KR20150101201A - 수분 제거 장치 - Google Patents

Abstract

수분 제거 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 수분을 함유한 배가스가 유입되는 유입관; 유입관으로 투입되는 배가스가 충돌을 일으키도록 유입관의 하류에 배치되며, 배가스의 유동 방향을 따라 단면적이 증가되는 원뿔 형상을 갖는 충돌 유닛; 유입관과 연결되고 내부에 충돌 유닛이 수용되며, 충돌 유닛과의 충돌에 의해 배가스로부터 제거되어 충돌 유닛의 표면을 따라 낙하하는 수분을 배출하는 배출구가 형성된 수분 제거 챔버; 및 수분 제거 챔버와 연결되어, 수분이 제거된 배가스가 배출되는 배출관을 포함하는 수분 제거 장치가 제공된다.

Description

수분 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING MOISTURE}

본 발명은 수분 제거 장치에 관한 것이다.

제철 공정 등에 있어 악취 가스를 포함한 배가스가 발생될 수 있다. 이러한 악취 가스를 처리하기 위해 약액 세정탑이 이용될 수 있다. 약액 세정탑의 경우 배가스에 포함된 악취 가스의 성분에 따라 약품을 선택하여 사용할 수 있으며 고농도의 악취 가스도 처리가 가능하다.

그러나 타르, COG 응축수 등을 처리하는 설비, 즉 화성 폐수 처리장에서 발생되는 주요 악취원인 페놀이나 VOCs류의 경우 약액 세정탑만으로는 처리 효율이 낮아 그 후단에 활성탄 흡착탑을 추가로 설치할 필요가 있다. 활성탄 흡착탑의 경우 처리 대상 배가스에 수분이 다량 함유되는 경우 수분에 의해 활성탄 표면이 손상을 받아 활성탄의 잦은 교체가 필요하다.

따라서 활성탄 흡착탑과 같이 수분에 의해 운전 비용이 증가될 수 있는 경우 엘리미네이터 또는 디미스터 등을 이용하여 배가스 내 수분을 제거할 수 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0130036호 (2012.11.28, 코크스 오븐 가스의 타르 및 수분 제거 장치 및 코크스 오븐 가스의 타르 및 수분 제거 방법)에 개시되어 있다.

본 발명은, 설치 면적 및 설치 비용을 줄이면서 배가스 내 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 수분 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수분을 함유한 배가스가 유입되는 유입관; 유입관으로 투입되는 배가스가 충돌을 일으키도록 유입관의 하류에 배치되며, 배가스의 유동 방향을 따라 단면적이 증가되는 원뿔 형상을 갖는 충돌 유닛; 유입관과 연결되고 내부에 충돌 유닛이 수용되며, 충돌 유닛과의 충돌에 의해 배가스로부터 제거되어 충돌 유닛의 표면을 따라 낙하하는 수분을 배출하는 배출구가 형성된 수분 제거 챔버; 및 수분 제거 챔버와 연결되어, 수분이 제거된 배가스가 배출되는 배출관을 포함하는 수분 제거 장치가 제공된다.

수분 제거 장치는, 충돌 유닛과 충돌하는 배가스에 함유된 수분을 응축시키기 위해 충돌 유닛 내에 설치되는 냉각 라인을 더 포함할 수 있다.

수분 제거 장치는, 충돌 유닛에 설치되어 배가스가 충돌하는 표면적을 증가시키는 제1 격벽을 더 포함하고, 제1 격벽은 충돌 유닛의 중심축이 내부에 위치하도록 연장되는 환형 구조를 가지며, 제1 격벽은 수분 제거 챔버의 배출구를 향해 기울어지게 배치될 수 있다.

제1 격벽의 하부에는 충돌 유닛 및 제1 격벽의 표면을 따라 낙하하는 수분이 통과하는 관통홀이 형성될 수 있다.

수분 제거 장치는, 유입관으로 투입되는 배가스가 충돌을 일으키도록 수분 제거 챔버의 내벽에 형성되는 제2 격벽을 더 포함하고, 제2 격벽은 수분 제거 챔버의 내벽을 따라 연장되는 환형 구조를 가지며, 제2 격벽은 수분 제거 챔버의 배출구를 향해 기울어지게 배치될 수 있다.

배출관의 단부는 수분 제거 챔버의 내부로 돌출되고, 수분 제거 장치는 배출관의 단부를 따라 연장되어 배출관으로의 수분 배출을 차단하는 제3 격벽을 더 포함할 수 있다.

수분 제거 챔버의 단면적은 유입관의 단면적은 보다 클 수 있다.

본 발명에 따르면, 설치 면적 및 설치 비용을 줄이면서 배가스 내 수분을 효과적으로 제거할 수 있어, 후단에 설치되는 설비의 수분에 의한 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 충돌 유닛과 제1 격벽을 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 충돌 유닛과 제1 격벽을 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 수분 제거 챔버와 제2 격벽을 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 수분 제거 챔버와 제2 격벽을 나타낸 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 수분 제거 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 악취 처리를 위해 약액 세정탑 등을 거쳐 수분(20)을 함유하고 있는 배가스(10) 내에서 수분(20)을 제거하기 위한 장치로서, 유입관(110), 충돌 유닛(120), 제1 격벽(122), 관통홀(124), 냉각 라인(130), 수분 제거 챔버(140), 제2 격벽(142), 배출구(144), 배출관(150), 및 제3 격벽(152)을 포함하는 수분 제거 장치(100)가 제시된다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 설치 면적 및 설치 비용을 줄이면서 배가스(10) 내 수분(20)을 효과적으로 제거할 수 있어, 수분 제거 장치(100)의 후단에 설치되는 설비, 예를 들어 활성탄 흡착탑의 활성탄이 수분(20)에 의해 손상을 입는 것을 최소화할 수 있다.

기존에 배가스(10) 등에서 수분(20)을 제거하기 위해 이용하였던 엘리미네이터, 디미스터 등은 넓은 설치 면적이 요구되고, 설치 비용 또한 고가이었으나, 본 실시예에 따른 수분 제거 장치(100)의 경우 설치 면적 및 비용을 최소화할 수 있으므로, 보다 저비용으로 효과적으로 배가스(10) 내의 수분(20)을 제거할 수 있다.

또한 이와 같이 배가스(10) 내 수분(20)은 효과적으로 제거함으로써, 수분 제거 장치(100)의 후단에 설치될 수 있는 활성탄 흡착탑 등의 활성탄이 수분(20)에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있으므로, 활성탄의 잦은 교체를 방지할 수 있다.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 수분 제거 장치(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

유입관(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 수분(20)을 함유한 배가스(10)가 유입되는 구성으로, 유입관(110)은 예를 들어 약액 세정탑에서 배출되어 수분(20)을 함유하고 있는 배가스(10)를 수분 제거 챔버(140)로 이송할 수 있다.

충돌 유닛(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 유입관(110)으로 투입되는 배가스(10)가 충돌을 일으키도록 유입관(110)의 하류에 배치될 수 있으며, 배가스(10)의 유동 방향을 따라 단면적이 증가되는 원뿔 형상을 가질 수 있다.

즉 충돌 유닛(120)은 배가스(10)의 유동 경로 상에 배치되어 배가스(10)는 그 유동에 따라 충돌 유닛(120)에 충돌을 일으키게 되며, 이에 따라 배가스(10) 내 존재하는 수분(20) 액적의 크기가 증가되고, 이러한 수분(20)이 충돌 유닛(120)의 표면을 따라 흘러내리게 되어 배가스(10)로부터 효과적으로 제거될 수 있다.

또한 충돌 유닛(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배가스(10)의 유동 방향을 따라 단면적이 증가되는 고깔 형상의 구조를 가진 판형 부재일 수 있으므로, 배가스(10)의 유동 저항을 최소화하면서도 수분(20)을 효과적을 제거할 수 있다.

이 경우 충돌 유닛(120)은 구리 등과 같이 열전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있으며, 도면에 직접적으로 도시되지는 않았으나 충돌 유닛(120) 내부에는 충돌 유닛(120)과 충돌하는 배가스(10)에 함유된 수분(20)을 응축시키기 위해 충돌 유닛(120) 내에 설치되는 냉각 라인(130)이 설치될 수 있다.

즉 충돌 유닛(120)의 내부에는 냉각수가 유동하고 충돌 유닛(120)은 열전도성 재질로 이루어질 수 있으므로, 충돌 유닛(120)에 충돌하는 배가스(10) 내 수분(20)은 충돌 유닛(120)에 열을 빼앗겨 효과적으로 응축이 일어나게 된다. 그리고 이와 같이 배가스(10) 내 수분(20)이 응축됨으로써 수분(20) 액적의 크기가 증가될 수 있으므로, 이러한 수분(20)은 충돌 유닛(120)의 표면을 따라 흘러내러 배가스(10)로부터 제거될 수 있다.

제1 격벽(122)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 충돌 유닛(120)에 설치되어 배가스(10)가 충돌하는 표면적을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 충돌 유닛(120)의 배가스(10)가 충돌하는 측 표면에 다수의 제1 격벽(122)을 설치함으로써 배가스(10)가 충돌할 수 있는 표면적이 증가하게 되므로 배가스(10) 내 수분(20)은 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 격벽(122)은 충돌 유닛(120)의 중심축이 내부에 위치하도록 연장되는 환형 구조를 가질 수 있다. 각 제1 격벽(122)은 환형 고리 구조를 가질 수 있으며, 원뿔 형상의 충돌 유닛(120) 표면에 설치됨에 따라 배가스(10)의 유동 방향을 따라 직경이 점차 증가되는 환형 구조를 가질 수 있다. 그리고 이들 환형 구조의 제1 격벽(122)은 각 중앙부가 원뿔의 중심축(C) 상에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한 제1 격벽(122)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수분 제거 챔버(140)의 배출구(144)를 향해 기울어지게 배치될 수 있다. 수분 제거 챔버(140)의 하부에는 배가스(10)로부터 제거된 수분(20)이 외부로 배출되는 배출구(144)가 형성될 수 있으며, 다수의 제1 격벽(122)은 이러한 배출구(144)를 향하도록 경사지게 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 격벽(122)이 배출구(144)를 향해 경사지게 배치됨으로써 배가스(10)의 유동 저항을 최소화하면서도 수분(20) 제거 효율을 높일 수 있고, 제1 격벽(122) 표면에 응축되어 제1 격벽(122)을 따라 흐르는 수분(20)의 유동을 배출구(144) 측으로 가이드할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 격벽(122)의 하부에는 충돌 유닛(120) 및 제1 격벽(122)의 표면을 따라 낙하하는 수분(20)이 통과하는 관통홀(124)이 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 격벽(122) 각각의 하부에 관통홀(124)이 형성됨으로써 배가스(10)로부터 제거된 수분(20)이 제1 격벽(122) 내에 정체되는 것을 방지할 수 있다.

수분 제거 챔버(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 유입관(110)과 연결되고 내부에 충돌 유닛(120)이 수용될 수 있으며, 그 하부에는 상술한 충돌 유닛(120)과의 충돌에 의해 배가스(10)로부터 제거되어 충돌 유닛(120)의 표면을 따라 낙하하는 수분(20)을 배출하는 배출구(144)가 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 수분 제거 챔버(140)의 단면적은 유입관(110)의 단면적은 보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같이 수분 제거 챔버(140) 및 유입관(110)의 중심축에 수직한 단면을 기준으로 수분 제거 챔버(140)의 단면적이 유입관(110)의 단면적 보다 크게 형성됨으로써, 배가스(10)의 유동 속도가 유입관(110)에 비해 수분 제거 챔버(140)에서 감소하여, 배가스(10)가 수분 제거 챔버(140)에 머무르는 시간이 증가될 수 있으므로, 배가스(10) 내 수분(20) 제거 효율이 보다 증가될 수 있다.

제2 격벽(142)은 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 유입관(110)으로 투입되는 배가스(10)가 충돌을 일으키도록 수분 제거 챔버(140)의 내벽에 형성될 수 있다. 이와 같이 수분 제거 챔버(140)의 내벽에 제2 격벽(142)을 추가로 구비함으로써 배가스(10) 중 충돌 유닛(120)에 충돌하지 않고 그 주위 공간을 통해 지나가는 배가스(10)에서도 수분(20)을 추가적으로 제거할 수 있다.

이 경우 제2 격벽(142)은 수분 제거 챔버(140)의 내벽을 따라 연장되는 환형 구조를 가질 수 있으며, 제1 격벽(122)과 유사하게 수분 제거 챔버(140)의 배출구(144)를 향해 기울어지게 배치될 수 있다. 이와 같이 제2 격벽(142)이 배출구(144)를 향해 경사지게 배치됨으로써 배가스(10)의 유동 저항을 최소화하면서도 수분(20) 제거 효율을 높일 수 있고, 제2 격벽(142) 표면에 응축되어 제2 격벽(142)을 따라 흐르는 수분(20)의 유동을 배출구(144) 측으로 가이드할 수 있다.

배출관(150)은 도 1에 도시된 바와 같이 수분 제거 챔버(140)와 연결되어, 이러한 배출관(150)을 통해 충돌 유닛(120), 제1 격벽(122) 및 제2 격벽(142)에 의해 수분(20)이 제거된 배가스(10)가 배출될 수 있다.

이 경우 도 1에 도시된 바와 같이 배출관(150)의 단부는 수분 제거 챔버(140)의 내부로 돌출될 수 있으며, 이와 같이 돌출된 배출관(150)의 단부를 따라 제3 격벽(152)이 연장될 수 있다. 제3 격벽(152)은 후크 형상의 단면을 가질 수 있으며 이에 따라 수분(20)의 배출을 방지하는 걸림턱의 기능을 수행할 수 있다. 따라서 배가스(10)로부터 제거되어 수분 제거 챔버(140)의 내벽을 따라 흐르는 수분(20)은 이러한 제3 격벽(152)에 의해 배출관(150)으로 배출되는 것이 방지될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 배가스
20: 수분
100: 수분 제거 장치
110: 유입관
120: 충돌 유닛
122: 제1 격벽
124: 관통홀
130: 냉각 라인
140: 수분 제거 챔버
142: 제2 격벽
144: 배출구
150: 배출관
152: 제3 격벽
C: 중심축

Claims (7)

1. 수분을 함유한 배가스가 유입되는 유입관;
   상기 유입관으로 투입되는 상기 배가스가 충돌을 일으키도록 상기 유입관의 하류에 배치되며, 상기 배가스의 유동 방향을 따라 단면적이 증가되는 원뿔 형상을 갖는 충돌 유닛;
   상기 유입관과 연결되고 내부에 상기 충돌 유닛이 수용되며, 상기 충돌 유닛과의 충돌에 의해 상기 배가스로부터 제거되어 상기 충돌 유닛의 표면을 따라 낙하하는 수분을 배출하는 배출구가 형성된 수분 제거 챔버; 및
   상기 수분 제거 챔버와 연결되어, 수분이 제거된 상기 배가스가 배출되는 배출관을 포함하는 수분 제거 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충돌 유닛과 충돌하는 상기 배가스에 함유된 수분을 응축시키기 위해 상기 충돌 유닛 내에 설치되는 냉각 라인을 더 포함하는 수분 제거 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 충돌 유닛에 설치되어 상기 배가스가 충돌하는 표면적을 증가시키는 제1 격벽을 더 포함하고,
   상기 제1 격벽은 상기 충돌 유닛의 중심축이 내부에 위치하도록 연장되는 환형 구조를 가지며,
   상기 제1 격벽은 상기 수분 제거 챔버의 상기 배출구를 향해 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 수분 제거 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 격벽의 하부에는 상기 충돌 유닛 및 상기 제1 격벽의 표면을 따라 낙하하는 수분이 통과하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수분 제거 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 유입관으로 투입되는 상기 배가스가 충돌을 일으키도록 상기 수분 제거 챔버의 내벽에 형성되는 제2 격벽을 더 포함하고,
   상기 제2 격벽은 상기 수분 제거 챔버의 내벽을 따라 연장되는 환형 구조를 가지며,
   상기 제2 격벽은 상기 수분 제거 챔버의 상기 배출구를 향해 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 수분 제거 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 배출관의 단부는 상기 수분 제거 챔버의 내부로 돌출되고,
   상기 배출관의 단부를 따라 연장되어 상기 배출관으로의 수분 배출을 차단하는 제3 격벽을 더 포함하는 수분 제거 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 수분 제거 챔버의 단면적은 상기 유입관의 단면적은 보다 큰 것을 특징으로 하는 수분 제거 장치.
   

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