KR20080014565A

KR20080014565A - 배기가스 회수장치와 그 방법.

Info

Publication number: KR20080014565A
Application number: KR1020060077095A
Authority: KR
Inventors: 이경구
Original assignee: 이경구
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-14

Abstract

본 발명은 탄소원소를 포함한 다수한 유기물질과 일부 무기물질들이 가열과 증발 연소 및 미립자화 등에 의하여 배기가스 형태로 배출되는 것을 수집하여 대기압보다 낮은 부압 상태에서 단열팽창하여 줄-톰슨 효과로 냉각액화되는 유기성물질 및 무기성물질과 수분을 회수하며, 나머지 배기가스를 대기압이상의 압력으로 배출하고 흡착제로 흡착을 한 후에 다시 가압수단에 의하여 가압하고 단열팽창하여 냉각액화되는 기타 물질의 대부분을 수집할 수 있고, 이 과정에서 흡착제의 재생도 겸하는 장치와 방법에 관한 것이다.

배기가스. 액화장치. 단열팽창. 노즐. 가변노즐밸브. 건식 및 습식 부압발생장치. 줄-톰슨효과.

Description

배기가스 회수장치와 그 방법.{omitted}

도1- 본 발명을 설명하기 위한 플로우 챠트

도2- 본 발명의 일차액화과정과 흡착과정의 예시도

도3- 본 발명의 여과장치와 일차액화장치의 단면도

도4- 본 발명의 일 실시예의 효과를 설명하기 위한 단면도

도5- 본 발명의 일차액화장치를 직열로 연결한 예시도

도6- 본 발명의 1실시예의 효과를 설명하기 위한 단면도

도7- 본 발명의 일차액화장치중 노즐청소장치의 1실시예의 단면도

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

1 : 배기가스 2 : 수집덮게

3 : 배관 4 : 여과장치

5, 6, 7 : 일차액화장치 8,8' : 건식 및 습식 부압발생수단

9 : 밀봉액 저장통 10 : 밀봉액 냉각배관

11 : 압력토출배관 12 : 흡입측 삼방밸브

13, 13' : 흡착통 입구배관 14, 14' : 흡착통

15, 15' : 가열장치 16 : 출구측 삼방밸브

17, 17' : 흡착통 출구배관 18 : 배관

19 : 여과장치 20 : 압축기

21 : 다단 압축기 22 : 이차 액화장치

23 : 액화물질 24 : 배출구

25 : 액체저장봄베 30 : 여과필터

31 : 스크레이퍼 32 : 스크레이퍼 핸들

33 : 배출밸브 34 : 상부통

35 : 노즐 36 : 가변노즐밸브

37 : 조절나사 38 : 노즐삽입관

39 : 청소용 센터핀 40 : 상하이동용 나사

41 : 핀 핸들 42, 42' : 열교환 배관

43 : 하부액화통 44 : 내부 칸막이

45 : 드레인 구멍 46 : 열교환 배관

47 : 액화통 출구배관 48 : 가압된 배기가스

49 : 밀봉액 50 : 밸브

51 : 배출밸브 52 : 내부칸막이

53 : 토출가스 54, 54' : 흡착제

55 : 흡착후 배기가스 56, 56' : 밸브

57 : 흡입배관 60 : 상부통 입구

61 : 상부통 출구 62 : 세로 차단판

63 : 가로차단판 64 : 단열팽창실

65 : 분기실 66 : 출구실

67 : 단열팽창실 드레인 공 68 : 흡착통 흡입공

69 : 열 매체 70 : 액화통

80 : 상측연결판 81 : 연결봉

82 : 하측연결판 83 : 컨넥팅 롯드

84 : 피스톤 롯드 85 : 실린더

86, 86' : 회로 87 : 콘트롤 밸브

88 : 실린더 마운팅볼트 89 : 상부덮게

90 : 가변노즐 세팅판 91 : 배출밸브

본 발명에서의 배기가스라 함은 가열과 연소와 화학반응에 의하여 유기물질의 산화물과 불완전 산화물의 가스 및 여러 무기화합물과 그 산화물과 불완전 산화물의 가스등이 계속 발생하거나, 그 가스가 공기 및 수증기와 혼합되어 계속 발생하는 경우와, 모든 제조공정과 발효 및 부폐과정에서 발생하는 각종 증기(Vapor)와 휘발성 유기물질(V O C: Volatile Organic Compound) 그리고 휘산물질(VS ; Volatile Suspended) 및 악취물질(Malodorous Substance)과 오존층 파괴물질과 불활성 기체와 각종 온실가스등이 공기 및 수증기와 혼합되어 계속 발생하는 경우를 총칭한다.

이와 같은 배기가스가 대기중에 그대로 방출되거나 불완전처리후 방출되므로서 대기오염 토양오염 수질오염은 물론 광화학반응에 의한 스모그발생과 오존층파괴와 지구온난화에 이르기까지 광범위한 환경파괴가 진행되고 있으며, 다량의 재활용 가능한 기름(압연유 신선유 계면활성제 각종 솔벤트 모노머 등)등 고가한 자원들을 연소와 흡착과 휘산등으로 소모하고 있는 현실이다.

본 발명은 산업 활동과 일상생활에서 발생하는 모든 배기가스 중에 포함된 유기물질 및 무기물질 들 중에서 부압 및 가압상태에서 응축액화가 가능한 모든 물질들을 주로 액체 상태로 회수할 수 있는 장치와 그 방법에 관한 것이며, 또 휘산물질과 악취물질을 흡착한 흡착제를 재생하는 장치와 방법도 포함한다.

본 발명을 실시하므로써 그동안 대기중에 그대로 방출되거나 불완전처리후 대기중에 방출되던 각종 유기물질과 그 산화물 및 불완전 산화물등을 대부분 액체상태로 수집하며, 무기물질과 그 산화물 환원물 등도 함께 수집하고 회수하여 자원의 재활용과 순환사용을 가능케하며, 대기오염 토양오염 수질오염을 줄이고 나아가서는 오존층파괴 물질과 지구온난화의 원인인 온실가스도 회수하여 저감하고자 함이 궁극적 목적이다.

종래의 배기가스 정화장치는 재연소 또는 촉매연소장치, 여러 종류의 스크러버, 여러 종류의 세정탑을 이용하는 장치, 여러 종류의 여과장치와 필터를 이용하는 장치, 여러 종류의 흡착제를 이용하는 장치, 여러 종류의 화학적 중화제를 이용하는 장치, 냉각하여 액화하는 장치중 한 가지를 사용하거나 또는 여러 가지를 복합하여 사용하는 경우가 대부분이다.

종래의 방법들은 배기가스 중에 다수 포함되는 다량의 수분 및 석유화합물과 지방산의 증기와 불완전 연소물 기름증기의 미립자등의 상당부분이 액화되지 못하고 활성탄 흡착탑에 도달하여 수분 및 기름성분 등이 흡착제의 다공질 표면에 흡착되어 그 흡착율을 격감시키고 산소와 결합하여 경화되는 등으로 최종 배기가스의 불완전처리로 인한 공해를 야기하며 흡착제의 수명단축 및 잦은 교환으로 경제적손실과 더불어 폐활성탄의 재생처리에 드는 이차적인 비용도 추가되는 실정이다.

더우기 도색 및 코팅공정 등은 다량의 휘발성이 강한 각종 솔벤트를 사용하는데 이는 인화성과 폭발성을 가졌으며 빠른 반응으로 밀폐용기나 배관과 덕트내의 압력을 순식간에 급상승하게 하는 것들이므로 배기가스등을 처리함에 있어 매우 위험하여, 이러한 배기가스의 최종 처리에는 주로 촉매연소방식을 많이 사용하는데 태워서 제거하면 고가의 솔밴트를 회수할 수 없고, 또 촉매에 부하가 많이 걸리므로 고가의 촉매를 수개월에 한번씩 교환하는 등으로 고비용이 들었었다.

본 발명에서는 대기압 이하의 부압조건에서의 단열팽창을 하는 장치와 그 방법을 예시하고 그 효과와 장점을 주장하고 있으나, 종래의 선행기술에서는 그에 관하여 공지된 이론과 실시된 사례를 인용하기 어려우며 따라서 대기압이상의 압력조건에서 단열팽창하는 조건과는 다른, 부압하에서 단열팽창하는 조건과 효과를 입증하고 사용하는 선행기술은 없는 것으로 보인다.

그리고 종래의 기술에서는 배기가스를 구성하는 성분중에서 공해를 야기하는 유기성분과 무기성분들을 대부분 제거하였다 하더라도 메탄 에탄 부탄 프로판등 상온 상압에서 기체인 연료물질들과, 염화불소(CFC), 할론가스등의 오존층 파괴물질 들과 네온 키세논 알곤등의 불활성가스도 포함되어 있으며 탄산가스등의 지구 온실효과 유발물질들도 여전히 남아있다.

따라서 배기가스중 유해한 성분을 완전하게 처리하였다거나, 유용하며 한정된 자원의 재활용을 하고 있다 라고는 할 수 없다.

즉 종래의 기술로서만 배기가스를 정화 처리한다면 배출되는 가스는 깨끗한 상태이기는 하지만 위에 지적한 각종 가스가 다수 남아있는 상태이다.

이들을 그대로 대기 중에 방출하는 것은 낭비이며, 아직도 처리하여야 할 공해물질들과 재사용하여야 할 유한한 자원이 다수 포함되어 있다.

따라서 이러한 깨끗한 배기가스를 원재료로 사용하여 공해물질들과 유한한 자원들을 포집하고 무해한 배기가스만을 대기에 내보낼 수 있는 장치와 방법은 없을까 하는 요구가 있어 왔었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술들이 갖고 있는 문제점들을 해결할 수 있도록 한 것으로서,

본 발명의 주된 목적은, 다양한 성분들이 다양한 혼합비를 가지며 발생빈도도 불규칙한 등의 처리하기 어려운 조건을 가진 배기가스들을,

부압상태에서 냉각액화를 할 경우에는 인화성과 폭발성이 줄어드는 효과를 십분 활용하여 대기압 상태를 고압측으로 하고 부압 상태를 저압측으로 하여 배기가스를 일차액화장치에서 단열팽창하여 줄-톰슨효과에 의한 냉각으로 액화시키며,

이러한 부압에 의한 일차액화장치를 한 공정으로, 또는 다수의 일차액화장치 를 직렬 또는 병열로 연결하여 각 물질의 증기압과 온도 차이에 의하여 각 액화되도록 하며,

부압발생수단은 용도에 따라 건식부압발생수단과 습식부압발생수단을 각 사용하거나 함께 사용하며,

부압발생수단에서 배출되는 배기가스가 비교적 낮은 가압 상태로 되면 압축열을 제거한 다음 흡착통에 급송하거나, 추가한 일차액화통에서 단열팽창한 후 흡착통에 급송하며,

흡착통을 한 개 이상 다수개로 하여 한 개가 흡착중이면 나머지는 흡착제의 재생이 되도록 하며,

흡착통을 통과한 배기가스는 여과장치를 거쳐 압축기와 다단압축기로서 고압으로 압축하고 냉각하여,

이차액화장치에서 분출하여 단열팽창의 냉각효과(줄-톰슨효과)에 의한 액화를 하여 액체는 수집하고 나머지 배기가스는 배출하거나 다음 단계로 이송하는 장치와 방법을 구성하는 것으로써,

배기가스 중 공기성분을 제외한 모든 유기물질과 무기물질의 대부분을 액화하고 수집하여 각종 공해를 예방하고 지구온난화의 주요물질들을 회수 저감시키며 자원의 재활용과 에너지의 낭비를 줄이는 등의 효과를 얻는데 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하고자 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예 들을 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명을 알기쉽게 설명하기위한 것이므로 본 발명의 기술적 사상에 의하여 그 용어를 정의하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시한 구성은 본 발명의 바람직한 1실시예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니며, 명세서에서 서술한 다양한 균등물과 변형예와 응용사례는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 구성과 그 방법에 대한 플로우챠트이다.

배기가스(1)는 수집덮게(2)에 모이면 배관(3)과 여과장치(4)를 거쳐 일차액화장치( 5, 6, 7)의 각 상부통 입구(60)에 진입하여 내부를 거친 다음 각 상부통 출구(61)와 액화통 출구배관(47)을 거쳐 건식 및 습식부압발생수단(8, 8')의 입구와 연결된다.

배관(3)을 비롯한 각 배관들은 필요한 경우 보온 보냉 또는 가열과 냉각을 하며, 여과장치(4)는 공지의 큐노필터이며, 원심분리식을 포함한 공지공용의 여과장치들을 사용한다.

건식 부압발생수단(8)의 출구측은 바로 압력토출배관(11)을 거쳐 흡착통(14, 14')의 흡입측 삼방밸브(12)의 입구와 연결되고, 습식 부압발생수단( 8')일 경우에는 그 출구배관은 밀봉액 저장통(9)의 상측부와 연결되고 밀봉액 저장통(9)의 상부와 압력토출배관(11)이 연결된다.

흡입측 삼방밸브(12)의 양측 출구는 흡착통 입구배관(13, 13')과 각 연결되 며, 흡착통(14, 14')의 각 출구배관(17, 17')은 출구측 삼방밸브(16)의 양쪽에 각 연결된다.

출구측 삼방밸브(16)의 출구측 배관(18)은 여과장치(19)를 거쳐 압축기(20)의 흡입측에 연결된다,

압축기(20)의 출구배관은 다단압축기(21)를 거쳐 이차액화장치(22)에 이르며, 이차액화장치(22)내의 액화물질(23)은 액화저장봄베(25)에 저장되며 나머지 기체(24)는 대기로 배출된다.

도2는 본 발명의 일차액화과정과 흡착과정을 예시한 것으로서,

여과장치(4)의 내부에는 여과필터(30)가 있고 그 외부에 접한 스크레이퍼(31)는 핸들(32)로 회전할 수 있다.

일차액화장치(5)의 상부통(34) 내부에 노즐(35), 가변노즐밸브(36) 조절나사(37), 노즐삽입관(38)이 있고, 가변노즐밸브(36)에 상하이동용 나사(40)로 나삽되어 노즐(35)의 내경을 상하로 관통하는 청소용센터핀(39)은 핸들(41)을 회전하면 상하로 이동한다.

도3은 본 발명의 여과장치(4)와 일차액화장치(5)의 단면도로서 여과장치(4)는 분리되며, 일차액화장치(5)는 상부통(34)과 열교환 배관(42, 42')및 하부통(43) 그리고 열교환 배관(46)으로 구성된다.

상부통(34)에는 상부통입구(60)와 상부통출구(61)가 있고 그 사이에는 세로차단판(62}이 있으며, 나누어진 상부통입구(60)측의 내부공간을 다시 가로차단판(63)으로 나누어 그 위쪽은 단열팽창실(64)이 되고 아래쪽은 분기실(分岐室)(65)이 되며, 상부통 출구(61)의 내부공간은 출구실(66)이 된다.

미설명부호 (33)은 드레인밸브이고, (44)는 내부칸막이, (67)은 단열팽창실(64)의 드레인공이며, (68)은 흡착통 흡입배관이다.

도4는 본 발명의 1실시예의 효과를 설명하기 위한 단면도로서, 배기가스(1)는 여과장치(4)의 입구를 거쳐 여과필터(30)를 거쳐 일차액화장치(5)의 입구로 진입하여 노즐(35)과 가변노즐밸브(36)의 틈 사이를 거쳐 노즐삽입관(38)속으로 하향하여 분기실(65)에서 적어도 한개이상인 열교환배관(42,42')의 관 내부를 따라 하부통(43)에 도달하고 내부칸막이(44)를 지나 열교환배관(46)속으로 진입하여 상승한다.

액화통출구배관(47)을 거쳐 습식부압발생수단(7')에 진입하여 밀봉액(49)과 함께 가압된 배기가스(48)는 밀봉액 저장통(9)의 상부에 들어가서 액체는 밀봉액 저장통(9)에 모이고 기체로 분리된 토출가스(53)은 압력토출배관(11)을 거쳐 흡입측 삼방밸브(12)의 개방된 배관(13')을 통하여 흡착통(14,14')의 내부로 들어가서 흡착제(54')에 흡착된 후 흡착통출구배관(17') 및 출구측삼방밸브(16)의 열린 통로를 거쳐 배관(18)으로 나오는 흡착후 배기가스(55)가 된다

미설명부호(52)는 내부칸막이 이고, (56, 56')는 밸브이고, (57)는 흡입배관이다.

도5는 본 발명의 일차액화장치(5, 6, 7)를 직열로 연결한 예시도로서 배기가스(1)를 부압상태에서 단열팽창시켜 액화하는 효과를 설명하기위한 것이다.

배기가스(1)는 일차액화장치(5)의 상부통 입구(60)를 통하여 단열팽창실(64) 에 진입하고 도3에 예시된 노즐(35)과 가변노즐밸브(36)의 좁은 틈새로 빨려들어 노즐(35)의 내경을 거쳐 노즐삽입관(38)으로 내려오면서 단열팽창하는 동안에 냉각된 배기가스(1) 성분중의 증기(Vapour)는 무화(霧化 Mist)하거나, 기름안개입자(Oil Mist)가 되고, 이 미립자들은 입자끼리 서로 뭉쳐 커지게 되며(응축), 분기실(65)을 거쳐 각 열교환배관(42,42')으로 빨려 내려가면서 액화되어 하부통(43)에 고이게 되며 나머지 배기가스(1)는 열교환배관(46)으로 상승하여 출구실(66)에서 다시 일차액화장치(6)의 상부통 입구(60)로 진입하여 동일한 단열팽창과 냉각응축액화를 반복하게 된다.

그 결과로 일차액화장치(5)의 하부통(43)에는 비등점이 높아 상온에서 고체인 왁스 지방산등의 유증기와 오일과 모노머의 증기등이 액화되어 고이며, 두번째 일차액화장치(7)의 하부통(43)에는 수증기가 액화된 물이 모이거나 또는 수증기와 비슷한 증기압을 가진 유증기가 액화되어 물과 함께 또는 에멀젼상태로 모이게 된다.

세 번째 일차액화통(7)을 상온보다 훨씬 낮은 온도로 냉각하면 휘발성유기물질과 휘산물질 및 악취물질등이 액화되어 그 하부통(43)에 고이게 된다. 다만 기류의 흐름이 있으면 휘발과 휘산이 되므로 기류의 흐름이 되도록이면 저속이고 소량이어야만 효과가 증대되었다.

도6은 본 발명의 1실시예의 효과를 설명하기위한 단면도로서 흡착통(14)내의 흡착제(54)는 토출가스(53)가 진입하면 흡착을 하게되며 동시에 다른 흡착통(14")에서는 흡착제(54')가 흡착한 성분을 다시 배출하는 것을 예시한 것이다.

흡입측 삼방밸브(12)와 출구측 삼방밸브(16)가 흡착통(14)의 방향으로 개구하면 그 반대쪽은 각 각 밀폐되며, 밸브(56')을 개방하면 냉각배관(55)은 일차액화통(5 또는 7)의 하부액화통(43)의 흡착통 흡입공(68)에 연결되어 있으므로 부압발생수단( 7,7')의 흡입력에 의하여 흡착통(14')내의 흡착제(54')에 흡착되었던 휘발성유기물질을 비롯한 여러 성분들은 기화되면서 냉각배관(55)으로 빨려나가 다시 냉각액화되어 액화통(70)속에 모이게 되며 흡착통(14')에 설치된 가열장치(15')에 열매체(69)가 순환하면 흡착제(54")에 흡착된 성분들의 기화가 촉진된다.

도 4를 보면 흡입측삼방밸브(12)와 출구측삼방밸브(16)의 개구방향은 도 6에 예시된 방향과는 정반대이며, 이는 같은 방법으로 흡착통(14)내의 흡착제(54)를 재생하고 있음을 예시한 것이다.

도 4와 도 6에 표현된 1실시예는 각 삼방밸브와 밸브등으로 구성된 가장 간단한 실시예이며, 예시한 삼방밸브는 다수한 개패밸브의 조합 또는 다방향 밸브로 표현될 수 있으며, 수동조작외에 공지된 전자회로 및 , 유공압회로, 시퀀스 회로등을 조합하여 본 발명의 목적을 용이하게 실시할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일차액화장치중 노즐청소장치의 1실시예를 도시한 것이며, 두개의 노즐(35)을 가진 경우를 예시한 것으로서, 여과장치(4)를 통과한 배기가스(1)는 일차액화장치(5)의 상부통(34)내의 노즐(35)을 통과하여 노즐삽입관(38)의 내부로 진입한다.

가변노즐밸브(36)의 중공에는 청소용센터핀(39)이 있고 그 타단은 상측연결판(80)과 연결봉(81)을 거쳐 하측연결판(82)과 컨넥팅롯드(83)와 조합되며 그 타단 은 피스톤롯드(84)의 선단에 체결된다.

실린더(85)의 배관(86,86')은 콘트롤 밸브(87)등의 유공압 제어요소와 연결되어 있다.

미설명부호(88)은 실린더마운팅볼트이며, (89)는 상부덮게, (90)은 가변노즐밸브세팅판, (91)은 배출밸브이다.

콘트롤 밸브(86)에서 회로가 변환되어 회로(85)에 압력이 작용하면 실린더(84)내의 피스톤롯드(83)가 하강하며 여기에 체결조합된 컨넥팅롯드(82)와 하측연결판(82)에 조합된 상측연결판(80)과 연결봉(81)을 거쳐 함께 조합되어 있는 청소용센터핀(39)이 노즐(35)의 중공을 관통하여 아래로 내려가면서 그 내부에 부착되어 있는 고형물질과 반고형의 액화물질들을 모두 밀어내거나 회전하면서 긁어내어 아래로 떨어지게 한다.

하강이 끝나 회로(85')에 압력이 작용하면 피스톤롯드(83)와 청소용 센터핀(39)이 같이 상승한다.

이러한 청소작업은 노즐(35)의 주변과 내부 중공에 냉각액화된 물질들이 흘러내리지않고 굳어지면서 점차 커져서 마침내는 중공이 막혀버리는 경우를 예방하기 위한 것이다.

만약에 노즐(35)의 중공이 막히거나 일차액화장치(5,6,7)의 내부를 청소할 필요가 있을 경우에는 각 상부덮게(89)를 열고 용이하게 청소할 수 있는 구조이다.

도 7에 표현된 1실시예는 각 연동구성품과 액츄에이터등으로 구성된 가장 간단한 실시예이며, 공지된 전자회로 및 , 유공압회로, 시퀀스회로등을 조합하여 본 발명을 용이하게 실시할 수 있다.

일차액화통을 사용하지 않고, 단열팽창장치의 노즐 아래에 바로 열교환 배관과 하부액화통을 겸하는 원통을 설치하고 이 원통의 출구배관을 앞에 서술한 동일한 장치의 입구에 직열로 설치하거나 이 동일한 장치들을 병열로 설치하는 것은 본 발명의 1실시예이다.

일차액화통을 이차액화통의 목적으로 사용하는 것은 본 발명의 1실시예이다

이상과 같은 본 발명의 각 실시예를 적용한 실험결과는 다음과 같다.

도표에 의하면 건식부압발생수단을 사용하는 경우에 있어서, 링블로워의 경우 최고 부압이 그리 높지않으므로 주로 500mmHg 정도의 부압에서 양호한 결과를 얻었다.

본 발명의 건식 부압 발생수단은 공지의 왕복동식 압축기를 비롯하여 다수한 건식 압축수단을 사용할 수 있다.

도표에 의하면 습식부압발생수단을 사용하는 경우에 있어서 200∼400mmHg정도의 부압에서 사용할 때가 모터의 부하가 적당하고 배기가스의 처리효율이 높았으 나 부압이 낮은 경우에는 모터의 부하가 크고 단열팽창에 의한 액화의 효율은 적었으며, 부압이 높아지면 냉각액화의 효율은 좋으나 처리량의 감소로 보다 큰 부압발생 수단이 필요하였다

습식부압발생수단으로는 물을 밀봉재로 사용화는 수단외에도 각종의 기름액체와 다수한 화학성분의 액체를 밀봉재로 사용하는 경우를 포함한다.

그리고 V O C 등은 상온과 가압상태 또는 부압상태의 조건에서 기류의 흐름이 크면 응축액화율이 매우 낮으므로 흡수통에 이송하여 흡수제에 흡수한 다음 흡수제의 재생시에 이를 부압발생수단으로 흡입하면서 그 중간에 일차액화장치를 두고 저온냉각하여 좋은 결과를 얻었다.

본 발명은 높은 압력쪽에서 낮은 압력쪽으로 분출되는 배기가스를 '기체를 가는 구멍으로 분출시키면 온도가 떨어지는 현상 즉 줄-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)를 이용하여 단순압축과 냉각을 통한 액화가 아닌, 고압측을 대기압으로 하고 저압측을 대기압이하의 부압으로 하여 분출하여 단열팽창하여 냉각응축효과를 볼 수 있으므로 인화성과 폭발성이 강한 유기휘발물등을 대기압이하로 감압되는 안전한 상태에서 제거한 다음에 배기가스를 고압으로 압축하여 열 교환을 통하여 압축열을 제거하고 다시 단열팽창시켜 줄-톰슨 효과를 이용하여 탄산가스등의 온실효과 유발물질들을 액화 및 고체상태로 회수하여 재사용한다,

또한 본 발명에서 액화된 물질들을 심해 또는 지하에 각 물질의 적정압력하에 저장하면, 심해의 활용과 심해자원의 활용 및 폐유정 폐탄광 폐광산등의 활용으로 저장공간의 확보와, 저품질로 채산성이 낮은 유정과 탄광 및 광산의 재개발에 도움이 될 수 있으므로,

유엔기후변화협약(UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change)에서 정한 화석연료에 의한 온실가스의 배출흡수율을 높힘으로서 탄산가스 총배출량을 줄여 국내산업활동을 촉진하며,

＜ 비엔나협약과 몬트리올의정서 ＞에서 정한 오존층 파괴물질인 염화불소(CFC), 할론, 메틸브로마이드 등의 대기확산을 막는 등으로,

이러한 본 발명의 효과는 곧 환경오염의 유발정도를 국제무역에서 관세 및 수입할당제 등으로 제한하려는 현행의 무역장벽을 완화하는데 큰 영향력을 미치게 될 것이다.

본 발명에서는 배기가스의 냉각액화과정에서 액화된 물질들이 크림상태 겔상태와 점성을 가진 액체상태와 묽은 액체상태 에멀젼상태 기화하기 쉬운 액체상태 등의 다양한 각 액화조건을 다수개의 일차액화통을 직렬 또는 병열로 연설하므로서 적용한다.

그리고 냉각과 액화과정에서 응고경화 또는 산화나 화학반응에 의하여 고형물이 되고 그 덩어리가 차츰 커져서 마침내 회로를 막아버리거나 부압발생수단 등에도 그러한 물질들이 쌓이는 것을 예방하기 위하여

노즐의 중공을 상하로 관통하면서 청소하는 장치를 두어 막힘을 예방하고

상부덮게를 열어 각 부분의 청소를 용이하게 할 수 있으며 각 통의 밸브와 밀봉식의 액체저장통은 부압과 가압상태하에서도 응축액화된 물질들의 저장과 통의 교환을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims

모든 배기가스 중에 포함된 유기물질 및 무기물질 들을 냉각응축액화하여 주로 액체상태로 회수할 수 있는 배기가스 회수장치에 있어서

수집덮게 및 배관이 여과장치의 앞쪽에 연결되고 그 뒤쪽에는 단열팽창 장치를 내장한 일차액화장치와 부압발생수단을 순차적으로 연결하되 일차액화장치는 한개 또는 둘 이상을 직렬 또는 병열로 연결하여 구성하고 부압발생수단의 후부에 흡착제를 내장한 흡착통과 압축기와 다단압축기와 이차액화장치를 연결하는 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.
모든 배기가스중에 포함된 유기물질 및 무기물질들을 냉각응축액화하여 주로 액체상태로 회수할 수 있는 배기가스 회수방법에 있어서,

수집덮게 - 배관 - 여과장치 - 단열팽창장치를 내장한 일차액화장치 - 부압발생수단 - 흡착제를 내장한 흡착통- 압축기-다단압축기-이차액화장치의 순서로 연결하여 배기가스를 액화하는 방법을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.
청구항 1에 있어서

부압발생수단의 후부에 가압수단과 냉각배관 및 단열팽창장치를 내장한 이차액화장치를 순차적으로 연결하되 이차액화장치는 한개 또는 둘이상을 직렬 또는 병열로 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치
청구항1과 청구항2에 있어서

일차액화장치는 상부통과 열교환배관 및 하부통으로 구성되며 상부통의 내부를 세로차단판과 가로차단판으로 분할하여 각 단열팽창실 분기실 출구실로 되는 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.
청구항1 및 청구항 3에 있어서

부압발생수단의 후부와 가압수단의 전부에 흡수제를 내장한 흡수통을 한개이상 장치하고 각 흡수통의 입출 배관에 각 방향전환 밸브를 두고, 흡수통에는 가열장치가 있고, 흡수통과 부압발생수단을 연결하는 배관의 중간에 냉각수단과 액화통을 가지는 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.
청구항1과 청구항4에 있어서

단열팽창실 내의 노즐은 노즐삽입관에 삽입되며 노즐 상부에는 가변조절밸브가 있고 가변조절밸브의 중공에 청소용센터핀이 있고 청소용센터핀은 가변조절밸브와 노즐의 중공을 상하로 관통할 수 있으며 가변조절밸브는 상부덮게에 조합되는 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.
청구항6에 있어서

가변조절밸브와 노즐과 노즐삽입관을 한개의 원통으로 하고 노즐삽입관은 열 교환배관과 하부통과 출구배관을 겸하게 한 것을 특징으로 하는 배기가스 회수장치.