KR20240059812A - 폐가스 처리 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 공장, 화학 공장, 화공 플랜트 등에서 배출되는 폐가스를 습식 세정을 통해 처리하며 처리 과정에서 발생되는 불용성 물질에 의해 설비 시설물이 변색되는 현상을 방지하고 황산과 같은 위험 물질 없이 안전하게 처리할 수 있도록 한 폐가스 처리 설비에 관한 것으로서, 일단에 배기가스 유입구가 구비되고 타단에 배기가스 배출구가 구비되는 스크러버 바디; 일단은 세정수 저장조에 연결되며 타단은 상기 스크러버 바디 내의 복수 개소에 세정수를 공급하는 분사 노즐에 연결되는 세정수 공급 배관; 상기 스크러버 바디 내에 설치되며 상기 세정수와 상기 배기가스의 접촉 면적을 증대시키고 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 필터 모듈; 상기 스크러버 바디의 하부에 구비되며 상기 배기가스를 처리한 처리수가 수용되는 처리수 저장조; 상기 처리수 저장조에 수용된 처리수를 상기 세정수 저장조로 순환시키는 처리수 순환 배관; 및 상기 처리수 순환 배관 상에 설치되며 상기 처리수로부터 불용성 물질을 제거하여 불용물 배출 드레인을 통해 외부로 배출하는 고형물 제거 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 산성 또는 알칼리성 가스가 포함된 폐가스를 처리하는 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 공장, 화학 공장, 화공 플랜트 등에서 배출되는 폐가스를 습식 세정을 통해 처리하며 처리 과정에서 발생되는 불용성 물질에 의해 설비 시설물이 변색되는 현상을 방지하고 황산과 같은 위험 물질 없이 안전하게 처리할 수 있도록 한 폐가스 처리 설비에 관한 것이다.
반도체 제조 공장, 화학 공장, 화공 플랜트 등에서 배출되는 산성 또는 알칼리성 배기가스는 거의 대부분 암모니아, 불산, 염화수소 가스이며, 그대로 대기 중으로 방출되는 경우에는 환경오염 및 악취를 유발하는 원인이 된다.
따라서 이러한 배기가스는 유해 성분 등의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 중화 처리 과정이 반드시 필요하며, 종래에는 이와 같은 중화 처리 과정을 위해서 막대한 양의 황산, 염산 등의 약품을 사용하고 있다.
황산, 염산 등의 약품은 유해 화학물질이면서 동시에 사고 대비물질이므로 취급상의 어려움이 있고 누출 화학사고 등의 위험이 크다. 따라서 이를 사용하는 사업체에서는 화학사고 안전관리를 위해 방유제 등 안전 관련 시설을 설치해야 하고 유지 관리비용 또한 큰 문제가 있었다.
폐가스를 처리하는 종래 관련 기술의 장치로서는, 한국 등록특허공보 제10-0938911호에 개시되어 있다.
상술한 특허공보에는 암모니아가 포함된 폐가스를 가열하여 질소 및 수소로 분해시키는 열분해부, 열분해부를 통과한 폐가스에 공기를 주입하여 연소시키는 연소부를 구비하여 폐수의 발생을 줄이는 기술이 개시되어 있다.
그러나 상술한 특허공보에는 연소부에서 암모니아가 포함된 폐가스를 연소할 때 연소부의 온도가 특정한 지점에서 지속적으로 고온 상태로 유지되어 폐가스 처리장치의 손상이 발생할 수 있어 폐가스 처리장치의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상술한 특허공보에 개시된 기술은 반응기의 외주측에 가열수단이 배치되어 있고, 반응기의 가운데 부분에서 열분해 및 연소가 이루어지는 구조로 이루어져 암모니아가 포함된 폐가스를 소량으로 처리할 때에는 적합하지만, 규모가 큰 공장에서 대량으로 발생하는 암모니아가 포함된 폐가스를 처리하기 위해서는 폐가스 처리장치의 용량을 늘리는데 구조적으로 한계가 있어 대용량의 암모니아가 포함된 폐가스를 처리하는데 어려움이 있고, 대용량의 암모니아가 포함된 폐가스를 처리하기 위해서는 폐가스 처리장치의 수를 늘려야 하므로 설치 비용이 증대되는 문제점이 있다.
한편, 폐가스를 습식 세정을 통해 처리하는 과정에서 텅스텐이나 규소 등과 같은 불용성 물질이 처리수에 포함되고, 처리수를 순환하는 과정에서 불용성 물질이 비산되어 설비 시설물을 탈색시키거나 변색시키는 현상이 빈번하게 발생되고 있다. 또한, 처리수의 순환 과정에서 유해물질에 의한 오염도가 높아지는 경우 폐가스의 처리 효율이 급격하게 저하되고, 심각한 경우 공정의 중단을 초래할 수 있다. 따라서 처리수의 순환 과정에서 오염도를 저감시키는 대책이 시급한 실정이다.
본 발명은 폐가스의 습식 세정 공정 중에 처리수에 포함된 불용설 물질이 비산하여 설비 시설물을 탈색시키거나 변색시키는 문제점을 해결하고, 황산과 같은 위험 물질을 사용하지 않고 처리수의 순환 과정 중 유해물질 오염도를 개선할 수 있도록 한 폐가스 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 산성 또는 알칼리성 폐가스를 발생시키는 시설에서 배출되는 배기가스를 처리하는 폐가스 처리 설비에 있어서, 일단에 배기가스 유입구가 구비되고 타단에 배기가스 배출구가 구비되는 스크러버 바디; 일단은 세정수 저장조에 연결되며 타단은 상기 스크러버 바디 내의 복수 개소에 세정수를 공급하는 분사 노즐에 연결되는 세정수 공급 배관; 상기 스크러버 바디 내에 설치되며 상기 세정수와 상기 배기가스의 접촉 면적을 증대시키고 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 필터 모듈; 상기 스크러버 바디의 하부에 구비되며 상기 배기가스를 처리한 처리수가 수용되는 처리수 저장조; 상기 처리수 저장조에 수용된 처리수를 상기 세정수 저장조로 순환시키는 처리수 순환 배관; 및 상기 처리수 순환 배관 상에 설치되며 상기 처리수로부터 불용성 물질을 제거하여 불용물 배출 드레인을 통해 외부로 배출하는 고형물 제거 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 고형물 제거 모듈은 원심분리 탈수기, 진공 탈수기, 가압 여과 탈수기 중 어느 하나이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 처리수 순환 배관 상에는 상기 고형물 제거 모듈의 후단에 배치되어 상기 처리수로부터 유해물질 오염도를 낮추도록 처리하는 후처리 모듈이 더 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 후처리 모듈은, 상기 고형물 제거 모듈로부터 유입되는 여과수에서 오염수를 필터링하여 상기 세정수 저장조 측으로 배출하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터에 의해 필터링 되지 않은 고농도의 오염수를 외부로 배출하는 오염수 배출 드레인을 포함하는 분리 필터 모듈을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 처리수 순환 배관 상에 설치되며 상기 분리 필터 모듈로 향하는 분리 배출 배관과 상기 세정수 저장조 측으로 바이패스하는 바이패스 배관을 선택적으로 절환하여 연결하는 셀렉터; 상기 처리수 순환 배관 내의 처리수에 포함된 암모니아 농도를 측정하는 암모니아 센서; 및 상기 암모니아 센서에 의해 측정된 암모니아 농도가 암모니아 문턱값을 초과하는 경우 상기 셀렉터를 상기 분리 배출 배관 측으로 절환하고 그렇지 않은 경우 상기 셀렉터를 상기 바이패스 배관 측으로 절환하도록 제어하는 컨트롤러를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 후처리 모듈은 상기 처리수 순환 배관으로부터 유입되는 처리수에 포함된 암모니아 가스를 전기화학적으로 산화시켜 배출시키는 전기산화 반응조를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 전기산화 반응조에 소정 전류를 인가하는 정류기와, 상기 전기산화 반응조 내의 산화환원전위를 측정하는 산화환원전위 센서와, 상기 산화환원전위 센싱값에 따라 상기 정류기의 출력 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 활성 이온화 공기를 발생시키는 활성 이온화 공기 발생기와, 상기 활성 이온화 공기 발생기에서 발생된 공기를 상기 전기산화 반응조에 투입하여 기액 접촉시키는 에어레이션 장치를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 필터 모듈은, 함체형의 외곽 프레임 부재와, 상기 외곽 프레임 부재에 공기 유동 가능하게 적층되는 복수의 필터와, 상기 필터간의 간격을 조절하는 간격 조절 부재를 포함하는 모듈형 필터-데미스터 수단이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐가스 처리 설비는, 상기 필터 모듈은, 상기 배기가스의 유입단에 설치되며 상기 배기가스와 상기 세정수 간의 접촉 면적을 증가시키는 패킹 수단과, 상기 패킹 수단의 후방에 배치되어 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 데미스터 수단을 포함한다.
본 발명의 폐가스 처리 설비에 따르면, 처리수의 순환 라인 전단에 설치된 고형물 제거 모듈에서 텅스텐이나 규소 등과 같은 불용성 물질을 제거하여 배출함으로써 불용설 물질이 비산하여 설비 시설물을 탈색시키거나 변색시키는 문제점을 해결하고, 후처리 모듈에서 황산과 같은 위험 물질을 사용하지 않고 처리수의 순환 과정 중 유해물질 오염도를 개선하여 폐가스 처리 효율을 높이고 공정의 연속성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐가스 처리 설비의 일실시예를 보인 설비 계통도,
도 2는 본 발명에 따른 폐가스 처리 설비의 다른 실시예를 보인 설비 계통도,
도 3은 본 발명에서 후처리 모듈의 멤브레인 필터부를 예시한 계통도, 및
도 4는 본 발명에서 후처리 모듈의 전기 라디컬 분해부를 예시한 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐가스 처리 설비의 다른 실시예를 보인 설비 계통도,
도 3은 본 발명에서 후처리 모듈의 멤브레인 필터부를 예시한 계통도, 및
도 4는 본 발명에서 후처리 모듈의 전기 라디컬 분해부를 예시한 계통도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
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 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폐가스 처리 설비의 일실시예를 보인 설비 계통도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐가스 처리 설비의 다른 실시예를 보인 설비 계통도이다.
본 발명에 따른 폐가스 처리 설비는 반도체 공장, 화학 공장, 화공 플랜트 등과 기타 산성 또는 알칼리성 폐가스(특히, 암모니아 포함 배기가스)를 발생시키는 시설에서 배출되는 배기가스를 중화 처리하기 위한 설비이다. 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 폐가스 처리 설비는 스크러버 바디(110)와, 처리수 저장조(120)와, 세정수 저장조(130)와, 세정수 공급 배관(320)과, 처리수 순환 배관(410)과, 필터 모듈(500, 510, 520)과, 고형물 제거 모듈(600)과, 후처리 모듈(700)을 포함한다.
스크러버 바디(110)는 일단에 배기가스 유입구(101)가 구비되고 타단에 배기가스 배출구(102)가 구비된 함체 형상을 갖는다. 도시된 예시는 배기가스가 스크러버 바디(110)의 수평 방향으로 흐르는 수평형(horizontal) 타입을 예시하였지만, 배기가스가 수직 방향으로 흐르는 수직형(vertical) 타입으로 대체될 수 있음은 물론이다.
도시한 바와 같이, 스크러버 바디(110) 내에서 배기가스의 흐름 방향에 대하여 수직하는 방향으로 필터 모듈(500, 510, 520)이 설치된다.
도 1의 실시예에서 필터 모듈은 모듈형 필터-데미스터 수단(500)이다. 모듈형 필터-데미스터 수단(500)은 배기가스와 세정수 간의 접촉 면적을 증가시키는 수단과, 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 수단이 일체형 모듈로 제공되는 수단으로서, 도 1에서와 같이 스크러버 바디(110) 내에서 배기가스의 흐름 방향으로 복수개 설치될 수 있다. 또한, 모듈형 필터-데미스터 수단(500)은 배기가스의 유입단에 설치된 구성이 상류측 필터로서 기능하고, 배출단에 조밀하게 설치되는 구성이 데미스터용으로 기능할 수 있다.
모듈형 필터-데미스터 수단(500)은 공기 유동 가능하게 형성되는 함체형의 외곽 프레임 부재와, 외곽 프레임 부재에 공기 유동 가능하게 적층되는 복수의 필터와, 필터간의 간격을 조절하는 간격 조절 부재를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성은 배기가스와 세정수 간의 접촉 면적을 극대화하여 처리효율을 증가시킨다. 또한, 케이스 및 내부 구성품이 모두 모듈형으로 구성되어 처리 용량이나 스크러버 바디의 사이즈에 따라 용이하게 변경하여 적용할 수 있으며, 범용성을 확보할 수 있고 유지보수가 용이하다.
도 2의 실시예에서 필터 모듈은 패킹 수단(510)과 데미스터 수단(520)이 각각 분리된 구성으로 설치될 수 있다. 패킹 수단(510)은 배기가스와 세정수 간의 접촉 면적을 증가시키는 수단이다. 데미스터 수단(520)은 패킹 수단(510)의 후방에 배치되어 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 수단이다.
구체적으로, 패킹 수단(510)은 내부에 충전된 카트리지 부재를 포함하며, 이 카트리지 부재가 배기가스 포함된 오염물질(NH3 등)을 물리적/화학적으로 흡수(중화반응, 관성 충돌, 확산)하여 처리하도록 구성된다. 카트리지 부재는 공기 유동 가능한 다양한 형상의 블록체로 형성될 수 있다.
데미스터 수단(520)은 배기가스의 흐름 방향으로 공기 유동 가능하게 형성되는 하우징과, 하우징에 구비되는 장착 프레임과, 장착 프레임에 소정 간격으로 설치되는 블레이드 부재를 포함할 수 있다. 블레이드 부재는 유입되는 배기가스에 함유된 수분(액적)을 제거하며, 수분이 제거된 가스가 후방으로 통과되도록 구성되는 것으로, 유입되는 공기에 관성 충돌을 가하는 방식으로 액적을 제거한다.
도 1 및 2를 참조하면, 스크러버 바디(110)의 하부에는 배기가스를 세정 처리한 후 제거된 액적이 수용되는 처리수 저장조(120)가 구비되며, 처리수 저장조(120)와 격벽(140)으로 분리된 공간에는 세정수 저장조(130)가 구비된다. 세정수 저장조(130)와 스크러버 바디(110) 사이에는 스크러버 바디(110) 내로 세정수를 공급하기 위한 세정수 공급 배관(320)이 설치된다. 처리수 저장조(120)와 세정수 저장조(130) 사이에는 처리수로부터 불용물 및 오염물질을 제거한 후 세정수로 순환시키는 처리수 순환 배관(410)이 설치된다. 처리수 순환 배관(410) 상에 고형물 제거 모듈(600)과 후처리 모듈(700)이 설치된다.
도시하지 않았지만, 배기가스 공급 배관이 스크러버 바디(110)의 유입단에 연결되어 반도체 공장, 화학 공장, 화공 플랜트 등에서 배출되는 폐가스를 스크러버 바디(110) 내로 공급한다.
세정수 공급 배관(320)에는 세정수를 펌핑하여 공급하는 세정수 공급 펌프(350)가 설치된다. 세정수 공급 배관(320)의 공급단에는 복수의 분지 배관(330)이 분기되어 스크러버 바디(110) 내에서 필터 모듈(500, 510, 520)에 근접하게 설치된다. 분지 배관(330)의 단부에는 복수의 분사 노즐(340)이 설치된다. 도시 안된 제어장치에 의해 분지 배관(330) 상에 설치되는 세정수 분사 밸브(331)를 개폐 제어함으로써, 분사 노즐(340)을 통해 세정수가 필터 모듈로 분사된다.
스크러버 바디(110)에서 세정이 완료된 배기가스는 배기가스 배출구(102)를 통해 배기덕트(220)로 배출된다. 배기덕트(220) 상에는 송풍 장치(230)가 설치되어 배기되는 가스의 배출을 촉진한다. 도시하지 않았지만, 배기가스 공급 배관 상에는 스크러버 바디(110) 측으로 공급되는 배기가스의 양을 조절할 수 있는 댐퍼가 설치될 수 있다. 제어장치가 댐퍼 및 송풍 장치(230)의 동작을 제어함으로써, 배기가스의 흐름 및 유동량을 제어할 수 있다.
스크러버 바디(110) 내에서 중화 처리된 이후 액적 제거에 의해 포집된 처리수는 스크러버 바디(110) 하부의 처리수 저장조(120)로 자연 낙하하여 회수된다. 본 발명의 폐가스 처리 설비는 회수된 처리수를 처리수 순환 배관(410)을 통해 순환시켜 세정수로서 재활용한다. 처리수 순환 배관(410) 상에는 처리수의 유통 흐름 순으로, 처리수의 원활한 순환을 위한 순환 펌프(420)와, 처리수의 유량을 측정하는 순환수 유량계(431)와, 처리수의 공급 압력을 측정하는 순환수 압력계(432)와, 처리수로부터 불용성 물질을 제거하는 고형물 제거 모듈(600)과, 처리수로부터 유해물질 오염도를 저감시키도록 처리하는 후처리 모듈(700)과, 세정수 저장조(130)로 순환수를 공급하기 위한 순환 밸브(411)와, 세정수 저장조(130)의 내부로 연장되어 순환수를 세정수 저장조(130) 내로 분출시키는 내부 분출 배관(480)이 설치된다.
설비 전체를 제어하는 컨트롤러(720)는 순환 펌프(420)와 순환 밸브(411)를 동작시켜 처리수를 순환시키고 세정수 저장조(130)로 공급한다. 컨트롤러(720)는 처리수의 pH, 유량, 압력 등에 따라 순환 펌프(420)를 가동하고 원활한 순환수의 흐름을 이어갈 수 있도록 제어한다. 내부 분출 배관(480)은 관형 바디에 소정 간격으로 분출 구멍이 형성되는 배관으로서, 교반기와 같은 믹싱 부재를 포함할 수 있다. 내부 분출 배관(480)은 순환이 완료된 세정수를 세정수 저장조(130)에 균일하게 공급한다.
이때, 본 발명은 처리수 순환 배관(410)의 전단에 고형물 제거 모듈(600)을 설치하여 처리수로부터 텅스텐이나 규소 등의 불용성 물질을 제거함으로써 불용물이 비산되어 설비 시설물을 탈색시키거나 변색시켜 노후화시키는 것을 방지한다. 또한, 본 발명은 처리수 순환 배관(410)의 후단에 후처리 모듈(700)을 설치하여 처리수로부터 암모니아(NH3)를 포함하는 유해물질을 제거하여 오염도를 대폭 떨어뜨림으로써 처리수가 세정수로서 재활용될 수 있도록 함은 물론 세정수의 오염에 의한 폐가스 처리 효율의 저하를 방지하고 공정을 중단 없이 연속성 있게 이어갈 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에서 후처리 모듈의 멤브레인 필터부를 예시한 계통도이고, 도 4는 본 발명에서 후처리 모듈의 전기 라디컬 분해부를 예시한 계통도이다. 도 3 및 4를 참조하여 본 발명에서 고형물 제거 모듈(600)과 후처리 모듈(700)에 의해 처리수를 순환 처리하는 구성 및 작용에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
고형물 제거부(600)는 처리수 순환 배관(410)의 전단에 설치되며 처리수로부터 불용성 물질을 제거하고, 불용물 배출 드레인(650)을 통해 외부로 배출한다. 예컨대, 고형물 제거 모듈(600)은 원심분리 탈수기, 진공 탈수기, 가압 여과 탈수기 중 어느 하나로 구성되는 탈수 장치이다. 탈수 장치는 흡착 구성물을 포함할 수 있으며, 여기에 텅스텐이나 규소 등의 불용물이 흡착되고 불용물 배출 드레인(650)을 통해 배출된다. 고형물 제거 모듈(600)의 탈수 처리에 의해 수집된 여과수는 처리수 순환 배관(410)을 후처리 모듈(700)로 전달된다.
도 3을 참조하면, 후처리 모듈(700)은 분리 필터 모듈(710)을 포함할 수 있다. 분리 필터 모듈(710)은 고형물 제거 모듈(600)로부터 유입되는 여과수에서 오염수를 필터링하여 세정수 저장조(130) 측으로 배출하는 멤브레인 필터(712)와, 멤브레인 필터(712)에 의해 필터링 되지 않은 고농도의 오염수를 외부로 배출하는 오염수 배출 드레인(750)으로 구성된다.
멤브레인 필터(712)는 유기물 멤브레인 필터이거나 세라믹 멤브레인 필터일 수 있다. 예컨대, 멤브레인 필터(712)는 알루미나, 티타니아, 탄화규소, 질화규소, 지르코니아, 제올라이트 등의 세라믹 분리막을 포함한다. 세라믹 분리막은 2개 이상의 성분 중에서 특정 성분을 선택적으로 분리하는 경계층으로서 기능하며, 물 분자는 통과시키고 NH3가 농축된 오염수는 세라믹 분리막에 막혀 그대로 오염수 배출 드레인(750)으로 배출된다.
한편, 멤브레인 필터(712)는 소모품으로서 반복된 사용에 의해 기능을 대폭 상실할 수 있다. 이에 본 발명에서는 처리수의 암모니아 농도에 따라 바이패스 경로를 통해 처리수가 순환되도록 함으로써, 불필요한 멤브레인 필터(712)의 사용을 억제하고 수명을 연장시키는 구성을 제공한다.
도 3을 참조하면, 후처리 모듈(700)은 셀렉터(724)와, 암모니아 센서(722)와, 컨트롤러(720)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 처리수 순환 배관(410)은 셀렉터(724)를 기준으로 분리 배출 배관(732)과 바이패스 배관(734)으로 분기되고, 셀렉터(724)에 의해 두 배관 중 어느 하나의 배관이 선택적으로 연결된다.
암모니아 센서(722)는 처리수 순환 배관(410) 내의 처리수에 포함된 암모니아 농도를 측정하는 수단이다. 컨트롤러(720)는 암모니아 센서(722)에 의해 측정된 암모니아 농도가 문턱값을 초과하는 경우 셀렉터(724)를 분리 배출 배관(732) 측으로 절환하고, 그렇지 않은 경우 셀렉터(724)를 바이패스 배관(734) 측으로 절환하도록 제어한다.
도 4를 참조하면, 후처리 모듈(700)은 처리수 순환 배관(410)으로부터 유입되는 처리수에 포함된 암모니아 가스를 전기화학적으로 산화시켜 배출시키는 전기산화 반응조(760)를 포함할 수 있다. 전기산화 반응조(760)는 처리수가 인입되는 유입구(762)와 처리수가 배출되는 배출구(764)를 구비한다. 유입구(762)는 도 3에서 예시한 바이패스 배관(734) 또는 세정수 공급 배관(736)에 연결될 수 있다.
전기산화 반응조(760)는 처리수로부터 암모니아 함유 가스를 산화 반응시켜 제거한다. 전기산화 반응조(760)는 전해액에 수용되는 전극들과 전극들 간을 전기적으로 절연시키는 절연체로 구성되는 전기화학셀을 포함한다.
정류기(770)는 전기화학셀의 양극과 음극에 적절한 DC 전류를 공급한다. 그리고 전기산화 반응조(760)에는 내부의 산화환원전위를 측정하는 산화환원전위 센서(772)가 설치된다. 컨트롤러(720)는 산화환원전위 센싱값에 따라 정류기(770)의 출력 전류를 제어한다.
전기산화 반응조(760)의 산화 반응을 촉진시키기 위하여 활성 이온화 공기 발생기(780)가 더 설치될 수 있다. 활성 이온화 공기 발생기(780)는 주입되는 공기를 활성 이온화 공기로 전환하는 수단으로서, 내부에 설치된 고압의 방전판에 정류기(770)로부터 공급되는 직류전원이 인가되면 고전압이 발생되면서 자유전자, 이온 및 라디칼을 발생시킨다. 활성 이온화 공기 발생기(780)에 주입되는 공기는 이산화탄소(CO2)가 다량으로 함유된 공기일 수 있다.
에어레이션 장치(782)는 활성 이온화 공기 발생기(780)에서 발생된 공기를 전기산화 반응조(760)에 투입하여 기액 접촉시킴으로써, 처리수에 라디칼 형태의 활성 이온화 공기가 공급되도록 한다. 라디칼 형태의 활성 이온화 공기는 전기산화 반응조(760) 내에서 산화 반응을 촉진시켜 암모니아 성분을 대부분 제거시킬 수 있도록 한다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
101: 배기가스 유입구
102: 배기가스 배출구
110: 스크러버 바디 120: 처리수 저장조
130: 세정수 저장조 140: 격벽
220: 배기덕트 230: 송풍 장치
320: 세정수 공급 배관 330: 분지 배관
331: 세정수 분사 밸브 340: 분사 노즐
350: 세정수 공급 펌프 410: 처리수 순환 배관
411: 순환 밸브 420: 순환 펌프
431: 순환수 유량계 432: 순환수 압력계
480: 내부 분출 배관 500: 모듈형 필터-데미스터 수단
510: 패킹 수단 520: 데미스터 수단
600: 고형물 제거 모듈 650: 불용물 배출 드레인
700: 후처리 모듈 710: 분리 필터 모듈
712: 멤브레인 필터 720: 컨트롤러
722: 암모니아 센서 724: 셀렉터
732: 분리 배출 배관 734: 바이패스 배관
736: 세정수 공급 배관 750: 오염수 배출 드레인
760: 전기산화 반응조 762: 유입구
764: 배출구 770: 정류기
772: 산화환원전위 센서 780: 활성 이온화 공기 발생기
782: 에어레이션 장치
110: 스크러버 바디 120: 처리수 저장조
130: 세정수 저장조 140: 격벽
220: 배기덕트 230: 송풍 장치
320: 세정수 공급 배관 330: 분지 배관
331: 세정수 분사 밸브 340: 분사 노즐
350: 세정수 공급 펌프 410: 처리수 순환 배관
411: 순환 밸브 420: 순환 펌프
431: 순환수 유량계 432: 순환수 압력계
480: 내부 분출 배관 500: 모듈형 필터-데미스터 수단
510: 패킹 수단 520: 데미스터 수단
600: 고형물 제거 모듈 650: 불용물 배출 드레인
700: 후처리 모듈 710: 분리 필터 모듈
712: 멤브레인 필터 720: 컨트롤러
722: 암모니아 센서 724: 셀렉터
732: 분리 배출 배관 734: 바이패스 배관
736: 세정수 공급 배관 750: 오염수 배출 드레인
760: 전기산화 반응조 762: 유입구
764: 배출구 770: 정류기
772: 산화환원전위 센서 780: 활성 이온화 공기 발생기
782: 에어레이션 장치
Claims (10)
- 산성 또는 알칼리성 폐가스를 발생시키는 시설에서 배출되는 배기가스를 처리하는 폐가스 처리 설비에 있어서,
일단에 배기가스 유입구가 구비되고 타단에 배기가스 배출구가 구비되는 스크러버 바디;
일단은 세정수 저장조에 연결되며 타단은 상기 스크러버 바디 내의 복수 개소에 세정수를 공급하는 분사 노즐에 연결되는 세정수 공급 배관;
상기 스크러버 바디 내에 설치되며 상기 세정수와 상기 배기가스의 접촉 면적을 증대시키고 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 필터 모듈;
상기 스크러버 바디의 하부에 구비되며 상기 배기가스를 처리한 처리수가 수용되는 처리수 저장조;
상기 처리수 저장조에 수용된 처리수를 상기 세정수 저장조로 순환시키는 처리수 순환 배관; 및
상기 처리수 순환 배관 상에 설치되며 상기 처리수로부터 불용성 물질을 제거하여 불용물 배출 드레인을 통해 외부로 배출하는 고형물 제거 모듈
을 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제1항에 있어서,
상기 고형물 제거 모듈은 원심분리 탈수기, 진공 탈수기, 가압 여과 탈수기 중 어느 하나인 폐가스 처리 설비.
- 제1항에 있어서,
상기 처리수 순환 배관 상에는 상기 고형물 제거 모듈의 후단에 배치되어 상기 처리수로부터 유해물질 오염도를 낮추도록 처리하는 후처리 모듈이 더 설치되는 폐가스 처리 설비.
- 제3항에 있어서,
상기 후처리 모듈은, 상기 고형물 제거 모듈로부터 유입되는 여과수에서 오염수를 필터링하여 상기 세정수 저장조 측으로 배출하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터에 의해 필터링 되지 않은 고농도의 오염수를 외부로 배출하는 오염수 배출 드레인을 포함하는 분리 필터 모듈을 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제4항에 있어서,
상기 처리수 순환 배관 상에 설치되며 상기 분리 필터 모듈로 향하는 분리 배출 배관과 상기 세정수 저장조 측으로 바이패스하는 바이패스 배관을 선택적으로 절환하여 연결하는 셀렉터;
상기 처리수 순환 배관 내의 처리수에 포함된 암모니아 농도를 측정하는 암모니아 센서; 및
상기 암모니아 센서에 의해 측정된 암모니아 농도가 암모니아 문턱값을 초과하는 경우 상기 셀렉터를 상기 분리 배출 배관 측으로 절환하고 그렇지 않은 경우 상기 셀렉터를 상기 바이패스 배관 측으로 절환하도록 제어하는 컨트롤러
를 더 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제3항에 있어서,
상기 후처리 모듈은 상기 처리수 순환 배관으로부터 유입되는 처리수에 포함된 암모니아 가스를 전기화학적으로 산화시켜 배출시키는 전기산화 반응조를 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제6항에 있어서,
상기 전기산화 반응조에 소정 전류를 인가하는 정류기와, 상기 전기산화 반응조 내의 산화환원전위를 측정하는 산화환원전위 센서와, 상기 산화환원전위 센싱값에 따라 상기 정류기의 출력 전류를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제6항에 있어서,
활성 이온화 공기를 발생시키는 활성 이온화 공기 발생기와, 상기 활성 이온화 공기 발생기에서 발생된 공기를 상기 전기산화 반응조에 투입하여 기액 접촉시키는 에어레이션 장치를 더 포함하는 폐가스 처리 설비.
- 제1항에 있어서,
상기 필터 모듈은, 함체형의 외곽 프레임 부재와, 상기 외곽 프레임 부재에 공기 유동 가능하게 적층되는 복수의 필터와, 상기 필터간의 간격을 조절하는 간격 조절 부재를 포함하는 모듈형 필터-데미스터 수단인 폐가스 처리 설비.
- 제1항에 있어서,
상기 필터 모듈은, 상기 배기가스의 유입단에 설치되며 상기 배기가스와 상기 세정수 간의 접촉 면적을 증가시키는 패킹 수단과, 상기 패킹 수단의 후방에 배치되어 오염물질이 포함된 액적을 제거하는 데미스터 수단을 포함하는 폐가스 처리 설비.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220140619A KR20240059812A (ko) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 폐가스 처리 설비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220140619A KR20240059812A (ko) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 폐가스 처리 설비 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240059812A true KR20240059812A (ko) | 2024-05-08 |
Family
ID=91073871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220140619A KR20240059812A (ko) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 폐가스 처리 설비 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR20240059812A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100938911B1 (ko) | 2009-06-25 | 2010-01-27 | 주식회사 코캣 | 폐가스에 포함된 암모니아를 제거하기 위한 가스 스크러버 |
| KR101154239B1 (ko) | 2009-11-02 | 2012-06-18 | 최민호 | 탄알삽입기구를 사용하여 신속하게 탄알이 장착되는 탄창 |
| KR101239877B1 (ko) | 2011-07-21 | 2013-03-06 | 윤원도 | 암모니아가 포함된 폐가스 처리장치 |
-
2022
- 2022-10-27 KR KR1020220140619A patent/KR20240059812A/ko unknown
Patent Citations (3)
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| KR100938911B1 (ko) | 2009-06-25 | 2010-01-27 | 주식회사 코캣 | 폐가스에 포함된 암모니아를 제거하기 위한 가스 스크러버 |
| KR101154239B1 (ko) | 2009-11-02 | 2012-06-18 | 최민호 | 탄알삽입기구를 사용하여 신속하게 탄알이 장착되는 탄창 |
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