KR100373234B1 - Elimination apparatus for gas material of using bubble - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐수의 발생이 없을 뿐만 아니라 주기적으로 교체할 필요가 없고 장치의 구성에 있어서 복잡한 부대시설을 필요로 하지 않는 장치가 요구되지 않기 때문에 가스상 물질들을 세정식이 아닌 방법으로 넓은 비표면적을 갖으며 흡착능력이 양호한 미세한 기포를 이용한 흡착으로 흡수세정액의 체적을 8배 이상 증대시킴으로 인하여 접촉면적의 확대는 물론 압력손실을 줄이고 계면에서 흡착 및 액의 특성에 따라 화학반응을 통하여 결합된 가스상의 물질들과 입자상의 물질등이 기포가 파포되며 스컴의 형태에서 조밀한 입자가되어 침강할 수 있도록 한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치를 제공함에 있다.The present invention has a large specific surface area in a non-clean manner, because there is no waste water generation, no need to be replaced periodically, and a device that does not require complex facilities in the construction of the device is required. Adsorption using fine bubbles with good adsorption capacity increases the volume of the absorbent cleaning liquid by more than 8 times, thereby increasing the contact area, reducing pressure loss, and combining gaseous substances through chemical reactions depending on the characteristics of the adsorption and liquid at the interface. The present invention provides an apparatus for removing gaseous substances using bubbles in which bubbles such as and particulate matter are bubbled and settle as dense particles in the form of scum.
상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 내부로 유입된 액체와 공기를 구동모터(10)의 구동에 의한 고속 회전에 의해 혼합하여 미세한 기포를 생성시키는 기포발생부(40)와, 상기 기포발생부(40)의 일측과 통로가 연결되게 설치되어 기포발생부(40)로부터 공급되는 가스상 물질에 함유된 유해성분을 흡착 제거함과 동시에 유해성분이 제거된 가스를 외부로 배출시키는 기포탑(10)을 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bubble generating unit 40 and a bubble generating unit for generating fine bubbles by mixing liquid and air introduced therein by high-speed rotation by the driving of the driving motor 10. One side of the passage 40 and the passage is installed to have a bubble tower 10 for adsorbing and removing the harmful components contained in the gaseous material supplied from the bubble generating unit 40 and at the same time to discharge the gas from which the harmful components have been removed to the outside. It is characterized by.
Description
본 발명은 기포를 이용하여 유해한 가스상 물질을 계면활성 물질들과 결합 또는 흡착을 통하여 제거할 수 있도록 한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치에관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing gaseous substances using bubbles, in which bubbles can be used to remove harmful gaseous substances through bonding or adsorption with surfactants.
일반적으로 산업의 발달에 따라 제품의 생산에 따른 폐기물이나 폐수에 대한 문제는 날로 심각해 지고 있다. 특히 수질 오염과 달리 대기오염은 국제적인 범위에서 끝나지 않기 때문에 국제적인 협약 등을 통한 규제는 날로 강화되고 있으나, 소규모 시설에 있어서 가스상 오염물질들을 제거하는 기술은 극히 미비한 실정이다. 대부분 유량이 100㎥/hr이상인 경우 다양한 방법의 세정식 스크라바 등을 사용하며 활성탄 및 넓은 비표면적을 갖는 흡착탑 등을 병용하고 있으나 세정식 스크라바 등을 사용할 경우 급수시설을 필요로 할 뿐만 아니라 발생되는 폐수의 처리시설을 필요로하며, 더욱이 폐수를 농축하는 시스템의 경우 순환 과정을 거치는 동안 흡착능력의 저하는 물론 성상에 따라 시스템의 관로 폐색 및 부식 등으로 인한 시스템의 비정상적인 가동과 고장을 일으키기 쉽고, 특히 겨울철 동파를 대비할 수 있도록 하기 위한 관리가 필요하다는 문제점이 있었다.In general, with the development of the industry, the problem of waste or wastewater due to the production of products is becoming more serious. In particular, unlike water pollution, since air pollution does not end at the international scope, regulations through international agreements are being strengthened day by day, but technology for removing gaseous pollutants in a small facility is extremely inadequate. In most cases, when the flow rate is more than 100㎥ / hr, various types of cleaning scrubbers are used, and activated carbon and adsorption towers having a large specific surface area are used in combination. In addition, in the case of a system concentrating the wastewater, it is easy to cause abnormal operation and failure of the system due to the blockage and corrosion of the pipeline according to the characteristics as well as the deterioration of adsorption capacity during the circulation process. In particular, there was a problem in that management was needed to prepare for freezing in winter.
또한, 활성탄 등에 의한 흡착의 경우 일정 기간이 경과하여 흡착 포화점에 도달하면 교체 또는 재생과정을 거쳐야만 한다. 이밖에도 가연성의 가스상 물질은 연소공정을 거쳐 비교적 처리하기 쉬운 가스상 물질로 전환하는 방법들도 후단에 세정탑이나 흡착탑 등을 구비할 필요가 있다는 문제점이 있었다.In addition, in the case of adsorption by activated carbon, the adsorption saturation point after a certain period of time must be replaced or regenerated. In addition, the method of converting the combustible gaseous material into a gaseous material which is relatively easy to process through a combustion process also has a problem in that a cleaning tower or an adsorption tower needs to be provided at the rear end.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폐수의 발생이 없을 뿐만 아니라 주기적으로 교체할 필요가 없고 장치의 구성에 있어서 복잡한 부대시설을 필요로 하지 않는 장치가 요구되지 않기 때문에 가스상 물질들을 세정식이 아닌 방법으로 넓은 비표면적을 갖으며 흡착능력이 양호한 미세한 기포를 이용한 흡착으로 흡수세정액의 체적을 8배 이상 증대시킴으로 인하여 접촉면적의 확대는 물론 압력손실을 줄이고 계면에서 흡착 및 액의 특성에 따라 화학반응을 통하여 결합된 가스상의 물질들과 입자상의 물질등이 기포가 파포되며 스컴의 형태에서 조밀한 입자가되어 침강할 수 있도록 한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is not only to generate waste water, but also to avoid the need for periodic replacement and to require a device that does not require complicated auxiliary facilities in the configuration of the device. Since the gaseous substances have a large specific surface area by the non-clean method and the adsorption using fine bubbles with good adsorption capacity, the volume of the absorbent cleaning liquid is increased by more than 8 times, thereby increasing the contact area as well as reducing the pressure loss. Provides a gaseous substance removal device using bubbles so that bubbles of gaseous substances and particulate matters combined through chemical reactions can be bubbled and settle as dense particles in the form of scum according to adsorption and liquid characteristics. It is.
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치는, 내부로 유입된 액체와 공기를 구동모터의 구동에 의한 고속 회전에 의해 혼합하여 미세한 기포를 생성시키는 기포발생부와, 상기 기포발생부의 일측과 통로가 연결되게 설치되어 기포발생부로부터 공급되는 가스상 물질에 함유된 유해성분을 흡착 제거함과 동시에 유해성분이 제거된 가스를 외부로 배출시키는 기포탑을 구비한 것을 특징으로 한다.Gas phase material removal apparatus using the bubble according to the present invention made to achieve the above object, Bubble generation unit for generating a fine bubble by mixing the liquid and air introduced into the inside by a high speed rotation by the drive of the drive motor, One side of the bubble generating unit and the passage is connected to the adsorption and removal of harmful components contained in the gaseous material supplied from the bubble generating unit and at the same time characterized in that it comprises a bubble tower for discharging the gas is removed.
도 1은 본 발명에 의한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치를 도시한 계통도,1 is a system diagram showing an apparatus for removing a gaseous substance using bubbles according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a gaseous substance removing apparatus using bubbles according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 충진재를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a filler according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 기포탑 12 : 다공성 충진재10 bubble column 12 porous filler
22 : 포말비산방지판 40 : 기포발생부22: foam shatterproof plate 40: bubble generation unit
42 : 가동타공판 44 : 고정타공판42: movable punch plate 44: fixed punch plate
80 : 구동모터80: drive motor
이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 하부를 통해 내부로 유입된 배기가스와 일측을 통해 유입된 거품에 의해 가스상의 물질이 제거된 처리가스가 상부로 배출되도록 내부에 다공성 충진재(12)가 충진된 기포탑(10)과, 상기 기포탑(10)의 일측에 거품유입구(50)를 매개로 연결되어 내부로 이송된 액체와 유입된 공기를 기포발생부(40) 내에 설치된다수의 가동타공판(42)과 고정타공판(44)의 고속 회전에 의해 서로 혼합하여 미세한 기포를 형성시킴과 동시에 그 기포(거품)를 기포탑(10) 내에 공급하는 기포발생부(40)와, 상기 기포발생부(40)의 하단 일측에 대하여 상기 거품유입구(50)의 반대방향에 액체유입구(52)를 매개로 설치되어 기포발생부(40) 내에 일정량의 액체를 공급하는 액량조절밸브(60) 및 펌프(70)와, 상기 기포발생부(40)의 상단에 대하여 상기 거품유입구(50)의 반대방향에 설치되어 외부의 공기를 기포발생부(40) 내에 공급하는 공기유입구(54)와, 상기 기포발생부(40)의 후단에 대하여 상기 거품유입구(50)의 반대방향에 설치되어 기포발생부(40) 내에 설치된 다수의 가동타공판(42)과 고정타공판(44)을 고속으로 동시 회전시키도록 일측에 모터속도조절기(82)가 부착된 구동모터(80)로 구성되어 있다.Gas phase material removal apparatus using the bubble according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the processing gas from which the gaseous material is removed by the exhaust gas introduced into the interior through the bottom and the foam flowed through one side. The bubble tower 10 filled with the porous filler 12 therein so that the gas is discharged to the upper part, and the liquid and the air introduced into the inside of the bubble tower 10 through the bubble inlet 50 are connected through the medium. The bubbles are formed in the bubble generating unit 40 by mixing them by high-speed rotation of the movable perforated plate 42 and the fixed perforated plate 44 to form fine bubbles, and at the same time supplying the bubbles (bubbles) into the bubble column 10. The bubble generating unit 40 and the lower end of the bubble generating unit 40 is installed in the opposite direction of the bubble inlet 50 through the liquid inlet 52 through a predetermined amount in the bubble generating unit 40. Liquid level control valve 60 and pump 70 for supplying liquid And, the air inlet 54 is installed in the opposite direction of the bubble inlet 50 with respect to the upper end of the bubble generating unit 40 to supply the outside air into the bubble generating unit 40, and the bubble generating unit ( A motor speed is provided at one side to simultaneously rotate the plurality of movable perforated plates 42 and the fixed perforated plates 44 installed in the bubble generator 40 in the opposite direction to the rear end of the foam inlet 50. It consists of a drive motor 80 to which the regulator 82 is attached.
여기서, 상기 기포탑(10)은 예를 들어 하부 및 상부가 뚫린 원통형상으로 이루어져 그 하단 및 상단에 하부 및 상부 플랜지(14)(16)를 매개로 입구 및 출구가 좁아지는 배기가스 유입구(18)와 처리가스 배출구(20)가 각각 설치되고, 그 내부 중앙에는 다공성 충진재(12)가 채워져 있으며, 그 내부에 대하여 상기 다공성 충진재(12)의 상부와 하부에는 포말비산방지판(22)과 낙수유입방지판(24)이 각각 설치되어 있다.In this case, the bubble column 10 is formed of, for example, a cylindrical shape having a lower portion and an upper portion thereof, and an exhaust gas inlet 18 through which lower inlets and outlets are narrowed through lower and upper flanges 14 and 16 at lower and upper ends thereof. ) And the processing gas outlet 20 are respectively installed, the center of the inside is filled with a porous filler 12, the inside and the bottom of the porous filler 12 with the foam scattering prevention plate 22 and falling water Inflow preventing plates 24 are provided, respectively.
이때, 상기 다공성 충진재(12)는 그 표면에 기포가 부착되게 함과 동시에 가스상 물질이 통과될때 압력 손실을 줄이도록 그 중앙에 관통홀(12a)이 형성됨과 동시에 그 둘레에 다수의 관통홀(12b)이 각각 형성되어 있다.At this time, the porous filler 12 has a plurality of through holes 12b formed around the through hole 12a at the same time, so that bubbles are attached to the surface thereof and at the same time reduce the pressure loss when the gaseous material passes. ) Are formed respectively.
상기 포말비산방지판(22)은 상기 다공성 충진재(12)의 상부에 수평으로 설치되어 기포발생이 과도할때 비산되지 않도록 부직포 또는 그물형태로 이루어져 있다.The foam shatterproof plate 22 is horizontally installed on the top of the porous filler 12 is made of a non-woven fabric or net form so as not to scatter when bubbles are excessive.
상기 낙수유입방지판(24)은 상기 다공성 충진재(12)의 하부에 설치되어 낙수가 상기 배기가스 유입구(18)로 유입되지 않도록 그 중앙에서 가장자리로 갈수록 높이가 낮아지게 경사져 있다.The falling water inflow prevention plate 24 is installed at the lower portion of the porous filler 12 and is inclined so that its height is lowered toward the edge from the center thereof so that the falling water does not flow into the exhaust gas inlet 18.
상기 기포발생부(40)의 내부에는 액체와 가스상이 통과될때 파포된 기포가 액체화되어 다시 기포발생부(40)로 유입되도록 회전하는 다수의 가동타공판(42)과 고정타공판(44)이 서로 교번되게 설치되어 있고, 이들 다수의 가동타공판(42)과 고정타공판(44)은 상기 구동모터(80)의 모터축(84)에 의해 동시 회전되도록 고정되어 있다.When the liquid and gas phase passes through the bubble generator 40, the plurality of movable perforated plates 42 and the fixed perforated plate 44 which rotate so that the bubbled bubbles become liquid and flow back into the bubble generator 40 alternately. The plurality of movable perforated plates 42 and the fixed perforated plates 44 are fixed to be rotated simultaneously by the motor shaft 84 of the drive motor 80.
다음은, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.Next, the operation and effect of the present invention configured as described above will be described.
기포발생부(40)는 고속으로 회전하는 다수의 가동타공판(42)과 타공된 고정타공판(44)으로 구성되어 상기 펌프(70)에 의하여 이송된 액체가 액체조절밸브(60)를 통하여 유입되고, 공기유입구(54)를 통하여 유입된 공기는 상기 기포발생부(40)에서 구동모터(80)의 회전에 의해 혼합된다.Bubble generation unit 40 is composed of a plurality of movable perforated plate 42 and the perforated fixed perforated plate 44 that rotates at a high speed, the liquid transferred by the pump 70 is introduced through the liquid control valve 60 The air introduced through the air inlet 54 is mixed by the rotation of the driving motor 80 in the bubble generator 40.
그리고, 상기 기포발생부(40)의 내에서 회전하는 가동타공판(42)과 고정타공판(44)의 사이를 통과하는 기체는 구동모터(80)의 회전속도가 빠르면 빠를수록 세분되어 미세한 기포를 형성하게 된다.In addition, the gas passing between the movable perforated plate 42 and the fixed perforated plate 44 rotating in the bubble generator 40 is subdivided as the rotational speed of the driving motor 80 is faster to form fine bubbles. Done.
따라서, 계면활성제의 첨가 없이도 100㎛이하의 미세한 기포를 형성할 수 있으며, 이 계면활성제가 0.1%만 함유되어 있어도 5㎛이하의 미세한 기포를 생성할수 있다. 물론 기포의 크기나 양은 주입되는 공기의 양에 의해서도 좌우되나 3배이상의 기포비를 얻는데에는 아주 적은 양으로도 가능하며 공기의 양을 늘이면 기포의 크기는 커지고 10배이상의 기포비를 얻게된다.Therefore, it is possible to form fine bubbles of 100 μm or less without the addition of a surfactant, and to generate fine bubbles of 5 μm or less even if only 0.1% of the surfactant is contained. Of course, the size and amount of bubbles depends on the amount of air injected, but it is possible to use a very small amount to obtain a bubble ratio of more than three times. If the amount of air is increased, the size of the bubble increases and a bubble ratio of more than ten times is obtained.
또 유입된 모든 액체가 기포으로 변하는 것은 아니기 때문에 기포가 파포되는 시간은 부가된 계면활성제의 종류 및 기포의 크기, 기포발생부(40) 내의 운동에 따라 다르게 나타날 뿐만 아니라 온도와 기포의 크기가 클수록 빨리 파포된다.In addition, since not all liquids are changed into bubbles, the time that bubbles are bubbled varies depending on the type of surfactant added, the size of the bubbles, and the movement in the bubble generator 40. As the temperature and the size of the bubbles increase, It is quickly broken.
따라서, 구동모터(80)는 회전수를 조절할 수 있는 모터속도조절기(82)가 부착되어 있기 때문에 구동모터(80)의 회전수에 따라 기포발생부(40) 내의 다수의 가동타공판(42)와 고정타공판(44)의 회전을 조절할 수 있음은 물론 기포의 양과 크기를 조절할 수 있다.Therefore, the driving motor 80 is attached to the motor speed controller 82 which can adjust the rotation speed, so that the number of movable perforated plate 42 in the bubble generating unit 40 according to the rotation speed of the drive motor 80 and It is possible to adjust the rotation of the fixed perforated plate 44, as well as to adjust the amount and size of the bubble.
또한, 기포탑(10)은 가스상의 물질들이 유입되는 상부에 다공성 충진재(12)를 밀도가 낮게 충진되어 있기 때문에 다공성 충진재(12)의 표면에 기포층이 생성될 수 있음과 동시에 가스상의 물질들이 통과되더라도 넓은 접촉 면적을 갖으며, 또 압력 손실이 적도록 하고 과량의 기포가 유입되더라도 부직포 또는 그물형태의 포말비산방지판(22)에 의해 비산되지 않게 된다.In addition, since the bubble tower 10 is filled with a low density of the porous filler 12 in the upper portion where the gaseous substances are introduced, a bubble layer may be formed on the surface of the porous filler 12 and at the same time, Even if it passes, it has a wide contact area, and a pressure loss is small, and even if an excessive bubble flows in, it will not be scattered by the non-woven fabric or the net form scattering prevention plate 22.
따라서, 이와 같은 기포발생부(40)와 기포탑(10)을 갖는 구조로 기포발생부(40)에서 발생된 기포가 기포탑(10)에 채워지면 다공성 충진재(12)층 표면에 기포는 배기가스 유입구(18)을 통해 유입되는 배기가스상의 물질들을 흡착하거나 화학반응을 일으킨 후 파포되어 고형분을 함유한 수용액 또는 침전물을 함유한 상태로 흘러내리면서 넓은 접촉면적을 가지므로 배기되는 가스에는 유해한 성분들을 함유하지 않게 된다.Therefore, when the bubble generated in the bubble generating unit 40 is filled with the bubble tower 10 in such a structure having the bubble generating unit 40 and the bubble tower 10, bubbles are exhausted on the surface of the porous filler 12 layer. It is harmful to the exhausted gas because it has a large contact area while adsorbing or chemically reacting the substances on the exhaust gas flowing through the gas inlet 18 and then flowing down to a state containing an aqueous solution or precipitate containing solid content. It will not contain them.
또, 파포되어 흘러내린 액체는 펌프(70)에 의하여 기포발생부(40)로 재순환되며, 유해 성분들은 침전물의 형태로 제거되기 때문에 가스의 온도가 높을 경우 기포의 반응성은 높아지며 파포되는 시간도 짧게되어 스컴 또는 분지의 형태로 됨과 동시에 기포의 양을 조절하는 수단을 통하여 폐액의 발생이 없는 장치로도 가능하다.In addition, the bubbled and flowed down liquid is recycled to the bubble generator 40 by the pump 70, because the harmful components are removed in the form of sediment, when the temperature of the gas is high, the reactivity of the bubble is high and the time to be bubbled is short. By means of scum or basin and controlling the amount of bubbles, it is also possible to use a device that does not generate waste liquid.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 기포를 이용한 가스상 물질 제거장치는, 폐수의 발생이 없을 뿐만 아니라 주기적으로 교체할 필요가 없고 장치의 구성에 있어서 복잡한 부대시설을 필요로 하지 않는 장치가 요구되지 않기 때문에 가스상 물질들을 세정식이 아닌 방법으로 넓은 비표면적을 갖으며 흡착능력이 양호한 미세한 기포를 이용한 흡착으로 흡수세정액의 체적을 8배 이상 증대시킴으로 인하여 접촉면적의 확대는 물론 압력손실을 줄이고 계면에서 흡착 및 액의 특성에 따라 화학반응을 통하여 결합된 가스상의 물질들과 입자상의 물질등이 기포가 파포되며 스컴의 형태에서 조밀한 입자가되어 침강할 수 있도록 한 잇점이 있다.As described above, the gaseous substance removing apparatus using bubbles according to the present invention does not require wastewater generation and does not need to be replaced periodically and does not require an apparatus that does not require complicated auxiliary facilities in the construction of the apparatus. Therefore, the gaseous substances have a large specific surface area by non-cleaning method, and the volume of absorbent cleaning liquid is increased by more than 8 times by adsorption using fine bubbles with good adsorption capacity. According to the characteristics of the liquid, gaseous substances and particulate matters, etc., which are combined through chemical reactions, are bubbled and have the advantage of being able to settle as dense particles in the form of scum.
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