KR20160146631A - 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐 및 이를 이용한 ｓｃｒ 촉매 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

이중관 구조의 이류체 청소 노즐은 압축공기가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 압축공기 노즐구멍으로 압축공기를 분사하는 압축공기 파이프노즐; 압축공기 파이프노즐의 외측 하단의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정하고, 하부 끝단이 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 한 쌍의 가이드판; 및 가이드판 간의 사이의 내부 공간에 위치하고 압축공기 파이프노즐의 하부에 길이 방향으로 형성되고, 액화이산화탄소가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 액화이산화탄소 노즐구멍으로 액화이산화탄소를 미립자 형태로 분사하는 액화이산화탄소 파이프노즐을 포함하며, 압축공기 노즐구멍에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 액화이산화탄소 노즐구멍에서 분사된 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사된다.

Description

바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐 및 이를 이용한 ＳＣＲ 촉매 세정 방법{Two Fluid Cleaner Nozzle Having Bar Shaped Dual Pipe Structure and Method for Cleaning Catalyst Selective Catalytic Reduction Using the Same}
본 발명은 이류체 청소 노즐에 관한 것으로서, 특히 일측에서 고압의 압축공기 또는 질소가스를 공급하고 다른 측에서 액체 상태의 액화이산화탄소를 공급하여 액화이산화탄소가 대기 중으로 분사될 때 단열 팽창되어 미립자 형태로 변하고 이를 고압의 압축공기 또는 질소가스에 의해 고속으로 가속하여 촉매 모듈과 충돌시켜 세정하는 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐 및 이를 이용한 SCR 촉매 세정 방법에 관한 것이다.
발전소 및 소각로에서는 대규모 연소 과정에서 발생되는 다량의 질소 화합물(NOx)의 배출을 저감하기 위해 현재까지 검증된 가장 효율적이고 안정적인 제어 방법으로 암모니아를 환원제로 하는 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 기본으로 채택하고 있다.
화력발전소 보일러 폐기물 소각로에서의 대규모 연소 공정에서는 기본적으로 SCR 촉매를 사용하고 있고, 그 수요도 점점 늘어가고 있다.
전세계의 모든 SCR 반응로(발전소, 선박, 보일러 등)는 3년에서 5년 주기로 SCR 촉매를 재생 또는 청소를 해야 한다.
화력발전소는 SCR 촉매를 가장 많이 사용하고 있는 곳이다.
화력발전소는 연소가스가 SCR 촉매 반응실에서 암모니아와 반응할 때 연소가스에 석여 있는 연소재, 덩어리 형태의 연소재인 팝콘 애쉬(Popcorn Ash), 암모니아 슬립(미반응 암모니아) 등이 SCR 촉매의 표면이나 내부에 쌓여서 반응율(NOX 전환율)이 떨어지거나 SCR 촉매가 파손되는 문제점이 있다.
SCR 촉매 반응실은 덩어리 형태의 연소재가 SCR 촉매의 기공을 막는 경우, 반응실 내의 차압 상승으로 인하여 발전 효율이 저하되고 결국에 연료 투입을 줄이거나 발전을 중단하여 SCR 촉매를 교환하거나 재생하여야 한다.
전세계의 많은 기업 및 연구 집단들은 SCR 촉매를 반응실의 외부로 꺼내지 않고 반응실 내에서 청소 또는 재생 작업을 할 수 있는 새로운 기술을 연구해왔으나 아직까지 뚜렷한 성과가 없다.
현재의 SCR 촉매 재생 방법은 SCR 촉매를 반응실에서 대형 크레인을 이용하여 꺼내어 촉매 재생 공장으로 옮겨 재생한 후 다시 장착하는 과정으로 진행하고 있다. 이때, SCR 촉매를 운송하기 위해서는 대형 크레인, 지게차 등 많은 노동력과 장비, 시간이 필요한 단점이 있다.
촉매 재생 비용은 신 촉매구입비의 50-60% 500MW 발전소 1기당 5억에서 8억원 정도의 많은 비용이 소요되며, 촉매 재생 기간은 약 3주 가량 소요된다.
즉, 발전소는 3주 가량 정지해야 촉매 재생 작업을 할 수 있는 것이다.
기존의 에어 세척 장치는 SCR 촉매를 세정하는 경우, 압축공기를 공급하는 호스 하나에 한 개의 청소용 노즐을 사용하여 한 명의 작업 인원이 세정할 물체를 향해 압축공기 또는 연마재를 혼합한 압축공기를 발사하여 세정할 물체의 표면에 붙은 이물질을 벗겨낸다.
기존의 에어 세척 장치는 작업자 한 명이 하나의 청소용 노즐을 사용하여 청소하기 때문에 작업자의 숙련도가 매우 중요하며 미세 구조나 SCR 촉매와 같은 3차원 구조를 청소하는데 매우 힘들며, 청소 효율도 좋지 않았다.
종래의 에어 세척건은 물이나 압축공기 등 한 종류의 유체를 사용하는 일류체 노즐로서 한 개의 노즐에 두 개의 배관이 연결되어 연결 구조가 복잡하며 노즐의 세척 범위가 5cm 내외로 세척물의 표면에 한정되는 단점이 있어 SCR 촉매의 3차원 구조를 세정하기 어려우며 청소 효율도 좋지 않았다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일측에서 고압의 압축공기 또는 질소가스를 공급하고 다른 측에서 액체 상태의 액화이산화탄소를 공급하여 액화이산화탄소가 대기 중으로 분사될 때 단열 팽창되어 미립자 형태로 변하고 이를 고압의 압축공기 또는 질소가스에 의해 고속으로 가속하여 촉매 모듈과 충돌시켜 세정하는 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐 및 이를 이용한 SCR 촉매 세정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐은,
압축공기가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 압축공기 노즐구멍으로 압축공기를 분사하는 압축공기 파이프노즐;
압축공기 파이프노즐의 외측 하단의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정하고, 하부 끝단이 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 한 쌍의 가이드판; 및
가이드판 간의 사이의 내부 공간에 위치하고 압축공기 파이프노즐의 하부에 길이 방향으로 형성되고, 액화이산화탄소가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 액화이산화탄소 노즐구멍으로 액화이산화탄소를 미립자 형태로 분사하는 액화이산화탄소 파이프노즐을 포함하며, 압축공기 노즐구멍에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 액화이산화탄소 노즐구멍에서 분사된 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사된다.
본 발명의 특징에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐은,
압축공기 또는 질소가스가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 제1 노즐구멍으로 압축공기 또는 질소가스를 분사하는 제1 파이프노즐;
제1 파이프노즐의 외측 하단의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정하고, 하부 끝단이 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 한 쌍의 가이드판; 및
가이드판 간의 사이의 내부 공간에 위치하고 제1 파이프노즐의 하부에 길이 방향으로 형성되고, 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액이 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 제2 노즐구멍으로 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액을 미립자 형태로 분사하는 제2 파이프노즐을 포함하며, 제1 노즐구멍에서 분사된 압축공기 또는 질소가스는 제2 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 제2 노즐구멍에서 분사된 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액을 고속으로 가속하여 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사된다.
본 발명의 특징에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐을 이용한 SCR 촉매 세정 방법은,
이류체 청소 노즐을 촉매 모듈의 상부면에 탑재한 상태에서 압축공기 노즐구멍에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 액화이산화탄소 노즐구멍에서 분사된 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사되어 세정한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 휴대성으로 인하여 SCR 촉매 반응실에서 촉매 모듈을 외부로 꺼내지 않고 반응실 내에서 청소 또는 재생 작업을 수행하는 효과가 있다.
본 발명은 사용 유체를 압축공기와 액화이산화탄소의 이류체로 구성하여 촉매 모듈의 세척 효율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 피세척물의 형태에 따라 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 노즐구멍을 다양하게 구성할 수 있어 세척 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 촉매 모듈의 세척시 사용되는 이류체 청소 노즐의 구조가 간단하여 이류체 청소 노즐의 이동성이 좋기 때문에 많은 노동력이 필요하지 않으며, 관리, 사용이 간편한 효과가 있다.
본 발명은 촉매 모듈의 구멍을 막는 굵은 분진을 걸러내어 석탄화력의 발전효율을 높이는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이류체 청소 노즐의 압축공기 파이프노즐을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축공기 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이류체 청소 노즐의 액화이산화탄소 파이프노즐을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액화이산화탄소 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 단면을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 하부면에서 본 모습을 나타낸 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐을 작업자가 사용하여 촉매 세정 모습을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이류체 청소 노즐의 압축공기 파이프노즐을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축공기 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이류체 청소 노즐의 액화이산화탄소 파이프노즐을 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액화이산화탄소 파이프노즐의 하부면을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 단면을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐의 하부면에서 본 모습을 나타낸 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 바 형태의 이중관 구조의 이류체 청소 노즐(100)은 압축공기 파이프노즐(110), 제1 파이프엘보(112), 가이드판(134a, 134b), 액화이산화탄소 파이프노즐(120), 제2 파이프엘보(122) 및 손잡이부를 포함한다.
압축공기 파이프노즐(110)은 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖고, 압축공기를 이동하여 분사하는 파이프노즐로서 직경이 20 내지 100mm이며 두께가 2 내지 5mm로 이루어져 있다.
압축공기 노즐구멍(116)은 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면에 일정한 거리의 간격을 두고 일정한 직경((0.1 내지 2mm))의 홀이 두 개 뚫려 있으며 두 개의 홀이 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면을 따라 일정한 거리 간격(3 내지 20mm)마다 형성된다.
압축공기 노즐구멍(116)은 일정한 거리 간격마다 두 개씩 뚫려 있는 것으로 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 2개 이상을 일정 거리의 간격마다 형성할 수 있으며, 불규칙적인 간격으로 형성할 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다른 실시예로서 압축공기 노즐구멍(116)은 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면을 따라 일정한 거리 간격마다 한 개씩 뚫려 있거나 3개 이상 형성할 수도 있다.
2개의 압축공기 노즐구멍(116)의 위치는 압축공기 파이프노즐(110)의 내부 중심점을 기준으로 내부 중심점으로부터 각각의 홀로 직선을 그어 형성된 두 직선이 서로 벌어진 각도가 20 내지 50도를 형성한다.
압축공기 파이프노즐(110)은 스탠레스 스틸, 티탄 등 내식성 재질이 좋으며 직경이나 두께를 필요에 따라 조절이 가능하다.
압축공기 파이프노즐(110)은 일측 끝단이 압력(50Kg/cm2)에 견디도록 밀폐되게 용접하고 타측 끝단을 압축공기를 공급하는 압축공기호스(114)를 연결하도록 스테인레스 재질의 제1 파이프엘보(112)에 용접하여 결합한다.
압축공기호스(114)는 압축공기를 공급하는 호스로 내압 30Kg/cm2에 견디는 고압호스를 사용한다. 압축공기호스(114)의 굵기는 압축공기의 사용량에 따라 10 내지 40A까지 사용할 수 있다.
압축공기호스(114)는 콤프레셔(미도시)에 연결되고 콤프레셔에 연결된 압력 탱크(미도시)로부터 압축된 공기를 공급받아 제1 파이프엘보(112)를 통해 압축공기 파이프노즐(110)로 이동시킨다.
한 쌍의 가이드판(134a, 134b)은 일정한 두께의 평판 형태로 압축공기 파이프노즐(110)의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정되고 액화이산화탄소와 압축공기가 유도되어 하방으로 흘러나가도록 한다.
각각의 가이드판(134a, 134b)은 압축공기 파이프노즐(110)의 외측 하단의 양 말단 부분에 용접에 의해 결합되고, 압축공기 파이프노즐(110)로부터 하부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태이며 그 끝단에 길이 방향을 따라 분사노즐구멍(150)이 뚫려 있다.
각각의 가이드판(134a, 134b)은 분사노즐구멍(150)이 형성된 하부 끝단이 외측으로 직각 절곡된 지지판(132, 136)을 형성한다.
분사노즐구멍(150)은 이류체 청소 노즐(100)에서 액화이산화탄소와 압축공기가 분사되는 곳으로 필요에 따라 타공망, 메쉬망 등으로 형성할 수도 있다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 가이드판(134a, 134b)의 사이의 내부 공간에 위치하고, 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면을 따라 길이 방향으로 형성되고, 압축공기 파이프노즐(110)의 직하방에 접촉하면서 위치한다.
다른 실시예로서 액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면으로부터 일정 거리 떨어져 근접하여 설치될 수도 있다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖고, 액화이산화탄소를 이동하여 분사하는 파이프노즐로서 직경이 20 내지 50mm, 두께가 2 내지 5mm이며, 하부면을 따라 3 내지 20mm 간격으로 일정한 직경의 홀인 액화이산화탄소 노즐구멍(0.1 내지 2mm)(126)을 복수개로 형성한다.
액화이산화탄소 노즐구멍(126)은 액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 하부면을 따라 일정한 거리 간격마다 한 개씩 뚫려 있는 것으로 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 2개 이상을 형성할 수 있으며, 불규칙적인 간격으로 형성할 수도 있다.
압축공기 파이프노즐(110)의 직경은 액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 직경보다 10 내지 20mm 크게 제작하는 것이 좋다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 스탠레스 스틸, 티탄 등 내식성 재질이 좋으며 직경이나 두께를 필요에 따라 조절이 가능하다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 일측 끝단은 액화이산화탄소를 공급하는 액화이산화탄소호스(124)를 연결하도록 스테인레스 재질의 제2 파이프엘보(122)를 용접하여 결합한다.
액화이산화탄소호스(124)는 영하 30도에 견딜 수 있는 실리콘 PTFE 재질을 사용하며 굵기가 액화이산화탄소의 사용량에 따라 10 내지 30A까지 사용할 수 있다.
액화이산화탄소호스(124)는 솔레노이드 밸브(미도시)와, 액화이산화탄소 탱크(미도시)와 연결되어 있으며, 액화이산화탄소 탱크의 압력을 조절하는 압력조절레귤레이터와 압력계 등이 포함된다.
액화이산화탄소호스(124)는 솔레노이드 밸브의 온오프에 의해 액화이산화탄소 탱크로부터 액화이산화탄소를 공급받아 제2 파이프엘보(122)를 통해 액화이산화탄소 파이프노즐(120)로 이동시킨다.
압축공기 파이프노즐(110)은 일측 끝단이 제1 파이프엘보(112)가 용접되어 결합되고 타측 끝단이 용접되어 폐쇄되어 있다.
제1 파이프엘보(112)의 하부에는 가이드판(134a, 134b)의 사이에 형성된 공간을 폐쇄하도록 용접되어 있다.
폐쇄된 압축공기 파이프노즐(110)의 타측 끝단은 하부로 가이드판(134a, 134b)의 사이에 형성된 막힌 공간을 관통하여 제2 파이프엘보(122)가 용접되어 결합된다.
제2 파이프엘보(122)와 결합된 액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 가이드판(134a, 134b)의 내부에 길이 방향으로 위치하고 길이 방향의 액화이산탄소 파이프노즐의 상부면 일측이 압축공기 파이프노즐(110)의 하부면 일측에 접촉되어 있다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)과 가이드판(134a, 134b) 사이에는 일정한 공간부를 형성한다.
손잡이부는 압축공기 파이프노즐(110)의 외부 상부면 일측에 일정 간격을 두고 상부 방향으로 돌출된 한 쌍의 거치부(140)와 거치부(142)의 사이를 수평파이프(144)가 결합되고 수평파이프(144)의 중앙부로부터 수직 방향으로 일정한 길이의 봉 형태의 손잡이(146)가 길게 형성된다.
제1 파이프엘보(112)와 제2 파이프엘보(122)는 서로 반대 방향에 설치되어 있지만 이에 한정하지 않고 같은 방향에 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이류체 청소 노즐(100)의 SCR 촉매 세정 방법을 상세하게 설명한다.
압축공기 파이프노즐(110)은 콤프레셔에 연결된 압력 탱크로부터 압축된 공기를 공급받아 복수개의 압축공기 노즐구멍(116)으로 분사한다.
압축공기 노즐구멍(116)에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 곡면을 따라 코안다 효과를 형성하며 가이드판(134a, 134b)의 테이퍼진 형태로 공기의 흐름이 더욱 증폭된다.
액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 액화이산화탄소 탱크로부터 액화이산화탄소를 공급받아 액화이산화탄소 노즐구멍(126)으로 분사되면서 초미립자의 드라이아이스(CO2 snow)가 형성된다.
압축공기 노즐구멍(116)에서 분사된 압축공기는 100 내지 300m/s로 이동하면서 드라이아이스의 가속 유체가 된다.
압축공기 노즐구멍(116)에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 곡면을 따라 흐르면서 코안다 효과를 발생하고 이에 따라 주위의 유도된 강력한 공기의 흐름을 증폭시키며 액화이산화탄소 노즐구멍(126)에서 분사된 초미립자의 드라이아이스를 고속으로 가속하여 분사노즐구멍(150)을 통과시킨다.
분사노즐구멍(150)을 통과한 액화이산화탄소와 압축공기는 촉매 모듈(102)의 상부에서 하부로 분사되어 강력한 탈진 성능을 유도한다.
다른 실시예로서, 압축공기 파이프노즐(110)은 압축공기를 공급받고 있지만 이에 한정하지 않으며 고압의 질소가스를 공급받을 수 있다.
본 발명은 이류체 청소 노즐(100)을 이용하여 한쪽에서 일정한 압력으로 액체 상태의 액화이산화탄소(LCO2)를 공급하고 다른 한쪽에서 고압의 압축공기 또는 질소가스를 공급한다.
이때, 액화이산화탄소는 이류체 청소 노즐(100)을 통하여 대기 중으로 분사될 때 단열 팽창되어 미립자의 드라이아이스로 변하고 이를 고압의 압축공기 또는 고압의 질소를 고속(100 내지 300m/s)으로 가속하여 피세척물과 충돌시킨다.
이에 따라 피세척물은 열적(냉각, 팽창), 화학적(이산화탄소의 세정 효과), 물리적 효과로 세정하게 된다.
본 발명은 대규모 연소설비에 필수적으로 사용하고 있는 질소산화물를 처리하는 SCR 촉매 모듈(102)를 이류체 청소 노즐(100)을 이용하여 재생 또는 청소한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 CO2 snow jet cleaning 을 기초로 하고 액체 드라이아이스를 분무할 때 생기는 드라이아이스 미립자를 압축공기로 가속시켜 촉매 모듈(102)의 구멍(104)에서 상부에서 하부로 통과시킬 때 촉매에 쌓이고 촉매 표면에 붙어있는 오염물질을 액화이산화탄소의 열적, 물리적, 화학적 세정 효과를 이용하여 촉매 모듈(102)로부터 분리한다.
또한, 다른 실시예로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 액화이산화탄소 파이프노즐(120)은 액화이산화탄소를 공급받고 있지만 이에 한정하지 않으며 활성화물질인 오산화바나듐(V2O5) 수용액을 공급받을 수 있다. 이렇게 되면 본 발명의 이류체 청소 노즐(100)은 오산화바나듐 수용액을 촉매 모듈(102)에 분무하여 촉매 표면에 균일하게 코팅하여 오산화바나듐 도포 공정을 수행할 수 있다.
본 발명은 기존의 세정 및 촉매 담지 공정이 다량의 물을 사용하기 때문에 다음 공정으로 가기 전에 항상 건조 장치를 이용하여 건조 공정을 수행해야 하는데 반해 물 사용이 거의 없고 건조 공정이 필요하지 않다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중관 구조의 이류체 청소 노즐을 작업자가 사용하여 촉매 세정 모습을 나타낸 도면이다.
이류체 청소 노즐(100)을 촉매 모듈(102)의 상부면에 탑재한 상태에서 압축공기 노즐구멍(116)에서 분사된 압축공기는 액화이산화탄소 파이프노즐(120)의 곡면을 따라 흐르면서 액화이산화탄소 노즐구멍(126)에서 분사된 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 분사노즐구멍(150)을 통과하여 촉매 모듈(102)의 상부에서 하부로 분사되어 세정하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
*이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 이류체 청소 노즐
110: 압축공기 파이프노즐
112: 제1 파이프엘보
114: 압축공기호스
116: 압축공기 노즐구멍
120: 액화이산화탄소 파이프노즐
122: 제2 파이프엘보
124: 액화이산화탄소호스
126: 액화이산화탄소 노즐구멍
132, 136: 지지판
134a, 134b: 가이드판
140, 142: 거치부
144: 수평파이프
146: 손잡이
150: 분사노즐구멍

Claims (9)

  1. 압축공기가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 압축공기 노즐구멍으로 압축공기를 분사하는 압축공기 파이프노즐;
    상기 압축공기 파이프노즐의 외측 하단의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정하고, 하부끝단이 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 한 쌍의 가이드판; 및
    상기 가이드판 간의 사이의 내부 공간에 위치하고 상기 압축공기 파이프노즐의 하부에 길이 방향으로 형성되고, 액화이산화탄소가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 액화이산화탄소 노즐구멍으로 액화이산화탄소를 미립자 형태로 분사하는 액화이산화탄소 파이프노즐을 포함하며, 상기 압축공기 노즐구멍에서 분사된 압축공기는 상기 액화이산화탄소 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 상기 액화이산화탄소 노즐구멍에서 분사된 상기 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 상기 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사되는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액화이산화탄소 파이프노즐은 상기 압축공기 파이프노즐의 직경보다 작은 직경으로 형성하고 상기 압축공기 파이프노즐의 하부면에 직하방으로 배치하는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액화이산화탄소 노즐구멍은 상기 액화이산화탄소 파이프노즐의 하부면을 따라 일정한 거리 간격마다 일정한 직경의 홀이 한 개씩 뚫려 있는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축공기 노즐구멍은 상기 압축공기 파이프노즐의 하부면을 따라 일정한 거리 간격마다 일정한 직경의 홀이 한 개씩 뚫려 있는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가이드판은 일정한 두께의 평판 형태로 하부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형태이며, 그 끝단에 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압축공기 파이프노즐은 일측 끝단이 압축공기를 공급하는 압축공기호스를 연결하도록 스테인레스 재질의 제1 파이프엘보에 용접하여 결합하고 타측 끝단이 폐쇄되며, 상기 액화이산화탄소 파이프노즐은 일측 끝단이 액화이산화탄소를 공급하는 액화이산화탄소호스를 연결하도록 스테인레스 재질의 제2 파이프엘보를 용접하여 결합하고 타측 끝단이 폐쇄되며, 상기 압축공기 파이프노즐의 외부 상부면 일측에 일정 간격을 두고 상부 방향으로 돌출된 한 쌍의 거치부와 상기 각 거치부의 사이를 수평파이프가 결합되고 상기 수평파이프의 중앙부로부터 수직 방향으로 일정한 길이의 봉 형태의 손잡이가 길게 형성되는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  7. 압축공기 또는 질소가스가 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 제1 노즐구멍으로 상기 압축공기 또는 질소가스를 분사하는 제1 파이프노즐;
    상기 제1 파이프노즐의 외측 하단의 양 말단 부분으로부터 하부 방향으로 각각 결합하여 고정하고, 하부 끝단이 길이 방향을 따라 분사노즐구멍이 뚫려 있는 한 쌍의 가이드판; 및
    상기 가이드판 간의 사이의 내부 공간에 위치하고 상기 제1 파이프노즐의 하부에 길이 방향으로 형성되고, 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액이 이동하도록 내부가 관통되어 수평 방향으로 일정한 길이를 갖으며, 하부면에 뚫려 있는 제2 노즐구멍으로 상기 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액을 미립자 형태로 분사하는 제2 파이프노즐을 포함하며, 상기 제1 노즐구멍에서 분사된 압축공기 또는 질소가스는 상기 제2 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 상기 제2 노즐구멍에서 분사된 상기 액화이산화탄소 또는 오산화바나듐 수용액을 고속으로 가속하여 상기 분사노즐구멍을 통과하여 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사되는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 파이프노즐은 일측 끝단이 상기 압축공기 또는 질소가스를 공급하는 제1 호스를 연결하도록 스테인레스 재질의 제1 파이프엘보에 용접하여 결합하고 타측 끝단이 폐쇄되며, 상기 제2 파이프노즐은 일측 끝단이 상기 액화이산화탄소 또는 바나듐 용액을 공급하는 제2 호스를 연결하도록 스테인레스 재질의 제2 파이프엘보를 용접하여 결합하고 타측 끝단이 폐쇄되는 이중관 구조의 이류체 청소 노즐.
  9. 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 장치로 이루어진 이류체 청소 노즐을 이용한 선택적 촉매 환원법(SelectiveCatalytic Reduction, SCR) 촉매 세정 방법으로서,
    상기 이류체 청소 노즐을 상기 촉매 모듈의 상부면에 탑재한 상태에서 상기 압축공기 노즐구멍에서 분사된 압축공기는 상기 액화이산화탄소 파이프노즐의 곡면을 따라 흐르면서 상기 액화이산화탄소 노즐구멍에서 분사된 상기 액화이산화탄소를 고속으로 가속하여 상기 분사노즐구멍을 통과하여 상기 촉매 모듈의 상부에서 하부로 분사되어 세정하는 SCR 촉매 세정 방법.
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