KR20160058130A - 유체 스트림 화학물질 화합물의 수집, 증착 및 분리를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

유체 스트림 화학물질 화합물의 수집, 증착 및 분리를 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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마우로 트리포디
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이노베이션 인 사이언스 앤드 테크놀로지스 에스.알.엘.
파올로 트리포디
스판토, 기우제페
마우로 트리포디
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Abstract

유체 스트림에서 화학물질 화합물들의 수집, 증착 및 분리를 위해 적응되고, 그리고 폐쇄된 체적에 삽입되도록 적응된 시스템으로서,
상기 유체 스트림이 0 ≤ α < 90° 각도를 형성하는 이웃하는 층들을 통해 통과하는 것을 허용하는 다수의 윈도우 개구들(Si)을 갖는 층들의 스택(21, …, 2n; 41, …, 4n)―상기 각도는 가변적이며 제어되고, 상기 이웃하는 층들 사이 간격은 가변적이며 제어되어 시스템의 내부 유체 스트림의 유동 속도를 제어함―;
층들 사이에 있으며, 그리고 폐쇄된 체적 내부에 액체 화학물질 용액을 분무하도록 적응되어, 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에 액체 화학물질 용액의 박막을 형성하는, 다수의 확산 틈새들(31, …, 3m; 51, …, 5m);
상기 유체 스트림에 혼합되도록 상기 스택의 상류에 화학물질 용액의 액적들을 발생시키기 위한 시스템; 및
액적들과의 충돌에 의해 그리고 박막 상에서의 확산에 의해 그리고 화학물질 용액과의 대향류에 의해 수집되는 화학물질 화합물들의 입자들을 포함한다.

Description

유체 스트림 화학물질 화합물의 수집, 증착 및 분리를 위한 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR FLUID STREAM CHEMICAL COMPOUNDS COLLECTION, DEPOSITION AND SEPARATION}
본 발명은, 유체 스트림(fluid stream) 화학물질 화합물들의 수집(collection), 증착(deposition) 및 분리(separation)를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며, 이는 솔리드 대형 표면(solid large surface)에서의 응축에 의해 그리고 화학물질 화합물들의 분리 및 축적에 의해 유체 스트림들에서 화학물질 화합물들을 분리한다.
상이한 종류들의 세퍼레이터(separator) 시스템들, 특히 오염물들과 액체 액적들 사이의 충격의 영향에 기초하여 주로 스크러빙(scrubbing) 시스템들에서 사용될 액체에 대한 가스 접촉 디바이스들이 공지된다.
그러나, 이들 공지된 시스템들은, 분리될 그리고 축적될 특정한 종류의 화학물질 화합물들의 특별한 상황들에서만 사용되도록 제한되며, 상이한 그리고 변화하는 상황들 및 표면들에서의 광범위한 사용을 위해서 최적화되지는 않는다.
따라서, 상기 설명된 문제들을 해결할 수 있는 응축(condensation) 및 분리 시스템을 통해 통과하는 유체 스트림에 존재하는 화합물들을 증착 및 분리시키기 위한 방법 및 시스템을 제안하는 것이 본 발명의 주 목적이다.
본 발명의 기본 개념은, 유체 스트림 플럭스 속도(fluid stream flux velocity)를 변화시키는 것에 기초하여, 유체 스트림에서 존재하는 화합물들을 응축하고 응축 표면으로부터 응축된 재료를 분리하기 위한 시스템 및 방법을 생성하는 것이다.
본 발명의 특별한 목적은, 유체 스트림에서 화학물질 화합물들의 수집, 증착 및 분리를 위한 방법을 제안하는 것이며, 상기 방법은
폐쇄된 체적(closed volume)에서, 상기 유체 스트림이 0 ≤ α < 90° 각도를 형성하는 이웃하는 층들을 통해 통과하는 것을 허용하는 다수의 윈도우 개구들을 갖는 층들의 스택(stack)을 제공하는 단계―상기 각도는 가변적이며 제어되고, 상기 이웃하는 층들 사이 간격은 가변적이며 제어되어 유체 스트림의 유동 속도를 제어함―;
상기 폐쇄된 체적에서, 층들 사이에 있으며, 그리고 폐쇄된 체적 내부에 액체 화학물질 용액을 분무하고 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에 액체 화학물질 용액의 박막을 형성하도록 적응되는, 확산 틈새들(spreading apertures)을 제공하는 단계;
상기 유체 스트림에서 혼합될, 상기 스택 상류의 화학물질 용액의 액적들을 생성하는 단계;
액적들과의 충돌에 의해 그리고 박막 상에서의 확산에 의해 화학물질 화합물들의 입자들을 수집하는 단계를 포함하고, 상기 입자들은 화학물질 용액과 대향류이다.
본 발명의 추가의 목적은, 유체 스트림에서 화학물질 화합물들의 수집, 증착 및 분리를 위해 적응된, 또한 폐쇄된 체적에 삽입되도록 적응되는, 시스템을 제안하는 것이며, 상기 시스템은,
유체 스트림이 0 ≤ α < 90° 각도를 형성하는 이웃하는 층들을 통해 통과하는 것을 허용하는 다수의 윈도우 개구들을 갖는 층들의 스택―상기 각도는 가변적이며 제어되고, 상기 이웃하는 층들 사이 간격은 가변적이며 제어되어 시스템의 내부 유체 스트림의 유동 속도를 제어함―;
층들 사이에 있으며, 그리고 폐쇄된 체적 내부에 액체 화학물질 용액을 분무하도록 적응되어, 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에 액체 화학물질 용액의 박막을 형성하는, 다수의 확산 틈새들;
상기 유체 스트림에 혼합되도록 상기 스택의 상류에 화학물질 용액의 액적들을 발생시키기 위한 시스템; 및
액적들과의 충돌에 의해 그리고 박막 상에서의 확산에 의해 그리고 화학물질 용액과의 대향류에 의해 수집되는 화학물질 화합물들의 입자들을 포함한다.
이들 및 추가의 목적들은, 본 명세서의 통합 부분을 형성하는 첨부된 클레임들에서 설명되는 바와 같이, 유체 스트림 플럭스 속도 변화에 기초하여, 유체 스트림에 존재하는 화합물들을 응축하고 응축 표면으로부터 응축된 재료를 분리하기 위해 적응된 시스템 및 방법에 의해 성취된다.
본 발명은, 하기 상세한 설명으로부터 완벽하게 명확해질 것이며, 단지 예시적이며 비제한적인 예로써 부여되어 첨부된 도면들을 참조하여 판독된다.
도 1은 층 기하학(layer geometry)의 실시예의 예를 도시한다.
도 2는 증착 스택을 통한 액체 화학물질 용액 유체 유동(liquid chemical solution fluid flow)의 실시예의 예를 도시한다.
도 3은 증착 스택의 표면을 세정하기 위해서 또한 사용되는, 증착 스택을 통한 액체 화학물질 용액 카운터 플로우(counter flow liquid chemical solution)의 실시예의 예를 도시한다.
도 4는 액체 화학물질 용액 유체 유동을 갖는 다른 증착 스택 기하학의 실시예의 예를 도시한다.
도 5는 등방성(isotropic) 액체 화학물질 용액 유동 속도 함수의 실시예의 예를 도시한다.
도 6은 층들의 상류 액적들의 유동을 생성하기 위한 시스템의 실시예의 예를 도시한다.
도면들에서 동일한 참조 부호들 및 숫자들은, 동일하거나 기능적으로 등가인 부품들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 방법 및 시스템의 실시예들의 일부 비제한적인 예들이 설명된다.
본 발명의 시스템은, 유체 스트림 플럭스 속도 변화에 기초하여, 유체 스트림에 존재하는 화합물들을 응축하고 응축 표면으로부터 응축된 재료를 분리하기 위해 적응되며 그리고 하기에 설명되는 요소들을 기본적으로 포함한다.
이 시스템은 , 부여된 형상, 예컨대 원통형 형상 또는 평행 육면체 형상 또는 주문에 의한 비정규적인 형상(custom non canonical shape)을 갖는 폐쇄 체적, 이를테면 "증착 스택"에 삽입된다.
증착 스택은, 적어도 유체 스트림이 체적에 진입하는 것을 허용하는 표면적 및 적어도 유체 스트림이 체적으로부터 벗어나는 것을 허용하는 표면적을 갖는다.
증착 스택은, 내부에 유압 시스템을 갖는데, 이 시스템은 물 또는 일반적으로 액체 화학물질 용액을 분사하고(inject) 입구 표면적으로부터 액체를 방출한다.
증착 스택은, 내부에 층들의 스택을 갖는데, 이 스택은 이들 스택 상에 존재하는 윈도우 개구들에 의해 유체 스트림 및 액체가 관통하는 것을 허용한다.
유압 시스템에는 확산 틈새들(spreading apertures), 이를테면 스프레이어들 및/또는 노즐들 및/또는 탭들이 제공되며, 이들은 층들 사이(내부) 그리고 또한 바람직하게는 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 상에 존재하여, 증착 스택 내부, 심지어 층들 사이에서 조차 물 및/또는 액체 화학물질 용액을 분무하도록 적응된다.
층들의 스택은, 바람직하게는 다음의 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐를 특징으로 한다:
층들의 표면들은 평면(도 2 및 도 3에서 표면들(21,…, 2n)) 또는 비평면(도 4에서 표면들(41, …, 4n))이다.
- 스택에서, 이웃하는 층들 사이의 간격은 가변적이며 제어가능하고;
- 스택에서, 이웃하는 층들은 0 ≤ α < 90°가 되도록 각도(α)를 형성하며; 이 각도는 분리될 입자들(예컨대, 오염물 입자들(pollutant particles))의 통계학적 조성에 따라서, 특히 하기에 설명되는 바와 같이, 높은 비율의 확산될 입자들(즉, 대형 산업 플랜트에서 무기 물질들, PM1)에 대해 더 큰 각도를 향해, 또는 높은 비율의 충돌될 입자들에 대해 더 작은 각도를 향해 판정되고 변화 가능하다.
- 층들은, 이웃하는 층들 사이의 각도를 설정하기 위해서 제어되도록 구성되는 적절한 서포트들에 의해서 증착 스택에 매달린다. 가능한 실시예에서, 서포트들은 하기에 설명된 바(bar)들일 수 있다.
윈도우 개구들(Si)(도 1)은 바람직하게는 하기 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐를 특징으로 한다:
- 윈도우 개구들은 이들 사이에서조차 상이한 기하학적 형상들, 예컨대, 등주 부등식(isoperimetric inequality)에 관하여 원형으로부터 삼각형 기하학적 형상으로 규정된다.
- 윈도우 개구들은 네트에 의해 커버되며, 이 네트는 5 mm 미만의 메시를 갖는다;
- 모든 표면(층)은 하나 이상의 윈도우 개구를 포함한다;
- 모든 표면(층)은 다양한 기하학적 형상의 윈도우 개구들을 가질 수 있다;
- 단일 층에서의 윈도우 개구들의 배치(disposition)는 불규칙할 수 있어, 심지어 동일한 스택 배치의 다른 층에서 카피될 수 없으며; 연속한 층들에서, 윈도우들의 위치들은 상이할 수 있다.
유압 시스템은, 바람직하게는 다음의 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐를 특징으로 한다:
확산 틈새들(스프레이어들 및/또는 노즐들 및/또는 탭들)이 층들 사이(내부) 그리고 또한 바람직하게는 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 상에 존재한다. 예컨대, 도 2, 도 3 및 도 4에서, 스프레이어들 및/또는 노즐들 및/또는 탭들은, 실질적으로 체적에서 길이방향으로 삽입되고 층들을 통해 통과하는 다수의 바들(31, …, 3m; 51, …, 5m) 상에서 획득된다. 스프레이어들 및/또는 노즐들 및/또는 탭들에 의해, 층들 사이에서 실질적으로 층들의 표면들 그리고 바람직하게는 체적의 횡방향 벽들을 세정하고, 그리고 대향류(counter flow)로 수집될 입자들을 배출(draining away)하기 위해서, 물 또는 액체 화학물질 용액이 체적 내부에 분무된다. 확산 틈새들의 형태는, 층들의 전체 표면 상에서 심지어 체적의 횡방향 벽들 상에서 가능한 많은 용액을 분무하도록, 분무될 유체의 종류에 따라서 판정된다. 폐쇄된 체적에서 스택의 층들의 조절가능한 경사(slope)는, 배출 효과를 증가시키는 이점을 갖는다.
시스템에서, 2 개의 반대쪽 유동 방향들: 물 또는 액체 화학물질 용액의 대향류(도 3) 및 수집될 입자들을 갖는 가스 및 액적들의 유체의 순방향 유동(forward flow)이 존재하여, 화학물질 용액 및 메인 유동의 습식 혼합물(wet mix)을 획득하고 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에서 증착되는 얇은 습한 막(humid film)을 형성한다. 분리될 입자들은, 충돌에 의한 석출물(precipitate)로서 액적들, 그리고 층들의 표면들 상에서 증착되며 반대 방향으로 유동하는 얇은 막 양자 모두에 의해서 수집된다.
액적들의 유체의 순방향 유동은, 메인 유동 방향에 대해서, 증착 스택의 상류 영역에서 임의의 적절한 디바이스에 의해 생성된다.
액적들의 유동을 생성하기 위한 디바이스의 비제한적인 예는, 동일한 출원인의 이름으로, 2012년 11월 6일자로 출원된 이탈리아 특허 출원 번호 MI2012A001893에서 설명되며, 이는, 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
도 6(인용된 이전 특허 출원의 도 2)을 참조하면, 액적들을 생성하여 체적 내부의 매니폴드(109)로부터 유동하도록, 폐쇄된 체적 내부에 액체 용액을 펌핑할 수 있는, 폐쇄된 액체 용액 펌핑 시스템이 도시된다.
스프레이어(211)를 갖는 다수의 튜브들이 매니폴드 상에 배분되어, 액체를 분무하여 액적들을 생성하고, 강하될 입자들을 포함하는 가스와 혼합되어, 부여된 입구 속도(inlet velocity)로 증착 스택의 층들을 통해 통과하는 증착 스택의 층들의 상류 유체를 형성한다.
증착 스택의 층들 내부에서, 난류(turbulence)가 생성되며, 모든 입자들이 수집되며, 모든 액적들이 체적의 내부 표면들 상으로 떨어지며, 그리고 증착 스택의 하류에서, 특정한 적용의 프레임워크에 따라서, 입자들에서 정화된 가스는 결국 소정 퍼센트의 습기와 함께 또는 습기 없이 흘러간다.
바람직하게는, 액적들을 생성하기 위해서 펌핑되는 화학물질 용액은, 상기 설명된 확산 틈새들을 통해 분무되는 것과 동일한 종류이다.
시스템은, 입자들 및 액적들의 상대 속도(relative velocity)를 제어하기 위해서 적응되는데: 층들 사이 간격을 변화시킴으로써, 최소 유동 속도가 제어되고, 즉 간격이 클수록 유동 속도가 낮아지며; 층들 상의 윈도우 개구들의 치수들 및 위치들을 제어함으로써, 최대 유동 속도가 제어되고, 즉 윈도우 개구들의 치수들이 작을수록, 최대 유동 속도가 높아진다.
따라서, 하기에 보다 상세히 설명되는, 층들 사이 간격들 및 각도들 그리고 확산 프로세스의 양들을 제어함으로써, 취급될(handled) 또한 시간에 따라 변하는 입자들의 종류에 따라 적응되는 기능을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 검증된 양태에 따르면, 유동 화학물질 조성들 대신에, 증착 스택의 기하학적 파라미터들 상에 작용하는 적응성(adaptability)이 얻어진다. 유동 화학물질 조성들은 처리될(treated) 입자들의 특정 종류들에 따라, 그 자체로 공지된, 실질적으로 촉매로 작용하는 물질들(catalyzing substances)의 수용액들이다.
처리될 입자들은, 예컨대 오염물의 입자들, 즉, PM1, …, PM10, SOx, NOx, 오존(ozone), 탄화수소들(hydrocarbons), 메탄(methane), 벤젠(benzene) 등 및 법으로 규정된 오염물들이다. 다른 경우들에서, 예컨대, 산업용 스트리밍 유체들 또는 가스들의 변성을 위한 처리물들.
시스템은, 불활성 재료들, 예컨대 중합체들 또는 스테인리스강에 의해 구현될 수 있어, 얻어질 프로세스에 지장을 주지않는다.
본 발명의 방법은, 유체 스트림 플럭스 속도 변화에 기초하여, 유체 스트림에 존재하는 화합물들을 응축하고 응축 표면으로부터 응축된 재료를 분리하기 위해 적응되며 그리고 하기에 설명되는 단계들을 기본적으로 포함한다.
본 발명의 적층 스택은, 적층 스택 내에 그리고 적층 스택 표면들에 제공되는 액체 용액 액적들 양자 모두에서 입자들(예컨대, 오염물 입자들)을 수집하도록 적응된다. 액체 용액 액적들의 크기는 매우 작은데, 즉 10μm 미만의 액적들이며, 적층 스택 내로 유동될 수 있다. 이러한 액체 용액 액적들은, 적층 스택의 전체 자유 표면을 완벽하게 습윤시킨다. 게다가, 전체 표면 습윤을 보장하고 이를 세정하는 수개의 액체 용액 인젝터들이 증착 스택 내부에 존재한다.
입자들은 주로 충격 효과 및 확산 효과에 의해 수집되며, 하기에 보다 상세히 설명된다.
보다 자세하게는, 충격 효과가 고려되는 한, 증착 스택에서, 입자들(특히, 오염물 입자들)은 유체 유동 스트림의 스트림라인들을 따르는 경향이 있다. 그러나, 액체 액적들이 스트림 내로 도입될 때, 스트림라인들이 액체 화학물질 용액 액적들 주위를 분기함에 따라, 입자들은, 이들 스트림라인들을 항상 따를 수는 없다. 입자들의 질량으로 인해, 입자들은 스트림라인들을 벗어나며 액적들에 충돌한다.
입자들의 지름이 증가함에 따라 그리고 입자들과 액적들 사이의 상대 속도가 증가함에 따라, 충돌 효과가 증가한다.
입자들이 더 커짐에 따라, 입자들이 액적들 주위 유체 유동 스트림라인들을 따르는 것이 덜 할 것이다(less likely to). 또한, 액체 액적에 대해 입자가 더 빠르게 이동함에 따라, 입자가 액적을 가격할 가능성이 더 크게 존재한다. 충돌은, 특히 0.3 m/s 보다 큰 스트림 속도들을 갖는 유체 유동을 위한, 증착 스택에서 매우 효과적인 수집 기구이다.
이러한 범위의 스트림의 속도에서, 더 큰 직경, 즉 1.0 μm 보다 큰 직경을 갖는 입자들이 수집된다. 충돌은, 또한 액체 용액 액적들의 밀도를 증가시킴으로써 증가한다. 마찬가지로, 액적들 상에서의 충돌 효과를 위해서, 증착 스택의 전체 표면 상에서 충돌이 존재한다. 액체 화학물질 용액의 박막(thin film)이 증착 스택 전체 표면 상에 제공된다. 이후, 표면에 충돌하는 입자들 모두가 수집된다.
확산 효과가 고려되는 한, 매우 작은 입자들(특히, 직경이 0.1 μm 미만인 오염물 입자들)은 유체 유동 스트림에서 브라운 운동(brownian motion), 랜덤 무브먼트를 겪는다. 이들 입자들은 아주 매우 작아서(tiny), 이 입자들이 유체 유동 스트림에서 이동함에 따라 입자들이 유체 유동 분자들에 의해서 부딪친다(bumped). 부딪침은, 입자들이 상이한 방식들로 무작위로 이동하거나 또는 유체 유동을 통해 확산하는 것을 유발한다. 이러한 불규칙한 운동은, 입자들이 액적들과 충돌하고 수집되는 것을 유발할 수 있다. 이 때문에, 확산은, 충돌과 마찬가지로, 증착 스택의 수집 기구에서, 특히 0.1 ㎛ 보다 작은 입자들을 위해서 매우 효과적이다.
확산 속도는, 입자들 및 액체 용액 액적들과 액체 화학물질 용액 액적 직경들 사이의 상대 속도에 따른다.
마찬가지로, 액적들 상의 확산 효과를 위해, 증착 스택의 전체 표면 상에서 확산이 존재한다. 액체 화학물질 용액의 박막(thin film)이 증착 스택 전체 표면 상에 제공된다. 이후, 표면에 확산하는 모든 입자들은 액체 화학물질 용액의 박막에 의해 수집된다.
충돌 및 확산 효과들 양자 모두를 위해서, 수집 효율은 상대 속도의 증가 및 액체 액적 크기의 감소에 의해 증가한다.
본 발명의 수집 스택의 주요 특징은, 액적들 상의 충돌 및 큰 표면의 액체 박막 상에서의 확산으로 언급되는 양자 모두의 효과들의 사용이다.
상대 속도가 입자들 수집을 위한 기본적인 파라미터임에 따라, 다른 특징은, 전체 수집 스택을 통해 가변 유동 속도를 얻을 수 있는 증착 스택의 특이성(peculiarity)이다. 따라서, 정확한 유동 속도 기능을 설정함으로써 특정 입자들을 바로 수집할 수 있는 유동 속도의 정확한 기능을 갖도록 증착 스택을 셋업하는 것이 가능하다. 게다가, 적절한 유동 속도 기능을 설정함으로써 입자들의 상이한 종들(species)을 수집하는 것이 가능하다.
유동 속도 기능의 예는 도 5에 설명된다. 이는, 최대 유동 속도가 일정하고 최소 유동 속도도 또한 일정한 등방성 증착 스택의 경우이다. 설명된 증착 스택에서, 셀 수 없이 많은 다양한 유동 속도 기능들을 발생시키는 것이 가능하다.
도 5의 기능 파라미터들(Vmax 및 Vmin)은 최대 및 최소 절대 속도들을 나타내며; 가장 많이 이용되는 구성에서, 처리될 입자들의 종류에 따라서, 수개의 최소 상대 속도들(Vmin) 및 수개의 최대 상대 속도들(Vmax)이 존재한다.
윈도우 개구들의 치수에 작용하면, 최대 상대 속도들(Vmax)을 설정하는 것이 가능하지만, 연속적인 층들의 간격에 작용하면, 최소 상대 속도들(Vmin)을 설정하는 것이 가능하다. 이러한 설정들은, 목표로 하는 입자들을 정교한 모드에서 영향을 미치며, 이와 동시에, 처리 및 수집될 많은 입자들을 갖는 것을 승인한다.
따라서, 상이한 파라미터들이 입자들의 치수들의 편차(variance)에 따라 다양한 층들을 따라 설정될 수 있다.
본 발명의 대상인, 유체 스트림 플럭스 속도 변화에 기초하여, 유체 스트림에 존재하는 화합물들을 응축하고 응축 표면으로부터 응축된 재료를 분리하기 위한 방법의 일반적인 원리들은 다음과 같다.
S 및 P를 각각 포괄적인 윈도우 개구의 영역(area) 및 둘레(perimeter)라 하면, 도 1에서 영역(Si) 및 둘레(Pi)(Pi = ai + bi + ci)를 갖춘 윈도우 개구들의 예를 갖는다. 이후, 다음의 등주 부등식이 참(true)이어야 한다:
Figure pct00001
A를 증착 스택의 포괄적인 단일 층의 영역이라 하면, 도 1에서 영역(A) 및 둘레(P)(P = a + b + c + d + e + f + g)를 갖춘 포괄적인 층의 예를 갖는다. 이후, 다음의 부등식이 참이어야 한다:
Figure pct00002
본 발명의 방법 및 시스템은, 다양한 디바이스들, 예컨대 습식 스크러버들(wet scrubbers)로서 공지된 것에 일반적으로 적용가능하다.
일반적으로, 스크러버들은 산업용 배기 스트림들로부터 오염물 화합물들 및/또는 가스들을 제거하기 위해서 사용될 수 있는 스트리밍 가스 제어 디바이스들이다. 예컨대, 공기로부터 이산화탄소를 제거하기 위한 공기 스크러버.
당업자가 상기 설명의 교시로부터 시작하여 본 발명을 실행할 수 있기 때문에, 추가의 구체화 상세들이 설명되지 않을 것이다.
대상 발명의 많은 변화들, 수정들, 변경들 및 다른 용도들 및 용례들은, 명세서 및 그의 바람직한 실시예들을 개시하는 첨부 도면들을 고려한 후에 명백해질 것이다. 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않는 이러한 변화들, 수정들, 변경들 및 다른 용도들 및 용례들 모두는 본 발명에 의해 커버되는 것으로 여겨진다.
예컨대, 시스템의 주 용례는, 수직으로 배향된 폐쇄 체적들 및 메인 유동들이지만, 임의의 다른 배향, 심지어 수평도 가능하다.
바람직한 실시예들의 다양한 형태들에서 설명된 요소들 및 특징들은, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 상호 조합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 유체 스트림(fluid stream)에서 화학물질 화합물들의 수집(collection), 증착(deposition) 및 분리(separation)를 위해 적응되고, 또한 폐쇄된 체적(closed volume)에 삽입되도록 적응된 시스템으로서,
    상기 유체 스트림이 0 ≤ α < 90° 각도를 형성하는 이웃하는 층들을 통해 통과하는 것을 허용하는 다수의 윈도우 개구들(Si)을 갖는 층들의 스택(stack)(21, …, 2n; 41, …, 4n)―상기 각도는 가변적이며 제어되고, 상기 이웃하는 층들 사이 간격은 가변적이며 제어되어 시스템의 내부 유체 스트림의 유동 속도를 제어함―;
    층들 사이에 있으며, 그리고 폐쇄된 체적 내부에 액체 화학물질 용액을 분무하도록 적응되어, 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에 액체 화학물질 용액의 박막을 형성하는, 다수의 확산 틈새들(spreading apertures)(31, …, 3m; 51, …, 5m);
    상기 유체 스트림에 혼합되도록 상기 스택의 상류에 화학물질 용액의 액적들(droplets)을 발생시키기 위한 시스템; 및
    액적들과의 충돌에 의해 그리고 박막 상에서의 확산에 의해 그리고, 화학물질 용액과의 대향류(counter flowing)에 의해 수집되는 화학물질 화합물들의 입자들을 포함하는,
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층들의 스택은 다음의 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐를 포함하며:
    - 상기 표면들은 평면이거나 평면이 아니며;
    - 이웃하는 층들 사이의 상기 각도 0 ≤ α < 90°는, 상기 입자들의 통계학적 조성(statistical composition)에 따라, 특히 높은 비율의 확산될 입자들에 대해 더 큰 각도를 향해 또는 높은 비율의 충돌될 입자들에 대해 더 작은 각도를 향해 제어되며;
    - 상기 층들은 이웃하는 층들 사이의 상기 각도를 설정하기 위해서 제어되도록 구성되는 서포트들에 의해서 폐쇄된 체적에 매달리는,
    시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    층들에 대해 다음 관계가 적용되며,
    Figure pct00003

    여기서, A는 층의 영역이며,
    Figure pct00004
    는 층 상에서의 윈도우들의 영역들의 합인,
    시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 윈도우 개구들은 다음의 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐들을 포함하며:
    - 상기 윈도우 개구들은 개구들 사이에서, 심지어 동일한 층에서조차 상이한 기하학적 형상들을 가지며;
    - 상기 윈도우 개구들은 네트(net)에 의해 커버되고;
    - 상기 윈도우 개구들은 층들에서, 심지어 상이한 다른 층들에서조차 불규칙한 위치를 갖는,
    시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 틈새들은 다음 피쳐들 중 하나 또는 그 초과의 피쳐들을 포함하며,
    상기 확산 틈새들은 스프레이어들 및/또는 노즐들 및/또는 탭들이며;
    상기 확산 틈새들은 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 상에 존재하며;
    상기 확산 틈새들은 폐쇄된 체적에서 길이방향으로 삽입되어 층들을 통해 통과하는 다수의 바들(31, …, 3m; 51, …, 5m) 상에서 획득되는,
    시스템.
  6. 유체 스트림에서 화학물질 화합물들의 수집, 증착 및 분리를 위한 방법으로서,
    폐쇄된 체적에서, 상기 유체 스트림이 0 ≤ α < 90° 각도를 형성하는 이웃하는 층들을 통해 통과하는 것을 허용하는 다수의 윈도우 개구들을 갖는 층들의 스택을 제공하는 단계-상기 각도는 가변적이며 제어되고, 상기 이웃하는 층들 사이 간격은 가변적이며 제어되어 유체 스트림의 유동 속도를 제어함-;
    상기 폐쇄된 체적에서, 층들 사이에 있으며, 그리고 폐쇄된 체적 내부에 액체 화학물질 용액을 분무하고 폐쇄된 체적의 횡방향 벽들 및 층들의 표면들 상에 액체 화학물질 용액의 박막을 형성하도록 적응되는, 확산 틈새들을 제공하는 단계;
    상기 유체 스트림에서 혼합될, 상기 스택 상류의 화학물질 용액의 액적들을 생성하는 단계; 액적들과의 충돌에 의해 그리고 박막 상에서의 확산에 의해 화학물질 화합물들의 입자들을 수집하는 단계를 포함하며, 상기 입자들은 화학물질 용액과의 대향류인,
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    - 이웃하는 표면들 사이의 상기 각도 0 ≤ α < 90°는, 상기 입자들의 통계학적 조성에 따라, 특히 높은 비율의 확산될 입자들에 대해 더 큰 각도를 향해 또는 높은 비율의 충돌될 입자들에 대해 더 작은 각도를 향해 제어되는,
    방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    표면에 대해 다음 관계가 적용되며,
    Figure pct00005

    여기서, A는 표면(층)의 영역이며,
    Figure pct00006
    는 표면 상에서의 윈도우들의 영역들의 합인,
    방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는 습식 스크러버(wet scrubber).
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따라, 유체 스트림 화학물질 화합물들의 수집, 증착 및 분리를 위해 적응되는 시스템에 있어서,
    상기 화학물질 화합물들은 오염물의 입자들인,
    시스템.
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