WO2020162642A1 - 습식 스크러버 - Google Patents

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WO2020162642A1
WO2020162642A1 PCT/KR2019/001509 KR2019001509W WO2020162642A1 WO 2020162642 A1 WO2020162642 A1 WO 2020162642A1 KR 2019001509 W KR2019001509 W KR 2019001509W WO 2020162642 A1 WO2020162642 A1 WO 2020162642A1
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WO
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exhaust gas
cleaning fluid
storage tank
cleaning
cleaning liquid
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/001509
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English (en)
French (fr)
Inventor
정연권
Original Assignee
주식회사 케이티엘
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Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티엘 filed Critical 주식회사 케이티엘
Priority to PCT/KR2019/001509 priority Critical patent/WO2020162642A1/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/12—Washers with plural different washing sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact

Definitions

  • the present invention relates to a wet scrubber, and more particularly, to a wet scrubber in which the efficiency of collecting dust contained in exhaust gas is improved and the cleaning efficiency of exhaust gas is improved.
  • a wet scrubber also known as a wet scrubber, is a device that cleans and discharges exhaust gases from semiconductor or display manufacturing processes or from industrial facilities that generate various odors.
  • exhaust gases composed of various waste gases, harmful gases, greenhouse gases and dust are generated after etching and chemical vapor deposition (CVD) processes, and a wet scrubber purifies these exhaust gases. It can be released to the atmosphere.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the wet scrubber basically installs a packed bed in the packed bed and sprays the cleaning liquid containing the cleaning chemical into the packed bed, so that the exhaust gas flowing inside the packed bed passes through the packed bed and waste gas, harmful gas, greenhouse Various gases, such as gas, are absorbed by the cleaning liquid, and dust is removed while colliding with the droplets of the cleaning liquid or the filling layer and falling.
  • the particle diameter is more than 10 um among dust, droplets such as cleaning liquid, etc. are dropped and removed by falling, but in the case of fine dust with a particle diameter of 0.1 um or less, diffusion movement is carried out in the packed tower according to the Brownian motion. If the flow time inside is insufficient, it may exit the packed bed and discharge to the outside.
  • the exhaust gas when the exhaust gas is not sufficiently contacted with the cleaning liquid or the filling layer, the exhaust gas is not cooled and maintained at a certain temperature or higher, and accordingly fumes are generated and discharged.
  • An object to be solved by the present invention is to provide a wet scrubber that improves the efficiency of collecting dust contained in the exhaust gas and improves the cleaning efficiency of the exhaust gas.
  • a wet scrubber for solving the above problem includes: a packed tower provided with a storage tank at the bottom to store the cleaning liquid in the storage tank; A supply pipe for supplying exhaust gas to the filling tower; A pressure pump provided in the supply pipe to pressurize the exhaust gas so that the discharge pressure of the exhaust gas exceeds atmospheric pressure; A cleaning fluid injection device connected to the supply pipe to inject a cleaning fluid into the exhaust gas; An immersion pipe having one end connected to the cleaning fluid spraying device and the other end immersed into the cleaning liquid of the storage tank; And a microbubble generator provided in the storage tank and generating microbubbles in the cleaning liquid stored in the storage tank. Includes.
  • the cleaning fluid injection device may include: an outer body having a supply passage through which the cleaning fluid is supplied and a discharge passage through which the cleaning fluid is discharged; An inner body through which the exhaust gas flows, and is provided inside the outer body and disposed to be spaced apart from the outer body to form a flow space through which the cleaning fluid flows; And an injection hollow formed on the inner body and connected to the flow space to inject the cleaning fluid toward the exhaust gas. It may include.
  • the injection hollow may form a pier with a radial direction of the inner body, and may form a pier with a traveling direction of the exhaust gas.
  • a finishing cap having a fine hole may be provided at an end of the immersion tube.
  • microbubble generating device may be disposed on the bottom surface of the storage tank, and may form a spaced portion in the center of the storage tank facing the closing cap.
  • the closing cap may have a bottom surface closed and a fine hole formed on a side thereof, and a flow fan for flowing the exhaust gas to the side may be provided inside the closing cap.
  • micro-bubble generating device may be disposed on the side of the storage tank to generate micro-bubbles to face the exhaust gas discharged to the side of the closing cap.
  • an ultrasonic vibrator may be provided on the bottom of the water storage tank.
  • the pressure pump may pressurize the discharge pressure of the exhaust gas to 780mmHg to 1000mmHg.
  • microbubbles may be microbubbles having a diameter of 1um to 50um or less.
  • a vortex is formed inside the cleaning fluid injection device, so that the dust collecting efficiency is greatly improved, and in particular, the collecting efficiency of the fine dust is improved.
  • the contact frequency between the exhaust gas and the cleaning solution is improved, so that the cleaning efficiency of the exhaust gas is improved, the efficiency of collecting dust is improved, and the exhaust gas The generation of haze due to is reduced.
  • the microbubble generator provided in the lower part of the storage tank generates microbubbles into the cleaning liquid, thereby increasing the cleaning efficiency of pollutants of the exhaust gas and lengthening the exchange period of the cleaning liquid, thereby facilitating maintenance of the wet scrubber.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wet scrubber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a perspective view of a cleaning fluid injection device 30 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' of the cleaning fluid injector 30 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B' shown in FIG. 2, showing the injection hollow H in the radial direction R of the cleaning fluid injection device 30.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B' shown in FIG. 2, showing the injection hollow H in the radial direction R of the cleaning fluid injection device 30.
  • FIG 5 is a schematic view of the injection hollow H of the cleaning fluid injection device 30 in the direction G of the exhaust gas.
  • FIG. 6 is a perspective view of a cleaning liquid injection nozzle 13 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a wet scrubber according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wet scrubber according to an embodiment of the present invention.
  • a storage tank 17 is provided at the bottom of the filling tower 10 in which the cleaning liquid is stored in the storage tank 17, and exhaust gas is transferred to the filling tower 10. It is provided in the supply pipe 20 and the supply pipe 20 to supply, and is connected to the pressure pump 21 and the supply pipe 20 to pressurize the exhaust gas so that the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas exceeds the atmospheric pressure (Po), A cleaning fluid spraying device 30 for injecting a cleaning fluid into the exhaust gas, an immersion pipe 40 having one end connected to the cleaning fluid spraying device 30 and immersed in the cleaning liquid of the storage tank 17, and a storage tank ( It is provided in 17) and includes a microbubble generating device 50 for generating microbubbles in the washing liquid L stored in the water storage tank 17.
  • the packed tower 10 forms the appearance of a wet scrubber. Inside the packed tower 10, a cleaning liquid spray nozzle 13 for spraying a cleaning liquid, a packed bed 13 for cleaning various gases of exhaust gas and adsorbing dust, is provided at the bottom of the packing tower 10 to store the cleaning liquid. It includes a storage tank (17).
  • Emission gases are various gases such as etching, chemical vapor deposition (CVD, chemical vapor deposition), various waste gases generated after the coating process, harmful gases, and greenhouse gases during the semiconductor or display manufacturing process, and May consist of dust.
  • CVD chemical vapor deposition
  • waste gases generated after the coating process, harmful gases, and greenhouse gases during the semiconductor or display manufacturing process, and May consist of dust.
  • the exhaust gas may include odor gases including ammonia or hydrogen sulfide, depending on industrial facilities used such as water treatment processes or food, livestock, pharmaceutical manufacturing processes.
  • the cleaning liquid can be implemented with water.
  • the cleaning liquid may include a chemical liquid supplied through the chemical liquid supply device 65 provided outside the filling tower 10.
  • the chemical liquid may be implemented with a known chemical liquid such as a surfactant and a gas adsorbent.
  • the cleaning liquid injection nozzle 13 is disposed inside the filling tower 10.
  • the cleaning liquid spray nozzle 13 may be provided on the filling layer 13.
  • the cleaning liquid spraying nozzle 13 sprays the cleaning liquid onto the filling layer 13.
  • One or more cleaning liquid spray nozzles 13 may be provided.
  • the cleaning liquid spray nozzle 13 may be implemented in various forms. This will be described later.
  • the filling layer 13 is provided inside the filling tower 10.
  • the filling layer 13 is provided with a filler therein.
  • the filler can be implemented in various forms.
  • the material of the filler may be made of at least one of ceramic, stainless steel, and polypropylene.
  • the filler is adsorbed by the cleaning liquid sprayed from the cleaning liquid spray nozzle 13.
  • the exhaust gas flowing into the packing layer 13 comes into contact with the surface of the cleaning liquid of the packing material, and the cleaning liquid removes dust and absorbs various gases. Accordingly, the exhaust gas is cleaned in the filling layer 13.
  • a storage tank 17 is provided below the charging tower 10.
  • the washing liquid is stored in the water storage tank 17.
  • the cleaning liquid sprayed into the above-described filling layer 13 falls into the storage tank 17 provided under the filling tower 10 and is stored in the storage tank 17.
  • a circulation pump 63 for circulating the cleaning liquid may be provided outside the filling tower 10.
  • the circulation pump 63 supplies the cleaning liquid L stored in the water storage tank 17 to the cleaning liquid injection nozzle 13.
  • the cleaning liquid may be supplied from the storage tank 17 to the cleaning liquid injection nozzle 13 by the circulation pump 63 and sprayed again.
  • a filter 61 is provided between the circulation pump 63 and the water storage tank 17 to prevent foreign substances from penetrating into the circulation pump 63.
  • a chemical liquid supply device 65 for supplying the above-described chemical liquid may be connected between the cleaning liquid injection nozzle 13 and the circulation pump 63.
  • a demister 15 may be provided at the top of the charging tower 10 to remove mist generated from the inside of the charging tower 10.
  • the charging tower 10 is provided with a supply pipe 20 for supplying exhaust gas to the charging tower 10.
  • the supply pipe 20 may be connected to various industrial facilities that generate the above-described exhaust gas.
  • the supply pipe 20 is provided with a pressure pump 21 for increasing the pressure of the exhaust gas.
  • the pressurizing pump 21 pressurizes the exhaust gas.
  • the pressurizing pump 21 may pressurize the exhaust gas such that the discharge pressure Pg of the exhaust gas exceeds atmospheric pressure Po.
  • the working pressure acting on the other end of the immersion pipe 40 may be implemented as the sum of the atmospheric pressure and the pressure (head) according to the depth of the cleaning solution, and according to the position of the other end of the immersion pipe 40 It can be carried out at a pressure substantially equal to atmospheric pressure.
  • the working pressure acting on the other end of the immersion pipe 40 may vary depending on the pressure head inside the cleaning liquid L, but hereinafter, it acts on the end position of the immersion pipe 40 for convenience of explanation.
  • the magnitude of the applied pressure will be described as being atmospheric pressure (Po).
  • the discharge pressure Pg of the exhaust gas is pressurized by the pressure pump 21 to be greater than the working pressure.
  • the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas may be pressurized to exceed the atmospheric pressure (Po).
  • the pressure pump 21 can pressurize the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas to 780mmHg to 1000mmHg. That is, as described later, as the exhaust gas is discharged into the cleaning liquid from the immersion pipe 40 immersed into the cleaning liquid of the storage tank 17, the discharge pressure (Pg) of the discharge gas is pressurized to 780 mmHg or more, and the immersion pipe ( 40) is greater than the atmospheric pressure (760mmHg) acting on the cleaning liquid and the working pressure by the cleaning liquid, thereby facilitating the discharge of exhaust gas from the inside of the cleaning liquid.
  • the pressure pump 21 pressurizes the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas to 1000 mmHg or less to reduce power consumption of the pressure pump 21 and reduce the load.
  • the cleaning fluid injection device 30 is connected to the supply pipe 20.
  • the cleaning fluid injection device 30 injects the cleaning fluid into the exhaust gas supplied through the supply pipe 20.
  • the sprayed cleaning fluid may be implemented by at least one of water, the above-described cleaning liquid, mist, or aerosol, but embodiments are not limited thereto.
  • the cleaning fluid spraying device 30 preliminarily cleans the dust, so that the dust collection efficiency of the exhaust gas is improved.
  • the immersion pipe 40 has one end connected to the cleaning fluid injection device 30.
  • the other end of the immersion pipe 40 is immersed into the cleaning liquid of the storage tank 17. That is, the other end of the immersion pipe 40 is disposed inside the washing liquid L stored in the water storage tank 17. In this case, the exhaust gas is discharged into the washing liquid L stored in the water storage tank 17.
  • the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas is pressurized to exceed the atmospheric pressure as described above. Accordingly, since the discharge pressure (Pg) of the exhaust gas is greater than the atmospheric pressure, which is the working pressure acting at the end of the immersion pipe 40, the exhaust gas can be smoothly discharged into the cleaning liquid. In this case, the exhaust gas may be discharged while forming bubbles into the cleaning liquid.
  • the frequency of contact with the cleaning liquid is improved, thereby improving the cleaning efficiency.
  • dust not collected by the cleaning fluid injector 30 is discharged into the cleaning solution and the probability of contact with the cleaning solution increases, so the probability of being collected in the cleaning solution increases, thereby improving the collection efficiency of dust. do.
  • the exhaust gas is cooled by heat exchange with the cleaning liquid, the generation of fumes due to the exhaust gas is reduced.
  • fine dust of 0.1 ⁇ m or less is not discharged into the filling tower 10 as it is, and is discharged into the stored washing liquid of the storage tank 17 to increase the probability of being collected in the washing liquid, the collection efficiency of fine dust is improved.
  • the water storage tank 17 is provided with a microbubble generating device 50.
  • the microbubble generating device 50 may be provided under the water storage tank 17.
  • the microbubble generating device 50 may be disposed on the bottom of the water storage tank 17. Since the microbubble generating device 50 may be implemented by a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • the micro-bubble generator 50 generates micro-bubbles in the cleaning liquid L stored in the water storage tank 17.
  • Micro bubbles may be implemented as micro bubbles.
  • the microbubbles b may have a diameter of 1 um or more to 50 um or less.
  • ozone may be used as a gas generating microbubbles b.
  • microbubbles b form negative charges on the surface, contaminants of the exhaust gas discharged into the cleaning liquid may be adsorbed to the microbubbles b.
  • contaminants adsorbed by high temperature and high pressure may be pyrolyzed.
  • the cleaning liquid (L) stored in the water storage tank (17) is recirculated by the circulation pump (63) and contaminants are accumulated therein, and the microbubble (b) removes the contaminants accumulated in the cleaning liquid to use the cleaning liquid for a long time. Therefore, it is possible to facilitate maintenance of the wet scrubber by prolonging the period of exchange of the cleaning liquid.
  • a closing cap 41 may be provided at the end of the immersion pipe 40.
  • the closing cap 41 may be disposed inside the cleaning liquid of the storage tank 17.
  • a fine hole may be formed in the closing cap 41.
  • the micro holes may be formed on the bottom and side surfaces of the closing cap 41. In this case, the exhaust gas discharged through the micro holes may be discharged while forming bubbles in the cleaning liquid.
  • the microbubble generating device 50 may form a spacing portion (S) in a central portion opposite to the closing cap 41. That is, the microbubble generator 50 is a spacer (S) of the cavity at the center of the water storage tank 17 opposite the finish cap 41 so that the location of the microbubble does not interfere with the location of the finish cap 41 To form. Accordingly, since fine bubbles penetrate into the end of the immersion pipe 40 through the bottom surface of the closing cap 41 and do not interfere, exhaust gas can be smoothly discharged from the immersion pipe 40.
  • FIG. 2 is a perspective view of a cleaning fluid spraying device 30 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' of the cleaning fluid spraying device 30 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B' shown in FIG. 2 showing the injection hollow H in the radial direction R of the cleaning fluid injection device 30,
  • FIG. 5 is It is a schematic diagram of the injection hollow H with respect to the exhaust gas traveling direction G of the apparatus 30.
  • the cleaning fluid injection device 30 has an external appearance, a supply channel 32 through which the cleaning fluid is supplied, and a discharge channel 33 through which the cleaning fluid is discharged.
  • the outer body 31 is provided with, the exhaust gas flows therein, and is provided inside the outer body 31 and disposed to be spaced apart from the outer body 31 to form a flow space 39 through which the cleaning fluid flows. It includes an inner body 34, and an injection hollow H formed in the inner body 34 and connected to the flow space 39 to inject a cleaning fluid toward the exhaust gas.
  • the outer body 31 forms the exterior.
  • the outer body 31 may be provided with a supply passage 32 through which the cleaning fluid is supplied and a discharge passage 33 through which the cleaning fluid is discharged.
  • the cleaning fluid supplied from the supply passage 32 may be implemented with water.
  • the cleaning fluid may be implemented as a cleaning solution containing a chemical solution, but embodiments are not limited thereto.
  • the cleaning fluid may be supplied by being pressurized by a separate pressurizing device (not shown).
  • One side of the inner body 34 may be connected to the supply pipe 20 and the other side may be connected to the immersion pipe 40.
  • flange portions 35 and 36 may be formed at both ends of the inner body 34.
  • One side flange portion 35 may be connected to the supply pipe 20, and the other side flange portion 36 may be connected to the immersion pipe 40.
  • the exhaust gas flows inside the inner body 34.
  • the exhaust gas supplied from the supply pipe 20 flows inside the inner body 34.
  • the inner body 34 is provided inside the outer body 31.
  • the inner body 34 is disposed to be spaced apart from the outer body 31.
  • the inner body 34 forms a flow space 39 through which the cleaning fluid flows in a portion spaced apart from the outer body 31.
  • the cleaning fluid flows in the flow space 39. That is, the cleaning fluid supplied through the supply passage 32 of the outer body 31 flows into the flow space 39.
  • the cleaning fluid may flow in the flow space 39 to cool the inner body 34 heated by the exhaust gas.
  • the fluid flowing in the flow space 39 may be discharged through the discharge passage 33.
  • the injection hollow (H) is formed in the inner body (34).
  • the injection hollow (H) is connected to the flow space (39).
  • the injection hollow (H) may be formed toward the inside of the inner body (34).
  • the cleaning fluid flowing in the flow space 39 flows into the injection hollow (H).
  • the spraying hollow H sprays the cleaning fluid.
  • the injection hollow (H) injects the cleaning fluid toward the exhaust gas.
  • the cleaning fluid when the cleaning fluid is pressurized and supplied to the supply passage 32, a part of the cleaning fluid flows in the flow space 39, and the remaining part of the cleaning fluid is sprayed through the injection hollow H. At this time, the cleaning fluid is injected toward the exhaust gas at high pressure. Accordingly, dust contained in the exhaust gas can be adsorbed and removed by the cleaning fluid.
  • the cleaning fluid sprayed from the spraying hollow H may be sprayed in the form of at least one of a liquid, mist, or aerosol.
  • a liquid, mist, or aerosol When the cleaning fluid is sprayed in the form of a mist or aerosol, the surface area in contact with the exhaust gas increases, thereby improving the cleaning efficiency of the exhaust gas and the collecting efficiency of the dust.
  • the injection hollow H may form a pier with the radial direction R of the inner body 34 as shown in FIG. 4. That is, the injection hollow H is formed in a direction not coincident with the radial direction R of the inner body 34. In this case, the injection hollow H may be formed to be less than 90° with respect to the radial direction R of the inner body 34, and preferably may be formed to be 45°.
  • a vortex may be formed inside the inner body 34 by the cleaning fluid injected at high pressure.
  • the eddy current agitates the exhaust gas and the cleaning fluid to improve the contact frequency between the exhaust gas and the cleaning fluid, thereby improving the cleaning efficiency of the exhaust gas.
  • the injection hollow H may form a pier with the traveling direction G of the exhaust gas. That is, the injection hollow (H) is not formed perpendicular to the traveling direction (G) of the exhaust gas is formed to be inclined. In this case, the injection hollow H may be formed to be less than 90° with respect to the traveling direction G of the exhaust gas, and preferably may be formed at 45°.
  • the injection hollow (H) forms a pier with the radial direction (R) of the inner body 34 and forms a pier with the travel direction (G) of the exhaust gas
  • the travel direction of the exhaust gas from the inside of the inner body 34 ( G) and a vortex that rotates in the axial direction with the radius as the central axis can be formed.
  • the frequency of contact between the exhaust gas and the cleaning fluid is improved, so that the cleaning efficiency of the exhaust gas is improved.
  • the dust collection efficiency is greatly improved.
  • a drain part 37 may be additionally formed in the cleaning fluid injection device 30.
  • the drain part 37 may be provided on the other side of the cleaning fluid spraying device 30.
  • the drain part 37 may be connected to the dust collecting part 70 through a drain passage 38.
  • the drain passage 38 may be provided with a check valve (not shown) for flowing the cleaning fluid only in a direction from the cleaning fluid spraying device 30 toward the dust collecting unit 70.
  • a check valve (not shown) for flowing the cleaning fluid only in a direction from the cleaning fluid spraying device 30 toward the dust collecting unit 70.
  • an on/off valve may be provided so that the drain passage 38 may be opened or closed according to a user's selection.
  • the drain part 37 may be provided to be connected to the inner body 34.
  • an opening O communicating with the drain part 37 may be formed at one side of the inner body 34.
  • the drain part 37 receives dust contained in the cleaning fluid. That is, when the cleaning fluid is injected through the injection hollow (H), the dust contained in the exhaust gas is adsorbed by the cleaning fluid and falls to the bottom of the inner body 34 by its own weight, and the drain part 37 is together with the dust. It accommodates the dropped cleaning fluid. In this case, the cleaning fluid containing dust in the opening (O) may flow.
  • the cleaning fluid accommodated in the drain part 37 may flow to the dust collecting part 70 connected to the drain part 37 through the drain passage 38.
  • a check valve or an on-off valve provided in the drain passage 38 may be operated on.
  • Dust contained in the cleaning fluid may be deposited on the dust collecting unit 70 by its own weight.
  • the cleaning fluid flowing through the dust collecting unit 70 may flow to the storage tank 17 through a separate flow path when the dust falls and is removed.
  • FIG. 6 is a perspective view of a cleaning liquid injection nozzle 13 according to an embodiment of the present invention.
  • the cleaning liquid spraying nozzle 13 is disposed above the filling layer 13, and when the filling layer 13 is implemented in a circular shape corresponding to the cross section of the filling tower 10, the cleaning liquid spraying nozzle 13 ) Must be formed so that the cleaning liquid can be uniformly sprayed on the circular filling layer 13.
  • the cleaning liquid spraying nozzle 13 may be formed to be curved so that the cleaning liquid is uniformly sprayed even on the edge of the filling layer 13.
  • a plurality of cleaning liquid spray nozzles 13 may be disposed in a direction crossing the filling layer 13.
  • the cleaning liquid spraying nozzle 13 is provided at the bottom of one or more curved portions 131 and the curved portions 131 formed by spraying the cleaning liquid and bent on the inner surface of the filling tower 10. It may include a fixed ring portion 133.
  • the curved portion 131 may be formed to be curved to have a constant curvature.
  • the curved portion 131 has a hollow formed therein so that the cleaning liquid flows. The cleaning liquid is sprayed through a nozzle provided in the curved portion 131.
  • One or more curved portions 131 may be provided. In the case of FIG. 6, it is shown that the two curved portions 131 are intersected and disposed, but the embodiment is not limited thereto.
  • the ring part 133 may be fixed to the inner surface of the charging tower 10.
  • the ring portion 133 is provided at the lower end of the curved portion 131.
  • the ring portion 133 is in communication with the curved portion 131.
  • the cleaning liquid flows to the ring part 133 through the circulation pump 63 and flows to the curved part 131 communicated with the ring part 133.
  • the curved portion 131 uniformly sprays the cleaning liquid to the edge of the filling layer 13, so that the cleaning efficiency of the filling layer 13 can be improved.
  • FIG. 7 is a view showing a wet scrubber according to another embodiment of the present invention.
  • the bottom surface is closed and micro holes are formed on the side surfaces, and the exhaust gas flows to the side inside the closing cap 43 A flow fan 45 is provided.
  • the bottom surface of the closing cap 43 is closed. That is, the closing cap 43 disposed inside the cleaning liquid is configured not to discharge exhaust gas toward the bottom. In this case, a micro hole is formed on the side of the closing cap 43. Accordingly, the exhaust gas may be discharged through the fine hole on the side of the closing cap 43 and may be discharged in the form of bubbles.
  • a flow fan 45 for flowing exhaust gas to the side of the closing cap 43 may be provided inside the closing cap 43.
  • the flow fan 45 When the flow fan 45 is operated, the exhaust gas flowing through the immersion pipe 40 flows to the side of the closing cap 43 and may be discharged through the micro holes.
  • the microbubble generating device 50 may be disposed on the side of the water storage tank 17. In this case, it may be disposed in a columnar shape along the inner surface of the water storage tank 17. In this case, the microbubble generating device 50 may generate microbubbles to face the exhaust gas discharged to the side of the closing cap 43.
  • the fine bubble generating device 50 generates fine bubbles directly opposite to the exhaust gas, thereby improving the contact frequency with the exhaust gas.
  • the contact frequency is improved by the exhaust gas and the fine bubbles facing each other, the cleaning efficiency of the exhaust gas may be improved.
  • An ultrasonic vibrator 80 may be provided on the bottom of the water storage tank 17.
  • the ultrasonic vibrator 80 generates fine bubbles in the cleaning solution separately from the fine bubbles.
  • the fine bubbles generated by the ultrasonic vibrator 80 generate a cavitation effect. That is, the ultrasonic vibrator 80 may generate fine bubbles additionally, thereby generating a cavitation effect on contaminants in the cleaning liquid to be cleaned.
  • the cleaning effect by the microbubble (b) and the cleaning effect by the cavitation of the ultrasonic vibrator 80 are superimposed, thereby improving the cleaning efficiency of the exhaust gas discharged into the cleaning solution, and reducing the contamination level of the cleaning solution itself. It is possible to increase the use time of.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 습식 스크러버는 하부에 저수조가 구비되어 세정액이 상기 저수조에 저수되는 충전탑; 배출가스를 상기 충전탑으로 공급하는 공급관; 상기 공급관에 구비되어, 상기 배출가스의 토출압력이 대기압을 초과하도록 상기 배출가스를 가압하는 가압펌프; 상기 공급관에 연결되어, 세정유체를 상기 배출가스에 분사하는 세정유체 분사장치; 일단이 상기 세정유체 분사장치에 연결되고, 타단이 상기 저수조의 세정액 내부로 침지되는 침지관; 및 상기 저수조에 구비되어, 상기 저수조에 저수된 세정액에 미세 기포를 발생시키는 미세 기포 발생장치; 를 포함한다.

Description

습식 스크러버
본 발명은 습식 스크러버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배출가스에 함유된 분진의 포집효율을 향상시키고, 배출가스의 세정효율을 향상시킨 습식 스크러버에 관한 것이다.
습식 스크러버(wet scrubber)는 습식 세정장치라고도 하는데, 반도체 또는 디스플레이 제조공정에서 발생하는 배출가스 또는 각종 악취가 발생하는 산업설비의 배출가스를 세정하여 배출하는 장치이다.
특히, 반도체 또는 디스플레이 제조공정 중 에칭(etching), 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 공정 후에 각종 폐가스, 유해가스, 온실가스 및 분진 등으로 구성된 배출가스가 발생하는데, 습식 스크러버 이러한 배출가스를 정화하여 대기로 배출시킬 수 있다.
습식 스크러버는 기본적으로 충전탑 내에 충전층(packed bed)를 설치하고 충전층에 세정 약액이 포함된 세정액을 분사하여, 충전탑 내부로 유동된 배출가스가 충전층을 통과하면서 폐가스, 유해가스, 온실가스 등의 각종 가스는 세정액에 흡수되고, 분진 등은 세정액의 액적 또는 충전층에 충돌되어 낙하하면서 제거되는 원리로 작동한다.
그러나, 충전탑 내에서 배출가스가 충분히 유동하지 않게 되면, 충전층에 유동되는 시간이 감소되어 불완전하게 세정된 상태로 가스가 배출되고 세정액과의 접촉도 충분히 이루어지지 않아, 분진이 다량 함유된 상태로 가스가 배출되기도 한다.
특히, 분진 중 입자직경이 10um 이상인 경우 세정액 등의 액적, 충전층 등에 충돌하여 낙하하여 제거되나, 입자직경이 0.1um 이하인 미세 분진의 경우 브라운 운동에 따라 충전탑 내에서 확산운동을 하게 되는데 충전탑 내에서의 유동시간이 충분하지 못한 경우 충전층을 빠져나가 외부로 배출되기도 한다.
또한, 배출가스가 세정액 또는 충전층에 충분히 접촉되지 못한 경우, 배출가스가 냉각되지 않고 일정 온도 이상으로 유지되고, 이에 따른 연무가 발생하여 배출되기도 한다.
따라서, 세정액과 배출가스의 접촉 시간 및 접촉 빈도를 증가시켜 배출가스의 세정효율을 높이고, 0.1um 이하의 미세 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 습식 스크러버의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배출가스에 함유된 분진의 포집효율을 향상시키고, 배출가스의 세정효율을 향상시킨 습식 스크러버를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 스크러버는 하부에 저수조가 구비되어 세정액이 상기 저수조에 저수되는 충전탑; 배출가스를 상기 충전탑으로 공급하는 공급관; 상기 공급관에 구비되어, 상기 배출가스의 토출압력이 대기압을 초과하도록 상기 배출가스를 가압하는 가압펌프; 상기 공급관에 연결되어, 세정유체를 상기 배출가스에 분사하는 세정유체 분사장치; 일단이 상기 세정유체 분사장치에 연결되고, 타단이 상기 저수조의 세정액 내부로 침지되는 침지관; 및 상기 저수조에 구비되어, 상기 저수조에 저수된 세정액에 미세 기포를 발생시키는 미세 기포 발생장치; 를 포함한다.
또한, 상기 세정유체 분사장치는, 상기 세정유체가 공급되는 공급유로 및 상기 세정유체가 배출되는 배출유로가 구비되는 외측 바디; 내부에 상기 배출가스가 유동되며, 상기 외측 바디의 내부에 구비되고 상기 외측 바디와 이격되게 배치되어 상기 세정유체가 유동되는 유동공간을 형성하는 내측 바디; 및 상기 내측 바디에 형성되고 상기 유동공간에 연결되어, 상기 배출가스를 향해 상기 세정유체를 분사하는 분사중공; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 분사중공은 상기 내측 바디의 반지름방향과 교각을 형성하고, 상기 배출가스의 진행방향과 교각을 형성할 수 있다.
또한, 상기 침지관의 단부에는 미세홀이 형성된 마감캡이 구비될 수 있다.
또한, 상기 미세 기포 발생장치는 상기 저수조의 저면에 배치되고, 상기 마감캡과 대향되는 상기 저수조의 중앙부에 이격부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 마감캡은 저면이 폐쇄되고 측면에 미세홀이 형성되며, 상기 마감캡의 내부에는 상기 측면으로 상기 배출가스를 유동시키는 유동팬이 구비될 수 있다.
또한, 상기 미세 기포 발생장치는 상기 저수조의 측면에 배치되어, 상기 마감캡의 측면으로 토출된 상기 배출가스에 대향하여 미세 기포를 발생할 수 있다.
또한, 상기 저수조의 저면에는 초음파 진동자가 구비될 수 있다.
또한, 상기 가압펌프는 상기 배출가스의 토출압력을 780mmHg 내지 1000mmHg으로 가압할 수 있다.
또한, 상기 미세 기포는 직경이 1um 내지 50um 이하의 마이크로 버블일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습식 스크러버에 따르면, 세정유체 분사장치의 내부에서 와류가 형성되어 분진의 포집효율이 크게 향상되고, 특히 미세 분진의 포집효율이 향상된다.
또한, 침지관이 세정액 내부로 침지되어 배출가스가 세정액 내부로 토출됨에 따라 배출가스와 세정액과의 접촉 빈도가 향상되므로, 배출가스의 세정효율이 향상되고, 분진의 포집효율이 향상되며, 배출가스에 의한 연무의 발생이 저감된다.
또한, 저수조 하부에 구비된 미세 기포 발생장치가 마이크로 버블을 세정액 내부로 발생하여, 배출가스의 오염물질의 세정효율을 높이고 세정액의 교환주기를 길게 하여 습식 스크러버의 유지관리를 용이하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 스크러버의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정유체 분사장치(30)의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정유체 분사장치(30)의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면도로 세정유체 분사장치(30)의 반지름방향(R)에 대한 분사중공(H)을 도시한 도면이다.
도 5는 세정유체 분사장치(30)의 배출가스 진행방향(G)에 대한 분사중공(H)의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 분사노즐(13)의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습식 스크러버를 도시한 도면이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 조작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 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. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 스크러버의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 습식 스크러버는 하부에 저수조(17)가 구비되어 세정액이 저수조(17)에 저수되는 충전탑(10), 배출가스를 충전탑(10)으로 공급하는 공급관(20), 공급관(20)에 구비되어, 배출가스의 토출압력(Pg)이 대기압(Po)을 초과하도록 배출가스를 가압하는 가압펌프(21), 공급관(20)에 연결되어, 세정유체를 배출가스에 분사하는 세정유체 분사장치(30), 일단이 세정유체 분사장치(30)에 연결되고, 타단이 저수조(17)의 세정액 내부로 침지되는 침지관(40), 및 저수조(17)에 구비되어, 저수조(17)에 저수된 세정액(L)에 미세 기포를 발생시키는 미세 기포 발생장치(50)를 포함한다.
충전탑(10)은 습식 스크러버의 외관을 형성한다. 충전탑(10)의 내부에는 세정액을 분사하는 세정액 분사노즐(13), 배출가스의 각종 가스를 세정하고 분진을 흡착하는 충전층(13), 충전탑(10)의 하부에 구비되어 세정액이 저수되는 저수조(17)를 포함한다.
배출가스는, 종래기술에서 상술한 것과 같이, 반도체 또는 디스플레이 제조공정 중 에칭(etching), 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition), 코팅 공정 후에 발생하는 각종 폐가스, 유해가스, 온실가스 등의 각종 가스 및 분진으로 구성될 수 있다.
또한, 배출가스는 수처리 공정 또는 식품, 축산, 제약 제조공정 등 사용되는 산업설비에 따라 암모니아 또는 황화수소 등을 포함하는 악취가스가 포함될 수도 있다.
세정액은 물(water)로 실시될 수 있다. 실시예에 따라, 세정액은 충전탑(10) 외부에 구비된 약액공급장치(65)를 통해 공급된 약액을 포함할 수 있다. 약액은 계면활성제, 가스 흡착제 등 공지의 약액으로 실시될 수 있다.
세정액 분사노즐(13)은 충전탑(10)의 내부에 배치된다. 세정액 분사노즐(13)은 충전층(13)의 상부에 구비될 수 있다. 세정액 분사노즐(13)은 세정액을 충전층(13)으로 분사한다. 세정액 분사노즐(13)은 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 세정액 분사노즐(13)은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
충전층(13)은 충전탑(10)의 내부에 구비된다. 충전층(13)은 내부에 충전재가 구비된다. 충전재는 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 충전재의 재질은 세라믹, 스테인레스, 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나로 실시될 수 있다.
충전재는 세정액 분사노즐(13)에서 분사된 세정액이 흡착된다. 충전층(13)으로 유동된 배출가스는 충전재의 세정액의 표면에 접촉되어, 세정액에 의해 분진의 제거, 각종 가스의 흡착이 실시된다. 이에 따라, 충전층(13)에서 배출가스가 세정된다.
충전탑(10)의 하부에는 저수조(17)가 구비된다. 저수조(17)에는 세정액이 저수된다. 상술한 충전층(13)으로 분사된 세정액은 충전탑(10)의 하부에 구비된 저수조(17)로 낙하하여, 저수조(17)에 저수된다.
충전탑(10)의 외부에는 세정액을 순환시키는 순환펌프(63)가 구비될 수 있다. 순환펌프(63)는 저수조(17)에 저수된 세정액(L)을 세정액 분사노즐(13)로 공급한다. 세정액은 순환펌프(63)에 의해 저수조(17)에서 세정액 분사노즐(13)로 공급되어 다시 분사될 수 있다.
이 경우, 순환펌프(63)와 저수조(17) 사이에는 필터(61)가 구비되어, 순환펌프(63)로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정액 분사노즐(13)과 순환펌프(63) 사이에는 상술한 약액을 공급하는 약액공급장치(65)가 연결될 수 있다.
충전탑(10)의 상부에는 충전탑(10) 내부로부터 발생하는 미스트(mist)를 제거하는 데미스터(15)(demister)가 구비될 수 있다.
충전탑(10)에는 배출가스를 충전탑(10)으로 공급하는 공급관(20)이 구비된다. 공급관(20)은 상술한 배출가스를 발생시키는 각종 산업설비에 연결될 수 있다.
공급관(20)에는 배출가스의 압력을 증가시키는 가압펌프(21)가 구비된다. 가압펌프(21)는 배출가스를 가압한다. 가압펌프(21)는 배출가스의 토출압력(Pg)이 대기압(Po)을 초과하도록 배출가스를 가압할 수 있다.
이 경우, 후술하는 것과 같이 침지관(40)의 타단에 작용하는 작용압력은 대기압과 세정액의 깊이에 따른 압력(수두)의 합으로 실시될 수 있으며, 침지관(40)의 타단의 위치에 따라 대기압과 실질적으로 동일한 수준의 압력으로도 실시될 수 있다.
즉, 침지관(40)의 타단에 작용하는 작용압력은 세정액(L) 내부의 수두(pressure head)에 따라 상이할 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 침지관(40)의 단부 위치에 작용하는 작용압력의 크기는 대기압(Po)인 것으로 설명한다.
가압펌프(21)에 의해 배출가스의 토출압력(Pg)은 작용압력보다 크게 가압된다. 이 경우, 배출가스의 토출압력(Pg)은 대기압(Po)을 초과하도록 가압될 수 있다.
바람직하게, 가압펌프(21)는 배출가스의 토출압력(Pg)을 780mmHg 내지 1000mmHg으로 가압할 수 있다. 즉, 후술하는 것과 같이, 배출가스가 저수조(17)의 세정액 내부로 침지된 침지관(40)에서 세정액 내부로 토출됨에 따라, 배출가스의 토출압력(Pg)을 780mmHg 이상으로 가압하여 침지관(40)에 작용하는 대기압(760mmHg) 및 세정액에 의한 작용압력보다 크게 하여, 세정액 내부에서 배출가스의 토출을 용이하게 한다.
또한, 가압펌프(21)는 배출가스의 토출압력(Pg)을 1000mmHg 이하로 가압하여 가압펌프(21)의 소비전력을 줄이고 부하를 감소시킨다.
세정유체 분사장치(30)는 공급관(20)에 연결된다. 세정유체 분사장치(30)는 세정유체를 공급관(20)을 통해 공급된 배출가스에 분사한다. 분사되는 세정유체는 물, 상술한 세정액, 미스트(mist) 또는 에어로졸(aerosol) 중 적어도 어느 하나로 실시될 수 있으나, 이에 실시예가 한정되지 않는다.
세정유체 분사장치(30)에서 배출가스에 세정유체가 분사되면, 배출가스에 포함된 분진, 악취가스, 유해가스, 온실가스가 일부 제거될 수 있다. 세정유체 분사장치(30)의 상세 구조에 대하여는 도 2를 참조하여 후술한다.
이에 따라, 충전탑(10) 내에서 배출가스의 본세정 전에, 세정유체 분사장치(30)에서 분진을 예비세정하므로 배출가스에 함유된 분진의 포집효율이 향상된다.
침지관(40)은 일단이 세정유체 분사장치(30)에 연결된다. 침지관(40)은 타단이 저수조(17)의 세정액 내부로 침지(浸漬)된다. 즉, 침지관(40)의 타단은 저수조(17)에 저수된 세정액(L)의 내부에 배치된다. 이 경우, 배출가스는 저수조(17)에 저수된 세정액(L) 내부로 토출된다.
배출가스의 토출압력(Pg)은 상술한 것과 같이 대기압을 초과하도록 가압된다. 이에 따라, 침지관(40)의 단부에서 작용하는 작용압력인 대기압 보다 배출가스의 토출압력(Pg)이 더 크므로, 배출가스가 세정액 내부로 원활하게 배출될 수 있다. 이 경우, 배출가스는 세정액 내부로 기포를 형성하면서 토출될 수 있다.
배출가스가 세정액 내부로 토출되면 세정액과의 접촉 빈도가 향상되므로, 세정효율이 향상되게 된다. 또한, 배출가스에 포함된 분진 중 세정유체 분사장치(30)에서 포집되지 않은 분진이 세정액 내부로 배출되어 세정액에 접촉될 확률이 증가하므로, 세정액에 포집될 확률이 증가되어 분진의 포집효율이 향상된다. 또한, 배출가스가 세정액과 열교환하여 냉각되므로, 배출가스에 의한 연무의 발생이 저감된다.
특히 0.1um 이하의 미세 분진이 충전탑(10) 내부로 그대로 배출되지 않고, 저수조(17)의 저수된 세정액 내부로 배출되어 세정액에 포집될 확률이 증가되므로, 미세 분진의 포집효율이 향상된다.
저수조(17)에는 미세 기포 발생장치(50)가 구비된다. 미세 기포 발생장치(50)는 저수조(17)의 하부에 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예의 경우 미세 기포 발생장치(50)는 저수조(17)의 저면에 배치될 수 있다. 미세 기포 발생장치(50)는 공지된 기술로 실시될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
미세 기포 발생장치(50)는 저수조(17)에 저수된 세정액(L)에 미세 기포를 발생시킨다. 미세 기포는 마이크로 버블(micro bubble)로 실시될 수 있다. 이 경우, 마이크로 버블(b)은 직경이 1um 이상 내지 50um 이하의 크기로 형성될 수 있다. 또한, 마이크로 버블(b)을 발생하는 기체로 오존(ozone)이 사용될 수 있다.
마이크로 버블(b)은 표면에 음전하를 형성하므로, 세정액 내부로 토출된 배출가스의 오염물질이 마이크로 버블(b)에 흡착될 수 있다. 또한, 마이크로 버블(b)이 수면으로 상승하여 붕괴되는 경우, 고온 및 고압에 의해 흡착된 오염물질이 열분해 될 수 있다.
또한, 저수조(17)에 저수된 세정액(L)은 순환펌프(63)에 의해 재순환되면서 내부에 오염물질이 축적되는데, 마이크로 버블(b)은 세정액에 축적된 오염물질을 제거하여 세정액을 장시간 사용할 수 있게 하므로, 세정액의 교환주기를 길게 하여 습식 스크러버의 유지관지를 용이하게 할 수 있다.
또한, 마이크로 버블(b)의 발생기체가 오존으로 실시되는 경우, 수산화 라디칼이 다량 발생되어 배출가스에 포함된 유기 오염물질이 제거될 수 있다.
침지관(40)의 단부에는 마감캡(41)이 구비될 수 있다. 마감캡(41)은 저수조(17)의 세정액 내부에 배치될 수 있다. 마감캡(41)에는 미세홀이 형성될 수 있다. 미세홀은 마감캡(41)의 저면 및 측면에 형성될 수 있다. 이 경우, 미세홀을 통해 배출된 배출가스는 세정액 내에서 기포를 형성하면서 토출될 수 있다.
미세 기포 발생장치(50)는 마감캡(41)과 대향되는 중앙부에 이격부(S)을 형성할 수 있다. 즉, 미세 기포 발생장치(50)는 미세 기포의 발생위치가 마감캡(41)의 위치와 간섭되지 않도록, 마감캡(41)과 대향되는 저수조(17)의 중앙부에 공동의 이격부(S)를 형성한다. 이에 따라, 미세 기포가 마감캡(41)의 저면을 통해 침지관(40)의 단부로 침투되어 간섭되지 않으므로, 침지관(40)에서 배출가스가 원활하게 토출될 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정유체 분사장치(30)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정유체 분사장치(30)의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면도로 세정유체 분사장치(30)의 반지름방향(R)에 대한 분사중공(H)을 도시한 도면이고, 도 5는 세정유체 분사장치(30)의 배출가스 진행방향(G)에 대한 분사중공(H)의 개략도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 세정유체 분사장치(30)는 외관을 형성하고, 세정유체가 공급되는 공급유로(32) 및 세정유체가 배출되는 배출유로(33)가 구비되는 외측 바디(31), 내부에 배출가스가 유동되며, 외측 바디(31)의 내부에 구비되고 외측 바디(31)와 이격되게 배치되어 세정유체가 유동되는 유동공간(39)을 형성하는 내측 바디(34), 및 내측 바디(34)에 형성되고 유동공간(39)에 연결되어, 배출가스를 향해 세정유체를 분사하는 분사중공(H)을 포함한다.
외측 바디(31)는 외관을 형성한다. 외측 바디(31)에는 세정유체가 공급되는 공급유로(32) 및 세정유체가 배출되는 배출유로(33)가 구비될 수 있다.
공급유로(32)에서 공급되는 세정유체는 물로 실시될 수 있다. 또한, 세정유체는 약액이 포함된 세정액으로 실시될 수도 있으나 이에 실시예가 한정되지 않는다. 세정유체는 별도의 가압장치(미도시)에 의해 가압되어 공급될 수 있다.
내측 바디(34)의 일측은 공급관(20)에 연결되고, 타측은 침지관(40)에 연결될 수 있다. 이 경우, 내측 바디(34)의 양 단부에는 프렌지부(35, 36)가 형성될 수 있다. 일측 프렌지부(35)는 공급관(20)과 연결되고, 타측 프렌지부(36)는 침지관(40)에 연결될 수 있다.
내측 바디(34)는 내부에 배출가스가 유동된다. 내측 바디(34)의 내부에는 공급관(20)으로부터 공급된 배출가스가 유동된다.
내측 바디(34)는 외측 바디(31)의 내부에 구비된다. 내측 바디(34)는 외측 바디(31)와 이격되게 배치된다. 이 경우, 내측 바디(34)는 외측 바디(31)와 이격된 부분에 세정유체가 유동되는 유동공간(39)을 형성한다.
유동공간(39)에는 세정유체가 유동된다. 즉, 외측 바디(31)의 공급유로(32)를 통해 공급된 세정유체가 유동공간(39)에 유동된다. 세정유체는 유동공간(39)에서 유동하여 배출가스에 의해 가열된 내측 바디(34)를 냉각시킬 수 있다. 유동공간(39)에서 유동된 유체는 배출유로(33)를 통해 배출될 수 있다.
분사중공(H)은 내측 바디(34)에 형성된다. 분사중공(H)은 유동공간(39)에 연결된다. 이 경우, 분사중공(H)은 내측 바디(34)의 내부를 향해 형성될 수 있다.
유동공간(39)에 유동된 세정유체는 분사중공(H)으로 유동된다. 이 경우, 분사중공(H)은 세정유체를 분사한다. 분사중공(H)은 배출가스를 향해 세정유체를 분사한다.
즉, 공급유로(32)에 세정유체가 가압되어 공급되는 경우, 세정유체의 일부는 유동공간(39)에서 유동되고, 세정유체의 나머지 일부는 분사중공(H)을 통해 분사된다. 이때, 세정유체는 고압으로 배출가스를 향해 분사된다. 이에 따라, 배출가스에 포함된 분진이 세정유체에 흡착되어 제거될 수 있다.
분사중공(H)에서 분사되는 세정유체는 액체, 미스트(mist) 또는 에어로졸(aerosol) 중 적어도 어느 하나의 형태로 분사될 수 있다. 세정유체가 미스트 또는 에어로졸 형태로 분사될 경우, 배출가스와 접촉되는 표면적이 증가하여 배출가스의 세정효율 및 분진의 포집효율을 향상시킬 수 있다.
분사중공(H)은 도 4에 도시된 것과 같이 내측 바디(34)의 반지름방향(R)과 교각을 형성할 수 있다. 즉, 분사중공(H)은 내측 바디(34)의 반지름방향(R)과 일치되지 않는 방향으로 형성된다. 이 경우, 분사중공(H)은 내측 바디(34)의 반지름방향(R)에 대해 90° 미만으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 45°로 형성될 수 있다.
분사중공(H)이 내측 바디(34)의 반지름방향(R)과 교각을 형성하면, 고압으로 분사되는 세정유체에 의해 내측 바디(34)의 내부에서 와류(vortex)가 형성될 수 있다. 와류는 배출가스와 세정유체를 교반하여, 배출가스와 세정유체의 접촉 빈도를 향상시켜 배출가스의 세정효율을 향상시킨다.
분사중공(H)은 도 5에 도시된 것과 같이, 배출가스의 진행방향(G)과 교각을 형성할 수 있다. 즉, 분사중공(H)은 배출가스의 진행방향(G)과 수직하게 형성되지 않고 경사지게 형성된다. 이 경우, 분사중공(H)은 배출가스의 진행방향(G)에 대해 90° 미만으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 45°로 형성될 수 있다.
분사중공(H)이 배출가스의 진행방향(G)과 교각을 형성하면, 고압으로 분사되는 세정유체에 의해 배출가스의 진행방향(G)으로 와류가 형성되어 배출가스의 세정효율을 향상시킬 수 있게 된다.
분사중공(H)이 내측 바디(34)의 반지름방향(R)과 교각을 형성하고 배출가스의 진행방향(G)과 교각을 형성하면, 내측 바디(34)의 내부에서 배출가스의 진행방향(G) 및 반지름을 중심축으로 하는 축방향으로 회전되는 와류가 형성될 수 있다.
이 경우, 배출가스와 세정유체의 접촉 빈도가 향상되어 배출가스의 세정효율이 향상된다. 또한, 중력방향에 대해 자중 및 원심력에 의해 내측 바디(34)의 내면으로 낙하하는 분진이 많아지므로, 분진의 포집효율이 크게 향상된다.
특히 0.1um 이하의 미세 분진의 경우 브라운 운동에 따른 확산을 하지 못하고 와류에 의해 세정유체와 교반된 후 자중 및 원심력에 의해 효과적으로 포집될 수 있게 된다.
세정유체 분사장치(30)에는 드레인부(37)가 추가적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 드레인부(37)는 세정유체 분사장치(30)의 타측에 구비될 수 있다. 드레인부(37)는 드레인유로(38)로 분진포집부(70)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 드레인유로(38)에는 세정유체 분사장치(30)로부터 분진포집부(70)로 향하는 방향으로만 세정유체를 유동시키는 체크밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 온오프(on/off) 밸브가 구비되어 사용자의 선택에 따라 드레인유로(38)가 개폐될 수 있다.
드레인부(37)는 내측 바디(34)의 에 연결되도록 구비될 수 있다. 이 경우, 내측 바디(34)의 일측에는 드레인부(37)와 연통되는 개구부(O)가 형성될 수 있다.
드레인부(37)는 세정유체에 포함된 분진을 수용한다. 즉, 세정유체가 분사중공(H)을 통해 분사되면, 배출가스에 포함된 분진이 세정유체에 흡착되어 자중에 의해 내측 바디(34)의 저면으로 낙하하는데, 드레인부(37)는 분진과 함께 낙하된 세정유체를 수용한다. 이 경우, 개구부(O) 분진이 포함된 세정유체가 유동될 수 있다.
드레인부(37)에 수용된 세정유체는 드레인유로(38)를 통해 드레인부(37)에 연결된 분진포집부(70)로 유동될 수 있다. 이 경우, 드레인유로(38)에 구비된 체크밸브 또는 온오프 밸브가 온(on) 작동할 수 있다.
세정유체에 포함된 분진은 자중에 의해 분진포집부(70)에 적층될 수 있다. 분진포집부(70)에 유동된 세정유체는 분진이 낙하되어 제거되면 별도의 유로를 통해 저수조(17)로 유동될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 분사노즐(13)의 사시도이다.
상술한 것과 같이, 세정액 분사노즐(13)은 충전층(13)의 상부에 배치되는데, 충전층(13)이 충전탑(10)의 단면에 대응되게 원형으로 실시될 경우, 세정액 분사노즐(13)은 원형의 충전층(13)에 세정액이 균일하게 분사될 수 있도록 형성되어야 한다.
이 경우, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세정액 분사노즐(13)은 충전층(13)의 테두리에도 세정액이 균일하게 분사되도록 만곡되게 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 세정액 분사노즐(13)이 충전층(13)을 가로지르는 방향으로 배치될 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 분사노즐(13)은 세정액을 분사하며 만곡되어 형성되는 하나 이상의 만곡부(131) 및 만곡부(131)의 하단에 구비되어 충전탑(10)의 내면에 고정되는 링부(133)를 포함할 수 있다.
만곡부(131)는 일정한 곡률을 갖도록 만곡되어 형성될 수 있다. 만곡부(131)는 내부에 중공이 형성되어 세정액이 유동된다. 세정액은 만곡부(131)에 구비된 노즐을 통해 분사된다.
만곡부(131)는 하나 이상 구비될 수 있다. 도 6의 경우 2개의 만곡부(131)가 교차되어 배치되는 것이 도시되어 있으나 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.
링부(133)는 충전탑(10)의 내면에 고정될 수 있다. 링부(133)는 만곡부(131)의 하단에 구비된다. 링부(133)는 만곡부(131)와 연통된다. 세정액은 순환펌프(63)를 통해 링부(133)로 유동되고, 링부(133)에 연통된 만곡부(131)로 유동된다.
이에 따라, 만곡부(131)가 충전층(13)의 테두리에도 균일하게 세정액을 분사하여, 충전층(13)의 세정효율이 향상될 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습식 스크러버를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습식 스크러버의 마감캡(43)은 저면이 폐쇄되고 측면에 미세홀이 형성되며, 마감캡(43)의 내부에는 측면으로 배출가스를 유동시키는 유동팬(45)이 구비된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마감캡(43)은 저면이 폐쇄된다. 즉, 세정액 내부에 배치된 마감캡(43)은 저면 방향으로 배출가스를 토출시키지 않게 구성된다. 이 경우, 마감캡(43)의 측면에 미세홀이 형성된다. 이에 따라, 배출가스는 마감캡(43)의 측면의 미세홀로 배출되고, 기포 형태로 토출될 수 있다.
이때, 마감캡(43)의 내부에는 마감캡(43)의 측면으로 배출가스를 유동시키는 유동팬(45)이 구비될 수 있다. 유동팬(45)이 작동되면, 침지관(40)을 통해 유동된 배출가스가 마감캡(43)의 측면으로 유동되어, 미세홀을 통해 토출될 수 있다.
미세 기포 발생장치(50)는 저수조(17)의 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 저수조(17)의 내측면을 따라 원주형으로 배치될 수 있다. 이때, 미세 기포 발생장치(50)는 마감캡(43)의 측면으로 토출된 배출가스에 대향하여 미세 기포를 발생할 수 있다.
즉, 미세 기포 발생장치(50)는 미세 기포를 배출가스에 직접적으로 대향되게 발생시켜, 배출가스와의 접촉 빈도를 향상시킨다. 배출가스와 미세 기포가 대향되어 접촉 빈도가 향상되면, 배출가스의 세정효율이 향상될 수 있다.
저수조(17)의 저면에는 초음파 진동자(80)가 구비될 수 있다. 초음파 진동자(80)는 미세 기포와 별도로 세정액 내에서 미세 기포를 생성한다. 이 경우, 초음파 진동자(80)에 의해 발생된 미세 기포는 캐비테이션(cavitation) 효과를 발생시킨다. 즉, 초음파 진동자(80)는 미세 기포를 추가적으로 생성하여, 세정액 내의 오염물질에 대해 캐비테이션 효과를 발생하여 세정시킬 수 있게 된다.
이 경우, 마이크로 버블(b)에 의한 세정효과와 초음파 진동자(80)의 캐비테이션에 의한 세정효과가 중첩되어, 세정액 내부로 토출된 배출가스의 세정효율이 향상되며, 세정액 자체의 오염도를 감소시켜 세정액의 사용시간을 증대시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 하부에 저수조가 구비되어 세정액이 상기 저수조에 저수되는 충전탑;
    배출가스를 상기 충전탑으로 공급하는 공급관;
    상기 공급관에 구비되어, 상기 배출가스의 토출압력이 대기압을 초과하도록 상기 배출가스를 가압하는 가압펌프;
    상기 공급관에 연결되어, 세정유체를 상기 배출가스에 분사하는 세정유체 분사장치;
    일단이 상기 세정유체 분사장치에 연결되고, 타단이 상기 저수조의 세정액 내부로 침지되는 침지관; 및
    상기 저수조에 구비되어, 상기 저수조에 저수된 세정액에 미세 기포를 발생시키는 미세 기포 발생장치;
    를 포함하는 습식 스크러버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정유체 분사장치는,
    상기 세정유체가 공급되는 공급유로 및 상기 세정유체가 배출되는 배출유로가 구비되는 외측 바디;
    내부에 상기 배출가스가 유동되며, 상기 외측 바디의 내부에 구비되고 상기 외측 바디와 이격되게 배치되어 상기 세정유체가 유동되는 유동공간을 형성하는 내측 바디; 및
    상기 내측 바디에 형성되고 상기 유동공간에 연결되어, 상기 배출가스를 향해 상기 세정유체를 분사하는 분사중공;
    을 포함하는 습식 스크러버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분사중공은 상기 내측 바디의 반지름방향과 교각을 형성하고, 상기 배출가스의 진행방향과 교각을 형성하는 습식 스크러버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 침지관의 단부에는 미세홀이 형성된 마감캡이 구비되는 습식 스크러버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미세 기포 발생장치는 상기 저수조의 저면에 배치되고, 상기 마감캡과 대향되는 상기 저수조의 중앙부에 이격부를 형성하는 습식 스크러버.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마감캡은 저면이 폐쇄되고 측면에 미세홀이 형성되며,
    상기 마감캡의 내부에는 상기 측면으로 상기 배출가스를 유동시키는 유동팬이 구비되는 습식 스크러버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미세 기포 발생장치는 상기 저수조의 측면에 배치되어, 상기 마감캡의 측면으로 토출된 상기 배출가스에 대향하여 미세 기포를 발생하는 습식 스크러버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 저수조의 저면에는 초음파 진동자가 구비되는 습식 스크러버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가압펌프는 상기 배출가스의 토출압력을 780mmHg 내지 1000mmHg으로 가압하는 습식 스크러버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미세 기포는 직경이 1um 내지 50um 이하의 마이크로 버블인 습식 스크러버.
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