KR20140147678A

KR20140147678A - 유해가스 처리시스템

Info

Publication number: KR20140147678A
Application number: KR1020140062795A
Authority: KR
Inventors: 장희현
Original assignee: 장희현
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2014-12-30
Also published as: KR101569998B1

Abstract

본 발명은 구조가 간단하고 질소산화물 등을 포함하는 유해가스를 효과적으로 처리할 수 있는 유해가스 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 하부에 제1가스공급부(5)가 형성되고 상단에 가스배출구(2)가 형성된 처리조(1)와, 상기 처리조(1)의 내부 하부에 형성되며 서로 구획된 산화제액수집부(14)와 환원제액수집부(15)를 포함하는 수집부(10)와, 상기 제1가스공급부(5) 상부에 배치되며 산화제액수집부(14)에 개방되는 기액접촉충전재층(16)과 상기 산화제액수집부(14)에 연결되며 이 기액접촉충전재층(16)에 산화제를 분사하는 산화제분사노즐(23)을 포함하는 접촉산화부(11)와, 상기 접촉산화부(11)의 상부에 배치되며 상기 접촉산화부(11)를 거친 피처리가스가 통과되도록 배치된 기액접촉충전재층(34)과 상기 환원제액수집부(15)와 연결되며 상기 기액접촉충전재층(34)에 환원제를 분사하는 환원제분사노즐(36)을 포함하는 접촉환원부(13)와, 상기 접촉산화부(11)와 상기 접촉환원부(13)의 사이에 배치되며 통과하는 피처리가스를 확산시키고 접촉환원부(13)에서 낙하된 환원제액을 바이패스관로(35)를 통해 상기 환원제액수집부(15)로 유도하는 확산분리부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템이 제공된다.

Description

유해가스 처리시스템 {Treatment system for harmful waste gases}

본 발명은 유해가스 처리시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 구조가 간단하면서도 질소산화물을 포함하는 유해가스를 효과적으로 처리할 수 있는 새로운 구조의 유해가스 처리시스템에 관한 것이다.

각종 산업설비에서 배출되는 유해가스에는 다양한 종류의 유해성분이 포함되어 있는데 그중에서도 질소산화물인 NOx는 여러 가지 형태의 오염을 유발하며, 특히 일산화질소가 자외선과 광화학적 반응을 일으켜서 스모그를 일으키고, NOx가 대기 중에서 산화되어 생성되는 이산화질소는 산화질소와 산소라디칼로 분해되어 대기중의 산소와 반응하여 오존의 형성을 유발한다. 이러한 NOx는 독성이 강한 물질로 인체에 치명적 영향을 줄 수 있다.

이러한 NOx를 포함하는 유해가스를 처리하는 방법으로는 NOx를 중화 또는 환원처리하는 방법이 널리 사용되고 있으나, 일산화질소(NO)는 이에 앞서 산화처리를 요한다. 종래에 이러한 NOx를 함유하는 유해가스의 처리를 위한 산화 또는 환원처리 시스템은 그 장치가 복잡하고 장대하여 제작코스트가 많이 드는 반면 만족할 만한 처리효율을 얻지 못하는 실정이다.

특허등록 제10-1173208호

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 질소산화물을 포함하는 유해가스의 처리상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 질소산화물을 포함하는 유해가스를 간단한 구조의 장치를 사용하여 효율적으로 처리할 수 있는 유해가스 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은 단일의 처리조에서 질소산화물을 포함하는 유해가스는 물론 기타의 유해 배출가스도 효율적으로 처리할 수 있는 유해가스 처리 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 하부에 제1가스공급부(5)가 형성되고 상단에 가스배출구(2)가 형성된 처리조(1)와, 상기 처리조(1)의 내부 하부에 형성되며 서로 구획된 산화제액수집부(14)와 환원제액수집부(15)를 포함하는 수집부(10)와, 상기 제1가스공급부(5) 상부에 배치되며 산화제액수집부(14)에 개방되는 기액접촉충전재층(16)과 상기 산화제액수집부(14)에 연결되며 이 기액접촉충전재층(16)에 산화제를 분사하는 산화제분사노즐(23)을 포함하는 접촉산화부(11)와, 상기 접촉산화부(11)의 상부에 배치되며 상기 접촉산화부(11)를 거친 피처리가스가 통과되도록 배치된 기액접촉충전재층(34)과 상기 환원제액수집부(15)와 연결되며 상기 기액접촉충전재층(34)에 환원제를 분사하는 환원제분사노즐(36)을 포함하는 접촉환원부(13)와, 상기 접촉산화부(11)와 상기 접촉환원부(13)의 사이에 배치되며 통과하는 피처리가스를 확산시키고 접촉환원부(13)에서 낙하된 환원제액을 바이패스관로(35)를 통해 상기 환원제액수집부(15)로 유도하는 확산분리부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 접촉산화부(11)와 접촉환원부(13) 사이에는 흡착산화부(12)가 더 구비되고, 상기 흡착산화부(12)는 상기 접촉산화부(11)를 거친 피처리가스가 통과되도록 흡착재가 충전된 흡착재충전층(20)과, 상기 흡착재충전층(20)에 배치되어 재생모드에서 세척수와 산화제액을 분사하는 수세재생노즐(24)과, 상기 흡착재충전층(20)의 하부에 연결되는 건조공기공급부(25)를 포함하고, 상기 흡착재충전층(20)의 하부는 피처리가스를 확산시키고 세척수 및 산화제액을 수집 배출하는 확산수집부(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 확산분리부(37)는 상기 처리조(1)의 내벽과 이격되도록 배치되며 중앙배출구(39)가 상기 바이패스관로(35)와 연통되는 호퍼부(38)와, 상기 호퍼부(38)의 상부에 이격 배치되며 처리조(1)의 내벽과 호퍼부(38) 사이에 형성된 통로(40)를 덮는 링형상판(42)과, 상기 링형상판(42)의 상부에 배치되는 확산타공판(43)과, 상기 호퍼부(38)의 하부에 배치되는 확산타공판(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 접촉산화부(11)의 상부에 배치되며 유해가스를 공급하는 제2가스공급부(6)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템이 제공된다.

본 발명에 따르면, 단일의 처리조(1) 내에 하단으로부터 접촉산화부(11)와 접촉환원부(13)를 순차적으로 적층배치하고, 처리조(1)의 내부 하부에는 산화제액수집부(14)와 환원제수집부(15)를 구획배치하고, 접촉산화부(11)와 접촉환원부(13) 사이에는 피처리가스를 확산시키고 낙하되는 환원제액을 바이패스관로(35)로 유도하는 확산분리부(37)를 구비함으로써, 접촉환원부(13)에서 흘러내린 환원제액을 산화제액과 분리하여 수집하고 재순환시킴으로써 단일의 처리조(1)를 통해서 산화 및 환원처리가 가능하게 되므로 간단한 구조에 의해 일산화질소를 비롯한 질소산화물을 포함하는 유해가스를 효율적으로 처리할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 접촉산화부(11)의 상부에 흡착재충전층(20)과 수세재생노즐(24) 및 건조공기공급부(25)를 구비한 흡착산화부(12)를 더 구비하고, 이 접촉산화부의 흡착재충전층(20)에는 산화제액을 함침시켜서 피처리가스를 통과시켜서 더욱 산화효율을 증대하고, 세척수의 분사와 건조를 통해 흡착재를 재생하여 반복사용함으로써, 산화반응 속도가 늦은 NO 등의 유해가스의 처리효율을 더욱 높일 수 있다.

또한, 상기 확산분리부(37)를 처리조(1)의 내벽과 이격되며 중앙배출구(39)가 바이패스관로(35)와 연통되는 호퍼부(38)와, 이 호퍼부(38)의 상부에 이격배치되는 링형상판(42) 및 확산타공판(43)을 배치함으로써, 통과하는 처리가스가 호퍼부(38)의 저면을 따라 둘레부로 확산된 후 내향하여 흐르게 되고, 상부의 접촉환원부(13)의 기액접촉충전재층(34)에서 낙하되는 환원제액은 확산타공판(43)에 충돌하여 외측으로 유도되어 링형상판(42)을 타고 낙하되면서 피처리가스의 흐름과 교차되므로, 피처리가스와 환원제액의 충돌과 접촉이 효과적으로 증대되어 환원처리효율이 증대되고, 아울러 낙하된 환원제액은 바이패스관로(35)를 통해 회수될 수 있다. 그리고 호퍼부(38)의 하부에 배치되는 확산타공판(44)에 의해 그 하부에서 유입되는 피처리가스가 이 확산타공판(44)에 충돌하면서 저지되어 그 전단에서 처리조(1)의 전체 단면적으로 넓게 확산되어 흐르게 되어 기액접촉충전재층(34)이나 흡착재충전재층(20)과의 접촉이 증대된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 확산유도부(37)의 하부에 폐가스를 공급하는 제2가스공급부(6)가 더 구비되므로, 산화반응을 필요하지 않고 환원반응만으로 처리가능한 유해가스를 처리하고자 하는 경우에는 직접 제2가스공급부(6)를 통해 접촉환원부(13)를 통과시켜 처리할 수 있어서, 필요에 따라 산화와 환원을 순차적으로 처리하거나, 또는 환원처리만을 수행할 수 있어서, 다양한 종류의 유해한 폐가스를 단일의 처리장치로 효과적으로 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 구성도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 개략구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 하부에 유해가스나 배출가스 등의 피처리가스가 공급되는 제1가스공급부(5)가 형성되고 상단에는 유해물질이 제거된 처리가스가 배출되는 가스배출구(2)가 형성된 처리조(1)가 구비된다. 이 처리조(1)의 내부 하단은 상부에서 흘러내린 산화제액이 수집되는 산화제액수집부(14)와, 상부에서 흘러내린 환원제액이 수집되는 환원제액수집부(15)가 서로 구획되도록 형성된 수집부(10)가 배치된다. 그리고 상기 수집부(10)의 상부에는 아래로부터 위쪽으로 순차적으로 접촉산화부(11)와 흡착산화부(12) 및 접촉환원부(13)가 배치된다.

산화제액수집부(14)에는 산화제와 산화보조약제가 공급되는 라인(17)이 연결되고, 환원제액수집부(15)에는 환원제와 환원보조약제가 공급되는 라인(18)이 연결된다. 그리고 산화제액수집부(14)와 환원제액수집부(15)에는 각각 Ph측정기(9)와 산화환원전위측정기(19)가 설치되어 투입되는 산화제와 산화보조제 또는 환원제와 환원보조제의 양을 조절하게 된다.

상기 접촉산화부(11)에는 기액접촉용 충전재, 예를 들면 Tellerette 등이 충전된 기액접촉충전재층(16)이 처리조(1)에 수평으로 배치된다. 그리고 이 기액접촉충전재층(16)의 하부에는 전술한 바와 같이 제1가스공급부(5)가 연결된다. 이 제1가스공급부(5)의 선단에는 유입된 처리가스를 확산시켜 균일하게 공급하기 위한 확산판이나 가이드판 등이 구비될 수 있다. 기액접촉충전재층(16)의 상부에는 상기 산화제액수집부(14)에서 배관(58)을 통해 공급된 산화제액이 분사되는 산화제액노즐(23)이 배치된다. 그리고 이 산화제분사노즐(23)의 상부에는 데미스터(22)가 배치된다. 이 데미스터(22)는 산화제가 포함된 액적이 비산하여 그 상부의 흡착재충전부(20)로 유입되는 것을 방지한다.

그리고 접촉산화부(11)의 상부에는 확산수집부(27)가 구비된다. 이 확산수집부(27)는 처리조(1)의 내벽과 이격되도록 배치되며 중앙배출구(29)는 수집관(33)에 연결되는 호퍼부(28)와, 이 호퍼부(28)의 상부에 이격배치되며 처리조(11)의 내벽과 호퍼부(28) 사이에 형성된 통로를 덮는 링형상판(30)과, 이 링형상판(30)의 상부에 배치되는 원판형상의 확산타공판(31)을 포함한다. 그리고 호퍼부(28)의 하부에도 확산타공판(32)이 배치된다. 이 확산수집부(27)는 유해가스를 처리하는 작동모드에서는 흐르는 피처리가스가 확산타공판(32)과 확산타공판(31)에 충돌하여 국부적으로 흐르지 않고 넓게 확산되어, 그 상하부에 배치되는 기액접촉충전재층(16)이나 흡착재충전층(20)과 국부적으로 접촉되지 않고 골고루 접촉되도록 한다. 또한 흡착재의 재생시에는 살포된 세척수나 산화제액을 호퍼부(28)에서 수집관(33)을 통해 수집하여 순환시키거나 배출하게 된다.

이러한 구조에 따라 제1가스공급부(5)를 통해 공급된 일산화질소와 같이 환원처리에 앞서 먼저 산화처리를 요하는 피처리가스가 접촉산화부(11)의 기액접촉충전재층(16)을 통과하면서 산화제분사노즐(23)에서 살포된 산화제액과 접촉되어 산화처리된다. 그리고 기액접촉충전재층(16)을 통과한 피처리가스는 확산수집부(27)의 확산타공판(32)과 호퍼부(28) 및 링형상판(30) 및 확산타공판(31)을 거치면서 골고루 확산되어 데미스터(22)를 거쳐 상부의 흡착산화부(12)로 도입된다.

흡착산화부(12)에는 흡착재충전층(20)이 구비되고, 흡착재충전층(20)의 상부의 수세재생노즐(24)이 구비되고 하부에는 건조공기공급부(25)가 연결된다. 이 수세재생노즐(24)은 배관(56)을 거쳐 시수탱크(54)에 연결된다. 이 시수탱크(54) 이외에도 산화제탱크(51), 환원제탱크(52) 및 보조제탱크(53)가 더 구비되고 이들 탱크들은 배관(55)에 의해 상호 연결되고, 또 다른 배관(57)을 통해 처리조(1)의 수집부(10)로 연결된다. 흡착산화부(12)의 흡착재충전층(20)에는 산화제탱크(51)로부터 공급되는 산화제액을 미리 함침시킨 상태에서 피처리가스를 통과시키면서 흡착시켜 산화처리를 행한다. 그리고 장시간의 사용에 의해 흡착재에 유해가스 성분이 충분히 흡착되면, 수세재생노즐(24)을 이용하여 시수탱크(54)로부터 공급되는 세척수를 적어도 2회 분사하여 흡착재를 세척하고, 이어서 건조공기공급부(25)로부터 더운 건조공기를 공급하여 흡착재를 건조시킨 후에, 산화제탱크(51)나 보조제탱크(53)로부터 산화제와 보조제를 시수와 적당비율로 혼합한 산화제액을 수세재생노즐(24)로 분사함으로써 흡착재를 재생한다. 이에 따라 흡착산화부(12)에 의한 산화처리를 반복적으로 행할 수 있다. 이 흡착산화부(12)는 산화반응속도가 상대적으로 늦어서 전술한 접촉산화부(11)를 거치지면서 완전히 산화되지 않은 유해가스를 완전히 산화시킨다.

상기 흡착산화부(12)의 상부에는 제2가스공급부(6)가 배치된다. 이 제2가스공급부(6)는 처리를 위해 산화반응을 요하지 않고 환원반응만 요하는 피처리가스를 처리하는 경우에 접촉산화부(11)와 흡착산화부(12)를 거치지 않고 곧바로 접촉환원부(13)를 통과시켜서 유해가스를 처리하기 위해 사용된다.

흡착산화부(12) 또는 제2 가스공급부(6)의 상부에는 확산분리부(37)가 배치된다. 이 확산분리부(37)는 처리조(1)의 내벽과 이격되도록 배치되는 호퍼부(38)를 포함한다. 이 호퍼부(38)의 중앙배출구(39)는 처리조(1)의 일측으로 연장되는 바이패스관로(35)를 통해 처리조(1) 하단 일측의 환원제액수집부(15)로 연결된다. 그리고 이 호퍼부(38)의 상부에는 처리조(1)의 내벽과 호퍼부(38) 둘레부 사이의 통로를 덮는 링형상판(42)이 배치되고, 그 위에는 확산타공판(43)이 배치된다. 그리고 호퍼부(38)의 아래에는 또 다른 확산타공판(44)이 구비된다. 이러한 구조에 따라 그 전단에서 상승되는 피처리가스는 확산타공판(44)과 확산타공판(43)에 충돌하면서 그 흐름이 국부적으로 흐르지 않고 넓게 확산되어 기액접촉충전재층(34)이나 흡착재충전재층(20)을 골고루 접촉하면서 통과되므로 환원이나 산화반응의 효율이 증대된다. 아울러 호퍼부(38)의 둘레부로 흐른 피처리가스가 링형상판(42)에 의해 차단되어 내향하여 흐르게 되고, 상부의 기액접촉충전재층(34)을 거친 환원제액이 확산타공판(43)과 링형상판(42)을 거쳐서 낙하되면서 내향하는 피처리가스와 서로 교차하는 방향으로 충돌하므로, 피처리가스와 훤원제액과의 접촉이 증대되어 환원효율이 더욱 높아진다.

한편, 확산분리부(37)의 상부의 접촉환원부(13)에는 기액접촉충전재가 충전된 기액접촉충전재층(34)이 수평배치되고, 그 상부에는 처리조(1) 저면의 환원제액수집부(15)와 배관(59)에 의해 연결되는 환원제분사노즐(36)이 배치된다. 이러한 환원제분사노즐(36)을 통해 환원제 및 환원보조약제가 혼합된 환원성 흡수액이 살포되어 피처리가스를 환원반응으로 중화 또는 무해화시키게 된다. 그리고 환원제분사노즐(36)의 상부에는 데미스터(7)가 배치되어 최종적으로 피처리가스에 함유된 수분을 제거한 후에 배출구(2)를 통해 배출된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims

하부에 제1가스공급부(5)가 형성되고 상단에 가스배출구(2)가 형성된 처리조(1)와, 상기 처리조(1)의 내부 하부에 형성되며 서로 구획된 산화제액수집부(14)와 환원제액수집부(15)를 포함하는 수집부(10)와, 상기 제1가스공급부(5) 상부에 배치되며 산화제액수집부(14)에 개방되는 기액접촉충전재층(16)과 상기 산화제액수집부(14)에 연결되며 이 기액접촉충전재층(16)에 산화제를 분사하는 산화제분사노즐(23)을 포함하는 접촉산화부(11)와, 상기 접촉산화부(11)의 상부에 배치되며 상기 접촉산화부(11)를 거친 피처리가스가 통과되도록 배치된 기액접촉충전재층(34)과 상기 환원제액수집부(15)와 연결되며 상기 기액접촉충전재층(34)에 환원제를 분사하는 환원제분사노즐(36)을 포함하는 접촉환원부(13)와, 상기 접촉산화부(11)와 상기 접촉환원부(13)의 사이에 배치되며 통과하는 피처리가스를 확산시키고 접촉환원부(13)에서 낙하된 환원제액을 바이패스관로(35)를 통해 상기 환원제액수집부(15)로 유도하는 확산분리부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 접촉산화부(11)와 접촉환원부(13) 사이에는 흡착산화부(12)가 더 구비되고, 상기 흡착산화부(12)는 상기 접촉산화부(11)를 거친 피처리가스가 통과되도록 흡착재가 충전된 흡착재충전층(20)과, 상기 흡착재충전층(20)에 배치되어 재생모드에서 세척수와 산화제액을 분사하는 수세재생노즐(24)과, 상기 흡착재충전층(20)의 하부에 연결되는 건조공기공급부(25)를 포함하고, 상기 흡착재충전층(20)의 하부는 피처리가스를 확산시키고 세척수 및 산화제액을 수집 배출하는 확산수집부(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 확산분리부(37)는 상기 처리조(1)의 내벽과 이격되도록 배치되며 중앙배출구(39)가 상기 바이패스관로(35)와 연통되는 호퍼부(38)와, 상기 호퍼부(38)의 상부에 이격 배치되며 처리조(1)의 내벽과 호퍼부(38) 사이에 형성된 통로(40)를 덮는 링형상판(42)과, 상기 링형상판(42)의 상부에 배치되는 확산타공판(43)과, 상기 호퍼부(38)의 하부에 배치되는 확산타공판(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접촉산화부(11)의 상부에 배치되며 유해가스를 공급하는 제2가스공급부(6)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유해가스 처리시스템.