KR20210023251A - 배기 가스 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기 가스 정화시스템을 제안한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템은 공급된 배기가스에 포함된 오염물질을 세정수를 이용하여 제거하는 메인 정화부; 상기 메인정화부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 백연을 제거하는 백연방지부; 상기 백연방지부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 수분을 제거하는 기수 분리부; 및 상기 기수 분리부에서 배출되는 배출 가스를 외부로 내보내는 연돌을 포함하되, 상기 기수 분리부는 일단이 상기 백연방지부의 상부에 연결되고, 하부방향으로 절곡된 제1 연통; 상기 제1 연통의 타단이 하부에 연결되고, 내부에 복수의 엘리미네이터가 구비된 기수분리장치; 및 상기 기수분리장치의 상부에 일단이 연결되고, 타단이 상기 연돌의 하부와 연결된 제2 연통을 포함한다.

Description

배기 가스 정화 시스템{PURIFICATION SYSTEM FOR ELIMINATING EXHAUST GAS}

본 발명은 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.

석유화학업체, 도장업체, 식품가공업체, 반도체제조업체 등 각종 산업시설에서는 불가피하게 배기가스가 배출된다. 배출가스에는 휘발성 유기화합물(VOC; Volatile Organic Compounds)을 포함하여 각종 유해물질이 포함되어 있는 경우가 많다.

환경규제가 날로 심해지고 시민의식이 고조되면서 근래 환경유해물질의 배출은 크게 줄었다. 그러나 유해물질이 전혀 없을 수는 없다. 특히 백연은 일반적으로 유해물질이 아니지만 감정적인 이유로 인해 혐오물질로 오해받는 경우가 많다. 그래서 백연을 제거하기 위한 노력이 있어 왔다.

유기화합물(VOC)을 제거하는 방법으로는 연소산화기술, 흡착기술, 생물화학적 처리기술 등이 있다. 대한민국 특허출원 제10-2008-0078753호는 그의 예이다.

대한민국 특허출원 제10-2009-0133377호는 수증기로부터 상변환되어 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있는 백연제거장치를 제안한다.

이러한 백연제거장치는 수증기를 함유하는 유체를 공급하는 공급부와, 상기 공급부에 연결되어 내부로 수증기를 함유한 유체가 유입되는 장치본체, 및 유입된 유체에 물을 분사하도록 장치본체에 구비되며 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 분사유닛을 포함한다. 또한, 장치본체는 유체의 유동경로 상에서 분사유닛의 후단에 배치되며 유체에 함유된 수증기로부터 생성된 액적을 성장시키는 액적 성장부를 구비한다.

이처럼 종래 배기가스의 성질에 따라 유해물질을 제거하기 위한 다양한 장비가 현재 사용되고 있으나, 이들을 모두 사용하려면 공장부지가 어느 정도 확보되어 있어야 한다. 예를 들어 분진을 제거하기 위한 설비, 악취를 제거하기 위한 설비 및 유분을 걸러내기 위한 설비가 별도로 독립된 처리조에서 운용되기 때문에 넓은 공장부지가 필요시되는 것이다. 즉 각 세부적 처리설비가 평면상에 배열되므로 차지하는 면적이 넓어진다는 것이다. 그리고 이러한 각종 장비를 모두 구비하려면 공장부지를 많이 확보하여야 하는 것은 물론이고 시설을 설치할 때에도 많은 비용이 소요되는 것은 당연하다.

그리고 기존에도 크고 작은 산업시설에 배기가스 처리장치가 설치되어 있기는 하였다. 그러나, 일반적으로 분진 및 가스상의 물질들을 대상으로 한 것이어서 오일이나 백연을 처리하는 데는 크게 부족하며, 환경규제가 날로 엄격해짐에 따라 기존 설비로는 새로운 규제들을만족시킬 수 없다. 또한, 종래의 백연 처리 장치는 배기가스 내에 포함된 물 액적이 출구로 배출되어, 오염물질이 외부로 누출되는 문제점이 있었다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부로 배출되는 배기 가스에서 수분을 제거하여, 오염물질이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 배기 가스 정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화시스템은, 공급된 배기가스에 포함된 오염물질을 세정수를 이용하여 제거하는 메인 정화부; 상기 메인정화부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 백연을 제거하는 백연방지부; 상기 백연방지부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 수분을 제거하는 기수 분리부; 및 상기 기수 분리부에서 배출되는 배출 가스를 외부로 내보내는 연돌을 포함하되, 상기 기수 분리부는 일단이 상기 백연방지부의 상부에 연결되고, 하부방향으로 절곡된 제1 연통; 상기 제1 연통의 타단이 하부에 연결되고, 내부에 복수의 엘리미네이터가 구비된 기수분리장치; 및 상기 기수분리장치의 상부에 일단이 연결되고, 타단이 상기 연돌의 하부와 연결된 제2 연통을 포함한다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 백연 방지부의 후단에 설치된 제1 연통이 하부방향으로 절곡되어 처리 가스의 흐름이 아래로 향하게 한 후, 기수 분리장치를 통해 처리 가스의 수분을 제거하여 외부로 오염물질이 누출되는 것을 방지하는 효과가 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템의 다른 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 정화부의 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원은 배기 가스 정화 시스템(10)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템(10)의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 정화부(100)의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템(10)의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템(10)의 다른 측면 단면도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 배기 가스 정화 시스템(10)(이하, '배기 가스 정화 시스템(10)'이라 함)에 대해 간략하게 설명한다.

배기 가스 정화 시스템(10)은 메인 정화부(100), 백연방지부(200), 기수 분리부(300) 및 연돌(400)을 포함하며, 오염물질을 포함하는 배기가스가 메인 정화부(100), 백연방지부(200), 및 기수 분리부(300)를 거쳐, 오염물질 및 수분이 제거된 상태로 연돌(400)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

다시 말해, 배기 가스는 메인 정화부(100)의 하부에 공급되어 상부방향으로 이동되면서, 오염물질이 제거되며, 온도가 상당한 정도로 낮아지게 되고, 수분을 많이 머금은 백연 상태로 백연방지부(200)로 공급될 수 있다. 백연방지부(200)는 배기가스에서 백연을 제거하는 장치로서, 백연 상태의 배기가스와 외부공기가 열교환하여 배기가스의 수분을 제거할 수 있다. 이후, 배기가스는 기수 분리부(300)에서 수분이 제거된 후, 연돌(400)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 정화부(100)에 대해서 상세히 설명한다.

메인 정화부(100)는 오염물질을 포함하는 배기가스가 유입되는 유입구(110), 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(120), 및 유입된 배기가스가 유입구(110)에서 배출구(120)를 향해 유동하는 내부공간이 형성된 하우징(130)을 포함한다. 또한, 하우징(130)의 내부공간에는 유입구(110)를 통해 유입되는 배기가스에 세정액을 분사하는 세정액 분사부(140) 및 세정액 분사부(140)에서 분사된 세정액과 배기가스가 충분히 접촉하도록 하는 충전층(150)을 포함한다. 또한, 충전층(150)은 배기가스에 와류를 일으켜 상부에서 떨어지는 세정수가 보다 균일하게 배기가스와 혼합되도록 하기 위한 것이다.

세정액 분사부(140)는 복수의 스프레이부(141, 142, 143, 144)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 스프레이부(141, 142, 143, 144)의 사이에는 각각 충전층(151, 152, 153)이 위치할 수 있다.

상세하게는, 복수의 스프레이부(141, 142, 143, 144)는 하우징(130)의 내부공간 최상단에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제1 스프레이부(141), 제1 스프레이부(141)의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제2 스프레이부(142), 제2 스프레이부(142)의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제3 스프레이부(143) 및 제3 스프레이부(143)의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제4 스프레이부(144)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 충전층(150)은 제1 스프레이부(141)와 제2 스프레이부(142) 사이에 위치한 제1 충전층(151), 제2 스프레이부(142)와 제3 스프레이부(143) 사이에 위치한 제2 충전층(152) 및 제3 스프레이부(143)와 제4 스프레이부(144) 사이에 위치한 제3 충전층(153)을 포함할 수 있다. 하지만, 스프레이부(141, 142, 143, 144) 및 충전층(151, 152, 153)의 개수는 이에 한하지 않는다.

다시 말해, 메인 정화부(100)의 유입구(110)로 유입된 배기 가스는 복수의 스프레이부(141, 142, 143, 144)에서 분사되는 세정액에 의해 충전층(150)을 통과하면서 오염물질이 정화될 수 있다. 이때, 오염물질이 포함된 오염수는 메인 정화부(100)의 하부로 낙수되어 저장될 수 있다.

백연 제거 장치(200)는 메인 정화부(100)를 통과한 고온 다습한 배기가스를 냉각하여 배기가스 내의 수증기를 제거함으로써 백연을 방지하는 역할을 한다. 배기가스를 냉각하여 배기가스 내의 수증기를 충분히 제거하면, 배기가스의 노점이 낮아지므로, 배기가스가 외부로 배출되어 냉각될 때 백연이 거의 생기지 않는다.

도 3을 참조하면, 백연 제거 장치(200)는 송풍장치(210), 제1 덕트(220), 열교환기(230) 및 제2 덕트(240)를 포함할 수 있다.

송풍장치(210)는 외부의 공기를 열교환기(230)로 공급하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 덕트(220)는 일단이 송풍장치(210)에 연결되고, 타단이 열교환기(230)와 연결될 수 있다.

열교환기(230)는 제1 덕트(220)의 타단과 연결되어, 메인정화부(100)에서 배출되는 처리가스의 수분을 제거할 수 있다. 예시적으로, 열교환기(230)는 내부에 복수의 엘리미네이터를 구비하여, 열교환기(230)를 통과하는 백연상태의 처리가스의 수분을 제거할 수 있다. 상술한 엘리미네이터는 공기 중의 물방울을 제거하기 위한 지그재그형의 방해판으로서 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제2 덕트(240)는 일단이 열교환기(230)와 연결되고, 타단이 연돌(400)과 연결되며, 열교환기(230)를 통과한 외부공기를 연돌(400)로 공급하는 통로 역할을 한다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기수 분리부(300)에 대해서 상세히 설명한다.

기수 분리부(300)는 제1 연통(310), 기수분리장치(320), 및 제2 연통(330)을 포함할 수 있다.

제1 연통(310)은 일단이 백연방지부(200)의 상부에 연결되고, 하부방향으로 절곡되며, 백연방지부(200)에서 토출되는 처리 가스를 기수분리장치(320)로 공급하는 통로 역할을 한다. 이때, 제1 연통(310)을 통과하는 처리 가스는 하부방향으로 절곡된 부분을 통과하면서 백연방지부(200)에서 제거되지 못한 수분이 응축되어 하부에 저장되며, 저장된 응축수는 상술한 메인 정화부(100)의 하부로 이동될 수 있다.

기수분리장치(320)는 제1 연통(310)의 타단이 하부에 연결되고, 내부에 복수의 엘리미네이터가 구비될 수 있다. 다시 말해, 제1 연통(310)을 통해 공급된 처리 가스는 기수분리장치(320)의 하부에서 상부로 이동하면서 엘리미네이터를 통과하게되며, 엘리미네이터에서 수분이 응축되어 하부로 낙수되며, 수분이 제거된 처리 가스는 후술되는 제2 연통(330)을 통해 연돌(400)로 이동되어, 외부로 배출될 수 있다.

제2 연통(330)은 기수분리장치(320)의 상부에 일단이 연결되고, 타단이 연돌(400)의 하부와 연결되어, 수분이 제거된 처리 가스를 연돌(400)로 공급하는 통로역할을 한다. 또한, 제2 연통(330)은 적어도 한번 절곡되어, 전곡된 부분을 통과하면서 기수분리장치(320)에서 제거되지 못한 수분이 응축되어 낙수되어, 오염물질이 포함된 처리가스가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

정리하면, 본 발명의 배기 가스 정화 시스템(10)은 메인 정화부(100)에서 배출되는 처리가스의 오염물질이 포함된 수분이 1차적으로 백연방지부(200)를 통과하면서 제거되며, 2차적으로 절곡된 제1 연통(310)을 통과하면서 제거되고, 3차적으로 기수분리장치(320)를 통과하면서 제거될 수 있다. 즉, 본 발명의 배기 가스 정화 시스템(10)은 외부로 배출되는 처리 가스의 수분을 제거하여 외부로 오염물질이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 배기 가스 정화 시스템
100 : 메인 정화부
110 : 유입구 120 : 배출구
130 : 하우징 140 : 세정액 분사부
150 : 충전층
200 : 백연 방지부 210 : 송풍장치
220 : 제1 덕트 230 : 열교환기
240 : 제2 덕트
300 : 기수 분리부 310 : 제1 연통
320 : 기수분리장치 330 : 제2 연통
400 : 연돌

Claims (6)

1. 배기 가스 정화 시스템에 있어서,
   공급된 배기가스에 포함된 오염물질을 세정수를 이용하여 제거하는 메인 정화부;
   상기 메인정화부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 백연을 제거하는 백연방지부;
   상기 백연방지부에서 배출되는 처리가스를 처리하여 수분을 제거하는 기수 분리부; 및
   상기 기수 분리부에서 배출되는 배출 가스를 외부로 내보내는 연돌을 포함하되,
   상기 기수 분리부는
   일단이 상기 백연방지부의 상부에 연결되고, 하부방향으로 절곡된 제1 연통;
   상기 제1 연통의 타단이 하부에 연결되고, 내부에 복수의 엘리미네이터가 구비된 기수분리장치; 및
   상기 기수분리장치의 상부에 일단이 연결되고, 타단이 상기 연돌의 하부와 연결된 제2 연통을 포함하는 배기 가스 정화 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인 정화부는
   오염물질을 포함하는 배기가스가 유입되는 유입구;
   상기 유입된 가스가 배출되는 배출구;
   상기 유입된 배기 가스가 유입구에서 배출구를 향해 유동하는 내부공간이 형성된 하우징;
   상기 유입구를 통해 유입되는 배기가스에 세정수를 분사하는 세정액 분사부; 및
   상기 세정액 분사부에서 분사된 세정액과 배기가스가 충분히 접촉하도록 하는 충전층을 포함하는 것인 배기 가스 정화 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 세정액 분사부는
   상기 하우징의 내부공간 최상단에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제1 스프레이부;
   상기 제1 스프레이부의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제2 스프레이부;
   상기 제2 스프레이부의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제3 스프레이부; 및
   상기 제3 스프레이부의 하부에 위치하고, 하부방향으로 세정액을 분사하는 제4 스프레이부을 포함하고,
   상기 충전층은
   상기 제1 스프레이부와 제2 스프레이부 사이에 위치한 제1 충전층;
   상기 제2 스프레이부와 제3 스프레이부 사이에 위치한 제2 충전층; 및
   상기 제3 스프레이부와 제4 스프레이부 사이에 위치한 제3 충전층를 포함하는 것인 배기 가스 정화 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 충전층은 상기 유입구로 유입된 배기가스에 와류를 일으켜 상부에서 떨어지는 세정수가 보다 균일하게 혼합되도록 하는 것인 배기 가스 정화시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 백연 방지부는
   송풍장치;
   일단이 상기 송풍장치에 연결된 제1 덕트;
   상기 제1 덕트의 타단과 연결되어, 상기 메인정화부에서 배출되는 처리가스의 수분을 제거하는 열교환기; 및
   일단이 상기 열교환기와 연결되고, 타단이 상기 연돌과 연결된 제2 덕트를 포함하는 것인 배기 가스 정화 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 연통은 적어도 한번 절곡되어 상기 연돌의 하부에 연결되는 것인 배기 가스 정화 시스템.

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