KR20160109832A - 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의해 미세먼지가 1차 포집되고, 미세먼지가 1차 포집된 내부가스를 냉각 후 유입구 측으로 재순환시켜 물안개 형태로 분사시킴에 따라 미세먼지가 물안개에 의해 포집되며, 포집되지 않은 초미세먼지와 수분은 포집필터를 통해 최종적으로 포집됨에 따라, 미세먼지와 수분의 포집제거효과가 극대화됨과 동시에 포집필터의 수명이 연장될 수 있도록 한 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치는 중간 일측에 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 유입구가 구비되고 하측에는 폐수배출구가 구비되며 상단 일측에 배기구가 구비되고 내부에는 상기 유입구의 상측에 상부공간부과 하부공간부를 중앙부가 연통되게 구획하는 수평구획판이 구비되는 본체와, 상기 본체의 수평구획판의 하부에 설치되어 상기 하부공간부를 싸이클론공간부와 응축포집공간부로 연통구획하는 싸이클론가이드와, 상기 본체의 응축포집공간부에 일단이 연결되고 상기 본체의 유입구 내로 타단이 연결되며 상기 응축포집공간부의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 상기 유입구 내로 분사하는 재순환식 물안개분사유닛과, 상기 본체의 수평구획판의 상측에 하단이 연통되게 설치되어 상측의 상기 상부공간부로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 상기 배기구에 연통된 하측의 상기 상부공간부로 배출시키는 다수의 포집필터가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치{Re-circulation type fine dust and water vapor reducing apparatus}
본 발명은 예를 들어 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 미세먼지와 수분을 포집하는 미세먼지 저감장치에 관한 것으로서, 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의해 미세먼지가 1차 포집되고, 미세먼지가 1차 포집된 내부가스를 냉각 후 유입구 측으로 재순환시켜 물안개 형태로 분사시킴에 따라 미세먼지가 물안개에 의해 포집되며, 포집되지 않은 초미세먼지와 수분은 포집필터를 통해 최종적으로 포집됨에 따라, 미세먼지와 수분의 포집제거효과가 극대화됨과 동시에 포집필터의 수명이 연장될 수 있도록 한 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로, 폐기물을 소각하는 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구로부터는 인체에 유해한 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx)과 같은 유독성 물질이 뿐만 아니라 각종 먼지들도 배출된다.
최근에는 중국으로부터 유입되는 미세먼지에 대한 관심이 집중되고 있는데, 이러한 미세먼지는 국내에서도 자동차나 공장 또는 소각로와 같은 유해가스발생시설을 통해 배출되고 있는 실정이다.
미세먼지(particulate matter; PM)는 아황산가스, 질소산화물, 납, 오존, 일산화탄소 등과 함께 수많은 오염물질을 포함하는 대기오염물질로, 자동차, 공장 등으로부터 발생하며 대기 중에서 장기간 부유하는 입경 10㎛ 이하의 먼지를 말하며 통상 PM-10이라 지칭하고 입경이 2.5㎛ 이하의 초미세먼지 또는 극미세먼지는 PM-2.5라고 지칭한다.
PM-10은 입자의 크기가 10㎛ 이하인 미세먼지를 말하는 것으로, 인체의 폐포까지 침투하여 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며, 인체의 면역 기능을 악화시킨다. 국가에서 미세먼지에 대한 환경기준으로 연평균 50㎍/㎥ , 24시간 평균 100㎍/㎥를 기준으로 하고 있다.
PM-2.5는 입자의 크기가 2.5㎛ 이하인 초미세먼지를 말하는 것으로, 입자가 작을수록 인체의 폐포까지 침투하여 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며, 인체의 면역 기능을 약화시키는 위험이 더욱 증대된다. 국가에서는 2005년 1월 시행예정인 초미세먼지에 대한 환경기준으로 연평균 25㎍/㎥, 24시간 평균 50㎍/㎥의 기준을 발표하였으며, 미국은 연평균 15㎍/㎥, 24시간 평균 35㎍/㎥의 기준을 설정하고 있다.
일반적으로 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구에서 배출되는 가스에 포함된 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx)과 같은 공기 오염물질과 크기가 큰 먼지는 각종 스택 스크러버(습식 스크러버, 싸이클론스크러버, 벤츄리스크러버 등)을 거치면서 제거되지만 입자크기가 작은 미세먼지는 현재의 스택 스크러버로는 불가능한 상태이다.
특히 기존의 스택 스크러버를 거친 배출가스는 입자크기가 매우 작고 먼지 총량이 많을 뿐만 아니라 허용 차압이 낮은 상태로 배출될 뿐만 아니라 고온의 포화 수분을 포함하고 있어서 탈진이 어려운 상태로 배출된다.
따라서 이러한 미세먼지는 현재 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구로부터 그대로 배출되고 있는 실정이며 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구에서 배출되는 가스는 국내 미세먼지를 증가시키는 원인이 되고 있다.
최근에는 기존의 스택 스크러버 외에 미세먼지를 포집할 수 있는 필터 또는 전기집진장치를 추가하는 방안이 제시되고 있으나, 배기가스의 허용 차압이 낮고 먼지 총량이 많은 관계로 필터를 사용하는 경우 필터의 수명이 단축되는 문제점이 있으며, 소각로와 같은 유해가스발생시설의 배기구에 전기집진장치를 추가하는 경우에는 포화 수분으로 인해 잦은 고장이 발생할 수 있고 고가의 대형 전기집진장치를 소각로의 스택에 설치하는 것은 비효율적인 문제가 있다.
또한, 최근에는 기존의 스택에서 배출되는 다량의 수분(수증기)로 인해 주변 지역에 잦은 안개발생으로 인해 생태변화 및 기후변화의 원인이 되기도 하며, 스택이 도로 주변에 위치하는 경우 안개로 인해 교통사고 발생 위험이 증가하는 문제도 발생하고 있다. 더욱이 기온이 낮은 계절에는 도로의 결빙 우려가 있어서 더욱 스택에서 발생하는 수분(수증기)의 제거가 필요한 상태이다.
따라서 미세먼지와 수분(수증기)을 동시에 제거하면서도 설치비용과 유지비용을 최소화할 수 있는 장치로 기존의 스택 스크러버를 대체하거나 부가설치할 필요가 증대되고 있다.
1. 한국 특허공개공보 제10-1999-0046822호(1999.07.05)
2. 한국 특허공개공보 제10-2005-0083201호(2005.08.26)
따라서 본 발명은 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의해 미세먼지가 1차 포집되고, 미세먼지가 1차 포집된 내부가스를 냉각 후 유입구 측으로 재순환시켜 물안개 형태로 분사시킴에 따라 미세먼지가 물안개에 의해 포집되며, 포집되지 않은 초미세먼지와 수분은 포집필터를 통해 최종적으로 포집됨에 따라, 미세먼지와 수분의 포집 제거효과가 극대화됨과 동시에 포집필터의 수명이 연장될 수 있도록 한 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중간 일측에 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 유입구가 구비되고 하측에는 폐수배출구가 구비되며 상단 일측에 배기구가 구비되고 내부에는 상기 유입구의 상측에 상부공간부과 하부공간부를 중앙부가 연통되게 구획하는 수평구획판이 구비되는 본체와, 상기 본체의 수평구획판의 하부에 설치되어 상기 하부공간부를 싸이클론공간부와 응축포집공간부로 연통구획하는 싸이클론가이드와, 상기 본체의 응축포집공간부에 일단이 연결되고 상기 본체의 유입구 내로 타단이 연결되며 상기 응축포집공간부의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 상기 유입구 내로 분사하는 재순환식 물안개분사유닛과, 상기 본체의 수평구획판의 상측에 하단이 연통되게 설치되어 상측의 상기 상부공간부로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 상기 배기구에 연통된 하측의 상기 상부공간부로 배출시키는 다수의 포집필터가 포함되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 유입구는 본체의 횡단면 중앙선에 대해 일측으로 치우쳐져 배열된다.
본 발명에서 상기 유입구는 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 제 1 소경부와, 상기 제 1 소경부에 연결되고 내경이 점차 증가하는 확경부와, 상기 확경부에 연결되는 대경부와, 상기 대경부에 연결되고 내경이 점차 감소되는 축경부와, 상기 축경부에 연결되는 제 2 소경부를 포함한다.
본 발명에서 상기 배기구는 상기 수평구획판의 상부에 위치되고 상기 포집필터의 하부에 위치된다.
본 발명에서 상기 수평구획판의 중앙에는 수직연통관이 구비된다.
본 발명에서 상기 본체의 응축포집공간부의 하단에는 상기 싸이클론가이드를 빠져나온 가스가 충돌에 의해 습식세정되도록 일정 수위의 응축수가 저장유지된다.
본 발명에서 상기 싸이클론가이드는 하부로 갈수록 직경이 축소되는 원추부와, 상기 원추부의 하단에 연결되어 상기 응축포집공간부의 하측으로 향하는 원통부를 포함한다.
본 발명에서 상기 재순환식 물안개분사유닛은, 상기 본체의 응축포집공간부에 일단이 연결되고 상기 본체의 유입구 내로 타단이 연결되는 재순환식 분사관로와, 상기 재순환식 분사관로 상에 설치되는 순환팬과, 상기 재순환식 분사관로 상에 설치되고 냉각수가 관류하는 수냉식 열교환기를 포함한다.
본 발명에서 상기 포집필터는 코알레싱필터(coalescing filter)로 형성된다.
상기와 같은 미세먼지 저감장치는, 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의해 미세먼지가 1차 포집되고, 미세먼지가 1차 포집된 내부가스를 냉각 후 유입구 측으로 재순환시켜 물안개 형태로 분사시킴에 따라 미세먼지가 물안개에 의해 포집되며, 포집되지 않은 초미세먼지와 수분은 포집필터를 통해 최종적으로 포집됨에 따라, 미세먼지와 수분의 포집제거효과가 극대화됨과 동시에 포집필터의 수명이 연장될 수 있는 장점을 갖는다.
또한 상기와 같은 미세먼지 저감장치는, 저렴한 설치비용과 유지비용으로 기존의 유해가스발생시설에 설치된 스크러버를 대체하거나 이에 부가 장착되어 유해가스발생시설로부터 배출되는 가스로부터 미세먼지를 포함한 모든 이물질을 제거할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치의 전체구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치의 작동도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치의 작동도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치는 중간 일측에 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 유입구가 구비되고 하측에는 폐수배출구가 구비되며 상단 일측에 배기구가 구비되고 내부에는 상기 유입구의 상측에 상부공간부과 하부공간부를 중앙부가 연통되게 구획하는 수평구획판이 구비되는 본체와, 상기 본체의 수평구획판의 하부에 설치되어 상기 하부공간부를 싸이클론공간부와 응축포집공간부로 연통구획하는 싸이클론가이드와, 상기 본체의 응축포집공간부에 일단이 연결되고 상기 본체의 유입구 내로 타단이 연결되며 상기 응축포집공간부의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 상기 유입구 내로 분사하는 재순환식 물안개분사유닛과, 상기 본체의 수평구획판의 상측에 하단이 연통되게 설치되어 상측의 상기 상부공간부로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 상기 배기구에 연통된 하측의 상기 상부공간부로 배출시키는 다수의 포집필터가 포함되는 것을 특징으로 한다.
여기서부터는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치(1)의 구성요소들과 그 구성요소 간의 관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
본체(10)는, 예를 들어 소각로와 같은 유해가스발생시설(도시되지 않음)의 배기구에 연결되어 유해가스발생시설로부터 배출되는 유해가스로부터 미세먼지(초미세먼지 포함)를 포함한 모든 이물질과 수분을 포집하기 위한 포집공간을 형성한다.
본체(10)의 중간 일측에는 유해가스발생시설(도시되지 않음)의 배기구에 연결되어 유해가스발생시설로부터 배출되는 가스가 내부로 유입되도록 하는 유입구(11)가 구비된다.
이러한 유입구(11)는 미세먼지 포집을 위한 물안개의 분사유입과 함께 폐수배출구(12) 쪽으로 향하는 싸이클론 형성을 위한 와류가 용이하게 형성될 수 있도록 본체(10)의 횡단면 중앙선에 대해 일측으로 치우쳐져 배열된다. 유입구(11)는 특히 본체(10)의 가장자리 측에 수평으로 연장되게 연결되거나 하부를 향해 경사지게 연결되는 것이 바람직하다.
또한 유입구(11)는 베르누이 법칙에 따른 유속 및 유량 증대를 위해 벤츄리관 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 벤츄리관 형태의 유입구(11)는 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 제 1 소경부(11a)와, 제 1 소경부(11a)에 연결되고 내경이 점차 증가하는 확경부(11b)와, 확경부(11b)에 연결되는 대경부(11c)와, 대경부(11c)에 연결되고 내경이 점차 감소되는 축경부(11d)와, 축경부(11d)에 연결되는 제 2 소경부(11e)를 포함하는 구조로 형성된다.
이러한 유입구(11)의 형상에 의해 본체(10) 내부로 유입되는 유해가스와 재순환식 물안개분사유닛(30)에 의해 분사된 물안개가 더욱 빠른 속도로 유입될 수 있고, 이에 따라 본체(10)의 내부에 미세먼지 포집을 위한 싸이클론 효과가 극대화될 수 있게 된다.
본체(10)의 하측에는 미세먼지를 포함한 이물질이 싸이클론 집진방식과 물안개에 의해 포집된 응축수(폐수)가 외부로 배출되도록 하는 폐수배출구(12)가 구비된다. 이러한 폐수배출구(12)는 하부로 갈수록 구경이 감소되다가 원통형으로 연장되는 형상을 가지고 원통형 부분에 개페밸브가 구비되는 것이 바람직하다. 또한 폐수배출구(12)에는 폐수저장탱크(도시되지 않음)가 별도 연결되는 것이 바람직하고 폐수저장탱크에 이르는 배관 상에는 펌프가 구비되는 것이 바람직하다.
본체(10)의 상단 일측에는 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌, 물안개에 의한 흡착 그리고 포집필터(40)에 의한 포집을 거친 세정가스가 외부로 배출되도록 하는 배기구(13)가 외기와 연통되게 구비된다. 본체(10)의 배기구(13)는 수평구획판(14)의 상부에 위치됨과 동시에 포집필터(40)의 하부에 위치된다.
본체(10)의 내부에는 수평구획판(14)이 유입구(11)의 상측에 구비되는데, 이 수평구획판(14)은 차후에 설명될 포집필터(40)에 의한 포집이 이루어지는 상부공간부(15)와 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의한 포집과 함께 물안개에 의한 흡착포집이 이루어지는 하부공간부(16)를 중앙부가 연통되게 상하로 구획하는 것으로, 통상의 격판으로 형성되고 중앙에는 상부공간부(15)와 하부공간부(16)의 연통을 위한 수직연통관(14a)이 구비된다.
수평구획판(14)을 기준으로 하측에 구획형성되는 하부공간부(16)는 차후에 설명될 싸이클론가이드(20)에 의해 싸이클론공간부(16a)와 응축포집공간부(16b)로 구획형성된다.
또한 본체(10)의 응축포집공간부(16b)의 하단에는 일정 수위의 응축수가 저장유지되는 것이 바람직한데, 이 응축수의 수면에 싸이클론가이드(20)를 빠져나온 가스가 충돌되어 미세먼지와 이물질이 포집되면서 본체(10) 내로 유입된 유해가스가 싸이클론 집진과 동시에 습식세정된다.
전술한 본체(10)의 수평구획판(14)의 하부에는 싸이클론가이드(20)가 설치되는데, 이 싸이클론가이드(20)는 유입구(11)의 벤츄리관 형상에 의해 본체(10) 내부로 빠르게 유입되는 유해가스와 물안개에 의해 폐수배출구(12)로 유해가스 포집을 위한 와류가 용이하게 형성되도록 하는 역할을 한다.
싸이클론가이드(20)는 하부로 갈수록 직경이 축소되는 원추부(21)와, 원추부(21)의 하단에 연결되어 응축포집공간부(16b)의 하측으로 향하는 원통부(23)를 포함하는 구조로 형성되어, 하부공간부(16)를 싸이클론가이드(20) 내측에 형성되는 싸이클론공간부(16a)와 싸이클론가이드(20) 외측에 형성되는 응축포집공간부(16b)로 연통되게 구획한다.
전술한 본체(10)에는 재순환식 물안개분사유닛(30)이 설치되는데, 이 재순환식 물안개분사유닛(30)은 본체(10)의 응축포집공간부(16b)에 일단이 연결되고 본체(10)의 유입구(11) 내로 타단이 연결되어 응축포집공간부(16b) 내의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 유입구(11) 내로 분사하는 역할을 한다.
재순환식 물안개분사유닛(30)은, 본체(10)의 응축포집공간부(16b)에 일단이 연결되고 본체(10)의 유입구(11) 내로 타단이 연결되는 재순환식 분사관로(31)와, 재순환식 분사관로(31) 상에 설치되어 응축포집공간부(16b) 내의 내부가스가 재순환식 분사관로(31)를 관류하도록 강제순환시키는 순환팬(33)과, 재순환식 분사관로(31) 상에 설치되고 재순환식 분사관로(31)를 관류하는 가스를 냉각수와의 열교환을 통해 냉각시켜 물안개 형태로 상변화되도록 하는 수냉식 열교환기(35)를 포함한다.
재순환식 분사관로(31)의 타단은 분사노즐 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 순환팬(33)은 본체(10)의 유입구(11)를 통해 유입되는 배기가스 중 재순환식 분사관로(31)를 통해 재순환되는 가스의 양을 조절하는 것으로, 통상 본체(10)의 유입구(11)를 통해 유입되는 전체 배기가스의 30 내지 50%가 재순환되도록 작동되는 것이 바람직하다. 또한 본체(10)의 응축포집공간부(16b) 내의 가스는 포화수분 상태이므로 수냉식 열교환기(35)에 의해 냉각되자마자 물안개 형태로 상변화된다.
전술한 본체(10)의 수평구획판(14)의 상측에는 다수의 포집필터(40)가 하단이 연통되게 설치되는데, 이 포집필터(40)는 상측의 상부공간부(15)로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 배기구(13)에 연통된 하측의 상부공간부(15)로 배출시키는 역할을 하는 것으로, 공지된 코알레싱필터(coalescing filter)로 형성되는 것이 바람직하다.
포집필터(40)가 코알레싱필터로 형성될 경우에, 내부로 유입되는 가스로부터 포집된 수분에 의해 포집필터(40)의 내부에 수막이 형성됨에 따라, 미세먼지(초미세먼지 포함)의 포집이 더욱 용이해진다.
이하에는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치(1)의 전체적인 작동관계에 대해서 상세하게 설명한다.
예를 들어 소각로와 같은 유해가스발생시설(도시되지 않음)의 배기구로부터 배출된 가스는 유입구(11)를 통해 본체(10) 내로 유입되는데, 이때 재순환식 물안개분사유닛(30)에 의해 가스유입방향으로 물안개가 고압으로 분사되면서 고온의 가스를 냉각시킴과 동시에 싸이클론가이드(20)를 따라 폐수배출구(12)로 싸이클론 방식의 습식포집을 위한 와류가 형성된다.
이에 의해 유해가스발생시설의 배기구로부터 본체(10) 내로 유입되는 가스 내에 포함된 인체에 유해한 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx)과 같은 유해물질이 재순환식 물안개분사유닛(30)의 분사로 인해 발생되는 물안개에 의해 습식제거됨과 동시에 유해가스발생시설의 배기구로부터 본체(10) 내로 유입되는 가스 내에 포함된 미세먼지를 포함한 각종 이물질도 재순환식 물안개분사유닛(30)의 분사로 인해 발생되는 물안개에 의해 흡착되어 싸이클론 방식의 습식포집에 의해 응축수(폐수) 내로 1차적으로 포집된다.
이후 유독성 물질과 미세먼지를 포함한 각종 이물질이 포집된 응축수는 폐수배출구(12)를 통해 외부의 폐수저장탱크(도시되지 않음)로 저장된 후 폐수처리된다.
전술한 물안개를 이용한 싸이클론 습식포집을 거친 가스는 싸이클론가이드(20)를 빠져나옴과 동시에 본체(10)의 응축포집공간부(16b)의 하단에 일정 수위로 유지되는 응축수의 수면에 충돌되면서 2차적으로 초미세먼지를 포함한 미세먼지가 흡착제거되고, 이렇게 응축포집공간부(16b)로 유입된 내부가스는 재순환식 물안개분사유닛(30)에 의해 재순환되어 본체(10)의 유입구(11) 내에서 물안개 형태로 분사된다.
전술한 물안개를 이용한 싸이클론 습식포집과 응축수와의 충돌에 의한 습식포집으로도 포집되지 않은 미세먼지(주로 초미세먼지)와 수분을 포함한 가스는 수평구획판(14)의 수직연통관(14a)을 통해 상측의 상부공간부(15)로 상승된 후 포집필터(40) 내로 유입됨에 따라 그 자체에 함유된 미세먼지와 수분이 포집필터(40)에 의해 포집된 후 포집필터(40)의 하단을 통해 하측의 상부공간부(15)로 배출된 다음 최종적으로 배기구(13)를 통해 외부로 배출된다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치(1)의 경우, 싸이클론 집진방식과 응축수 충돌에 의해 미세먼지가 1차 포집되고, 미세먼지가 1차 포집된 내부가스를 냉각 후 유입구 측으로 재순환시켜 물안개 형태로 분사시킴에 따라 미세먼지가 물안개에 의해 포집되며, 포집되지 않은 초미세먼지와 수분은 코알레싱 필터로 형성되는 포집필터를 통해 최종적으로 포집됨에 따라 미세먼지(초미세먼지 포함)와 수분의 포집제거효과가 극대화됨과 동시에 사전 포집에 의해 포집필터의 수명이 연장될 수 있게 된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치(1)는, 저렴한 설치비용과 유지비용으로 기존의 유해가스발생시설에 설치된 스택 스크러버를 대체하거나 이에 부가 장착되어 유해가스발생시설의 스택으로부터 배출되는 가스로부터 미세먼지를 포함한 모든 이물질을 제거할 수 있다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술 된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치
10 : 본체 11 : 유입구
11a : 제 1 소경부 11b : 확경부
11c : 대경부 11d : 축경부
11e : 제 2 소경부 12 : 폐수배출구
13 : 배기구 14 : 수평구획판
14a : 수직연통관 15 : 상부공간부
16 : 하부공간부 16a : 싸이클론공간부
16b : 응축포집공간부
20 : 싸이클론가이드 21 : 원추부
23 : 원통부
30 : 재순환식 물안개분사유닛 31 : 재순환식 분사관로
33 : 순환팬 35 : 수냉식 열교환기
40 : 포집필터

Claims (9)

  1. 중간 일측에 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 유입구(11)가 구비되고 하측에는 폐수배출구(12)가 구비되며 상단 일측에 배기구(13)가 구비되고 내부에는 상기 유입구(11)의 상측에 상부공간부(15)과 하부공간부(16)를 중앙부가 연통되게 구획하는 수평구획판(14)이 구비되는 본체(10);
    상기 본체(10)의 수평구획판(14)의 하부에 설치되어 상기 하부공간부(16)를 싸이클론공간부(16a)와 응축포집공간부(16b)로 연통구획하는 싸이클론가이드(20);
    상기 본체(10)의 응축포집공간부(16b)에 일단이 연결되고 상기 본체(10)의 유입구(11) 내로 타단이 연결되며 상기 응축포집공간부(16b) 내의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 상기 유입구(11) 내로 분사하는 재순환식 물안개분사유닛(30); 및
    상기 본체(10)의 수평구획판(14)의 상측에 하단이 연통되게 설치되어 상측의 상기 상부공간부(15)로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 상기 배기구(13)에 연통된 하측의 상기 상부공간부(15)로 배출시키는 다수의 포집필터(40)가 포함되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입구(11)는 본체(10)의 횡단면 중앙선에 대해 일측으로 치우쳐져 배열되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입구(11)는 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 제 1 소경부(11a)와, 상기 제 1 소경부(11a)에 연결되고 내경이 점차 증가하는 확경부(11b)와, 상기 확경부(11b)에 연결되는 대경부(11c)와, 상기 대경부(11c)에 연결되고 내경이 점차 감소되는 축경부(11d)와, 상기 축경부(11d)에 연결되는 제 2 소경부(11e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기구(13)는 상기 수평구획판(14)의 상부에 위치되고 상기 포집필터(40)의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평구획판(14)의 중앙에는 수직연통관(14a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체(10)의 응축포집공간부(16b)의 하단에는 상기 싸이클론가이드(20)를 빠져나온 가스가 충돌에 의해 습식세정되도록 일정 수위의 응축수가 저장유지되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 싸이클론가이드(20)는 하부로 갈수록 직경이 축소되는 원추부(21)와, 상기 원추부(21)의 하단에 연결되어 상기 응축포집공간부(16b)의 하측으로 향하는 원통부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 재순환식 물안개분사유닛(30)은, 상기 본체(10)의 응축포집공간부(16b)에 일단이 연결되고 상기 본체(10)의 유입구(11) 내로 타단이 연결되는 재순환식 분사관로(31)와, 상기 재순환식 분사관로(31) 상에 설치되는 순환팬(33)과, 상기 재순환식 분사관로(31) 상에 설치되고 냉각수가 관류하는 수냉식 열교환기(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 포집필터(40)는 코알레싱필터(coalescing filter)로 형성되는 것을 특징으로 하는 재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치.
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