WO2017099506A1 - 이산화염소 가스 및 이산화염소수 발생 장치 및 방법 - Google Patents

이산화염소 가스 및 이산화염소수 발생 장치 및 방법 Download PDF

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WO2017099506A1
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WO
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chlorine dioxide
gas
solution
concentration
ozone
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PCT/KR2016/014422
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English (en)
French (fr)
Inventor
변영철
신동남
김병억
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02—Oxides of chlorine

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for producing chlorine dioxide (ClO 2 ) gas or chlorine dioxide water.
  • Chlorine dioxide has strong bactericidal, deodorizing and bleaching power. Chlorine was used as a conventional disinfectant or disinfectant, which has a problem in that carcinogens such as trihalmethane are produced. However, the chlorine dioxide does not have a problem such as the generation of carcinogens. Therefore, chlorine dioxide is attracting attention as an alternative disinfectant and a substance that can replace the chlorine disinfectant.
  • a technique for generating a chlorine dioxide that does not have the above-mentioned problems includes generating chlorine dioxide gas by reacting ozone with chlorite (ClO 2 ⁇ ) solution or sodium chlorite solution, or generating the chlorine dioxide gas with water.
  • chlorite ClO 2 ⁇
  • sodium chlorite solution ClO 2 ⁇
  • generating the chlorine dioxide gas with water A technique for preparing a chlorine dioxide solution using a reacting water reactor has been developed (Korean Patent No. 1366410).
  • the invention chlorite (ClO 2 -) a UV generating lamp or LED solutions or chlorite method for generating soaked chlorine dioxide gas directly in a solution of sodium, chlorine dioxide solution tank to the block from light delayed chlorine dioxide decomposition of chlorine dioxide
  • the present invention also relates to a method for improving performance and controlling a device for producing a chlorine dioxide (ClO 2 ) gas or a solution by reacting ozone or ultraviolet light with a chlorite (ClO 2 ⁇ ) solution or a sodium chlorite solution.
  • a method of generating chlorine dioxide gas by directly irradiating ultraviolet light in a chlorite ion or sodium chlorite solution (2) improving the performance of a chlorine dioxide gas generator using ultraviolet and ozone, (3) chlorine dioxide
  • the present invention provides a method of measuring chlorine dioxide concentration in a generating space or a chlorine dioxide generating device and controlling a chlorine dioxide generator.
  • controlling the generation of chlorine dioxide and maintaining the desired concentration can reduce the risk to the human body and effectively sterilize the target substance. .
  • This method of measuring the chlorine dioxide concentration and control the generation can be applied to the production of chlorine dioxide solution.
  • by monitoring the chlorine dioxide measured in the space generating chlorine dioxide gas from a distance through CDMA wireless communication if there is an abnormality, contact the place where the chlorine dioxide generator is installed to take action or stop the operation of the chlorine dioxide generator. To control the risk of chlorine dioxide and to generate chlorine dioxide gas.
  • a chlorite-containing solution containing chlorite ions is stored, and the chlorite in the chlorite-containing solution reacts with ultraviolet light or ozone to generate chlorine dioxide, and the generated chlorine gaseous phase Chlorine dioxide gas for analyzing the concentration of chlorine dioxide in the chlorine dioxide-containing gas discharged from the reaction tank, at least one of the reaction tank discharged to the reaction tank, the ozone generating unit for supplying ozone to the reaction tank and the ultraviolet generation unit for irradiating ultraviolet rays into the reaction tank And a chlorine dioxide gas generation control unit which receives a concentration measurement unit and a measured value of the chlorine dioxide gas concentration measurement unit and controls a chlorine dioxide gas generation amount, wherein the chlorine dioxide gas generation control unit controls the power of the ozone generator to control the reaction tank. To reduce the amount of ozone supplied to End, or to provide a chlorine dioxide generating apparatus to reduce or stop the ultraviolet rays generated by controlling the power the ultraviolet rays generating section.
  • the chlorine dioxide gas concentration measuring unit measures the concentration of chlorine dioxide in the chlorine dioxide gas at the measurement point, and when the concentration value of the chlorine dioxide exceeds a predetermined concentration value, the chlorine dioxide gas generation control unit supplies the power of the ozone generator.
  • the amount of ozone supplied to the reactor may be reduced or stopped by controlling, or the generation of ultraviolet rays may be reduced or stopped by controlling the power of the ultraviolet generating unit.
  • the chlorine dioxide gas concentration measuring unit measures the total amount of chlorine dioxide gas generation up to a predetermined time point, and when the total amount of generation exceeds the preset concentration value, the chlorine dioxide gas generation control unit controls the power of the ozone generating unit to The amount of ozone supplied to the reactor may be reduced or stopped, or the generation of ultraviolet rays may be reduced or stopped by controlling the power of the ultraviolet generating unit.
  • the chlorine dioxide gas concentration measuring unit measures the amount of chlorine dioxide gas generated per unit time, and when the total amount reaches an operating time exceeding a preset concentration value, the chlorine dioxide gas generation controller controls the power of the ozone generating unit.
  • the amount of ozone supplied to the reactor may be reduced or stopped by controlling, or the generation of ultraviolet rays may be reduced or stopped by controlling the power of the ultraviolet generating unit.
  • the ultraviolet generating unit may be a lamp or LED.
  • the ultraviolet generating unit is provided at the bottom in the reaction tank, and includes a bubble generating unit for generating bubbles under the ultraviolet generating unit, chlorine dioxide generated in the reaction tank by the bubbles generated from the bubble generating unit is transferred to the upper reaction tank and the dioxide It may be discharged as chlorine gas.
  • the bubble generating unit is preferably provided to occupy an area of 50% or more with respect to the cross-sectional area of the reactor.
  • the chlorine dioxide gas generation control unit may control the chlorine dioxide gas generation amount by reducing or stopping the bubble generation amount of the bubble generation unit.
  • the ozone generating unit is provided outside the reaction tank is supplied into the reaction tank by the ozone injection unit, and has an ozone supply valve for adjusting the amount of ozone supplied into the reaction tank, the ozone injection unit bubble to generate and supply ozone to the end of the bubble It may be provided with a generator.
  • the bubble generating unit is preferably provided to occupy an area of 50% or more with respect to the cross-sectional area of the reactor.
  • the reactor further includes a dilution gas injecting unit, and when the measured value of the chlorine dioxide gas concentration measuring unit exceeds a preset value, injects diluent gas into the reaction tank through the dilution gas injecting unit to set the concentration of chlorine dioxide gas within a set range. It may be to adjust.
  • reaction tank is impermeable to light.
  • the reactor is equipped with a water level sensor, it is preferable to include a water replenishment means for replenishing the water in the reactor when the water level of the reactor is below a predetermined value.
  • the chlorine dioxide generation device may further include a solution collection unit for collecting a chlorine dioxide solution in the reaction tank and a solution analysis chamber for analyzing chlorite concentration, chlorine dioxide concentration and pH with respect to the collected chlorine dioxide solution.
  • the solution analysis chamber may include a chlorite sensor for measuring the chlorite concentration of the collected solution, a chlorine dioxide sensor for measuring the chlorine dioxide concentration, and a pH sensor for measuring the pH of the solution.
  • After analyzing the collected chlorine dioxide solution may be provided with a solution re-injection unit for re-injection into the reactor.
  • the present invention provides a chlorine dioxide liquefaction apparatus, wherein the chlorine dioxide liquefaction apparatus supplies a chlorine dioxide gas to a bottom of the chlorine dioxide liquefaction reaction tank including a liquid solvent and the chlorine dioxide liquefaction reaction tank. It is provided at the end of the chlorine gas supply unit and the gas supply unit, and includes a bubble generating unit for injecting chlorine dioxide gas into the chlorine dioxide solution tank by bubbling the chlorine dioxide gas, the chlorine dioxide gas is dissolved in the solvent and dioxide It may be a device for producing a chlorine solution.
  • Another chlorine dioxide liquefaction apparatus is connected to the chlorine dioxide liquefaction reaction tank including a liquid solvent and the reaction tank of the chlorine dioxide generating device for supplying a chlorine dioxide-containing gas discharged from the reaction tank and
  • the gas supply unit may be provided at a distal end, and may include a bubble generating unit for injecting chlorine dioxide gas into the chlorine dioxide solution reaction tank by bubbling the chlorine dioxide gas.
  • the chlorine dioxide liquefaction reactor has a chlorine dioxide concentration measuring unit for measuring the chlorine dioxide concentration in the solution, the measured value is transmitted from the chlorine dioxide concentration measuring unit, the dioxide in the reaction tank when the measured value exceeds a predetermined value
  • Chlorine dioxide gas generation control means for controlling the amount of chlorine gas generated, the chlorine dioxide gas generation control means to control the power of the ozone generator to reduce or stop the amount of ozone supplied to the reactor, or to control the power of the ultraviolet generator
  • the UV generation may be reduced or stopped, or the bubble generation unit may be controlled to reduce or stop bubble generation.
  • the present invention also provides a method for producing chlorine dioxide gas and controlling the concentration, the step of generating bubbles while irradiating ultraviolet rays or supplying ozone in a solution containing chlorite ions, the chlorite ions by the ultraviolet or ozone Chlorine dioxide is produced from the chlorine dioxide, the produced chlorine dioxide rises with the bubbles and discharged from the solution to the gaseous phase to provide a chlorine dioxide-containing gas, measuring the concentration of chlorine dioxide contained in the chlorine dioxide-containing gas, Determining whether or not to exceed a predetermined concentration value; and if the chlorine dioxide concentration exceeds a predetermined concentration value, reducing or stopping the intensity of ultraviolet irradiation, the supply amount of ozone, and the generation amount of bubbles to reduce the amount of chlorine dioxide generation. It includes.
  • When the chlorine dioxide concentration exceeds a predetermined concentration value may include the step of supplying a diluent gas to the chlorine dioxide-containing gas to reduce the chlorine dioxide concentration.
  • the solution containing the chlorite ion is pH 9 or more, preferably 15 to 40.
  • the present invention is to provide a method for preparing a chlorine dioxide-containing solution, comprising supplying the chlorine dioxide-containing gas produced by the chlorine dioxide gas production and concentration control method in a liquid solvent to liquefy chlorine dioxide. It provides a method for preparing a chlorine dioxide-containing solution.
  • Another method for preparing a chlorine dioxide-containing solution of the present invention comprises generating bubbles while irradiating ultraviolet rays or supplying ozone to a solution containing chlorite ions, and generating chlorine dioxide from chlorite ions by the ultraviolet rays or ozone.
  • the chlorine dioxide-containing gas is discharged to the gas phase from the solution to provide a chlorine dioxide-containing gas, and the chlorine dioxide-containing gas is supplied into a liquid solvent to prepare a chlorine dioxide-containing solution.
  • Measuring the chlorine dioxide concentration contained in the chlorine dioxide-containing solution determining whether or not to exceed a predetermined concentration value, and when the chlorine dioxide concentration exceeds a predetermined concentration value, the intensity of ultraviolet irradiation, the supply amount of ozone and Reduce or stop bubbles It provides a method for producing a chlorine dioxide-containing solution comprising the step of reducing the amount of chlorine dioxide.
  • When the chlorine dioxide concentration exceeds a predetermined concentration value may further comprise the step of reducing the chlorine dioxide concentration by supplying a diluent gas to the chlorine dioxide-containing gas.
  • the solution containing the said chlorite ion is pH 9 or more, and is 15-40.
  • One claw ultraviolet generating lamp or an LED according to embodiments light of the present invention (ClO 2 -) solution or a sodium chlorite solution of chlorite to ultraviolet rays generating lamp or LED directly by generating soaked chlorine dioxide gas in (ClO 2 -) It can be immersed directly in solution or sodium chlorite solution to generate chlorine dioxide, which can simplify the structure.
  • chlorine dioxide decomposition may be delayed by blocking the chlorine dioxide solution bath from light, and thus, chlorine dioxide solution may be used for as long as possible by delaying the chlorine dioxide decomposition and disappearing from the chlorine dioxide solution.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a chlorine dioxide generating device of the present invention, a perspective view and a plan view.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a chlorine dioxide gas generating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart schematically showing a means for controlling the concentration of chlorine dioxide when generating chlorine dioxide using ozone and ultraviolet light.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically showing a means for controlling the concentration of chlorine dioxide when generating chlorine dioxide using ozone and ultraviolet light.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically showing a means for keeping a desired chlorine dioxide concentration constant by using the measured chlorine dioxide concentration value.
  • FIG. 6 is a view schematically showing an embodiment having a chlorine dioxide gas generating device according to another embodiment of the present invention, having a facility for analyzing solution characteristics of a reactor.
  • FIG. 7 is a view schematically showing a configuration of a facility for producing a chlorine dioxide solution using chlorine dioxide gas.
  • FIG. 8 is a flowchart schematically showing a means for controlling the concentration of the solution in the preparation of the chlorine dioxide solution.
  • FIG. 9 is a view showing a trend of chlorine dioxide generation according to the area occupied by the bubble generating unit provided in the reaction tank for the generation of chlorine dioxide.
  • 10 and 11 are graphs showing the degree of decomposition of the chlorine dioxide solution according to the transmission of light.
  • An object of the present invention is to provide a means for improving the production efficiency of the chlorine dioxide gas and the chlorine dioxide solution using ozone and ultraviolet rays and to efficiently control the generated concentration.
  • Chlorine dioxide generation device includes a reaction vessel 10, the ultraviolet generation unit 30 and the bubble generating unit (50).
  • the present invention is to produce chlorine dioxide by dissolving chlorite or hypochlorous acid and irradiating ultraviolet rays or supplying ozone to a solution containing chlorite ions, and if the reactor is capable of performing the above reaction, It does not specifically limit. However, it is preferable that the reaction tank is impermeable to light. Chlorine dioxide has a characteristic that it rapidly decomposes over time under the condition of light transmission, and it is preferable to darken it so that light does not penetrate the reaction tank because it can prolong the utilization of the chlorine dioxide solution.
  • the solution of any one of chlorite solution, hypochlorous acid solution or a mixture thereof is stored in the reactor.
  • chlorite ions in the solution are generated by chlorine dioxide by the following reaction.
  • the ultraviolet generation unit is not particularly limited, but may include means such as an ultraviolet lamp, an LED, and the like that can generate ultraviolet rays.
  • Such an ultraviolet generating unit is preferably installed inside the reaction tank because it can simplify the structure of the chlorine dioxide generating device, as well as increase the efficiency of generating chlorine or hypochlorous acid as chlorine dioxide.
  • Chlorine dioxide is a very unstable compound with the property of being in an ionic state in solution. Therefore, when bubbles are generated directly under the ultraviolet light generating unit, chlorine dioxide generated by ultraviolet light may be gasified together with air and discharged out of the reaction tank, thereby more efficiently obtaining chlorine dioxide gas.
  • the bubble generator is provided with a bubble generator so as to generate bubbles in an area range of at least 50% or more with respect to the cross-sectional area of the reactor.
  • gasification of the generated chlorine dioxide is difficult to occur in a region where no bubble is generated, which causes chlorine dioxide to be concentrated in the reaction tank, which makes it extremely difficult to keep the concentration of the chlorine dioxide solution constant. .
  • the bubble generator preferably occupies an area of at least 50% or more with respect to the cross-sectional area of the reactor, and bubbles can be generated uniformly. More desirable.
  • the ultraviolet generation unit is installed to occupy an area of 50% or more with respect to the cross-sectional area of the reaction tank, and the bubble generation unit is installed in front of the cross-sectional area of the reaction tank to generate bubbles evenly over the entire area so that the chlorine dioxide solution generated by the ultraviolet light is generated. It can be produced as chlorine dioxide gas.
  • chlorine dioxide When chlorine dioxide is used as a disinfectant as a gas, it is preferable to satisfy the reference value for the human body.
  • the US FDA and EPA allow 8 hours of exposure at 0.1 ppm of chlorine dioxide, while domestically, chlorine dioxide residues in drinking water do not exceed 1 ppm.
  • maintaining an appropriate chlorine dioxide concentration can relieve harm to the human body while obtaining a bactericidal effect. Therefore, it is necessary to control the amount of chlorine dioxide generated in the reactor while monitoring the amount of chlorine dioxide produced.
  • the ultraviolet light is a factor directly affecting the generation of chlorine dioxide. Therefore, the amount of generation of chlorine dioxide can be controlled by adjusting the intensity of ultraviolet rays. Therefore, the concentration of chlorine dioxide present in the reaction tank or the concentration of chlorine dioxide gas discharged from the reaction tank can be detected, and the amount of chlorine dioxide can be controlled by adjusting the ultraviolet intensity as necessary from the result.
  • ozone may be supplied to the reactor.
  • the ozone may be supplied alone into the reactor, as well as may be supplied into the reactor together with the ultraviolet light.
  • the ozone contributes to the generation of chlorite or hypochlorous acid as chlorine dioxide, and produces chlorine dioxide by the following reaction.
  • the ozone is generated in a separate ozone generator 150, and may be injected into the reactor through the ozone injection unit 180 by opening the ozone supply valve 170.
  • the ozone may be supplied while bubbling with air through the bubble generator.
  • the amount of chlorine dioxide generated in the reactor can be adjusted by controlling the amount of ozone supplied.
  • the ozone generator may block the supply of ozone through the ozone supply valve in the process of supplying the reaction tank or adjust the supply amount.
  • the generated ozone may be discharged through a separate ozone discharge unit 190, and the ozone discharged by this may be separately used for removing odors.
  • the reactor may be provided with a water level measuring unit 130 to measure the level of the solution in the reactor and to maintain a certain level.
  • a water level measuring unit 130 to measure the level of the solution in the reactor and to maintain a certain level.
  • bubbles are generated together with ultraviolet irradiation and ozone supply to generate chlorine dioxide.
  • water in the reaction vessel is rapidly consumed by evaporation or the like. Therefore, it is preferable to maintain the level of the reactor at a constant level by measuring the water level in the reactor through a water level measurement unit and supplying water into the reactor through the water injection valve 120 when the level is lowered below a predetermined level.
  • the chlorine dioxide gas 80 generated in the reaction tank is discharged from the reaction tank through the chlorine dioxide gas delivery pipe 210, wherein the concentration of chlorine dioxide in the stream transported through the chlorine dioxide gas delivery pipe It is desirable to measure and control the amount of chlorine dioxide generated based on this. To this end, it is preferable to have a chlorine dioxide concentration measuring unit 220 in the conduit of the chlorine dioxide gas transfer pipe discharged from the reaction tank.
  • Measuring the concentration of chlorine dioxide generated and discharged from the reaction tank through the chlorine dioxide concentration measuring unit if the concentration exceeds a predetermined amount may have a harmful effect on the human body as described above, reducing the amount of chlorine dioxide generated need.
  • the amount of chlorine dioxide is reduced by reducing the amount of ozone supplied to the reactor or by reducing the UV intensity of the reactor. In this way, the concentration of chlorine dioxide gas can be controlled. In some cases, chlorine dioxide may not be generated by stopping the UV generation or ozone supply.
  • Chlorine dioxide generation control means 230 may be provided to control the chlorine dioxide concentration.
  • the chlorine dioxide generation control means receives the measurement result measured by the chlorine dioxide concentration measuring unit online to determine whether the chlorine dioxide concentration exceeds a predetermined concentration value, according to the ozone generation amount, ultraviolet irradiation intensity as described above Etc. can be reduced or stopped.
  • the concentration measurement value can be transmitted online, and can be transmitted via wire, as well as wireless transmission is not particularly limited.
  • the concentration of the chlorine dioxide gas in the chlorine dioxide gas delivery pipe is measured, and when the measured value exceeds a preset value, the dilution is carried out through the dilution gas injection unit 140 in the gas discharged from the reactor.
  • the concentration of chlorine dioxide gas in the chlorine dioxide gas delivery pipe may be reduced.
  • the chlorine dioxide gas generated in the reaction tank is transferred through the chlorine dioxide gas delivery pipe together with a gas such as air supplied at the time of bubble generation, and thus the total gas flow rate through the delivery pipe is constant, so that dilution gas is injected.
  • the amount of chlorine dioxide gas in the gas passing through the transfer pipe will be reduced, so that the concentration can be controlled within a predetermined range.
  • the concentration of chlorine dioxide in the space or the chlorine dioxide generator can be controlled.
  • the chlorine dioxide gas may be generated by setting the chlorine dioxide concentration Vi in an initial space or a chlorine dioxide generator and generating ozone or ultraviolet rays. If the concentration value (Vh or Ih) measured by the chlorine dioxide gas concentration meter in the space or chlorine dioxide generator is less than the set value, the ozone generation or ultraviolet generation power is maintained and the measured concentration value (Vh or Ih) is set. If the value is larger than the value, the alarm Va may be output or ozone and ultraviolet rays may be stopped or reduced.
  • FIG. 5 can maintain the desired chlorine dioxide concentration using the measured chlorine dioxide concentration value.
  • Vref target chlorine dioxide gas concentration
  • ozone or ultraviolet rays are generated by applying the generated voltage Vi initially input to the chlorine dioxide generator, and installed in a space or a chlorine dioxide generator.
  • the chlorine dioxide gas concentration meter concentration value (Vh or Ih) can be measured and compared with the set input value (Vref).
  • the ozone or ultraviolet generating power Vi is reduced.
  • the ozone or ultraviolet generating power If the concentration of similar value is measured (Vh or Ih) by increasing Vi) and again comparing with input value (Vref), it can be maintained at the desired concentration by keeping the generated voltage of ozone or ultraviolet light constant.
  • the sample solution is collected from the reaction vessel through the solution collection unit 310, and the sample solution is sent to the solution analysis chamber 320 to send the chlorite sensor 330.
  • Chlorine dioxide sensor 340 and pH sensor 350 to analyze the chlorite concentration, chlorine dioxide concentration and pH in the sample solution, and transmit the result to the integrated management center through the CDMA communication to monitor the chlorine dioxide solution
  • the characteristics can be grasped by this.
  • the concentration of chlorine dioxide can be controlled within a predetermined range by controlling the ultraviolet ray intensity, the ozone supply amount, the reaction tank level, and the like.
  • the monitoring of the chlorine dioxide solution as described above can be managed with the characteristics of the chlorine dioxide solution by transmitting the value measured for the water level of the reactor described above to the integrated management center through the CDMA communication.
  • the value measured by the chlorine dioxide gas measuring unit for the chlorine dioxide gas discharged from the reaction tank can also be transmitted to the integrated management center through the CDMA communication to monitor the characteristics of the chlorine dioxide gas with the chlorine dioxide solution.
  • the measured value can be transmitted by wire or wirelessly.
  • the present invention provides a means for preparing a chlorine dioxide solution using chlorine dioxide gas.
  • the chlorine dioxide solution can be manufactured by supplying chlorine dioxide gas from the bottom of the chlorine dioxide liquefaction reaction tank 20 in which a liquid solvent is stored.
  • the chlorine dioxide liquefaction reaction tank is not particularly limited, but it is possible to prevent photolysis of chlorine dioxide after chlorine dioxide solution because it is darkly obstructed, as in the reaction tank for chlorine dioxide generation. It is preferable to increase the shelf life.
  • the solution storage tank includes a liquid solvent, and the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve chlorine dioxide gas.
  • the liquefaction reactor includes a chlorine dioxide gas supply unit 40 for supplying chlorine dioxide gas to the bottom.
  • the chlorine dioxide gas is preferably bubbling the chlorine dioxide gas through the bubble generating unit and supplied in a bubble state so that the chlorine dioxide gas can be more easily dissolved in a solvent stored in the solution tank.
  • the bubble generator may employ the same one provided at the bottom of the reaction tank 10 to generate the chlorine dioxide, and is not particularly limited here. However, as in the reaction tank, a restriction such as bubbling at a constant area ratio with respect to the cross-sectional area of the reaction tank is not required.
  • the liquefaction reactor can analyze the characteristics of the chlorine dioxide solution liquefied in the reaction tank, it is possible to control the concentration of the chlorine dioxide solution according to the result.
  • a chlorine dioxide concentration measuring unit 540 for measuring the concentration of the chlorine dioxide solution is provided, and according to the measurement result, the ozone supply amount, ultraviolet ray intensity and water level control in the reaction tank for chlorine dioxide generation, as well as dilution gas supply, etc. I can regulate it. Since these controls are as described above, the detailed description is omitted here.
  • the liquefaction reactor includes a solution outlet 520 for the discharge of the solution for use of the stored chlorine dioxide solution
  • the solution outlet may be provided with opening and closing means, for example, the valve 530.
  • a gas outlet for discharging the gas supplied together for the supply of the chlorine dioxide in the solution tank may be provided on the upper portion of the solution tank.
  • Light area portion bubbling occupied in preparing the gas enclosure (ClO 2 -) solution or chlorite include sodium Changes in the concentration of chlorine dioxide gas from the gas generated and discharged over time in the case where it is arranged to occupy 50% or more of the bottom cross-sectional area of the reactor (above 50%) and when it occupies 50% or less (below 50%) was measured and the result is shown in FIG.
  • the concentration of chlorine dioxide tends to decrease gradually in a glass bottle sealed to prevent light from transmitting, whereas the concentration of chlorine dioxide decreases rapidly in a glass bottle that can transmit light. It can be seen that.
  • reactor 20 chlorine dioxide solution reactor
  • UV generation unit 40 chlorine dioxide gas bubble generation unit
  • dilution gas injection unit 150 ozone generating unit
  • ozone supply valve 180 ozone injection unit
  • ozone outlet 210 chlorine dioxide gas transfer pipe
  • chlorite sensor 340 chlorine dioxide sensor
  • valve 540 chlorine dioxide concentration measuring unit

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Abstract

본 발명은 이산화염소(ClO2) 가스나 이산화염소수를 제조하는 설비를 제공하고자 하는 것으로서, 아염소산 또는 차아염소산 용액을 포함하는 반응조, 상기 반응조 내에 구비되어 상기 용액 내에 자외선을 발생시키는 자외선 발생부 및 상기 자외선 발생부 하단에 공기 또는 가스를 버블링하여 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 클로라이트 용액 내에서 이산화염소를 발생시키는 이산화염소 발생 장치 및 방법을 제공한다.

Description

이산화염소 가스 및 이산화염소수 발생 장치 및 방법
본 발명은 이산화염소(ClO2) 가스나 이산화염소수를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이산화염소는 강한 살균력, 탈취 및 표백력을 갖는다. 기존의 살균제나 소독제로 염소가 사용되었는데, 상기 염소는 트리할로메탄과 같은 발암물질이 생성되는 문제가 있었다. 그러나, 상기 이산화염소의 경우에는 발암물질 생성과 같은 문제점을 갖지 않는다. 따라서 이산화염소는 대체 살균제로, 또 염소계 소독제를 대체할 수 있는 물질로 주목받고 있다.
이산화염소 가스 또는 용액을 생산하는 방식으로, 종래에는 염소산나트륨을 환원하는 방식이 주로 사용되었으나, 이 방법은 염산 또는 황산과 같은 강산을 사용할 필요성이 있으며, 이로 인해 안전사고 발생 가능성이 있다.
한편, 강산을 사용하지 않는 이산화염소 발생방법으로는 염소산나트륨을 전기분해하는 방법이 있으나, 전기분해 장치를 위한 공간이 요구되며, 또한, 고가의 장치로 인한 비용 및 생산단가가 상승한다는 문제점을 가지고 있다.
최근 위에 열거한 문제점을 갖지 않는 이산화염소 생성 방법에 대한 기술로서, 오존과 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액을 반응시켜 이산화염소 가스를 발생하거나, 발생된 이산화염소 가스를 물과 반응하는 물 반응조를 사용하여 이산화염소 용액을 제조하는 기술이 개발되었다(한국 특허 제1386410호).
본 발명은 자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트 (ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소 가스를 발생시키는 방법, 이산화염소 용액조를 빛으로부터 차단하여 이산화염소 분해를 늦추어 이산화염소 용액을 제조하는 방법, 이산화염소를 발생시키는 공간 또는 발생장치에서 이산화염소의 농도를 측정하며 오존 또는 자외선을 이용한 이산화염소 발생장치에서 이산화염소 발생을 제어하는 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 오존 또는 자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액과 반응시켜 이산화염소(ClO2) 가스나 용액을 제조하는 장치의 성능 개선과 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 (1) 자외선을 직접 아염소산 이온 또는 아염소산나트륨 용액 내에서 조사시켜 이산화염소 가스를 발생시키는 방법, (2) 자외선 및 오존을 이용한 이산화염소 가스 발생장치의 성능 개선 방법, (3) 이산화염소 발생 공간 또는 이산화염소 발생 장치에서 이산화염소 농도를 측정하며 이산화염소 발생기를 제어하는 방법을 제공하고자 한다.
이산화염소 가스 측정기를 활용해서 이산화염소 가스를 발생시키는 공간의 이산화염소 농도를 실시간으로 측정하여 이산화염소를 발생을 제어하고 원하는 농도를 유지하면 인체에 대한 위해성을 줄이고 효과적으로 대상 물질의 살균을 진행할 수 있다.
이렇게 이산화염소 농도를 측정하며 발생을 제어하는 방법은 이산화염소 용액 제조에도 적용 가능하다. 또한 이산화염소 가스를 발생하는 공간에서 측정된 이산화염소를 CDMA 무선 통신을 통하여 원거리에서 모니터링하여 이상 징후 발생 시 이산화염소 발생기가 설치된 곳에 연락하여 조치를 취하거나 이산화염소 발생기의 운전을 강제 중지하는 방법으로 이산화염소의 위해성을 제어하며 이산화염소 가스를 발생시키고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 클로라이트 이온을 함유하는 클로라이트 함유 용액이 저장되며, 상기 클로라이트 함유 용액 중의 클로라이트가 자외선 또는 오존과 반응하여 이산화염소를 생성시키고, 생성된 이산화염소를 기상으로 배출하는 반응조, 상기 반응조에 오존을 공급하는 오존 발생부 및 상기 반응조 내에 자외선을 조사하는 자외선 발생부 중 적어도 하나, 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스 중 이산화염소의 농도를 분석하는 이산화염소 가스 농도 측정부, 및 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정값을 전송받아 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어부를 포함하며, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부는 상기 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치를 제공한다.
상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 측정 시점에서 이산화염소가스 중의 이산화염소의 농도를 측정하며, 상기 이산화염소의 농도 값이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
또, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 소정 시점까지의 이산화염소가스 발생 총량을 측정하며, 상기 발생 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
나아가, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 단위시간당 발생하는 이산화염소가스 발생량을 측정하며, 상기 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 운전 시간에 도달하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
상기 자외선 발생부는 램프 또는 LED일 수 있다.
상기 자외선 발생부는 반응조 내의 저부에 구비되되, 상기 자외선 발생부 아래에 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 상기 기포 발생부로부터 생성된 기포에 의해 반응조 내에 생성된 이산화염소가 반응조 상부로 이송되어 이산화염소 가스로 배출되는 것일 수 있다.
상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 기포 발생부의 기포 발생량을 감소 또는 중지하여 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 오존 발생부는 반응조 외부에 설치되어 오존 주입부에 의해 반응조 내로 공급되되, 반응조 내로 공급되는 오존 공급량을 조절하는 오존 공급밸브를 구비하며, 상기 오존 주입부는 말단에 오존을 기포로 생성하여 공급하는 기포 발생부를 구비할 수 있다.
상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 반응조는 희석가스 주입부를 더 포함하며, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 상기 희석가스 주입부를 통해 반응조 내에 희석가스를 주입하여 이산화염소 가스의 농도를 설정 범위 내로 조절하는 것일 수 있다.
상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 것이 바람직하다.
상기 반응조는 수위 센서를 구비하며, 상기 반응조의 수위가 소정 값 이하일 때 상기 반응조에 물을 보충하는 물 보충 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 발생장치는 상기 반응조 내의 이산화염소 용액을 채취하는 용액 채취부 및 상기 채취된 이산화염소 용액에 대하여 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하는 용액 분석실을 더 포함할 수 있다.
상기 용액 분석실은 상기 채취된 용액의 클로라이트 농도를 측정하는 클로라이트 센서, 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 센서 및 용액의 pH를 측정하는 pH 센서를 각각 포함할 수 있다.
상기 채취된 이산화염소 용액을 분석한 후에 상기 반응조로 재 주입하는 용액 재주입부를 구비할 수 있다.
본 발명은 다른 견지로서, 이산화염소 용액화 장치를 제공하며, 상기 이산화염소 용액화 장치는 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조, 상기 이산화염소 용액화 반응조의 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부 및 상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부를 포함하며, 상기 이산화염소 가스가 상기 용매 내에 용해되어 이산화염소 용액을 생성하는 장치일 수 있다.
본 발명이 제공하는 다른 이산화염소 용액화 장치는 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조 및 상기 이산화염소 발생장치의 반응조와 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부 및 상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 이산화염소 용액화 반응조는 용액 내의 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 농도 측정부를 구비하며, 상기 이산화염소 농도 측정부에서의 측정 값이 전송되며, 상기 측정 값이 소정 값을 초과하는 경우 반응조 내의 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어 수단을 구비하되, 상기 이산화염소 가스 발생 제어 수단은 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하거나, 상기 기포 발생부를 제어하여 기포 발생을 저감 또는 중단하는 것일 수 있다.
본 발명은 또한 이산화염소 가스 제조 및 농도 제어방법을 제공하는 것으로서, 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계, 상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 상기 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계, 상기 이산화염소 함유 가스 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계를 포함한다.
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공하고자 하는 것으로서, 상기 이산화염소 가스 제조 및 농도 제어방법에 의해 제조된 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소를 용액화하는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 이산화염소 함유 용액 제조방법은 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계, 상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 상기 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계, 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소 함유 용액을 제조하는 단계, 상기 이산화염소 함유 용액 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법을 제공한다.
상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따라 자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소 가스를 발생시킴으로써 자외선 발생 램프 또는 LED를 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액에 직접 담구어 이산화염소를 발생시킬 수 있어 구조를 단순화할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따라 이산화염소 용액조를 빛으로부터 차단함으로써 이산화염소 분해를 늦출 수 있으며, 이로 인해, 이산화염소 용액에서 이산화염소가 분해되어 사라지는 것을 늦추어 가급적 오랫동안 이산화염소 용액을 사용할 수 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따라 이산화염소를 발생시키는 공간 또는 발생장치에서 이산화염소의 농도를 측정하며 오존 또는 UV를 이용한 이산화염소 발생장치에서 이산화염소 발생을 제어함으로써 적정한 이산화염소를 발생시켜 인체에 대한 위해성을 감소시키고 필요로 하는 적정량의 이산화염소만을 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 이산화염소 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 사시도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시킬 때 이산화염소의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 측정된 이산화염소 농도값을 이용하여 원하는 이산화염소 농도를 일정하게 유지하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 구현예에 따른 이산화염소 가스 생성 장치로서, 반응조의 용액 특성을 분석하는 설비를 구비하는 구현예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 이산화염소 가스를 이용하여 이산화염소 용액을 제조하는 설비 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 이산화염소 용액 제조시 용액의 농도를 제어하는 수단을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9는 이산화염소 생성을 위한 반응조에 구비된 기포 발생부가 차지하는 면적에 따른 이산화염소 발생 추이를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 광의 투과 여부에 따른 이산화염소 용액의 분해 정도를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 오존 및 자외선을 이용한 이산화염소 가스와 이산화염소 용액 제조에 있어서, 그 생성 효율을 향상시키고, 또, 그 발생 농도를 효율적으로 제어할 수 있는 수단을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명을 도면을 들어 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 이산화염소 발생 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 반응조(10), 자외선 발생부(30) 및 기포 발생부(50)를 포함한다.
본 발명은 아염소산 또는 차아염소산 등이 용해되어 클로라이트 이온을 포함하는 용액에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급함으로써 이산화염소를 생성하고자 하는 것으로서, 상기 반응조는 상기와 같은 반응을 수행할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 것이 바람직하다. 이산화염소는 빛이 투과하는 조건에서는 시간이 지남에 따라 급격히 분해되는 특성을 갖는바, 반응조 내에는 빛이 투과하지 않도록 암폐화하는 것이 이산화염소 용액의 활용을 장기화할 수 있어 바람직하다.
상기 반응조 내에는 아염소산 용액, 차아염소산 용액 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나의 용액이 저장된다. 상기 용액에 자외선을 조사함으로써 용액 중의 클로라이트 이온이 자외선에 의해 이산화염소로 다음과 같은 반응으로 생성되게 된다.
ClO2 - + UV ClO2
상기 자외선을 조사하기 위하여 반응조의 저부에 자외선 발생부를 포함한다. 상기 자외선 발생부는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 자외선을 발생시킬 수 있는 자외선 램프, LED 등과 같은 수단을 구비할 수 있다. 이와 같은 자외선 발생부는 반응조 내부에 설치되는 것이 이산화염소 발생 장치의 구조를 단순화할 수 있음은 물론, 아염소산 또는 차아염소산이 이산화염소로 생성되는 효율을 높일 수 있어 바람직하다.
상기 자외선을 조사함에 있어서는 자외선 발생부의 아래에서 공기 등을 버블링하여 기포를 생성시키는 기포 발생부를 구비하는 것이 바람직하다. 이산화염소는 용액 중에서 이온상태로 존재하려는 성질을 갖는 매우 불안정한 화합물이다. 따라서, 자외선 발생부의 바로 아래에서 기포가 생성되면 자외선에 의해 발생된 이산화염소가 공기와 함께 가스화되어 반응조 밖으로 배출될 수 있어 보다 효율적으로 이산화염소 가스를 얻을 수 있다.
이때, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 적어도 50% 이상의 면적 범위에서 기포를 발생시킬 수 있도록 기포 발생부가 설치되는 것이 바람직하다. 기포 발생부가 부분적으로 형성되는 경우에는 기포가 생성되지 않는 영역에서는 발생된 이산화염소의 가스화가 일어나기 어려우며, 이로 인해 반응조 내에 이산화염소가 농축되어, 이산화염소 용액의 농도를 일정하게 유지하는 것이 극히 곤란하다.
따라서, 기포를 발생시킴으로써 이산화염소의 가스화를 반응조의 전면에 대하여 도모할 수 있도록 하기 위해, 상기 기포 발생부는 반응조의 단면적에 대하여 적어도 50% 이상의 면적을 차지하는 것이 바람직하며, 균일하게 기포가 생성될 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 자외선 발생부가 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 설치되고, 기포 발생부를 반응조 단면적의 전면에 설치하여 전 영역에 고르게 기포를 발생시킴으로써 자외선에 의해 생성된 이산화염소 용액이 바로 이산화염소 가스로 생성될 수 있다.
이산화염소는 가스로서 살균제로 사용되는 경우, 인체에 대한 기준치를 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 미국 FDA, EPA의 경우, 이산화염소 0.1ppm 농도 하에서 8시간 노출되는 것을 허용하고 있으며, 국내에서는 음용수에 이산화염소 잔류물이 1ppm을 초과하지 않도록 규정하고 있다. 이와 같이 이산화염소 가스 또는 용액을 사용하는 경우에는 적정한 이산화염소 농도를 유지하는 것이 살균효과를 얻으면서 인체에 대한 유해성을 해소할 수 있다. 따라서, 반응조에서 생성되는 이산화염소의 발생량을 모니터링하면서 그 발생량을 조절할 필요가 있다
상기 자외선은 이산화염소의 발생에 직접적으로 영향을 미치는 인자이다. 따라서, 자외선의 강도를 조절함으로써 이산화염소의 발생량을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 반응조 내에 존재하는 이산화염소의 농도 또는 반응조로부터 배출되는 이산화염소 가스의 농도를 검출하고, 그 결과로부터 필요에 따라 자외선 강도를 조절하여 이산화염소의 발생량을 제어할 수 있다.
한편, 상기 반응조에는 오존이 공급될 수 있다. 상기 오존은 단독으로 상기 반응조 내에 공급될 수 있음은 물론, 상기 자외선과 함께 반응조 내로 공급될 수 있다. 상기 오존은 아염소산 또는 차아염소산을 이산화염소로 생성하는데 기여하는 것으로서, 다음과 같은 반응에 의해 이산화염소를 생성한다.
ClO2 - + O3 ClO2 + O3 -
즉, ClO2 -를 포함하는 수용액에 오존을 투입하면 상기 반응식과 같이, 상기 ClO2 - 음이온과 오존이 반응하여 이산화염소(ClO2)가 생성된다.
이와 같은 오존은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 별도의 오존 발생부(150)에서 생성되며, 오존 공급 밸브(170)의 개방에 의해 오존 주입부(180)를 통하여 상기 반응조에 주입될 수 있으며, 이때, 상기 오존은 상기 기포 발생부를 통해 공기와 함께 버블링하면서 공급할 수 있다.
상기 자외선과 마찬가지로, 상기 오존의 공급량을 제어함으로써 상기 반응조에서 생성되는 이산화염소의 생성량을 조절할 수 있다. 상기 오존의 공급량 제어는 오존 발생부에서 반응조로 공급되는 과정에서 오존 공급 밸브를 통해 오존의 공급을 차단하거나 그 공급량을 조절할 수 있다. 이때, 생성된 오존은 별도의 오존 배출부(190)를 통해 배출할 수도 있으며, 이에 의해 배출되는 오존은 악취 등의 제거를 위해 별도 사용할 수 있다.
한편, 상기 반응조는 반응조 내의 용액의 수위를 측정하고 일정 수준으로 유지시키기 위해 수위 측정부(130)를 구비할 수 있다. 반응조에는 이산화염소의 생성을 위해 자외선 조사 및 오존 공급과 함께 기포를 발생시키는데, 이러한 과정 중에 반응조 중의 물은 증발 등에 의해 소모되는 속도가 빠르다. 따라서, 반응조 내의 수위를 수위 측정부를 통해 측정하고, 수위가 일정 수준 이하로 낮아지는 경우에 물 주입 밸브(120)를 통해 반응조 내에 물을 공급함으로써 반응조의 수위를 일정한 수준으로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 물 주입밸브를 통해서는 물만을 단독으로 공급하고, 클로라이트의 소모로 인해 추가 공급이 요구되는 경우에 별도로 반응조에 클로라이트를 공급할 수 있음은 물론, 필요에 따라 아염소산 또는 차아염소산 등을 함께 공급함으로써 클로라이트 이온을 보충할 수도 있다.
한편, 본 발명에 있어서 반응조에서 생성된 이산화염소 가스(80)는 이산화염소 가스 이송관(210)을 통해 반응조로부터 배출되는데, 이때 상기 이산화염소 가스 이송관을 통해 이송되는 스트림의 이산화염소의 농도를 측정하고, 이를 기초로 이산화염소의 발생량을 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해 반응조로부터 배출되는 이산화염소 가스 이송관의 도관 중에 이산화염소 농도 측정부(220)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 이산화염소 농도 측정부를 통해 반응조에서 생성되어 배출되는 이산화염소의 농도를 측정하고, 농도가 소정 량을 초과하는 경우에는 위에서 설명한 바와 같이 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있는바, 이산화염소 발생량을 낮추는 것이 필요하다.
이를 위해 상기 이산화염소 농도 측정부로부터 측정한 농도의 측정 결과로부터 미리 설정한 농도 범위를 초과하는 것으로 판단되는 경우에 반응조에 오존 공급량을 줄이거나, 반응조의 자외선 강도를 줄임으로써 이산화염소의 발생량을 줄임으로써 이산화염소 가스의 농도를 제어할 수 있다. 경우에 따라서는 상기 자외선 발생 또는 오존 공급을 중단함으로써 이산화염소가 발생하지 않도록 할 수도 있다.
이러한 이산화염소 농도의 제어를 위해 이산화염소 발생 제어 수단(230)을 구비할 수 있다. 상기 이산화염소 발생 제어 수단은 상기 이산화염소 농도 측정부에서 측정한 측정결과를 온라인으로 전송받아 이산화염소 농도가 미리 설정한 농도 값을 초과하는지를 판단하고, 그에 따라 상기한 바와 같은 오존 발생량, 자외선 조사 강도 등의 감소 또는 중단 등을 결정할 수 있다.
상기 농도 측정 값의 전송은 온라인으로 수행할 수 있는 것으로서, 유선을 통해 전송할 수 있음은 물론, 무선으로 전송할 수도 있는 것으로서 특별히 한정하지 않는다.
또 다른 구현예로서, 상기 이산화염소 가스 이송관 내의 이산화염소 가스의 농도를 측정하고, 그 측정값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우에는 반응조에서 배출되는 가스 중에 희석가스 주입부(140)를 통해 희석 가스를 주입함으로써 상기 이산화염소 가스 이송관 내의 이산화염소 가스 농도를 낮출 수도 있다. 상기 반응조에서 생성된 이산화염소 가스는 기포 생성시에 공급되는 공기 등의 가스와 함께 상기 이산화염소 가스 이송관을 통해 이송되며, 상기 이송관을 통해 이송되는 전체 가스 유량은 일정하므로, 희석가스를 주입함으로써 농도를 상기 이송관을 통과하는 가스 중의 이산화염소 가스 량은 감소하게 될 것인바, 농도를 소정 범위 내로 제어할 수 있다.
한편, 오존 및 자외선을 제어함으로써 이산화염소 가스의 농도를 제어하는 수단을 예를 들어 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시키는 경우, 오존 및 자외선 발생을 위한 인가전력의 on/off에 따라 이산화염소 발생 시간을 제어 가능하다. 따라서, 이산화염소 발생 전 이산화염소 발생 농도(Vref)와 발생 시간(Vt)을 입력하면 입력된 이산화염소 발생 농도(Vref)에 따라 오존을 발생시키거나 자외선을 조사하게 되고, 이산화염소 가스 발생 경과시간(Vdt)을 확인함으로써 경과시간(Vdt)이 설정된 시간(Vt)과 같아지면 오존 및 자외선의 발생을 중지할 수 있다.
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 오존 및 자외선을 이용하여 이산화염소를 발생시키는 경우, 공간 또는 이산화염소 발생기에서의 이산화염소 농도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 초기 공간 또는 이산화염소 발생기에서 이산화염소 농도(Vi)를 설정하고 오존 또는 자외선을 발생시켜 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있다. 공간 또는 이산화염소 발생기에서의 이산화염소 가스 농도 측정기에서 측정한 농도 값(Vh 또는 Ih)이 설정 값보다 적으면 오존 발생 또는 자외선 발생 전력을 유지하고, 측정된 농도 값(Vh 또는 Ih)이 설정된 농도 값보다 크면 알람(Va)을 출력하거나, 오존 및 자외선 발생을 중지하거나 저감할 수 있다.
나아가, 상기 도 4가 이산화염소 농도 값을 측정하며 알람을 알리거나 오존 또는 자외선의 발생을 감소 또는 중지하는 것이라면, 도 5는 측정된 이산화염소 농도값을 이용하여 원하는 이산화염소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 목표로 하는 이산화염소 가스 농도(Vref)를 설정하면 이산화염소 발생기에 초기 입력된 발생전압(Vi)을 인가하여 오존 또는 자외선을 발생시키고, 공간 또는 이산화염소 발생기에 설치되어 있는 이산화염소 가스 농도 측정기 농도값(Vh 또는 Ih)을 측정하여 설정된 입력 값(Vref)과 비교할 수 있다.
이때, 출력 값(Vh 또는 Ih)이 입력 값(Vref)보다 높으면 오존 또는 자외선 발생 전력(Vi)를 줄이고, 출력 값(Vh 또는 Ih)이 입력 값(Vref)보다 낮으면 오존 또는 자외선 발생 전력(Vi)를 높이고 다시금 입력값(Vref)와 비교하여 비슷한 값의 농도가 측정되면 (Vh 또는 Ih) 오존 또는 자외선의 발생 전압을 일정하게 함으로써 원하는 농도로 유지할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 반응조에서 생성되어 배출되는 이산화염소 가스의 농도를 제어할 수 있음은 물론, 자외선 또는 오존에 의해 이산화염소가 생성되는 반응조의 용액 특성을 분석하여 제어함으로써 이산화염소의 발생량을 제어할 수 있다.
구체적으로는 도 6에 나타낸 바와 같이, 반응조 내의 용액을 분석하기 위하여 반응조로부터 용액 채취부(310)를 통해 샘플 용액을 채취하고, 채취된 샘플 용액을 용액 분석실(320)로 보내어 클로라이트 센서(330), 이산화염소 센서(340) 및 pH 센서(350)를 통해 샘플 용액 내의 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하고, 그 결과를 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액을 모니터링 함으로써 특성을 파악할 수 있다. 이를 통해, 상기한 바와 같이, 자외선 강도, 오존 공급량, 반응조 수위 등을 제어함으로써 이산화염소의 농도를 소정 범위 내로 제어할 수 있다.
나아가, 상기와 같은 이산화염소 용액의 모니터링은 앞서 설명한 반응조의 수위에 대하여도 측정한 값을 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액의 특성으로 함께 관리할 수 있다. 또한, 반응조에서 배출되는 이산화염소 가스에 대하여 이산화염소가스 측정부에서 측정한 값을 또한, 상기 CDMA 통신을 통하여 통합관리센터로 전송하여 이산화염소 용액과 함께 이산화염소 가스의 특성을 모니터링할 수 있다. 상기 측정값은 유선으로, 또 무선으로도 전송할 수 있다.
나아가, 이에 의해 얻어진 값들을 바탕으로, 반응조에서 발생되는 이산화염소의 농도를 미리 설정한 범위 내로 제어하는데 사용할 수 있다.
한편, 다른 구현 예로서, 본 발명은 이산화염소 가스를 이용하여 이산화염소 용액을 제조하는 수단을 제공한다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 액상 용매가 저장된 이산화염소 용액화 반응조(20)의 저부에서 이산화염소 가스를 공급함으로써 이산화염소 용액을 제조할 수 있다.
이를 위해 상기 이산화염소 용액화 반응조는 특별히 한정하지 않으나, 상기 이산화염소 발생을 위한 반응조에서와 같이 빛이 투과하지 않는 암폐화되어 있는 것이 이산화염소의 용액화 후에 이산화염소의 광분해를 방지할 수 있어, 저장 수명을 높일 수 있어 바람직하다.
상기 용액화 저장조에는 액상 용매를 포함하며, 상기 용매는 이산화염소 가스를 용해시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
상기 용액화 반응조는 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부(40)를 포함한다. 상기 이산화염소 가스는 기포 발생부를 통해 이산화염소 가스를 버블링하여 기포 상태로 공급하는 것이 이산화염소 가스가 용액화 반응조 내에 저장된 용매 내에 보다 용이하게 녹일 수 있어 바람직하다. 상기 기포 발생부는 상기 이산화염소의 발생을 위해 반응조(10)의 저부에 구비되는 것을 동일하게 채용할 수 있는 것으로서, 여기서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 반응조에서와 같이 반응조의 단면적에 대하여 일정한 면적비로 버블링시켜야 하는 등의 제약은 요구되지 않는다.
한편, 상기 용액화 반응조는 반응조 내에서 용액화된 이산화염소 용액의 특성을 분석하고, 그 결과에 따라 이산화염소 용액의 농도를 제어할 수 있다. 이때 이산화염소 용액의 농도를 측정하기 위한 이산화염소 농도 측정부(540)를 구비하며, 측정 결과에 따라 이산화염소 발생을 위한 반응조에서의 오존 공급량, 자외선 강도 및 수위 조절은 물론, 희석가스 공급 등을 조절할 수 있다. 이들의 제어는 앞서 설명한 바와 같으므로, 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 용액화 반응조는 저장된 이산화염소 용액의 사용을 위해 용액 의 배출을 위한 용액 배출구(520)를 포함하며, 상기 용액 배출구는 개폐 수단, 예를 들어, 밸브(530)가 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 초기의 원하는 이산화염소 용액의 농도(Vref)를 설정하고 이산화염소를 발생하게 되면 이산화염소 용액 내의 이산화염소 농도 측정기(540)에서 전압 또는 전류(Vh 또는 Ih)를 측정하고 측정된 농도를 초기 입력값 (Vref)와 비교하여 측정값(Vh 또는 Ih)이 입력값(Vref)보다 낮을 경우에 오존 또는 자외선의 발생을 유지하고, 측정값(Vh 또는 Ih)이 입력값(Vref)보다 같거나 높을 시에는 오존 또는 자외선의 발생을 중지시킴으로써 이산화염소 용액화 반응기 내의 이산화염소 농도를 저감시킬 수 있다.
한편, 상기 용액화 반응조 내에 상기 이산화염소의 공급을 위해 함께 공급된 가스의 배출을 위한 가스 배출구를 상기 용액화 반응조의 상부에 구비할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 위해 도입한 일 예에 해당하는 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액과 반응시켜 이산화염소(ClO2) 가스를 제조함에 있어서 기포 발생부가 차지하는 면적을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액을 포함하는 반응조의 바닥 단면적 50% 이상을 차지하게 배치한 경우(above 50%)와 50% 이하를 차지하게 배치한 경우(below 50%)의 시간에 따라 발생하여 배출되는 가스로부터 이산화염소 가스의 농도 변화를 측정하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.
도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 반응조 단면적의 50% 이상 차지했을 경우 일정한 농도로 이산화염소가 발생되는 것을 확인할 수 있지만, 50% 이하일 경우 이산화염소 발생량이 초기에는 매우 적으며, 시간이 경과함에 따라 서서히 증가하는 경향을 나타내었다.
따라서 일정한 이산화염소 가스를 발생하기 위해서는 자외선을 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액 내에 조사하여 이산화염소를 발생시킬 때에는 기포 발생부가 차지하는 단면적은 클로라이트(ClO2 -) 용액 또는 아염소산나트륨 용액의 50% 이상을 차지하도록 기포 발생부를 설치하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
실시예 2
각각 72mg/L와 10mg/L의 이산화염소를 포함하는 용액을 빛이 투과할 수 있게 투명한 유리병과 밀폐하여 빛이 전혀 투과하지 못하는 유리병에 보고한 후, 시간의 경과에 따라 각 유리병 내의 이산화염소의 농도 변화를 관찰하고, 그 결과를 도 10 및 11에 나타내었다.
도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 빛이 투과하지 못하도록 밀폐된 유리병에서는 이산화염소의 농도가 서서히 감소하는 경향을 나타내었으나, 광이 투과 가능한 유리병에서는 이산화염소의 농도가 급격히 줄어드는 경향을 나타냄을 확인할 수 있다.
[도면 부호의 설명]
10: 반응조 20: 이산화염소 용액화 반응조
30: 자외선 발생부 40: 이산화염소가스 기포 발생부
50: 기포 발생부 60: 클로라이트 함유 용액
70: 오존 80: 이산화염소 가스
120: 물 주입밸브 130: 수위센서
140: 희석가스 주입부 150: 오존 발생부
170: 오존 공급밸브 180: 오존 주입부
190: 오존 배출부 210: 이산화염소가스 이송관
220: 이산화염소 농도 측정부 230: 이산화염소가스 발생 제어부
310: 용액 채취부 320: 용액 분석실
330: 클로라이트 센서 340: 이산화염소 센서
350: pH 센서 360: 용액 재주입부
510: 공기 배출부 520: 이산화염소 용액 배출부
530: 밸브 540: 이산화염소 농도 측정부

Claims (26)

  1. 클로라이트 이온을 함유하는 클로라이트 함유 용액이 저장되며, 상기 클로라이트 함유 용액 중의 클로라이트가 자외선 또는 오존과 반응하여 이산화염소를 생성시키고, 생성된 이산화염소를 기상으로 배출하는 반응조; 및
    상기 반응조에 오존을 공급하는 오존 발생부 및 상기 반응조 내에 자외선을 조사하는 자외선 발생부 중 적어도 하나;
    상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스 중 이산화염소의 농도를 분석하는 이산화염소 가스 농도 측정부; 및
    상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정값을 전송받아 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어부
    를 포함하며, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부는 상기 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 측정 시점에서 이산화염소가스 중의 이산화염소의 농도를 측정하며,
    상기 이산화염소의 농도 값이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 소정 시점까지의 이산화염소가스 발생 총량을 측정하며,
    상기 발생 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부는 단위시간당 발생하는 이산화염소가스 발생량을 측정하며,
    발생한 이산화염소가스 총량이 미리 설정된 농도 값을 초과하는 운전 시간에 도달하는 경우, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존 공급량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자외선 발생부는 램프 또는 LED인 이산화염소 발생 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 자외선 발생부는 반응조 내의 저부에 구비되되, 상기 자외선 발생부 아래에 기포를 발생시키는 기포 발생부를 포함하며, 상기 기포 발생부로부터 생성된 기포에 의해 반응조 내에 생성된 이산화염소가 반응조 상부로 이송되어 이산화염소 가스로 배출되는 것인 이산화염소 발생 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것인 이산화염소 발생 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 이산화염소 가스 발생 제어부가 기포 발생부의 기포 발생량을 감소 또는 중지하여 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 오존 발생부는 반응조 외부에 설치되어 오존 주입부에 의해 반응조 내로 공급되되, 반응조 내로 공급되는 오존 공급량을 조절하는 오존 공급밸브를 구비하며, 상기 오존 주입부는 말단에 오존을 기포로 생성하여 공급하는 기포 발생부를 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기포 발생부는 상기 반응조의 단면적에 대하여 50% 이상의 면적을 차지하도록 구비되는 것인 이산화염소 발생 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 반응조는 희석가스 주입부를 더 포함하며, 상기 이산화염소 가스 농도 측정부의 측정 값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 상기 희석가스 주입부를 통해 반응조 내에 희석가스를 주입하여 이산화염소 가스의 농도를 설정 범위 내로 조절하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 반응조는 광에 대하여 불투과성인 이산화염소 발생 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반응조는 수위 센서를 구비하며, 상기 반응조의 수위가 소정 값 이하일 때 상기 반응조에 물을 보충하는 물 보충 수단을 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응조 내의 이산화염소 용액을 채취하는 용액 채취부; 및
    상기 채취된 이산화염소 용액에 대하여 클로라이트 농도, 이산화염소 농도 및 pH를 분석하는 용액 분석실
    을 더 포함하는 이산화염소 발생 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 용액 분석실은 상기 채취된 용액의 클로라이트 농도를 측정하는 클로라이트 센서, 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 센서 및 용액의 pH를 측정하는 pH 센서를 각각 포함하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 채취된 이산화염소 용액을 분석한 후에 상기 반응조로 재 주입하는 용액 재주입부를 구비하는 것인 이산화염소 발생 장치.
  17. 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조;
    상기 이산화염소 용액화 반응조의 저부에 이산화염소 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부; 및
    상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부
    를 포함하며, 상기 이산화염소 가스가 상기 용매 내에 용해되어 이산화염소 용액을 생성하는 이산화염소 용액화 장치.
  18. 액상 용매를 포함하는 이산화염소 용액화 반응조; 및
    제1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 이산화염소 발생장치의 반응조와 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 이산화염소 함유 가스를 공급하는 이산화염소 가스 공급부; 및
    상기 가스 공급부 말단에 구비되며, 상기 이산화염소 가스를 버블링하여 상기 이산화염소 용액화 반응조에 이산화염소 가스를 주입하는 기포 발생부
    를 포함하는 이산화염소 용액화 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 이산화염소 용액화 반응조는 용액 내의 이산화염소 농도를 측정하는 이산화염소 농도 측정부를 구비하며,
    상기 이산화염소 농도 측정부에서의 측정 값이 전송되며, 상기 측정 값이 소정 값을 초과하는 경우 반응조 내의 이산화염소 가스 발생량을 제어하는 이산화염소 가스 발생 제어 수단을 구비하되,
    상기 이산화염소 가스 발생 제어 수단은 오존 발생부의 전력을 제어하여 상기 반응조로 공급되는 오존량을 저감 또는 중단하거나, 상기 자외선 발생부의 전력을 제어하여 자외선 발생을 저감 또는 중단하거나, 상기 기포 발생부를 제어하여 기포 발생을 저감 또는 중단하는 것인 이산화염소 용액화 장치.
  20. 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서 기포를 발생시키는 단계;
    상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계;
    상기 이산화염소 함유 가스 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계
    를 포함하는 이산화염소 가스 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함하는 이산화염소 가스 제조방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40인 이산화염소 가스 제조방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항의 상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소를 용액화하는 것을 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
  24. 클로라이트 이온을 포함하는 용액 내에 자외선을 조사하거나 또는 오존을 공급하면서, 기포를 발생시키는 단계;
    상기 자외선 또는 오존에 의해 클로라이트 이온으로부터 이산화염소가 생성되며, 상기 생성된 이산화염소가 상기 기포와 함께 부상하여 용액으로부터 기상으로 배출하여 이산화염소 함유 가스를 제공하는 단계;
    상기 이산화염소 함유 가스를 액상 용매 내에 공급하여 이산화염소 함유 용액을 제조하는 단계;
    상기 이산화염소 함유 용액 중에 포함된 이산화염소 농도를 측정하고, 미리 설정된 농도 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 자외선 조사의 강도, 오존의 공급량 및 기포의 발생량을 저감하거나 또는 중단하여 이산화염소 발생량을 줄이는 단계
    를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 이산화염소 농도가 미리 설정된 농도 값을 초과하는 경우 이산화염소 함유 가스에 희석 가스를 공급하여 이산화염소 농도를 저감하는 단계를 포함하는 이산화염소 함유 용액 제조방법.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 클로라이트 이온을 포함하는 용액은 pH 9 이상이고, 15 내지 40인 이산화염소 함유 용액 제조방법.
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