KR20170115421A - 마이크로 버블링 회절 스크러버 - Google Patents

마이크로 버블링 회절 스크러버 Download PDF

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KR20170115421A
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scrubber
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최승욱
박종문
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금호환경 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버는 내부에서 악취가스를 정화하기 위한 스크러버 본체(100), 상기 본체의 하부에 악취가스를 일정한 압력으로 주입하기 위한 팬(fan)(10), 하나의 세정액 분출 배관(42)과 두 개의 천공판(41a, 41b)으로 이루어지고 펌프(30)에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층(45a)을 형성하기 위한 하나 이상의 회절판(40), 상기 최상단의 회절판 상부에 설치되어 유수분리를 위한 유수분리장치(60), 및 정화된 가스가 외부로 배출하기 위한 배출구(70)로 이루어지는 마이크로 버블링 회절 스크러버에 있어서, 상기 회절판(40)의 상부에 폴링(pall ring)층(45)이 더 형성되고, 상기 회절판(40)을 구성하는 두 개의 천공판(41a, 41b)은 0.5mm 내지 50mm의 간격을 유지하고 유입되는 오염가스의 압력과 유속에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다. 상기 회절판(40)을 구성하는 천공판(41a, 41b)은 종횡 방향으로 일정하게 천공된 구멍(411)이 형성되고, 상하의 천공판(41a, 41b)은 구멍(411)이 동일선상에 위치하지 않고 지그재그로 위치하여 오염가스와 세정액이 와류를 형성하도록 한다. 천공판(41)의 구멍은 6 내지 10mm의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

Description

마이크로 버블링 회절 스크러버{Micro-bubbling Diffraction Scrubber}
본 발명은 고농도의 복합악취가 발생하는 음식물처리장, 축산분뇨처리장, 하수처리장, 및 각종 산업현장에서 발생하는 오염된 악취가스를 정화하기 위하여 적용할 수 있는 스크러버에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 악취가스의 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버에 관한 것이다.
고농도의 악취가 발생하거나 유해가스를 함유한 오염된 공기를 탈취하여 정화하는 스크러버는 여러가지 형태로 개발되어 왔다. 이러한 스크러버는 주로 오염된 가스를 분사된 액상의 입자에 접촉시켜 탈취하거나 또는 흡착제를 이용하여 탈취하는 원리를 이용한다.
본 출원인은 악취가스 또는 유해가스를 정화하기 위한 장치로서, 스크러버(scrubber) 내에 회절판을 설치하고 나아가 초음파를 이용함으로써 정화 성능을 향상시킨 초음파 회절식 스크러버를 개발하여 특허 제652,969호로 이미 특허받은 바 있다.
본 출원인은 또한 활성탄 흡착탑 정화장치에 오존 발생기, 회절판 및 초음파 발진기를 설치하여 정화효율을 향상시킨 오존 공급 방식의 회절식 초음파 활성탄 흡착탑 정화 장치도 개발하여 특허 제689,620호로 특허받은 바 있다.
또한 본 출원인은 두 개 이상의 천공판으로 이루어지고 펌프에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층을 형성하기 위한 와류 회절판을 스크러버 내부에 최소한 한 세트를 설치한 회절식 믹서 스크러버를 개발하여 특허 제948652호로 특허받은 바 있다.
그러나 상기 특허 제948652호를 비롯한 선출원된 특허들에 개시된 스크러버에서는 회절판의 정화효율을 극대화할 필요성이 대두되었다. 또한 특허 제948652호에 개시된 두 개 이상의 천공판으로 이루어진 회절판은 천공판의 간격이 고정되어 있어서 스크러버 내부로 주입되는 오염가스의 유속과 압력을 항상 일정하게 유지시켜야 하는 어려움이 존재한다. 오염가스의 유속과 압력이 일정하게 유지되지 않으면, 세정액이 회절판의 하부로 낙하되어 더 많은 세정액을 스크러버 내부로 주입해야 하고, 그 결과 세정 효율은 떨어지게 된다.
본 발명자는 상기와 같은 종래의 회절식 스크러버에서 오염된 악취가스의 정화효율을 높이고, 또한 회절판을 구성하는 천공판을 가요성(flexible)을 갖는 PE 재질로 제작하여, 일정한 간격을 유지하면서 설치된 한 쌍의 천공판이 오염가스의 유속과 압력에 따라 천공판의 간격을 자동적으로 조절할 수 있고, 그럼으로써 세정액이 회절판의 하부로 낙하되지 않고 세정액을 회절판 상부에서 회절시켜 하부로부터 공급되는 오염가스를 효율적으로 정화할 수 있는 본 발명의 스크러버를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 오염된 악취가스의 정화 효율을 높일 수 있도록 새로운 마이크로 버블링 회절 스크러버를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회절판을 구성하는 한 쌍의 천공판의 간격을 오염가스의 유속과 압력에 따라 조절할 수 있는 마이크로 버블링 회절 스크러버를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 회절판을 구성하는 한 쌍의 천공판의 간격을 조절함으로써 세정액이 회절판의 하부로 낙하되지 않고 세정액을 회절판 상부에서 회절시켜 하부로부터 공급되는 오염가스를 효율적으로 정화할 수 있는 마이크로 버블링 회절 스크러버를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버는 내부에서 악취가스를 정화하기 위한 스크러버 본체(100), 상기 본체의 하부에 악취가스를 일정한 압력으로 주입하기 위한 팬(fan)(10), 하나의 세정액 분출 배관(42)과 두 개의 천공판(41a, 41b)으로 이루어지고 펌프(30)에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층(45a)을 형성하기 위한 하나 이상의 회절판(40), 상기 최상단의 회절판 상부에 설치되어 유수분리를 위한 유수분리장치(demister)(60), 및 정화된 가스가 외부로 배출하기 위한 배출구(70)로 이루어지는 마이크로 버블링 회절 스크러버에 있어서, 상기 회절판(40)의 상부에 폴링(pall ring)층(45)이 더 형성되고, 상기 회절판(40)을 구성하는 두 개의 천공판(41a, 41b)은 0.5mm 내지 50mm의 간격(d)을 유지하고 유입되는 오염가스의 압력과 유속에 따라 그 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴링층(45)의 하반부는 세정액이 잠겨서 유동하는 세정액층(45a)을 형성하고, 상반부는 세정액이 잠기지 않는 상태에서 폴링이 유동하면서 오염가스를 정화한다. 상기 폴링층을 형성하도록 충진하는 충진재(폴링)는 다양한 형태가 사용될 수 있다.
상기 회절판(40)을 구성하는 천공판(41a, 41b)은 종횡 방향으로 일정하게 천공된 구멍(411)이 형성되고, 상하의 천공판(41a, 41b)은 구멍(411)이 동일선상에 위치하지 않고 지그재그로 위치하여 오염가스와 세정액이 와류를 형성하도록 한다. 천공판(41)의 구멍은 스크러버의 규모에 따라 다르지만 통상 6 내지 10mm의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명은 와류 회절판 상부에 폴링층을 더 형성함으로써 오염된 악취가스의 정화 효율을 높일 수 있고, 회절판을 구성하는 천공판의 간격을 조절함으로써 세정액이 회절판의 하부로 낙하되지 않고 세정액을 회절판 상부에서 회절시켜 하부로부터 공급되는 오염가스를 효율적으로 정화할 수 있는 마이크로 버블링 회절 스크러버를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
제1도는 본 발명의 한 구체예에 따른 마이크로 버블링 회절 스크러버의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
제2도는 회절판(40A 또는 40B)을 구성하는 하나의 천공판(41)을 도시한 개략적인 사시도이다.
제3도는 두 장의 천공판(41a, 41b)이 지그재그로 위치한 상태의 회절판(40)의 개략적인 단면도로서, (A)는 스크러버의 정지시에 한 쌍의 천공판(41a, 41b)이 일정한 간격을 유지하는 것을 도시하고, (B)는 스크러버의 운전시에 한 쌍의 천공판(41a, 41b) 사이의 공간이 오염가스의 유속과 압력에 따라 부풀어 올라 간격이 변하는 것을 도시한다.
제4도는 폴링층(45)을 형성하는 폴링(충진재)의 3개의 구체예를 도시하는 개략적인 사시도이다.
본 발명은 고농도의 복합악취가 발생하는 음식물처리장, 축산분뇨처리장, 하수처리장, 및 각종 산업현장에서 발생하는 오염된 악취가스를 정화하기 위하여 적용할 수 있는 스크러버에 관한 것으로, 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버는 내부에서 악취가스를 정화하기 위한 스크러버 본체(100), 상기 본체의 하부에 악취가스를 일정한 압력으로 주입하기 위한 팬(fan)(10), 하나의 세정액 분출 배관(42)과 두 개의 천공판(41a, 41b)으로 이루어지고 펌프(30)에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층(45a)을 형성하기 위한 하나 이상의 회절판(40), 상기 최상단의 회절판 상부에 설치되어 유수분리를 위한 유수분리장치(60), 및 정화된 가스가 외부로 배출하기 위한 배출구(70)로 이루어지는 마이크로 버블링 회절 스크러버에 있어서, 상기 회절판(40)의 상부에 폴링(pall ring)층(45)이 더 형성되고, 상기 회절판(40)을 구성하는 두 개의 천공판(41a, 41b)은 0.5mm 내지 50mm의 간격(d)을 유지하고 유입되는 오염가스의 압력과 유속에 따라 그 간격이 조절되도록 가요성인(flexible) 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명의 한 구체예에 따른 마이크로 버블링 회절 스크러버의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 스크러버 본체(100) 하부에는 정화하고자 하는 악취가스를 일정한 압력으로 주입하기 위한 팬(fan)(10)이 설치된다. 팬의 용량과 풍압은 제어가능한 것으로 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 스크러버는 하나 이상의 마이크로 버블링 회절판(40)이 설치된다. 제1도에는 두 개의 마이크로 버블링 회절판(40A, 40B)이 상하 2단으로 도시되어 있다. 각각의 마이크로 버블링 회절판(40A, 40B)은 하나의 세정액 분출 배관(42)과 두 개의 천공판(41a, 41b)으로 이루어지고 펌프(30A, 30B)에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층(45)을 형성한다.
제2도는 회절판(40A 또는 40B)을 구성하는 하나의 천공판(41)을 도시한 개략적인 사시도이고, 제3도는 두 장의 천공판(41a, 41b)이 지그재그로 위치한 상태의 회절판(40)의 개략적인 단면도로서, (A)는 스크러버의 정지시에 한 쌍의 천공판(41a, 41b)이일정한 간격을 유지하는 것을 도시하고, (B)는 스크러버의 운전시에 한 쌍의 천공판(41a, 41b) 사이의 공간이 오염가스의 유속과 압력에 따라 부풀어 올라 간격이 변하는 것을 도시한다.
상기 회절판(40A, 40B)의 상부에는 폴링(pall ring)층(45)이 각각 더 형성된다. 폴링층(45)의 중간 부위에는 세정액 분출 배관(42)을 통하여 세정액이 주입된다. 상기 폴링층(45)의 하반부는 세정액이 잠겨셔 유동하는 세정액층(45a)을 형성하고, 상반부는 세정액이 잠기지 않는 상태에서 폴링이 유동하면서 오염가스를 정화한다. 폴링층(45)에서 폴링이 하부의 세정액과 함께 유동하면서 오염가스의 유해성분을 세척하는 것은 세탁물로부터 오염을 제거하도록 세탁기 내에서 세탁물이 유동하는 원리와 흡사하다. 상기 폴링층을 형성하도록 충진하는 충진재(폴링)는 다양한 형태가 사용될 수 있다. 제4도는 폴링층(45)을 형성하는 폴링(충진재)의 3개의 구체예를 도시하는 개략적인 사시도이다. 제4도 (A) 내지 (C)에 도시된 폴링 외에 다양한 종류의 폴링이 사용될 수 있다. 폴링은 PP, PE, PVC, PET, 나일론 수지 등으로 제조된다.
상기 회절판(40)을 구성하는 천공판(41a, 41b)은 종횡 방향으로 일정하게 천공된 구멍(411)이 형성되고, 상하의 천공판(41a, 41b)은, 제3도에 도시된 바와 같이, 구멍(411)이 동일선상에 위치하지 않고 지그재그로 위치하여 오염가스와 세정액이 와류를 형성하도록 한다. 천공판(41)의 구멍은, 스크러버의 규모에 따라 다르지만, 통상 6 내지 10mm의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 회절판(40)을 구성하는 천공판(41)의 간격(d)을 조절함으로써 세정액이 회절판의 하부로 낙하되지 않고 세정액을 회절판 상부에서 회절시켜 하부로부터 공급되는 오염가스를 효율적으로 정화할 수 있다. 스크러버 내부로 유입되는 오염가스의 압력이나 유속에 따라 세정액이 낙하되지 않도록 천공판(41a, 41b)의 간격이 자동적으로 조절된다. 제3(B)도에 도시된 바와 같이, 스크러버의 운전시에 한 쌍의 천공판(41a, 41b) 사이의 공간이 오염가스의 유속과 압력에 따라 부풀어 올라 간격이 변한다. 천공판(41a, 41b)은 가장자리에서 본체에 조립되기 때문에, 가장자리의 간격은 'd‘를 유지하지만, 중앙부는 풍선이 부풀어 오르는 것과 같이 간격 ’D'로 팽창된다. 즉 유속이 느려서 압력이 높아지면, ‘D'는 커지게 되고, 반대로 유속이 빨라서 압력이 낮아지면, ‘D'는 작아지게 된다. 이렇게 천공판(41a, 41b) 사이의 간격이 오염가스의 유속과 압력에 따라 변하게 함으로써 회절판 상부의 세정액이 회절판을 관통하여 하부로 낙하되는 것을 방지한다. 회절판 상부의 세정액은 마이크로 버블링을 형성하면서 오염가스를 정화한다.
제2도의 천공판(41)은 PE, PVC와 같은 합성수지로 제조되는 것이 바람직하다. 천공판의 두께는 스크러버의 규모에 따라 다르지만, 가요성을 갖도록 통상 약 1cm 정도의 두께가 바람직하고, 6～10 mm의 직경을 갖는 원통 구멍(411)이 종횡 방향으로 규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 이 구멍을 통하여 악취가스가 하부로부터 상부로 이동하고 회절판 상부의 세정액은 하부로부터 올라오는 오염가스의 압력에 의하여 하부로 낙하하지 않고 회절판 상부에서 마이크로 버블링을 형성하면서 오염가스를 정화한다. 서로 일정한 간격을 유지하면서 적층된 천공판(41a, 41b)은 구멍(411)이 완전히 일치하지 않고 지그재그로 배열되도록 설치하여 세정액이 회절되도록 한다.
본 발명에서 사용되는 세정액으로는 물, 산용액, 알카리 용액 등이 있다. 이러한 세정액의 종류는 오염된 가스의 종류나 스크러버 내에서 일어날 수 있는 화학반응을 고려하여 선택하여야 하며, 이는 본 발명이 속하는 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다. 천공판은 PE나 PVC와 같은 합성수지 외에도 철판이나 스테인레스 스틸을 소재로 제조될 수 있다. 하지만 가요성을 갖도록 두께가 제한되며, 또한 세정액이 산용액이나 알카리 용액인 경우에는 그들로 인한 부식의 문제를 고려해야 한다.
상기 회절판(40)이 두 세트 이상 설치되는 경우에는 각각의 세정액이 순환되도록 오버플로우(overflow) 관(50)이 형성되고, 이들 세정액은 서로 혼합되지 않도록 각각의 분리된 세정액 탱크(20A, 20B)가 구비된다. 와류 회절판이 두 세트 이상 설치되는 경우에는 회절판(40A)에 오버플로우되는 세정액은 오버플로우(overflow) 관(50A)을 통하여 낙하하여 서로 혼합되지 않도록 각각의 분리된 세정액 탱크(20A)로 수집되고, 회절판(40B)에 오버플로우되는 세정액은 오버플로우(overflow) 관(50B)을 통하여 낙하하여 서로 혼합되지 않도록 각각의 분리된 세정액 탱크(20B)로 수집되어 각각 펌프(30A, 30B)에 의하여 순환된다.
세정액 분출 배관(42)은 와류 회절판 상부의 폴링층(45)에 세정액을 분출하기 위한 수단이다. 제1도에는 한 구체예의 세정액 분출 배관을 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 당업자에 의하여 다른 형태나 모양으로 변경될 수 있다.
본 발명에서는 상기 회절판(40)을 상하로 두 세트 이상 설치함으로써 2단 이상으로 진행하면서, 정화되기 때문에 탈취효율을 높일 수 있고, 그럼으로써 스크러버를 병렬로 배치할 필요가 없고 컴팩트화할 수 있다. 제1도에는 와류 회절판이 두 세트(40A, 40B) 설치되는 것으로 설명하였지만, 통상 2세트 또는 3세트가 바람직하다.
스크러버의 내부에서 운전되는 상황을 확인할 수 있도록 각각의 회절판 측부에 유리로 차단된 창문(90)이 설치된다.
상기 최상단의 회절판 상부에는 유수분리장치(60)가 설치되어 액체와 기체를 분리하고, 분리된 기체는 정화된 기체로서 외부로 배출되고, 분리된 액체는 내부로 유입되어 순환된다. 유수분리장치는 종래의 스크러버에서도 널리 사용되고 있는 부품이다. 정화된 가스는 배출구(70)를 통하여 외부로 배출된다. 배출구에는 배출되는 가스의 악취도를 측정할 수 있는 측정구(71)가 설치되며, 이는 종래의 스크러버에서도 쉽게 찾아볼 수 있다.
본 발명의 마이크로 버블링 회절 스크러버는 회절판 상부에 폴링층을 더 형성함으로써 오염된 악취가스의 정화 효율을 높일 수 있고, 회절판을 구성하는 천공판 사이의 간격을 자동으로 조절함으로써 세정액이 회절판의 하부로 낙하되지 않고 세정액을 회절판 상부에서 회절시켜 하부로부터 공급되는 오염가스를 효율적으로 정화할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10 : 팬(fan) 20 : 세정액 탱크
30 : 펌프 40 : 회절판
50 : 오버플로우관(overflow pipe) 60 : 유수분리장치
70 : 배출구 100 : 스크러버 본체
41 : 천공판 42 : 세정액 분출 배관
45: 폴링층 45a : 세정액층
411 : 구멍

Claims (4)

  1. 내부에서 오염된 악취가스를 정화하기 위한 스크러버 본체(100), 상기 본체의 하부에 악취가스를 일정한 압력으로 주입하기 위한 팬(fan)(10), 하나의 세정액 분출 배관(42)과 두 개의 천공판(41a, 41b)으로 이루어지고 펌프(30)에 의하여 세정액을 순환시켜 세정액층(45a)을 형성하기 위한 하나 이상의 회절판(40), 상기 최상단의 회절판 상부에 설치되어 유수분리를 위한 유수분리장치(60), 및 정화된 가스가 외부로 배출하기 위한 배출구(70)로 이루어지는 마이크로 버블링 회절 스크러버에 있어서,
    상기 회절판(40)의 상부에 폴링(pall ring)층(45)이 더 형성되고, 상기 회절판(40)을 구성하는 두 개의 천공판(41a, 41b)은 0.5mm 내지 50mm의 간격을 유지하고 유입되는 오염가스의 압력과 유속에 따라 상기 간격이 조절되도록 가요성인 것을 특징으로 하는 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴링층(45)의 하반부는 세정액이 잠겨서 유동하는 세정액층(45a)을 형성하고, 상반부는 세정액이 잠기지 않는 상태에서 폴링이 유동하면서 오염가스를 정화하는 것을 특징으로 하는 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴링층(45)은 PP, PE, PVC, PET 또는 나일론 수지로 제조된 폴링(충진재)로 충진되는 것을 특징으로 하는 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회절판(40)을 구성하는 천공판(41a, 41b)은 종횡 방향으로 일정하게 천공된 구멍(411)이 형성되고, 상하의 천공판(41a, 41b)은 구멍(411)이 동일선상에 위치하지 않고 지그재그로 위치하여 오염가스와 세정액이 와류를 형성하며, 상기 구멍(411)은 6 내지 10mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 탈취 효율이 높은 마이크로 버블링 회절 스크러버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101923567B1 (ko) 2018-06-14 2019-02-27 (주)지티앤 오존 나노 마이크로 버블 흡수산화 하이브리드형 스크러버장치
KR20200103213A (ko) * 2019-02-22 2020-09-02 주식회사 유진테크 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기
KR20200137336A (ko) * 2019-05-30 2020-12-09 갈원홍 악취 제거장치 및 그것을 구비한 가축분뇨 저장설비

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