KR101546261B1 - 배가스 처리 장치 - Google Patents

Abstract

배가스 처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치는 수분이 함유된 배가스를 수용하는 저류조부, 흡착제를 수용한 상태로 저류조부의 상부에 설치되어 배가스 중 악취 성분을 흡착하는 흡착부 및 배가스 중 수분을 제거하도록 저류조부와 흡착부 사이에 개재되는 수분 제거부를 포함한다.

Description

배가스 처리 장치{PROCESSING APPARATUS OF EXHAUST GAS}

본 발명은 배가스 처리 장치에 관한 것이다.

사람의 기분을 불쾌하게 만드는 악취란 사람의 신경계통을 자극시켜 정신적, 육체적으로 피해를 주는 것을 말하며, 대기환경 보존법에 의하면 황화수소, 머캅탄류, 아민류, 기타 자극성 있는 기체상 물질이 인간의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새를 말한다고 규정하고 있다. 특히, 우리나라에서는 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등을 악취물질로 지정하고 있다.

이러한 악취유발 물질은 발생원에 따라 매우 다양하며 정유공장, 화학공장, 분뇨 및 축산폐수처리장, 하수처리장, 도시 쓰레기 매립장 등은 도시의 주요 악취 발생원으로 간주되고 있다.

특히, 하수처리장, 축산분뇨처리장 등과 같은 환경기초시설에서는 상기한 악취가 발생하여 주요한 민원의 대상이 되기 때문에 혐오시설로 간주되는 실정이지만 국민생활이나 해당지역 주민생활에 없어서는 안 되는 필수 시설로써 주요 문제점으로 대두되는 악취발생은 반드시 해결되어야 한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1997-0069098호(1997.11.07, 배출가스 정화장치의 수분제거장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은, 배가스 중의 악취 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 배가스 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수분이 함유된 배가스를 수용하는 저류조부, 흡착제를 수용한 상태로 저류조부의 상부에 설치되어 배가스 중 악취 성분을 흡착하는 흡착부 및 배가스 중 수분을 제거하도록 저류조부와 흡착부 사이에 개재되는 수분 제거부를 포함하는 배가스 처리 장치가 제공된다.

여기서, 저류조부의 상면에는 배가스가 저류조부로부터 배출되는 배출구 및 배가스의 배출 경로 상에서 포집된 수분이 저류조부로 재유입되는 재유입구가 형성되고, 수분 제거부는 배출구로부터 흡착부 방향으로 돌출 형성되어 배가스의 배출을 상방향으로 가이드하는 제1 구획판 및 제1 구획판과 일정 간격 이격되게 흡착부로부터 저류조부 방향으로 돌출 형성되어 배가스의 배출을 하방향으로 가이드하는 제2 구획판을 포함할 수 있다.

흡착부의 하면에는 배가스가 흡착부로 유입되는 유입구가 형성되고, 수분 제거부는 유입구의 하부에 절곡된 형상으로 설치되는 적어도 하나의 충돌판을 더 포함할 수 있다.

흡착부는 유입구 상부에 적재되는 흡착제를 지지하도록 유입구에 설치는 격자망을 포함할 수 있다.

흡착부의 하면은 유입구 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

흡착제는 활성탄을 구리에 담지시켜 형성될 수 있다.

그리고, 흡착제는 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 배가스 중의 악취 성분을 효과적으로 흡착할 수 있는 배가스 처리 장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치에서 구리 담지량에 따른 흡착제의 흡착 성능을 나타내는 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 배가스 처리 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치에서 구리 담지량에 따른 흡착제의 흡착 성능을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)는 저류조부(100), 흡착부(200) 및 수분 제거부(300)를 포함한다.

저류조부(100)는 수분이 함유된 배가스를 수용하는 부분으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)의 최하단에 배치될 수 있다.

흡착부(200)는 흡착제를 수용한 상태로 저류조부(100)의 상부에 설치되어 배가스 중 악취 성분을 흡착하는 부분으로, 흡착을 통해 악취 성분이 일정 부분 제거된 배가스가 외부로 배출되도록 하여 배가스를 정화할 수 있다.

이 경우, 악취 성분이란 배가스 중에 포함된 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등의 물질을 일컫는 것으로서, 불쾌감과 혐오감을 주는 기체상 물질을 일컫는다.

한편, 저류조부(100)에 수용된 배가스는 수분을 함유할 수 있으며, 수분이 함유된 배가스가 흡착부(200)로 이동하는 경우, 수분에 의해 흡착제 표면에 수막이 형성되는 등 기공이 폐쇄되어 악취 물질을 효과적으로 흡착하지 못하게 될 수 있다.

그러므로, 배가스 중에 포함된 수분은 흡착제의 흡착 성능과 밀접한 관련이 있으며, 배가스가 흡착제와 접촉되기 전에 수분을 최대한 제거할 필요가 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)는 수분 제거부(300)가 저류조부(100)와 흡착부(200) 사이에 개재되어 배가스 중 수분을 제거하도록 구성될 수 있다.

이로 인해, 본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)는 배가스 중의 악취 성분을 효과적으로 흡착하여, 배가스 처리 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 특히, 수분의 사전 제거를 통해 흡착제의 손상이 상대적으로 줄어들 수 있으므로 흡착제의 교체 주기가 길어져 운용 비용을 절감할 수 있다.

본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)에서, 저류조부(100)의 상면에는 배출구(110) 및 재유입구(120)가 형성되고, 수분 제거부(300)는 제1 구획판(310) 및 제2 구획판(320)을 포함할 수 있다.

배출구(110)는 배가스가 저류조부(100)로부터 배출되는 부분으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 저류조부(100)의 상면 중 일단이 개방되게 형성될 수 있다.

재유입구(120)는 배가스의 배출 경로 상에서 포집된 수분이 저류조부(100)로 재유입되는 부분으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 저류조부(100)의 상면 중 타단이 개방되게 형성될 수 있다.

제1 구획판(310)은 배출구(110)로부터 흡착부(200) 방향으로 돌출 형성되어 배가스의 배출을 상방향으로 가이드하는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이 배출구(110)에서 배출되는 배가스가 제1 구획판(310)을 따라 상방향으로 이동하여 흡착부(200)의 하면에 충돌할 수 있다.

제2 구획판(320)은 제1 구획판(310)과 일정 간격 이격되게 흡착부(200)로부터 저류조부(100) 방향으로 돌출 형성되어 배가스의 배출을 하방향으로 가이드하는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이 흡착부(200)의 하면에 충돌한 배가스가 방향을 바꾸어 제2 구획판(320)을 따라 하방향으로 이동하여 저류조부(100)의 상면에 충돌할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)는 배가스가 제1 구획판(310) 및 제2 구획판(320)에 의해 흐름 방향이 전환되며 벽면에 충돌함으로써, 배가스 중의 수분이 일정 부분 포집될 수 있다.

그리고, 이와 같이 포집된 수분은 재유입구(120) 방향으로 흐른 후 저류조부(100)로 재유입될 수 있다.

여기서, 흡착부(200)의 하면에는 유입구(210)가 형성되고, 수분 제거부(300)는 적어도 하나의 충돌판(330)을 포함할 수 있다.

유입구(210)는 배가스가 흡착부(200)로 유입되는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이 배가스는 유입구(210)를 통해 흡착부(200)로 유입된 후 흡착제와 접촉될 수 있다.

충돌판(330)은 유입구(210)의 하부에 절곡된 형상으로 설치되는 판 부재로서, 제1 구획판(310) 및 제2 구획판(320)을 통과하는 과정에서 미처 포집되지 못한 배가스 중의 수분이 도 2에 도시된 바와 같이 충돌판(330)과 충돌하며 포집될 수 있다. 이 경우, 충돌판(330)은 절곡된 형상으로 형성되어 배가스와의 접촉 면적을 극대화함으로써 수분 포집 성능을 높일 수 있다.

그리고, 이와 같이 포집된 수분 역시 재유입구(120) 방향으로 흐른 후 저류조부(100)로 재유입될 수 있다.

본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)에서, 흡착부(200)는 유입구(210) 상부에 적재되는 흡착제를 지지하도록 유입구(210)에 설치되는 격자망(220)을 포함할 수 있다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유입구(210)에는 격자망(220)이 설치되어 배가스가 유입구(210)를 원활하게 통과할 수 있으면서도, 유입구(210)의 상부에 적재되는 흡착제가 유입구(210)로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에서는 유입구(210) 및 격자망(220)의 일례를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 유입구(210) 및 격자망(220)의 형상을 다양하게 변형할 수 있다.

본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)에서, 흡착부(200)의 하면은 유입구(210) 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 흡착부(200) 중 최하단에 유입구(210)가 형성되도록 흡착부(200)의 하면이 경사면으로 형성될 수 있다.

이로 인해, 흡착부(200) 내부에서 배가스 중의 잔존 수분이 포집되는 경우에도, 경사지게 형성된 흡착부(200)의 하면을 따라 포집된 수분이 흘러 내려 재유입구(120)를 통해 저류조부(100)로 유입될 수 있다.

본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)에서, 흡착제는 활성탄을 구리에 담지시켜 형성될 수 있다. 여기서, 활성탄이란 흡착성이 강하고, 대부분의 구성물질이 탄소질로 된 물질의 일종으로서 다공성을 통해 표면적이 상대적으로 큰 물질을 일컫는다.

그리고, 활성탄에 구리를 담지하는 것은 활성탄의 표면에 구리 입자를 첨착시켜 코팅하는 일련의 과정을 일컫는다.

구체적으로, 구리를 담지시킨 활성탄의 경우, 대표적인 악취 물질인 황화수소와 다음의 식과 같이 반응할 수 있다.

- 식 1 -

- 식 2 -

상기의 식 1과 같이, 활성탄의 표면에 Cu(OH)₂가 작용점으로 생성되어 H₂S와 반응할 수 있다. 또한, 상기의 식 2와 같이 활성탄의 표면에 존재하는 작용기 중 C-OH가 담지 과정에서 C=O로 변하고, 다시 C=O 작용기는 H₂S와 반응할 수 있다.

이와 같은 반응에 따라 활성탄에 구리를 담지시켜 형성되는 흡착제는 황화수소 등의 악취 물질을 보다 효과적으로 흡착할 수 있다.

여기서, 흡착제는 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%일 수 있다.

상술한 바와 같이 활성탄에 구리를 담지시켜 형성되는 흡착제가 흡착 성능이 일정 부분 향상될 수 있으나, 구리의 중량비가 과다한 경우 오히려 흡착 성능이 저하될 수 있다.

이에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면, 미처리 흡착제에 비하여 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%인 흡착제의 경우, 황화수소의 흡착량이 약 3배 증가하는 것을 알 수 있다.

그러나, 활성탄에 대한 구리의 중량비가 5%인 흡착제의 경우, 오히려 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%인 흡착제의 경우보다 황화수소의 흡착량이 감소하는 것을 알 수 있다.

이것은 도 3에 도시된 바와 같이, 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%일 때까지는 활성탄의 비표면적이 큰 변화가 없으나, 3% 이상이 되면 비표면적이 급감함에 따른 것이다.

또한, 과량의 구리 담지 과정에서 구리 입자끼리 뭉치는 현상이 발생할 수 있고, 이와 같이 뭉쳐진 구리 입자에 의해 활성탄의 기공이 폐쇄되는 현상이 발생할 수도 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 배가스 처리 장치(1000)는, 활성탄에 대한 구리의 중량비가 3%인 흡착제를 사용하여 흡착 성능을 극대화할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 저류조부
110: 배출구
120: 재유입구
200: 흡착부
210: 유입구
220: 격자망
300: 수분 제거부
310: 제1 구획판
320: 제2 구획판
330: 충돌판
1000: 배가스 처리 장치

Claims (7)

1. 수분이 함유된 배가스를 수용하는 저류조부;
   흡착제를 수용한 상태로 상기 저류조부의 상부에 설치되어 상기 배가스 중 악취 성분을 흡착하는 흡착부; 및
   상기 배가스 중 상기 수분을 제거하도록 상기 저류조부와 상기 흡착부 사이에 개재되는 수분 제거부;를 포함하고,
   상기 저류조부의 상면에는
   상기 배가스가 상기 저류조부로부터 배출되는 배출구 및
   상기 배가스의 배출 경로 상에서 포집된 상기 수분이 상기 저류조부로 재유입되는 재유입구가 형성되고,
   상기 수분 제거부는
   상기 배출구로부터 상기 흡착부 방향으로 돌출 형성되어 상기 배가스의 배출을 상방향으로 가이드하는 제1 구획판 및
   상기 제1 구획판과 일정 간격 이격되게 상기 흡착부로부터 상기 저류조부 방향으로 돌출 형성되어 상기 배가스의 배출을 하방향으로 가이드하는 제2 구획판을 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡착부의 하면에는
   상기 배가스가 상기 흡착부로 유입되는 유입구가 형성되고,
   상기 수분 제거부는
   상기 유입구의 하부에 절곡된 형상으로 설치되는 적어도 하나의 충돌판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 흡착부는
   상기 유입구 상부에 적재되는 상기 흡착제를 지지하도록 상기 유입구에 설치는 격자망을 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 흡착부의 하면은 상기 유입구 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
   
6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 흡착제는
   활성탄을 구리에 담지시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 흡착제는
   상기 활성탄에 대한 상기 구리의 중량비가 3%인 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.

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