KR20150010475A - 2중 수조 및 2중 기수분리실이 내장된 세정탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 생산설비나 보일러 등에서 배출되는 배기가스의 분진 또는 유해가스를 순환 세정수로 세정하여 처리하는 세정탑에 관한 발명으로서, 세정탑 원통형 동체 내부에 다공격판을 3개 설치하여 맨 아래에는 수조실, 수조실의 위에는 세정 접촉재를 채운 2개의 세정실, 세정실의 위에는 기수분리 접촉재를 채운 기수분리실로 구성되는 2층 수조 세정탑에 있어서, 하부 세정실 내부 중앙에 상부수조 벽판 및 상부수조 하판을 구성하여 세정탑 원통형 동체 내부와 상부수조 벽판 및 상부수조 하판 사이의 공간이 상부수조가 되도록 구성하고, 상부수조 벽판의 일측 하부에는 다공판과 기수분리 접촉재를 구성하고, 상부에는 차수판과 보조 차수판이 구성된 1차 기수분리실을 구성하여, 상부 세정실의 상부 순환수가 하부 세정실 및 1차 기수분리실로 유입되는 것을 방지하면서, 하부 세정실에서 가스와 함께 하부 세정수가 상부 세정실로 유입되는 것을 방지하며, 1차 기수분리실로 이동되는 가스의 유속을 빠르게 하여 1차 기수분리실의 기수분리효율이 향상되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하부 세정실 내부에 상부수조를 구성하여, 2개의 세정탑을 수평으로 직렬 연결하지 않고, 세정탑의 높이 증가 및 제조 원가 증가를 최소화하며 내부에 2개의 수조를 구성할 수 있도록 개선하여 복합가스를 저렴하고 효율적으로 처리하는 효과가 있고, 하부 세정실 내부의 상부수조 일측에 1차 기수분리실을 구성하여 가스의 유속을 빠르게 함으로서 기수분리 효율을 향상시켜 하부 세정실의 하부 순환수가 상부 세정실로 유입되는 것을 확실하게 차단하고, 상기 1차 기수분리실의 상부에는 차수판 및 보조 차수판을 구성하여 상부 세정실의 상부 순환수가 하부 세정실 및 1차 기수분리실로 유입되는 것을 확실하게 차단하여 상부 순환수와 하부 순환수의 혼합을 확실하게 방지하는 효과가 있다.

Description

2중 수조 및 2중 기수분리실이 내장된 세정탑{Wet scrubber with two mist separator and two water tank}

본 발명은 각종 생산설비나 보일러 등에서 배출되는 배기가스의 분진 또는 유해가스를 순환 세정수로 세정하여 처리하는 세정탑에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 세정탑의 높이 증가 및 제조원가 증가를 최소화하며 내부에 2개의 수조 및 2개의 기수분리실을 구성할 수 있도록 개선하고, 각각의 수조에 담긴 순환 세정수의 혼합을 최대한 방지하며, 유입된 가스에 포함된 수적 또한 2개의 기수분리실에 의해 효과적으로 포착, 낙하시킬 수 있도록 개선한 2중 수조 및 2중 기수분리실이 구성된 세정탑에 관한 발명이다.

주지된 바와 같이 세정탑은 각종 생산설비나 보일러 등에서 배출되는 배기가스의 분진 또는 유해가스를 순환 세정수로 세정하여 처리하는 장비로서, 도 1에 도시된 바와 같이 세정탑 본체(50) 내부에 하부 세정실(51), 상부 세정실(52)과 1개의 기수분리실(53) 및 최하단에 구성된 1개의 수조(54)로 구성된다.

상기한 종래의 세정탑은 예를 들어 산과 알칼리가 혼합된 복합가스를 세정하여야 할 경우에는, 2개의 세정탑을 수평으로 직렬 연결하고, 첫 번째 세정탑 수조에는 알칼리성 순환 세정수를 투여하고, 두 번째 세정탑 수조에는 산성 순환 세정수를 투여해야만 복합가스를 효과적으로 처리할 수 있기 때문에 세정탑 구성에 넓은 부지가 소요되고 원가 또한 상승되는 문제점이 발생하여 사용자들의 불만이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 선행기술들을 살펴보면 다음과 같다.

공개실용신안공보 20-2011-0012018 2층 수조 세정탑을 살펴보면, 원통형 세정탑 하부 세정실에 중공(=중앙이 열린) 원추형(또는 나팔형) 내판을 세정탑 본체 동 내부에 접합하여 원추형 내판과 본체 동 사이의 환상공간을 상부수조로 이용하고 내판 내부는 가스통로로 이용하는 방법으로 하부수조 이외의 상부수조를 추가로 형성함으로써 세정탑 높이를 약간 증가시키는 것만으로 2개의 세정탑을 연결하는 효과를 제공한 것이다.

하지만, 상기 2층 수조 세정탑은 하부 세정실에서 세정된 가스가 상부 세정실로 이동하는 과정에서 기수분리(mist separate) 과정을 거치지 않아 하부수조에 담긴 세정수가 상부 세정실로 이동하는 현상이 발생하고, 이러한 현상으로 인해 상부수조에 담긴 세정수에 하부수조에 담긴 세정수가 혼합되는 문제점이 있다.

등록특허공보 10-1203420 2액 동시 세정 탈취탑을 살펴보면, 미스트포집부와 정화가스배출구가 구비되고, 하부에 가스분배실과 배기팬으로부터 악취가스가 유입되도록 하는 가스유입관이 구비된 본체와; 제1세정액을 수용하는 제1세정액 저장탱크와, 제1세정액을 상기 본체 내부로 이송시키는 제1세정액순환펌프와, 제1세정액을 하향 공급시키도록 하는 제1세정수공급관과, 제1세정액 중으로 악취가스를 분사시켜 악취가스를 세정하는 미세제트노즐세정부와, 제1세정액을 상기 제1세정액 저장탱크로 순환 이송하도록 하는 제1세정액수위조절부가 구비된 제1단 세정부; 제2세정액을 수용하는 제2세정액 저장탱크와, 제2세정액을 상기 본체 내부로 이송시키는 제2세정액순환펌프와, 산 세정수을 하향 분사시키도록 하는 제2세정액분사관과, 악취가스를 포집하는 제2세정팩배드부와, 상기 제1단 세정부에서 세정된 악취가스를 제1세정액 미스트를 제거한 상태에서 상기 제2세정팩배드부로 이동되도록 하며 제2세정액을 포집하는 제2세정액 포집부와, 2세정수를 제2세정액 저장탱크로 이송하는 제2 세정수 순환부가 구비된 제2단 세정부; 를 포함하여 이루어진다.

상기 2액 동시 세정 탈취탑은 하부 세정실을 포종탑(Bubble Cap tower)으로 구성하여 하부 미스트 제거장치가 필요 없게 하였으나, 1층 포종탑의 흡수효율 및 집진효율은 너무 낮아 실용성이 크게 부족하다. 실용 포종탑은 수십 층의 포종탑이다.

상기한 기수분리장치는 기본원리가 관성충돌에 의한 것으로서, 가스에 포함된 세정액의 수적(Mist)이 기수분리접촉재를 통과하며 관성충돌을 일으키게 되고, 여기서 충돌된 수적은 다른 수적들과 응집되어 더 큰 물방울로 성장하게 되며, 이렇게 커진(체적증가) 물방울은 중력에 의해 아래로 떨어져 회수되기 때문에 기수분리장치를 통과하는 가스의 유속이 적당하여야 기수분리장치의 효율이 증가하는데, 상기 2액 동시 세정 탈취탑은 1차 미스트 제거장치에서 가스의 유속 변화가 없어 미스트 제거장치의 기수분리효율이 저하되는 문제가 발생하고, 이러한 미스트 제거장치 효율저하는 세정수가 혼합되는 문제로 이어져 사용상의 불편함으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세정탑의 높이 증가 및 제조원가 증가를 최소화하며 내부에 2개의 수조 및 2개의 기수분리실을 구성할 수 있도록 개선하고, 각각의 수조에 담긴 순환 세정수의 혼합을 완벽하게 방지하며, 상기 2개의 기수분리실의 가스 유속을 빠르게 하여 유입된 가스가 충돌하여 발생된 수적 또한 효과적으로 포착 낙하시킬 수 있도록 개선한 2중 수조 및 2중 기수분리실이 구성된 세정탑을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 세정탑 원통형 동체 내부에 다공판을 3개 설치하여 맨 아래에는 수조실, 수조실의 위에는 세정 접촉재를 채운 2개의 세정실, 세정실의 위에는 기수분리 접촉재를 채운 기수분리실로 구성되는 2층 수조 세정탑에 있어서,

하부 세정실 내부 중앙상부에 상부수조 벽판 및 상부수조 하판을 구성하여 세정탑 원통형 동체 내부와 상부수조 벽판 및 상부수조 하판 사이의 공간이 상부수조가 되도록 구성하고, 상부수조 벽판의 일측 하부에는 다공판과 기수분리 접촉재를 구성하고, 상부에는 차수판과 보조 차수판이 구성된 1차 기수분리실을 구성하여, 상부 세정실의 상부 순환수가 하부 세정실 및 1차 기수분리실로 유입되는 것을 방지하면서, 하부 세정실에서 가스와 함께 하부 세정수가 상부 세정실로 유입되는 것을 방지하며, 1차 기수분리실로 이동되는 가스의 유속을 적당히 하여 1차 기수분리실의 기수분리효율이 향상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 하부 세정실 내부에 상부수조를 구성하여, 2개의 세정탑을 수평으로 직렬 연결하지 않고, 세정탑의 높이 증가 및 제조 원가 증가를 최소화하며 내부에 2개의 수조를 구성할 수 있도록 개선하여 복합가스를 저렴하고 효율적으로 처리하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하부 세정실 내부의 상부수조 일측에 1차 기수분리실을 구성하여 가스의 유속을 기수분리에 적합하게 함으로써 기수분리 효율을 향상시켜 하부 세정실의 하부 순환수가 상부 세정실로 유입되는 것을 확실하게 차단하고, 상기 1차 기수분리실의 상부에는 차수판 및 보조 차수판을 구성하여 상부 세정실의 상부 순환수가 하부 세정실 및 1차 기수분리실로 유입되는 것을 확실하게 차단하여 상부 순환수와 하부 순환수의 혼합을 확실하게 방지하는 효과가 있다. 또 기수분리 접촉재가 맨홀 가까이에 구성되어 있어 관리와 교체가 편리하다.

도 1은 종래 2층 수조 세정탑의 구성을 나타낸 예시도
도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 예시도
도 3은 본 발명의 요부 구성을 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 상부수조 벽판과 상부수조 하판 및 차수판의 구성을 나타낸 사시도

본 발명은 세정탑 원통형 동체(1a) 상부에 가스유출구(1e)를 구성하고, 상기 세정탑 원통형 동체(1a) 하부에는 하부수조(3a)를 구성하며, 세정탑 원통형 동체 일측에는 가스유입구(1d)를 구성한다.

상기 세정탑 원통형 동체(1a) 내부에는 상부에서부터 차례로 최종 기수분리실 다공판(23), 상부 세정실 다공판(22), 하부 세정실 다공판(21)을 구성하고, 상기 각각의 다공판(23)(22)(21)을 경계로 상부에서부터 차례로 최종 기수분리실(5), 상부 세정실(42), 하부 세정실(41)을 구성하며, 최종 기수분리실(5) 내부에는 기수분리 접촉재(5a)를 구성하고, 상부 세정실(42) 내부에는 상부 살수노즐(62c) 등 상부 순환라인(62) 및 상부 세정 접촉재(42a)를 구성하며, 하부 세정실(41) 내부에는 하부 살수노즐(61c) 등 하부 순환라인(61) 및 하부 세정 접촉재(41a)를 구성한다.

상기 하부 세정실(41) 상부의 하부 살수노즐(61c) 위 중앙에는 원통형 동체(1a)를 가로질러 양쪽 공간이 구분되게 하는 파형의 상부수조 벽판(7a)을 구성하고, 상기 상부수조 벽판(7a) 하부로부터 원통형 동체(1a)의 내면과 닿아 상하부 공간이 구분되는 호형의 곡면판인 상부수조 하판(7b)을 구성하여, 세정탑 원통형 동체(1a) 내부와 상부수조 벽판(7a) 및 상부수조 하판(7b) 사이의 공간이 상부수조(32a)가 되도록 한다.

상부수조 벽판(7a)은 파형판 또는 보강평판으로 구성한다.

상기한 상부수조(32a)는 종래의 2층 수조 세정탑에 상부수조 벽판(7a), 상부수조 하판(7b)을 접합하여 종래 2층 수조 세정탑의 비용과 공간소비를 최소화하며 상부수조(32a)를 구성할 수 있는 장점을 갖는다.

상부수조 벽판(7a)의 일측 하부에는 반원형의 1차 기수분리실 다공판(24)을 구성하고, 상기 1차 기수분리실 다공판의 상부에는 기수분리 접촉재(5a)를 안착하며, 상기 상부수조 벽판(7a)의 일측 상부에는 차수판(8)을 구성하여, 세정탑 원통형 동체(1a) 내부와 1차 기수분리실 다공판(24) 및 차수판(8) 사이 공간이 1차 기수분리실(52)이 되도록 한다.

상기 1차 기수분리실(52)은 하부 세정실(41) 내부의 공간 중 절반으로 구성되어, 하부 세정실(41)에서 1차 기수분리실(52)로 유입되는 가스가 통과하는 통로의 단면적 축소로 유속을 빨라지게 하며, 호형의 상부수조 하판(7b)의 형상이 1차 기수분리실(52)로 가스가 이동하는 것을 더욱 용이하게 하고, 이렇게 유속이 빨라짐에 따라 기수분리 효율이 상승되어 상부 세정실(42)로 하부 순환수가 유입되는 것을 확실하게 방지한다.

상기 차수판(8)은 세정탑 원통형 동체(1a)의 반경보다 작은 반경의 반원형의 차수판 본체(8a)를 구성하고, 상기 차수판 본체(8a)의 일측 둘레 상부에 반원턱(8b)을 구성하며, 상기 반원턱(8b)의 일측에는 측면 접합부(8c)를 구성하여 측면 접합부(8c)의 단부가 세정탑 원통형 동체(1a) 내부에 접합되면서 반원형 개구부(10a)가 마련되도록 한다.

차수판 본체(8a) 저면과 상부수조 벽판(7a) 사이에는 저면 접합부(8d)를 구성하여 장방형 개구부(10b)가 마련되도록 구성한다.

따라서 1차 기수분리실(52)을 통과한 가스가 상기 반원형 개구부(10a)와 장방형 개구부(10b)를 통해 상부 세정실(42)로 이동되도록 구성한다.

상기 차수판 본체(8a)의 직선 단부는 상부수조 벽판(7a)보다 상부수조 방향으로 약간 돌출되도록 하여 상부 순환수가 장방형 개구부(10b)를 통해 1차 기수분리실(52)로 유입되는 것을 방지하도록 구성한다.

상기 반원형 개구부(10a)의 상부에는 보조 차수판(9)을 구성하되, 상기 보조 차수판(9)의 일측 단부는 세정탑 원통형 동체(1a)의 내벽에 접합되고, 타측 단부는 반원형 개구부(10a)보다 상부수조(32a) 방향으로 돌출되게 구성하여 상부 세정실(42)의 상부 순환수가 반원형 개구부(10a)를 통해 1차 기수분리실(52)로 유입되는 것을 방지하도록 구성한다. 실제 제작시에는 보조 차수판(9)이 상부 세정실 다공판(22)의 일부가 되도록 할 수도 있다.

상기 세정탑 원통형 동체(1a) 외부에는 상부 돌출수조(32c)를 구성하고, 상기 상부 돌출수조를 상부수조(32a)와 연결하며, 상기 상부 돌출수조(32c)와 상부 살수노즐(62c)을 상부 순환라인(62)으로 연결하고, 상기 하부수조(3a)와 하부 살수노즐(61c)은 하부 순환라인(61)으로 연결한다.

상기 상부 돌출수조(32c)는 통상적으로 세정탑에서 사용되는 엘보형, T형, 절개형 등의 형상으로 구성하며, 상기 상부 순환라인(62)과 하부 순환라인(61)에는 상부순환펌프(62a) 및 하부순환펌프(61a)를 연결한다.

한편, 상부 돌출수조(32c)는 설치위치가 높아서 관리하기에 불편하므로 지상에 별도의 수조를 구성하여 연결할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.

가스유입구(1d)를 통해 본 발명에 의한 2중 수조 및 2중 기수분리실이 구성된 세정탑으로 유입된 가스는 하부 세정실(41)에서 1차 세정을 거치고, 1차 기수분리실(52)에서 기수분리 과정을 거친 후, 상부 세정실(42)에서 2차 세정을 거치며, 최종 기수분리실(5)에서 기수분리 과정을 거친 다음 가스유출구(1e)를 거쳐 대기중으로 배출된다.

하부수조(3a)의 하부 순환수는 하부 순환라인(61)을 따라 순환되며, 하부 살수노즐(61c)에서 살수되고, 살수된 하부 순환수는 하부 세정 접촉재(41a)에서 가스와 접촉하여 분진을 포착하고 유해가스를 흡수한 다음 하부수조로 낙하하며 순환을 반복하고, 1차 세정을 거친 가스는 1차 기수분리실(52)로 이동하게 된다.

상기한 가스의 상부 이동시, 호형으로 형성된 상부수조 하판(7b)이 1차 기수분리실(52)로 이동하는 가스의 흐름을 용이하게 하고, 하부 세정실(41)보다 용적이 좁아진 1차 기수분리실(52)로 인해 가스의 유속이 상승되어 1차 기수분리실(52)을 통과하는 가스는 활발한 관성충돌을 일으키게 되고, 충돌된 하부 세정수 수적은 다른 수적들과 응집되어 더 큰 물방울로 성장하게 되며, 이렇게 체적이 커진 하부 세정수 물방울은 중력에 의해 아래로 회수되어 하부수조(3a)로 낙하되어 하부 세정수가 상부 세정실(42)로 유입되는 것이 완벽하게 차단되는 것이다.

1차 기수분리실(52)을 통과한 가스는 반원형 개구부(10a)와 장방형 개구부(10b)를 통해 상부 세정실(42)로 유입되고, 상부수조(32a)의 상부 세정수는 상부 순환라인(62)을 따라 순환되며 상부 살수노즐(62c)에서 살수되고, 살수된 상부 세정수는 상부 세정실(42) 내부의 상부 세정 접촉재(42a)에서 가스와 접촉하여 분진을 포착하고 유해 가스를 흡수한 다음 상부수조(32a)로 낙하하며 순환을 반복하게 된다.

상기한 상부 세정수의 낙하과정에서 상부 세정실 다공판(22)을 통과하며 낙하되는 상부 세정수는 보조 차수판(9)에 의해 차단되어 반원형 개구부(10a)를 통해 1차 기수분리실(52)로 유입되는 것이 방지되고, 차수판 본체(8a)로 낙하된 상부 세정수는 상부수조 벽판(7a)보다 상부수조 방향으로 더 돌출된 차수판 본체(8a)에 의해 장방형 개구부를 통해 1차 기수분리실로 유입되는 것이 방지되어 하부 순환수와 상부 순환수의 혼합이 완벽하게 방지되는 것이다.

상기 상부 세정실(42)을 통과한 가스는 최종 기수분리실(5)을 거치며 기수분리과정을 거치게 되고, 상기 최종 기수분리실(5)은 상부가 좁아지는 세정탑 원통형 동체(1a)의 형상에 의해 가스의 유속이 상승되어 최종 기수분리실(5)을 통과하는 가스는 활발한 관성출돌을 일으키게 되어 기수분리효율이 상승되며, 이렇게 최종 기수분리실(5)을 통해 회수된 상부 세정수는 상부수조(32a)로 낙하되어 상부 세정수가 가스유출구를 통해 배출되어 발생하는 대기오염을 방지하게 되는 것이다.

1a: 세정탑 원통형 동체
1d: 가스 유입구
1e: 가스유출구
21: 하부 세정실 다공판
22: 상부 세정실 다공판
23: 최종 기수분리실 다공판
24; 1차 기수분리실 다공판
3a: 하부수조
32a: 상부수조
32c: 상부 돌출수조
41: 하부 세정실
41a: 하부 세정 접촉재
42: 상부 세정실
42a: 상부 세정 접촉재
5: 최종 기수분리실
5a: 기수분리 접촉재
52: 1차 기수분리실
61: 하부 순환라인
62: 상부 순환라인
7a: 상부수조 벽판
7b: 상부수조 하판
8: 차수판
8a: 차수판 본체
8b: 반원턱
8c: 측면 접합부
8d: 저면 접합부
9: 보조 차수판
10a: 반원형 개구부
10b: 장방형 개구부

Claims (1)

1. 세정탑 원통형 동체 내부에 다공격판을 3개 설치하여 맨 아래에는 수조실, 수조실의 위에는 세정 접촉재를 채운 2개의 세정실, 세정실의 위에는 기수분리 접촉재를 채운 기수분리실로 구성되는 2층 수조 세정탑에 있어서,
   상기 하부 세정실(41) 상부의 하부 살수노즐(61c) 위 중앙에는 원통형 동체(1a)를 가로질러 양쪽 공간이 구분되게 하는 상부수조 벽판(7a)을 구성하고,
   상기 상부수조 벽판(7a) 하부로부터 원통형 동체(1a)의 내면과 닿아 상하부 공간이 구분되는 호형의 상부수조 하판(7b)을 구성하여, 세정탑 원통형 동체(1a) 내부와 상부수조 벽판(7a) 및 상부수조 하판(7b) 사이의 공간이 상부수조(32a)가 되도록 하며,
   상부수조 벽판(7a)의 일측 하부에는 반원형의 1차 기수분리실 다공판(24)을 구성하고, 상기 1차 기수분리실 다공판의 상부에는 기수분리 접촉재(5a)를 안착하며, 상기 상부수조 벽판의 일측 상부에는 차수판(8)을 구성하여, 세정탑 원통형 동체(1a) 내부와 1차 기수분리실 다공판(24)과 차수판(8) 및 보조 차수판 사이 공간이 1차 기수분리실(52)이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 2중 수조 및 2중 기수분리실이 내장된 세정탑.

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