KR20110077666A - 타이어 공장에서 유발되는 점착성 악취 물질의 전처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 공장에서 유발되는 악취 성분의 흡착 농축시 흡착제에 오일 미스트 상태의 점착성 악취 성분이 도달하지 못하도록 사전에 제거 및 차단하기 위한 전처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

타이어, 악취성분, 점착성, 오일미스트, 분체

Description

타이어 공장에서 유발되는 점착성 악취 물질의 전처리 방법{Process for pre-treating adhesive odor matter occurred in the tire manufacturing plant}

본 발명은 타이어 공장에서 유발되는 악취 물질의 전처리 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 타이어 공장에서 유발되는 악취 성분의 흡착 농축시 흡착제에 오일 미스트 상태의 점착성 악취 성분이 도달하지 못하도록 사전에 제거 및 차단하기 위한 전처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어공장의 악취는 천연고무와 합성고무 및 고무 배합 약품류들이 믹싱(혼련)되는 과정과 압출 압연 및 가항공정에서 열과 압력에 의해 생성된 복합유기화합물들에 의해 발생한다. 악취의 주요 성분들을 크게 나누어 보면 알데하이드류, 지방산류, 아민류 및 휘발성유기화합물류로 분류할 수 있다. 특히 천연고무는 천연지방산과 단백질을 소량 함유하고 있어, 저장과 운송과정에서 발효하게 되면 특유의 악취를 발산한다.

타이어 공장에서 유발되는 악취 성분의 물리적 상태는 기상(gas phase), 점착성 액상(oil mist), 분말상(powder) 상의 복합적 형태를 띠는 다성분의 물질들로 구성되며 비수용성 성분이 대부분이고, 단위 공기 부피당 이들 복합 성분의 배출농 도는 낮지만 사람의 감각으로 느끼는 악취강도는 높은 것이 특징이다.

종래의 타이어 공장에서 악취 방지용으로 많이 사용하여 왔던 냄새제어용 설비로는 세정식 스쿠러버(water scrubber)와 활성탄 흡착탑은 적은 비용으로 악취를 제어하는 용도로 주로 활용되어 왔지만 악취제거 효율이 낮아, 대단위 주거시설이 공장과 바로 인접하게 됨에 따라 이들 방지시설들은 주민 민원을 해소할 만큼 충분한 악취제어 역할을 못하게 되었다.

세정식 스쿠러버는 수용성 성분과 분체상의 냄새성분을 제어할 수는 있으나, 타이어 공장의 악취 성분 중 많은 부분을 차지하는 비수용성 휘발성 유기화합물과 알데하이드류의 제거에는 한계가 있다. 또 다른 종래의 악취방지설비 중 하나인 활성탄 흡착탑은 초기 처리 효율은 매우 높으나 점착성 냄새성분(오일 미스트)들이 쉽게 활성탄을 피복하여 흡착능력을 급감시키는 단점이 있어 피복된 활성탄을 짧은 주기로 재생하거나 교체하여야 하는 어려움 때문에 운전 비용이 커 대풍량의 악취 처리에 적절치 못하였다.

그 외 악취제어 방법인 화학세정법(산, 알카리세정법, 산화제 및 오존산화처리법) 등은 처리 효율이 낮고 처리 약제에 의한 2차적인 냄새가 유발되고 처리 후 생기는 폐수의 처리에 추가적인 비용이 소요되어 타이어 공장에서는 널리 사용되지 못하는 것이 현실이다.

이와 같은 타이어공장의 악취처리의 기술적 어려움을 극복하고 타이어 공장에 적합한 고무 악취처리 기술로 본 발명자는 타이어 제조 공장의 고무냄새 및 하이드로카본류를 함유하는 배출공기의 처리시스템(발명특허 제 10-0736248호)을 출 원하여 등록받은 바 있다. 상기 선행 발명은 저농도의 타이어공장 배출공기를 다공성의 제올라이트 흡착제로 농축하여 고농도로 만든 후, 이를 다시 열탈착하여 촉매를 이용하여 연소 처리하는 방법이 처리 풍량을 줄이고, 연소에 필요한 추가적인 에너지(연료)의 절감이 가능하여 경제적인 운전에 효과적임을 밝히고 있다.

왜냐하면, 저농도이지만 인간의 후각으로 느끼는 악취강도는 강한 것이 특징인 타이어공장의 악취공기를 배출풍량이 커 이를 모두 연소한다는 것은 비현실적이며, 악취성분들만 흡착한 후 농축하여 연소하면 처리 풍량도 줄어들고 농축된 악취성분들은 그 자체가 연료의 역할을 하게 되므로 연소 시 추가적인 연료의 소모를 최소화할 수 있게 하기 때문이다.

이때 다공성 물질인 제올라이트를 이용한 농축기를 통하여 악취공기를 농축할 때 점착성물질(예, oil mist)이 제올라이트 농축기에 도달되지 않도록 사전에 여과하는 장치가 필수적이다. 상기 선행 발명에서는 3단 필터 방식의 기공도가 다른 필터를 연속으로 사용하여 점착성물질의 제거가 가능하였으나, 교체주기의 설정이 어렵고, 많은 필터를 교체하는 불편함과 무엇보다 기류흐름 선상에 위치한 점착물질 제거 필터에 여과된 점착물질이 쌓이게 되면 새로운 냄새원으로 작용하는 문제가 발생할 수 있다.

이에 본 발명자는 이와 같은 흡착 농축 시 제올라이트 흡착제를 피복하게 되는 오일 미스트 상태의 점착성 악취성분이 도달하지 못하도록 사전에 제거 및 차단하기 위한 타이어 공장에서 유발되는 악취 물질의 전처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 타이어 공장에서 유발되는 점착성 악취 물질의 전처리 방법은 타이어 공장의 악취발생원으로부터 유발되는 오일 미스트 상태의 점착성 물질을 함유한 악취성분에 소석회, 활성탄, 카본블랙, 비석면탈크, 클레이, 미세섬유가루와 같은 건조 상태의 비수용성 분체를 점착성 물질 제거기 챔버내에서 안개상으로 분사하여 상기 점착성 물질을 응집체 형태로 만드는 단계;

상기 응집체를 백 필터에 의해 여과하는 단계; 및

상기 여과된 응집체를 주기적으로 역 방향으로 펄싱을 하여 상기 백 필터 표면으로부터 털어내어 상기 제거기 하부로 낙하시켜서 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전처리 방법에 의하면, 악취 발생원에서 발생된 점착성 물질을 함유한 악취 물질을 덕트내 유속 약 18~20m/sec로 이송하고 분체를 이용하는 것에 의해 점착성 물질을 제거하고, 제올라이트 농축기 회전속도 5회/hr, 탈착온도 280~300℃, 촉매연소온도 340~380℃에서 인입구 악취강도(악취방지법상의 공기희석관능법 공정시험법에 의한 측정) 평균 2198배, 배출구 악취강도 168배로 92% 악취제거 효율을 나타내었다.

결국, 점착성 악취 물질을 본 발명에서와 같이 사전에 제거함에 따라 제올라이트 농축기의 막힘 현상도 발견되지 않았으며, 제올라이트 전후의 압력 손실차가 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 중 도 1은, 본 발명에 따른 타이어 공장의 정련공정중에 적용할 수 있는 제올라이트 농축 축열촉매연소식 악취제거장치의 구성도이다.

도 1의 A 부위는 악취 발생원으로서, 그의 구성은 고무 믹싱 장치인 반버리믹서와 믹싱한 고무 덩어리를 시트화하는 오픈 롤러 및 이를 다음 단계로 이송하는 테이크오프 컨베어 밸트와 카본집진기로 구성되어 있으며, 비수용성 분체와 기상(gas phase)의 휘발성유기화합물, 황화합물, 알데히드류, 오일 미스트 상태의 악취성분인 점착성 물질이 반바리 믹서에서 혼재되고, 카본 집진기에서 1차적으로 상기 분체상 물질이 여과 된 후 B 부위인 점착성 물질 제거기로 들어가게 된다.

종전에는 3단계 필터를 사용하여 점착성을 지닌 악취물질을 여과하여 주기적으로 교체하는 방식으로 운전을 하였으나 필터의 수명이 짧고, 다수의 필터를 주기적으로 갈아야 하는 불편이 있었는바, 본 발명의 B 부위의 점착성 물질 제거기는 점착성 물질을 가진 기류에 소석회, 카본블랙, 활성탄과 같은 건조 상태의 비수용성 분체를 분사하여 점착성 물질이 뭉쳐지면서 B부위의 여과장치에서 여과되어 점착성 물질이 E부위 및 F 부위의 제올라이트 농축기에 도달하지 못하게 되어 본 발명이 이루고자 하는 제올라이트 농축기의 기공을 피복치 않게 할 수 있다. 이는 종국적으로 제올라이트 농축기의 다공성물질인 제올라이트 미세 기공을 보호하여 그 표면 흡착 효과를 이용하여 저농도 이지만 고강도 관능 악취를 특성으로 하는 타이어공장의 악취를 농축하여 제거할 수 있게 된다.

도 1에서 C 부위는 팬이고, D 부위는 직전 필터들이다.

도 1에서 E부위와 F 부위의 제올라이트 농축기는 로터 회전식으로 흡착존과 탈착존으로 구분되며 시간당 약 5회의 회전속도로 회전하는 가운데 연속 농축한 악취성분을 G부위의 고온 탈착용 버너에서 공급한 고온 공기에 의해 농축된 악취 성분이 탈착되어 H 부위의 농축축열촉매연소장치에서 연소하여 I부위의 배출구를 통해 대기 방출하게 되면 악취제거 전체적인 계통이 완성되는 것이다. 기존의 기술에서 사용하였던 필터 기공 크기를 달리하는 여러 단계의 필터를 사용할 때 오일 미스트상의 물질이 여과가 가능은 하나 필터의 교체 주기가 짧고, 무엇보다 악취물질이 묻어있는 필터가 기류흐름라인에 직렬로 연결되어 있어 비록 제올라이트 농축기를 점착성 물질이 피복하는 것은 막을 수는 있으나, 여과된 점착성 성분이 필터를 교체하기 전까지는 지속적으로 농축되어 냄새를 가중시키는 요인이 되었다.

본 발명의 오일미스트상의 악취물질 제거를 목적으로 하는 B 부위의 점착성 물질 제거기에 대해 좀 더 자세히 도 2에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

비수용성 분체로는 소석회, 활성탄, 카본블랙, 비석면탈크, 클레이, 미세섬유가루 등의 건조한 분말이며 비수용성이면 적당하다. 분체 저장장치로부터 이송장치에 의해 이송된 분체는 점착성물질을 함유한 타이어 공장 악취공기가 유입되는 챔버에 분체 분사장치에 의해 안개상으로 분사된다. 이때 점착성 악취 성분 물질들은 건조한 분체와 만나 더 큰 덩어리로되며 점착성을 잃게 된다. 이어 응집된 분체는 백 필터(bag filter)에서 여과되고, 주기적으로 역방향으로 펄싱(pulshing)하여 백 필터 표면의 응집체들을 털어내면 중력에 의해 백 필터의 하단으로 낙하하게 되고 연속으로 가동되는 점착성물질 제거장치에 의해 점착성 악취물질은 기류 흐름 상에서 완전히 제거된다.

그 결과 건조한 가스상 악취 성분만 제올라이트 농축기로 들어가게 되므로 제올라이트 흡착체를 담지한 농축기를 손상하지 않으면서 악취성분이 흡착할 수 있으며 농축된후 농축된 악취 성분을 열탈착하여 선행 특허에서와 같이 촉매연소방법에 의해 악취를 90%이상 제거할 수 있게 한다.

도 1은 타이어공장 정련공장 적용 제올라이트 농축 축열촉매연소식 악취제거장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 오일 미스트상의 악취물질 제거를 목적으로 하는 점착성 물질 제거기의 구성도이다.

Claims (1)

1. 타이어 공장의 악취발생원으로부터 유발되는 오일 미스트 상태의 점착성 물질을 함유한 악취성분에 소석회, 활성탄, 카본블랙, 비석면탈크, 클레이, 미세섬유가루와 같은 건조 상태의 비수용성 분체를 점착성 물질 제거기 챔버내에서 안개상으로 분사하여 상기 점착성 물질을 응집체 형태로 만드는 단계;

   상기 응집체를 백 필터에 의해 여과하는 단계; 및

   상기 여과된 응집체를 주기적으로 역 방향으로 펄싱을 하여 상기 백 필터 표면으로부터 털어내어 상기 제거기 하부로 낙하시켜서 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 공장에서 유발되는 점착성 악취 물질의 전처리 방법.

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