KR20150044357A - 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버 - Google Patents

세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염물질이 함유된 공기 및 청정공기에, 고전압 방전에 의해 생성되는 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응으로 오염물질 분자의 공유결합을 분해하여, 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성 오염물질을 분해하여 제거하고, 청정공기 분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 물질을 레나드 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원반응으로 분해 제거하여 세정수를 정화하고, 세정수펌프로 흡입, 가압되어 토출되는 정화된 세정수에 수중 방전방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수를 미세물분자로 해리하고, 해리된 세정수에 활성기체 공급기에서 생성된 활성기체를 공급하여, 활성기체와 세정수의 미세 물분자가 혼합되는 기액 계면에서 물의 쌍극자 모멘트를 정열시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만든 후, 여기에 자기장을 인가하여, 여기상태를 연장하여 세정수와 활성 기체를 더욱 활성화하여, 소수성 오염물질이 제거된 오염공기에 분사하여, 세정수와 오염공기와의 접촉으로 오염공기중 친수성 오염물질을 흡수하고, 세정수에 용해되지 않은 활성기체와 오염공기와 접촉 과정에서 산화, 환원반응으로 오염물질을 정화하고, 오염공기의 정화과정 중에 오염된 세정수는 전용 배수관을 통해 세정수 정화탱크로 자유 낙하방식으로 회수하고, 활성기체공급기의 에어팬에 흡입된 외부 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 공기를 구성하는 질소, 산소, 물분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 등의 활성기체를 세정수에 미세기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 오염물질을 이온반응 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원반응으로 제거하여 세정수를 정화하고, 분해과정 중 생성되는 부유물질, 에멀젼 물질, 불용성 물질을 전기 응집방식으로 침전, 부유시켜 제거함으로써 유분 등 소수성 물질 및 친수성 물질을 동시에 제거하면서도 폐수가 배출되지 않아 2차오염이 없고, 백연이 제거되어 국지적 생활공간이 정화되고, 유지관리비가 대폭 저감되어 경제적으로 매우 유용하다.

Description

세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버{SCRUBBER FOR REMOVAL OF WHITE PLUME AND POLLUTION MATERIAL USING FLUSHING WATER PURIFICATIN UNIT NOT HAVING WASTE WATER}
본 발명은 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 친유성 혼합물(Oil mist) 및 오염 물질이 함유된 오염공기 및 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기 화학적 반응으로 오염물질 분자의 공유결합을 분해하여, 오염공기중 소수성 오염물질 및 친유성 혼합물(Oil mist)을 분해하여 제거하고, 청정공기 분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 등의 활성기체를 가압하여 세정수에 미세기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 오염물질을 레나드 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원 작용으로 분해 제거하여 세정수를 정화하고, 정화된 세정수에 전해물질을 첨가하고, 용해하며, 세정수 펌프에 의해 흡입, 가압되어 토출되는 세정수에 수중 방전방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 분해된 세정수에 활성 기체 공급기에서 생성된 활성기체를 가압하여 세정수에 공급하여, 세정수와 활성기체가 혼합된 기액 계면에서 물의 쌍극자 모멘트를 정열 시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만든 후, 여기에 자기장을 인가하여 해리된 세정수의 미세 물분자와 활성기체의 여기상태를 연장하여서 활성기체가 혼합된 세정수를 더욱 활성화하여 친수성 물질 제거부의 살수기의 분사노즐에 공급, 소수성 오염물질 제거부에서 살수기로 유입되는 오염공기에 분사하여, 세정수와 오염공기와 기액 접촉으로 친수성 물질을 흡수 및 세정수에 용해되지 않은 활성기체와 오염공기와 접촉하여 두 기체가 산화, 환원반응으로 오염공기중 친수성 오염물질을 연속하여 제거하는데, 오염공기의 정화과정에 부유물질, 에멀젼 물질, 불용물질이 함유되어 오염된 세정수는 전용배수관을 통하여 세정수 저장탱크에 자유 낙하되어 회수되고, 회수된 오염된 세정수 수중의 부유물질, 에멀젼 물질, 불용물질은 전기응집기로 응집하고 응집된 물질(flock)은 침전 또는 부유시켜 제거하며, 수분이 함유된 정화된 공기는 기액분리부로 이송되어 미세그물망에 접촉하여 수분이 응결되어 분리된 후 직경이 확대된 배기부로 이송되어 공기의 유속이 감속되고 외주면에 원주방향과 길이방향으로 30도에서 90도 범위로 타공된 미세기공으로 공기의 유량이 360도 각도로 분산 및 30도에서 90도 각도로 대기로 배출되어 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염 물질 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시키는 백연 및 소수성 오염물질, 친수성 오염물질을 동시에 제거하면서도 폐수 배출이 없는 세정수 정화 유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버에 관한 것이다.
악취 및 오염물질을 제거하는 세정법은 기체 흡수의 물리 화학적 원리를 적용하여 제거대상 물질을 제거하는 방법이다.
기체흡수의 원리는 한 종류의 기체 혹은 혼합가스를 세정 액체와 직접 접촉시켜 그 기체 혹은 혼합 기체중의 특정 성분의 기체를 액체 중으로 물리학적으로, 또는 화학적 반응에 의해 흡수시켜 제거하는 단위조작이다.
물리학적 흡수작용에 있어서는, 기체상으로 존재하는 성분의 용해성 분자는 기체상으로부터, 기체와 액체의 계면, 즉 경계면으로 분자확산, 또는 동력학적 운동으로 이동하여 액체상으로 물리학적 이동이 연속적으로 일어나게 되어 물리학적인 흡수작용이 일어나게 되는데 기체상 과 액체상에서의 물질 이동 속도는 시스템 전체의 총괄물질 이동 속도, 즉 기체 흡수속도에 영향을 미치고, 화학적 흡수작용에 있어서는 기체와 액체사이의 화학적 반응 속도를 고려하고 있다.
화학적 흡수작용은 화학적 반응을 동반함으로써 용질로 작용하는 기체상의 기체분자가 액체 속으로 확산 되어감과 동시에 화학적 반응을 일으키는 물리 화학적 현상이다.
그러나 친수성 기체중에 함유된 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 화합물, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등 소수성 기체의 혼합가스와, 섬유공장의 텐터공정에서 사용되어 고온으로 공정에서 배출되는 유연제중 폴리옥실 에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시 지방산 에스테르, 폴리옥시 에틸렌 알킬페놀 에스테르 등의 비이온 계면 활성제중 친유성 혼합물(Oil mist)이 혼합된 오염기체는 세정 장치내로 유입, 노즐에서 분사되는 세정수에 접촉되어 일부는 세정수 저정탱크 내로 회수되어 세정수 표면으로 부유되고, 다른 일부는 세정수가 기화된 수증기와 혼합되어 세정탑의 배기구를 통하여 대기로 배출되는데, 수증기는 대기에 흡수되어 소멸되지만 친유성 혼합물(Oil mist)은 대기에 흡수되지 않아 엷을 황색의 황연으로 대기에 정체되어 시각적 불쾌감을 주고 민원이 지속적으로 제기되는 실정이다.
세정수 저장 탱크내로 회수된 친유성 혼합물(Oil mist)은 세정액 속에 물리화학적 반응에 의해 흡수되지 않고 부유되어 세정수와 함께 순환펌프에 의해 흡입, 가압되어 스크러버 본체 내부로 순환되어 세정수 분사노즐의 막힘, 폴링 등 충진재의 오염 및 세정수를 오염시켜 기액 경계면에서의 분자확산 및 동역학적 운동을 방해하여 물질 이동속도를 크게 저감시켜 흡수효율을 저하시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 세정수를 운전기간 동안 계속 월류(Over flow)시켜 부유되는 친유성 혼합물(Oil mist)을 배출시키기 때문에 월류된 양 만큼 시수가 소모되며, 폐수가 배출되는 2차적 문제를 야기 시킨다.
대한민국 특허공보 제10-1172708호(습식가스 스크러버)에서는 염기성 가스와 산성가스를 동시에 처리하는 2단 구조의 스크러버로서 세정액 분무방식이 분사 노즐이 아닌 분사 파이프 및 다공판으로 대체 및 본체에 충진층이 없어 압력손실을 감소시켰고, 데미스터를 이용한 기액 분리장치를 다공구조 및 오리피스 구조로 대체 하였으나 세정수의 정화기능이 없다.
대한민국 특허공보 제10-0945038호(플라즈마 반응기와 이를 이용한 플라즈마 스크러버)에서는 플라즈마 반응기에서 발생된 플라즈마에 연료, 캐리어 가스, 오염기체를 공급하여 연소 및 산화반응에 의해 오염가스를 처리하고, 연소 부산물을 2차 스크러버에서 제거하는 방식으로 이는 친유성 혼합물(Oil mist)을 제거하여 백연을 제거할 수 있으나 장치가 복잡하고, 별도의 연료 및 캐리어 가스를 공급하는 문제와 2차 스크러버에는 세정수 정화 기능이 없다.
대한민국 특허공보 제10-1155562호( U자형 고압 스크러버)에서는 2단 구조의 스크러버로서 고온으로 유입되는 합성가스에 분무 수를 분무하여 가스처리 및 미세분진을 제거하는 방법으로 원통형 스크러버 반응기 내부에 설치된 다공판 위에 집적된 분진을 폭기하여 별도의 분진 저장탱크에 분리수거하여 폐수 내 분진량을 최소화하여 세정수 오염속도를 지연시킬 수 있는 장점이 있으나 근본적으로 친유성 혼합물(Oil mist)을 제거 및 정화기능이 없다.
즉, 지금까지 개발된 오염 물질을 제거하는 스크러버는 전술한 문제점들로 인해 세정수 오염으로 오염물질 제거 효율성 측면에서 미진한 부분이 있으며, 근본적으로 친유성 혼합물(Oil mist)을 제거하는 기능이 없다.
보다 양호한 제거효율과 안정성 및 내구성을 확보 하면서 유지관리비가 적게 드는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는 아직까지 개발이 미진한 상태이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 구성된 것으로, 고온의 친유성 혼합물(Oil mist) 및 오염 물질이 함유된 공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기 화학적 반응으로 친유성 혼합물(Oil mist) 및 오염 물질 분자의 공유 결합을 분해하여 소수성 오염물질을 분해하여 제거하고, 탱크에 저장된 세정수를 펌프를 이용하여 강제로 흡입, 가압하여 공급하는 세정수에 수중 방전 방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 이온화 한 후, 외부 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 청정공기의 분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical) 이온 등의 활성 기체를 공급 및 혼합하여, 혼합된 유체의 기액 계면에서 세정수의 쌍극자 모멘트를 정열시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만들어서 세정수를 활성화 시키고, 여기에 자기장을 인가하여 여기 상태를 연장하여서, 세정수를 더욱 활성화 한 후, 소수성 오염물질이 제거된 오염 공기에 세정수를 분사하여 세정수와 오염공기와의 기액 접촉으로 친수성 물질을 흡수, 산화, 환원반응으로 제거하는데, 흡수, 산화, 환원반응으로 제거 과정 중 생성되는 부유 물질, 에멀젼 물질, 불용성 물질 등이 함유되어 오염된 세정수는 전용 배수관을 통하여 자유낙하 방식으로 세정수 저장탱크로 회수되고, 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성 오염물질 및 친수성 물질이 제거되어 정화된 공기는 미세 그물망이 중첩된 구조물을 경유 하는 과정에서 정화된 공기중에 함유된 수분은 그물망에 접촉 응결되어 전용 배수관을 통해 세정수 저장탱크로 회수 되고, 수분이 분리된 정화된 공기는 관경이 확대되고 단일 또는 다중구조이며 외면에 원주방향과 길이방향으로 30도에서 90도 범위로 복수 개 타공된 배기부로 유입되어, 유속이 감속되고, 배출되는 유량이 360도 범위로 분산되며, 배출 형태가 수직 배출이 아닌 하방 30도에서 90도 범위 각도로 배출되게 하여, 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염물질 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시키며, 본체 및 세정수 저장탱크에 공냉, 수냉 냉각 시스템을 구축하여서, 고온의 친유성 혼합물(Oil mist) 및 오염 물질을 정화과정중 온도 상승에 기인된 오염공기 정화 성능 저하 요인을 예방하여 안정적으로 운전 할 수 있도록 하며, 친수성 물질 제거 및 기액 분리과정에서 회수된 세정수에 전해물질을 공급 및 용해한 후, 외부 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 청정공기의 분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온, 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical) 이온 등의 활성 기체를 가압한 후, 세정수 수중에 공급하여 혼합하여서 혼합된 유체의 기액 계면에서 세정수의 쌍극자 모멘트를 정열시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만들어서, 활성기체의 질소이온, 산소이온, 수산기(OH-Radical) 등의 활성이온의 용해, 수소 클러스터 작용, 산화, 환원반응, 이온반응으로 수중의 오염물질을 제거하여 세정수를 정화하고, 공급되어 용해된 전해질은 정화반응을 촉진하고, 정화 과정중에 생성되는 미세 응집물(Flock)은 전기 응집방식으로 침전, 부유시켜 제거하여 세정수를 재사용함으로써, 폐수가 배출 되지 않으면서, 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성물질 및 친수성물질을 동시에 제거하며 일련의 과정이 센서에서 계측되어 전송된 계측치에 의해 자동 운전이 되는 세정수 정화 유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버에 관한 것이다.
본 발명에서 해결 하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들에 한정 되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하가 위하여, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는, 상기 외부 고온의 친유성 혼합물(Oil mist) 및 오염공기를 강제로 유입시키기 위한 에어 팬이 설치된 흡기관; 흡입된 오염공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원 등 전기 화학적 반응으로 친유성 혼합물(Oil mist) 등이 포함된 소수성 오염물질 분자의 공유 결합을 분해 제거하는 소수성 물질 제거부; 탱크에 저장된 세정수를 펌프를 이용하여 강제로 흡입, 가압하여 공급하는 세정수에 수중 방전방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 이온화 한 후, 외부 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 청정공기의 분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical) 이온 등의 활성 기체를 공급 및 혼합하여, 혼합된 유체의 기액 계면에서 세정수의 쌍극자 모멘트를 정열 시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만든 후, 자기장을 인가하여 여기 상태를 연장하고 세정수를 활성화 하여 기액 접촉 시간을 연장함으로써 세정수의 이온화 밀도를 증가시켜 친수성 물질 제거부로 공급하는 세정수 공급부; 소수성 물질 제거부에서 이송된 오염 공기에 세정수를 분사하여 세정수와 오염공기와 기액 접촉시켜, 오염 공기 중 오염 물질을 흡수하고, 세정수 수중에 용해되지 않은 활성기체와 오염공기의 두 기체가 접촉하여 산화, 환원반응으로 친수성 물질을 제거하는 친수성 물질 제거부; 친수성 물질 제거부에서 정화되어 이송된 공기를 미세그물망이 중첩된 구조물에 경유시켜, 공기 중에 함유된 수분이 구조물에 접촉 응결되어 수분을 분리하는 기액 분리부; 수분이 분리된 이송된 공기를 관경이 확대되고, 끝 부분이 반구형으로 마감 된, 단일 또는 이중 원기둥구조 또는 끝 부분이 30도에서 90도 각도로 경사지게 마감된 단일 및 내통, 외통의 사각기둥의 외주면에 원주 방향과 길이방향으로 미세기공이 하방 30도에서 90도 범위 각도로 복수 개 가 타공되어 공기의 유속을 감속하고, 유량을 360도 각도로 분산하며, 배기방향을 하방향 30도에서 90도 범위 각도로 대기로 배기하는 배기부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는, 친수성 물질 제거부 외주면에 배플이 설치되고, 상기 배플 위에 냉각수를 분사하는 노즐과 에어 팬이 설치된 친수성 물질 제거부용 냉각 수단과, 세정수 저장 탱크 내면에 냉각용 코일이 설치되고 외부에 순화펌프 및 냉각매체 발생기로 구성되고, 냉각매체 발생기에서 제조된 냉각매체를 코일내로 순환시켜 간접 열교환 방식으로 세정수를 냉각하는 세정수용 냉각수단으로 구성되는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는, 별도의 에어 팬에 의해 흡입되는 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 공기 중 질소(N2), 산소(O2), 물(H2O)분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical) 이온과 염소이온(Cl-), 염소가스이온(Cl2 2-), 황산이온(SO4 2-), 아질산이온(NO2 -), 인산이온(PO4 2-) 등을 미세 기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 중금속, 질소, 인, 난분해성 오염물질을 이온결합, 수소클러스트 작용, 산화, 환원 작용으로 분해 제거하여 세정수를 정화하고, 별도의 용기에 저장된 전해질을 세정수 저장탱크에 공급, 용해하여 상기 세정수 정화활동을 촉진하는 세정수 정화 유닛;이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는, 에어팬, 소수성 물질 제거부, 친수성 물질 제거부, 세정수 공급부, 냉각부, 세정수 정화 유닛을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 소수성 물질 제거부의 내부에 방전극이 설치되는 셀의 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형 폼(FRP), 세라믹 소성물의 절연 재질 중에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 셀 내부에 방전극이 설치되는 형상은 직사각형 및 정사각형 셀인 경우, 방전극의 방전전극(+극) 및 접지전극(-극)이 상하 마주보기, 좌우 마주보기, 상하 또는 좌우 지그재그 마주보기, 6각형 이상의 다각형 및 원형의 셀인 경우, 좌우 인접하여 마주보기, 이중관이상의 다중관의 셀인 경우, 내부 원주면상에 일정거리 이격되어 다수개가 연속 설치되어, 마주보는 반대방향과 지그재그 마주보기 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 어느 한가지 이상이 선택된 형상의 셀이 가로방향, 세로방향, 높이방향 중 1방향, 또는 2방향, 또는 3방향으로 1단 또는 다단으로 설치되어지며, 셀 내부에 설치되는 방전극은, 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합; 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석 자석이 부착되는 조합; 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 뒷면에 자석이 부착되고 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 방전되는, 그 표면에 촉매물질이 코팅된 조합; 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합중에서 어느 한가지 이상의 조합이 선택되고, 상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형으로 분류되는 단일 형상군에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되고, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형과 면접되는 다중 형상군에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되고 상기, 단일 또는 다중 형상의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상중 어느 하나 이상의 형상으로 이루어지는 군에서 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 소수성 물질 처리부의 제 1 고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 또는 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 1KV ~ 300KV 범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부는 세정수 저장탱크, 시수 공급발브, 전해질 저장용기 및 공급 발브, 세정수 공급발브, 침전물 배출 발브, 세정수 펌프, 이온화기, 활성기체 공급기, 자기장 처리부, 세정수 공급관, 분사노즐로 구성 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부는 시수 공급 발브가 개방되어 시수가 세정수 저장탱크에 적정량 공급되면 공급발브가 차단되고, 이어 전해물질 공급 발브가 개방되어 저장용기에 저장된 양극, 음극 전해물질이 중력차로 공급되어 세정수에 용해되고, 이어서, 세정수 공급발브가 개방되고, 세정수펌프가 가동되면, 세정수가 펌프에 흡입 및 가압되어 이온화기로 이송되어, 세정수 공급관 내부에 서로 마주보게 설치되고, 방전전극과 접지전극으로 구성된 방전극에 고전압 발생기에서 생성 된 고전압이 인가되면, 수중 방전되어 세정수 물 분자에 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어 세정수가 미세한 물 분자로 해리되어 미립화되고, 이온화 되는데, 세정수에 공급되어 용해된 양극 또는 음극의 전해 물질이 세정수의 미립화 및 이온화를 더욱 용이하게 하며, 이어 이온화된 세정수에 공급관 외면에서 내면으로 관통되고, 공급관 내면 중심부에 1개 내지 복수개 설치된 노즐을 통하여 외부에서 청정공기에 매우 높은 고전압을 인가하여 전기화학 반응에 의해 생성된 질소이온, 활성산소이온, 수산기(OH-Radical)이온 등의 활성기체를 가압기로 가압하여 공급하면, 이온화된 세정수와 활성기체가 혼합하여 혼합된 유체가 기액 계면을 형성하여 계면에서 세정수 물분자의 쌍극자 모멘트를 정열 시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만들어진 세정수는, 이어 공급관 외주면에 솔레노이드 형태로 유도 코일이 감겨있고, 공급관 내면 중심부에 원기둥 형태의 영구 자석이 설치된 자기장 처리부로 이송되어, 공급관 내면 중심부에 설치된 영구자석과 외면의 솔레노이드 형태의 유도코일에서 생성되는 자기장이 인가되어, 활성 미세기포의 여기상태를 연장하고 세정수를 더욱 활성화 하여 기액 접촉 시간을 연장함으로써 이온화 밀도가 증가 된 세정수는 친수성 물질 제거부의 살수기에 설치된 노즐에 공급되어 오염기체에 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기는 방전전극 과 접지전극으로 구성된 방전극과 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기와 리드선으로 구성되며, 세정수 공급관 내부에 서로 마주보게 설치된 방전전극과 접지전극에 고전압 발생기에서 생성된 고전압을 리드선을 통해 공급하면 세정수에 매우 높은 전계전자에너지가 공급되어 수중에서 방전하고, 방전과정에서 세정수의 물분자를 미세하게 해리시키고, 수소 클러스트 작용으로 세정수를 활성화 시키는데, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸, 스테인리스스틸 위에 크롬도금 등 내식 처리된 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이며, 방전극의 형상은 반구형, 삼각뿔형, 사각뿔형, 봉형, 평판형으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 방수처리 되고 절연처리된 소켓 전용 삽입구에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이거나, 또는 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압이 1KV ~ 300KV범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되어 단독 사용하는 것과, 소수성 물질 처리부의 제1고전압 발생기와 겸용 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급기는 외부 청정공기를 흡입하는 에어 팬이 설치된 흡기관, 청정공기를 전기화학적 반응으로 활성기체를 생성시키기 위하여 흡입된 외부 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하는 방전전극 및 접지전극으로 구성된 방전극, 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기 및 리드선, 생성된 활성기체를 가압하는 가압기 및 공급 도관, 활성기체를 세정수에 분사하는 노즐로 구성 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버, 세정수 공급기의 활성기체 공급기의 셀내부에 설치되는 방전극은, 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합, 상기 방전전극(+전극)과 접지전극(-전극) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석이 부착된 조합, 상기방전전극(+전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되며, 방전 표면에 촉매물질이 코팅된 조합, 및 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합중에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되거나, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형이 면접되어 부착되는 다중 형상중에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되고, 상기 단일형상, 다중형상의 방전극의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상중 어느 한가지 이상이 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버, 세정수 공급부의 활성기체 공급기의 제 3 고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이거나, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압이 1KV ~ 300KV범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성 되어 독립적으로 사용되는 것과 소수성 물질 처리부의 제 1 고전압 발생기와, 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급부의 가압기는 자력식 에어펌프, 공기 압축기, 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는 30mmAq에서 10Kgf/cm2 범위인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급기의 분사노즐은 구형이거나, 직경 30mm에서 100mm인 원기둥 형태이고, 길이가 10mm에서 1000mm 범위이고, 원기둥 외주면의 기공의 직경이 10nm에서 50㎛ 범위인 것 중에 택일되고, 복수개 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 친수성 물질 제거부는 본체 내부에 1단내지 다단으로 구성되며, 각 단마다 1중 내지 다중 나선형 유로가 형성되고, 나선형 유로상에 일정거리 이격되어 살수기, 미세 혼합기가 복수개 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 친수성 물질 제거부의 살수기는, 이중 원기둥형구조이며, 외통 외주면에 3,200 가우스 이상의 네오디움 재질의 영구자석이 외통 원주면 과 길이방향으로 복수개 부착되고, 외통 내주면에 서로 크기가 다른 돌기(baffle)가 나선형 방향으로 부착되어, 살수기로 유입되는 오염공기가 선회류(와류)를 형성하도록 하고, 내통 외주면에는 유입되는 오염공기 방향으로 30도에서 90도 범위 각도로 세정수를 분사하는 노즐이 1개 이상 복수개가 설치되고, 일측면에 세정수 공급 배관이 설치되어 외통내주면에 설치된 배플에 의해 생성되는 선회류 형태의 오염공기에 30도에서 90도 범위 방향으로 대항되게 세정수를 분사하여 기액 접촉효율을 향상 시키고, 여기에 외통 외주면에 부착된 영구자석에서 생성되는 자기장을 인가하여 여기상태를 지속시켜 오염물질 제거효율을 더욱 향상시키는 살수기가 유로상에 다수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 친수성 물질 제거부의 미세 혼합기는 살수기에 일정거리 이격되어 설치되는데, 케이스 외주면에 솔레노이드 형태로 감겨서 1테슬라 이상의 자기장을 생성시키는 유도코일이 설치되고, 케이스 내부에는 미세기공의 메쉬망과 타공된 다공판이 서로 교번되게 설치되어 살수기에서 오염공기와 세정수가 혼합된 유체가 미세기공의 메쉬망 및 다공판을 통과하면서 혼합되어, 세정수 물분자와 오염기체의 접촉율이 증가될 뿐만 아니라, 세정수와 오염기체가 접촉하는 기액계면에서의 물분자의 쌍극자 모멘트가 정렬되고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층을 이루어 오염물질 즉, 용질의 이동 속도 및 양이 증가되고, 세정수내 용해되지 않은 활성 기체와 오염 기체와의 접촉, 산화, 환원반응으로 오염물질이 제거되며, 여기에 외통 외주면에 감겨진 유도코일에서 생성된 자기장이 인가되어 세정수 및 활성기체의 활성이온이 여기됨에 따라 접촉시간이 연장되어서 오염물질 제거효율이 더욱 향상되는 미세 혼합부가 유로상에 다수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 기액 분리부는 친수성 물질 제거부에 수직방향으로 일정거리 이격되어 설치되며, 일정 크기로 구획된 케이스에 스테인리스스틸 또는 폴리에틸렌 재질의 미세 그물망이 중첩된 구조물을 구획된 케이스에 장착하여 친수성 물질 제거부에서 정화되고, 수분이 함유되어 이송된 공기가 미세 그물망을 통과하면서, 수분이 미세그물망에 접촉 응결되어 기체, 액체로 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 배기부의 재질은, 철(Fe), 플라스틱(PVC), 폴리에틸렌(PE), 유리섬유 성형 폼(FRP), 스테인리스스틸(STS 304,403,316L), 폴리카보네이트(PC)의 재질 중에 어느 한가지 이상이 선택되고, 직경이 확대되어 배기가스의 유속이 감속되고, 끝 부분이 반구형으로 마감된 단일 원기둥, 단일 원기둥 구조물 및 내통, 외통의 다중 원기둥관, 다중 원기둥 구조물로 구성되어 있거나, 끝 부분이 30도에서 90도 각도로 경사지게 마감된 단일 및 내통, 외통 구조의 다중 삼각기둥, 다중 사각기둥, 다중 직육면체 구조물로 구성되는 것 중에서 어느 하나가 선택되며, 외면에 직경 3mm에서 100mm 이내의 미세한 기공이 하방향 30도에서 90도 각도로 복수개를 타공하거나, 섬유상 여재, 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물을 단일, 다중 원기둥 구조물 및 단일, 다중 직육면체 구조물에 부착하여 배기부로 유입되는 공기를 통과시켜, 배기되는 공기의 유량을 360도 각도로 분산하고, 배기되는 방향을 수직 방향이 아닌 수평 또는 하방 30도에서 90도 범위의 각도로 변경하여, 기액 분리부에서 이송된 공기가, 단일 원기둥, 단일 원기둥 구조물이나, 단일 사각기둥, 단일 직육면체 구조물의 경우, 타공된 미세기공으로, 섬유상 여재, 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물을 통하여 대기로 수평 또는 하방향 30도에서 90도 각도로 배기되고, 다중관의 경우 내통으로 유입되어 하방향 30도에서 90도 각도로 외통으로 배출되고, 외통에서 감속되어 다시 하방향 30도에서 90도 각도로 대기로 분사되어 배출형태가 수직 배출이 아닌 하방향 또는 수평 방향으로 변경되어 분출되도록 하여 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염물질 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시킨다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 냉각부는 친수성 물질 제거부 외주면에 돌출형 Low fin, 또는 격자형 그물망이 부착되어 전열면적을 확대시키고 기액분리부 외주면에 냉각용 냉각수가 분무되는 노즐 및 팬이 설치되어서 공냉, 수냉 방법으로 냉각하는 오염공기 냉각 수단과, 세정수 저장탱크 내부에 냉각용 코일이 설치되고, 외부에 냉각매체 생성기와, 냉각매체를 순환시키는 펌프로 구성되어 냉각매체 생성기에서 제조된 냉각 매체를 저장탱크 내부에 설치된 코일에 순환시켜 간접 열교환 방식으로 냉각하는 세정수 냉각 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 냉각부의 세정수 냉각용 냉각 매체 생성기는 시수공급(제1냉각 매체 생성기), 저장탱크와 쿨링타워 및 순환 펌프로 구성된 조합(제2냉각 매체 생성기), 칠러를 이용한 저온 냉각수를 제조하여 순환 시키는 방법(제3냉각 매체 생성기), 냉동기의 냉매를 세정 탱크내 냉각코일에 직접 공급하는 조합(제4냉각 매체 생성기)으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 냉각 공정이 세정수 저장탱크에 설치된 온도 검출 센서에서 전송된 계측 데이터에 의하여 자동 운전되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 정화유닛은 활성기체 대상유체의 전처리 수단, 활성기체 대상 유체를 전기화학적 반응으로 활성 기체를 생성하기 위하여 활성기체 대상유체에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 활성기체 대상유체 분자의 공유 결합을 분해하여 활성기체를 발생 시키는 활성기체 발생기, 발생된 활성기체를 가압하는 가압기, 가압된 활성 기체를 세정수 수중에 분사하는 노즐, 세정수에 활성기체를 공급하여, 세성수 수중의 오염물질과 활성기체와의 이온반응, 수소클러스터 반응, 산화, 환원반응으로 오염된 세정수를 정화하고, 정화 과정 중에 생성되는 미세한 플럭을 응집하여 침전시키거나, 부상시키는 전기 응집기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 정화유닛의 활성기체 대상유체 전처리수단 의 전처리 방법은 공기 중 질소(N2)를 흡착 제거하는 흡착제가 충진된 필터1(F1)에 통과시켜 공기중 질소를 흡착제에 흡착시켜 제거한 후 산소만을 공급하는 경우와, 공기 중 산소(O2)를 흡착 제거하는 흡착제가 충진된 필터2(F2)통과시켜 공기중 산소를 흡착제에 흡착시켜 제거한 후 질소만을 공급하는 경우와, 고압으로 압축되어 용기1(Bombe 1)에 저장된 고순도 산소를 감압기로 적정압력 까지 감압하여 공급하는 경우와, 고압으로 압축되어 용기2(Bombe 2)에 저장된 고순도 질소를 감압기로 적정압력 까지 감압하여 공급하는 경우와, 염소이온(Cl-), 염소가스이온(Cl2 2-), 황산이온(SO4 2-), 아질산이온(NO2 -), 인산이온(PO4 2-), 나트륨이온(Na+), 칼륨이온(K+), 칼슘이온(Ca2+), 마그네슘이온(Mg2+) 등의 이온을 얻기 위해 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 인산(H2PO4), 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 수산화칼륨(KOH) 수용액, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 수용액 등의 산, 알카리 수용액 이 저장된 각각의 용기에 저장된 수용액을 펌프를 이용하여 흡입, 가압하여 노즐에 공급 활성기체 공급기의 에어팬 흡입구에 소량 분사하는 경우로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되는데, 활성기체 대상유체가 공기인 경우 전처리되지 않고 활성기체 공급기의 에어 팬에 직접 흡입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 정화유닛의 활성기체 발생기의 셀내부에 설치되는 방전극은, 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합, 상기 방전전극(+전극)과 접지전극(-전극) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석이 부착된 조합, 상기방전전극(+전극)의 뒷면에 면접하여 자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 자석이 부착되며, 방전 표면에 촉매물질이 코팅된 조합, 및 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합중에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상 중에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되거나, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형이 면접되어 부착되는 다중 형상중에서 어느 한가지 이상의 형태가 선택되고, 상기 단일형상, 다중형상의 방전극의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상중 어느 한가지 이상이 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 정화유닛의 활성기체 발생기의 제 4 고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이거나, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압이 1KV ~ 300KV범위이고, 주파수(Hz) 범위는 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성 되어 독립적으로 사용되는 것과 소수성 물질 처리부의 제 1 고전압 발생기와, 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기, 활성기체 공급기의 제 3 고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 정화유닛의 가압기는 자력식 에어펌프, 공기 압축기, 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는 30mmAq에서 10Kgf/cm2 범위인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는 고온의 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성물질 및 친수성오염 물질이 함유된 공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응으로 오염물질 분자의 공유결합을 분해하여, 소수성 오염 물질을 분해하여 제거하고, 탱크에 저장된 세정수를 펌프를 이용하여 강제로 흡입, 가압하여 공급하는 세정수에 수중 방전 방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 이온화 한 후, 외부 청정공기에 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 청정공기의 분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical) 이온 등의 활성 기체를 공급 및 혼합하여, 혼합유체의 기액 계면에서 물 분자의 쌍극자 모멘트를 정렬하고, 플러스(+), 마이너 너스(-)의 전기 이중층 구조로 만들어서 세정수를 활성화 시키고, 여기에 자기장을 인가하여 여기 상태를 연장하여서, 세정수를 더욱 활성화 한 후, 소수성 오염물질이 제거된 오염 공기에 세정수를 분사하여 세정수와 오염공기와의 기액 접촉으로 친수성 물질을 흡수, 산화, 환원반응으로 제거하고, 정화 된 공기를 직경이 확대되고, 외주면에 미세기공이 하방향 30도에서 90도 범위로 타공된 배기부로 배기시켜 유속을 감속하고, 배기량을 분산하며, 수직 방향이 아닌 하방향으로 배기하여, 정화된 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고, 오염 물질 확산, 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시키고, 오염공기의 정화 과정중 오염된 세정수는 청정공기 및 염산(HCl), 수산화나트륨(NaOH) 등의 산, 알카리 물질분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온, 활성 산소이온, 수산기(OH-Radical), 염소이온(Cl-), 나트륨이온(Na+) 등의 활성 기체를 가압한 후, 세정수 수중에 공급하여 혼합하여서 혼합된 유체의 기액 계면에서 세정수의 쌍극자 모멘트를 정열 시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만들어서, 활성기체의 질소이온, 산소이온, 수산기(OH-Radical) 등의 활성이온의 용해, 수소 클러스터 작용, 산화, 환원반응, 이온반응, 전기응집과정으로 세정수를 정화하여서 재사용이 가능하여, 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성 물질 및 친수성 물질을 동시에 제거하면서도 폐수가 배출되지 않아 2차오염이 없고, 백연이 제거되어 국지적 생활공간이 정화되고, 유지관리비가 대폭 저감되어 경제적으로 매우 유용하다.
본 발명에 의하여 달성되는 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 전체 시스템 구성도.
도 2는 도 1의 스크러버의 소수성물질 제거부의 고전압 방전부를 나타낸 계통도.
도 3은 도 1의 스크러버의 세정수 공급부를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기를 나타낸 단면도.
도 5는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급기를 나타낸 단면도.
도 6은 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 자기장 발생기를 나타낸 단면도.
도 7은 도 1의 스크러버의 친수성물질 제거부를 나타낸 단면도.
도 8은 도 1의 스크러버의 기액분리부를 나타낸 단면도.
도 9는 도 1의 스크러버의 배기부를 나타낸 단면도.
도 10은 도 1의 스크러버의 냉각부를 나타낸 계통도.
도 11은 도 1의 스크러버의 세정수 정화유닛을 나타낸 계통도.
도 12는 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 전처리 수단을 나타낸 단면도.
도 13은 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 고전압 방전부, 가압기, 산기관을 나타낸 단면도.
도 14는 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 전기 응집기를 나타낸 단면도.
도 15는 도 1의 스크러버의 제어반을 나타낸 계통도.
이하 후술 되어있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 하기위해 제공 되어지는 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 전체 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 스크러버의 소수성 물질 제거부의 고전압 방전부를 나타낸 계통도이며, 도 3은 도 1의 스크러버의 세정수 공급부를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기를 나타낸 단면도이고, 도5는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급기를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 자기장 발생기를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 1의 스크러버의 친수성물질 제거부를 나타낸 계통도이며, 도 8은 도 1의 스크러버의 기액 분리부를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 1의 스크러버의 배기부를 나타낸 단면도이며, 도 10은 도 1의 스크러버의 냉각부를 나타낸 계통도이고, 도 11은 도 1의 스크러버의 세정수 정화유닛을 나타낸 계통도이며, 도 12는 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 전처리 수단을 나타낸 단면도이고, 도 13은 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 고전압 방전부, 가압기, 산기관을 나타낸 단면도이며, 도 14는 도 1의 스크러버의 세정수 정화유닛의 전기 응집기를 나타낸 단면도이고, 도 15는 도 1의 스크러버의 제어반을 나타낸 계통도이다.
본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는 도 1에서 도시한 바와 같이, 일측에 형성된 흡기관(100); 흡입된 오염 공기에 매우 높은 전계전자에너지를 공급하여 전기 화학적 반응을 일으켜 오염 공기 중 소수성 물질을 제거하는 소수성 물질 제거부(200); 저장탱크에 저장된 세정수를 흡입, 가압하여 친수성 물질 제거부로 공급하는 세정수 공급부(300); 소수성 물질 제거부에서 이송된 오염공기에 세정수 공급부에서 공급된 세정수를 분사하여 오염공기와 세정수를 기액 접촉시켜, 오염 물질을 흡수, 산화, 환원반응으로 친수성 물질을 제거하는 친수성 물질 제거부(400); 상기 친수성 물질 제거부에서 기액 접촉된 공기를 미세 그물망에 접촉, 응결시켜 수분을 분리하는 기액 분리부(500); 기액 분리부에서 이송된 공기의 배출 속도를 감속시키고, 수평 및 하방향으로 방향을 변경하여 공기를 대기로 배출하는 배기부(600); 세정수와 오염 공기를 냉각하는 냉각부(700); 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 전기 화학적 반응으로 공기분자의 공유결합을 분해하여 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 등의 활성 기체를 세정수에 미세기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 오염물질을 제거하여 정화하는 세정수 정화유닛(800); 및 소수성 및 친수성 물질 농도 검출 센서, 전기 전도도 검출센서, 온도 검출 센서에서 계측된 자료를 전송받아 미리 프로그램 되어, 에어 팬, 소수성 물질 처리부, 세정수 공급부, 친수성 물질 제거부, 냉각부, 세정수 정화유닛을 피드 백(Feed Back) 제어하는 제어부(900)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 전체 시스템 구성도로서, 이를 참조하여 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버를 살펴보면, 스크러버 본체 일측에 형성된 흡기관(100)이 형성되며, 이러한 흡기관(100)에는 오염된 공기를 강제로 유입시키기 위한 에어 팬(110)을 포함하고 있다. 상기 에어 펜(110)은 흡입된 오염 공기를 소수성 물질 제거부(200), 친수성 물질 제거부(400), 기액 분리부(500), 배기부(600)를 통해 다시 외부로 배출하는데 소요되는 압력을 제공하게 된다.
이와 같이 흡기관을 거친 오염 공기는 소수성 물질 제거부(200)로 이송되어 고전압 방전에 따른 전기 화학적 반응과정을 통해 오염물질이 제거된다.
도 2는 도 1의 스크러버의 소수성 물질 제거부(200)의 고전압 방전부를 나타낸 계통도로서, 소수성 물질 제거부의 내부에 방전극이 설치되는 셀의 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형 폼(FRP), 세라믹 소성물의 절연 재질 중에서 어느 한가지 이상이 선택 되고, 셀 내부에 방전극이 설치되는 형상은 직사각형 및 정사각형 셀인 경우, 방전극의 방전전극(+극) 및 접지전극(-극)이 상하 마주보기, 좌우 마주보기, 상하 또는 좌우 지그재그 마주보기, 6각형 이상의 다각형 및 원형의 셀인 경우, 좌우 인접하여 마주보기, 이중관이상의 다중관의 셀인 경우, 내부 원주면상에 일정거리 이격 되어 다수개가 연속 설치되어, 마주보는 반대방향과 지그재그 마주보기 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 어느 한가지 이상이 선택된 형상의 셀이 가로방향, 세로방향, 높이방향 중 1방향, 또는 2방향, 또는 3방향으로 1단 또는 다단 설치되며, 셀(210)내부에 설치되는 방전극(220)은, 방전전극(+전극)(220a) 및 접지전극(-전극)(220b)의 조합; 상기 방전전극(+전극)(220a) 뒷면에 자석(220c)이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)(220b)의 뒷면에 면접하여 자석이 부착된 조합, 상기 방전전극(+전극)(220a) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석(220c)이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)(220b)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(220c)이 부착되며, 방전 표면에 촉매물질(220d)이 코팅된 조합; 방전전극(+전극)(220a) 및 접지전극(-전극)(220b)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합에서 어느 하나 이상이 선택되고, 상기 방전극(220)의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형 단일 형상중에서 어느 한가지 이상의 형상이 선택되며, 또한, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 각각 면접되어 부착된 다중 형상중에서 어느 한가지 이상의 형상이 선택되며, 상기 단일, 다중 형상의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상중에서 어느 한가지 이상의 형상이 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인레스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 방전극(220)표면에 도포되는 상기 촉매 물질(220d)은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH)과 같은 촉매가 어느 한가지 이상이 선택되어 코팅되는게 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 소수성 물질 제거부의 제 1 고전압 발생기(230)는 입력 전압, 주파수, 출력전압이 적정값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성되어지며, 이때 입력전압은 직류전압(DC)인 경우 12V 이상, 또는 교류(AC) 전압인 경우 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.0857eV 이상, 질소분자(N2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.58eV 이상, 폼알데히드분자(HCHO)의 공유결합을 분해 할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.86eV 이상, 아세트알데히드분자(CH3CHO)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.229eV 이상, 암모니아분자(NH3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.95eV 이상, 벤젠분자(C6H6)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);9.20eV 이상, 브롬분자(Br2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.81eV 이상, 실내 환기 지표 물질은, 이산화탄소분자(CO2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);13.777eV 이상, 불완전연소 생성물이며 체내 흡입시 혈액의 응고를 촉진시키는 일산화탄소분자(CO)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);14.019eV 이상, 인체에 치명적 독성 물질인 이황화탄소분자(CS2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.073eV 이상, 독성 및 부식성 물질인 염소분자(Cl2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.081eV 이상, 클로로폼분자(CH3Cl3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.37eV 이상, 악취물질인 메칠멀캅탄분자(CH3SH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);9.438eV 이상, 메칠아민분자(CH3NH2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);8.92eV 이상, 질산분자(HNO3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.95eV 이상, 오존분자(O3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.53eV 이상, 페놀분자(C6H5OH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);8.49eV 이상, 크레졸분자(HCOC6HSCH3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);8.29eV 이상, 불소분자(F2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.697eV 이상, 퓨란분자(C4H4O)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);8.88eV 이상, 불화수소분자(HF)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.68eV 이상, 황화수소분자(H2S)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.457eV 이상, 이소발레릭산분자(C4H10COOH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.51eV 이상, 메칠에칠케톤분자(C3H8O)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);9.52eV 이상, 육불화황분자(SF6)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.32eV 이상, 트리메칠아민분자((CH3)2N)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);7.65eV 이상, 발레릭산분자(C4H9COOH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.53eV 이상이다.
따라서, 본 발명의 제 1 고전압 발생기(230)는 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류전압(DC), 교류전압(AC)이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 제 1 고전압 발생기(230)는 방전극(220)에 고전압을 인가시켜 매우 높은 전계전자에너지로 오염공기를 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등의 전기화학적 반응으로 오염공기 중 소수성 물질의 공유결합을 분해 제거한다.
도 3은 도 1의 스크러버의 세정수 공급부를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 세정수 공급부(300)는 저장탱크(310)에 시수공급발브(311)가 개방되어 시수를 적정량 채우면, 시수 공급발브(311)가 폐쇄되고, 이어 용기(314)에 저장된 양극, 음극 전해물질이 공급 발브(315)가 개방되어 적정량이 세정수에 공급되면 폐쇄되고, 세정수 공급발브(312)가 개방되어 펌프(320)로 세정수가 자연압으로 공급되고, 이어서 세정수 펌프(320)가 가동되어 가압되고, 일정거리 이격되어 설치된 이온화기(330)로 세정수를 공급한다.
도 4는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기를 나타낸 단면도로서, 이에 도시바와 같이, 상기 이온화기(330)는 본체 입구 및 출구가 볼트 넛트 체결용 후렌지 타입으로 마감 되었으며, 방전극(331)이 세정수 공급관 내부에 서로 마주보게 설치되고, 방전전극(+전극)(331a) 및 접지전극(-전극)(331b)로 구성된 방전극(331)에 제 2 고전압 발생기(333)에서 생성된 고전압이 리드선(332)을 통해 인가되면, 방전극 사이에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지가 세정수에 인가되어 세정수가 미세한 물분자로 해리되어 수중에 수소양이온(H+), 수소이온(H2 *), 수산기(OH-), 산소음이온(O-), 산소이온(O2 *) 등의 이온이 생성되는데, 이때 수중에 함유된 양극 또는 음극 전해물질이 세정수 물 분자의 미립화 및 이온화를 더욱 용이하게 하는데, 양극 전해물질은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화리튬(LiCl), 염화루비듐(RbCl), 염화세슘(CsCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 수용성 클로라이드, 아염소산나트륨(NaClO2)와 같은 클로라이드 염 단독 또는 수용성 클로라이드 염으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되어 사용되고, 음극 전해물질은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 메칠알콜(CH3OH), 에칠알콜(C2H5OH), 물(H2O)로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되어 사용되고, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸, 스테인리스스틸에 크롬도금 등 내식 처리된 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 한가지 이상이 선택되며, 방전극의 형상은 반구형, 삼각뿔형, 사각뿔형, 봉형, 평판형, 으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 방수처리되고, 절연처리된 소켓 등 전용 삽입구에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버의 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기(333)는, 입력 전압, 주파수, 출력전압이 적정 값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격 용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성되어지며, 이때 입력전압은 직류(DC)전압인 경우 12V 이상, 교류(AC)전압인 경우 110V 이상이며, 2차측 출력 전압은 세정수의 물분자(H2O)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.621eV 이상이다. 따라서, 본 발명의 제 2 고전압 발생기(333)는 입력측 전압이 직류전압(DC)인 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압인 경우 110V 이상이며, 출력측 전압이 직류전압(DC), 교류전압(AC)의 경우 1KV 이상 300KV이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되는 것과, 소수성 물질 처리부의 고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 활성기체 공급기를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 활성기체 공급기(340)는 이온화기(330)와 수직 방향으로 면접 설치되고, 독립된 본체로 구성되며, 본체 입구 및 출구가 볼트 넛트 체결용 후렌지 타입으로 마감되었으며, 내부에 복수개의 분사노즐이 설치되고, 외부에 활성기체 공급기로 연결되어 구성된다. 활성기체 공급기(340)로 이송된 세정수는, 노즐에서 분사되는 활성 미세기포와 혼합되는데, 이때 활성기체의 생성은 독립된 하우징 일측에 형성되어, 외부 청정공기가 유입되는 통로로서, 그 내부의 입구부에는 외부 청정공기의 분진 제거용 전처리 필터(341)가 구비되고, 상기 전처리 필터와 간격을 두고 외부 청정공기를 강제로 유입시키기 위한 에어 팬(342)이 설치되고, 에어 팬(342)에 의해 유입된 외부 청정공기는 셀(344)내부의 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)으로 구성되는 방전극(343)으로 이송되어, 제 3 고전압 발생기(345)에서 생성된 고전압을 인가받아 방전전극(+전극)(343a) 및 접지전극(-전극)(343b)사이에서 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응으로 외부 청정공기 분자의 공유결합을 분해하여 이온화된 활성기체를 생성하는데, 셀(344)내부에 설치되는 방전극(343)은 방전전극(+전극)(343a) 및 접지전극(-전극)(343b)이 조합되는 경우와, 방전전극(+전극)(343a), 접지전극(-전극)(343b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(343c)이 부착되는 조합, 방전전극(+전극)(343a) 접지전극(-전극)(343b) 각각의 뒷면에 면접하여 영구자석이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2) 등의 촉매물질(343d)이 코팅된 조합, 방전전극(+전극)(343a) 및 접지전극(-전극)(343b)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 한가지이상을 선택하여 구성한다.
상기 방전극(343)의 방전전극(+전극)(343a)및 접지전극(-전극)(343b) 의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스스틸(STS304, 316L, 403 등), 콘스탄틴합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이 로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 방전극 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 코팅되는 촉매물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다. 또한, 방전극(343)의 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형의 단일 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 구현되며, 또 다른 구현방법은 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 면접하여 부착되는 다중 형상중에서 어느한가지 이상이 선택되어 구현되며, 상기 단일, 다중형상으로 구현된 형상의 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 모양으로 가공된 형상중에서 어느 한가지 이상을 선택하여 구현될 수 있다.
이 때 방전극(343)의 설치장소는 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형폼(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 어느 한가지 이상의 재질로 선택되어 제작된 셀(344) 내부에 위치되는 것이 바람직하며, 방전의 사각 공간을 최소화하고, 방전밀도를 조밀하게 하기위하여 셀(344) 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 셀(344)의 형상은 원형, 이중관형, 정사각형, 이중 정사각형, 직사각형, 이중 직사각형 형상 중에서 어느 한가지 이상의 형상이 선택되고, 선택된 형상의 직경은 원형인 경우 10mm이상 100mm이내, 직사각형, 정사각형의 경우 한변의 폭이 10mm이상 1000mm 이내로 하되, 방전극(343)의 크기나 셀(344) 크기 및 설치되는 수량은 처리 풍량에 비례하여 증가시키는 것이 바람직하다.
제 3 고전압 발생기(345)는 입력 전압, 주파수, 출력전압이 적정값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량이 임의로 조절 가능한 가변형으로 구성되어지며, 이때 입력전압은 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 공기 중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.0857eV 이상, 질소분자(N2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.58eV 이상, 물분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.621eV 이상이다.
따라서, 본 발명의 제 3 고전압 발생기(345)는 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류전압(DC), 교류전압(AC)이 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 제 3 고전압 발생기(345)의 출력측 전압(V)은 1 KV에서 300 KV 범위이고, 주파수(Hz)는 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W,A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 고정형 고전압 발생기나, 전압, 주파수, 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기가 사용 가능하다.
상기 활성기체 생성기에서 생성된 활성기체를 흡기관에 설치된 에어 팬(342)의 압력으로 고압의 세정수 공급관 내부에 활성기체를 공급하기에는 압력이 부족 하기 때문에 가압기(346)를 방전극(343)에 일정거리 이격시켜 설치하여 유입되는 활성기체를 세정수 공급관 내부에 분사할 만큼 충분히 가압시킨 후 세정수 공급관 내부에 복수개 설치된 노즐(347)에 공급하여 활성 기체를 세정수에 분사 하면, 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어 세정수가 미세한 물분자로 해리되고, 이온화된 세정수와 활성 기체가 접촉하면, 레너드(Lenord) 현상과 심프손(Simpson) 실험, 물방울 분열 메카니즘(정전기 핸드북104P;정전기 학회(오므사))에 의해 즉, 상(相) 알파(α)가 기체(공기), 상(相) 베타(β)가 액체(물)의 경우, 즉, 세정수에 고전압 발생기에서 생성된 고전압의 인가(수중방전), 펌프에 의한 세정수의 가압, 가압된 세정수에 활성기체 분사, 세정수와 활성기체와의 충돌 등 매우 높은 에너지가 인가되어, 도 5의 (b)와 같이, 공급관 내의 세정수는 해리되어 H+, OH-에 의한 전기 이중층이 되고, 계면에서 물이 갖는 쌍극자 모멘트에 의해 마이너스 이온은 계면 쪽으로 배열하여 세정수 액면 가까이에는 마이너스 이온이 많이 당겨 붙게 되고, 플러스 이온은 강하게 인장되지 않기 때문에 세정수 수중에 자유롭게 움직인다. 따라서, 플러스 이온은 액체 속에 남게 되고, 수중방전, 펌프에 의한 세정수의 가압, 고압의 세정수에 활성기체 분사, 세정수와 활성기체와의 충돌 등 매우 높은 에너지가 인가되는 상태가 지속되면서, 세정수의 물분자는 해리되어 더욱 작게 되고, 세정수 표면에서는 쌍극자의 배열이 더욱 활발해져 활성미세기포 측 계면에 존재하는 산소분자(O2)를 이온화(O2(H2O)n)하는 반응이 더욱 활성화되는데, 세정수는 이런 일련의 반응을 통해 더욱 더 정화되고, 이온화되어, 활성화된다.
도 6은 도 3의 스크러버의 세정수 공급부의 자기장 발생부를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 발생부(350)는 활성 기체 공급기(340)와 면접하여 설치되고, 독립된 본체로 구성되며, 본체 입구 및 출구가 볼트 넛트 체결용 후렌지 타입으로 마감되었으며, 금속관(351) 외주면에 솔레노이드 형태로 유도 코일(352)이 감겨있고, 내면 중심부에 원기둥 형태로 내면과 간격을 두고 영구자석(353)이 설치된 구조로 구성된다.
그러나, 상기와 같이 고전압 방전에 의해 발생하는 활성분자는 매우 랜덤하게 활동하기 때문에 활성분자와 세정수와의 접촉시간이 짧아 접촉효율이 저하될 뿐만 아니라 활성분자의 수명이 짧아서 오염물질을 충분히 제거할 수 있을 정도로 이온화, 활성화가 지속되지 않기 때문에 친수성 물질 제거부에서 충분하게 오염물질을 제거할 수 없다.
다만, 고전압 방전에 의해 생성된 활성 분자에 자기장을 인가하게 되면 상기 활성분자의 수명이 크게 연장되고, 이에 따라 활성분자를 포함하는 기체의 여기 상태를 그만큼 지속할 수 있는 특성을 지니고 있다.
따라서, 상기와 같은 특성을 이용하여 활성기체 공급기(340)에서 방전에 의해 생성된 활성기체의 여기상태를 연장하고 특정한 방향으로 유도함으로써, 친수성 물질 제거부에서 충분하게 오염물질을 제거할 수 있을 만큼의 세정수의 이온화 밀도를 향상시키기 위하여 자기장 발생기(350)가 필요하다.
이때, 배관(351) 외주면의 유도코일(352)은 솔레노이드 형식으로 1테슬라 이상의 자기장을 형성하는 것을 사용하고, 배관(351) 내면 중심부에 설치된 영구자석(353)은 3,200 가우스 이상의 네오디움 자석을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 자기장 발생기(350)의 유도코일(352)은 이온화기(330) 및 활성기체 공급기(340)에서 고전압 방전에 의해 여기된 세정수와 활성기체가 혼합된 유체에 자기장을 인가하여 활성분자의 수명을 연장시킴으로써 여기상태를 지속하도록 지원하는 기능을 수행한다.
이와 같이, 이온화되고, 활성기체가 혼합되고, 자기장이 인가되어 활성화된 세정수는 세정수 펌프(320)에 의해 친수성 물질 제거부(400)의 살수기(410)에 설치된 분사노즐(415)에 공급된다.
도 7은 도 1의 스크러버의 친수성물질 제거부 를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 친수성물질 제거부(400)는, 1단 내지 다단으로 구성되며 각 단마다 1중 내지 다중 나선형 유로(401)가 형성되고, 나선형 유로상에 일정거리 이격되어 살수기(410)와 미세 혼합기(420)가 복수개 설치된다.
상기 살수기(410)는, 이중 원통형 구조이며, 외통(411) 외주면에 3,200 가우스 이상의 네오디움 재질의 영구자석(412)이 외통(411) 원주면과 길이방향으로 복수개 부착되고, 외통(411) 내주면에 서로 크기가 다른 돌기(baffle)(413)가 나선형 방향으로 부착되어 살수기(410)로 유입되는 오염공기가 선회류(와류)를 형성하도록 하고, 내통(414) 외주면에는 유입되는 오염 공기의 선회류(와류) 방향으로 30도에서 90도 범위 각도로 세정수를 분사하는 노즐(415)이 복수개가 설치되고, 내통(414) 일측면에 세정수 공급 배관(416)이 설치되어, 외통 내주면에 설치된 배플(413)에 의해 생성되는 선회류 형태의 오염공기에 30도에서 90도 범위 각도로 대항되게 세정수를 분사하여 오염공기와의 기액 접촉효율을 향상 시키고, 오염된 세정수는 친수성 물질 제거부 내부 중심부에 설치된 전용 배수관(890)을 통해 자유낙하 되어 세정수 저장 탱크(310)으로 회수된다.
또한, 상기 미세혼합기(420)는 살수기(410)에 일정거리 이격되어 설치되는데 케이스(421) 외주면에 솔레노이드 코일 형태로 1테슬라 이상의 자기장을 생성시키는 유도코일(422)이 설치되고, 케이스 내부에는 미세기공의 메쉬망(423), 타공된 다공판(424) 서로 교번되게 복수개가 설치되어 살수기(410)에서 오염공기와 세정수, 활성 미세기포가 혼합된 유체가 미세기공의 메쉬망(423) 및 다공판(424)을 통과하면서 혼합되어서 접촉효율이 향상되고, 여기에 자기장이 인가되어, 활성화된 세정수 물분자와 오염기체와의 흡수작용, 산화, 환원반응이 향상될 뿐만 아니라, 기액 계면에서의 물분자의 쌍극자 모멘트가 정열되어서 오염물질 즉, 용질의 이동 속도 및 양이 증가되고, 세정수내 용해되지 않은 활성 미세기포와 오염기체와의 접촉효율이 증가되어 두 기체간 전기화학적 반응 효율이 향상되는데, 여기에 자기장이 인가되어 여기 됨에 따라 접촉시간이 연장되어서 오염물질 제거효율이 더욱 향상되는 미세 혼합기(420)가 유로상에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 8는 도 1의 스크러버의 기액분리부를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 기액분리부(500)는 친수성 물질 제거부에 수직방향으로 일정거리 이격되어 설치되며, 일정 크기로 구획된 케이스(510)에 스테인리스스틸 또는 폴리에틸렌 재질의 미세 그물망(520)이 중첩된 구조물이 구획된 케이스(510) 내부에 장착되어 친수성 물질 처리부에 정화되고, 수분이 함유된 공기가 유입되어 미세 그물망(520)을 통과하면서 공기중 수분이 미세 그물망(520)과 접촉 응결되어, 응결된 수분은 친수성 물질 제거부 내부 중심부에 설치된 전용 배수관(890)을 통해 자유낙하되어 세정수저장탱크로 회수되고, 정화된 공기만 배기부로 배기되는 것을 특징으로 한다.
도 9은 도 1의 스크러버의 배기부를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 배기부(600)는 철(Fe), 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 유리섬유 성형 폼(FRP), 스테인리스스틸(STS 304,403,316L), 폴리카보네이트(PC)의 재질 중에 어느 하나가 선택되고, 외통(610),외부구조물(611) 및 내통(620),내부 구조물(621)의 직경이 확대되고 끝 부분이 반구형으로 마감된 단일 원기둥, 단일 원기둥 구조물 및 내통(620), 외통(610)의 다중 원기둥관, 다중원기둥 구조물로 구성되어 있거나, 끝 부분이 30도에서 90도 범위의 각도로 경사지게 마감된 단일 및 내통, 외통의 다중 삼각기둥, 사각기둥, 직육면체 구조물로 구성되는 것 중에서 어느 하나가 선택되며, 외면에 직경 3mm에서 100mm이내의 미세기공(630)이 원주방향과 길이방향으로 복수개 타공하거나, 섬유상 여재, 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세기공의 구조물을 단일, 다중 원기둥 구조물 및 단일, 다중 직육면체 구조물에 부착하여 여기에 배기부(600)로 유입되는 공기를 통과시켜, 배기되는 공기의 유량을 360도 각도로 분산하고, 배기되는 방향을 수직 방향이 아닌 수평 또는 하방 30도에서 90도 범위의 각도로 변경하여, 기액 분리부에서 이송된 공기가, 단일 원기둥이거나, 단일 다각관의경우, 타공된 미세기공(630)을 통하여 대기로 수직 방향이 아닌 수평 또는 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 배기되고, 단일 원기둥 구조물 및 단일 직육면체 구조물의 경우, 섬유상 여재(631), 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물(632)을 통하여 90도 이하의 각도로 대기로 배기하고, 다중 원기둥관, 삼각 기둥관, 사각 기둥관의 경우 내통(620)으로 유입되어 1차 감속되고, 이어 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 외통(610)으로 배출되어, 외통(610)에서 2차 감속되어 다시 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 대기로 분사되며, 다중관 원기둥 구조물 및 다중 직육면체 구조물의 경우 내부 구조물(621)으로 유입되어 1차 감속되고, 이어 섬유상 여재(631), 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물(632)통하여 90도 이하의 각도로 외부 구조물(611)내부로 배출되어, 외부구조물(611)내부에서 2차 감속되어 다시 섬유상 여재(631), 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물(632)을 통하여 90도 이하의 각도로 대기로 분사되어 배출형태가 수직 배출이 아닌 하방향 또는 수평방향으로 분출되도록 하여 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염 물질 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시킨다.
도 10은 도 1의 스크러버의 냉각부 를 나타낸 계통도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 냉각부(700)는 친수성 물질 외주면에 돌출형 Low fin(711), 또는 격자형 그물망(712)이 부착하여 방열면적을 확대시키고 기액분리부 외주면에 냉각수가 분무되는 노즐(713) 및 팬(714)이 설치되어서 송풍에 의한 공냉, 냉각수에 의한 수냉 방법으로 냉각하는 오염가스 냉각 수단(710)과, 세정수 저장탱크 내부에 냉각이 코일(721)이 설치되고, 외부에 냉각매체 생성기와(722), 냉각매체를 순환시키는 펌프(723)로 구성된 세정수 냉각 수단(720)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
세정수 냉각 수단(720)의 냉각 매체 생성기(722)는 시수공급(722a)(제1냉각 매체 생성기), 냉각수 저장탱크와 쿨링타워 및 순환 펌프로 구성된 조합(722b)(제2냉각 매체 생성기), 칠러를 이용한 저온 냉각수를 제조하는 방법(722c)(제3냉각 매체 생성기), 냉동기의 냉매를 세정 탱크 내 냉각코일에 직접 공급하는 조합(722d)(제4냉각 매체 생성기)으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상의 조합이 선택되며, 냉각 공정이 세정수 저장 탱크에 설치된 온도 검출 센서(913)에서 전송된 계측 데이터에 의하여 자동 운전되는 것을 특징으로 한다.
도 11은 도 1의 스크러버의 세정수 정화유닛을 나타낸 계통도로서, 이에 도시된 바와 같이 세정수 정화 유닛(800)은, 대상 유체의 전처리 수단(810), 활성기체 발생기(820), 가압기(850), 활성기체 산기관(860), 전기 응집기(870)으로 구성된다.
도 12는 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 대상유체 전처리 수단을 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 전처리 수단(810)의 전처리 방법은 공기 중 질소(N2)를 흡착 제거하는 흡착제가 충진된 필터1(F1)(811)에 통과시켜 공기중 질소를 흡착제에 흡착시켜 제거한 후 산소만을 공급하는 경우와, 공기 중 산소(O2)를 흡착 제거하는 흡착제가 충진된 필터2(F2)(812)통과시켜 공기중 산소를 흡착제에 흡착시켜 제거한 후 질소만을 공급하는 경우와, 고압으로 압축되어 제 1 저장 용기(Bombe 1)(813)에 저장된 고순도 산소를 감압기로 적정압력 까지 감압하여 공급하는 경우와, 고압으로 압축되어 제 2 저장용기(Bombe 2)(814)에 저장된 고순도 질소를 감압기로 적정압력 까지 감압하여 공급하는 경우와, 염소이온(Cl-), 염소가스이온(Cl2 2-), 황산이온(SO4 2-), 아질산이온(NO2 -), 인산이온(PO4 2-), 나트륨이온(Na+), 칼륨이온(K+), 칼슘이온(Ca2+), 마그네슘이온(Mg2+) 등의 이온을 얻기 위해 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 인산(H2PO4), 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 수산화칼륨(KOH) 수용액, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 수용액 등의 산, 알카리 수용액이 저장된 각각의 제 3 저장용기(815)에 저장된 수용액을 펌프(816)를 이용하여 흡입, 가압하여 노즐(817)에 공급 활성기체 발생기(820)의 에어팬(821)흡입구에 소량 분사하는 경우로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되는데, 활성기체 대상유체가 공기인 경우 전처리되지 않고 활성기체 발생기(820)의 에어 팬(821)에 직접 흡입되는 것을 특징으로 한다.
도 13은 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 고전압 방전부, 가압기, 산기관을 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 고전압 방전부(820), 가압기(850), 산기관(860)는 전처리 수단(810)에서 셀(833) 내부에 설치되는 방전전극(+전극)(830a) 및 접지전극(-전극)(830b)으로 구성된 방전극(830)으로 이송된 전처리 대상유체에, 제 4 고전압 발생기(840)에서 생성된 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응으로 전처리 대상유체 분자의 공유결합을 분해하여 이온화된 활성기체를 생성하는데, 방전극(830)은 방전전극(+전극)(830a) 및 접지전극(-전극)(830)이 조합되는 경우와, 방전전극(+전극)(830a), 접지전극(-전극)(830b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(830c)이 부착되는 조합, 방전전극(+전극)(830a)접지전극(-전극)(830b) 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석(830c)이 부착되고 방전극의 방전표면에 이산화티탄(TiO2) 등의 촉매물질(830d)이 코팅된 조합, 방전전극(+전극)(830) 및 접지전극(-전극)(830)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 부착되는 조합 중에서 어느 하나를 선택하여 구성된다.
상기 방전극(830)의 방전전극(+전극)(830a) 및 접지전극(-전극)(830b)의 재질은 텅스텐, 티타늄, 니켈 및 크롬성분이 함유된 스테인리스스틸(STS304, 316L, 403 등), 콘스탄틴합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 중에 어느 한가지 이상이 선택되며, 방전극 표면에 방전효율을 향상시키기 위하여 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 촉매가 어느 한가지 이상이 선택되어 코팅되는 것이 바람직하다.
또한 방전극(830)의 형상은 평판형, 정삼각형, 정사각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 피라미드형으로 분류되는 단일 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 구현되며, 또 다른 구현방법은 평판위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형이 면접하여 부착되는 다중 형상중에 어느 한가지 이상의 형상이 선택되어 조합되며, 또한, 단일형상 및 다중형상으로 구현되는 방전극(830) 외면에 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목, 볼록 형상으로 가공되는 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 구현될 수 있다.
이때 방전극(830)이 설치되는 장소는 폴리비닐크로라이드(PVC),폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형 폼(FRP), 세라믹 소성물 등의 절연 재질 중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 설치된 셀(833) 내부에 위치되는 것이 바람직하며, 방전의 사각공간을 최소화하고, 방전밀도를 조밀하게 하기위하여 셀(833) 내부 공간이 가능한 최소의 체적이 되도록 원형, 이중관형의 다중관인 경우의 직경은 10mm에서 100mm 이내, 직사각형, 정사각형 경우 한변의 폭은 10mm에서 1000mm 이내로 하되, 설치되는 방전극830)의 크기나 셀(833)의 크기 및 수량은 처리 풍량의 증가에 비례하여 증가 시킨다.
제 4 고전압 발생기(840)는 입력전압, 주파수, 출력전압의 수치가 적정 값으로 미리 설정된 고정형과 입력전압은 고정되어 있고, 출력전압, 주파수, 정격용량의 수치가 임의로 조절 가능한 가변형으로 구분되어 구성되어지며, 이때 입력전압의 경우는 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우는 110V 이상이며, 2차측 출력전압은 공기중 산소분자(O2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.0857eV 이상, 질소분자(N2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);15.58eV 이상, 물분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.621eV, 암모니아분자(NH3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.95eV 이상, 염소분자(Cl2)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.37eV 이상, 클로로폼분자(CH3Cl3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.081eV 이상, 염화수소분자(HCl)의 공유결합을 분해할 수 있는 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.744eV 이상, 질산분자(HNO3)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.951eV 이상, 황산분자(H2SO4)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);12.4eV 이상, 에칠에테르(C2H10O)분자의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);9.51eV 이상, 에칠알콜분자(C2H5OH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.48eV 이상, 메칠알콜분자(CH3OH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.84eV 이상, 개미산분자(HCOOH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);11.33eV 이상, 아세틱산분자(CH3COOH)의 공유결합을 분해할 수 있는 전계전자에너지(IE,eV);10.95eV 이상이다.
따라서, 본 발명의 제 4 고전압 발생기(840)는 입력측 전압이 직류전압(DC)의 경우 12V 이상이고, 교류전압(AC)의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 직류전압(DC), 교류전압(AC) 각각 1KV ~ 300KV 범위이며, 출력측 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz까지 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해 제 4 고전압 발생기(840)의 출력측 전압(V)은 1 KV에서 300 KV 범위이고, 주파수(Hz)는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위 중에서 택일하여 전압 및 주파수가 설정되고, 정격용량(W,A)은 미리 설정된 조건에 따라 적합한 용량으로 임의적으로 선정된 고정형 고전압 발생기나, 전압, 주파수, 용량이 조절 가능한 가변형 고전압 발생기가 사용 가능하다.
상기 가압기(850)는 방전극(830)에서 고전압 방전에 의해 매우 높은 전계전자에너지가 인가되어 생성된 활성기체를 에어 팬(821)자체의 압력으로 세정수탱크 내부에 공급하기에는 압력이 부족하기 때문에 가압기(850)를 별도 설치하여 세정수 저장탱크 내부 수중에 분사할 만큼 충분히 가압시키는데, 이때 가압기는 자력식 에어펌프(851), 공기 공기압축기(852), 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)(853)로 분류 되는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는30mmAq에서 10Kgf/cm2까지인 것을 특징으로 한다.
상기 산기관(860)형상은, 구형의 분사노즐(861a) 이거나, 직경이 30mm에서 100mm인 원기둥 형태(861b)이고, 길이가 10mm에서 1000mm 범위이고, 원기둥 외주면에 분사구 직경이 10nm에서 50㎛범위인 것 중에 택일되고, 1개에서 복수개 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 14는 도 11의 스크러버의 세정수 정화유닛의 전기 응집기를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 전기응집기(870)는 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 정류하는 제어반(871), 응집(flock)용 양극판(873a)과 음극판(873b)으로 조합된 전극판(873), 전극판(873)에 정류된 직류전원(DC)을 인가하는 리드선(872)로 구성된다.
전극판(783)의 재질은 양극판(873a)의 경우 알루미늄(Al)이고, 음극판(873b)은 철(Fe), 스테인리스스틸(STS304), 텅스텐, 티타늄으로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택된다.
제어반(871)에서 교류전원(AC)이 직류전원(DC)으로 정류되어 리드선(872)을 통하여 세정수 탱크 내부 바닦면에 일정한 간격을 두고 설치된 양극판(873a)과 음극판(873b)에 인가되며, 이때 인가되는 전류값은 사전에 설정되어 제어반(871)에 입력된다.
활성기체 발생기의 분사노즐(861)을 시계방향 또는 반시계 방향으로 세정수 저장탱크 내부 바닥면에 일정 간격을 이격시켜 설치하여 제어반(871)에서 정류된 직류전원(DC)이 리드선(872)을 통하여 양극판(873a)과 극판(873b)에 인가되는 상태에서 분사노즐(861)에서 분사되는 활성기체의 미세기포에 의해 세정수가 와류되어 양극판(873a)과 음극판(873b)을 통과하면서, 양극판(873a)에서 산소(O2)가 발생되어 세정수 수중의 오염물질인 유기물과 반응하여 유기물이 산화하고, 또한, 음극판(873b)에서 발생되는 수소(H2)와 양극판(873a)에서 발생되는 산소(O2)에 의해 거품이 형성되어, 유기물이 산화되고, 응집되며, 응집된 물질이 무거운 것은 침전되고 가벼운 것은 부력에 의해 수면 위로 부상된다.
또한, 세정수가 양극판(873a)과 음극판(873b)을 통과하면서 산소(O2), 수소(H2)등 활성 미세기포에 의해 교반, 폭기 작용이 부가적으로 작용되는데, 이러한 교반, 폭기 작용이 부가적으로 활성기체 발생기의 분사노즐(864)에서 분사되는 활성 미세 기포에 의해 더욱 활성화되어 세정수 수중의 부유입자, 에멀젼 입자, 불용성 입자들을 안정화하여 응집시켜 침전시킨다.
제어반(871)에서 부가된 전류는 화학적 반응을 일으키는 추진력으로 작용하고, 양극판(873a)에서 용해되는 금속 알루미늄(Al)에서 발생되는 양 전하가 수산화기(OH-)의 음전하와 반응하여 수산화알루미늄이 되고, 수산화알루미늄은 활성이 강하여 수중 오염 물질을 강력하게 응집(FLOCK)한다.
세정수 저장탱크의 바닥에 응집된 오염물이 적정량 침전되면, 오염물질 배출밸브를 개방하여 별도로 준비된 용기에 저장하고, 부유된 오염물은 일정 시간마다 별도로 준비된 저장 탱크로 월류 시키거나, 인력으로 수거한 후 탈수시켜 고형화 한다.
도 15는 도 1의 스크러버의 제어반을 나타낸 계통도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 제어반(900)는 소수성 물질 제거부 출구에 설치된 오염물질 농도 검출센서(911), 배기관에 설치된 오염물질 농도 검출센서(912), 세정수 저장탱크에 설치된 전기 전도도 검출센서(913), 온도 검출센서(914)를 통해 실시간 운전이 이루어지도록 하며 만약 각 센서에 입력값에 설정값 이하가 계측되면 제어부(900)에 신호를 전송하여 사전에 프로그램 되어 입력된 피드백(Feed Back)제어 시스템이 실행됨에 따라 소수성 물질 제거부, 세정수 공급부, 친수성 물질 제거부, 세정수 정화 유닛의 고전압 발생기(840)에 공급되는 전압을 낮추어 출력전압을 감소시키거나, 자기장 발생장치에 공급되는 전원공급을 차단하거나, 냉각부의 냉각 매체 발생기 및 펌프 등 유체기계의 운전을 제어한다.
이와 같이, 본 발명의 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버는 오염물질이 함유된 공기 및 청정공기에, 고전압 방전에 의해 생성되는 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응 등 전기화학적 반응으로 오염물질 분자의 공유결합을 분해하여, 소수성 오염 물질을 분해하여 제거하고, 청정공기분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 등의 활성기체를 세정수에 미세기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 오염 물질을 이온반응 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원반응으로 분해 제거하여 세정수를 정화하고, 세정수 펌프로 흡입, 가압되어 토출하는 정화된 세정수에 수중 방전방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 세정수에 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 해리된 세정수에 활성 기체발생기에서 생성된 활성기체를 공급, 혼합하여 혼합된 유체가 형성하는 기액 계면에서 물의 쌍극자 모멘트를 정열 시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기이중층 구조로 만든 후, 여기에 유도코일과 영구자석에서 생성된 자기장을 인가하여, 여기상태를 연장하고 세정수를 더욱 활성화하여 소수성 오염물질이 제거되고, 친수성 물질 제거부로 이송된 오염공기에 분사하여, 기액 접촉 과정에서 친수성 물질을 흡수하고, 세정수 수중의 용해되지 않은 활성화 된 미세기포와 오염공기의 두 기체간 접촉에 의한 산화, 환원반응으로 오염공기를 정화한다. 또한, 오염공기 중 오염물질을 흡수, 산화, 환원반응으로 분해 제거 과정 중에 오염되어 배수관을 통해 저장탱크로 회수된 세정수를 정화하기위해 별도 유입된 외부 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 청정공기 구성분자의 공유결합을 분해시 생성되는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical) 등의 활성기체를 가압, 세정수에 미세기포 형태로 공급하여 세정수 수중의 오염물질을 이온반응 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원반응으로 분해 제거하여 세정수를 정화하고, 분해과정 중 생성되는 부유물질, 에멀젼 물질, 불용성 물질을 전기 응집방식으로 침전, 부유시켜 제거하고, 냉각 장치에 의해 세정수의 온도가 적절하게 제어되는 일련의 과정이 자동 운전되게 함으로써 친유성 혼합물(Oil mist), 소수성 물질 및 친수성 물질을 동시에 제거하면서도 폐수가 배출되지 않아 2차 오염이 없고, 백연이 제거되어 국지적 생활공간이 정화되고, 유지 관리비를 크게 저감하는데 적합하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예로서 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형이 가능 할 것이다.
100:흡기관 110:에어 팬
200:소수성 물질 제거부 210:셀
220:방전극 220a:방전전극(+전극)
220b:접지전극(-전극) 220c:영구자석
220d:촉매물질 230:제1 고전압 발생기
300:세정수 공급부 310: 저장탱크
311:시수 공급 발브 312:세정수 공급발부
313:침전물 배출발부 314:전해물질 저장용기
315:전해물질 공급발브 320:세정수 펌프
330:이온화기 331:방전극
331a:방전전극(+전극) 331b:접지전극(-전극)
332:고전압 리드선 333:제2 고전압 발생기
340:활성 기체 공급기 341:전처리 필터
342:에어 팬 343:방전극
343a:방전전극(+전극) 343b:접지전극(-전극)
343c:영구자석 344:셀
345:제3 고전압 발생기 346 :가압기
347:분사 노즐 350:자기장 발생기
347:분사 노즐 352:유도코일
353:영구자석 400:친수성 물질 제거부
401:나선형 유로 410:살수기
411:외통 412:영구자석
413:돌기(Baffle) 414:내통
415:노즐 416:금속배관
420:미세 혼합기 421:케이스
422:유도 코일 423:메쉬망
424:다공판 500:기액 분리부
510:케이스 520:미세 그물망
600:배기부 610:외통
611:외부 구조물 620:내통
621:내부 구조물 630:미세 기공
631:섬유상 여재 632:미세기공 구조물
700:냉각부 710:오염가스 냉각수단
711:LOW FIN 712:격자형 그물망
713:노즐 714:냉각 팬
720:세정수 냉각수단 721: 냉각코일
722:냉각 매체 생성기 722a:제1냉각 매체 생성기
722b:제2냉각 매체 생성기 722c:제3냉각 매체 생성기
722d:제4냉각 매체 생성기 800:세정수 정화 유닛
810:전처리 수단 811:제1 필터
812:제2 필터 813:제1 저장용기
814:제2 저장용기 815:제 3 저장용기
815a:공급발브 816:가압 펌프
817:노즐 820:활성 기체 발생기
821:에어 팬 830:방전극
830a:방전전극(+전극) 830b:접지전극(-전극)
830c:영구자석 830d:촉매물질
833:셀 840:제4 고전압 발생기
850:가압기 851:에어 펌프
852:공기 압축기 853:루츠 블로워
861: 분사노즐 862: 원기둥형 산기관
870:전기 응집기 871:제어반
872:리드선 873:방전극
873a:방전전극(+전극) 873b:접지전극(-전극)
890:전용 배수관 900:제어반
911:제1 오염물질 농도 검출센서 912:제2 오염물질 농도 검출센서
913:전기 전도도 검출센서 914:온도 검출센서

Claims (27)

  1. 스크러버 본체 일측에 형성되어 오염공기가 유입되는 통로로서, 오염 공기를 강제로 유입시키기 위한 에어 팬이 설치된 흡기관;
    상기 유입된 오염공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 해리, 이온화, 여기, 산화, 환원반응의 전기 화학적 반응으로 유분(Oil mist)이 포함된 소수 성 오염물질 분자의 공유 결합을 분해 제거하는 소수성 물질 제거부;
    저장탱크에 저장된 세정수를 펌프를 이용하여 흡입, 가압하여 토출시키는 세정수에 수중 방전방식으로 매우 높은 전계전자에너지를 세정수에 인가하여, 세정수를 미세 물분자로 해리하고, 분해된 세정수에 활성기체 공급기에서 생성된 활성기체를 공급 및 세정수와 혼합하여, 혼합된 유체의 기액 계면에서 물의 쌍극자 모멘트를 정렬시키고, 플러스(+), 마이너스(-)의 전기 이중층 구조로 만든 후 여기에 유도코일 및 영구 자석에서 생성된 자기장을 인가하여 여기상태를 연장하고, 세정수를 활성화하여 기액 접촉 시간을 연장함으로써 세정수의 이온화 밀도 증가시켜 친수성 물질 처리부로 공급하는 세정수공급부;
    소수성 물질 제거부에서 이송된 오염공기에 세정수를 분사하여 기액 접촉시켜 친수성 물질을 흡수하고, 세정수에 용해되지 않은 활성기체 와 오염공기기의 두 기체 간에 접촉과정에서 산화, 환원반응으로 오염공기중 오염물질을 제거하는 친수성 물질 제거부;
    친수성 물질 제거부에서 이송된 공기 중에 함유된 수분을 일정 크기로 구획된 케이스에 스테인리스스틸 또는 폴리에틸렌 재질의 미세 그물망이 중첩된 구조물을 구획된 케이스 내부에 장착되어 친수성 물질 처리부에 정화되고, 수분이 함유되어 이송된 공기가 미세 그물망을 통과하면서 공기 중 수분이 미세 그물망과 접촉 응결되고, 응결된 수분은 전용 배수관을 통해 세정수 탱크로 자유 낙화되어 회수되고, 수분이 제거된 공기를 배기부로 배출하는 기액 분리부;
    기액 분리부에서 이송된 공기를 외통 또는 외통, 내통의 다중구조이며, 직경이 확대되고 끝 부분이 반구형으로 마감된 단일 또는 다중 원기둥, 끝 부분이 30도에서 90도 범위의 각도로 경사지게 마감된 단일 또는 다중 사각 기둥 형태의 배기관에 유입되는 공기의 유속을 감속하고, 외통, 또는 외통 및 내통의 외주면에 직경 3mm에서 100mm 이내 범위의 미세기공이 하방 30도에서 90도 범위로 원주방향과 길이 방향으로 복수개 타공되어, 배기되는 공기의 유량을 360도 각도로 분산하고, 배기되는 방향을 수직 방향이 아닌 수평 또는, 하방 30도에서 90도범위로 변경하여, 대기로 수평 또는 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 배기되어 배출형태가 수직 배출이 아닌 하방향 또는 수평방향으로 분출되도록 하여 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염 물질 확산 및 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시키는 배기부;
    친수성 물질 제거부 외주면에 배플또는 격자 모양의 그물망이 설치되고, 상기 배플 및 격자 모양의 그물망 위에 냉각수를 분사하는 노즐과 에어 팬이 설치된 친수성 물질이 함유된 오염공기 냉각용 냉각수단과, 세정 탱크 내면에 냉각 코일이 설치되고 외부에 순환펌프 및 냉각 매체 생성기로 구성되고, 순환펌프를 이용 냉각 매체 생성기에서 제조된 냉각유체를 세정탱크 내부에 설치된 냉각 코일내로 순환시켜 세정수를 냉각하는 세정수용 냉각수단으로 구성되는 냉각부;
    에멀젼물질, 불용성 물질 등 난분해성 오염물질이 함유되어 오염된 세정수를 정화하기위하여 공기, 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 인산(H2PO4), 수산화나트륨 수용액(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 수용액, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 수용액 중 어느 한가지 이상의 물질을 선택하여 별도 설치된 펌프를 이용하여 상기 열거한 물질이 각각 저장된 용기에서 이들 물질을 흡입하고 가압하여 노즐에 공급하여 별도 설치된 활성기체 발생기의 에어팬 의 흡입관에 분사하여 에어 팬에 유입되는 공기와 혼합하게 한 후 방전전극과 접지전극 사이로 이송하여 고전압 발생기에서 발생된 고전압을 방전전극 및 접지전극에 인가하여 매우 높은 전계전자 에너지를 이송된 공기와 혼합된 유체에 인가하여 상기 열거된 공기및 염산(HCl) 등의 물질 분자의 공유결합을 해리(분해)하여 공기에서는 질소이온, 활성산소, 수산기(OH-Radical)를 생성하고, 염산(HCl)물질에서는 염소이온(Cl-), 염소가스이온(Cl2 2-)을 생성하고, 황산(H2SO4)물질에서는 황산이온(SO4 2-)을 생성하고,질산(HNO3) 물질에서는 아질산이온(NO2 -)을 생성하고,인산(H2PO4) 물질에서는 인산이온(PO4 2-) 생성하고, 수산화나트륨수용액(NaOH)에서는 나트륨이온(Na+)생성하고, 수산화칼륨(KOH) 수용액에서는 칼륨이온(K+)을 생성하고, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액에서는 칼슘이온(Ca2+)을 생성하고, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 수용액에서는 마그네슘이온(Mg2+)을 생성하여 이들 물질 중 어느 한가지 이상을 가압하여 세정수 저장탱크 내부에 설치된 산기관에 공급, 수중에 미세기포 형태로 분사하여 세정수 수중의 오염물질을 레나드 및 수소클러스트 작용, 산화, 환원반응으로 분해, 제거하여 세정수를 정화하고, 부유입자, 에멀젼 물질, 불용성 물질을 응집하는 세정수 정화 유닛;
    소수성, 친수성오염 물질 농도 검출센서, 전기전도도 검출 센서, 온도검출센서로부터 계측된 자료를 전송받아 미리 프로그램 되어 에어 팬, 소수성 물질 제거부, 친수성 물질 제거부, 세정수 공급부, 냉각부, 세정수 정화 유닛을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    소수성 물질 제거부는 내부에 방전극이 설치된 셀, 전, 후 분할 지지관 외부에 전자기장을 생성시키는 유도 코일이 솔레노이드 형태로 감겨있고, 셀 내부에 서로 마주보는 형태로 설치되는 방전극의 조합은 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합; 상기 방전전극(+전극) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되는 조합, 상기 방전전극(+전극), 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 각각 부착되고 그 방전표면에 촉매물질이 코팅된 조합;상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합으로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형으로 구현되는 단일형상 중에서 어느 한가지 이상이 선택되거나, 또한 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 면접 설치되어 구현되는 다중 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 설치 될 수 있고,또한 상기 단일 형상 및 복합 형상의 방전표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상 중 어느 한가지 이상이 선택되며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴 합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트 합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH),팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  3. 청구항 1에 있어서,
    소수성 물질 제거부의 내부에 방전극이 설치되는 셀의 재질은 폴리비닐크로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 베크라이트, 테프론, 유리섬유 성형 폼(FRP), 세라믹 소성물의 절연 재질 중에서 어느 한가지 이상이 선택 되고, 셀 내부에 방전극이 설치되는 형상은 직사각형 및 정사각형 셀인 경우, 방전극의 방전전극(+극) 및 접지전극(-극)이 상하 마주보기, 좌우 마주보기, 상하 또는 좌우 지그재그 마주보기, 6각형 이상의 다각형 및 원형의 셀인 경우, 좌우 인접하여 마주보기, 이중관이상의 다중관의 셀인 경우, 내부 원주면상에 일정거리 이격 되어 다수개가 연속 설치되어, 마주보는 반대방향과 지그재그 마주보기 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 어느 한가지 이상이 선택된 형상의 셀이 가로방향, 세로방향, 높이방향 중 1방향, 또는 2방향, 또는 3방향으로 1단 또는 다단으로 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  4. 청구항 1에 있어서,
    소수성 물질 제거부의 제 1 고전압 발생기는 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 의 경우는 110V 이상이며, 출력측 전압은 1KV ~ 300KV 범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우는 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  5. 청구항 1에 있어서,
    세정수 공급부는, 세정수를 저장하는 탱크, 세정수에 전해질을 공급하는 전해질 공급기, 세정수를 가압하는 펌프, 세정수에 고전압을 인가하여 수중방전방식으로 세정수에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 세정수의 물분자를 미세하게 해리하고, 이온화하는데, 전해물질에 의해 세정수의 미립화 및 이온화가 향상되는 이온화기, 별도 설치된 에어 팬에 유입된 외부 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여, 공기 중 산소분자, 질소분자, 물분자의 공유 결합을 분해하여 활성기체를 생성하고, 생성된 활성기체를 가압기로 가압하여 세정수에 공급하는 활성기체 공급기, 세정수 및 활성기체에 유도코일 및 영구자석에서 생성되는 자기장을 인가하여 여기 상태를 연장하는 자기장 발생기, 활성화된 세정수 및 활성기체가 혼합된 유체를 친수성 물질 제거부로 이송하는 공급 도관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  6. 청구항 5에 있어서,
    저장용기에 저장되어 세정수에 공급되는 전해물질은 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화리튬(LiCl), 염화루비듐(RbCl), 염화세슘(CsCl), 염화암모늄(NH4Cl), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 수용성 클로라이드, 아염소산나트륨(NaClO2)의 클로라이드 염 단독, 또는, 수용성 클로라이드 염의 양극 전해물질과, 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 메칠알콜(CH3OH), 에칠알콜(C2H5OH), 물(H2O)의 음극 전해질로 분류된 물질 군에서 어느 한가지 이상이 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  7. 청구항 5에 있어서,
    이온화기는 방전전극과 접지전극으로 구성된 방전극, 고전압을 발생 시키는 제 2 고전압 발생기, 제 2 고전압 발생기에서 생성된 고전압을 방전극에 인가하는 리드선으로 구성되며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸, 스테인리스스틸 위에 크롬도금의 내식 처리된 금속으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이며, 방전극의 형상은 반구형, 삼각뿔형, 사각뿔형, 봉형, 평판형으로 구현되는 형상중에서 선택되어지는 어느 한가지 이상이고, 방전극의 설치방법은 방수처리되고 절연처리된 전용 삽입구에 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  8. 청구항 5에 있어서,
    이온화기의 제 2 고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC)전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압이 1KV ~ 300KV범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC) 전압의 경우에는 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되어 단독 사용 것과, 소수성 물질 제거부의 제 2 고전압 발생기, 활성기체 공급기의 제 3 고전압 발생기고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  9. 청구항 5에 있어서,
    활성기체 공급기는, 외부 청정공기를 흡입하는 에어팬이 설치된 흡기관, 청정공기를 전기화학적 반응으로 활성기체를 생성시키기 위하여 매우 높은 전계전자에너지를 인가하는 방전전극 및 접지전극으로 구성된 방전극, 방전극에 고전압을 인가하기위해 고전압을 발생시키는 제 3 고전압 발생기고전압 발생기, 고전압 발생기에서 생성된 고전압을 방전전극 및 접지전극에 인가하는 리드선, 방전전극 및 접지전극 내부에 유입된 외부 청정공기에 매우 높은 전계전자에너지를 인가하여 전기화학적 반응으로 청정공기의 질소, 산소, 물분자(H2O)의 공유 결합을 분해하여 생성된 활성기체를 가압하는 에어펌프 및 도관, 가압된 활성기체를 세정수에 분사하는 노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  10. 청구항 5 또는 청구항 8에 있어서,
    활성기체 공급부의 방전극은, 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합; 상기 방전전극(+전극) 뒷면에 자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되는 조합, 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 각각 부착되고, 각각의 방전극 방전 표면에 촉매물질이 코팅된 조합; 및 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합중에서 어느 한가지 이상이 선택되고, 상기 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형으로 구현되는 단일 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되거나, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형, 형상의 방전극이 면접하여 부착되는 다중 형상중에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 상기 단일형상, 복합형상의 방전극의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상중 어느 한가지 이상이 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴합금, 이규화 몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  11. 청구항 5 또는 청구항 8에 있어서,
    제 3 고전압 발생기고전압 발생기는, 입력측 전압이 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC) 전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 1KV ~ 300KV 범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압인 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되어 독립적으로 사용되는 것과 소수성 물질 제거부의 제 1 고전압 발생기와, 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  12. 청구항 5 또는 청구항 8에 있어서,
    활성기체 공급기의 가압기는 자력식 에어펌프, 공기 압축기, 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)로 분류 되는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는 30mmAq에서 10Kgf/cm2 범위인 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  13. 청구항 5 또는 청구항 8에 있어서,
    활성기체 공급부의 분사노즐은 구형 분사노즐이거나, 직경 30mm에서 100mm인 원기둥 형태이고, 길이가 10mm에서 1000mm 범위이고, 원기둥 외주면에 기공의 직경이 10nm에서 50㎛범위인 것 중에 택일되고, 1개에서 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  14. 청구항 1에 있어서,
    친수성 물질 제거부는 1단 내지 다단으로 구성되며, 각 단마다 1중 내지 다중 나선형 유로가 형성되고, 나선형 유로상에 일정거리 이격되어 살수기, 미세 혼합기 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  15. 청구항 12에 있어서,
    살수기는, 이중 원통형 구조이며 외통 외주면에 3,200 가우스 이상의 네오디움 재질의 영구자석이 외통 원주면과 길이방향으로 복수개 부착되고, 외통 내주면에 서로 크기가 다른 돌기(baffle)가 나선형 방향으로 부착되어 유입되는 오염공기가 선회류(와류)를 형성하도록 유도하고, 내통 외주면에는 유입되는 오염공기 방향으로 30도에서 90도 범위의 각도로 세정수를 분사하는 노즐이 1개이상 복개가 설치되며, 일측면에 세정수 공급 배관이 설치되어 외통 내주면에 설치된 배플에 의해 생성되는 선회류 형태의 오염공기에 30도에서 90도 범위의 방향으로 대항되게 세정수 공급부에서 공급된 세정수를 분사하여 기액 접촉으로 오염공기중 오염물질을 흡수하고, 세정수에 용해되지 않은 활성 미세 기체와 오염공기와 접촉하여 산화, 환원반응으로 오염공기중 오염물질을 제거 하는데, 여기에 자기장을 인가하여 여기상태를 지속시켜 오염물질 제거효율을 더욱 향상시키는 살수 수단이 유로상에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  16. 청구항 12에 있어서,
    미세혼합기는 케이스 외주면에 솔레노이드 코일 형태로 1테슬라 이상의 자기장을 생성시키는 유도코일이 설치되고, 케이스 내부에는 미세기공의 메쉬망, 타공된 다공판 서로 교번되게 설치되어 기액 접촉부에서 이송된 오염공기와 세정수, 활성 미세기포가 혼합된 유체가 미세기공의 메쉬망 및 타공판을 통과하면서 혼합되어 접촉시간이 연장되어서, 오염물질이 세정수에 흡수 및 활성기체와 오염공기와의 산화, 환원반응율이 향상 되고, 여기에 자기장이 인가되어, 여기 상태가 연장되므로 오염물질 제거효율이 더욱 향상되는 미세 혼합수단이 유로상에 다수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  17. 청구항 1에 있어서,
    배기부의 재질은 철(Fe), 플라스틱(PVC), 폴리에틸렌(PE), 유리섬유 성형 폼(FRP), 스테인리스스틸(STS 304,403,316L), 폴리카보네이트(PC)의 재질 중에 어느 하나가 선택되고, 배기부의 구조는 끝부분이 반구형으로 마감된 단일 원기둥, 단일 원기둥 구조물 또는 외통, 내통의 다중 원기둥관, 다중 원기둥 구조물로 구성되어 있거나, 끝 부분이 30도에서 90도 각도로 경사지게 마감된 단일 및 내통, 외통의 다중 삼각기둥, 사각기둥, 단일 및 다중 직육면체 구조물로 구성되는 것 중에서 어느 하나가 선택되며, 직경이 확대되어 유입되는 공기의 속도가 감속되고, 단일, 다중 외통 및 내통의 외주면에 직경 3mm에서 100mm 이내의 미세기공이 하방 30도에서 90도 범위의 각도로 원주방향과 길이 방향으로 복수개 타공하거나, 단일, 다중 직육면체 구조물에 섬유상 여재, 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물 부착하여 배기되는 공기의 유량을 360도 각도로 분산하고, 배기되는 방향을 수직 방향이 아닌 수평 또는 하방 30도에서 90도로 변경하여, 기액 분리부에서 이송된 공기가, 단일 원기둥, 및 사각관 경우 타공된 미세기공을 통하여 대기로 수평 또는 하방향 30도에서 90도범위의 각도로 배기되고, 단일 원기둥 구조물 및 단일 직육면체 구조물의 경우, 섬유상 여재, 또는 폴리에틸렌, 스테인리스 재질의 중첩된 미세 기공의 구조물을 통하여 대기로 배기되고, 다중관의 경우 내통으로 유입되어 1차 감속되고, 이어 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 외통으로 배출되어, 외통에서 2차 감속되어 다시 하방향 30도에서 90도 범위의 각도로 대기로 분사되며, 다중 원기둥 구조물 및 직육면체 구조물의 경우 내부 구조물로 유입되어 1차 감속되고 90도 이하의 각도로 외형 구조물 내부로 배출되어, 외형 구조물 내부에서 2차 감속되어 다시 90도 이하의 각도로 대기로 분사되어 배출형태가 수직 배출 아닌, 하방향 또는 수평방향으로 분출되도록 하여 고온의 배기가스의 배출 거리를 단축하여 시각적 불쾌감을 해소하고 오염 물질 착지거리를 대폭 감소시켜 오염 면적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  18. 청구항 1에 있어서,
    냉각부는 친수성 물질 외주면에 돌출형 Low fin, 또는 격자형 그물망이 부착되어 방열면적을 확대시키고 기액분리부 외주면에 냉각용 냉각수가 분무되는 노즐 및 팬이 설치되어서 송풍에 의한 공냉, 냉각수 분사에 의한 수냉 방법으로 냉각하는 오염가스 냉각 수단과, 세정수 저장탱크 내부 바닦면에 일정 간격 이격되어 코일이 설치되고, 외부에 냉각매체 생성기에서 제조된 냉각매체를 순환시키는 펌프로 구성된 세정수 냉각 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  19. 세정수 냉각 수단의 냉각 매체 생성기는 시수공급의 제 1 냉각 매체 생성기, 냉각수 저장탱크와 쿨링타워, 순환 펌프로 구성된 제 2 냉각 매체 생성기, 냉각수를 제조하는 칠러와 순환 펌프로 구성된 제3냉각 매체 생성기, 냉동기의 냉매를 세정 탱크 내 냉각코일에 직접 공급하는 조합으로 이루어지는 제 4 냉각 매체 생성기 중에서 어느 하나 이상이 선택되며, 냉각 공정이 세정수 저장탱크에 설치된 온도 검출 센서에서 전송된 계측 데이터에 의하여 자동 운전되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  20. 청구항 1에 있어서,
    세정수 정화유닛은 활성기체 대상유체의 전처리 수단, 활성기체 대상유체를 전기화학적 반응으로 활성 기체를 생성하기 위하여 매우 높은 전계전자에너지를 인가하는 방전전극과 접지전극으로 구성되는 방전극에 고전압을 인가시키는 제 4 고전압 발생기, 생성된 활성기체를 가압하는 가압기, 가압된 활성 기체를 세정수에 분사하는 노즐, 세정수 수중의 오염물질을 정화하는 과정 중에 생성되는 플럭을 응집하여 침전시키거나 부상시키는 전기 응집기로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  21. 청구항 19에 있어서,
    전처리수단의 활성기체 대상유체의 공급 방법은 공기를 직접 공급하는 방법, 공기 중 질소분자를 흡착제거하는 흡착제가 충진된 필터에 공기를 통과시켜 공기중 질소를 제거하고 산소를 공급하는 방법, 공기 중 산소분자를 흡착제거하는 흡착제가 충진된 필터에 공기를 통과시켜 공기중 산소를 제거하고 질소를 공급하는 방법, 고순도 산소가 압축되어 저장된 용기내의 압력을 감압기로 감압하여 고순도 산소를 공급하는 방법, 고순도 질소가 압축되어 저장된 용기내의 압력을 감압기로 감압하여 고순도 질소를 공급하는 방법, 용기에 저장된 염소이온(Cl-)을 추출할 수 있는 염산(HCl) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 염소가스이온(Cl2 2-)을 추출할 수 있는 염산(HCl) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 아질산이온(NO2 -)을 추출할 수 있는 질산(HNO3) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 용기에 저장된 황산이온(SO4 2-)을 추출할 수 있는 황산(H2SO4) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 나트륨이온(Na+)을 추출 할수 있는 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 칼륨이온(K+)을 추출 할 수 있는 수산화칼륨(KOH) 수용액을 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법, 용기에 저장된 칼슘이온(Ca2+)을 추출 할 수 있는 수산화칼슘(Ca(OH)2)수용액을 전용 펌프로 가압하여 노즐을 통해 분사하는 방법 중에서 어느 한가지 이상이 선택되어 에어팬에 공급되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  22. 청구항 19에 있어서,
    방전극은 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 조합; 상기 방전전극(+전극) 뒷면에 네오디움 재질의 영구자석이 부착되고, 상기 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 네오디움 재질의 영구자석이 부착되는 조합, 상기 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 뒷면에 면접하여 자석이 부착되고, 방전 표면에 촉매물질이 코팅된 조합; 방전전극(+전극) 및 접지전극(-전극)의 사이에 석영, 고순도 알루미나, 세라믹 재질의 유전체 중에서 어느 하나가 선택되어 부착되는 조합에서 어느 한가지 이상이 선택되어 설치되며, 방전극의 형상은 평판, 직사각형, 정사각형, 원형, 삼각형, 원뿔형, 피라미드형 형상의 단일 형상과, 평판 위에 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원뿔형, 피라미드형 형상이 면접하여 부착되는 다중 형상 중에서 어느 한가지 이상이 선택되며, 상기 단일 형상 및 다중 형상의 방전극 의 방전 표면이 삼각나사, 사각나사, 둥근나사, 오목 불록 형태로 가공된 형상 중에 어느 한가지 이상이 선택되어지며, 방전극의 재질은 텅스텐, 티타늄, 스테인리스스틸(STS304,316L,403), 콘스탄틴합금, 이규화몰리브덴, 백금, 코발트합금, 하스탈로이로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되고, 방전극 표면에 도포되는 상기 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2), 이산화망간(MnO2), 지르코니아(ZrSiO4), 수산화리튬(LiOH), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  23. 청구항 19에 있어서,
    제 4 고전압 발생기는 입력측 전압은 직류(DC)전압의 경우 12V 이상이고, 교류(AC) 전압의 경우 110V 이상이며, 출력측 전압은 1KV ~ 300KV 범위이고, 주파수(Hz) 범위는 교류(AC)전압의 경우 1KHz에서 500KHz 범위인 고정형 또는 가변형으로 구성되어 독립적으로 사용되는 것과 소수성 물질 제거부의 제 4 고전압 발생기와, 세정수 공급부의 이온화기의 제 2 고전압 발생기와, 활성기체 공급기의제 3 고전압 발생기와 겸용 사용하는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  24. 청구항 19에 있어서,
    가압기는 자력식 에어펌프, 공기 압축기, 루츠 블로워(ROOTS BLOWER)로 이루어지는 군에서 선택되어지는 어느 하나이며, 토출 압력의 범위는 30mmAq에서 10Kgf/cm2 범위인 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  25. 청구항 19에 있어서,
    분사노즐은 구형의 노즐이거나 직경 30mm에서 100mm인 원기둥 형태이고, 길이가 10mm에서 1000mm 범위이고, 원기둥 외주면에 분사구의 직경이 10nm에서 50㎛범위인 것 중에 택일되고, 1개에서 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  26. 청구항 19에 있어서,
    전기 응집기는 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 정류하는 제어반, 직류전원을 양극판과 음극판으로 조합된 전극판, 리드선으로 구성되고, 전극판의 재질은 양극판의 경우 알루미늄(Al)이고, 음극판은 철(Fe), 스테인리스스틸(STS304), 텅스텐, 티타늄으로 이루어지는 군에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
  27. 청구항 1에 있어서,
    제어반은 소수성 물질 제거부 출구에 설치된 오염물질 농도 검출센서, 배기부에 설치된 오염물질 농도 검출센서, 세정수 저장탱크에 설치된 전기 전도도 검출센서, 온도 검출센서를 통해 계측된 자료를 전송받아 미리 프로그램 되어 입력된 피드백(Feed Back) 제어 시스템에 의해 에어 팬, 소수성 물질 제거부, 세정수 공급부, 친수성 물질 제거부, 세정수 정화 유닛의 고전압 발생기에 공급되는 전압을 낮추어 출력전압을 감소시키거나, 자기장 발생장치에 공급되는 전원공급을 차단하거나, 냉각부의 냉각 매체 발생기 및 펌프의 유체기계의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 세정수 정화유닛을 이용한 폐수 배출이 없는 백연 및 오염물질 제거용 스크러버.
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