KR101499989B1 - 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치 - Google Patents

흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것으로서, 수세식 방지시설 등에 적용되는 흡수액 재생 시스템에서 광촉매를 이용하여 오염된 흡수액 내의 가스상 오염물질을 제거하는 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광촉매의 불활성 부분을 최소화할 수 있고, 광촉매의 활성 및 분해성능을 극대화하여 전반적인 오염물질 제거효율을 향상시킬 수 있는 가스상 오염물질 제거장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 가스상 오염물질 제거장치는, 재생 흡수액이 저장되는 저장공간이 마련되고 하기 광촉매 처리조의 수면으로 태양광이 입사되도록 태양광 도입부가 형성된 재생 흡수액 수조와; 상기 재생 흡수액 수조의 내부에 구비되어 오염된 흡수액이 수용되고 광촉매 처리가 이루어진 흡수액을 재생 흡수액 수조의 상기 저장공간으로 배출하는 광촉매 처리조와; 흡수액이 접촉되는 표면에 광촉매가 함유된 광촉매 코팅층이 형성되고 상기 광촉매 처리조의 내부에서 회전 구동되는 회전축상에 장착되어 회전시 상부가 흡수액의 수면 위로 노출되는 광촉매 코팅 회전체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
흡수액 재생, 가스상 오염물질, 광촉매, 회전체

Description

흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치{Gas-type pollutants removing apparatus of absorption liquid refreshing system}
본 발명은 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수세식 방지시설 등에 적용되는 흡수액 재생 시스템에서 오염된 흡수액으로부터 가스상 오염물질을 제거하는 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 수세식 방지시설은 공기 중에 포함된 분진과 가스상 오염물질을 동시에 제거하는 장치로서, 주물분진과 악취(페놀, 아민류 등)가 많이 발생하는 주조공장의 코어제조 공정, 용탕주입 공정, 탈형 공정 등의 후처리 시설로 널리 적용되고 있다.
이러한 수세식 방지시설로는 습식 전기 집진기, 스크러버 등이 있다.
첨부한 도 1은 스크러버의 구성을 도시한 개략도로서, 통상의 스크러버는 일정량의 흡수액을 수용하는 챔버(2)의 내부에 다단으로 설치되는 다공성 폴링(5)과, 상기 폴링(5)의 상부에 설치되는 분사노즐(7)과, 상기 챔버(2)에 수용된 흡수액을 펌핑하여 분사노즐(7)로 공급하는 펌프(3)와, 상기 분사노즐(7)의 상측에 설치되어 분사노즐(7)에 의해 발생한 미세한 흡수액 입자가 처리된 청정공기와 함께 외기로 배출되는 것을 방지하는 데미스터(8)를 포함하여 구성된다.
이러한 스크러버의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
오염된 공기가 챔버(2) 하부의 유입구(1)를 통해 들어오면 지지판(4)의 통공을 통과하여 챔버(2) 상부의 배출구(9) 측으로 이동하게 되는데, 이때 챔버(2) 하단에 저장되어 있는 흡수액을 상기 펌프(3)가 배관(6)을 통해 분사노즐(7)로 공급한다.
이에 분사노즐(7)은 공급된 흡수액을 오염된 공기로 분사하게 되며, 결국 분사된 흡수액이 분진 및 가스상 오염물질과 접촉하게 되어 분진 및 가스상 오염물질을 공기로부터 제거하게 된다.
이때, 오염된 공기와 흡수액의 접촉시간이 폴링(5)에 의해 보장되는데, 공기와 흡수액이 상기 폴링(5)의 빈 공간을 따라 흐르게 되면서 유로가 변경되어 흡수액이 보다 긴 시간 동안 오염된 공기와 접촉할 수 있게 되고, 이에 제거효율이 증대된다.
오염물질의 제거효율을 더욱 높이기 위해 폴링(5)은 챔버(2) 내에 다단으로 설치한다.
그러나, 상기와 같은 스크러버에 흡수액을 장기간 사용할 경우, 흡수액의 분진농도가 높아짐에 따라 분사노즐이 점차 막히게 되고, 이로 인해 흡수액의 적절한 분사가 어려워지며, 결국 분진과 가스상 오염물질의 제거효율은 떨어지게 된다.
또한 흡수액 자체도 가스상 오염물질이 과포화됨에 따라 공기로부터 분진과 가스상 오염물질을 제거하는 효율이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 주기적(통상 1개월)으로 흡수액을 폐기해야 하는데, 자체 폐수 처리장을 보유한 경우 주기적으로 폐흡수액을 폐수 처리장으로 이송하여 처리하면 되지만, 짧은 교체주기로 인해 용수 및 폐수 처리비용이 증가하는 단점이 있다.
또한 폐수 처리장이 없는 경우에는 비용을 지불하여 전문업체에 위탁 처리하게 되는데, 통상 비용절감을 위해 흡수액의 사용기간을 3 ~ 6 개월로 연장하여 장기간 사용하게 된다.
이로 인해 분진 및 가스상 오염물질의 제거효율이 떨어질 뿐 아니라 악취로 인해 지역 주민들의 민원이 증가하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본원출원인은 수세식 방지시설에 적용되는 흡수액 재생장치를 특허출원한 바 있으며[특허출원 제2008-44830], 이는 수세식 방지시설에서 오염된 흡수액을 재생하기 위해 폐흡수액 내에 포함된 분진을 여과하여 제거하는 분진제거장치와, 흡수액에 함유된 가스상 오염물질을 분해하여 제거하는 가스상 오염물질 제거장치를 포함하여 구성된다.
이러한 흡수액 재생장치에서는 스크러버의 챔버에서 흡수액을 분진제거장치로 이송하여 분진을 제거하는 1차 처리를 한 뒤, 분진이 제거된 흡수액을 가스상 오염물질 제거장치로 이송하여 흡수액 내에 함유된 가스상 오염물질을 제거하며, 재생된 흡수액을 다시 상기 챔버로 이송하는 구성으로 되어 있다.
상기한 구성 중 가스상 오염물질 제거장치에서는 광촉매를 이용하여 가스상 오염물질을 분해, 제거하게 되는데, 혼합조 내에 분진이 제거된 흡수액이 수용된 상태에서 광촉매가 코팅된 광촉매 코팅 부유체를 주입하고, 광촉매 코팅 부유체가 혼합된 흡수액을 혼합조에서 광촉매 처리조로 이송한 뒤, 태양광을 도입하여 입사된 태양광으로 광촉매 코팅 부유체의 광촉매를 활성함으로써 흡수액에 함유된 가스상 오염물질을 분해시킨다.
결국, 분진제거장치와 가스상 오염물질 제거장치로 구성된 상기의 흡수액 재생장치에 의하면, 오염된 흡수액에 포함된 분진 및 가스상 오염물질을 제거할 수 있으며, 수세식 방지시설, 즉 스크러버에서 흡수액의 오염물질 제거효율이 회복되어 사용기간이 연장되는 효과를 얻을 수 있다.
또한 흡수액의 사용기간 연장에 의해 폐흡수액의 폐기처리기간이 연장되어 용수 및 폐수 처리비용이 절감되며, 가스상 오염물질의 제거를 통해 악취로 인한 민원을 예방할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 상기의 흡수액 재생장치에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
상기 가스상 오염물질 제거장치에서 광촉매수단으로서 철성분의 바디에 광촉매를 코팅한 광촉매 코팅 부유체를 사용하며, 이러한 광촉매 코팅 부유체는 큰 비중으로 인해 침강성이 크다.
즉, 광촉매 코팅 부유체가 흡수액 내에서 부유하더라도 수면에서 어느 정도 가라앉은 상태로 주로 수중에서 이동하며, 수중에서는 광촉매가 빛의 산란으로 인해 충분한 활성에 필요한 태양광을 받지 못하게 된다.
특히, 수중의 중/하부에 위치한 광촉매 코팅 부유체의 경우, 상부에 위치한 광촉매 코팅 부유체 및 수중의 부유물에 의해 빛이 간섭 또는 산란되므로 광촉매 활성에 필요한 충분한 태양광에 노출될 수 없게 된다.
광촉매의 활성도를 높이기 위해서는 광촉매가 수면 위로 태양광에 직접 노출되도록 하는 것이 가장 유리한데, 광촉매 코팅 부유체가 무게로 인해 수중에 위치하여 충분한 태양광을 받을 수 없는 것이다.
또한 오염물질의 광촉매 분해반응은 광촉매 표면에서 주로 일어나지만, 종래의 광촉매 코팅 부유체는 철성분 바디에 광촉매만이 코팅되어 있으므로 오염물질의 흡착능력이 떨어지고, 오염물질이 광촉매 표면에 접촉하는 것이 원활하지 않아 오염물질의 분해효율이 떨어지는 문제점이 있다.
또한 광촉매 코팅 부유체를 흡수액으로부터 지속적으로 회수하고 또한 새로운 흡수액에 주입해주어야 하므로, 입자상의 광촉매 코팅 부유체로 인해 회수장치 및 주입장치의 마모가 발생하여 본래의 기능을 수행하지 못하고, 결국 수리공수가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 광촉매의 불활성 부분을 최소화할 수 있고, 광촉매의 활성 및 분해성능을 극대화하여 전반적인 오염물질 제거효율을 향상시킬 수 있는 가스상 오염물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 광촉매의 오염물질 흡착능력을 개선한 가스상 오염물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 종래의 부유체 사용에 따른 문제점, 예컨대 부유체 회수 및 주입 공정의 추가, 회수장치 및 주입장치의 수리공수 발생 등의 문제점을 해소할 수 있는 가스상 오염물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는, 오염된 흡수액을 공급받아 광촉매 처리를 통해 흡수액에 함유된 가스상 오염물질을 분해, 제거하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치에 있어서, 가스상 오염물질이 제거된 재생 흡수액이 저장되는 저장공간이 마련되고 하기 광촉매 처리조의 수면으로 태양광이 입사되도록 태양광 도입부가 형성된 재생 흡수액 수조와; 상기 재생 흡수액 수조의 내부에 구비되어 오염된 흡수액이 유입되어 수용되고 광촉매 처리가 이루어진 흡수액을 재생 흡수액 수조의 상기 저장공간으로 배출하는 광촉매 처리조와; 흡 수액이 접촉되는 표면에 광촉매가 함유된 광촉매 코팅층이 형성되고 상기 광촉매 처리조의 내부에서 구동수단에 의해 회전 구동되는 회전축상에 장착되어 회전시 상부가 흡수액의 수면 위로 노출되는 광촉매 코팅 회전체;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 광촉매 코팅 회전체의 광촉매 코팅층에는 광촉매와 함께 흡수액 내 오염물질을 흡착하는 흡착제가 함유될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 가스상 오염물질 제거장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있게 된다.
1) 회전축에 장착된 광촉매 코팅 회전체를 회전시켜 상기 광촉매 코팅 회전체의 일부가 지속적으로 공기 중에 노출(광촉매가 수면 위로 노출)되도록 함으로써, 광촉매를 수중에 부유시키는 것에 비하여 광촉매의 불활성 부분이 최소화될 수 있고, 광촉매의 활성 및 분해성능이 극대화되어 전반적인 오염물질 제거효율이 향상되는 효과가 있게 된다.
2) 광촉매 코팅 회전체의 표면에 형성된 광촉매 코팅층에 흡착제를 함유시킴으로써, 광촉매의 오염물질 흡착능력이 보완될 수 있고, 이에 분해효율이 향상될 수 있다.
3) 광촉매가 코팅된 회전체를 사용하므로 종래와 같은 광촉매 코팅 부유체의 회수 및 주입 공정이 제거되어 공정이 간단해질 수 있고, 발생 가능한 수리공수를 줄일 수 있게 된다. 종래에는 입자상의 광촉매 코팅 부유체로 인해 회수장치 및 주입장치의 마모 등이 발생하여 수리공수가 발생하였다.
4) 수세식 방지시설인 스크러버에 적용할 때 흡수액의 재활용을 통해 사용기간이 연장되어 폐흡수액 처리비용이 절감되며, 가스상 오염물질의 적정한 처리를 통해 악취로 인한 지역주민의 민원을 사전에 예방할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 스크러버와 같은 수세식 방지시설 등에 적용되어 상기 수세식 방지시설로부터 배출된 폐흡수액의 분진 및 가스상 오염물질을 제거하여 흡수액을 재생한 뒤 다시 수세식 방지시설에 공급하는 흡수액 재생 시스템에서에서 광촉매를 이용하여 흡수액에 포함된 가스상 오염물질을 제거하는 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 광촉매의 활성 및 분해효율이 극대화되고 오염물질 흡착성능이 향상되는 가스상 오염물질 제거장치에 관한 것이다.
첨부한 도 2는 흡수액 재생 시스템을 스크러버에 적용시켜 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스상 오염물질 제거장치를 도시한 개략적인 구성도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스상 오염물질 제거장치의 광촉매 코팅 회전체를 도시한 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 흡수액 재생 시스템은 수세식 방지시설 등에서 사 용된 폐흡수액을 재생하는 시스템으로서, 폐흡수액을 공급받아 분진을 제거하는 분진제거장치(10)와, 분진이 제거된 흡수액에서 가스상 오염물질을 제거하는 가스상 오염물질 제거장치(20)를 포함하여 구성된다.
여기서, 분진제거장치(10)는 특허출원 제2008-44830에 개시되어 있는 분진제거장치가 그대로 적용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 가스상 오염물질 제거장치(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 광촉매 반응에 의해 오염물질을 분해하는 광촉매수단으로서 표면에 광촉매를 함유한 광촉매 코팅층이 형성되어 있고 회전축상에 장착되어 회전하는 광촉매 코팅 회전체(30)를 포함하여 구성된다.
우선, 본 발명에 따른 가스상 오염물질 제거장치(20)에는 가스상 오염물질이 분해 처리된 재생 흡수액이 저장되는 저장공간이 마련되고 분진제거장치(10)에서 1차 여과 처리되어 배출된 오염된 흡수액이 유입되는 유입구(22) 및 재생 흡수액이 최종 배출되는 배출구(23)가 형성된 재생 흡수액 수조(21)가 구비된다.
도시한 실시예에서 상기 저장공간은 재생 흡수액 수조(21)의 하부 공간이 된다.
또한 상기 재생 흡수액 수조(21)의 내부에는 상류측에 설치되어 유입구(22)를 통해 최초 유입된 흡수액을 수용하는 유입조(25)와, 하류측에 설치되어 상기 유입조(25)로부터 유입된 흡수액을 수용하면서 수용된 흡수액의 광촉매 처리가 이루어지는 광촉매 처리조(26)가 구비된다.
또한 상기 광촉매 처리조(26)에 태양광을 도입하기 위한 태양광 도입부(24) 가 재생 흡수액 수조(21)의 상부에 구비되며, 이에 태양광이 상기 태양광 도입부(24)를 통해 광촉매 처리조(26)로 입사될 수 있게 된다.
이때, 상기 태양광 도입부(24)의 면적 및 위치 등은 태양광이 광촉매 처리조(26) 전 영역의 수면에 고르게 입사되고 광촉매 처리조의 수면에서 태양광 입사면이 최대한 확보될 수 있도록 설계되어야 하는데, 예컨대 태양의 이동경로를 고려하고 광촉매 처리조의 수면 면적보다 태양광 도입부의 면적을 크게 하는 등의 설계가 필요하다.
한편, 상기 광촉매 처리조(26)에는, 오염물질을 분해하는 광촉매수단으로서, 구동수단에 의해 회전되는 회전축(27)상에 장착되어 회전축과 일체로 회전되는 광촉매 코팅 회전체(30)가 설치된다.
보다 상세히 설명하면, 광촉매 처리조(26)의 외부 또는 내부 일측에 상기 회전축(27) 및 광촉매 코팅 회전체(30)의 구동수단으로서 구동모터(28)가 설치되고, 상기 구동모터(28)에 연결된 회전축(27)이 광촉매 처리조(26) 내부에 배치된다.
또한 상기 회전축(27)에는 복수개의 광촉매 코팅 회전체(30)가 소정 간격으로 장착되어, 광촉매 코팅 회전체들이 회전축의 회전 구동으로 광촉매 처리조(26) 내에서 회전축과 일체 회전되도록 되어 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 회전축(27)은 광촉매 처리조(26) 내에서 수중에 위치되도록 수평으로 길게 설치될 수 있고, 상기 광촉매 코팅 회전체(30)들은 회전축(27)상에 횡으로 장착되되, 회전축을 따라 일정 간격으로 장착될 수 있다.
상기 회전축(27)의 높이는 광촉매 처리조(26)에 흡수액이 채워진 상태에서 회전되는 광촉매 코팅 회전체(30)들의 적어도 일부(상부가 됨) 이상이 흡수액의 수면 위로 노출될 수 있는 높이가 되도록 한다.
도 3에서 회전축(27)과 구동모터(28)가 각각 1개만이 도시되어 있으나, 회전축 및 그 구동수단인 구동모터의 수는 복수개가 될 수 있으며, 회전축 및 구동모터는 광촉매 처리조(26)의 면적을 고려하여 적정 수 및 간격으로 배치될 수 있다.
이때, 복수개의 회전축(27)들이 광촉매 처리조(26) 내에 동일 높이 또는 각각 상이한 높이로 설치될 수 있다.
도 4는 광촉매 코팅 회전체의 바람직한 일 예를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 원형의 회전체 구조로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광촉매 코팅 회전체(30)는 망상으로 된 원형 지지체(31)의 표면에 가시광 활성 광촉매가 함유된 광촉매 코팅층(33)이 형성되어 구성되며, 상기 원형 지지체(31)는 원형으로 형성된 외곽링(32a)과, 상기 외곽링(32a)의 내부에 격자 형태로 배치되어 연결되는 로드(32b)가 일체로 조립된 구조로 구성될 수 있다.
또한 상기 원형 지지체(31)에서 그 중앙부에는 회전축(27)상의 장착을 위해서 회전축이 관통 결합되는 축결합부(32c)가 형성 구비된다.
그리고, 상기 원형 지지체(31)를 구성하는 외곽링(32a)과 로드(32b), 축결합부(32c)는 스틸 소재, 바람직하게는 스테인리스강으로 제작될 수 있다.
또한 상기와 같이 외곽링(32a)에 로드(32b)를 격자 형태로 조립한 망상의 원형 지지체(31)가 사용됨으로써 접촉면적을 증가시킬 수 있는데, 특히 복수개의 광 촉매 코팅 회전체(30)가 광촉매 처리조(26) 내에 설치되더라도 광촉매 코팅 회전체가 수중에서 회전될 때 흡수액이 로드(32b) 사이를 통과하여 유동할 수 있게 되어, 흡수액이 광촉매 처리조 내에서 원활히 분산 이동될 수 있고 복수개의 광촉매 코팅 회전체들과 원활히 순차 접촉될 수 있게 된다.
바람직한 실시예에서, 상기 광촉매 코팅 회전체(30)의 원형 지지체(31)에는 광촉매와 더불어 흡수액 내 오염물질을 흡착하는 흡착제를 함께 고정할 수 있는데, 이때 광촉매 코팅층(33)은 광촉매 물질 및 흡착제 물질을 함유한 슬러리를 원형 지지체(31)의 표면에 코팅한 뒤 열처리하여 제작될 수 있다.
광촉매 코팅 회전체(30)에 광촉매와 함께 고정된 흡착제는 광촉매의 흡착능력을 보완하게 되며, 활성탄, 제올라이트 등이 사용될 수 있다.
또한 바람직한 실시예에서, 유입조(25)에는 광촉매 처리조(26)로 이동하는 흡수액의 유량을 측정하기 위한 유량센서(29)가 설치될 수 있으며, 이때 유량센서(29)에서 출력되는 유량검출신호가 구동모터(광촉매 코팅 회전체 및 회전축 구동수단)(28)의 구동을 제어하는 컨트롤러(40)에 인가될 수 있도록 유량센서와 컨트롤러가 연결된다.
여기서, 상기 컨트롤러(40)는 기본적으로 구동모터(28)의 온/오프를 제어하지만 유량센서(29)로부터 출력된 유량검출신호에 따라 구동모터의 회전속도를 제어하는 역할도 수행하게 된다.
이에 따라 컨트롤러(40)는 유량센서(29)의 유량검출신호에 연동하여 유량이 커지면 흡수액과 광촉매의 접촉횟수를 증가시키기 위해 구동모터(28)의 회전속도를 증가시키고, 유량이 커질수록 회전축(27)과 광촉매 코팅 회전체(30)를 빠르게 회전시켜 흡수액 중의 악취물질 제거효율을 일정 수준으로 유지시킨다.
이하, 본 발명에 따른 가스상 오염물질 제거장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
우선, 스크러버와 같은 수세식 방지시설에서 배관을 통해 오염된 폐흡수액이 분진제거장치(10)로 이송되고, 이 분진제거장치(10)에서는 여과부재를 이용하여 폐흡수액에 포함된 분진 및 기타 부유물질 등을 제거하게 된다.
상기 분진제거장치(10)에서 분진이 제거된 흡수액은 배관을 통해 가스상 오염물질 제거장치(20)로 이송되고, 이때 배관을 통해 이송된 흡수액이 재생 흡수액 수조(21)의 유입구(22)를 통해 유입되어 유입조(25)에 모아지게 된다.
상기 유입조(25)에 흡수액이 일정량 이상 모아지면, 유입조의 흡수액이 광촉매 처리조(26)로 투입되어 광촉매 처리조에 모아지게 되는데, 이때 컨트롤러(40)가 구동모터(28)를 구동시켜 회전축(27)과 광촉매 코팅 회전체(30)를 회전시키게 된다.
이와 같이 광촉매 코팅 회전체(30)가 광촉매 처리조(26) 내에서 회전할 경우 수중에 잠긴 부분에서 광촉매 코팅 회전체의 표면에는 오염물질이 흡착되고, 흡착된 오염물질은 가시광 활성 광촉매에 의한 반응으로 분해, 제거된다.
이 과정에서 광촉매 처리조(26)로 유입된 흡수액은 회전하는 광촉매 코팅 회전체(30)에 의해 혼합되고, 광촉매 코팅 회전체의 광촉매가 태양광 도입부(24)를 통해 입사된 가시광선에 의해 활성화되어 발생된 OH 라디칼(Radical)과 슈퍼옥사이 드(O2-)에 의해 분해된다.
부가적으로 광촉매에 의해 발생된 OH 라디칼은 흡수액 중에 번식하여 악취를 유발시킬 수 있는 미생물에 대한 살균작용을 하게 된다.
특히, 본 발명의 가스상 오염물질 제거장치(20)에서는 광촉매 코팅 회전체(30)가 회전하는 동안 광촉매 코팅 회전체의 일부가 수면 위의 공기 중에 지속적으로 노출되어 태양광 도입부(24)로 들어오는 태양광을 직접 받기 때문에, 광촉매 코팅 회전체(30)의 가시광 활성 광촉매의 활성이 극대화될 수 있다.
구동모터(28)를 구동함에 있어서는 유량센서(29)의 유량검출신호로부터 광촉매 처리조(26)로 이동하는 흡수액의 유량이 커질수록 구동모터의 속도를 증가시킬 수 있으며, 이에 흡수액의 유량이 커지더라도 악취물질 제거효율을 일정 수준으로 유지시킬 수 있게 된다.
결국, 광촉매 처리조(26)에서 광촉매 분해반응 처리가 완료된 흡수액은 재생 흡수액 수조(21)의 저장공간으로 이동한 뒤 배관을 통해 스크러버의 챔버(2)로 재공급되어 사용되게 된다.
이와 같이 하여, 수세식 방지시설인 스크러버에서 배출된 폐흡수액이 연속흐름식으로 분진 및 부유물 제거를 위한 1차 처리 장치인 분진제거장치와 가스상 오염물질 제거를 위한 2차 처리 장치인 가스상 오염물질 제거장치를 순차적으로 거치면서 재생되고, 이렇게 재생된 흡수액이 다시 스크러버에 공급되어 공기 중 오염물질을 제거하는 흡수액으로 재사용될 수 있게 된다.
첨부한 도 5는 광촉매에 의한 유기물 분해원리를 도시한 도면이다.
상기 광촉매 코팅 회전체의 광촉매 코팅층에 함유된 광촉매(예를 들면, TiO2)는 태양광이나 형광등의 광선을 받으면 마치 태양전지의 원리처럼 (-)전기를 가진 전자(e-)와 (+)전기를 가진 정공(h+)을 형성한다.
그 중에서 정공은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화물(OH Radical)을 형성하여 살균용 염소, 차아염소산, 오존보다도 더욱 강력한 산화력을 갖게 된다.
또한 전자는 광촉매에 흡착되어 있는 산소를 산소이온으로 생성시키게 되는데, 이 산소이온은 산화반응의 중간체와 과산화물을 생성하거나 과산화수소를 통하여 물의 반응성을 부여한다.
이와 같은 광촉매의 효과를 이용하여 여과 처리된 흡수액에 함유된 가스상 오염물질을 제거할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명의 가스상 오염물질 제거장치에 의하면, 광촉매가 코팅된 회전체의 일부가 지속적으로 공기 중에 노출되도록 함으로써, 광촉매의 불활성 부분이 최소화될 수 있고, 광촉매의 활성 및 분해성능이 극대화되어 전반적인 오염물질 제거효율이 향상되는 효과가 있게 된다.
또한 광촉매 코팅 회전체의 표면에 형성된 광촉매 코팅층에 흡착제를 함유시킴으로써, 광촉매 코팅 회전체의 오염물질 흡착능력이 보완될 수 있고, 분해효율이 향상될 수 있다.
또한 광촉매가 코팅된 회전체를 사용하므로 종래와 같은 광촉매 코팅 부유체 의 회수 및 주입 공정이 제거되어 공정이 간단해질 수 있고, 발생 가능한 수리공수를 줄일 수 있게 된다.
또한 수세식 방지시설인 스크러버에 적용할 때 흡수액의 재활용을 통해 사용기간이 연장되어 폐흡수액 처리비용이 절감되며, 가스상 오염물질의 적정한 처리를 통해 악취로 인한 지역주민의 민원을 사전에 예방할 수 있다.
일반적으로 2000㎥/min 용량의 수세식 스크러버에 사용되는 공업용수의 양은 약 700톤/월이고, 본 발명을 적용했을 때 흡수액의 교체횟수를 1년 동안 8회 정도 감소(12회→3회)시킬 수 있다.
또한 공업용수의 단가를 1톤당 2200원, 폐수처리 단가를 1톤당 5500원으로 가정하여 절감 가능 비용을 산출하면 수세식 방지시설 1개당 약 4800만원/년의 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 스크러버의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 흡수액 재생 시스템을 스크러버에 적용시켜 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스상 오염물질 제거장치를 도시한 개략적인 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스상 오염물질 제거장치의 광촉매 코팅 회전체를 도시한 정면도,
도 5는 광촉매에 의한 유기물 분해원리를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 분진제거장치 20 : 가스상 오염물질 제거장치
21 : 재생 흡수액 수조 22 : 유입구
23 : 배출구 24 : 태양광 도입부
25 : 유입조 26 : 광촉매 처리조
27 : 회전축 28 : 구동모터
29 : 유량센서 30 : 광촉매 코팅 회전체
31 : 지지체 32a : 외곽링
32b : 로드 32c : 축결합부
33 : 광촉매 코팅층 40 : 컨트롤러

Claims (7)

  1. 오염된 흡수액을 공급받아 광촉매 처리를 통해 흡수액에 함유된 가스상 오염물질을 분해, 제거하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치에 있어서,
    가스상 오염물질이 제거된 재생 흡수액이 저장되는 저장공간이 마련되고 하기 광촉매 처리조(26)의 수면으로 태양광이 입사되도록 태양광 도입부(24)가 형성된 재생 흡수액 수조(21)와;
    상기 재생 흡수액 수조(21)의 내부에 구비되어 오염된 흡수액이 유입되어 수용되고 광촉매 처리가 이루어진 흡수액을 재생 흡수액 수조(21)의 상기 저장공간으로 배출하는 광촉매 처리조(26)와;
    흡수액이 접촉되는 표면에 광촉매가 함유된 광촉매 코팅층(33)이 형성되고 상기 광촉매 처리조(26)의 내부에서 구동수단에 의해 회전 구동되는 회전축(27)상에 장착되어 회전시 상부가 흡수액의 수면 위로 노출되는 광촉매 코팅 회전체(30);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축(27)은 상기 구동수단으로서 구동모터(28)에 연결되어 광촉매 처리조(26) 내에서 수중에 위치되도록 수평으로 길게 설치되고, 상기 회전축(27)상에 축 길이방향의 정해진 간격을 두고 복수개의 광촉매 코팅 회전체(30)들이 횡으로 장착된 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광촉매 코팅 회전체(30)의 광촉매 코팅층(33)에는 광촉매와 함께 흡수액 내 오염물질을 흡착하는 흡착제가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 재생 흡수액 수조(21)의 내부에서 최초 유입된 흡수액이 수용되도록 상류측에 구비되어 상기 광촉매 처리조(26)에 흡수액을 공급하는 유입조(25)가 설치되고,
    상기 유입조(25)에서 광촉매 처리조(26)로 이동하는 흡수액의 유량을 검출하는 유량센서(29)가 설치되며,
    컨트롤러(40)가 상기 유량센서(29)의 유량검출신호를 입력받아 상기 회전축(27)의 회전속도를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 컨트롤러(40)는 상기 유량센서(29)의 유량검출신호를 기초로 하여 유입조(25)에서 광촉매 처리조(26)로 이동하는 유량이 증가할수록 회전축(27)의 회전속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  6. 청구항 1에서 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광촉매 코팅 회전체(30)는 망상으로 된 지지체(31)의 표면에 광촉매 코팅층(33)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 광촉매 코팅 회전체(30)의 지지체(31)는 원형으로 형성된 외곽링(32a)과, 상기 외곽링(32a)의 내부에 격자 형태로 배치되어 연결되는 로드(32b)가 일체로 조립되고 중앙부에는 축결합부(32c)가 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 흡수액 재생 시스템의 가스상 오염물질 제거장치.
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