KR101414039B1 - 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템 - Google Patents

마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템 Download PDF

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윤성진
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Abstract

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 휘발성 유기화합물을 포함하는 공기의 유로 상에 흡착필터와 그로부터 탈착된 휘발성 유기화합물의 산화를 위한 산화필터가 순차로 배치되며, 흡착필터와 산화필터를 각각 마이크로웨이브를 이용하여 가열하는 구조를 가지는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 관한 것으로써, 제1 유입구와 제1 배출구를 가지며 내부에 유로가 형성된 제1 바디부; 상기 제1 바디부의 내부에 구비되며, 상기 유로 상에서 유동 되는 가스가 상기 제1 유입구로부터 상기 제1 배출구 방향으로 순차로 통과하도록 구비되는 제1 흡착 필터 및 제1 산화 필터; 및 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 각각 대응되도록 상기 제1 바디부의 일 측에 구비되며, 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 선택적으로 마이크로웨이브를 조사하는 복수의 제1 마그네트론;을 포함한다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템{SYSTEM FOR REMOVING VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS USING MICROWAVE}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘발성 유기화합물을 포함하는 공기의 유로 상에 흡착필터와 그로부터 탈착된 휘발성 유기화합물의 산화를 위한 산화필터가 순차로 배치되며, 흡착필터와 산화필터를 각각 마이크로웨이브를 이용하여 가열하는 구조를 가지는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
일반적으로 반도체나 LCD 생산공정 중에 발생되는 폐가스는, 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds : VOCs), 과불화화합물(PFC), 부틸아세테이트와 2-엑토시에틸 아세테이트 등의 PR 공정(photo resist)에서 첨가되는 물질, 수분 및 기타 이물질, 즉 파티클 등의 혼합물로 구성된다.
휘발성 유기화합물은 유해대기물질, 악취의 원인 물질로 호흡기관의 장애, 발암성 등 인체에 대한 유해성과 함께 광화학 반응을 통한 스모그의 형성, 악취발생, 도시 오존농도의 상승 등의 환경오염을 일으키는 주요 물질로 알려져 있다.
휘발성 유기화합물을 처리하는 방법에는 흡착처리법, 촉매열산화법, 축열산화에 의한 방법이 있다.
최근에는 각각의 방법들의 단점을 보완한 하이브리드 시스템(Hybrid System)에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다.
흡착처리법의 경우 활성탄 및 흡착제를 이용한 기존의 방법은 오염물질이 또 다른 상을 형성하므로 2차 적인 분리문제와 활성탄 재생조작에 드는 비용이 크다는 문제점들을 안고 있다.
한편, 축열산화방식(Regenerative Thermal Oxidation, RTO)와 촉매열산화방식(Catalytic Thermal Oxidation, CTO)이 사용되고 있으나 이들은 모두 LNG나 기타 다른 열원을 필요로 하므로 막대한 에너지 소비로 인해 경제성이 떨어지는 문제가 있었다.
이러한 종래 휘발성 유기화합물을 처리하는 방법의 문제점의 대안으로 마이크로웨이브(microwave)에 의한 분리 탈착 기술이 휘발성 유기 화합물 제거 및 회수 공정으로 대두되고 있으며 최근에 많은 관심을 모으고 있다.
마이크로웨이브를 이용한 방법은 유전가열(dielectric heating)에 의한 방법이기 때문에 오염물질을 직접 가열할 수 있고, 또한 흡착된 오염물질이 마이크로웨이브가 통과하는 비극성 성분일 경우에는 주변에 있는 수분을 가열하여 효과적으로 오염물질을 가열할 수 있는 이점이 있다.
이와 관련하여, 한국 공개특허공보 제2006-11580호(2006.02.03.)는 마이크로웨이브(microwave)에 의해 흡착제 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착하며, 탈착된 휘발성 유기화합물을 응축 저장하는 응축기 및 응축기의 응축 액체를 기체화하여 완전 처리하는 마이크로웨이브 플라즈마 발생기를 이용하는 휘발성 유기화합물 흡탈착장치를 개시하고 있다.
이는 마이크로웨이브 플라즈마 발생기에 의해 처리될 수 있는 용량이 매우 작은 문제가 있다.
또한, 한국 등록특허공보 제1323108호(2013.10.23.)는 흡착제를 구비한 원통형태의 허니컴형 흡착 로터, 허니컴형 흡착 로터의 회전축을 중심으로 방사상으로 분할된 재생영역에 휘발성 유기화합물을 함유한 공기의 진행방향(경로)과 동일한 방향으로 마이크로웨이브를 조사하여 가열하기 위한 마이크로웨이브 분사장치, 마이크로웨이브의 가열에 의해 흡착제로부터 탈착된 휘발성 유기화합물을 포함하는 공기의 산화를 위한 산화장치를 포함하는 수평방향으로의 마이크로웨이브 조사에 의한 허니컴 로터식 휘발성 유기화합물 가스 제거 시스템을 개시하고 있다.
이는 흡착 로터에서 탈착된 휘발성 유기화합물의 처리를 위한 산화장치가 별도로 구비되어야하며, 이는 종전 촉매열산화법, 축열산화에 의한 방법이 가지는 단점을 여전히 가지는 문제가 있다.
본 개시는 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 유로 상에 흡착 필터와 그로부터 탈착된 휘발성 유기화합물의 산화를 위한 산화필터가 순차로 배치하고, 흡착필터와 산화필터가 각각 마이크로웨이브에 의해 가열되도록 함으로써, 에너지 저감형 휘발성 유기화합물 제거시스템의 제공을 일 목적으로 한다.
상기한 과제의 해결을 위해, 본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템은, 제1 유입구와 제1 배출구를 가지며 내부에 유로가 형성된 제1 바디부; 상기 제1 바디부의 내부에 구비되며, 상기 유로 상에서 유동 되는 가스가 상기 제1 유입구로부터 상기 제1 배출구 방향으로 순차로 통과하도록 구비되는 제1 흡착 필터 및 제1 산화 필터; 및 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 각각 대응되도록 상기 제1 바디부의 일 측에 구비되며, 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 선택적으로 마이크로웨이브를 조사하는 복수의 제1 마그네트론;을 포함한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터 중 적어도 하나는 SiC를 포함하는 재질로 구비되고, 상기 유로 방향으로 복수의 관통 공을 가지는 다공성 부재로 구비되어 상기 마이크로웨이브에 의해 가열되는 필터 베이스;를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 필터 베이스는 상기 유로 방향으로 복수의 관통 공을 가지는 허니컴(Honeycomb) 구조로 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 흡착 필터는 상기 복수의 관통 공을 포함하는 상기 필터 베이스의 표면에 흡착제가 도포되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 산화 필터는 상기 복수의 관통 공을 포함하는 상기 필터 베이스의 표면에 산화촉매가 도포되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 흡착 필터와 상기 제1 산화 필터는 설정된 두께는 가지는 판 형상으로 구비되고 상기 유로에 직교하는 방향으로 설치되며, 상기 마이크로웨이브는 상기 제1 흡착 필터와 상기 제1 산화 필터의 측면으로부터 상기 유로에 직교하는 방향으로 조사되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터 중 적어도 하나는 복수 개로 구비되며, 설정된 간격을 가지고 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 유입구로부터 상기 제1 배출구를 향하는 방향으로 상기 제1 흡착 필터의 하류 및 상기 제1 산화 필터의 상류에 단열재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템은, 상기 제1 바디부와 독립적으로 구비되며 제2 유입구 및 제2 배출구를 가지는 제2 바디부; 상기 제2 바디부의 내부에 구비되며, 상기 유로 상에서 유동 되는 가스가 상기 유입구로부터 상기 배출구 방향으로 순차로 통과하도록 구비되는 제2 흡착 필터 및 제2 산화 필터; 상기 제2 흡착 필터 및 상기 제2 산화 필터에 각각 대응되도록 상기 제2 바디부의 일 측에 구비되며, 상기 제2 흡착 필터 및 상기 제2 산화 필터에 선택적으로 마이크로웨이브를 조사하는 복수의 제2 마그네트론; 및 상기 제1 유입구와 상기 제2 유입구에 연통되도록 구비되며, 상기 제1 바디부 또는 상기 제2 바디부로 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 공급을 선택적으로 제어하는 밸브 유닛을 공급 배관;을 더 포함한다.
본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 밸브 유닛은 설정된 제1 시간 동안 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제1 동작, 설정된 제2 시간 동안 상기 제1 바디부에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제2 동작 및 설정된 제3 시간 동안 상기 제2 바디부에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제3 동작을 순차로 반복하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제2 동작 중 상기 복수의 제2 마그네트론은 각각 상기 제2 흡착 필터와 상기 제2 산화 필터에 마이크로웨이브를 조사하고 상기 제1 배출구를 통하여 배출된 공기의 일부는 상기 제2 마그네트론을 냉각시키며, 상기 제3 동작 중 상기 복수의 제1 마그네트론은 각각 상기 제1 흡착 필터와 상기 제1 산화 필터에 마이크로웨이브를 조사하고 상기 제2 배출구를 통하여 배출된 공기의 일부는 상기 제1 마그네트론을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제2 시간 및 상기 제3 시간은 상기 제1 시간의 30% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템에 있어서, 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부는 각각 중력방향으로 상기 제1 유입구와 상기 제2 유입구가 하부에 위치되고, 상기 제1 배출구와 상기 제2 배출구가 상부에 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 일 실시형태에 의하면, 제1 흡착 필터로부터 탈착된 휘발성 유기화합물이 순차적으로 배치된 제1 산화 필터에 의해 산화되므로, 제1 바디부의 내부에서 탈착과 산화가 연속적으로 이루어져, 종전과 같이 RTO, RCO와 같은 에너지 효율이 낮은 장치의 부가가 불필요해지게 된다.
본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 일 실시형태에 의하면, 복수의 관통 공을 가지는 다공성 부재는 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스와 제1 흡착 필터 및 제1 산화 필터의 접촉 면적을 증가시켜, 흡착 효율 및 산화 효율을 향상시키게 된다. 특히 허니컴(Honeycomb) 구조는 흡착 효율 및 산화 효율의 향상을 극대화하며, 제1 바디부 내부에서 복잡한 경로를 가지는 복수의 관통 공에 의한 압력 강하를 감소시키게 된다.
본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 일 실시형태에 의하면, SiC를 이용하여 복수의 관통 공을 가지는 필터 베이스를 제작하고, 복수의 관통 공을 포함하는 필터 베이스의 표면에 흡착제 또는 산화촉매를 도포하여 제1 흡착 필터 및 제1 산화 필터를 제작함으로써 종래 가열 온도의 문제점이 해결될 수 있게 된다.
본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 일 실시형태에 의하면, 제1 바디부와 독립적으로 구비되며 동일한 구조를 가지는 제2 바디부를 구비함으로써, 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 처리가 연속적으로 가능하게 된다.
도 1은 본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 제1 실시형태를 개념적으로 보인 도면,
도 2는 도 1에서 탈착 및 산화 작용을 설명하는 도면,
도 3은 도 1에서 흡착 필터 및 산화 필터를 자세히 보인 도면,
도 4는 도 1의 변형된 실시형태를 개념적으로 보인 도면 및
도 5 내지 도 7은 본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 제2 실시형태를 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 실시형태에 대하여 자세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 개시의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 제1 실시형태를 개념적으로 보인 도면, 도 2는 도 1에서 탈착 및 산화 작용을 설명하는 도면, 도 3은 도 1에서 흡착 필터 및 산화 필터를 자세히 보인 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템(100)은, 바디부(110), 흡착 필터(130), 산화 필터(150) 및 복수의 마그네트론(170)을 포함한다.
바디부(110)는 유입구(113)와 배출구(115)를 가지며, 유입구(113)와 배출구(115)를 연통하는 유로를 가지는 관 형상으로 구비된다. 단면의 형상은 원형, 사각, 다각형 등 어떠한 형상이라도 무방하다.
흡착 필터(130)와 산화 필터(150)는 바디부(110)의 내부 유로를 따라 유동하는 가스, 즉 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 유동 방향을 따라 순차로 배치된다.
여기서, 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스는 유입구(113)로 유입되어 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)를 순차로 통과하여 배출구(115)에 이르게 된다.
복수의 마그네트론(170)은 바디부(110)의 측 부에 구비되며, 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)의 측면에 대응되는 위치에 각각 구비된다.
복수의 마그네트론(170)은 선택적으로 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)에 마이크로웨이브를 조사하여 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)를 가열함으로써, 흡착 필터(130)에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키며, 탈착된 휘발성 유기화합물을 산화시켜 공기, 이산화탄소, 수증기가 배출구(115)로 배출되도록 한다.
이에 의하면, 흡착 필터(130)로부터 탈착된 휘발성 유기화합물이 순차적으로 배치된 산화 필터(150)에 의해 산화되므로, 바디부(110)의 내부에서 탈착과 산화가 연속적으로 이루어지게 된다. 따라서 종전과 같이 RTO, RCO와 같은 에너지 효율이 낮은 장치의 부가가 불필요해지게 된다. 결국 에너지 효율이 향상되게 된다.
여기서, 도 2를 참조하면, 흡착 필터(130)에 흡착된 휘발성 유기화합물의 농도가 증가하게 되면, 바디부(110)로 유입되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 유입을 차단하고 흡착 필터(130)에 마이크로웨이브(MW)를 조사하여 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키고, 탈착된 휘발성 유기화합물은 마이크로웨이브에 의해 가열된 산화 필터(150)에 의해 산화되어 배출구(115)로는 공기, 이산화탄소 및 수증기가 배출되게 된다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 있어서, 흡착 필터(130) 또는 산화 필터(150)는 SiC를 포함하는 재질로 구비되고, 유입구(113)로부터 배출구(115)를 향하는 방향, 즉 유동 방향으로 복수의 관통 공(123)을 가지는 다공성 부재로 구비되어 마이크로웨이브에 의해 가열되는 필터 베이스(120)를 가진다.
바람직하게는, 필터 베이스(120)는 유로 방향으로 복수의 관통 공(123)을 가지는 허니컴(Honeycomb) 구조로 구비된다.
또한, 필터 베이스(120)에는 흡착기능 및 산화기능을 위한 물질들이 도포 되는데, 흡착 필터(130)에는 복수의 관통 공(123)을 포함하는 필터 베이스(120)의 표면에 흡착제(133)가 도포되어 구비되고, 산화 필터(150)에는 복수의 관통 공(123)을 포함하는 필터 베이스(120)의 표면에 산화촉매(153)가 도포 된다.
여기서, 흡착제(133)와 산화촉매(153)는 제올라이트(zeolite), 알루미나(Al2O3), 활성탄(activated carbon), 산화금속(mixed oxide metal) 중에서 선택될 수 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)는 설정된 두께는 가지는 판 형상으로 구비되고 유로 방향에 직교하는 방향으로 설치되며, 마이크로웨이브는 유로 방향에 직교하는 방향, 즉 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)의 측면에서 흡착 필터(130)와 산화 필터(150)에 평행한 방향으로 조사된다.
본 실시형태에 따른 흡착 필터(130) 및 산화 필터(150)는, 복수의 관통 공(123)을 가지는 다공성 부재에 의해 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스와 흡착 필터(130) 및 산화 필터(150)의 접촉 면적을 증가시켜, 흡착 효율 및 산화 효율을 향상시키게 된다.
특히, 허니컴(Honeycomb) 구조는 흡착 효율 및 산화 효율의 향상을 극대화하며, 다공성 부재와 같이 복잡한 경로를 가지는 복수의 관통 공(123)에 의한 압력 강하를 감소시키게 된다.
또한, 흡착 효율 및 산화 효율의 향상을 위해서는 흡착 필터(130) 및 산화 필터(150)를 설정된 온도(예: 200℃ 이상)로 가열하는 것이 필요한데, 종전 주로 이용되는 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)으로 구성된 경우 가열되는 온도의 한계(50℃ 내외)로 인해 본 실시형태와 같이 흡착 필터(130) 및 산화 필터(150)를 순차로 배치하여 휘발성 유기화합물의 탈착 및 산화시키는 것이 불가능하였다.
본 발명자들은 SiC를 이용하여 복수의 관통 공(123)을 가지는 필터 베이스(120)를 제작하고, 복수의 관통 공(123)을 포함하는 필터 베이스(120)의 표면에 흡착제 또는 산화촉매를 도포하여 흡착 필터(130) 및 산화 필터(150)를 제작함으로써 종래 가열 온도의 문제점이 해결될 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.
즉, 본 발명자들은 마이크로웨이브를 이용한 에너지 절감형 휘발성 유기화합물 제거시스템의 구현을 위해 비교적 단시간에 마이크로웨이브에 의해 적정한 온도까지 가열되는 것이 필요함을 확인하였으며, 이를 구현하기 위한 방안으로 필터 베이스(120)의 재료로 SiC를 창안하기에 이른 것이다. 이외에도 당업자의 시행착오에 의해 또 다른 재료가 있을 수 있을 것이다.
또한, 허니컴(Honeycomb) 구조를 채택하여 유동에 따른 압력강하를 감소시킴으로써 바디부(110)의 제한된 구조 내에서 탈착과 산화가 효율적으로 행해질 수 있도록 한 것이다.
도 4는 도 1의 변형된 실시형태를 개념적으로 보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 앞서 설명한 제1 실시형태에 있어서, 흡착 필터(130) 또는 산화 필터(150)가 복수 개로 구비되며, 설정된 간격을 가지고 연속적으로 배치된다.
이에 의하면, 흡착 및 산화를 위한 접촉면적이 증가하게 되므로 흡착 효율 및 산화 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 유입구(113)로부터 배출구(115)를 향하는 방향으로 흡착 필터(130)의 하류 및 산화 필터(150)의 상류에 단열재(180)가 구비되는 것이 바람직하다.
이에 의하면, 흡착 필터(130)와 산화 필터(150) 중 어느 일방으로부터 타 방이나, 외부로 열손실이 발생 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 7은 본 개시에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템의 제2 실시형태를 보인 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템(200)은, 서로 독립적으로 구비되는 복수 개의 바디부(210a,210b)가 구비된다.
복수 개의 바디부(210a,210b)는 각각 제1 실시형태의 바디부(110)와 동일한 구조를 가진다. 즉 각각은 유입구(213a,213b)와 배출구(215a,215b)를 가지며, 흡착 필터(230a,230b)와 산화 필터(250a,250b)를 포함한다. 또한 복수의 마그네트론(270a,270b)이 구비된다. 각 구성의 자세한 설명은 앞서 제1 실시형태에서의 설명으로 갈음한다.
한편, 본 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템(200)은 복수 개의 바디부(210a,210b)에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 선택적으로 공급하는 공급 배관(290)을 더 포함한다.
구체적으로, 공급 배관(290)은, 유입되는 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 복수 개의 바디부(210a,210b)에 분배하도록 복수 개의 바디부(210a,210b)의 각 유입구(213a,213b)에 연통 되며, 복수 개의 바디부(210a,210b)에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 선택적 공급을 위한 밸브 유닛(293)을 가진다.
이에 의하면, 복수 개의 바디부(210a,210b)를 구비함으로써, 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 처리가 연속적으로 가능하게 된다.
구체적으로, 도 5와 같이 복수 개의 바디부(210a,210b) 모두가 탈착 및 산화의 진행이 필요하지 않은 경우로서 복수 개의 바디부(210a,210b) 모두에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하여 흡착이 이루어지는 상태와, 도 6과 같이 복수 개의 바디부(210a,210b) 중 어느 일방의 바디부(210b)의 흡착 필터(230b) 및 산화 필터(250b)가 탈착 및 산화가 진행되는 동안 밸브 유닛(293)에 의해 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스는 나머지 타방의 바디부(210a)에만 공급하여 흡착이 진행되도록 하는 상태와, 도 7과 같이 그 반대로 일방의 바디부(210b)에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스가 공급되도록 하고, 타방의 바디부(210a)의 흡착 필터(230a) 및 산화 필터(250a)가 탈착 및 산화를 진행하는 상태가 순차로 동작됨으로써 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 처리가 연속적으로 가능하게 된다.
이하에서는 본 실시형태에 따른 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템(200)의 구체적인 동작을 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 밸브 유닛(293)은 설정된 제1 시간 동안 복수 개의 바디부(210a,210b)에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제1 동작(도 5 참조), 설정된 제2 시간 동안 복수 개의 바디부(210a,210b) 중 일방의 바디부(210a)에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제2 동작(도 6 참조), 설정된 제3 시간 동안 복수 개의 바디부(210a,210b) 중 나머지 타방의 바디부(210b)에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제3 동작(도 7 참조)을 순차로 반복하게 된다.
여기서, 에너지 저감 효율의 극대화를 위해, 제2 시간 및 제3 시간은 제1 시간의 30% 이하인 것이 바람직하다. 본 발명자들의 실험에 의하면, 제1 시간은 40분, 제2 및 제3 시간은 각 10분으로 한 시간을 주기로 순환되는 경우 만족스러운 에너지 저감 효율을 얻을 수 있었다.
한편, 본 실시형태에 있어서, 제2 동작 중 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스가 공급되지 않는 바디부(210b)에 구비된 복수의 마그네트론(270b)은 마이크로웨이브를 조사하며, 이때 복수의 마그네트론(270b)의 냉각이 필요한데, 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스가 공급되는 바디부(210a)로부터 배출되는 공기의 일부를 바이패스하여 이용하는 것이 바람직하다. 이를 위해 바이배스관(240)이 구비된다.
한편 제3 동작 중에도 동일한 원리의 동작이 적용된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 복수 개의 바디부(210a,210b)는 각각 중력방향으로 각각의 유입구(213a,213b)가 하부에 위치되고, 각각의 배출구(215a,215b)가 상부에 위치되도록 배치될 수 있다.
이와 달리, 복수 개의 바디부(210a,210b)는 각각의 유입구(213a,213b)와 배출구(215a,215b)가 수평하게 위치되도록 배치될 수 있음은 물론이다.
이상에서 개시된 실시형태는 본 개시의 바람직한 실시형태를 예시로 설명한 것이므로, 본 개시의 권리범위는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 용이하게 변경, 변형 또는 치환할 수 있는 범위까지 포함됨을 밝혀둔다.

Claims (13)

  1. 제1 유입구와 제1 배출구를 가지며 내부에 유로가 형성된 제1 바디부;
    상기 제1 바디부의 내부에 구비되며, 상기 유로 상에서 유동 되는 가스가 상기 제1 유입구로부터 상기 제1 배출구 방향으로 순차로 통과하도록 구비되는 제1 흡착 필터 및 제1 산화 필터;
    상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 각각 대응되도록 상기 제1 바디부의 일 측에 구비되며, 상기 제1 흡착 필터 및 상기 제1 산화 필터에 선택적으로 마이크로웨이브를 조사하는 복수의 제1 마그네트론;
    상기 제1 바디부와 독립적으로 구비되며 제2 유입구 및 제2 배출구를 가지는 제2 바디부;
    상기 제2 바디부의 내부에 구비되며, 상기 유로 상에서 유동 되는 가스가 상기 유입구로부터 상기 배출구 방향으로 순차로 통과하도록 구비되는 제2 흡착 필터 및 제2 산화 필터;
    상기 제2 흡착 필터 및 상기 제2 산화 필터에 각각 대응되도록 상기 제2 바디부의 일 측에 구비되며, 상기 제2 흡착 필터 및 상기 제2 산화 필터에 선택적으로 마이크로웨이브를 조사하는 복수의 제2 마그네트론; 및
    상기 제1 유입구와 상기 제2 유입구에 연통되도록 구비되며, 상기 제1 바디부 또는 상기 제2 바디부로 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스의 공급을 선택적으로 제어하는 밸브 유닛을 가지는 공급 배관;을 포함하는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1,2 흡착 필터 및 상기 제1,2 산화 필터 중 적어도 하나는 SiC를 포함하는 재질로 구비되고, 상기 유로 방향으로 복수의 관통 공을 가지는 다공성 부재로 구비되어 상기 마이크로웨이브에 의해 가열되는 필터 베이스;를 가지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 필터 베이스는 상기 유로 방향으로 복수의 관통 공을 가지는 허니컴(Honeycomb) 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1,2 흡착 필터는 상기 복수의 관통 공을 포함하는 상기 필터 베이스의 표면에 흡착제가 도포되어 구비되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1,2 산화 필터는 상기 복수의 관통 공을 포함하는 상기 필터 베이스의 표면에 산화촉매가 도포되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 제1,2 흡착 필터와 상기 제1,2 산화 필터는 설정된 두께는 가지는 판 형상으로 구비되고 상기 유로에 직교하는 방향으로 설치되며,
    상기 마이크로웨이브는 상기 제1,2 흡착 필터와 상기 제1,2 산화 필터의 측면으로부터 상기 유로에 직교하는 방향으로 조사되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1,2 흡착 필터 및 상기 제1,2 산화 필터 중 적어도 하나는 복수 개로 구비되며, 설정된 간격을 가지고 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 유입구로부터 상기 제1 배출구를 향하는 방향으로 상기 제1 흡착 필터의 하류 및 상기 제1 산화 필터의 상류에, 또는 상기 제2 유입구로부터 상기 제2 배출구를 향하는 방향으로 상기 제2 흡착 필터의 하류 및 상기 제2 산화 필터의 상류에 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 유기화합물 제거시스템.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 유닛은 설정된 제1 시간 동안 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부에 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제1 동작, 설정된 제2 시간 동안 상기 제1 바디부에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제2 동작 및 설정된 제3 시간 동안 상기 제2 바디부에만 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스를 공급하는 제3 동작을 순차로 반복하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 동작 중 상기 복수의 제2 마그네트론은 각각 상기 제2 흡착 필터와 상기 제2 산화 필터에 마이크로웨이브를 조사하고 상기 제1 배출구를 통하여 배출된 공기의 일부는 상기 제2 마그네트론을 냉각시키며,
    상기 제3 동작 중 상기 복수의 제1 마그네트론은 각각 상기 제1 흡착 필터와 상기 제1 산화 필터에 마이크로웨이브를 조사하고 상기 제2 배출구를 통하여 배출된 공기의 일부는 상기 제1 마그네트론을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 시간 및 상기 제3 시간은 상기 제1 시간의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부는 각각 중력방향으로 상기 제1 유입구와 상기 제2 유입구가 하부에 위치되고, 상기 제1 배출구와 상기 제2 배출구가 상부에 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 휘발성 유기화합물 제거시스템.



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