KR102106894B1 - APPARATUS FOR ABSORPTING VOCs USING RAIL ABSORPTION CARTRIDGE AND THE METHOD THEREOF - Google Patents
APPARATUS FOR ABSORPTING VOCs USING RAIL ABSORPTION CARTRIDGE AND THE METHOD THEREOF Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 산업 현장에서 발생되는 유해성 화합물을 흡착, 농축시킨 후 촉매 산화시켜 무해한 가스로 배출시키는 유해성 화합물 흡착 장치에 있어서, 흡착과 탈착을 반복하여 사용할 수 있는 다수개의 카트리지를 연속적으로 배열하고, 흡착 중에 순환식으로 1~2 개의 카트리지에 열풍을 공급함으로써, 카트리지 내 유해성 화합물을 탈착시켜 카트리지를 주기적으로 재생시킬 수 있는 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge and a method thereof, and more specifically, an apparatus for adsorbing harmful compounds that adsorbs and concentrates harmful compounds generated in an industrial site and then catalytically oxidizes them to discharge as a harmless gas. In, by repeatedly arranging a plurality of cartridges that can be repeatedly used for adsorption and desorption, and by supplying hot air to one or two cartridges in a circulating manner during adsorption, the cartridges are desorbed to periodically regenerate the cartridges. The present invention relates to an apparatus and method for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge.
수지 또는 도료 등의 생산공정 혹은 인쇄, 도장 또는 클리닝 등의 설비로부터는, 예를 들면 아세톤, 이소프로필알코올, 초산에틸, 톨루엔, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA) 등의 유기용제를 포함하는 휘발성 유기화합물 및/또는 악취화합물(이하, ‘유해성 화합물’) 함유하는 공기가 배출된다. Volatile containing organic solvents such as acetone, isopropyl alcohol, ethyl acetate, toluene, and propylene glycol monomethyl ether acetic acid (PGMEA) from production processes such as resins or paints, or facilities such as printing, painting or cleaning. Air containing organic compounds and / or malodorous compounds (hereinafter referred to as 'harmful compounds') is discharged.
이와 같은 유해성 화합물은 인간의 건강과 환경에 해로운 영향을 끼치는 것으로 오랫동안 대기오염원으로 취급되어 왔으며, 유해성 화합물은 대기 중에서 이동성이 강하고 냄새를 유발할 뿐만 아니라 마취성이 강한 오염물질로 알려져 있으므로, 생산공정 혹은 인쇄, 도장 또는 클리닝 등의 설비의 배출공기 중의 유해성 화합물을 적절한 방법으로 제거할 필요가 있다.Such harmful compounds have been treated as air pollutants for a long time as having harmful effects on human health and the environment, and harmful compounds are known to have strong mobility and odor in the atmosphere, and are known as strong anesthetic pollutants. It is necessary to remove harmful compounds in the exhaust air of equipment such as printing, painting or cleaning in an appropriate manner.
상기와 같은 유해성 화합물을 흡착 및 농축시켜 제거하는 기술로서 가장 널리 쓰이고 있는 방식으로 제올라이트 로터 방식이 있다. 종래의 제올라이트 로터 방식은 제올라이트를 코팅한 로터의 흡착제를 교체해야 할 경우 로터 전체를 교체해야하는 번거로움이 있고, 특히 제거하고자 하는 유해성 화합물의 종류가 달라지면 그에 맞춰 흡착 성능이 좋은 제올라이트로 종류가 달라져야 하는데 그럴 경우 제올라이트 로터 전체를 바꿔야 하는 번거로움이 있었다. As a technique for adsorbing and concentrating and removing such harmful compounds, the zeolite rotor method is the most widely used method. In the conventional zeolite rotor method, when the adsorbent of the zeolite-coated rotor needs to be replaced, there is a hassle of replacing the entire rotor. In particular, if the type of the harmful compound to be removed is changed, the type of the zeolite having good adsorption performance should be changed accordingly. In that case, there was a hassle of changing the entire zeolite rotor.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.Next, the prior art existing in the field to which the technology of the present invention pertains will be briefly described, and then the technical matters to be differentiated from the prior art will be described.
종래 기술로서, 한국등록특허공보 제10-0355890호 및 제10-0821350호에서는 회전형 필터 카트리지 또는 흡착장치용 로터 등을 제시하였으나, 필터형 흡착제는 벌크형 흡착제에 비해 흡착용량이 적으며, 또한 회전 시 유로의 엇갈림으로 인해 탈착 가스가 누출될 수 있는 문제가 있었다. 반면 로터형 흡착, 농축 시스템은 로터의 셀들이 각각 유로의 역할을 함으로써 정지 없이 연속적으로 각 공정이 수행되어 유로의 엇갈림으로 인한 누출이 많지 않지만 제작비용이 높고 동일한 흡착량을 구현하려면 벌크 흡착제에 비해 그 크기가 커야 하며 흡착소재의 바꾸기 위해서는 로터 전체를 바꿔야 하는 문제점이 있었다.As a conventional technique, Korean Registered Patent Publications Nos. 10-0355890 and 10-0821350 have presented a rotary filter cartridge or a rotor for an adsorption device, but the filter-type adsorbent has a smaller adsorption capacity than a bulk-type adsorbent, and also rotates. There was a problem that the desorption gas could leak due to the staggering of the flow path. On the other hand, in the rotor type adsorption and concentration system, since each cell of the rotor acts as a flow path, each process is continuously performed without stopping, so that there are not many leaks due to staggering of the flow path. The size had to be large, and the entire rotor had to be changed in order to change the adsorption material.
또한, 한국공개특허공보 제10-2007-0017084호는 다수의 농축 뱅크가 사용되는 것으로, 보다 구체적으로는, 다수의 농축 뱅크를 구비하여 일부 농축 뱅크에서는 탈착 과정이 진행되고, 다른 농축 뱅크에서는 흡착 과정이 진행되는 기술로서, 농축 뱅크 및 이에 연결된 파이프가 독립적으로 구비되어 흡착제 교체 시 전체 농축 뱅크를 교체해야하는 문제는 없으나, 가스의 흐름을 변경시켜주는 다수의 밸브가 사용되므로 제작비용의 상승 및 제어 설계의 어려움이 발생되게 된다. In addition, Korean Patent Publication No. 10-2007-0017084 is that a plurality of concentration banks are used, and more specifically, a plurality of concentration banks are provided so that a desorption process is performed in some concentration banks and adsorbed in other concentration banks. As a technology that progresses, the concentration bank and the pipes connected to it are independently provided, so there is no problem of replacing the entire concentration bank when the adsorbent is replaced, but since multiple valves that change the flow of gas are used, the production cost is increased and controlled. Design difficulties arise.
또한, 한국공개특허공보 제10-2011-0086332호는 무빙베드식 휘발성유기화합물 연속농축장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 연속농축장치에 구비된 모듈이 엑츄에이터에 의해 수평방향으로 이동하는 반면, 가스는 모듈의 상, 하 방향으로 이동하여 모쥴이 정지 또는 이동 시 가스가 모쥴로부터 새는 것을 방지할 수는 있으나, 다수의 흡착모쥴이 수평방향으로 이동하는 것으로 각각의 모쥴이 네 방향으로 이동되기 위해 다수의 엑츄에이터가 사용되는 번거로움이 있었다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2011-0086332 relates to a moving bed type volatile organic compound continuous concentration device, more specifically, while a module provided in the continuous concentration device moves in a horizontal direction by an actuator, The gas moves in the up and down direction of the module to prevent the gas from leaking from the module when the module stops or moves, but the multiple adsorption modules move in the horizontal direction so that each module moves in four directions. There was a hassle of using multiple actuators.
이와 같은 실정에 따라, 본 발명은 산업 현장에서 발생되는 유해성 화합물을 흡착, 농축하여 제거하는 장치에 있어서, 종래의 장치들에 비해 설비의 구축 비용이 저렴하고, 흡착제를 재생시켜 지속적으로 사용가능하도록 하며, 흡착모듈의 교체가 용이하며, 또한, 흡착/탈착 과정에서 흡착가스와 탈착가스가 새거나 혼합되지 않도록 하는 새로운 구조의 유해성 화합물을 흡착 장치에 관한 기술을 제시하고자 한다.According to this situation, the present invention is a device for adsorbing and concentrating and removing harmful compounds generated in an industrial site, so that the cost of constructing equipment is lower than that of conventional devices, and the adsorbent is regenerated to be continuously usable. And, it is easy to replace the adsorption module, and also proposes a technique for adsorbing a harmful compound of a new structure that prevents the adsorption gas and the desorption gas from leaking or mixing during the adsorption / desorption process.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 유해성 화합물 흡착 농축 후 촉매산화 처리하는 설비에서 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수개의 수평으로 이어진 카트리지에 흡착제를 충전한 뒤 이를 지속적으로 사용하기 위해 흡착이 진행되고 있는 중에도 1~2개의 카트리지를 연속적으로 재생시키는 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems that occur in the conventional catalytic oxidation treatment after the adsorption concentration of harmful compounds as described above, the adsorption proceeds to continuously use it after filling the adsorbent in a plurality of horizontally connected cartridges An object of the present invention is to provide a device and method for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge that continuously regenerates one or two cartridges.
또한, 본 발명은 재생 중이 아닌 나머지 카트리지에서는 흡착이 계속 진행되고, 재생이 진행 중인 카트리지에서는 흡착된 유해성 화합물의 탈착이 진행되며, 탈착이 완료된 카트리지는 다시 흡착에 사용되도록 함으로써, 심리스(seamless) 방식으로 유해성 화합물을 제거할 수 있도록 하는 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.In addition, in the present invention, adsorption continues on the remaining cartridge that is not being regenerated, desorption of the adsorbed harmful compound proceeds on the cartridge that is being regenerated, and the desorption-completed cartridge is used for adsorption again, so that it is seamless. It is an object of the present invention to provide a device and method for adsorbing a hazardous compound using a continuous adsorption cartridge to remove the harmful compound.
또한, 본 발명은 1~2개의 카트리지를 연속적으로 재생시키는데 있어서, 열풍을 공급하고 배출시킬 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 상하로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 다시 상하로 이동하여 카트리지에 부착되어 밀폐된 뒤 열풍을 공급하여, 카트리지내 흡착제에 흡착되어 있는 유해성 화합물을 탈착하는 방식으로, 카트리지를 재생하여 흡착성능을 지속시킬 수 있도록 유지시킬 수 있도록 하는 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to continuously regenerate one or two cartridges, the hopper connected to the duct capable of supplying and discharging hot air moves up and down to separate from the cartridge, and then moves to the left or right and moves up and down again. Harmfulness using a continuous adsorption cartridge that is attached to the cartridge and sealed and then supplied with hot air to desorb the harmful compounds adsorbed on the adsorbent in the cartridge to regenerate the cartridge and maintain the adsorption performance. It is an object to provide a compound adsorption apparatus and a method thereof.
또한, 본 발명은 1~2개의 카트리지를 연속적으로 재생시키는데 있어서, 흡착가스와 탈착가스가 혼합되는 것을 방지하기 위해 탈착 열풍가스가 흐를 때는 호퍼가 상하로 이동하여 카트리지에 밀착되고 이동시에는 카트리지와 분리되어 이동되도록 하며, 아울러 탈착된 가스는 히터와 촉매를 거쳐 무해한 가스로 산화시킨 뒤 배출되도록 하는 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to continuously regenerate 1 to 2 cartridges, in order to prevent the adsorption gas and the desorption gas from mixing, the hopper moves up and down when the desorption hot air flows and is in close contact with the cartridge. The purpose of the present invention is to provide a device and method for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge that allows the desorbed gas to be oxidized to a harmless gas through a heater and a catalyst, and then discharged.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치는, 내부에 유해성 화합물을 흡착하는 흡착제가 충전되며 상부에서 하부 또는 하부에서 상부 방향으로 유해성 화합물을 포함하는 흡착가스를 통과시켜 가스 내 유해성 화합물을 흡착하는 카트리지를 적어도 2 이상 포함하며, 상기 카트리지가 연속적으로 병렬 배열된 구조를 갖는, 카트리지 모듈; 및 상기 카트리지 모듈내 각각의 카트리지에 순환식으로 부착 및 탈착되면서, 카트리지 내부로 열풍을 공급하여 카트리지 내부의 흡착제에 흡착된 유해성 화합물을 탈착시켜 배출시키는, 카트리지 재생 모듈;을 포함하며, 상기 카트리지 재생 모듈은, 열풍을 공급할 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 하부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 상부로 이동하여 카트리지에 부착되어 카트리지를 밀폐시킨 뒤, 카트리지 내부로 열풍을 공급하는, 열풍 공급 호퍼; 및 열풍을 배출시킬 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 상부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 하부로 이동하여 카트리지에 부착되어, 상기 열풍 공급 호퍼에서 공급되어 카트리지 내부를 통과한 열풍을 배출시키는 열풍 배출 호퍼;를 적어도 1쌍 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.A harmful compound adsorption device using a continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention is filled with an adsorbent adsorbing a harmful compound therein, and passes an adsorption gas containing a hazardous compound from top to bottom or bottom to top. A cartridge module including at least two cartridges for adsorbing harmful compounds in a gas, wherein the cartridges have a structure in which they are arranged in parallel in series; And a cartridge regeneration module for supplying hot air into the cartridge to detach and discharge harmful compounds adsorbed to the adsorbent inside the cartridge while being cyclically attached to and detached from each cartridge in the cartridge module. The module, after the hopper connected to the duct capable of supplying hot air moves to the bottom and is separated from the cartridge, moves to the left or right and moves upwards to be attached to the cartridge to seal the cartridge, and supplies hot air into the cartridge, Hot air supply hopper; And a hopper connected to a duct capable of discharging hot air, moves upwards and is separated from the cartridge, moves left or right, and moves downwards to be attached to the cartridge, so that the hot air supplied from the hot air supply hopper passes through the cartridge. It characterized in that it comprises at least one pair of hot air discharge hopper to discharge.
또한, 일 실시예로서, 상기 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치는, 상기 카트리지 재생 모듈을 통해 카트리지에서 탈착되어 배출되는 유해성 화합물을 촉매산화시켜 배출시키는 촉매산화장치;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, the device for adsorbing harmful compounds using the continuous adsorption cartridge further includes a catalytic oxidation device for catalytically oxidizing and discharging the harmful compounds that are desorbed and discharged from the cartridge through the cartridge regeneration module. Is done.
또한, 일 실시예로서, 상기 흡착제는, 활성탄, 제올라이트 및 알루미나로 이루어진 그룹 중에서 하나 이상을 사용하여 제조되는 벌크형 흡착제이며, 볼, 펠릿, 그래뉼, 불규칙한 형태의 파쇄된 형태 또는 이들이 혼합된 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, the adsorbent is a bulk adsorbent prepared using one or more of the group consisting of activated carbon, zeolite, and alumina, and has a crushed form of balls, pellets, granules, irregular forms, or a mixed form thereof It is characterized by.
또한, 일 실시예로서, 상기 카트리지 모듈은, 2 내지 30개의 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, the cartridge module is characterized in that it comprises 2 to 30 cartridges.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 내부에 유해성 화합물을 흡착하는 흡착제가 충전되며 상부에서 하부 또는 하부에서 상부 방향으로 유해성 화합물을 포함하는 가스를 통과시켜 가스 내 유해성 화합물을 흡착하는 카트리지가 적어도 2 이상 연속적으로 병렬로 배열되어 있는 카트리지 모듈을 이용하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 방법은, (a) 카트리지 모듈 내 카트리지로 유해성 화합물을 포함하는 가스를 통과시켜, 카트리지 내부 흡착제와 접촉시켜 유해성 화합물을 포함하는 가스내 유해성 화합물을 카트리지 내부 흡착제에 흡착시키는 흡착 단계; 및 (b) 열풍 공급 호퍼와 열풍 배출 호퍼가 유해성 화합물이 흡착된 카트리지에 순환식으로 부착 및 탈착되면서, 카트리지 내부로 열풍을 공급하여 카트리지 내부의 흡착제에 흡착된 유해성 화합물을 탈착시켜 배출시키는 탈착 단계;를 포함하며, 상기 (a) 단계와 (b) 단계는 동시에 수행되며, 상기 (b) 단계를 통해 유해성 화합물이 탈착되어 재생되는 카트리지는 상기 (a) 단계에 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, an adsorbent that adsorbs a hazardous compound is filled therein, and a cartridge that adsorbs a hazardous compound in a gas by passing a gas containing the hazardous compound from top to bottom or bottom to top A method for adsorbing a hazardous compound using a continuous adsorption cartridge, wherein a cartridge module in which at least two or more are continuously arranged in parallel, is used, (a) passes a gas containing a hazardous compound through the cartridge in the cartridge module, and Adsorption step of adsorbing the harmful compound in the gas containing the harmful compound to the adsorbent inside the cartridge by making contact; And (b) a desorption step in which the hot air supply hopper and the hot air discharge hopper are attached and detached to and from the cartridge to which the hazardous compound is adsorbed, while supplying hot air into the cartridge to desorb and discharge the harmful compound adsorbed to the adsorbent inside the cartridge. ;, Wherein the steps (a) and (b) are performed simultaneously, and the cartridge in which the harmful compound is desorbed and regenerated through the step (b) is used in the step (a).
또한, 일 실시예로서, 상기 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 방법은, (c) 상기 (b) 단계에서 카트리지로부터 탈착되어 배출되는 유해성 화합물을 촉매산화시켜 배출시키는 촉매산화 단계;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, the method for adsorbing harmful compounds using the continuous adsorption cartridge includes: (c) a catalytic oxidation step of catalytically oxidizing and discharging the harmful compounds desorbed and discharged from the cartridge in step (b); It is characterized by.
또한, 일 실시예로서, 상기 (a) 단계에서, 상기 흡착제는, 활성탄, 제올라이트 및 알루미나로 이루어진 그룹 중에서 하나 이상을 사용하여 제조되며, 볼, 펠릿, 그래뉼, 불규칙한 형태의 파쇄된 형태 또는 이들이 혼합된 형태를 갖는 벌크형 흡착제인 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, in the step (a), the adsorbent is prepared by using at least one of the group consisting of activated carbon, zeolite, and alumina, and the balls, pellets, granules, irregularly crushed forms, or a mixture thereof It is characterized in that it is a bulk-type adsorbent having a form.
또한, 일 실시예로서, 상기 (a) 단계는, 50℃ 이하에서 유해성 화합물을 포함하는 가스와 카트리지 내부 흡착제가 접촉되도록 하고, 상기 (b) 단계는, 카트리지 내부로 150℃ 이상의 열풍을 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment, the step (a), the gas containing the harmful compound at 50 ℃ or less so that the adsorbent inside the cartridge is in contact, the step (b), the step of supplying hot air of 150 ℃ or more into the cartridge It is characterized by.
본 발명에서 제시된 다수의 카트리지를 이용하는 흡착, 탈착(재생), 촉매산화 시스템은 벌크 흡착제를 사용함으로써, 로터형 흡착, 탈착(농축), 냉각 시스템을 사용하는 로터형에 비해 가격이 저렴하고 교체가 용이하다.Adsorption, desorption (regeneration), and catalytic oxidation systems using multiple cartridges presented in the present invention use bulk adsorbents, which are cheaper and more expensive to replace than rotor types using rotor adsorption, desorption (concentration), and cooling systems. It is easy.
또한, 다수의 카트리지에 충전된 흡착제 중 일부를 주기적으로 재생함으로써 흡착제를 지속적으로 사용할 수 있으며, 카트리지와 상하부의 호퍼가 밀착된 상태로 열풍이 흐르게 되어 흡착가스와 탈착가스가 혼합되지 않으며 호퍼의 이동시에는 카트리지와 분리된 뒤 이동되어 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있다.In addition, the sorbent can be continuously used by periodically regenerating some of the adsorbent filled in the multiple cartridges, and hot air flows in a state in which the cartridge and the upper and lower hoppers are in close contact, so that the adsorption gas and the desorption gas are not mixed and the hopper moves The can be moved after being separated from the cartridge to prevent friction damage.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치에서 호퍼가 카트리지에 밀착되어 열풍에 의해 유해성 화합물이 탈착되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치에서 호퍼가 카트리지에서 분리되어 다음 카트리지로 이동되는 움직임을 나타내는 도면이다.1 is a view for explaining a harmful compound adsorption apparatus using a continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing that the hopper is in close contact with the cartridge in the adsorption device for harmful compounds using a continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention, whereby the harmful compounds are desorbed by hot air.
3 is a view showing the movement of the hopper separated from the cartridge and moved to the next cartridge in the apparatus for adsorbing harmful compounds using the continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.In each drawing of the present invention, the size or dimensions of the structures are enlarged or reduced than actual ones for the sake of clarity of the present invention, and well-known components are omitted and shown to reveal characteristic features, and thus are not limited to the drawings. .
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In the detailed description of the principles of the preferred embodiment of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In addition, the configurations shown in the embodiments and drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다. 특히, 본 발명에서 ‘직경’은 구형의 입자뿐만 아니라 다양한 형상을 갖는 입자의 등가직경(equivalent diameter)을 지칭하며, ‘흡착’은 흡착제에 유해성 화합물이 흡착되는 일반적인 흡착 공정을 의미한다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art. Particularly, in the present invention, 'diameter' refers to the equivalent diameter of particles having various shapes as well as spherical particles, and 'adsorption' refers to a general adsorption process in which harmful compounds are adsorbed to the adsorbent.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.
본 발명은 산업 현장에서 발생되는 배출가스로부터 유해성 화합물을 흡착, 농축시킨 후 촉매 산화시켜 무해한 가스로 배출시키는 유해성 화합물 흡착 장치에 있어서, 흡착과 탈착을 반복하여 사용할 수 있는 다수개의 카트리지를 연속적으로 병렬 배열하고, 유해성 화합물 흡착을 수행하는 동시에 순환식으로 이미 유해성 화합물이 흡착되어 있는 일부 카트리지에 열풍을 공급하여, 카트리지 내 유해성 화합물을 탈착시켜 카트리지를 주기적으로 재생시킴으로써, 심리스(seamless) 방식으로 배출가스 내 유해성 화합물을 흡착하여 제거할 수 있도록 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention is a harmful compound adsorption device for adsorbing and concentrating a harmful compound from exhaust gas generated in an industrial site and then catalytically oxidizing it to discharge it as a harmless gas, and multiple cartridges that can be repeatedly used for adsorption and desorption are continuously paralleled Arrangement and adsorption of harmful compounds are performed, and at the same time, hot air is supplied to some cartridges in which harmful compounds are already adsorbed in a circulating manner, and the harmful compounds in the cartridges are desorbed to periodically regenerate the cartridges, so that the exhaust gas is seamless. It relates to a harmful compound adsorption apparatus and method using a continuous adsorption cartridge, so that the harmful compounds can be adsorbed and removed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치 및 그 방법을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, an apparatus and method for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge will be described in detail so that a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a harmful compound adsorption apparatus using a continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치는, 크게 카트리지 모듈(20) 및 카트리지 재생 모듈(30)을 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1, the harmful compound adsorption device using a continuous adsorption cartridge according to the present invention is largely composed of a
상기 카트리지 모듈(20)은, 적어도 2 개 이상, 바람직하게는 2 내지 30 개의 카트리지가 수평방향으로 연속적으로 병렬 배열되어 있는 구조를 갖으며, 각각의 카트리지는 내부에 유해성 화합물을 흡착하는 흡착제가 충전되며 상부에서 하부 또는 하부에서 상부 방향으로 유해성 화합물을 포함하는 흡착가스를 통과시켜 가스 내 유해성 화합물을 흡착하는 구조를 갖는다.The
상기 카트리지 내부에 충전되어 있는 흡착제는 활성탄, 제올라이트 및 알루미나로 이루어진 그룹 중에서 하나 이상을 사용하여 제조되는 벌크형 흡착제가 사용된다.The adsorbent filled in the cartridge is a bulk adsorbent prepared by using at least one of the group consisting of activated carbon, zeolite, and alumina.
상기 벌크형 흡착제는 볼, 펠릿, 그래뉼, 불규칙한 형태의 파쇄된 형태 또는 이들이 혼합된 형태를 갖으며, 1 ~ 15 mm 크기의 직경을 갖는다.The bulk adsorbent has balls, pellets, granules, irregularly crushed forms, or a mixture thereof, and has a diameter of 1 to 15 mm.
또한, 상기 카트리지 재생 모듈(30)은, 상기 카트리지 모듈내 각각의 카트리지에 순환식으로 부착 및 탈착되면서, 카트리지 내부로 열풍을 공급하여 카트리지 내부의 흡착제에 흡착된 유해성 화합물을 탈착시켜 배출시키는 방식으로 다시 유해성 화합물을 흡착할 수 있도록 카트리지를 재생시킨다.In addition, the
이를 위하여 상기 카트리지 재생 모듈은 열풍 공급 호퍼(32) 및 열풍 배출 호퍼(31)를 1 쌍으로 하여 적어도 1 쌍 이상을 포함하여 구성된다.To this end, the cartridge regeneration module includes at least one pair of hot
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치에서 호퍼가 카트리지에 밀착되어 열풍에 의해 유해성 화합물이 탈착되는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 호퍼가 카트리지에서 분리되어 다음 카트리지로 이동되는 움직임을 나타내는 도면이다.2 is a view showing that the hopper is in close contact with the cartridge in the harmful compound adsorption device using a continuous adsorption cartridge according to an embodiment of the present invention, the harmful compound is detached by hot air, Figure 3 is a hopper separated from the cartridge This diagram shows the movement of the cartridge.
도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 열풍 공급 호퍼(32)는 열풍을 공급할 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 하부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 상부로 이동하여 카트리지에 부착되어 밀폐된 뒤 카트리지 내부로 열풍을 공급하며, 상기 열풍 배출 호퍼(31)는 열풍을 배출시킬 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 상부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 다시 하부로 이동하여 카트리지에 부착되어 밀폐된 뒤 상기 열풍 공급 호퍼에서 공급되어 카트리지 내부를 통과한 열풍을 배출시킨다.As shown in Figure 2 and 3, the hot
이때, 열풍에 의한 흡착제 내 유해성 화합물의 탈착 효과를 높이기 위하여 카트리지를 통과하는 열풍의 방향은 흡착가스가 통과하는 방향과 동일한 방향 또는 반대방향이 되도록 한다. At this time, in order to increase the desorption effect of the harmful compounds in the adsorbent by the hot air, the direction of the hot air passing through the cartridge is the same direction as the direction in which the adsorbed gas passes or the opposite direction.
또한, 본 발명에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치는 상기 카트리지 재생 모듈을 통해 카트리지에서 탈착되어 배출되는 유해성 화합물을 촉매산화시켜 배출시키는 촉매산화장치(13)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the harmful compound adsorption device using the continuous adsorption cartridge according to the present invention may be configured to include a
한편, 본 발명에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치는 상기 구성 외에도 카트리지로 가스를 통과시키기 위한 흡착팬(10), 흡착 후 카트리지를 통과한 가스 중 일부를 열풍으로 사용하기 위하여 이동시키는 탈착팬(15), 촉매산화장치를 거친 촉매산화 후 가스를 이용하여 열풍을 예열시키는 열교환기(14), 열풍을 소정의 온도로 승온시키는 히터 A(11) 및 열풍에 의해 카트리지에서 탈착된 유해성 화합물을 포함하는 탈착가스를 촉매산화온도까지 승온시키는 히터 B(12)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the harmful compound adsorption device using the continuous adsorption cartridge according to the present invention is a suction fan (10) for passing gas through the cartridge in addition to the above configuration, and moves some of the gas that has passed through the cartridge for use as hot air after adsorption.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치의 흡착공정과 탈착공정에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the adsorption process and the desorption process of the harmful compound adsorption device using the continuous adsorption cartridge according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
먼저 흡착공정에 대해 살펴보면, 유해성 화합물을 포함하는 흡착가스(1)는 흡착팬(10)에 의해 카트리지를 통과하면서 카트리지 내부의 흡착재에 유해성 화합물이 흡착되며, 흡착 후 정화 가스(2)는 그대로 배출된다.Looking at the adsorption process first, the adsorption gas (1) containing the harmful compound passes through the cartridge by the adsorption fan (10), and the harmful compound is adsorbed on the adsorbent inside the cartridge, and after the adsorption, the purification gas (2) is discharged as it is. do.
또한, 열풍공정에 대해 살펴보면, 상기 흡착공정에서 흡착 후 정화 가스(2)는 그대로 외부로 배출되는데, 일부 흡착 후 카트리지를 통과한 가스(3)는 외부로 배출되지 않고 열풍 공급에 이용된다. 더욱 상세하게는 상기 흡착 후 카트리지를 통과한 가스(3)는 탈착팬(15)에 열교환기(14)로 보내져 예열되고, 열교환기로 예열된 열풍(4)은 히터 A(11)에 의해 유해성 화합물의 탈착에 필요한 소정의 온도까지 승온되어 탈착열풍(5)으로서, 상기 카트리지를 통과한다. In addition, when looking at the hot air process, after the adsorption process, the purifying
상기 카트리지를 통과한 열풍은 카트리재 내부의 흡착재에서 유해성 화합물을 탈착시켜며, 이와 같이 카트리지를 통과한 탈착가스(6)는 히터 B(12)에 의해 촉매산화에 필요한 온도까지 승온되며, 히터를 거친 탈착가스(7)는 촉매산화장치(13)로 공급되어 유해성 화합물을 촉매산화시킨다.The hot air passing through the cartridge desorbs the harmful compounds from the adsorbent inside the cartridge, and the desorption gas (6) passing through the cartridge is heated up to the temperature required for catalytic oxidation by the heater B (12), and the heater The coarse desorption gas (7) is supplied to the catalytic oxidation device (13) to catalyze harmful compounds.
상기 촉매산화장치(13)를 거친 촉매산화 후 가스(8)는 상기 열교환기(14)로 공급되어, 상기 흡착 후 카트리지를 통과한 가스(3)로 열을 공급하고, 촉매산화 및 열교환 후 배출가스(9)로서 외부로 배출된다.After the
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 방법은 다음 단계를 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a method for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge includes the following steps.
먼저, 카트리지 모듈 내 카트리지로 유해성 화합물을 포함하는 가스를 통과시켜, 카트리지 내부 흡착제와 접촉시켜 유해성 화합물을 포함하는 가스내 유해성 화합물을 카트리지 내부 흡착제에 흡착시키는 흡착 단계를 수행한다(S101).First, a gas containing a hazardous compound is passed through a cartridge in the cartridge module, and an adsorption step of adsorbing the harmful compound in the gas containing the hazardous compound to the adsorbent inside the cartridge is performed by contacting the cartridge with the adsorbent (S101).
상기 흡착 단계에서 유해성 화합물을 포함하는 가스와 카트리지 내부 흡착제가 접촉하는 온도는 50℃ 이하인 것이 바람직하며, 0 ~ 50℃가 더욱 바람직하다.In the adsorption step, the temperature at which the gas containing the harmful compound contacts the adsorbent inside the cartridge is preferably 50 ° C or less, and more preferably 0 to 50 ° C.
또한, 상기 흡착 단계가 수행되는 중에, 열풍 공급 호퍼와 열풍 배출 호퍼가 유해성 화합물이 흡착된 카트리지에 순환식으로 부착 및 탈착되면서, 카트리지 내부로 열풍을 공급하여 카트리지 내부의 흡착제에 흡착된 유해성 화합물을 탈착시켜 배출시키는 탈착 단계를 수행한다(S102).In addition, while the adsorption step is being performed, the hot air supply hopper and the hot air discharge hopper are attached and detached cyclically to the cartridge to which the hazardous compound is adsorbed, while supplying hot air into the cartridge to supply the harmful compound adsorbed to the adsorbent inside the cartridge. Desorption is performed by performing a desorption step to discharge (S102).
상기 탈착 단계에서 카트리지 내부로 공급되는 열풍의 온도는 110℃ 이상인 것이 바람직하며, 100 ~ 300℃가 더욱 바람직하다.In the desorption step, the temperature of the hot air supplied into the cartridge is preferably 110 ° C or higher, and more preferably 100 to 300 ° C.
상기 탈착 단계에서 카트리지로부터 탈착되어 배출되는 유해성 화합물을 촉매산화시켜 배출시키는 촉매산화 단계를 수행한다(S103).In the desorption step, a catalytic oxidation step is performed to catalytically oxidize and discharge the harmful compounds that are desorbed and discharged from the cartridge (S103).
또한, 상기 촉매 산화 단계에서 산화되어 배출되는 가스는 열교환기를 거쳐 상기 탈착 단계에서 사용되는 열풍을 예열시킨 후 배출되는 가스배출 단계를 수행한다(S104).In addition, the gas oxidized and discharged in the catalytic oxidation step is preheated by the hot air used in the desorption step through a heat exchanger, and then the gas discharge step is performed (S104).
여기서, 상기 흡착 단계와 탈착 단계는 동시에 수행되며, 상기 탈착 단계를 통해 유해성 화합물이 탈착되어 재생되는 카트리지는 상기 흡착 단계에 사용되어 진다.Here, the adsorption step and the desorption step are performed simultaneously, and a cartridge in which harmful compounds are desorbed and regenerated through the desorption step is used in the adsorption step.
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but these are merely exemplary, and various modifications and other equivalent embodiments are possible from those skilled in the art. Will understand. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
1 : 흡착가스
2 : 흡착 후 정화 가스
3 : 흡착 후 카트리지를 통과한 가스
4 : 열교환기로 예열된 열풍
5 : 탈착열풍
6 : 탈착가스
7 : 히터를 거친 탈착가스
8 : 촉매산화 후 가스
9 : 촉매산화 및 열교환 후 배출가스
10 : 흡착팬
11 : 히터 A
12 : 히터 B
13 : 촉매산화장치
14 : 열교환기
15 : 탈착팬
16 : 탈착 카트리지
17 : 흡착 카트리지
20 : 카트리지 모듈
30 : 카트리지 재생 모듈
31 : 열풍 배출 호퍼
32 : 열풍 공급 호퍼
1 -> 2 : 유해성 화합물을 포함한 가스가 흡착제를 통과하는 가스의 흐름
5 -> 6 : 열풍이 유입되어 농축된 탈착가스가 배출되는 가스의 흐름1: adsorption gas
2: Purification gas after adsorption
3: Gas that has passed through the cartridge after adsorption
4: Hot air preheated with a heat exchanger
5: Desorption hot air
6: Desorption gas
7: Desorption gas that passed through the heater
8: Gas after catalytic oxidation
9: Exhaust gas after catalytic oxidation and heat exchange
10: adsorption fan
11: heater A
12: heater B
13: catalytic oxidation device
14: heat exchanger
15: detachable fan
16: removable cartridge
17: adsorption cartridge
20: cartridge module
30: cartridge regeneration module
31: hot air discharge hopper
32: hot air supply hopper
1-> 2: The flow of gas through which the gas containing harmful compounds passes through the adsorbent
5-> 6: The flow of gas through which hot air flows and concentrated desorption gas is discharged.
Claims (6)
상기 카트리지 모듈 내 각각의 카트리지에 순환식으로 부착 및 분리되면서, 카트리지 내부로 열풍을 공급하여 카트리지 내부의 흡착제에 흡착된 유해성 화합물을 탈착시켜 배출시키는, 카트리지 재생 모듈;을 포함하며,
상기 카트리지 재생 모듈은,
열풍을 공급할 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 하부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 상부로 이동하여 카트리지에 부착되어 카트리지를 밀폐시킨 뒤, 카트리지 내부로 열풍을 공급하는, 열풍 공급 호퍼; 및
열풍을 배출시킬 수 있는 덕트가 연결된 호퍼가 상부로 이동하여 카트리지에서 분리된 뒤, 좌 또는 우로 이동하고 하부로 이동하여 카트리지에 부착되어, 상기 열풍 공급 호퍼에서 공급되어 카트리지 내부를 통과한 열풍을 배출시키는 열풍 배출 호퍼;를 적어도 1쌍 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치.An adsorbent that adsorbs a hazardous compound is filled therein, and at least two cartridges adsorbing the harmful compound in the gas are passed through an adsorption gas containing a hazardous compound from top to bottom or from bottom to top, and the cartridge is continuously A cartridge module having a structure arranged in parallel; And
Includes a cartridge regeneration module, which is attached to and detached from each cartridge in the cartridge module in a circular manner, supplies hot air into the cartridge to desorb and discharge harmful compounds adsorbed to the adsorbent inside the cartridge.
The cartridge regeneration module,
After the hopper connected to the duct capable of supplying hot air moves to the bottom and is separated from the cartridge, moves to the left or right, moves to the top, is attached to the cartridge to seal the cartridge, and supplies hot air into the cartridge, thereby supplying hot air to the hopper ; And
After the hopper connected to the duct capable of discharging hot air moves upwards and is separated from the cartridge, it moves to the left or right and moves downwards to be attached to the cartridge, discharging the hot air supplied from the hot air supply hopper and passing through the cartridge. Hot air discharge hopper to be characterized in that it comprises at least one pair, the harmful compound adsorption device using a continuous adsorption cartridge.
상기 카트리지 내부로 공급되는 열풍의 방향은 상기 흡착가스가 통과하는 방향과 동일한 방향 또는 반대방향인 것을 특징으로 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치.According to claim 1,
The direction of the hot air supplied to the cartridge is characterized in that the same direction or the opposite direction to the direction through which the adsorption gas passes, the harmful compound adsorption device using a continuous adsorption cartridge.
상기 카트리지 재생 모듈을 통해 카트리지에서 탈착되어 배출되는 유해성 화합물을 촉매산화시켜 배출시키는 촉매산화장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치.According to claim 1,
And a catalytic oxidation device for catalytically oxidizing and discharging harmful compounds that are desorbed and discharged from the cartridge through the cartridge regeneration module.
상기 흡착제는,
활성탄, 제올라이트 및 알루미나로 이루어진 그룹 중에서 하나 이상이 선택되며, 볼, 펠릿, 그래뉼, 불규칙한 형태의 파쇄된 형태 또는 이들이 혼합된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치.According to claim 1,
The adsorbent,
At least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, and alumina, characterized in that it has a crushed form of balls, pellets, granules, irregular shapes, or a mixture thereof, and the apparatus for adsorbing harmful compounds using a continuous adsorption cartridge.
상기 유해성 화합물을 포함하는 흡착가스와 카트리지 내부의 흡착제가 50℃ 이하에서 접촉되도록 하고, 상기 카트리지 재생 모듈이 카트리지 내부로 공급하는 열풍은 100℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 연속식 흡착 카트리지를 이용한 유해성 화합물 흡착 장치.According to claim 1,
Hazardous compounds using a continuous adsorption cartridge, characterized in that the adsorption gas containing the hazardous compound and the adsorbent inside the cartridge are contacted at 50 ° C. or less, and the hot air supplied by the cartridge regeneration module into the cartridge is 100 ° C. or more. Adsorption device.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR102372470B1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-10 | (주) 에덴 | VOCs concentration and removal system using chain-type rotating body |
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| JP2012149879A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-09 | Akos R&D Ltd | Air treatment device and method thereof |
| KR20170122924A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-07 | (주) 세츠 | Apparatus for concentrating volatile organic compound gas having stack type filter |
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