KR20140000596A - 선박 폐수 정화 시스템용 플라즈마 악취 제거시스템 - Google Patents

선박 폐수 정화 시스템용 플라즈마 악취 제거시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에서 배출되는 폐수 처리과정에서 방출되는 H2S, NH3 , Vocs 등 각종 악취의 원인물질을 신속하고 안정되게 제거하여, 이러한 악취 원인 물질이 대기중으로 확산되는 것을 예방하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 관한 것이다.

Description

선박 폐수 정화 시스템용 플라즈마 악취 제거시스템{Odor clearing system using plasma}
본 발명은 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에서 배출되는 폐수 처리과정에서 방출되는 H2S, NH3 , Vocs 등 각종 악취의 원인물질을 신속하고 안정되게 제거하여, 이러한 악취 원인 물질이 대기중으로 확산되는 것을 예방하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 컨테이너선과 같이 다량의 화물을 적재하고 운송하는 선박은 대용량의 화물창(Cargo Hold)을 구비한다.
그리고, 대용량의 화물창을 구비한 선박에는 항해 중 선체의 하부로 침전되는 빗물과 기름 등의 악취물질로 이루어진 폐수(Bilge)가 잔류하며, 최근에는 이러한 선박 폐수를 해양으로 방류하지 아니하고 정박시 육상으로 운반한 다음, 침전과 화학 처리 등을 포함하는 일련의 정화 처리공정을 실시하여 오염 물질을 제거한 다음 방류하고 있다.
상기 선박 폐수의 정화 처리는, 통상 수거 차량이 정박한 선박에서 폐수를 저장조에 수거한 다음, 선박 폐수 정화 시스템에서 순차로 실시되는 처리공정, 즉 중력식 유수 분리공정과, 기름 유입 방지막을 통한 유수 분리공정, 오존 살화 탈취공정, 약품 투입공정, 최종 침전공정에 의해 정화되며, 이러한 공정을 통해 정화된 선박 폐수는 유분 농도가 15ppm 이하의 계측되면 해양으로 최종 방류된다.
그런데, 상기 정화 처리 시스템에서 정화되는 선박 폐수에는 악취를 발생시키는 H2S, NH3 , Vocs 등의 다량의 오염 물질을 포함하고 있는 관계로, 정화 처리 과정에 이러한 악취 원인 물질들이 대기중으로 불가피하게 확산 된다.
그리고, 종래에는 선박 폐수에서 대기 중으로 확산되는 악취 원인 물질을 차단, 내지 제거할 수 있는 전용장치가 제공되지 아니한 관계로, 선박 폐수 정화 시스템 시스템에 형성된 후드에, 여과망을 갖는 에어필터를 장착하여 선박 폐수에 포함된 악취물질이 에어필터의 여과망을 투과하면서 여과되도록 하고 있다.
그러나, 종래 에어필터는 단순히 여과망에 선박 폐수에서 발생되는 배기가스를 투과시키는 형태로 이루어져, 상대적으로 부피가 큰 이물질은 제거가 가능하나 기화된 H2S, NH3 , Vocs 등 각종 악취 물질의 제거가 어려웠고, 또 반복적인 이물질의 여과과정에 여과망의 막힘이 발생되어 주기적으로 여과망을 세정, 또는 교체가 요구되었다.
따라서, 종래에는 기능적으로 선박 폐수의 재처리 시스템의 후드를 통해 선박 폐수에 포함된 다량의 악취 원인 물질이 대기중으로 무단 확산 되었고, 이로 인해 쾌적한 작업환경의 조성이 어려웠고, 또 인근 주민들의 잦은 민원이 발생되었다.
또한, 유지 보수 측면에서는 오염된 여과망의 주기적인 교체, 또는 세정에 의해 유지 보수에 따른 부대비용이 증가하고, 또 작업의 연속성이 저하되는 문제점이 발생된다.
상기한 요구에 의해 안출된 본 발명의 목적은, 선박에서 배출된 폐수 처리과정에서 방출되는 H2S, NH3, Vocs 등 각종 악취의 원인물질을 신속하고 안정되게 제거하여, 이러한 악취 원인 물질이 대기중으로 확산되는 것을 예방하도록 한 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치는,
선박 폐수 정화 시스템에 형성된 후드에 연통되게 설치되어, 선박 폐수의 배기가스에 포함된 악취물질을 제거하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어서,
상기 악취 제거장치는, 제1함체 내에 배치된 방전판들 사이로 배기가스를 통과시켜, 인접한 방전판들 사이로 방전되는 고전압의 직류전류가 배기가스에 포함된 이물질 입자에 도전되어 방전판에 이물질 입자가 집진되도록 하는 전 처리모듈과;
제2함체 내에 배치된 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해, 전처리 모듈에서 유입된 배기가스를 산화 및 분해하여 악취물질을 제거하는 주처리 모듈; 및
제3함체 내에 충진된 금속 산화물 촉매에 주처리 모듈에서 유입된 배기가스를 투과시켜, 배기가스에 잔류된 악취물질을 제거하는 후처리 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전처리 모듈에는 배기가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생부가 설치되어, 오존 발생부를 통해 유입되는 오존에 의해 배기가스에 잔류된 악취물질이 오존 분해되도록 구성한다.
보다 바람직하게는, 상기 아크 발생기는 전방에 유입구가 형성되고 후방에 배기구가 형성된 방전관과; 상기 방전관의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극을 이격되게 배치한 아크 생성부와; 상기 방전관의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부의 외측을 감싸는 유도부재를 포함하여 구성되고,
상기 유도부재는 측벽에 복수의 주배기공들이 형성된 망상몸체로, 후방에는 방전관의 유입구와 연통하는 유입구가 형성되고 전방에는 유입구를 통해 유입된 가스 중 일부를 배출하는 유도 배기공이 형성되어서,
상기 유입구를 통해 아크 생성부로 유입된 가스 중, 일부 가스는 전방으로 직진 이송하여 전방에 형성된 유도 배기공으로 배출되면서 방전극 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩시켜 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지 가스는 아크 생성부를 순환한 다음 측부로 진행방향을 전환하여 주배기공을 통해 배출되도록 구성한다.
그리고, 상기 아크 발생기들은 카트리지 본체에 배설되어 플라즈마 필터 카트리지를 형성하고, 함체 내에 형성된 슬롯에 각각 진입하여 플라즈마 반응층을 형성하도록 구성된다.
또한, 상기 방전관의 후방에는 아크 생성부의 외측으로 통과하는 가스를 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편이 배치된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 전기 집진기능과 오존 분해기능을 갖는 전처리 모듈과, 플라즈마 반응공정과 활성 산소 원자를 통해 배기가스에 잔류된 악취물질을 제거하는 주 처리모듈, 및 금속 산화물을 통해 잔류 악취물질을 제거하는 후처리모듈을 유기적으로 배치하여, 배기가스에 잔류된 악취물질이 안정적으로 제거되도록 하고 있다.
상기 전처리 모듈에 형성된 전기 집집부는 고압의 전류가 비 인가되면 흡착된 이물질들이 방전판에서 떨어져 배출되므로, 유지 보수에 따른 부대비용이 절감되고, 주처리 모듈에서 생성된 전자, 이온, 활성원자, 분자, 자외선, OH 라디컬을 포함하는 각종 플라즈마 반응입자에 의해 배기가스에 잔류된 다량의 악취물질은 산화/분해작용에 의해 탈취 및 살균하여 배출된다.
이때, 플라즈마 반응층에 형성된 아크 발생기는 가스에 혼입된 오존과 반응하여 OH 라디컬을 생성하는 자외선을 생성하므로, 주처리 모듈에 오존의 분해를 위한 별도의 자외선 램프를 배치하는 것이 불필요하므로, 구조의 간소화가 이룩된다.
그리고, 각 플라즈마 반응층의 아크 발생기에는 유도부재가 배치되어, 가스가 아크 생성부에 체류 및 순환하면서 산화/분해되므로, 글라이딩 아크를 통한 가스에 포함된 악취물질의 안정적인 제거가 가능하다.
또한, 플라즈마 반응층과 광촉매 필터층을 포함하는 각 필터층은 카트리지 구조로 함체 내에 설치되므로 유지보수에 따른 신속성과 편리성을 갖고, 전처리와 주처리를 마친 배기가스는 금속 산화물층을 투과하는 후처리를 통해 허용 기준치 보다 낮은 농도로 잔류 오존과 각종 악취물질의 제거가 가능하다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2와 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 전처리 모듈의 전체 구성과, 전처리 모듈에 형성된 전기 집진부의 작용상태를 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 주처리 모듈의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 5와 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 아크 발생기의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2와 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 전처리 모듈의 전체 구성과, 전처리 모듈에 형성된 전기 집진부의 작용상태를 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 주처리 모듈의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 5와 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어, 아크 발생기의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 선박 폐수 정화 시스템 시스템용 악취 제거장치는(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 선박 폐수 정화 시스템 시스템에 형성된 후드(110)에 설치되어, 후드(110)를 통해 배출되는 배기가스에 포함된 악취물질을 제거하여 대기중으로 배출하는 것이다.
상기 선박 폐수에서 배출되는 배기가스에는 통상 분진과, 수분, 세균, 그리고 H2S, NH3, Vocs 등 기체 상태의 유해 무기물, 휘발성 유기 화합물 등의 각종 악취물질이 다량 잔류한다.
그리고, 본 발명에 따른 악취 제거장치는 기본적으로 전처리 모듈(10)과 주처리 모듈(20), 및 후처리 모듈(30)이 연통되게 설치된 형태로 이루어져, 선박 폐수 정화 시스템 시스템의 후드(110)를 통해 배출되는 배치가스의 악취물질은 이들 각 처리 모듈(10, 20, 30)를 순차적으로 통과하면서 악취물질이 제거되어 안정된 청결상태를 확보하고, 최종적으로 각 처리 모듈(10, 20, 30)을 통과하면서 악취물질이 제거된 배기가스는 대기 중으로 방출된다. *** 도면상의 미설명 부호 'B'는 배기가스를 이동시키는 송풍기임 ***
한편, 상기 전처리 모듈(10)은 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 흡기구(11a)를 통해 선박 폐수 정화 시스템의 후드(110)와 연통하는 함체(10) 내에, 고압의 직류 전류를 방전시켜 배기가스에 잔류된 이물질이나 악취물질을 집진하는 전기 집진부(13)가 배치된 형태이다.
본 실시예에서는 전처리 모듈(10)의 함체(11) 내에 배기가스에 혼입된 유/수분 및 입자 등의 큰 분진을 제거하는 디미스터 필터 카트리지(12)와, 배기가스에 포함된 미세 이물질을 흡착하여 집진하는 전기 집진부(13)가 배치하여, 디미스터 필터 카트리지(12)를 통해 입자가 큰 이물질이 집진되고, 이후 전기 집진부(13)를 통해 입자가 작은 이물질이 집진되도록 한다.
여기서, 상기 전기 집진부(13)는 도 3에서 보는 바와 같이 고압의 진류전류를 인가받아 방전하는 복수의 방전판(13a, 13b)들이 이격되게 배치된 형태로 이루어져, 이격된 방전판(13a, 13b) 사이를 통과하는 배기가스의 이물질들은 방전판(13a)에서 방전되는 전류가 도전되어 + 전극을 띠게 되어 + 전극을 띠는 방전판(13b)의 표면에 집진된다.
본 실시예에서는 전처리 모듈(10)의 함체(11) 내에 복수의 슬롯(11c)을 각각 형성하여, 이 슬롯(11c)을 통해 상기한 디미스터 필터 카트리지(12)와, 전기 집진부(13)를 형성하는 전기 집진 카트리지(13')가 정위치에 삽입하여 고정되도록 한다.
상기 전기 집진부(13)를 형성하는 전기 집진 카트리지(13')는, 카트리지 본체(13c) 내에 복수의 방전판(13a, 13b)을 이격되게 배치한 형태로 이루어져, 이들 전기 집진 카트리지(13)는 함체 내에 형성된 각 슬롯(11c)에 순차적으로 진입하여 다단의 전기 집진부(13)를 형성한다.
그리하여, 전처리 모듈(10)로 유입된 배기가스는 디미시터 필터 카트리지(12)를 통과하면서 1차적인 여과가 이루어지고, 이후 전기 집진부(13)를 형성하는 각 전기 집진 카트리지(13')를 순차적으로 통과하면서 반복적인 이물질의 집진이 이루어진다.
또한, 본 실시예에서는 상기 함체(11) 내에 오존을 생성하여 주입하는 오존 발생부(14)를 연통시켜, 배기가스 내에 잔류된 악취 유발물질이 오존 분해, 및 살균되도록 한다.
그리고, 상기 오존 발생부(14)를 통해 유입된 오존 중 일부는 전처리 모듈(10)을 통한 여과과정 중에 배기가스에 포함된 일부의 악취물질과 직접 산화 반응하고, 나머지는 배기가스에 혼입된 상태로 배기구(11b)를 통해 주처리 모듈(20)로 유입되어 후술되는 플라즈마 반응층(22)과, 광촉매 필터층(25)을 반복적으로 통과하면서 오존보다 훨씬 강력한 산화력을 갖지만 수명이 매우 짧은(예: 만분의 1초 이하) 플라즈마 반응 입자 (산소 원자, OH 라디컬)로 전환되어서, 가스에 혼입된 악취물질과 순간적으로 반응하여 무해 또는 무취한 물질로 전환된다.
그리고, 직접 악취물질 제거에 사용되지 않은 수명이 짧은 플라즈마 반응 산소 입자들은 주위의 산소, 질소 분자들과 충돌 반응해서 수명이 긴 오존, 수소 산화물, 질소 산화물로 전환되어 후술되는 후처리 모듈을 통과하면서 이들 유해 물질들은 오존, 수소 산화물, 질소 산화물에 의해 추가로 산화 분해된다.
한편, 상기 흡기구(21a)를 통해 전 처리모듈(10)의 함체(11)의 배기구(11b)와 연통된 주처리 모듈(20)에는 도 1과 도 4 내지 6에서 보는 바와 같이 글라이딩 아크방전을 통해 고에너지 전자(1-5 eV, 1 eV=전자 온도 11,500 도 K)와, 자외선을 발생시키는 플라즈마 반응층(22)과, 상기 플라즈마 반응층(22)에서 생성된 자외선에 의해 OH 라디컬 및 플라즈마 활성반응입자를 생성시키는 광촉매 필터층(25)이 각각 배치된다.
여기서, 상기 플라즈마 반응층(22)에서 생성되는 고에너지 전자는 가스에 포함된 악취물질, 수분 및 공기와 충돌하면서 활성 탄화수소, 활성산소, 활성수소, 활성질소, 오존, OH 라디컬, 과산화수소 및 NOx 등 플라즈마 활성 입자를 다량 생산하고, 글라이딩 아크방전에서 방출되는 다량의 자외선에 의해 광촉매 필터층은 악취물질을 분해하는 활성 산소 원자를 생성하여 이들 생성물과 가스에 포함된 악취물질 사이의 산화/환원 반응을 통해 가스에 포함된 악취물질을 분해한다.
본 실시예에서는 이러한 복수의 플라즈마 반응층(22)과 복수의 광촉매 필터층(25)을 함체(21) 내에 다단으로 교번하여 적층시켜, 전처리 모듈(10)을 통과한 배기가스가 교번하여 적층된 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)을 순차적으로 통과하면서 악취물질이 반복하여 제거되도록 함으로써, 악취물질의 제거에 따른 향상된 효율성을 갖도록 한다.
상기 광촉매 필터층(25)은, 여과공(25b-a)들이 형성된 담체에 TiO2를 코팅한 광촉매 필터(25b)를 포함하여 구성되고, 상기 플라즈마 반응층(22)은 방전극(24b-a) 사이의 아크 방전을 통해 플라즈마 활성 반응입자와 자외선을 생성하는 복수의 아크 발생기(24)들이 배치된 형태이다.
상기 아크 발생기(24)는, 후방에 유입구(24c-b)가 형성되고 전방에 배기구(24a-b)가 형성된 방전관(24a)의 중공부에, 둘 이상의 방전극(24b-a)이 이격되게 배치된 형태의 아크 생성부(24b)를 수용시킨 형태이다.
본 실시예에서는 총 4개의 아크 발생기(24)를 배치한 복수의 플라즈마 반응층(22)과, 광촉매 필터(25b)를 포함하는 복수의 광촉매 필터층(25)을 함체(21) 내에 교번되게 적층시켜 주처리 모듈(20)을 형성하고 있다.
이와 같이 복수의 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)을 함체(20) 내에 다단으로 교번되게 적층시키면, 배기가스에 포함된 악취물질들은 교번되는 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)을 순차적으로 통과하면서 여과되므로, 배기가스에 포함된 악취물질의 보다 안정적인 제거가 가능하다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 아크 발생기(24)들을 함체(10) 내에 직접 고정하여 플라즈마 반응층을 함체에 일체로 형성하지 아니하고, 복수의 아크 발생기(24)들을 카트리지 본체(22a)에 고정시켜 플라즈마 반응 카트리지(22')를 형성하고, 이 플라즈마 반응 카트리지(22')를 함체(21) 내에 형성된 슬롯(21c)에 진입시켜 함체(21) 내에, 복수의 아크 발생기(24)를 갖는 플라즈마 반응층(22)을 형성하고 있다.
이때, 상기 각 플라즈마 반응 카트리지(22')에는 아크 발생기(24)에 고압의 전류를 공급하는 전원 공급유닛(23b)이 일체로 형성된다.
또한, 상기 광촉매 필터층(25)도 마찬가지로, 카트리지 본체(25a)에 하나 이상의 광촉매 필터(25b)를 배치하여 광촉매 필터카트리지(25')를 형성하고, 이 광촉매 필터카트리지(25')를 함체(20) 내에 형성된 슬롯(21c)에 각각 진입시켜 광촉매 필터층(25)을 형성하도록 한다.
이와 같이 함체(21) 내에 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)을 각 카트리지(22',25')를 통해 형성하면, 추후 아크 발생기(24)의 방전극(24b-a)의 교체나, 광촉매 필터(25b)의 청소를 포함하는 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)의 신속하고 간편한 유지 보수가 가능한 이점을 갖게 된다.
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치에 있어, 아크 발생기의 전체 구성 및 작용상태를 보여주는 것으로, 본 실시예에서는 상기 플라즈마 반응층(22)에 개량된 아크 발생기(24)들을 배치하여, 이들 아크 발생기(24)에 의해 배기가스가 아크 생성부(24b)에 체류 및 순환하면서 혼입된 다량의 악취물질이 산화 및 분해되도록 한다.
상기 아크 발생기(24)는, 도 5와 도 6에서 보는 바와 같이 전방에 유입구(24a-a)가 형성되고 후방에 배기구(24a-b)가 형성된 방전관(24a)과; 상기 방전관(24a)의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극(24b-a)을 이격되게 배치한 아크 생성부(24b)를 포함한다.
도면을 보면 상기 방전극(24b-a)은, 애자(24d)를 통해 방전관(24a)의 천공(24a-c)에 단자부를 절연구조로 고정하여, 각 방전극(24b-a)은 전류 공급유닛(23b)에서 인가되는 고전압의 전류를 방전관(24a)의 외부에 노출된 단자부를 통해 인가받아 글라이딩 아크를 생성한다.
그리고, 상기 방전관(24a)의 후방에는 아크 생성부(24b)의 외측으로 이송되는 배기가스의 이송을 방해하여 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부(24b) 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편(24e)이 배치된다.
따라서, 상기 아크 생성부(24b)의 외측으로 이송되는 배기가스는 가스 유도편(24e)에 의해 아크 생성부(24b) 내로 유도하여 유입되므로, 아크 생성부(24b)를 통과하면서 악취물질의 안정적인 제거가 이룩된다.
그리고, 각 방전극 사이는 유입구가 형성된 후방에서 배기구가 형성된 전방으로 갈수록 점진적으로 간격이 넓어지는 형태로 구성된다.
따라서, 상기 방전극(24b-a) 사이에 고전압의 전류가 방전되어 아크가 생성되면, 이 아크는 유입구(24a-a)를 통해 후방에서 전방으로 강제 이송되는 배기가스에 의해 후방에서 전방으로 반복적으로 글라이딩되어 넓은 면적의 글라이딩 아크영역을 형성한다.
이때, 상기 방전극(24b-a)의 사이의 최단 간극거리는 0.2mm 이상이고 최장 간극거리는 0.5 내지 2.0mm의 범위로 설정된다.
또한, 방전극의 두께는 0.5 내지 4.0mm의 범위로 설정되는데, 이러한 방전극 사이의 간극거리와 두께는 인가되는 전압이나 전류, 주파수 등의 고전압 조건, 아크 발생을 억제하는 세라믹, 고온용 고분자 합성물질(polymer composite)로 제작된 절연 연결 피팅에 따라 변경된다.
그리고, 본 실시예에서는 이러한 아크 발생기(24)를 구현함에 있어, 상기 방전관(24a)의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부(24b)의 외측을 감싸는 유도부재(24c)를 부가하여, 이 유도부재(24c)에 의해 아크 생성부(24b)에 배기가스가 체류 및 순환하면서 악취물질이 안정되게 제거되도록 한다.
여기서, 상기 유도부재(24c)는 측벽에 복수의 주배기공(24c-a)들이 형성된 망상몸체로 구성되며, 후방에는 방전관(24a)의 유입구(24a-a)와 연통하는 유입구(24c-b )가 형성되고 전방에는 유입구(24c-b)를 통해 유입된 가스를 일부 배출시켜, 방전극(24b-a) 사이에 생성된 아크의 글라이딩을 도모하는 유도 배기공(24c-c)이 형성된다.
이때, 상기 유도부재(24c)의 주배기공(24c-a)을 나선형으로 제작하거나, 주배기공(24c-a)을 후방으로 경사지게 천공하여 형성하면, 주배기공(24c-a)을 통해 배출되는 배기가스는 와류를 형성하면서 신속히 배출되므로, 아크 생성부를 통과하여 악취물질이 분해된 배기가스의 신속한 배출이 이룩될 수 있다.
따라서, 상기 유도부재(24c)의 유입구(24c-b)를 통해 아크 생성부(24b) 내로 유입된 가스 중, 일부는 전방에 형성된 유도 배기공(24c-c)으로 배출되면서 방전극(24b-a) 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩하여 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지는 아크 생성부(24b)를 순환한 다음 측벽에 형성된 주배기공(24c-a)을 통해 측부로 배출된 다음, 방전관(24a)의 배기구(24a-b)를 따라 전방으로 배출된다.
그리하여, 본 실시예에 따른 아크 발생기(24)는 유도부재(24c)에 의해 유입구(24c-b)를 통해 후방에서 유입된 모든 배기가스가 전방으로 배출되지 아니하고, 대부분의 배기가스는 아크 생성부(24b)에 체류 및 순환하면서 악취물질이 안정되게 제거된 다음, 측벽에 형성된 주배기공(24c-a)을 통해 배출되므로, 악취물질의 제거에 따른 보다 향상된 효율성을 갖는다.
그리고, 상기 주처리 모듈(20)을 통과하면서 주 처리과정을 마친 배기가스는, 배기구(21b)를 통해 후처리 모듈(30)의 흡기구(31a)로 유입되고, 후처리 모듈(30)을 통과하면서 최종 여과된 다음 대기중으로 방출된다.
상기 후처리 모듈(30)은 함체(31) 내에 금속 산화물 촉매층(32)이 형태로 이루어져, 금속 산화물 촉매층(32)에 함체(31) 내로 유입된 배기가스를 투과시켜 배기가스에 잔류된 악취물질을 제거한다.
도면을 보면 본 실시예에서는 상기 후처리 모듈(30)을 구성하는 함체(31) 내에 타공판(31a)을 이격되게 배치하여 함체(31) 내에 타공판(31a)에 의해 구획된 구획공간을 형성하고, 이 구획공간에 금속 산화물 촉매(31b)를 분산되게 수용시켜 함체(31) 내에 금속 산화물 촉매(31b)가 구획되게 수용된 복수의 금속 산화물 촉매층(31)을 형성한다.
이와 같이 타공판(31a)에 의해 형성된 구획공간에 금속 산화물 촉매(31b)를 분산되게 수용하면, 후처리 모듈(30)로 유입된 배기가스는 금속 산화물 촉매층(31b)을 신속한 투과하고, 이러한 과정에 배기가스에 잔류된 악취물질은 안정적으로 제거된다.
따라서, 본 실시예에 따른 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치(1)는 선박 폐수 정화 시스템의 후드(110)를 통해 배출된 배기가스가 전처리 모듈(10)로 유입되면, 디미스터 필터 카트리지(12)는 배기가스에 잔류된 입자가 큰 분진 등의 이물질을 여과한다.
그리고, 전처리 모듈(10)에 형성된 전기 집진부(13)는 배기가스를 방전판(13a, 13b) 사이로 통과시켜, 방전판(13b)에 이물질 입자가 집진되도록 하고, 또 오존 발생부(14)는 배기가스에 오존을 주입시켜 오존 분해를 통해 배기가스에 포함된 악취물질을 분해한다.
이후, 전처리 모듈(10)을 통과하여 주처리 모듈(20)에 유입된 배기가스는, 플라즈마 활성입자와 자외선을 통해 배기가스에 잔류된 악취물질을 살균, 및 분해하는 플라즈마 반응공정과, 배기가스를 아크 발생기에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층(25)에 투과시켜 배기가스에 잔류된 악취물질을 산화/분해하는 광촉매 필터링 공정을 수회 교번 되게 실시하여 악취물질을 제거한 다음, 후처리 모듈(30)로 배출한다.
이때, 배기가스는 주처리 모듈(20)에 다단으로 교번하여 형성된 플라즈마 반응층(22)들의 각 아크 발생기(24)와, 광촉매 필터층(25)을 순차로 통과하면서, 이들 플라즈마 반응층(22)과 광촉매 필터층(25)에서 생성되는 활성입자(O, N, C, H 등의 결합이온), OH, HO2 , NO2 라디컬에 의해 각종 악취물질이 산화 분해된다.
그리고, 상기 후처리 모듈(30)로 유입된 배기가스는 금속 산화물 촉매층(31)을 순차적으로 투과하면서 잔류 악취물질이 제거되므로, 결과적으로 선박 폐수 정화 시스템에서 배출된 배기가스들은 전처리 모듈(10)과 주처리 모듈(20), 및 후처리 모듈(30)을 통과하면서 잔류된 이물질, 및 악취물질이 제거된 다음, 배기가스는 대기중으로 방출된다.
1. 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치
10. 전처리 모듈 11. 제1함체
11a. 흡기구 11b. 배기구
11c. 슬롯 12. 디미스터 필터 카트리지
13. 전기 집진부 13' 전기 집진 카트리지
13a, 13b. 방전판 13c. 카트리지 본체
14. 오존 발생부
20. 주처리 모듈 21. 제2함체
21a. 흡기구 21b. 배기구
21c. 슬롯
22. 플라즈마 반응층 22'. 플라즈마 반응카트리지
22a. 카트리지 본체 23b. 전류 공급유닛
24. 아크 발생기
24a. 방전관 24a-a. 유입구
24a-b. 배기구 24a-c. 천공
24b. 아크 생성부 24b-a. 방전극
24c. 유도부재 24c-a. 주배기공
24c-b. 유입구 24c-c. 유도 배기공
24d. 애자 24e. 가스 유도편
25. 광촉매 필터층 25'. 광촉매 필터카트리지
25a. 카트리지 본체 25b. 광촉매 필터 25b-a. 여과공
30. 후처리 모듈 31. 제3함체
31a. 흡기구 31b. 배기구
32. 금속 산화물 촉매층 32a. 타공판
32b. 금속 산화물 촉매 B. 송풍기

Claims (5)

  1. 선박 폐수 정화 시스템에 형성된 후드에 연통되게 설치되어, 선박 폐수의 배기가스에 포함된 악취물질을 제거하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치에 있어서,
    상기 악취 제거장치는, 제1함체 내에 배치된 방전판들 사이로 배기가스를 통과시켜, 인접한 방전판들 사이로 방전되는 고전압의 직류전류가 배기가스에 포함된 이물질 입자에 도전되어 방전판에 이물질 입자가 집진되도록 하는 전 처리모듈과;
    제2함체 내에 배치된 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해, 전처리 모듈에서 유입된 배기가스를 산화 및 분해하여 악취물질을 제거하는 주처리 모듈; 및
    제3함체 내에 충진된 금속 산화물 촉매에 주처리 모듈에서 유입된 배기가스를 투과시켜, 배기가스에 잔류된 악취물질을 제거하는 후처리 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전처리 모듈에는 배기가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생부가 설치되어, 오존 발생부를 통해 유입되는 오존에 의해 배기가스에 잔류된 악취물질이 오존 분해되도록 구성한 것을 특징으로 하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 아크 발생기는 전방에 유입구가 형성되고 후방에 배기구가 형성된 방전관과; 상기 방전관의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극을 이격되게 배치한 아크 생성부와; 상기 방전관의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부의 외측을 감싸는 유도부재를 포함하여 구성되고,
    상기 유도부재는 측벽에 복수의 주배기공들이 형성된 망상몸체로, 후방에는 방전관의 유입구와 연통하는 유입구가 형성되고 전방에는 유입구를 통해 유입된 가스 중 일부를 배출하는 유도 배기공이 형성되어서,
    상기 유입구를 통해 아크 생성부로 유입된 가스 중, 일부 가스는 전방으로 직진 이송하여 전방에 형성된 유도 배기공으로 배출되면서 방전극 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩시켜 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지 가스는 아크 생성부를 순환한 다음 측부로 진행방향을 전환하여 주배기공을 통해 배출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 아크 발생기들은 카트리지 본체에 배설되어 플라즈마 필터 카트리지를 형성하고, 함체 내에 형성된 슬롯에 각각 진입하여 플라즈마 반응층을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 방전관의 후방에는 아크 생성부의 외측으로 통과하는 가스를 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편이 배치된 것을 특징으로 하는 선박 폐수 정화 시스템용 악취 제거장치.
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