KR20150068553A

KR20150068553A - 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법

Info

Publication number: KR20150068553A
Application number: KR1020130154155A
Authority: KR
Inventors: 손현근
Original assignee: 고신대학교 산학협력단
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-22
Also published as: KR101657746B1

Abstract

본 발명은 휘발성 유기화합물이 지속적으로 대량 발생되는 조선소의 도장설비에 적용되며 도장설비측에 연결된 상태로 도장설비에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착하여 내부에 포집하고 원거리의 축열식 소각로로 이동되어서 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 이동식 처리장치에 관한 것이며 이를 이용한 처리 방법의 적용을 통해 도장설비별로 전용의 휘발성 유기화합물 처리 설비를 갖추지 않고도 효율적으로 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템에 관한 것으로, 휘발성 유기화합물 배출원; 휘발성 유기화합물 제거장치; 및 이동수단을 통하여 이동이 가능하며 휘발성 유기화합물을 흡착 또는 탈착하는 필터를 구비하는 적어도 하나 이상의 카트리지 유닛을 포함하여 이루지는 적어도 하나 이상의 이동식 처리장치; 를 포함하여 이루어지며, 상기 이동식 처리장치가 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 흡착하고, 이동수단을 통하여 이동하여 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 탈착하는 것을 특징으로 한다.

Description

조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법{TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS FROM PAINTING EQUIPMENT OF A DOCKYARD}

본 발명은 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법에 관한 것으로, 특히 휘발성 유기화합물이 지속적으로 대량 발생되는 조선소의 도장설비에 적용되며 도장설비측에 연결된 상태로 도장설비에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착하여 내부에 포집하고 원거리의 축열식 소각로로 이동되어서 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 이동식 처리장치에 관한 것이며 이를 이용한 처리 방법의 적용을 통해 도장설비별로 전용의 휘발성 유기화합물 처리 설비를 갖추지 않고도 효율적으로 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법에 관한 것이다.

조선소의 경우 무수한 의장품들에 대한 도장작업과 건조작업을 번갈아 수행하게 되는 데, 이 과정에서 도장작업시 비산되는 페인트 미스트(Paint mist; 페인트 분진) 뿐만 아니라, 도장된 의장품의 건조과정에서 페인트의 용제가 대기중으로 증발되어 톨루엔과 같은 각종 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)이 도장실의 내부공기 중에 다량으로 함유된다.

상기와 같은 휘발성 유기화합물을 그대로 대기중으로 방출시키게 되면, 휘발성 유기화합물이 빛과 반응하여 오존이나 알데히드 또는 스모그 중의 질소화합물과 같은 광화학 산화물을 생성하게 됨으로서 대도시의 광화학 스모그와 지구온난화와 같은 환경오염을 유발시키게 될 뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물을 이루는 대부분의 물질들이 낮은 농도에서도 자극적이고 불쾌한 냄새를 발생시키며, 인체와의 피부 접촉이나 호흡기로 유입될 경우 신경계 등의 장애를 일으키는 발암물질로서 최근에 들어서는 그 배출시설에 대한 법적배출규제가 마련되고 있다.

소용량의 간헐적 도장작업이 이루어지는 자동차정비 관련분야에서는 전용의 휘발성 유기화합물 처리 시설을 갖추는 것이 비교적 용이하지만 대용량의 연속적인 처리능력이 요구되는 조선소 도장설비의 경우에는 현장에 마땅한 휘발성 유기화합물 처리 시설을 갖추지 않은 경우가 대부분이어서 대기중으로 그대로 배출되는 경우가 많고, 휘발성 유기화합물 처리 시설을 갖추고 있는 경우에도 오염저감 시설비용이 증가하고 큰 면적의 처리시설 전용 부지를 확보해야 하기 때문에 대부분 약식 처리 시설을 설치하는 등 적극적인 휘발성 유기화합물 처리가 이루어지지 않고 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 휘발성 유기화합물이 지속적으로 대량 발생되는 조선소의 도장설비에 적용되며 도장설비측에 연결된 상태로 도장설비에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착하여 내부에 포집하고 원거리의 축열식 소각로로 이동되어서 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 이동식 처리장치에 관한 것이며 이를 이용한 처리 방법의 적용을 통해 도장설비별로 전용의 휘발성 유기화합물 처리 설비를 갖추지 않고도 효율적으로 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 휘발성 유기화합물 배출원; 휘발성 유기화합물 제거장치; 및 이동수단을 통하여 이동이 가능하며 휘발성 유기화합물을 흡착 또는 탈착하는 필터를 구비하는 적어도 하나 이상의 카트리지 유닛을 포함하여 이루지는 적어도 하나 이상의 이동식 처리장치; 를 포함하여 이루어지며, 상기 이동식 처리장치가 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 흡착하고, 이동수단을 통하여 이동하여 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 탈착하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 이동식 처리장치는 휘발성 유기화합물 배출원에 설치시 휘발성 유기화합물의 흡착을 통한 내부 카트리지 유닛의 포화에 따라 휘발성 유기화합물 탈착을 통해 재생되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동식 처리장치의 내부 반응부는 흡기부로부터 흡기된 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 카트리지 유닛의 필터에 통과시켜서 휘발성 유기화합물을 카트리지 유닛의 필터에 흡착시키고, 외기 또는 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 카트리지 유닛의 필터에 통과시켜서 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동식 처리장치는, 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스가 공급되는 제 2 연결부; 상기 제 2 연결부로부터 오염 가스를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 필터를 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하는 반응부; 및 상기 반응부에서 휘발성 유기화합물이 제거된 공기를 배기하는 제 1 연결부; 를 포함하며, 이동 수단을 통하여 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 배출원과 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 반응부는, 상기 제 1 연결부와 연결된 제 1 공간과 제 2 연결부와 연결된 제 2 공간으로 반응부 내부를 구획하는 구획벽; 상기 구획벽에 거치되며, 절연 프레임에 의해 공기 이동이 가능한 내부 공간을 가지고 절연 프레임을 감싼 필터 섬유가 구비되어 필터 섬유를 통해 공기의 내외부 이동을 가능하게 해 상기 제 1 공간과 제 2 공간의 사이에서 공기가 이동하도록 하는 카트리지 유닛; 상기 카트리지 유닛에 연결되어 전류를 공급하는 전원선; 상기 카트리지 유닛의 온도를 측정하는 온도 측정기; 및 상기 반응부 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하는 농도 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동식 처리장치는, 외기가 공급되는 제 1 연결부; 상기 제 1 연결부로부터 외기를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 가열에 따라 필터에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키는 반응부; 및 상기 반응부에서 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 배기하는 제 2 연결부; 를 포함하며, 이동 수단을 통하여 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 제거장치와 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 카트리지 유닛은 상기 전원선이 절연 프레임에 연결되어 전류 공급에 따라 절연 프레임이 발열되어 필터 섬유의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동식 처리장치는, 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스가 공급되는 제 1 연결부; 상기 제 1 연결부로부터 오염 가스를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 필터를 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하며, 카트리지 유닛의 온도 변화에 의해 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 내부 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 농축하여 배출하는 반응부; 상기 반응부에서 휘발성 유기화합물의 농도가 제어된 오염 가스를 전달받아 배출하는 제 2 연결부; 및 상기 반응부 내의 휘발성 유기화합물 농도를 분석하여 상기 카트리지 유닛의 온도를 제어함으로써 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도가 되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며, 이동 수단을 통하여 제 1 연결부가 휘발성 유기화합물 배출원과 연결되고 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 제거장치와 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 배출원으로 이동시키는 단계; 이동식 흡탈착 처리 장치의 제 2 연결부에 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관을 연결시키는 단계; 및 제 2 연결부의 제 2 밸브를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부로 유입시켜 오염 가스가 카트리지 유닛을 통해 이동해 제 1 연결부를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛의 필터 섬유에 휘발성 유기화합물을 흡착시키고, 휘발성 유기화합물이 제거된 공기를 제 1 연결부를 통해 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 제거를 위한 휘발성 유기화합물 제거장치로 이동시키는 단계; 이동식 흡탈착 처리 장치의 제 2 연결부를 휘발성 유기화합물 제거장치에 연결시키고, 제 1 연결부의 제 1 밸브를 작동시켜 외기를 내부 반응부로 유입시키는 단계; 상기 반응부에서 외기가 카트리지 유닛을 통해 이동해 제 2 연결부를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛을 가열해 필터 섬유에서 휘발성 유기화합물이 탈착시키는 단계; 및 탈착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 포함된 공기를 제 2 연결부를 통해 휘발성 유기화합물 제거장치로 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 배출원과 휘발성 유기화합물 제거장치로 이동시키는 단계; 이동식 흡탈착 처리 장치의 제 1 연결부에는 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관을 연결시키고, 제 2 연결부에는 휘발성 유기화합물 제거장치의 배관을 연결시키는 단계; 제 1 연결부의 제 1 밸브를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부로 유입시켜 오염 가스가 카트리지 유닛을 통해 이동하는 과정에서 카트리지 유닛의 필터 섬유에 휘발성 유기화합물을 흡착시키는 단계; 상기 카트리지 유닛을 가열하여 온도를 변화시켜 휘발성 유기화합물을 탈착시키는 단계; 및 측정된 반응부 내 휘발성 유기화합물의 농도가 목표 농축 농도에 도달하면 오염 가스를 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 휘발성 유기화합물이 지속적으로 대량 발생되는 조선소의 도장설비에 적용되며 도장설비측에 연결된 상태로 도장설비에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착하여 내부에 포집하고 원거리의 축열식 소각로로 이동되어서 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 이동식 처리장치에 관한 것이며 이를 이용한 처리 방법의 적용을 통해 도장설비별로 전용의 휘발성 유기화합물 처리 설비를 갖추지 않고도 효율적으로 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 온도 제어를 통한 휘발성 유기화합물을 흡착 및 탈착 구동으로 휘발성 유기화합물을 포집해 처리함으로써 휘발성 유기화합물의 대기배출에 의한 대기오염을 막게 되며, 이동이 가능하기 때문에 다수의 휘발성 유기화합물 배출원을 갖는 산업시설에서 효율적인 이동 운영을 통해 고정시설에 비해 오염저감 시설비용을 절약할 수 있고 오염저감 시설에 사용되는 부지를 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 축열연소장치(regenerative thermal oxidizer)나 바이오필터(Biofilter)의 전단에 연결되어 운용되는 경우 공급되는 휘발성 유기화합물의 농도를 농축하여 축열연소장치나 바이오필터로 균일한 농도의 휘발성 유기화합물을 배출함으로써 축열연소장치나 바이오필터의 안정적인 운영을 가능하게 하는 효과가 있다.

특히, 유입되는 오염 가스에서 휘발성 유기화합물의 농도 변동 상황에 관계없이 항시 동일한 농도의 농축된 휘발성 유기화합물을 가진 오염 가스를 배출시킬 수 있게 되어 후처리인 축열연소장치나 바이오필터의 유지가 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 조선소 대형 도장 시설의 시스템 운영 형태를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 처리장치의 도장 시설 설치형태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 처리장치의 이동 방식을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치를 설명하기 위한 개요도.
도 5는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 흡착 및 탈착 과정을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 카트리지 유닛의 일 예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 카트리지 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 전처리 모드에서 휘발성 유기화합물의 균일 농도 배출 효과와 농축 효과에 대하여 설명하기 위한 도면.

이하 본 발명에 따른 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템 및 처리 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 조선소를 포함하는 대형 도장시설에서 발생되는 휘발성 유기화합물의 처리 시스템은 휘발성 유기화합물이 지속적으로 대량 발생되는 조선소의 대형 도장시설에 적용되며 도장시설측에 연결된 상태로 도장시설에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 흡착하여 내부에 포집하고 원거리의 축열연소장치로 이동되어서 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하게 된다.

또한 이 같은 이동식 처리장치를 이용한 처리 방법의 적용을 통해 도장설비별로 전용의 휘발성 유기화합물 처리 설비를 갖추지 않고도 효율적으로 휘발성 유기화합물을 처리할 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면 휘발성 유기화합물(VOCs)를 포함한 오염 가스를 배출하는 조선소 도장시설에서 이동하면서 온도 제어를 통한 휘발성 유기화합물을 흡착 및 탈착 구동으로 휘발성 유기화합물을 포집해 처리함으로써 휘발성 유기화합물의 대기배출에 의한 대기오염을 막을 수 있다.

특히 이동이 가능하기 때문에 휘발성 유기화합물을 배출하는 다수의 도장시설을 갖는 조선소에서 효율적인 이동 운영을 통해 고정된 휘발성 유기화합물 처리시설의 운영에 비하여 오염저감 시설비용을 절약할 수 있고 오염저감 시설에 사용되는 부지를 절감할 수 있게 된다.

또한 실제 휘발성 유기화합물을 제거하는 필터측(예컨데, 축열연소장치(RTO)나 바이오필터)의 전단에 설치되어 운영될 수 있으며, 설비에서 배출되는 오염 가스가 필터로 공급되기 전에 오염 가스 내 휘발성 유기화합물을 농축시켜 일정한 농도로 배출되도록 할 수도 있다.

즉 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 흡탈착 처리 장치는 휘발성 유기화합물 배출원에서 휘발성 유기화합물을 흡착할 수 있으며, 휘발성 유기화합물을 제거하는 필터측의 휘발성 유기화합물 제거장치에서 휘발성 유기화합물을 탈착시킬 수 있다.

먼저 도 1을 참조하면, 조선소에는 무수한 의장품들에 대한 도장작업을 위해 다수의 도장 시설(20)들이 설치되어 운영되고 있다. 실제 조선소 도장 시설(20)의 경우에는 현장에 마땅한 휘발성 유기화합물 처리 시설을 갖추지 않은 경우가 대부분이어서 대기중으로 그대로 배출되는 경우가 많고, 휘발성 유기화합물 처리 시설을 갖추고 있는 경우에도 오염저감 시설비용이 증가하고 큰 면적의 처리시설 전용 부지를 확보해야 하기 때문에 대부분 약식 처리 시설을 설치하는 등 적극적인 휘발성 유기화합물 처리가 이루어지지 않고 있다.

본 발명에서는 상기 도장 시설(20)에 비고정형으로 이동식 처리장치(10)가 연결되어 도장 시설(20)에서 배출되는 다량의 휘발성 유기화합물을 흡착하여 포집할 수 있으며, 휘발성 유기화합물을 포집한 이동식 처리장치(10)는 이동되어서 필터측인 축열연소장치(RTO, 30)로 연결되어 포집된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 처리하게 된다.

도 2를 참조하면 상기 이동식 처리장치(10)는 도장 시설(20)의 휘발성 유기화합물 배출량에 따라 다수 개가 하나의 도장 시설에 연결될 수 있다. 예컨데, 도 2에 도시된 바와 같이 도장 시설(20)에서 휘발성 유기화합물을 포함하는 내부 공기를 배출시키는 오염 가스 공급배관(21)마다 다수의 이동식 처리장치(10)가 각각 연결될 수 있다.

따라서 다수의 이동식 처리장치(10) 중 휘발성 유기화합물의 포집이 완료된 이동식 처리장치(10)는 도장 시설(20)에서 분리될 수 있으며, 이 같은 분리된 이동식 처리장치(10)는 내부에 휘발성 유기화합물을 포집한 상태이며, 이동 후 필터측인 축열연소장치(30)의 배관(31)에 연결되며 내부에 포집된 휘발성 유기화합물을 온도 제어에 따라 탈착시켜 필터측인 축열연소장치(30)로 배출해 휘발성 유기화합물을 처리하게 될 것이다. 물론 이 같이 휘발성 유기화합물의 처리가 완료된 이동식 처리장치(10)는 다시 이동되어서 도장 시설(20)의 오염 가스 공급배관(21)과 연결될 것이다.

즉 상기 이동식 처리장치(10)는 휘발성 유기화합물 배출원에 설치시 휘발성 유기화합물의 흡착을 통한 내부 카트리지 유닛의 포화에 따라 휘발성 유기화합물 탈착을 통해 재생될 것이다. 따라서 해당 이동식 처리장치(10)는 휘발성 유기화합물의 흡착탈을 반복적으로 수행해 반영구적인 사용이 가능하게 된다.

도 3을 참조하면 상기 이동식 처리장치(10)는 다양한 방식을 통해 이동될 수 있다.

우선 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 이동식 처리장치(10)에는 하부에 바퀴가 구비될 수 있다. 이 같은 바퀴는 이동식 처리장치(10)를 인력으로 직접 이동시킬 수 있도록 하거나 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 트럭과 같은 운송 수단에 의해 견인될 수 있도록 할 것이다.

또한 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 이동식 처리장치(10)를 지게차에 의해 들어올려 이동시킬 수도 있으며, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 트럭과 같은 운송 수단에 이동식 처리장치(10)를 적재하여 이동시킬 수 있을 것이다.

도 4을 참조하면, 이 같은 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치는, 외부 배관과 연결되어 가스를 공급받거나 배기시킬 수 있는 제 1 연결부(100)와 제 2 연결부(400), 오염 가스를 공급받아 내부 카트리지 유닛(230)을 감싸고 있는 필터 섬유(232)를 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하며 카트리지 유닛(230)의 온도 변화에 의해 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 반응부(200), 상기 반응부(200)의 내부 온도를 제어하여 반응부 내 휘발성 유기화합물의 흡착 및 탈착 동작을 제어하고 상기 제 1 연결부(100)와 제 2 연결부(400)의 개폐 동작을 제어하는 제어부(300)을 포함하여 구성될 수 있으며, 여기에 해당 이동식 처리장치를 이동시킬 수 있는 이동 수단(500)이 구비될 수 있다.

먼저 본 발명에서 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치는 운영 조건에 따라 흡착 모드, 탈착 모드 및 전처리 모드로 다양하게 동작할 수 있다.

상기 흡착 모드는 조선소의 도장 시설(20)에서 배출되는 오염 가스를 유입받아 내부 카트리지 유닛(230)에 휘발성 유기 화합물을 흡착하는 동작으로 오염 가스에서 휘발성 유기 화합물을 흡착하게 될 것이다. 이러한 흡착 모드를 통해 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치는 휘발성 유기 화합물에 대한 필터로서 작동할 수 있을 것이다.

상기 탈착 모드는 상기 흡착 모드에 의해 내부 카트리지 유닛(230)에 흡착되어 있는 휘발성 유기 화합물을 탈착시켜 외부(예컨데 축열연소장치)로 배출하는 동작으로 이렇게 배출된 휘발성 유기 화합물은 실제 휘발성 유기화합물을 제거하는 필터측(예컨데, 축열연소장치나 바이오필터)으로 배출되어 제거될 수 있을 것이다. 이러한 탈착 모드를 통해 휘발성 유기화합물의 흡탈착 장치는 휘발성 유기 화합물에 대한 저장소로 작동할 수 있을 것이다.

상기 전처리 모드는 휘발성 유기화합물을 포함한 오염 가스를 배출하는 조선소의 도장 시설(20)에서 실제 휘발성 유기화합물을 제거하는 축열연소장치의 전단에 설치되어 운영되며, 조선소의 도장 시설(20)에서 배출되는 오염 가스가 필터측인 축열연소장치로 공급되기 전에 오염 가스 내 휘발성 유기화합물을 농축시켜 일정한 농도로 배출되도록 한다.

한편, 상기 제 1 연결부(100)는 조선소의 도장 시설(20)의 오염 가스 배출구인 배기 덕트에 연결되어 오염 가스를 유입받아 반응부(200)로 공급하거나, 해당 반응부(200)에 의해 휘발성 유기화합물의 흡착이 이루어져 정화된 공기를 배출하거나, 상기 반응부(200)에 의해 휘발성 유기화합물의 농도가 목표 농축 농도로 조절된 오염 가스를 배출할 수 있을 것이다.

상기 제 2 연결부(400)는 조선소의 도장 시설(20)의 오염 가스 배출구인 배기 덕트에 연결되어 오염 가스를 유입받아 반응부(200)로 공급하거나, 해당 반응부(200)에 의해 휘발성 유기화합물의 흡착이 이루어져 정화된 공기를 배출하거나, 상기 반응부(200)에 의해 휘발성 유기화합물의 농도가 목표 농축 농도로 조절된 오염 가스를 배출할 수 있을 것이다.

따라서 상기 제 1 연결부(100)가 오염 가스를 흡기하는 흡기부로서 동작하거나 정화된 공기를 배출하는 배기부로서 동작할 수 있다. 마찬가지로 상기 제 2 연결부(400)가 오염 가스를 흡기하는 흡기부로서 동작하거나 정화된 공기를 배출하는 배기부로서 동작할 수 있다.

이 같은 제 1 연결부(100)와 제 2 연결부(400)에는 오염 가스의 반응부(200) 내부 유입 및 반응부(200) 외부로의 배출을 위한 제 1 밸브(110) 및 제 2 밸브(410)가 설치되게 된다.

상기 제 1 밸브(110)는 제 1 연결부(100)에 설치되며 상기 제어부(300)의 제어에 따라 동작하여 제 1 연결부(100)를 개폐하게 된다. 상기 제 2 밸브(410)는 제 2 연결부(400)에 설치되며 제어부(300)의 제어에 따라 동작하여 제 2 연결부(400)를 개폐하게 된다.

이때 도면과 상술한 설명에서는 해당 제 1 밸브(110)가 제 1 연결부(100) 내에 설치되고 제 2 밸브(410)가 제 2 연결부(400) 내에 설치되는 것으로 도시되고 기재되었지만 이에 제한되는 것은 아닌 바, 해당 제 1 밸브(110)와 제 2 밸브(410)가 반응부(200) 내에서 제 1 연결부(100) 및 제 2 연결부(400)와의 연결 부위에 설치되는 것도 가능하며, 외부 가스를 흡기시키거나 내부 가스를 배기시킬 수 있는 위치라면 어느 위치라도 가능하다.

상기 반응부(200)는 상기 제 1 연결부(100) 또는 제 2 연결부(400)로부터 오염 가스를 유입받아 흡착 또는 탈착시킬 수 있는 내부 공간을 가지며, 외부 제어에 따라 카트리지 유닛(230)을 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하거나 탈착시켜 상기 제 1 연결부(100) 또는 제 2 연결부(400)를 통해 배기시키게 된다.

이 같은 반응부(200)는 구획벽(220)에 의해 제 1 연결부(100)와 연통된 상부의 제 1 공간(A)과 그 하부의 카트리지 유닛(230)들이 설치된 제 2 공간(B)으로 분할되며, 상기 제 2 공간(B)과 제 3 공간(C)은 연통된다. 여기에서 제 3 공간(C)은 제 2 연결부(100)와 연통될 것이다.

이 반응부(200)는 상기 구획벽(220)에 거치되어 외부에 감겨진 필터 섬유(232)를 통해 오염 가스에서 휘발성 유기화합물을 흡착하는 카트리지 유닛(230)과, 상기 카트리지 유닛(230)에 연결되어 전류를 공급하는 전원선(240)과, 상기 반응부(200) 내 온도를 측정하는 온도 측정기(250)와, 상기 카트리지 유닛(230) 각각의 온도를 측정하는 써모커플(231)과, 상기 반응부(200) 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하는 농도 측정기(260)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서 카트리지 유닛(230)은 구획벽(220)의 연통홀(221)에 상부가 끼워져 결합된다. 해당 카트리지 유닛(230)은 하부가 폐쇄된 상태에서 상부가 개방되어, 결국 카트리지 유닛(230)의 상부 개방부가 반응부(200)의 상부 공간과 연통되는 구조이다. 또한 카트리지 유닛(230)의 하부는 막혀있으므로 측면에 감겨진 필터 섬유(232)를 통해 외부와 통기될 수 있어 결국 필터 섬유(232)가 감긴 카트리지 유닛(230)의 측면이 반응부(200)의 하부 공간과 연통되는 구조이다.

일 예로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 흡착 모드시 오염 가스는 상기 제 2 연결부(100)를 통해 반응부(200)의 제 3 공간(C)에 공급되어 제 2 공간(B)으로 이동될 것이다. 그리고 이 오염 가스는 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)를 통해 카트리지 유닛(230)의 내부로 이동하고 해당 카트리지 유닛(230)의 개방된 상부 연통홀(221)을 따라 구획된 상부 제 1 공간(A)으로 이동하게 될 것이다. 이때 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)는 오염 가스에서 휘발성 유기화합물을 흡착하게 될 것이다.

그리고 휘발성 유기화합물을 흡착한 카트리지 유닛(230)은 전류의 공급에 따라 가열되며, 온도가 상승한 카트리지 유닛(230)은 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시킬 것이다.

다른 예로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 탈착 모드시 외부 공기는 상기 제 1 연결부(100)를 통해 반응부(200)의 구획된 제 1 공간(A)에 공급되며, 이렇게 공급된 외부 공기는 카트리지 유닛(230)의 개방된 상부 연통홀(221)을 따라 하부 제 2 공간(B)으로 이동하게 된다. 이때 가열된 카트리지 유닛(230)은 흡착하고 있던 휘발성 유기화합물을 탈착시키게 되며, 탈착된 휘발성 유기화합물을 포함하는 오염가스는 제 2 연결부(400)를 따라 배기될 것이다.

한편, 이 같은 반응부(200)의 내부 공간에는 다수의 카트리지 유닛(230)들이 구획벽(220)에 삽입되어 거치되게 된다. 이 같은 카트리지 유닛(230)들의 배치 형태를 통해 상기 카트리지 유닛(230)들의 조밀도를 조절할 수 있으며, 각각의 카트리지 유닛(230)은 서로 일정 간격 이격되는 것이 바람직하다.

상기 카트리지 유닛(230)은 절연재를 이용해 내부에 일정 공간을 가지게 절연 프레임(231)이 만들어지며 이 절연 프레임(231)에 감겨진 필터 섬유(232)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 상기 필터 섬유(232)는 공기 이동에 따라 휘발성 유기화합물을 흡착하고 탈착시킬 수 있는 필터이다.

도 7은 본 발명에 따른 카트리지 유닛의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 카트리지 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

해당 절연 프레임(231)의 상하측 말단에는 전도성 재질의 전원 연결부(도시 않음)가 구비되어 전원선(240)이 연결될 수 있다. 이러한 전열 구조에서 상기 전원선(240)을 통해 전류가 전달되면 상기 절연 프레임(231)은 전류량에 따라 가열되어 필터 섬유(232)의 온도를 조절할 수 있게 될 것이다. 여기에서 상기 절연 프레임(231)은 전류에 대한 저항재로서 마이카 보드인 것이 바람직하나, 전열 저항 재료라면 어떠한 재료로도 가능하다.

그리고 상기 필터 섬유는 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber, ACF)인 것이 바람직하다. 이 활성탄소섬유는 섬유상 흡착제로서 천연섬유 또는 인조유기물, 화학섬유를 운료로 소성, 부활시켜 만든 섬유상의 활성탄이다. 분말이나 입상활성탄소에 비하여 높은 흡착력을 가지며 높은 온도에서 간딘히 재생이 가능하여 수명이 길고 일반 활성탄소에 비하여 유지비가 저렴한 특징을 갖는다. 특히 표면적이 커서 흡착용량이 크며 흡착과 탈착의 속도가 빠르고 이탈성이 우수하여 본 발명과 같은 휘발성 유기화합물(VOCs)의 흡착 재료로서 적합하다. 이 같은 필터 섬유(232)는 상기 절연 프레임(231)에 여러 차례 감겨 고정되며, 해당 절연 프레임(231)의 가열에 따라 온도를 그대로 전달받을 수 있게 된다.

이 같은 절연 프레임(231)은 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 리브가 격자 구조를 이루도록 하여 견고성을 확보함은 물론 충분한 내부 유통 공간과 필터 섬유(232)로의 열 전달이 가능하도록 만들어질 수 있다.

또한 도 8에 도시된 바와 같이 십자형 단면을 가지게 둘 이상의 판재를 엮어 만들어 더욱 확실한 견고성을 가지도록 할 수 있다. 이 같은 예에서도 충분한 내부 유통 공간과 필터 섬유(232)로의 열 전달이 가능할 것이다.

상기 온도 측정기(250)는 상기 카트리지 유닛(230)의 온도를 측정하기 위한 구성으로, 바람직하게는 반응부(200) 내에 설치되어 반응부(200) 내 카트리지 유닛(230)의 온도를 측정하는 비접촉 방식의 적외선 온도 측정기(Infrared Thermometer)일 수 있다.

상기 써모커플(231)은 각 카트리지 유닛(230)에 설치되어 개별적으로 카트리지 유닛(230)의 현재 온도를 측정하게 된다.

상기 농도 측정기(260)는 상기 반응부(200) 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하기 위한 구성이다.

이러한 반응부(200)에서 흡기된 오염 가스의 휘발성 유기화합물은 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)에 흡착될 것이다. 그리고 전원선(240)에 의해 전류가 인가되어 상기 카트리지 유닛(230)의 온도가 올라가면 필터 섬유(232)에 흡착된 휘발성 유기화합물이 탈착되게 되며 온도가 높을수록 많은 양의 휘발성 유기화합물이 필터 섬유로부터 탈착될 것이다. 따라서 이 같은 카트리지 유닛(230)에 대한 온도 조절을 통해 휘발성 유기화합물의 탈착량을 조절할 수 있으며, 결과적으로 상술한 전처리 모드에서는 반응부(200) 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 조절할 수 있게 되는 것이다. 특히 반응부(200) 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도는 일정한 목표 농축 농도로 조절되어 배출될 수 있으며, 목표 농축 농도로의 제어는 상기 필터 전처리 제어 장치(300)의 반응부(200) 제어에 의해 이루어질 것이다.

이 같은 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 균일 농도 배출 효과와 농축 효과에 대하여 도 10 내지 도 13을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

우선 도 10에는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 제거를 위한 전처리 장치 및 방법을 적용하지 않은 상태의 산업 현장에서 나타난 시간에 따른 휘발성 유기화합물의 배출농도를 도시한 그래프이다. 도장 시설, 하수처리장, 양돈장, 축산 폐수처리장, 도살장, 식품공장, 각종 화학공장 등의 산업 현장에서 배출되는 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도는 도면에 도시된 바와 같이 균등하지 않고 시간에 따라 큰 편차를 가지며 특히 최저 농도값과 최고 농도값의 변동폭이 매우 크게 발생하고 있음을 알 수 있다. 그 결과 실제 염소 가스를 유입받아 휘발성 유기화합물의 제거하는 필터 장치에는 큰 무리가 가게 되며, 특히 바이오 필터를 사용하는 필터 장치에서는 오염 가스에서 휘발성 유기화합물의 농도가 급격히 변동되거나 유량이 변동되는 경우 한정된 미생물을 활용하는 바이오 필터의 특성상 안정적으로 운영되기 어렵다는 문제점이 있다.

이와 달리 전류 공급과 차단을 반복해 내부 카트리지 유닛(230)의 온도를 조절하여 필터 섬유의 흡착 및 탈착을 조절함으로써 휘발성 유기화합물의 농도를 목표 농축 농도로 일정하게 유지시켜 배출하는 본 발명의 전처리 장치의 휘발성 유기화합물 배출농도는 도 11의 그래프에 도시된 바와 같이 균일 농도의 휘발성 유기화합물을 가진 오염 가스를 배출하기 때문에 필터측 특히 바이오필터로 운영되는 필터측의 안정적인 운영을 가능하게 한다.

또한 본 발명에 따르면 도 12 및 도 13에 비교적으로 도시된 바와 같이 도면 좌측의 기존 방식에 비해 전류 공급과 차단을 반복해 내부 카트리지 유닛(230)의 온도를 조절하여 필터 섬유의 흡착 및 탈착을 조절해 반응부(200) 내에서 휘발성 유기화합물을 농축시킴으로써 도면 우측과 같이 휘발성 유기화합물의 농도를 농축(예컨데, 7.1배, 11.9배)시킨 상태로 일정하게 유지시켜 배출할 수 있게 된다.

한편 상기 제어부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 처리 조작을 위한 조작부(310)와, 상기 반응부(200)의 써모커플(233)들로부터 온도 정보를 획득하는 제 1 온도 정보 획득부(340)와, 상기 반응부(200)의 온도 측정기(250)로부터 온도 정보를 획득하는 제 2 온도 정보 획득부(350)와, 상기 반응부(200)의 농도 측정기(260)로부터 휘발성 유기화합물의 농도 정보를 획득하는 농도 정보 획득부(360)와, 상기 반응부(200)의 카트리지 유닛(230)에 전력을 공급하는 전력 조절부(370)와, 상기 반응부(200)의 밸브(110, 410)를 제어하는 밸브 조절부(380)와, 밸브 및 전력 제어부(360)와, 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 작동과 관련된 정보를 표시하여 반응부(200)의 동작 상태를 모니터링할 수 있는 표시부(330) 및 상기 각 부를 제어하기 위한 주제어부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제 1 온도 정보 획득부(340)와 제 2 온도 정보 획득부(350)는 카트리지 유닛(230)의 써모커플(233)과 적외선 방식의 온도 측정기(260)로부터 현재 측정된 온도 정보를 획득하는 구성으로, 사용자의 설정에 따라 이들 중 기준 온도를 설정하게 될 것이다.

상기 농도 정보 획득부(360)는 반응부(200)의 농도 측정기(260)로부터 현재 측정된 농도 정보를 획득하는 구성으로, 사용자의 설정에 의해 기설정된 목표농도값에 따라 농도 정보를 구성해 표시부(330)에 표시하고 목표농도값 도달시 도달신호를 제공할 것이다.

상기 전력 조절부(370)는 각각의 카트리지 유닛(230)에 대한 전류 공급을 제어하며 미리 프로그래밍된 제어 알고리즘에 따라 전류량을 조절하여 카트리지 유닛(230)의 온도를 조절하게 된다.

상기 밸브 조절부(380)는 상기 반응부(200)의 밸브(110, 410)를 개폐 제어하여 동작 모드(흡착, 탈착, 전처리)에 따라 가스가 지정된 경로로 유입 및 배출되도록 할 것이다.

여기에서 상기 주제어부(320)는 전처리 모드 시 상기 농도 정보 획득부(360)로부터 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도값을 전달받고 미리 설정된 휘발성 유기화합물에 대한 목표 농축 농도와 비교하여 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도에 비하여 낮으면 상기 전력 조절부(370)를 통해 각 카트리지 유닛(230)으로 인가되는 전류량을 늘려 카트리지 유닛(230)의 온도를 높임으로써 보다 많은 휘발성 유기화합물의 탈착을 유도해 반응부(200) 내 휘발성 유기화합물의 농도를 높이게 될 것이다. 또한 상기 주제어부(320)는 상기 농도 정보 획득부(360)로부터 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도값을 전달받고 미리 설정된 휘발성 유기화합물에 대한 목표 농축 농도와 비교하여 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도에 도달하면 상기 전력 조절부(370)를 통해 각 카트리지 유닛(230)으로 인가되는 전류를 차단시켜 카트리지 유닛(230)의 온도를 낮춤으로써 휘발성 유기화합물의 탈착을 중지시켜 반응부(200) 내 휘발성 유기화합물의 농도를 목표 농축 농도로 맞추게 될 것이다. 그리고 이 같은 과정(전류 공급/차단)이 반복되면서 전처리 모드 시 해당 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물의 농도는 목표 농축 농도로 유지될 것이다.

한편 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치는 도 4에 도시된 바와 같이 해당 이동식 처리장치를 이동시킬 수 있는 이동 수단(500)을 포함하여 구성될 것이다. 이 같은 이동 수단(500)은 반응부(200)는 물론 해당 반응부(200)의 외부 연결을 위한 제 1 연결부(100) 및 제 2 연결부(400) 그리고 제어부(300)까지 이동시킬 수 있다.

이 같은 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 이동은 특히 다수의 휘발성 유기화합물 배출원을 갖는 산업시설(예컨데 다수의 도장 시설을 갖는 조선소)에서 대단히 효율적으로 작용할 수 있다. 즉 각각의 휘발성 유기화합물 배출원에 대하여 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치를 설치 운영하는 경우 높은 설치 비용과 유지 비용은 물론 이들을 설치하기 위해 많은 부지가 필요할 것이다. 하지만 이와 달리 본 발명에서는 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치가 이동가능하기 때문에 오염 가스의 배출원과 오염 가스의 필터 등으로 이동하면서 흡착, 탈착 및 전처리 모드로 동작하여 효율적으로 운영함으로써 고정형 시설에 비해 오염저감 시설 및 유지 비용을 절약할 수 있고 오염저감 시설에 사용되는 부지를 절감할 수 있게 되는 효과를 가진다.

도 4에서는 상술한 이동 수단(500)이 반응부(200)를 받치는 트롤리 휠 형태로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아닌 바 바퀴, 캐터필러, 벨트 등의 다양한 형태로 가능하며 운송 수단에 적재되어 이동하는 형태로도 가능하다.

이제 도 9을 참조하여 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물의 흡탈착 처리 방법을 설명한다.

우선 S10 단계로서, 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치의 이동 수단(500)을 이용하여 해당 처리 장치를 휘발성 유기화합물 배출원 및/또는 휘발성 유기화합물 제거를 위한 필터측으로 이동시킨다.

여기에서 휘발성 유기화합물 배출원은 조선소의 도장 시설(20)이 될 수 있고, 휘발성 유기화합물 제거를 위한 필터측은 축열연소장치일 수 있다.

다음으로 S20 단계로서, 해당 이동식 처리장치의 구동 모드에 대한 사용자 입력을 요구하여 사용자로부터 흡착 모드, 탈착 모드 및 전처리 모드 중 하나에 대한 모드 선택을 입력받게 된다.

상기 흡착 모드는 오염 가스 배출 설비에서 배출되는 오염 가스를 유입받아 내부 카트리지 유닛(230)에 휘발성 유기 화합물을 흡착하는 동작으로 오염 가스에서 휘발성 유기 화합물을 제거하게 될 것이다. 이러한 흡착 모드를 통해 휘발성 유기화합물의 이동식 처리장치는 휘발성 유기 화합물에 대한 필터로서 작동할 수 있을 것이다.

상기 탈착 모드는 상기 흡착 모드에 의해 내부 카트리지 유닛(230)에 흡착되어 있는 휘발성 유기 화합물을 탈착시켜 외부로 배출하는 동작으로 이렇게 배출된 휘발성 유기 화합물은 실제 휘발성 유기화합물을 제거하는 필터측(예컨데, 축열연소장치나 바이오필터)으로 배출되어 제거될 수 있을 것이다. 이러한 탈착 모드를 통해 휘발성 유기화합물의 흡탈착 장치는 휘발성 유기 화합물에 대한 저장소로 작동할 수 있을 것이다.

상기 전처리 모드는 휘발성 유기화합물을 포함한 오염 가스를 배출하는 설비에서 실제 휘발성 유기화합물을 제거하는 필터 장치의 전단에 설치되어 운영되며, 설비에서 배출되는 오염 가스가 필터로 공급되기 전에 오염 가스 내 휘발성 유기화합물을 농축시켜 일정한 농도로 배출되도록 한다.

상기 S20 단계에서 흡착 모드가 선택된 경우, 이동식 처리장치의 제 2 연결부(100)에는 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관이 연결되고(S30), 이동식 처리장치의 제어부(300)는 제 2 연결부(400)의 제 2 밸브(410)를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부(200)로 유입시키게 된다(S32).

이에 따라 상기 반응부(200)에는 휘발성 유기화합물을 포함한 오염 가스가 채워지게 되며, 이 오염 가스가 카트리지 유닛(230)을 통해 제 1 공간(A)으로 이동해 제 1 연결부(100)를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)에 휘발성 유기화합물이 흡착될 것이며 이 흡착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 제거된 공기가 제 1 연결부(100)를 통해 배출될 것이다.

또한 이 같은 흡착 모드는 상술한 과정과 역순으로 진행될 수도 있다.

즉, 흡착 모드가 선택된 경우, 이동식 처리장치의 제 1 연결부(100)에 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관이 연결되고, 제 1 공간(A)으로 유입된 오염 가스가 카트리지 유닛(230)을 통해 제 2 공간으로 이동하면서 휘발성 유기화합물의 흡착이 이루어지고 이 흡착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 제거된 공기가 제 2 연결부(400)를 통해 배출되는 것도 가능하다.

한편, 상기 S20 단계에서 탈착 모드가 선택된 경우, 이동식 처리장치의 카트리지 유닛(230)에는 이미 휘발성 유기화합물이 흡착되어 있는 상태일 것이다. 따라서 이동식 처리장치의 제 2 연결부(400)에는 휘발성 유기화합물의 제거를 위한 필터측의 배관이 연결되고(S40), 이동식 처리장치의 제어부(300)는 제 1 연결부(100)의 제 1 밸브(110)를 작동시켜 외기를 내부 반응부(200)로 유입시키게 된다(S42).

이에 따라 상기 반응부(200)에서 제 1 공간(A)으로 진입한 외기가 카트리지 유닛(230)을 통해 제 2 공간(B)으로 이동해 제 2 연결부(400)를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)에서 휘발성 유기화합물이 탈착될 것이며(S44), 이 탈착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 포함된 공기가 제 2 연결부(400)를 통해 필터측으로 배출될 것이다(S46). 이때 카트리지 유닛(230)의 휘발성 유기화합물 탈착을 용이하게 하기 위해 해당 카트리지 유닛(230)에는 전류가 공급되어 가열되며 이에 따라 온도가 상승한 카트리지 유닛(230)은 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시킬 것이다.

또한 이 같은 탈착 모드는 상술한 과정과 역순으로 진행될 수도 있다.

즉, 탈착 모드가 선택된 경우, 이동식 처리장치의 제 2 연결부(100)에 외기가 공급되고 제 2 공간(B)으로 유입된 외기가 카트리지 유닛(230)을 통해 제 1 공간으로 이동하면서 휘발성 유기화합물의 탈착이 이루어지고 이 탈착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 포함된 공기가 제 1 연결부(100)를 통해 배출되는 것도 가능하다.

상기 S20 단계에서 전처리 모드가 선택된 경우, 이동식 처리장치의 제 1 연결부(100)에는 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관이 연결되고 제 2 연결부(100)에는 휘발성 유기화합물의 제거를 위한 필터측의 배관이 연결된다(S50).

이동식 처리장치의 제어부(300)는 제 1 연결부(400)의 제 1 밸브(410)를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부(200)로 유입시키며(S52), 이에 따라 이 오염 가스가 카트리지 유닛(230)을 통해 제 2 공간(B)으로 이동하면서 카트리지 유닛(230)의 필터 섬유(232)에는 휘발성 유기화합물이 흡착될 것이다(S54).

이후 제어부(300)는 반응부(200) 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 농축하기 위해 전력 조절부(370)를 통해 카트리지 유닛(230)에 전류를 공급해 가열하여 카트리지 유닛(230)에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시킬 것이다(S56).

다음으로 제어부(300)는 농도 측정기(260)로부터 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도값을 전달받고 미리 설정된 휘발성 유기화합물에 대한 목표 농축 농도와 비교판단하여 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도에 비하여 낮으면 상기 S56 단계로 절차를 이행하여 상기 전력 조절부(370)를 통해 각 카트리지 유닛(230)으로 인가되는 전류량을 늘려 카트리지 유닛(230)의 온도를 높임으로써 보다 많은 휘발성 유기화합물의 탈착을 유도해 반응부(200) 내 휘발성 유기화합물의 농도를 높이게 될 것이다(S58).

또한 S60 단계로서, 상기 제 S58 단계의 판단 결과, 상기 제어부(300)는 미리 설정된 휘발성 유기화합물에 대한 목표 농축 농도와 비교하여 현재 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도에 도달하면 상기 전력 조절부(370)를 통해 각 카트리지 유닛(230)으로 인가되는 전류를 차단시켜 카트리지 유닛(230)의 온도를 낮춤으로써 휘발성 유기화합물의 탈착을 중지시켜 반응부(200) 내 휘발성 유기화합물의 농도를 목표 농축 농도로 맞추게 될 것이다.

이 같은 과정(전류 공급/차단)이 반복되면서 해당 반응부(200) 내부의 휘발성 유기화합물의 농도는 목표 농축 농도로 유지될 수 있을 것이다.

그리고 S62 단계로서, 상기 제어부(300)는 밸브 조절부(380)를 통해 상기 제 2 밸브(410)을 동작시켜 목표 농축 농도의 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 배출시키게 될 것이다. 이렇게 배출된 오염 가스는 오염 가스 정화를 위한 필터측으로 전달될 것이다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 이동식 처리장치 20 : 도장 시설
21 : 오염 가스 공급배관 30 : 축열연소장치
100 : 제 1 연결부 110 : 제 1 밸브
200 : 반응부 220 : 구획벽
221 : 연통홀 230 : 카트리지 유닛
231 : 절연 프레임 232 : 필터 섬유
233 : 써모커플 240 : 전원선
250 : 온도 측정기 260 : 농도 측정기
300 : 제어부 310 : 조작부
320 : 주제어부 330 : 표시부
340 : 제 1 온도 정보 획득부 350 : 제 2 온도 정보 획득부
360 : 농도 정보 획득부 370 : 전력 조절부
380 : 밸브 조절부 400 : 제 2 연결부
410 : 제 2 밸브 500 : 이동 수단

Claims

휘발성 유기화합물 배출원;
휘발성 유기화합물 제거장치; 및
이동수단을 통하여 이동이 가능하며 휘발성 유기화합물을 흡착 또는 탈착하는 필터를 구비하는 적어도 하나 이상의 카트리지 유닛을 포함하여 이루지는 적어도 하나 이상의 이동식 처리장치;
를 포함하여 이루어지며,
상기 이동식 처리장치가 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 흡착하고, 이동수단을 통하여 이동하여 상기 휘발성 유기화합물 배출원에 연결되어 휘발성 유기화합물을 탈착하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 이동식 처리장치는 휘발성 유기화합물 배출원에 설치시 휘발성 유기화합물의 흡착을 통한 내부 카트리지 유닛의 포화에 따라 휘발성 유기화합물 탈착을 통해 재생되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 이동식 처리장치의 내부 반응부는 흡기부로부터 흡기된 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 카트리지 유닛의 필터에 통과시켜서 휘발성 유기화합물을 카트리지 유닛의 필터에 흡착시키고, 외기 또는 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 카트리지 유닛의 필터에 통과시켜서 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 이동식 처리장치는,
휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스가 공급되는 제 2 연결부;
상기 제 2 연결부로부터 오염 가스를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 필터를 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하는 반응부; 및
상기 반응부에서 휘발성 유기화합물이 제거된 공기를 배기하는 제 1 연결부; 를 포함하며,
이동 수단을 통하여 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 배출원과 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 반응부는,
상기 제 1 연결부와 연결된 제 1 공간과 제 2 연결부와 연결된 제 2 공간으로 반응부 내부를 구획하는 구획벽;
상기 구획벽에 거치되며, 절연 프레임에 의해 공기 이동이 가능한 내부 공간을 가지고 절연 프레임을 감싼 필터 섬유가 구비되어 필터 섬유를 통해 공기의 내외부 이동을 가능하게 해 상기 제 1 공간과 제 2 공간의 사이에서 공기가 이동하도록 하는 카트리지 유닛;
상기 카트리지 유닛에 연결되어 전류를 공급하는 전원선;
상기 카트리지 유닛의 온도를 측정하는 온도 측정기; 및
상기 반응부 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하는 농도 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 이동식 처리장치는,
외기가 공급되는 제 1 연결부;
상기 제 1 연결부로부터 외기를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 가열에 따라 필터에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키는 반응부; 및
상기 반응부에서 휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스를 배기하는 제 2 연결부; 를 포함하며,
이동 수단을 통하여 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 제거장치와 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 반응부는,
상기 제 1 연결부와 연결된 제 1 공간과 제 2 연결부와 연결된 제 2 공간으로 반응부 내부를 구획하는 구획벽;
상기 구획벽에 거치되며, 절연 프레임에 의해 공기 이동이 가능한 내부 공간을 가지고 절연 프레임을 감싼 필터 섬유가 구비되어 필터 섬유를 통해 공기의 내외부 이동을 가능하게 해 상기 제 1 공간과 제 2 공간의 사이에서 공기가 이동하도록 하는 카트리지 유닛;
상기 카트리지 유닛에 연결되어 전류를 공급하는 전원선;
상기 카트리지 유닛의 온도를 측정하는 온도 측정기; 및
상기 반응부 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하는 농도 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 카트리지 유닛은 상기 전원선이 절연 프레임에 연결되어 전류 공급에 따라 절연 프레임이 발열되어 필터 섬유의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 이동식 처리장치는,
휘발성 유기화합물이 포함된 오염 가스가 공급되는 제 1 연결부;
상기 제 1 연결부로부터 오염 가스를 공급받아 적어도 하나 이상의 내부 카트리지 유닛의 필터를 통해 휘발성 유기화합물을 흡착하며, 카트리지 유닛의 온도 변화에 의해 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 내부 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 농축하여 배출하는 반응부;
상기 반응부에서 휘발성 유기화합물의 농도가 제어된 오염 가스를 전달받아 배출하는 제 2 연결부; 및
상기 반응부 내의 휘발성 유기화합물 농도를 분석하여 상기 카트리지 유닛의 온도를 제어함으로써 휘발성 유기화합물 농도가 목표 농축 농도가 되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며,
이동 수단을 통하여 제 1 연결부가 휘발성 유기화합물 배출원과 연결되고 제 2 연결부가 휘발성 유기화합물 제거장치와 연결되도록 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 9항에 있어서,
상기 반응부는,
상기 제 1 연결부와 연결된 제 1 공간과 제 2 연결부와 연결된 제 2 공간으로 반응부 내부를 구획하는 구획벽;
상기 구획벽에 거치되며, 절연 프레임에 의해 공기 이동이 가능한 내부 공간을 가지고 절연 프레임을 감싼 필터 섬유가 구비되어 필터 섬유를 통해 공기의 내외부 이동을 가능하게 해 상기 제 1 공간과 제 2 공간의 사이에서 공기가 이동하도록 하는 카트리지 유닛;
상기 카트리지 유닛에 연결되어 전류를 공급하는 전원선;
상기 카트리지 유닛의 온도를 측정하는 온도 측정기; 및
상기 반응부 내 오염 가스의 휘발성 유기화합물 농도를 측정하는 농도 측정기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 카트리지 유닛은 상기 전원선이 절연 프레임에 연결되어 전류 공급에 따라 절연 프레임이 발열되어 필터 섬유의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 시스템.
이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 배출원으로 이동시키는 단계;
이동식 흡탈착 처리 장치의 제 2 연결부에 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관을 연결시키는 단계; 및
제 2 연결부의 제 2 밸브를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부로 유입시켜 오염 가스가 카트리지 유닛을 통해 이동해 제 1 연결부를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛의 필터 섬유에 휘발성 유기화합물을 흡착시키고, 휘발성 유기화합물이 제거된 공기를 제 1 연결부를 통해 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법.
이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 제거를 위한 휘발성 유기화합물 제거장치로 이동시키는 단계;
이동식 흡탈착 처리 장치의 제 2 연결부를 휘발성 유기화합물 제거장치에 연결시키고, 제 1 연결부의 제 1 밸브를 작동시켜 외기를 내부 반응부로 유입시키는 단계;
상기 반응부에서 외기가 카트리지 유닛을 통해 이동해 제 2 연결부를 통해 배출되는 과정에서 카트리지 유닛을 가열해 필터 섬유에서 휘발성 유기화합물이 탈착시키는 단계; 및
탈착 작용에 의해 휘발성 유기화합물이 포함된 공기를 제 2 연결부를 통해 휘발성 유기화합물 제거장치로 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법.
이동 수단을 이용하여 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치를 휘발성 유기화합물 배출원과 휘발성 유기화합물 제거장치로 이동시키는 단계;
이동식 흡탈착 처리 장치의 제 1 연결부에는 휘발성 유기화합물 배출원의 오염 가스 공급배관을 연결시키고, 제 2 연결부에는 휘발성 유기화합물 제거장치의 배관을 연결시키는 단계;
제 1 연결부의 제 1 밸브를 작동시켜 휘발성 유기화합물 배출원으로부터 오염 가스를 내부 반응부로 유입시켜 오염 가스가 카트리지 유닛을 통해 이동하는 과정에서 카트리지 유닛의 필터 섬유에 휘발성 유기화합물을 흡착시키는 단계;
상기 카트리지 유닛을 가열하여 온도를 변화시켜 휘발성 유기화합물을 탈착시키는 단계; 및
측정된 반응부 내 휘발성 유기화합물의 농도가 목표 농축 농도에 도달하면 오염 가스를 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 처리 방법.