KR101546227B1

KR101546227B1 - 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버

Info

Publication number: KR101546227B1
Application number: KR1020130167968A
Authority: KR
Inventors: 이광희; 김용섭
Original assignee: 이광희
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-08-21
Also published as: KR20150078530A

Abstract

본 발명은 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버에 관한 것으로, 내부에 공간이 형성되어 있는 본체(110);와, 상기 본체(110)의 하부에 수면(W) 아래로 연통되도록 형성되는 순환 수조(120);와, 상기 본체(110)의 하측 일측면에 상기 수면(W) 상측에 위치하도록 형성되며, 오염된 유해가스가 인입되는 유해 가스 인입부(111);와, 상기 본체(110)의 내부에 상기 유해 가스 인입부(111)의 옆에 위치하도록 설치되는 가스 분배기(130);와, 상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 분배기(130)의 상측에 설치되며, 원통(141)이 소정 간격을 두고 2개 층 이상 배열되어 형성되는 다단 원통형 구조물(140);과, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 하측으로 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 1차 분사 수단(150);과, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 상측으로 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 2차 분사 수단(151);과, 상기 본체(110)의 내부에 상기 2차 분사 수단(151)의 상측에 설치되며, 상기 유해가스 내의 유해 성분을 흡착하는 가스 흡착 충전체(160);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100)에 관한 것이다.

Description

다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버{Scrubber}

일반적으로, 다양한 공정 시설로부터 배출되는 오염된 유해가스는 분진, 유독 물질 등 다양한 형태의 오염물질을 포함하고 있으며, 그대로 배기되는 경우 심각한 환경 오염 문제를 유발하게 된다. 따라서, 이러한 유해가스를 대기로 방출하기 전에 여러 가지 장치에 의해 안전한 가스로 처리되어야 하는데, 가스 스크러버 장치가 이러한 역할을 한다.

가스 스크러버는 배기 가스를 처리하는 방식에 따라, 습식, 연소식, 흡착식 가스 스크러버로 분류된다.

습식 가스 스크러버는 배기 가스를 세척액으로 중화시켜 흡수 처리하는 방법을 사용하는 가스 스크러버이며, 대용량에 적합하다는 장점이 있으나, 불용성 가스의 처리가 불완전하고 폐수 처리를 위해 별도의 비용이 필요하다는 단점을 가지고 있다.

연소식 가스 스크러버는 배기 가스를 고온에서 연소시키거나 열분해시킴으로써 처리하는 방법을 사용하는 가스 스크러버이며, 대용량에 적합하다는 장점이 있으나 2차 유해물질인 부산물을 처리하기 위한 별도 비용이 필요하다는 단점을 가지고 있다.

이에 대해 흡착식 가스 스크러버는 하기 특허문헌 1의 "흡착제의 잔류 수명 확인용 감지 장치, 이를 구비한 가스스크러버 및 흡착제의 잔류 수명 확인 방법(대한민국 등록 특허 제10-0546367호)"에 개시된 것과 같이, 흡착제를 이용하여 유독성 가스를 흡착, 제거한다. 이러한 흡착식 가스 스크러버에서는 유독성 배기 가스를 제거하기 위하여 흡착제를 가스 스크러버 내에 설치된 캐니스터(canister) 내에 충전한다. 이 흡착제는 반도체 제조 공정에 사용되는 유독성 가스를 물리적으로 또는 화학적으로 흡착하여 제거함으로써 배기 가스를 정화한다. 흡착제로는 활성탄과 NaOH 등의 염기성 물질을 사용할 수 있으며, 최근에는 흔히 화학 수지(chemical resin)라고 불리우는 흡착제 물질을 많이 사용한다.

그러나, 이러한 흡착식 가스 스크러버는 사용에 따라 오염 물질의 흡착에 따라 흡착제의 성능이 저하되어 흡착제의 주기적인 관리/교체가 필요한 것은 물론, 흡착제가 비교적 큰 부피를 차지하기에 대용량에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 등록 특허 제10-0546367호

본 발명은 상기한 과제를 해결하여, 습식 및 흡착식을 혼용하는 것이 가능하여 비교적 작은 크기로도 그 용량을 월등히 향상시키는 것이 가능한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

또한, 스크러버 내부의 기류의 흐름을 안정화하여, 가스 흡수 효율을 높인 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 공간이 형성되어 있는 본체(110);와, 상기 본체(110)의 하부에 수면(W) 아래로 연통되도록 형성되는 순환 수조(120);와, 상기 본체(110)의 하측 일측면에 상기 수면(W) 상측에 위치하도록 형성되며, 오염된 유해가스가 인입되는 유해 가스 인입부(111);와, 상기 본체(110)의 내부에 상기 유해 가스 인입부(111)의 옆에 위치하도록 설치되는 가스 분배기(130);와, 상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 분배기(130)의 상측에 설치되며, 원통(141)이 소정 간격을 두고 2개 층 이상 배열되어 형성되는 다단 원통형 구조물(140);과, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 하측으로 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 1차 분사 수단(150);과, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 상측으로 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 2차 분사 수단(151);과, 상기 본체(110)의 내부에 상기 2차 분사 수단(151)의 상측에 설치되며, 상기 유해가스 내의 유해 성분을 흡착하는 가스 흡착 충전체(160);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측에 설치되며, 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 3차 분사 수단(152);와, 상기 본체(110)의 내부에 상기 3차 분사 수단(152)의 상측에 설치되는 기액 분리기(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스 분배기(130)는, 상기 본체(110)를 상하로 구분하는 상하 격판(133)의 중앙에 설치되며, 상하로 개방되어 있으며 아래로 가면서 그 지름이 작아지는 원추형 유도체(131);와, 상기 원추형 유도체(131)의 내측에 서로 교차하도록 2 개 이상 설치되어 상기 유해가스의 흐름을 고르게 하여 안정화시키는 유도 격판(132); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체(110)의 최상측에 형성된 배기구(180)를 통하여 배출되는 정화된 가스를 배출하는 송풍기(181); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체(110)의 일 측면에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 측면에 설치되는 청소구(112);와, 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측 상기 본체(110)의 일 측면에 설치되는 감시창(113);과, 상기 본체(110)의 상측에 설치되는 맨홀(114); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 습식 및 흡착식을 혼용하는 것이 가능하여 비교적 작은 크기로도 그 용량을 월등히 향상시키는 것이 가능한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버를 제공하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 스크러버 내부의 기류의 흐름을 안정화하여, 가스 흡수 효율을 높이는 것은 물론, 일차적으로 세정수를 통한 정화를 수행하므로, 가스 흡착제의 수명을 연장시며 그 유지 및 교환에 있어 대단히 경제적이라는 장점이 있다.

도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버의 전체 단면도.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버의 가스 분배기의 구조를 나타내는 상면도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버의 가스 분배기의 구조를 나타내는 측단면도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버의 다단 원통형 구조물의 구조를 나타내는 상면도.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버의 다단 원통형 구조물의 구조를 나타내는 측단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다

본 발명의 일 실시예에 의한 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버는 도 1에 나타낸 것과 같이 크게, 본체(110), 순환 수조(120), 가스 분배기(130), 다단 원통형 구조물(140), 1/2차 분사 수단(150,151) 및 가스 흡착 충전체(160)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본체(110)에 관하여 설명한다. 상기 본체(110)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 기본적인 구조를 형성하는 구조체의 기능을 가지며, 그 내부에는 공간이 형성되어 있다.

다음으로, 순환 수조(120)에 관하여 설명한다. 상기 순환 수조(120)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 하부에 수면(W) 아래로 연통되도록 형성된다. 상기 순환 수조(120)는, 1~3차 분사 수단(150~152)을 통하여 분사된 순환수가 하부로 낙하한 후 포집되도록 하여, 재순환하는 것이 가능하도록 하는 기능을 가진다.

한편, 상기 본체(110)의 하측 일측면에는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 수면(W) 상측에 위치하도록 형성되며, 오염된 유해가스가 인입되는 유해 가스 인입부(111)가 설치된다.

다음으로, 가스 분배기(130)에 관하여 설명한다. 상기 가스 분배기(130)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 내부에 상기 유해 가스 인입부(111)의 옆에 위치하도록 설치되며 스크러버 내부의 기류의 흐름을 안정화하여, 가스 흡수 효율을 높이는 기능을 가진다. 상기한 기능을 가지는 상기 가스 분배기(130)를 구현하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로 상기 가스 분배기(130)는 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)를 상하로 구분하는 상하 격판(133)의 중앙에 설치되며, 상하로 개방되어 있으며 아래로 가면서 그 지름이 작아지는 원추형 유도체(131)와, 상기 원추형 유도체(131)의 내측에 서로 교차하도록 2 개 이상 설치되어 상기 유해가스의 흐름을 고르게 하여 안정화시키는 유도 격판(132)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성의 상기 가스 분배기(130)에 의하여, 도 3에 나타낸 것과 같이 상기 원추형 유도체(131)의 비교적 좁은 하측의 개방부를 통하여 난류와 유사한 흐름을 가지는 유해가스가 인입된 후, 상측으로 가면서 점점 넓어지는 상기 원추형 유도체(131)의 형상의 특성에 따라 그 유속이 느려지면서 상기 유도 격판(132)에 의하여 그 흐름이 비교적 일정하게 안정화되므로, 후술할 가스 흡착 충전체(160)에서의 가스 흡수 효율을 높이게 된다.

다음으로, 다단 원통형 구조물(140)에 관하여 설명한다. 상기 다단 원통형 구조물(140)은 도 4 및 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 분배기(130)의 상측에 설치되며, 원통(141)이 소정 간격을 두고 2개 층 이상 배열되어 형성된다. 상기 다단 원통형 구조물(140)은 상기 1/2차 분사 수단(150,151)과 함께 사용되어, 상기 1/2차 분사 수단(150,151)에서 분사된 순환수와 상기 유해 가스의 접촉 효율을 극대화시키는 기능을 가지게 된다. 즉, 상기 다단 원통형 구조물(140)을 구성하는 각각의 원통(141)의 표면을 타고 흘러내리는 상기 순환수에 상기 유해 가스가 접촉하게 되므로, 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시키면서도, 상기 유해가스의 유속을 크게 떨어트리지 않게 되어 원활한 흐름이 가능하게 하는 기능을 가진다.

다음으로, 1차 분사 수단(150) 및 2차 분사 수단(151)에 관하여 설명한다. 상기 1차 분사 수단(150)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 하측으로 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하도록 설치된다. 한편, 상기 2차 분사 수단(151)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 다단 원통형 구조물(140)의 상측으로 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하도록 설치된다.

상기 1차 분사 수단(150) 및 2차 분사 수단(151)은 상기 다단 원통형 구조물(140)과 함께, 상기 유해 가스가 상기 가스 흡착 충전체(160)에 진입하기 이전에비교적 입자가 큰 분진이나 수용성 오염물질을 사전에 걸러내어 정화하는 기능을 수행하므로, 상기 가스 흡착 충전체(160)의 흡착 효율 및 수명을 증대시키는 기능을 가지게 된다.

이 경우, 상기 1차 분사 수단(150) 및 2차 분사 수단(151)을 구현하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로는 도 1에 나타낸 것과 같이, 노즐을 구비하는 분사관을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 순환수는 정화하고자 하는 상기 유해 가스의 산성 또는 알칼리성 등의 특성에 따라, 이를 중화하거나 세정할 수 있는 성분을 포함하여 사용되는 것이 바람직하다.

다음으로, 가스 흡착 충전체(160)에 관하여 설명한다. 상기 가스 흡착 충전체(160)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 내부에 상기 2차 분사 수단(151)의 상측에 설치되며, 상기 유해가스 내의 유해 성분을 흡착하는 기능을 가진다. 이 경우, 상기 가스 흡착 충전체(160)의 내부에 충전되는 흡착제로는 상기 유해 가스에서 정화하고자 하는 주성분에 따라 다양하게 선택되어 사용되는 것이 가능하다. 이러한 상기 충전제로는 활성탄과 NaOH 등의 염기성 물질을 사용할 수 있으며, 흔히 화학 수지(chemical resin)라고 불리우는 흡착제 물질을 사용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 가스 흡착 충전체(160)는 그 내부의 충전제에 오염물질이 흡착됨에 따라 세척/교환이 필요하게 되나, 본 발명의 경우 상기 1차 분사 수단(150) 및 2차 분사 수단(151)과 함께 상기 다단 원통형 구조물(140)을 구비하는 구성상의 특징에 의하여 유해 가스의 사전 정화가 이루어진 후 상기 가스 흡착 충전체(160)를 통과하게 되므로, 그 사용 수명이 획기적으로 증대된다.

한편, 본 발명의 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측에 설치되며, 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 3차 분사 수단(152)과, 상기 본체(110)의 내부에 상기 3차 분사 수단(152)의 상측에 설치되어, 상기 3차 분사 수단(152)을 통과한 기체에 포함된 액적을 분리하는 기액 분리기(170)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 기액 분리기(170)를 구현하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하다. 상기 기액 분리기(170)를 구성하는 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서는 널리 알려져 사용되고 있는 수준의 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 구동력에 의하여 원활한 기체의 흐름을 강제할 수 있도록 상기 본체(110)의 최상측에 형성된 배기구(180)를 통하여 배출되는 정화된 가스를 배출하는 송풍기(181)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 유지 보수 및 점검의 편의를 위하여 본 발명의 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 본체(110)의 일 측면에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 측면에 설치되며 상기 가스 흡착 충전체(160)의 유지/보수/ 교환 또는 세척을 위한 청소구(112)와, 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측 상기 본체(110)의 일 측면에 설치되어 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상태 및 작동 상황을 점검할 수 있는 감시창(113)과, 상기 본체(110)의 상측에 설치되어 유지 보수를 위한 출입이 가능하도록 하는 맨홀(114)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버
110: 본체 111: 유해 가스 유입부
112: 청소구 113: 감시창
114: 맨홀
120: 순환 수조 121: 순환수 펌프
130: 가스 분배기 131: 원추형 유도체
132: 유도 격판 133: 상하 격판
140: 다단 원통형 구조물
141: 원통
150: 1차 분사 수단
151: 2차 분사 수단
152: 3차 분사 수단
160: 가스 흡착 충전체
170: 기액 분리기
180: 배기구 181: 송풍기

Claims

내부에 공간이 형성되어 있는 본체(110);
상기 본체(110)의 하부에 수면(W) 아래로 연통되도록 형성되는 순환 수조(120);
상기 본체(110)의 하측 일측면에 상기 수면(W) 상측에 위치하도록 형성되며, 오염된 유해가스가 인입되는 유해 가스 인입부(111);
상기 본체(110)의 내부에 상기 유해 가스 인입부(111)의 옆에 위치하도록 설치되는 가스 분배기(130);
상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 분배기(130)의 상측에 설치되며, 원통(141)이 소정 간격을 두고 2개 층 이상 배열되어 형성되는 다단 원통형 구조물(140);
상기 다단 원통형 구조물(140)의 하측으로 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 1차 분사 수단(150);
상기 다단 원통형 구조물(140)의 상측으로 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 2차 분사 수단(151);
상기 본체(110)의 내부에 상기 2차 분사 수단(151)의 상측에 설치되며, 상기 유해가스 내의 유해 성분을 흡착하는 가스 흡착 충전체(160);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 본체(110)의 내부에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측에 설치되며, 상기 순환수 펌프(121)를 통하여 공급되는 상기 순환 수조(120) 내의 순환수를 분사하는 3차 분사 수단(152);
상기 본체(110)의 내부에 상기 3차 분사 수단(152)의 상측에 설치되는 기액 분리기(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 가스 분배기(130)는,
상기 본체(110)를 상하로 구분하는 상하 격판(133)의 중앙에 설치되며, 상하로 개방되어 있으며 아래로 가면서 그 지름이 작아지는 원추형 유도체(131);
상기 원추형 유도체(131)의 내측에 서로 교차하도록 2 개 이상 설치되어 상기 유해가스의 흐름을 고르게 하여 안정화시키는 유도 격판(132); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100).
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삭제
청구항 제 1항에 있어서,
상기 본체(110)의 최상측에 형성된 배기구(180)를 통하여 배출되는 정화된 가스를 배출하는 송풍기(181); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100).
청구항 제 4항에 있어서,
상기 본체(110)의 일 측면에 상기 가스 흡착 충전체(160)의 측면에 설치되는 청소구(112);
상기 가스 흡착 충전체(160)의 상측 상기 본체(110)의 일 측면에 설치되는 감시창(113);
상기 본체(110)의 상측에 설치되는 맨홀(114); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 원통형 구조물을 구비하는 스크러버(100).