KR100475276B1 - Air purification method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염된 공기를 흡입하여 배출구 쪽으로 지속적으로 이송시키면서 공기를 정화시키는 방법에 있어서, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 유입공기 전처리부로 오염된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 오염된 공기에 함유된 유해 성분을 분쇄시키는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 오염된 공기 중에 촉매 활성화 물질을 분사시켜 투입하는 단계; 제1정화부에 삽설된 전극에 직류전원을 인가하므로서 자외선 및 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해(이온의 이동)되면서 유입되는 공기 중의 각종 유기물을 포함한 유해물질을 제거하는 제 1 정화 단계; 제2정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해되면서 1차 정화된 공기 중의 잔존 유해물질을 제거하는 제 2 정화 단계; 2차로 정화된 공기를 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 제3정화 및 후처리부로 통과시키므로서 전극에 설치된 촉매혼합물성형체의 촉매혼합물이 분해되면서 갖는 높은 유기물 분해능 및 집진능으로 인하여 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 정화하고 3차 정화된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 정화된 공기에 함유된 유해 가스 성분을 제거하는 제 3 정화 및 후처리 단계로 구성되어지므로서 고분자유기물 및 오존을 포함한 여러 종류의 각종 유해가스와 분진 등 공해물질을 제거하여 공기를 정화시키고, 촉매반응이 연속적으로 일어나게 되므로 공기 정화 장치를 장기간 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.The present invention is a method for purifying the air while sucking the contaminated air to the discharge port continuously, by passing the contaminated air through the inlet air pre-treatment unit filled with straw pieces or ceramic beads (Bit) to reduce the vortex phenomenon Causing a pretreatment step of pulverizing the harmful components contained in the contaminated air; Spraying and injecting a catalyst activating material into the contaminated air that has passed through the pretreatment step; A first purifying step of removing harmful substances including various organic substances in air introduced while being decomposed (moving of ions) by ultraviolet rays and a catalyst or a catalyst mixture by applying a direct current power source to the electrode inserted into the first purifying unit; A second purifying step of removing residual harmful substances in the first purified air while being decomposed by the catalyst or the catalyst mixture by applying DC power to the electrode inserted into the second purifying unit; By passing the second purified air to the third purification and post-treatment part filled with straw pieces or ceramic beads, the high organic matter resolution and dust collection capacity of the catalyst mixture formed on the electrode decomposes. Due to the decomposition and removal of undecomposed organic matter from the secondary purified air, the fine dust in the air is collected and purified, and the tertiary phenomena are caused by passing through the third purified air. It consists of the third purification and post-treatment steps to remove harmful gas components, thereby purifying the air by removing various harmful gases such as polymer organic matter and ozone, and dust such as dust, and the catalytic reaction occurs continuously. It is possible to obtain the effect of using the air purifier for a long time.
Description
본 발명은 오염된 공기 특히, 악취 및 이취 성분은 물론 인체에 유해한 각종 성분들이 함유된 오염 공기 중에서 유해한 성분을 제거하여 정화된 공기를 공급하는 공기 정화 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 오염된 공기를 흡입하여 배출구 쪽으로 지속적으로 이송시키면서 공기를 정화시키는 방법에 있어서, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 유입공기 전처리부로 오염된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 오염된 공기에 함유된 유해 성분을 분쇄시키는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 오염된 공기 중에 촉매 활성화 물질을 분사시켜 투입하는 단계; 제1정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 자외선 및 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해(이온의 이동)되면서 유입되는 공기 중의 각종 유기물을 포함한 유해물질을 제거하는 제 1 정화 단계; 제2정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해되면서 1차 정화된 공기 중의 잔존 유해물질을 제거하는 제 2 정화 단계; 2차로 정화된 공기를 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 제3정화 및 후처리부로 통과시키므로서 전극에 설치된 촉매혼합물성형체의 촉매혼합물이 분해되면서 갖는 높은 유기물 분해능 및 집진능으로 인하여 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 정화하고 3차 정화된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 정화된 공기에 함유된 유해 가스 성분을 제거하는 제 3 정화 및 후처리 단계로 구성되어지므로서 고분자유기물 및 오존을 포함한 여러 종류의 각종 유해가스와 분진 등 공해물질을 제거하여 공기를 정화시키고, 촉매반응이 연속적으로 일어나게 되므로 공기 정화 장치를 장기간 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 공기 정화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air purification method for supplying purified air by removing harmful components from polluted air, in particular, odor and off-flavor components, as well as contaminated air containing various components harmful to the human body. More specifically, In the method of purifying the air while inhaling the air and continuously transporting it toward the outlet, the contaminated air is passed through the inlet air pretreatment filled with straw pieces or ceramic beads to cause vortex phenomena. A pretreatment step of pulverizing harmful components contained in the air; Spraying and injecting a catalyst activating material into the contaminated air that has passed through the pretreatment step; A first purifying step of removing harmful substances including various organic substances in the air introduced while being decomposed (moving of ions) by ultraviolet rays and a catalyst or a catalyst mixture by applying a DC power to the electrode inserted into the first purifying unit; A second purifying step of removing residual harmful substances in the first purified air while being decomposed by the catalyst or the catalyst mixture by applying DC power to the electrode inserted into the second purifying unit; By passing the second purified air to the third purification and post-treatment part filled with straw pieces or ceramic beads, the high organic matter resolution and dust collection capacity of the catalyst mixture formed on the electrode decomposes. Due to the decomposition and removal of undecomposed organic matter from the secondary purified air, the fine dust in the air is collected and purified, and the tertiary phenomena are caused by passing through the third purified air. It consists of the third purification and post-treatment steps to remove harmful gas components, thereby purifying the air by removing various harmful gases such as polymer organic matter and ozone, and dust such as dust, and the catalytic reaction occurs continuously. The air purification method can achieve the effect of using the air filter for a long time. It is.
일반적으로 청정 공기 속에 타물질이 혼입되어 인간이나 동식물에 나쁜 영향이 나타날 정도가 된 것을 공기의 오염이라 칭하고 있다.In general, it is called air pollution when other substances are mixed in the clean air and cause bad effects on humans and animals and plants.
대기 오염이란 대기중에 오염 물질이 얼마 동안 존재하여 인간의 건강, 보건 및 동물과 식물의 생활을 해치어 우리의 일상 생활과 재산에 나쁜 영향을 주는 것을 말하며, 대기 오염물은 그 물리적 상태로 먼지, 발연, 증기, 가스 등으로 구분할 수도 있고, 오염물이 생성되는 조건에 따라 자연적인 것과 인위적인 것으로 나눌 수도 있다.Air pollution refers to the presence of pollutants in the air for some time, harming human health, health, and the lives of animals and plants, which adversely affects our daily lives and property. It can be divided into steam, gas, etc., and can be divided into natural and artificial depending on the conditions in which pollutants are generated.
지금까지 알려진 여러 가지 대기 오염물 중에서 인체에 특히 해를 많이 일으키는 것은 질소산화물, 유황산화물, 일산화탄소, 탄화수소의 증기 그리고 유기성 용매의 증기이다.Among the various air pollutants known so far, the most harmful to the human body are nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon monoxide, hydrocarbon vapors and organic solvent vapors.
종래에 이용되었던 공기 정화 방법은 내부에 활성탄이 충진된 장치로 오염된 공기를 통과시키므로서 악취가 나는 가스나 연기를 흡착하여 탈취하도록 하는 방법이지만, 이는 일정한 시간만 사용할 수 밖에 없었고, 인체에 유해한 미생물 등을 살균할 수 없는 문제점이 있었다.The conventional air purification method is a method of adsorbing odorous gas or smoke by passing contaminated air through a device filled with activated carbon inside, but it has only to be used for a certain time and is harmful to human body. There was a problem that can not sterilize microorganisms.
다른 일례로서 유리섬유나 합성수지섬유로 된 여과포인 부직포를 통하여 공기를 정화하는 방법이 사용되기도 하지만, 이는 유해한 세균을 살균하거나 악취를 제거할 수 없는 문제점이 있었다.As another example, a method of purifying air through a nonwoven fabric, which is a filter cloth made of glass fiber or synthetic resin fiber, may be used, but this has a problem in that it is not possible to sterilize harmful bacteria or remove odors.
또 다른 방법으로는, 먼지를 대전시킨 다음 고전압을 건 극판에 부착시켜서 세척하는 전기집진 방법이 있으나, 이는 다량의 오존 발생과 악취를 제거하기 곤란한 문제점이 있었다.As another method, there is an electrostatic precipitating method in which dust is charged and then high voltage is attached to the electrode plate to wash, but it is difficult to remove a large amount of ozone and odor.
한편, 각종 산업의 발전에 따라 휘발성 유기화합물은 물론 악취 및 이취를 발생하는 생산 설비가 많이 증가하고 있으나, 공장 내의 휘발성 유기 화합물, 악취 및 이취 성분들을 외부에서 흡입하여 단순히 배출하므로서 환경 오염을 유발할 뿐만 아니라 외부에 배출된 휘발성 유기 화합물, 악취 및 이취 성분들이 내부 환기시에 다시 유입되어 작업 환경 조건을 저하시키고, 노동자들의 건강을 위협하는 요인으로 작용하고 있다.On the other hand, with the development of various industries, production facilities generating odors and odors as well as volatile organic compounds are increasing. However, by inhaling volatile organic compounds, odors and odor components in the plant from outside, they cause environmental pollution. In addition, volatile organic compounds, odors and off-flavor components released to the outside are re-introduced during internal ventilation, reducing working environment conditions and threatening workers' health.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로는 외부에서 내기를 흡입 배출시에 휘발성 유기 화합물, 악취 및 이취 성분들을 제거하여 배출시키고 있으나, 그 효과가 미약하여 실제로 적용되는 경우는 많지 않으며, 눈가림식으로만 적용되고 있고, 외부로부터 다시 실내로 유입시키는 공기는 거의 정화되지 않고 단순히 필터만으로 여과하는 정도에 불과하다.In order to solve the above problems, in general, the volatile organic compounds, odors and off-flavor components are removed and discharged when inhaled and discharged from the outside, but the effect is not so small that it is not actually applied. Only applied, the air flowing from the outside back into the room is almost not purified, it is just a filter only.
뿐만 아니라, 최근에는 실내에 신선한 공기를 유입시키거나 냉각 공기의 공급시에 천정에 설치된 덕트를 많이 이용하고 있으나 덕트의 주기적인 청소가 이루어지지 않아 오히려 실내에 유해 물질이 더 많이 유입되는 경향이 있고, 덕트를 이용하여 공기를 정화하려는 시도는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.In addition, recently, a lot of ducts installed on the ceiling are used to introduce fresh air into the room or to supply cooling air, but since the ducts are not periodically cleaned, more harmful substances tend to enter the room. However, attempts to purify the air using ducts have rarely been made.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자 등의 선출원 특허 제2002-22620호를 출원한 바 있으나, 이와 같은 방법은 탄소가 주성분인 촉매에 직류전기가 인가되면 소량의 탄화수소가 발생되는 단점이 있었다.In order to solve the above problems, the present inventors have applied for a patent application No. 2002-22620, such as the present inventors, but this method has a disadvantage in that a small amount of hydrocarbon is generated when a direct current electric current is applied to a carbon-based catalyst.
따라서, 본 발명의 목적은 오염된 공기 특히, 악취 및 이취 성분은 물론, 인체에 유해한 각종 성분들이 함유된 오염 공기 중에서 유해한 성분을 제거할 뿐만 아니라 공기 정화에 사용되는 촉매로부터 발생되는 소량의 탄화수소도 제거하여 정화된 공기를 공급하는 공기 정화 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is not only to remove harmful components from polluted air, particularly odor and odor components, but also polluted air containing various components harmful to human body, as well as a small amount of hydrocarbons generated from a catalyst used for air purification. It is to provide an air purification method for removing and supplying purified air.
본 발명의 다른 목적은 고분자유기물 및 오존을 포함한 여러 종류의 각종 유해가스와 분진 등 공해물질을 제거하여 공기를 정화시키고, 촉매반응이 연속적으로 일어나게 되므로 공기 정화 장치를 장기간 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 공기 정화 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to remove various pollutants such as polymer organic matter and ozone and various pollutants such as dust to purify the air, and the catalytic reaction occurs continuously, so that the effect of using the air purification device for a long time can be obtained. To provide an air purification method.
본 발명의 또 다른 목적은 건물의 천정에 설치된 덕트를 이용하여 실내로 정화된 공기를 유입시키는 방법 및 실내의 오염된 공기를 정화하여 외부로 배출하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for introducing purified air into a room using a duct installed on a ceiling of a building, and a method for purifying polluted air in a room and discharging it to the outside.
상술한 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는 오염된 공기를 흡입하여 배출구 쪽으로 지속적으로 이송시키면서 공기를 정화시키는 방법에 있어서, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 유입공기 전처리부로 오염된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 오염된 공기에 함유된 유해 성분을 분쇄시키는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 오염된 공기 중에 촉매 활성화 물질을 분사시켜 투입하는 단계; 제1정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 자외선 및 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해(이온의 이동)되면서 유입되는 공기 중의 각종 유기물을 포함한 유해물질을 제거하는 제 1 정화 단계; 제2정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해되면서 1차 정화된 공기 중의 잔존 유해물질을 제거하는 제 2 정화 단계; 2차로 정화된 공기를 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 제3정화 및 후처리부로 통과시키므로서 전극에 설치된 촉매혼합물성형체의 촉매혼합물이 분해되면서 갖는 높은 유기물 분해능 및 집진능으로 인하여 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 정화하고 3차 정화된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 정화된 공기에 함유된 유해 가스 성분을 제거하는 제 3 정화 및 후처리 단계로 구성되어지므로서 고분자유기물 및 오존을 포함한 여러 종류의 각종 유해가스와 분진 등 공해물질을 제거하여 공기를 정화시키고, 촉매반응이 연속적으로 일어나게 되므로 공기 정화 장치를 장기간 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.In order to achieve the above object as well as other objects that can be easily expressed in the present invention, in the method of purifying the air while sucking the contaminated air and continuously transported to the outlet, a straw piece or a ceramic bead (Bit) Pre-treatment step of passing the contaminated air to the inlet air pre-treatment unit filled with)), causing vortexing, and pulverizing harmful components contained in the contaminated air; Spraying and injecting a catalyst activating material into the contaminated air that has passed through the pretreatment step; A first purifying step of removing harmful substances including various organic substances in the air introduced while being decomposed (moving of ions) by ultraviolet rays and a catalyst or a catalyst mixture by applying a DC power to the electrode inserted into the first purifying unit; A second purifying step of removing residual harmful substances in the first purified air while being decomposed by the catalyst or the catalyst mixture by applying DC power to the electrode inserted into the second purifying unit; By passing the second purified air to the third purification and post-treatment part filled with straw pieces or ceramic beads, the high organic matter resolution and dust collection capacity of the catalyst mixture formed on the electrode decomposes. Due to the decomposition and removal of undecomposed organic matter from the secondary purified air, the fine dust in the air is collected and purified, and the tertiary phenomena are caused by passing through the third purified air. It consists of the third purification and post-treatment steps to remove harmful gas components, thereby purifying the air by removing various harmful gases such as polymer organic matter and ozone, and dust such as dust, and the catalytic reaction occurs continuously. The effect of using the air filter for a long time was obtained.
본 발명을 첨부 도면에 의거하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 방법에 적용된 공기 정화 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1 장치의 개략적인 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A' 단면도이고, 도 4는 본 발명의 방법에 적용되는 다른 형태의 공기 정화 장치의 단면도이다.1 is a schematic perspective view of an air purifying apparatus applied to the method of the present invention, FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the apparatus of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 4 is a method of the present invention. A cross-sectional view of another type of air filter applied.
본 발명에 따른 공기 정화 방법은 오염된 공기를 흡입하여 배출구 쪽으로 지속적으로 이송시키면서 공기를 정화시키는 방법에 있어서, 천정에 설치된 덕트의 일부분 또는 소각로의 배출구등에 공기 정화 장치(1)를 장착하되, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(33)가 충진된 유입 공기 전처리부(3)로 오염된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 오염된 공기에 함유된 유해 성분을 분쇄시키는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 오염된 공기 중에 촉매 활성화 물질을 분사시켜 투입하는 단계; 제1정화부(5)에 삽설된 전극(53a, 53b)에 직류 전원을 인가하므로서 자외선 및 촉매 또는 촉매 혼합물(52)에 의해서 분해(이온의 이동)되면서 유입되는 공기 중의 각종 유기물을 포함한 유해물질을 제거하는 제 1 정화 단계; 제2정화부(7)에 삽설된 전극(73a, 73b)에 직류 전원을 인가하므로서 촉매 또는 촉매 혼합물(72)에 의해서 분해되면서 1차 정화된 공기 중의 잔존 유해물질을 제거하는 제 2 정화 단계; 2차로 정화된 공기를 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 제3정화 및 후처리부(8)로 통과시키므로서 전극에 설치된 촉매혼합물성형체의 촉매혼합물이 분해되면서 갖는 높은 유기물 분해능 및 집진능으로 인하여 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 정화하고 3차 정화된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 정화된 공기에 함유된 유해 가스 성분을 제거하는 제 3 정화 및 후처리 단계로 구성되어지는 것을 특징으로 한다.In the method of purifying air according to the present invention, a method of purifying air while continuously transporting contaminated air to an outlet port, wherein the air purifier 1 is installed at a part of a duct installed in a ceiling or an outlet of an incinerator, A pretreatment step of passing the contaminated air through the inlet air pretreatment unit 3 filled with a shard or ceramic bead 33 to cause vortexing and pulverizing harmful components contained in the contaminated air. ; Spraying and injecting a catalyst activating material into the contaminated air that has passed through the pretreatment step; Hazardous substances including various organic substances in the air introduced while being decomposed (moving of ions) by ultraviolet rays and a catalyst or catalyst mixture 52 while applying DC power to the electrodes 53a and 53b inserted into the first purifying unit 5. Removing the first purifying step; A second purifying step of removing residual harmful substances in the first purified air while being decomposed by the catalyst or the catalyst mixture 72 by applying DC power to the electrodes 73a and 73b inserted into the second purifying unit 7; Highly decomposed organic matter having the decomposition of the catalyst mixture of the catalyst mixture formed in the electrode by passing the secondary purified air to the third purification and post-treatment section 8 filled with straw pieces or ceramic beads, and Due to the dust collecting ability, organic matters that are not decomposed are removed from the secondary purified air, and various fine dusts in the air are collected and purified, and tertiary phenomena are caused by passing the third purified air. And a third purifying and post-treatment step for removing the noxious gas component contained therein.
또한, 본 발명은 촉매 활성화 물질 투입부(4)에 아세톤 유입관(45)을 설치하여 아세톤이 촉매 활성화 물질과 함께 분사되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the acetone inlet pipe 45 is installed in the catalyst activator input unit 4 so that acetone is injected together with the catalyst activator.
본 발명은 천정에 설치된 덕트의 일부분 또는 소각로의 배출구등에 공기 정화 장치(1)를 장착하되, 팬(91)이 실내측에 위치하도록 연결 구성하여 외부의 오염된 공기가 정화되어 실내로 유입될 수 있도록 한 것이다.The present invention is equipped with an air purification device (1) in a part of the duct or incinerator outlet installed in the ceiling, the fan 91 is configured to be located in the indoor side to clean the outside polluted air can be introduced into the room It would be.
또한, 공기 정화 장치(1)를 실내 공기 배출 수단(미도시)에 장착하되, 팬(91)이 실외측에 위치하도록 연결 구성하여 휘발성 유해물질, 악취 및 이취 성분이 함유된 실내의 공기를 정화하여 실외로 배출시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the air purifier (1) is attached to the indoor air discharge means (not shown), but the fan 91 is configured to be located on the outdoor side to purify the indoor air containing volatile harmful substances, odor and odor components It is to be discharged to the outdoors.
본 발명의 공기 정화 방법에 적용되는 공기 정화 장치(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(2)의 내부에 망체(32, 51, 71, 81, 92)와 절연재(31, 55, 63, 74, 83)를 연결 구성하여 유입 공기 전처리부(3), 촉매 활성화 물질 투입부(4), 제1정화부(5), 격실(6), 제2정화부(7), 제3정화 및 후처리부(8)를 구비하고, 팬(91)을 내장한 공기 흡입 및 배출부(9)가 제3정화 및 후처리부(8)와 플랜지 결합되어 있는 것으로 특징지워진다.As shown in FIGS. 1 to 3, the air purifying apparatus 1 applied to the air purifying method of the present invention includes the meshes 32, 51, 71, 81, and 92 and the insulating material 31. 55, 63, 74, 83 by connecting the inlet air pretreatment unit (3), catalyst activation material input unit (4), the first purification unit (5), compartment (6), second purification unit (7), An air intake and discharge section 9 having a third purification and post-treatment section 8 and a built-in fan 91 is flanged to the third purification and post-treatment section 8.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 정화될 공기의 성상에 따라 아세톤의 주입이 가능하도록 촉매 활성화 물질 투입부(4)에 분사 노즐(46)이 구비된 아세톤 유입관(45)을 설치하고 아세톤 유입관(45)이 아세톤 저장조(47)와 연결되어 있는 것으로 특징지워진다.In addition, as shown in FIG. 4, an acetone inlet pipe 45 having an injection nozzle 46 is provided in the catalyst activation material inlet 4 so that acetone can be injected according to the properties of the air to be purified, and acetone inflow is performed. The tube 45 is characterized by being connected to the acetone reservoir 47.
먼저, 본 발명에 의한 공기 정화 방법은 공기 흡입 및 배출부(9)의 팬(91)이 작동하여 외부로부터 오염된 공기가 유입공기전처리부(3), 촉매 활성화 물질 투입부(4), 제1정화부(5), 격실(6), 제2정화부(7), 제3정화 및 후처리부(8) 및 공기 흡입 및 배출부(9)를 거쳐 실내로 유입되도록 한다.First, the air purifying method according to the present invention operates the fan 91 of the air inlet and outlet unit 9 so that the air contaminated from the outside is introduced into the air pretreatment unit 3, the catalyst activation material input unit 4, and the agent. The first purification unit 5, the compartment 6, the second purification unit 7, the third purification and after-treatment unit 8 and the air intake and discharge unit 9 to be introduced into the room.
오염된 공기가 망체(32)와 절연재(31)에 의하여 형성된 격실에 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(33)가 충진된 유입공기 전처리부(3)로 유입되면 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(33)에 의하여 공기의 흐름 방향이 바뀌고 와류 현상이 일어나면서 오염된 공기에 함유된 오염물질이 미세한 크기로 분쇄되어진다.When contaminated air flows into the inlet air pretreatment 3 filled with straw strips or ceramic beads 33 in the compartment formed by the mesh 32 and the insulation 31, Alternatively, the ceramic beads 33 may change the direction of air flow and cause a vortex to cause the contaminants contained in the contaminated air to be pulverized to a fine size.
망체(32)는 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(33)가 외부로 유출되지 않을 정도의 구멍 크기를 갖는 것은 모두 사용 가능하며, 재질도 크게 영향을 받지 않고, 절연재(31)는 누전의 염려가 있어서 합성수지재 또는 세라믹을 사용하는 것이 바람직하지만 일반적인 금속재를 사용하여도 무방하다.The net body 32 may be any one having a hole size such that a straw piece or a ceramic bead 33 does not leak to the outside, and the material is not significantly affected, and the insulating material 31 is It is preferable to use a synthetic resin material or a ceramic because there is a risk of leakage, but a general metal material may be used.
스트로우 (straw) 조각(33)은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 합성수지 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등과 같이 스트로우 형상으로 성형이 가능한 합성수지는 모두 사용 가능하며, 가능한 한 인체에 해로운 물질이 유출되지 않도록 고려된 제품을 사용하는 것이 바람직하고, 스트로우의 조각은 0.5 ∼ 2cm 정도인 것이 와류 형성 정도 및 오염된 공기에 함유된 유기물을 포함한 고형물의 분쇄에 효과적이다.The straw piece 33 is a synthetic resin that can be used conventionally in the technical field to which the present invention belongs, for example, a synthetic resin that can be molded into a straw shape, such as polyester, polypropylene, can be used, and if possible It is preferable to use a product which is considered to prevent harmful substances from being spilled, and a piece of straw is about 0.5 to 2 cm, which is effective for crushing solids including the degree of vortex formation and organic matter contained in contaminated air.
또한, 고온의 소각로 등에서 처리할 경우에는 합성수지재 등으로 된 스트로우(straw)조각은 사용할 수가 없으므로 고온에서 사용가능한 세라믹 비드(Bit)를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, when processed in a high temperature incinerator, it is preferable to use a ceramic bead that can be used at high temperatures since a straw piece made of synthetic resin or the like cannot be used.
상기와 같이 전처리된 공기는 촉매 활성화 물질 투입부(4)를 거치면서 촉매 활성화 물질이 함유된다.The pretreated air as described above contains the catalyst activating material while passing through the catalyst activating material inlet 4.
즉, 자동제어부(10)내에 재치된 활성화 물질 저장용기(43)에서 발생하는 기체상의 활성화 물질을 펌프(44)로 흡입하여 활성화 물질 유입관(41) 및 분사 노즐(42)을 경유시켜 전처리된 공기에 활성화 물질을 함유시킨다.That is, the gaseous activating material generated in the activating material storage container 43 placed in the automatic control unit 10 is sucked into the pump 44 to be pretreated through the activating material inlet pipe 41 and the injection nozzle 42. Incorporate activating material into the air.
활성화 물질은 제1 정화부(5) 및 내지 제2 정화부(7)의 촉매(52, 72)를 계속적으로 활성화시킬 수 있는 물질이면 어떤 것이라도 가능하지만, 제1 내지 제3 정화부의 촉매(52, 72)가 장기간 사용됨에 따른 공기 정화 효과가 저하되는 단점을 해결하기 위하여 요오드를 사용하는 것이 효과적이다.The activating material may be any material as long as it is a material capable of continuously activating the catalysts 52 and 72 of the first and second purifiers 5 and 7, but the catalysts of the first and third purifiers ( 52, 72) is effective to use iodine to solve the disadvantage that the air purification effect is lowered as long-term use.
또한, 정화될 공기의 성상 특히, 소량의 아세톤을 분사하므로서 정화 효율이 향상되는 오염된 공기의 경우에는 촉매 활성화 물질 투입부(4)에 분사 노즐(46)이 구비된 아세톤 유입관(45)을 설치하고 아세톤 유입관(45)이 아세톤 저장조(47)와 연결되도록 구성하여 아세톤을 분사할 수 있다.In addition, in the case of contaminated air in which the purification efficiency is improved by injecting a small amount of acetone, in particular, the acetone inlet pipe 45 having the injection nozzle 46 is provided at the catalyst activating material inlet 4. Install and acetone inlet pipe 45 is configured to be connected to the acetone reservoir 47 can be sprayed acetone.
활성화 물질 및 경우에 따라 아세톤이 함유된 오염된 공기는 망체(51)와 절연재(55)에 의하여 형성된 격실에 촉매 또는 촉매 혼합물(52)이 충진되어 있고, 전극(53a, 53b)이 삽설되어 있으며, 전극(53a)와 전극(53b) 사이에는 UV램프(54)가 설치된 제1정화부(5)를 통과하게 된다.The polluted air containing the activating material and optionally acetone is filled with a catalyst or catalyst mixture 52 in the compartment formed by the mesh 51 and the insulator 55, and the electrodes 53a and 53b are inserted. In addition, the first purifier 5 provided with the UV lamp 54 passes between the electrode 53a and the electrode 53b.
이때, 촉매 또는 촉매 혼합물의 반응에 의하여 고분자 유기물이 분해되고 또한, 오존을 포함한 여러 종류의 공해물질이 제거되므로서 정화되며, 촉매 또는 촉매 혼합물(52)에 직류 전기가 공급되므로서 촉매반응이 연속적으로 일어나기 때문에 촉매 또는 촉매 혼합물(52)을 반영구적으로 사용할 수도 있고, UV램프(54)에 의하여 하이드록시 라디칼(ㆍOH)을 생성하고, 이 라디칼이 유기화합물의 이중결합을 절단하므로서 오염 물질을 분해한다.At this time, the polymer organic matter is decomposed by the reaction of the catalyst or the catalyst mixture, and is purified by removing various kinds of pollutants including ozone, and the catalytic reaction is continuously performed by supplying direct current electricity to the catalyst or the catalyst mixture 52. It is possible to use the catalyst or catalyst mixture 52 semi-permanently because it takes place, and generates a hydroxyl radical (OH) by the UV lamp 54, this radical breaks down the double bond of the organic compound to decompose contaminants do.
촉매혼합물을 사용하는 것이 효과적이지만 경우에 따라서는 활성탄만을 사용할 수 있고, 촉매 혼합물로는 활성탄소 80 ∼ 90중량%, 요오드 5 ∼ 10중량%, 마그네슘 5 ∼ 10중량%로 구성된 것이 바람직하며, 촉매 혼합물에서 탄소로는 활성탄이 사용되고 있으며, 탄소가 90중량%를 초과하여 사용되면 전류가 너무 많이 흐르게 되어 성능은 좋아지나 전원 장치에 과부하가 걸리는 문제점이 있으며, 요오드가 10중량%를 초과하여 사용되면 직류전기를 공급함에 의해서 발생되는 수분에 의하여 요오드가 수분과 함께 증발되면서 기체가 되어 냄새가 많이 나게 될 뿐만 아니라, 요오드의 함량이 점차 감소되어 촉매 혼합물의 내구성이 저하되는 단점이 있고, 마그네슘이 10중량%를 초과하여 사용되면 비용이 많이 들게 되어 경제적이지 못한 단점이 있으며, 상기 세가지 촉매 성분들이 각각 상기한 비율 미만으로 사용될 경우에는 공기 정화 기능이 저하되는 문제점이 있다.Although it is effective to use a catalyst mixture, only activated carbon may be used in some cases, and the catalyst mixture is preferably composed of 80 to 90% by weight of activated carbon, 5 to 10% by weight of iodine, and 5 to 10% by weight of magnesium. In the mixture, activated carbon is used as carbon, and when carbon is used in excess of 90% by weight, current flows too much, which improves performance, but overloads the power supply, and when iodine is used in excess of 10% by weight. Moisture generated by the supply of direct current electricity causes the iodine to evaporate with the water and become a gas, resulting in a lot of odors, and a decrease in the iodine content, which lowers the durability of the catalyst mixture. If it is used in excess of the weight% is expensive, there is a disadvantage that is not economical, When the catalyst components are used in a ratio lower than the above each has a problem in that the air cleaning function decreases.
전극(53a, 53b)은 통상적인 판형태의 전극 또는 봉상의 전극을 사용할 수 있으며, UV램프(54)는 100 ∼ 400nm의 파장을 갖는 것이라면 어떠한 것이라도 사용이 가능하다.As the electrodes 53a and 53b, a conventional plate-shaped electrode or rod-shaped electrode can be used, and the UV lamp 54 can be used as long as it has a wavelength of 100 to 400 nm.
제1정화 단계를 거친 공기는 망체(71)와 절연재(74)에 의하여 형성된 격실에 촉매(72)가 충진되어 있고, 전극(73a, 73b)이 삽설되어 있는 제2정화부(7)를 통과하게 된다.The air that has passed through the first purification step passes through the second purification section 7 in which the catalyst 72 is filled in the compartment formed by the mesh 71 and the insulating material 74, and the electrodes 73a and 73b are inserted. Done.
이때, 촉매 반응에 의하여 제1정화 단계에서 미정화된 고분자 유기물이 분해되고 또한, 오존을 포함한 여러 종류의 공해물질이 제거되므로서 정화된다.At this time, the unrefined high molecular organic material is decomposed in the first purification step by the catalytic reaction, and is purified by removing various kinds of pollutants including ozone.
상기와 같이 제2정화 단계를 거친 후에는 절연재(86)에 서로 대향되게 고압촉매 연결부재(85)에 의하여 고정 연결된 고압 촉매(84)가 설치되어 있으며, 망체(81)와 절연재(83)에 의하여 형성된 격실에 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(82)가 충진된 제3정화 및 후처리부(8)를 통과하게 된다.After the second purification step as described above, a high-pressure catalyst 84 fixedly connected to the insulating material 86 by the high-pressure catalyst connecting member 85 is provided on the insulating material 86, and the net body 81 and the insulating material 83 are provided. Through the third purification and post-treatment section 8 filled with a piece of straw or ceramic beads 82 is filled in the compartment formed by the.
이때, 고압 촉매(84)에 고전압이 인가되면서 절연재(86)에 설치된 고압촉매(84)의 촉매 혼합물이 전기 분해되면서 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 3차로 정화가 이루어지게 되고, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)(82)에 의하여 공기의 흐름 방향이 바뀌고 와류 현상이 일어나면서 3차로 정화된 공기에 함유된 미처리 오염물질이 미세한 크기로 분해되어질 뿐만 아니라 제1정화부(5) 및 제2정화부(7)에 발생되는 탄화수소가 제거된다.At this time, while a high voltage is applied to the high-pressure catalyst 84, the catalyst mixture of the high-pressure catalyst 84 installed in the insulating material 86 is decomposed and decomposed and removed in the air, which is not decomposed in the secondary purified air while being electrolyzed. Various fine dusts are collected to purify in the third, and the flow direction of the air is changed by the straw pieces or the ceramic beads 82, and the vortex phenomenon occurs, and the untreated air contained in the third purified air. Not only are contaminants decomposed to a fine size, but also hydrocarbons generated in the first purification unit 5 and the second purification unit 7 are removed.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 방법에 있어서 각 단계별로 일어나는 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of each step in the method of the present invention made as described above are as follows.
활성탄인 촉매(52, 72) 또는 어떠한 용매 등 액체 성분이 함유되지 않고 탄소 80 ∼ 90중량%, 요오드 5 ∼ 10중량%, 마그네슘 5 ∼ 10중량%로 구성되는 촉매 혼합물(52, 72)에 전기를 인가하면 촉매 반응이 연속적으로 일어나게 되므로 장기간 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 촉매 활성화 물질 투입부(4)에서 투입된 촉매 활성화 물질에 의하여 촉매가 거의 반영구적으로 사용될 수 있게 되는 것이다.The catalyst mixture 52, 72, which is activated carbon, contains no liquid components such as catalysts 52, 72 or any solvent, and is composed of 80 to 90% by weight of carbon, 5 to 10% by weight of iodine, and 5 to 10% by weight of magnesium. When the catalyst reaction is continuously performed, not only can be used for a long time, but also the catalyst can be used almost semi-permanently by the catalyst activating material introduced from the catalyst activating material input unit 4.
활성탄 촉매 또는 탄소, 요오드와 마그네슘이 혼합된 촉매 혼합물(52, 72)이 들어 있는 제1정화부(5) 및 제2정화부(7)의 전극(53a, 53b, 73a, 73b)에 전기를 인가할 때의 반응은 매개산화공정(MEO : Mediated Electrochemical Oxidation)과 반도체 이론으로 설명될 수 있는 것으로서, 전해용액 대신에 상기한 고체촉매인 활성탄(탄소) 또는 마그네슘과 직류 전기를 인가한 변형된 MEO공정법으로 볼 수 있다.Electricity is supplied to the electrodes 53a, 53b, 73a, and 73b of the first and second purifiers 5 and 7 containing activated carbon catalyst or catalyst mixtures 52 and 72 in which carbon, iodine and magnesium are mixed. The reaction at the time of application can be explained by the mediated electrochemical oxidation (MEO) and semiconductor theory, and the modified MEO by applying the above-mentioned solid catalyst activated carbon (carbon) or magnesium and DC electricity instead of the electrolyte solution It can be seen as a process method.
활성탄과 활성탄에 점착된 요오드를 촉매로 하여 양극과 음극에 각각의 촉매 입자가 분포되어진다.Each catalyst particle is distributed in the positive electrode and the negative electrode by using the activated carbon and iodine adhered to the activated carbon as a catalyst.
양극에서 생성된 산화제가 다공성인 활성탄 자체에 있는 수 많은 미세구멍에 흡착되어 있는 유기물과 반응하여 유기물을 산화분해시킴과 동시에, 자신은 다시 환원되고, 또 다시 양극에서 산화됨으로써 연속적으로 유기물을 산화시키는 공정으로서, 이를 통하여 유기물은 거의 완전히 파괴되고, 유기물중의 탄소와 수소가 이산화탄소와 물로 전환되어 거의 대부분 무기물화된다.The oxidant produced at the anode reacts with the organic material adsorbed in the numerous micropores in the activated carbon itself, which oxidizes and decomposes the organic material. As a process, organic matter is almost completely destroyed, and carbon and hydrogen in the organic matter are converted into carbon dioxide and water, and almost all of them are mineralized.
또한, 이 공정은 화학적으로 유해하면서 방사성 물질을 포함하고 있는 혼성 폐기물 내의 방사성 물질을 용해시키는 능력도 있다.The process also has the ability to dissolve radioactive materials in mixed wastes that contain chemicals and are radioactive.
한편, 물이 생성되는 반응에서 물을 제거하면 반응이 촉진되어 공기중에 함유되어 있는 수분이 쉽게 제거되므로 산소가 부족한 금속인 마그네슘에 의해서 반응이 촉진된다.On the other hand, when water is removed from the reaction in which water is produced, the reaction is accelerated and water contained in the air is easily removed, so the reaction is accelerated by magnesium, which is a metal lacking oxygen.
Mgx-1 + H2O →MgxO + H2 Mg x-1 + H 2 O → Mg x O + H 2
따라서, 마그네슘에 의한 공기중의 수분의 제거로 반응속도가 빨라지는 증진제의 효과가 나타나게 된다.Therefore, the effect of the enhancer is accelerated by removing the water in the air by magnesium.
오존이 곰팡이 냄새나 흙냄새, 생선냄새, 슬러지냄새를 쉽게 감소시키지만 처리 후에 과일냄새(알데히드, 케톤)를 생성하며, 플라스틱냄새, 약품냄새, 떫은 맛 등은 오존으로 감소시키기가 어려운 냄새들이다.Ozone easily reduces the smell of mold, soil, fish, and sludge, but produces fruity odors (aldehydes, ketones) after treatment.
또한, 자극성 기체인 오존은 200nm 미만의 파장의 빛이 공기중에 방사될 때 건강에 해를 끼치게 되므로 상기한 냄새나 오존같은 자극성 기체를 제거하기 위하여 상온상압하에서의 제1정화부((5)의 촉매혼합물(52)을 이용하면 오존의 분해가 이루어진다.In addition, the ozone, an irritant gas, is harmful to health when light having a wavelength of less than 200 nm is emitted into the air, so that the catalyst of the first purification unit (5) under normal temperature and pressure to remove the odor or the irritant gas such as ozone is removed. The use of the mixture 52 results in the decomposition of ozone.
즉, 탄소 80 ∼ 90중량%, 요오드 5 ∼ 10중량%, 마그네슘 5 ∼ 10중량%로 구성되는 촉매 혼합물(52, 72)과 분해를 이용하여 오존을 분해시킨다.That is, ozone is decomposed using catalyst mixtures 52 and 72 composed of 80 to 90% by weight of carbon, 5 to 10% by weight of iodine, and 5 to 10% by weight of magnesium.
2O3 + 금속산화물 → 촉매 + 3O2 2O 3 + metal oxides → catalyst + 3O 2
마그네슘의 표면에 존재하는 산소는 양성자를 끌어당길 수 있으므로 산소는 염기적으로 작용할 수 있고, 양이온으로 부터의 전자 제거가 중성원자의 이온화 보다 더 어렵기 때문에 제이 이온화 포텐셜은 그의 제일 이온화 포텐셜 보다 크다.Oxygen present on the surface of magnesium can attract protons, so oxygen can act basic, and the second ionization potential is greater than its first ionization potential because electron removal from cations is more difficult than ionization of neutral atoms.
Mg+(g) → Mg2+ + e- + Mg (g) → Mg 2+ + e -
그래서, 고분자 유기물들과 오존을 제거하기 위하여 마그네슘과 같은 금속산화물 촉매가 사용되며, 마그네슘으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 상기와 같은 작용을 하는 금속산화물은 모두 사용이 가능하지만 마그네슘이 특히 바람직하였다.Thus, a metal oxide catalyst such as magnesium is used to remove high molecular weight organic matter and ozone, and is not necessarily limited to magnesium, and all of the metal oxides having the above functions can be used, but magnesium is particularly preferable.
단백질을 요오드와 반응시키면 요오드와 공기중에 함유된 수분에 의해서 단백질이 분해된다.When a protein reacts with iodine, the protein is broken down by moisture in iodine and air.
최근 분해될 위치에 알릴글리신(allyglycine)을 억제 t-RNA를 이용하여 특정위치에 도입시키고, 이를 요오드를 이용하여 단백질을 분해한 연구 결과가 보고된 바 있다.(J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7402)Recently, studies have been reported in which allylglycine is introduced at a specific site using an inhibitory t-RNA, and the protein is degraded using iodine (J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7402
즉, 먼저 특정 위치에 알릴글리신을 도입시키고, 이를 요오드와 반응시키면 요오드에 의한 고리중간체가 형성되고, 이는 물과 반응하여 락톤과 아민을 갖는 두개의 펩타이드로 나누어진다.In other words, when allylglycine is introduced at a specific position and reacted with iodine, a ring intermediate formed by iodine is formed, which is divided into two peptides having a lactone and an amine by reacting with water.
이 분해반응은 도입되는 알릴글리신의 위치에 따라 크게 달라지는데, 이는 공기중의 수분이 얼마나 잘 접근할 수 있는 지에 의해 효율성이 결정된다.This decomposition depends largely on the location of the allylglycine that is introduced, which is determined by how well the water in the air is accessible.
이 반응에 의하여 선구 단백질인 트립시노젠이 활성단백질인 트립신으로 바꾸어지게 된다.By this reaction, trypsinogen, a precursor protein, is changed to trypsin, an active protein.
한편, 탈착 반응은 산성가스중의 산소가 활성탄의 탄소와 결합하여 산화반응을 일으키고 활성탄의 모세관내에서 탈착반응이 진행되는데, 이 반응은 활성탄의 탄소성분의 손실을 가져오면 모세관의 비표면적을 증가시켜 흡착과 탈착을 반복하면서 그 흡착성능이 향상된다. 흡착된 산성가스 중의 산소와 활성탄의 탄소가 반응하여 이산화탄소(CO2)를 생성함으로써 생기는 흡착제의 손실이 보충된다.In the desorption reaction, oxygen in the acid gas combines with carbon of activated carbon to cause an oxidation reaction, and desorption reaction proceeds in the capillary of activated carbon, which increases the specific surface area of the capillary tube when the carbon component of the activated carbon is lost. The adsorption performance is improved while the adsorption and desorption are repeated. The loss of adsorbent caused by the reaction of oxygen in the adsorbed acid gas with carbon of activated carbon to produce carbon dioxide (CO 2 ) is compensated.
활성탄이란 대부분 흡착성이 강한 탄소질의 숯이며, 또한 흡착이란 계면현상의 일종으로 활성탄이라든지 실리카겔(silica gel) 등과 같은 분말성 물질이 오염물질을 그 표면으로 흡수하는 것으로, 표면에서 이러한 현상이 일어나기 위해서는 분말성 물질의 표면적이 크지 않으면 안된다.Activated carbon is mostly carbonaceous charcoal with strong adsorption, and adsorption is a kind of interfacial phenomenon in which powdery substances such as activated carbon or silica gel absorb contaminants to the surface. The surface area of the material must be large.
활성탄에는 대단히 많은 구멍이 있고, 그 가는 구멍벽의 총면적 즉, 표면적은 1g당 보통 500 ∼ 150m2에 달하며, 활성탄이 냉장고의 탈취제로 사용될 만큼 수많은 화학물질을 흡착한다. 그 흡착성분은 단지 미세한 구멍의 구조 뿐만 아니라, 활성탄 표면의 화학성질에도 크게 영향을 받으며, 폐수에 활성탄을 가하여 교반시키면 수질중의 유기물 농도는 현저히 감소하게 되고, 이러한 현상은 활성탄이 이들을 흡착하였기 때문이며, 활성탄은 목재라든지 석탄 등을 원료로 하여 만들어지고 있기 때문에 그 본래의 주성분은 유기질이다.Activated charcoal has a large number of pores, the total area of its thin pore wall, or surface area, usually 500 to 150 m 2 per gram, and it adsorbs so many chemicals that it is used as a deodorant for refrigerators. The adsorption components are not only influenced by the fine pore structure but also by the chemical properties of the activated carbon surface. When activated carbon is added to the waste water and stirred, the concentration of organic matter in the water is significantly reduced, which is because activated carbon adsorbs them. Since activated carbon is made of wood, coal, etc. as a raw material, its original main ingredient is organic matter.
제1정화부(5) 및 제2정화부(7)에서의 분해를 설명하면, 양극 표면에서 생성된 산화제가 유기물과 반응하여 유기물을 산화분해시킴과 동시에, 자신은 다시 환원되고, 또 다시 전극 표면에서 산화됨으로써 재생되어 연속적으로 유기물을 산화시키는 원리를 이용하는 공정으로서, 이를 통해 유기물은 완전히 파괴되고 궁극적으로는 유기물 중의 탄소와 수소가 이산화탄소와 물로 전환되어 거의 대부분 무기물화된다.Degradation in the first purification section 5 and the second purification section 7 will be described. At the same time, the oxidant generated on the surface of the anode reacts with the organic material to oxidatively decompose the organic material, and at the same time, it is reduced again and again the electrode. It is a process that uses the principle of oxidizing at the surface to be regenerated and continuously oxidizing organic matter, which completely destroys the organic material and ultimately converts carbon and hydrogen in the organic material into carbon dioxide and water, and almost all of them are inorganicized.
양극의 반응에서는 H2O → H+ + OH-의 반응식에서 OH-이온의 감소와 H+이온의 증가로 pH가 저하되며, 전자(Electron : e-)를 잃어버려서 산화력이 증가된다.In the reaction of positive electrode H 2 O → H + + OH - , and the pH a reduction in the increase in the ion H + ions decrease, electron-in scheme of OH (Electron: e -) is increased oxidative I got lost.
음극의 반응에서는 H2O → H+ + OH-의 반응식에서 OH-이온의 증가와 H+이온의 감소로 pH가 상승되며, 전자(Electron : e-)의 증가로 환원력이 증가된다.The reducing power is increased to increase the -: (e Electron) The reaction of the negative electrode H 2 O → H + + OH - - OH in the reaction schemes and the pH is raised to increase the H + reduction of the ions of the ion, e.
설치된 전극에 전기가 인가되면 주울열이 발생되어 주울열에 의하여 건조, 재생을 하는 데, 주울열은 전류가 흐르면 도체의 온도가 높아지게 되고 온도를 일정하게 유지할 때는 열이 도체밖으로 흘러나오는데, 이 열량을 주울열이라고 하며, 주울의 법칙이 성립되어 도체안에 흐르는 정상전류에 의해 일정한 온도로 유지된 도선에서 일정 시간안에 유출하는 주울열의 양은 전류강도의 제곱 및 도선저항에 비례한다는 주울의 법칙이 성립되며｛Q = I2R( I : 전류의 강도, R : 저항, Q : 열량)｝, 열이 도체 밖으로 흘러나오게 되어 건조, 재생을 하며, 이때 활성탄은 전극과 촉매의 역활을 동시에 수행하게 된다.When electricity is applied to the installed electrode, Joule heat is generated and dried and regenerated by Joule heat.The Joule heat increases the temperature of the conductor when current flows, and when the temperature is kept constant, heat flows out of the conductor. Joule's law is established, and Joule's law is established that the amount of Joule's heat flowing out within a certain time is proportional to the square of the current intensity and the wire resistance. Q = I 2 R (I: current strength, R: resistance, Q: calories)｝, heat flows out of the conductor to dry and regenerate. At this time, activated carbon plays the role of electrode and catalyst simultaneously.
한편, 물질이 빛을 흡수했을 때에는 그 빛의 에너지에 의해 화학반응이 일어나는데, 양자이론에 따르면 광자 E의 에너지는 그것의 진동수(V)와 관련이 되며, E= hV가 되고, h는 플랑크 상수(6.6239 ×10-27erg)이다.On the other hand, when a material absorbs light, a chemical reaction takes place by the energy of the light. According to quantum theory, the energy of photon E is related to its frequency (V), where E = hV, and h is Planck's constant. (6.6239 x 10 -27 erg).
또한, 진동수(v)는 파장(i)과 i = c/v의 관계가 있으며, 이때 C는 빛의 속도로 2.279 ×1010cm/sec이다.In addition, the frequency v has a relationship between the wavelength i and i = c / v, where C is 2.279 x 10 10 cm / sec at the speed of light.
100 ∼ 200mm 파장을 갖는 자외선(UV선)의 E는 상기식에서 쉽게 계산된다.E of ultraviolet rays (UV rays) having a wavelength of 100 to 200 mm is easily calculated in the above formula.
UV램프(54)로 부터 발생된 자외선은 오존과 반응해 산화력이 매우 강한 하이드록시 라디칼을 생성하고, 주로 이 라디칼이 C=C의 이중결합을 절단한다.Ultraviolet rays generated from the UV lamp 54 react with ozone to produce highly oxidizing hydroxy radicals, and these radicals cleave C = C double bonds.
포름알데히드는 광화학반응에 의해 다음과 같은 반응으로 발생한다.Formaldehyde is generated by photochemical reactions in the following reactions.
HCOH + hv →H2 + CO → H + HCOHCOH + hv → H 2 + CO → H + HCO
HCOH + OH →HCO + H2OHCOH + OH → HCO + H 2 O
HCO + O2 →HO2 + COHCO + O 2 → HO 2 + CO
CH3COOH + hv →CH3O + OHCH 3 COOH + hv → CH 3 O + OH
CH4 + OH →CH3 + H2OCH 4 + OH → CH 3 + H 2 O
자외선은 상기 화학작용 이외에도 살균작용이 있으며, 살균력을 가지고 있어서 1cm2당 100㎼의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽게 된다.In addition to the above chemical action, ultraviolet light has a bactericidal action, and has a bactericidal power, so that when 1 minute of UV light having an intensity of 100㎼ per 1 cm 2 is killed for 99% of Escherichia coli, diphtheria bacteria, and dysentery bacteria.
제1정화부(5) 및 제2정화부(7)를 통과한 공기는 제3정화 및 후처리부(8)를 통과하면서 고전압에 의하여 발생된 오존과 전극에 부착된 촉매혼합물에 의하여 분해가 안된 상태로 유입된 유해가스가 제거되고 공기중의 각종 미세한 먼지나 분진들이 집진되어 제거되는데, 집진을 많이 할려면 전압을 높일수록 많이 집진할 수 있게 되지만 전압을 높이면 높일수록 비례하여 오존이 필요 이상으로 많이 나오게 되어서 오히려 역효과가 되므로 불필요한 오존을 촉매혼합물에 의하여 약 90%정도를 감소시키고 남아 있는 약 10% 정도의 오존으로 유해가스를 분해하게 된다.The air passing through the first purifying unit 5 and the second purifying unit 7 is not decomposed by the catalyst mixture attached to the electrode and ozone generated by the high voltage while passing through the third purifying and post-processing unit 8. The harmful gas introduced into the state is removed and various fine dusts and dusts in the air are collected and removed.In order to collect more dust, the higher the voltage, the more dust can be collected, but the higher the voltage, the more ozone is required. Since it is rather counterproductive, it reduces the unnecessary ozone by about 90% by the catalyst mixture and decomposes the harmful gas into about 10% of the remaining ozone.
오존은 고전압에 의하여 발생되는 것이므로, 오존을 사용한 시안화물의 제거는 잘 알려진 화학반응이며, 시안화물의 오존 처방은 다음과 같은 이유로 가장 적합한 방법으로 알려지고 있는 것으로서, 아주 빠른 속도의 산화처리가 가능하고 다른 오염물질이 혼재하는 상황에서도 잘 이루어지며, 첫번째 화학반응은 시안화물을 시안화염으로 바꾸어 주고 시안화염의 오염 특성은 시안화물의 1/1000에 불과하다.Since ozone is generated by high voltage, the removal of cyanide using ozone is a well-known chemical reaction, and the ozone prescription of cyanide is known as the most suitable method for the following reasons. It works well even in the presence of other contaminants. The first chemical reaction converts cyanide to cyanide, and the cyanide's contamination characteristics are only 1 / 1000th of cyanide.
CN- + O2 → CNO- + O2 CN - + O 2 → CNO - + O 2
다음은 일반적인 생물학적 분해를 통하여 암모니아와 이산화탄소가 발생하며, 암모니아는 오존과 다시 반응한다.Next, ammonia and carbon dioxide are generated through general biological decomposition, and ammonia reacts with ozone again.
2NH3 + O2 → N2 + 3H2O + 3O2 2NH 3 + O 2 → N 2 + 3H 2 O + 3O 2
2개의 암모니아 분자는 3개의 오존분자와 결합하여 하나의 질소분자와 3개의 물분자, 그리고 3개의 산소분자로 바뀌고, 이 세가지 모든 결과물들은 일반적으로 자연상태의 물질들이며 외기에 포함된 오염원이 아닌 물질들이다.Two ammonia molecules combine with three ozone molecules to convert one nitrogen molecule, three water molecules, and three oxygen molecules, all three of which are generally natural and are not pollutants in the atmosphere. admit.
즉, 유기산, 알콜, 알데히드 및 케톤(아세톤 종류)은 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 산소를 발생하고, 벤젠, 장뇌(좀약) 등의 방향성 화합물은 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 산소를 발생하며, 부탄, 광물 알콜 등과 같은 지방족화합물은 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 산소를 발생하고, 염화메틸과 같은 염화물은 오존과 반응하여 중간과정인 치아염소산이 된 후 이산화탄소, 수증기 그리고 산소를 발생하며, 수소와 사이나이드 같은 질소화합물은 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 질소와 산소를 발생하고, 트라이 글리콜레이트 암모늄과 같은 황화합물은 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 삼산화항과 산소를 발생하며, 다른 알킬화 화합물과 이온제 세제는 오존과 반응하여 이산화탄소, 수증기 그리고 산소를 발생한다.That is, organic acids, alcohols, aldehydes and ketones (acetone types) react with ozone to generate carbon dioxide, water vapor and oxygen, and aromatic compounds such as benzene and camphor (cotton medicine) react with ozone to generate carbon dioxide, water vapor and oxygen. Aliphatic compounds such as butane and mineral alcohols react with ozone to produce carbon dioxide, water vapor and oxygen, and chlorides such as methyl chloride react with ozone to form intermediate hydrochloric acid, and then produce carbon dioxide, water vapor and oxygen. Nitrogen compounds such as hydrogen and cyanide react with ozone to produce carbon dioxide, water vapor and nitrogen and oxygen; sulfur compounds such as triglycolate ammonium react with ozone to produce carbon dioxide, water vapor, and trioxide and oxygen; and other alkylated compounds. And ionic detergents react with ozone to Group, and generates oxygen.
물론, 이들 화학물질은 가정과 직장 등에 존재하는 모든 종류를 완전히 포함하지는 못하지만 오염 정도가 낮게 유지되는 한, 조금의 오존만으로도 그들을 신체와의 노출 정도를 큰 폭으로 줄일 만큼의 양으로 분해하기에 충분하며, 곰팡이, 포자 그리고 진균류는 일반 가정 환경에서 약 50ppb의 오존을 공급해 줌으로써 큰 폭으로 줄일 수 있다.Of course, these chemicals do not completely cover all the species present in homes and workplaces, but as long as the pollution level is low, even a small amount of ozone is sufficient to break them down in amounts that greatly reduce their exposure to the body. , Fungi, spores and fungi can be significantly reduced by providing approximately 50 ppb of ozone in the home environment.
아세톤을 사용하였을 경우에는 CH3 원자단에서 하나의 수소원자가 산소원자로 이동한다.In case of using acetone, one hydrogen atom moves to oxygen atom in CH 3 atom group.
CH3-CO-CH3 ↔ CH3-COH=CH2 CH 3 -CO-CH 3 ↔ CH 3 -COH = CH 2
CH3COCH2 + H+ → CH3-COH-CH2 → CH3 COCH3 CH 3 COCH 2 + H + → CH 3 -COH-CH 2 → CH 3 COCH 3
CH3-CO-CH3 ↔ CH3-COH-CH2 CH 3 -CO-CH 3 ↔ CH 3 -COH-CH 2
→ CH3COCH3 → CH 3 COCH 3
생성된 OH라디칼은 중간 생성물질로 하이드로퍼옥시라디칼(Hydroperoxy radical : HO2 -)과 슈퍼옥사이드 라디칼(Superoxide radical : O2 - )을 생성하여 수중 오염물질 중 많은 유기물을 빠르게 분해하며, 유기화합물의 생분해성을 높이고, 슬러지의 생성을 억제한다.The generated OH radical hydroperoxide oxy radical into an intermediate-producing material (Hydroperoxy radical: HO 2 -) and the superoxide radical (Superoxide radical: O 2 -) to generate and quickly decompose many organic substances of the water contamination, the organic compound It increases biodegradability and suppresses the production of sludge.
HO2 → H+ + O2 - HO 2 → H + + O 2 -
제3정화 및 후처리부(8)에서 유해가스가 정화되는 반응과정은 제1정화부(5)에서의 유해가스 정화반응과 동일하다.The reaction process of purifying the noxious gas in the third purification and aftertreatment unit 8 is the same as the noxious gas purifying reaction in the first purifying unit 5.
고압집진은 유입된 공기중에 부유하고 있는 분진에 전기장을 작용시켜서 전기를 띠게 하여 입자를 정전기적인 힘으로 모아 기체를 깨끗하게 하는 것으로서 전기로 집진하기 위해서는 높은 직류 전압이 필요하다.High-pressure dust collectors generate electricity by applying an electric field to dust suspended in the incoming air to collect particles with electrostatic force and clean the gas. High DC voltage is required to collect the electricity.
제2정화부(7)의 작용은 제1정화부(5)의 작용에서 이미 설명한 바와 같다.The operation of the second purification unit 7 is as described above in the operation of the first purification unit 5.
유입공기 전처리부(3)와 제3정화 및 후처리부(8)는 충진된 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)편에 충돌함에 의해서 물리적인 방법으로 분자진동을 하면서 공기중에 함유되어 있는 유해가스가 분해되어 정화되도록 하며, 특히 후처리부는 스트로우 조각편에 침투되어 있는 기체 상태인 요오드에 의해서 분해 반응이 일어나며, 이는 제3정화부에서 설명한 바와 같다.The inlet air pretreatment unit 3 and the third purification and post-treatment unit 8 impinge on the harmful particles contained in the air while molecularly vibrating physically by colliding with the filled straw pieces or the ceramic bead pieces. The gas is decomposed and purified, and in particular, the post-treatment part is decomposed by gaseous iodine penetrated into the pieces of straw, as described in the third purifying part.
뿐만 아니라, 격실(6)에 설치된 부가 정화 수단은 제1정화부(5))에서 발생되는 탄화수소를 제거하게 될 뿐만 아니라 1차 정화된 공기에서 처리되지 않은 오염물질을 정화하게 된다.In addition, the additional purifying means installed in the compartment 6 not only removes hydrocarbons generated in the first purifying part 5 but also purifies untreated contaminants in the primary purified air.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 오염된 공기를 흡입하여 배출구 쪽으로 지속적으로 이송시키면서 공기를 정화시키는 방법에 있어서, 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 유입공기 전처리부로 오염된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 오염된 공기에 함유된 유해 성분을 분쇄시키는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 오염된 공기 중에 촉매 활성화 물질을 분사시켜 투입하는 단계; 제1정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 자외선 및 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해(이온의 이동)되면서 유입되는 공기 중의 각종 유기물을 포함한 유해물질을 제거하는 제 1 정화 단계; 제2정화부에 삽설된 전극에 직류 전원을 인가하므로서 촉매 또는 촉매 혼합물에 의해서 분해되면서 1차 정화된 공기 중의 잔존 유해물질을 제거하는 제 2 정화 단계; 2차로 정화된 공기를 스트로우 (straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)가 충진된 제3정화 및 후처리부로 통과시키므로서 전극에 설치된 촉매혼합물성형체의 촉매혼합물이 분해되면서 갖는 높은 유기물 분해능 및 집진능으로 인하여 2차로 정화된 공기 중에서 분해가 되지 않은 유기물을 분해하여 제거함과 동시에, 공기 중의 각종 미세한 분진들을 집진하여 정화하고 3차 정화된 공기를 통과시켜 와류 현상을 일으킴과 동시에, 정화된 공기에 함유된 유해 가스 성분을 제거하는 제 3 정화 및 후처리 단계로 구성되어지므로서 고분자유기물 및 오존을 포함한 여러 종류의 각종 유해가스와 분진 등 공해물질을 제거하여 공기를 정화시키고, 촉매반응이 연속적으로 일어나게 되므로 공기 정화 장치를 장기간 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있었다. As described above, in the present invention, in the method of purifying the air while sucking the contaminated air and continuously transporting the contaminated air, the contaminated air is passed through the inlet air pretreatment unit filled with straw pieces or ceramic beads. A pretreatment step of causing vortices and pulverizing harmful components contained in contaminated air; Spraying and injecting a catalyst activating material into the contaminated air that has passed through the pretreatment step; A first purifying step of removing harmful substances including various organic substances in the air introduced while being decomposed (moving of ions) by ultraviolet rays and a catalyst or a catalyst mixture by applying a DC power to the electrode inserted into the first purifying unit; A second purifying step of removing residual harmful substances in the first purified air while being decomposed by the catalyst or the catalyst mixture by applying DC power to the electrode inserted into the second purifying unit; By passing the second purified air to the third purification and post-treatment part filled with straw pieces or ceramic beads, the high organic matter resolution and dust collection capacity of the catalyst mixture formed on the electrode decomposes. Due to the decomposition and removal of undecomposed organic matter from the secondary purified air, the fine dust in the air is collected and purified, and the tertiary phenomena are caused by passing through the third purified air. It consists of the third purification and post-treatment steps to remove harmful gas components, thereby purifying the air by removing various harmful gases such as polymer organic matter and ozone, and dust such as dust, and the catalytic reaction occurs continuously. The effect of using the air filter for a long time was obtained.
도 1은 본 발명의 방법에 적용된 공기 정화 장치의 개략적인 사시도이고,1 is a schematic perspective view of an air purification apparatus applied to the method of the present invention,
도 2는 도 1 장치의 개략적인 분리 사시도이며,2 is a schematic exploded perspective view of the device of FIG. 1;
도 3은 도 1의 A-A' 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1;
도 4는 본 발명의 방법에 적용되는 다른 형태의 공기 정화 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of another type of air purification device applied to the method of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 공기 정화 장치 2 : 케이스 3 : 유입공기 전처리부DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air purification apparatus 2 Case 3 Inlet air preprocessing part
4 : 촉매 활성화 물질 투입부 5 : 제1정화부 6 : 격실4 catalyst active material input part 5 first purification part 6 compartment
7 : 제2정화부 8 : 제3정화 및 후처리부7: second purification unit 8: third purification and post-processing unit
9 : 공기 흡입 및 배출부 10 : 자동제어부 9: air intake and exhaust 10: automatic control
31, 55, 63, 74, 83 : 절연재 32, 51, 71, 81, 92 : 망체31, 55, 63, 74, 83: insulation materials 32, 51, 71, 81, 92: mesh
33, 82 : 스트로우(straw) 조각 또는 세라믹 비드(Bit)33, 82: straw pieces or ceramic beads
41 : 활성화 물질 유입관 42, 46 : 분사 노즐 41: activating material inlet pipe 42, 46: injection nozzle
45 : 아세톤 유입관 47 : 아세톤 저장조 52, 72 : 촉매45: acetone inlet pipe 47: acetone reservoir 52, 72: catalyst
53a, 53b, 73a, 73b : 전극 54 : UV램프 61 : 고압 촉매53a, 53b, 73a, 73b: electrode 54: UV lamp 61: high pressure catalyst
62 : 고압 촉매 연결부재 91 : 팬(Fan)62: high pressure catalyst connecting member 91: fan
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