WO2023085472A1 - 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치 - Google Patents

정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023085472A1
WO2023085472A1 PCT/KR2021/016567 KR2021016567W WO2023085472A1 WO 2023085472 A1 WO2023085472 A1 WO 2023085472A1 KR 2021016567 W KR2021016567 W KR 2021016567W WO 2023085472 A1 WO2023085472 A1 WO 2023085472A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction water
storage tank
hydrogen peroxide
unit
water
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/016567
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최종원
정학근
최영찬
이길봉
이영주
이강산
박준수
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Publication of WO2023085472A1 publication Critical patent/WO2023085472A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18—Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18—Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • A61L2/186—Peroxide solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/68—Arrangements for adjusting the position of spray heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/03—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/043—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using induction-charging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/027—Preparation from water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
    • C01B15/0295—Preparation from hydrogen and oxygen by electrical discharge

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing hydrogen peroxide water using electrostatic spraying.
  • Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used as a bleaching agent for pulp and fibers, a disinfectant and disinfectant, a semiconductor cleaning liquid, an oxidizing agent in water treatment processes, and an eco-friendly oxidizing agent in chemical reactions (propylene oxide synthesis).
  • Korean Patent Publication No. 10-2002-0032225 discloses a direct manufacturing process in which hydrogen peroxide is synthesized by directly reacting hydrogen and oxygen. There have been many studies as an alternative process for
  • the direct manufacturing process has a simple configuration and can be manufactured where hydrogen peroxide is required, greatly reducing the risk of explosion during storage and transportation of hydrogen peroxide.
  • it is manufactured by simultaneously injecting a reducing agent and oxygen gas under a catalyst to which a quinone compound is applied, and has disadvantages in the use of an expensive catalyst and the reactive part.
  • Korean Patent Publication No. 10-2020-0116734 in the direct production reaction of hydrogen peroxide, there is a side reaction in which water is produced in addition to the reaction in which hydrogen and oxygen meet to produce hydrogen peroxide. Since this side reaction is also a spontaneous reaction, research on increasing hydrogen peroxide selectivity using a catalyst is in progress.
  • Korean Patent Publication No. 10-2019-0055955 discloses only the technical configuration of evaporating ionized water using electrostatic spraying as a technology for applying to ionized water such as seawater and condensing the evaporated ionized water at the rear end to desalinate it.
  • a technical configuration for generating hydrogen peroxide through the reaction is not disclosed.
  • Hydrogen peroxide (H2O2) is used in a variety of industries including sterilization and decolorization.
  • high-concentration hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) which is produced and supplied chemically, has a risk of injury to users, so it is recommended to generate it on site as needed.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to generate hydrogen peroxide by converting reaction water into fine droplets through electrostatic spraying and reacting ionized hydrogen and hydroxyl ions again without consuming expensive metal catalysts and large amounts of energy. It is to provide an apparatus for producing hydrogen peroxide using electrostatic spraying.
  • the nozzle unit for spraying the reaction water; a grounding unit disposed opposite to the nozzle unit; And a power supply unit for applying a high voltage between the nozzle unit and the ground unit, wherein the reaction water is formed into fine droplets having a particle size of 20 ⁇ m or less in the nozzle unit and electrostatic sprayed, and ionized hydrogen ions (H + ) and hydroxide ions (OH - ) may be provided with a hydrogen peroxide production device using electrostatic spray to generate hydrogen peroxide by reacting again.
  • the nozzle unit may include a nozzle body to which the reaction water is supplied; and a nozzle tip connected to the nozzle body and disposed facing the ground portion and having an outlet through which the reaction water is sprayed, wherein the average particle diameter of water droplets of the reaction water discharged from the outlet is 10 nm to 200 ⁇ m.
  • the nozzle tip may be rotatably connected to the nozzle body so that the nozzle tip is coaxially or inclinedly disposed with respect to the nozzle body.
  • a storage tank provided under the nozzle unit and the ground unit to store the reaction water containing hydrogen peroxide generated through electrostatic spraying; And connected to the storage tank in communication, it may further include a filter unit for removing chlorine contained in the reaction water containing hydrogen peroxide.
  • the reaction water storage tank in which the reaction water is stored; a needle unit provided below the reaction water storage tank and receiving and spraying the reaction water from the reaction water storage tank; a grounding unit disposed under the needle unit and facing the needle unit; a storage tank provided under the ground portion and storing the reaction water containing hydrogen peroxide; And a power supply unit for applying a high voltage between the nozzle unit and the ground unit, wherein the reaction water is formed into fine droplets having a particle size of 20 ⁇ m or less in the needle unit and electrostatic sprayed, and ionized hydrogen ions (H + ) and hydroxide ions (OH - ) may be provided with a hydrogen peroxide production device using electrostatic spray to generate hydrogen peroxide by reacting again.
  • a hydrogen peroxide production device using electrostatic spray to generate hydrogen peroxide by reacting again.
  • the grounding unit may include a mesh-type grounding plate provided under the needle unit; and a cone-shaped leakage prevention plate coupled to an edge of the ground plate and inclined upward.
  • the needle unit may include a conductive plate coupled to a lower surface of the reaction water storage tank; It may include at least one needle coupled to a lower surface of the conductive plate and disposed facing the ground portion to spray the reaction water.
  • the concentration (ppm) of hydrogen peroxide stored in the storage tank is less than a set value
  • the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank may be circulated between the storage tank and the reaction water storage tank.
  • reaction water supply tank connected in communication with the reaction water storage tank to supply the reaction water to the reaction water storage tank; And it is connected in communication with the storage tank may further include a hydrogen peroxide storage tank for storing the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank.
  • reaction water supply unit for connecting the reaction water supply tank, the reaction water storage tank, the storage tank, and the hydrogen peroxide storage tank in communication with each other and supplying the reaction water to each other
  • the reaction water transfer unit includes a pump ; a first pipeline having one end connected to the reaction water supply tank and the other end connected to the pump, and supplying and shutting off the reaction water stored in the reaction water supply tank to and from the pump when a first valve is opened and closed; A second pipeline having one end connected to the pump and the other end connected to the reaction water storage tank, and supplying and shutting off the reaction water passing through the pump to and from the reaction water storage tank according to the opening and closing of the second valve; a third pipeline having one end connected to the storage tank and the other end connected to the first pipeline, and supplying and shutting off the reaction water stored in the storage tank to and from the pump according to opening and closing of the third valve; And one end is connected to the second pipeline and the other end is connected to the hydrogen peroxide storage tank, and the reaction water stored in
  • Embodiments of the present invention can easily produce hydrogen peroxide water only by electrostatic spraying water as a reaction water.
  • embodiments of the present invention can reduce costs by producing hydrogen peroxide water only by electrostatically spraying water as a reaction water without consuming an expensive metal catalyst and a large amount of energy.
  • reaction water containing hydrogen peroxide generated through electrostatic spraying can be supplied to a supplier and used for sterilization, disinfection, or cleaning.
  • embodiments of the present invention can easily produce hydrogen peroxide of a desired concentration by circulating reaction water containing hydrogen peroxide so that the concentration of generated hydrogen peroxide reaches a set value.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus for producing hydrogen peroxide water using electrostatic spraying according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an operating state diagram of an apparatus for producing hydrogen peroxide solution using electrostatic spraying according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the relative position of the nozzle tip with respect to the nozzle body according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a view showing the relative position of the grounding part with respect to the nozzle part according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an apparatus for producing hydrogen peroxide water using electrostatic spraying according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an apparatus for producing hydrogen peroxide water using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view showing an apparatus for producing hydrogen peroxide solution using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an operating state diagram showing an operation of supplying reaction water from a reaction water supply tank to a reaction water storage tank in the hydrogen peroxide water production device using electrostatic spraying according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an operating state diagram showing a reaction water storage tank and a reaction water circulation operation in the storage tank in the hydrogen peroxide water production device using electrostatic spraying according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an operating state diagram showing an operation of supplying reaction water stored in a storage tank to a hydrogen peroxide storage tank in the hydrogen peroxide solution production device using electrostatic spraying according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus for producing hydrogen peroxide solution using electrostatic spraying according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an operating state diagram of an apparatus for producing hydrogen peroxide solution using electrostatic spray according to a first embodiment of the present invention
  • 3 is a view showing the relative position of the nozzle tip to the nozzle body according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing the relative position of the ground part to the nozzle part according to the first embodiment of the present invention.
  • the apparatus 100 for producing hydrogen peroxide water using electrostatic spray according to the first embodiment of the present invention is opposed to the nozzle unit 130 for spraying the reaction water and the nozzle unit 130 A storage tank ( 110) and a filter unit 120 connected to the storage tank 110 in communication.
  • reaction water may include distilled water, bottled water, mineral water, deep sea water, ionized water, and the like.
  • reaction water may contain 1 to 200 mg/L of mineral components.
  • the above mineral component may be at least one of iron, magnesium, potassium, potassium, sodium, silicon, and phosphorus.
  • the pH of the reaction water may be 5 to 10, preferably the pH of the reaction water may be 6.7 to 7.3.
  • reaction water has an evaporation residue of 30 to 200 mg/L, free carbon dioxide of 3 to 30 mg/L, a threshold odd number (TON) of 3 or less, and water hardness (Water hardness) is 10 to 100 mg/L, potassium permanganate consumption is 3 mg/L or less, and residual chlorine may be 0.4 mg/L or less.
  • Evaporation residue is what remains after evaporating water, and is the content of minerals or organic matter suspended or dissolved in water.
  • Free carbonic acid is carbon dioxide gas dissolved in water.
  • Potassium permanganate consumption refers to the amount of organic matter, which is a carbon compound, beyond the ability of microorganisms to decompose and purify organic matter.
  • Residual chlorine is the amount of chlorine used for disinfection, and if the concentration is high, the taste may be discarded.
  • Chlorine disinfection which is used worldwide in water treatment, is to secure safety from microorganisms such as general bacteria and E. coli before water is sent from the water purification plant to homes. is stipulated. Chlorine can be seen as a necessary measure to secure tap water safety.
  • Chloroform and trihalomethane which are disinfection by-products, are generated in the chlorine disinfection process, which are carcinogens and are strictly regulated by the law with water quality standards. Water hardness indicates the content of calcium and magnesium
  • This embodiment uses electrostatic sparying to generate hydrogen peroxide.
  • a high voltage is applied between the nozzle unit 130 for spraying the reaction water, the ground unit 140 disposed opposite to the nozzle unit 130, and between the nozzle unit 130 and the ground unit 140. It includes a power supply unit 150 to.
  • the nozzle unit 130 includes a nozzle body 131 through which reaction water is supplied, and a nozzle tip 133 connected to the nozzle body 131 and disposed opposite to the ground unit 140 and having a discharge port for spraying reaction water. do.
  • the nozzle tip 133 may be rotatably connected to the nozzle body 131 . Therefore, the nozzle tip 133 may be disposed coaxially or inclined with respect to the nozzle body. As shown in FIG. 4, the nozzle tip 133 is relatively rotated with respect to the nozzle body 131 according to the position of the ground portion 140 so that the discharge port direction of the nozzle tip 133 faces the ground portion 140. in order to make it possible
  • the average particle diameter of water droplets of the reaction water discharged from the discharge port of the nozzle tip 133 may be 10 nm to 200 ⁇ m. This is to make the particle size of the reaction water sprayed from the nozzle tip 133 by electrostatic spray into fine droplets of 20 ⁇ m or less.
  • the diameter of the discharge port is 4 mm or less so that the average particle diameter of water droplets of the reaction water discharged from the discharge port is 10 nm to 200 ⁇ m.
  • the diameter of the discharge port exceeds 4 mm, the average particle diameter of water droplets may exceed 200 ⁇ m, and when the average particle diameter of water droplets exceeds 200 ⁇ m, the concentration of hydrogen peroxide generated may decrease.
  • a positive (+) voltage is applied to the nozzle tip 133 spraying the reaction water for an electrostatic spraying effect, and a negative (-) voltage is applied to the ground part 140 spaced a predetermined distance from the nozzle tip 133. of high voltage can be applied.
  • the water droplets of the reaction water are not sprayed because the electric force acting on the surface of the water droplets of the reaction water and the repulsive force of positive ions are smaller than the surface tension of the water droplets of the reaction water.
  • a high voltage is applied between the tip 133 and the ground portion 140, the electric force acting on the surface of the water droplet of the reaction water and the repulsive force of positive ions are greater than the surface tension of the water droplet of the reaction water, and the water droplet of the reaction water is finely formed at the nozzle tip 133. It is sprayed while being droplets.
  • This embodiment can effectively generate hydrogen peroxide only with reaction water and oxygen in the air by using the electrostatic spray effect. Therefore, it is possible to reduce costs by producing hydrogen peroxide water without consuming additional chemicals such as conventional combustible hydrogen gas or delayed oxygen gas, expensive metal catalysts, and a large amount of energy.
  • hydrogen peroxide when hydrogen peroxide is produced using electrostatic spray, hydrogen peroxide is stored together with reaction water such as water, and reaction water containing the stored hydrogen peroxide is supplied, so that it can be used for sterilization, disinfection or cleaning at the supplier. there is.
  • the amount of hydrogen peroxide generated in the reaction water per ml/min of the reaction water discharged from the nozzle tip 133 is set to 0.001 ml/min to 0.05 ml/min.
  • the discharge pressure of the reaction water discharged from the discharge port of the nozzle tip 133 is greater than 0 bar and 10 bar. A short may occur if the discharge pressure of the reaction water exceeds 10 bar.
  • the supply amount of the reaction water discharged from the nozzle tip 133 has 0.01 ml/min or more. At a supply rate of less than 0.01 ml/min, the amount of hydrogen peroxide produced may decrease.
  • the separation distance between the discharge port of the nozzle tip 133 and the ground portion 140 may be 10 mm or more so that a short circuit does not occur between the discharge port of the nozzle tip 133 and the ground portion 140 while the reaction water is electrostatically sprayed.
  • the applied voltage between the nozzle tip 133 and the ground portion 140 may be ⁇ 5 kV. If the separation distance between the discharge port of the nozzle tip 133 and the ground portion 140 is less than 10 mm and the applied voltage is less than ⁇ 5 kV, the concentration of hydrogen peroxide generated may be reduced.
  • reaction water containing hydrogen peroxide generated through electrostatic spraying is stored in the storage tank 110 .
  • the storage tank 110 may be provided below the nozzle unit 130 and the ground unit 140 .
  • the nozzle part 130 is disposed inside the upper part of the storage tank 110, and the ground part 140 may be vertically fixed to the inner wall of the storage tank 110 (see FIG. 1).
  • the grounding part 140 when the grounding part 140 is inclined or horizontally disposed inside the storage tank 110, the nozzle tip 133 is relatively rotated with respect to the nozzle body 131, so that the grounding part (140).
  • the filter unit 120 is connected to communicate with the storage tank 110 to remove chlorine contained in the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 110.
  • the filter unit 120 may be composed of a carbon filter that removes chlorine included in the reaction water.
  • Reaction water containing hydrogen peroxide and chlorine stored in the storage tank 110 may be stored in a separate transport container after chlorine is removed through the filter unit 120 or transported to a necessary supply source.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an apparatus for producing hydrogen peroxide using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an apparatus for producing hydrogen peroxide using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention
  • 7 is a side view showing a hydrogen peroxide solution production device using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a reaction water supply in a hydrogen peroxide solution production device using electrostatic spray according to a second embodiment of the present invention
  • It is an operating state diagram showing the operation of supplying reaction water from the water tank to the reaction water storage tank
  • FIG. 10 is an operating state diagram showing a circulation operation
  • FIG. 10 is an operating state diagram showing the operation of supplying the reaction water stored in the storage tank to the hydrogen peroxide storage tank in the hydrogen peroxide water manufacturing device using electrostatic spraying according to the second embodiment of the present invention.
  • the hydrogen peroxide water production device 200 using electrostatic spray includes a reaction water storage tank 220 in which reaction water is stored, and a reaction water storage tank 220 A needle portion 230 provided at the bottom and spraying reaction water, a ground portion 240 disposed opposite to the needle portion 230, and a reaction water containing hydrogen peroxide provided at the bottom of the ground portion 240 A storage tank 250 for storing, a power supply unit (not shown) for applying a high voltage between the nozzle unit 130 and the ground unit 240, and the reaction water storage tank 220 are connected in communication with each other, and the reaction water storage tank ( 220), a reaction water supply tank 260 for supplying reaction water, and a hydrogen peroxide storage tank 270 connected in communication with the storage tank 250 to store the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 ,
  • the reaction water supply tank 260, the reaction water storage tank 220, the storage tank 250, and the hydrogen peroxide storage tank 270 are connected in communication with each other,
  • the number of reactions and the electrostatic spray are the same as those described in the first embodiment of the present invention, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the reaction water storage tank 220 stores the reaction water supplied from the reaction water supply tank 260 .
  • the reaction water storage tank 220 is formed of an insulator. And the reaction water storage tank 220 is fixedly installed on the lower surface of the upper frame 215.
  • the needle part 230 is provided at the bottom of the reaction water storage tank 220, and the reaction water stored in the reaction water storage tank 220 falls downward through the needle part 230 due to a water head difference.
  • the needle unit 230 is coupled to the conductive plate 231 coupled to the lower surface of the reaction water storage tank 220 and the lower surface of the conductive plate 231 and disposed opposite to the ground unit 240 to spray the reaction water. It includes at least one needle (233).
  • One needle 233 may be provided at the center of the conductive plate 231 , or a plurality of needles 233 may be provided spaced apart from each other on the conductive plate 231 .
  • An average particle diameter of water droplets of the reaction water sprayed from the needle 233 may be 10 nm to 200 ⁇ m. This is to ensure that the particle diameter of the reaction water sprayed from the needle 233 by electrostatic spraying is reduced to 20 ⁇ m or less to form fine droplets.
  • the ground portion 240 is provided at a predetermined interval under the at least one needle 233 .
  • the grounding unit 240 includes a mesh-type grounding plate 241 provided under the needle unit 230 and a cone-shaped leakage prevention plate 243 coupled to an edge of the grounding plate 241 and inclined upward. .
  • the ground plate 241 is formed in a mesh type, and reaction water electrostatically sprayed from the needles 233 passes through the mesh type ground plate 241 and falls downward.
  • the leakage prevention plate 243 prevents reaction water electrostatically sprayed from at least one needle 233 from leaking out. Therefore, the upper end of the leak prevention plate 243 is spaced apart from at least one needle 233 by a predetermined interval and is disposed to surround the needle 233 . In addition, since the leak prevention plate 243 has a cone shape, the reaction water electrostatically sprayed from the needle 233 flows down due to its own weight.
  • the power supply unit applies a positive (+) voltage to the needle 233 from which the reaction water is sprayed so that the reaction water sprayed from the needle 233 generates hydrogen peroxide through electrostatic spray, and a ground plate spaced a predetermined distance from the needle 233 A high voltage of negative (-) voltage is applied to (241).
  • the amount of hydrogen peroxide generated in the reaction water per ml/min of the reaction water sprayed from the needle 233 is set to 0.001 ml/min to 0.05 ml/min.
  • the injection pressure of the reaction water injected from the needle 233 is greater than 0 bar and 10 bar.
  • the separation distance between the tip of the needle 233 and the ground plate 241 may be 10 mm or more so that a short circuit does not occur between the tip of the needle 233 and the ground plate 241 while the reaction water is electrostatically sprayed.
  • a voltage applied between the needle 233 and the ground plate 241 may be ⁇ 5 kV.
  • the water droplets sprayed from the plurality of needles 233 by electrostatic spray are fine droplets and ionized hydrogen ions ( H + ) and hydroxide ions (OH - ) may react again to generate hydrogen peroxide.
  • the storage tank 250 may be fixedly installed on the upper surface of the lower frame 210 .
  • the ground plate 241 is fixedly installed at the upper end of the storage tank 250
  • the leak prevention plate 243 is fixedly installed at the upper edge of the storage tank 250 (see FIG. 5). . Accordingly, the electrostatically sprayed reaction water may be stored in the storage tank 250 through the ground plate 241 or along the leakage prevention plate 243 without leakage to the outside.
  • reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 may be supplied to the hydrogen peroxide storage tank 270 .
  • reaction water supply tank 260 and the hydrogen peroxide storage tank 270 may be detachably coupled to the first storage part 217 and the second storage part 219 respectively provided in the upper frame 215 Yes (see FIG. 6).
  • the upper frame 215 is supported by a side frame 213 fixed to the lower frame 210 .
  • reaction water transfer unit 270 includes the reaction water supply tank 260, the reaction water storage tank 220, the storage tank 250, and The hydrogen peroxide storage tank 270 is connected in communication with each other to mutually supply the reaction water.
  • the reaction water transfer unit 270 includes a pump 289, a first pipeline 281 having one end connected to the reaction water supply tank 260 and the other end connected to the pump 289, and one end connected to the pump 289. ) and a second pipeline 283 having one end connected to the reaction water storage tank 220 and a third pipeline having one end connected to the storage tank 250 and the other end connected to the first pipeline 281 ( 285) and a fourth pipeline 287 having one end connected to the second pipeline 283 and the other end connected to the hydrogen peroxide storage tank 270.
  • a first valve 282 is installed in the first pipeline 281, and the reaction water stored in the reaction water supply tank 260 is supplied to and blocked from the pump 289 according to the opening and closing of the first valve 282.
  • a second valve 284 is installed in the second pipeline 283, and the reaction water passing through the pump 289 is supplied to and blocked from the reaction water storage tank 220 according to the opening and closing of the second valve 284.
  • a third valve 286 is installed in the third pipeline 285, and the reaction water stored in the storage tank 250 is supplied to and blocked from the pump 289 according to the opening and closing of the third valve 286.
  • a fourth valve 288 is installed in the fourth pipeline 287, and the reaction water stored in the storage tank 250 flows through the second pipeline 283 and the pump 289 according to the opening and closing of the fourth valve 288. and is supplied to and blocked from the hydrogen peroxide storage tank 270 via the second pipeline 283.
  • the first to fourth valves 288 according to this embodiment may be configured as solenoid valves, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the first valve 282 and the second valve 284 are opened, and the third The valve 286 and the fourth valve 288 are closed. Then, the pump 289 is operated to supply the reaction water stored in the reaction water supply tank 260 to the reaction water storage tank 220 via the first pipeline 281 and the second pipeline 283.
  • reaction water stored in the reaction water storage tank 220 is converted into fine droplets through at least one needle 233 and electrostatically sprayed, and ionized hydrogen ions and hydroxide ions react again to form hydrogen peroxide. And the remaining reaction water and the generated hydrogen peroxide fall to the bottom and are stored in the storage tank 250.
  • the concentration (ppm) of hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 is less than the set value
  • the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 is stored in the storage tank so that the concentration of hydrogen peroxide reaches the set value Circulation between the 250 and the reaction water storage tank 220 may allow the concentration of hydrogen peroxide to reach a set value.
  • the second valve 284 and the third valve 286 are opened, The first valve 282 and the fourth valve 288 are closed. Then, the pump 289 is operated to supply the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 to the reaction water storage tank 220 via the third pipeline 285 and the second pipeline 283 . And the above operation is repeated until the concentration of hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 reaches the set value.
  • the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the storage tank 250 is supplied to the hydrogen peroxide storage tank 270.
  • the third valve 286 and the fourth valve 288 are opened and the The first valve 282 and the second valve 284 are closed. Then, the pump 289 is operated to supply the reaction water stored in the storage tank 250 to the hydrogen peroxide storage tank 270 via the third pipeline 285 and the fourth pipeline 287.
  • a filter unit may be connected to communicate with the hydrogen peroxide storage tank 270 to remove chlorine included in the reaction water containing hydrogen peroxide stored in the hydrogen peroxide storage tank 270.
  • the filter unit may be composed of a carbon filter that removes chlorine contained in the reaction water.
  • Reaction water containing hydrogen peroxide and chlorine stored in the hydrogen peroxide storage tank 270 may be stored in a separate transport container after chlorine is removed through a filter unit or transported to a necessary supply source.
  • nozzle body 133 nozzle tip
  • first storage unit 219 second storage unit
  • reaction water storage tank 230 needle part
  • conductive plate 233 needle
  • ground portion 241 ground plate
  • reaction water supply tank 270 hydrogen peroxide storage tank
  • reaction water transfer unit 281 first pipeline
  • the present invention can generate hydrogen peroxide by converting reaction water into fine droplets through electrostatic spraying and re-reacting ionized hydrogen and hydroxyl ions without consuming an expensive metal catalyst and a large amount of energy.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치가 개시된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치는, 반응수를 분사하는 노즐부; 노즐부에 대향되게 배치된 접지부; 및 노즐부와 접지부 사이에 고전압을 인가하는 전원부를 포함하며, 반응수는 노즐부에서 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되어 정전분무(electrostatic spraying)되며 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성한다.

Description

정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치
본 발명은 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에 관한 것이다.
과산화수소(H2O2)는 펄프 및 섬유의 표백제, 소독 살균제, 반도체 세정액, 수처리 공정의 산화제, 화학 반응의 친환경 산화제(프로필렌 옥사이드 합성)로 사용되고 있다.
2009년 기준 연간 220만 톤의 과산화수소가 제조되고 있으며 프로필렌 옥사이드 수요의 증가와 함께 과산화수소의 수요 증가가 기대된다.
현재 과산화수소는 안트라퀴논(anthraquinone) 계열 화합물을 시작으로 연속적인 산화, 수소화 공정을 거쳐 생성되는데, 이때 많은 양의 유기 용매가 사용되고 폐기물로 발생하여 인체에 해로운 영향을 끼칠 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 과산화수소의 제조가 다단의 연속 공정과 제조 후 정제 및 농축 과정을 거치며 많은 에너지의 소비가 필요하다는 문제점도 있다.
대한민국 공개특허 제10-2002-0032225호에는 수소와 산소를 직접 반응시켜 과산화수소를 합성하는 직접 제조 공정이 개시되어 있으며, 이러한 직접 제조 공정은 반응 부산물로 물이 생산되며 유기 용매의 사용이 적어 상용 공정의 대체 공정으로 많은 연구가 되어왔다.
상기 직접 제조 공정은 구성이 간단해 과산화수소를 필요로 하는 곳에서 제조할 수 있어 과산화수소의 보관 및 운반시 폭발의 위험성을 크게 줄일 수 있다. 그러나 퀴논화합물을 적용한 촉매하에서 환원제와 산소기체를 동시 주입하여 제조하는 것으로 고가의 촉매사용, 반응성 부분에 단점이 있다.
그리고 한국공개특허공보 제10-2020-0116734호에서 과산화수소 직접생산 반응은 수소와 산소가 만나 과산화수소가 생성되는 반응 이외에도 물이 생성되는 부반응이 존재한다. 이러한 부반응 또한 자발적인 반응이므로 촉매를 사용하여 과산화수소 선택도를 높이는 연구가 진행중이다.
과산화수소 직접 생산용 촉매는 주로 팔라듐(Pd) 혹은 Pd의 합금(Pd-Au, Pd-Pt)이 사용되고 있는데, 팔라듐 촉매의 경우 과산화수소의 선택도를 높이기 위해서 용매에 산과 할로겐 음이온을 첨가하여 과산화수소 선택도를 높이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 고가의 촉매 및 공정이 복잡하고 운용비용이 많이 드는 단점이 있으며, 설비도 대형화가 요구된다.
그리고 한국공개특허공보 제10-2019-0055955호에는 해수 등의 이온수에 적용하여 증발된 이온잔수를 후단에서 응축하여 담수화하는 기술로 정전분무를 이용한 이온수를 증발하는 기술구성만이 개시되어 있을 뿐, 반응을 통해 과산화수소를 생성하는 기술구성은 개시되어 있지 않다.
과산화수소(H2O2)는 멸균과 탈색를 포함한 다양한 산업분야에서 사용된다. 그러나 화학적으로 생성하여 공급되는 고농도 과산화수소(H2O2)는 사용자의 부상 위험이 있으므로 필요에 따라 현장에서 생성하도록 권장된다.
또한, 최근 사스, 메르스 및 코로나19 등 전세계적으로 전염병이 확산되면서 다양한 물리적 공간을 살균하기 위한 살균액에 대한 수요가 급증하고 있다. 이러한 살균액을 제조를 위해 전기화학소자, 금속촉매 및 플라즈마 등 다양한 기술이 사용되고 있으나, 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지가 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지를 사용하지 않고 효과적으로 과산화수소를 생성할 수 있는 연구가 요구된다.
[특허문헌]
[문헌1] 대한민국 공개특허 제10-2002-0032225호
[문헌2] 대한민국 공개특허 제10-2020-0116734호
[문헌3] 대한민국 공개특허 제10-2019-0055955호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지를 소비함이 없이 정전분무를 통해 반응수를 미세 액적화하고, 이온화된 수소 및 수산화기 이온을 재반응시켜 과산화수소를 생성할 수 있는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 반응수를 분사하는 노즐부; 상기 노즐부에 대향되게 배치된 접지부; 및 상기 노즐부와 상기 접지부 사이에 고전압을 인가하는 전원부를 포함하며, 상기 반응수는 상기 노즐부에서 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되어 정전분무(electrostatic spraying)되며 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치가 제공될 수 있다.
상기 노즐부는, 상기 반응수가 공급되는 노즐몸체; 및 상기 노즐몸체에 연결되되, 상기 접지부에 대향되게 배치되어 상기 반응수를 분사하는 토출구를 구비한 노즐팁을 포함하며, 상기 토출구에서 토출되는 상기 반응수의 물방울 평균 입경은 10㎚ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 노즐팁이 상기 노즐몸체에 대해 동축방향 또는 경사지게 배치되도록, 상기 노즐팁은 상기 노즐몸체에 회전가능하게 연결될 수 있다.
상기 노즐부와 상기 접지부의 하부에 마련되어 정전분무를 통해 생성된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에 연통되게 연결되며, 과산화수소를 함유한 상기 반응수에 포함된 염소를 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반응수가 저장되는 반응수 저장수조; 상기 반응수 저장수조의 하부에 마련되며, 상기 반응수 저장수조로부터 상기 반응수를 공급받아 분사하는 니들부; 상기 니들부의 하부에 마련되고 상기 니들부에 대향되게 배치된 접지부; 상기 접지부의 하부에 마련되며 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 저장탱크; 및 상기 노즐부와 상기 접지부 사이에 고전압을 인가하는 전원부를 포함하며, 상기 반응수는 상기 니들부에서 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되어 정전분무(electrostatic spraying)되며 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치가 제공될 수 있다.
상기 접지부는, 상기 니들부의 하부에 마련된 메쉬타입의 접지판; 및 상기 접지판의 테두리에 결합되며 상방으로 경사지게 형성된 콘형상의 누설방지판을 포함할 수 있다.
상기 니들부는, 상기 반응수 저장수조의 하면에 결합된 전도성 플레이트; 상기 전도성 플레이트의 하면에 결합되고 상기 접지부에 대향되게 배치되어 상기 반응수를 분사하는 적어도 하나의 니들을 포함할 수 있다.
상기 저정탱크에 저장된 과산화수소의 농도(ppm)가 설정값 미만인 경우에, 상기 저장탱크에 저장된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 상기 저장탱크와 상기 반응수 저장수조 사이에서 순환시킬 수 있다.
상기 반응수 저장수조에 연통되게 연결되어 상기 반응수 저장수조에 상기 반응수를 공급하는 반응수 공급수조; 및 상기 저장탱크에 연통되게 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 과산화수소 저장수조를 더 포함할 수 있다.
상기 반응수 공급수조와 상기 반응수 저장수조와 상기 저장탱크 및 상기 과산화수소 저장수조를 상호 연통되게 연결하고 상기 반응수를 상호 공급하는 반응수 이송유닛을 더 포함하며, 상기 반응수 이송유닛은, 펌프; 일단이 상기 반응수 공급수조에 연결되고 타단이 상기 펌프에 연결되며, 제1 밸브의 개폐에 따라 상기 반응수 공급수조에 저장된 상기 반응수가 상기 펌프에 공급 및 차단되는 제1 파이프라인; 일단이 상기 펌프에 연결되고 타단이 상기 반응수 저장수조에 연결되며, 제2 밸브의 개폐에 따라 상기 펌프를 경유한 상기 반응수가 상기 반응수 저장수조에 공급 및 차단되는 제2 파이프라인; 일단이 상기 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 제1 파이프라인에 연결되며, 제3 밸브의 개폐에 따라 상기 저장탱크에 저장된 상기 반응수가 상기 펌프에 공급 및 차단되는 제3 파이프라인; 및 일단이 상기 제2 파이프라인에서 연결되고 타단이 상기 과산화수소 저장수조에 연결되며, 제4 밸브의 개폐에 따라 상기 저장탱크에 저장된 상기 반응수가 상기 제2 파이프라인과 상기 펌프와 상기 제2 파이프라인을 경유하여 상기 과산화수소 저장수조에 공급 및 차단되는 제4 파이프라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 반응수인 물을 정전분무하는 것만으로 과산화수소수를 용이하게 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들은 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지를 소비함이 없이 반응수인 물을 정전분무하는 것만으로 과산화수소수를 제조할 수 있어 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들은 정전분무를 통해 생성된 과산화수소가 함유된 반응수를 공급처에 공급하여 살균, 제균 또는 세척용으로 활용할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들은 생성된 과산화수소의 농도가 설정값에 도달되도록 과산화수소를 함유한 반응수를 순환시켜 원하는 농도의 과산화수소를 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치의 동작상태도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐몸체에 대한 노즐팁의 상대위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부에 대한 접지부의 상대위치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 반응수 공급수조에서 반응수 저장수조로 반응수를 공급하는 동작을 나타내는 동작상태도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 반응수 저장수조와 저장탱크 내의 반응수 순환동작을 나타내는 동작상태도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 저장탱크에 저장된 반응수를 과산화수소 저장수조에 공급하는 동작을 나타내는 동작상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치의 동작상태도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐몸체에 대한 노즐팁의 상대위치를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부에 대한 접지부의 상대위치를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치(100)는 반응수를 분사하는 노즐부(130)와, 노즐부(130)에 대향되게 배치된 접지부(140)와, 노즐부(130)와 접지부(140) 사이에 고전압을 인가하는 전원부(150)와, 노즐부(130)와 접지부(140)의 하부에 마련된 저장탱크(110)와, 저장탱크(110)에 연통되게 연결된 필터부(120)를 포함한다.
본 실시예에서 반응수는 증류수, 생수, 광천수, 해양심층수, 이온수 등을 포함할 수 있다.
그리고 반응수에는 미네랄성분이 1 내지 200mg/L 포함될 수 있다. 상기한 미네랄성분은 철, 마그네슘, 칼륨, 칼륨, 나트륨, 규소, 인 중 적어도 어느 하나 일 수 있다. 또한 반응수의 pH는 5 내지 10일 수 있으며, 바람직하게는 반응수의 pH 6.7 내지 7.3일 수 있다.
또한, 반응수는 증발잔류물이 30 내지 200mg/L이고, 유리탄산(Free carbon dioxide)는 3 내지 30mg/L이며, 희석배치수(Threshold Odor Number: TON)가 3이하이고, 물경도(Water hardness)는 10 내지 100mg/L이며, 과망간산칼륨 소비량(Potassium permanganate consumption)은 3mg/L이하이고, 잔류염소(Residual Chlorine)는 0.4mg/L이하일 수 있다.
증발잔류물은 물을 증발시킨 후 남는 것으로, 물에 떠있거나 용해되어 있던 미네랄이나 유기물의 함유량이다. 유리탄산은 물에 녹아있는 탄산가스로 많이 함유되면 사이다 같은 신선한 맛과 청량감을 줄 수 있다. 과망간산칼륨 소비량은 탄소화합물인 유기물의 양으로 미생물이 유기물을 분해 정화 할 수 있는 능력을 넘어선 양을 말한다. 잔류염소는 소독용으로 사용한 염소의 양으로 농도가 높으면 맛을 버리게 될 수 있다. 정수처리시 전세계적으로 사용하는 염소소독은 정수장에서 가정으로 송수하기 전에 일반세균, 대장균 등 미생물로부터 안전성을 확보하기 위한 것으로 우리나라는 법에서 "수도꼭지에의 잔류염소가 0.1㎎ /ℓ이상 있어야 한다"라고 규정하고 있다. 염소는 수돗물 안전성을 확보하기 위한 꼭 필요한 조치라고 볼 수 있다. 염소 소독과정에서 소독부산물인 클로로포름, 트리할로메탄이 발생하게 되는데 이들은 발암물질로 법에서 엄격하게 수질기준을 두어 규정하고 있다. 물경도는 칼슘과 마그네슘의 함량을 나타낸 것이다.
본 실시예는 정전분무(electrostatic sparying)를 이용하여 과산화수소를 생성하는 것이다. 이를 위해 본 실시예에서는 반응수를 분사하는 노즐부(130)와, 노즐부(130)에 대향되게 배치된 접지부(140) 및 노즐부(130)와 접지부(140) 사이에 고전압을 인가하는 전원부(150)를 포함한다.
노즐부(130)는 반응수가 공급되는 노즐몸체(131)와, 노즐몸체(131)에 연결되며 접지부(140)에 대향되게 배치되어 반응수슬 분사하는 토출구를 구비한 노즐팁(133)을 포함한다.
또한 도 3에서 도시한 바와 같이 노즐팁(133)은 노즐몸체(131)에 회전가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 노즐팁(133)이 노줄몸체에 대해 동축방향 또는 경사지게 배치될 수 있다. 이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 접지부(140)의 위치에 따라 노즐팁(133)을 노즐몸체(131)에 대해 상대 회전시켜 노즐팁(133)의 토출구방향이 접지부(140)에 대향되게 할 수 있도록 하기 위함이다.
또한 도 1에서 도시한 바와 같이 노즐팁(133)의 토출구에서 토출되는 반응수의 물방울 평균 입경은 10㎚ 내지 200㎛일 수 있다. 이는 정전분무에 의해 노즐팁(133)에서 분무되는 반응수의 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되도록 하기 위함이다.
토출구에서 토출되는 반응수의 물방울 평균 입경은 10㎚ 내지 200㎛가 되도록 토출구의 직경은 4mm 이하이다. 토출구의 직경이 4mm를 초과할 경우 물방울 평균 입경이 200㎛를 초과할 수 있으며, 물방울 평균 입경이 200㎛를 초과하면 생성되는 과산화수소의 농도가 낮아질 수 있다.
정전분무(electrostatic sparying) 효과를 위해 반응수를 분사하는 노즐팁(133)에 양(+)전압을 인가하고, 노즐팁(133)으로부터 소정거리 이격된 접지부(140)에 음(-)전압의 고전압을 인가할 수 있다.
정전분무는 노즐팁(133)과 반응수 내의 이온들이 척력과 인력에 의해 반응수 표면으로 이동되면서, 쿨롱반발력이 반응수의 물방울 표면장력 이상의 힘이 되면 반응수의 물방울이 미세 액적화되면서 분무되는 현상을 의미한다.
노즐팁(133)과 접지부(140) 사이의 전압이 낮은 경우 반응수의 물방울 표면에 작용하는 전기력과 양이온들의 반발력이 반응수의 물방울 표면장력보다 작기 때문에 반응수의 물방울이 분무되지 않지만, 노즐팁(133)과 접지부(140) 사이에 고전압이 인가되면 반응수의 물방울 표면에 작용하는 전기력과 양이온들의 반발력이 반응수의 물방울 표면장력보다 커지면서 노즐팁(133)에서 반응수의 물방울이 미세 액적화되면서 분무된다.
이때 반응수의 물방울 평균입경이 서브 마이크론(submicron) 이하로 작아지면 반응수의 물방울 중 일부가 하기의 [화학식 1]에서와 같이 됨과 동시에 하기의 [화학식 2]에서와 같이 과산화수소를 생성한다. 즉, 정전분무에 의해 반응수의 물방울이 미세 액적화되고 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성할 수 있다.
[화학식 1]
H2O-> H+ + OH-
[화학식 2]
O2 + 2H+ + 2e- -> H2O2, 2OH- + 2H+ -> H2O2 + H2
본 실시예는 정전분무 효과를 이용하여 반응수와 공기 중의 산소만으로 과산화수소를 효과적으로 생성할 수 있다. 따라서 종래의 가연성 수소가스나 지연성 산소가스 등의 추가적인 화학약품, 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지를 소비함이 없이 과산화수소수를 제조할 수 있어 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 실시예에 따라 정전분무를 이용하여 과산화수소를 제조하는 경우에 발열 등의 폭발위험이 없으며, 공정이 단순하고, 소규모 뿐만 아니라 대규모로 과산화수소를 제조할 수 있으며, 과산화수소가 필요한 현장에서 바로 생산하여 사용할 수 있으므로 과산화수소의 운송 및 저장비용을 절감할 수 있다.
또한 본 실시예에서 정전분무를 이용하여 과산화수소를 제조하는 경우에 과산화수소를 물 등의 반응수와 함께 저장하고, 저장된 과산화수소를 함유한 반응수를 공급하므로, 공급처에서 살균, 제균 또는 세척용으로 활용할 수 있다.
본 실시예에서는 노즐팁(133)에서 토출되는 반응수의 공급량(ml/min) 당 반응수 내의 과산화수소수 생성량이 0.001ml/min 내지 0.05ml/min가 되도록 한다.
이를 위해, 노즐팁(133)의 토출구에서 토출되는 반응수의 토출압력은 0bar 초과 10bar이다. 반응수의 토출 압력이 10bar를 초과하면 쇼트가 발생할 수 있다. 또한 노즐팁(133)에서 토출되는 반응수의 공급량은 0.01ml/min 이상을 가진다. 0.01ml/min 미만의 공급량에서는 과산화수소의 생성량이 줄어들 수 있다.
그리고 반응수가 정전분무되는 동안 노즐팁(133)의 토출구와 접지부(140) 사이에서 쇼트가 발생하지 않도록 노즐팁(133)의 토출구와 접지부(140) 사이의 이격거리는 10mm 이상일 수 있다. 그리고, 노즐팁(133)과 접지부(140) 사이의 인가전압은 ±5kV 일 수 있다. 노즐팁(133)의 토출구와 접지부(140) 사이의 이격거리가 10mm 미만이고, 인가전압이 ±5kV 미만이면 생성되는 과산화수소의 농도가 낮아질 수 있다.
한편, 정전분무를 통해 생성된 과산화수소를 함유한 반응수는 저장탱크(110)에 저장된다. 저장탱크(110)는 노즐부(130)와 접지부(140)의 하부에 마련될 수 있다. 이때 노즐부(130)는 저장탱크(110)의 상부 내측에 배치되고 접지부(140)는 저장탱크(110)의 내벽에 수직되게 고정될 수 있다(도 1 참조). 또한 도 4에서 도시한 바와 같이 접지부(140)가 저장탱크(110)의 내부에 경사 또는 수평되게 배치되는 경우에 이에 따라 노즐팁(133)은 노즐몸체(131)에 대해 상대 회전되어 접지부(140)에 대향되게 배치될 수 있다.
그리고 본 실시예에서는 저장탱크(110)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수에 포함된 염소를 제거하기 위해 저장탱크(110)에 연통되게 필터부(120)가 연결된다. 본 실시예에서 필터부(120)는 반응수에 포함된 염소를 제거하는 카본 필터로 구성될 수 있다.
저장탱크(110)에 저장된 과산화수소 및 염소를 함유한 반응수는 필터부(120)를 거쳐 염소가 제거된 후 별도로 마련된 운반용 용기에 저장되거나, 필요한 공급처로 운반될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치를 나타내는 측면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 반응수 공급수조에서 반응수 저장수조로 반응수를 공급하는 동작을 나타내는 동작상태도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 반응수 저장수조와 저장탱크 내의 반응수 순환동작을 나타내는 동작상태도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치에서 저장탱크에 저장된 반응수를 과산화수소 저장수조에 공급하는 동작을 나타내는 동작상태도이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치(200)는 반응수가 저장되는 반응수 저장수조(220)와, 반응수 저장수조(220)의 하부에 마련되며 반응수를 분사하는 니들부(230)와, 니들부(230)에 대향되게 배치된 접지부(240)와, 접지부(240)의 하부에 마련되어 과산화수소를 함유한 반응수를 저장하는 저장탱크(250)와, 노즐부(130)와 접지부(240) 사이에 고전압을 인가하는 전원부(미도시)와, 반응수 저장수조(220)에 연통되게 연결되어 반응수 저장수조(220)에 반응수를 공급하는 반응수 공급수조(260)와, 저장탱크(250)에 연통되게 연결되어 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수를 저장하는 과산화수소 저장수조(270)와, 반응수 공급수조(260)와 반응수 저장수조(220)와 저장탱크(250) 및 과산화수소 저장수조(270)를 상호 연통되게 연결하고 반응수를 상호 공급하는 반응수 이송유닛(270)을 포함한다.
본 실시예에서 반응수, 정전분무에 관한 내용은 본 발명의 제1 실시예에서 전술한 내용과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반응수 저장수조(220)는 반응수 공급수조(260)로부터 공급된 반응수를 저장한다. 반응수 저장수조(220)는 부도체로 형성된다. 그리고 반응수 저장수조(220)는 상부프레임(215)의 하면에 고정되게 설치된다.
니들부(230)는 반응수 저장수조(220)의 하부에 마련되며 반응수 저장수조(220)에 저장된 반응수는 수두차에 의해 니들부(230)를 통해 하방으로 낙하된다.
니들부(230)는 반응수 저장수조(220)의 하면에 결합된 전도성 플레이트(231)와, 전도성 플레이트(231)의 하면에 결합되며 접지부(240)에 대향되게 배치되어 반응수를 분사하는 적어도 하나의 니들(233)을 포함한다. 하나의 니들(233)이 전도성 플레이트(231)의 중심부에 마련되거나, 복수의 니들(233)이 전도성 플레이트(231)에 상호 이격되게 마련될 수 있다.
니들(233)에서 분사되는 반응수의 물방울 평균 입경은 10㎚ 내지 200㎛일 수 있다. 이는 정전분무에 의해 니들(233)에서 분무되는 반응수의 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되도록 하기 위함이다.
그리고 전술한 바와 같이 적어도 하나의 니들(233)의 하부에 소정간격 이격되게 접지부(240)가 마련된다.
접지부(240)는 니들부(230)의 하부에 마련된 메쉬타입의 접지판(241)과, 접지판(241)의 테두리에 결합되며 상방으로 경사지게 형성된 콘형상의 누설방지판(243)을 포함한다.
접지판(241)은 메쉬타입으로 형성되며, 니들(233)에서 정전분무된 반응수는 메쉬타입의 접지판(241)을 관통하여 하방으로 낙하된다.
누설방지판(243)은 적어도 하나의 니들(233)에서 정전분무되는 반응수가 외측으로 누설되는 것을 방지한다. 따라서 누설방지판(243)의 상부 끝단은 적어도 하나의 니들(233)에서 소정간격 이격되게 배치되며 니들(233)을 감싸도록 배치된다. 또한 누설방지판(243)이 콘형상을 가지므로 니들(233)에서 정전분무된 반응수가 자중에 의해 하방으로 흘러내리도록 한다.
그리고 니들(233)에서 분사되는 반응수가 정전분무를 통해 과산화수소를 생성하도록, 전원부는 반응수가 분사되는 니들(233)에 양(+)전압을 인가하고, 니들(233)로부터 소정거리 이격된 접지판(241)에 음(-)전압의 고전압을 인가한다.
본 실시예에서는 니들(233)에서 분사되는 반응수의 공급량(ml/min) 당 반응수 내의 과산화수소수 생성량이 0.001ml/min 내지 0.05ml/min가 되도록 한다.
이를 위해, 니들(233)에서 분사되는 반응수의 분사압력은 0bar 초과 10bar이다. 그리고 반응수가 정전분무되는 동안 니들(233)의 끝단과 접지판(241) 사이에서 쇼트가 발생하지 않도록 니들(233)의 끝단과 접지판(241) 사이의 이격거리는 10mm 이상일 수 있다. 그리고, 니들(233)과 접지판(241) 사이의 인가전압은 ±5kV 일 수 있다.
그리고 도 7에서 도시한 바와 같이 복수의 니들(233)과 접지판(241) 사이에 고전압이 인가되면 정전분무에 의해 복수의 니들(233)에서 분사되는 물방울은 미세 액적화되고 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성할 수 있다.
그리고 과산화수소 및 과산화수소를 함유한 반응수는 메쉬타입의 접지판(241)을 관통하거나 누설방지판(243)을 따라 하방으로 낙하되어 접지판(241)의 하부에 마련된 저장탱크(250)에 저장된다.
저장탱크(250)는 하부프레임(210)의 상면에 고정되게 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 저장탱크(250)의 상단부에 접지판(241)이 고정되게 설치되고, 저장탱크(250)의 상단부 테두리에 누설방지판(243)이 고정되게 설치될 수 있다(도 5 참조). 따라서 정전분무된 반응수가 외부로 누설됨이 없이 접지판(241)을 관통하거나 누설방지판(243)을 따라 저장탱크(250)에 저장될 수 있다.
그리고 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수는 과산화수소 저장수조(270)로 공급될 수 있다.
한편 본 실시예에서 반응수 공급수조(260) 및 과산화수소 저장수조(270)는 상부프레임(215)에 각각 마련된 제1 수납부(217) 및 제2 수납부(219)에 착탈가능하게 결합될 수 있다(도 6 참조). 상부프레임(215)은 하부프레임(210)에 고정설치된 측부프레임(213)에 의해 지지된다.
그리고, 전술한 반응수의 이동은 반응수 이송유닛(270)에 의해 이뤄지며, 반응수 이송유닛(270)은 반응수 공급수조(260)와 반응수 저장수조(220)와 저장탱크(250) 및 과산화수소 저장수조(270)를 상호 연통되게 연결하여 반응수를 상호 공급한다.
구체적으로 반응수 이송유닛(270)은 펌프(289)와, 일단이 반응수 공급수조(260)에 연결되고 타단이 펌프(289)에 연결된 제1 파이프라인(281)과, 일단이 펌프(289)에 연결되고 타단이 반응수 저장수조(220)에 연결된 제2 파이프라인(283)과, 일단이 저장탱크(250)에 연결되고 타단이 제1 파이프라인(281)에 연결된 제3 파이프라인(285)과, 일단이 제2 파이프라인(283)에서 연결되고 타단이 과산화수소 저장수조(270)에 연결된 제4 파이프라인(287)을 포함한다.
그리고 제1 파이프라인(281)에는 제1 밸브(282)가 설치되며, 제1 밸브(282)의 개폐에 따라 반응수 공급수조(260)에 저장된 반응수가 펌프(289)에 공급 및 차단된다. 또한 제2 파이프라인(283)에는 제2 밸브(284)가 설치되며, 제2 밸브(284)의 개폐에 따라 펌프(289)를 경유한 반응수가 반응수 저장수조(220)에 공급 및 차단된다. 또한 제3 파이프라인(285)에는 제3 밸브(286)가 설치되며, 제3 밸브(286)의 개폐에 따라 저장탱크(250)에 저장된 반응수가 펌프(289)에 공급 및 차단된다. 또한 제4 파이프라인(287)에는 제4 밸브(288)가 설치되며, 제4 밸브(288)의 개폐에 따라 저장탱크(250)에 저장된 반응수가 제2 파이프라인(283)과 펌프(289)와 제2 파이프라인(283)을 경유하여 과산화수소 저장수조(270)에 공급 및 차단된다. 본 실시예에 따른 제1 내지 제4 밸브(288)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있으나, 본 발명이 권리범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
반응수 공급수조(260)에서 반응수 저장수조(220)로 반응수를 공급하는 동작을 살펴보면, 도 8에서 도시한 바와 같이 제1 밸브(282)와 제2 밸브(284)를 개방하고 제3 밸브(286)와 제4 밸브(288)를 폐쇄한다. 그리고 펌프(289)를 작동시켜 반응수 공급수조(260)에 저장된 반응수를 제1 파이프라인(281) 및 제2 파이프라인(283)을 경유하여 반응수 저장수조(220)에 공급한다.
그리고 반응수 저장수조(220)에 저장된 반응수는 적어도 하나의 니들(233)을 통해 미세 액적화되어 정전분무되며 이온화된 수소이온과 수산화이온이 재반응하여 과산화수소를 형성한다. 그리고 잔여 반응수와 생성된 과산화수소는 하부로 낙하되어 저장탱크(250)에 저장된다.
이때 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소의 농도(ppm)가 설정값 미만인 경우에, 본 실시예에서는 과산화수소의 농도가 설정값에 도달하도록 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수를 저장탱크(250)와 반응수 저장수조(220) 사이에서 순환시켜 과산화수소의 농도가 설정값에 도달되게 할 수 있다.
저장탱크(250)와 반응수 저장수조(220) 사이의 과산화수소를 함유한 반응수의 순환 동작을 살펴보면, 도 9에서 도시한 바와 같이 제2 밸브(284)와 제3 밸브(286)를 개방하고 제1 밸브(282)와 제4 밸브(288)를 폐쇄한다. 그리고 펌프(289)를 작동시켜 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수를 제3 파이프라인(285) 및 제2 파이프라인(283)을 경유하여 반응수 저장수조(220)에 공급한다. 그리고 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소의 농도가 설정값에 도달할 때까지 상기한 동작을 반복한다.
한편, 과산화수소의 농도가 설정값에 도달한 경우에 저장탱크(250)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수를 과산화수소 저장수조(270)에 공급한다.
저장탱크(250)에서 과산화수소 저장수조(270)로 과산화수소를 함유한 반응수를 공급하는 동작을 살펴보면, 도 10에서 도시한 바와 같이 제3 밸브(286)와 제4 밸브(288)를 개방하고 제1 밸브(282)와 제2 밸브(284)를 폐쇄한다. 그리고 펌프(289)를 작동시켜 저장탱크(250)에 저장된 반응수를 제3 파이프라인(285) 및 제4 파이프라인(287)을 경유하여 과산화수소 저장수조(270)에 공급한다.
한편 도시되지는 않았으나 과산화수소 저장수조(270)에 저장된 과산화수소를 함유한 반응수에 포함된 염소를 제거하기 위해 과산화수소 저장수조(270)에 연통되게 필터부(미도시)가 연결될 수 있다. 본 실시예에서 필터부는 반응수에 포함된 염소를 제거하는 카본 필터로 구성될 수 있다. 과산화수소 저장수조(270)에 저장된 과산화수소 및 염소를 함유한 반응수는 필터부를 거쳐 염소가 제거된 후 별도로 마련된 운반용 용기에 저장되거나, 필요한 공급처로 운반될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
[부호의 설명]
100: 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치 110: 저장탱크
120: 필터부 130: 노즐부
131: 노즐몸체 133: 노즐팁
140: 접지부 150: 전원부
200: 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치 210: 하부프레임
213: 측부프레임 215: 상부프레임
217: 제1 수납부 219: 제2 수납부
220: 반응수 저장수조 230: 니들부
231: 전도성 플레이트 233: 니들
240: 접지부 241: 접지판
243: 누설방지판 250: 저장탱크
260: 반응수 공급수조 270: 과산화수소 저장수조
280: 반응수 이송유닛 281: 제1 파이프라인
282: 제1 밸브 283: 제2 파이프라인
284: 제2 밸브 285: 제3 파이프라인
286: 제3 밸브 287: 제4 파이프라인
288: 제4 밸브 289: 펌프
본 발명은 고가의 금속촉매 및 다량의 에너지를 소비함이 없이 정전분무를 통해 반응수를 미세 액적화하고, 이온화된 수소 및 수산화기 이온을 재반응시켜 과산화수소를 생성할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반응수를 분사하는 노즐부;
    상기 노즐부에 대향되게 배치된 접지부; 및
    상기 노즐부와 상기 접지부 사이에 고전압을 인가하는 전원부를 포함하며,
    상기 반응수는 상기 노즐부에서 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되어 정전분무(electrostatic spraying)되며 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부는,
    상기 반응수가 공급되는 노즐몸체; 및
    상기 노즐몸체에 연결되되, 상기 접지부에 대향되게 배치되어 상기 반응수를 분사하는 토출구를 구비한 노즐팁을 포함하며,
    상기 토출구에서 토출되는 상기 반응수의 물방울 평균 입경은 10㎚ 내지 200㎛인 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐팁이 상기 노즐몸체에 대해 동축방향 또는 경사지게 배치되도록, 상기 노즐팁은 상기 노즐몸체에 회전가능하게 연결되는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  4. 상기 노즐부와 상기 접지부의 하부에 마련되어 정전분무를 통해 생성된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 저장탱크; 및
    상기 저장탱크에 연통되게 연결되며, 과산화수소를 함유한 상기 반응수에 포함된 염소를 제거하는 필터부를 더 포함하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  5. 반응수가 저장되는 반응수 저장수조;
    상기 반응수 저장수조의 하부에 마련되며, 상기 반응수 저장수조로부터 상기 반응수를 공급받아 분사하는 니들부;
    상기 니들부의 하부에 마련되고 상기 니들부에 대향되게 배치된 접지부;
    상기 접지부의 하부에 마련되며 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 저장탱크; 및
    상기 노즐부와 상기 접지부 사이에 고전압을 인가하는 전원부를 포함하며,
    상기 반응수는 상기 니들부에서 입경이 20㎛이하로 미세 액적화되어 정전분무(electrostatic spraying)되며 이온화된 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이 재반응하여 과산화수소를 생성하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접지부는,
    상기 니들부의 하부에 마련된 메쉬타입의 접지판; 및
    상기 접지판의 테두리에 결합되며 상방으로 경사지게 형성된 콘형상의 누설방지판을 포함하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 니들부는,
    상기 반응수 저장수조의 하면에 결합된 전도성 플레이트;
    상기 전도성 플레이트의 하면에 결합되고 상기 접지부에 대향되게 배치되어 상기 반응수를 분사하는 적어도 하나의 니들을 포함하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 저정탱크에 저장된 과산화수소의 농도(ppm)가 설정값 미만인 경우에, 상기 저장탱크에 저장된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 상기 저장탱크와 상기 반응수 저장수조 사이에서 순환시키는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 반응수 저장수조에 연통되게 연결되어 상기 반응수 저장수조에 상기 반응수를 공급하는 반응수 공급수조; 및
    상기 저장탱크에 연통되게 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 과산화수소를 함유한 상기 반응수를 저장하는 과산화수소 저장수조를 더 포함하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반응수 공급수조와 상기 반응수 저장수조와 상기 저장탱크 및 상기 과산화수소 저장수조를 상호 연통되게 연결하고 상기 반응수를 상호 공급하는 반응수 이송유닛을 더 포함하며,
    상기 반응수 이송유닛은,
    펌프;
    일단이 상기 반응수 공급수조에 연결되고 타단이 상기 펌프에 연결되며, 제1 밸브의 개폐에 따라 상기 반응수 공급수조에 저장된 상기 반응수가 상기 펌프에 공급 및 차단되는 제1 파이프라인;
    일단이 상기 펌프에 연결되고 타단이 상기 반응수 저장수조에 연결되며, 제2 밸브의 개폐에 따라 상기 펌프를 경유한 상기 반응수가 상기 반응수 저장수조에 공급 및 차단되는 제2 파이프라인;
    일단이 상기 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 제1 파이프라인에 연결되며, 제3 밸브의 개폐에 따라 상기 저장탱크에 저장된 상기 반응수가 상기 펌프에 공급 및 차단되는 제3 파이프라인; 및
    일단이 상기 제2 파이프라인에서 연결되고 타단이 상기 과산화수소 저장수조에 연결되며, 제4 밸브의 개폐에 따라 상기 저장탱크에 저장된 상기 반응수가 상기 제2 파이프라인과 상기 펌프와 상기 제2 파이프라인을 경유하여 상기 과산화수소 저장수조에 공급 및 차단되는 제4 파이프라인을 포함하는 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치.
PCT/KR2021/016567 2021-11-12 2021-11-12 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치 WO2023085472A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0155842 2021-11-12
KR1020210155842A KR102652686B1 (ko) 2021-11-12 2021-11-12 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023085472A1 true WO2023085472A1 (ko) 2023-05-19

Family

ID=86335962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/016567 WO2023085472A1 (ko) 2021-11-12 2021-11-12 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102652686B1 (ko)
WO (1) WO2023085472A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060131161A1 (en) * 2001-05-07 2006-06-22 Towler Gavin P Air sanitation with hydrogen peroxide
KR20150111533A (ko) * 2014-03-25 2015-10-06 한국과학기술원 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법
CN105858617A (zh) * 2016-04-08 2016-08-17 复旦大学 利用等离子体放电制备过氧化氢的装置和方法
KR20170097685A (ko) * 2014-12-23 2017-08-28 옥시프로 리미티드 과산화수소의 생성을 위한 디바이스 및 방법
KR20200136960A (ko) * 2018-03-26 2020-12-08 옥시프로 리미티드 물을 과산화수소로 변환하는 방법 및 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100383218B1 (ko) 2000-10-26 2003-05-12 한국화학연구원 과산화수소의 직접적 제조방법
KR102039925B1 (ko) 2017-11-16 2019-11-04 한국에너지기술연구원 정전 분무를 이용한 이온수 농축 장치
KR102255171B1 (ko) 2019-04-02 2021-05-24 고려대학교 산학협력단 과산화수소 제조용 세슘-팔라듐 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 과산화수소의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060131161A1 (en) * 2001-05-07 2006-06-22 Towler Gavin P Air sanitation with hydrogen peroxide
KR20150111533A (ko) * 2014-03-25 2015-10-06 한국과학기술원 정전분무 노즐 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 나노입자 합성 장치 및 방법
KR20170097685A (ko) * 2014-12-23 2017-08-28 옥시프로 리미티드 과산화수소의 생성을 위한 디바이스 및 방법
CN105858617A (zh) * 2016-04-08 2016-08-17 复旦大学 利用等离子体放电制备过氧化氢的装置和方法
KR20200136960A (ko) * 2018-03-26 2020-12-08 옥시프로 리미티드 물을 과산화수소로 변환하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230069643A (ko) 2023-05-19
KR102652686B1 (ko) 2024-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100388333B1 (ko) 유체를처리하는방법및장치
WO2013019004A2 (ko) 차아염소산나트륨 발생장치
KR100754526B1 (ko) 복합 산화 방식의 수처리 장치 및 그를 이용한 수처리 방법
KR101283427B1 (ko) 오존처리설비용 배기산소 재활용 장치 및 이를 구비한 오존이용 시스템
WO2012165799A2 (ko) 가스 채널을 구비한 수중 모세관 플라즈마 장치
WO2014185616A1 (ko) 유전체 배리어 방전 플라즈마를 이용한 폐수처리 장치 및 방법
US10995018B2 (en) Device for the plasma-supported treatment of liquids
WO2023085472A1 (ko) 정전분무를 이용한 과산화수소수 제조장치
Kuo Synergistic effects of combination of photolysis and ozonation on destruction of chlorophenols in water
JP4073240B2 (ja) ラジカル処理装置
WO2019103554A1 (ko) 수처리 장치
WO2015102229A1 (ko) 방사선을 이용한 육불화황의 처리방법, 부산물 회수 및 처리장치
WO2012043956A1 (ko) 살균 전해수 제조 장치, 이를 포함하는 살균 전해수 제조 시스템 및 방법
US5139625A (en) Fluid treatment apparatus and method of its shutdown
EP1052220A2 (en) Equipment for generating ionized gas using high-voltage discharge
CN102765787A (zh) 污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置
JP2006272052A (ja) 有機物含有水の処理方法及び処理装置
CN214611985U (zh) 一种超声耦合等离子体医疗污水处理装置
KR20000034849A (ko) 고전압 방전을 이용한 이온화가스 발생장치
WO2015137573A1 (ko) 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템
KR20220012035A (ko) 폐수 처리를 위한 오존 발생 장치와 결합된 수중 아크 플라즈마 시스템
KR100542270B1 (ko) 오존과 산화티탄 촉매, 전기분해에 의한 수산화 라디칼 발생기
KR100754843B1 (ko) 산업폐수처리시스템
KR100207095B1 (ko) 오존과 자외선 상승작용을 갖는 정수처리시스템
WO2023282470A1 (ko) 저온 마이크로 플라즈마 기반 오존을 이용한 스마트 iot 제어 고도 산화 공정 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21964182

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1