러한 전구물질은 통상적으로 아염소산이나 염화나트륨이다. 생성된 이산화염소는 기체 투과성 막에 의해서 전해질 용액으로부터 분리되어 진다. 그러나, 이렇게 생성된 이산화염소는 높은 비용, 폭발성을 가진 수소 기체의 발생, 및 안정성(reliability)와 같은 단점으로 인해 광범위하게 사용되어지지 않고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 장치들이 고안되고 있다.
보다 뛰어나고 대안적인 이산화염소의 생성 방법은 광화학적 산화 방법에 의한 것이다. 이산화염소와 염소의 옥시안니온(oxyanion)의 광화학적 반응에 대해서는 이.제이.브라운(E.J. Brown)과 엠. 쳉(M. Cheung)(1932)에 의해서 보고되었으며, 미국 특허 제2,043,284호, 제2,457,285호 및 제2,683,651호에 개시되어 있다.
광화학적 방법에 대한 보다 최근의 기술은 발명자가 피셔(Fisher)인 미국 특허 제4,414,180호 및 제4,456,511호에 개시되어 있다. 이 기술은 외부에서 형광 전구를 쪼여 아염소산나트륨 수용액으로부터 이산화염소를 생성하는 장치에 관한 것이다. 아염소산나트륨은 광화학적으로 산화됨으로써 이산화염소가 생성되게 되는데, 이산화염소는 수용액으로부터 질소가스 또는 기류와 함께 제거되어진다.
또한, 보다 더 상세한 기술은 발명자가 제이. 칼러라메(J. Callerame)인 미국 특허 제4,874,489호에 개시되어 있는데, 이 특허는 아염소산나트륨을 함유하는 관상 챔버(tubular chamber)를 개시하고 있다. 자외선 광원 즉, 저압 수은 증기 전구가 그 용기 내에 구비되고, 용기의 내벽은 연마된 알루미늄과 같은 자외선 반사기로 이루어져 있다. 이산화염소의 농도가 10중량%에 도달하면 반응이 종료되며, 전체 반응 생성물이 용기에서 제거된다. 10중량%는 이산화염소의 폭발성으로 인해 정해진 최고의 한계이다.
상기 칼러라메의 특허와 유사하게, 미국 특허 제4,877,500호의 염소와 산소 가스의 혼합물과 하이포아염소산나트륨의 수용액을 이용하여 광화학적 방법으로 이산화염소를 생성하는 기술을 개시하고 있다. 칼러라메의 특허에서와 같이, 이산화염소의 최고 농도가 10중량%에 도달할 때까지 수용액이 관상 용기내에 머물게 된다. 후에, 이산화염소를 함유하는 전체 반응 내용물이 회수되어 사용지로 운반되어 지게 된다. 이러한 산소와 염소의 광화학적 반응에서 두 번의 폭발이 발생하였다는 보고가 있었다.
광화학적 방법에 있어 안정성을 개선한 기술이 발명자가 심슨(Simpson)인 미국 특허 제6,171,558호에 개시되어 있다. 이 특허는 수성 아염소산염을 함유한 용이 내에 자외선 전구를 구비시킨 기술을 개시하고 있다. 이 기술에서 수성 아염소산염은 공기 또는 기체 살포에 의해 회류관을 회류한다. 이러한 구성으로 인하여 이산화염소가 효과적으로 회수되게 됨으로써 이산화염소의 축적에 따른 폭발 위험성을 감소시키는 것이다.
종래의 광화학적 방법들에 있어서 안정성은 상당히 개선되었지만, 여전히 다음의 문제점들이 남아 있다:
(1) 종래 기술은 기체 살포를 발생시키기 위해 추가적인 공기 이동 시스템을 필요로 한다.
(2) 종래 기술은 파열하기 쉬운 석영 재질 튜브와 기체 흡입기에서 전도된다.
(3) 종래 기술은 자외선 영역을 넘어서는 아염소산염 전구물질을 전도하기 위해 자외선 전구에 근접한 부분에 순환 튜브가 필요하다.
(4) 종래 기술은 아염소산염 전구물질을 추가함에 의해 이산화염소의 생성을 직접적으로 제어할 수 없다. 종개 기술에서 이산화염소의 생성은 전구의 광도와 가스 배출 비율에 의해 제어되어야만 한다.
(5) 종개 기술에서는 장치의 스케일 업(scale-up)이 어렵다. 이산화염소 생성 비율 또한 아염소산염이 배출됨에 따라 감소한다.
이산화염소는 광범위하게 산업적 및 상업적으로 응용되고 있어 그 사용이 증가할 가능성이 높다. 이산화염소의 생성 장치는 안전하고, 경제적이며, 사용하기 용이해야 하고, 위험성 있는 성분들이 오래 잔류하지 않아야 이상적이다. 이러한 특성을 지닌 이산화염소 생성 장치에 대한 강한 필요성이 있어 왔다.
본 발명은 전술한 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기류에서 생성되거나 액체 기류(stream)에 용해된 이산화염소에 관한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소의 생성 장치는 다음을 포함하여 구성된다.
자외선에 노출되어 이산화염소를 형성하는 이산화염소 생성 용액을 포함하는 반응 용기;
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 때, 자외선이 상기 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생성하도록, 상기 반응 용기에 자외선을 제공하는 자외선 광원;
상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액 또는 활성 인자를 상기 반응 용기에 주입시키기 는, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 주입구;
상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 소모된 활성 용액을 상기 반응 용기로부터 배출시키는, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 배출구;
상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로부터 이산화염소를 배출시키는, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 이산화염소의 출구;
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소의 생성 용액과 활성 용액은 상기 반응 용기내에 그대로 보유되도록 하고 이산화염소 기체는 상기 반응 용기에서 배출되도록 하는 기체 투과성 막;
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소의 제거를 용이하게 하는 초음파 진동 장치; 및
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로부터 이산 화염소의 연속 배기를 용이하게 하는, 상기 용기와 연결된 배기 장치.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소의 생성 방법은 다음을 포함하여 구성된다;
반응 용기 내에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 형성하는 단계;
초음파 진동 장치를 사용하여 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소를 방출시키는 단계;
기체 투과성 막을 이용하여 상기 이산화염소를 상기 활성 용액으로부터 분리하는 단계;
수 구동 이젝터 또는 기류에 의해 낮아진 압력을 이용하여 상기 반응 용기로부터 이산화염소를 용이하게 배기시키는 단계; 및
이산화염소를 함유하는 공기 흐름(flow) 기류 또는 용해된 이산화염소를 함유하는 수성 기류를 형성하는 단계.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기는 다음을 포함하여 구성된다.
자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액을 함유하는 반응 용기;
상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 자외선이 상기 반응 용기 내부 에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생성하는 자외선 광원;
적어도 하나의 주입구 및 적어도 하나의 배출구를 가지는 상기 반응 용기와 연결된 컬럼(column);
작동하는 동안, 상기 컬럼에서 활성 용액을 분산시키기 위한 상기 컬럼과 연결된 분산 장치(dispersing structure);
활성 용액을 상기 반응 용기로부터 상기 분산 장치로 이동시키는 펌프;
작동하는 동안, 컬럼에서 배출되는 활성 액체를 상기 반응 용기로 재이동시키는, 상기 컬럼내의 적어도 하나의 액체 배출구;
상기 컬럼을 통하여 기류를 제공하는 공기-이동 장치(air-moving device).
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액체 용매에 용해된 이산화염소 기류를 공급하는 이산화염소 생성 장치는 다음을 포함하여 구성된다.
적어도 하나의 용기 공기 주입구 및 적어도 하나의 용기 공기 배출구를 가지며, 자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액을 포함하는 반응 용기;
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안, 자외선이 상기 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생성하도록, 상기 반응 용기에 자외선을 제공하는 자외선 광원;
상기 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소의 제거를 용이하게 하는 초음파 진동 장치;
적어도 하나의 컬럼 공기 주입구, 적어도 하나의 컬럼 공기 배출구, 적어도 하나의 액체 투입구, 및 적어도 하나의 액체 배출구를 가지는 상기 반응 용기와 연결된 컬럼;
상기 반응 용기의 공기 배출구가 상기 컬럼 공기 주입구와 연결되고, 작동하는 동안에 상기 반응 용기를 통하여 공기 기류를 제공하여 이산화염소를 포함하는 기류를 생성하는, 상기 반응용기의 공기 주입구와 연결된 공기-이동 장치;
작동하는 동안, 용매가 이산화염소를 포함하는 기류와 접촉하여, 용해된 이산화염소를 포함하는 용매를 형성하도록, 상기 컬럼내에 용매를 분산시키기 위한, 상기 액체 주입구와 연결된 분산 장치; 및
작동하는 동안, 용해된 이산화염소를 포함하는 용매가 상기 컬럼으로부터 배출되도록 하는, 상기 컬럼내의 적어도 하나의 액체 배출구.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기류 정화 방법은 다음을 포함하여 구성된다.
반응 용기 내에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 형성하는 단계;
상기 활성 용액을 상기 반응 용기와 연결된 컬럼으로 이동시키는 단계;
상기 컬럼을 통하여 기류를 흐르게 하여, 상기 활성 용액과 접촉하고 상기 컬럼으로부터 배출되는 정화된 기류를 형성하는 단계.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소의 액체 기류 제공 방법은 다음을 포함하여 구성된다.
반응 용기 내에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 형성하는 단계;
초음파 진동 장치를 이용하여 상기 활성 용액을 진동시켜, 상기 활성 용액으로부터 이산화염소를 방출시키는 단계;
상기 컬럼을 통하여 공기 기류를 흐르도록 하여, 이산화염소를 함유하는 기류를 형성하는 단계;
이산화염소를 함유하는 상기 기류를 상기 반응 용기와 연결된 컬럼으로 이동시키는 단계; 및
용매를 상기 컬럼으로 공급하고 이산화염소를 함유하는 용매를 형성하기 위하여 이산화염소를 함유하는 기류와 접촉시키는 단계.
본 발명은 새로운 이산화염소 생성 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이산화염소의 생성 장치에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 필요한 이산화염소를 생성함과 동시에 이를 회수하는 새로운 방법에 관한 것이다.
상기 이산화염소 생성 용액은 자외선에 노출됨으로써 이산화염소를 생성하는 적어도 하나의 활성 인자를 포함하는데, 이러한 활성 인자는 수용성 용매에 분산되어 있거나 용해되어 있다. 이산화염소 생성 용액은 예컨대, 수용성 용매에 분산되 어 있거나 용해되어 있는, 알카리 금속 계열의 아염소산염 또는 알카리 토금속 계열의 아염소산염과 같은 아염소산염, 염소, 하이포아염소산염, 삼염소 시아누르산 및/또는 이염소시아누르화나트륨(sodiumm dichloroisocyanuate, NaDDC)와 같은 유기 염소 공여체의 염으로 구성되는 활성 인자를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 수용성 용매는 물, 수돗물, 재처리수, 재활용수, 바람직한 첨가물을 포함하는 물, 및 재활용되는 소모된 활성 용액을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이산화염소 생성 용액은 활성 인자로서 아염소산나트륨을 포함한다. 필료하다면, 기술적 등급의 아염소산나트륨을 이용할 수 있다. 아염소산나트륨이 이용될 때, 그것은 약 1 내지 5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
일단 이산화염소 생성 용액이 자외선에 노출되면, 그 용액은 이산화염소를 함유하는 활성 용액으로 전환된다. 이러한 활성 용액은 또한 수용성 용매에 용해되어 있거나 분산되어 있는 염화 이온, 염소산염 이온, 및 여타의 옥시클로로 종을 통상 포함한다.
이산화염소 생성 용액 및 활성 용액은 반응 용기에 담긴다. 그 반응 용기는 이산화염소 생성 용액, 활성 용액, 이산화염소 및 여타의 첨가제에 대해 내구성을 갖는 적당한 물질로 형성될 수 있다. 반응 용기 물질로서는 유리, 석영, 합성수지 및/또는 금속을 들 수 있다.
반응 용기는 그 모양이나 크기를 원하는 대로 변화하여도 무방하다. 바람직하게는, 그 반응 용기는 구입이 용이한 실린더형 자외선 전구가 용기내에 쉽게 설치될 수 있는 모양을 갖는 것이 좋다.
반응 용기는 적어도 하나의 이산화염소의 출구를 포함하며, 그 출구를 통하여 이산화염소의 생성 장치가 작동하는 동안 생성된 이산화염소가 계속하여 반응 용기에서 배출되는 것이 가능하다. 반응 용기는 적어도 하나의 용액 주입구 및 적어도 하나의 용액 배출구를 포함하는 것이 바람직하다. 그 용액 주입구는 반응 용기로 새(new) 이산화염소 생성 용액을 주입시킬 수 있도록 함으로써 이산화염소 생성 용액의 공급 및/또는 표준량을 제어하는 것을 가능하게 하며, 그 용액 배출구는 이산화염소를 함유하는 소모된 활성 용액을 배출시키는 것을 가능하게 한다. 새 이산화염소 생성 용액과 소모된 활성 용액이 혼합되기 때문에, 일부 이산화염소 생성 용액이 또한 용액 배출구를 통하여 버려질 수 있다. 새 이산화염소 생성 용액을 용액 주입구로 주입시키는 것은 계량 펌프, 이산화염소 생성 용액의 조절 비율을 측정하는 타이머를 가진 솔레노이드 작동 밸브(solenoid operated valve), 또는 다른 제어 수단으로 조절된다. 자외선에 노출됨으로써 이산화염소를 생성하는 수성 매체(medium) 및 활성 인자 각각을 별개의 용액 주입구로 주입시키고 이들의 주입을 각각 제어할 수 있어, 반응 용기 내에서 이산화염소의 생성 용액이 형성되게 된다. 소모된 활성 용액을 용액 배출구를 통하여 배출시키는 것은 솔레노이드 밸브와 플로트 스위치(float swich), 또는 다른 바람직한 제어 수단에 의하여 제어될 수 있다. 반응 용기는 이산화염소 생성 용액 및/또는 수용성 매체의 과유량을 방지하기 위하여 과유량 라인(overflow line)을 포함할 수 있다.
자외선 광원은 현재 널리 공지되어 있다. 임의의 적절한 자외선 광원이 본 발명의 이산화염소 생성 장치에 사용될 수 있다. 예컨대, 하나 또는 그 이상의 자 외선 전구가 자외선 광원으로 사용될 수 있다. 자외선 전구는 이산화염소 생성 장치가 가동할 때, 반응 용기의 내용물 전체를 비출 수 있도록, 반응 용기의 대부분의 넓이와 길이에 걸쳐 그 광선이 미칠 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 자외선 전구는 이산화염소 생성 용액의 노출을 최대화하기 위하여 반응 용기 내에 설치된다. 실린더 형 자외선 전구가 사용될 수 있다. 저압 수은 증기 전구가 적절하다. 자외선의 광량은 자외선 제어 수단에 의해서 제어될 수 있다. 주(predominate) 자외선 파장은 이산화염소에 의한 자외선의 흡수를 줄일 수 있도록, 260nm 이하인 것이 바람직하며, 254nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 적절한 자외선 전구는 카토데온 사(Cathodeon Ltd.), 헬마 유에스에이사(Hellma USA) 및 헤라리우스 사(Heralius Inc.)에서 제조한 것이 있다.
초음파 진동 장치도 현재 널리 공지되어 있다. 임의의 적절한 초음파 진동 장치가 이산화염소를 생성하는 동안 활성 용액을 진동하기 위해 본 발명에서 사용될 수 있다. 예컨대, 일련의 초음파 압전판(piezoelectric plate)이 반응 용기의중앙부를 따라서 설치될 수 있다. 초음파 압전판은 활성 용액과 직접적으로 접촉하기 위하여 반응 용기의 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 초음파 압전판은 전기적인 힘을 고주파의 초음파 진동으로 전환시켜 활성 용액에 초음파를 생성시키는 것으로 믿어지고 있는데, 이는 기존의 이론에도 어긋나지 않는다. 초음파는 빠르게 공기 방울 형태로 활성 용액에 분산 또는 용해되어 있는 이산화염소를 그 활성 용액으로부터 이탈시킨다. 압전판이 진동하는 초음파의 주파수는 1.6 내지 2.5MHz가 바람직하다. 그 이상의 고 주파수나 kHz 범위와 같은 저 주파수에서 작동하는 기타의 초음파 장치도 경우에 따라서는 용액에서 이산화염소 기체를 이탈시키시 위해 사용될 수 있다. 적당한 초음하 압전판으로는 아메리칸 피에조 세라믹사(American Piezo Ceramics), 블루 웨이브 울트라소닉 사(Blue Wave Ultrasonic), 피에조 테크놀로지 사(Piezo Technologies), 피에조 솔루션 사(Piezo Solutions), 오메가소닉스 사(Omegasonics) 및 울트라소닉 파우워 콥 사(Ultrasonic Power Corp)의 제품을 들 수 있다.
이산화염소는 그 출구를 통하여 반응 용기로부터 배출되기 전, 반응 용기 내부의 기체 투과성 막을 통과한다. 바람직한 배열은 아니라도, 필요하다면 기체 투과성 막은 이산화염소의 출구 다음에 위치할 수 있다. 기체 투과성 막은 현재 널리 공지되어 있다. 기체 투과성 막은 반응 용기 내부에 이산화염소 발생 용액 및 활성 용액을 보유할 수 있으면서, 이산화염소는 여과시킬 수 있는 것으로 선택되어야 한다. 적절한 기체 투과성 막은 시중에서 구입될 수 있다.
반응 용기로부터 생성된 이산화염소의 배기는 배기 장치를 사용하면 용이해진다. 배기 장치의 예로서 기류와 감압을 들 수 있다. 이산화염소의 배출은 이산화염소의 자외선 노출을 최소화하고, 필요한 이산화염소를 공급하기 위하여 이산화염소의 생성과 동시에 이루어져야 한다.
본 발명의 하나의 양태에 있어서, 상기 기체 투과성 구조와 이산화염소의 출구는 수 구동 벤추리 이젝터(water-driven venturi eductor)와 연결된다. 수 구동 벤추리 이젝터는 반응 용기의 압력을 낮춰, 활성 용액으로부터 이탈된 이산화염소를 기체 투과성 구조를 통해 수성 흐름 라인으로 흐르는 것을 용이하게 한다. 이 산화염소는 물에서 매우 잘 용해되기 때문에, 수성 흐름 라인에서 즉시 이산화염소의 수용액을 형성한다. 이산화염소의 수용액은 그 목적지까지 파이프를 통하여 이동한다. 특정한 유형의 물을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 필요하다면 수돗물, 처리수, 재활용 세척수, 및 재활용수가 사용될 수 있다. 수돗물이 사용되어지는 경우, 수도 연결부가 이젝터에 장치되어 이젝터를 수도관과 용이하게 연결시킬 수 있다. 예컨대, 특정 경우에 있어 필요하다면, 이산화염소가 물에 약 1 내지 3000파트(part)/밀리언(million)(mg/liter)와 같은 농도로 용해되도록 이젝터를 작동시킬 수 있다.
기체성 이산화염소가 필요하다면, 수 구동 벤추리 이젝터 대신에 소형 팬(fan)을 사용하여 반응 용기에서 이산화염소를 이탈시켜 이산화염소를 함유하는 기류를 형성할 수 있다. 상기 팬이 장치되면, 상기 팬이 공기가 반응 용기와 활성 용액의 표면 위를 흐르도록 하거나, 또는 상기 팬에 의하여 반응 용기의 압력이 낮춰져 공기가 반응 용기와 활성 용액의 표면 위를 흐르도록 한다. 적은 양의 수증기의 물방울이 반응 용기에서 외부를 향해 설치된 출구 관을 통하여 배출될 수 있다. 필요하다면, 기류를 이용하는 경우에는 기체 투과성 장치를 사용하지 않을 수 있다. 기류는 이산화염소와 혼합되어 공기, 이산화염소 및 수증기의 묽은 혼합물을 형성하게 되고, 그 혼합물이 목적지까지 파이프를 통하여 이동하게 된다. 이산화염소의 농도는 예컨대, 팬의 속도 및/또는 이산화염소 생성 용액을 반응 용기로 넣어주는 양을 조절함으로써 정확히 제어될 수 있다. 생성 장치를 이탈하는 기류에서 이산화염소의 농도는 일반적으로 약 5 내지 100ppm이며, 특정 경우에 있어 필 요하다면, 적정 농도가 선택될 수 있다.
이산화염소의 농도와 양은 이산화염소 생성 용액의 유동, 자외선의 광도, 팬을 사용하는 경우 팬의 속도, 및 이젝터를 사용하는 경우 이젝터에 의한 진공 부피를 조절함으로써 연속적으로 제어될 수 있다. 이산화염소의 농도와 양은 바람직하게는 이산화염소 생성 용액의 반응 용기로의 흐름을 조절함에 의해 제어되는 것이 적절하다. 필요하다면, 이산화염소 센서를 컴퓨터 및/또는 이산화염소 이용 피드백 장치와 결합시켜 이산화염소의 생성을 제어하기 위하여 사용할 수 있다. 황화수소와 같은 오염물질을 탐지하기 위한 기타의 센서가 또한 이산화염소의 제어에 이용될 수 있다.
상기 제어기, 자외선 광원, 초음파 진동 장치, 팬, 계량 펌프 및 기타 이용되는 전기 장치는 110 또는 220V에서 작동하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 이산화염소 생성 장치를 도시한 개략도이다. 반응 용기(20)는 두개 이상의 실린더 형 자외선 전구(23)를 그 내부에 포함한다. 자외선 전구(23)는 나사 설치대(threaded mount)(24)에 의해서 반응 용기(20)와 연결된다. 일련의 초음파 압전판(22)이 반응 용기(20) 바닥에 구비되어 이산화염소 생성 장치의 작동시에 반응 용기(20) 내부의 활성 용액과 직접 접촉한다. 기체 투과성 구조(21)가 활성 용액을 반응 용기(20) 내에 보유시키고, 이산화염소 기체를 이산화염소 출구(27)로 투과시킨다.
도 2는 반응 용기(20) 내부의 자외선 전구(23)의 위치를 도시한 사시도이다. 도 3은 초음파 압전판(22)에 대한 자외선 전구(23)의 위치를 나타내기 위한 평면도이다. 자외선 전구(23)는 나사 설치대(24) 및 전구 고정구(26)에 의해 반응 용기(20)에 고정된다. 나사 설치대(24)는 자외선 전구(23)의 대체 또는 제거를 용이하게 한다. 도 4는 반응 용기(20)의 측면도로서 자외선 전구(23) 및 초음파 판(22)의 배열을 보여준다.
도 5는 세개의 액체 라인 부착부들이 있는 반응 용기의 외부를 도시한 것이다. 활성 인자 라인(30)은 활성 인자 주입구(40)를 통하여 반응 용기(20)로 아염소산나트륨이나 기타 활성 인자를 공급한다. 활성 인자는 표준 계량 펌프(39)에 의해 반응 용기(20)로 펌핑(pumping)될 수 있다. 계량 펌프(39)는 110V 또는 220V(43)에서 작동하는 것이 바람직하다. 활성 인자는 용기(45)에 저장되며, 공급 라인(44)을 사용하여 계량 펌프(39)에 공급된다. 용액의 액면 높이는 솔레노이드 밸브(36)에 연결된 플로트 스위치(37)에 의하여 유지된다. 액면 높이가 떨어지면, 플로트 스위치(37)는 솔레노이드 밸브(36)를 작동시켜, 물이 바람직한 액면 높이에 이를때까지 물 주입구(41)를 통하여 물을 반응 용기 내부로 공급시킨 다음, 솔레노이드 밸브(36)의 작동을 정지시킨다. 반응 용기(20)는 용액 배출구(32)를 구비하고 있어, 소모된 반응물을 제거하며, 솔레노이드 밸브(42)에 의해 제어된다. 상기 장치들에 의해 반응 용기 내부의 용액의 액면 높이 및 용액의 양이 일정하게 유지된다. 과유량 배출구(34)가 추가적인 안전 및 제어를 위해서 설치된다. 과유량 배출구(34) 및 용액 배출구(32)가 통합되어 폐수 라인(38)을 형성한다. 소모된 반응물은 법정 요건에 부합되게 처리된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 팬이 사용되는 경우에는, 물방울의 제거와 증가된 증가로 인하여 물은 더 자주 공급되어야 할 것이다.
도 6은 다른 양태를 도시한 것인데, 이 경우 이산화염소는 기체 형태 즉, 수성 기류에 용해되지 않고 유지되고 있다. 이산화염소의 기류를 배기시키기 위한 장치들이 반응 용기(20)에 부착되어 도시되어 있다. 본 양태에서, 팬(50)이 공기를 공기 주입구(51)를 통하여 반응 용기(20)로 주입시키면, 반응 용기(20)에서 생성된 이산화염소는 이산화염소 출구(27)를 통하여 배기되게 된다. 기체 투과성 장치(21)는 도 6에 도시되어 있지만, 이산화염소 생성 장치(1)는 기체 투과성 장치(21)없이 작동될 수 있다. 기체 투과성 장치없이 작동하는 경우, 적은 양의 수증기 물방울이 또한 이산화염소 출구(27)를 통하여 배출될 수 있다.
경우에 따라, 특히 많은 양의 이산화염소 생성 용액의 흐름이 필요하다면, 이산화염소 생성 용액을 광활성화시켜 활성 용액을 형성하고 활성 용액으로부터 이산화염소를 회수하는 단계를 두 단계로 분리하여 실시하는 것이 바람직하다. 이것은 반응 용기에서 이산화염소 생성 용액의 광촉매 반응을 완료시킨 후, 형성된 활성 용액을 반응 용기와 분리된 분리실로 보내어 압전판을 사용하여 교반시키는 방식을 말한다. 이는 소모된 반응물이 배출됨과 함께, 현존하는 이산화염소 생성 용액을 감소시킴으로써, 수율과 효율을 증가시키게 된다. 따라서, 본 양태에서, 전술한 초음파 진동 장치, 이산화염소 출구, 용액 출구, 배기 장치는 반응 용기가 아니라 분리 챔버에 위치하게 된다.
자외선 전구 및 이산화염소 생성 용액의 흐름 경로에 있어서는 몇 가지의 배 열이 가능하다. 자외선 물 살균 장치는 저출력 수은 전구에 근접하거나 이를 감싸는 나선형 또는 구불구불한 수로를 이용한다. 이러한 배열이 이산화염소를 생성하기 위한 본 발명에 있어서, 이산화염소 생성 용액을 조사하기 위하여 사용될 수 있음이 밝혀졌다.
본 명세서에 참조로서 통합되는 미국 특허 제5,614,151호에 개시된 바의 자외선 마이크로파 출력 무전극 전구가 종래의 저압 수은 램프에 비해 몇 가지 분명한 이점을 제공함이 또한 밝혀졌다. 그러한 전구는 마이크로파의 조사를 이용하여 작동함으로써 자외선 방사 전구에 전류를 주게 된다. 그러한 전구는 전극을 사용하지 않기 때문에, 저압, 중압 또는 고압 전구로서 작동할 수 있고, 전구의 수명은 거의 제한없이 연장되게 된다. 이러한 유형의 전구는 종래의 전구의 약 10배의 전력에서 저압 수은 파장을 보여준다. 또한, 전극에 따른 제한이 없기 때문에, 전구는 임의의 모양으로 제작될 수 있다.
무전극 전구 구조를 이용함으로써, 본 발명자는 자외선 전구, 반응 용기 및 이산화염소 생성 용액의 흐름 경로가 하나의 통합 반응 용기 내에 구비되도록 하였다. 이는 이산화염소 생성 용액의 자외선에 대한 표면적과 노출을 증가시킨다는 점에서 분명한 이점을 가진다. 이는 또한 반응 용기 설계를 단순화시키고, 반응 용기의 복잡성과 비용을 상당히 감소시킨다.
도 7은 통합 자외선 반응 용기(50)를 도시한 것으로, 이산화염소 생성 용액은 용액 주입구(52)를 통하여 위 반응 용기(50)의 내부 환(51)으로 공급되고, 자외선 전구(54)의 방사 표면(53)를 따라 이동하게 된다. 자외선 전구(54)는 아르곤과 수은 증기의 혼합물을 포함하는 무전극 구조인 것이 바람직하다. 아르곤과 수은 증기가 사용되지만, 다른 기체도 아르곤에 대신하여 또는 아르곤과 더불어 사용될 수 있다. 이산화염소 생성 용액의 흐름에 의해 형성되는 교란(turbulence)은 새로운(fresh) 이산화염소 생성 용액이 항상 자외선 방사 표면(53)과 접촉하도록 한다. 용액 배출구(55)를 통하여 내부 환(51)에서 배출되는 활성 용액은 용해된 이산화염소를 함유하며, 또한 염화 이온, 염소산염 이온, 및 다른 옥시클로로 종을 포함한다. 이러한 활성 용액은 이산화염소를 함유하고 있어 즉시 사용될 수 있다. 또한, 이러한 활성 용액은 분리실로 이동하여 초음하 진동 장치의 교반을 거쳐 여타의 반응물을 이온화된 용액에 남겨두고 배기 장치를 통해 이산화염소만이 용액으로부터 이탈될 수 있다. 앞서 본 명세서의 다른 양태에서 설명한 바와 같이, 이산화염소의 기류 또는 수증기 기류는 배기 장치를 이용하여 형성될 수 있다.
이산화염소를 분리하기 전에 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 사용한다면, 광활성화 이전에 별도의 첨가제를 이산화염소 생성 용액과 혼합시킬 수 있다. 그러한 첨가제로서 계면활성제, 연수화제(water softening agent), 분산제, 용제, 침윤제(wetting agent)를 들 수 있다. 아염소산나트륨이 활성 인자로 사용된다면, 전기 물질들이 산성화된 아염소산나트륨 용액에 첨가되거나 혼합되어져야 한다. 상기 산성화된 아염소산나트륨의 낮은 pH로 인하여 많은 다른 유형의 첨가제는 그 추가가 어려울 수 있다. 상기 물질들은 자외선 반응과 이산화염소의 생성 이전에 첨가되어야, 고형 표면 세정제, 위생 설비와 표면, 및 오일과 워터 웰 주입기와 같은 상업적 적용에 있어 유용한 약품의 생산이 가능하다.
경우에 따라, 기류를 이산화염소로 처리하는 것이 유용하다. 이러한 처리는 도 8에 도시된 것과 같이, 이산화염소 생성 용액을 액체/기체 접촉을 제공하는 충전된(packed) 컬럼을 통해 순환시킴으로써 달성된다. 자외선 활성 챔버(chamber)에서 생산된 이산화염소는 기류 중의 화학적 또는 생물학적 오염물질을 중화시키는데 이용가능하다.
화학적 오염물질은 황화수소 및 메르캅탄과 티올(thiols)과 같은 감소된 유기 황화합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이산화염소 생성 용액의 알카리 pH는 또한 산성 가스와 반응하며, 산성 가스를 제거한다. 생물학적 오염물질에는 박테리아, 포자(spores), 바이러스, 곰팡이(molds), 진균(fungi) 등이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 공기로 운반되는 미립자 물질은 충전된 컬럼에서 제거된다.
도 8에는 공기 청정 장치(96)가 도시되어 있다. 이 장치(96)에서 활성 장치 또는 반응 용기(60)는 자외선 전구(61)가 수평으로 설치되어 있다는 점에서 상기에 언급된 주 양태와 유사하다. 특정 경우에 있어 필요하다면, 이 용기(60)는 여러 모양 또는 부피가 가능하다. 적절한 크기의 예는 약 20리터이다. 이산화염소 생성 용액 탱크(62)는 용액 주입구(91)와 연결된다. 탱크(62)로부터 공급되는 이산화염소 생성 용액의 양은 계량 펌프 또는 용기(60)의 솔레노이드 작동 밸브와 같은 계량 구조(90)에 의해 제어될 수 있다. 자외선 전구(61)의 자외선에 노출된 이산화염소 생성 용액(64)은 광화학적으로 산화되어, 이산화염소를 포함하는 활성 용액을 형성한다. 본 양태에서 활성 용액은 본 양태의 이산화염소 생성 용액과 혼합될 수 있다. 기본적으로, 상기의 반응은 전구(61)의 표면 또는 근접 부위에서 발생한다. 본 양태에서 바람직한 이산화염소 생성 용액은 약 1 내지 20중량%의 농도의 아염소산나트륨 수용액으로 구성된다.
활성 용액에 존재하는 생성된 이산화염소는 수중용(submergible) 워터 펌프(63)의 순환에 의해 반응 용기(60)로부터 빠르게 제거된다. 이로 인해 전구(61)에 의해 발생하는 자외선 및 가시광선에 의해 이산화염소가 분해되는 것이 방지된다. 이산화염소를 분해하는 자외선 파는 대부분 300nm 이상이다. 반응 용기(60)에는 배출구(92)가 설치되어 있어, 정기적으로 소모된 이산화염소 생성 용액(64)이 제거된다. 펌프(63)에 의해 회수되고 활성 용액과 혼합되는 새로운(fresh) 이산화염소 생성 용액의 양을 감소시키기 위해 펌프(63)와 용액 주입구(91)가 반응 용기(60)의 반대편에 위치하는 것이 바람직하다.
반응 용기(60)에는 순환된 이산화염소 생성 용액으로부터 이산화염소가 증발되는 것을 방지하기 위해 커버(cover)가 장착되어야 한다. 활성 용액에서 순환하는 이산화염소의 농도는 반응 용기(60)로의 이산화염소 생성 용액의 흐름을 조절함으로써, 1 내지 5ppm사이와 같이 원하는 수준으로 유지할 수 있다. 바람직하게는, 이산화염소는 임의의 광-스펙트로미터(photo-spectrometer)(94)를 이용하여 측정될 수 있다. 장치(96)로 들어가는 기류에 높은 화학적 부하물(loads)이 존재한다면, 더 높은 이산화염소의 순환 농도가 필요할 것이다.
수중용 워터 펌프(63)는 상기 반응 용기(60)에 존재한다. 워터 펌프(63)의 기능은 활성 용액의 혼합물을 컬럼(66)의 상부에 장착된 분무식 노즐과 같은 분산 장치(65)로 순환시키는 것이다. 활성 용액은 필요한 방법에 의해 컬럼(66)에서 분산될 수 있으며, 이러한 방법으로는 활성 용액을 충전 물질(69)로 붓는 것이 있다. 그러나, 분무식 노즐(65)을 사용하는 것이 바람직하다. 컬럼(66)은 컬럼(66)으로부터 반응 용기(60)의 활성 용액의 중력 공급(feed)을 제공하기 위하여 반응 용기(60)의 상부에 위치할 수 있다. 함유하는 활성 용액의 흐름에 대하여 역류 방향으로 컬럼을 통하여 상하로 움직이는 기류의 통로를 허용한다.
특정 경우 필요하다면, 컬럼(66)은 여러 모양 또는 부피를 가질 수 있다. 적절한 크기의 예는 넓이 2피트(feet), 깊이 2피트, 높이 3피트의 직사각형이다. 컬럼(66)에는 적어도 두 개의 입구, 공기 주입구(67) 및 공기 배출구(68)가 장착된다. 컬럼(66)의 하단부에 있는 적어도 하나의 공기 유입 입구(67)는 이산화염소를함유하는 활성 용액의 흐름에 대하여 역류 방향으로 컬럼을 통하여 상하로 움직이는 기류의 통로를 허용한다. 컬럼(66)의 상부 근처의 적어도 하나의 공기 배출구(68)는 기류가 컬럼(66)으로부터 흘러 나갈 수 있도록 한다. 배출구(68)와 주입구(67)는 컬럼(66)의 반대편에 위치하는 것이 바람직하다. 역류 흐름(counter current flow)를 이용함으로써, 활성 용액으로부터 기류로의 이산화염소의 이동이 최대화된다.
컬럼(66)은 기류와 활성 용액 사이의 접촉을 최대화하기 위하여, 고 표면 부위 충전 물질(high surface area packing material)(69)로 채워지는 것이 바람직하다. 적절한 충전 물질은 NuPac(스퀘어 피트 당 55 큐빅 피트(square ft per cubic ft), 란텍 프로덕트사(Lantec Products,Inc.)에 의해 제조됨)이다. 그러나, 적절 한 비활성 충전 물질로 비즈(beads), 새들스(saddles), 규브(cubes), 패드(pads), 또는 불규칙한 모양의 플라스틱 조각, 세라믹, 금속, 또는 유리와 같은 것들이 사용될 수 있다. 기류와 활성 용액의 이와 같은 역류 흐름은 공기로 운반되는 오염물질을 중화시키기에 충분한 농도의 이산화염소를 공급한다. 컬럼(66)의 바닥을 따라 관통된 구멍과 같은 다수의 액체 배출구(70)는 활성 용액이 반응 용기(60)로 다시 유출되도록 한다. 활성 용액에 존재하는 이산화염소의 대부분은 컬럼(66)내의 기류로 이전될 것이다.
컬럼(66)의 상단부에 설치된 분무식 노즐(65)은 컬럼(66)에 고르게 활성 용액을 분배하며, 충전 물질(69)이 존재하는 경우에는 컬럼(66)을 통하여 고른 흐름을 공급하기 위하여, 충전 물질(69)의 상부 표면위에 활성 용액을 고르게 분배한다. 습기(mist) 제거 패드(71)는 기류로부터 활성 용액의 미립자를 제거하기 위하여 분무식 노즐 위에 장착된다. 스크린(97)은 컬럼(66) 내의 충전 물질(69)의 유지를 위해 사용될 수 있다. 기류는 필요에 따라 송풍기(blower), 팬(fan), 또는 공기-이동 장치(98)로 공급될 수 있다. 공기-이동 장치는 충전된 컬럼을 통해 공기를 밀어내기 위해 적절한 압력을 공급하여야 한다.
본 양태에서 생산된 용해된 이산화염소의 이용은 독특하며, 분명하지 않다. 이산화염소는 활성 용액 내에 가스로 존재하여, 위에서 언급된 중화 반응에 이용될 수 있다. 활성 용액은 또한 처리되지 않은 아염소산염과 다양한 옥시-클로로(oxy-chloro)와 같은 광화학적 반응 산물을 포함할 수 있다.
본 양태에서는 기류를 처리하기 이전에 반응물을 포함하는 활성 용액으로부 터 생산된 이산화염소를 분리하는 것이 필수적이지 않다. 자외선을 이용하는 종래 기술은 반응 산물로부터 생산된 이산화염소를 분리하고 제거하는 방법을 나타낸다. 필요한 경우 활성 용액의 직접적인 이용에 대해서는 종래 기술에 언급되어 있지 않다.
기류는 컬럼 내에서 정화 또는 살균을 위해 오직 이산화염소만 접촉할 필요가 있다. 순환하는 활성 용액에서는 1 내지 5ppm와 같은 낮은 농도의 이산화염소가 요구된다. 이산화염소의 낮은 순환 농도는 실질적으로 화학적 산화 가스 제거(scrubbing) 방법의 종래 기술의 안전성 부분을 향상시킨다.
본 발명에서는 임의의 수용성 이산화염소 센서(95)를 이용하여 피드백 조절을 수행하는 것을 고려할 수 있다. 이산화염소가 충전된 컬럼에서 소모됨에 따라, 반응 용기(60) 내의 이산화염소 생성 용액의 화학적 전위(potential)의 하강(drop)은 용이하게 측정될 수 있으며, 이산화염소 생성 용액 계량 구조(90)를 위한 조절 장치(controller)(99)에 공급될 수 있다. 상기 구조는 가스 세정기와 같이 높은 수준의 정화물을 요구하는 환경에서 이산화염소 생성 용액을 이용하는데 유용하다. 본 발명의 이러한 점이 기체성 오염 농도를 직접적으로 측정하는 표준 화학적 피드백 시스템과 대비되는 독특한 것이다. 가스 측정에 관한 분석적 방법은 수성 방법에 비해 좀 더 복잡하고 많은 비용이 필요하다.
도 8에 도시된 본 양태는 공기/액체 접촉기(컬럼 66)을 통해 역류로 흐르는 수용액 기류의 순환에서 이산화염소를 제조하는 일반적인 방법을 나타낸 것이다. 이 기본적인 고안 개념은 공기-이동 장치 및 공기/액체 접촉기를 이용하는 어떠한 시스템과도 통합될 수 있다. 이러한 시스템의 실질적인 예는 가스 세정 장치, 공기 세정기(washer), 증발에 의한 냉각기, 및 가습기를 포함한다. 종래 기술은 가스 세정 장치, 공기 세정기, 증발에 의한 냉각기, 및 가습기의 다양한 형태를 나타내지만, 이러한 시스템이 이산화염소와 통합되는 것은 나타내진 않는다.
도 9는 본 발명에서 생산된 이산화염소 가스가 물의 기류(stream of water)에 용해될 수 있는 장치(74)를 도시한 것이다. 그 후, 수용성 이산화염소 수용액은 사용지로 운반될 수 있다. 가금류(poultry) 냉각 탱크로부터의 가공수(process water)와 같이, 물 기류의 재순환은 동일한 방법으로 이산화염소에 의해 처리될 수 있다.
활성 챔버 또는 반응 용기(83)에는 본 주 양태에서와 같이 자외선 전구(82)가 설치된다. 탱크(84)에 존재하는 이산화염소 생성 용액(72)은 반응 용기(83)를 통해 순환되며, 수중용 워터 펌프(82)에 의해 탱크(84)로 돌아간다. 광화학적 반응은 전구(82)의 표면에서 발생한다. 본 양태에서 바람직한 이산화염소 생성 용액은 전체 물에서 약 5중량%의 이산화염소로 구성된다.
본 양태에서 광화학적 반응의 제한적 변수(variable)은 자외선 전구 표면 부위이며, 주 양태에서와 같이 이산화염소와 같은 이산화염소 생성 용액의 농도가 아니다. 탱크(84) 내의 이산화염소 생성 용액(72)의 부피는 반응 용기(83) 내의 이산화염소 생성 용액과 비교하여 큰 것이 바람직하다. 이산화염소 생성 용액을 보유하는 탱크는 일반적으로 20 내지 1000리터이며, 활성 챔버는 일반적으로 1 내지 5리터이다. 충분한 이산화염소 생성 용액이 존재하는 한, 광화학적 반응이 진행될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 이산화염소 생성 용액이 자외선에 노출되었을 때, 반응 산물 및 이산화염소를 포함하는 활성 용액이 생성된다. 장치가 작동하면, 탱크(72) 내에서 이산화염소 생성 요액과 혼합된 활성 용액의 양이 증가한다. 이것은 이산화염소 생성물은 아염소산염 이온의 농도에 의존하지 않고, 연장된 시간에 일치한다는 것을 발견한 심슨(Simpson)(US 6,171,558)의 종래 기술과 유사하다. 그러나, 이산화염소 생성물은 아염소산염의 농도가 100ppm 이하로 떨어짐에 따라 점차적으로 감소할 것이다.
반응 용기(83) 내에 생성된 이산화염소는 반응 용기(83)의 하단부를 따라 장착된 초음파 디스크(75)에 의해 활성 용액으로부터 빠르게 분리될 수 있다. 활성 용액은 생성된 이산화염소 가스를 방출하기 위해 1.5MHz와 같이 초음파 진동수로 진동된다.
공기-이동 장치(76)는 공기 주입구(88) 및 공기 배출구(89)를 통해 용기(83)에 기류를 제공하여, 이산화염소 가스가 용기(83)로부터 안개(mist) 제거 패드(77) 및 공기 주입구(87)를 통해 충전된 컬럼(78)으로 들어간다. 이 안개 제거 패드(77)는 액체의 작은 미립자를 제거하며, 이것은 초음파 디스크에 의해 증발된다. 포획(trapped)된 액체는 그 후 활성 용기(83)로 다시 돌아간다.
충전된 컬럼(78)은 액체/가스 접촉기로 작용하며, 여기서 이산화염소 가스가 물과 같은 액체 용매에 용해된다. 이산화염소 가스는 매우 수용성이며, 충전된 컬럼(78)을 통해 기류 흐름으로부터 제거될 수 있다. 컬럼(78)은 액체 용매와 이산화염소 가스의 접촉을 최대화하기 위해 높은 표면 부위 충전 물질(79)로 채워지는 것이 바람직하다. 액체 주입구(85)는 컬럼(78)의 상부에 장착된 분무식 노즐과 같은 분산 구조(80)에 액체 용매를 공급하여, 컬럼(78)을 통해 액체 용매의 고른 흐름을 제공한다. 분산 구조(80)는 컬럼(78) 내의 용매의 분산에 사용될 수 있지만, 분무식 노즐(80)의 이용이 바람직하다. 그 후, 용해된 이산화염소는 액체 배출구(81)를 통해 충전된 컬럼(78)에서 배출된다. 기류는 공기 출구(86)를 통해 충전된 컬럼(78)에서 배출된다.
예상하지 못했던 본 발명의 장점으로서 다음의 것들을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
(1) 용액 또는 기류 내에서 기타의 용해된 물질이 없는 순수 수성 이산황며소를 얻을 수 있다.
(2) 이산화염소는 중성 pH(7)을 갖는다.
(3) 이산화염소의 부식성이 감소한다.
(4) 이산화염소는 반응물로부터 신속하게 이동되므로, 불필요한 부가적인 반응을 최소화하거나 회피할 수 있다.
(5) 큰 침제율(turndown ratio)로 이산화염소 생성의 제어가 매우 용이하다.
(6) 기술적 등급의 아염소산이 사용될 수 있으며, 고 순도의 아염소산이 필요하지 않다.
(7) 이산화염소의 순수 용액은 불필요한 부가적 반응을 거치지 않는다.
(8) 단일의 전구체 시스템이 사용될 수 있고, 부가 반응물은 요구되지 않는 다.
(9) 추가의 위험한 시약을 사용하지 않아도 되므로, 비용 및 저장에 있어 유리하다.
(10) 복잡한 피드백 및 제어 시스템이 필요하지 않다.
(11) 이산화염소의 생성 및 분리는 단일의 단계로 수행될 수 있다.
(12) 필요한 기체성 또는 수성의 이산화염소가 생성될 수 있다.
(13) 본 발명은 고형 표면 세척제 및 살균제와 같은 상업상 유용한 용액을 단일 단계로 생성할 수 있다.
초음파 진동기의 용도는 다음과 같이 예측하지 못한 장점을 지닌다.
1) 반응물로부터 이산화염소의 분리는 자외선 분해 및 소모된 반응물과의 부가 반응을 피할 수 있다.
2) 이산화생성 용액의 교류(turbulence)에 의하여 신선한 아염소산 나트륨이 자외선과 계속하여 접촉하는 것이 가능하다. 아염소산나트륨이 자외선을 강하게 흡수하기 때문에 자외선은 이산화염소 생성 용액에 깊이 투수되지 못한다. 그러므로, 교류는 자외선 활성을 위해 신선한 용액을 노출시키기 위하여 필수적이다.
3) 미국 특허 제6,171,558(Simpson)에서와 같이, 공기 펌프 또는 압축기가 요구되는 공기 살포기를 사용하지 않는다.
4) 공기의 희석없이 이산화염소를 분리하는 방법을 제공한다.
5) 램프의 표면에 발생하는 이산화염소 기포를 제거하기 위한 종래 기술 (Simpson 2001)에 언급된 순환 튜브를 사용하지 않는다.
6) 초음파 진동기에 의해 생성된 교류는 램프 표면의 이산화염소의 작은 마이크로-기포의 형성을 방지하며, 동시에 이산화염소 생성 용액으로부터 이산화염소를 제거한다.
7) 초음파 변환기는 또한 이산화염소 용액의 미세한 안개(mist)(일반적으로 1 마이크론 사이즈 미립자)를 생성한다. 이것은 표면 또는 기류 소독이 요구되는 경우에 이용될 수 있다.
청구범위에에서 청구된 발명을 도면을 참조하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명의 범위를 이탈함이 없이 청구된 발명을 변형하여 실시하는 것은 당업자에게 자명한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화염소 생성 장치의 측면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 반응 용기와 자외선 전구의 측면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 판에 대한 자외선 전구의 평면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 반응 용기, 자외선 전구 및 초음하 판의 측면도를 도시한 것이다.
도 5는 세개의 액체 라인 부속 장치를 갖는 반응 용기를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 기류의 구체예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 통합 자외선 반응 용기를 도시한 것이다.
도 8은 자외선 반응 용기 및 공기 정화기의 구체예를 도시한 것이다.
도 9는 액체 이산화염소 기류를 공급하기 위한 자외선 반응 용기의 구체예를 도시한 것이다.
Claims (56)
- 다음을 포함하여 구성되는 이산화염소의 생성 장치:자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액을 함유하기 위한 반응 용기;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 때 자외선이 상기 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 포함하는 활성 용액을 생성하도록, 상기 반응 용기에 자외선을 제공하기 위한 자외선 광원;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액 또는 활성 인자를 상기 반응 용기에 주입시키기 위한, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 주입구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 소모된 활성 용액을 상기 반응 용기로부터 배출시키기 위한, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 배출구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로부터 이산화염소 기체를 배출시키기 위한, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 이산화염소 출구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소 생성 용액과 활성 용액은 상기 반응 용기내에 그대로 보유되도록 하고, 이산화염소 기체는 상기 반응 용기에서 배출되도록 하기 위한 기체 투과성 구조;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소의 제거를 용이하게 하기 위한 초음파 진동 장치; 및상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로부터 이산화염소의 연속 배기를 용이하게 하기 위한, 상기 반응 용기와 연결된 배기 장치.
- 제1항에 있어서,상기 배기 장치가 상기 이산화염소 출구 및 상기 기체 투과성 장치와 연결된 수구동 벤추리 이젝터를 포함하고, 상기 수 구동 벤추리 이젝터가 상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안 반응 용기 내부에 수용성 유동 라인 및 감압을 형성시킴으로써 유리된 이산화염소를 상기 반응 용기에서 이산화염소의 수용액을 형성하는 수용성 유동 라인으로 용이하게 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 배기 장치가 상기 이산화염소 출구 및 상기 기체 투과성 구조와 연결된 팬을 포함하고, 상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안 유리된 이산화염소를 상기 반응 용기에서 공기와 이산화염소의 묽은 혼합물을 형성하는 공기 유동으로 용이하게 이동시키는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 자외선 광원이 상기 반응 용기 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 자외선 광원이 상기 반응 용기의 내부에 구비된 적어도 하나의 실린더형 자외선 전구를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 자외선 광원이 상기 반응 용기의 외부에 구비되고, 상기 반응 용기가 적어도 부분적으로는 자외선을 투과시키는 물질로 이루어지며, 자외선이 반응 용기의 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액에 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로의 이산화염소 생성 용액의 유동을 제어하는, 상기 용액 주입구에 연결된 계량 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기에서 소모된 이산화염소 생성 용액의 유동을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브 및 플로트 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제1항에 있어서,상기 초음파 진동 장치가 상기 반응 용기 내부에 구비된 적어도 하나의 초음파 압전판을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 다음의 단계들을 포함하는 이산화염소 생성 방법:반응 용기 내에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 형성하는 단계;초음파 진동 장치를 사용하여 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소를 방출시키는 단계;기체 투과성 장치를 사용하여 상기 활성 용액으로부터 상기 이산화염소를 분리하는 단계;수 구동 이젝터 또는 공기 흐름에 의해 낮아진 압력을 이용하여 반응 용기로부터 이산화염소를 용이하게 배기시키는 단계;이산화염소를 함유하는 공기 흐름 기류 또는 용해된 이산화염소를 함유하는 수성 기류를 형성하는 단계.
- 제10항에 있어서,상기 용해된 이산화염소를 함유하는 수성 기류가 수 구동 이젝터에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 이산화염소를 함유하는 공기 기류가 공기 흐름에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 이산화염소 생성 용액이 기술적 등급의 아염소산나트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 활성 용액으로부터 이산화염소의 분리가 분리 챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 방법.
- 제10항에 있어서,상기 이산화염소 생성 용액의 자외선에의 노출이 무전극 자외선 전구를 포함하는 통합 반응 용기에서 이산화염소 생성 용액이 자외선 전구를 통과하고 그 위를 흐름으로써 수행되어 상기 활성 용액을 형성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 방법.
- 다음을 포함하여 구성되는 이산화염소 생성 장치:자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액을 함유하는 반응 용기;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 때, 자외선이 상기 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생산하는 상기 반응 용기에 자외선을 제공하기 위한 자외선 광원;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 자외선에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액 또는 활성 인자를 상기 반응 용기에 주입시키기 위한, 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 주입구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 소모된 활성 용액을 상기 반응 용기로부터 배출시키는 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 용액 배출구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소 기체를 상기 반응 용기로부터 배출시키는 상기 반응 용기에 연결된 적어도 하나의 이산화염소 출구;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소의 제거를 용이하게 하는 초음파 진동 장치; 및상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 상기 반응 용기로부터 이산화염소의 연속 배기를 용이하게 하는, 반응 용기와 연결된 공기 유동 장치.
- 마이크로파원과 연결되어 자외선을 생성하고, 자외선 전구를 통과하는 내부 환 및 외부 표면을 지니고, 내부 환을 통과하는 이산화염소 생성 용액이 자외선에 노출되어 이산화염소 수용액을 형성하는 무전극 자외선 전구를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 용기.
- 제18항에 있어서,내부를 갖는 용기 케이스를 포함하고, 자외선 전구가 용기 케이스 내부에 구비되어, 이산화염소 생성 용액이 자외선 전구의 내부 환과 외부를 통과할 때 자외선에 노출될 수 있는 것을 특징으로 하는 반응 용기.
- 다음을 포함하여 구성되는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기:자외선에 노출되어 이산화염소를 형성하는 이산화염소 생성 용액을 함유하는 반응 용기;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 때, 자외선이 상기 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생산하는 상기 반응 용기에 자외선을 제공하기 위한 자외선 광원;적어도 하나의 공기 주입구 및 적어도 하나의 공기 배출구를 가지는 상기 반응 용기와 연결된 컬럼;작동하는 동안, 상기 컬럼 내에서 활성 용액을 분산하는 컬럼과 연결된 분산 장치;상기 반응 용기로부터 상기 분산 장치로 활성 용액을 이동시키는 펌프;작동하는 동안, 컬럼에서 배출되었던 활성 액체를 다시 상기 반응 용기으로 이동시키는 상기 컬럼 내부의 적어도 하나의 액체 배출구; 및상기 컬럼을 통해 공기 기류를 제공하는 공기-이동 장치.
- 제19항에 있어서,상기 컬럼 내부에 존재하는 충전 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제20항에 있어서,상기 충전 물질이 NuPac, 비즈(beads), 새들스(saddles), 규브(cubes), 패드(pads), 또는 불규칙한 형태의 플라스틱, 세라믹, 금속, 또는 유리 조각으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1이상의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 기류 통로에 설치되어 컬럼에서 배출되는 안개를 감소시키는 안개 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소 생성 용액이 이산화염소 생성 용액 탱크로부터 상기 반응 용기로 이동할 수 있는, 이산화염소 생성 용액 탱크 및 상기 반응 용기와 연결된 적어도 하나의 주입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제23항에 있어서,상기 용액 주입구를 통해 반응 용기로 들어가는 이산화염소 생성 용액의 양을 계량하는 계량 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제24항에 있어서,상기 계량 구조를 제어하기 위하여 제어기와 연결된 이산화염소 센서를 상기 반응 용기내에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 자외선 광원이 상기 반응 용기에 수평으로 설치된 자외선 전구인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,공기 주입구가 컬럼의 하단부에 위치하고, 공기 배출구가 컬럼의 상단부에 위치하며, 노즐이 컬럼의 상단부에 위치하여 공기 기류 및 활성 용액의 유동이 상기 컬럼을 통하여 역류를 형성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 컬럼이 설치되어, 컬럼을 통해 기류 및 활성 용액의 흐름이 역류를 형성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 생성 장치가 가스 세정 장치, 공기 정화기, 증발에 의한 냉각기, 또는 가습기인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 제19항에 있어서,상기 분산 장치가 적어도 하나의 분무식 노즐인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치 및 공기 청정기.
- 다음을 포함하여 구성되는 액체 용매내에 용해된 이산화염소의 기류를 제공하기 위한 이산화염소 생성 장치:적어도 하나의 공기 주입구 및 적어도 하나의 공기 배출구를 가지며, 자외선 에 노출되어 이산화염소를 생성하는 이산화염소 생성 용액을 함유하는 반응 용기;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 때 자외선이 반응 용기 내부에 존재하는 이산화염소 생성 용액과 접촉하여 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 형성하도록, 상기 반응 용기에 자외선을 제공하는 자외선 광원;상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 활성 용액을 진동시켜 활성 용액으로부터 이산화염소의 제거를 용이하게 하는 초음파 진동 장치;적어도 하나의 공기 주입구 및 적어도 하나의 공기 배출구를 가지는 상기 반응 용기와 연결된 컬럼;작동하는 동안, 상기 용기의 공기 배출구가 컬럼 공기 주입구와 연결되고, 이산화염소를 포함하는 기류를 형성하도록 상기 반응 용기를 통하여 공기 기류를 제공하는 상기 반응 용기 공기 주입구와 연결된 공기-이동 장치;작동하는 동안, 용매가 이산화염소를 포함하는 공기 기류와 접촉하여 용해된 이산화염소를 포함하는 용매를 생성하도록 상기 컬럼으로 용매를 분산시키기 위하한, 상기 액체 주입구와 연결된 분산 장치; 및작동하는 동안, 용해된 이산화염소를 포함하는 용매를 상기 컬럼으로부터 배출시키기 위한, 상기 컬럼내의 적어도 하나의 액체 배출구.
- 제31항에 있어서,상기 컬럼내에 충전 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제32항에 있어서,상기 충전 물질이 NuPac, 비즈, 새들, 규브, 패드, 또는 불규칙한 형태의 플라스틱, 세라믹, 금속, 또는 유리 조각으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1이상의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,상기 공기 기류 통로에 설치되어 상기 컬럼에서 배출되는 안개를 감소시키기 위한, 안개 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,용기와 연결된 이산화염소 생성 용액 탱크; 상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소 생성 용액이 상기 이산화염소 생성 용액 탱크로부터 상기 반응 용기로 흐르도록, 상기 반응 용기와 결합되어 있는 적어도 하나의 용액 주입구; 및 상기 이산화염소 생성 장치가 작동하는 동안, 이산화염소 생성 용액이 상기 용기로부터 이산화염소 생성 용액 탱크로 흐르도록, 상기 반응 용기와 결합되어 있는 적어도 하나의 용액 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제33항에 있어서,이산화염소 생성 용액을 상기 용기로부터 상기 이산화염소 생성 용액 탱크로 펌핑(pumping)하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,상기 자외선 광원이 상기 반응 용기에 수평으로 설치된 자외선 전구인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,상기 컬럼이 기류 및 활성 용액의 흐름이 역류를 형성하도록 제작된 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,기류 및 활성 용액의 흐름이 상기 컬럼을 통하여 역류를 형성하도록 상기 컬럼 공기 주입구가 컬럼의 하단부에 위치하고, 컬럼 공기 배출구가 컬럼의 상단부에 위치하며, 노즐이 컬럼의 상단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 제31항에 있어서,상기 분산 장치가 적어도 하나의 분무식 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성 장치.
- 다음을 포함하여 구성되는 기류 정화 방법:반응 용기내에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 포함하는 활성 용액을 생성하는 단계;상기 활성 용액을 상기 반응 용액과 연결되어 있는 컬럼으로 이동시키는 단계;상기 컬럼을 통해 기류를 흐르게 하여, 상기 활성 용액과 접촉시켜 상기 컬럼으로부터 배출되는 정화된 기류를 생성하는 단계.
- 제41항에 있어서,상기 컬럼으로부터 상기 용기로 활성 용액을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제41항에 있어서,상기 컬럼에 존재하는 충전 물질을 통하여 활성 용액 및 기류를 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제43항에 있어서,상기 충전 물질이 NuPac, 비즈, 새들, 규브, 패드, 또는 불규칙한 형태의 플라스틱, 세라믹, 금속, 또는 유리 조각으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1이상의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제41항에 있어서,기류 통로에 설치된 안개 제거 장치를 이용하여 컬럼의 출구로부터 배출되는 안개를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제41항에 있어서,이산화염소 생성 용액을 이산화염소 생성 용액 탱크로부터 상기 용기로 흐르도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제46항에 있어서,계량 장치를 이용하여 이산화염소 생성 용액 탱크로부터 반응 용기로 들어가는 이산화염소 생성 용액의 양을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제46항에 있어서,용기내에 존재하는 이산화염소의 양을 측정하는 이산화염소 센서 및 계량 장치를 제어하는 제어 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제41항에 있어서,상기 컬럼을 통과하는 기류 및 활성 용액의 흐름이 역류인 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 제41항에 있어서,상기 방법이 가스 세정 장치, 공기 정화기, 증발에 의한 냉각기, 또는 가습기인 것을 특징으로 하는 기류 정화 방법.
- 다음을 포함하여 구성되는 이산화염소 액체 기류 제공 방법:반응 용기에서 이산화염소 생성 용액을 자외선에 노출시켜 이산화염소를 함유하는 활성 용액을 생성하는 단계;초음파 진동 장치를 사용하여 상기 활성 용액을 진동시켜 상기 활성 용액으로부터 이산화염소를 방출시키는 단계;상기 반응 용기를 통하여 기류를 흐르도록 하여, 이산화염소를 함유하는 기류를 형성하는 단계;이산화염소를 포함하는 기류를 상기 반응 용기와 연결되어 있는 컬럼으로 이동시키는 단계; 및상기 컬럼에 용매를 공급하여, 이산화염소를 함유하는 기류와 접촉시켜 이산화염소를 함유하는 용매를 생성하는 단계.
- 제51항에 있어서,상기 컬럼내에 존재하는 충전 물질을 통하여 기류 및 용매가 흐르도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 액체 기류 제공 방법.
- 제52항에 있어서,상기 충전 물질이 NuPac, 비즈, 새들, 규브, 패드, 또는 불규칙한 형태의 플라스틱, 세라믹, 금속, 또는 유리 조각으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1이상의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 액체 기류 제조 방법.
- 제51항에 있어서,공기 기류 통로에 설치되어 컬럼에서 배출되는 안개를 감소시키는 안개 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 액체 기류 생성 방법.
- 제51항에 있어서,이산화염소 생성 용액을 이산화염소 생성 용액 탱크로부터 상기 반응 용기로, 이를 상기 반응 용기로부터 상기 이산화염소 생성 용액 탱크로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 액체 기류 생성 방법.
- 제51항에 있어서,상기 컬럼에서 이산화염소를 함유하는 용매 및 기류가 역류인 것을 특징으로 하는 이산화염소 액체 기류 생성 방법.
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