KR102452117B1 - 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법 - Google Patents

미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부공간을 포함하는 챔버; 상기 내부공간에 포함되는 약액 배출부; 상기 약액 배출부 상에 위치하고, 유해가스를 포함하는 혼합가스를 공급하는 혼합가스 공급부; 상기 혼합가스 공급부 상에 위치하는 버블 생성부; 상기 버블 생성부 상에 위치하는 제1 정화부; 상기 제1 정화부 상에 위치하는 제2 정화부; 상기 제2 정화부 상에 위치하고, 약액을 공급하는 약액 공급부; 상기 혼합가스 공급부와 상기 버블 생성부의 측면에 위치하는 약액 하강 이동부; 및 상기 챔버 외부에 위치하는 컨트롤러;를 포함하는 미세버블 혼합가스 정화장치에 관한 것이다. 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 저비용 및 고효율로 미세버블을 생성할 수 있고, 생성된 미세버블을 이용해 간편하게 유해물질을 제거할 수 있다.

Description

미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법 {MIXED GAS PURIFYING APPARATUS USING MICROBUBBLE AND METHOD OF PURIFYING MIXED GAS USING SAME}
본 발명은 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세버블을 효율적으로 생성하고, 상기 미세버블을 이용하여 혼합가스에 포함된 유해가스를 우수하게 정화할 수 있는 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법에 관한 것이다.
최근 들어 산업화, 도시화와 함께 증가하는 환경오염 문제로 인해 악취 문제는 소음과 함께 가장 보편적인 민원대상이 되고 있으며, 특히 축산 분뇨 농업시설 등의 오폐수 처리장, 사료, 비료 제조 등의 화학 공장, 정유공장, 하수처리장, 매립장 등의 장소를 중심으로 불쾌감이나 혐오감을 주는 물질뿐만 아니라, 인체의 건강에 직접적인 위해를 줄 수 있는 VOC 등의 유해물질이 복합적으로 포함된 것이 일반적이라는 점에서 문제의 심각성이 크다. 특히, 암모니아, 황화수소 같은 물질은 악취에 주요한 원인 물질로 지목되어 왔다. 최근 미세먼지 저감은 사회적인 이슈로, 미세먼지 배출량의 56%는 제조업에서 발생하며, 그 현장에서 배출되는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)은 초미세먼지 전구체로 작용하여 각각 0.345, 0.079의 전환계수를 갖는다.
종래의 대표적인 질소산화물(NOx) 처리법인 선택적촉매환원법(SCR)의 경우 장치비용 및 고가의 촉매로 인한 유지보수, 운영이 어렵고 동시처리가 불가능한 단점이 있다. 또한 최근 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)의 동시처리기술인 습식 스크러버 장치가 각광받고 있다. 상기 습식 스크러버 장치는 미세버블을 발생시켜, 미세먼지의 원인 물질을 포집하는 장치이고, 상기 미세버블은 10 내지 100μm의 직경을 가진 기포를 말하며, 기포 파괴시 OH 라디칼이 발생하여 산화·환원반응으로 미세먼지 제거가 가능하다. 그러나, 일반적인 통상의 습식 스크러버 장치는 효율이 낮은 문제가 있다.
또한 세정제에 따라 악취 성분을 용액에 용해하여 흡수하는 방법은 악취가스에 따라 유연하게 세정제를 활용할 수 있는 장점과 가스냉각과 더불어 집진효과까지 기대할 수 있다. 그러나 악취 성분의 용해 효율이 매우 떨어지는 경우가 많고, 세정제의 적절한 투입 등 까다로운 단점으로 많으며, 악취 물질에 따라 적용하는 세정제가 달라 농도조절이 어렵고 세정제에 따른 2차 악취 및 환경문제가 발생할 수도 있다. 이러한 기존 기술의 단점을 보완하기 위해서 미세먼지, 황산화물, 질소산화물, 악취 등을 동시에 제거할 수 있는 새로운 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 저비용 및 고효율로 미세버블을 생성할 수 있고, 생성된 미세버블을 이용해 간편하게 유해물질을 제거할 수 있는 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법을 제공하는데 있다.
또한 컨트롤러를 적용함으로써 가스의 유량 및 가스의 성분 데이터를 분석하여 작동 조건을 조절할 수 있고, 유동적으로 운전할 수 있는 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법을 제공하는데 있다.
또한 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 악취물질 등의 유해가스를 간편한 방법으로 동시에 제거할 수 있는 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부공간(110)을 포함하는 챔버(100); 상기 내부공간에 포함되는 약액 배출부(200); 상기 약액 배출부 상에 위치하고, 유해가스를 포함하는 혼합가스를 공급하는 혼합가스 공급부(300); 상기 혼합가스 공급부 상에 위치하는 버블 생성부(400); 상기 버블 생성부 상에 위치하는 제1 정화부(500); 상기 제1 정화부 상에 위치하는 제2 정화부(600); 상기 제2 정화부 상에 위치하고, 약액을 공급하는 약액 공급부(700); 상기 혼합가스 공급부와 상기 버블 생성부의 측면에 위치하는 약액 하강 이동부(800); 및 상기 챔버 외부에 위치하는 컨트롤러(900);를 포함하는 미세버블 혼합가스 정화장치(10)가 제공된다.
상기 혼합가스 공급부(300)가 상기 혼합가스를 상기 버블 생성부(400)에 공급하고, 제1 격벽(down comer, 310)을 포함하고, 상기 제1 격벽이 상기 혼합가스 공급부(300)와 상기 약액 하강 이동부(800)를 구획할 수 있다.
상기 버블 생성부(400)가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부(500)에 공급할 수 있다.
상기 버블 생성부(400)가 버블캡 트레이(410) 및 제2 격벽(420)을 포함할 수 있다.
상기 버블캡 트레이(410)가 기공을 포함하는 트레이(411) 및 상기 기공 상에 위치하는 버블캡(412)을 포함할 수 있다.
상기 버블캡(412)이 상기 트레이(411)의 기공 상에 위치한 원통 형상의 본체(4112) 및 상기 본체 상에 위치하고, ∩ 형상인 캡(4122)을 포함할 수 있다.
상기 캡(4122)의 측면에 위치하는 복수개의 슬롯(4122A)을 포함할 수 있다.
상기 제2 격벽(weir, 420)이 상기 버블 생성부와 상기 약액 하강 이동부(800)를 구획할 수 있다.
상기 제1 정화부(500)가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급할 수 있다.
상기 제2 정화부(600)가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출할 수 있다.
상기 제2 정화부(600)가 다공성 물체를 포함할 수 있다.
상기 약액 공급부(700)가 상기 약액을 상기 버블 생성부(400), 상기 제1 정화부(500) 및 상기 제2 정화부(600)로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급할 수 있다.
상기 약액 하강 이동부(800)가 상기 제1 격벽(down comer, 310), 상기 제2 격벽(weir, 420) 및 상기 챔버의 측벽으로 구획되고, 상기 제2 격벽(weir, 420)의 높이보다 오버플로우(overflow)된 약액을 상기 약액 배출부(200)로 이동시키기 위한 통로일 수 있다.
상기 컨트롤러(900)가 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스를 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전할 수 있다.
상기 미세버블 혼합가스 정화장치가 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 데이터를 측정하기 위한 센서(1,100)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 약액이 물(H2O), 차아염소산나트륨(NaClO), 아염소산나트륨(NaClO2), 염소산나트륨(NaClO3), 수산화나트륨(NaOH), 알칼리수(Alkaline Water) 및 이산화염소(ClO2) 으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 혼합가스가 유해가스를 포함하고, 상기 유해가스가 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 휘발성 유기 화합물(VOC), 분진, 염화수소(HCl), 불화수소(HF), 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄(CH3SH), 황화메틸(C2H6S), 이황화메틸(C2H6S2), 톨루엔(C7H8), 스타이렌(C8H8), 자일렌(C8H10), 아세트알데히드(C2H4O), 프로피온알데히드(C3H6O), 부틸알데히드(C4H8O), 발레르알데히드(C5H10O), 아세트산에틸(C4H8O2), 부탄올(C4H9OH), 메틸이소부틸케톤(C6H12O), 암모니아(NH4), 트리메틸아민(C3H9N), 프로피온산(C3H6O2), 부탄산(C4H8O2), 발레르산(C5H10O2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 사용하고, (a) 상기 미세버블 혼합가스 정화장치의 약액 공급부(700)를 통해 약액을 버블 생성부(400), 제1 정화부(500) 및 제2 정화부(600)로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급하는 단계; (b) 혼합가스 공급부(300)를 통해 혼합가스를 상기 버블 생성부(400)로 공급하는 단계; (c) 상기 버블 생성부(400)가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부(500)에 공급하는 단계; (d) 상기 제1 정화부(500)가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부(600)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급하는 단계; 및 (e) 상기 제2 정화부(600)가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출하는 단계;를 포함하는 혼합가스 정화방법이 제공된다.
단계 (e) 이후에, (f) 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스를 컨트롤러(900)가 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
단계 (d)가 (d-1) 상기 미세버블과 상기 약액을 접촉시키는 단계; (d-2) 상기 미세버블을 터트려 라디칼을 생성하는 단계; (d-3) 상기 라디칼로부터 산화환원 반응을 통해 상기 혼합가스를 정화시켜 1차 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 저비용 및 고효율로 미세버블을 생성할 수 있고, 생성된 미세버블을 이용해 간편하게 유해물질을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 컨트롤러를 통해 가스의 유량 및 가스의 성분 데이터를 분석하여 시스템의 작동 조건을 조절할 수 있고, 상기 시스템을 유동적으로 운전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 정유, 석유화학, 발전 및 철강 산업 등 전 제조업에서 미세먼지, 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 배출하는 전 사업장에 쉽게 적용이 가능하다.
또한, 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 이동형 모듈로 버스정류장, 지하철 공기 정화 등에 사용이 가능하며, 조선소 용접가스 및 하수도 정비 시 발생하는 악취 물질, 화학산업 반응기 유지보수 시 탱크 내부에 존재하는 잔여 화학물질 제거에 사용이 가능하다.
또한, 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법은 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 악취물질 등의 유해가스를 간편한 방법으로 동시에 제거할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 구성을 그린 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치에서 혼합가스(빨간색)와 약액(파란색)의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 버블 생성부를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 버블캡 트레이를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 다공성 물질을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 내부 약액의 체적분율을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 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, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 구성을 그린 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치에서 혼합가스(빨간색)와 약액(파란색)의 흐름을 나타낸 도면이다. 또한 도 4는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 버블 생성부를 확대한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 버블캡 트레이를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 다공성 물질을 보여주는 도면이다.
이하, 도 1 내지 6을 참조하여, 본 발명의 미세버블 혼합가스 정화장치 및 이를 이용한 혼합가스의 정화방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 내부공간(110)을 포함하는 챔버(100); 상기 내부공간에 포함되는 약액 배출부(200); 상기 약액 배출부 상에 위치하고, 유해가스를 포함하는 혼합가스를 공급하는 혼합가스 공급부(300); 상기 혼합가스 공급부 상에 위치하는 버블 생성부(400); 상기 버블 생성부 상에 위치하는 제1 정화부(500); 상기 제1 정화부 상에 위치하는 제2 정화부(600); 상기 제2 정화부 상에 위치하고, 약액을 공급하는 약액 공급부(700); 상기 혼합가스 공급부와 상기 버블 생성부의 측면에 위치하는 약액 하강 이동부(800); 및 상기 챔버 외부에 위치하는 컨트롤러(900);를 포함하는 미세버블 혼합가스 정화장치(10)를 제공한다.
상기 혼합가스 공급부(300)가 상기 혼합가스를 상기 버블 생성부(400)에 공급하고, 제1 격벽(down comer, 310)을 포함하고, 상기 제1 격벽이 상기 혼합가스 공급부(300)와 상기 약액 하강 이동부(800)를 구획할 수 있다.
상기 버블 생성부(400)가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부(500)에 공급할 수 있다.
상기 버블 생성부(400)가 버블캡 트레이(410) 및 제2 격벽(420)을 포함할 수 있다.
상기 버블캡 트레이(410)가 기공을 포함하는 트레이(411) 및 상기 기공 상에 위치하는 버블캡(412)을 포함할 수 있다.
상기 버블캡(412)이 상기 트레이(411)의 기공 상에 위치한 원통 형상의 본체(4112) 및 상기 본체 상에 위치하고, ∩ 형상인 캡(4122)을 포함할 수 있다.
상기 캡(4122)의 측면에 위치하는 복수개의 슬롯(4122A)을 포함할 수 있다.
상기 버블캡 트레이(410) 상에 일정한 높이의 약액이 저장되고, 상기 버블캡의 일부 또는 전부가 상기 약액에 잠긴 상태일 수 있다.
도 4 및 5를 참조하면, ∩ 형상의 캡(4122)은 혼합가스가 유입되는 압력에 따라 유동적으로 높이가 달라질 수 있고, 그에 따라 캡(4122) 측면에 위치한 슬롯(4122A)의 크기도 달라질 수 있다. 혼합가스 유입 유속은 약 10m/s 내지 30 m/s로 유지되어 미세버블을 형성한다. 또한, 이런 유동적인 캡구조로 인해 역류하는 약액의 흐름을 막을 수 있다. 공급된 혼합가스가 캡(4122)의 상단에 부딪히고, 혼합가스는 균일하게 여러방향으로 분산되어 균일한 미세버블의 분포를 형성할 수 있다.
상기 제2 격벽(weir, 420)이 상기 버블 생성부와 상기 약액 하강 이동부(800)를 구획할 수 있다. 상기 제2 격벽(weir, 420)의 높이보다 약액의 수위가 상승하게 되면, 상기 약액 하강 이동부(800)를 따라 넘친 약액이 아래로 떨어지며 수위를 유지할 수 있다.
상기 제1 정화부(500)가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급할 수 있다. 상기 제1 정화부(500)에서 기-액 반응 면적이 넓어지며 혼합가스와 약액이 반응하여 혼합가스에 포함된 유해가스 성분이 1차적으로 제거될 수 있다.
상기 제2 정화부(600)가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출할 수 있다.
상기 제2 정화부(600)가 다공성 물체를 포함할 수 있다.
상기 다공성 물체는 폴링(Pall ring), 라식링(Raschig rings), 버얼새들(Berl saddles), 텔레렛트(Tellerette), 트라이팩(Tri-Pack), HT-Pak(TM)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴링(Pall ring)을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 폴링(Pall ring)은 기-액 분산을 물리적으로 유도하는 물질로, 주로 습식 스크러버의 활성표면적을 넓히고, 유해물질 제거반응시간을 상승시키기 위해 사용될 수 있다. 또한 상기 폴링(Pall ring)은 대체로 플라스틱, 금속 등으로 구성될 수 있다.
상기 약액 공급부(700)가 상기 약액을 상기 버블 생성부(400), 상기 제1 정화부(500) 및 상기 제2 정화부(600)로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급할 수 있다.
상기 약액 공급부(700)가 상기 약액을 공급하기 위한 분사노즐(710)을 포함할 수 있다.
상기 약액 하강 이동부(800)가 상기 제1 격벽(down comer, 310), 상기 제2 격벽(weir, 420) 및 상기 챔버의 측벽으로 구획되고, 상기 제2 격벽(weir, 420)의 높이보다 오버플로우(overflow)된 약액을 상기 약액 배출부(200)로 이동시키기 위한 통로일 수 있다.
상기 컨트롤러(900)가 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스에 관한 데이터를 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전할 수 있다.
상기 미세버블 혼합가스 정화장치가 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 데이터를 측정하기 위한 센서(1,100)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 센서(1,100)를 통해 측정된 데이터는 가스유량, 가스농도(SOX, NOX, O3, CO, CO2, H2S, NH4, VOCs), 버블크기, 미세먼지(PM10, PM2.5)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 미세버블 공기 정화장치가 상기 약액 배출부(200)를 통해 배출된 약액을 저장하는 탱크(1,200)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 미세버블 공기 정화장치가 상기 약액 공급부(700)에 약액을 공급하는 펌프(1,300)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 미세버블 공기 정화장치가 상기 유해가스 공급부(300)에 유해가스를 공급하는 송풍기(1,400)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러(900)가 상기 송풍기(1,400) 및 상기 펌프(1,300)의 작동 조건을 조절하여 상기 미세버블 공기 정화장치를 유동적으로 운전할 수 있다.
상기 약액이 알칼리 용액일 수 있다.
상기 약액이 물(H2O), 차아염소산나트륨(NaClO), 아염소산나트륨(NaClO2), 염소산나트륨(NaClO3), 수산화나트륨(NaOH), 알칼리수(Alkaline Water) 및 이산화염소(ClO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 혼합가스가 유해가스를 포함하고, 상기 유해가스가 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 휘발성 유기 화합물(VOC), 분진, 염화수소(HCl), 불화수소(HF), 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄(CH3SH), 황화메틸(C2H6S), 이황화메틸(C2H6S2), 톨루엔(C7H8), 스타이렌(C8H8), 자일렌(C8H10), 아세트알데히드(C2H4O), 프로피온알데히드(C3H6O), 부틸알데히드(C4H8O), 발레르알데히드(C5H10O), 아세트산에틸(C4H8O2), 부탄올(C4H9OH), 메틸이소부틸케톤(C6H12O), 암모니아(NH4), 트리메틸아민(C3H9N), 프로피온산(C3H6O2), 부탄산(C4H8O2), 발레르산(C5H10O2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 사용하고, (a) 상기 미세버블 혼합가스 정화장치의 약액 공급부(700)를 통해 약액을 버블 생성부(400), 제1 정화부(500) 및 제2 정화부(600)로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급하는 단계; (b) 혼합가스 공급부(300)를 통해 혼합가스를 상기 버블 생성부(400)로 공급하는 단계; (c) 상기 버블 생성부(400)가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부(500)에 공급하는 단계; (d) 상기 제1 정화부(500)가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부(600)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급하는 단계; 및 (e) 상기 제2 정화부(600)가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부(700)로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출하는 단계;를 포함하는 혼합가스 정화방법이을 제공한다.
단계 (e) 이후에, (f) 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스를 컨트롤러(900)가 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
단계 (d)가 (d-1) 상기 미세버블과 상기 약액을 접촉시키는 단계; (d-2) 상기 미세버블을 터트려 라디칼을 생성하는 단계; (d-3) 상기 라디칼로부터 산화환원 반응을 통해 상기 혼합가스를 정화시켜 1차 정화가스를 상기 제2 정화부(600)에 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 붉은색은 혼합가스의 이동경로를 표시하고, 파란색은 약액의 이동경로를 표시한다. 이에 따르면, 탱크(1,200)로부터 펌프(1,300)가 가동되어 미세버블 혼합가스 정화장치의 상단에 위치하는 약액 공급부(700)로 약액이 공급된다. 상기 약액은 약액 공급부(700), 제2 정화부(600), 제1 정화부(500) 및 버블 생성부(400)를 지나 버블캡 트레이(410) 위로 차오르고, 제2 격벽(420)의 높이 보다 상기 약액의 수위가 상승하게 되면, 약액 하강 이동부(800)를 따라 아래로 떨어지며 수위를 유지할 수 있다. 상기 약액 하강 이동부(800)를 통해 낙하되는 약액은 가동되어 미세버블 혼합가스 정화장치의 하단에 위치하는 약액 배출부(200)에 차오른다. 이후, 상기 버블캡 트레이(410)의 하단으로 혼합가스가 송풍기(1,400)를 통해서 공급되고, 상기 혼합가스가 트레이(411)의 기공과 캡(4122)의 슬롯(4122A)을 통과하여 미세버블을 형성하게 된다. 미세버블이 형성되면 기-액 반응 면적이 넓어지면서 유해가스를 포함하는 혼합가스와 약액이 반응하여 유해가스 성분이 1차적으로 제거된 제1 정화가스가 형성된다. 다음으로, 제2 정화부(600)에서는 약액이 다공성 물질(pall ring)에 의해 분산되고, 제1 정화가스와 기-액 반응이 일어나 잔여 유해가스 성분가 2차적으로 제거된 제2 정화가스가 형성되고, 유해가스가 모두 제거된 제2 정화가스는 배출부를 통해서 외부로 배출된다.
도 7은 본 발명에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치의 내부 약액의 체적분율 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 버블의 생성 및 장치내 정상상태의 유동양상을 알 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 내부공간을 포함하는 챔버;
    상기 내부공간에 포함되는 약액 배출부;
    상기 약액 배출부 상에 위치하고, 유해가스를 포함하는 혼합가스를 공급하는 혼합가스 공급부;
    상기 혼합가스 공급부 상에 위치하는 버블 생성부;
    상기 버블 생성부 상에 위치하는 제1 정화부;
    상기 제1 정화부 상에 위치하는 제2 정화부;
    상기 제2 정화부 상에 위치하고, 약액을 공급하는 약액 공급부;
    상기 혼합가스 공급부와 상기 버블 생성부의 측면에 위치하는 약액 하강 이동부; 및
    상기 챔버 외부에 위치하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 혼합가스 공급부가 상기 혼합가스를 상기 버블 생성부에 공급하고, 제1 격벽(down comer)을 포함하고, 상기 제1 격벽이 상기 혼합가스 공급부와 상기 약액 하강 이동부를 구획하는 것인 미세버블 혼합가스 정화장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버블 생성부가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부에 공급하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 버블 생성부가 버블캡 트레이 및 제2 격벽(weir)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 버블캡 트레이가 기공을 포함하는 트레이 및 상기 기공 상에 위치하는 버블캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 버블캡이 상기 트레이의 기공 상에 위치한 원통 형상의 본체 및 상기 본체 상에 위치하고, ∩ 형상인 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 버블캡의 측면에 위치하는 복수개의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2 격벽(weir)이 상기 버블 생성부와 상기 약액 하강 이동부를 구획하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 정화부가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부에 공급하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 정화부가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 정화부가 다공성 물체를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 약액 공급부가 상기 약액을 상기 버블 생성부, 상기 제1 정화부 및 상기 제2 정화부로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 약액 하강 이동부가 상기 제1 격벽(down comer), 상기 제2 격벽(weir) 및 상기 챔버의 측벽으로 구획되고,
    상기 제2 격벽(weir)의 높이보다 오버플로우(overflow)된 약액을 상기 약액 배출부로 이동시키기 위한 통로인 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 컨트롤러가
    상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스를 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 미세버블 혼합가스 정화장치가
    상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 데이터를 측정하기 위한 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 약액이 물(H2O), 차아염소산나트륨(NaClO), 아염소산나트륨(NaClO2), 염소산나트륨(NaClO3), 수산화나트륨(NaOH), 알칼리수(Alkaline Water) 및 이산화염소(ClO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 혼합가스는 유해가스를 포함하고,
    상기 유해가스가 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 휘발성 유기 화합물(VOC), 분진, 염화수소(HCl), 불화수소(HF), 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄(CH3SH), 황화메틸(C2H6S), 이황화메틸(C2H6S2), 톨루엔(C7H8), 스타이렌(C8H8), 자일렌(C8H10), 아세트알데히드(C2H4O), 프로피온알데히드(C3H6O), 부틸알데히드(C4H8O), 발레르알데히드(C5H10O), 아세트산에틸(C4H8O2), 부탄올(C4H9OH), 메틸이소부틸케톤(C6H12O), 암모니아(NH4), 트리메틸아민(C3H9N), 프로피온산(C3H6O2), 부탄산(C4H8O2), 발레르산(C5H10O2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 혼합가스 정화장치.
  18. 제1항에 따른 미세버블 혼합가스 정화장치를 사용하고,
    (a) 상기 미세버블 혼합가스 정화장치의 약액 공급부를 통해 약액을 버블 생성부, 제1 정화부 및 제2 정화부로 이루어진 군으로부터 1종 이상에 공급하는 단계;
    (b) 혼합가스 공급부를 통해 혼합가스를 상기 버블 생성부로 공급하는 단계;
    (c) 상기 버블 생성부가 상기 혼합가스를 사용하여 미세버블을 생성하고, 상기 미세버블을 상기 제1 정화부에 공급하는 단계;
    (d) 상기 제1 정화부가 상기 미세버블과 상기 제2 정화부로부터 공급된 약액을 접촉시켜 혼합가스가 정화된 제1 정화가스를 상기 제2 정화부에 공급하는 단계;
    (e) 상기 제2 정화부가 상기 제1 정화가스와 상기 약액 공급부로부터 공급된 약액을 접촉시켜 제1 정화가스가 정화된 제2 정화가스를 외부로 배출하는 단계;를
    포함하는 혼합가스 정화방법.
  19. 제18항에 있어서,
    단계 (e) 이후에,
    (f) 상기 혼합가스, 상기 제1 정화가스 및 상기 제2 정화가스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 가스를 컨트롤러가 분석하고, 상기 미세버블 혼합가스 정화장치를 운전하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합가스 정화방법.
  20. 제18항에 있어서,
    단계 (d)가
    (d-1) 상기 미세버블과 상기 약액을 접촉시키는 단계;
    (d-2) 상기 미세버블을 터트려 라디칼을 생성하는 단계;
    (d-3) 상기 라디칼로부터 산화환원 반응을 통해 상기 혼합가스를 정화시켜 1차 정화가스를 상기 제2 정화부에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합가스 정화방법.
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