KR20180113886A

KR20180113886A - 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트

Info

Publication number: KR20180113886A
Application number: KR1020170098025A
Authority: KR
Inventors: 박용순; 최인성; 김원호; 김학민; 유성재
Original assignee: 한국수자원공사
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2018-10-17
Also published as: KR101933681B1

Abstract

본 발명은 고형 흡착제를 채워넣은 카트리지를 연속 반입하며 저온 가열 재생법으로 재생하기 위한 탈착설비 및 연소설비의 레이아웃을 구성함에 있어, 차지하는 공간을 최소화하는 배치 및 흡기 공기의 최단거리 배관으로 온도 변화를 최소화하는 배치에 의해서, 카트리지가 노출되는 실내의 공기를 흡기하여 냉각/탈착한 후 탈착물질을 연소 연료로도 회수하게 할 시에 배기가스와의 적절한 단계적 가열에 의해 최상의 탈착 효과 및 완전 연소 효과를 얻을 수 있고, 배기가스의 폐열을 최대한 회수함으로써, 연료비를 절감함은 물론이고, 직접 대기 방출할 수 있는 온도로도 낮출 수 있는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 관한 것으로서, 탈착기 및 냉각기의 배열라인을 고려하여 흡기공기와 배기가스 사이의 열교환기 위치를 최적화하고, 공간을 상대적으로 많이 차지하는 연소설비의 배치를 최적화하도록 입출고설비 배열층, 탈착설비 배열층 및 연소설비 배열층에 배치된다.

Description

연속식 고형 흡착제 재생 플랜트{CONTINUOUS REGENERATION PLANT OF SOLID ABSORBENT}

본 발명은 고형 흡착제를 채워넣은 카트리지를 연속 반입하며 저온 가열 재생법으로 재생하기 위한 탈착설비 및 연소설비의 레이아웃을 구성함에 있어, 차지하는 공간을 최소화하는 배치 및 흡기 공기의 최단거리 배관 설치로 온도 변화를 최소화하는 배치를 갖춤으로써, 카트리지가 노출되는 실내의 공기를 흡기하여 냉각/탈착한 후 탈착물질을 연소 연료로도 회수하게 할 시에 배기가스와의 적절한 단계적 가열에 의해 최상의 탈착 효과 및 완전 연소 효과를 얻을 수 있고, 배기가스의 폐열을 최대한 회수함으로써, 연료비를 절감함은 물론이고, 직접 대기 방출할 수 있는 온도로도 낮출 수 있는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 관한 것이다.

휘발성유기화합물(VOCs)은 악취 및 인체 유해 물질이면서, 그대로 대기 방출시키면 빛과 반응하여 스모그 또는 환경오염 등을 유발하는 유해한 광화학 산화물을 생성하게 되므로, 이를 배출하는 시설에서는 일반적으로 활성탄을 이용한 흡착방식으로 제거한다.

그런데, 활성탄처럼 유해물질을 흡착하는 고형 흡착제의 경우, 흡착물질이 쌓임에 따라 흡착능력이 점차 낮아지므로, 흡착능력을 상실한 포화상태에 이르면 교체하여 흡착능력이 갖게 하기도 하지만, 비용 절감을 위해서 흡착물질을 제거하여 재생하는 방식을 사용하는 것이 좋다.

고형 흡착제의 재생법으로는 고온 가열재생법, 저온 가열재생법, 감압법(PSA : Pressure Swing Absorption Process), 약품 재생법, 미생물산화법 등 여러 방법이 있으나, 회수된 흡착물질을 연소 연료로 사용하여 연소하고, 먼지 발생을 최소화하고, 배기가스의 폐열을 이용하며, 고형 흡착제의 물리적 손실을 최소화하는 저온 가열재생법이 효율적이다.

이러한 재생법 관련 종래기술로서 등록특허 제10-1302067호 및 등록특허 제10-1343558호가 있다.

그렇지만, 상기한 종래기술들은 탈착기의 구조나 아니면 개략적 계통도에 대한 기술만 보여주고 있다.

즉, 저온 가열재생법을 이용한 플랜트를 실제 구성할 시에는 그 방법이 갖고는 장점을 최대한 얻을 수 있게 레이아웃을 구성하는 것이 중요하며, 더욱이, 고형 흡착제를 이용한 유해물질 흡착설비와 병행하여 시설할 수도 있어야 하므로, 이와 관련 기술이 요구된다.

KR 10-1302067 B1 2013.08.26. KR 10-1343558 B1 2013.12.13. KR 10-1385521 B1 2014.04.09.

따라서 본 발명은 저온 재생가열법이 갖고 있는 장점을 최대한 얻을 수 있는 레이아웃을 갖춘 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고형 흡착제를 내부에 채운 카트리지(1)의 입출고 및 보관이 이루어지는 입출고설비 배열층(10), 입출고설비 배열층(10)의 위층으로서 탈착설비(A)를 배치하는 탈착설비 배열층(20), 및 탈착설비 배열층(20)의 위층으로서 연소설비(B)를 배치하는 연소설비 배열층(30)에 의해 적어도 3개층 건축물에 지지되게 한 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 있어서, 상기 입출고설비 배열층(10)은 탈착할 카트리지를 입고 및 보관한 후 반입용 승강기(13)에 의해 위층으로 반입하기 위한 카트리지 입고실(11)과, 탈착한 카트리지를 위층으로부터 반출용 승강기(14)에 의해 받아 보관한 후 출고하기 위한 카트리지 출고실(12)로 구획되고, 상기 탈착설비(A)는 반입용 승강기(13)에서 반입받은 카트리지를 반출용 승강기(14)까지 일직선으로 이송하는 중에 복수의 탈착기(100)를 순차 통과시키며 반복 탈착한 후 냉각기(300)를 통과시켜 냉각하고, 이후 반출하고, 상기 연소설비(B)는 연소로(500) 및 연소로(500)의 배기가스 열로 온수 공급하는 보일러(510)로 이루어지는 배치라인과, 보일러(510)를 통과한 배기가스를 제2 열교환기(532) 및 제1 열교환기(531)를 순차적으로 경유하게 한 후 외부 배출되게 할 배기라인(530)을 상호 평행하게 'U'자형으로 배열하되, 배기라인(530)이 탈착설비(A)와 상하로 평행하게 하며, 상기 연소로(500)의 흡기라인(520)은 카트리지 입고실(11)의 공기를 탈착설비(A)의 근처에 배치한 압입송풍기(522)로 흡기하여 상기 냉각기(300)를 경유하게 함으로써 상기 냉각기(300) 내의 카트리지를 냉각하게 한 후 상기 제1 열교환기(531)를 경유하게 하고, 이후 복수 탈착기(100)에 분배되어 각 탈착기(100) 내의 카트리지를 탈착한 후 합해지고, 상기 제2 열교환기(532)를 경유하여 상기 연소로(500)에 공급되게 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 복수 탈착기(100) 및 냉각기(200)는 각각 카트리지를 내부에 소정시간 체류하게 한 상태에서 하부 입구를 통해 불어넣는 공기를 카트리지에 통과되게 한 후 상부 출구를 통해 배출되게 하고, 입구 및 출구는 각각 바닥 및 천정을 관통하게 한 후 흡기라인(520) 중에 접관되게 하되, 각 탈착기(100)의 입구는 입출고설비 배열층(10)의 천정 측에서 복수 탈착기(100)의 배열과 상하로 평행하게 배치한 입구측 분배덕트(200)에 의해 균일한 기류의 공기를 유입받게 하고, 각 탈착기(100)의 출구는 연소설비 배열층(30)에서 복수 탈착기(100)의 배열과 상하로 평행하게 배치한 출구측 분배덕트(200a)에 이어지게 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 제1 열교환기(531)는 상기 냉각기(300) 및 상기 입구측 분배덕트(200) 입구와 최단거리로 흡기라인(520)의 배관을 설치할 수 있는 배기라인(530) 중에 설치되고, 상기 제2 열교환기(532)는 상기 출구측 분배덕트(200a)의 출구와 최단거리로 흡기라인(520)의 배관을 설치할 수 있는 배기라인(530) 중에 설치된다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 제2 열교환기(532)와 연소로(500) 사이의 흡기라인(520)의 배관은 2단 꺾인 배관에 의해 최단거리로 설치된다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 탈착설비(A)를 상호 평행한 2개조로 탈착설비 배열층(20)에 배치하고, 컨베이어에 의해 상호 병렬로 이어놓아 반입용 승강기(13)로 반입받은 카트리지를 분배받아 병렬 처리하게 하며, 상기 연소설비 배열층(30)은 각 탈착설비(A)에 일대일 대응되는 상부 위치에 맞게 연소설비(B)를 배치하되, 어느 한쪽 연소설비(B)의 흡기라인은 카트리지 입고실(11)의 공기를 흡기하고 다른 한쪽 연소설비(B)의 흡기라인은 카트리지 출고실(12)의 공기 또는 탈착설비 배열층(20) 내의 공기를 흡기한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 복수 탈착기(100)는 사이사이의 도어(170)를 개폐하여 카트리지(1)를 순차적으로 통과시키도록 일렬로 배치되며, 각각은 하측에서 주입되는 저온 가열공기가 격자 구조의 가이드 베인(160)에 의해 구획된 확산관(140)을 통과되게 하여 카트리지(1)를 균일한 풍량으로 통과한 후 상측으로 배출되게 하고, 입구측 분배덕트(200)는 복수 탈착기(100)의 아래에서 카트리지(1)의 통과 순서상 마지막 탈착기(105)부터 두번째 탈착기(102)까지 분기관(231,232,233,234)을 이용하여 순차적으로 저온 가열공기를 분기하여 주입하고, 첫번째 탈착기(101)에게는 단부에 순차적으로 설치한 노멀밴드(220) 및 분기관(235)을 통해 저온 가열공기를 주입하되, 분기되는 지점의 관경을 상측으로 편심된 이형관으로 된 리듀서(210)의 개재에 의해 단계적으로 축소시킨 구조로 되어 있으며, 출구측 분배덕트(200a)는 복수 탈착기(100)의 위에서 마지막 탈착기(105)부터 첫번째 탈착기(101)까지 상측 출구로 배출되는 저온 가열공기를 받아 배출시킨다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 복수 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)는 각각 상기 확산관(140)을 승강시키는 승강수단(150)을 구비하여서, 카트리지(1)를 우회하는 저온 가열공기의 풍량 조절로 카트리지(1)의 통풍구(1a)를 통해 고형 흡착제(1)를 통과하는 풍량을 조절하게 하되, 카트리지(1)의 통과 순서가 앞설수록 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량이 적어지게 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 구비된 상기 승강수단(150)을 제어하게 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 가이드 베인(160)에 의해 구획된 각 확산 경로의 하측 입구는 상기 입구측 분배덕트(200) 내의 분기 전 기류 방향으로 쏠리게 하면서 축소시키고, 상기 확산관(140)의 내부는 상기 가이드 베인(160)의 상하에 각각 여유 공간을 갖는다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 흡기공기를 통과시킬 냉각기 및 탈착기의 배열라인을 고려하여 흡기공기와 배기가스 사이의 열교환기 위치를 최적화하고, 공간을 상대적으로 많이 차지하는 연소설비의 배치도 최적화하여, 차지하는 공간을 최소한으로 줄이면서, 흡기라인의 최단거리 배관에 의해 온도 변화를 최소화하고, 흡기공기와 배기가스 사이의 열교환이 적절하게 이루어져 최상의 탈착 효과 및 완전 연소 효과도 얻을 수 있고, 나아가, 배기가스의 폐열을 최대한 회수함으로써, 연료비를 절감함은 물론이고, 직접 대기 방출할 수 있는 온도로도 낮추어 대기 오염도 최소화한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 의해 재생 공정 처리할 카트리지(1)를 예시하는 카트리지(1)의 사시도(a) 및 단면도(b).
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트를 지지하게 설치한 3개층 건축물의 내부 투시 정면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 대해 건축물을 제외하고 탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 구성요소 배치 및 구성요소 사이의 상호 연결 상태를 보여주는 사시도.
도 5는 도 4와는 다른 각도의 사시도로서, 도 2에서 가려진 흡기라인(520 : 520-1, 520-2, 520-3, 520-4, 520-5, 520-6)을 자세히 보여주기 위한 도면.
도 6은 입출고설비 배열층(10)의 평면도.
도 7은 탈착설비 배열층(20)의 평면도.
도 8은 연소설비 배열층(30)의 평면도.
도 9는 도 2에서 탈착기(100)가 설치된 부위만 부분 확대하여 단면도로 도시한 도면.
도 10는 입구측 분배덕트(200)의 분기관(231,232,233,234,235)으로 분기된 공기 유량의 편차를 보여주는 그래프.
도 11은 탈착기(100)의 사시도.
도 12는 탈착기(100)를 종단방향으로 절개한 단면도.
도 13은 도 12의 부분 확대도.
도 14는 탈착기(100)를 횡단방향으로 절개한 단면도.
도 15은 도 14의 부분 확대도.
도 16 및 도 17은 확산관(140)을 상승시킨 상태의 도 12 및 도 13과는 다르게 확산관(140)을 하강시킨 상태의 도면.
도 18은 탈착기(100)에 도어(170)를 장착하기 이전, 상부 케이스(111)를 하부 케이스(112)에서 분리한 상태의 사시도.
도 19는 도 18의 부분 확대도.
도 20는 도 18에서 케이스(110) 실내에 카트리지(1)를 수용한 탈착기(100)의 상태를 보여주기 위해 카트리지(1)를 하부 케이스(112) 상에 놓고 도시한 사시도.
도 21은 탈착기(100)에 대해서, 하부 케이스(112)에서 확산관(140), 승강 수단(150) 및 가이드 베인(160)을 분리한 상태의 사시도.
도 22 및 도 23은 가이드 베인(160)을 구성하는 격벽(151, 152)의 연직방향 기준 기울기 및 각 구획된 영역의 입구 크기를 보여주는 단면도.

본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 투입하여 재생 공정 처리할 카트리지(1)는 예를 들어 등록특허 제10-1302067호에 상세하게 설명되어 있으므로, 도 1에 예시한 사시도(a) 및 단면도(b)를 참조하며 간략하게 설명한다.

카트리지(1)는 전체적으로 직육면체 형상이며, 상하면에 메쉬망(1b)을 친 통풍구(1a)를 구비하여 내부에 채워 넣은 고형 흡착제(1c)를 상하 통풍구(1a)를 통해 통풍시키는 가열공기에 의해 탈착되게 할 수 있고, 저면측에서 하측 통풍구(1a)의 외곽 테두리를 이용하여 컨베이어로 이송하거나 지지할 수 있게 되어 있다. 즉, 등록특허 제10-1302067호에 개시한 카트리지를 뉘어놓은 구조로 보면 된다.

여기서, 고형 흡착제(1c)는 예를 들어 휘발성유기화합물(VOCs)을 흡착하는 활성탄으로 이루어질 수 있으며, 이러한 고형 흡착제(1c)를 채워넣는 카트리지(1)를 흡착탑에 설치하여 유해물질을 흡착하는 데 사용하고, 유해물질의 흡착량이 증가함에 따라 흡착성능이 저하될 경우, 흡착된 유해물질을 탈착하여 흡착성능을 복원하는 재생 처리가 필요하다.

본 발명은 이러한 카트리지(1)의 재생 처리를 위한 플랜트로서, 고형 흡착제의 물리적 손실을 최소화하고, 탈착과정에서 고형 흡착제로부터 회수된 흡착물질을 연소하여 폐열 생산할 수 있는 예를 들어 150~200°로 저온 가열한 공기의 열풍에 의해 재생하는 저온 재생법을 적용하는 것으로 설명한다

이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트는 재생 처리를 위한 탈착설비(A) 및 연소설비(B)를 적어도 3개층 건축물에 배열함에 있어서, 차지하는 공간을 최소화하면서 덕트(또는 배관)를 최단거리로 설치하게 한 레이아웃을 갖추어, 공간 활용 및 공정 효율을 극대화한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트를 지지하게 설치한 3개층 건축물의 내부 투시 정면도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트의 개략적 계통도로서, 덕트(또는 배관)를 표시한 라인 중에 실선으로 표시한 라인은 흡기라인(520)이고, 파선으로 표시한 라인은 배기라인(530)이고, 1점 쇄선으로 표시한 라인은 연료나 염소 투인 라인이고, 2점 쇄선으로 표시한 라인은 온수 공급을 위한 라인이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트에 대해 건축물을 제외하고 탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 구성요소 배치 및 구성요소 사이의 상호 연결 상태를 보여주는 사시도이다. 도 3에서는 배기라인(530 : 530-1, 530-2, 530-3, 530-4)을 자세히 보이게 하였다.

도 5는 도 4와는 다른 각도의 사시도로서, 도 4에서 가려진 흡기라인(520 : 520-1, 520-2, 520-3, 520-4, 520-5, 520-6)을 자세히 보여준다.

도 6 내지 도 8은 건축물의 각 층별로 설치한 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트의 각 구성요소를 보여주는 건축물 평면도로서, 도 6은 입출고설비 배열층(10)의 평면도이고, 도 7은 탈착설비 배열층(20)의 평면도이고, 도 8은 연소설비 배열층(30)의 평면도이다. 도 6 내지 도 8의 평면도를 살펴보면, 탈착설비(A) 및 연소설비(B)가 2개조 배치 설치된다. 물론, 본 플랜트를 위한 부속 설비도 있지만, 탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 배치(layout)를 중심으로 도시하였다.

탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 전반 동작을 제어하는 컨크롤러(600)는 탈착설비 배열층(20)의 여유 공간에 마련한 제어실을 설치 운용하게 하였다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트는 입출고설비 배열층(10), 탈착설비 배열층(20) 및 연소설비 배열층(30)을 갖는 적어도 3개층 건축물에 탈착설비(A) 및 연소설비(B)를 배열한 것으로서, 입출고설비 배열층(10)에 입고 보관 중인 카트리지(1)를 탈착설비 배열층(20)으로 반입하여 탈착설비(A)로 탈착한 후 입출고설비 배열층(10)으로 반출하고, 탈착설비(A)의 저온 재생을 위한 열원을 공급하는 연소설비(B)가 연소설비 배열층(30)에 배치되고, 연소에 의한 배기가스는 옥상의 굴뚝을 통해 대기 배출시키게 되어 있다.

이하, 도 3에 도시한 계통도를 참조하여서 개략적 배치 및 덕트에 의한 연결을 이해하고, 도 4 및 도 5에 도시한 사시도를 참조하여서 탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 공간적 배치 및 흡기라인과 배기라인의 배관 경로를 이해하면서, 도 6 내지 도 8의 층별 평면도를 참조하면서 이해할 수 있게 상세 설명한다.

상기 입출고설비 배열층(10)은 도 6에 도시한 바와 같이 카트리지(1)의 입출고가 이루어지는 층으로서, 탈착할 카트리지(1)를 입고 및 보관하기 위한 카트리지 입고실(11) 및 탈착한 카트리지(1)를 보관 및 출고하기 위한 카트리지 출고실(12)로 구획되며, 건축물의 정면에서 보았을 시에 좌우로 구획하여 입고 작업 및 출고 작업을 상호 간섭받지 않고 수행할 수 있게 되어 있다.

여기서, 카트리지 입고실(11)에는 입고 보관 중인 탈착 대상 카트리지(1)를 하나씩 상층의 탈착설비 배열층(20)으로 반입하기 위해 올리는 반입용 승강기(13)가 설치되어 있고, 카트리지 출고실(12)에는 상층의 탈착설비 배열층(20)에서 탈착 완료된 카트리지(1)를 반출함에 따라 하나씩 내려받아 보관하기 위한 반출용 승강기(14)가 설치되어 있되, 반입용 승강기(13)와 반출용 승강기(14) 사이의 이격 거리가 후술하는 탈착설비(A)의 배열 길이에 맞춰져 있다.

카트리지 입고실(11)은 탈착 대상 카트리지(1)의 흡착물질에 의해 오염될 수 있으므로, 후술하는 바와 같이 연소로(500)의 흡기라인(520) 말단인 흡기덕트(521)로 흡기하여 배출하되, 이때의 흡기 공기를 이용하여 냉각 및 탈착하는 데 사용한 후 연소로에서 연소되게 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 탈착설비(A) 및 연소설비(B)의 공간 차지를 최소함으로써 탈착설비(A) 및 연소설비(B)를 2개조 배치하며, 이에, 어느 한 조는 상기한 바와 같이 카트리지 입고실(11)의 공기를 흡기하게 하고, 다른 한 조는 카트리지 출고실(12)의 공기를 흡기덕트(521)로 흡기하게 한다.

물론, 도면에는 상세하게 도시하지 아니하였지만, 카트리지 입고실(11) 및 카트리지 출고실(12)에는 카트리지(1)의 입고 아니면 출고, 또는 반입 아니면 반출을 위해서 호이스트, 눕히거나 세우기 위한 반전기, 수평 이동을 위한 RGV(Rail Guided Vehicles) 또는 컨베이어, 들어올려 운반하기 위한 스테커 크레인 등이 배치된다.

상기 탈착설비 배열층(20)은 상기 입출고설비 배열층(10)의 위층으로서 도 7에 도시한 바와 같이 탈착설비(A)가 배치된다.

상기 탈착설비(A)는 카트리지 입고실(11)에 보관된 카트리지(1)를 반입하여 탈착한 후 카트리지 출고실(12)로 반출하는 설비로서, 도 7에 도시한 바와 같이 카트리지 입고실(11)에서 카트리지를 승강시킨 위치(즉, 반입용 승강기의 상단 구조)로부터 카트리지 출고실(12)로 카트리지를 하강시키는 위치(즉, 반출용 승강기의 상단 구조)까지 카트리지(1)를 일직선으로 이송하는 중에 일렬로 연접시킨 복수의 탈착기(100)를 순차 통과하게 하여 반복 탈착한 후 냉각기(300)를 통과하게 하여 반출하기전 냉각하도록 구성된다.

구체적으로 살펴보면, 반입용 승강기(13)에서 카트리지(1)를 받는 반입 컨베이어(400)와 탈착 및 냉각 완료한 카트리지(1)를 반출용 승강기(14)에 넘겨주는 반출 컨베이어(440)의 사이에는, 탈착 대기실(410), 복수 탈착기(100), 냉각 대기실(420), 냉각기(300) 및 반출 대기실(430)을 순서에 따라 일렬로 연접 배치하였다.

여기서, 탈착 대기실(410), 개별 탈착기(100), 냉각 대기실(420), 냉각기(300) 및 반출 대기실(430)은 각각 카트리지(1)의 이송 경로 상에 설치한 도어에 의해 밀폐되는 실내 공간을 갖고 있되, 카트리지(1)를 인접 실내로 넘겨주거나 아니면 인접 실내에서 넘겨받기 위한 컨베이어를 개별적으로 실내에 구비하여서, 인접한 것끼리 그 사이에 있는 도어를 열어 카트리지(1)를 인접 실내로 운반하는 방식으로 카트리지(1)를 순차적으로 이송할 수 있고, 카트리지(1)를 각 실내에 소정시간 체류하게 할 시에는 도어를 닫아 밀폐된 실내에 있게 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 탈착기(100)는 하나의 카트리지(1)를 수용하는 중간부위에서 카트리지(1)를 저면 양측 테두리를 지지하며 이송하게 한 실내 컨베이어를 구비하고, 중간부위에서 하측으로 갈수록 좁아지는 하부구조와, 상측으로 갈수록 좁아지는 상부구조를 갖추어서, 하부구조의 저면측 입구를 통해 불어넣는 공기가 카트리지(1)의 고형 흡착제를 통과하면서 탈착한 후 탈착물질이 기류에 의해 휩쓸려 상부구조의 상면측 출구를 통해 배출되게 되어 있다.

이러한 탈착기(100)는 복수 개로 마련하여 카트리지(1)의 이송 경로를 따라 상호 연접시키되, 사이사이의 도어에 의해 카트리지(1)를 순차적으로 통과시킬 수 있다.

그리고, 도 3 및 도 4에서 확인할 수 있듯이, 각각의 탈착기(100)는 하부에 배치한 입구측 분배덕트(200)에 의해 분배된 공기를 주입받고, 상부측 출구를 통해 배출되는 공기는 상부에 배치한 출구측 분배덕트(200a)에 의해 모여 배출된다. 또한, 입구측 분배덕트(200) 및 출구측 분배덕트(200a)는 복수 탈착기(100)의 배열방향과 평행하게 배치한 후, 각 탈착기(100)의 입구 아니면 출구의 연직방향으로 분기관을 설치하여 각 탈착기(100)에 이어지게 한다.

상기 냉각기(300)는 개별 탈착기(100)와 동일한 구조를 갖게 하였으며, 1개만 마련되어 있다.

여기서, 입구측 분배덕트(200)와 출구측 분배덕트(200a) 및 냉각기(300)의 입구와 출구는 후술하는 흡기라인(520) 상에 접관 배치된다.

한편, 입구측 분배덕트(200)는 도 2에서 확인할 수 있고 도 4의 계통도에서도 확인할 수 있듯이, 아래층인 입출고설비 배열층(10)의 천정 측에 설치하여서, 각 분기관(230)을 탈착설비 배열층(20)의 바닥을 뚫고 탈착기(100)의 하부측 입구에 이어지게 하고, 출구측 분배덕트(200a)는 위층인 연소설비 배열층(30)에 배치하여 탈착기(100)의 상부측 출구에 이어진 덕트를 탈착설비 배열층(20)의 천정을 뚫고 이어지게 한다. 이에 따라, 도 2의 투시도에서 알 수 있듯이, 탈착설비 배열층(20)의 천정고 내에서 탈착기(100)의 높이를 충분히 확보할 수 있게 된다.

마찬가지로, 상기 냉각기(300)도 탈착설비 배열층(20)의 바닥 및 천정을 뚫고 배관한 흡기라인(520) 상에 배치한다.

또한, 상기 입구측 분배덕트(200)는 각 분기관(230)에 이어진 탈착기(100)에 균일한 유량으로 공기 공급하기 위해서, 복수 탈착기(100)의 배치라인과 직하에서 평행하게 배치되고, 연직방향의 분기관(230)을 순차적으로 배치되게 설치하되, 각 분리관이 설치된 위치의 관경이 흡기라인 상의 공기가 들어오는 쪽에서 멀어질수록 단계적으로 작게 하고, 관경이 서로 다른 구간 사이를 리듀셔(reducer)로 이어지게 하였다. 그리고, 상기 입구측 분배덕트(200)의 끝단에 설치하는 분기관, 즉, 공기가 들어오는 쪽에서 가장 먼 쪽에 설치한 분기관은 노멀밴드을 이용하여 설치한다. 여기서 설치한 복수의 분기관을 동일 관경을 갖게 하는 경우 분배덕트(200) 끝단에 설치한 분기관의 유량이 상대적으로 크게 나타나므로, 다른 분기관 관경의 90% 내지 93% 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 입구측 분배덕트(200)의 리듀셔는 상측(즉, 탈착기 방향)으로 편심된 이형관(eccentric reducer)로 되어 있다.

상기 출구측 분배덕트(200a)는 복수 탈착기(100)의 배치라인과 직상에서 평행하게 배치하되, 도면에 도시한 바와 같이 공기 배출 방향이 상기 입구측 분배덕트(100)의 공기 유입 방향과 반대가 되게 하는 것이 좋다.

한편, 탈착 대기실(410)은 반입한 카트리지(1)를 복수 탈착기(100) 중에 연접한 탈착기에 넘기기 이전에 보관하는 것으로, 탈착기와의 사이의 도어를 닫은 상태에서 반입 컨베이어(400)로부터 넘겨받고, 탈착기에게 넘길 시에는 반입 컨베이어(400) 방향의 도어를 닫은 상태에서 넘김으로써, 탈착기 내 공기의 외부 방출을 최소화한다.

마찬가지로, 냉각 대기실(420)은 탈착기(100) 실내와 냉각기(300) 실내 사이에 직접 연통되는 것을 차단하는 역할을 한다.

반출 대기실(430)은 냉각기(300) 실내와 외부 사이에 직접 연통되는 것을 차단하는 역할을 한다. 즉, 냉각기(300)의 도어를 열어 카트리지(1)를 반출 컨베이어(440)에 직접 전달하게 되면 냉각기(300) 실내의 기류가 외부로 흐르게 되므로, 이러한 기류를 차단하기 위해 반출 대기실(430)를 두었다.

본 발명의 실시 예에서는 일렬로 배치하는 탈착설비(A)를 1개조 추가하여 나란하게 병렬 배치하고, 양측 반입 컨베이어(400) 사이에 분배용 컨베이어(400a)를 설치하고, 양측 반출 컨베이어(440) 사이에도 분배용 컨베이어(440a)를 설치한 후, 반입 승강기(13)와 직접 이어진 어느 한쪽 반입 컨베이어(400)에서 반입받는 카트리지(1)을 양측 탈착설비(A)에 분배하게 하고, 반출 승강기(14)와 직접 이어진 어느 한쪽 반출 컨베이어(440)에서 2개조 탈착설비(A)에서 탈착 처리된 카트리지(1)를 교대로 받아 반출하게 한다.

그리고, 후술하는 흡기라인(520) 상의 압입송풍기(522)는 병렬 배치한 2개조 탈착설비(A) 사이에 각각 대응되는 탈착설비(A) 근처에 배치한다.

상기 연소설비 배열층(30)은 상기 탈착설비 배열층(20)의 위층으로서 도 8에 도시한 바와 같이 연소설비(B)가 배치된다.

상기 연소설비(B)는 연소로(500)에서 연료공급기(501)로부터 공급받는 연료를 공기를 주입받으며 연소시키고, 연소로(500)의 배기 가스를 보일러(510)에 경유하게 하여 보일러(510)로 온수 공급하며, 보일러(510)를 경유한 배기 가스를 제2 열교환기(532), 제1 열교환기(531) 및 유입송풍기(533)를 순차적으로 경유하게 한 배기라인(530 : 530-1, 530-2, 530-3, 530-4)을 통과하게 한 후 옥상의 굴뚝(534)을 통해 대기 배출되게 한다.

그리고, 도 3의 계통도를 먼저 참조하며 간략하게 설명하자면, 카트리지 입고실(11)에서 흡기덕트(521)를 통해 흡기한 공기를 연소로(500)에 주입하기 위해서 배관 설치하는 흡기라인(520 : 520-1, 520-2, 520-3, 520-4, 520-5, 520-6)이 냉각기(300), 제1 열교환기(531), 탈착기(100) 및 제2 열교환기(532)를 순차 경유하게 하게 구성된다.

이에 따라, 냉각기(300)를 통과하는 카트리지(1)를 흡기 공기로 냉각한 후 카트리지 출고실(12)로 반출되게 하고, 냉각기(300)를 통과하여 1차 가열된 흡기 공기를 제1 열교환기(531)에 의해 2차 가열한 후 탈착기(100)로 통과되게 함으로써 탈착기(100)를 통과하는 카트리지(1)를 저온 탈착할 수 있다.

또한, 탈착 과정에서 일부 열 손실된 흡기 공기를 제2 열교환기(532)로 2차 고열 가열한 후 연소로(500)에 주입함으로써 탈착 과정에 의해 유입된 탈착물질을 열원용 연료로 하여 완전 연소시킬 수 있다. 결국, 연료 공급기(501)에서 공급받는 연료에 의한 열원에 더하여 탈착물질에 의한 열원을 얻을 수 있다.

또한, 배기 가스를 제2 열교환기(532) 및 제1 열교환기(531)에 순차 통과시킨 후 대기배출하는 유입송풍기(533)는 현저하게 온도 낮춘 공기를 펌핑하여 대기 배출할 수 있다.

여기서, 연소로(500) 및 보일러(510)를 일렬로 배치 연결한 연소/온수공급 구간과, 배기라인(530) 중에 제2 열교환기(532) 및 제1 열교환기(531)를 통과하는 열교환 구간(530-2)을 상호 평행하게 하고, 제2 열교환기(532)와 보일러(510) 사이(530-1)를 2단 꺾임 배관으로 이어서, 연소설비 배열층(30)의 바닥에 'U'자를 그리듯이 배열된다. 그리고, 연소/온수공급 구간과 열교환 구간(530-2) 사이의 간격은 설치 및 관리를 위한 여유 공간을 제외하고 가능하면 좁게 하는 것이 좋다.

또한, 배기라인(530)의 열교환구간(530-2)은 아래층(즉 탈착설비 배열층, 20)에 설치한 탈착설비(A)의 배치라인과 상하로 평행하게 한다. 이때의 상하 평행 배치는 흡기라인(520)의 설치를 위한 공간을 확보하여야 하므로, 반드시 연직 방향으로 평행 배치하는 것을 의미하지는 아니하며, 다만 흡기라인(520)의 설치를 위한 공간만 확보하여 연직 방향에서 크게 벗어나지 아니하는 것이 좋다.

또한, 제1 열교환기(531)는 냉각기(300)의 상부측 출구 및 탈착기(100) 하부의 입구측 분배덕트(200) 입구와 최단거리로 흡기라인(520)을 배관할 수 있는 배기라인(530) 상에 설치하고, 제2 열교환기(532)는 탈착기(100) 상부의 출구측 분배덕트(200a) 출구와 최단거리로 흡기라인(520)을 배관할 수 있는 배기라인(530) 상에 설치하는 것이 좋다.

이와 같이 연소설비(B)를 배치함으로써 상대적으로 폭이 좁은 배치를 갖게 되며, 이에, 본 발명의 실시 예에서는 2개조 탈착설비(A)에 일대일 대응되는 2개조 연소설비(B)를 사용할 수 있다. 역으로, 공간을 많이 차지하는 연소설비(B)가 폭이 좁은 배치를 갖게 되어서, 통상적인 건축물의 층 면적에 있어 2개조로 설치할 수 있으므로, 탈착설비(A)도 2개조로 설치할 수 있게 된다.

상기 흡기라인(520 : 520-1, 520-2, 520-3, 520-4, 520-5, 520-6)은 카트리지 입고실(11)에 설치한 흡기덕트(521), 탈착설비 배열층(20)에 설치한 압입송풍기(522), 냉각기(300), 연소설비 배열층(30)에 설치한 제1 열교환기(531), 탈착설비 배열층(20)에 설치한 복수의 탈착기(100), 연소설비 배열층(30)에 설치한 제2 열교환기(532)를 경유한 후 연소기(500)까지 이어지게 배관된다. 이에 따라, 흡기라인(520)은 탈착설비 배열층(20)의 바닥 및 천정을 관통하며 배관되므로, 도 5의 사시도와 도 6 내지 도 8을 참조하며 설명한다.

흡기덕트(521)에서 압입송풍기(522)에 이르는 구간(520-1), 및 압입송풍기(522)에서 냉각기(300)에 이르는 구간(520-2)은 상온의 공기를 흡기한다는 점에서 최단 거리로 배관하는 데 중점을 두지 아니하고 대신에 유지 관리의 편의성을 고려하여 배관하여도 좋지만, 탈착설비 배열층(20)에 노출되는 부분의 경우는 도 7의 평면도에 도시한 바와 같이 탈착설비(A)와 나란하게 하는 것이 좋다. 압입송풍기(522) 위치도 탈착설비(A) 근처 중에 적절하게 정하면 된다.

그렇지만, 흡기라인(520)에 있어서, 냉각기(300)와 제1 열교환기(531) 사이의 구간(520-3), 제1 열교환기(531)과 탈착기(100)의 입구측 분배덕트(200) 사이의 구간(520-4), 및 탈착기(100)의 출구측 분배덕트(200a)와 제2 열교환기(532) 사이의 구간(520-5)은 가능하면 최단거리로 배관하여서 열손실을 최소화하고, 이에 따라 각 구간을 통과하는 공기의 온도 변화도 최소화하여 안정적으로 운영하게 하는 것이 좋다. 한편, 이때의 각 구간도 상기한 바와 같이 배기라인(530) 중에 제1 열교환기(531) 및 제2 열교환기(532)를 설치한 열교환구간을 탈착설비(A) 위에 평행하게 배치하므로, 흡기라인을 통과는 공기의 온도 변화, 즉 탈착기를 통과하는 공기, 냉각기를 통과하는 공기 및 연소로에 공급되는 공기의 온도 변화도 최소화할 수 있게 된다.

마지막으로 흡기라인(520) 중에 제2 열교환기(532)와 연소기(500)의 사이의 구간(520-6)은 'U'자형으로 배열한 연소설비(B)의 안쪽(즉, 평행 배치한 2개 설치라인 사이)에서 2단 꺾인 배관에 의해 최단거리로 배관하면 된다.

한편, 연소설비 배열층(30)에는 예를 들어 SNCR(Selective Non Catalytic Reduction, 선택적 무촉매 환원법) 흡수법을 이용한 배연탈질장치(502)를 배치하여 연소로(500)와 보일러(510) 사이를 통과하는 배기 가스에 암모니아나 요소를 분사함으로써 배기 가스로부터 질소산화물을 제거한다.

온수 공급 설비를 예를 들면, 저온수 저장탱크(512)의 물을 보일러(510)로 가열한 후 회수하는 순환 경로 상에 열공급 열교환기(511)를 경유하게 하여, 열공급 열교환기(511)를 통해 온수 공급이 필요한 수용가에 온수를 공급하고, 다른 예로서, 저온수 저장탱크(512)에 보충수를 공급하면서 열공급 열교환기(511)에 의해 가열된 온수를 본 플랜트가 설치된 건축물 내의 난방용 온수로 사용한다.

이러한, 배연탈질장치(502)의 설치를 위한 배관 및 온수 공급을 위한 배관은 연소설비(B)를 설치하고 남은 공간을 활용하여 통상적인 방식으로 설치할 수 있으므로, 도 8의 평면도에서 생략하였다.

또한, 부속 설비로서, 입출고설비 배열층(10), 탈착설비 배열층(20) 및 연소설비 배열층(30)의 실내 환경을 개선하기 위한 환기 설비가 필요하다. 여기서, 카트리지 입고실(11)은 흡기덕트(521)에 의해 배출되므로 외기를 불어넣는 설비만 갖추어도 좋다.

또한, 탈착설비(A) 및 연소설비(B)로 이루어지는 설비를 2개조로 할 시에, 어느 1조는 카트리지 출고실(12)의 공기를 흡기 사용하는 것으로 설명하였으나, 탈착설비 배열층(20)의 공기를 흡기하여 사용하여도 좋으며, 이 경우 상기한 탈착 대기실(410)의 공기도 함께 흡기하게 하는 것이 좋다.

또한, 탈착설비 배열층(20) 또는 카트리지 입고실(11)에서는 탈착하기 이전의 카트리지(1)가 노출되어서 카트리지(1)에 흡착된 오염물질이 실내 공기 중에 방출되는 경우도 있으므로, 이러한 실내 공기를 흡기하는 흡기라인의 중간에 삼방밸브로 전환하여 악취제거탑으로 처리하게 하는 것도 좋다.

여기서, 탈착 대기실(410) 내 공기를 흡기하여 흡기라인(520)으로 공급되게 할 시에는, 반입 컨베이어(400) 측의 도어에 틈새를 두어 흡기 가능하게 하는 방식, 탈착 대기실(410)의 내부 바닥에 공기 유입구를 조성하는 방식, 아니면 그 도어를 열었을 시에만 흡기하게 하는 방식을 채용할 수 있다.

이하, 복수 탈착기(100)의 배치 및 개별 탈착기(100)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.

<복수 탈착기(100)의 배치>

도 9를 참조하면, 탈착기(100)는 복수 개로 마련되어, 사이사이의 도어(170)를 개폐하여 순차적으로 통과시키도록 일렬로 배치된다. 물론, 통과 순서상 첫번째의 반입 입구 및 마지막번째의 반출 출구에도 도어(170)가 있어서, 각 탈착기(100)는 개별적으로 탈착 재생을 할 수 있다. 이에, 카트리지(1)는 각각의 탈착기(100)를 순차적으로 통과하면서 반복 탈착하게 되어, 재생 완료된다.

아울러, 하기에서 탈착기(100)의 구조에 대해 상세하게 설명하는 바와 같이, 하측에서 불어넣은 저온 가열공기는 격자 구조의 가이드 베인(160)에 의해 구획된 확산관(140)을 통과한 후 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a)에 주입되므로, 가이드 베인(160)에 의해 분배되어 카트리지(1)를 균일한 풍향으로 통과하게 된다. 이에, 카트리지(1) 내의 고형 흡착제(1c)를 전량 고르게 탈착시킬 수 있다.

입구측 분배덕트(200)는 제1 열교환기(531)에 의해 가열된 저온 가열공기를 복수의 탈착기(100)의 아래에서 균등하게 분배하여 각각의 탈착기(100)에게 동시 주입되게 하는 분배덕트로서, 카트리지(1)의 통과 순서상 마지막 탈착기(105)의 아래 측에 있는 단부에서 저온 가열공기를 공급받아 첫번째 탈착기(101)의 아래 측을 향해 유동하도록 탈착기(100)의 배열라인과 평행하게 배치된다.

그리고, 상기 입구측 분배덕트(200)는 마지막 탈착기(105)부터 첫번째 탈착기(101)까지 순차적으로 저온 가열공기를 분배하며 주입하도록 상부로 분기시킨 분기관(231, 232, 233, 234, 235)을 구비하되, 단부측에는 노멀밴드(normal bend, 220)를 설치하여 노멀밴드(220)를 통해 분기관(235)에 연결되게 되어 있어서, 첫번째 탈착기(101)에 대해서는 저온 가열공기를 노멀밴드(220) 및 분기관(235)을 경유한 후 주입되게 한다.

또한, 상기 입구측 분배덕트(200)는 분기관(231,232,233,234,235)이 연결되는 지점의 관경을 상측으로 편심된 이형관으로 된 리듀서(210)의 개재에 의해 단계적으로 축소시켜서, 각각의 탈착기(100)로 주입되는 공기 유량을 균등하게 한다.

여기서, 노멀밴드(220)를 통해 분기한 마지막 순번의 분기관(235) 관경(즉, 내경)은 마지막 탈착기(105)부터 두번째 탈착기(102)까지 각각 연결하기 위해 분기한 분기관(231,232,233,234) 관경의 90% 내지 93% 범위 내로 되게 한다.

도 10은 입구측 분배덕트(200)에서 저온 가열공기의 분기 순서에 따라 순번을 정한 분기관(231,232,233,234,235)의 유량 편차를 마지막 분기관(235)의 관경을 달리하며 얻은 그래프이다. 여기서, 분기관(231, 232, 233, 234, 235)의 순번은 분기 순서를 따르므로, 카트리지(1)의 통과 순서로 매긴 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)의 순번과는 역순으로 된다.

도 10을 참조하면, 마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234)의 관경과 동일하게 하는 경우, 분기관별 유량 편차가 크게 나타나고, 특히, 마지막 분기관(235)의 유량 편차가 상대적으로 매우 크게 나타난다.

마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경의 95%로 하면, 즉, 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경에 0.95를 곱하여는 관경 크기로 하여 상대적으로 작은 관경을 갖게 하면, 분기관별 유량 편차가 줄어들지만, 마지막 분기관(235)의 유량 편차가 아직도 크게 나타난다.

그렇지만, 마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경의 90% 내지 93% 범위 내로 하는 경우, 전체 분기관(231, 232, 233, 234, 235)의 유량 편차가 전반적으로 작게 나타난다. 특히, 마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경의 91%로 하는 경우 유량 편차가 가장 적게 나타난다.

마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경의 90%보다 작게 하면 할수록 마지막 분기관(235)의 유량이 적어져서 편차가 커진다.

따라서, 마지막 분기관(235)의 관경을 나머지 분기관(231, 232, 233, 234) 관경의 91%로 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 출구측 분배덕트(220a)는 복수의 탈착기(100)의 위에 탈착기(100)의 배열라인과 평행하게 배치되어, 마지막 탈착기(105)부터 첫번째 탈착기(101)까지 각 탈기의 상측 출구로 배출되는 저온 가열공기를 받아 배출시킨다. 즉, 상기 출구측 분배덕트(220a)는 마지막 탈착기(105)가 이어진 부위의 단부가 막혀있고, 첫번째 탈착기(101)가 이어진 부위의 단부가 상기 제2 열교환기(532)를 경유한 후 연소로(500)에 이어지는 흡기라인(520)의 일부 구간에 이어진다.

이때의 출구측 분배덕트(220a)는 각 탈착기(100)의 상측에 하나씩 연결할 분기관의 관경에 비해 상대적으로 큰 관경을 갖게 하였으며, 도면으로 도시하지는 아니하였지만, 입구측 분배덕트(200)와 동일하되 막힌 단부부터 제2 열교환기(532)에 연통되는 타측 단부까지 관경(즉, 분기관에 연결되는 부위)을 점차 확대하도록 역방향으로 놓인 형태를 갖추어도 좋다.

상기 냉각기(300)는 하기에서 설명하는 탈착기(100)의 구성요소 중에 승강 수단(150)을 제외한 나머지 구성요소를 동일하게 갖춘 점에서 차이가 있다. 또한, 승강 수단(150)이 없으므로, 후술하는 상측 가이드 롤러(115), 하측 가이드 롤러(153), 가요성 밀봉재(146) 및 신축이음관(147)도 필요치 아니하고, 확산관(140)의 하단을 케이스(110)의 하측 입구(113)에 끼워 맞춘 후 흡기라인(520)에 접관하면 된다.

<탈착기(100)의 구조>

이하 도 11 내지 도 23을 참조하며 탈착기(100)의 구조를 설명한다.

먼저, 도 11의 사시도 및 도 12,14의 단면도를 참조하며 전체적인 외관을 살펴보면, 탈착기(100)는 케이스(110), 컨베이어(130), 확산관(140), 승강수단(150), 가이드 베인(160), 도어(170) 및 센서(120, 121)를 포함하며, 전후에 장착한 도어(170)를 개폐하여 카트리지(1)를 실내에 반입 반출할 수 있는 케이스(110)를 기둥 형태의 받침대(112a)로 받쳐 놓게 되어 있고, 입구측 분배덕트(200)의 분기관(230 : 231, 232, 233, 234, 235)와 연통되는 하측 입구(113)와 배출측 분배덕트(200a)의 분기관과 연통되는 상측 출구(114)를 구비한다.

여기서, 전후 도어(170) 중에 후방 도어를 닫은 상태에서 전방 도어를 열어 카트리지(1)을 내부에 반입한 후 닫아 실내를 밀폐한 상태에서, 탈착 공정 처리하게 하고, 이후, 후방 도어를 열어 카트리지(1)를 반출하게 한다.

상기 케이스(110)는 장방형 구조의 중간부위 전후를 개방하여 도어(170)에 의해 개폐되게 함으로써 카트리지를 반입 반출할 수 있게 하며, 상부는 사각뿔대 형상으로 하고 하부는 역사각뿔대 형상으로 한 호퍼 구조를 갖게 하여서, 하측 호퍼 구조의 하단에 조성한 하측 입구(113)를 통해 주입한 저온 가열공기가 확산하여 중간부위에 수용한 카트리지(1)를 통과한 후 상측 호퍼 구조에 의해 상측 호퍼의 상단에 조성한 상측 출구(114)로 모이게 하여 배출한다.

여기서, 입구측 분배덕트(200)의 분기관(230) 및 배출측 분배덕트(200a)의 분기관은 중공관이므로, 상측 및 하측 호퍼 구조는 분기관으로 가면서 점차 원통형 구조로 변형되게 제조하여 분기관에 이어지게 한다.

또한, 도 14에 도시한 단면도에서 확인할 수 있듯이, 케이스(110)의 상측 호퍼 및 하측 호퍼에는 각각 온도 센서(120) 및 압력 센서(121)를 구비하여 하측 입구(113)를 통해 주입하는 저온 가열공기의 온도 및 압력과 상측 출구(114)를 통해 배출되는 저온 가열공기의 온도 및 압력을 감지할 수 있게 되어 있다. 안전 운전을 위해서 케이스(110)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 구비할 수도 있다.

도면에 도시하지는 아니하였지만, 각 탈착기(100)에서 주입 및 배출되는 저온 가열공기 내의 VOCs 농도를 측정하는 VOCs 농도센서를 구비할 수도 있으며, 이때의 VOCs 농도센서는 하측 입구(113)에 이어지는 분기관(230) 및 상측 출구(114)에 이어지는 분기관에 설치하는 것이 좋다.

이와 같이 카트리지(1)를 통과하기 전후 저온 가열공기에 대해 센싱하는 온도 센서(120), 압력센서(121) 및 VOCs 농도센서는 후술하는 승강 수단(150)을 가동하여 카트리지(1) 내부, 즉, 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량을 조절하기 위한 센서이다.

또한, 케이스(110)의 상측 호퍼에는 폭발 방산구(122) 및 소화약제 분사헤드(123)를 구비한다. 폭발 방산구(122)는 공지의 구성요소이므로 간략하게 설명하자면, 고형 흡착제(1c)에서 탈착된 물질이 과열에 의해 점화하는 경우 실내 압력이 급격하게 상승하여 파괴될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 설치되어 폭발에 따른 압력에 의해 개방되어 실내 압력을 신속하게 낮추는 역할을 한다. 소화약제 분사헤드(123)는 탈착된 유해물질이 점화하는 경우에 예를 들어 질소가스를 케이스(110) 실내에 분사하여 소화하기 위한 것이다. 예비적으로 케이스(110)의 하측 호퍼에는 내부 점검을 위한 점검구(124)가 구비되어 있다. 이때의 점검구(124)는 폭발 방산구의 기능을 갖게 하는 것이 좋다.

이러한 케이스(110)는 카트리지(1)의 실내 반입 및 실내에서 실외로의 반출을 위한 컨베이어(130), 하측 입구(113)를 통해 실내로 유입되는 저온 가열공기를 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a)로 안내하는 확산관(140), 확산관(140)을 승강시켜 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a)를 통해 고형 흡착제(1c)를 통과하는 저온 가열공기의 풍량을 조절하는 승강 수단(150), 및 저온 가열공기를 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a) 전면에 고르게 불어넣도록 안내하기 위해서 상기 확산관(140) 내에 장착하는 가이드 베인(160)을 구비하며, 이러한 구성요소의 설치를 위해서 중간 부위의 적절한 높이에서 상하로 나누어 상부 케이스(111)와 하부 케이스(112)로 분리 제작한 후 조립하게 구성되어 있다.

또한, 도 14에 도시한 단면도에서 확인할 수 있듯이, 케이스(110)의 상측 호퍼 및 하측 호퍼에는 각각 온도 센서(120) 및 압력 센서(121)를 구비하여 하측 입구(113)를 통해 주입하는 저온 가열공기의 온도 및 압력과 상측 출구(114)를 통해 배출되는 저온 가열공기의 온도 및 압력을 감지할 수 있게 되어 있다. 안전 운전을 위해서 케이스(110)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 구비할 수도 있다. 도시하지는 아니하였지만, 주입 및 배출되는 저온 가열공기 내의 VOCs 농도를 측정하는 VOCs 농도센서를 구비할 수도 있으며, 이때의 VOCs 농도센서는 하측 입구(113)에 이어지는 배관 및 상측 출구(114)에 이어지는 배관에 설치하는 것이 좋다.

또한, 케이스(110)의 상측 호퍼에는 폭발 방산구(122) 및 소화약제 분사헤드(123)를 구비한다. 폭발 방산구(122)는 공지의 구성요소이므로 간략하게 설명하자면, 고형 흡착제(1c)에서 탈착된 물질이 과열에 의해 점화하는 경우 실내 압력이 급격하게 상승하여 파괴될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 설치되어 폭발에 따른 압력에 의해 개방되어 실내 압력을 신속하게 낮추는 역할을 한다. 소화약제 분사헤드(123)는 탈착된 유해물질이 점화하는 경우에 예를 들어 질소가스를 케이스(110) 실내에 분사하여 소화하기 위한 것이다.

예비적으로 케이스(110)의 하측 호퍼에는 내부 점검을 위한 점검구(124)가 구비되어 있다. 이때의 점검구(124)는 폭발 방산구의 기능을 갖게 하는 것이 좋다.

상기 컨베이어(130)는 도 14, 도 15의 c 확대도, 도 18, 및 도 19의 부분 확대도에서 자세히 볼 수 있듯이, 케이스(110)의 양측 외곽에서 종단방향(즉, 카트리지를 반입 반출하기 위해 이송하는 방향)을 따라 일렬로 나열한 평기어(132)를 상호 인접하는 것끼리 치합되게 하되, 평기어(132)의 축이 폭방향(즉, 수평면 상의 종단방향에 직교하는 방향)을 향한 게 한 후, 평기어(132) 중에 하나 걸러 하나씩 선택한 것의 축에 케이스(110)을 관통시킨 롤러(131)를 고정하고, 양측에서 각각 모터(133)를 이용하여 어느 하나의 평기어를 회전시키면 전체 평기어(132)를 회전시킬 수 있게 하며, 이에, 각 롤러(131)는 동일 방향으로 회전하게 되어 있다. 즉, 롤러(131)를 고정한 롤러부 기어(132a)는 롤러부 기어(132a)의 사이 사이에 배치되되 롤러(131)를 고정하지 아니한 연동용 기어(132b)의 도움을 받아 동일 회전 방향을 갖게 된다.

여기서, 폭방향 양측에서 각각 케이스(110)를 관통하는 롤러(131)는 예를 들어 베어링에 의해서 케이스(110)에 지지되며 회동 가능하게 하고, 단부를 케이스(110) 실내로 내밀게 하여 카트리지(1) 저면의 폭방향 양측 테두리를 받쳐주게 한다. 이에, 모터(133)에 의해 회전함으로써 카트리지(1)를 지지하면서 반입 및 반출할 수 있고, 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a)를 가리지 아니하여서, 카트리지(1)를 통과시킬 저온 가열공기의 기류에 영향을 주지 아니한다.

정확하게는 도 15의 c 확대도에서 볼 수 있듯이, 후술하는 확산관(140)의 상단 구조의 외곽에서 롤러(131)로 카트리지(1)의 저면 테두리를 받쳐주도록 롤러(131) 길이를 적절하게 정하였다.

한편, 카트리지(1)를 컨베이어(130)에 의해 실내로 반입할 시에 후술하는 확산관(140)의 상단 개구를 카트리지(1)의 저면 통풍구(1a)에 정확하게 일치시키는 위치에서 카트리지(1) 반입 동작을 멈추기 위한 위치 센서를 구비한다. 이러한 위치 센서는 카트리지(1)가 특정 위치에 도달할 시에 이를 감지하는 통상적인 센서이므로 상세 설명은 생략하였다. 물론, 케이스(110)의 외부에서 카트리지(1)를 넘겨받을 시의 위치에 따라 컨베이어(130)의 가동 시간(즉, 롤러의 회전수)을 정하여 원하는 정확한 위치에서 카트리지(1)를 놓이게 할 수도 있다.

상기 확산관(140)은 먼저 도 21에 도시된 외관을 살펴본 후 도 12,14의 단면도를 참조하면, 상하를 개구한 속인 빈 역사각뿔대 형상이되, 하부 케이스(112) 내벽과는 소정 간격으로 이격되게 한 크기 및 형상을 갖추고, 상측 개구의 크기 및 형상은 카트리지(1)의 사각 형태 저면 통풍구(1a)의 크기 및 형상에 맞춰져 있으며, 하단에는 케이스(110)의 하측 입구(113)를 기밀 유지하며 여유 있게 관통하는 원통형 구조를 갖춘다. 그리고, 상기 확산관(140)의 하측 원통형 구조는 하부로 노출된 부위에 연장관(144)이 접관되어 있다.

물론, 상기 확산관(140)은 원형 하측 입구를 관통하는 부위를 원통형 구조로 함으로써, 상부에서 하부로 갈수록 사각형 구조에서 점진적으로 원통형 구조를 갖게 제작하여야 한다.

도 13의 a 부분확대도 및 도 15의 c 부분확대도를 참조하면, 상기 확산관(140)의 상측 개구 부위를 상부로 소정 길이 연장시킨 연장부(141), 연장부(141)의 상단에서 외측으로 뻗어나가게 형성한 밀착부(142) 및 밀착부(142)의 상면에 테두리를 따라 홈을 조성한 후 삽입한 실링재(143)를 구비한다. 이에 따라, 밀착부(142)를 카트리지(1)의 저면 테두리와 밀착시켜 실링하면서 상측 개구를 카트리지(1)의 저면측 통풍구(1a)에 연통되게 하며, 이 상태에서는 하측 입구(113)를 관통하며 연결되는 연장관(144)을 통해 주입되는 저온 가열공기를 안내하여 누설 없이 전량 카트리지(1)의 하측 통풍구(1a)로 불어줄 수 있다.

여기서, 밀착부(142)는 폭방향 양측의 롤러(131)와 함께 카트리지(1)의 저면 테두리에 닿는 부위이므로, 롤러(131)와의 사이에 약간의 이격 공간을 갖도록 카트리지(1)의 저면 테두리의 안쪽에 밀착시킬 정도의 크기 및 형상으로 조성된다.

한편, 하부 케이스(112)의 내면에는 상기 확산관(140)의 연장부(141)의 4방향 외측면에 각각 밀착시킬 상측 가이드 롤러(115)가 브라켓(115a)에 지지되어 회동하도록 상기 롤러(131)의 아래 위치에 배치되게 설치되어서, 상기 확산관(140)의 상하 운동을 안내한다. 이때의 상측 가이드 롤러(115)는 연장부(141)의 외측면을 따라 길게 형성한 것을 사용함으로써 상기 확산관(140)을 승강시킬 시에 어느 한쪽으로 기울어지지 아니하도록 안정적으로 가이드한다.

상기 확산관(140)의 하측 원통형 구조의 외주면 중에 케이스(110)의 하측 입구(113)를 관통하는 부위의 외주면을 케이스(110)의 하측 입구(113)에 이어지게 하는 짧은 관 형상의 가요성 밀봉재(146)이 구비되어서, 상기 확산관(140)을 상하 운동시키는 중에도 케이스(110) 내의 기밀을 유지한다. 상기 가요성 밀봉재(146)는 하측 개구로 확산관(140)의 하측 원통형 구조의 외주면을 감싸고, 상측 개구로 케이스(110)의 하측 입구(113)의 외주면을 감싸며, 연장관(144)의 상하 이동 시에 신축하여 기밀을 유지한다.

또한, 상기 연장관(144)의 하단에는 신축이음관(147)이 구비되어서, 신축이음관(147)을 통해 분기관(230)에 연결하게 되며, 이에 따라 상기 연장관(144)의 상하 운동을 허용한다.

또한, 상기 연장관(144)은 케이스(110) 아래에 노출된 부위 중 어느 한 부위의 외주면에 상기 승강 수단(150)으로 잡고 승강시킬 수 있게 하는 플랜지(145)를 구비한다.

도 16 및 도 17를 도 12 및 도 13과 대조하면, 상기 승강 수단(150)으로 확산관(140)을 승강시킬 시에, 가요성 밀봉재(146)가 접히거나 펴지고, 신축이음관(147)이 신장하거나 수축하여서, 승강 운동을 자유롭게 허용하고, 기밀도 유지함을 알 수 있다.

상기 승강 수단(150)은 도 13의 b 확대도 및 도 15의 d 확대도를 참조하면, 상기 연장관(144)의 플랜지(145)를 상하로 들어올리거나 내려서 케이스(110) 내에 있는 확산관(140)을 상하로 승강시키며, 이에, 상호 마주하는 확산관(140)의 밀착부(142)와 카트리지(1)의 저면 테두리 사이의 간격을 조절한다. 즉, 카트리지(1)의 통풍구(1a)를 통과하는 풍량, 즉, 카트리지(1) 내에 채운 고형 흡착제를 통과하는 풍량을 조절한다.

상기 승강 수단(150)의 구체적인 실시 예에 따르면, 정역 모터(151)에 의해 가동하는 리프트(152)로 상기 연장관(144)의 플랜지(145)를 들어올리거나 아니면 내린다. 이때의 리프트(152)는 정역 모터(151)의 회전력을 벨트에 의해 전달받아 정역 회전하는 피니언(152b)과, 플랜지(145)의 저면에 축의 상단을 고정한 랙(152a)으로 구성할 수 있다.

이와 같이 승강 수단(150)에 의해 확산관(140)의 높이를 조절함으로써, 확산관(140)의 상측 테두리(실링재를 설치한 밀착부, 142)와 카트리지(1)의 하측 테두리(저면에서 통풍구 둘레를 이루는 부위) 사이의 간격을 조절하여서, 카트리지(1)를 우회하는 인위적인 누설 경로의 풍량을 조절하는 방식으로 카트리지(1)를 통과하는 저온 가열공기의 풍량을 조절할 수 있다. 물론, 확산관(140)의 상측 테두리와 카트리지(1)의 하측 테두리를 상호 밀착시키면, 주입하는 저온 가열공기를 누설 없이 카트리지(1)에 통과시킬 수 있다.

한편, 상기 승강 수단(150)이 설치되는 위치에는 상기 연장관(144)을 둘러싸며 상하 이동을 안내하는 복수의 하측 가이드 롤러(153)가 배치되어서, 상기 상측 가이드 롤러(115)와 협동하여 연장관(144)이 접관된 확산관(140)의 승강 운동을 안정적으로 안내한다.

상기 가이드 베인(160)은 도 22에 도시한 바와 같이 확산관(140)의 내부에 고정 설치되는 구성요소로서 저온 가열공기를 균일하게 확산하여 카트리지(1)의 통풍구(1a)를 통해 통과하는 공기의 풍량을 균일하게 한다.

즉, 상기 가이드 베인(160)은 역사각뿔대 형상이되 하부로 갈수록 원형 평단면을 갖는 확산관(140) 내에서 상호 마주하는 사면(斜面) 사이를 복수의 영역으로 나누는 격벽(161, 162)에 의해서 저온 가열공기의 통과 영역을 격자로 구획하게 하되, 저온 가열공기 통과 영역의 중심에서 멀어질수록 격벽이 사면을 향해 기울어진 각도를 상대적으로 크게 하여서 구획된 각 소 영역이 개별적으로 확산관 형상으로 되게 한 격자 구조로 구성된다.

구체적으로 설명하면, 격벽(161, 162) 중에 폭방향 격벽(161)에 의해 구획된 각 영역을 종단방향 격벽(162)에 의해 다시 구획되게 하되, 사면(斜面)과 마주하는 격벽은 그 사면보다는 연직선을 기준으로 작은 각도로 기울이고, 사면으로부터 멀리 떨어져 있는 격벽일수록 기울인 각도를 작게 한다.

이와 같이 구성되는 가이드 베인(160)은 도 12,14의 단면도에서 확인할 수 있듯이 상기 확산관(140)의 하측 개구보다는 상대적으로 높은 위치에서 시작하여 상측 개구보다는 상대적으로 낮은 위치까지 차지하게 상하 높이를 맞추어 제작 설치되며, 이에, 가이드 베인(160)의 상하에 각각 여유 공간을 갖는다. 즉, 하측 개부를 통해 확산관(140) 내로 진입한 저온 가열공기는 하측의 여유 공간을 통과하면서 가이드 베인(160)에 의해 구획된 소 영역으로 분배되어 확산되고, 가이드 베인(160)을 통과한 이후에는 상측의 여유 공간에서 합쳐지되, 가이드 베인(160)을 통과할 시에 각 소 영역에 의해 안내되는 방향의 풍압을 받으며 합쳐지므로, 각 소 영역을 통과하는 기류끼리 상호 영향을 주어 카트리지(1)의 저면 통풍구(1a)를 통과하는 기류를 전체적으로 더욱 균일하게 한다.

한편, 본 발명의 구체적인 실시 예에 따르면, 신축이음관(147)를 개재하여 상기 확산관(140)의 연장관(144)에 접관하는 배관의 상태에 적합하게 상기 가이드 베인(160)을 구성하여서, 더욱 균일한 풍량으로 카트리지(1)에 통과되게 한다.

도 22 및 도 23은 가이드 베인(160)을 구성하는 격벽(161, 162)의 연직방향 기준 기울기 및 각 구획된 영역의 입구 크기를 보여주는 단면도이다.

즉, 도 22에 도시한 바와 같이 수평방향으로 놓인 입구측 분배덕트(200)에서 특정 수평방향의 기류가 연직방향 분기관(230)으로 분기되어 탈착기(100) 내로 흐른다.

이에 따라, 상기 특정 수평방향을 따라 간격을 두고 배치한 격벽의 하단을 상기 특정 수평방향으로 쏠린 위치로 조정하게 하여서, 비대칭적인 기울기 값을 갖게 함과 아울러, 상기 특정 수평방향의 끝단에 가까울수록 격벽 사이의 간격을 좁게 한다.

즉, 상기 가이드 베인(160)에 의해 구획된 각 확산 경로의 하측 입구는 상기 입구측 분배덕트(200) 내의 분기 전 기류 방향으로 쏠리게 하며 축소시킨다.

도면에 도시한 실시 예를 참조하면, 상기 특정 수평방향은 카트리지(1)의 반입 반출 방향과 반대되는 방향이므로, 종단방향 격벽(162)의 하단이 그 방향으로 약간씩 위치 조절되어 있고, 종단방향 격벽(162) 사이의 간격은 그 방향의 끝단에 가까운 일부 격벽에 대해 상대적으로 좁게 되어 있어서, 복수의 종단방향 격벽(162)이 비대칭적으로 기울어진 각도를 갖게 된다.

도면에 도시한 각 종단방향 격벽(162)의 기울기는 예를 들어 CFD (Computational Fluid Dynamics) tool을 이용한 유동 해석의 결과에 따라 얻은 것이다.

반면에, 도 23에 도시한 바와 같이 상기 특정 수평방향과 직교하는 방향(도면에는 폭방향)을 따라 간격을 두고 설치한 복수의 폭방향 격벽(161)은 대칭적으로 대치되어 있다.

다음으로 컨트롤러(600)에 대해 설명한다.

컨트롤러(2)는 연료공급기(501)에 의한 연료 공급, 압입송풍기(521)에 의한 흡기, 및 유입송풍기(533)에 의한 배기가 이루어지게 제어한 상태에서, 탈착설비(3)의 각 도어(411, 170, 310, 431)와 탈착 대기실(410), 각 탈착기(100), 냉각 대기실(420), 냉각기(300) 및 반출 대기실(430)에 각각 구비된 컨베이어를 제어하여서, 소정 시간 간격으로 반입 컨베이어(400)에서 전달하는 카트리지(1)를 탈착 대기실(410), 각 탈착기(100), 냉각 대기실(420), 냉각기(300) 및 반출 대기실(430)의 순서로 통과시킨 후 반출 컨베이어(440)에 넘기게 한다. 여기서, 소정 시간은 카트리지(1)가 개별 탈착기(100) 내에서 탈착을 위해 머무는 시간으로서 미리 설정되어 있다.

또한, 상기 컨트롤러(2)는 첫번째 탈착기(101)와 외기 사이의 직접 연통, 마지막 탈착기(105)와 냉각 대기실(420)의 직접 연통, 및 냉각기(300)와 외기 사이의 직접 연통을 차단하면서 카트리지(1)를 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105) 및 냉각기(300)에 순차적으로 통과시킨 후 반출하도록 제어한다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 실내에 카트리지(1)를 들여놓은 상태에서, 반출 대기실(430)은 냉각기(300)와의 사이에 있는 도어를 닫은 상태에서 실내의 카트리지를 반출하고, 다음으로, 인접 실내 사이에 카트리지를 이동시킬 시에는 인접 실내 사이만 연통되게 한 상태에서 이동시키고, 다음으로, 탈착 대기실(410)은 첫번째 탈착기(101)과 연통되지 아니하게 한 상태에서 카트리지(1)를 실내에 들여놓게 한다.

여기서, 마지막 탈착기(105)의 카트리지를 냉각 대기실(420)로 넘긴 이후에는 모든 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)의 사이사이에 있는 도어를 모둔 열어두고 일괄하여 한 칸씩 옮기고, 그 이후 반출 대기실(430)의 카트리지를 첫번째 탈착기(101)에 넘기는 것이 좋다.

한편, 컨트롤러(2)는 안전 및 안정을 위해 다음과 같이 제어한다.

컨트롤러(2)는 카트리지(1)의 통과 순서가 앞설수록 고형 흡착제(1)를 통과하는 풍량이 적어지게 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 구비된 상기 승강수단(150)을 제어한다.

즉, 카트리지(1)의 저면측 테두리와 확산관(140)의 상측 밀착부(142)의 간격이 카트리지(1)의 통과 순서가 앞설수록 상대적으로 크게 하여 카트리지(1)의 통풍구(1a)로 주입되는 풍량을 적게 한다.

이에, 카트리지(1)의 통과 순서가 앞설수록 카트리지(1)의 고형 흡착제(1c)에 흡착되어 있는 물질이 많이 잔존하게 되지만, 상기한 바와 같이 풍량 조절하여서 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에서 탈착되는 물질의 양의 차이를 적게 하고, 또한, 출구측 분배덕트(200a)를 통해 연소로에 공급되는 탈착 물질량의 시각적 변동도 최소화하여서, 연소로의 동작, 즉, 연소로의 배기 가스 열량에 대한 시간적 변동도 최소화하는 안전 및 안정 운전이 가능하게 된다. 또한, 첫번째 탈착기(101)에서 고밀도의 탈착물질이 발생하여 폭발하는 문제도 해결된다.

이와 같은 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량에 대해서, 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105) 간에 차등을 둘 뿐만 아니라, 개개 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105) 별로 다음과 같이 풍량을 미세하게 조절한다.

컨트롤러(2)는 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 대해서, 주입되는 저온 가열공기와 배출되는 저온 가열공기 사이의 VOCs(휘발성유기화합물) 농도 차이, 온도 차이 또는 압력 차이가 균일하게 되도록 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 구비된 상기 승강수단(150)을 개별 제어한다. 즉, 온도 센서(120), 압력 센서(121) 또는 농도 센서의 검출값으로부터 주입 공기 온도와 배출 온도 사이의 차이가 시간 경과에 따라 변동하는 것을 최소화하도록 승강수단(150)을 제어하여 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량을 조절한다. 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105) 내에 카트리지(1)를 넣으면, 열풍에 의한 탈착 물질량이 시간 경과에 따라 점차 적어지게 되지만, 상기한 바와 같이 농도, 온도 또는 압력에 따라 풍량을 조절하면, 상기한 소정 시간(개별 탈착기 내에 카트리지가 머무는 시간) 동안 탈착 물질량을 거의 일정하게 유지할 수 있다.

부연 설명하면, 등록특허 제10-1302067호에서 설명한 바와 같이 탈착한 유해물질을 연소시켜 열원으로 사용하는 경우, 유해물질의 농도 변화에 따라 연소 연료의 양도 조절해야 하는 데, 유해물질 농도가 심하게 변동하면 연소 연료 조절이 어려워, 과열에 의한 화재가 발생할 수 있고 배기가스의 온도변화도 심하게 변동한다. 또한, 탈착기의 실내에서도 재생 탈착공정 초기에 일시적으로 고농도의 유해물질이 발생하여 폭발 위험이 있다. 즉, 재생 탈착공정은 탈착되는 유해물질의 농도가 가능하면 적절한 값으로 균일하거나 아니면 완만하게 변동하게 하고, 충분히 탈착하는 데 소요되는 시간을 고형 흡착제(1c)에 흡착되어 있는 유해물질의 양에 따라 가변적으로 정하는 것이 좋다.

물론, 배관에 댐퍼를 설치하여 풍량 조절하는 방식도 있으나, 이 방식을 채용하면 단적으로 말해서 탈착 유해물질을 연소시키는 연소로에의 공기 공급량도 변동하게 되어 연소로의 운전에 어려움이 있다.

이에, 본 발명에서는 각각의 탈착기에 대해서 주입하는 저온 가열공기의 풍량은 거의 일정하게 하되, 저온 가열공기의 온도 차, 압력 차 또는 VOCs 농도 차에 따라 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량을 조절하여서, 탈착량의 시간적 변동을 줄인다.

저온 가열공기의 온도 차는 고형 흡착제(1c)를 통과하는 저온 가열공기의 풍량을 반영하므로, 탈착량을 예측하여 풍량 조절에 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 과열 방지를 위해서도 필요하다.

저온 가열공기의 압력 차도 마찬가지로 고형 흡착제(1c)를 통과하는 저온 가열공기의 풍량을 반영하므로, 탈착량을 예측하여 풍량 조절에 이용할 수 있고, 아울러, 폭발을 예방하기 위해서도 필요하다.

한편, 상기한 바와 같이 연소로(500)에 유입되는 탈착 물질량의 시간적 변동을 최소화하도록 제어하더라도, 일정하게 유지하기란 어려우므로, 컨트롤러(2)는 개별 탈착기에서 검출되는 VOCs 농도의 합에 따라 연료 공급량을 조절함으로써, 연소로(500)에서 발생하는 열량을 안정화도록 연료공급기(501)를 제어하는 것이 좋다.

다른 한편으로서, 상기 출구측 분배덕트(200a)의 출구측에 VOCs 농도 센서, 온도 센서 또는 압력 센서를 설치하여, 상기 출구측 분배덕트(200a)에서 배출되는 저온 가열공기의 휘발성유기화합물 농도, 온도 또는 압력을 균일하게 되도록 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 구비된 상기 승강수단(150)을 제어할 수도 있다. 이 경우는 각각의 탈착기에 대해 풍량을 동시에 높이거나 아니면 동시 낮추는 방식으로 할 수 있다.

1 : 카트리지 1a : 통풍구 1b : 메쉬망 1c : 고형 흡착제
10 : 입출고설비 배열층 11 : 카트리지 입고실 12 : 카트리지 출고실
13 : 반입용 승강기 14 : 반출용 승강기
20 : 탈착설비 배열층
30 : 연소설비 배열층
A : 탈착설비
100,101,102,103,104,105 : 탈착기
110 : 케이스 111 : 상부 케이스 112 : 하부 케이스
112a : 받침대 113 : 하측 입구 114 : 상측 출구
115 : 상측 가이드 롤러 115a : 브라켓
120 : 온도 센서 121 : 압력 센서 122 : 폭발방산구
123 : 소화약제 분사헤드 124 : 점검구
130 : 컨베이어 131 : 롤러 132 : 평기어
132a : 롤러부 기어 132b : 연동용 기어 133 : 모터
140 : 확산관 141 : 연장부 142 : 밀착부
143 : 실링재 144 : 연장관 145 : 플랜지
146 : 가요성 밀봉재 147 : 신축이음관
150 : 승강 수단 151 : 정역 모터 152 : 리프트
152a : 랙 152b : 피니언 153 : 하측 가이드 롤러
160 : 가이드 베인 161 : 폭방향 격벽 162 : 종단방향 격벽
170 : 도어
200 : 입구측 분배덕트 210 : 리듀서 220 : 노멀밴드(normal bend)
230,231,232,233,234,235 : 분기관
200a : 출구측 분배덕트
300 : 냉각기 310 : 도어
400 : 반입 컨베이어 410 : 탈착 대기실 420 : 냉각 대기실
430 : 반출 대기실 440 : 반출 컨베이어
B : 연소설비
500 : 연소로 501 : 연료공급기 502 : SNCR
510 : 보일러 511 : 열공급 열교환기 512 : 저온수 저장탱크
520 : 흡기라인 521 : 흡기덕트 522 : 압입송풍기
530 : 배기라인 531 : 제1 열교환기 532 : 제2 열교환기
533 : 유입송풍기 534 : 굴뚝
600 : 컨트롤러

Claims

고형 흡착제를 내부에 채운 카트리지(1)의 입출고 및 보관이 이루어지는 입출고설비 배열층(10), 입출고설비 배열층(10)의 위층으로서 탈착설비(A)를 배치하는 탈착설비 배열층(20), 및 탈착설비 배열층(20)의 위층으로서 연소설비(B)를 배치하는 연소설비 배열층(30)에 의해서 적어도 3개층 건축물에 지지되되,
상기 입출고설비 배열층(10)은 탈착할 카트리지를 입고 및 보관한 후 반입용 승강기(13)에 의해 위층으로 반입하기 위한 카트리지 입고실(11)과, 탈착한 카트리지를 위층으로부터 반출용 승강기(14)에 의해 받아 보관한 후 출고하기 위한 카트리지 출고실(12)로 구획되고,
상기 탈착설비(A)는 반입용 승강기(13)에서 반입받은 카트리지를 반출용 승강기(14)까지 일직선으로 이송하는 중에 복수의 탈착기(100)를 순차 통과시키며 반복 탈착한 후 냉각기(300)를 통과시켜 냉각하고, 이후 반출하고,
상기 연소설비(B)는 연소로(500) 및 연소로(500)의 배기가스 열로 온수 공급하는 보일러(510)의 배치라인과, 보일러(510)를 통과한 배기가스를 제2 열교환기(532) 및 제1 열교환기(531)를 순차적으로 경유하게 한 후 외부 배출되게 할 배기라인(530)을 상호 평행하게 'U'자형으로 배열하되, 배기라인(530)이 탈착설비(A)와 상하로 평행하게 하며,
상기 연소로(500)의 흡기라인(520)은 카트리지 입고실(11)의 공기를 탈착설비(A)의 근처에 배치한 압입송풍기(522)로 흡기하여 상기 냉각기(300)를 경유하게 함으로써 상기 냉각기(300) 내의 카트리지를 냉각한 후 상기 제1 열교환기(531)를 경유하게 하고, 이후 복수 탈착기(100)에 분배되어 각 탈착기(100) 내의 카트리지를 탈착한 후 합해져 상기 제2 열교환기(532)를 경유하여 상기 연소로(500)에 공급되게 한 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 1항에 있어서,
복수 탈착기(100) 및 냉각기(200)는 각각 카트리지를 내부에 소정시간 체류하게 한 상태에서 하부 입구를 통해 불어넣는 공기를 카트리지에 통과되게 한 후 상부 출구를 통해 배출되게 하고, 입구 및 출구는 각각 바닥 및 천정을 관통하게 한 후 흡기라인(520) 중에 접관되게 하되,
각 탈착기(100)의 입구는 입출고설비 배열층(10)의 천정 측에서 복수 탈착기(100)의 배열과 상하로 평행하게 배치한 입구측 분배덕트(200)에 의해 균일한 기류의 공기를 유입받게 하고,
각 탈착기(100)의 출구는 연소설비 배열층(30)에서 복수 탈착기(100)의 배열과 상하로 평행하게 배치한 출구측 분배덕트(200a)에 이어지게 한 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 2항에 있어서,
상기 제1 열교환기(531)는 상기 냉각기(300) 및 상기 입구측 분배덕트(200) 입구와 최단거리로 흡기라인(520)의 배관을 설치할 수 있는 배기라인(530) 상에 설치되고,
상기 제2 열교환기(532)는 상기 출구측 분배덕트(200a)의 출구와 최단거리로 흡기라인(520)의 배관을 설치할 수 있는 배기라인(530) 상에 설치되는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 1항에 있어서,
상기 제2 열교환기(532)와 연소로(500) 사이의 흡기라인(520)의 배관은 2단 꺾인 배관에 의해 최단거리로 설치되는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 1항에 있어서,
상기 탈착설비(A)를 상호 평행한 2개조로 탈착설비 배열층(20)에 배치하고, 컨베이어에 의해 상호 병렬로 이어놓아 반입용 승강기(13)로 반입받은 카트리지를 분배받아 병렬 처리하게 하며,
상기 연소설비 배열층(30)은 각 탈착설비(A)에 일대일 대응되는 상부 위치에 맞게 연소설비(B)를 배치하되,
어느 한쪽 연소설비(B)의 흡기라인은 카트리지 입고실(11)의 공기를 흡기하고 다른 한쪽 연소설비(B)의 흡기라인은 카트리지 출고실(12)의 공기 또는 탈착설비 배열층(20) 내의 공기를 흡기하는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 2항에 있어서,
복수 탈착기(100)는 사이사이의 도어(170)를 개폐하여 카트리지(1)를 순차적으로 통과시키도록 일렬로 배치되며, 각각은 하측에서 주입되는 저온 가열공기가 격자 구조의 가이드 베인(160)에 의해 구획된 확산관(140)을 통과되게 하여 카트리지(1)를 균일한 풍량으로 통과한 후 상측으로 배출되게 하고,
입구측 분배덕트(200)는 복수 탈착기(100)의 아래에서 카트리지(1)의 통과 순서상 마지막 탈착기(105)부터 두번째 탈착기(102)까지 분기관(231,232,233,234)을 이용하여 순차적으로 저온 가열공기를 분기하여 주입하고, 첫번째 탈착기(101)에게는 단부에 순차적으로 설치한 노멀밴드(220) 및 분기관(235)을 통해 저온 가열공기를 주입하되, 분기되는 지점의 관경을 상측으로 편심된 이형관으로 된 리듀서(210)의 개재에 의해 단계적으로 축소시킨 구조로 되어 있으며,
출구측 분배덕트(200a)는 복수 탈착기(100)의 위에서 마지막 탈착기(105)부터 첫번째 탈착기(101)까지 상측 출구로 배출되는 저온 가열공기를 받아 배출시키는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 6항에 있어서,
복수 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)는 각각 상기 확산관(140)을 승강시키는 승강수단(150)을 구비하여서, 카트리지(1)를 우회하는 저온 가열공기의 풍량 조절로 카트리지(1)의 통풍구(1a)를 통해 고형 흡착제(1)를 통과하는 풍량을 조절하게 하되,
카트리지(1)의 통과 순서가 앞설수록 고형 흡착제(1c)를 통과하는 풍량이 적어지게 각각의 탈착기(100 : 101, 102, 103, 104, 105)에 구비된 상기 승강수단(150)을 제어하게 한 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.
제 6항에 있어서,
상기 가이드 베인(160)에 의해 구획된 각 확산 경로의 하측 입구는 상기 입구측 분배덕트(200) 내의 분기 전 기류 방향으로 쏠리게 하면서 축소시키고,
상기 확산관(140)의 내부는 상기 가이드 베인(160)의 상하에 각각 여유 공간을 갖는 연속식 고형 흡착제 재생 플랜트.