KR101455227B1 - Composite deodorization system in organic waste disposing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물들을 처리하는 장치들의 처리 중 발생하는 모든 악취를 효과적으로 제거하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 먼저 1차적으로, 나노금속 코어입자-다공성 실리카 쉘 형태의 다공성 나노 복합입자 촉매와 미세동공이 발달한 탄화규소(SiC) 허니컴 히터를 잘 고안된 바인더를 이용하여 복합화 시켜 얻어지는 탈취장치를 이용하여 제거 대상 가스의 제거 효율을 극대화 시킬 수 있도록 적정 온도로 가열하면서 동시에 탈취 처리한 뒤, 2차적으로는 이렇게 처리된 배가스에 잔존할 수도 있는 미량의 악취원 마저도 이온발생기 집적 시스템을 통과시켜 완벽하게 이온중화 소멸시키는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite deodorization system for an organic waste treatment apparatus that effectively removes all odors generated during treatment of organic waste such as food wastes. More specifically, In order to maximize the removal efficiency of the gas to be removed by using a deodorization device obtained by combining a porous nano composite particle catalyst in the form of a porous silica shell and a silicon carbide (SiC) honeycomb heater in which fine pores have been developed by using a well-designed binder, After the deodorization process with heating at the same time, secondly, even a very small amount of odor source that may remain in the treated flue gas is completely passed through the ion generator accumulation system to completely neutralize and neutralize the organic waste. .
본 발명은 음식물쓰레기 등의 유기성 폐기물들을 처리하는 장치들의 처리 중 발생하는 모든 악취를 효과적으로 제거하는 복합 탈취시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite deodorization system for effectively removing all odors generated during processing of devices for treating organic wastes such as food wastes.
경제의 급속한 발전과 생활수준의 향상은 생활오수, 축산폐수, 음식물쓰레기, 도축 폐기물 등 각종 유기성 폐기물들이 매일 대량으로 발생되어, 이로 인한 환경의 오염이 커다란 사회적인 문제가 되고 있다. 현재 여러 가지 방법으로 일부 축산분뇨 등의 유기성 폐기물을 퇴비로 만들어 사용하고 있다.The rapid development of the economy and the improvement of the standard of living have resulted in a large amount of organic wastes such as daily sewage, livestock wastewater, food waste, and slaughtered wastes, which are becoming a major social problem. Currently, some organic waste such as livestock manure is used as compost.
하지만, 퇴비를 만드는 기간이 너무 길어서 경제성과 생산성이 떨어지고 악취 등이 발생하며, 특히 소규모로 유기성 폐기물을 방출하는 곳에서는 마땅한 처리방법이 없어 소각처리 또는 매립 등에 의존하고 있다.However, since the period of making compost is too long, economic efficiency and productivity are deteriorated and odor is generated. Especially, in places where organic wastes are discharged at a small scale, there is no proper treatment method and it is dependent on incineration treatment or landfilling.
한편, 소각처리나 매립 등과 달리 2차 쓰레기를 남기지 않고, 보다 효율적이고 저비용으로 쉽고 간단하고 빠르게 유기성 폐기물을 유기질 비료나 부식토 등으로 만들어서 재사용할 수 있는 방법들이 다양하게 시도되고 있다. On the other hand, unlike the incineration treatment and the landfilling, there are various attempts to make organic wastes as organic fertilizer, corrosion soil, and the like by reusing the wastes easily, simply and quickly at a more efficient and low cost without leaving secondary wastes.
이 방법 중에서 유기성 폐기물을 호기성 미생물에 의해 분해, 발효 처리하는 생물학적 처리기술이 각광을 받고 있다. 이러한 생물학적 처리기술은 무공해이며, 유기성 폐기물을 다시 사용하고 자연으로 환원하게 하는 기술로 평가되고 있다.Among these methods, biological treatment technologies for decomposing and fermenting organic wastes by aerobic microorganisms are attracting attention. This biological treatment technology is pollution-free, and it is evaluated as a technology for reusing organic wastes and reducing them to nature.
그러나 미생물에 의하여 생물학적 처리를 하기 위해서는 미생물이 번식하기 위하여 수분함량의 조절, 유기물 대비 질소의 비율 조정, 적절한 온도의 유지 등의 필요한 조건들을 지속적으로 장기간 유지관리 하여야 한다. However, in order to carry out biological treatment by microorganisms, necessary conditions such as control of moisture content, regulation of nitrogen ratio with respect to organic matter, maintenance of proper temperature and the like should be continuously and prolonged for proliferation of microorganisms.
또한, 발효과정에서 발생하는 악취와 파리, 구더기 등으로 인하여 주변 환경을 오염시키며, 매일같이 대량으로 발생하는 유기성 폐기물을 처리하기에는 미흡하다. 이에 따라, 발효기간의 단축, 악취 제거 등의 문제점을 개선하기 위해 많은 노력을 하고 있지만 아직 그 효과는 미미한 상태이다. In addition, odor, flies and maggots generated during the fermentation process pollute the surrounding environment and are insufficient to treat organic wastes generated in large quantities every day. Accordingly, although efforts have been made to improve problems such as shortening of the fermentation period and elimination of odor, the effect is still insignificant.
한편, 최근에는 유기성 폐기물을 액상으로 만들어서 처리하는 방법이 많이 제시되고 있다. 하지만, 이러한 방법들 역시 처리하는 데 장시간이 요구되어 처리량이 제한되며, 고가의 발효균 등을 사용하므로 경제적이지 못하다. On the other hand, in recent years, a lot of methods for making organic wastes into a liquid phase have been proposed. However, these methods also require a long time to process, which limits the throughput and is not economical since expensive fermenting bacteria are used.
또한 액상으로 되는 효율이 높지 않아 고상의 폐기물이 잔류하는 문제점이 있다. 특히, 액상에 염분이 그대로 잔류하고 있어서, 처리된 유기성 폐기물을 재활용하는 데 어려움을 겪고 있다. In addition, the efficiency of the liquid phase is not high and the solid waste remains. Particularly, salinity remains as it is in the liquid phase, making it difficult to recycle the treated organic waste.
상기와 같은 이유로 인하여, 촉매반응제를 유기성 폐기물과 함께 투입하여 유기성 폐기물을 완전하게 분해하는 방법이 제안되었다. 즉, 촉매반응제와 열에 의해 유기성 폐기물은 그 구성하는 성분, 예를 들어 탄소, 수소, 산소, 질소 등으로 분해되어 증기(vapor) 상태로 되며, 상기 증기를 응축하면 액상으로 변환된다. For the above reasons, a method has been proposed in which a catalytic reagent is added together with an organic waste to completely decompose the organic waste. That is, the organic waste is decomposed into components constituting the organic waste, for example, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and the like by the catalytic reacting agent and heat, and the vapor is converted into a liquid state by condensing the vapor.
그런데, 종래의 유기성 폐기물 처리 장치는 응축이 시간에 따라 일정하게 일어나지 않고 전력의 소비가 많으며 교반기의 회전이 안정되지 못하다는 문제점과 증기상태 및 폐기물의 냄새가 나서 실용성에 문제가 있었다. However, conventional organic waste disposal apparatuses have problems in that the condensation does not occur constantly with time, power consumption is high, the rotation of the agitator is not stable, and the steam condition and the odor of the waste occur.
대표적인 유기성 폐기물 내의 심한 부패의 악취 가스는 대기환경보전법상 악취라고 하며, 예를 들어, 유기성 폐기물 중 생활 폐기물에서는 계란이 썩는 냄새가 나는 황화수소, 야채가 썩는 냄새인 메르캅탄류, 생선냄새와 유사한 아민류와 암모니아 등이 있다. The odorous gas, which is highly corrosive in representative organic wastes, is called odor in the atmosphere preservation law. For example, among the organic wastes, municipal wastes contain mercuric hydrocarbons, which smell of rotting eggs, mercaptans, which are odors of vegetables, And ammonia.
악취는 감각적 불쾌감, 혐오감 등을 일으키며 식욕감퇴, 두통, 불면, 구토, 알레르기 등의 원인이 되고 있으며 심리적으로는 정서생활의 방해, 작업능률의 저하를 가져올 수 있다.Odor causes sensory discomfort, disgust, etc. It causes loss of appetite, headache, insomnia, vomiting, allergy, etc. Psychologically, it can cause disturbance of emotional life and decrease work efficiency.
최근 쾌적하고 인체에 무해한 생활환경에 대한 대중의 요구가 증가함에 따라 유해물질 또는 악취물질 방출에 대한 법적인 규제가 강화되고 있으며, 이에 수반되어 악취물질과 유해물질을 효과적으로 제어 또는 제거할 수 있는 탈취제 및 탈취장치의 개발이 절실히 요구되어 왔으며, 최근에 많은 연구가 진행되고 있다. Recently, as the public demand for a pleasant and harmless living environment has increased, legal regulations on the emission of harmful substances or odorous substances have been strengthened. Accordingly, deodorant, which can effectively control or remove odorous substances and harmful substances, Development of deodorization apparatus has been urgently required, and many studies have been conducted recently.
대표적으로 악취를 제거하거나 반감시킬 목적으로 활성탄, 또는 제올라이트, 이산화티탄 광촉매 등의 탈취소재가 이용되고 있다. 최근에는 구형의 중공 코어부가 형성된 다공성의 카본 쉘부로 이루어진 카본 나노볼(Adv. Mater. 2002, 14, no. 1, January 4)의 제조방법이 제안되었는데, 이러한 카본 나노볼은 활성탄보다 다양한 종류의 악취발생물질을 흡착할 수 있다는 장점이 있다.Typically, deodorizing materials such as activated carbon, zeolite, and titanium dioxide photocatalyst are used for the purpose of eliminating or reducing the odor. Recently, a method for producing carbon nanoballs (Adv. Mater. 2002, 14, no. 1, January 4) composed of a porous carbon shell part having a spherical hollow core part has been proposed. There is an advantage that a malodor generating substance can be adsorbed.
종래의 이러한 활성탄, 제올라이트 등의 탈취소재는 알루미나 또는 실리카 산화물과 혼용하여 압출시킨 다음 소성시켜 제조한 허니콤 타입, 선형 고분자와 혼용하여 압출 성형시켜 제조한 카트리지 타입, 또는 발포성 수지에 코팅시켜 제조한 불록형 타입 등의 제형으로 제조되어 사용되고 있다.Conventional deodorization materials such as activated carbon and zeolite can be used in a honeycomb type produced by extrusion using alumina or silica oxide followed by firing, a cartridge type produced by extrusion molding mixed with a linear polymer, Block type, and the like.
그러나, 이러한 통상적인 제형의 탈취제들은 비표면적이 낮고 유효탈취성분의 함량이 적은데다, 초기의 탈취력이 신속하지 못하고 특히 저온 하에서 사용 시에는 탈취효과가 급격히 떨어지는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.However, these conventional deodorants have a low specific surface area, a low content of effective deodorizing components, and an early deodorizing ability, which is known to have a problem in that the deodorizing effect is drastically deteriorated when used under a low temperature.
또한, 대한민국특허 공개번호 제1995-14813호에는 철, 크롬, 니켈, 코발트, 망간, 구리, 동, 마그네슘 등 금속산화물을 1종 이상 함유한 활성탄 또는 알루미나/실리카를 탈취성분으로 한 카트리지 형태 또는 블록 형태의 탈취제를 제공하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 1995-14813 discloses an activated carbon containing at least one metal oxide such as iron, chromium, nickel, cobalt, manganese, copper, copper or magnesium or a cartridge type or block Type deodorant.
이들은 김치 냄새 등의 냉장고 내부의 음식물 냄새를 제거하거나 에어컨, 공기정화기, 환기장치 등의 실내 공기를 정화시킬 목적으로 하고 있으나, 제형의 비표면적이 낮고 중량 대비 유효 탈취성분의 함량도 낮아 탈취효과가 신속하지 못하며 충분한 탈취효과를 나타내기 어려울 뿐만 아니라, 강도가 약하여 형태가 쉽게 잘 부서지며 탈취성분이 마찰이나 물리적 충격에 의해 탈락되어 탈취제의 제형으로서 불만이 가중되어 왔다. The purpose of these is to remove the odor of food inside the refrigerator such as the smell of kimchi, or to purify the indoor air such as air conditioner, air purifier, ventilator, etc. However, since the specific surface area of the formulation is low and the content of effective deodorant is low, It is not quick and difficult to exhibit sufficient deodorizing effect, and the shape is easily broken due to weak strength, and the deodorizing component is removed by friction or physical impact, so that complaints as a form of deodorant have been increased.
또한 미국특허 6319440호에는 분말 또는 입상, 그래뉼, 섬유상의 활성탄에 구리나 망간 금속 촉매제를 첨착시켜 산처리를 한 탈취제가 개시되어 있다. Also, U.S. Patent No. 6,194,440 discloses a deodorant in which copper or a manganese metal catalyst is impregnated with powdered or granular, granular, or fibrous activated carbon, followed by acid treatment.
그러나 탈취용량의 한계가 있어 좀 더 효과적인 악취를 제거하기 위해서는 적은 중량으로 보다 더 강력한 탈취력을 지닌 경제적인 새로운 탈취소재의 개발과 타 분야에의 적용성이 우수한 다양한 탈취제 제형의 개발이 요구되고 있다. However, in order to remove more effective odor due to limit of deodorizing capacity, it is required to develop a new deodorizing material economically having more powerful deodorizing power with a smaller weight and to develop various deodorant formulations having excellent applicability to other fields.
또한, 주거환경을 청결히 하고 실내 공기를 정화시킬 목적으로 사용되는 에어컨이나 공기정화기, 환기장치, 청소기 등에도, 활성탄이나 이산화티탄을 사용한 카트리지 또는 허니콤 타입, 블록타입, 플레이트 타입 등과 같은 다양한 제형의 탈취제가 적용되고 있지만, 이것 역시 탈취효과가 신속하지 못하고 탈취효과가 미흡하다는 문제점이 있다. In addition, the air conditioner, the air purifier, the ventilator, the cleaner, etc., which are used for purifying the living environment and purifying the indoor air, are also applicable to a variety of formulations such as a cartridge using activated carbon or titanium dioxide, a honeycomb type, a block type, A deodorant is applied, but this also has a problem that the deodorizing effect is not rapid and the deodorizing effect is insufficient.
또한, 대한민국 특허공개 10-2001-0062217에서는 다공성 흡착제를 이용한 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다공성 흡착제와 금속염 용액을 교반, 수분증발, 소성 및 냉각시켜 각종 가스 흡착력 및 산화분해능이 뛰어난 금속이 담지된 다공성 흡착제를 제조하고 이를 냉장고, 공기청정기, 에어콘에서의 공기정화용 소재로 개시되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0062217 discloses a deodorant using a porous adsorbent and a method for producing the deodorant. More specifically, the porous adsorbent and the metal salt solution are stirred, water evaporated, fired and cooled to obtain various gas adsorption power and oxidation resolution A porous adsorbent carrying an excellent metal is manufactured and disclosed as a material for air purification in a refrigerator, an air cleaner, and an air conditioner.
또한, 대한미국 특허공개 10-2000-0087894에서는 다공성 탈취 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폴리에스테르 필터, 폴리우레탄 필터, 스폰지, 하니컴, 부직포, 망 등의 다공성 지지체의 표면에 나노미터 크기의 인산칼슘계 분말을 도포시킴으로써 공기중에 포함되어 있는 악취를 효과적으로 제거하도록 구성한 다공성 탈취 필터 및 그 제조방법에 관해서 공개하고 있다. In addition, U.S. Patent Application Publication No. 10-2000-0087894 discloses a porous deodorization filter and a method of manufacturing the porous deodorization filter. In particular, a porous deodorization filter having a nanometer size A porous deodorizing filter configured to effectively remove odor contained in the air by applying a calcium phosphate-based powder and a manufacturing method thereof.
또한, 대한민국 특허등록 10-0413243에서는 겔 형태의 인산알루미늄에 산으로 활성화된 벤토나이트 분말을 첨가한 후, 환류교반 함으로써 제조되는 흰색의 고체분말을 회수하고, pH를 조절하여, 건조함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 냄새제거제가 공개되어 있다. Korean Patent Registration No. 10-0413243 also discloses that a white solid powder prepared by adding bentonite powder activated with an acid to gel-type aluminum phosphate is refluxed and stirred, and the pH is adjusted and then dried Is disclosed as a deodorizer.
또한, 대한민국 특허등록 10-0148491은 20 내지 50중량부의 실리카겔, 20 내지 40중량부의 MgO, 20 내지 40중량부의 탈크 및 6 내지 30중량부의 금속산화물 또는 이의 합금으로 구성된 다공성 담지체를 Pt, Ni, Ru, Rh, Pd, Ag, Fe, Co, Ir의 귀금속 착화합물 수용액 0.1 내지 2몰에 함침 및 소성, 환원 처리하여 수득한 악취제거용 탈취제에 관한 것이 개시되어 있다. Also, Korean Patent Registration No. 10-0148491 discloses a method for preparing a porous support comprising 20 to 50 parts by weight of silica gel, 20 to 40 parts by weight of MgO, 20 to 40 parts by weight of talc and 6 to 30 parts by weight of a metal oxide or an alloy thereof, Discloses a deodorant for removing odors, which is obtained by impregnating, firing and reducing the 0.1 to 2 moles of a noble metal complex aqueous solution of Ru, Rh, Pd, Ag, Fe, Co and Ir.
또한, 대한민국 특허등록 10-0424788에서는 산용액 또는 산용액과 산화제 혼합용액(활성화용액)으로 활성화된 벤토나이트와 유기양이온 및 금속양이온을 이용하여 제조된 나노구조체 냄새제거제에 관한 것을 개시하고 있다. Korean Patent Registration No. 10-0424788 discloses a nanostructure deodorizer prepared by using bentonite, an organic cation, and a metal cation activated with an acid solution or an acid solution and an oxidant mixture solution (activation solution).
또한, 대한민국 특허등록 10-0724288에서는 탈취 및 냄새 제거가 가능한 수지 조성물에 관한 것으로서, 상업화된 활성탄 혹은 산화 티탄/산화아연의 혼합물을 처방함으로써 탈취 및 냄새 제거에 아주 효과적인 수지 조성물을 제공한다. Korean Patent Registration No. 10-0724288 discloses a resin composition capable of deodorizing and deodorizing, and provides a resin composition highly effective for deodorization and deodorization by prescribing a commercial activated carbon or a mixture of titanium oxide / zinc oxide.
또한 대한민국 특허등록 10-0536259에서는 발포성 고분자 폼을 형성시키고 표면에 산화티탄(TiO2)이 함유된 제오라이트(Zeolite) 분말과 활성탄에 나노 은(Ag)이 함유된 은 활성탄 분말을 주재료로 하는 첨가제와 물과 혼합된 카세인(Casein) 용액을 주재료로 하는 접착제를 혼합하여 졸(Sol)상태의 바인더(Binder)를 형성시켜, 졸 상태의 바인더를 발포성 고분자 표면에 함침시켜 제조되어지는 다공성 탈취필터에 대하여 개시하고 있다. Korean Patent Registration No. 10-0536259 discloses a method of forming a foamable polymer foam by adding zeolite powder containing titanium oxide (TiO2) on its surface and silver activated carbon powder containing nano silver (Ag) And a porous deodorizing filter prepared by impregnating a binder in a sol state on a surface of a foamable polymer by forming a binder in a sol state by mixing an adhesive containing a casein solution mixed with .
또한 대한민국 특허등록 10-0840735에서는 조립활성탄 표면에 구리 및 망간화합물을 첨착시킨 활성탄 탈취제에 관한 것이 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-0840735 discloses an activated carbon deodorant in which copper and a manganese compound are impregnated on the surface of an assembled activated carbon.
한편 일본 히다치사의 음식물쓰레기 처리장치의 악취제거 시스템을 보면, 그 탈취효능을 극대화시키기 위하여 제거 대상 가스를 사전에 가열처리한 뒤, 나노 백금 촉매가 코팅되어 있는 허니컴 탈취제로 최종 처리하는 기술을 상용화시키고 있기도 하다.On the other hand, in order to maximize the deodorizing effect of the food waste disposal system of Hitachi, Ltd., commercialization of a technology for pre-heating the gas to be removed and finally treating the deodorizing effect with a honeycomb deodorant coated with a nano- There are also.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구 시험한 결과, 탈취 효과를 극대화시키기 위하여, 먼저 1차적으로, 제거 대상 가스를 순간적으로 가열시켜 덥혀줄 수 있는 미세동공이 발달한 탄화규소(SiC) 허니컴 히터 표면에 코어-쉘 (core-shell)구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합 촉매 입자를 첨착 시켜 얻어지는 다공성 탈취 히터 복합소재를 완성하여 그 히터 소재의 가열 및 다공특성에 의한 우수한 물리적 흡착성능 뿐 아니라 안정화된 금속 촉매 물질에 의한 화학적 분해를 동시에 유도하여 제거 대상 가스의 제거 효율을 극대화 시킬 수 있도록 탄화규소(SiC) 허니컴 히터에 의해 가열되면서 동시에 탈취 처리한 뒤, 2차적으로는 이렇게 처리된 배가스에 잔존할 수도 있는 미량의 악취 원 마저도 이온발생기 집적 시스템을 통과시켜 완벽하게 이온중화 소멸시키는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템을 적용함으로써 본 발명을 완성하였다. 본 발명에서 제공되는 새로운 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템은 비교적 저렴한 제조원가 및 유지관리비 특성과 함께 그 탈취효능을 완벽하게 향상시켜 다양한 분야에서 활용 가능한 고효율의 탈취 및 유해기체 제거 시스템을 제조 적용할 수 있다는 점에서 본 발명을 최종적으로 완성하였다.In order to maximize the deodorizing effect of the present invention, the present invention is primarily directed to a method of manufacturing a silicon carbide A porous deodorant heater composite material obtained by impregnating a metal-silica porous nano-composite catalyst particle having a core-shell structure on the surface of a silicon carbide (SiC) honeycomb heater was completed and excellent physical adsorption (SiC) honeycomb heater so as to maximize the removal efficiency of the gas to be removed by simultaneously inducing the chemical decomposition by the stabilized metal catalyst material, Even a small amount of odor source that may remain in the exhaust gas passes through the ion generator accumulation system By applying the composite deodorizing system of the organic waste treatment apparatus which completely destroyed ion neutralization and it completed the present invention. The combined deodorization system of the new organic waste disposal apparatus provided in the present invention can improve the deodorization efficiency with the relatively low cost of production and the maintenance cost characteristic and can manufacture and apply a highly efficient deodorization and harmful gas removal system applicable in various fields The present invention has been finally completed.
본 발명에 따르면, 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자를 바인더 용액에 고도로 분산시켜 점성이 있는 분산액을 얻고, 상기 분산액을 탄화규소(SiC) 허니컴 히터의 표면에 침착시켜 얻어진 다공성 탈취 히터 복합소재로 이루어진 피처리가스 탈취부; 및 상기 피처리가스 탈취부의 다공성 탈취 히터 복합소재를 통과한 피처리 가스를 통과시켜 미량의 악취원을 이온중화 소멸시키며 교류형 양,음이온 발생기를 2개 이상 집적시켜 구성되는 이온발생 집적부;를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템이 제공될 수 있다.According to the present invention, there is provided a porous deodorizing heater obtained by highly dispersing a metal-silica porous nanocomposite particle having a core-shell structure in a binder solution to obtain a viscous dispersion and depositing the dispersion on the surface of a silicon carbide (SiC) A target gas deodorization unit made of a composite material; And an ion generating and collecting unit configured to pass a gas to be treated which has passed through the porous deodorant heater composite material of the target gas deodorizing unit to neutralize and destroy a trace odor source and to accumulate two or more ac type positive and negative ion generators A combined deodorization system of an organic waste treatment apparatus can be provided.
또한, 상기 분산액은 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자 1~ 50 중량부, 바인더 물질 0.5 ~ 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다.Also, the dispersion is characterized by comprising 1 to 50 parts by weight of metal-silica porous nanocomposite particles having a core-shell structure and 0.5 to 20 parts by weight of a binder material.
또한, 상기 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자는 비표면적이 300 m2/g 이상이고, 금속은 철, 니켈, 코발트, 망간, 구리 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The metal-silica porous nano composite particle of the core-shell structure has a specific surface area of 300 m 2 / g or more, and the metal is any one of iron, nickel, cobalt, manganese, and copper.
또한, 상기 바인더 물질로는 콜로이드상 실리카, 알루미나, 티타니아, 세리아, 보헤마이트, 점토, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오즈로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.The binder material may be at least one selected from the group consisting of colloidal silica, alumina, titania, ceria, boehmite, clay, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, and cellulose.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자를 바인더 용액에 고도로 분산시켜 점성이 있는 분산액을 얻고, 상기 분산액을 탄화규소(SiC) 허니컴 히터의 표면에 침착시켜 얻어진 다공성 탈취 히터 복합소재로 이루어진 피처리가스 탈취부에 피처리 가스를 통과시켜 악취원을 제거하는 단계; 및 상기 피처리가스 탈취부에 의해 악취원을 제거한 피처리 가스를 이온발생 집적부에 통과시켜 잔존하는 미량의 악취원을 이온중화 소멸시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템을 이용한 유기성 폐기물의 탈취방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a metal-silica porous nanocomposite particle having a core-shell structure, which is highly dispersed in a binder solution to obtain a viscous dispersion, and the dispersion is deposited on the surface of a silicon carbide (SiC) Removing a bad odor source by passing a target gas through a target gas deodorization unit made of a porous deodorant heater composite material; And a step of passing the target gas from which the odor source is removed by the target gas deodorizing unit to the ion generating and accumulating unit and neutralizing and destroying the remaining trace odor source. A method of deodorizing organic wastes using a deodorization system can be provided.
상기한 바와 같이, 본 발명에서 제공되는 새로운 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템은 비교적 저렴한 제조원가 및 유지관리비 특성과 함께 그 탈취효능을 완벽하게 향상시켜 매우 높은 유해기체 제거 및 탈취 효과를 기대할 수 있는 탈취장치를 제공할 수 있다.As described above, the composite deodorization system of the new organic waste disposal apparatus provided in the present invention is capable of completely deodorizing efficacy along with the relatively low cost of production and maintenance management characteristics, thereby achieving a high deodorization effect Device can be provided.
제 1 도는 본 발명에 의한 악취가스 제거시스템의 모식도.
제 2 도는 본 발명에 의한 알데히드류 악취가스 제거율을 도시한 그래프.
제 3 도는 본 발명에 의한 암모니아 악취가스 제거율을 도시한 그래프.
제 4 도는 본 발명에 의한 황화수소 악취가스 제거율을 도시한 그래프.FIG. 1 is a schematic view of an odor gas removing system according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the removal rate of aldehyde odor gas according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the ammonia odor gas removal rate according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a graph showing a hydrogen sulfide odor gas removal rate according to the present invention. FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도는 본 발명에 의한 악취가스 제거시스템의 모식도이고, 제 2 도는 본 발명에 의한 알데히드류 악취가스 제거율을 도시한 그래프이며, 제 3 도는 본 발명에 의한 암모니아 악취가스 제거율을 도시한 그래프이고, 제 4 도는 본 발명에 의한 황화수소 악취가스 제거율을 도시한 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing the rate of removal of ammonia odorous gas according to the present invention, and FIG. 3 is a graph showing an ammonia odor gas removal rate according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4 is a graph showing a hydrogen sulfide odor gas removal rate according to the present invention. FIG.
동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명은 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자를 바인더 용액에 고도로 분산시켜 점성이 있는 분산액을 얻고, 상기 분산액을 탄화규소(SiC) 허니컴 히터의 표면에 침착시켜 얻어진 다공성 탈취 히터 복합소재로 이루어진 피처리가스 탈취부, 및 상기 피처리가스 탈취부의 다공성 탈취 히터 복합소재를 통과한 피처리 가스를 통과시켜 미량의 악취원을 이온중화 소멸시키는 이온발생 집적부를 포함한다.As shown in the figure, the present invention is a method for producing a porous silica nanocomposite honeycomb structure, which comprises highly dispersing a metal-silica porous nanocomposite particle having a core-shell structure in a binder solution to obtain a viscous dispersion, depositing the dispersion on the surface of a silicon carbide (SiC) And an ion generating and accumulating unit for passing the target gas passed through the porous deodorant heater composite material of the obtained deodorizing unit of the target gas and neutralizing and deodorizing a small amount of odor source .
본 발명의 1차 탈취처리의 기술적 과제는 코어-쉘 구조를 갖는 금속-실리카 다공성 나노복합 촉매 입자를 탄화규소(SiC) 허니컴 히터 표면에 특수 가공 처리하여 결합시킴으로써 달성되었다.The technical problem of the first deodorization treatment of the present invention is achieved by combining a metal-silica porous nanocomposite catalyst particle having a core-shell structure with a special processing treatment on the surface of a silicon carbide (SiC) honeycomb heater.
본 발명의 다공성 탈취용 히터 복합장치의 탈취 촉매는 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 복합입자 1~ 50 중량부, 바인더 물질 0.5 ~ 20 중량부로 구성되어 있는 탈취용 다공성 복합체에 그 특징이 있다.The deodorization catalyst of the porous composite apparatus for porous deodorization of the present invention is characterized by a porous composite for deodorization comprising 1 to 50 parts by weight of metal-silica porous composite particles having a core-shell structure and 0.5 to 20 parts by weight of a binder material.
또한, 본 발명의 코어-쉘 구조를 갖는 금속-실리카 다공성 나노 복합입자 제조 단계, 금속-실리카 다공성 나노 복합입자와 무기 또는 유기바인더와 혼합하는 단계, 상기 혼합물을 탄화규소(SiC) 허니컴 히터의 표면에 첨착 시키는 단계, 상기 코팅된 복합체를 고온, 환원성 분위기에서 가열하여 결합제의 결합력을 증가 시키고 또한 코어-쉘 형태의 금속입자 표면을 환원시키는 단계를 포함하는 제조방법을 특징으로 한다. In addition, the present invention provides a process for producing a metal-silica porous nanocomposite particle having a core-shell structure, mixing the metal-silica porous nanocomposite particle with an inorganic or organic binder, mixing the mixture with a surface of a silicon carbide (SiC) And heating the coated composite in a high temperature and reducing atmosphere to increase the bonding force of the binder and further reducing the surface of the core-shell type metal particles.
본 발명의 상기 1차 탈취 처리 후 잔존 미량 악취가스의 2차 탈취 처리의 기술적 과제는 시판되고 있는 교류형 양,음이온 발생기를 2개 이상 집적시켜 파동 역학적으로 양이온과 음이온들을 반복 주기적으로 대량 발생시키는 구조의 처리 통로를 결합시킴으로써 달성되었다. The technical problem of the second deodorization treatment of the residual trace odor gas after the first deodorization treatment of the present invention is to collect two or more commercially available alternating-type positive and negative ion generators to repeatedly and cyclically generate a large number of positive ions and anions ≪ / RTI > structure.
유기성 폐기물 내의 심한 부패의 악취 가스는 대기환경보전법상 악취라고 하며, 예를 들어, 유기성 폐기물 중 생활 폐기물에서는 계란이 썩는 냄새가 나는 황화수소, 야채가 썩는 냄새인 메르캅탄류, 생선냄새와 유사한 아민류와 암모니아 등이 있다. 악취는 아무리 미량이 잔존하더라도 감각적 불쾌감, 혐오감 등을 일으키며 식욕감퇴, 두통, 불면, 구토, 알레르기 등의 원인이 되고 있으며 심리적으로는 정서생활의 방해, 작업능률의 저하를 가져올 수 있다.The odorous gas, which is highly corrosive in the organic wastes, is called odor in the atmosphere preservation law. For example, municipal waste, which is odorous, smells of eggs, mercaptans, which smell of rotting vegetables, amines similar to fish smell, Ammonia and the like. The smell causes sensory discomfort and disgust even though trace amount remains, and it causes the loss of appetite, headache, insomnia, vomiting, allergy, etc. Psychologically, it can cause disturbance of emotional life and decrease work efficiency.
이러한 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새인 악취를 제거하는 기술을 크게 분류하면 물리적 방법, 화학적 방법, 생물학적 방법으로 구분할 수 있다. 그런데, 상기 기술 중 악취발생원에서 배출되는 악취성분의 조성 및 농도, 온도, 풍량, 습도, 동선에 따라 종합적으로 검토하는 것이 가장 효율적인 기법이다. 탈취방법의 선정은 악취의 원인이 되는 것들이 이온화될 수 있는 물질의 기본특성에 기초하여 모든 이온(양이온, 음이온)을 강제적으로 급속하게 전기화학적으로 중화시킴으로 순간적인 탈취효과를 구현하는 것이 효과적이다.Techniques for removing odors such as these odors and odors that are disgusting can be classified into physical methods, chemical methods, and biological methods. However, it is the most efficient technique to comprehensively examine the composition, concentration, temperature, air volume, humidity, and circulation of odor components emitted from a malodor generation source. The selection of the deodorization method is effective for instantaneous deodorizing effect by forcibly neutralizing all the ions (cation, anion) rapidly and electrochemically based on the basic characteristics of the substance that can cause the odor.
따라서, 본 발명에서는 상기한 1차 촉매가 코팅된 탄화규소(SiC) 허니컴 히터에 의한 가열 탈취 시스템을 통과시킨 뒤에도 미량이나마 잔존할 수 있는 악취원들을 2차적으로 완벽하게 이온반응 중화 원리로 제거시키고자 하였다. 본 발명에 적용된 이온발생기는 공기 중에 존재하는 산소를 이온화시켜 산소이온을 발생시키면 잔존하는 악취의 원인이 되는 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 이온발생으로 탈취하는 방식은 기존의 UV 또는 광촉매와 달리 인체에 무해하고 유기성 폐기물 장치 내의 유해가스 및 악취원인 물질을 광범위하게 제거할 수 있다. 이온발생기는 일반적으로, 음이온 40만개 이상 발생하여, VOC 및 악취원인 물질 제거를 하고 항균 효과도 있으며, 미량의 오존(0.05ppm이하)이 발생한다. 또한 양이온과 음의온의 비율을 조정하여 공급할 수도 있다. 본 발명에 적용된 이온발생기(이온발생 집적부 또는 이온발생기 집적시스템)는 시판되고 있는 교류형 양,음이온 발생기로서, 전기에너지를 유선배전방식으로 공급하여 폐기물 처리 장치를 작동하는 동안 가동된다.Therefore, in the present invention, after passing through the heating and deodorizing system using the silicon carbide (SiC) honeycomb heater coated with the primary catalyst, the odor sources which can be left in a trace amount can be completely eliminated by the ionic neutralization principle . The ion generator applied to the present invention can effectively remove the substance that causes odor that remains when the oxygen present in the air is ionized to generate oxygen ions. Unlike conventional UV or photocatalysts, the method of deodorization by the generation of ions is harmless to the human body and widely removes harmful gas and odor-causing substances in the organic waste device. Ion generators generally generate more than 400,000 negative ions, remove VOC and odor-causing substances, and have antibacterial effects, and a small amount of ozone (less than 0.05 ppm) is generated. It is also possible to adjust the ratio of the positive ion and the negative ion. The ion generator (ion generation accumulation unit or ion generator accumulation system) applied to the present invention is a commercially available AC type positive and negative ion generator which is operated while supplying electric energy in a wire distribution system to operate the waste disposal apparatus.
본 발명의 이온발생기를 이용하면, 양이온 및 음이온 사이에 전기화학적 중화반응에 의한 탈취 가스이온의 중성화 및 개질반응 유도로 무악취성 물질로의 전환하여 개선하는 것이다. 구체적으로, 대기 중에 존재하는 모든 전하성 물질들은 서로 상응하는 반대전하물질과 급속하게 결합하여 전기에너지로 중성화됨으로 안정하게 존재하고자 하는 경향이 있다. 모든 악취 원인 가스들은 이온화되어있는 본래의 상태에서 독특한 냄새 특성을 발현한다. 이에 따라, 공기 및 혼합조 등에 존재하는 물 분자를 이용하여 이온발생기에 전기/화학적 방법으로 인위적인 양이온 및 음이온을 다량 발생시켜 과잉으로 존재하게 한 후, 악취 원인 물질을 통과시키면 자연스럽게 이온 중화 반응에 의해 악취를 발현할 수 없는 중성물질 가스 상태로 변환된다.When the ion generator of the present invention is used, neutralization of deodorizing gas ions by an electrochemical neutralization reaction between cations and anions, and conversion to an amorphous brittle material by inducing a reforming reaction are improved. Specifically, all of the chargeable materials present in the atmosphere tend to be stably present because they rapidly bind to the opposite counterpart materials corresponding to each other and are neutralized by electrical energy. All odor-causing gases exhibit unique odor characteristics in their original state of being ionized. Accordingly, a large amount of artificial cations and anions are generated in the ion generator by using an electric / chemical method using water molecules present in the air and the mixing tank, and then excess water is generated. When an odorous substance is passed through the ion generator, It is converted into a neutral gas state in which odor can not be expressed.
<실시 예1>≪ Example 1 >
탈취 효과를 극대화시키기 위하여, 먼저 1차적으로, 제거 대상 가스를 순간적으로 가열시켜 덥혀줄 수 있는 미세동공이 발달한 탄화규소(SiC) 허니컴 히터 표면에 코어-쉘 (core-shell)구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합 촉매 입자를 첨착시켜 얻어지는 다공성 탈취 히터 복합소재를 완성하여 그 히터 소재의 가열 및 다공특성에 의한 우수한 물리적 흡착성능 뿐 아니라 안정화된 금속 촉매 물질에 의한 화학적 분해를 동시에 유도하여 제거 대상 가스의 제거 효율을 극대화 시킬 수 있도록 탄화규소(SiC) 허니컴 히터에 의해 가열되면서 동시에 탈취 처리한 뒤, 2차적으로는 이렇게 처리된 배가스에 잔존할 수도 있는 미량의 악취 원 마저도 이온발생기 집적 시스템을 통과시켜 완벽하게 이온중화 소멸시키는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템을 적용함으로써 본 발명을 완성하였다. (제 1도)In order to maximize the deodorization effect, first, a metal-silicon (SiC) core-shell structure is formed on the surface of a silicon carbide (SiC) honeycomb heater in which fine pores are developed, A porous deodorant heater composite material obtained by impregnating silica porous nanocomposite catalyst particles is completed to simultaneously induce chemical decomposition by a stabilized metal catalyst material as well as excellent physical adsorption performance by heating and pore characteristics of the heater material, (SiC) honeycomb heater so as to maximize the removal efficiency of the exhaust gas, and secondly, even a small amount of odor source that may remain in the treated exhaust gas is passed through the ion generator accumulation system A complex deodorization system of organic waste disposal system that completely ion neutralizes and disappears By the present invention it has been completed. (Fig. 1)
실시예 1을 통해 얻어진 탈취 처리 후의 대표적인 악취가스 원들에 대한 제거율들은 포름알데히드류가 98% 이상, 암모니아는 99% 이상, 황화수소도 99% 이상의 매우 탁월한 성능을 나타내는 탈취 시스템의 제공이 가능함을 확인 할 수 있었다. (제 2도, 3도, 4도)It is confirmed that the removal rates of typical odor gas sources after deodorization obtained through Example 1 can provide a deodorization system exhibiting very excellent performance of 98% or more of formaldehyde, 99% or more of ammonia, and 99% or more of hydrogen sulfide I could. (Figures 2, 3, 4)
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것에 불과하므로 이를 제한적으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You can understand that you can. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are only illustrative in all aspects and should not be construed as limiting the scope of the invention, and such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.
Claims (5)
상기 피처리가스 탈취부의 다공성 탈취 히터 복합소재를 통과한 피처리 가스를 통과시켜 미량의 악취원을 이온중화 소멸시키며 교류형 양,음이온 발생기를 2개 이상 집적시켜 구성되는 이온발생 집적부;를 포함하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템.A porous deodorant heater composite material obtained by highly dispersing a metal-silica porous nano composite particle having a core-shell structure in a binder solution to obtain a viscous dispersion liquid and depositing the dispersion liquid on the surface of a silicon carbide (SiC) A process gas deodorization unit; And
And an ion generating and collecting unit configured to pass a target gas having passed through the porous deodorant heater composite material of the target gas deodorizing unit to neutralize and disappear a minute odor source and to accumulate two or more ac type positive and negative ion generators Wherein the organic waste disposal system comprises:
상기 분산액은 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자 1~ 50 중량부, 바인더 물질 0.5 ~ 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템.The method according to claim 1,
Wherein the dispersion comprises 1 to 50 parts by weight of metal-silica porous nanocomposite particles having a core-shell structure and 0.5 to 20 parts by weight of a binder material.
상기 코어-쉘 구조의 금속-실리카 다공성 나노 복합입자는 비표면적이 300 m2/g 이상이고, 금속은 철, 니켈, 코발트, 망간, 구리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템.The method according to claim 1,
Wherein the metal-silica porous nano composite particle of the core-shell structure has a specific surface area of 300 m 2 / g or more and the metal is any one of iron, nickel, cobalt, manganese, and copper. system.
상기 바인더 물질로는 콜로이드상 실리카, 알루미나, 티타니아, 세리아, 보헤마이트, 점토, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오즈로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the binder material is at least one selected from the group consisting of colloidal silica, alumina, titania, ceria, boehmite, clay, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, and cellulose.
상기 피처리가스 탈취부에 의해 악취원을 제거한 피처리 가스를 이온발생 집적부에 통과시켜 잔존하는 미량의 악취원을 이온중화 소멸시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리장치의 복합 탈취시스템을 이용한 유기성 폐기물의 탈취방법.A porous deodorant heater composite material obtained by highly dispersing a metal-silica porous nano composite particle having a core-shell structure in a binder solution to obtain a viscous dispersion liquid and depositing the dispersion liquid on the surface of a silicon carbide (SiC) Passing a gas to be treated in the process gas deodorization unit to remove the odor source; And
And a step of passing the target gas from which the odor source has been removed by the target gas deodorizing section to the ion generating and accumulating section and neutralizing and destroying the remaining trace odor source. A Method of Deodorizing Organic Wastes Using System.
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