KR20180051923A - 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템 - Google Patents

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Abstract

유입된 오염가스를 처리하여 배출하도록 오염가스 이송경로에 설치되는 가스 처리챔버와, 가스 처리챔버 내부로 전자기파 파장을 발생시켜 제공하는 전자기파 파장 발생부와, 가스 처리챔버 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 열발생 및 온도 조절부 및, 가스 처리챔버 내부를 플라즈마 상태로 유지시키기 위한 플라즈마 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템이 개시된다.

Description

대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템{the direct decomposition system of environmentally polluted gas and particulate matters using multi-type energy sources}
본 발명은 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화력발전소와 자동차, 선박 및 산업체 등에서 배출되는 환경오염가스를 제거하기 위한 시스템에 관한 것이다
일반적으로 화력 발전소, 소각로, 자동차, 산업용 보일러와 같은 연소설비에서는 석탄, 중유, 경유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 연소시켜서 에너지를 생성한다. 이러한 화석 연료의 연소 시에는 연소 후 발생되는 분말이나 고형물 형태의 재(ash)나 미연소된 상태의 연료 물질이나 타지 않는 불연물질이나 질소 결합물, 탄소 결합물 등 다량의 이물질이 포함된다. 그리고 일반산업체에서 배출되는 다양한 대기환경오염물질들(예; CO2, CH4, NOx, HFCs, PFCs, SF6)과, 상기한 이물질을 포함하는 가스가 대기 중으로 배출되는 경우에는 대기오염을 일으킬 수 있으며, 경우에 따라 연소설비와 연결되어 연소시 발생된 가스를 처리하는 설비에도 악영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 각종 연소설비에서 발생되는 NOx, SOx, CO2, Doxine 등과 같은 유해물질에 대해 촉매를 이용하여 무해하게 처리하는 배연기술인 선택적 촉매 환원 공정에서는 이러한 이물질들이 촉매층에 끼이게 되면서 촉매층의 기능 및 특성을 현저하게 열화시키게 된다.
구체적인 예를 살펴보면, 석탄화력발전소에서 발생되는 대기오염물질로는 대표적인 것이 초미세먼지, 이산화황, 질소산화물, 수은 등이 있으며, 이러한 대기오염물질을 저감하기 위한 장치가 적용되고 있다.
머리카락 지름보다 30배나 작은 초미세먼지를 제거하기 위해서 섬유질 필터나 집진장치를 사용하게 되는데, 집진장치는 미세먼지 집진성능이 뛰어난 이점이 있으나, 그 설비비용이 고가이다. 대략 600MW 석탄발전소의 경우, 이 장치의 설치비는 약 1000억원 수준이다. 여과장치의 한두 개가 고장 날 경우, 미세먼지의 배출량은 20배 정도 늘어날 수 있다는 문제가 있다.
전기집진기도 미세먼지를 저감하기 위한 것으로서, 미세먼지의 99%, 초미세먼지의 80~95%를 포집할 수 있으나, 질소산화물과 이산화황 반응을 통해 대기에서 형성되는 미세먼지는 잡아내지 못하는 문제가 있으며, 그로 인해 2차 미세먼지는 공중 보건 측면에서 특히 우려되고 있다.
연소가스에 포함된 이산화황이 대기 중으로 배출되면 산성비와 초미세먼지의 원인이 되고 암과 호흡기 질환을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 이산화황 배출을 줄이기 위해서 배연탈환화(Flue Gas Desulphurisation, FGD) 방법이 사용되며, 주로 습식, 분무 건식 또는 건식 세정방식이 이용된다.
그런데 습식 세정방식은 배기가스에 다량의 물과 석회를 뿌리는 방법으로 많은 물이 사용되고, 이 과정에서 막대한 양의 황, 수은 및 기타 금속물질의 슬러지가 발생되어 폐기물 처리장으로 보내져야 하므로, 이 과정에서 2차 환경오염이 발생되는 문제점이 있다.
건식 세정방식은 일부 석탄 화력발전소에서 도입되고 있으며, 이 과정에서도 석회와 소량의 물이 투입되어 황과 기타 오염물질을 흡수하게 된다. 여기서 발생되는 폐기물은 집진장치나 전기집진기를 이용하여 모아서 별도로 처리하게 된다.
배연탈황화 설비는 현재 가장 고가의 오염물질 저감장치에 해당되는 것으로서, 대략 600MW 발전소에 3000~5000억원의 설비비용이 들어가며, 이는 새로운 발전소 건설비용의 대략 25%에 해당되므로 도입하는데 어려움이 있다.
또한, 질소산화물의 배출은 초미세 먼지와 오존 생성으로 이어질 수 있다. 이러한 오염물질은 폐기종과 기관지염과 같은 호흡기 질환을 일으킬 확률을 높인다. 질소산화물 저감장치로는 연소온도를 낮춰 질소산화물 생성을 줄일 수 있으며, 이후에 선택적 촉매환원(SCR)으로 질소산화물을 줄일 수 있으나, 이 또한 발전소당 대략 3000억원의 설비비용이 들어가는 문제점이 있고, 대안으로 보다 저렴한 선택적 비촉매환원 기술이 있으나, 저감 효율은 60~80% 수준이다.
또한, 석탄연소는 인위적으로 발생하는 수은의 최대 오염원이다. 수은의 배출은 석탄 세척을 통해 일부 줄일 수 있지만, 이 과정에서 수은이 함유된 폐수를 발생시켜 지표수와, 지하수를 오염시킬 수 있다. 수은 배출량의 대부분은 집진장치나 선택적 촉매환원제 또는 배연탈황화와 같은 다른 오염물질의 저감장치를 통해 포집될 수 있다, 활성탄 주입으로 불리는 방식도 수은을 제거하는데 사용되는데, 집진장치나 전기집진기와 함께 사용하면 수은 배출을 90%까지 줄일 수 있고 비용은 600MW 발전소당 30억원 수준이다.
또한, 일부 석탄 산업계는 탄소 포집 및 저장기술(CCS)로 석탄화력발전소에서 배출되는 이산화탄소를 줄일 수 있다고 주장하고 있으나, 이 기술은 이산화탄소 배출을 포집하고 액체로 압축한 뒤에 영구적 저장을 목적으로 깊은 지하암반에 주입시키는 방식이다.
따라서 현재 상기의 탈황, 탈질 그리고 미세먼지 및 탄소 포집저장 기술은 시설비가 매우 비싸고 유지보수비용이 많이 들어가는 기술로서 경제적 현실성이 떨어지는 문제가 있으며 추가로 성능향상을 시키거나 새로이 설치할 경우 설치비용과 유지보수비용이 기하급수적으로 늘어나서 산업체에서 많은 부담이 되고 있다.
또한, 상기의 오염가스 이외에도 산업체에서 발생하는 특수 오염가스 등에도 저가격이면서 고효율이고 적은 유지보수비용이 소요되는 제거방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0102097호 대한민국 공개특허 제10-2002-0066468호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 대기환경오염가스 및 미세먼지의 발생원인을 원천 분해하여 제거할 수 있는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템은, 유입된 오염가스를 처리하여 배출하도록 오염가스 이송경로에 설치되는 가스 처리챔버; 상기 가스 처리챔버 내부로 전자기파 파장을 발생시켜 제공하는 전자기파 파장 발생부; 상기 가스 처리챔버 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 열발생 및 온도 조절부; 및 상기 가스 처리챔버 내부를 플라즈마 상태로 유지시키기 위한 플라즈마 발생기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전자기파 파장 발생부는, 전극(cathode)이 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀(graphene) 중 하나 이상으로 되어 고압에서 고효율의 전자가 발생하도록 하고 타겟(anode)물질의 종류에 따라 원하는 파장의 전자기파사 발생하도록 하는 고진공 전자기파발생램프를 포함하는 것이 바람직하다. 기존에 텅스텐으로 사용할 경우에는 1000℃ 이상 온도가 올라가야 전자방출(열전자방출)이 되기 때문에 예열시간 길고 소비전력 많이 들어가고 소형화 등이 어려운 심각한단점이 있는데, 전극재료로 탄소나노튜브를 사용할 경우 2V/um 이상이면 전자가 방출(전계방출)되어 전자기파가 발생가능하고 원하는 고출력(현재는 5kV,0.5A)까지 작동시킬 수 있다. 또한 예열할 필요가 없어 순간 반응하고 낮은 소비전력으로 고효율 성능에 중요한 역할을 한다.
또한, 상기 열발생 및 온도 조절부는, 상기 가스 처리챔버 내에 설치되는 마이크로 웨이브 발생기와 탄화규소(SiC) 섬유발열체, IR 램프, E-Beam heater, 탄소섬유(또는 합금섬유)에 그레핀코팅된 발열체 중 하나 이상을 포함하고, 상기 가스 처리챔버 내부벽에는 열차단물질이 배치되는 것이 좋다.
또한, 상기 열차단물질은, 상기 가스 처리챔버 내부벽에 코팅되어 형성되는 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 중 하나이상을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 가스 처리챔버의 입구측 오염가스의 온도 및 오염도를 측정하는 제1검출부; 상기 가스 처리챔버의 출구측 가스의 온도 및 오염도를 측정하는 제2검출부; 및 상기 제1 및 제2검출부에서 검출된 정보를 근거로 상기 전자기파 파장 발생부, 상기 열발생 및 온도조절부 및 상기 플라즈마 발생기의 동작을 제어하는 제어유닛;을 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 가스 처리챔버는 복수가 직렬 또는 병렬 연결되어, 넓은 공간에서 발생하는 오염가스를 효과적으로 처리할 수도 있고, 그 처리 용량을 다양하게 선택 사용할 수 있다.
본 발명의 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템에 따르면, 기존의 방법은 환원제와 촉매를 사용하거나 아주 고온을 사용하여 저감시키는데 반하여, 본 발명은 촉매와 환원제를 사용하지 않거나 사용하더라도 최소화하고 촉매사용기간도 늘일 수 있다. 특히, 오염가스와 미세먼지의 원인물질을 고효율로 원천적으로 분해하여 제거할 수 있는 기술로서, 구성이 단단하고 소형화 및 모듈화가 가능하여 시설의 크기와 오염가스의 양과 종류에 따라 쉽게 적용할 수 있다.
따라서 설치비용을 현저하게 줄일 수 있으며, 유지보수가 간단하여 경제성이 높고, 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템과 기존시스템과 결합된 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 3은 가스 처리챔버 내에서의 오염가스에 대한 분해에너지를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템은, 석탄 원료의 연소시와 다양한 화학적반응시 발생하는 오염가스 배출라인에 설치되는 가스 처리챔버(100)와, 가스 처리챔버(100)로 진입하는 오염가스를 검사하는 제1검출부(200)와, 가스 처리챔버(100)에서 처리된 가스를 검사하는 제2검출부(300)와, 상기 가스 처리챔버(100) 내에서 대기환경오염가스 및 미세먼지의 원인물질에 전자기파 에너지를 제공하여 직접 분해될 수 있도록 하는 전자기파 파장 발생부(400)와, 가스 처리 챔버(100) 내부의 온도를 일정하고 빠르게 목표 온도까지 상승시키고 일정하게 유지하도록 제어하는 열발생 및 온도조절부(500) 및 가스 처리챔버(100) 내의 가스를 플라즈마 상태가 되도록 에너지를 가하는 플라즈마 발생기(600) 및 제어유닛(700)을 구비한다.
상기 가스 처리챔버(100)는 오염가스의 배출량, 오염가스의 오염정도, 가스 처리정도에 따라서 복수가 구비될 수 있으며, 오염가스 배출경로 상에서 병렬 및 직렬 연결될 수 있다.
또한, 병렬 및 직렬 배치된 가스 처리챔버(100)는 선택적으로 가동되도록 제어됨으로써, 가스 처리용량을 자유롭게 제어할 수 있다.
이러한 가스 처리챔버(100)는 오염가스 유입구(110)와 가스 유출구(120)를 가진다. 가스 유입구(110) 측에는 오염가스의 온도와 오염원을 검출하기 위한 제1검출부(200)가 설치된다. 가스 유출구(120) 측에는 처리되어 배출되는 가스의 온도와 오염원을 검출하기 위한 제2검출부(300)가 설치된다. 상기 제1 및 제2검출부(200,300)에서 검출된 정보는 제어유닛(700)으로 제공된다.
따라서 제어유닛(700)은 유입가스의 정보와 유출가스의 정보를 기준으로 하여 전자기파 파장 발생부(400), 열발생 및 온도조절부(500) 및 플라즈마 발생부(600)를 자동으로 예측하여 제어하여 오염가스를 처리할 수 있다.
상기 전자기파 파장 발생부(400)는 가스 처리챔버(100) 내부로 전자기파 에너지를 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 전자기파 발생원(410)을 구비한다. 여기서, 상기 전자기파 발생원은 전극(cathode)이 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene)등으로 되어 고압에서 고효율의 전자가 발생하도록 하고 타겟(anode)물질의 종류에 따라 원하는 파장의 전자기파가 발생하도록 되어있는 고진공램프(예, VUV; Vacuum UltraViolet lamp; anode=코발트)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 전자기파 발생원(410)에서 제공되는 전자기파 파장 에너지는 질소산화물과, 황산화물이 분해 가능한 에너지 상태가 되도록 에너지를 가함으로써, 질소산화물과 황산화물이 직접 분해될 수 있도록 한다.
상기 열발생 및 온도 조절부(500)는 가스 처리챔버(100)를 통과하는 오염가스의 온도분포를 빠르게 목표온도로 상승시켜 일정하게 유지되도록 하여 상기 원인물질의 분해환경이 일정하게 유지되어 원인물질의 분해효율을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 열발생 및 온도 조절부(500)는 가스 처리챔버(100)에 설치되는 마이크로 웨이브 발생부(510)와 SiC(탄화규소) 발열체(520) 및 IR 램프, E-Beam heater(탄소나노튜브전극포함), 탄소섬유(또는 합금열선)에 그래핀코팅된 발열체 중 적어도 하나이상을 포함한다. 그리고, 열발생 및 온도 조절부(500)는 상기 가스 처리챔버(100) 내부벽에 코팅처리된 그래핀코팅물질 즉, 열차단 물질(150)을 더 구비한다. 상기 열차단 물질은 가스 처리챔버(100) 내부벽에서 외부와 열차단을 하여 외부온도변화에 대해 내부 온도를 안정적으로 유지할 수 있게 할 수 있다.
상기 마이크로 웨이브 발생부(510)와 SiC(탄화규소)발열체(520)는 IR 램프, E-Beam heater, 탄소섬유(또는)합금열선에 그레핀코팅된 발열체 중에서 어느 하나이상과 대신 또는 함께 설치될 수도 있다. 함께 설치될 경우 오염가스가 쉽게 분해될 수 있도록 여기에너지를 공급해주고, 더불어서 파장의 폭을 넓혀 줌으로써 가스 처리챔버(100)내에서의 분해환경의 조건을 다양하고 챔버 내의 공간을 골고루 그리고 정교하게 제어할 수 있다.
상기 마이크로웨이브(2.45GHz)와 탄화규소발열체는 무선으로 초고속(15sec이내)으로 1000℃ 이상으로 올릴 수 있으며, 합금열선(Ni-Cr-Fe로 구성, 0.1mm~0.7mm, 두께 ;300℃~1500℃ 범위 사용)에 그래핀을 코팅(함침 또는 스프레이방식)한 경우는 직류전압으로 초고속(20sec이내)으로 1300℃ 이상으로 올릴 수 있다.
상기 E-beam heater는 원하는 도전물질부분에만 초고속(20kV, 3mA, 20sec)으로 1000℃ 이상 올릴 수 있다. 더불어 IR lamp는 챔버공간에 골고루 열전도되어 온도를 유지시켜줄 수 있다. 즉 각각의 열원의 특성을 오염가스분해 환경에 맞게 조합하여 사용함으로서 오염가스 분해에 최적의 온도환경을 구축해주어 최고 분해효율을 얻을 수 있게 한다.
상기 열차단물질(150)로는 가스 처리챔버(100)의 내벽에 CNT 또는 graphene으로 코팅 처리하여 마련될 수 있다. 이와 같이, 가스 처리챔버(100) 내부를 통과하는 연소가스를 일정한 온도로 빠르게 올리고, 균일한 온도분포를 가지도록 유지시킬 수 있게 됨으로써, 원인물질들을 도 3에 A1와 같이 일정한 열에너지를 갖도록 할 수 있다. 그리고 A1의 열에너지를 갖고 있는 원인물질들에 광원 등으로부터의 광파장 에너지 즉, 전자파 파장 에너지를 가해서 A2만큼 에너지가 상승하도록 하여 분해 가능한 에너지상태에 보다 효율적으로 도달하도록 할 수 있다. 즉, A만큼의 분해에너지를 직접가하는 것보다 2단계를 거쳐서 분해에너지를 공급함으로써 분해확률을 더욱 높일 수 있다. 그리고 균일한 온도와 챔버내의 공간에 균일한 온도분포를 만들고 유지시킴으로써 분해 확률을 최대화 할 수 있게 된다.
구체적인 예를 들어보면, 172nm 의 파장을 갖는 VUV lamp를 조사하여 NO(600ppm, 1 L/min, O2=0%, NH3=0%, non catalytic)를 분해할 경우, temp=25℃에서는 40% 분해가되며, 900℃이상 에서는 98% 분해가 된다. 여기서 가스 처리 챔버 내부의 온도 상태를 균일하게 하고 외부영향을 최소화하고 효율을 극대화하기위하여 상기 열원(마이크로웨이브-탄화규소발열체; 탄화규소섬유 10wt%, zeolite 80wt% 외 바인더)을 사용하고, 챔버내에 그래핀코팅(50um)을 하였다. 이 경우에 전자기파 에너지의 영향을 보면, 챔버내에서 NO가 받는 광전자양은 광조사면적, lamp power, gas residence time, 광파장등에 비례한다.
특히, 환원제 등의 보조가스 공급부(160)로부터 공급되는 환원제에 의해 오염가스가 부분적으로 온도가 불균일해지더라도 이러한 불균일한 상태를 신속하게 원하는 온도로 상승시켜서 일정하게 유지시킬 수 있다.
따라서 도 3과 같이, 분해 가능한 에너지영역(A3)에 도달한 원인물질들은 직접 분해되어 순수물질 상태로 유지되는데, 불안정한 에너지 상태가 되면 다시 재결합 될 수 있다. 이러한 점을 방지하기 위해서 일정한 에너지상태로 유지시켜야 하는데, 이를 위해 상기 플라즈마 발생기(600)를 더 설치하는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 발생기(600)의 구동에 의해 가스 처리챔버(100) 내부의 환경을 플라즈마 상태로 유지시킴으로써, 원인물질들과 분해된 인자들이 분해에너지를 갖고 A3의 범위 내에 에너지상태를 유지하도록 하여 재결합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제어유닛(700)은 제1검출부(200)에서 검출된 오염가스의 온도, 오염정도 데이터에 근거하여 상기 가스 처리챔버(100) 내에서의 직접 분해에 필요한 환경을 조성할 수 있도록 전자기파 발생원(410)과, 열발생 및 온도조절부(500), 플라즈마 발생부(600)의 동작을 제어하여 별도의 촉매반응 없이 분해 에너지 상태에서 직접 분해되도록 한다.
또한, 제2검출부(300)에서 검출된 데이터에 근거하여 후속단에 직렬 설치된 가스 처리챔버(100)에서 추가로 오염가스를 처리하도록 제어하거나, 그냥 통과하도록 하거나 선택적으로 연소가스를 안전한 상태로 처리하여 배출시킴으로써, 대기환경오염가스 및 미세먼지 원인물질을 확실하게 제거할 수 있게 된다.
또한, 분해 처리된 물질은 인체 무해하거나 회수 가능한 물질(황, 탄소 등)로 되어 재사용이 가능하게 되어 경제적인 이득을 취할 수 있다.
물론, 가스 처리챔버(100)의 후속단에 별도의 포집장치와 기존의 오염물질저감장치(800) 등을 설치하여 잔류하는 최소한의 대기오염가스 및 미세먼지 등을 제거 및 회수할 수도 있다.
그리고 배출되는 가스에 포함된 미량의 이산화탄소는 별도로 포집하여 필요시 처리할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 가스 처리챔버(100)는 하나 또는 복수를 모듈화하여 석탄화력 발전소 등에 용이하게 설치할 수 있게 되며, 따라서 설치비용을 절감하고, 유지 보수가 용이하여 관리비용을 절감할 수 있다.
특히, 시스템의 모듈화를 통해 시설의 확장은 물론 설치 운용에 있어서 선택의 폭을 유연하게 가져갈 수 있다.
또한, 원인물질은 순수물질로 분해하여 처리하므로 폐기물의 발생량을 최소화하여 그에 따른 처리비용을 줄이고 환경오염을 방지할 수 있다.
한편, 상기 미세먼지 원인물질인 질소산화물(NOx)이 열에너지와 전자기파에너지등에 의해 직분해되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
NOx + hv + Eheat -> N + O
N + N -> N2
O + O -> O2
여기서, h 는 플랑크상수, v는 전자기파 주파수, Eheat 는 열에너지(여기에너지)를 나타낸다.
즉, 질소산화물의 경우를 예를 들면, NO의 분해에너지 중에 열에너지로 여기(exciting)시킨 상태에서 NO에 분해에 맞는 파장의 전자기파를 동시에 가함으로써 N과 O로 직분해 된다. N와 O로 분해된 후에 O3 등에 의하여 재결합되는 것을 방지하기 위하여 플라즈마 에너지로 일부 에너지를 미세 조절 한다. 즉, 상기에서 설명한 여러 가지 다른 형태의 에너지를 동시에 정교하게 가함으로써 최소의 에너지로 최고의 분해효율을 갖게 할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10..오염발생부 100..가스처리챔버
150..열차단물질 160..보조가스
200..제1검출부 300..제2검출부
400..전자기파 파장 발생부 410..전자기파 발생원
500..열발생 및 온도조절부 510..마이크로웨이브발생부
520..탄화규소 발열체 700..제어유닛(자동/예측제어)

Claims (6)

  1. 유입된 오염가스를 처리하여 배출하도록 오염가스 이송경로에 설치되는 가스 처리챔버;
    상기 가스 처리챔버 내부로 전자기파 파장을 발생시켜 제공하는 전자기파 파장 발생부;
    상기 가스 처리챔버 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 열발생 및 온도 조절부; 및
    상기 가스 처리챔버 내부를 플라즈마 상태로 유지시키기 위한 플라즈마 발생기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자기파 파장 발생부는, 전극(cathode)이 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(graphene)으로 되어 고압에서 고효율의 전자가 발생하도록 하고 타겟(anode)물질의 종류에 따라 원하는 파장의 전자기파사 발생하도록 하는 고진공 전자기파발생램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열발생 및 온도 조절부는,
    상기 가스 처리챔버 내에 설치되는 마이크로 웨이브 발생기와 탄화규소(SiC) 섬유발열체, IR 램프, E-Beam heater(탄소나노튜브전극), 탄소섬유(또는함금섬유)에 그레핀코팅된 발열체 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 가스 처리챔버 내부벽에는 열차단물질이 배치되는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열차단물질은,
    상기 가스 처리챔버 내부벽에 코팅되어 형성되는 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀 중 적어도 어느 하나을 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 처리챔버의 입구측 오염가스의 온도 및 오염도를 측정하는 제1검출부;
    상기 가스 처리챔버의 출구측 가스의 온도 및 오염도를 측정하는 제2검출부; 및
    상기 제1 및 제2검출부에서 검출된 정보를 근거로 상기 전자기파 파장 발생부, 상기 열발생 및 온도조절부 및 상기 플라즈마 발생기의 동작을 제어하는 제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 처리챔버는 복수가 직렬 또는 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 제거시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102570782B1 (ko) 2022-11-16 2023-08-28 (주)신영에어텍 플라즈마를 이용한 덕트용 공기정화장치

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