KR20170068655A - 이산화염소 가스 및 이산화염소수 발생 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화염소(ClO2) 가스나 이산화염소수를 제조하는 설비를 제공하고자 하는 것으로서, 아염소산 또는 차아염소산 용액을 포함하는 반응조, 상기 반응조 내에 구비되어 상기 용액 내에 자외선을 발생시키는 자외선 발생부 및 상기 자외선 발생부 하단에 공기 또는 가스를 버블링하여 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 클로라이트 용액 내에서 이산화염소를 발생시키는 이산화염소 발생 장치 및 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 이산화염소(ClO2) 가스나 이산화염소수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이산화염소는 강한 살균력, 탈취 및 표백력을 갖는다. 기존의 살균제나 소독제로 사용되는 염소는 트리할로메탄과 같은 발암물질이 생성되는 문제가 있지만, 상기 이산화염소의 경우에는 발암물질 생성과 같은 문제점을 갖지 않는다. 따라서 이산화염소는 대체 살균제로, 또 염소계 소독제를 대체할 수 있는 물질로 주목받고 있다.
이산화염소 가스 또는 용액을 생산하는 방식으로, 종래에는 염소산나트륨을 환원하는 방식이 주로 사용되었으나, 이 방법은 염산 또는 황산과 같은 강산을 사용할 필요성이 있으며, 이로 인해 안전사고 발생 가능성이 있다.
한편, 강산을 사용하지 않는 이산화염소 발생방법으로는 염소산나트륨을 전기분해하는 방법이 있으나, 전기분해 장치를 위한 공간이 요구되며, 또한, 고가의 장치로 인한 비용 및 생산단가가 상승한다는 문제점을 가지고 있다.
최근 위에 열거한 문제점을 갖지 않는 이산화염소 생성 방법에 대한 기술로서, 오존과 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액을 반응시켜 이산화염소 가스를 발생하거나, 발생된 이산화염소 가스를 물과 반응하는 물 반응조를 사용하여 이산화염소 용액을 제조하는 기술이 개발되었다(한국 특허 제1386410호).
본 발명은 자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트 (ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소 가스를 발생시키는 방법, 이산화염소 용액조를 빛으로부터 차단하여 이산화염소 분해를 늦추어 이산화염소 용액을 제조하는 방법, 이산화염소를 발생시키는 공간 또는 발생장치에서 이산화염소의 농도를 측정하며 오존 또는 자외선을 이용한 이산화염소 발생장치에서 이산화염소 발생을 제어하는 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 오존 또는 자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액과 반응시켜 이산화염소(ClO2) 가스나 용액을 제조하는 장치의 성능 개선과 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 (1) 자외선을 직접 아염소산 이온 또는 아염소산나트륨 용액 내에서 조사시켜 이산화염소 가스를 발생시키는 방법, (2) 자외선 및 오존을 이용한 이산화염소 가스 발생장치의 성능 개선 방법, (3) 이산화염소 발생 공간 또는 이산화염소 발생 장치에서 이산화염소 농도를 측정하며 이산화염소 발생기를 제어하는 방법을 제공하고자 한다.
이산화염소 가스 측정기를 활용하여 이산화염소 가스를 발생시키는 공간의 이산화염소 농도를 실시간으로 측정하며 이산화염소를 발생을 제어하고 원하는 농도를 유지하면 인체에 대한 위해성을 줄이고 효과적으로 대상 물질의 살균을 진행할 수 있다.
이렇게 이산화염소 농도를 측정하며 발생을 제어하는 방법은 이산화염소 용액 제조에도 적용 가능하다. 또한 이산화염소 가스를 발생하는 공간에서 측정된 이산화염소를 CDMA 무선 통신을 통하여 원거리에서 모니터링하여 이상 징후 발생 시 이산화염소 발생기가 설치된 곳에 연락하여 조치를 취하거나 이산화염소 발생기의 운전을 강제 중지하는 방법으로 이산화염소의 위해성을 제어하며 이산화염소 가스를 발생시키고 본 발명을 개발하였다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 클로라이트 이온을 함유하는 클로라이트 함유 용액이 저장되며, 상기 클로라이트 함유 용액 중의 클로라이트가 자외선 또는 오존과 반응하여 이산화염소를 생성시키고, 생성된 이산화염소를 기상으로 배출하는 반응조, 상기 반응조에 오존을 공급하는 오존 발생부 및 상기 반응조 내에 자외선을 조사하는 자외선 발생부 중 적어도 하나, 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스 중 이산화염소의 농도를 분석하는 이산화염소 가스 농도 측정부, 및 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정값을 전송받아 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어부를 포함하며, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부는 상기 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치를 제공한다.
상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 측정 시점에서 이산화염소가스 중의 이산화염소의 농도를 측정하며, 상기 이산화염소의 농도 값이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
또, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 소정 시점까지의 이산화염소가스 발생 총량을 측정하며, 상기 발생 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
나아가, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 단위시간당 발생하는 이산화염소가스 발생량을 측정하며, 상기 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 운전 시간에 도달하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
상기 자외선 발생부는 램프 또는 LED일 수 있다.
상기 자외선 발생부는 반응조 내의 저부에 구비되되, 상기 자외선 발생부 아래에 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 상기 기포 발생부로부터 생성된 기포에 의해 반응조 내에 생성된 이산화염소가 반응조 상부로 이송되어 이산화염소 가스로 배출되는 것일 수 있다.
상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 기포 발생부의 기포 발생량을 감소 또는 중지하여 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 오존 발생부는 반응조 외부에 설치되어 오존 주입부에 의해 반응조 내로 공급되되, 반응조 내로 공급되는 오존 공급량을 조절하는 오존 공급밸브를 구비하며, 상기 오존 주입부는 말단에 오존을 기포로 생성하여 공급하는 기포 발생부를 구비할 수 있다.
상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 반응조는 희석가스 주입부를 더 포함하며, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 상기 희석가스 주입부를 통해 반응조 내에 희석가스를 주입하여 이산화염소 가스의 농도를 설정 범위 내로 조절하는 것일 수 있다.
상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 것이 바람직하다.
상기 반응조는 수위 센서를 구비하며, 상기 반응조의 수위가 소정 값 이하일 때 상기 반응조에 물을 보충하는 물 보충 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 발생장치는 상기 반응조 내의 이산화염소 용액을 채취하는 용액 채취부 및 상기 채취된 이산화염소 용액에 대하여 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하는 용액 분석실을 더 포함할 수 있다.
상기 용액 분석실은 상기 채취된 용액의 클로라이트 농도를 측정하는 클로라이트 센서, 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 센서 및 용액의 pH를 측정하는 pH 센서를 각각 포함할 수 있다.
상기 채취된 이산화염소 용액을 분석한 후에 상기 반응조로 재 주입하는 용액 재주입부를 구비할 수 있다.
본 발명은 다른 견지로서, 이산화염소 용액화 장치를 제공하며, 상기 이산화염소 용액화 장치는 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조, 상기 이산화염소 용액화 반응조의 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부 및 상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부를 포함하며, 상기 이산화염소 가스가 상기 용매 내에 용해되어 이산화염소 용액을 생성하는 장치일 수 있다.
본 발명이 제공하는 다른 이산화염소 용액화 장치는 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조 및 상기 이산화염소 발생장치의 반응조와 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부 및 상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 이산화염소 용액화 반응조는 용액 내의 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 농도 측정부를 구비하며, 상기 이산화염소 농도 측정부에서의 측정 값이 전송되며, 상기 측정 값이 소정 값을 초과하는 경우 반응조 내의 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어 수단을 구비하되, 상기 이산화염소 가스 발생 제어 수단은 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하거나, 상기 기포 발생부를 제어하여 기포 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
본 발명은 또한 이산화염소 가스 제조 및 농도 제어방법을 제공하는 것으로서, 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계, 상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 상기 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계, 상기 이산화염소 함유 가스 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계를 포함한다.
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40℃인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공하고자 하는 것으로서, 상기 이산화염소 가스 제조 및 농도 제어방법에 의해 제조된 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소를 용액화하는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 이산화염소 함유 용액 제조방법은 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계, 상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 상기 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계, 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소 함유 용액을 제조하는 단계, 상기 이산화염소 함유 용액 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공한다.
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40℃인 것이 바람직하다.
자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소 가스를 발생시키는 발명은 자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소를 발생시키기 때문에 구조가 간단해지는 효과가 있다.
이산화염소 용액조를 빛으로부터 차단하여 이산화염소 분해를 늦추는 발명은 이산화염소 용액에서 이산화염소가 분해되어 사라지는 것을 늦추어 가급적 오랫동안 이산화염소 용액을 사용할 수 있는 효과를 발생시킨다.
이산화염소를 발생시키는 공간 또는 발생장치에서 이산화염소의 농도를 측정하며 오존 또는 UV를 이용한 이산화염소 발생장치에서 이산화염소 발생을 제어하는 제어 방법은 적정한 이산화염소를 발생시켜 인체에 대한 위해성을 감소시키고 필요로 하는 적정량의 이산화염소만을 발생시킬 수 있는 장점이 된다.
도 1은 본 발명의 이산화염소 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 사시도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 측정된 이산화염소 농도값을 이용하여 원하는 이산화염소 농도를 일정하게 유지하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치로서, 반응조의 용액 특성을 분석하는 설비를 구비하는 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 이산화염소 가스를 이용하여 이산화염소 용액을 제조하는 설비 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 이산화염소 용액 제조시 용액의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9는 이산화염소 생성을 위한 반응조에 구비된 기포 발생부가 차지하는 면적에 따른 이산화염소 발생 추이를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 광의 투과 여부에 따른 이산화염소 용액의 분해 정도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 측정된 이산화염소 농도값을 이용하여 원하는 이산화염소 농도를 일정하게 유지하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치로서, 반응조의 용액 특성을 분석하는 설비를 구비하는 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 이산화염소 가스를 이용하여 이산화염소 용액을 제조하는 설비 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 이산화염소 용액 제조시 용액의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9는 이산화염소 생성을 위한 반응조에 구비된 기포 발생부가 차지하는 면적에 따른 이산화염소 발생 추이를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 광의 투과 여부에 따른 이산화염소 용액의 분해 정도를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 오존 및 자외선을 이용한 이산화염소 가스와 이산화염소 용액 제조에 있어서, 그 생성 효율을 향상시키고, 또, 그 발생 농도를 효율적으로 제어할 수 있는 수단을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명을 도면을 들어 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 이산화염소 발생 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 반응조(10), 자외선 발생부(30) 및 기포 발생부(50)를 포함한다.
본 발명은 아염소산 또는 차아염소산 등이 용해되어 클로라이트 이온을 포함하는 용액에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급함으로써 이산화염소를 생성하고자 하는 것으로서, 상기 반응조는 상기와 같은 반응을 수행할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 것이 바람직하다. 이산화염소는 빛이 투과하는 조건에서는 시간이 지남에 따라 급격히 분해되는 특성을 갖는바, 반응조 내에는 빛이 투과하지 않도록 암폐화하는 것이 이산화염소 용액의 활용을 장기화할 수 있어 바람직하다.
상기 반응조 내에는 아염소산 용액, 차아염소산 용액 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나의 용액이 저장된다. 상기 용액에 자외선을 조사함으로써 용액 중의 클로라이트 이온이 자외선에 의해 이산화염소로 다음과 같은 반응으로 생성되게 된다.
ClO2 - + UV →ClO2
상기 자외선을 조사하기 위하여 반응조의 저부에 자외선 발생부를 포함한다. 상기 자외선 발생부는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 자외선을 발생시킬 수 있는 자외선 램프, LED 등과 같은 수단을 구비할 수 있다. 이와 같은 자외선 발생부는 반응조 내부에 설치되는 것이 이산화염소 발생 장치의 구조를 단순화할 수 있음은 물론, 아염소산 또는 차아염소산이 이산화염소로 생성되는 효율을 높일 수 있어 바람직하다.
상기 자외선을 조사함에 있어서는 자외선 발생부의 아래에서 공기 등을 버블링하여 기포를 생성시키는 기포 발생부를 구비하는 것이 바람직하다. 이산화염소는 용액 중에서 이온상태로 존재하려는 성질을 갖는 매우 불안정한 화합물이다. 따라서, 자외선 발생부의 바로 아래에서 기포가 생성되면 자외선에 의해 발생된 이산화염소가 공기와 함께 가스화되어 반응조 밖으로 배출될 수 있어 보다 효율적으로 이산화염소 가스를 얻을 수 있다.
이때, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 적어도 50% 이상의 면적 범위에서 기포를 발생시킬 수 있도록 기포 발생부가 설치되는 것이 바람직하다. 기포 발생부가 부분적으로 형성되는 경우에는 기포가 생성되지 않는 영역에서는 발생된 이산화염소의 가스화가 일어나기 어려우며, 이로 인해 반응조 내에 이산화염소가 농축되어, 이산화염소 용액의 농도를 일정하게 유지하는 것이 극히 곤란하다.
따라서, 기포를 발생시킴으로써 이산화염소의 가스화를 반응조의 전면에 대하여 도모할 수 있도록 하기 위해, 상기 기포 발생부는 반응조의 단면적에 대하여 적어도 50% 이상의 면적을 차지하는 것이 바람직하며, 균일하게 기포가 생성될 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 자외선 발생부가 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 설치되고, 기포 발생부가 반응조 단면적의 전면에 설치하여 전 영역에 고르게 기포를 발생시킴으로써 자외선에 의해 생성된 이산화염소 용액이 바로 이산화염소 가스로 생성될 수 있다.
이산화염소는 가스로서 살균제로 사용되는 경우, 인체에 대한 기준치를 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미국 FDA, EPA의 경우, 이산화염소 0.1ppm 농도 하에서 8시간 노출되는 것을 허용하고 있으며, 국내에서는 음용수에 이산화염소 잔류물이 1ppm을 초과하지 않도록 규정하고 있다. 이와 같이 이산화염소 가스 또는 용액을 사용하는 경우에는 적정한 이산화염소 농도를 유지하는 것이 살균효과를 얻으면서 인체에 대한 유해성을 해소할 수 있다. 따라서, 반응조에서 생성되는 이산화염소의 발생량을 모니터링하면서 그 발생량을 조절할 필요가 있다
상기 자외선은 이산화염소의 발생에 직접적으로 영향을 미치는 인자이다. 따라서, 자외선의 강도를 조절함으로써 이산화염소의 발생량을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 반응조 내에 존재하는 이산화염소의 농도 또는 반응조로부터 배출되는 이산화염소 가스의 농도를 검출하고, 그 결과로부터 필요에 따라 자외선 강도를 조절하여 이산화염소의 발생량을 제어할 수 있다.
한편, 상기 반응조에는 오존이 공급될 수 있다. 상기 오존은 단독으로 상기 반응조 내에 공급될 수 있음은 물론, 상기 자외선과 함께 반응조 내로 공급될 수 있다. 상기 오존은 아염소산 또는 차아염소산을 이산화염소로 생성하는데 기여하는 것으로서, 다음과 같은 반응에 의해 이산화염소를 생성한다.
ClO2 - + O3 →ClO2 + O3 -
즉, ClO2 -를 포함하는 수용액에 오존을 투입하면 상기 반응식과 같이, 상기 ClO2 - 음이온과 오존이 반응하여 이산화염소(ClO2)가 생성된다.
이와 같은 오존은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 별도의 오존 발생부(150)에서 생성되며, 오존 공급 밸브(170)의 개방에 의해 오존 주입부(180)를 통하여 상기 반응조에 주입될 수 있으며, 이때, 상기 오존은 상기 기포 발생부를 통해 공기와 함께 버블링하면서 공급할 수 있다.
상기 자외선과 마찬가지로, 상기 오존의 공급량을 제어함으로써 상기 반응조에서 생성되는 이산화염소의 생성량을 조절할 수 있다. 상기 오존의 공급량 제어는 오존 발생부에서 반응조로 공급되는 과정에서 오존 공급 밸브를 통해 오존의 공급을 차단하거나 그 공급량을 조절할 수 있다. 이때, 생성된 오존은 별도의 오존 배출부(190)를 통해 배출할 수도 있으며, 이에 의해 배출되는 오존은 악취 등의 제거를 위해 별도 사용할 수 있다.
한편, 상기 반응조는 반응조 내의 용액의 수위를 측정하고 일정 수준으로 유지시키기 위해 수위 측정부(130)를 구비할 수 있다. 반응조에는 이산화염소의 생성을 위해 자외선 조사 및 오존 공급과 함께 기포를 발생시키는데, 이러한 과정 중에 반응조 중의 물은 증발 등에 의해 소모되는 속도가 빠르다. 따라서, 반응조 내의 수위를 수위 측정부를 통해 측정하고, 수위가 일정 수준 이하로 낮아지는 경우에 물 주입 밸브(120)를 통해 반응조 내에 물을 공급함으로써 반응조의 수위를 일정한 수준으로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 물 주입밸브를 통해서는 물만을 단독으로 공급하고, 클로라이트의 소모로 인해 추가 공급이 요구되는 경우에 별도로 반응조에 클로라이트를 공급할 수 있음은 물론, 필요에 따라 아염소산 또는 차아염소산 등을 함께 공급함으로써 클로라이트 이온을 보충할 수도 있다.
한편, 본 발명에 있어서 반응조에서 생성된 이산화염소 가스(80)는 이산화염소 가스 이송관(210)을 통해 반응조로부터 배출되는데, 이때 상기 이산화염소 가스 이송관을 통해 이송되는 스트림의 이산화염소의 농도를 측정하고, 이를 기초로 이산화염소의 발생량을 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해 반응조로부터 배출되는 이산화염소 가스 이송관의 도관 중에 이산화염소 농도 측정부(220)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 농도 측정부를 통해 반응조에서 생성되어 배출되는 이산화염소의 농도를 측정하고, 농도가 소정 량을 초과하는 경우에는 위에서 설명한 바와 같이 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있는바, 이산화염소 발생량을 낮추는 것이 필요하다.
이를 위해 상기 이산화염소 농도 측정부로부터 측정한 농도의 측정 결과로부터 미리 설정한 농도 범위를 초과하는 것으로 판단되는 경우에 반응조에 오존 공급량을 줄이거나, 반응조의 자외선 강도를 줄임으로써 이산화염소의 발생량을 줄임으로써 이산화염소 가스의 농도를 제어할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 자외선 발생 또는 오존 공급을 중단함으로써 이산화염소가 발생하지 않도록 할 수도 있다.
이러한 이산화염소 농도의 제어를 위해 이산화염소 발생 제어 수단(230)을 구비할 수 있다. 상기 이산화염소 발생 제어 수단은 상기 이산화염소 농도 측정부에서 측정한 측정결과를 온라인으로 전송받아 이산화염소 농도가 미리 설정한 농도 값을 초과하는지를 판단하고, 그에 따라 상기한 바와 같은 오존 발생량, 자외선 조사 강도 등의 감소 또는 중단 등을 결정할 수 있다.
상기 농도 측정 값의 전송은 온라인으로 수행할 수 있는 것으로서, 유선을 통해 전송할 수 있음은 물론, 무선으로 전송할 수도 있는 것으로서 특별히 한정하지 않는다.
또 다른 구현예로서, 상기 이산화염소 가스 이송관 내의 이산화염소 가스의 농도를 측정하고, 그 측정값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우에는 반응조에서 배출되는 가스 중에 희석가스 주입부(140)를 통해 희석 가스를 주입함으로써 상기 이산화염소 가스 이송관 내의 이산화염소 가스 농도를 낮출 수도 있다. 상기 반응조에서 생성된 이산화염소 가스는 기포 생성시에 공급되는 공기 등의 가스와 함께 상기 이산화염소 가스 이송관을 통해 이송되며, 상기 이송관을 통해 이송되는 전체 가스 유량은 일정하므로, 희석가스를 주입함으로써 농도를 상기 이송관을 통과하는 가스 중의 이산화염소 가스 량은 감소하게 될 것인바, 농도를 소정 범위 내로 제어할 수 있다.
한편, 오존 및 자외선을 제어함으로써 이산화염소 가스의 농도를 제어하는 수단을 예를 들어 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시키는 경우, 오존 및 자외선 발생을 위한 인가전력의 on/off에 따라 이산화염소 발생 시간을 제어 가능하다. 따라서, 이산화염소 발생 전 이산화염소 발생 농도(Vref)와 발생 시간(Vt)을 입력하면 입력된 이산화염소 발생 농도(Vref)에 따라 오존을 발생시키거나 자외선을 조사하게 되고, 이산화염소 가스 발생 경과시간(Vdt)을 확인함으로써 경과시간(Vdt)이 설정된 시간(Vt)과 같아지면 오존 및 자외선의 발생을 중지할 수 있다.
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시키는 경우, 공간 또는 이산화염소 발생기에서의 이산화염소 농도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 초기 공간 또는 이산화염소 발생기에서 이산화염소 농도(Vi)를 설정하고 오존 또는 자외선을 발생시켜 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있다. 공간 또는 이산화염소 발생기에서의 이산화염소 가스 농도 측정기에서 측정한 농도 값(Vh 또는 Ih)이 설정 값보다 적으면 오존 발생 또는 자외선 발생 전력을 유지하고, 측정된 농도 값(Vh 또는 Ih)이 설정된 농도 값보다 크면 알람(Va)을 출력하거나, 오존 및 자외선 발생을 중지하거나 저감할 수 있다.
나아가, 상기 도 4가 이산화염소 농도 값을 측정하며 알람을 알리거나 오존 또는 자외선의 발생을 감소 또는 중지하는 것이라면, 도 5는 측정된 이산화염소 농도값을 이용하여 원하는 이산화염소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 목표로 하는 이산화염소 가스 농도(Vref)를 설정하면 이산화염소 발생기에 초기 입력된 발생전압(Vi)을 인가하여 오존 또는 자외선을 발생시키고, 공간 또는 이산화염소 발생기에 설치되어 있는 이산화염소 가스 농도 측정기 농도값(Vh 또는 Ih)을 측정하여 설정된 입력 값(Vref)과 비교할 수 있다.
이때, 출력 값(Vh 또는 Ih)이 입력 값(Vref)보다 높으면 오존 또는 자외선 발생 전력(Vi)를 줄이고, 출력 값(Vh 또는 Ih)이 입력 값(Vref)보다 낮으면 오존 또는 자외선 발생 전력(Vi)를 높이고 다시금 입력값(Vref)와 비교하여 비슷한 값의 농도가 측정되면 (Vh 또는 Ih) 오존 또는 자외선의 발생 전압을 일정하게 함으로써 원하는 농도로 유지할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 반응조에서 생성되어 배출되는 이산화염소 가스의 농도를 제어할 수 있음은 물론, 자외선 또는 오존에 의해 이산화염소가 생성되는 반응조의 용액 특성을 분석하여 제어함으로써 이산화염소의 발생량을 제어할 수 있다.
구체적으로는 도 6에 나타낸 바와 같이, 반응조 내의 용액을 분석하기 위하여 반응조로부터 용액 채취부(310)를 통해 샘플 용액을 채취하고, 채취된 샘플 용액을 용액 분석실(320)로 보내어 클로라이트 센서(330), 이산화염소 센서(340) 및 pH 센서(350)를 통해 샘플 용액 내의 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하고, 그 결과를 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액을 모니터링 함으로써 특성을 파악할 수 있다. 이를 통해, 상기한 바와 같이, 자외선 강도, 오존 공급량, 반응조 수위 등을 제어함으로써 이산화염소의 농도를 소정 범위 내로 제어할 수 있다.
나아가, 상기와 같은 이산화염소 용액의 모니터링은 앞서 설명한 반응조의 수위에 대하여도 측정한 값을 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액의 특성으로 함께 관리할 수 있다. 또한, 반응조에서 배출되는 이산화염소 가스에 대하여 이산화염소가스 측정부에서 측정한 값을 또한, 상기 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액과 함께 이산화염소 가스의 특성을 모니터링할 수 있다. 상기 측정값은 유선으로, 또 무선으로도 전송할 수 있다.
나아가, 이에 의해 얻어진 값들을 바탕으로, 반응조에서 발생되는 이산화염소의 농도를 미리 설정한 범위 내로 제어하는데 사용할 수 있다.
한편, 다른 구현 예로서, 본 발명은 이산화염소 가스를 이용하여 이산화염소 용액을 제조하는 수단을 제공한다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 액상 용매가 저장된 이산화염소 용액화 반응조(20)의 저부에서 이산화염소 가스를 공급함으로써 이산화염소 용액을 제조할 수 있다.
이를 위해 상기 이산화염소 용액화 반응조는 특별히 한정하지 않으나, 상기 이산화염소 발생을 위한 반응조에서와 같이 빛이 투과하지 않는 암폐화되어 있는 것이 이산화염소의 용액화 후에 이산화염소의 광분해를 방지할 수 있어, 저장 수명을 높일 수 있어 바람직하다.
상기 용액화 저장조에는 액상 용매를 포함하며, 상기 용매는 이산화염소 가스를 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
상기 용액화 반응조는 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부(40)를 포함한다. 상기 이산화염소 가스는 기포 발생부를 통해 이산화염소 가스를 버블링하여 기포 상태로 공급하는 것이 이산화염소 가스가 용액화 반응조 내에 저장된 용매 내에 보다 용이하게 녹일 수 있어 바람직하다. 상기 기포 발생부는 상기 이산화염소의 발생을 위해 반응조(10)의 저부에 구비되는 것을 동일하게 채용할 수 있는 것으로서, 여기서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 반응조에서와 같이 반응조의 단면적에 대하여 일정한 면적비로 버블링시켜야 하는 등의 제약은 요구되지 않는다.
한편, 상기 용액화 반응조는 반응조 내에서 용액화된 이산화염소 용액의 특성을 분석하고, 그 결과에 따라 이산화염소 용액의 농도를 제어할 수 있다. 이때 이산화염소 용액의 농도를 측정하기 위한 이산화염소 농도 측정부(540)를 구비하며, 측정 결과에 따라 이산화염소 발생을 위한 반응조에서의 오존 공급량, 자외선 강도 및 수위 조절은 물론, 희석가스 공급 등을 조절할 수 있다. 이들의 제어는 앞서 설명한 바와 같으므로, 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 용액화 반응조는 저장된 이산화염소 용액의 사용을 위해 용액 의 배출을 위한 용액 배출구(520)를 포함하며, 상기 용액 배출구는 개폐 수단, 예를 들어, 밸브(530)가 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 초기의 원하는 이산화염소 용액의 농도(Vref)를 설정하고 이산화염소를 발생하게 되면 이산화염소 용액 내의 이산화염소 농도 측정기(540)에서 전압 또는 전류(Vh 또는 Ih)를 측정하고 측정된 농도를 초기 입력값 (Vref)와 비교하여 측정값(Vh 또는 Ih)이 입력값(Vref)보다 낮을 경우에 오존 또는 자외선의 발생을 유지하고, 측정값(Vh 또는 Ih)이 입력값(Vref)보다 같거나 높을 시에는 오존 또는 자외선의 발생을 중지시킴으로써 이산화염소 용액화 반응기 내의 이산화염소 농도를 저감시킬 수 있다.
한편, 상기 용액화 반응조 내에 상기 이산화염소의 공급을 위해 함께 공급된 가스의 배출을 위한 가스 배출구를 상기 용액화 반응조의 상부에 구비할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 위해 도입한 일 예에 해당하는 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액과 반응시켜 이산화염소(ClO2) 가스를 제조함에 있어서 기포 발생부가 차지하는 면적을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액을 포함하는 반응조의 바닥 단면적 50% 이상을 차지하게 배치한 경우(above 50%)와 50% 이하를 차지하게 배치한 경우(below 50%)의 시간에 따라 발생하여 배출되는 가스로부터 이산화염소 가스의 농도 변화를 측정하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.
도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응조 단면적의 50% 이상 차지했을 경우 일정한 농도로 이산화염소가 발생되는 것을 확인할 수 있지만, 50% 이하일 경우 이산화염소 발생량이 초기에는 매우 적으며, 시간이 경과함에 따라 서서히 증가하는 경향을 나타내었다.
따라서 일정한 이산화염소 가스를 발생하기 위해서는 자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액 내에 조사하여 이산화염소를 발생시킬 때에는 기포 발생부가 차지하는 단면적은 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액의 50% 이상을 차지하도록 기포 발생부를 설치하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
실시예
2
각각 72mg/L와 10mg/L의 이산화염소를 포함하는 용액을 빛이 투과할 수 있게 투명한 유리병과 밀폐하여 빛이 전혀 투과하지 못하는 유리병에 보고한 후, 시간의 경과에 따라 각 유리병 내의 이산화염소의 농도 변화를 관찰하고, 그 결과를 도 10 및 11에 나타내었다.
도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 빛이 투과하지 못하도록 밀폐된 유리병에서는 이산화염소의 농도가 서서히 감소하는 경향을 나타내었으나, 광이 투과 가능한 유리병에서는 이산화염소의 농도가 급격히 줄어드는 경향을 나타냄을 확인할 수 있다.
10: 반응조
20: 이산화염소 용액화 반응조
30: 자외선 발생부 40: 이산화염소가스 기포 발생부
50: 기포 발생부 60: 클로라이트 함유 용액
70: 오존 80: 이산화염소 가스
120: 물 주입밸브 130: 수위센서
140: 희석가스 주입부 150: 오존 발생부
170: 오존 공급밸브 180: 오존 주입부
190: 오존 배출부 210: 이산화염소가스 이송관
220: 이산화염소 농도 측정부 230: 이산화염소가스 발생 제어부
310: 용액 채취부 320: 용액 분석실
330: 클로라이트 센서 340: 이산화염소 센서
350: pH 센서 360: 용액 재주입부
510: 공기 배출부 520: 이산화염소 용액 배출부
530: 밸브 540: 이산화염소 농도 측정부
30: 자외선 발생부 40: 이산화염소가스 기포 발생부
50: 기포 발생부 60: 클로라이트 함유 용액
70: 오존 80: 이산화염소 가스
120: 물 주입밸브 130: 수위센서
140: 희석가스 주입부 150: 오존 발생부
170: 오존 공급밸브 180: 오존 주입부
190: 오존 배출부 210: 이산화염소가스 이송관
220: 이산화염소 농도 측정부 230: 이산화염소가스 발생 제어부
310: 용액 채취부 320: 용액 분석실
330: 클로라이트 센서 340: 이산화염소 센서
350: pH 센서 360: 용액 재주입부
510: 공기 배출부 520: 이산화염소 용액 배출부
530: 밸브 540: 이산화염소 농도 측정부
Claims (26)
- 클로라이트 이온을 함유하는 클로라이트 함유 용액이 저장되며, 상기 클로라이트 함유 용액 중의 클로라이트가 자외선 또는 오존과 반응하여 이산화염소를 생성시키고, 생성된 이산화염소를 기상으로 배출하는 반응조; 및
상기 반응조에 오존을 공급하는 오존 발생부 및 상기 반응조 내에 자외선을 조사하는 자외선 발생부 중 적어도 하나;
상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스 중 이산화염소의 농도를 분석하는 이산화염소 가스 농도 측정부; 및
상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정값을 전송받아 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어부
를 포함하며, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부는 상기 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 측정 시점에서 이산화염소가스 중의 이산화염소의 농도를 측정하며,
상기 이산화염소의 농도 값이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 소정 시점까지의 이산화염소가스 발생 총량을 측정하며,
상기 발생 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 단위시간당 발생하는 이산화염소가스 발생량을 측정하며,
발생한 이산화염소가스 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 운전 시간에 도달하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 자외선 발생부는 램프 또는 LED인 이산화염소 발생 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 자외선 발생부는 반응조 내의 저부에 구비되되, 상기 자외선 발생부 아래에 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 상기 기포 발생부로부터 생성된 기포에 의해 반응조 내에 생성된 이산화염소가 반응조 상부로 이송되어 이산화염소 가스로 배출되는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 기포 발생부의 기포 발생량을 감소 또는 중지하여 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 오존 발생부는 반응조 외부에 설치되어 오존 주입부에 의해 반응조 내로 공급되되, 반응조 내로 공급되는 오존 공급량을 조절하는 오존 공급밸브를 구비하며, 상기 오존 주입부는 말단에 오존을 기포로 생성하여 공급하는 기포 발생부를 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반응조는 희석가스 주입부를 더 포함하며, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 상기 희석가스 주입부를 통해 반응조 내에 희석가스를 주입하여 이산화염소 가스의 농도를 설정 범위 내로 조절하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반응조는 수위 센서를 구비하며, 상기 반응조의 수위가 소정 값 이하일 때 상기 반응조에 물을 보충하는 물 보충 수단을 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응조 내의 이산화염소 용액을 채취하는 용액 채취부; 및
상기 채취된 이산화염소 용액에 대하여 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하는 용액 분석실
을 더 포함하는 이산화염소 발생 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 용액 분석실은 상기 채취된 용액의 클로라이트 농도를 측정하는 클로라이트 센서, 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 센서 및 용액의 pH를 측정하는 pH 센서를 각각 포함하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 채취된 이산화염소 용액을 분석한 후에 상기 반응조로 재 주입하는 용액 재주입부를 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
- 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조;
상기 이산화염소 용액화 반응조의 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부; 및
상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부
를 포함하며, 상기 이산화염소 가스가 상기 용매 내에 용해되어 이산화염소 용액을 생성하는 이산화염소 용액화 장치.
- 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조; 및
제1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 이산화염소 발생장치의 반응조와 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부; 및
상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부
를 포함하는 이산화염소 용액화 장치.
- 제18항에 있어서, 상기 이산화염소 용액화 반응조는 용액 내의 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 농도 측정부를 구비하며,
상기 이산화염소 농도 측정부에서의 측정 값이 전송되며, 상기 측정 값이 소정 값을 초과하는 경우 반응조 내의 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어 수단을 구비하되,
상기 이산화염소 가스 발생 제어 수단은 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하거나, 상기 기포 발생부를 제어하여 기포 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 용액화 장치.
- 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서 기포를 발생시키는 단계;
상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계;
상기 이산화염소 함유 가스 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계
를 포함하는 이산화염소 가스 제조방법.
- 제20항에 있어서, 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함하는 이산화염소 가스 제조방법.
- 제20항에 있어서, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40℃인 이산화염소 가스 제조방법.
- 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항의 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소를 용액화하는 것을 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
- 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계;
상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계;
상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 이산화염소 함유 용액 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계
를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
- 제24항에 있어서, 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
- 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40℃인 이산화염소 함유 용액 제조방법.
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