KR20150109037A - 오염물질 연동방식을 이용한 처리농도 조절형 흡착탑 - Google Patents

오염물질 연동방식을 이용한 처리농도 조절형 흡착탑 Download PDF

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Abstract

반도체공업이나 화학공업 산업폐기물을 소각하는 여러분야에서 다량으로 배출되는 산성가스 및 유해가스 처리를 위하여 제공된다. 처리효율이 떨어지는 전기집진장치의 단점을 보완하고 종합처리효율을 유지할 수 있는 다단형 흡착탑을 제공하는 것이다. 효율을 일정하게 유지하기 위하여 흡기부, 배기부, 유입부와 배기부의 사이에 연결되며, 주처리부를 포함하여 상기 흡입부로부터 흡입된 산성가스를 중화하는 소석회 반응부, 상기처리된 가스를 제거하는 제올라이트 흡착부, 상기 산성가스 및 유해가스의 농도를 측정하여 다단형 흡착탑의 개폐밸브를 조절하는 제어부를 갖는 다단형 흡착탑이다

Description

오염물질 연동방식을 이용한 처리농도 조절형 흡착탑{Multi level control adsorption tower using air pollutants feed back system}
본 발명은 산성가스 및 유해가스를 처리하는 흡착탑에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 흡착탑을 3단으로 구성하고 배출구의 농도를 측정하여 배출기준치의 50%이내인 경우 유입가스는 1번 흡착탑을 통과하여 처리하며, 배출기준치의 50~70%인 경우 1번과 2번 흡착탑과, 배출기준치의 70~90%의 경우 1,2,3번 흡착탑을 모두 통과할수 있게 함으로써 배출구의 오염물질 농도를 일정한 수준이하로 유지할 수 있도록 구성한 흡착탑에 관한 것이다.
최근 전자제품 제조공정, 화학공정 반도체공업 등 여러분야에서 다량의 유해가스 및 산성가스가 발생되고 있으며, 이에따른 가스 유출사고 및 폭발사고 또한 증가하고 있다. 유해가스는 종류도 많고 물리화학적 특성이 다양하며 가스종류에 따라 인체에 독성이 강하여 급성이나 만성중독을 가져온다. 이러한 유해가스가 발생되는 작업장에서는 작업자의 건강보호와 주위 주민들에게 피해가 발생되지 아니하도록 유해가스처리에 주의를 기울여야한다.
유해가스에는 암모니아, 불화수소, 시안화수소, 일산화탄소, 포름알데히드, 황화수소, 염화수소, 이산화질소, 이산화유황, 염소 등이 있다. 이중 암모니아, 시안화수소는 공기 중에서 연소는 어렵지만 폭발성의 혼합기체를 만들며, 불화수소는 불연성으로 폭발성은 없지만 금속과 반응하여 수소를 발생하고 이것이 폭발의 원인이 되는 경우가 있다. 포름알데히드, 일산화탄소, 황화수소는 공기와 혼합되면 대단한 폭발성을 가지고, 이산화질소는 불용성으로 폭발성은 없지만 다른 물질에 대한 산화성이 강하다. 염화수소는 불연성으로 폭발성은 없지만 수분 존재하면 금속과 반응하여 수소를 발생하고 이것이 공기와 혼합하여 폭발을 일으키는 경우가 있다.
산성가스를 제거하는 방법 중 흡착제에 의한 흡착공정은 가장 일반적이며 간단하고 경제적인 처리방법이다. 흡착공정은 다른 공정보다 높은 유해가스 제거효율과 낮은 에너지비용의 이점이있으며 분리하고자 하는 흡착질의 종류 및 운전하고자 하는 공정의 특성에 맞게 적절한 흡착제를 선택할 수 있다. 흡착공정의 일차적 목표는 흡착질에 대한 높은 선택성과 흡착성능 그리고 안정성을 갖는 흡착제의 개발이다. 산성가스를 제거하기 위한 흡착제로는 활성탄 제올라이트 활성 알루미나, 활성 점토 등이 주로 쓰이고 있으며 이들 중에서도 활성탄과 제올라이트가 현재 가장 많이 사용되고 있다.
유해가스는 방지시설에서 유해가스 처리 후 에도 미량의 미처리가스가 주위로 확산되어 악취민원을 일으키기도 하므로 악취가스 처리시는 고효율의 방지시설을 설치하고 항상 정상가동을 유지하도록 관리하여야 한다.
흡착탑을 이용한 흡착공정은 높은 유해가스 제거효율과 낮은 에너지비용의 이점이 있으며 분리하고자 하는 흡착질의 종류 및 운전하고자 하는 공정의 특성에 맞게 적절한 흡착제를 선택 할 수 있다. 흡착공정의 일차적 목표는 흡착질에 대한 높은 선택성과 흡착성능 그리고 안정성을 갖는 흡착제의 개발이다. 산성 가스를 제거하기위한 흡착제로는 활성탄 제올라이트 활성 알루미나, 활성 점토 등이 주로 쓰이고 있으며 이들 중 에서도 활성탄과 제올라이트가 현재 가장 많이 사용되고 있다.
흡착탑은 유입되는 농도의 관계없이 일정한 양의 유입가스를 처리하기 때문에 다양한 농도의 유해가스의 유입을 위한 처리장치개발이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다양한 농도의 유해가스의 처리를 위하며, 일정한 농도의 유해가스만 처리할 수있던 기존의 흡착탑의 단점을 보완하고 종합처리효율을 유지할 수 있는 다단형 흡착탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 흡착탑은, 흡입부 및 배기부; 상기 흡입부와 상기 배기부의 사이에 연결되며, 주처리부를 포함하여 상기 흡입부로부터 흡입된 산성가스를 중화하는 소석회 반응부, 상기처리된 가스를 제거하는 제올라이트 흡착부, 상기 산성가스 및 유해가스의 농도를 측정하여 다단형 흡착탑의 개폐밸브를 조절하는 제어부를 갖는 다단형 흡착탑이다. 또한 소석회 및 제올라이트의 교체를 용이하도록 반응부의 개폐를 할 수 있는 교체형 카트리지를 갖는 것이 특징인 다단형 흡착탑이다.
상기 다단형 흡착탑은 기존 흡착탑에 비해 일정한 효율로 처리가 가능한 장치일 수 있다.
본 발명에 의한 다단형 흡착탑은 기존의 흡입되는 가스의 농도와 상관없이 1단형 흡착탑에 의해 처리되어 일정한 처리효율을 내는 것이 어려웠던 문제를 해결하고 흡입되는 가스의 농도에 따라 다단으로 설계된 흡착탑 반응조를 개폐하여 산성가스 및 유해가스 처리를 유지할 수 있게 하는 것이 가능한 발명이다.
본 발명에 따른 흡착탑은 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징 및 장점들을 보다 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 1단 다단형 흡착탑을 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 흡착탑 소석회 반응조 및 제올라이트 흡착부의 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 흡착탑의 개폐조절을 제어하는 제어부의 상호관계를 도시한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
유해가스는 종류도 많고 물리화학적 특성이 다양하므로 가스성분과 성상을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 유해가스는 가스종류에 따라 인체에 독성이 강하여 급성이나 만성중독을 가져오는 물질이 있는데 이러한 유해가스가 발생되는 작업장에서는 작업자의 건강보호와 주위 주민들에게 피해가 발생되지 아니하도록 유해가스처리가 중요하다.
악취가 강한 유해가스는 작업장내로 확산되어 작업환경을 오염시키고 창문이나 출입문을 통하여 외부로 누출되어 악취가 멀리까지 발생되므로 작업환경을 쾌적하게 유지하도록 하며 방지시설에서 유해가스 처리 후 에도 미량의 미처리가스가 주위로 확산되어 악취민원을 일으키기도 하므로 악취가스 처리시는 고효율의 방지시설을 설치하고 항상 정상가동을 유지하도록 관리하여야 한다.
유해가스를 처리하는 기술에는 물리적인 방법, 화학적인 방법, 생물학적인 방법, 연소방법등 의 다양한 처리방법이 있으며 한 가지 방지시설 설치로 처리하는 경우 또는 2가지 이상의 방지시설을 병렬로 설치하여 유해가스를 처리하는 방법 등이 있으며 복수의 처리시설을 설치운영시에는 압력손실에 높게되어 송풍기 마력이 커지게되며 또한 배기풍량이 적어져서 방지시설 효율저하를 발생하기도 한다. 유해가스를 처리할때에는 단일성분의 유해가스 혹은 여러 성분의 복합 유해가스인가에 따라 방지시설을 선정하여야하며 방지시설 설치비용 및 운전비용 유지보수 비용을 조사하여 효율적이 고경제적인 유해가스처리가 이루어지도록 해야 한다. 따라서 다양한 성상 및 농도의 가스를 처리하기 위한 고효율의 처리장치개발이 필요하다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 흡착탑에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 3단 다단형 흡착탑을 나타낸 도면이며 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 및 제올라이트 흡착부의 사시도, 도 3은 다단형 흡착탑의 흡입농도에 따라 다단을 조절하는 제어부내의 각각의 동작 유닛을 나타낸 블록도이다.
흡착탑에 적용한 다양한 실시예들을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착탑은 흡입부(10) 및 배기부(50), 흡입부(10)와 배기부(50) 사이에 연결되는 다단형 주처리부(20) 및 소석회처리부(30), 제올라이트 흡착부(40), 그리고 다단형 처리부의 유입개폐를 조절하는 제어부(60)를 포함한다. 흡입부 개폐밸브(110, 120, 130)에 의해 다단형으로 흡수탑 처리가 가능하며, 개폐밸브의 개폐여부에 따라 3단의 주처리부(210, 220, 230)로 나누어 유입된다. 소석회처리부(30)는 소석회 반응 처리부(310) 및 소석회 교체형카트리지(320)를 포함하며, 제올라이트 흡착부(40)는 제올라이트 반응 처리부(410) 및 제올라이트 교체형카트리지(420)를 포함한다.
도 2는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 유해가스를 제거하는 공정에 대해 상세히 설명한다. 이를 통해 소석회에 의해 산성가스의 중화반응 및 제올라이트에 의한 흡착반응이 일어나며, 소석회 및 제올라이트의 교체가 가능하도록 설계된 교체용 카트리지의 교체시점에 대해서 상세히 설명된다.
도 3은 도 1을 참조하여, 상부에서 나타낸 블록도이다. 이를 통해 도 1에 대한 이해를 높일 수 있다. 배기부에 설치된 농도측정부(630)에 의해 유해가스 및 산성가스의 농도를 측정하여, 데이터베이스 서버(610)에 등록된 정보를 바탕으로 다단형 흡수탑의 개폐가 필요 시 전산제어부(620)에 명령하여 다단형 흡착탑의 유입개폐밸브를 조절하는 순서에 대해 상세히 설명한다.
이를 통해 기존 흡착탑을 보완하여 산성가스의 성상 및 농도에 따라 다단형 흡착탑의 처리량을 다르게 하여 처리효율을 일정하게 유지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1 : 다단형 흡착탑
10 : 흡입부
110 : 1단 개폐밸브
120 : 2단 개폐밸브
130 : 3단 개폐밸브
20 : 다단형 주처리부
210 : 1단 주처리부
220 : 2단 주처리부
230 : 3단 주처리부
30 : 소석회 처리부
310 : 소석회 반응 모듈
320 : 소석회 교체형 카트리지
40 : 제올라이트 흡착부
410 : 제올라이트 흡착모듈
420 : 제올라이트 교체형 카트리지
50 : 배기부
60 : 제어부
610 : 데이터베이스서버
620 : 전산제어부
630 : 농도측정부

Claims (3)

  1. 흡착탑을 3단으로 구성하여 데이터베이스에 저장된 배출기준치에 의해 다단의 흡착탑의 개폐를 조절하여 배기부의 오염물질 농도를 일정한 수준 이하로 유지할 수 있도록 구성한 흡착탑.
  2. 제1항에 있어서, 배기부의 농도는 오염물질 센서장치를 설치하여 실시간으로 측정데이터를 전산제어부로 보내주고(Feed Back) 배출농도 측정값에 따라 미리 산정된 전산프로그램에 의해 흡착모듈의 흡입부에 위치한 개폐밸브를 작동하여 오염물질의 배출농도의 제어가 가능한 흡착탑. 측정된 배출구의 오염물질농도가 기준치 이상일 경우 전산제어부에서 미리 설정한 프로그램에 따라 알람 및 경광등을 작동하거나 관리자에게 SMS, 이메일 등을 전송함으로써 교체 및 점검이 가능하도록 구성된 흡착탑.
    흡착탑을 3단으로 구성하여 데이터베이스에 저장된 배출기준치에 의해 다단의 흡착탑의 개폐를 조절하여 배기부의 오염물질 농도를 일정한 수준이하로 유지할 수 있도록 구성한 흡착탑.
  3. 제2항에 있어서, 소석회 처리부와 제올라이트의 교체가 가능하도록 교체형 카드리지로 설계하고, 최초에 1번을 교체시 2와 3번을 1과 2번으로 위치시키고 새 흡착모듈은 3번에 위치시키며, 이후에 동일한 방식으로 흡착모듈을 교체함으로써 일정한 배출농도와 교체주기를 보장할 수 있도록 설계한 흡착탑.
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