KR100683196B1 - 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치 - Google Patents

휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 관한 것으로, 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 유입 및 배출되는 유입구과 배출구를 갖는 탑본체와, 상기 탑본체에 결합되어 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 상기 유입구에서 상기 배출구로 유동되는 흡착유동을 발생시키는 배기팬과, 상기 유입구 및 배출구에 마련되어 상기 유입구측 및 배출구측을 개폐하는 개폐수단과, 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 배치되어 상기 흡착유동에 의해 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 갖는 흡착탑과; 일측은 외부공기에 개방되고 타측은 상기 흡착제의 상부영역 및 하부영역에 각각 연장 배치되어 상기 흡착탑 내부에 유체가 출입되도록 안내하는 유입배관 및 배출배관과; 상기 배출배관 상에 배치되며, 상기 개폐수단에 의해 폐쇄된 상태에서 상기 탑본체 내의 상기 유입배관과 상기 배출배관 사이에 형성된 탈착영역의 유체를 배출시키는 흡인팬과; 상기 유입배관 상에 마련되어 상기 탈착영역으로 유입되는 유체를 가열 및 가습시키는 가열가습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 가열, 가습, 감압된 상태에서 탈착되어 흡탈착 효율이 향상되며, 시간이 단축 되고, 위험성이 낮으며, 구조가 간단하며, 경제적 비용이 절감될 수 있다.

Description

휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치{VOCs and Odor Removal Apparatus}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치의 흐름을 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 흡착탑 단면도,
도 3은 흡착제의 시간에 따른 흡착 특성 그래프,
도 4는 흡착유동을 나타낸 개략도,
도 5는 탈착유동을 나타낸 개략도,
도 6은 흡착제의 시간에 따른 탈착 특성 비교 그래프,
도 7은 본 발명의 흡착 및 탈착유로의 제어를 나타낸 제어블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치
231 : 유입구 233 : 배출구
234 : 개폐수단(235,237,239) 235 : 유입댐퍼
237 : 배출댐퍼 239 : 실링도어
240 : 배기팬 250 : 흡착제
251 : 섬유상활성탄 카트리지 253 : 입상활성탄 카트리지
255 : 먼지필터 257 : 분산판
301 : 유입배관 302 : 유입밸브
303 : 배출배관 305 : 탈착영역
311 : 유입분산노즐 313 : 배출분산노즐
320 : 가열가습부 321 : 가습공급배관
323 : 가열히터 325 : 가습열교환기
327 : 가열열교환기 331 : 흡인팬
333 : 보조팬 340 : 촉매연소부
341 : 촉매연소탑 343 : 촉매열교환기
347 : 연소히터 350 : 응축회수장치
410 : 냉각부 420 : 방화라인
500 : 제어부 505 : 입력부
511 : 흡착제온도센서 513 : 유입온도센서
515 : 연소온도센서
본 발명은, 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡착제에 흡착된 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질의 탈착방식을 개선한 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물질(VOCs: Volatile Organic Compounds) 및 냄새물질을 제거하는 장치는 일반적으로 활성탄 흡착, 광촉매 분해방식, 미생물 분해방식, 플라즈마 분해방식, 직접연소, 촉매연소, 응축 회수방식 등의 다양한 방법들을 적용하여 VOCs 및 냄새물질을 제거하고 있다.
이들 중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 활성탄 흡착방식이다. 활성탄 흡착방식 이외의 다른 방식이 적용되지 않는 이유는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질의 처리에 제조 내지 제작, 유지보수, 설치 부지 등에 소요되는 비용이 상당하여 현실적으로 채용하기 용이하지 않기 때문이다.
활성탄 흡착방식에도 단순 흡착하여 활성탄을 교체하는 방법과 주기적으로 활성탄을 재생하여 사용하는 방법이 있다. 단순 흡착방식은 장치가 크고, 초기 투자비가 높으며 유지관리가 용이하지 않기 때문에 주기적으로 활성탄을 재생하는 방식이 많이 적용되고 있다.
활성탄을 재생하는 방식에는 활성탄 필터를 다수개의 방사형 칸으로 이루어진 회전하는 로터에 활성탄을 적재하여 다수개가 흡착하는 동안 나머지는 탈착하여 작업공정과 무관하게 연속적으로 흡착 및 탈착을 하는 방식과, 다수의 활성탄 흡착탑을 설치하여 교대로 흡착 및 탈착을 하는 방식과, 하나의 흡착탑을 설치하여 작업이 없는 시간을 활용하여 간헐적으로 탈착하는 방식 등이 있다.
상기와 같이 활성탄에 흡착된 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 탈착시켜 활성탄을 재사용하기 위해서는 활성탄의 표면에 예를 들면 200℃ 이상의 스팀(Steam: 증기)이나 열풍을 가하면 된다. 액상으로 활성탄 표면에 흡착되어 있는 휘발성 유기화합물질에 그 비점 이상의 온도를 갖는 스팀이나 열풍을 가하면 휘발성 유기화합물질이 활성탄의 표면으로부터 이탈되어 증발된다. 이에, 활성탄의 미세공이 최초의 상태로 재생되어 활성탄의 흡착능력은 원상태로 유지될 수 있다.
이렇게 활성탄의 표면으로부터 휘발성 유기화합물질을 탈착시키기 위해 스팀을 사용하는 방식은 탈착장치 자체가 고가이고, 스팀을 사용함에 따라 각각의 부품을 내식성이 우수한 소재로 적용시켜야 하므로 탈착장치의 설비에 과도한 비용이 소요될 뿐만 아니라, 스팀이나 냉각수 등과 같은 별도의 개재수단을 사용하여야 하는 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 문제점으로 인하여 휘발성 유기화합물질의 탈착에 열풍을 이용한 처리장치가 널리 사용되고 있다.
상기와 같이 활성탄으로부터 휘발성 유기화합물질을 탈착시키기 위하여 열풍을 이용한 탈착장치의 일예가 한국 등록특허번호 제10-0426973호(등록일자 2004년 04월 01일)에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 일반 공기를 약 250℃ ~ 300℃의 고온 열풍으로 가열을 하여야 하므로 소요되는 에너지가 다량 소요된다. 또한, 휘발성 유기화합물질 등이 고온 열풍 분위기 하에서 탈착되므로 휘발성 유기화합물질 등에 의한 폭발 또는 화재의 위험이 높다. 그리고, 감압 및 가습 등을 이용하지 않기 때문에 재생효율이 낮으며 재생시간이 오래 걸린다는 문제를 갖는다.
본 발명의 목적은 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 가열, 가습, 감압된 상태에서 탈착되어 흡탈착 효율이 향상되며, 시간이 단축 되고, 위험성이 낮으며, 구조가 간단하며, 경제적 비용이 절감되는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 탈착에 사용되는 유체를 배출되는 폐열을 이용하여 열효율을 향상시킬 수 있는 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 있어서, 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 유입 및 배출되는 유입구과 배출구를 갖는 탑본체와, 상기 탑본체에 결합되어 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 상기 유입구에서 상기 배출구로 유동되는 흡착유동을 발생시키는 배기팬과, 상기 유입구 및 배출구에 마련되어 상기 유입구측 및 배출구측을 개폐하는 개폐수단과, 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 배치되어 상기 흡착유동에 의해 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 갖는 흡착탑과; 일측은 외부공기에 개방되고 타측은 상기 흡착제의 상부영역 및 하부영역에 각각 연장 배치되어 상기 흡착탑 내부에 유체가 출입되도록 안내하는 유입배관 및 배출배관과; 상기 배출배관 상에 배치되며, 상기 개폐수단이 폐쇄된 상태에서 상기 탑본체 내의 상기 유입배관과 상기 배출배관 사이에 형성된 탈착영역의 유체를 배출시키는 흡인팬과; 상기 유입배관 상에 마련되어 상기 탈착영역으로 유입되는 유체를 가열 및 가습시키는 가열가습부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 의해 달성된다.
상기 개폐수단은, 상기 유입구 및 상기 배출구에 마련된 댐퍼와; 상기 댐퍼 사이에 상기 댐퍼와 이격되게 배치되며 상기 유입배관과 상기 배출배관을 사이에 두고 상기 탑본체 내부에 형성된 상기 탈착영역을 밀봉할 수 있도록 개폐 가능하게 마련된 실링도어를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유입배관에 마련되어 상기 탈착영역으로 유체를 유입시키는 보조팬을 더 포함하며, 상기 흡인팬의 배출압력은 상기 보조팬의 유입압력보다 큰 것이 바람직하다.
상기 가열가습부는, 상기 유입배관과 연통되어 상기 유입배관에 가습공기를 공급하는 가습공급배관과; 상기 가습공급배관과 상기 탈착영역 사이에 마련되어 상기 가습공급배관에서 공급되는 가습공기 및 외부에서 유입되는 외부공기 중 적어도 하나의 유체를 가열하는 가열히터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 흡착제로부터 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 탈착 종료되기 소정 시간 전에 상기 가습공기의 공급이 중단되도록 상기 가습공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배출배관 상에 마련되며, 상기 흡착제로부터 탈착되어 배출되는 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 연소시키는 촉매연소부와, 상기 탈착영역과 상기 촉매연소부 사이에 마련되며, 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 분리시키는 응축회수장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가열가습부는 상기 촉매연소부에서 배출되는 유체와 열전달 가능하게 상기 촉매연소부의 후단부에 배치된 가열가습열교환기를 더 포함하는 것이 바람직 하다.
상기 흡착제는, 섬유상활성탄 및 입상활성탄 중 어느 하나를 사용하며 상기 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 활성탄 카트리지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 흡착제는 상기 섬유상활성탄 카트리지 및 상기 입상활성탄 카트리지의 하단부에 섬유상활성탄을 수용하며 상기 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 섬유상활성탄 카트리지를 더 포함하며, 상기 상단부의 활성탄 카트리지와 상기 하단부의 활성탄 카트리지는 이격되게 배치된 것이 바람직하다.
상기 흡착제가 시간에 따라 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 흡착할 수 있는 흡착 능력이 선형적으로 변하는 범위 내에서 상기 흡인팬과 상기 가열가습부가 가동되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치는 도장공정, 각종 화학물질 제조공정, 폐수처리시설 등 다양한 산업분야에서 사용될 수 있다. 이하에서 본 발명의 실시예로 도장작업시 발생하는 휘발성 유기화합물질 또는 냄새물질을 제거하는 제거장치에 대해 설명하지만 다른 산업분야에도 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 운전의 연속성 및 작업능력 등의 필요에 따라 두 개 이상의 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치로 교차 운전도 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물질(VOCs) 및 냄새물질 제거장치(100)는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탑본체(210)를 갖는 흡착탑(200) 과, 흡착탑(200) 내부에 유체가 출입되도록 흡착제의 상부영역 및 하부영역으로 안내하는 유입배관(301) 및 배출배관(303)과, 개폐수단(234)이 폐쇄된 상태에서 탑본체(210) 내의 유입배관(301)과 배출배관(303) 사이에 형성된 탈착영역(305)의 유체를 배출시키는 흡인팬(331)과, 탈착영역(305)에 유입되는 유체를 가열 및 가습시키는 가열가습부(320)를 포함한다.
흡착탑(200)은, VOCs 및 냄새물질이 유입 및 배출되는 유입구(231)과 배출구(233)를 갖는 탑본체(210)와, 배기팬(240)과, 개폐수단(234)과, 흡착제(250)를 포함한다.
탑본체(210)에는 상.하측에 배출구(233)와 유입구(231)가 형성되어 있으며, 원형 또는 사각 등의 다양한 형태로 마련되고, 배출구(233)에 배기팬(240)이 결합된다. 탑본체(210) 내부는 VOCs 및 냄새물질이 흡착되는 흡착제(250)를 수용하며, 유입배관(301)과 배출배관(303)의 단부가 흡착제(250)의 상부 및 하부영역으로 연장되어 배치되어 있다. 탑본체(210)에는 개폐수단(234)이 결합되어 있다.
배기팬(240)은 탑본체(210)의 배출구(233)에 결합되어 VOCs 및 냄새물질을 유입구(231)에서 배출구(233)로 유동시키도록 흡착유동을 발생시킨다.
개폐수단(234)은 유입구(231) 및 배출구(233)에 마련되어 유입구측 및 배출구측을 개폐한다. 개폐수단(234)은 유입구(231) 및 배출구(233)에 마련된 댐퍼(235, 237)를 포함한다. 댐퍼(235, 237)는 유입구(231)를 개폐하는 유입댐퍼(235)와, 배출구(233)를 개폐하는 배출댐퍼(237)를 포함한다. 개폐수단(234)은 탈착영역(305)을 밀봉할 수 있도록 개폐 가능하게 마련된 실링도어(239)를 더 포함 한다.
실링도어(239)는 댐퍼(235, 237)와 이격되게 댐퍼(235, 237) 사이에 배치되며, 유입배관(301)과 배출배관(303)을 사이에 두고 탑본체(210) 내부에 형성된 탈착영역(305)을 밀봉 가능하게 마련된다. 실링도어(239)는 탈착영역(305)을 밀봉 가능하게 슬라이딩되는 게이트 형식을 포함한 공지된 방식으로 마련될 수 있다. 실링도어(239)는 탈착영역(305)을 보다 완벽하게 실링할 수 있도록 테프론 등을 포함하는 실링부재를 포함할 수 있다. 실링도어(239)는 실시예와 달리 흡착유동방향을 따라 이동되는 형태로 마련될 수 있으며, 탈착영역(305)을 효과적으로 밀봉할 수 있는 범위에서 설치 위치 등을 다양하게 변경할 수 있다. 이에, VOCs 및 냄새물질이 탈착되는 과정에서 탑본체(210) 내부의 탈착영역(305)이 완벽하게 밀봉 유지되어 감압 상태를 유지할 수 있어 효율적인 감압 탈착이 이루어 질 수 있다.
배기팬(240)은 배출구(233) 후단에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 VOCs 및 냄새물질이 활성탄 층에 보다 잘 확산되어 흡착될 수 있도록 한 것이다. 만약 배기팬(240)을 배출구에 설치하지 않고 유입구(231)에 설치된 경우에는 활성탄이 장착된 흡착탑(200) 내부에 압력이 증가하게 되고, 편류(채널링 현상)가 발생하기 쉬우며, VOCs 및 냄새물질의 활성탄 층으로의 확산능력이 대폭 줄어들게 되어 흡착속도를 감소시키는 역할을 하게 되기 때문이다.
흡착제(250)는 탑본체(210)의 상단영역에 배치되며 입상 활성탄을 사용하여 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 복수의 입상활성탄 카트리지(253)를 포함한다. 입상활성탄은 VOCs 및 냄새물질의 흡탈착속도는 섬유상활성탄에 비해 느리지 만 미세기공이 오래 동안 유지되어 VOCs 및 냄새물질의 흡탈착능력이 유지되는 시간이 오래간다. 흡착제(250)는 입상활성탄 카트리지(253)의 하단부에 탄소 섬유 흡착제를 사용하며 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 복수의 섬유상활성탄 카트리지(251)를 필요에 따라 더 포함할 수 있다. 즉, 섬유상활성탄 카트리지(251)는 VOCs 및 냄새물질의 종류, 량, 흡탈착되는 유동의 온도, 압력 등의 여러 조건에 따라 입상활성탄 카트리지(253)의 하단부에 배치될 수 있다. 여기서, 흡착제(250)는 활성탄을 사용하는 것이 바람직하나 활성탄 이외의 물리흡착, 화학흡착을 할 수 있는 공지의 다양한 흡착제를 포함할 수 있음은 물론이다. 섬유상활성탄은 입상활성탄보다 흡탈착속도가 빠르며 유동이 빠른 경우에도 흡탈착되는 시간이 빠르다. 따라서, 섬유상활성탄 카트리지(251)는 유입구(231)에 근접되게 배치되고 입상활성탄 카트리지(253)는 배출구(233)에 근접되게 배치시키는 것이 바람직하다. 이에, VOCs 및 냄새물질의 흡탈착속도를 빨리하는 한편 VOCs 및 냄새물질의 흡탈착을 안정적으로 할 수 있다.
또한, 흡착제(250)에 사용되는 활성탄의 종류는 VOCs 및 냄새물질의 종류, 량, 흡탈착되는 유동의 온도, 압력 등의 여러 조건에 따라 선택적으로 채용할 수 있다. 예를 들면, 상단부 활성탄카트리지 및 하단부 활성탄 카트리지 모두에 섬유상활성탄을 사용할 수 있다.
예를 들어, 도장공정에서 발생되는 유량이 많고, 농도가 낮은 (THC 기준 : 1000ppm) VOCs 및 냄새물질을 제거하기 위해서는 섬유상활성탄 카트리지(251)를 섬유활성탄을 포함한 오염물질의 흡착속도와 탈착속도가 빠르고 열에 매우 강한 고성 능 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 흡착제(250)를 카트리지(cartridge)형태로 하여 흡탈착시 강한 열기류와 풍압에 흡착제(250)가 유동하거나 유동에 의하여 부셔지지 않도록 한다. 또한, 흡착제(250)가 한쪽으로 다져짐 현상이나 쏠림현상으로 흡착제(250)가 존재하지 않은 곳이 생김으로써 제거대상인 VOCs 및 냄새물질이 흡착제(250)를 정확히 통과하지 못하고 흡착제(250)가 존재하지 않은 곳으로 흘러 배출구(233)로 나가는 현상을 방지한다. 따라서, 처리대상인 VOCs 및 냄새물질이 다공성인 흡착제(250)에 균일한 유동을 형성하여 VOCs 및 냄새물질의 흡착효율과 흡착제(250)의 이용효율을 최대화 한 것이다. 여기서, 흡착제(250)에 사용되는 활성탄은 카트리지 형태가 아니라 활성탄이 고정된 층 형태로 사용될 수 있다.
섬유상활성탄 카트리지(251)와 입상활성탄 카트리지(253)는 이격되게 배치되어 있다. 이에, 흡착제(250)가 VOCs 및 냄새물질을 흡착함으로써 발생 될 수 있는 흡착발열반응으로 인한 화재나, 탈착시 열에 의한 국부적인 온도상승과 농도상승을 유발할 수 있는 공간을 최소화 하고 가습 가열된 유체가 쉽게 탈착방향으로 흐를 수 있도록 하였다.
여기서, 탑본체(210)에 장착되는 흡착제(250)의 량은 VOCs 또는 냄새물질의 종류, 유입평균농도, 작업시간, 흡착성능, 탈착주기 등을 고려하여 적절하게 선정할 수 있다. 흡착제(250)가 일주일에 한 번 탈착(재생)된다고 가정하고 예비분을 고려하여 이주일 분량을 충전하는 것이 바람직하다.
이하에서 흡착제(250)는 섬유상활성탄 카트리지(251) 또는 입상활성탄 카트 리지(253)로 사용되기도 하며 이들 카트리지에 사용되는 섬유상활성탄 또는 입상활성탄 자체를 의미하기도 한다. 흡착제(250)의 의미가 문맥으로 보아 충분하게 구분될 수 있으므로 이하에서 혼용될 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
먼지필터(255)는 필요에 따라 유입구(231)와 섬유상활성탄 카트리지(251) 사이에 마련되어 유입되는 VOCs 및 냄새물질 이외의 이물질을 제거할 수 있다.
공기분산판(257)은 유입구(231)와 배출구(233)사이에 마련되어 VOCs 및 냄새물질이 활성탄 층으로 고루 분산되어 흡착되도록 한다.
유입배관(301)은 우측이 외부공기를 흡입하도록 개방되어 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 유입배관(301)의 좌측은 탑본체(210)의 흡착제(250) 상부영역에 연장 배치되어 있다. 유입배관(301)은 탑본체(210)의 내부에 흡착제(250)로 균일하게 유체를 공급할 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 유입분산노즐(311)을 포함한다. 유입배관(301)은 유로 상에서 보조팬(333), 가습공급배관(321), 가열히터(323), 가습열교환기(325), 가열열교환기(327) 등과 연통되어 있다. 유입배관(301)에는 유로를 제어하기 위한 유입밸브(302), 유입온도를 감지하기 위한 유입온도센서(513) 등이 결합되어 있다. 이에, 탈착영역(305)으로 유입되는 가열 및 가습된 유체는 흡착제(250)의 전체 표면에 고르게 분산되어 흡착제(250) 전체 표면을 균일하게 유동될 수 있다.
여기서, 유입배관(301)의 우측이 외부공기와 연통되어 외부공기를 흡입함으로써 탑본체(210)의 탈착영역(305)으로 유입되는 공기를 깨끗하게 유지시킬 수 있어 흡착제(250)의 흡착능력을 원상태로 유지시킬 수 있다. 반면에, 촉매연소 부(340)를 통과한 유체를 유입배관(301)으로 흡입시키는 경우에는 연소되지 않고 잔존해 있는 VOCs 등이 탈착영역(305)의 고온 분위기에서 화재를 일으킬 위험이 매우 높다.
배출배관(303)은 좌측이 탑본체(210)의 흡착제(250) 하부영역에 연장되어 있으며, 우측 단부는 대기로 배출되는 구조를 갖는다. 배출배관(303)은 탑본체(210)의 내부에 유입배관(301)을 통해 유입된 유체가 흡착제(250)로부터 탈착한 VOCs 및 냄새물질을 균일하게 배출시킬 수 있도록 안내하기 위해 흡착제(250)의 표면과 대응하여 균일하게 다수의 구멍이 형성된 배출분산노즐(313)을 포함한다. 배출배관(303)은 유로 상에 흡인팬(331), 연소히터(341), 응축회수장치(350), 촉매연소부(340) 등과 연통되어 있다. 배출배관(303)은 유로를 제어하기 위한 배출밸브(304), 연소온도를 감지하기 위한 연소온도센서(515) 등이 결합되어 있다. 이에, 탈착영역에서 흡착제(250)에서 탈착된 VOCs 및 냄새물질은 흡착제(250) 전체 표면에 걸쳐 균일하게 유동되어 배출될 수 있다.
탈착영역(305)은 흡착제(250)에서 VOCs 및 냄새물질을 흡착한 후 흡착제(250)가 소정 흡착능력에 도달하였을 때 흡착제(250)로부터 VOCs 및 냄새물질을 탈착하는 공간 내지 영역이다. 본 발명의 실시예에서 탈착영역(305)은 탈착이 이루어지는 탑본체(210) 내부의 밀폐된 공간으로 탈착을 시작하기 위해 실링도어(239)로 밀봉된 공간 내지 영역을 말한다. 탈착이 이루어지는 영역은 주로 흡착제(250) 상부영역의 유입분산노즐(311)과 흡착제(250) 하부영역의 배출분산노즐(313) 사이를 의미하나 방화라인(420)을 포함한 실링도어(239)에 의해 밀봉된 공간도 포함될 수 있다. 이러한 탈착영역(305)은 VOCs 및 냄새물질을 흡착제(250)로부터 탈착하는 동안 가열 및 가습되며 흡인팬(331) 또는 보조팬(333)에 의해 감압된 상태를 유지할 수 있다. 탈착되는 과정에서 탈착영역(305)에서의 유동은 유입분산노즐(311)에서 배출분산노즐(313)로 이루어져, 흡착유동과 역방향으로 가열 및 가습된 유체가 탈착영역(305)을 관통한다.
가열가습부(320)는 탑본체(210) 내부의 탈착영역(305)으로 유입되는 유체를 가열 및 가습하도록 유입배관(301) 상에 마련된다. 가열가습부(320)는 유입배관(301)과 연통되어 유입배관(301)에 가습공기를 공급하는 가습공급배관(321)과, 가습공기 및 외부에서 유입되는 외부공기 중 적어도 하나의 유체를 가열하는 가열히터(323)를 포함한다. 가열가습부(320)는 탈착이 종료되기 소정 기간 전에 가습공기의 공급이 중단되도록 제어하는 제어부(500)를 포함할 수 있다. 가열가습부(320)는 촉매연소부(340)의 후단에 배치된 가열가습열교환기(325)를 더 포함할 수 있다.
가습공급배관(321)은 유입배관(301)과 연통되어 유입배관(301)에 가습공기의 한 종류인 스팀(steam)을 공급한다. 가습공급배관(321)은 촉매연소부(340)을 거쳐 배출되는 고온의 유체와 열전달될 수 있도록 촉매연소부(340) 후단영역에 마련된 가습열교환기(325)를 더 포함할 수 있다. 이에, 가습공기는 일차적으로 가습열교환기(325)에 의해 온도가 상승될 수 있다. 가습공기는 유입배관(301)의 유로 상에 마련된 가열히터(323)에 의해 온도가 더 상승될 수 있으며, 가열히터(323)와 유입밸브(302) 사이에 연결될 수 있다.
여기서, 가습공기가 공급되는 것은 탈착되는 과정에서 경쟁반응을 유발하여 탈착을 가속화하기 위함이다. 즉, 흡착유동에 의해 활성탄에 흡착된 VOCs 또는 냄새물질은 열과 감압에 의해 빠른 속도로 탈리되며 이 때 탈착영역(305) 내부에 고농도로 존재하는 상대습도(수분)에 의해 활성탄의 세부 기공속으로 확산 및 흡착된다. 이 과정에서 수분이 VOCs 또는 냄새물질을 대체하여 활성탄의 해당 기공속에 자리잡게 되며 활성탄이 가진 VOCs 또는 냄새물질과 수분이 경쟁적으로 흡착되고 그 농도가 높은 가습공기(steam)의 수분에 의해 활성탄에 흡착된 VOCs 또는 냄새물질의 탈리 내지 탈착이 가속화된다. 또한, 압력이 변하더라도 공급되는 수분량이 일정하기 때문에 탈착영역(305) 내부에 존재할 수 있는 수분의 량을 일정하다. 따라서, 본 발명의 실시예와 같이 탈착영역(305)이 가열 및 감압된 상태에서 가습공기를 공급하여도 VOCs 또는 냄새물질의 탈착을 가속화시킬 수 있다. 또한, 활성탄에 흡착된 VOCs 및 냄새물질에 대체되어 활성탄에 안착된 수분은 다시 증발된다. 동시에 활성탄 기공 속으로 빠져 나올 때 세부 기공을 다시 형성시키는 기능을 한다. 따라서 활성탄과 같은 흡착제(250)를 반복적으로 재생하더라도 활성탄의 기공이 그대로 유지될 수 있다.
또한, 가습공기는 탈착과정에서 그 공급여부를 제어부(500)에서 제어할 수 있다. 제어부(500)는 입력부(505)에서 설정한 시간 등의 정보에 기초하여 탈착시간 종료 소정 시간 전에 가습공급배관(321)에서 가습공기의 공급을 중단하도록 제어할 수 있다. 즉, 도 6에서 보는 바와 같이, 탈착 운전 시간이 이전에 탈착효율이 상당하게 이루어진 시점(도 6의 "A" 내지 "B" 참조)에서 가습공기의 공급을 중단하도록 제어부(500)에서 제어할 수 있다. 이에, 가습공기가 탈착능력과 고려되어 공급되므 로 에너지가 높은 유체의 효율적인 이용이 가능하여 경제적 운전을 달성 할 수 있다.
이에, 가습공기가 탈착영역(305)에 공급되어 탈착을 가속화하며, 활성탄의 기공이 유지되어 흡착능력을 원상태로 유지할 수 있고, 가습공기를 효과적으로 공급하여 경제적인 운전을 할 수 있다.
가열히터(323)는 가습공급배관(321)과 탈착영역 사이에 마련되어 가습공급배관(321)에서 공급되는 가습공기 및 외부에서 유입되는 외부공기 중 적어도 하나의 유체를 가열한다. 가열히터(323)의 작동은 유입배관(301) 유로 상이 마련된 유입온도센서(513)의 감지결과에 기초하여 제어부(500)에서 제어할 수 있다. 그리고, 가열히터(323)의 작동은 탑본체(210) 내부에 설치되어 흡착제(250) 사이의 온도를 감지하는 흡착제온도센서(511)의 감지결과에 기초하여 제어부(500)에서 제어할 수도 있다. 또한, 가열히터(323)는 보조팬(333)을 포함한 구조로 마련될 수 있다. 이에, 탈착영역(305)으로 유입되는 유체의 온도가 일정하며 안정적으로 유지될 수 있다.
가습가열열교환기(327)는, 촉매연소부(340)의 후단부에 각각 촉매연소부(340)에서 배출되는 유체와 열전달 가능하게 설치되며, 가습공기를 일차적으로 가열하는 가습열교환기(325)와, 외부공기를 가열하는 가열열교환기(327)를 포함한다. 그러나, 필요에 따라 가습열교환기(325)와 가열열교환기(327)는 일체형으로 될 수 있다. 이에, 촉매연소부(340)에서 발생되는 고온의 폐열을 효과적으로 활용할 수 있다.
여기서, 탈착영역(305)으로 유입되는 유체를 가열하는 것은 활성탄에 흡착된 VOCs 또는 냄새물질은 그 비점 이상의 온도를 가하면 VOCs 또는 냄새물질이 휘발하기 때문이다. 이 때, 감압한 상태에서는 상압보다 낮은 온도에서 비점이 형성된다.
흡인팬(331)은 배출배관(303) 사이에 배치되며 개폐수단(234)이 폐쇄된 상태에서 탑본체(210) 탈착영역(305)의 유체를 배출시킨다. 흡인팬(331)은 탈착영역(305)에 감압 상태을 유지하는 역할을 한다. 흡인팬(331)은 탈착영역(305)이 감압 상태를 유지할 수 있는 유량과 압력을 갖는 터보팬으로 마련된 것이 바람직하다. 탈착영역(305)이 감압 상태로 유지될 수 있도록 흡인팬(331)이 가동된 상태에서 유입배관(301)의 유량을 밸브 등으로 제어할 수 있다. 흡인팬(331) 하나만으로 탈착영역(305)을 감압상태로 유지할 수도 있으나 필요에 따라 유입배관(301)의 유로 상에 보조팬(333)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 흡인팬(331)의 압력 내지 유량은 보조팬(333)의 압력 내지 유량보다 더 크다.
보조팬(333)은 유입배관(301)에 마련되어 탈착영역(305)으로 외부공기를 유입시킨다. 보조팬(333)은 일실시예와 달리 가열히터(323)와 일체로 된 구조를 가질 수 있다.
이에, 유입배관(301)의 유로 상에 보조팬(333)을 장착하여 탈착영역(305)을 통과하는 가습 및 가열된 유체가 균일하고 안정적으로 공급될 수 있을 뿐만 아니라 탈착영역(305)이 안정적으로 동일한 감압상태를 유지할 수 있다.
여기서, 탈착영역(305)을 감압하여 탈착하는 과정에서 VOCs 및 냄새물질이 상압보다 저온에서 비점을 형성할 수 있으므로 공급되는 가열 유체의 온도를 낮출 수 있어 탈착에 필요한 에너지를 적게 할 수 있다. 또한, 감압 상태에서 탈착을 하 면 탈착영역(305)의 활성탄에 포함된 VOCs 또는 냄새물질이 가스화 되는 과정에서 국부적으로 존재할 수 있는 고농도, 고온 부위를 최소화할 수 있어 탈착되는 흐름을 균일하게 유지할 수 있다. 감압 상태에서는 농도가 높은 부위에서 농도가 낮은 부위로 확산 내지 유동이 빨리 진행할 수 있다. 또, 활성탄 내부의 VOCs 또는 냄새물질의 증발이 더 빠르게 일어날 수 있어 활성탄 재생에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 그리고, VOCs 또는 냄새물질을 탈착하기 위한 온도가 낮아 VOCs 또는 냄새물질의 폭발 내지 화재의 우려가 거의 없다.
촉매연소부(340)는 배출배관(303)의 유로 상에 마련되며, 흡착제(250)로부터 탈착되어 배출되는 VOCs 또는 냄새물질을 연소시킨다. 촉매연소부(340)는 VOCs 또는 냄새물질을 촉매로 연소시키는 촉매연소탑(341)과, 흡인팬(331)에 의해 배출된 VOCs 또는 냄새물질가 촉매연소탑(341)에서 배출되는 유체와 열전달 가능하게 촉매연소탑(341) 후단부에 배치된 촉매열교환기(343)를 포함한다. 이에, 배출되는 VOCs 또는 냄새물질이 효과적으로 가열되어 연소될 수 있다.
연소히터(341)는 배출배관(303)의 유로 상에 마련되어 탈착영역(305)에서 배출되는 VOCs 또는 냄새물질을 가열한다. 연소히터(341)는 촉매연소탑(341)의 유입측에 마련된 연소온도센서(515)에 기초하여 제어부(500)에서 작동여부를 제어할 수 있다.
응축회수장치(350)는 배출배관(303)의 유로 상에 촉매연소부(340)의 유입측에 마련된다. 이에, 응축회수장치(350)에서는 소정 농도 이상의 VOCs 또는 냄새물질이 배출되는 경우 고농도의 VOCs 또는 냄새물질이 촉매연소부(340)에 유입되기 전에 일차적으로 VOCs 또는 냄새물질을 분리할 수 있다. 따라서, 저농도의 VOCs 또는 냄새물질이 촉매연소부(340)로 공급되어 촉매연소부(340)의 부하를 줄여 촉매연소부(340)에서 VOCs 또는 냄새물질의 대부분을 처리할 수 있다. 배출배관(303)의 유로 상에 응축회수장치(350)로 유로를 변경될 수 있는 밸브가 포함될 수 있다. 이러한 유로 변경은 배출배관(303)의 VOCs 또는 냄새물질의 농도를 감지하여 소정 농도 이상이 되는 경우 이루어질 수 있도록 제어부(500)에서 제어할 수 있다.
냉각부(410)는 탈착하는 과정에서 고온인 흡착제(250)를 빨리 냉각시킨다. 냉각부(410)는 흡착제에 직접 물과 같은 작동유체가 접촉되지 않고 흡착제와 동작유체가 흐르는 파이프가 직간접으로 접촉되는 공지된 다양한 구조를 선택적으로 채용할 수 있다.
방화라인(420)은 탑본체(210)의 흡착제(250) 상부로 연장되어 있으며, VOCs 또는 냄새물질이 흡착제(250)에 흡탈착되는 과정에서 발생할 수 있는 화재를 예방한다. 방화라인(420)은 유입배관(301)과 연통되어 유입분산노즐(311)로 방화수가 분사되도록 구성할 수 있다. 방화라인(420)은 탑본체(210) 내부에서 다수의 스프레이 노즐로 포함할 수 있다. 방화라인(420)의 작동은 흡착제온도센서(511)에서 감지한 온도에 기초하여 제어부(500)에서 제어할 수 있다.
제어부(500)는 가습공기공급 완료시간, 탈착주기 입력시간 등을 입력할 수 있는 입력부(505)를 포함한다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 일실시예에 따른 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치(100)의 작동과정을 도 1 내지 도 7을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 흡착과정은 도 4에 도시된 바와 같은 흡착유동이 발생한다. 전원이 인가되면, 댐퍼(235, 237)가 개방되고 배기팬(240)이 가동되어 흡착탑(200)의 유입구(231)에서 배출구(233)고 흡착유동이 발생한다. 배기팬(240)을 통과한 VOCs 또는 냄새물질 이외의 이물질은 일차적으로 먼지필터(255)에서 걸러진다. 먼지필터(255)를 통과한 VOCs 또는 냄새물질은 공기분산판(257)에 의해 고르게 분산되어 흡착제(250)에 흡착된다. 흡착제(250)에 소정의 VOCs 또는 냄새물질이 흡착되면 탈착과정을 진행한다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같은 흡착제(250)의 흡착성능 그래프에 따라 흡착성능이 선형적으로 변하는 영역에서 흡착을 종료하고 탈착을 하도록 할 수 있다. 이러한 탈착주기에 따라 흡착탑(200)에 충전되는 활성탄의 량을 결정한다. 즉, 예를 들면, 도 3에서 시간에 따른 흡착성능이 선형적으로 변하는 구간은 흡착능력이 약 90%가 되는 지점이지만, 실제 현장에서는 여름철의 높은 습도나 오염된 공기에 의하여 이론적인 최대흡착용량의 50%정도가 실제 최대흡착용량이 되기 때문에 이론적인 최대흡착용량의 50% 인 시점에서 흡착과정을 종료하고 탈착과정을 개시하도록 할 수 있다. 즉, 흡착제(250)의 이론적 최대흡착용량의 50% 정도만을 이용하고 다시 주기적으로 탈착을 거듭하여 항상 흡착제(250)의 이론적 최대흡착용량의 50% 수준 이하를 유지하면서 탈착시간을 단축시키며, 흡착제(250)의 흡착성능을 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다. 이에, Compact한 시스템으로 최대의 성능을 유지 할 수 있다.
다음, 흡착제(250)에 흡착된 VOCs 또는 냄새물질이 탈착되는 과정을 예를 들어 설명하며 본 발명은 다음에 예에만 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
탈착과정은 흡착과정을 종료하고 이루어지므로 유입구(231)로 유입되는 공기는 없는 상태이고, 실링도어(239)를 폐쇄하여 탑본체(210) 내부의 탈착영역(305)을 밀봉한다. 배출배관(303)의 유로 상에 설치된 흡인팬(331)을 가동하여 탈착영역을 감압시킨다. 또한, 가열히터(323)로 탈착영역(305)으로 유입되는 유체를 가열한다. 흡인팬(331)에서 배출되는 VOCs 또는 냄새물질은 촉매연소부(340)로 공급되며, 연소되어 제거된다. 탈착 시 고농도의 VOCs 또는 냄새물질인 경우 응축회수장치(350)를 통과시켜 회수하고 회수되지 않은 잔량은 촉매연소부(340)에서 연소된다.
이와 동시에 흡입배관(301)의 유로 상에 배치된 가열히터(323)는 외부공기 또는 가습화된 유체를 가열한다. 이에, 가열 및 가습된 유체는 유입분산노즐(311)에 의해 탈착영역(305)에 균일하게 분배되어 탈착영역(305)에서도 균일한 유동을 유지할 수 있다.
즉, 탈착되는 과정에서 탈착영역은 상압보다 감압(예를 들면, 약 0.5 기압)된 상태를 유지하며, 가열(예를 들면, 일반적인 가열탈착의 경우보다 약 100℃ 정도 낮은 온도인 150℃)되고 가습화된 유체가 탈착영역(305)을 관통하여 흡착제(250)에 흡착된 VOCs 또는 냄새물질을 탈착시킨다. 공급되는 유체가 배출되는 유체보다 소량이므로 탈착영역(305)은 감압상태가 유지된다. 이때, 공급되는 열풍에 의하여 활성탄에 흡착된 물질들이 탈착되고 열풍과 함께 공급된 수분에 의하여 탈착은 가속화된다. 탈착되는 방향은 흡착되는 방향의 역방향으로 흡착강도가 강한 활성탄 층에서 흡착강도가 약한 층(섬유상활성탄 : 탈착속도가 빠름)으로 흐르게 하여 탈착유동의 다음 활성탄 층에서 재흡착되지 않고 빠른 속도로 탈착될 수 있도록 한다.
이하에서 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치의 가동예를 살펴보면 다음과 같다. 다만 여기서 본 발명은 다음의 실시예에 한정되는 것을 아니다.
가습 열기류가 탈착영역(305)의 온도를 서서히 올리면서 탈착하는 방식으로 약 5시간만에 탈착이 종료된다. 나머지 3시간 동안 탈착영역(305)의 반응기가 서서히 상온으로 내려가면서 활성탄이 오염물질 대신에 머금고 있던 수분들을 탈착되는 시간으로 전체 탈착시간을 8시간정도 소요된다. 이러한 방식으로 탈착영역(305)에서 급착스럽게 탈착된 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 증가 하지 않으며 총 5시간 동안 거의 균일한 농도로 VOCs 및 냄새물질이 탈착되어 나온다. 이에, 촉매연소부(340)에서 VOCs 및 냄새물질의 부하를 적절하게 할 수 있으며, 보통 인화점이 낮은 휘발성 유기화합물질과 냄새물질의 국부적인 증가나 농도증가를 방지할 수 있다. 또한, 탈착과정이 감압하에서 진행하므로 탈착과정에서 탑본체(210) 내부에 화재의 위험이나 폭발의 위험을 대폭 줄일 수 있다. 고농도의 VOCs 내지 냄새물질을 처리하기 위하여 응축회수장치(350)를 사용한다. 그리고, 촉매연소부(340)의 폐열을 이용할 수 있도록 다양한 열교환기를 마련할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 흡착제에 흡착된 휘발성 유기화합물질이나 냄새물질을 탈착하기 위해 가열되고 가습된 유체를 탈착영역에 유입시키고, 탈착되는 동안 탈착영역이 감압된 상태를 계속 유지하여 탈착되는 속도가 매우 빨라 탈착시간이 단축되며, 탈착의 효율이 높아지고, 소요되는 에너지도 비교적 적으며, 화재나 폭발 등의 위험을 예방할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물질이나 냄새물질 제거장치는 종래기술인 가열탈착 방식 및 가습 가열탈착 방식과 비교하여 탈착시간과 탈착되는 량이 현저하게 증가하였음을 알 수 있다.
또한, 탈착주기를 변화시켜 장치의 크기를 최소화할 수 있으며, 폐열을 이용하여 장치의 에너지 효율을 높일 수 있고, 외부공기를 유입하여 흡착제를 깨끗하게 유지할 수 있으며 탈착하는 과정에서 폭발 등의 위험을 예방할 수 있다.
본 발명의 목적은 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 가열, 가습, 감압된 상태에서 탈착되어 흡탈착 효율이 향상되며, 시간이 단축 되고, 위험성이 낮으며, 구조가 간단하며, 경제적 비용이 절감되는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치를 제공하는 것이다.
또한, 장치의 크기를 최소화할 수 있으며, 폐열을 이용하여 장치의 에너지 효율을 높일 수 있고, 외부공기를 유입하여 흡착제를 깨끗하게 유지할 수 있으며 탈착하는 과정에서 폭발 등의 위험을 예방할 수 있다.

Claims (10)

  1. 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치에 있어서,
    휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 유입 및 배출되는 유입구과 배출구를 갖는 탑본체와, 상기 탑본체에 결합되어 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 상기 유입구에서 상기 배출구로 유동되는 흡착유동을 발생시키는 배기팬과, 상기 유입구 및 배출구에 마련되어 상기 유입구측 및 배출구측를 개폐하는 개폐수단과, 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 배치되어 상기 흡착유동에 의해 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 흡착할 수 있는 흡착제를 갖는 흡착탑과;
    일측은 외부공기에 개방되고 타측은 상기 흡착제의 상부영역 및 하부영역에 각각 연장 배치되어 상기 흡착탑 내부에 유체가 출입되도록 안내하는 유입배관 및 배출배관과;
    상기 배출배관 상에 배치되며, 상기 개폐수단이 폐쇄된 상태에서 상기 탑본체 내의 상기 유입배관과 상기 배출배관 사이에 형성된 탈착영역의 유체를 배출시키는 흡인팬과;
    상기 유입배관 상에 마련되어 상기 탈착영역으로 유입되는 유체를 가열 및 가습시키는 가열가습부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐수단은,
    상기 유입구 및 상기 배출구에 마련된 댐퍼와;
    상기 댐퍼 사이에 상기 댐퍼와 이격되게 배치되며 상기 유입배관과 상기 배출배관을 사이에 두고 상기 탑본체 내부에 형성된 상기 탈착영역을 밀봉할 수 있도록 개폐 가능하게 마련된 실링도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유입배관에 마련되어 상기 탈착영역으로 유체를 유입시키는 보조팬을 더 포함하며,
    상기 흡인팬의 배출압력은 상기 보조팬의 유입압력보다 큰 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가열가습부는,
    상기 유입배관과 연통되어 상기 유입배관에 가습공기를 공급하는 가습공급배관과;
    상기 가습공급배관과 상기 탈착영역 사이에 마련되어 상기 가습공급배관에서 공급되는 가습공기 및 외부에서 유입되는 외부공기 중 적어도 하나의 유체를 가열하는 가열히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡착제로부터 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질이 탈착 종료되기 소정 시간 전에 상기 가습공기의 공급이 중단되도록 상기 가습공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배출배관 상에 마련되며, 상기 흡착제로부터 탈착되어 배출되는 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 연소시키는 촉매연소부와,
    상기 탈착영역과 상기 촉매연소부 사이에 마련되며, 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 분리시키는 응축회수장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가열가습부는 상기 촉매연소부에서 배출되는 유체와 열전달 가능하게 상기 촉매연소부의 후단부에 배치된 가열가습열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡착제는, 섬유상활성탄 및 입상활성탄 중 어느 하나를 사용하며 상기 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 활성탄 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 흡착제는, 상기 섬유상활성탄 카트리지 및 상기 입상활성탄 카트리지 중 어느 하나의 하단부에 섬유상활성탄을 수용하며 상기 흡착유동의 가로방향에 다단으로 적층된 섬유상활성탄 카트리지를 더 포함하며,
    상기 상단부의 활성탄 카트리지와 상기 하단부의 활성탄 카트리지는 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 흡착제가 시간에 따라 상기 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질을 흡착할 수 있는 흡착 능력이 선형적으로 변하는 범위 내에서 상기 흡인팬과 상기 가열가습부가 가동되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물질 및 냄새물질 제거장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020010384A (ko) * 2000-07-29 2002-02-04 박경렬 흡착제의 연속 진공 가온 재생 및 흡착물질의 분리 회수방법 및 장치
KR200328409Y1 (ko) * 2003-06-26 2003-09-29 문준식 활성탄층 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑
KR100426973B1 (ko) * 2001-09-29 2004-04-17 문준식 1탑형 흡착·탈착 방식 흡착탑
KR100461731B1 (ko) * 2002-09-19 2004-12-20 문준식 순환 및 유량 변화형 촉매연소식 탈착 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020010384A (ko) * 2000-07-29 2002-02-04 박경렬 흡착제의 연속 진공 가온 재생 및 흡착물질의 분리 회수방법 및 장치
KR100426973B1 (ko) * 2001-09-29 2004-04-17 문준식 1탑형 흡착·탈착 방식 흡착탑
KR100461731B1 (ko) * 2002-09-19 2004-12-20 문준식 순환 및 유량 변화형 촉매연소식 탈착 장치
KR200328409Y1 (ko) * 2003-06-26 2003-09-29 문준식 활성탄층 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑

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