KR20190103603A - 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

각종 산업현장에서 발생되는 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 대기오염 문제를 해결할 수 있는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로, 순환수가 충전된 순환수 탱크를 구비한 스크러버부, 상기 순환수 탱크의 하부에 마련된 가스 유입관을 통해 오염 물질을 포함한 유해가스를 상기 순환수 탱크로 공급하는 고압 송풍기부 및 상기 순환수 탱크 내로 상기 순환수를 순환시키는 필터프레스부를 포함하고, 상기 스크러버부에는 상기 순환수 탱크 내에 마련되고, 상기 유해가스에 의한 미세한 기포를 생성하는 다공판, 상기 순환수 탱크 내에서 상기 다공판 상에 마련되고, 상기 다공판에 의해 생성된 기포를 파쇄시키는 기포 파쇄망 및 상기 순환수 탱크의 배출구에 인접하여 마련되고, 상기 순환수에 의해 오염 물질이 제거된 배출가스에서 수분을 제거하는 데미스터를 포함하는 구성을 마련하여, 세정수와의 접촉 면적을 극대화함으로써 유해가스에 포함된 미세분진, 매연 및 수용성 유해가스를 보다 효과적으로 분리할 수 있다.

Description

미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법{Apparatus for dust and water-soluble odor removal and method thereof}

본 발명은 기포를 이용한 세정식 집진 및 수용성 유해가스를 제거하는 버블 스크러버(bubble scrubber)와 필터프레스(filter press)를 조합한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 각종 산업현장에서 발생하는 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생하는 악취 및 대기오염 문제를 해결할 수 있는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 경제발전, 인구증가 및 생활수준의 향상 등 여러 가지 이유로 매연 및 대기오염이 증가하고 있다. 이에 따라 국내 주요 산업 시설의 경우 다양한 방법으로 대기오염문제를 해소하고자 노력하고 있다. 하지만 미세먼지(PM(Particulate Matter)2.5)의 경우 기존의 대기오염방지 시설만으로는 기술적, 경제적 관점에서 한계를 보이고 있다. 즉, 산업의 급속한 발전으로 대기 오염물질도 다양화되면서 배출되는 대기 오염물질의 처리를 위하여 여러 종류의 방지시설을 설치하여 다양한 대기 오염물질을 제거하고 있으나, 방지시설의 증가는 오염물질을 제거하기 위한 방지시설의 설치비 및 운영비를 급격하게 증가시키면서 생산제품의 가격상승으로 이어지고 산업 경쟁력을 크게 약화시키므로, 여러 종류의 방지시설 기능을 가진 하나 또는 두 개의 방지시설을 연계시켜 운영함으로써 다양한 대기 오염물질, 즉 분진, 유해가스, 악취 등을 동시 처리하는 기술도 개발되고 있다.

이러한 대기오염 방지시설물은 기체 속에 부유하고 있는 유해가스나 고체 또는 액체의 미립자를 모아 제거하는 장치로서, 보일러의 연소 가스 속에 함유된 재의 미립자 제거, 공장의 굴뚝에서 나오는 매연과 그 밖의 미립자를 막기 위해 적용되고 있으며, 집진의 방법으로 중력에 의한 방식, 여과에 의한 방식, 관성 및 원심력에 의한 방식, 음파에 의한 방식, 세정에 의한 방식 등이 사용되며, 특히 세정에 의한 집진기를 스크러버(scrubber)라 한다.

상기 스크러버는 화학장치 및 대기오염방지시설 등에 광범위하게 사용되는 시설로 스크러버 내에서 기액접촉을 통해 가스흡수 및 분진 제거 등이 이루어지며, 이러한 습식 스크러버는 구조에 따라 여러 종류가 있다. 이러한 스크러버의 종류는 본체 내에 충전물을 넣어 충전물 표면에 물이 흐르면서 물로 가스를 흡수하도록 되어 있는 충전탑, 증류공정에서 많이 사용되는 여러 단 위에 버블캡을 설치하여 버블캡 주위에 형성된 물층으로 버블캡을 통해 가스를 통과시켜 가스를 흡수하는 버블캡 트레이식 스크러버, 본체 내에 수평으로 여러 단의 다공판을 설치하고, 다공판 위에 물층을 형성한 후, 다공판 구멍을 통해 가스가 물층을 통과하면서 기액 접촉에 의해 가스를 흡수하는 충돌식 스크러버 등이 있다.

가장 일반적인 세정식 집진설비는 노즐분사식 스크러버 시스템이며, 한 대의 스크러버 만으로는 충분하지 않은 경우 2대의 스크러버를 직렬로 연결하여 운용하고 있다. 그러나 소각장 또는 발전소의 불완전연소에 따른 미세입자는 이러한 보편적인 스크러버만으로는 제거하기 어렵다.

이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 유인팬에 의해 오염된 가스를 스크러버 내부로 유입되게 하는 가스 인입구, 순환펌프에 의해 순환되는 세정액을 다공판에 공급하는 웨어부, 다수 개의 통공을 형성하여 오염된 가스가 통공을 통해 수막 층을 통과하면서 수많은 액적과의 접촉을 통해 흡수, 충돌, 확산과정을 거치면서 오염물질을 제거하는 다공판, 상기 다공판을 통과한 공기와 함께 발생한 미스트를 제거하는 디미스터, 정화된 공기를 대기 중으로 배기하는 배기구로 이루어지고, 일정한 공간을 형성하여 세정액이 집수되는 상기 웨어부의 세정액토출부에 균일한 표면장력이 형성되도록 유도부를 형성하고, 상기 다공판과 일체로 구성되며, 상기 유도부에 의해 균일하게 공급되는 세정액이 다공판 상부에서 일정하고 균일한 수막층이 생성될 수 있도록 상기 통공의 가장자리를 상측으로 돌출되게 수막층 생성부를 형성한 충돌식 스크러버의 수막층 생성구조에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 2에는 도 1에 도시된 바와 같이, 스크러버 장치(1)가 배기가스(exhaust gas)의 도입을 위한 주입구(3)와 배기가스가 방출되어지는 배출구(4)를 가지는 스크러버 몸체(2)로 구성되고, 상기 몸체(2)가 원통형 형태이고, 원뿔 또는 V-형 탱크부분(5)이 스크러빙 액체를 위한 저장소를 형성하며, 욕조(bath, 5)가 배기가스의 성질과 스크러버의 적용에 따라 오염물질을 내포한 가스의 용매(solvent)로서 물(water)을 포함하며, 스크러빙 작동으로부터 스크러빙 액체 및 잔여물이 드레인 파이프(6)를 통하여 스크러버(1)로부터 배출되는 구조에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 3에는 유해가스가 유입되는 유입구 및 배출되는 배출구가 형성되는 챔버, 상기 유입구 측에 설치되어 유해가스를 이온화하는 방전부, 상기 챔버 내에 배치되며, 상기 유해가스 내에 포함되는 황산화물(SOx)를 제거하여 상기 챔버의 하측으로 흘러 내려가도록 세정액을 분무하는 스크러버부, 상기 방전부와 상기 스크러버부 사이에 설치되며 상기 유해가스가 통과하도록 다수개의 관통공이 형성되는 금속다공판, 상기 스크러버부 측에 미세입자가 포집되도록 상기 금속 다공판에 전압을 인가하여 상기 금속 다공판과 상기 스크러버부 사이에 전기장을 형성하는 전압인가부를 구비하는 전기장 발생부, 상기 챔버의 하단과 연통하며, 상기 스크러버부로부터 이탈된 미세입자와 상기 스크러버부에 의하여 제거된 황산화물과 세정액을 저장하는 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 다공판을 이용한 유해가스 처리장치에 대해 개시되어 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0425748호(2006.08.30 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0913451호(2009.08.14 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1341479호(2013.12.09 등록)

그러나 상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 웨어부의 세정액토출부에 균일한 표면장력이 형성되도록 유도부를 형성하는 구조이므로, 유해가스 등에 포함된 미세먼지를 충분히 제거할 수 없으며, 처리대상가스가 일부의 방향으로만 흐르게 되는 현류가 발생하여 대기오염처리 설비의 제거 효율을 떨어뜨린다는 문제가 있었다.

또 상술한 바와 같은 종래의 습식방식의 스크러버는 물에 용해되기 쉬운 가스를 표면적이 넓은 폴링(pall ring)의 표면에서 접촉반응에 의해 단독으로 처리하거나, 가연성 가스를 연소시킨 후에 발생되는 수용성 가스 및 분진을 세척 및 냉각하는 구조로써，비교적 간단한 구성을 가지며, 제작이 용이하고 대용량화할 수 있다는 장점이 있다. 즉 상술한 습식방식의 스크러버의 경우, 유해성 가스를 태우고 난 뒤에 발생하는 재，분진，수용성 물질을 포집하기 위하여，즉 걸러내기 위하여 이러한 스크러버를 이용하고 있다. 이때，사용된 물은 다시 외부에 있는 수조로 보내 현장에서 처리 또는 외부로 이동하여 처리한다. 그러나 이와 같은 습식 스크러버에서는 순환수 탱크에 새로운 물을 주기적으로 공급받아 일정 시간 수용성 가스 및 분진을 처리한 후, 배수용 배관을 통해 폐수를 배출시켜 폐수처리장에서 중화처리하거나 외부에 위탁 처리하므로, 수용성 가스의 처리효율이 낮고, 물 사용량을 과대하게 된다는 문제가 있었다.

또한, 산업 현장에서 기존의 스크러버를 운용하면서 발생되는 가장 큰 애로점은 분진이나 미세먼지가 일정시간 약 1~2개월 또는 1~2주 내 운전 후 대기오염처리설비를 오염시켜 연속 안정운전을 방해한다. 이중 가장 많이 오염되는 부위는 대기오염 방지설비의 충진층으로 사용되는 폴링(Pall Ring)이 막혀 처리대상 가스가 일부의 방향으로만 흐르게 되는 현류가 발생하여 대기오염처리 설비의 제거효율을 떨어뜨린다.

한편, 대기오염 물질 제거설비 운전중 순환되는 유체 속의 오염물질을 제거하기 위해 투입되는 약품이 처리 대상가스상 물질과 반응하여 생성되는 염(Salts)물질에 의해 충전층 막힘 및 순환수를 분사하는 노즐을 막아 연속가동을 불가능하게 하고 안정적인 제거 효율을 나타내지 못하게 한다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기존 대기오염 처리장치에서 포집이 어려운 매연, 미세먼지 및 수용성 가스를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수용성 가스 및 미세먼지의 처리 효율을 향상시키고, 미세먼지 또는 미세분진까지 보다 경제적으로 제거할 수 있는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수 처리 공간에서 슬러지 분진에 의한 폴링 막힘을 방지하여 연속적으로 원활한 운전이 가능하도록 미세분진만을 선택적으로 여과처리하여 세정수를 재사용할 수 있는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기포가 수조 표면으로 떠오르면서 유입된 유해가스와의 접촉 분해 효율을 향상시켜서, 수용성 가스, 미세먼지 및 미세분진의 포집 효율을 향상시키는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치는 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 장치로서, 순환수가 충전된 순환수 탱크를 구비한 스크러버부, 상기 순환수 탱크의 하부에 마련된 가스 유입관을 통해 오염 물질을 포함한 유해가스를 상기 순환수 탱크로 공급하는 고압 송풍기부 및 상기 순환수 탱크 내로 상기 순환수를 순환시키는 필터프레스부를 포함하고, 상기 스크러버부에는 상기 순환수 탱크 내에 마련되고, 상기 유해가스에 의한 미세한 기포를 생성하는 다공판 및 상기 순환수 탱크 내에서 상기 다공판 상에 마련되고, 상기 다공판에 의해 생성된 기포를 파쇄시키는 기포 파쇄망이 마련된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 가스 유입관을 통해 유입되는 유해가스에 의한 순환수 탱크 내부의 순환수 맥동(fluctuation) 방지 및 상기 다공판 상부 및 하부로 순환수의 원활한 순환을 위해 상기 순환수 탱크의 내벽과 상기 다공판 사이에 순환 통로가 마련된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 다공판은 상기 순환수 탱크 내부에서 발생된 기포가 다공판에서 보다 균일하게 생성되도록 8~12도의 경사를 가진 콘 형상으로 이루어지고, 상기 가스 유입관의 가스 배출구는 상기 콘 형상의 중앙 부분에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 다공판은 상기 순환수 탱크 내부에서 8~12도의 경사를 가지도록 장착되고, 상기 가스 유입관의 가스 배출구는 상기 순환 통로를 거쳐 상기 다공판의 경사진 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 가스 유입관의 배출구를 통해 유입되는 유해가스를 기포로 형성하기 위한 상기 다공판에서 구멍 크기는 0.5~5mm인 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 송풍기부는 순환수 탱크의 수압을 이겨내어 유입된 유해가스를 상기 다공판에 충분히 배출하도록 200~1000mmAq의 송풍기 정압을 유지하는 고압 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 필터프레스부는 상기 순환수 탱크의 하부에 마련되고 고온의 유해가스와 함께 유입된 미세분진 및 수용성 악취를 포함한 순환수를 흡입하는 순환수 흡입관, 상기 순환수 흡입관을 통해 흡입된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출하는 필터프레스, 상기 순환수 탱크의 수위보다 높은 위치에 마련되고 상기 필터프레스를 경유한 순환수를 상기 순환수 탱크로 배출하는 순환수 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서, 상기 순환수 탱크의 배출구에 인접하여 마련되고, 상기 순환수에 의해 오염 물질이 제거된 배출가스에서 수분을 제거하는 데미스터, 상기 순환수 탱크의 상부에 마련된 폴링, 상기 폴링에 세정수를 분사하는 분사 노즐부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거방법은 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 방법으로서, (a) 미세분진 및 수용성 악취를 세정하기 위한 세정수를 순환수 탱크 내에 충전하는 단계, (b) 유해가스가 기포 형태로 수층으로 올라가도록 상기 순환수 탱크 내에 마련된 다공판을 향해 유해가스를 공급하는 단계, (c) 상기 순환수 탱크 내에서 상기 다공판 상에 마련된 기포 파쇄망으로 상기 단계 (b)에서 형성된 기포를 파쇄하는 단계, (d) 상기 순환수 탱크의 내벽과 상기 다공판 사이에 마련된 순환 통로를 통해 상기 순환수 탱크의 하부로 순환된 순환수를 흡입하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 흡인된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출한 후 순환수를 상기 순환수 탱크로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 의하면, 오염된 유해가스를 강제로 순환수 탱크 내부에 장착된 다공판의 미세 기공을 통과시켜서 작은 기포를 발생하고, 발생된 기포가 수면에 떠오르면서 세정수와의 접촉 면적을 극대화함으로써 유해가스에 포함된 미세분진, 매연 및 수용성 유해가스를 보다 효과적으로 분리할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 의하면, 순환수 탱크의 오염수는 필터프레스로 연속적으로 유입되어 여과판에서 물속의 미세분진 및 매연이 여과되어 케이크로 생산 분리되고, 여과된 물은 재투입하여 사용할 수 있으며, 별도의 버블 발생장치가 아닌 단순한 구조의 다공판 및 배출되는 오염된 가스에 의하여 작은 기포가 생성되고, 오염된 순환수는 연속적으로 여과되어 연속 안정운전이 가능함으로써, 집진효율이 극대화하고, 물의 사용량을 최소화할 수 있다는 효과도 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 의하면, 구조적으로 매우 간단하여 독립적인 세정식 스크러버로 사용될 수도 있고, 기존의 노즐분사식 스크러버에 버블을 생성시키는 다공판을 부착하고 공압 송풍기를 이용하여 강제로 오염된 가스를 유입시켜서 집진 효율을 2~3배 이상 향상시킬 수도 있다.

아울러 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인식되어서는 안된다.

또한，본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며，설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야할 것이다.

도 1은 종래의 스크러버 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 다공판의 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 기포 파쇄망의 사시도,
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도,
도 6은 도 5에 도시된 다공판의 사시도,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법에 대한 개요를 설명한다.

화력발전소 및 산업현장에서 야기되는 미세먼지를 포함한 매연은 환경적으로 큰 골칫거리가 되고 있다. 산업현장에서 발생되는 배출가스에는 분진, 미세먼지 및 유해가스를 포함하고 있다.

이러한 산업현장의 배출가스가 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 순환수 탱크인 버블식 스크러버 수조 하부에 강제로 유입되고, 수조 내부에서는 유입된 유해가스에 의해 기포(버블)가 대량으로 발생하며, 기포가 수조 상부로 떠오르면서 유입 가스에 포함된 분진 또는 오염물질이 공기와 효과적으로 분리되어 물속에 잔류하게 되고, 청정 공기는 대기로 방출된다. 스크러버 수조의 오염수에 농축된 분진을 포함한 오염물질은 필터프레스에 의해 여과되어 케이크 형상으로 만들어지고, 필터프레스에서 여과된 물은 다시 스크러버 수조에 유입되어 순환수로 재 사용된다.

또 본 발명에서는 미세하고 균일한 기포가 연속적으로 발생되도록 하여 기존의 노즐분사식 세정식 스크러버 시스템에 적용하는 경우, 미세먼지 제거율이 2배 이상 향상된다. 즉, 기존의 노즐분사식 세정식 스크러버 시스템에 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법이 적용되면 대기질의 향상에 크게 기여할 수 있다.

본 발명은 각종 산업 시설의 굴뚝에서 발생되는 매연 또는 미세먼지(PM2.5)를 보다 효율적으로 포집하도록, 매연이나 미세먼지가 포함된 배출가스를 세정수 수조에 잠겨있는 다공판을 통과시켜서 작은 기포를 만들고, 상기 기포가 수조 표면으로 떠오르면서 유입된 가스와의 접촉 분해효율을 향상시켜서, 수용성 가스, 미세먼지 및 분진 포집 효율이 향상하도록 한다. 또한, 이러한 부유물 및 잔류물은 순환수와 함께 필터프레스로 강제로 보내어 여과판에서 슬러지 케이크로 만들어 배출되고, 여과된 물은 스크러버 순환수로 재 투입된다.

한편, 본원에서 사용하는 용어 "세정수"는 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진과 효과적인 접촉이 이루어질 수 있는 물(water)로서, 악취 제거를 위한 용제를 포함할 수 있다. 또 용어 "순환수"는 미세분진 및 수용성 악취를 세정하기 위한 세정수가 순환수 탱크 내에 충전된 후, 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서 순환되는 세정수를 의미한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 기재된 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 자세하게 설명하기 위한 것이며，이로 인해 기재된 내용의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

[ 실시 예 1 ]

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 다공판의 사시도 이며, 도 4는 도 2에 도시된 기포 파쇄망의 사시도 이다.

본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 장치로서, 순환수가 충전된 순환수 탱크(110)를 구비한 스크러버부(100), 상기 순환수 탱크(110)의 하부에 마련된 가스 유입관(230)을 통해 오염 물질을 포함한 유해가스를 상기 순환수 탱크(110)로 공급하는 고압 송풍기부(200) 및 상기 순환수 탱크(110) 내로 상기 순환수를 순환시키는 필터프레스부(300)를 포함한다.

상기 스크러버부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 대략 원통형으로 이루어지며, 그 하부에 마련된 수조로서의 순환수 탱크(110)에는 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진과 효과적인 접촉이 이루어질 수 있는 물(water)이 충전된다. 순환수 탱크(110)의 상부에는 세정수를 공급하기 위한 급수 배관(111)이 장착되고, 급수 배관(111)의 작동과 연동되며 충전된 세정수의 수층 상부의 수위를 조절하는 수위계(112)가 마련된다. 따라서, 순환수 탱크(110) 내의 세정수의 수위는 항상 일정하게 유지될 수 있다. 또 수층 상부에는 웨어가 설치되어 세정수가 넘치게 되고 넘친 세정수는 순환수 탱크(110)로 이동하게 된다.

또 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 순환수 탱크(110) 내의 하부에는 유해가스에 의한 미세한 기포를 생성하는 다공판(120)이 장착된다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공판(120)은 순환수 탱크(110) 내부에서 발생된 기포가 다공판에서 보다 균일하고 많이 생성되도록 8~12도의 경사, 바람직하게는 10도 정도를 가진 콘(cone) 형상으로 이루어지고, 다공판(120)에는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 구멍(121)이 환형상으로 마련되고, 둘레 부분에는 측판(122)이 마련된다. 이와 같이 측판을 마련하는 것에 의해 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스 유입관(230)을 통해 유입되는 유해가스에 의한 순환수 탱크 내부의 순환수 맥동(fluctuation) 방지 및 상기 다공판 상부 및 하부로 순환수의 원활한 순환을 실행할 수 있도록, 상기 순환수 탱크(110)의 내벽과 상기 다공판(120) 사이에 순환 통로(150)가 형성된다.

순환수 탱크(110) 내부에서 유입가스가 다공판(120)을 통과시 기포를 만들면서 동시에 다공판(120)의 상부와 하부에서는 유량의 변화가 생긴다. 즉 다공판(120)의 상부에서는 유량이 증가하고 다공판(120)의 하부에서는 감소하여 유량진동인 맥동 현상이 발생한다. 이때의 순간적인 유량변화에 따라 다공판(120) 둘레 부분에 마련된 측판(122) 부분에 의해 형성된 순환 통로(150)를 통하여 상부의 유량이 하부로 순환되게 된다.

또 상기 측판(122)의 일부분에는 돌출부를 마련하고, 이 돌출부가 통상의 결합 방법, 예를 들어 용접 또는 나사 결합과 같은 방법에 의해 순환수 탱크(110)의 내벽에 고정될 수 있다. 또한 다공판(120)의 재질로서는 특정 재질에 한정되는 것은 아니며, 다수의 구멍(121)을 마련할 수 있고, 고압 송풍기부(200)에서 공급되는 유해가스의 압력에 견딜 수 있으며, 유해가스 및 세정수에 의해 부식이 발생하지 않는 것으로서 고강도 플라스틱, 스테인리스 등을 적용할 수 있다.

또한, 상기 가스 유입관(230)의 배출구를 통해 유입되는 유해가스를 기포로 형성하기 위한 상기 다공판(120)에서 구멍(121)의 크기는 순환수 탱크(110)의 용적, 유해가스의 종류, 구멍에 개수 등에 의해 한정될 수 있으며, 0.5~5mm인 것이 바람직하다. 상기 다공판(120)의 미세한 구멍의 크기가 작을수록 더욱 미세한 기포가 생성되기 때문에 물과의 접촉 표면적이 많아져서 집진 효율이 향상한다. 이러한 집진 효율은 기존 노즐 분사식 스크러버에 비교하여 2배에 이른다.

한편, 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 순환수 탱크(110) 내에서 상기 다공판(120) 상에 마련되고 상기 다공판(120)에 의해 생성된 기포를 파쇄시키는 기포 파쇄망(130) 및 상기 순환수 탱크(120)의 배출구(150)에 인접하여 마련되고, 상기 순환수에 의해 오염 물질이 제거된 배출가스에서 수분을 제거하는 데미스터(demister, 140)를 마련한다.

매연 및 미세분진 등으로 오염된 유해가스는 가스 유입관(230)을 따라 순환수 탱크(110)의 하부로 유입되어 다공판(120)을 강제로 통과하게 된다. 이때 생성된 기포는 부력으로 상승하면서 주변의 기포와 합쳐지러 하지만, 상기 기포 파쇄망(130)에 의해 파괴되고, 기포에 함께 있던 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 미세분진은 세정수와 분리되고, 분리된 청정 공기만 순환수 탱크(110)에서 상승하게 된다.

상기 기포 파쇄망(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 메시 형상으로 이루어지고, 상기 다공판(120)과 같이 유해가스 및 세정수에 의해 부식이 발생하지 않는 것으로서 고강도 플라스틱, 스테인리스 등을 적용할 수 있다. 또한, 기포 파쇄망(130)에서 메시의 크기는 순환수 탱크(110)의 용적, 유해가스의 종류, 구멍에 개수 등에 의해 한정될 수 있으며, 다공판(120)의 구멍(121) 크기에 대응하여 0.5~5mm로 마련될 수 있다. 또 상기 기포 파쇄망(130)도 통상의 결합 방법, 예를 들어 용접 또는 나사 결합과 같은 방법에 의해 순환수 탱크(110)의 내벽에 고정될 수 있다.

상기 다공판(120)과 기포 파쇄망(130)의 형상은 도 3 및 도 4에서 원형의 형상을 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고 수조인 순환수 탱크(110)의 형상에 따라 사각형상과 같은 다각형의 형상으로 제조될 수 있다.

상기 순환수 탱크(110)의 수면으로 상승한 기포는 데미스터(140)를 통과하고 배출구(150)을 거쳐 대기로 배출된다.

상기 고압 송풍기부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 포함한 유해가스를 흡입하기 위한 가스 흡인관(210), 상기 가스 흡인관(210)에서 흡입된 유해가스를 고압으로 압축하여 배출하는 고압 송풍기(220) 및 상기 고압 송풍기(220)에서 송풍된 유해가스를 순환수 탱크(110)로 안내하는 가스 유입관(230)을 포함한다.

상기 고압 송풍기(220)는 순환수 탱크(110)의 수압을 이겨내어 유입된 유해가스를 상기 다공판(120)에 충분히 배출하도록 200~1000mmAq의 송풍기 정압을 유지하도록 마련된다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 유입관(230)은 도 2에 도시된 바와 같이, 콘 형상으로 이루어진 다공판(120)의 대략 중앙 부분에 확장된 배출구를 갖도록 마련된다. 따라서, 상기 가스 유입관(230)은 다공판(120)을 향한 유해가스의 공급량을 확장히여 배출할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상기 필터프레스부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 순환수 탱크(110)의 하부에 마련되고 고온의 유해가스와 함께 유입된 미세분진 및 수용성 악취를 포함한 순환수를 흡입하는 순환수 흡입관(310), 상기 순환수 흡입관(310)을 통해 흡입된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출하는 필터프레스(320) 및 상기 순환수 탱크(110)의 수위보다 높은 위치에 마련되고 상기 필터프레스(320)를 경유한 순환수를 상기 순환수 탱크(110)로 배출하는 순환수 배출관(330)을 포함한다.

상기 필터프레스(320)는 순환수 탱크(110)의 하부의 세정수를 강제로 유입하여 여과판을 통과시켜서 슬러지 케이크 형태로 배출하고 여과된 세정수는 순환수로 재사용된다. 즉 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서 운전시간이 길어짐에 따라 순환수 내 분진 농도가 증가하므로 순환수 탱크(110) 내의 세정수를 주기적으로 필터프레스부(300)로 보내어 여과포를 이용하여 압착탈수하고, 여액은 순환수 탱크(110)로 보내지며 미세분진은 케이크 형태로 외부로 배출한다. 필터프레스부(300)에서 정화된 순환수는 순환수 탱크(110) 수층으로 순환된다. 수용성 악취성분은 물에 녹게 되고 순환수 탱크(110)에 중화제 또는 첨가제를 주입하여 중화한다. 산성가스인 경우 중화제와 만나면 염을 형성하고 형성된 염은 필터프레스(320)에서 케이크 형태로 외부에 배출된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치에서는 기존의 세정식 스크러버의 구조물 형상에서, 하부는 순환수 탱크(110)로서 세정수인 순환수가 저장되고, 상기 순환수 탱크(110)의 내부에는 다공판(120)이 설치되고, 오염물질을 포함한 유해가스는 고압 송풍기(220)에 의해 강제로 다공판(120)의 하부까지 연결된 가스 유입관(230)을 따라 유입되고, 유입된 유해가스는 다공판(120)의 작은 구멍(121)들을 통과하면서 미세한 기포(bubble)가 생성되고, 이러한 기포는 순환수 탱크(110)의 수면 위로 올라오면서 뭉치는 것을 방지하는 기포 파쇄망(130)을 통과하고, 함께하던 분진, 매연 또는 수용성 유해가스는 세정수와 함께 분리되고, 분리된 청정한 공기는 데미스터(140)를 통과하여 상부의 배출구(150)를 통하여 대기로 배출된다.

또 상기 순환수 탱크(110) 내에 오염된 세정수는 필터프레스(320)로 연속적으로 유입되어 케이크 고형물이 분리되며, 동시에 필터프레스(320)에서 여과되어 배출되는 세정수는 상기 순환수 탱크(110)로 공급되어 순환수로써 재사용할 수 있게 되어 집진효율이 극대화하고, 세정수의 사용량을 최소화할 수 있다.

[ 제2 실시 예 ]

다음에 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 제2 실시 예를 도 5 내지 도 6에 따라 설명한다. 또 제2 실시 예에서도 제1 실시 예와 동일 부분에는 동일 부호를 병기하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 다공판의 사시도 이다.

본 발명의 제2 실시 예에서는 순환수 탱크(110)의 하부에서 내부를 보다 단순화하면서 가스 유입관(230)의 수중 부식을 최소화하기 위해 다공판의 구조 및 가스 유입관의 구조를 변경한 것이다.

즉 제2 실시 예에서 다공판(120')은 기포의 발생이 균일하게 되도록 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 순환수 탱크(110) 내부에서 8~12도의 경사, 바람직하게는 10도의 경사를 가지도록 장착되고, 상기 가스 유입관(230)의 가스 배출구는 순환 통로(150)를 거쳐 다공판(120')의 경사진 하부에 배치된다.

따라서, 제2 실시 예에서는 제1 실시 예에 비해 구조를 단순화할 수 있으며, 필터프레스부(300)에서의 세정수의 순환을 원활하게 할 수 있다.

[ 제3 실시 예 ]

다음에 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 제3 실시 예를 도 7에 따라 설명한다. 또 제3 실시 예에서도 제1 실시 예 및 제2 실시 예와 동일 부분에는 동일 부호를 병기하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미세 기포를 이용한 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치의 구성도이다.

본 발명의 제3 실시 예에서는 기존의 노즐분사식 스크러버 시스템에 추가적으로 제2 실시 예를 적용한 것이다.

즉, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 순환수 탱크(110)의 상부에 마련된 송풍기(400), 폴링(pall ring, 600), 상기 폴링(600)에 세정수를 분사하는 분사노즐(510)을 구비한 분사 노즐부(500), 데미스터(140)를 마련한 기존의 스크러버 시스템에 다공판(120'), 기포 파쇄망(130), 유해가스를 상기 순환수 탱크(110)로 공급하는 고압 송풍기부(200) 및 상기 순환수 탱크(110) 내로 상기 순환수를 순환시키는 필터프레스부(300)를 장착한 것이다.

따라서 본 발명에 따른 제3 실시 예에서는 유해가스가 순환수 탱크(110)의 수면 위로 유입되어 폴링(600)을 통과하면서 분사노즐(510)의 세정수에 의해 씻겨진 후 데미스터(140)를 통과하여 대기로 배출된다.

도 7에 도시된 바와 같은 시스템에서는 기존의 송풍기(400)를 OFF하고 고압송풍기(220)를 선택적으로 가동하면 미세분진 및 매연의 집진 효율이 2배 이상 증가시킬 수가 있다.

다음에 본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거방법에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거방법은 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 방법으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 미세분진 및 수용성 악취를 세정하기 위한 세정수를 순환수 탱크(110) 내에 충전한다.

한편 순환수 탱크(110) 내에는 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 유입관(230)의 배출구 상부에 다공판(120)이 장착되고, 다공판(120)의 상부에는 기포 파쇄망(130)이 장착되어 있다.

고압 송풍기(220)가 작동하면, 가스 흡입관(210)으로 흡입된 유해가스가 고압으로 압축되고 가스 유입관(230)의 배출구를 통해 다공판(120)의 하부로 공급되고, 유해가스는 기포 형태로 수층으로 올라가게 된다.

순환수 탱크(120) 내에 마련된 다공판(120)을 통해 유해가스가 기포에 함유되고, 이 기포가 상승하면서 다공판(120) 상에 마련된 기포 파쇄망(130)에 의해 기포가 파쇄되는 것에 의해 세정수와 미세분진이 분리된다. 또 순환수 탱크(110)의 내벽과 다공판(120) 사이에 마련된 순환 통로(150)를 통해 순환수 탱크(110)의 하부로 세정수가 순환된다.

순환수에 의해 오염 물질이 제거된 배출가스에서는 데미스터(140)에 의해 수분이 제저되고 기체 자체만 배출구(150)로 배출된다.

한편, 필터프레스(320)이 작동되면, 순환수 탱크(110)의 하부로 순환된 세정수는 순환수 흡입관(310)으로 흡입되고, 필터프레스(320)에서는 흡인된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출하며, 필터프레스(320)를 경유한 순환수는 순환수 배출관(330)을 통해 순환수 탱크(110)로 배출하며, 상술한 과정은 소정의 시간 동안 반복 실행된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 따른 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치 및 그 방법을 사용하는 것에 의해 세정수와의 접촉 면적을 극대화함으로써 유해가스에 포함된 미세분진, 매연 및 수용성 유해가스를 보다 효과적으로 분리할 수 있다.

100 : 스크러버부
110 : 순환수 탱크
120 : 다공판
130 : 기포 파쇄망
220 : 고압 송풍기
320 : 필터프레스

Claims (9)

1. 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 장치로서,
   순환수가 충전된 순환수 탱크를 구비한 스크러버부,
   상기 순환수 탱크의 하부에 마련된 가스 유입관을 통해 오염 물질을 포함한 유해가스를 상기 순환수 탱크로 공급하는 고압 송풍기부 및
   상기 순환수 탱크 내로 상기 순환수를 순환시키는 필터프레스부를 포함하고,
   상기 스크러버부에는
   상기 순환수 탱크 내에 마련되고, 상기 유해가스에 의한 미세한 기포를 생성하는 다공판 및
   상기 순환수 탱크 내에서 상기 다공판 상에 마련되고, 상기 다공판에 의해 생성된 기포를 파쇄시키는 기포 파쇄망이 마련된 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
2. 제1항에서,
   상기 가스 유입관을 통해 유입되는 유해가스에 의한 순환수 탱크 내부의 순환수 맥동(fluctuation) 방지 및 상기 다공판 상부 및 하부로 순환수의 원활한 순환을 위해 상기 순환수 탱크의 내벽과 상기 다공판 사이에 순환 통로가 마련된 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
3. 제2항에서,
   상기 다공판은 상기 순환수 탱크 내부에서 발생된 기포가 다공판에서 보다 균일하게 생성되도록 8~12도의 경사를 가진 콘 형상으로 이루어지고,
   상기 가스 유입관의 가스 배출구는 상기 콘 형상의 중앙 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
4. 제2항에서,
   상기 다공판은 상기 순환수 탱크 내부에서 8~12도의 경사를 가지도록 장착되고,
   상기 가스 유입관의 가스 배출구는 상기 순환 통로를 거쳐 상기 다공판의 경사진 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
5. 제3항 또는 제4항에서,
   상기 가스 유입관의 배출구를 통해 유입되는 유해가스를 기포로 형성하기 위한 상기 다공판에서 구멍 크기는 0.5~5mm인 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
6. 제5항에서,
   상기 송풍기부는 순환수 탱크의 수압을 이겨내어 유입된 유해가스를 상기 다공판에 충분히 배출하도록 200~1000mmAq의 송풍기 정압을 유지하는 고압 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
7. 제6항에서,
   상기 필터프레스부는
   상기 순환수 탱크의 하부에 마련되고 고온의 유해가스와 함께 유입된 미세분진 및 수용성 악취를 포함한 순환수를 흡입하는 순환수 흡입관,
   상기 순환수 흡입관을 통해 흡입된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출하는 필터프레스,
   상기 순환수 탱크의 수위보다 높은 위치에 마련되고 상기 필터프레스를 경유한 순환수를 상기 순환수 탱크로 배출하는 순환수 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
8. 제7항에서,
   상기 순환수 탱크의 배출구에 인접하여 마련되고, 상기 순환수에 의해 오염 물질이 제거된 배출가스에서 수분을 제거하는 데미스터,
   상기 순환수 탱크의 상부에 마련된 폴링,
   상기 폴링에 세정수를 분사하는 분사 노즐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거장치.
9. 매연, 미세먼지, 산업 폐기물의 탄화 또는 소각, 기타 산업현장에서 발생되는 악취 및 미세분진을 제거하는 방법으로서,
   (a) 미세분진 및 수용성 악취를 세정하기 위한 세정수를 순환수 탱크 내에 충전하는 단계,
   (b) 유해가스가 기포 형태로 수층으로 올라가도록 상기 순환수 탱크 내에 마련된 다공판을 향해 유해가스를 공급하는 단계,
   (c) 상기 순환수 탱크 내에서 상기 다공판 상에 마련된 기포 파쇄망으로 상기 단계 (b)에서 형성된 기포를 파쇄하는 단계,
   (d) 상기 순환수 탱크의 내벽과 상기 다공판 사이에 마련된 순환 통로를 통해 상기 순환수 탱크의 하부로 순환된 순환수를 흡입하는 단계,
   (e) 상기 단계 (d)에서 흡인된 순환수에서 미세분진을 여과 압축하여 케이크 형태로 외부로 배출한 후 순환수를 상기 순환수 탱크로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세분진 또는 수용성 악취 제거방법.
   

Images