KR101787402B1 - 산업용 탈취기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업용 탈취기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전처리 공정으로서 냉각기를 통해 공기에 함유된 수분을 응축하면서 일부 악취 성분을 제거한 다음, 본처리 공정으로서 UV 탈취부를 통한 악취 성분의 제거와, 활성탄 흡착부를 통한 흡착과, 중화부 중화부를 통한 중화 처리가 순차적으로 이루어짐으로써 탈취 효율을 극대화할 수 있는 산업용 탈취기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 산업용 탈취기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수처리장, 분뇨처리장, 또는 대규모 쓰레기처리 환경사업소 등에서 발생하는 악취를 제거하기 위하여 쓰레기 처리 기술 중 전처리 탈취하는 공정을 개선하기 위한 것이다. 본 발명은 특히 수분과 악취가 매우 심한 공기를 처리하기 위한 것으로, 이를 냉각기에 거치도록 한 후, 본처리 공정을 통해 UV 탈취부를 통한 악취 성분 제거, 활성탄 흡착부를 통한 흡착 및, 중화부의 특별한 중화 처리 등을 순차적으로 거치도록 함으로써 특히, 수분과 악취가 많이 포함된 산업용 쓰레기의 악취에 대한 탈취 효율을 극대화하면서도, 처리 비용은 최대한 절감할 수 있는 본격 산업용 쓰레기 탈취기기술에 관한 것이다.
산업의 발달에 따라 환경 오염문제는 갈수록 심각해지고 있다. 이러한 추세에 따라 오염물질에 대한 규제도 더욱 강화되어야 한다는 요구도 점점 더 커지는 실정이며, 실제로 환경 오염물질을 제거하기 위한 여러가지 장치들도 개발되고 있다. 지금까지 사용해 온 통상적인 공기정화장치는 전원으로 작동하는 송풍장치의 구동에 의하여 실내공기를 강제로 순환시키면서 통상적인 필터에 의하여 오염물질을 여과시키거나 흡착시켜 먼지나 악취를 제거하는 방식을 채택하고 있다.
그런데, 종래의 공기 정화장치의 경우 필터가 오염물질에 의하여 폐색되면 효율이 저하되고, 고장의 원인이 되기 때문에 상기 공기정화장치를 분해한 후, 필터를 자주 청소해야 하는 번거로움이 있고, 특히 오염물질이 오염되어 있는 필터를 장시간 방치할 경우 오염물질에 곰팡이나 세균 등이 서식하여 악취가 발생할 뿐만 아니라 공기의 오염원으로 작용되고, 심한 경우에는 질병 발병의 원인이 되기도 하는 문제점이 있다.특히, 환경사업소에서 나오는 재활용 분리수거 쓰레기, 음식물 쓰레기, 인분 쓰레기 및 하수 슬러지 등을 처리하기 위한 종래의 탈취장치는 효율이 매우 낮아 이에 대한 근본적인 대책이 요구되어 오곤 했다.
산업용 쓰레기 등으로부터 발생하는 이러한 악취 및 VOCs(휘발성유기화합물)성분은 인간의 후각을 자극하여 불쾌감을 줄뿐 아니라 건강 상에 아주 크게 유해한 영향을 주는 물질로 알려져 있는데, 특히,휘발성 유기화합물은 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되고, 대기 중에서 질소산화물들과 광화학 반응을 일으켜 광화학 스모그를 유발시키는 물질로 대기 중의 오존층을 파괴하고, 인체에 매우 유해한 물질로 알려져 있으며, 특히 많은 사람들이 상시 노출되는 실내 환경에서 특정된 연소 관련 오염원이 없는 상황에서도 일부 휘발성 유기화합물은 높은 농도로 나타날 수 있어 환경 보건학적 측면에서 그 제거의 중요성이 강조되고 있다.
산업용 쓰레기 중에서도 특히, 분뇨나 음식물쓰레기는 수분과 악취가 매우 강한 특성이 있는데, 이 때문에 일반적으로 알려진 탈취 수단을 사용하는 경우 그 효과가 매우 낮기 때문에 이를 대체할 새로운 기술이 요구되어 왔다.
실제로 현장에서 적용되는 휘발성 유기화합물의 처리기술로서는 열소각, 흡착법, 촉매 소각법 등이 있으며, 상기 열소각 방식은 부하변동이 크고 저농도이며 낮은 유량인 경우 비경제적이고, 산화질소와 다이옥신을 발생하는 단점이 있고, 상기 흡착법은 케톤, 알데히드, 에스테르가 포함되면 흡착제의 흡착능력이 감소하며, 분진의 오염에 의해 흡착효율이 감소하는 단점이 있고, 상기 촉매 소각법은 비교적 낮은 유량의 중/저온 휘발성 유기화합물의 제거에 적용하기에는 과다한 초기 투자비, 높은 운전비 등으로 인해 비경제적이며, 또한 폭발 위험성이 있는 공정에 적용하기에는 어려운 문제점이 있다.
최근에 발생하는 대기오염의 경우 오염원이 다양해지고 계속적으로 새로운 오염물질이 발생하게 되어 종래의 단순 처리방법으로는 한계에 부딪히고 있으며, 또한 종래의 공기정화장치의 경우 공기 중의 오염원을 분해처리하는 방식이 아니고 단순 여과 또는 흡착하여 제2의 오염원을 발생시킬 뿐만 아니라 유지 관리하는데도 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
광촉매(Photocatalyst)란 빛(Photo)과 촉매(catalyst)의 합성어이며 빛을 이용한 촉매 혹은 광반응을 가속시키는 촉매를 의미하는데, 빛을 에너지원으로 하여 촉매반응을 진행시킬 수 있어 많이 활용되고 있다. 그런데 광촉매는 반응에 직접 참여하여 소모되지 않으면서도 기존의 반응과는 다른 매커니즘을 제공하여 반응속도를 가속시킬 수 있는 일반적인 촉매로의 기본조건을 만족함은 물론 발현하고자 하는 물질에 빛을 조사하였을 때 자외선을 흡수하여 강한 환원력과 산화력을 가질 수 있는 반도체성 금속 산화물이나 황화합물이 주로 이용되는데, 이러한 광화학 반응을 유발시키는 광촉매로 가장 많이 사용되는 금속산화물은 이산화티타늄(TiO2)이다. 광촉매는 오염물질을 완전히 산화/분해시킴으로써 2차 오염을 배제시킬 수 있고, 액상 및 기상에서 오염물질을 처리할 수 있으며, 상온/상압 및 저온에서도 처리가 가능하고, BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand) 및 색도, SS(Settleable Solids), 냄새 제거능력도 탁월하며, 중금속 제거, 난분해성 유기물질 제거, 각종 미생물의 살균효과가 우수하며, 광촉매를 이용한 살균장치는 처리수량에 비하여 설치면적이 좁다는 장점까지 가지고 있어서 다양한 산업분야 및 실생활 분야에서 그 사용범위가 확대되고 있다. 이에 자외선과 광촉매를 이용하여 공기 중의 오염물질을 직접 분해하여 2차적 오염원을 미연에 방지하면서 오염된 실내공기를 효과적으로 정화하는 탈취효율이 우수한 공기정화장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1000306호에서는 도 4에 도시된 바와 같이 공기유입구(11)와 배기구(12)를 구비한 본체(10); 상기 공기유입구(11)를 통해 유입된 오염된 공기 중의 미세 고형물질을 제거하는 전처리 필터부(20) 및 중간 필터부(30); 오염된 공기 중의 악취성분을 자외선 램프와 광촉매의 광산화 및 촉매산화반응에 의해 제거하는 다수 개의 공기정화부재(50)를 내장한 카트리지 필터부(40); 상기 카트리지 필터부(40)를 통해 분해된 가시의 재결합을 방지하는 흡착필터부(60);로 이루어지는 탈취장치에 있어서, 상기 카트리지 필터부(40)는 필터를 구성하기 위한 고정프레임(43); 상기 고정프레임(43)의 상당에 위치하여 연결되는 고정프레임 덮개(41); 상기 고정프레임 덮개(41)와 고정프레임(43)을 결합하여 고정하고, 분해될 수 있도록 형성된 결착부재(42); 상기 고정프레임(43)에 체결되어 악취로 오염된 공기를 광촉매 반응에 의해 악취성분을 제거할 수 있도록 하는 공기정화부재(50); 상기 고정프레임상에 형성되어 UV램프(55)가 용이하게 공기정화부재(50) 내부로 인입되게 하는 UV램프공(44);으로 구성됨을 특징으로 하는 자외선과 광촉매를 이용한 탈취장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 등록특허의 경우 음식물 쓰레기와 같이 수분과 악취 성분이 다량 함유되어 있어서 음식물쓰레기나 하수 슬러지 등으로부터 발생하는 공기의 유입 속도가 빨라지거나 공기 유입량이 많을 경우 광촉매 작용에 의해 악취를 제대로 분해, 제거하지 못하고 미처리된 악취 성분이 누적적으로 증가하는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 고효율, 고용량의 산업용 탈취기 개발이 시급한 실정이다.
한편, 종래의 대표적인 산업적 탈취 방식으로는 바이오필터 방식, 활성탄흡착 방식 및 약액세정 방식을 들 수 있다.
바이오필터 방식은 합성고분자 담체에 부착된 미생물에 의한 악취 처리 방식으로, 특히 광범위한 취기에 효과적인 장점이 있는 반면, 미생물을 이용하기 때문에 온도에 민감하고 적용가능한 악취물질이 제한적이고 담체 오염시 탈취 효과가 급격히 감소하는 단점이 있다. 따라서 유지관리가 어렵고, 그에 따른 비용 또한 매우 높은 기술로 알려져 있어 사업소 현장에 도입하는데 많은 애로가 발생하게 된다.
한편, 활성탄흡착 방식은 활성탄 표면을 화학 처리하여 악취를 흡착하는 방식인데, 장치 구조가 간단하고 제조단가가 저렴한 반면, 타르, 분진 제거에 필요한 전처리 시설이 별도로 필요하고, 고농도, 고습도의 악취 처리시에 파괴점 도달속도가 빠르기 때문에 교체주기가 빠르며, 효과 또한 낮고, 비용은 많이 소요되는 단점이 있다. 또한 탈취탑 내에 수분제거 시설을 별도 설치해야 하는 번거로움이 있고 부품의 잦은 교체에 따라 유지비가 과다한 문제가 발생한다.
많은 환경사업소에서 일상적으로 사용하는 약액세정 방식은 약액 세정수에 의한 산화, 환원 및 중화 반응에 의한 악취처리 방식인데, 그 설치비용이 다소 낮고, 유입되는 가스가 고온이거나 분진을 함유하는 경우에도 사용이 가능한 장점이 있으나, 약액세정 방식은 그 설치비용이 바이오필터 방식에 비해서는 상대적으로 낮지만 본 발명에 비해 약 1.5배 이상에 이르는 등 설치비용이 높고, 약액을 사용함에 따라 이에 대한 추가적인 폐수 처리비용이 발생하게 되며, 운용시 부대시설이 과다하게 필요하고 철저한 급/배수 관리가 필요하며, 약액의 사용에 따른 환경오염의 문제도 발생할 위험이 문제점으로 지적되곤 해 왔다.
따라서, 음식물쓰레기나 분뇨 등의 습기와 악취가 동시에 많이 포함된 공기를 효과적으로 정화할 수 있는 저비용 산업용 맞춤형 탈취기의 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 개발된 것으로, 특히, 공기 중 습기 및 악취가 같이 포함되며, 특히 악취가 매우 강하고 대량으로 발생하는 산업용 쓰레기 탈취를 목적으로 하는 것이다. 본 발명의 목적은 본격 탈취의 전처리 공정으로 냉각기를 통해 공기에 함유된 수분을 응축시켜 악취 성분을 일부 제거한 다음, 본처리 공정으로서 UV 탈취부를 통한 악취 성분의 제거와, 활성탄 흡착부를 통한 흡착과, 중화부를 통한 중화 처리가 순차적, 효율적으로 이루어지도록 설계함으로써 탈취 효율을 극대화할 수 있는 산업용 탈취기를 제공하는 것이다. 이를 통해 종래방식과 달리 매우 효과적인 탈취 성능을 시현할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 특별히 냉각기 구성을 히트 파이프를 채용함으로써 습기가 많은 악취 공기로부터 습기를 신속하게 효율적으로 제거하면서도, 작업현장에 맞도록 맞춤형 설비가 가능한 전력소모가 없는 에너지 절감형 산업용 탈취기를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 다양한 산업용 탈취기에 적용할 수 있으며, 바이오필터 방식 및 약액 세정 방식 등 종래의 산업적 탈취기술에 비해 설비비가 매우 저렴할 뿐 아니라, 유지 관리까지 고려한 유지보수비가 저렴하고, 부품 교체 주기 또한 다른 탈취 방식에 비해 길기 때문에 유지 보수가 간편한 기술을 제공하고자 한다. 또한, 별도의 수처리 설비, 수분 제거 설비, 전처리 설비 없이도 운전이 가능하며 확장성과 운전이 편리한 산업용 탈취기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 산업용 탈취기는 본체와; 상기 본체의 내부 공간을 구획하되 개구부가 형성되며 연속되는 제1프레임 내지 제3프레임과; 상기 본체 일측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬과; 상기 제1프레임의 일측에 설치되어 상기 흡입팬을 통해 유입된 공기 중의 먼지를 제거하는 필터와; 상기 제1프레임의 타측에 설치되어 상기 필터를 거친 공기를 냉각하여 공기 중에 함유된 수분을 응축시키고 탈취하는 냉각기와; 상기 제2프레임의 일측에 설치되며 자외선을 조사하는 UV 탈취부와; 상기 제2프레임의 타측에 설치되는 활성탄 흡착부와; 상기 제3프레임의 일측에 설치되며 공기 중에 함유된 악취 성분을 중화시키는 탈취활성성분이 함유된 악취 성분 중화부와; 상기 본체 타측에서 악취 성분 중화부와 연계 설치되며 탈취된 공기를 외부로 배출하는 배기팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기에 있어서, 냉각기는 히트 파이프로 이루어지며, 상기 히트 파이프는 용기와, 상기 용기 내면에 형성된 위크(wick)와, 상기 위크 내에 수용된 작동 유체로 구성되되, 일단에는 외부 열을 흡열하여 작동 유체의 증발이 이루어지는 증발부가 마련되고, 타단은 외부로 방열이 이루어지며 작동 유체의 응축이 이루어지는 응축부가 마련되며 응축된 작동 유체는 상기 위크에 흡수되어 상기 증발부로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기에 있어서, UV 탈취부는 격자 프레임에 설치된 UV 조사부와, 상기 UV 조사부의 후방에 배치되며 금속망 표면에 형성되는 광촉매부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기에 있어서, 광촉매부는 내부가 중공된 메조포러스 구조의 실리카 입자와, 그 내부에 수용되는 광촉매 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기에 있어서, 악취 성분 중화부는 이격 공간을 두고 상하로 적층된 구조로 이루어지며 개구홀이 형성된 다수의 케이싱과; 케이싱 내에 수용되는 고분자 수지 및 탈취활성성분이 겔 형태로 이루어지는 고분자 메트릭스;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기에 있어서, 탈취활성성분은 식물 추출물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 산업용 탈취기는 공기 중에 습기와 악취가 매우 강하고 대량으로 발생하는 산업용 쓰레기 등의 전처리 공정으로서 냉각기를 통해 공기에 함유된 수분을 응축하면서 일부 악취 성분을 제거한 다음, 본처리 공정으로서 UV 탈취부를 통한 악취 성분의 제거와, 활성탄 흡착부를 통한 흡착과, 중화부를 통한 중화 처리가 순차적으로 이루어짐으로써 탈취 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 이는 특히 습기가 많은 음식물쓰레기 처리시 큰 효율을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 탈취기는 바이오필터 방식 및 약액 세정 방식에 비해 설비비 및 유지보수비가 상대적으로 저렴할 뿐만 아니라, 교체 주기도 다른 탈취 방식에 비해 길어 유지 보수가 간편하다. 그리고 별도의 수처리 설비, 수분 제거 설비, 전처리 설비 없이도 운전이 가능하고 확장성과 운전이 편리한 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 산업용 탈취기의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 산업용 탈취기의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 히트 파이프 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4는 종래 탈취장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 산업용 탈취기의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 히트 파이프 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4는 종래 탈취장치의 구조를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 산업용 탈취기의 구조를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탈취기의 구조를 도시하는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 히트 파이프 구조를 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 산업용 탈취기(100)는 본체(101)와, 상기 본체(101)의 내부 공간을 구획하되 개구부가 형성된 제1프레임, 제2프레임 및 제3프레임(107c)과, 상기 본체(101) 일측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬(103)과, 상기 제1프레임(107a)의 일측에 설치되어 상기 흡입팬(103)을 통해 유입된 공기 중의 먼지를 제거하는 필터(110)와, 상기 제1프레임(107a)의 타측에 설치되어 상기 필터(110)를 거친 공기를 냉각하여 공기 중에 함유된 수분을 응축시키고 탈취하는 냉각기(120)와, 상기 제2프레임(107b)의 일측에 설치되며 자외선을 조사하는 UV 탈취부(130)와, 상기 제2프레임(107b)의 타측에 설치되며 활성탄 흡착부(150)와, 상기 제3프레임(107c)의 일측에 설치되며 공기 중에 함유된 악취 성분을 중화시키는 탈취활성성분이 함유된 악취 성분 중화부(160)와, 상기 본체(101) 타측에 악취 성분 중화부와 연계 설치되어 탈취된 공기를 외부로 배출하는 배기팬(105)을 포함하여 이루어진다.
상기 본체(101)는 탈취기(100) 외형을 형성하는 것으로서 일단에는 상기 흡입팬(103)이 설치되고, 타단에는 상기 배기팬(105)이 형성된다.
상기 흡입팬(103)의 일측에서부터 상기 제1프레임, 제2프레임 및 제3프레임(107a,107b,107c)이 순차적으로 연속하여 이격 설치된다.
상기 제1프레임(107a)에는 필터(110)와, 냉각기(120)가 설치되고, 상기 제2프레임(107b)에는 UV 탈취부(130)와, 활성탄 흡착부(150)가 설치되며, 상기 제3프레임(107c)에는 악취 성분 중화부(160)가 설치된다.
그리고 각 프레임(107a,107b,107c)은 공기가 이동할 수 있도록 개구부(108)가 형성됨으로써, 상기 각각의 처리과정을 통과한 악취가 저감된 공기가 통과하도록 한다.
상기 필터(110)는 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter)인 것을 예시할 수 있으며, 공기 중의 먼지 등을 제거하는 것으로서 0.05~0.5㎛의 입자에 대해 85~99.975% 이상의 포집능력을 가지며 필터의 여과지는 직경 1~10㎛ 이하의 유리 섬유로 이루어지는 것을 예시할 수 있으나, 먼지의 크기 및 필요에 따라 조정할 수 있다.
상기 냉각기(120)는 음식물 쓰레기 등으로부터 발생하는 수분함량이 높은 공기 중에 혼합된 악취와 습기를 함께 급속 냉각시킴으로써 물방울을 형성하여 배출하는 습기제거 역할을 한다. 이를 통해 수분 뿐 아니라, 수분 내에 포함된 악취를 동시에 제거할 수 있다. 또한, 냉각기는 통상의 공조 장치를 이용하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 냉각기(120)는 히트 파이프(121)로 이루어지는 것을 특징적으로 예시할 수 있다. 냉각방식 중에서도 히트 파이프(121)를 이용하게 되면 그 구성은, 용기(122)와, 상기 용기(122) 내면에 형성된 위크(wick)(123)와, 상기 위크(123) 내에 수용된 작동 유체로 구성된다. 위크(123)는 금망, 발포제, 펠트(felt), 섬유, 소결금속 등의 다공성물질 등을 예시할 수 있으며, 작동 유체는 (HCFC, hydrochlorofluorocarbon)인 것을 예시할 수 있다.
상기 히트 파이프(121)는 증발부(121a)와, 응축부(121b)와, 상기 증발부(121a)와 응축부(121b) 사이에 배치되는 단열부(121c)로 이루어진다.
상기 히트 파이프(121)는 일단에는 외부 열을 흡열하여 작동 유체의 증발이 이루어지는 증발부(121a)가 마련되고, 타단은 외부로 방열이 이루어지며 작동 유체의 응축이 이루어지는 응축부(121b)가 마련되며 응축된 작동 유체는 상기 위크(123)에 흡수되어 상기 증발부(121a)로 다시 이동한다. 즉, 상기 응축부(121b)에서 응축된 작동 유체는 상기 위크(123)에 흡수되어 모세관 현상에 의해 상기 증발부(121a) 쪽으로 이동하고, 증발부(121a)의 작동 유체는 통과하는 공기의 열에 의해 가열되어 증발이 되고 이때 잠열이 증기에 주어지고, 증기가 저압인 응축부 쪽으로 이동하여 열을 방출한 다음 위크(123)에 흡수되는 과정이 반복되면서 냉각이 이루어진다. 그런데 이 작용은 별도의 전력소모 없이 매우 신속하게 일어남으로써 유지관리의 비용과 편의성이 매우 획기적으로 높아지게 된다. 또한, 다양한 현장 상황에 맞도록 히트 파이프(121)를 설치할 수 있어 현장 맞춤형으로 제조할 수 있는 장점이 있다.
히트 파이프(121)는 높은 열회수율을 가지는데, 이는 하나의 히트 파이프 외면에 급배기 양유체의 열교환을 행할 수 있기 때문에 2차 전열면(fin)을 부가할 수 있어 고성능으로 열회수가 가능하며, 열회수시 순환 펌프나 회전 모터, 전열 교환기 등이 필요하지 않기 때문에 동력이 절약되는 잇점이 있다.
또한, 콤팩트하고 간단한 구조로 구동부가 없어 고장이 적고, 각 히트 파이프가 독립되어 고장시 상호 영향이 없고, 콤팩트하고 경량이어서 배관 도중에 설치할 수 있어 작업성이 뛰어나며, 급배기를 분리판으로 구분하고 있어 길이를 자유롭게 조절 가능하며, 본 발명과 같이 악취 발생장소에 맞도록 맞춤 작업하기에 용이한 장점을 갖고 있다.
이를 통해 대량의 습기와 악취가 매우 강한 음식물쓰레기나 인분 등의 환경사업소 처리시설 등에서 나오는 악취가 매우 강한 공기를 급속하게 통과시키면서도 공기 중의 습기를 효과적으로 제거함으로써 악취제거의 1단계를 강력하게 처리하고, 후속 탈취 공정을 통해 더욱 미세하게 잡아 처리하게 된다.
한편, 히트 파이프의 재질은 강산과 강알칼리와 접촉시에도 문제가 없는 스테인레스 스틸을 사용하는 것이 바람직하며, 특정 화학성분에 강한 소재를 코팅하여 사용할 수도 있다. 이는 음식물쓰레기등에서 증발되는 수분이 응축될 경우 강산, 또는 강알칼리 특성을 띠는 경우가 많아 일반 금속류 사용시 쉽게 용해시키고 내구성이 크게 떨어지기 때문이다.
한편, 상기 UV 탈취부(130)는 격자 프레임(131)에 설치된 UV 조사부(133)와, 상기 UV 조사부(133)의 후방에 배치되며 금속망 표면에 형성되는 광촉매부(137)를 포함하여 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 UV 조사부(133)는 상기 격자 프레임(131) 상에 설치되는 다수의 UV 램프인 것을 예시할 수 있으며, 상기 UV 램프는 후방에 배치된 광촉매부 표면으로 자외선을 조사하게 된다.
상기 광촉매부(137)는 금속 또는 플라스틱 망 소재 표면에 접착제를 도포한 상태에서 입자를 분사하여 코팅하는 방식으로 형성될 수 있다.
여기서 코팅되는 입자는 내부가 중공된 메조포러스 구조의 실리카 입자와, 광촉매 입자를 포함하는 것을 예시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 표면에 광촉매 입자인 TiO2가 코어에 배치되고 다공성 실리카 입자가 상기 코어의 외곽에 배치되는 구조인 것을 예시할 수 있으며, 공지의 에어로졸을 이용한 자기조립 방법을 이용하여 제조되는 것을 예시할 수 있다.
광촉매 이용기술인 대한민국 등록특허 제10-1000306호에서는 다공체인 황토를 구 형상으로 만들고, 그 표면에 이산화티타늄으로 코팅하여 접촉면적을 최대화할 수 있다고 기재되어 있으나, 이 경우 표면의 이산화티타늄 코팅으로 인해 황토 자체는 외부로 노출되지 않아 실제로는 황토에 의한 흡착 성능은 사라지게 되며, 이산화티타늄도 다공성 특성이 있는 재질을 사용한다고 기재되어 있으나, 이산화티타늄 자체는 다공성 특성이 없기 때문에 다공성 물질을 활용하는 효과는 거의 기대하기 어렵고 광촉매 기능만 기대할 수 있게 된다. 다만, 상기 등록특허의 경우 악취 성분을 함유한 공기는 순간적으로 자외선에 노출되더라도 상당량은 자외선에 의해 제거되지 않고 UV 탈취부를 통과하게 된다.
그에 반해, 본 발명에서는 상기 실리카 입자가 메조포러스(Meso-porous) 구조로 이루어지기 때문에 기공을 통해 자외선이 메조포러스 구조 내부에 수용된 TiO2로 조사되어 악취 성분을 제거하는 광촉매 작용과, 실리카 표면의 무수한 기공에서 악취 성분을 흡착하는 작용을 한다. 따라서 일시적으로 실리카 입자 표면에 형성된 기공에 흡착된 악취 성분(암모니아, 제1아민, 황화수소 등)은 TiO2의 광촉매 작용에 의해 분해된다. 즉, 본 발명에서는 악취 성분의 흡착과, 자외선 조사 및 광촉매 분해 작용이 동시에 유기적으로 이루어지기 때문에 상기 등록특허에 비해 탈취 효과를 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 UV 탈취부(130)를 통과한 공기는 활성탄 흡착부(150)를 통과하면서 악취 성분이 2차적으로 흡착 제거된다.
상기 활성탄 흡착부(150)를 통과한 공기는 악취 성분 중화부(160), 즉, 이웃하는 케이싱 사이의 공간을 통과하면서 잔존하는 악취 성분이 최종적으로 중화된다.
상기 악취 성분 중화부(160)는 이격 공간을 두고 상하로 적층된 구조로 이루어지며 개구홀이 형성된 다수의 케이싱(161)과, 각 케이싱(161) 내에 수용되는 고분자 수지 및 탈취활성성분이 겔 형태로 이루어지는 고분자 메트릭스(163)로 구성되는 것을 예시할 수 있다.
한편, 상기 악취 성분 중화부(160)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 하측으로 공기가 유입되고 상측에서 공기가 배출되는 구조로 이루어질 수 있는데, 구체적으로 통 형상의 케이싱(161)은 망 형상의 다수의 선반(161a)으로 구획되어 있으며, 각 선반(161a)에는 다수의 고분자 메트릭스(163)가 놓여진다. 다만, 공기가 지그재그식으로 이동할 수 있도록 각 선반(161a)의 좌측 단부 또는 우측 단부에는 고분자 메트릭스(163)를 놓지 않고 교대로 비워두거나, 선반 좌우측에 유동로를 엇갈리게 배치할 수도 있다.
이와 같이, 상기 악취 성분 중화부(160)를 지그재그 방식으로 이동하도록 구성하게 되면 악취가 남아 있는 공기와 고분자 메트릭스(163)의 접촉하는 면적과, 접속 시간을 크게 높임으로써 탈취성분의 작용 정도를 크게 높임으로써 탈취 성능을 더욱 크게 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 도 2와 같이 공기가 수평하게 바로 통과하는 경우에는 풍량의 불균형으로 인해 각 고분자 메트릭스(163)의 소모량의 불균형이 발생하게 되지만, 도 3b와 같이 설계하는 경우에는 오랜 시간동안 공기가 균일하게 머물며 통과함에 따라 고분자 메트릭스(163)의 소모 또한 장소가 다르더라도 균일하게 이루어지며, 이 때문에 유지관리가 간편하고 비용도 절감할 수 있다.
이에 더하여, 악취 성분 중화부(160)에는 케이싱(161) 상측으로 배출되는 공기를 하측으로 재순환시킬 수 있도록 순환관(165)을 설치할 수도 있는데, 이는 처리된 공기를 점검하고 필요시 재처리하도록 지원함으로써 고농도 악취 성분이 함유된 공기 탈취를 더욱 효과적으로 지원할 수 있다.
또한, 상기 고분자 매트릭스(163)의 고분자 수지는 모노머를 중합하여 얻어질 수 있으며, 모노머로서는 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디메타크릴레이트 및 폴리프로필렌 글리콜디아크릴레이트 중 어느 하나를 선택하는 것을 예시할 수 있다. 상기 모노머를 중합할 때 탈취활성성분을 첨가하게 되는데, 모노머 100중량부를 기준으로 1~10중량부를 첨가하는 것을 예시할 수 있다.
또한, 상기 탈취활성성분은 식물의 잎, 줄기, 뿌리 등에서 추출한 식물 추출물인 것을 예시할 수 있다. 예를 들어, 솔잎, 감나무잎, 녹차잎, 은행잎 추출물인 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 추출물은 열수 추출한 다음 여과한 액상인 것을 예시할 수 있다. 탈취활성성분에 더하여 필요에 따라 특정한 향을 더하여 사용할 수도 있다.
이러한 악취 성분 중화부(160)에 따라 악취 성분이 암모니아, 제1아민, 황화수소가 중화되는 반응은 아래와 반응식 (1) 내지 (3)과 같다.
암모니아-반응식 (1)
제1아민-반응식 (2)
황화수소-반응식 (3)
결론적으로, 본 발명에 따른 탈취기(100)는 흡입팬(103)과 배기팬(105)의 풍량을 조절하여 최적의 처리 용량을 제어할 수 있으며, 유입된 공기에서 미세먼지를 필터(110)로 제거한 다음 냉각기(120)를 통해 공기에 함유된 수분을 응축하면서 일부 악취 성분을 제거하는 전처리와, UV 탈취부(130)를 통한 악취 성분의 산화와, 활성탄 흡착부(150)를 통한 흡착과, 중화부(160)를 통한 중화 처리를 통해 유기성 가스 등의 탈취 효율이 극대화되는 본처리가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 산업용 탈취기는 종래의 바이오필터 및 약액세정 방식에 비해 설치 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 운전 및 유지 관리가 편리하고, 탈취효율도 우수한 장점이 있다. 그리고 본 발명의 산업용 탈취기는 활성탄흡착 및 약액세정 방식과 비교할 때 추가적인 부대시설 내지 설비가 필요 없이도 독자적으로 운전할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 탈취기 101 : 본체
103 : 흡입팬 105 : 배기팬
107a : 제1프레임 107b : 제2프레임
107c : 제3프레임 108 : 개구부
110 : 필터 120 : 냉각기
121 : 히트 파이프 121a : 증발부
121b : 응축부 121c : 단열부
122 : 용기 123 : 위크
130 : UV 탈취부 131 : 격자 프레임
133 : UV 조사부 137 : 광촉매부
150 : 활성탄 흡착부 160 : 악취 성분 중화부
161 : 케이싱 161a : 선반
163 : 고분자 메트릭스 165 : 순환관
103 : 흡입팬 105 : 배기팬
107a : 제1프레임 107b : 제2프레임
107c : 제3프레임 108 : 개구부
110 : 필터 120 : 냉각기
121 : 히트 파이프 121a : 증발부
121b : 응축부 121c : 단열부
122 : 용기 123 : 위크
130 : UV 탈취부 131 : 격자 프레임
133 : UV 조사부 137 : 광촉매부
150 : 활성탄 흡착부 160 : 악취 성분 중화부
161 : 케이싱 161a : 선반
163 : 고분자 메트릭스 165 : 순환관
Claims (6)
- 본체와;
상기 본체의 내부 공간을 구획하되 개구부가 형성되며 연속되는 제1프레임 내지 제3프레임과;
상기 본체 일측에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬과;
상기 제1프레임의 일측에 설치되어 상기 흡입팬을 통해 유입된 공기 중의 먼지를 제거하는 필터와;
상기 제1프레임의 타측에 설치되어 상기 필터를 거친 공기를 냉각하여 공기 중에 함유된 수분을 응축시키고 탈취하는 냉각기와;
상기 제2프레임의 일측에 설치되며 자외선을 조사하는 UV 탈취부와;
상기 제2프레임의 타측에 설치되는 활성탄 흡착부와;
상기 제3프레임의 일측에 설치되며 공기 중에 함유된 악취 성분을 중화시키는 탈취활성성분이 함유된 악취 성분 중화부와;
상기 본체 타측에서 악취 성분 중화부와 연계 설치되며 탈취된 공기를 외부로 배출하는 배기팬;을 포함하는 산업용 탈취기에 있어서,
상기 냉각기는 히트 파이프로 이루어지며,
상기 히트 파이프는, 용기와, 상기 용기 내면에 형성된 위크(wick)와, 상기 위크 내에 수용된 작동 유체로 구성되되, 일단에는 외부 열을 흡열하여 작동 유체의 증발이 이루어지는 증발부가 마련되고, 타단은 외부로 방열이 이루어지며 작동 유체의 응축이 이루어지는 응축부가 마련되며, 응축된 작동 유체는 상기 위크에 흡수되어 상기 증발부로 이동하는 것을 특징으로 하며,
상기 UV 탈취부는, 격자 프레임에 설치된 UV 조사부와, 상기 UV 조사부의 후방에 배치되며 금속망 표면에 형성되는 광촉매부를 포함하여 이루어지며,
상기 악취 성분 중화부는, 이격 공간을 두고 상하로 적층된 구조로 이루어지며 개구홀이 형성된 다수의 케이싱과; 상기 케이싱 내에 수용되는 고분자 수지 및 탈취활성성분이 겔 형태로 이루어지는 고분자 메트릭스;로 구성되는 것을 특징으로 하는, 산업용 탈취기.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 광촉매부는,
내부가 중공된 메조포러스 구조의 실리카 입자와, 그 내부에 수용되는 광촉매 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 탈취기.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 탈취활성성분은 식물 추출물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 탈취기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170067359A KR101787402B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 산업용 탈취기 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170067359A KR101787402B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 산업용 탈취기 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101787402B1 true KR101787402B1 (ko) | 2017-10-18 |
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ID=60296576
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170067359A KR101787402B1 (ko) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 산업용 탈취기 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101787402B1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190105823A (ko) | 2018-03-06 | 2019-09-18 | (주)엔코아네트웍스 | Dual UV 램프와 흡착제를 이용한 악취 제거 장치 |
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2017
- 2017-05-31 KR KR1020170067359A patent/KR101787402B1/ko active IP Right Grant
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