KR20220012020A - 질소 산화물 제거를 위한 플라즈마 시스템 - Google Patents

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Abstract

질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부; 고전압 전극; 접지 전극; 상기 고전압 전극과 접지 전극 사이에 형성되는 플라즈마 발생부; 및 가스 배출부를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기를 포함하고, 상기 플라즈마 발생부는 고전압 전극과 접지 전극 사이에 흡착제를 포함하는 흡착부; 및 접지 전극이 나사선 형태를 가지는 나사선부;를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템이 개시된다.

Description

질소 산화물 제거를 위한 플라즈마 시스템{Plasma system for removal of nitrogen oxides}
질소 산화물 제거를 위한 플라즈마 시스템에 관한 것으로, 질소 산화물을 효율적으로 제거하기 위한 유전체 장벽 플라즈마 시스템에 관한 것이다.
질소 산화물(nitrogen oxides, NOx)은 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 일산화이질소(N2O), 사산화질소(N2O4), 오산화질소(N2O5) 등 다양한 형태의 질소와 산소의 화합물을 총칭한다. 특히, 대기오염에서 관심을 가지는 질소 산화물은 방출량이 많은 일산화질소와 이산화질소로서, 질소 산화물은 황산화물(SOx)과 더불어 산성비의 주요 원인일 뿐만 아니라, 광화학 스모그를 유발시키는 대기오염물질이다.
질소 산화물은 미세먼지 발생의 하나의 주 원인으로 화석연료의 연소과정이나 고온의 버너에서 발생된다. 또한 인체와 생태계에 해로운 영향을 미치며, 태양빛과 오존과 반응하여 스모그 현상을 일으켜 2차 피해를 초래한다.
이러한 질소 산화물을 제거하기 위한 방법은 크게 습식법(wet method)과 건식법(dry method)으로 구분된다. 습식법은 질소 산화물과 황산화물을 동시에 제거할 수 있는 장점을 가지며, 일반적으로 소량의 질소 산화물이 발생되는 공정에 적용되고 있다. 그러나 물에 대한 일산화질소의 용해성이 낮기 때문에, 습식법에서는 수용액 상에서 일산화질소를 흡수시키기 전에 이산화질소로 산화시켜야 하며, 이 과정에서 비용이 많이 소요되고, 이산화질소로 산화시키는 과정에서 부산물로 삼산화질소와 사산화질소가 형성되어 수질오염을 유발할 수 있다는 문제점이 있다.
건식법은 촉매를 사용하지 않고 850 내지 1050℃의 고온에서 암모니아 분사만으로 질소 산화물을 선택적으로 질소와 물로 환원시키는 선택적 무촉매 환원법(SNCR: selective non-catalytic reduction)법과 상대적으로 저온(150 내지 450℃)에서 환원제인 암모니아 가스와 촉매를 이용하여 질소 산화물을 질소와 물로 환원시키는 선택적 촉매 환원법(SCR: selective catalytic reduction)이 이용되고 있다.
선택적 무촉매 환원법은 적은 비용으로 50% 이상의 질소 산화물을 제거할 수 있다는 장점이 있지만, 배출되는 미반응 암모니아가 암모늄염을 형성하여 반응기 후단에 있는 장치를 막히게 하거나 부식 문제를 일으킬 수 있으며, 작업온도 범위도 좁아 상용화에 어려움이 있다. 따라서 현재 질소 산화물을 제거하는 기술로서 가장 진보적이며 안전하고 경제적인 기술은 선택적 촉매 환원법으로, 90% 이상의 질소 산화물 제거율을 나타내고 추가적인 후처리 공정이 필요하지 않다는 장점을 가지고 있다. 선택적 촉매 환원법에서 가장 핵심이 되는 부분은 이 기술에 사용되는 촉매의 성능이다. 현재까지 귀금속 촉매로부터 염기성 금속촉매까지 수백 종의 다양한 촉매가 제안되었으며, 개발된 촉매 중 실제 공정에 가장 널리 사용되는 것으로는 TiO2를 담체로 한 바나듐계 촉매로 알려져 있다. TiO2를 담체로 한 바나듐계 촉매를 이용한 선택적 촉매 환원법은 350℃ 부근에서 NOx를 N2로 제거하는데 매우 효율적인 기술이다. 그러나 촉매의 마모, 교환, 피독성으로 인하여 NOx의 전환율을 감소시키거나 제거반응 전에 환원제 산화 등의 부반응들을 야기할 수 있다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 반응온도가 450℃를 초과하면 암모니아 가스가 산화반응을 일으켜 촉매의 성능이 저하되거나 암모니아 가스로부터 질소 산화물이 재생성될 수 있고, 반응온도가 150℃ 미만인 경우에는 암모니아 가스가 배기가스 내의 수분과 반응하여 질산암모늄 또는 황산암모늄이 형성되어 공정을 방해할 수 있다.
이러한 이유 때문에 SCR을 대체하기 위하여 저온 플라즈마를 이용하여 처리하는 기술이 연구되어 왔다. 저온 플라즈마는 상온에서 촉매와 화학용액 없이 질소 산화물을 질소와 산소로 환원시키는 장점이 있지만, 산소를 포함한 조건에서 그 반응이 쉽게 되지 않는 단점이 있다.
본 발명의 일 측면에서의 목적은 질소 산화물을 상온, 상압에서 어떠한 촉매와 화학 용액을 사용하지 않고 효율적으로 환원시킬 수 있는 플라즈마 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서
질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부; 고전압 전극; 접지 전극; 상기 고전압 전극과 접지 전극 사이에 형성되는 플라즈마 발생부; 및 가스 배출부;를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기를 포함하고,
상기 플라즈마 발생부는 고전압 전극과 접지 전극 사이에 흡착제를 포함하는 흡착부; 및 접지 전극이 나사선 형태를 가지는 나사선부;를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템이 제공된다.
또한, 상기 플라즈마 반응기는 고전압 전극과 접지 전극 사이에 형성된 유전체를 포함하고, 상기 나사선부는 유전체와 접촉된 것일 수 있다.
또한, 상기 흡착부는 주입부 측으로 형성되고, 상기 나사선부는 흡착부 후단에 연장되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템은 질소 산화물을 포함하는 가스를 전처리하기 위한 전처리부를 포함하고, 상기 전처리부는, 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 처리대상 가스 주입부; 산소 주입부를 포함하는 오존 발생기; 및 상기 처리대상 가스 주입부 및 오존 발생기로부터 가스가 주입되어 혼합 처리하는 혼합 반응기;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템은 플라즈마 반응기를 냉각시키기 위한 냉각부를 포함하고, 상기 냉각부는 흡착제부는 냉각시키지 않고, 나사선부를 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템은, 상기 플라즈마 반응기; 및 적어도 1개 이상의 플라즈마 방전이 수행되는 반응기를 더 포함하고, 적어도 1개 이상의 반응기는 병렬로 연결되어 밸브를 통해 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서
상기의 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 플라즈마 반응기의 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 투입하는 단계; 및
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법이 제공된다.
또한, 상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물은 흡착부에서 흡착되고, 나사선부에서 플라즈마 방전을 통해 발생하는 열로 제거되는 것일 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스는 흡착부에서 질소 산화물이 흡착되면 질소를 주입하여 산소가 없는 조건으로 형성하여 흡착된 질소 산화물을 분해하는 것일 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일 측면에서
전처리부를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 처리대상 가스 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 주입하여 전처리하는 단계;
플라즈마 반응기의 주입부로 전처리된 가스를 투입하는 단계; 및
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 전처리된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법이 제공된다.
또한, 상기 전처리된 가스는 질소 산화물 중 일산화질소가 제거되고, 이산화질소를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서 제공되는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템은, 흡착부를 거치면서 자동적으로 산소와 질소 산화물이 분리가 되고 흡착이 종료하면 플라즈마를 방전하여 산소가 없는 조건에서 분해가 가능하다. 또한 플라즈마로 질소 산화물을 분해할 때, 질소원자와 산소원자가 다시 재결합하여 질소 산화물이 재발생하는 문제점과, 흡착제를 사용할 때 발생하는 문제점인 흡착된 질소 산화물이 강력한 에너지에 의해 떨어져 나오는 탈착 문제, 깊은 곳에 흡착된 질소산화물이 잘 분해되지 않는 문제를 새로 디자인한 플라즈마 장치에 의해 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 전처리부를 적용하는 경우, 일산화질소를 이산화질소로 오존산화 하여 흡착부에서 흡착할 수 있어 흡착 효율이 우수하다.
도 1 내지 도 3은 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 도시한 것이고;
도 4는 질소 산화물을 효율적으로 제거하기 위한 플라즈마 시스템에서 핵심이 되는 플라즈마 반응기와 일반적인 반응기를 도시한 것이고;
도 5는 반응기 (b)에서 질소 가스의 방향을 바꿔서 방전했을 때 후단에서 나오는 질소산화물의 분석 데이터이고,
도 6은 각 반응기의 질소 산화물 제거효율을 보여주는 그래프이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 측면에서
질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부(110); 고전압 전극(120); 접지 전극(130); 상기 고전압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이에 형성되는 플라즈마 발생부(140); 및 가스 배출부(150)를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기(100)를 포함하고,
상기 플라즈마 발생부(140)는 고전압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이에 흡착제(A)를 포함하는 흡착부(131); 및 접지 전극(130)이 나사선 형태를 가지는 나사선부(132);를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템(1000)이 제공된다.
이때, 도 1 내지 도 3의 모식도를 통해 플라즈마 시스템(1000)의 일례를 나타내었으며,
이하, 도 1 내지 도 3의 모식도를 참조하여 본 발명의 일 측면에서 제공되는 플라즈마 시스템(1000)에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 질소 산화물을 저온 플라즈마 장치를 이용해서 상온 상압에서 효율적으로 처리하기 위하여 전체 시스템을 새롭게 설계하였다. 시스템을 두 가지로 나누어 흡착제를 포함하는 흡착부(131)를 이용하여 질소 산화물을 흡착하고 나사선 형태를 가지는 나사선부(132)를 이용하여 질소 분위기를 만들어 산소가 없는 조건에서 질소 산화물을 환원시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에서 제공되는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템(1000)은 질소 산화물을 제거하는 플라즈마 반응기(100)를 포함하며, 상기 플라즈마 반응기(100)는 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부(110), 고전압 전극(120), 접지 전극(130), 상기 고전압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이에 형성되는 플라즈마 발생부(140) 및 가스 배출부(150)를 포함하고, 상기 플라즈마 발생부(140)는 고전압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이에 흡착제(A)를 포함하는 흡착부(131) 및 접지 전극(130)이 나사선 형태를 가지는 나사선부(132)를 포함한다.
상기 플라즈마 반응기(100)는 유전체 장벽 플라즈마 반응기일 수 있으며, 상기 플라즈마 반응기(100)는 고전압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이에 형성된 유전체(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 나사선부(132)는 유전체와 접촉되어 형성될 수 있다. 상기 나사선부(132)가 유전체와 맞닿게 하여 플라즈마를 표면 방전 형태로 만들어 플라즈마의 에너지 밀도를 높일 수 있다.
상기 흡착부(131)는 주입부(110) 측으로 형성되고, 상기 나사선부(132)는 흡착부(131) 후단에 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부(110)를 통해 주입된 가스는 먼저 흡착부(131)를 거쳐 흡착제(A)에 이산화질소 등의 질소 산화물이 흡착되고, 후단에 형성된 나사선부(132)에서의 플라즈마 방전을 통해 제거될 수 있다.
일례로, 상기 나사선부(132)는 흡착제(A)에 흡착된 이산화질소가 플라즈마 방전 시 탈착되어 배출되는 이산화질소 및 질소원자와 산소원자가 재결합하여 다시 생성되는 이산화질소를 다시 분해하고자 하는 것이고, 탄소 소재인 흡착제(A)를 포함하는 흡착부(131)는 플라즈마로 분해되지 않는 깊게 흡착된 이산화질소를 탄소와의 반응으로 제거하고자 하는 것이다.
또한, 상기 플라즈마 시스템(1000)은 질소를 주입하기 위한 밸브를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 시스템(1000)은 플라즈마 반응기(100)로 가스가 유입되어 이산화질소를 흡착부(131)에서 흡착제(A)에 포집하고, 흡착이 완료되면 밸브를 작동하여 질소를 주입하여 산소가 없는 조건으로 만들어 흡착된 이산화질소를 분해할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템(1000)은 질소 산화물을 포함하는 가스를 전처리하기 위한 전처리부(200)를 포함할 수 있다. 상기 전처리부(200)는 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 처리대상 가스 주입부(210); 산소 주입부(221)를 포함하는 오존 발생기(220); 및 상기 처리대상 가스 주입부(210) 및 오존 발생기(220)로부터 가스가 주입되어 혼합 처리하는 혼합 반응기(230);를 포함할 수 있다.
상기 전처리부(200)를 통해 질소 산화물 중 일산화질소는 이산화질소로 산화되어 모든 질소 산화물이 이산화질소 형태로 전처리되어 플라즈마 반응기(100)로 주입될 수 있다.
일례로, 질소 산화물을 포함하는 가스, 예로 배기가스를 처리대상 가스 주입부(210)로 공급하고, 오존 발생기(220)로 산소 주입부(221)를 통해 산소를 주입하여 오존을 생성하고, 주입된 배기가스 및 오존은 혼합 반응기(230)로 주입되어 배기가스 내 일산화질소는 오존과 반응하여 모두 이산화질소로 산화되고, 이렇게 전처리된 배기가스는 이산화질소 형태로 플라즈마 반응기(100)로 주입될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템(1000)은 플라즈마 반응기(100)를 냉각시키기 위한 냉각부(300)를 포함한다. 상기 냉각부(300)는 플라즈마 반응기(100)의 플라즈마 발생부(140)를 냉각하기 위한 것으로, 고전압 전극(120)이 형성된 부분에 위치할 수 있다.
이때, 상기 냉각부(300)는 흡착제부(131)는 냉각시키지 않고, 나사선부(132)를 냉각시키는 것일 수 있다.
일례로, 상기 플라즈마 반응기(100)의 고전압 전극(120)은 흡착제부(131) 및 나사선부(132)에 각각 형성될 수 있고, 냉각부(300)는 나사선부(132)에만 형성되어 나사선부(132)를 냉각시킬 수 있다. 이러한 구조를 통해 깊은 곳에 흡착된 질소 산화물까지 처리하여 질소 산화물 제거효율이 크게 증가할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 시스템(1000)은 상기 플라즈마 반응기(100); 및 적어도 1개 이상의 플라즈마 방전이 수행되는 반응기(400)를 더 포함하고, 적어도 1개 이상의 반응기(400)는 병렬로 연결되어 밸브를 통해 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 질소 산화물을 제거할 수 있다.
나아가, 상기의 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 플라즈마 반응기의 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 투입하는 단계; 및
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법이 제공된다.
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물은 흡착부에서 흡착되고, 나사선부에서 플라즈마 방전을 통해 발생하는 열로 제거될 수 있다.
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스는 흡착부에서 질소 산화물이 흡착되면 질소를 주입하여 산소가 없는 조건으로 형성하여 흡착된 질소 산화물을 분해하는 것일 수 있다.
또한, 상기의 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 처리대상 가스 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 주입하여 전처리하는 단계;
플라즈마 반응기의 주입부로 전처리된 가스를 투입하는 단계; 및
상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 전처리된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법이 제공된다.
상기 전처리된 가스는 질소 산화물 중 일산화질소가 제거되고, 이산화질소를 포함하는 것일 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 플라즈마 시스템
도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 반응기와 오존 발생기를 결합하여 질소 산화물 제거를 위한 플라즈마 시스템을 구축하였다.
구체적으로, 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기로 충전-층 유전체 장벽 방전 (packed-bed DBD; PBDBD) 반응기와, 전처리부에 적용되는 오존 발생기를 사용하였다. 오존 발생기는 고전압 교류 (AC) 변압기 (60 Hz, 0~20 kV)에 의해 전력을 공급받는 또 다른 유전체 장벽 방전 (DBD) 반응기이다. 플라즈마 반응기에는 고주파/전압 AC 전원 (EN Technologies, Genius 2, 대한민국)에 의해 전력이 공급되었다. 고주파 AC 전원 공급 장치는 20~60 kHz의 주파수 범위와 4~10 kV의 전압 범위를 조정할 수 있다.
질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기는 충전-층 유전체 장벽 방전 (PBDBD) 반응기를 사용하였고, PBDBD 반응기는 알루미나 튜브 (내경 : 10 mm, 외경 : 15 mm), 내부 전극 (4 Φ 스테인레스 스틸로드)을 포함한다. 내부 전극은 접지에 연결되었고, 외부 전극은 고주파 AC 전원에 연결된다. 또한, 특수 나사산 알루미늄 파이프 (내경 : 4 mm, 외경 : 10 mm, 길이 : 100 mm)가 내부 전극에 부착되었다.
오존 발생기의 유전체 장벽 (DBD) 반응기는 유전체 장벽으로서의 알루미나 튜브 (외경 : 15 mm, 두께 : 2.5 mm), 반응기의 중심 축에서 접지 전극으로 구리 로드 (6 Φ) 및 알루미나 튜브의 외부 표면 주위에 부착된 고전압 전극으로서 스테인레스 스틸 파이프 (내경 : 15 mm, 외경 : 25 mm, 길이 : 100 mm)를 사용하였다. 또한, 반응기는 2 g의 활성탄으로 완전히 채워진다. 외부 전극은 두 부분으로 균등하게 분할되었고, 전력은 하나의 전원 공급 장치를 사용하여 인가하였다. 분할된 외부 전극 중 하나는 나사선형 내부 전극 상에 위치하고, 다른 하나는 2 g의 활성탄으로 채워진 부분 상에 위치한다. 냉각수는 반응기의 나사선형 내부 전극 상에 위치한 외부 전극의 특정 부분에만 흐르게 하였다.
<실험예 1>
플라즈마 반응기 구조에 따른 도 4에 표시된 forward 및 backward 방향으로 가스를 흘렸을 때 배출구에서 측정되는 질소 산화물 농도를 분석하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, (a) 반응기는 흡착부 및 나사선부가 형성된 것으로, 냉각부는 흡착부 및 나사선부 모두에 영향을 주는 구조이고, (b) 반응기는 흡착부 및 나사선부가 형성되되, 냉각부를 나사선부에만 위치시킨 것이고, (c) 반응기는 흡착부만 형성된 것이다. 또한, forward flow는 가스가 흡착부를 지나 나사선부로 흐르는 방향이고, backward flow는 그 반대 방향이며, 도 5의 (a) 그래프는 forward 방향으로 배출구에서 측정되는 질소 산화물 농도를 나타낸 것이고, (b) 그래프는 backward 방향으로 배출되어 측정되는 질소 산화물 농도를 나타낸 것이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 전처리된 배기가스를 흡착시킨 후 질소를 흘러주어 방전했을 때 backward 방향으로 흘리면 흡착된 질소 산화물이 탈착 돼 나오는 현상과 분해된 산소원자와 질소원자가 재겹합하여 발생하는 현상을 확인할 수 있다. 하지만 forward 방향으로 흘렸을 때 이 질소 산화물들이 나사선부를 통과하면서 분해가 되는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2>
도 4에 나타낸 바와 같은 (a), (b), (c) 반응기를 적용하였을 경우의 질소 산화물 제거효율을 분석하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 기존의 반응기 (c)는 탈착되는 질소 산화물과 재결합되는 질소 산화물, 그리고 깊은 곳에 흡착된 질소 산화물을 처리할 수 없어 효율이 44% 정도 밖에 안되지만, 반응기 (a)는 탈착되는 질소 산화물과 재결합되는 질소 산화물을 처리할 수 있어 83% 까지 효율이 증가하였고, 특히 반응기 (b)는 깊은 곳에 흡착된 질소 산화물까지 처리를 할 수 있어 94%까지 효율이 증가한 것을 확인할 수 있다.
이는 SCR의 효율(95% 이상)과 비슷한 수치로 상온 상압에서 중금속 촉매와 화학물질을 사용하지 않고 효율적으로 질소산화물을 제거할 수 있다고 할 수 있다.
1000 : 플라즈마 시스템
100 : 플라즈마 반응기 110 : 주입부
120 : 고전압 전극 130 : 접지 전극
131 : 흡착부 132 : 나사선부
140 : 플라즈마 발생부 150 : 가스 배출부
200 : 전처리부 210 : 처리대상 가스 주입부
220 : 오존 발생기 221 : 산소 주입부
230 : 혼합 반응기
300 : 냉각부
400 : 반응기

Claims (14)

  1. 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 주입부; 고전압 전극; 접지 전극; 상기 고전압 전극과 접지 전극 사이에 형성되는 플라즈마 발생부; 및 가스 배출부를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 반응기를 포함하고,
    상기 플라즈마 발생부는 고전압 전극과 접지 전극 사이에 흡착제를 포함하는 흡착부; 및 접지 전극이 나사선 형태를 가지는 나사선부;를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 반응기는 고전압 전극과 접지 전극 사이에 형성된 유전체를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나사선부는 유전체와 접촉된 것을 특징으로 하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 주입부 측으로 형성되고, 상기 나사선부는 흡착부 후단에 연장되어 형성된 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 시스템은,
    질소 산화물을 포함하는 가스를 전처리하기 위한 전처리부를 포함하고,
    상기 전처리부는,
    질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 처리대상 가스 주입부;
    산소 주입부를 포함하는 오존 발생기; 및
    상기 처리대상 가스 주입부 및 오존 발생기로부터 가스가 주입되어 혼합 처리하는 혼합 반응기;를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 시스템은 플라즈마 반응기를 냉각시키기 위한 냉각부를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각부는 흡착제부는 냉각시키지 않고, 나사선부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 반응기는 반응기 내 질소를 주입하기 위한 질소 주입부를 포함하는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 시스템은,
    상기 플라즈마 반응기; 및
    적어도 1개 이상의 플라즈마 방전이 수행되는 반응기를 더 포함하고,
    적어도 1개 이상의 반응기는 병렬로 연결되어 밸브를 통해 질소 산화물을 포함하는 가스가 주입되는 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템.
  10. 제1항의 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 플라즈마 반응기의 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 투입하는 단계; 및
    상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스의 질소 산화물은 흡착부에서 흡착되고, 나사선부에서 플라즈마 방전을 통해 발생하는 열로 제거되는 질소 산화물 제거방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 가스는 흡착부에서 질소 산화물이 흡착되면 질소를 주입하여 산소가 없는 조건으로 형성하여 흡착된 질소 산화물을 분해하는 질소 산화물 제거방법.
  13. 제5항의 질소 산화물을 제거하기 위한 플라즈마 시스템을 준비하여, 처리대상 가스 주입부로 질소 산화물을 포함하는 가스를 주입하여 전처리하는 단계;
    플라즈마 반응기의 주입부로 전처리된 가스를 투입하는 단계; 및
    상기 플라즈마 반응기 내로 주입된 전처리된 가스의 질소 산화물을 제거하는 단계;를 포함하는 질소 산화물 제거방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전처리된 가스는 질소 산화물 중 일산화질소가 제거되고, 이산화질소를 포함하는 것인 질소 산화물 제거방법.
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