KR20130010140A - 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 휘발성 유기화합물 집진필터가 유입되는 유입슬릿과 재생된 흡착포 및 케이스가 나가는 배출슬릿을 갖는 하우징, 상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 폐 휘발성 유기화합물 집진필터를 케이스와 흡착포로 분리시키는 언폴딩부, 상기 케이스 내부에 들어있는 폐 활성탄을 흡입하는 흡입펌프가 구비된 재생 활성탄 흡입부, 상기 재생 활성탄 흡입부에서 흡입된 폐 활성탄을 세척하는 재생 활성탄 세척부, 송풍팬와 상기 송풍팬에 의하여 유입된 외기를 가열하는 열교환기와 상기 열교환기에 의하여 가열된 공기를 상기 재생 활성탄 세척부로 유입시켜 상기 폐 활성탄을 건조시키는 재생 활성탄 건조부, 상기 건조된 재생 활성탄을 외부로 토출하는 재생 활성탄 토출부, 상기 언폴딩부의 일측에 설치되어 있으며, 상기 케이스와 분리된 흡착포에 고온의 증기를 불어넣어 상기 흡착포에 흡착된 이물질을 하부로 낙하시키는 흡착포 세척부, 상기 흡착포 세척부의 일측에 설치되어 있으며, 내부로 공급되는 열풍공급관의 열풍 분사를 위한 분사공이 형성되어 열풍에 의해 흡착포의 표면과 접촉하여 흡착포를 건조시키는 흡착포 건조부, 그리고 상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 제어하고 표시하는 컨트롤 패널을 포함한다.

Description

휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템{RECYCLING SYSTEM OF VOC DUST COLLECTION FILTER}

본 발명은 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존에 재활용률이 낮아서 대부분 산업폐기물로 폐기되는 휘발성 유기화합물(VOC) 집진필터를 재활용함과 동시에 폐기시 발생되는 제2의 환경오염을 최소화하기 위한 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 다양한 도장부스에서 폐기되는 휘발성 유기화합물(VOC) 집진필터를 재활용하는 시스템으로 산업화가 지속되면서 인류의 삶에 대한 질 향상이 대량 생산체제에서 다품종 소량생산 체제로 전환되게 하였고, 이런 산업구조 속에 소비자 눈높이를 고려한 다양한 디자인이나 트루(True) 컬러의 색상이 범람하고 있다.

이와 같이 다양한 소비자의 욕구를 충족시키기 위해서 제조업체의 도장 파트, 자동차 부품업체, 완성차 업체 및 자동차 정비업체의 경우 오랜 시간 동안 VOC(Volatile Organic Compounds, 휘발성 유기화합물)를 사용해 왔다.

그러나 종래에는 필터 세척장치 없이 단순히 필터에 페인트 미스트(Paint Mist)를 포집하고 필터에 페인트가 점차 누적되어 압력손실이 일정치 이상 상승하면 교체해주는 방식을 사용하여 왔다. 이처럼 1회용 필터를 사용함으로써 매번 필터 교체에 따른 필터구입비와 교체작업의 번거러움이 있어 왔다.

또한, 휘발성 유기화합물(VOC) 집진필터의 처리는 활성탄은 재활용하고, 흡착포는 소각하고 있어서 심각한 환경오염원으로 대두되고 있다. 또한, 폐기된 휘발성 유기화합물(VOC) 집진필터의 분리과정 중에 다량의 휘발성 유기화합물(VOC)이 발생하여 2차 대기오염원으로 대두되고 있다.

산업적으로 산업별 휘발성 유기화합물(VOC) 사용량은 산업의 발전 속도와 맞물려 증가하고 있는 것이 현실이며, 특히 자동차 및 제조관련업체에서 휘발성 유기화합물(VOC) 방출량이 전체 산업에 39%를 차지하므로 이에 대한 대책마련이 시급한 현실이다.

또한, 해당 산업 종사자의 노령화 등으로 재활용 역시 일정시간이 지나면 전량 폐기로 선회할 가능성이 상당히 높아 산업적인 측면에서 반드시 폐기물처리 분야에 제공되어야 하는 상황에 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 기존의 수거업체의 기피 등으로 인해 폐기되는 활성탄이 포함된 집진필터를 재활용하고, 버려지는 폐기물을 자원화하려는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 분리에서 재활용 제품까지 밀폐구조, 재활용 과정 중에서 휘발성 유기화합물(VOC)의 발생을 차단하기 위하여 시스템 개발을 위해 휘발성 유기화합물(VOC) 집진필터 분리기술, 잔류 휘발성 유기화합물(VOC)의 대기확산 방지기술, 흡착포 세척부(70)술 및 간접가열방식을 통한 폐 활성탄 재생기술 등의 원천기술을 확보하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 폐 휘발성 유기화합물 집진필터가 유입되는 유입슬릿과 재생된 흡착포 및 케이스가 나가는 배출슬릿을 갖는 하우징, 상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 폐 휘발성 유기화합물 집진필터를 케이스와 흡착포로 분리시키는 언폴딩부, 상기 케이스 내부에 들어있는 폐 활성탄을 흡입하는 흡입펌프가 구비된 재생 활성탄 흡입부, 상기 재생 활성탄 흡입부에서 흡입된 폐 활성탄을 세척하는 재생 활성탄 세척부, 송풍팬와 상기 송풍팬에 의하여 유입된 외기를 가열하는 열교환기와 상기 열교환기에 의하여 가열된 공기를 상기 재생 활성탄 세척부로 유입시켜 상기 폐 활성탄을 건조시키는 재생 활성탄 건조부, 상기 건조된 재생 활성탄을 외부로 토출하는 재생 활성탄 토출부, 상기 언폴딩부의 일측에 설치되어 있으며, 상기 케이스와 분리된 흡착포에 고온의 증기를 불어넣어 상기 흡착포에 흡착된 이물질을 하부로 낙하시키는 흡착포 세척부, 상기 흡착포 세척부의 일측에 설치되어 있으며, 내부로 공급되는 열풍공급관의 열풍 분사를 위한 분사공이 형성되어 열풍에 의해 흡착포의 표면과 접촉하여 흡착포를 건조시키는 흡착포 건조부, 그리고 상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 제어하고 표시하는 컨트롤 패널을 포함한다.

그리고, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 상기 언폴딩부의 일측에 설치되어 있으며, 분리된 케이스를 동력수단에 의해 외부로 배출하는 케이스 배출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 상기 하우징의 저면에 설치되어 상기 흡착포 세척부에서 낙하되는 폐수를 정화시키는 후처리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 기존에 수거업체의 기피 등으로 인해 폐기되는 활성탄이 포함된 집진필터를 재활용하는 차원이며, 버려지는 폐기물을 자원화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템의 전체구성도이다.

본 발명의 이점 및 특성, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 한 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템의 사시도이다.

본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템의 전체적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 각종 도장설비로부터 유입된 휘발성 유기화합물을 흡착한 집진필터를 케이스와 흡착포로 분리하여 폐 활성탄은 재생 활성탄으로 처리하는 하우징(10), 언폴딩부(20), 재생 활성탄 흡입부(30), 재생 활성탄 세척부(40), 재생 활성탄 건조부(50), 재생 활성탄 토출부(60), 흡착포 세척부(70), 흡착포 건조부(80) 및 컨트롤 패널(90)을 포함한다.

여기서 집진필터는 도장설비로서 자동차 도장부스에서 나오는 집진필터를 그 대표적인 실시예로 나타내었으나, 본 발명에 의한 처리장치는 자동차 도장부스 이외의 다른 각종 도장설비 또는 이러한 도장설비 이외에도 휘발성 유기화합물의 처리가 요구되는 어떠한 종류의 설비나 장치에도 적용이 가능함을 밝혀두는 바이다.

또한 휘발성 유기화합물 집진필터는 도장설비로부터 유입된 공기 중 휘발성 유기화합물(VOC)을 흡착 제거하기 위한 휘발성 유기화합물 집진필터는 그 경도와 충진밀도가 99%와 0.4 이상이 되는 4×8 메쉬(mesh) 정도의 조립활성탄을 스테인리스 채널메쉬로 이루어지는 케이스 내부에 충진시켜 사용하게 되는데 이러한 활성탄의 케이스와 흡착포를 분리하기 위한 장치가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 폐 휘발성 유기화합물 집진필터를 재활용하기 위한 하우징(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측에 폐 휘발성 유기화합물 집진필터를 회수하는 유입슬릿(12)이 형성되어 있으며, 타측에 재생된 흡착포와 케이스가 외부로 배출되는 배출슬릿(14)이 형성되어 있으며, 이하 언폴딩부(20), 재생 활성탄 흡입부(30), 재생 활성탄 세척부(40), 재생 활성탄 건조부(50), 재생 활성탄 토출부(60) 및 컨트롤 패널(90)이 연속적으로 설치된 구성으로 이루어진다. 하우징(10)은 가로폭이 약 5m 내지 정도이고, 세로폭이 약 3m 내지 정도이며, 높이가 약 2m 정도로 제작될 수 있으며, 보다 바람직하게는 가로폭 4m, 세로폭 2m, 높이 1m로 제작된다. 따라서, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 지게차로 이동 가능한 크기의 소형이며, 필요에 따라 하우징(10)의 하부에 바퀴를 구비하여 지게차가 없이도 이동이 가능할 수 있다. 상기 하우징(10)의 유입슬릿(12)에 투입된 폐 VOC 집진필터(F)는 언폴딩부(20)로 유입된다.

언폴딩부(20)는 공압실린더를 사용하여 케이스와 흡착포를 분리하는 역할을 한다. 즉, 센터바를 이용해 흡착포 중심관통 및 회전 역회전이 가능하도록 회전시스템을 구비함으로써 케이스 내부에서 흡착포를 분리하게 된다. 여기서 도시되지 않은 흡착포 피딩 컨베이어와 결합된 정속유지장치가 구비될 수 있다.

또한, 상기 언폴딩부(20)는 시퀀스 제어를 통해 밀폐도어 형태의 하우징의 개폐시기를 조절하고, Rubber Sealing 기술을 통해 작업공간 밀폐 및 환기장치를 통한 오염공기 배출을 방지할 수 있다. 또한, 상기 언폴딩부(20)는 오염공기가 필터에 의하여 여과되지 않고 외부로 방출되는 것을 방지하기 위하여 필터와 여과실의 접촉부분은 적절한 밀봉수단이 구비되어 있는 것이 필요하다.

한편, 상기 언폴딩부(20)의 일측에는 분리된 케이스를 동력수단에 의해 외부로 배출하는 케이스 배출부(22)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 언폴딩부(20)를 거친 흡착포는 재생 활성탄 흡입부(30)로 유입된다.

재생 활성탄 흡입부(30)에는 케이스 내부 및 흡착포에서 탈착된 휘발성 유기화합물(VOC)의 흡입을 위한 흡입펌프(32)가 구비되어 있다. 우선적으로 휘발성 유기화합물(VOC)을 선처리하기 위한 장치이다.

재생 활성탄 세척부(40) 및 재생 활성탄 건조부(50)는 재생 활성탄 흡입부(30)의 내부로 삽입되는 열풍공급관과 냉각수공급관의 하부 표면에는 열풍 및 냉각수의 분사를 위한 분사공과 분사노즐이 각각 형성되어 있다. 열풍공급관은 송풍팬 및 외부 전원에 의해 송풍팬을 구동시키는 송풍모터를 포함할 수 있다. 이러한 송풍팬이 작동되어 얻어진 송풍력에 의하여 외기가 히팅유닛에 내장된 히터에 의하여 가열된 열교환기를 거쳐 약 120 ~ 250℃로 가온되어 도시되지 않은 분사공 및 분사노즐로 방출된다.

재생 활성탄 건조부(50)는 히터를 내부히터와 외부히터로 이루어지는 2중 히터를 설치하여 관로를 통한 간접가열로 에너지 손실을 최소화시키도록 하는 것이 바람직하다. 2중 히터는 내통과 외통이 서로 단열 구획된 2중 파이프 형태로 형성된 상태에서 각각의 내벽에 전열선이나 전기히터와 같은 가열수단이 설치되어, 내통 즉, 내부히터의 경우에는 300 ~ 350℃의 온도범위로 세팅되고 외통, 즉 외부히터의 경우는 150 ~ 250℃의 온도범위로 세팅된다. 상기 분사공 및 분사노즐에서 방출된 열풍은 휘발성 유기화합물(VOC)을 털어내게 된다. 떨어진 휘발성 유기화합물(VOC)은 열풍과 함께 후술되는 재생 활성탄 토출부(60)를 거쳐 외부로 배출된다.

재생 활성탄 토출부(60)는 재생 활성탄 건조부(50)는 내부에 스크류 타입의 이송레일 장착 및 관로회전을 통해 건조된 재생 활성탄을 외부로 토출할 수 있다.

흡착포 세척부(70)는 증기세척방식 적용을 통해 최소 오염수를 배출하며, 밀폐구조에서 흡착포 세척 및 오염수 정화기 설치된다.

흡착포 건조부(80)는 시스템의 용적을 고려한 환기 및 송풍능력 계산하여 송풍팬이 구비되며, 전체 시스템에 펼쳐진 흡착포의 잔류 휘발성 유기화합물(VOC)의 대기확산을 막을 수 있는 밀폐구조로 이루어진다. 이러한 흡착포 세척부(70)와 흡착포 건조부(80)의 사이에는 해당 공간을 선택적으로 개폐시키기 위한 댐퍼가 회전 가능하게 설치되어 있다.

마지막으로 컨트롤 패널(90)은 하우징(10)의 일측에 설치되는 것으로, 상술한 각 부의 각각에 차압 측정기, 리미트 스위치 등과 같은 도시하지 않은 계측 센서를 설치하고, 계측 센서로부터 입력된 각종 신호를 처리하여 상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 제어한다. 또한 컨트롤 패널(90)은 도시되지 않은 온/오프 스위치, 비상정지 스위치 또는 리셋 스위치 등이 구비될 수 있으며, 전원표시등, 경보 표시등 또는 동작 표시등 등과 같은 표시부가 더 설치될 수 있다. 따라서 컨트롤 패널(90)을 통하여 각 부에 마련한 계측 센서 등으로부터 각종 신호의 처리를 집중적으로 실시해, 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 실시한다. 또한 각 부의 전원 공급이나 계측 신호, 제어 신호는 소켓 부착의 케이블로 실시할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템은 후처리부(100)를 더 포함하여 구성된다.

후처리부(100)는 기타 오염수 및 오염물질을 처리하는 것으로, 상기 하우징의 저면에 설치되어 상기 재생 활성탄 세척부(40) 및 흡착포 세척부(70)에서 낙하되는 폐수 등을 정화시킨다. 또한, 후처리부(100)는 상기 재생 활성탄 세척부(40) 및 흡착포 세척부(70)의 부속시설로 세척액의 순환 사용을 가능하도록 고안함으로써 흡착포 표면에서 제거된 휘발성 유기화합물(VOC)이 함유된 세척액을 모을 수 있도록 소형 중간 탱크가 맨 처음 위치하고, 중간 탱크에 모인 세척액은 순환펌프로 펌핑하여 원통형 필터가 내장된 제거기로 세척액의 페인트 슬러지를 제거한 후 다시 세척액으로 순환 사용하도록 구성될 수 있다. 물론 일정 기간마다 슬러지 제거기의 원통형 필터를 교체해줘야 하지만 이것은 간단한 작업으로 할 수 있기 때문에 문제가 되지 않는다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 언폴딩부(20)의 공압실린더를 사용하여 필터케이스와 내부의 폐 활성탄이 포함된 흡착포로 분리한다. 해당 공정시 환기장치 및 밀폐구조를 통해 잔류 VOC의 대기확산 억제하는 것이 바람직하다. 센터바를 이용해 흡착포 중심관통 및 회전 역회전이 가능하도록 회전시스템을 구비한다. 이때 흡착포 피딩 컨베이어와 결합된 정속유지 장치가 구비된다. 또한, 분리시 시퀀스 제어를 통해 밀폐도어의 개폐시기를 조절하고, Rubber Sealing 기술을 통해 작업공간 밀폐 및 환기장치를 통한 오염공기 배출한다.

그리고, 케이스 내부 및 흡착포에서 탈착된 휘발성 유기화합물(VOC)을 흡입펌프(32)로 흡입하여 우선적으로 휘발성 유기화합물(VOC)을 선처리한다.

재생 활성탄 세척부(40)의 송풍팬은 시스템의 용적을 고려한 환기 및 송풍능력 계산하며, 전체 시스템에 펼쳐진 흡착포의 잔류 휘발성 유기화합물(VOC)의 대기확산을 막을 수 있는 밀폐구조로 이루어진다. 재생 활성탄 건조부(50)는 증기세척방식 적용을 통해 최소 오염수를 배출하며, 밀폐구조에서 흡착포 세척 및 오염수 정화기 설치된다. 여기서 폐 활성탄은 간접가열방식을 통한 재생방법으로 2중관로를 통한 간접가열로 에너지 손실을 최소화시키며, 내부에 스크류 타입의 이송레일 장착 및 관로회전을 통해 재생 활성탄 이송하고, 재생 활성탄 토출부(60)로 배출된다. 그리고, 폐 활성탄 재생시 발생되는 오염공기는 미스트 관로를 통해 정화하며, 전체 시스템에서 환풍되는 오염공기의 정화에도 적용된다.

폐 흡착포도 증기세척방식 적용을 통해 최소 오염수를 배출하며, 흡착포 건조부(80)에 의해 건조된다. 건조된 흡착포는 배출슬릿(14)을 통하여 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템에 의하면 환경적인 측면에서 휘발성 유기화합물(VOC)는 분리수거가 되어야 함에도 불구하고 휘발성 유기화합물(VOC)의 분리시 제2의 환경오염으로 작용하고 있으므로 흡착포 및 폐 VOC 집진필터를 재활용하여 환경오염을 최소화하는데 유용한 발명이다. 또한 집진필터의 재활용을 위해 밀폐된 좁은 공간에서도 집중적으로 수행할 수 있게 됨으로써, 휘발성 유기화합물의 재생효율을 크게 향상시킬 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10. 하우징 12. 유입슬릿
14. 배출슬릿 20. 언폴딩부
22. 케이스 배출부 30. 재생 활성탄 흡입부
32. 흡입펌프 40. 재생 활성탄 세척부
50. 재생 활성탄 건조부 60. 재생 활성탄 토출부
70. 흡착포 세척부 80. 흡착포 건조부
90. 컨트롤 패널 100. 후처리부

Claims (3)

1. 폐 휘발성 유기화합물 집진필터가 유입되는 유입슬릿과 재생된 흡착포 및 케이스가 나가는 배출슬릿을 갖는 하우징,
   상기 하우징의 일측에 설치되어 있으며, 폐 휘발성 유기화합물 집진필터를 케이스와 흡착포로 분리시키는 언폴딩부,
   상기 케이스 내부에 들어있는 폐 활성탄을 흡입하는 흡입펌프가 구비된 재생 활성탄 흡입부,
   상기 재생 활성탄 흡입부에서 흡입된 폐 활성탄을 세척하는 재생 활성탄 세척부,
   송풍팬, 상기 송풍팬에 의하여 유입된 외기를 가열하는 열교환기, 상기 열교환기에 의하여 가열된 공기를 상기 재생 활성탄 세척부로 유입시켜 상기 폐 활성탄을 건조시키는 재생 활성탄 건조부,
   상기 건조된 재생 활성탄을 외부로 토출하는 재생 활성탄 토출부,
   상기 언폴딩부의 일측에 설치되어 있으며, 상기 케이스와 분리된 흡착포에 고온의 증기를 불어넣어 상기 흡착포에 흡착된 이물질을 하부로 낙하시키는 흡착포 세척부,
   상기 흡착포 세척부의 일측에 설치되어 있으며, 내부로 공급되는 열풍공급관의 열풍 분사를 위한 분사공이 형성되어 열풍에 의해 흡착포의 표면과 접촉하여 흡착포를 건조시키는 흡착포 건조부, 그리고
   상기 각 부의 가동, 정지, 운전 관리, 이상 경보 등을 제어하고 표시하는 컨트롤 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 언폴딩부의 일측에 설치되어 있으며, 분리된 케이스를 동력수단에 의해 외부로 배출하는 케이스 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
   상기 하우징의 저면에 설치되어 상기 흡착포 세척부에서 낙하되는 폐수를 정화시키는 후처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 집진필터 재활용 시스템.

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