KR20230174369A - An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc - Google Patents

An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc Download PDF

Info

Publication number
KR20230174369A
KR20230174369A KR1020220075212A KR20220075212A KR20230174369A KR 20230174369 A KR20230174369 A KR 20230174369A KR 1020220075212 A KR1020220075212 A KR 1020220075212A KR 20220075212 A KR20220075212 A KR 20220075212A KR 20230174369 A KR20230174369 A KR 20230174369A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
target material
cleaning
microbubble
gliding arc
Prior art date
Application number
KR1020220075212A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정종현
Original Assignee
주식회사 에이치에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이치에스이 filed Critical 주식회사 에이치에스이
Priority to KR1020220075212A priority Critical patent/KR20230174369A/en
Publication of KR20230174369A publication Critical patent/KR20230174369A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75Multi-step processes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/14Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using sprayed or atomised substances including air-liquid contact processes
    • A61L9/145Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using sprayed or atomised substances including air-liquid contact processes air-liquid contact processes, e.g. scrubbing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18Radiation
    • A61L9/20Ultra-violet radiation
    • A61L9/205Ultra-violet radiation using a photocatalyst or photosensitiser
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/22Ionisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0028Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions provided with antibacterial or antifungal means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0035Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by wetting, e.g. using surfaces covered with oil
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0038Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions with means for influencing the odor, e.g. deodorizing substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06Spray cleaning
    • B01D47/063Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/79Injecting reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/10Oxidants
    • B01D2251/104Ozone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/30Alkali metal compounds
    • B01D2251/304Alkali metal compounds of sodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/402Alkaline earth metal or magnesium compounds of magnesium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/806Microwaves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818Employing electrical discharges or the generation of a plasma

Abstract

본 발명은 유입된 대상물질을 글라이딩아크 플라즈마를 이용하여 연소/산화/파괴/분해처리하는 고온 플라즈마 장치와; 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치로 플라즈마를 발생시키고 이때 생성되는 고농도의 오존 및 OH 라디칼을 이용하여 상기 고온 플라즈마 장치를 통해 처리된 대상물질을 수용성 물질로 전환하고, 전환된 수용성 대상물질을 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 처리하는 습식 세정장치;를 포함하는 대기오염물질 저감장치를 제공한다.The present invention includes a high-temperature plasma device for combustion/oxidation/destruction/decomposition of the introduced target material using gliding arc plasma; Plasma is generated using a first microbubble plasma device, and the target material processed through the high-temperature plasma device is converted into a water-soluble material using the high concentration of ozone and OH radicals generated at this time, and the converted water-soluble target material is placed in a second microbubble. It provides an air pollutant reduction device including a wet cleaning device that processes through a plasma device.

Description

RGA를 이용한 대기오염물질 저감장치{An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc}An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc}

본 발명은 대기오염물질 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유증기 성분 및 악취 제거의 전처리, RGA를 이용한 고온 플라즈마 처리, 저온 플라즈마 처리 과정의 순차적 3단계를 거쳐 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대기오염물질을 효율적으로 처리할 수 있는 RGA를 이용한 대기오염물질 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air pollutant reduction device, and more specifically, to remove greenhouse gases, nitrogen oxides, VOCs, etc. through three sequential steps: pretreatment for oil vapor components and odor removal, high-temperature plasma treatment using RGA, and low-temperature plasma treatment. This is about an air pollutant reduction device using RGA that can efficiently treat air pollutants.

현재 지자체별 각종 산업단지가 조성되고 급속한 산업화에 따라 전국에 약 440,000개의 제조업체 및 공장이 존재하고 있는데, 이들 제조업체 중에서 유해독성물질, 복합 악취, 미세먼지, 특정 대기유해물질 등을 발생시키는 사업장과 화학물질 취급 사업장은 전국적으로 13만여 사업장이 존재하고 있다Currently, there are about 440,000 manufacturers and factories across the country due to the construction of various industrial complexes in each local government and rapid industrialization. There are over 130,000 material handling businesses nationwide.

가령, 염색공단에서는 다양한 염색산업체 생산공정, 예를들어, 나일론 염색가공, 화섬직물 염색가공, 날염, Rayon, 면, 후로킹, 면직물, T/C, 커텐지명, 폴리에스터 직물 날염, 등 각종 합성섬유의 염색가공 및 날염공정에서 VOCs를 포함하는대기오염물질이 발생하고 있다.For example, in the dyeing complex, various dyeing industry production processes, such as nylon dyeing processing, synthetic fiber dyeing processing, printing, rayon, cotton, flocking, cotton fabric, T/C, curtain designation, polyester fabric printing, etc., various synthetic fibers. Air pollutants including VOCs are generated during the dyeing and printing processes.

이러한 사업장에서 발암성 물질로는 벤젠, 포름알데히드, 염화비닐, 할로겐화탄화수소 등이 발생하고 있고, 악취 및 오존 원인물질로 스틸렌 아세트알데히드 등이 발생하고 있다. 특히, VOCs(휘발성 유기화합물)은 독성화학 물질이면서 광화학산화물의 전구물질로서 대기중에 미량으로 존재하더라도 발암 가능성이 높은 매우 위험한 유해독성물질이다.Carcinogenic substances such as benzene, formaldehyde, vinyl chloride, and halogenated hydrocarbons are generated in these workplaces, and styrene acetaldehyde and other substances that cause odor and ozone are generated. In particular, VOCs (volatile organic compounds) are toxic chemicals and precursors of photochemical oxides, which are very dangerous toxic substances with a high carcinogenic potential even when present in trace amounts in the atmosphere.

이에 따라, VOCs, 알데히드, 암모니아 등의 대기오염물질의 발생으로 대상지역 주민들에게는 복합악취의 발생으로 주거 환경에서도 큰 불편을 주고 있고 발암물질을 통해 건강상에도 유해한 환경을 제공하는 문제점이 있어 각종 환경민원이 증가하는 실정이다.Accordingly, the generation of air pollutants such as VOCs, aldehydes, and ammonia causes great inconvenience to residents in the target area due to the generation of complex odors in the residential environment. There is also the problem of providing an environment harmful to health through carcinogens, so various environmental problems exist. Civil complaints are increasing.

현재 선택적 촉매 환원(SCR) 등 다양한 형태의 대기오염물질 배출 저감시스템이 제공되고 있으나, 온실가스, 질소산화물, VOCs을 효과적으로 제거하는 데는 한계가 있다.Currently, various types of air pollutant emission reduction systems such as selective catalytic reduction (SCR) are provided, but there are limitations in effectively removing greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs.

한국등록특허 10-1400669호(2014.05.29. 공고)Korean Patent No. 10-1400669 (announced on May 29, 2014) 한국공개특허 10-2010-0069213호(2010.06.24. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2010-0069213 (published on June 24, 2010) 한국등록특허 제10-1815382(2017.12.28 등록)Korean Registered Patent No. 10-1815382 (registered on December 28, 2017) 한국공개특허 10-2020-0122142(2020.10.27.공개)Korean Patent Publication No. 10-2020-0122142 (published on October 27, 2020)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유증기 성분 및 악취 제거의 전처리, RGA를 이용한 고온 플라즈마 처리, 저온 플라즈마 처리 과정의 순차적 3단계를 거쳐 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대기오염물질을 효율적으로 처리할 수 있는 RGA를 이용한 대기오염물질 저감장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the problems described above, and involves three sequential steps: pretreatment to remove oil vapor components and odor, high-temperature plasma treatment using RGA, and low-temperature plasma treatment to remove air pollution such as greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs. The purpose is to provide an air pollutant reduction device using RGA that can efficiently process materials.

이를 위해, 본 발명은 유입된 대상물질을 글라이딩아크 플라즈마를 이용하여 연소/산화/파괴/분해처리하는 고온 플라즈마 장치와; 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치로 플라즈마를 발생시키고 이때 생성되는 고농도의 오존 및 OH 라디칼을 이용하여 상기 고온 플라즈마 장치를 통해 처리된 대상물질을 수용성 물질로 전환하고, 전환된 수용성 대상물질을 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 처리하는 습식 세정장치;를 포함하는 대기오염물질 저감장치를 제공한다.For this purpose, the present invention includes a high-temperature plasma device for combustion/oxidation/destruction/decomposition of the introduced target material using gliding arc plasma; Plasma is generated using a first microbubble plasma device, and the target material processed through the high-temperature plasma device is converted into a water-soluble material using the high concentration of ozone and OH radicals generated at this time, and the converted water-soluble target material is placed in a second microbubble. It provides an air pollutant reduction device including a wet cleaning device that processes through a plasma device.

또한, 상기 고온 플라즈마 장치는, 대상물질이 유입되는 연소로와; 고전압의 전력을 공급하여 상기 연소로에서 방전을 통해 아크를 형성하고 생성된 플라즈마는 반응물에 의해 대류되어 상기 연소로 후단으로 밀려나고 전극으로부터 상기 연소로로 유입된 대상물질을 상기 생성된 플라즈마 화염을 통해 산화반응으로 플라즈마 처리하는 글라이딩아크 버너부;를 포함할 수 있다.Additionally, the high-temperature plasma device includes a combustion furnace into which the target material flows; High-voltage power is supplied to form an arc through discharge in the combustion furnace, and the generated plasma is convected by reactants and is pushed to the rear end of the combustion furnace, and the target material flowing into the combustion furnace from the electrode is transformed into the generated plasma flame. It may include a gliding arc burner unit that processes plasma through an oxidation reaction.

또한, 상기 글라이딩아크 버너부는, 내부 할로우를 통해 연료가 주입되는 글라이딩아크 전극바와, 상기 글라이딩아크 전극바와 연결되고 외부 전극이 구비되어 내부에 방전가스가 주입되는 전극바 홀더와, 상기 글라이딩아크 전극바의 말단부에 연결되고 상기 연소로의 내부에 위치하여 플라즈마 화염을 발생시키는 내부 전극을 포함할 수 있다.In addition, the gliding arc burner unit includes a gliding arc electrode bar into which fuel is injected through an internal hollow, an electrode bar holder connected to the gliding arc electrode bar and provided with an external electrode into which discharge gas is injected, and the gliding arc electrode bar. It may include an internal electrode connected to the distal end of and located inside the combustion furnace to generate a plasma flame.

또한, 상기 습식 세정장치를 통해 처리된 대상물질에 대해 제1 DBD 플라즈마 장치를 통해 생성된 플라즈마를 광촉매층의 표면에 조사하여 활성 O-H 라디칼을 생성하고 생성된 활성 O-H 라디칼은 통해 상기 대상물질을 2차 처리하는 저온 플라즈마 장치를 포함할 수 있다.In addition, for the target material treated through the wet cleaning device, plasma generated through the first DBD plasma device is irradiated to the surface of the photocatalyst layer to generate active O-H radicals, and the generated active O-H radicals are used to treat the target material through 2. It may include a low-temperature plasma device for secondary treatment.

또한, 상기 습식 세정장치는, 상기 대상물질 이동통로의 상부에 형성되는 유연 전극 형태의 제2 DBD 플라즈마 장치와, 상기 대상물질 이동통로의 하부에 형성되어 생성된 나노 마이크로 버블을 상부로 확산시키는 제1 및 제2 마이크로버블 플라즈마 장치와, 약액 탱크로부터 제공되는 제1 세정액을 상기 이동통로상의 대상물질에 분사하는 복수개의 스프레이 노즐을 포함할 수 있다.In addition, the wet cleaning device includes a second DBD plasma device in the form of a flexible electrode formed at the top of the target material movement passage, and a second DBD plasma device formed at the bottom of the target material movement passage to diffuse the generated nano-micro bubbles upward. It may include first and second microbubble plasma devices and a plurality of spray nozzles that spray the first cleaning solution provided from the chemical tank to the target material on the moving passage.

또한, 상기 고온 플라즈마 장치의 전단에 설치되고, 상기 고온 플라즈마 장치를 통한 처리 과정의 전처리 단계를 수행하기 위해, 상기 대상물질에 대해 유증기 성분을 제거하는 하나 이상의 필터부와, 상기 필터부를 통해 유증기 성분이 제거된 대상물질에서 제2 세정액을 분사하여 악취 성분을 제거하는 세정부를 포함하는 전처리 장치를 더 포함할 수 있다.In addition, one or more filter units installed at the front of the high-temperature plasma device and removing oil vapor components from the target material in order to perform a pre-treatment step of the treatment process through the high-temperature plasma device, and oil vapor components through the filter unit. It may further include a pretreatment device including a cleaning unit that removes malodor components by spraying a second cleaning liquid on the removed target material.

본 발명은 유증기 성분 및 악취 제거의 전처리, RGA를 이용한 고온 플라즈마 처리, 저온 플라즈마 처리 과정의 순차적 3단계를 거쳐 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대기오염물질을 효율적으로 처리할 수 있는 대기오염물질 저감장치를 제공할 수 있다. The present invention is an air pollutant that can efficiently treat air pollutants such as greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs through three sequential steps: pretreatment to remove oil vapor components and odor, high-temperature plasma treatment using RGA, and low-temperature plasma treatment. A reduction device can be provided.

이때, 고온 플라즈마 장치는 글라이딩 아크 플라즈마 버너 시스템에서 연소 및 산화반응을 수행하여 난분해성 가스 물질 및 유해독성물질 및 악취가스, VOCs, PAHs, HAPs를 연소산화 분해한 후, 출구를 통해 처리된 클린(clean) 물질을 배출하여 친환경을 제공할 수 있다.At this time, the high-temperature plasma device performs combustion and oxidation reactions in the gliding arc plasma burner system to combustion-oxidize and decompose non-decomposable gas substances, hazardous toxic substances, odorous gases, VOCs, PAHs, and HAPs, and then disposes of clean (clean) substances through the outlet. It can provide eco-friendliness by discharging clean) substances.

또한, 대상물질을 고온 플라즈마 처리한 후에 제1 플라즈마 마이크로버블장치를 통해 플라즈마 + NO 전환 시스템을 구현하여 상기 NO 전환시스템에서 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게하고, 제2 플라즈마 마이크로버블장치를 통해 전환된 NO/N2O/NO2 제거를 수행하여, 대기오염물질에서 기존 장치로는 제거가 어려웠던 질소산화물 등 온실가스를 제거할 수 있게 한다.In addition, after treating the target material with high-temperature plasma, a plasma + NO conversion system is implemented through the first plasma microbubble device to convert N 2 O and NO 2 into nitrogen oxide in the NO conversion system, and the second plasma microbubble device By removing the converted NO/N 2 O/NO 2 , it is possible to remove greenhouse gases such as nitrogen oxides from air pollutants that were difficult to remove with existing devices.

또한, 저온 DBD 플라즈마 장치를 통해 플라즈마 반응과 UVA를 활성 광촉매/광촉매 필터의 표면에 조사하여 이로 인해 광촉매 반응이 발생하여 활성 O-H 라디칼을 생성한다. 생성된 활성 O-H 라디칼은 강력한 산화력으로 분자의 크기와 특성이 다양한 복합오염물질을 완전 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, plasma reaction and UVA are irradiated to the surface of the active photocatalyst/photocatalyst filter through a low-temperature DBD plasma device, which causes a photocatalytic reaction to generate active O-H radicals. The generated active O-H radicals have a strong oxidizing power and are effective in completely removing complex pollutants of various molecular sizes and characteristics.

도 1은 본 발명에 따른 대기오염물질 저감장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 VOC 전처리 장치를 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 고온 플라즈마 처리장치의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 고온 플라즈마 처리장치에서 글라이딩아크 플라즈마 발생부의 구성을 나타낸 도면,
도 5는 도 3의 고온 플라즈마 처리장치에서 열회수/열재생 RGA 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 6은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제1 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면,
도 7은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제2 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면,
도 8a는 상기 제1 플라즈마 마이크로 버블장치를 작동하기 전의 NO, N2O, NO2 질소산화물 전환율 그래프, 도 8b는 상기 제1 플라즈마 마이크로 버블장치의 작동을 통한 NO, N2O, NO2 질소산화물 전환율 그래프,
도 9a 및 도 9b는 각각 굴패각, 홍합패각, 대합패각, 조개 패각의 기본 세정액을 사용하였을 경우의 (a) mg 몰 농도, (b) SO2 총 제거 효율을 나타낸 그래프이고, 도 9c 및 도 9d는 각각 소성 굴패각, 소성 홍합패각, 소성 대합패각, 소성 조개 패각의 기본 세정액을 사용하였을 경우의 (c) SO2 총 제거 효율을 나타낸 그래프이고, (d) NOx 총 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 소성 굴패각 단독(100%)과, 소성 굴패각(90%) 첨가제 NaCl(10%) 혼합용액과, 소성 굴패각(70%)와 첨가제 NaCl(30%) 혼합 용액을 세정액으로 사용하였을 경우의 (a) NOx 총 제거 효율 및 (b) SO2 총 제거 효율은 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram showing the configuration of an air pollutant reduction device according to the present invention;
Figure 2 is a diagram showing the VOC pretreatment device in the air pollutant reduction device of Figure 1;
Figure 3 is a diagram showing the configuration of the high-temperature plasma processing device in the air pollutant reduction device of Figure 1;
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the gliding arc plasma generator in the high-temperature plasma processing device of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a heat recovery/heat regeneration RGA system in the high-temperature plasma processing device of FIG. 3;
Figure 6 is a diagram showing the configuration of the first plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of Figure 1;
Figure 7 is a diagram showing the configuration of the second plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of Figure 1;
FIG. 8A is a graph of NO, N 2 O, NO 2 nitrogen oxide conversion rates before operating the first plasma microbubble device, and FIG. 8B is a graph of NO, N 2 O, NO 2 nitrogen oxide conversion through operation of the first plasma microbubble device. oxide conversion rate graph,
Figures 9a and 9b are graphs showing (a) mg molar concentration and (b) SO2 total removal efficiency when using a basic cleaning solution for oyster shells, mussel shells, clam shells, and clam shells, respectively, and Figures 9c and 9d are (c) This is a graph showing the total SO2 removal efficiency, and (d) this is a graph showing the total NOx removal efficiency when using basic cleaning solutions for fired oyster shells, fired mussel shells, fired clam shells, and fired clam shells, respectively.
Figures 10a and 10b show baked oyster shells alone (100%), a mixed solution of baked oyster shells (90%) with additive NaCl (10%), and a mixed solution of baked oyster shells (70%) and additive NaCl (30%) as cleaning solutions, respectively. This is a graph showing (a) NOx total removal efficiency and (b) SO2 total removal efficiency when used.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The size and thickness of each component shown in the drawings are shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the components shown.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or fully combined or combined with each other, and as can be fully understood by those skilled in the art, various technical interconnections and operations are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other. It may be possible to conduct them together due to a related relationship.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명은 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대가오염물질 배출을 저감하는 장치에 관한 것으로, 크게 VOC 전처리 장치와, 고온 플라즈마 장치, 제1 및 제2 플라즈마 마이크로버블 장치, DBD 저온 플라즈마 장치로 구성될 수 있다.The present invention relates to a device for reducing the emission of major pollutants such as greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs, and is largely composed of a VOC pretreatment device, a high-temperature plasma device, first and second plasma microbubble devices, and DBD low-temperature plasma device. It can be.

여기서, 본 발명에 따른 대기오염물질 저감장치는, 공장 등의 산업시설 및 음식점 등에서 발생하는 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대기오염물질을 연소/산화/파괴/분해처리하여 정화된 가스 또는 물질을 제공하는 친환경 시스템을 제공한다. 여기서, 공장 등의 산업시설, 음식점 등에서 발생하는 온실가스, 질소산화물, VOCs 등의 대기오염물질은 이하에서 "대상물질"이라 한다. Here, the air pollutant reduction device according to the present invention burns/oxidizes/destroys/decomposes air pollutants such as greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs generated in industrial facilities such as factories and restaurants, and produces purified gas or substances. Provides an eco-friendly system that provides. Here, air pollutants such as greenhouse gases, nitrogen oxides, and VOCs generated from industrial facilities such as factories and restaurants are hereinafter referred to as “target substances.”

도 1은 본 발명에 따른 대기오염물질 저감장치의 구성을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 VOC 전처리 장치를 나타낸 도면, 도 3은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 고온 플라즈마 처리장치의 구성을 나타낸 도면, 도 4는 도 3의 고온 플라즈마 처리장치에서 글라이딩아크 플라즈마 발생부의 구성을 나타낸 도면, 도 5는 도 3의 고온 플라즈마 처리장치에서 열회수/열재생 RGA 방전시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 6은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제1 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면, 도 7은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제2 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of an air pollutant reduction device according to the present invention, Figure 2 is a diagram showing a VOC pretreatment device in the air pollutant reduction device of Figure 1, and Figure 3 is a view showing the high temperature in the air pollutant reduction device of Figure 1. A diagram showing the configuration of a plasma processing device. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a gliding arc plasma generator in the high-temperature plasma processing device of FIG. 3. FIG. 5 is a configuration of a heat recovery/heat regeneration RGA discharge system in the high-temperature plasma processing device of FIG. 3. , FIG. 6 is a view showing the configuration of the first plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of FIG. 1, and FIG. 7 is a view showing the configuration of the second plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of FIG. 1. It is a drawing.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 대기오염물질 저감장치는 크게, VOC 전처리 장치와, 고온 플라즈마 장치와, 제1 및 제2 플라즈마 마이크로버블 장치와, DBD 저온 플라즈마 장치를 거쳐 대상물질이 정화된다.Referring to FIG. 1, the air pollutant reduction device according to the present invention is largely purified through a VOC pretreatment device, a high-temperature plasma device, first and second plasma microbubble devices, and a DBD low-temperature plasma device. .

먼저, 도 2를 참조하여 제1단계의 VOC 전처리 장치에 대해서 살펴본다.First, with reference to Figure 2, we will look at the VOC pretreatment device of the first stage.

도 2를 참조하면, 실질적인 대상물질을 친환경 처리과정의 전처리 단계로서 VOC(휘발성 유기화합물) 등의 대상물질에 대해 다단계 필터링 과정과 제1 세정액의 분사를 통한 악취 탈취 과정을 수행한다. 특히, 대상물질 중 VOC는 유증기 성분을 포함하고 있어 다음 단계의 고온 플라즈마 처리과정시에 폭발 위험성이 크므로 전처리 단계에서 유증기 성분(발화성 물질)을 제거할 필요가 있다.Referring to FIG. 2, as a pretreatment step in the eco-friendly treatment process, target substances such as VOCs (volatile organic compounds) are subjected to a multi-stage filtering process and an odor deodorization process through spraying of a first cleaning solution. In particular, VOC among the target materials contains oil vapor components and has a high risk of explosion during the next high-temperature plasma treatment process, so it is necessary to remove the oil vapor components (flammable substances) in the pretreatment step.

이를 살펴보면, VOC 전처리 장치는 하부 하우징(113)의 상부에 다단계 필터링 과정을 수행하는 필터 챔버와 세정액을 분사하는 세정 챔버로 구성될 수 있다.Looking at this, the VOC pretreatment device may be composed of a filter chamber that performs a multi-stage filtering process on the upper part of the lower housing 113 and a cleaning chamber that sprays a cleaning solution.

또한, 필터 챔버와 세정 챔버는 상기 하부 하우징(113)의 상부 공간에서 수평방향 또는 가로 방향을 따라 복수개 배치되고, 상기 수평방향에서 좌측에서 우측으로 일방향을 따라 대상물질을 이동통로를 따라 통과시킬 수 있다. 상기 대상물질의 이동통로는 좌측의 필터 챔버의 유입구(101)와 연결된다. 이에 상기 대상물질이 하부 하우징(113)의 유입구(101)를 통해 유입되면, 좌측의 필터 챔버로 상승 이동하면서 발화성을 갖는 유증기 성분이 필터링 될 수 있다. 이때, 일측에 설치된 송풍기(Fan)를 공기 유동을 일으키며 상기 좌측의 필터 챔버를 통해 하부에서 상부로 이동하였다가 다시 하부로 이동하여 우측의 세정챔버를 통해 하부에서 상부로 세정액 분사를 통해 악취가 탈취되어 유출구를 통해 VOC 전처리 된다. In addition, a plurality of filter chambers and cleaning chambers are arranged horizontally or horizontally in the upper space of the lower housing 113, and can allow the target material to pass along the movement path in one direction from left to right in the horizontal direction. there is. The movement path of the target material is connected to the inlet 101 of the filter chamber on the left. Accordingly, when the target substance flows in through the inlet 101 of the lower housing 113, it moves upward to the filter chamber on the left, and ignitable oil vapor components can be filtered. At this time, a blower (Fan) installed on one side creates air flow and moves from the bottom to the top through the filter chamber on the left, then moves to the bottom again, and sprays the cleaning liquid from the bottom to the top through the cleaning chamber on the right to deodorize the bad odor. The VOC is pretreated through the outlet.

먼저, 대상물질은 필터 챔버에서 수분 제거를 위한 1차 필터링이 수행되는데, 1차 필터링을 수행하는 제1 필터부는, 대상물질에서 냉각코일을 통과하는 대상물질 공기의 유속이 빠르면 냉각코일에 응축된 물방울을 비산시켜 통과하는 엘리미네이터와 이동통로상의 대상물질의 수분을 흡수하는 제1 데미스터로 구성된다. 이어 제1 필터부를 통해 1차 필터링된 대상물질은 천 또는 직물 등을 이용하여 건조시켜 유증기 성분을 제거하는 2차 필터링을 수행한다. 여기서, 2차 필터링을 수행하는 제2 필터부는 1차 필터링된 대상물질을 이동통로상에서 가이드하는 필터 가이드(104)와, 필터 가이드를 통해 형성된 이동 경로상에서 대상물질의 유증기 성분을 건조시켜 제거하는 드라이팩(105)과 상기 드라이팩을 필터 챔버상에서 지지하는 드라이팩 거치대(105)로 구성된다. 이어 2차 필터부를 통해 2차 필터링된 대상물질은 높은 비표면적을 가진 흡착제로서 활성탄층(107)을 통과하면서 3차 필터링된다.First, the target material is subjected to primary filtering to remove moisture in the filter chamber. The first filter unit that performs the primary filtering is configured to filter the target material condensed on the cooling coil when the flow rate of the target material's air passing through the cooling coil is high. It consists of an eliminator that scatters water droplets and passes them through, and a first demister that absorbs moisture from the target material on the moving path. Next, the target material that has been first filtered through the first filter unit is dried using cloth or fabric, and secondary filtering is performed to remove oil vapor components. Here, the second filter unit that performs secondary filtering includes a filter guide 104 that guides the primary filtered target material along the moving path, and a dryer that dries and removes the oil vapor component of the target material on the moving path formed through the filter guide. It consists of a pack 105 and a dry pack holder 105 that supports the dry pack on the filter chamber. Then, the target material that is secondarily filtered through the secondary filter unit is thirdly filtered while passing through the activated carbon layer 107 as an adsorbent with a high specific surface area.

즉, 3차 필터링을 수행하는 제3 필터부는 활성카본(Activated Carbon) 또는 제올라이트(Zeolite) 등의 높은 비표면적을 갖는 흡착제를 사용하여 효율적인 처리가 가능하고, 고품질의 활성탄을 사용하여 교체주기를 늘릴 수 있다.In other words, the third filter unit that performs tertiary filtering uses an adsorbent with a high specific surface area such as activated carbon or zeolite to enable efficient treatment, and uses high-quality activated carbon to extend the replacement cycle. You can.

이와 같이, 제1 필터부, 제2 필터부, 제3 필터부는 필터박스 고무 실링(108)을 통해 밀폐될 수 있고 각각 필터박스 형태로 분리형(Filter plate)으로 개별 분리가 가능하여 교체가 용이하다.In this way, the first filter part, the second filter part, and the third filter part can be sealed through the filter box rubber seal 108, and each can be individually separated in the form of a filter box (filter plate), making it easy to replace. .

이어 송풍팬을 통해 대상물질이 유동하면서 우측 세정 챔버에서 스프레이 노즐(109)를 통해 세정으로 VOC 복합 악취가 제거될 수 있다.Then, as the target material flows through the blowing fan, the VOC complex odor can be removed by cleaning through the spray nozzle 109 in the right cleaning chamber.

이때 세정액 분사 전에 대상물질의 2차로 수분을 제거하는 제2 데미스터(111)와 2차 수분제거된 상기 대상물질을 이동통로 상에 적재되는 충진물로서 폴링(110)을 통해 필터링하고, 상부의 세정액 분사구간에서 스프레이 노즐(109)을 통한 세정액 분사로 VOC 복합 악취가 제거된다. 또한, 세정액 분사를 위해 하부 하우징(113)에 세정액을 저장하는 약액 탱크(미도시)와 세정액 분사구간의 스프레이 조르(109)로 약액 탱크에 저장된 세정액을 공급하는 이송관(미도시)과 이송관에서 세정액을 유동시키는 약액 펌프(미도시) 등의 세정액 분사장치가 더 구비될 수 있다At this time, the second demister 111, which secondarily removes moisture from the target material before spraying the cleaning liquid, filters the target material from which the secondary moisture is removed through polling 110 as a filler loaded on the moving passage, and cleansing liquid at the top. VOC complex odor is removed by spraying the cleaning liquid through the spray nozzle 109 in the spray section. In addition, a chemical tank (not shown) that stores the cleaning liquid in the lower housing 113 for spraying the cleaning liquid, and a transfer pipe (not shown) that supplies the cleaning liquid stored in the chemical tank to the spray bottle 109 in the cleaning liquid injection section. A cleaning liquid injection device such as a chemical liquid pump (not shown) that flows the cleaning liquid may be further provided.

또한, 세정액은 대상물질의 악취제거를 위해 식물정유물질의 첨가물질이 포함될 수 있다. 표 1은 탈취제(식물성 기름)가 첨가된 세정액의 부피비 구성의 일예를 나타낸 것이다.Additionally, the cleaning solution may contain additives of plant essential oils to remove bad odors from the target material. Table 1 shows an example of the volume ratio composition of a cleaning solution to which deodorant (vegetable oil) was added.

물질명substance name 함유량(부피 %)Content (volume %) 비고note 차아염소산 나트륨(1%)Sodium hypochlorite (1%) 75.00%75.00% 염화나트륨sodium chloride 0.04%0.04% 알킬벤젠설폰산Alkylbenzenesulfonic acid 0.04%0.04% 라우릴에테르황산나트륨Sodium lauryl ether sulfate 0.05%0.05% 수산화나트륨sodium hydroxide 0.01%0.01% 폴리다이메틸실록산polydimethylsiloxane 0.01%0.01% 하이드록디에틸셀로로스Hydrodiethylcellulose 0.01%0.01% 글리세리드glycerides 0.01%0.01% 터팬프리 라임오일Turpentine-free lime oil 0.20%0.20% 터팬-프리 오렌지오일Turpan-free orange oil 0.20%0.20% 에탄올ethanol 0.09%0.09% 식물성기름vegetable oil 0.09%0.09% 정제수Purified water 24.25%24.25% 합계Sum 100%100%

표 1에서, 식물성 기름은 전체 세정액에서 0.09% 부피비를 갖고, 라임오일 및 오렌지 오일이 각 0.20%씩 부피비를 갖는다.In Table 1, vegetable oil has a volume ratio of 0.09% in the total cleaning solution, and lime oil and orange oil each have a volume ratio of 0.20%.

이때, 식물정유물질(또는 식물성 기름)은 라벤더, 시나몬, 자스민, 바질, 만다린, 로즈우드, 카모마일, 시트론, 베티버, 박하, 편백나무, 레몬, 라임 등의 하나 이상 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 식물정유물질은 부피비로 전체 세정 혼합용액에서 0.10 이상 내지 2.00 이하 부피 %로 조성될 수 있다. At this time, the plant essential oil (or vegetable oil) may be composed of one or more of lavender, cinnamon, jasmine, basil, mandarin, rosewood, chamomile, citron, vetiver, peppermint, cypress, lemon, lime, etc., or a combination thereof. there is. In addition, the plant essential oil material may be comprised in an amount of 0.10 or more to 2.00 or less by volume in the total cleaning mixed solution.

이를 통해 식물정유물질은 악취물질의 산화 및 분해 작용에서 촉매 역할을 수행하여 VOC 등의 대기오염물질의 복합 악취를 제거할 수 있다.Through this, plant essential oils can remove complex odors from air pollutants such as VOCs by acting as a catalyst in the oxidation and decomposition of odorous substances.

또한, 하부에 하나 또는 복수의 먼지 집진기를 통해 필터링 및 세정의 VOC 전처리 과정에서 미세먼지를 집진하고 볼밸브(115)를 통한 개폐를 통해 먼지 청소 및 수시 점검이 가능하다.In addition, one or more dust collectors at the bottom collect fine dust during the VOC pretreatment process of filtering and cleaning, and dust cleaning and frequent inspection are possible through opening and closing through the ball valve 115.

또한, VOC 전처리 장치는 캐스터(114) 장치를 통해 이동바퀴를 통해 이동가능하여 공간 활용이 이점을 도모할 수 있게 한다. In addition, the VOC preprocessing device can be moved through moving wheels through the caster 114 device, allowing for advantageous space utilization.

이하에서 도 3을 참조하여, 제2단계의 고온 플라즈마 장치로서 RGA(Rotating Gliding Arc) 방전 시스템에 대해서 살펴본다. 도 3은 본 발명에 따른 RGA 방전 시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 4는 도 3의 RGA 방전 시스템에서 마이크로웨이브 플라즈마 발생부의 구성을 나타낸 도면, 도 5는 도 3의 RGA 방전 시스템에서 글라이딩아크 플라즈마 발생부의 구성을 나타낸 도면이다.Below, with reference to FIG. 3, we will look at the RGA (Rotating Gliding Arc) discharge system as a second stage high temperature plasma device. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an RGA discharge system according to the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a microwave plasma generator in the RGA discharge system of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing a gliding arc plasma generation in the RGA discharge system of FIG. 3. This is a diagram showing the composition of the department.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 RGO 방전 시스템은 전처리된 대상물질을 연소로에서 글라이딩아크 플라즈마를 이용하여 연소/산화/파괴/분해처리하여 출구를 통해 정화된 가스 또는 물질을 제공하는 글라이딩아크 플라즈마 버너 시스템으로 구성될 수 있다. 여기서, 마이크로웨이브(Microwave)는 이하에서 약칭하여 "M/W"라 표기하고, 상기 대상물질을 연소/산화/파괴/분해처리하여 정화된 가스 또는 물질은 이하에서 약칭하여 "처리된 물질"이라 표기할 수 있다. Referring to Figure 3, the RGO discharge system according to the present invention is a gliding arc that burns/oxidizes/destructs/decomposes the pretreated target material using gliding arc plasma in a combustion furnace and provides purified gas or material through the outlet. It may be configured as a plasma burner system. Here, Microwave is hereinafter abbreviated as "M/W", and the gas or material purified by combustion/oxidation/destruction/decomposition treatment of the target material is hereinafter abbreviated as "processed material". It can be marked.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 고온 플라즈마 장치는, 연소로(216)와, 상기 연소로(216) 내로 대상물질이 유입되는 유입통로로서 대상물질 주입부(201)와, 상기 연소로(216) 내에서 아크 화염을 발생시키는 글라이딩 아크 플라즈마 버너(212)와, 연소로(216) 내에서 플라즈마 발생 영역으로 탄화수소계 연료를 주입하는 연료 주입부(222)를 구비한다.Referring to FIGS. 3 to 5, the high-temperature plasma device includes a combustion furnace 216, a target material injection unit 201 as an inlet passage through which the target material flows into the combustion furnace 216, and the combustion furnace 216. ) and a gliding arc plasma burner 212 that generates an arc flame within the combustion furnace 216, and a fuel injection unit 222 that injects hydrocarbon-based fuel into the plasma generation area within the combustion furnace 216.

또한, 상기 연소로(216)는 석영 또는 유리 등의 재질로 이루어진 원통형의 반응기가 사용될 수 있으며, 여기서는 석영 재질의 원통형 반응기는 양측의 제1 및 제2 지지대(207)(208)을 통해 지지된다. In addition, the combustion furnace 216 may be a cylindrical reactor made of a material such as quartz or glass. Here, the cylindrical reactor made of quartz is supported by first and second supports 207 and 208 on both sides. .

또한, 연료 주입부(222)와 결합되어, 탄화수소로 이루어진 연료가스(탄화수소계 연료)가 주입되도록 구성된다. 여기서, 탄화수소계 연료로는 LPG, LNG, 등유 등이 사용될 수 있고, 저에너지로 플라즈마를 발생시켜 일정량의 탄화수소계 연료를 주입하면 빠르게 완전 연소 반응 진행이 가능하다. In addition, it is coupled to the fuel injection unit 222 and is configured to inject fuel gas made of hydrocarbon (hydrocarbon-based fuel). Here, LPG, LNG, kerosene, etc. can be used as hydrocarbon fuels, and by generating plasma with low energy and injecting a certain amount of hydrocarbon fuel, a complete combustion reaction can proceed quickly.

즉, 글라이딩 아크 플라즈마 버너 시스템은, 고품질(높은 온도)의 화염을 생성하게 되고, 고온산화반응을 통해 VOC 제거가 수월하게 된다. 여기서, “휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)”이란, 대기 오염 물질 중에서 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물을 총칭하는 의미이다.In other words, the gliding arc plasma burner system generates a high-quality (high temperature) flame and makes it easy to remove VOC through a high-temperature oxidation reaction. Here, “Volatile Organic Compounds (VOCs)” refers to a general term for liquid or gaseous organic compounds that easily evaporate into the atmosphere due to high vapor pressure among air pollutants.

글라이딩아크(Gliding Arc) 플라즈마 버너 시스템은, VOC 전처리 장치를 통해 전처리된 대상물질이 유입되는 연소로(216, 228)와, 고전압의 전력을 공급하여 상기 연소로(216, 228)서 방전을 통해 아크를 형성하고 생성된 플라즈마는 반응물에 의해 대류되어 상기 연소로(216, 228) 후단으로 밀려나고 전극으로부터 상기 연소로(216, 228)로 유입된 전처리된 대상물질을 상기 생성된 플라즈마 화염을 통해 산화반응으로 플라즈마 처리하는 글라이딩아크 버너부(212)를 구비한다.The Gliding Arc plasma burner system includes a combustion furnace (216, 228) into which target materials pretreated through a VOC pretreatment device are introduced, and high-voltage power that is supplied to the combustion furnace (216, 228) through discharge. The plasma generated by forming an arc is convected by the reactants and is pushed to the rear end of the combustion furnace (216, 228), and the pretreated target material introduced from the electrode into the combustion furnace (216, 228) is burned through the generated plasma flame. It is provided with a gliding arc burner unit 212 that performs plasma treatment through an oxidation reaction.

상기 연소로(216, 228)는, 글라이딩 아크 방전이 일어나는 아크 반응기로서, 운전 온도는 900 ~ 1,600℃의 고온이며, 석영 또는 유리 등의 재질로 이루어진 원통형의 반응기가 사용될 수 있다. 또한, 상기 연소로(216, 228)는 외부 하우징이 단열재로 구비되어 외부로의 열방출을 방지하고, 상기 아크 반응기의 하부에는 아크 또는 플라즈마 화염에 따른 화재예방을 위해 내화물 또는 방화장치(미도시)가 구비되고, 연소 또는 산화반응에 따른 먼지 등을 집진하는 집진기(215)와 냉각장치(217)가 더 구비될 수 있다. The combustion furnaces 216 and 228 are arc reactors in which gliding arc discharge occurs, and have a high operating temperature of 900 to 1,600° C., and a cylindrical reactor made of a material such as quartz or glass may be used. In addition, the combustion furnaces 216 and 228 have external housings made of insulating material to prevent heat radiation to the outside, and a refractory material or fire prevention device (not shown) is installed at the bottom of the arc reactor to prevent fires caused by arc or plasma flames. ) is provided, and a dust collector 215 and a cooling device 217 that collect dust resulting from combustion or oxidation reactions may be further provided.

이때, 전원부는 고전압의 교류 전원이 인가될 수 있으며, 글라이딩아크 유량계(203)를 통해 연소로(216, 218)로 제공되는 탄화수소계 연료의 주입양을 측정하는 LPG 유량계(205)와 대상물질의 유입양으로서 질량 또는 부피 등의 유량를 측정하는 에어 유량계(204)를 구비할 수 있다.At this time, high-voltage AC power may be applied to the power source, and the LPG flow meter 205, which measures the amount of hydrocarbon fuel injected into the combustion furnaces 216 and 218 through the gliding arc flow meter 203, and the target material An air flow meter 204 may be provided to measure flow rate such as mass or volume as the inflow amount.

또한, 글라이딩아크 버너부를 제어하여 연소로(216, 228)에 제공되는 M/W 파워를 제어하는 글라이팅아크 버너 제어부(206)가 더 구비될 수 있다. 이때, 전원공급장치는 고전압의 교류 전원을 인가할 수 있다. In addition, a gliding arc burner control unit 206 may be further provided to control the M/W power provided to the combustion furnaces 216 and 228 by controlling the gliding arc burner unit. At this time, the power supply device can apply high voltage alternating current power.

도 4a를 참조하면, 글라이딩아크(G.A) 버너부는, 내부 할로우를 통해 연료가 주입되는 글라이딩아크 전극바(222)와, 상기 글라이딩 아크 전극바(222)를 지지하는 제1 전극바 홀더(221)와, 상기 제1 전극바 홀더(221)와 연결되고 외부 전극이 구비되어 내부에 방전가스가 주입되는 제2 전극바 홀더(233)와, 상기 제2 전극바 홀더(233)를 지지하는 글라이딩아크 바디와, 상기 글라이딩아크 전극바의 말단부에 연결되고 상기 제2 연소로의 내부에 위치하여 플라즈마 화염(235)을 발생시키는 내부 전극(234)와, 상기 내부 전극(234)을 커버하고 아크(236)가 발생하는 제3 전극바 홀더를 구비한다. 이때, 글라이딩아크 버너부는 소형장치로서 복수개 구성될 경우 열처리 효과에서 상승의 효과를 가져올 수 있어, 본 발명에서는 3모듈 전극바가 좌우 양측에 1개씩 총 6개의 글라이딩아크 버너부를 구성할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 전극바 홀더는 화염 등으로 내열성이 좋은 세라믹 소재가 바람직하다.Referring to FIG. 4A, the gliding arc (G.A.) burner unit includes a gliding arc electrode bar 222 into which fuel is injected through an internal hollow, and a first electrode bar holder 221 that supports the gliding arc electrode bar 222. and a second electrode bar holder 233 connected to the first electrode bar holder 221 and equipped with an external electrode and into which discharge gas is injected, and a gliding arc supporting the second electrode bar holder 233. A body, an internal electrode 234 connected to the distal end of the gliding arc electrode bar and located inside the second combustion furnace to generate a plasma flame 235, and an arc 236 that covers the internal electrode 234 and ) is provided with a third electrode bar holder that generates. At this time, when the gliding arc burner unit is a small device and is configured in plural, the heat treatment effect can be increased. In the present invention, a 3-module electrode bar can form a total of 6 gliding arc burner units, one on each side on the left and right. In addition, the first to third electrode bar holders are preferably made of ceramic material that has good heat resistance due to flame, etc.

또한, 상기 글라이딩아크 버너부에서는 회전 글라이딩 아크 방전을 통해 소용돌(Swirl) 방전을 형성하게 된다. 즉, 상기 글라이딩아크 버너부의 외부 전극 및 다른 하나의 내부 전극에 교류의 고전압을 인가하게 되면 전력값이 증가하면서 열에너지로 변환되어 온도가 증가하고, 고온 상태가 형성되면서 낮아진 밀도로 인해 전자의 가속이 발생하고 방전이 일어난다. Additionally, the gliding arc burner unit forms a swirl discharge through a rotating gliding arc discharge. That is, when a high voltage of alternating current is applied to the external electrode of the gliding arc burner unit and the other internal electrode, the power value increases and is converted to heat energy, thereby increasing the temperature. As a high temperature state is formed, the acceleration of electrons occurs due to the lowered density. occurs and discharge occurs.

이때, 상대적으로 다수인 강한 전자에 의해 형성된 플라즈마가 충분히 이온화되어 있을 경우 방전이 쉽게 개재된다.At this time, if the plasma formed by a relatively large number of strong electrons is sufficiently ionized, discharge easily occurs.

또한, 플라즈마가 이탈되고 다시 방전이 이루어질 때, 전극 최단거리가 아닌 플라즈마 이탈 지점에서 직접 방전이 일어나는 연속 방전이 개재된다. 이과정에서 전력 공급값에 따라서 발생하는 연속 방전이 한쪽 끝은 내부 전극 끝단, 또 다른 끝은 외부 전극 내벽에 형성되다가 전력값이 증가하면서 플라즈마 영역이 팽창을 하게 된다.Additionally, when the plasma escapes and discharge occurs again, a continuous discharge occurs where the discharge occurs directly at the plasma departure point rather than at the shortest distance from the electrode. In this process, a continuous discharge that occurs depending on the power supply value is formed at one end at the end of the internal electrode and at the other end at the inner wall of the external electrode, and as the power value increases, the plasma area expands.

이 조건에서 길이 방향으로 증가한 아크선에서는 높은 전자의 가속이 발생하고, 상기 생성된 아크 플라즈마는 고온의 온도와 산소 활성종 발생 환경을 조성한다. 이때, 도 4b를 참조하면, 각각 글라이딩아크 유량계(203)의 연료 유량계(205, 203b)와 에어 유량계(204, 203a)를 통해 제2 연소로(228)로 제공되는 탄화수소계 연료(fue)과 대상물질(air)의 유입양으로서 질량 또는 부피 등의 유량를 측정할 수 있고 각 연료 밸브 액츄에이터(225b) 및 에어 밸브 액츄에터(225a)를 통해 측정된 유량의 제어할 수 있다. 이를 통해 구성된 SBMS(Smart Burner mgmt System)(226)에서 상기 생성된 아크 플라즈마는 고온의 온도와 산소 활성종 발생 환경을 조성하고, 투입되는 연료(LPG)와의 플라즈마 화학반응을 통하여 연소효율을 높일 수 있어 잠재열량의 최대효과를 이끌어 낼 수 있다.Under this condition, high acceleration of electrons occurs in the arc line that increases in the longitudinal direction, and the generated arc plasma creates an environment for high temperature and oxygen active species generation. At this time, referring to FIG. 4b, hydrocarbon-based fuel (fue) provided to the second combustion furnace 228 through the fuel flow meters 205 and 203b and the air flow meters 204 and 203a of the gliding arc flow meter 203, respectively. As the inflow amount of the target material (air), the flow rate such as mass or volume can be measured, and the measured flow rate can be controlled through each fuel valve actuator 225b and the air valve actuator 225a. The arc plasma generated in the SBMS (Smart Burner mgmt System) 226 configured through this creates an environment for high temperature and oxygen active species generation, and can increase combustion efficiency through plasma chemical reaction with the injected fuel (LPG). This can bring out the maximum effect of potential calories.

도 4b 및 도 4c를 참조하면, 글라이딩 아크 버너 시스템에서는 고온 산화반응을 통해 VOCs를 CO2와 H2O로 분해하고 반응열은 열 산화 히트 교환기(227)을 통해 재활용할 수 있어, 휘발성 유기화합물(VOCs)의 제거에 효과가 있음을 확인할 수 있다.Referring to Figures 4b and 4c, in the gliding arc burner system, VOCs are decomposed into CO 2 and H 2 O through a high-temperature oxidation reaction, and the reaction heat can be recycled through the thermal oxidation heat exchanger 227, thereby reducing volatile organic compounds ( It can be confirmed that it is effective in removing VOCs).

도 5를 참조하면, 반응열은 열 산화 히트 교환기(227)를 통해 열회수/열재생을 통해 재활용할 수 있다. 즉, 반응로(228)는 상하부로 하부의 1차 연소실과 상부의 2차 연소실로 구분될 수 있고 하부의 1차 연소실과 상부의 2차 연소실은 연소가스 유도관을 통해 연결된다.Referring to FIG. 5, reaction heat can be recycled through heat recovery/heat regeneration through the thermal oxidation heat exchanger 227. That is, the reactor 228 can be divided into an upper and lower primary combustion chamber and an upper secondary combustion chamber, and the lower primary combustion chamber and the upper secondary combustion chamber are connected through a combustion gas guide pipe.

또한, 열 산화 히트 교환기(227)는 2차 연소실의 상부에 내열성이 좋은 세라믹 촉매층과 세라믹 촉매층의 상부에 형성된 폐열 회수 장치를 통해 열회수 및 열재생을 통해 반응열을 재활용한다.In addition, the thermal oxidation heat exchanger 227 recycles reaction heat through heat recovery and heat regeneration through a ceramic catalyst layer with good heat resistance at the top of the secondary combustion chamber and a waste heat recovery device formed on the ceramic catalyst layer.

이어, 고온 연소반응에 의해 산화연소반응 처리후 가스 이송 유닛을 통해 가스 출구(208)로 배출한다. 이때, 배출과정에서 광촉매 비드와 하니콤(honeycom)형 하이브리드 복합촉매시스템을 통과시켜 잔존하는 미반응 악취가스, 난분해성 물질, VOCs, HAPs 물질이 추가적으로 제거될 수 있다Subsequently, after oxidation combustion reaction treatment by high temperature combustion reaction, it is discharged to the gas outlet 208 through the gas transfer unit. At this time, during the discharge process, the remaining unreacted odor gases, non-decomposable substances, VOCs, and HAPs can be additionally removed by passing through the photocatalyst beads and honeycomb-type hybrid composite catalyst system.

또한, 플라즈마 버너가 고속선회 화염을 형성하여, 연소로 내의 온도를 신속하게 고온으로 만들 수 있고, 연소 가스 중의 오염물질을 파괴, 분해하는 플라즈마 이온이 주입되는 산화연소장치이며, 공기비를 일정하게 분배하여 완전 연소를 일으키는 공기공급 분배장치가 더 포함될 수 있다.In addition, the plasma burner forms a high-speed rotating flame, which can quickly increase the temperature in the combustion furnace. It is an oxidation combustion device in which plasma ions that destroy and decompose contaminants in the combustion gas are injected, and the air ratio is evenly distributed. Thus, an air supply distribution device that causes complete combustion may be further included.

여기서, 글라이딩 아크(Gliding Arc) 버너의 연소로(방전관)에서 고온플라즈마로 연소/산화/파괴/분해 처리한다. 즉, 연소반응과 산화 반응을 순차적으로 진행하면서 고온 연소반응에 의해 악취가스, 난분해성 물질, VOCs, HAPs가 제거될 수 있다.Here, combustion/oxidation/destruction/decomposition is performed with high-temperature plasma in the combustion furnace (discharge tube) of the gliding arc burner. In other words, odorous gases, non-decomposable substances, VOCs, and HAPs can be removed through the high-temperature combustion reaction while the combustion reaction and oxidation reaction proceed sequentially.

가령, PTO(Plasma Thermal Oxidation) 악취저감 기술은, 저에너지로 고온 플라즈마를 발생시켜 일정량의 탄화수소체 연료를 주입하면 빠르게 완전연소반응을 진행할 수 있다.For example, PTO (Plasma Thermal Oxidation) odor reduction technology generates high-temperature plasma with low energy and can quickly proceed with a complete combustion reaction by injecting a certain amount of hydrocarbon fuel.

또한, 플라즈마 화염을 증폭시키고 연소로 온도를 일반 가스버너보다 높은 온도로 증가시킬 수 있다.Additionally, the plasma flame can be amplified and the combustion furnace temperature can be increased to a higher temperature than that of a regular gas burner.

또한, 마그네트론 에너지 효율 80% 이상, M/W 플라즈마 99%이상 전달 효율, 글라이딩아크(Gliding Arc) 전달율 증가시킬 수 있다.In addition, magnetron energy efficiency can be increased by more than 80%, M/W plasma transmission efficiency can be increased by more than 99%, and gliding arc transmission rate can be increased.

또한, 설치/운전비용이 저렴하고, 전기비용, 유지보수비, 운영비를 대폭적으로 절감시킬수 있는 효과가 있고, LPG, LNG, 등유를 선택적으로 사용가능하다.In addition, installation/operation costs are low, it has the effect of significantly reducing electricity costs, maintenance costs, and operating costs, and LPG, LNG, and kerosene can be selectively used.

이는 기존의 RTO 대비 고온의 환경을 유지할 수 있고, 사용되는 LPG량이 적어 플라즈마 연소효과와 연료비를 절감하고, 소형으로도 제작가능하여 초기 투자비를 절감할 수 있다.This can maintain a high-temperature environment compared to existing RTOs, reduces plasma combustion effects and fuel costs due to the small amount of LPG used, and can be manufactured in a small size, reducing initial investment costs.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 RGA 방전 시스템을 통해 고온 연소반응에 의해 산화연소반응 처리후 광촉매 비드와 하니콤(honeycom)형 하이브리드 복합촉매시스템을 통과시켜 잔존 대상물질을 후처리하고 나서, 가스 이송 유닛을 통해 제1 플라즈마 마이크로버블장치로 대상물질이 이송된다.Referring to FIG. 3, after oxidation combustion reaction treatment by high temperature combustion reaction through the RGA discharge system according to the present invention, the remaining target materials are post-treated by passing them through photocatalyst beads and a honeycomb type hybrid composite catalyst system, The target material is transferred to the first plasma microbubble device through the gas transfer unit.

도 6은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제1 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면, 도 7은 도 1의 대기오염물질 저감장치에서 제2 플라즈마 마이크로버블장치의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the first plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of FIG. 1, and FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the second plasma microbubble device in the air pollutant reduction device of FIG. 1.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 대기오염물질 저감장치에서는 대상물질을 고온 플라즈마 처리한 후에 저온 플라즈마 처리를 수행한다. 이러한 저온 플라즈마 장치에서는 제1 플라즈마 마이크로버블장치를 통해 플라즈마 + NO 전환 시스템을 구현하고, 상기 NO 전환시스템에서 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게하고, 제2 플라즈마 마이크로버블장치를 통해 전환된 NO/N2O/NO2 제거를 수행하여, 대기오염물질에서 기존 장치로는 제거가 어려웠던 질소산화물을 제거할 수 있게 한다.Referring to Figures 6 and 7, in the air pollutant reduction device according to the present invention, low-temperature plasma treatment is performed after high-temperature plasma treatment of the target material. In this low-temperature plasma device, a plasma + NO conversion system is implemented through a first plasma microbubble device, N 2 O and NO 2 are converted into nitrogen oxides in the NO conversion system, and the converted through the second plasma microbubble device is converted into nitrogen oxide. By performing NO/N 2 O/NO 2 removal, nitrogen oxides, which were difficult to remove with existing devices, can be removed from air pollutants.

도 6을 참조하면, 상기 제1 플라즈마 마이크로버블장치는 플라즈마 + NO 전환 시스템으로, 상기 NO 전환시스템에서 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게 한다. 가령, 고온 플라즈마 장치를 통해 1차 및 2차 연소산화반응을 통해 연소/산화/파괴/분해처리하여 제거된다.Referring to FIG. 6, the first plasma microbubble device is a plasma + NO conversion system, and the NO conversion system converts N 2 O and NO 2 into nitrogen oxide. For example, it is removed by combustion/oxidation/destruction/decomposition through primary and secondary combustion oxidation reactions using a high-temperature plasma device.

그러나, 특히 질소산화물(NOx)의 경우 NO로 분해/산화된 후에 기존 선택적 촉매 환원(SCR) 공정으로는 제약이 있어, 플라즈마 + NO 전환 시스템을 통해 수용성의 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게 한다. 이어 제2 플라즈마 마이크로버블장치를 통해 전환된 NO/N2O/NO2 를 습식 세정을 통해 완전히 제거할 수 있다.However, especially in the case of nitrogen oxides (NOx), after being decomposed/oxidized into NO, there are limitations in the existing selective catalytic reduction (SCR) process, so it is converted into water-soluble N 2 O and NO 2 nitrogen oxides through a plasma + NO conversion system. Let's do it. Then, the NO/N 2 O/NO 2 converted through the second plasma microbubble device can be completely removed through wet cleaning.

이를 통해, 제1 플라즈마 마이크로버블 장치는, 제2 하부 하우징의 상부에 복수개의 세정액을 분사하는 세정 챔버로 구성될 수 있다. 가령, 세정 챔버는 상기 하부 하우징의 상부 공간에서 수평방향 또는 가로 방향을 따라 복수개 배치되고, 복수개의 세정 챔버는 브릿지(307)를 통해 연결되어, 상기 수평방향에서 좌측에서 우측으로 일방향을 따라 대상물질을 이동통로를 따라 통과시킬 수 있다. 상기 대상물질의 이동통로는 좌측의 세정 챔버의 유입구(301)와 연결된다. 이에 상기 대상물질이 유입구(301)를 통해 유입되면, 좌측의 세정 챔버로 상승 이동하면서 세정액 분사 전에 상기 대상물질을 이동통로 상에 적재되는 충진물로서 폴링(302)과 그물망 구조에서 대상물질을 필터링 공간에서 체류시간을 늘려주는 새들층(303)을 통해 필터링하고, 상부의 제1 세정액 분사구간(304)에서 제1 스프레이 노즐(315)을 통한 세정액 분사로 대기오염물질을 처리한다. 이때, 일측에 설치된 송풍기(Fan)를 공기 유동을 일으키며 상기 좌측의 세정 챔버를 통해 하부에서 상부로 이동하였다가 연결된 브릿지(307)을 통해 우측의 세정챔버로 이동하고 상부에서 세정액 분사를 통해 처리된후 하부 유출구(312)를 통해 1차 플라즈마 마이크로 버블 처리된다. 이때, 새들층(313)과 폴링층의 필터링이 후처리로서 추가될 수 있다. 또한, 상기 충진재 폴링층은 상기 스플레이 노즐(315)을 통해 대상물질로 약액 분사시에 전처리 물질로서 폴링과 반응하여 처리효과를 증가시켜준다. 또한, 스프레이 노즐(315)의 상부에 형성되어 챔버상의 수분을 제거하는 제1 및 제2 데미스터(demister)(306)를 더 구비한다. 여기서, 폴링(충진물)과 데미스터를 사용하여 집진 효율, 악취제거, SOx, NOx 저감효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 세정액 분사 및 처리 과정을 확인할 수 있도록 세정 챔버의 측면에 형성된 뷰포트(305)와 공정 제어를 위한 공정제어부(316)가 더 구비될 수 있다.Through this, the first plasma microbubble device may be configured as a cleaning chamber that sprays a plurality of cleaning liquids on the upper part of the second lower housing. For example, a plurality of cleaning chambers are arranged horizontally or horizontally in the upper space of the lower housing, and the plurality of cleaning chambers are connected through a bridge 307 to clean the target material in one direction from left to right in the horizontal direction. can pass along the movement path. The movement path of the target material is connected to the inlet 301 of the cleaning chamber on the left. Accordingly, when the target material flows in through the inlet 301, it moves upward to the cleaning chamber on the left, and before spraying the cleaning liquid, the target material is filtered through the polling 302 and net structure as a filler loaded on the moving passage. Air pollutants are filtered through the saddle layer 303, which increases the residence time, and the air pollutants are treated by spraying the cleaning fluid through the first spray nozzle 315 in the first cleaning fluid injection section 304 at the top. At this time, the blower (Fan) installed on one side creates air flow and moves from the bottom to the top through the cleaning chamber on the left, then moves to the cleaning chamber on the right through the connected bridge 307, and sprays the cleaning solution from the top. Afterwards, it is subjected to primary plasma microbubble treatment through the lower outlet 312. At this time, filtering of the saddle layer 313 and the polling layer may be added as post-processing. In addition, the filler polling layer reacts with polling as a pretreatment material when the chemical solution is sprayed onto the target material through the splay nozzle 315, thereby increasing the treatment effect. In addition, first and second demister 306 are formed on the spray nozzle 315 to remove moisture in the chamber. Here, dust collection efficiency, odor removal, SOx, and NOx reduction efficiency can be improved by using polling (filling material) and demister. In addition, a viewport 305 formed on the side of the cleaning chamber to check the cleaning liquid injection and processing process and a process control unit 316 for process control may be further provided.

이때. 송풍팬을 통해 대상물질이 유동하면서 좌측 세정 챔버에서 우측 세정챔버로 1차 및 2차의 스프레이 노즐(315)을 통한 세정이 수행된다.At this time. As the target material flows through the blowing fan, cleaning is performed through the first and second spray nozzles 315 from the left cleaning chamber to the right cleaning chamber.

특히, 본 발명에서 세정 챔버는 습식형 플라즈마 스크러버의 형태를 가지며, 좌우측 세정 챔버 상에서 상기 대상물질 이동통로의 하부에 형성되는 마이크로버블 플라즈마 장치(310)와, 상기 마이크로버블 플라즈마 장치(310)를 통해 생성된 나노 마이크로버블을 상기 이동통로상의 대상물질과 접촉량이 증가하도록 하부에서 상부로 확산시키는 나노버블 디퓨저(diffuser)를 포함한다.In particular, in the present invention, the cleaning chamber has the form of a wet plasma scrubber, and includes a microbubble plasma device 310 formed at the bottom of the target material movement passage on the left and right cleaning chambers, and a microbubble plasma device 310 through the microbubble plasma device 310. It includes a nanobubble diffuser that diffuses the generated nano-microbubbles from the bottom to the top to increase the amount of contact with the target material on the movement path.

이때, 스크러버는 세정에 의한 집진시설을 의미하며, 악취 및 유해가스, 분진, 액상오염물질 등을 동시에 처리할 수 있어 가장 많이 적용되고 있다. 또한, 스크러버는 가스흡수탑이라고도 하며, 건식, 습식, 혼합식으로 나눠지나, 여기서는 습식 스크러버를 말하며, 습식 스크러버는 유해가스를 액체에 접촉시켜 씻어내는 방식으로 오염물질을 정화하는 방식이며, 정화효율을 높이기 위해 통상적으로 수산화나트륨, 황산과 같은 흡수액 혹은 세정액 등 여러 가지 화학반응을 일으키는 고비용의 화학약품을 물과 함께 사용한다. 이는 세정액을 포함한 물이 분사되었을 시, 유해가스와의 접촉율을 높이고 오염물질이 용해된 물을 정화시키는 역할을 하여 처리효율을 높이기 위함이다.At this time, a scrubber refers to a dust collection facility through cleaning, and is most widely applied as it can simultaneously treat odors, harmful gases, dust, and liquid pollutants. In addition, scrubbers are also called gas absorption towers, and are divided into dry, wet, and mixed types, but here, they refer to wet scrubbers. Wet scrubbers are a method of purifying pollutants by contacting harmful gases with liquid and washing them away. Purification efficiency In order to increase this, expensive chemicals that cause various chemical reactions, such as absorbent liquids such as sodium hydroxide and sulfuric acid, or cleaning liquids, are usually used together with water. This is to increase treatment efficiency by increasing the contact rate with harmful gases when water containing cleaning fluid is sprayed and purifying the water in which contaminants are dissolved.

또한, 세정액 분사를 위해 하부 하우징에 세정액을 저장하는 약액 탱크(311)와 세정액 분사구간의 스프레이 노즐(315)로 약액 탱크(311)에 저장된 세정액을 공급하는 이송관(308)과 이송관(308)에서 세정액을 유동시키는 약액 펌프(309) 등의 세정액 분사장치가 더 구비될 수 있다.In addition, a transfer pipe 308 and a transfer pipe 308 for supplying the cleaning liquid stored in the chemical tank 311 to the chemical tank 311 that stores the cleaning liquid in the lower housing for spraying the cleaning liquid and the spray nozzle 315 in the cleaning liquid injection section. ) may be further provided with a cleaning liquid injection device such as a chemical liquid pump 309 that flows the cleaning liquid.

본 발명에서, 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 세정액 분사층(306)에서는 플라즈마 오존이 발생되며, 이는 OH-라디칼로 환원되어서 오존보다 18,000배 이상의 산화력을 갖는다. In the present invention, plasma ozone is generated in the cleaning liquid spray layer 306 through the first microbubble plasma device, which is reduced to OH-radicals and has an oxidizing power more than 18,000 times that of ozone.

즉, 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 질소산화물(NOx) 중 NO를 분해/산화시키고 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게 한다. 도 8a는 마이크로 버블 플라즈마 장치를 작동하기 전의 NO, N2O, NO2 질소산화물 전환율 그래프를 나타낸 것이고, 도 8b는 마이크로 버블 플라즈마 장치의 작동을 통한 NO, N2O, NO2 질소산화물 전환율 그래프를 나타낸 것이다. 도 8b를 참조하면, 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 질소산화물(NOx) 중 NO를 분해/산화시키고 N2O, NO2 질소산화물로 전환을 향상시키 수 있다.That is, NO among nitrogen oxides (NOx) is decomposed/oxidized and converted into N 2 O and NO 2 nitrogen oxides through the first microbubble plasma device. Figure 8a shows a graph of NO, N 2 O, and NO 2 nitrogen oxide conversion rates before operating the microbubble plasma device, and Figure 8b shows a graph of NO, N 2 O, and NO 2 nitrogen oxide conversion rates through operation of the microbubble plasma device. It represents. Referring to FIG. 8b, NO among nitrogen oxides (NOx) can be decomposed/oxidized and the conversion into N 2 O and NO 2 nitrogen oxides can be improved through a microbubble plasma device.

또한, 제1 마이크로 버블 장치를 통해 플라즈마 + NO 전환시스템에서 스프레이 노즐(315)을 통해 분사되는 세정액(cleaning solution)은 인체에 무해한 세정액으로 사고의 위험성을 낮출 수 있고, 상기 스프레이 노즐을 통해 챔버(chamber) 내에서 플라즈마 오존이 발생되며, 이는 OH-라디칼로 환원되어서 오존보다 18,000배 이상의 산화력을 갖게 한다.In addition, the cleaning solution sprayed through the spray nozzle 315 in the plasma + NO conversion system through the first microbubble device is a cleaning solution harmless to the human body, which can reduce the risk of accidents, and can reduce the risk of accidents through the spray nozzle to the chamber ( Plasma ozone is generated within the chamber, which is reduced to OH-radicals and has an oxidizing power more than 18,000 times that of ozone.

이때 사용되는 기본 세정액은 Ca(OH)2, CaO, CaCO3, CaSO4, Na2CO3, NaHCO3, NaOH, Na2SO3, MgO, Mg(OH)2, KOH, 굴 패각, 홍합 패각, 대합패각, 조개 패각 중에서 어느 하나 또는 이들 중에서 하나 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 또한, 첨가제로는 NaCl, CaCl2, CuO, NaClO2 중에서 어느 하나 또는 이들 중에서 하나 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 또한, 바람직하게는 기본 세정액과 첨가제의 혼합 비율은 부피비로 9:1의 비율로 최적화될 수 있다.The basic cleaning solution used at this time is Ca(OH) 2, CaO, CaCO 3 , CaSO 4 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NaOH, Na 2 SO 3 , MgO, Mg(OH) 2 , KOH, oyster shell, mussel shell. , clam shell, clam shell, or a combination of one or more of these may be used. Additionally, the additive may be any one of NaCl, CaCl 2 , CuO, and NaClO 2 or a combination of one or more of these. Additionally, preferably, the mixing ratio of the basic cleaning solution and the additive can be optimized to a volume ratio of 9:1.

표 2는 제1 마이크로 버블장치에서 사용되는 세정액의 종류와 처리효율을 나타낸 것이다.Table 2 shows the type and processing efficiency of the cleaning solution used in the first microbubble device.

공정process 세정액 종류Cleaning liquid type 반응온도(℃)Reaction temperature (℃) 제거효율(%)Removal efficiency (%) 적용apply



세정액성분




Cleansing liquid ingredients
CaCO3, Ca(OH)2, CaOCaCO 3 , Ca(OH) 2 , CaO 30~7030~70 90~9990~99 가능possible
MgO, Mg(OH)2 MgO, Mg(OH) 2 30~7030~70 90~9590~95 가능possible MgO, CaCO3 MgO, CaCO 3 30~7030~70 95~9795~97 가능possible CaCO3, CaSO4 CaCO 3 , CaSO 4 30~7030~70 96~9896~98 가능possible NaOH, NaHCO3 NaOH, NaHCO 3 30~7030~70 90~9990~99 가능possible Na2SO3 Na 2 SO 3 30~7030~70 90~9990~99 가능possible Na2SO3, Na2CO3 Na 2 SO 3 , Na 2 CO 3 30~7030~70 95~9995~99 가능possible

도 9a 및 도 9b는 각각 굴패각, 홍합패각, 대합패각, 조개 패각의 기본 세정액을 사용하였을 경우의 (a) mg 몰 농도, (b) SO2 총 제거 효율을 나타낸 그래프이고, 도 9c 및 도 9d는 각각 소성 굴패각, 소성 홍합패각, 소성 대합패각, 소성 조개 패각의 기본 세정액을 사용하였을 경우의 (c) SO2 총 제거 효율을 나타낸 그래프이고, (d) NOx 총 제거 효율을 나타낸 그래프이다.Figures 9a and 9b are graphs showing (a) mg molar concentration and (b) SO2 total removal efficiency when using a basic cleaning solution for oyster shells, mussel shells, clam shells, and clam shells, respectively, and Figures 9c and 9d are (c) This is a graph showing the total SO2 removal efficiency, and (d) this is a graph showing the total NOx removal efficiency when using basic cleaning solutions for fired oyster shells, fired mussel shells, fired clam shells, and fired clam shells, respectively.

도 10a 및 도 10b는 각각 소성 굴패각 단독(100%)과, 소성 굴패각(90%) 첨가제 NaCl(10%) 혼합용액과, 소성 굴패각(70%)와 첨가제 NaCl(30%) 혼합 용액을 세정액으로 사용하였을 경우의 (a) NOx 총 제거 효율 및 (b) SO2 총 제거 효율은 나타낸 그래프이다.Figures 10a and 10b show baked oyster shells alone (100%), a mixed solution of baked oyster shells (90%) with additive NaCl (10%), and a mixed solution of baked oyster shells (70%) and additive NaCl (30%) as cleaning solutions, respectively. This is a graph showing (a) NOx total removal efficiency and (b) SO2 total removal efficiency when used.

또한, 상기 대상물질 이동통로의 상부에 형성되는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 유연 전극장치를 더 구비할 수 있다. 이때, 특히, 메쉬형 플라즈마 장치는 질소산화물(NOx) 중 NO를 분해/산화시키고 NO2로 변환시켜 효과적으로 처리 및 제거가 가능한다. 즉, NOx-plasma 산화(oxidation) 후 처리, 악취가스와 유해독성물질, VOCs 파괴처리가 가능하다.In addition, a DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma flexible electrode device formed on the upper part of the target material movement passage may be further provided. At this time, in particular, the mesh-type plasma device can effectively treat and remove nitrogen oxides (NOx) by decomposing/oxidizing NO and converting it into NO 2 . In other words, treatment after NOx-plasma oxidation and destruction of odorous gases, harmful toxic substances, and VOCs are possible.

또한, DBD 플라즈마 유연 전극 장치는, 메쉬(mesh) 형태의 플라즈마 전극 방식으로 저온 플라즈마를 이용하여 공기를 플라즈마시키고 오존을 발생시켜 산화반응을 일으킨다. 여기서, DBD 플라즈마 유연 전극장치는 유연한 특성을 가지는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 플라즈마(P)를 생성하는데, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 격자구조를 형성할 수 있다. 가령, 제1 전극은 y축 방향을 따라 뻗고 제2 전극은 제1 전극의 하부에서 x축 방향을 따라 뻗으며 서로 교차하며 위치한다. 이때, DBD 플라즈마 유연 전극장치(313)는 메쉬 형태의 플라즈마 전극 방식으로 교차하는 전극 사이 사이로 다량의 오존을 발생시켜 악취 가스 처리에 대한 효율을 높일 수 있다.In addition, the DBD plasma flexible electrode device uses a mesh-shaped plasma electrode method to plasmaize air using low-temperature plasma and generate ozone to cause an oxidation reaction. Here, the DBD plasma flexible electrode device includes a first electrode and a second electrode having flexible characteristics and generates plasma (P), and the first electrode and the second electrode can form a lattice structure. For example, the first electrode extends along the y-axis direction and the second electrode extends along the x-axis direction from the bottom of the first electrode and intersects each other. At this time, the DBD plasma flexible electrode device 313 can increase the efficiency of odorous gas treatment by generating a large amount of ozone between the intersecting electrodes using a mesh-shaped plasma electrode method.

또한, DBD 플라즈마 유연 전극장치는 제1 전극과 제2 전극에 전원이 인가되면 플라즈마 방전이 이루어지고, 생성된 에너지를 이용하여 오존을 생성 할 수 있으며, 플라즈마의 오존 및 OH 라디칼을 이용한 산화반응을 제공한다. 이를 통해, 상기 DBD 플라즈마 유연 전극장치에서 생성된 오존은 챔버로 이동하여 대상물질에 포함되는 악취, 세균, 곰팡이 등의 미생물을 제거하여 정화작용을 수행할 수 있다. In addition, the DBD plasma flexible electrode device generates plasma discharge when power is applied to the first and second electrodes, can generate ozone using the generated energy, and can carry out an oxidation reaction using ozone and OH radicals in the plasma. to provide. Through this, the ozone generated from the DBD plasma flexible electrode device can move to the chamber and perform a purification action by removing microorganisms such as odors, bacteria, and mold contained in the target material.

또한, DBD 플라즈마 유연전극장치는 제1 전극과 제2 전극의 외측을 둘러싸며 위치하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 내부에 제1 전극과 제2 전극을 수용하면서 보호할 수 있다. 이때, 상기 하우징에는 전원, 접지선 등이 연결될 수 있는 전원공급부가 설치될 수 있으며, 전원공급부는 메쉬형 플라즈마 장치의 제1 전극 및 제2 전극과 연결되어 전원을 인가할 수 있다. 또한, 전원공급부에서 전원을 인가하면 제1 전극과 제2 전극가 상호 맞닿는 접촉부에서 방전이 되어 플라즈마(P)가 형성될 수 있다. 이 경우, 플라즈마(P)는 대기압 상태에서 안정적으로 장시간 방전될 수 있다. In addition, the DBD plasma flexible electrode device includes a housing positioned to surround the outside of the first electrode and the second electrode, and the housing can accommodate and protect the first electrode and the second electrode therein. At this time, a power supply to which a power source, a ground wire, etc. can be connected may be installed in the housing, and the power supply may be connected to the first and second electrodes of the mesh-type plasma device to apply power. Additionally, when power is applied from the power supply unit, a discharge occurs at the contact portion where the first electrode and the second electrode come into contact with each other, thereby forming plasma (P). In this case, the plasma P can be stably discharged for a long time under atmospheric pressure.

또한, DBD 플라즈마 유연전극 장치와 나노 마이크로버블 플라즈마(310)를 제어하는 제어패널(316)이 더 구비될 수 있고, 제어 패널은 중앙집중방식 내장형 채택과 전원 스위치를 집약하여 시인성이 향상되고, 이동중 파손이나 고장율이 낮은 장점이 있다. 또한, 디스플레이를 통해 내부상태 확인이 가능하다.In addition, a control panel 316 that controls the DBD plasma flexible electrode device and the nano-microbubble plasma 310 may be further provided, and the control panel has improved visibility by adopting a centralized built-in type and integrating a power switch, and can be used while moving. It has the advantage of low damage or failure rate. Additionally, the internal status can be checked through the display.

이와같이, 메쉬형 플라즈마 장치는 제1 전극 및 제2 전극에 전원이 인가되면 플라즈마(P)가 방전되어 전자는 해리(dissociation), 이온화(ionization), 여기(excitation) 반응을 통하여 질소(N2), 산소(O2), 수분(H20) 등을 활성화시켜서 활성 라디칼과 오존을 생성시킬 수 있다. 이러한 활성 라디칼과 오존에 의해 암모니아, 황화수소, 메틸메캅탄, 아황산 등을 분해시킬 뿐만 아니라, 세균이나 곰팡이 등의 유해한 미생물을 제거할 수 있다.In this way, in the mesh-type plasma device, when power is applied to the first and second electrodes, plasma (P) is discharged and electrons are converted to nitrogen (N 2 ) through dissociation, ionization, and excitation reactions. , oxygen (O 2 ), moisture (H 2 0), etc. can be activated to generate active radicals and ozone. These active radicals and ozone not only decompose ammonia, hydrogen sulfide, methyl mecaptan, and sulfurous acid, but also remove harmful microorganisms such as bacteria and mold.

특히, 메쉬형 플라즈마 장치는 질소산화물(NOx) 중 NO를 분해/산화시키고 NO2로 변환시켜 효과적으로 처리 및 제거가 가능한다. 즉, NOx-plasma 산화(oxidation) 후 처리, 악취가스와 유해독성물질, VOCs 파괴처리가 가능하다.In particular, the mesh-type plasma device can effectively treat and remove nitrogen oxides (NOx) by decomposing/oxidizing NO and converting it into NO 2 . In other words, treatment after NOx-plasma oxidation and destruction of odorous gases, harmful toxic substances, and VOCs are possible.

전술한 바와 같이, 제1 플라즈마 마이크로 버블장치를 통해 플라즈마 + NO 전환 시스템을 구현하여 수용성의 N2O, NO2 질소산화물로 전환하게 한다. As described above, a plasma + NO conversion system is implemented through the first plasma microbubble device to convert water-soluble N 2 O and NO 2 into nitrogen oxides.

이에 도 7을 참조하면, 제2 플라즈마 마이크로 버블장치를 통해 상기 전환된 NO/N2O/NO2 를 습식 세정을 통해 완전히 제거할 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 7, the converted NO/N 2 O/NO 2 can be completely removed through wet cleaning using the second plasma microbubble device.

이를 통해, 제2 플라즈마 마이크로버블 장치는, 제3 하부 하우징의 상부에 복수개의 세정액을 분사하는 세정 챔버로 구성될 수 있다. 가령, 세정 챔버는 상기 하부 하우징의 상부 공간에서 수평방향 또는 가로 방향을 따라 3개 배치되고, 복수개의 세정 챔버는 브릿지를 통해 연결되어, 상기 수평방향에서 좌측에서 우측으로 일방향을 따라 대상물질을 이동통로를 따라 통과시킬 수 있다. 상기 대상물질의 이동통로는 좌측의 세정 챔버의 유입구(401)와 연결된다. 이에 상기 대상물질이 유입구(401)를 통해 유입되면, 좌측의 세정 챔버로 상승 이동하면서 세정액 분사 전에 상기 대상물질을 이동통로 상에 적재되는 충진물로서 폴링(403)을 통해 필터링하고, 상부의 제1 내지 제3 세정액 분사구간에서 제1 내지 제3 스프레이 노즐(404)을 통한 세정액 분사로 대기오염물질을 처리한다. 이때, 일측에 설치된 송풍기(Fan)를 공기 유동을 일으키며 상기 좌측의 세정 챔버를 통해 하부에서 상부로 이동하였다가 연결된 브릿지을 통해 우측의 세정챔버로 이동하고 상부에서 세정액 분사를 통해 처리된후 상부 유출구(408)을 통해 2차 플라즈마 마이크로 버블 처리된다. 이때, 분사액 전과정 또는 후과정에서 새들층과 폴링층의 필터링이 추가될 수 있다. 또한, 상기 충진재 폴링층은 상기 스플레이 노즐(404)을 통해 대상물질로 약액 분사시에 전처리 물질로서 폴링과 반응하여 처리효과를 증가시켜준다. 또한, 스프레이 노즐(404)의 상부에 형성되어 챔버상의 수분을 제거하는 제1 내지 제3 데미스터(demister)(406)를 더 구비한다. 여기서, 폴링(충진물)과 데미스터를 사용하여 집진 효율, 악취제거, SOx, NOx 저감효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 세정액 분사 및 처리 과정을 확인할 수 있도록 세정 챔버의 측면에 형성된 뷰포트와 공정 제어를 위한 공정제어부(409)가 더 구비될 수 있다.Through this, the second plasma microbubble device may be configured as a cleaning chamber that sprays a plurality of cleaning liquids on the upper part of the third lower housing. For example, three cleaning chambers are arranged horizontally or horizontally in the upper space of the lower housing, and the plurality of cleaning chambers are connected through a bridge to move the target material in one direction from left to right in the horizontal direction. It can be passed along the passage. The movement path of the target material is connected to the inlet 401 of the cleaning chamber on the left. Accordingly, when the target material flows in through the inlet 401, it moves upward to the cleaning chamber on the left, filters the target material through the polling 403 as a filler loaded on the moving passage before spraying the cleaning liquid, and filters the target material through the polling 403. Air pollutants are treated by spraying the cleaning solution through the first to third spray nozzles 404 in the through third cleaning fluid injection sections. At this time, the blower (Fan) installed on one side creates air flow and moves from the bottom to the top through the cleaning chamber on the left, then moves to the cleaning chamber on the right through the connected bridge, and is treated by spraying the cleaning solution at the top, and then flows through the upper outlet ( 408) is subjected to secondary plasma microbubble treatment. At this time, filtering of the saddle layer and polling layer may be added before or after the injection liquid process. In addition, the filler polling layer reacts with polling as a pretreatment material when the chemical solution is sprayed onto the target material through the splay nozzle 404, thereby increasing the treatment effect. In addition, first to third demisters 406 are formed on the spray nozzle 404 to remove moisture in the chamber. Here, dust collection efficiency, odor removal, SOx, and NOx reduction efficiency can be improved by using polling (filling material) and demister. In addition, a viewport formed on the side of the cleaning chamber to check the cleaning liquid injection and processing process and a process control unit 409 for process control may be further provided.

이때. 송풍팬을 통해 대상물질이 유동하면서 좌측 챔버에서 우측 세정챔버로 제1 내지 제3 챔버에서 1차 내지 3차의 스프레이 노즐(404)을 통한 세정이 수행된다.At this time. As the target material flows through the blowing fan, cleaning is performed from the left chamber to the right cleaning chamber through the first to third spray nozzles 404 in the first to third chambers.

특히, 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치에서도 습식형 플라즈마 스크러버의 형태를 가지며, 좌우측 세정 챔버로서 제1 내지 제3 챔버 상에서 각각 상기 대상물질 이동통로의 하부에 형성되는 제2 마이크로버블 플라즈마 장치(406)와, 상기 제2 마이크로버블 플라즈마 장치(406)를 통해 생성된 나노 마이크로버블을 상기 이동통로상의 대상물질과 접촉량이 증가하도록 하부에서 상부로 확산시키는 나노버블 디퓨저(diffuser)를 포함한다.In particular, the second microbubble plasma device also has the form of a wet plasma scrubber and includes a second microbubble plasma device 406 formed at the bottom of the target material movement passage on the first to third chambers as left and right cleaning chambers, respectively; , It includes a nanobubble diffuser that diffuses the nanomicrobubbles generated through the second microbubble plasma device 406 from the bottom to the top to increase the amount of contact with the target material on the movement path.

또한, 세정액 분사를 위해 하부 하우징에 세정액을 저장하는 약액 탱크(미도시)와 세정액 분사구간의 스프레이 노즐(404)로 약액 탱크에 저장된 세정액을 공급하는 이송관(미도시)과 이송관에서 세정액을 유동시키는 약액 펌프(402) 등의 세정액 분사장치가 더 구비될 수 있다.In addition, a chemical tank (not shown) that stores the cleaning liquid in the lower housing for spraying the cleaning liquid, a transfer pipe (not shown) that supplies the cleaning liquid stored in the chemical tank to the spray nozzle 404 in the cleaning liquid spray section, and the cleaning liquid is supplied from the transfer pipe. A cleaning liquid injection device such as a chemical liquid pump 402 that flows may be further provided.

본 발명에서, 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 세정액 분사노즐(404)에서는 플라즈마 오존이 발생되며, 이는 OH-라디칼로 환원되어서 오존보다 18,000배 이상의 산화력을 갖는다. In the present invention, plasma ozone is generated in the cleaning liquid spray nozzle 404 through the second microbubble plasma device, which is reduced to OH-radicals and has an oxidizing power more than 18,000 times that of ozone.

이에 따라, 상기 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 수용성의 N2O, NO2 질소산화물로 전환된 후에, 제2 플라즈마 마이크로 버블장치를 통해 상기 전환된 NO/N2O/NO2 를 스프레이 노즐(404)를 통한 세정액 분사를 통해 완전히 제거할 수 있다.Accordingly, after being converted into water-soluble N 2 O and NO 2 nitrogen oxides through the first microbubble plasma device, the converted NO/N 2 O/NO 2 is sprayed through a spray nozzle ( It can be completely removed by spraying a cleaning solution through 404).

이때 사용되는 세정액은 화학흡수법에 의한 CO2, HFC, CFC 등 온실가스 제거가 가능하도록 알카놀아민류의 흡수제가 사용될 수 있다.The cleaning solution used at this time may be an absorbent of alkanolamines to enable removal of greenhouse gases such as CO 2 , HFC, and CFC by chemical absorption.

가령, 세정액으로 AMP(2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)/MEA(Monothanolamine) 수용액은 높은 반응성 및 낮은 용매가격, 재생의 용이, 탄화수소의 낮은 흡수 때문에 효과적으로 이용할 수 있다.For example, AMP (2-Amino-2-Methyl-1-Propanol)/MEA (Monothanolamine) aqueous solution can be effectively used as a cleaning solution due to its high reactivity, low solvent price, ease of regeneration, and low absorption of hydrocarbons.

또한, MDEA(N-Methyldiethanolamine) + 소량의 Piperazine을 첨가한 수용액은 흡수제의 반응속도와 흡수능을 향상시키고, Piperazine의 첨가에 따라 MDEA의 열화와 탄소강에 대한 부식이 억제된다.In addition, an aqueous solution containing MDEA (N-Methyldiethanolamine) + a small amount of Piperazine improves the reaction rate and absorption capacity of the absorbent, and the addition of Piperazine suppresses the deterioration of MDEA and corrosion of carbon steel.

또한, AMP에 활성제인 Piperazine을 첨가한 경우 CO2 반응성을 향상시킬 수 있다.Additionally, CO 2 reactivity can be improved when Piperazine, an activator, is added to AMP.

또한, AMP+HDMA를 첨가한 경우에는 MEA보다도 흡수능을 약 2배정도 우수하고 AMP에 Piperazine을 첨가한 혼합흡수체보다 흡수능이 증가하였으므로 HDMA는 다른 흡수제에 비하여 AMP의 흡수능을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, when AMP+HDMA is added, the absorption capacity is about twice as good as that of MEA and the absorption capacity is increased compared to the mixed absorbent with Piperazine added to AMP, so HDMA can further improve the absorption capacity of AMP compared to other absorbents.

또한, 제1 마이크로 버블 플라즈마 장치와 같이, 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치에서도 상기 대상물질 이동통로의 상부에 형성되는 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 유연 전극장치를 더 구비할 수 있다. 이때, 특히, 메쉬형 플라즈마 장치는 질소산화물(NOx) 중 NO를 분해/산화시키고 NO2로 변환시켜 효과적으로 처리 및 제거가 가능한다. 즉, NOx-plasma 산화(oxidation) 후 처리, 악취가스와 유해독성물질, VOCs 파괴처리가 가능하다.In addition, like the first microbubble plasma device, the second microbubble plasma device may further include a DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma flexible electrode device formed on the upper part of the target material movement passage. At this time, in particular, the mesh-type plasma device can effectively treat and remove nitrogen oxides (NOx) by decomposing/oxidizing NO and converting it into NO 2 . In other words, treatment after NOx-plasma oxidation and destruction of odorous gases, harmful toxic substances, and VOCs are possible.

이와 같이, 제1 및 2 마이크로 버블 플자즈마 장치를 통한 습식 세정 후에, 2차적으로 DBD 플라즈마/활성 광촉매 시스템(510)을 통해 대상물질을 연소/산화/분해/제거 처리한다.In this way, after wet cleaning through the first and second microbubble plasma devices, the target material is secondarily subjected to combustion/oxidation/decomposition/removal processing through the DBD plasma/active photocatalyst system 510.

즉, DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 방식은 대기압, 상온에서 플라즈마 작업이 가능하다. 또한, 대기압 환경에서 플라즈마를 발생시키는 DBD 방전방식은 고밀도 (10 ~10 cm ) 산소 활성층을 발생시킴으로써 처리대상 물질을 효과적으로 처리할 수 있다.In other words, the DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma method allows plasma work at atmospheric pressure and room temperature. In addition, the DBD discharge method, which generates plasma in an atmospheric pressure environment, can effectively treat the material to be treated by generating a high-density (10 ~ 10 cm) oxygen active layer.

또한, DBD 플라즈마/활성 광촉매 시스템(510)은 다층의 흡착탑(Adsorption Tower) 방식으로 구성될 수 있으며, 필터 분리형(Filter plate)으로 개별 분리가 가능하여 교체가 용이한 장점이 있다.In addition, the DBD plasma/active photocatalyst system 510 can be configured as a multi-layer adsorption tower, and can be individually separated using a filter plate, which has the advantage of being easy to replace.

먼저, 제1 및 제2 마이크로 버블 플라즈마 스크러버를 통해 1차 처리된 대상물질은 데미스터(Demister)(501)를 통해 수분이 흡수되고, 높은 비표면적을 가진 흡착제로서 활성탄소층(502)과 제올라이트층(503)을 통과하면서 2차 필터링된다.First, the target material that has been primarily treated through the first and second microbubble plasma scrubbers has moisture absorbed through the demister 501, and the activated carbon layer 502 and zeolite as an adsorbent with a high specific surface area. As it passes through layer 503, it undergoes secondary filtering.

즉, 활성탄, 제올라이트 흡착제와 유기물 분자에 대한 고도의 흡착능력, 세공(Micropore)가 잘 발달하여 유효 표면적인 매우 넓어 효율적인 처리가 가능하다. 가령, 활성카본(Activated Carbon)과 제올라이트(Zeolite) 등의 높은 비표면적을 갖는 흡착제를 사용하여 효율적인 처리가 가능하고, 고품질의 활성탄을 사용하여 교체주기를 늘릴 수 있다.In other words, activated carbon, zeolite adsorbent, and high adsorption capacity for organic molecules, as well as well-developed pores (micropores), enable efficient treatment with a very large effective surface area. For example, efficient treatment is possible by using adsorbents with a high specific surface area such as activated carbon and zeolite, and the replacement cycle can be extended by using high-quality activated carbon.

이어 UV 램프 조사 구간층(504)에서는 상기 흡착제층을 통과하면서 2차 필터링된 대상물질은 UV 램프 내에서 자외선 조사를 수행한다. 이처럼 자외선 조사를 통해 오염물질 살균 및 분해, 광촉매와 상호작용으로 살균 시너지를 제공할 수 있다.Next, in the UV lamp irradiation section layer 504, the target material that has been secondarily filtered while passing through the adsorbent layer is irradiated with ultraviolet rays within the UV lamp. In this way, ultraviolet irradiation can provide sterilization synergy by sterilizing and decomposing pollutants and interacting with photocatalysts.

이어, 활성 광촉매/광촉매 필터의 산화반응에서 제거되지 않고 잔존하는 대상물질은 후방에 존재하는 DBD/저온 플라즈마 장치(510)와 광촉매 비드(505)로 유도되어 제거된다. 이때, DBD 플라즈마 장치는 플라즈마 반응과 UVA를 활성 광촉매/광촉매 필터의 표면에 조사하여 이로 인해 광촉매 반응이 발생하여 활성 O-H 라디칼을 생성한다. 생성된 활성 O-H 라디칼은 강력한 산화력으로 분자의 크기와 특성이 다양한 복합오염물질을 최종적으로 제거된 상태로 출구를 통해 정화된 클린가스가 제공된다. 이때, 광촉매 비드는 촉매 반응을 촉진시켜 세균 및 오염물질을 분해하는 반도체 물질을 말한다. 또한, 하부에 먼지 집진기(521)을 통해 미세먼지를 집진하고 볼밸브(520)를 통한 개폐를 통해 먼지 청소 및 수시 점검이 가능하다.Subsequently, the remaining target substances that are not removed in the oxidation reaction of the active photocatalyst/photocatalyst filter are guided to the DBD/low temperature plasma device 510 and the photocatalyst bead 505 located at the rear and are removed. At this time, the DBD plasma device radiates plasma reaction and UVA to the surface of the active photocatalyst/photocatalyst filter, which causes a photocatalytic reaction to generate active O-H radicals. The generated active O-H radicals have strong oxidizing power, and complex pollutants of various molecular sizes and characteristics are finally removed, and purified clean gas is provided through the outlet. At this time, photocatalyst beads are semiconductor materials that promote catalytic reactions to decompose bacteria and contaminants. In addition, fine dust is collected through a dust collector 521 at the bottom, and dust cleaning and frequent inspection are possible through opening and closing through a ball valve 520.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, but it is common knowledge in the art that various modifications and changes are possible without departing from the spirit and scope of the invention indicated by the patent claims. Anyone who has it will be able to easily understand it.

200: 고온 플라즈마 장치
201: 유입구
202: 고온 플라즈마 챔버
203: 유량계 박스
204: 에어 유량계
205: 글라이딩아크 유량계
206: 제어부
207, 213: 글라이딩 아크 지지대
208: 배출구
209: 순환층
210: 연소로 상부
211: 3모듈 플랜지
212: 플라즈마 버너
214: 연소로 하부
215: 집진박스
216: 연소로
217: 냉각장치
222: 아크플라즈마 전극바
223: 점화부
224: 도파관
300: 스프레이 노즐
301: 나노 마이크로버블 플라즈마 장치
501: 데미스터(demister)
502: 활성탄소층
503: 제올라이트층
504: UV 램프
505: 광촉매층
510: DBD 플라즈마 장치
520: 볼밸브
521: 먼지 집진기
200: High temperature plasma device
201: inlet
202: High temperature plasma chamber
203: Flow meter box
204: Air flow meter
205: Gliding arc flow meter
206: control unit
207, 213: Gliding arc support
208: outlet
209: Circulating layer
210: Upper part of combustion furnace
211: 3-module flange
212: Plasma burner
214: Lower part of combustion furnace
215: Dust collection box
216: Combustion furnace
217: Cooling device
222: Arc plasma electrode bar
223: Ignition unit
224: waveguide
300: Spray nozzle
301: Nano microbubble plasma device
501: demister
502: activated carbon layer
503: Zeolite layer
504: UV lamp
505: Photocatalyst layer
510: DBD plasma device
520: ball valve
521: Dust collector

Claims (6)

유입된 대상물질을 글라이딩아크 플라즈마를 이용하여 연소/산화/파괴/분해처리하는 고온 플라즈마 장치와;
제1 마이크로 버블 플라즈마 장치로 플라즈마를 발생시키고 이때 생성되는 고농도의 오존 및 OH 라디칼을 이용하여 상기 고온 플라즈마 장치를 통해 처리된 대상물질을 수용성 물질로 전환하고, 전환된 수용성 대상물질을 제2 마이크로 버블 플라즈마 장치를 통해 처리하는 습식 세정장치;를 포함하는 대기오염물질 저감장치.
A high-temperature plasma device that burns/oxidizes/destructs/decomposes the introduced target material using gliding arc plasma;
Plasma is generated using a first microbubble plasma device, and the target material processed through the high-temperature plasma device is converted into a water-soluble material using the high concentration of ozone and OH radicals generated at this time, and the converted water-soluble target material is placed in a second microbubble. An air pollutant reduction device including a wet cleaning device that processes through a plasma device.
제1항에 있어서,
상기 고온 플라즈마 장치는,
대상물질이 유입되는 연소로와;
고전압의 전력을 공급하여 상기 연소로에서 방전을 통해 아크를 형성하고 생성된 플라즈마는 반응물에 의해 대류되어 상기 연소로 후단으로 밀려나고 전극으로부터 상기 연소로로 유입된 대상물질을 상기 생성된 플라즈마 화염을 통해 산화반응으로 플라즈마 처리하는 글라이딩아크 버너부;를 포함하는 대기오염물질 저감장치.
According to paragraph 1,
The high temperature plasma device,
A combustion furnace into which the target material flows;
High-voltage power is supplied to form an arc through discharge in the combustion furnace, and the generated plasma is convected by reactants and is pushed to the rear end of the combustion furnace, and the target material flowing into the combustion furnace from the electrode is transformed into the generated plasma flame. An air pollutant reduction device including a gliding arc burner unit that processes plasma through an oxidation reaction.
제2항에 있어서,
상기 글라이딩아크 버너부는,
내부 할로우를 통해 연료가 주입되는 글라이딩아크 전극바와,
상기 글라이딩아크 전극바와 연결되고 외부 전극이 구비되어 내부에 방전가스가 주입되는 전극바 홀더와,
상기 글라이딩아크 전극바의 말단부에 연결되고 상기 연소로의 내부에 위치하여 플라즈마 화염을 발생시키는 내부 전극을 포함하는 대기오염물질 저감장치.
According to paragraph 2,
The gliding arc burner unit,
A gliding arc electrode bar through which fuel is injected through an internal hollow,
An electrode bar holder connected to the gliding arc electrode bar and equipped with an external electrode into which discharge gas is injected,
An air pollutant reduction device comprising an internal electrode connected to a distal end of the gliding arc electrode bar and located inside the combustion furnace to generate a plasma flame.
제1항에 있어서,
상기 습식 세정장치를 통해 처리된 대상물질에 대해 제1 DBD 플라즈마 장치를 통해 생성된 플라즈마를 광촉매층의 표면에 조사하여 활성 O-H 라디칼을 생성하고 생성된 활성 O-H 라디칼은 통해 상기 대상물질을 2차 처리하는 저온 플라즈마 장치를 포함하는 대기오염물질 저감장치.
According to paragraph 1,
For the target material treated through the wet cleaning device, plasma generated through the first DBD plasma device is irradiated to the surface of the photocatalyst layer to generate active OH radicals, and the generated active OH radicals are used to secondaryly treat the target material. An air pollutant reduction device including a low-temperature plasma device.
제1항에 있어서,
상기 습식 세정장치는,
상기 대상물질 이동통로의 상부에 형성되는 유연 전극 형태의 제2 DBD 플라즈마 장치와,
상기 대상물질 이동통로의 하부에 형성되어 생성된 나노 마이크로 버블을 상부로 확산시키는 제1 및 제2 마이크로버블 플라즈마 장치와,
약액 탱크로부터 제공되는 제1 세정액을 상기 이동통로상의 대상물질에 분사하는 복수개의 스프레이 노즐을 포함하는 대기오염물질 저감장치.
According to paragraph 1,
The wet cleaning device,
A second DBD plasma device in the form of a flexible electrode formed on an upper part of the target material movement path,
First and second microbubble plasma devices that are formed at the bottom of the target material movement path and diffuse the generated nano-microbubbles upward;
An air pollutant reduction device comprising a plurality of spray nozzles for spraying a first cleaning solution provided from a chemical solution tank onto a target object on the movement path.
제1항에 있어서,
상기 고온 플라즈마 장치의 전단에 설치되고,
상기 고온 플라즈마 장치를 통한 처리 과정의 전처리 단계를 수행하기 위해,
상기 대상물질에 대해 유증기 성분을 제거하는 하나 이상의 필터부와, 상기 필터부를 통해 유증기 성분이 제거된 대상물질에서 제2 세정액을 분사하여 악취 성분을 제거하는 세정부를 포함하는 전처리 장치를 더 포함하는 대기오염물질 저감장치.
According to paragraph 1,
Installed at the front of the high-temperature plasma device,
In order to perform the pretreatment step of the treatment process using the high temperature plasma device,
It further comprises a pretreatment device including at least one filter unit for removing oil vapor components from the target material, and a cleaning unit for removing malodor components by spraying a second cleaning liquid on the target material from which the oil vapor component has been removed through the filter unit. Air pollutant reduction device.
KR1020220075212A 2022-06-20 2022-06-20 An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc KR20230174369A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220075212A KR20230174369A (en) 2022-06-20 2022-06-20 An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220075212A KR20230174369A (en) 2022-06-20 2022-06-20 An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230174369A true KR20230174369A (en) 2023-12-28

Family

ID=89385162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220075212A KR20230174369A (en) 2022-06-20 2022-06-20 An apparatus for reducing atmosphere pollution matter emission using Rotating Gliding Arc

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230174369A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100069213A1 (en) 2004-10-01 2010-03-18 Luciano Jr Robert A Manufacturing Separable Pouches With A Center Cut Blade
KR101400669B1 (en) 2012-12-27 2014-05-29 한국기초과학지원연구원 Gasification device of solid hydrocarbon using microwave plasma torch
KR101815382B1 (en) 2016-06-27 2018-01-08 김은수 Apparatus for removing stink using plasma
US20200122142A1 (en) 2017-09-14 2020-04-23 Lucira Health, Inc. Multiplexed biological assay device with electronic readout

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100069213A1 (en) 2004-10-01 2010-03-18 Luciano Jr Robert A Manufacturing Separable Pouches With A Center Cut Blade
KR101400669B1 (en) 2012-12-27 2014-05-29 한국기초과학지원연구원 Gasification device of solid hydrocarbon using microwave plasma torch
KR101815382B1 (en) 2016-06-27 2018-01-08 김은수 Apparatus for removing stink using plasma
US20200122142A1 (en) 2017-09-14 2020-04-23 Lucira Health, Inc. Multiplexed biological assay device with electronic readout

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Urashima et al. Removal of volatile organic compounds from air streams and industrial flue gases by non-thermal plasma technology
CN103316572B (en) The device and method of organic pollution in a kind of heterogeneous catalysis Purge gas
CN102895871B (en) A kind of waste gas purification apparatus
KR101312414B1 (en) A system and the method for cleaning harmful gas using corona discharge and catalyst
CN101455938B (en) Plasma biology deodorization technique and system of vent gas from steel-drum spray-painting production line
KR100986675B1 (en) Complex pollutant processing apparatus
CN109876585B (en) Traditional chinese medicine plaster production exhaust gas treatment system
CN107051067A (en) Integrated waste gas treatment equipment
CN104958990A (en) Photoelectric integrated processing device and photoelectric integrated processing technique for waste gases generated by spraying paint
CN202876643U (en) Waste gas purifying treatment device
KR102134292B1 (en) Plasma low temperature oxidation adsorption catalyst deodorizer and deodorization method
CN106861389A (en) A kind of VOC off-gas cleaning equipments and purification method
KR100877163B1 (en) Persistent pollution gas processing apparatus
KR20100118643A (en) Gas furifying system
KR102269669B1 (en) Device for removing fine dust and odor, and operating method for that device
CN107715691A (en) A kind of photocatalysis aqueous vapor treating column
CN208066104U (en) A kind of chemical industry waste water station foul smell is collected and processing system
CN203899429U (en) Catalytic low-temperature plasma device for processing malodorous gas
CN205965456U (en) Organic waste gas integrated treating equipment
CN208599422U (en) A kind of composite exhaust gas cleaning equipment
KR100925165B1 (en) Apparatus for air purifying using ozone
CN102836623A (en) Sectional-type flue gas purifying treatment and waste heat recovery system device, and using method thereof
CN110559827B (en) Treatment process of papermaking waste gas
KR20090047267A (en) Foul smell decreasing system using ozone-oxidants
CN115722052B (en) Device and method for removing volatile organic compounds in industrial waste gas