[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100681161B1 - Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof - Google Patents

Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100681161B1
KR100681161B1 KR1020060105030A KR20060105030A KR100681161B1 KR 100681161 B1 KR100681161 B1 KR 100681161B1 KR 1020060105030 A KR1020060105030 A KR 1020060105030A KR 20060105030 A KR20060105030 A KR 20060105030A KR 100681161 B1 KR100681161 B1 KR 100681161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen peroxide
nitrogen oxides
oxygen
water
peroxy
Prior art date
Application number
KR1020060105030A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권범근
Original Assignee
이앤위즈(주)
권범근
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이앤위즈(주), 권범근 filed Critical 이앤위즈(주)
Priority to KR1020060105030A priority Critical patent/KR100681161B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100681161B1 publication Critical patent/KR100681161B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/88Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885Devices in general for catalytic purification of waste gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/54Nitrogen compounds
    • B01D53/56Nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/80Type of catalytic reaction
    • B01D2255/802Photocatalytic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/402Dinitrogen oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/404Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804UV light
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

A system and a method for removing nitrogen oxides using peroxy radicals are provided to effectively remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas and obtain excellent economic efficiency by injecting gas molecules of pure oxygen and fine and uniform liquid particles of hydrogen peroxide as a reaction agent onto a surface of a photocatalyst in exhaust gas, thereby inducing the generation of a large amount of peroxy radicals required to remove nitrogen oxides. A system for removing nitrogen oxides comprises: a particle removal part(10) for removing nitrogen oxides with large particles that interrupts the reaction with peroxy radicals; a hydrogen peroxide injection part(30) for supplying an aqueous hydrogen peroxide solution; an oxygen supply part(20) connected to the hydrogen peroxide injection part to supply oxygen into the hydrogen peroxide injection part; a peroxy radical generating part(40) for reacting oxygen supplied from the oxygen supply part with hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide injection part under the irradiation of ultraviolet rays to generate a large amount of peroxy radicals; a reactor(50) for reacting nitrogen oxides discharged from the particle removal part with peroxy radicals supplied through the peroxy radical generating part to produce a water-soluble material; a concentration tank(60) for concentrating water-soluble nitrogen oxides discharged from the reactor in the water; and a water treating equipment part(70) for treating the concentrated nitrogen oxides.

Description

페록시라디칼을 이용한 질소산화물 제거장치 및 방법{APPARATUS FOR REMOVING NITROGEN OXIDES USING PEROXY RADICAL AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for removing nitrogen oxide using peroxy radicals {APPARATUS FOR REMOVING NITROGEN OXIDES USING PEROXY RADICAL AND METHOD THEREOF}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명에 따른 질소산화물 처리공정시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a nitrogen oxide treatment process system according to the present invention.

도 2는 기존의 산소 공급부와 과산화수소주입부의 내부 관이 연결된 도면이다.2 is a view in which the existing oxygen supply unit and the hydrogen peroxide injection unit inner tube is connected.

도 3은 본 발명에 따른 산소 공급부와 과산화수소주입부의 내부 관이 연결된 모습을 보여주는 도면이다.3 is a view showing the connection of the inner tube of the oxygen supply unit and the hydrogen peroxide injection unit according to the present invention.

도4는 도 3의 과산화수소주입부의 끝단의 형상을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining the shape of the end of the hydrogen peroxide injection unit of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 질소산화물 처리장치의 페록시라디칼 생성부의 예시도이다.5 is an exemplary view of a peroxy radical generating unit of the nitrogen oxide treatment apparatus according to the present invention.

도 6 농축조의 구조도이다.6 is a structural diagram of the concentration tank.

도 7은 pH에 따른 페록시라디칼의 유효 헨리상수(H*)의 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the effective Henry's constant (H *) of peroxy radicals according to pH.

도 8은 수처리장치부 내에 설치되어 있는 석영재질로 제작된 반응조의 형상 을 나타내는 도면이다.8 is a view showing the shape of the reaction vessel made of a quartz material installed in the water treatment apparatus.

** 도면의 주요 부호에 대한 설명 **** Description of the main symbols in the drawings **

10: 입자 제거장치 20: 산소 공급부10: particle removal device 20: oxygen supply unit

30: 과산화수소주입부 40: 페록시라디칼 생성부30: hydrogen peroxide injection unit 40: peroxy radical generating unit

50: 기상 반응조 60: 농축조50: gas phase reactor 60: concentration tank

70: 수처리장치부70: water treatment unit

본 발명은 질소산화물의 반응제로서 미세하고 균일한 액상 입자형태의 과산화수소를 페록시라디칼 생성부에 제공하여 페록시라디칼을 다량발생토록 유도함으로서 배가스내 질소산화물을 효과적으로 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for effectively removing nitrogen oxides in exhaust gas by providing hydrogen peroxide in the form of fine and uniform liquid particles as a reactant of nitrogen oxides to the peroxy radical generating unit to induce a large amount of peroxy radicals. .

일반적으로 질소산화물은 석유나 석탄과 같은 연료의 연소에 의해 발생하며, 특히 이러한 연소에 의해 발생하는 것이 일산화질소이고 이것이 대기중에 방출되면 인체에 유해한 이산화질소가 되며 이는 그 자체 독성뿐만 아니라 대기에서 광화학적 반응이 일어나 2차 오염물질인 오존과 같은 광화학적 산화물을 발생시키고 산성비를 내리게 하는 대표적인 대기오염 및 공해물질로 잘 알려져 있다.In general, nitrogen oxides are produced by the combustion of fuels such as petroleum and coal, especially those produced by combustion, which are nitrogen monoxide and when released into the atmosphere are nitrogen dioxide that is harmful to the human body. It is well known as a representative air pollutant and pollutant that reacts to generate photochemical oxides such as ozone, secondary pollutants, and acid rain.

통상의 질소산화물은 질소원자(N)와 산소원자(O)의 물리화학적 결합된 상태로 나타나며, NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4, N2O5, NO3 등의 형태로 존재한다. 일반적으로 질소산화물들중 대기에 존재하면서 환경상 악영향을 미쳐서 오염을 일으키는 주요한 성분인 일산화질소 (NO)와 이산화질소(NO2)를 합쳐서 NOx로 총칭하고 있으며, 이 중에서 NO는 전체 질소산화물 배출량의 90 ~ 95%를 차지하는 것으로 알려져 있다.Conventional nitrogen oxides appear as a physicochemically coupled state of nitrogen atom (N) and oxygen atom (O), and NO, NO 2 , N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 4 , N 2 O 5 , NO It exists in the form of three . In general, nitrogen oxides (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ), which are major components of nitrogen oxides in the atmosphere that cause pollution due to environmental effects, are collectively referred to as NOx, among which NO is 90 ~ It is known to account for 95%.

종래에는 화력발전소, 산업체 보일러 등과 같이 고정된 위치에서 화석연료를 사용할 때 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 다양한 기술들이 연구되어 왔다. 현재까지 알려진 종래의 질소산화물 저감방법으로는 배연탈질기술로 대별되는 선택적 촉매환원법(Selective catalytic reduction(SCR): 이하 'SCR'), 선택적 무촉매환원법(Selective non-catalytic reduction(SNCR): 이하 'SNCR'), 습식산화환원법 등이 알려져 있다. 그러나 SCR 기술을 제외한 여타 기술들은 경제적 및 기술적 한계로 인해 널리 활용되지 못하고 있는 실정이다.Conventionally, various techniques have been studied for removing nitrogen oxides generated when using fossil fuels in fixed locations such as thermal power plants and industrial boilers. Conventional nitrogen oxide reduction methods known to date include selective catalytic reduction (SCR) or selective non-catalytic reduction (SNCR): SNCR '), a wet redox method and the like are known. However, other technologies except SCR technology are not widely used due to economic and technical limitations.

SCR기술은 촉매를 사용하여 배기가스 중에 포함되어 있는 질소산화물을 제거하는 방법으로 현재까지 질소산화물을 제거하기 위해서 연구된 촉매로는 상용화되어 있는 바나디아-타이타니아류의 촉매들이 있다.SCR technology is a method of removing nitrogen oxides contained in exhaust gas by using a catalyst, and there are commercially available vanadia-titania catalysts that have been studied to remove nitrogen oxides.

그러나, 상기 방법은 질소산화물의 효율적인 제거를 위해 약 300℃ 전후의 고온의 공정조건을 요하고 있어 에너지 측면에서 비효율적일 뿐만 아니라, 촉매가 갖는 낮은 비표면적 및 약한 기계적 강도 등에서 여전히 해결해야 할 과제가 있으며, 또한 촉매 비용이 SCR 공정 전체 비용에서 차지하는 비중이 큰 단점이 있다.However, the method requires high temperature processing conditions around 300 ° C. for efficient removal of nitrogen oxides, which is not only inefficient in terms of energy, but still has to be solved in terms of low specific surface area and weak mechanical strength of the catalyst. In addition, there is a significant disadvantage that the catalyst cost accounts for the overall cost of the SCR process.

한편, 상기 SNCR기술의 경우에는 촉매를 필요로 하지 않으나, SCR기술과 마찬가지로 요소나 암모니아 등과 같은 환원제의 주입이 필수적으로 요구되어 상당한 크기의 반응조 및 환원제 분배장치가 필요할 뿐 아니라, 충분한 반응을 위해 시간 소요가 불가피하여 비경제적인 측면이 있다.On the other hand, the SNCR technology does not require a catalyst, but like the SCR technology, injection of a reducing agent such as urea or ammonia is required as well as a considerable size of a reaction tank and a reducing agent distribution device, and a time for sufficient reaction is required. It is inevitable because of unavoidable requirements.

상기와 같이 종래의 질소산화물 처리방법들은 가열에 따른 과다한 에너지 사용, 부지면적, 및 운영비용이 소요되는 문제점이 지적되고 있다.As described above, the conventional methods for treating nitrogen oxide have been pointed out that excessive energy use, land area, and operation cost are required due to heating.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 배가스에 반응제로서 순산소 기체분자 및 미세하고 균일한 액상 입자형태의 과산화수소를 광촉매 표면으로 주입하여 질소산화물(NOx)의 제거에 필요한 페록시라디칼을 다량 발생시키도록 유도함으로서 배가스내 질소산화물의 효과적인 처리가 이루어지면서 동시에 경제성이 뛰어난 질소산화물 처리장치와 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to inject a large amount of peroxy radicals required to remove nitrogen oxides (NOx) by injecting pure oxygen gas molecules and hydrogen peroxide in the form of fine and uniform liquid particles into the photocatalyst surface as a reactant to exhaust gas. The purpose of the present invention is to provide a nitrogen oxide treatment apparatus and method which is effective in treating nitrogen oxides in flue gas and at the same time excellent in economic efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 일시예에 따른 질소산화물 처리장치는 페록시라디칼과의 반응을 방해하는 입자가 큰 질소산화물을 제거하는 입자제거부, 과산화수소 수용액을 공급하는 과산화수소주입부, 상기 과산화수소주입부와 연결되며, 산소를 공급하는 산소 공급부, 자외선의 조사하에 상기 산소 공급부에서 공급되는 산소와 상기 과산화수소주입부로부터 공급되는 과산화수소를 반응시켜 다량의 페록시라디칼을 생성하는 페록시라디칼 생성부, 상기 입자제거부에서 배출되는 질소산화물을 상기 페록시라디칼 생성부를 통해 공급되는 페록시라디칼과의 반응을 통해 수용성 물질로 만드는 반응조, 상기 반응조에서 배출되는 수용성 질소산화물을 수중에서 농축하는 농축조 및 상기 농축된 질소산화물을 처리하는 수처리 장치부를 구비한다.The present invention has been invented to solve the above problems, the nitrogen oxide treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is a particle removal unit, the hydrogen peroxide aqueous solution to remove the large nitrogen oxide particles that hinder the reaction with the peroxy radicals The hydrogen peroxide injection unit for supplying the hydrogen peroxide injection unit is connected to the hydrogen peroxide injection unit for supplying oxygen, and the oxygen supplied from the oxygen supply unit under irradiation of ultraviolet rays with the hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide injection unit for reacting a large amount of peroxy radicals. Peroxy radical generating unit for generating a reaction tank to make a water-soluble substance through the reaction with the peroxy radicals supplied through the peroxy radical generating unit, the nitrogen oxide discharged from the particle removal unit, the water-soluble nitrogen oxide discharged from the reaction tank Concentration tank to concentrate in water and the concentrated nitrogen oxidation The water treatment apparatus comprising a treatment for a.

상기 산소 공급부는 벤추리관 구조를 가지며, 상기 과산화수소주입부는 일단이 산소 공급부 내부의 중심까지 삽입되고, 주입되는 상기 과산화수소 수용액의 이동 방향이 상기 산소 공급부로 공급되는 산소의 이동방향과 동일한 흐름이 되지 않도록 한다.The oxygen supply unit has a venturi tube structure, and the hydrogen peroxide injection unit has one end inserted into the center of the oxygen supply unit so that the movement direction of the injected hydrogen peroxide solution is not the same as the movement direction of oxygen supplied to the oxygen supply unit. do.

상기 과산화수소주입부는 끝단이"ㄱ"자 모양으로 굽은 관 형상이며, 끝은 막혀있고 옆 부분이 다공성 판으로 이루어진다. 상기 농축조는 농축된 질소산화물을 분리하는 복수개의 단을 구비하여 상기 수용성 질소산화물을 여러 번에 걸쳐 농축하고, 농축되지 아니한 유기성 개스를 배출하는 배출구를 구비한다.The hydrogen peroxide injection portion is a tube shape bent in the shape of the end "", the end is blocked and the side portion is made of a porous plate. The concentrating tank includes a plurality of stages separating the concentrated nitrogen oxides, and the outlet is configured to condense the water-soluble nitrogen oxides several times and to discharge organic gases that are not concentrated.

상기 수처리 장치부는 상기 농축조의 내부에 배치되거나 또는 상기 농축조의 외부에 배치된다.The water treatment device portion is disposed inside the concentration tank or outside the concentration tank.

본 발명의 또다른 일시예에 따른 질소산화물 처리방법은 자외선의 조사 하에 산소와 과산화수소 수용액을 반응시켜 다량의 페록시라디칼을 생성하는 단계, 질소 산화물을 상기 페록시라디칼을 이용하여 산화시키는 단계 및 상기 단계에서 발생된 수용성 물질을 농축하고, 농축된 질소산화물 수용액을 배출하는 단계를 구비하는 것을 개시하고 있다.Nitrogen oxide treatment method according to another embodiment of the present invention is a step of reacting oxygen and aqueous hydrogen peroxide solution under irradiation of ultraviolet rays to generate a large amount of peroxy radicals, oxidizing nitrogen oxides using the peroxy radicals and the It is disclosed to have a step of concentrating the water-soluble material generated in the step, and discharge the concentrated nitrogen oxide aqueous solution.

본 발명의 또다른 일시예에 따른 질소산화물 처리방법은 상기 페록시라디칼을 생성하는 단계 이전에, 상기 산소와 상기 과산화수소 수용액을 주입시, 상기 과산화수소 수용액의 처음 이동 방향이 상기 산소의 이동방향과 같은 방향으로 되지 않도록 하여 상기 과산화수소 수용액이 균일한 입자로 분쇄되는 단계를 구비하는 것 을 개시하고 있다.In the nitrogen oxide treatment method according to another embodiment of the present invention, before the step of generating the peroxy radicals, when the oxygen and the hydrogen peroxide aqueous solution is injected, the initial movement direction of the hydrogen peroxide aqueous solution is the same as the movement direction of the oxygen It is disclosed that the step of pulverizing the aqueous hydrogen peroxide solution into uniform particles so as not to become the direction.

본 발명의 또다른 일시예에 따른 질소산화물 처리장치는 상기 페록시라디칼을 생성하는 단계는, 입자가 큰 질소산화물을 제거하여 입자가 작은 질소산화물로 만드는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.In the nitrogen oxide treatment apparatus according to another embodiment of the present invention, the generating of the peroxy radicals may further include removing nitrogen oxides having large particles into nitrogen oxides having small particles.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명에 따른 질소산화물 처리공정시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a nitrogen oxide treatment process system according to the present invention.

도1에서 도시된 바와 같이, 연소 또는 가열장치에서 생성되는 질소산화물을 처리하기 위해서는 입자제거부(10), 산소 공급부(20), 과산화수소주입부(30), 페록시라디칼 생성부(40), 반응조(50), 농축조(60)및 수처리 장치부(70)로 이루어진다. 상기 구성들은 가급적 유기적으로 연결되어 액체 또는 가스가 흘러가는 과정에서 상호 반응하도록 구성되어 있다.As shown in Figure 1, in order to process the nitrogen oxide generated in the combustion or heating apparatus, particle removal unit 10, oxygen supply unit 20, hydrogen peroxide injection unit 30, peroxy radical generating unit 40, It consists of the reaction tank 50, the concentration tank 60, and the water treatment apparatus part 70. The components are preferably organically connected to react with each other in the flow of liquid or gas.

입자제거부(10)는 질소산화물을 배출하는 발생원과 연결된다. 일반적으로 연소 등에 의해 생성되는 질소산화물은 다양한 입자성 물질로 생성하게 되는데, 이때 생성된 입자가 큰 물질은 페록시라디칼과 반응시 직접적인 반응을 방해하여 질소산 화물 제거효율을 낮출수 있기 때문에 질소산화물과 페록시라디칼 간의 직접적인 반응전에 가급적 제거하는 것이 바람직하다.The particle removal unit 10 is connected to a generation source that discharges nitrogen oxides. In general, nitrogen oxides produced by combustion are produced by various particulate matters. In this case, large-particles generated by nitrogen oxides can interfere with direct reactions when reacting with peroxy radicals, thereby reducing nitrogen oxide removal efficiency. It is preferred to remove as much as possible before the direct reaction between the peroxyradical and peroxyradical.

이를 위해 입자제거부(10)가 일반적으로 사용되는데, 대개는 여과포(Bag filter), 전기집진장치, 중력식 장치 등의 다양한 입자제거장치가 사용되고 있다.To this end, the particle removal unit 10 is generally used, and various particle removal devices such as a bag filter, an electrostatic precipitator, and a gravity type device are generally used.

한편 산소 공급부(20)와 과산화수소주입부(30)를 통해 주입된 산소와 과산화수소는 페록시라디칼 생성부(40)에서 이산화티타늄을 촉매로 하여 자외선 조사하에서 산소를 반응시켜 질소산화물과 반응하는 페록시라디칼을 생성한다. 상기 페록시라디칼을 생성하는 반응 기작은 다음과 같다.On the other hand, oxygen and hydrogen peroxide injected through the oxygen supply unit 20 and the hydrogen peroxide injection unit 30 react with oxygen under ultraviolet irradiation with titanium dioxide as a catalyst in the peroxy radical generating unit 40 to react with nitrogen oxides. To generate radicals. The reaction mechanism for producing the peroxy radicals is as follows.

하기의 식 1에서 이산화티타늄과 자외선이 반응하여 양이온의 홀(h+)과 음이온의 전자(e-)를 생성하고, 상기 음이온의 전자(e-)는 하기의 식 2와 같이 외부에서 유입되는 산소분자와 결합하여 페록시라디칼을 생성한다. 그리고 이 페록시라디칼(HO2 ˚)은 하기의 식 3과 같이 수용액상에서 산-염기 평형(KHO2 = 4.80)을 이루게 된다.The titanium dioxide and ultraviolet light reaction in Equation 1 below the hole (h +) and electrons (e -) of the anion of the cation coming from outside as shown in the following formula 2, generate, and E (e) of the anion It combines with oxygen molecules to produce peroxy radicals. The peroxyradical (HO 2 ˚ ) forms an acid-base equilibrium (K HO 2 = 4.80) in an aqueous solution as shown in Equation 3 below.

[식 1] TiO2 + 자외선 → h+ + e- [Equation 1] TiO 2 + UV → h + + e -

[식 2] e- + O2 → O2 - ˚ [Equation 2] e - + O 2 → O 2 - ˚

[식 3] O2 - ˚ + H+ ↔ HO2 ˚ [Formula 3] O 2 - ˚ + H + ↔ HO 2 ˚

한편, 입자제거부(10)를 거친 질소산화물과 페록시라디칼 생성부(40)에서 생 성되는 페록시라디칼은 이들간의 기상반응을 유도하는 반응조(50)로 유도되며, 반응조(50)를 통해 질소산화물은 페록시라디칼에 의해 빠르게 산화되면서 최종적으로 물에 용해가능한 생성물을 형성하게 된다. On the other hand, the nitrogen oxide passed through the particle removal unit 10 and the peroxy radicals generated in the peroxy radical generating unit 40 is guided to the reaction tank 50 for inducing a gas phase reaction therebetween, through the reaction tank 50 Nitrogen oxides are rapidly oxidized by peroxyradicals to form products that are finally soluble in water.

다음, 농축조(60)는 질소산화물과 페록시라디칼간의 반응후 생성되는 최종 생성물을 수중으로 농축하여 저장한 뒤, 농축조(60) 내부 혹은 외부에 농축된 폐수를 처리하기 위한 수처리장치부 (70)를 통해 주기적 혹은 지속적으로 정화되는 단계를 거치게 된다.Next, the concentration tank 60 concentrates and stores the final product generated after the reaction between the nitrogen oxide and the peroxy radical in water, and then, the water treatment apparatus unit 70 for treating the wastewater concentrated in or outside the concentration tank 60. Through this process, the cycle is cleaned periodically or continuously.

수처리장치부(70)는 자외선 램프, 석영재질의 반응조, 이송펌프, 및 자외선 램프 냉각용 팬 등으로 구성되며, 특히 상기 석영재질의 반응조는 석영재질의 코일 형태로 라디에타 형태 등의 형상을 가지고 있다. 수처리장치부(70)를 통해 처리된 질소산화물은 최종적으로 처리된 뒤, 배출구를 통해 대기로 배출하게 된다.The water treatment device unit 70 is composed of an ultraviolet lamp, a quartz material reactor, a transfer pump, a fan for cooling the ultraviolet lamp, and the like. In particular, the quartz material reactor has a shape such as a radiator in the form of a coil of quartz material. . Nitrogen oxide treated through the water treatment unit 70 is finally treated, and then discharged to the atmosphere through the outlet.

도 2는 기존의 산소 공급부(20)와 과산화수소 주입부(31)의 내부 관이 연결된 구성도이다. 2 is a configuration diagram in which the inner tube of the conventional oxygen supply unit 20 and the hydrogen peroxide injection unit 31 is connected.

도 2에서 보여지는 것처럼, 상기 관은 벤츄리 효과를 이용한 벤츄리관을 이용하여 구성되어있다. 상기 벤츄리관은 기체나 액체의 주입구 측의 단면적이 처리대상인 기체 주입구의 단면적보다 훨씬 커 이들의 압력 차이를 이용하여 처리대상인 수용액의 입자를 미세하게 파쇄하고 미세기포의 표면적을 증대시켜 용해를 용이하게 하는 것이다. 본 기술은 특허 제 10-0403652호에 기재되어 있다.As shown in Figure 2, the tube is configured using a venturi tube using the Venturi effect. The venturi tube has a larger cross-sectional area at the inlet side of the gas or liquid than the cross-sectional area of the gas inlet to be treated to finely crush particles of the aqueous solution to be treated by increasing the surface area of the microbubble by using the pressure difference to facilitate dissolution. It is. This technique is described in patent 10-0403652.

그러나 상기 기술은 입자 크기를 미세하게 하는데 비해 균일한 입자를 생성하는 데에는 한계가 있고, 이러한 불균일한 입자로 인해 이후 설명할 광촉매 반응이 원활하지 않게 되거나 반응하지 않은 입자 덩어리가 관내에 찌거기로 잔류하여 페록시라디칼을 생성하는 광촉매 반응을 저해하는 요인으로 작용할 수 도 있다.However, the technique has a limitation in producing uniform particles compared to making the particle size fine, and this non-uniform particle causes the photocatalytic reaction, which will be described later, to become unsatisfactory, or an unreacted mass of particles remains in the tube. It may also act as a factor that inhibits the photocatalytic reaction that produces peroxy radicals.

따라서 미세한 입자로 분해하는 것 못지않게 균일한 입자로 생성시켜 광촉매 반응을 원활하게 하는 것이 중요하다.Therefore, it is important to smooth the photocatalytic reaction by producing uniform particles as well as decomposing them into fine particles.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 산소 공급부(20)와 과산화수소주입부(30)의 내부 관이 연결된 모습을 보여주는 도면이다.3 is a view showing the connection of the inner tube of the oxygen supply unit 20 and the hydrogen peroxide injection unit 30 according to an embodiment of the present invention.

앞서 설명한 페록시라디칼은 이산화티타늄을 촉매로 하여 산소를 질소산화물과 반응하는 과정에서 자외선을 조사하여 생성한다. 이 때 미세하고도 균일한 과산화수소 입자와 산소기체와의 반응에 따라 페록시라디칼의 생성농도가 좌우된다.The above-described peroxy radical is produced by irradiating ultraviolet rays in the process of reacting oxygen with nitrogen oxide using titanium dioxide as a catalyst. At this time, the production concentration of peroxy radicals depends on the reaction between fine and uniform hydrogen peroxide particles and oxygen gas.

하기의 식 4에서 이산화티타늄과 자외선이 반응하여 생성되는 전자(e-)가 주입되는 과산화수소(H2O2)와 반응하여 수산화라디칼(˚OH)을 형성한다. 하기 식 5에서는 상기 수산화라디칼이 미반응하여 잔류하는 과산화수소와 반응하여 페록시라디칼을 부가적으로 생성하는 반응기작을 보여준다.In the following Equation 4, radicals ( ° OH) are formed by reacting with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) into which electrons (e ) generated by the reaction of titanium dioxide and ultraviolet rays are injected. Equation 5 below shows a reaction mechanism in which the radical hydroxide reacts with unreacted hydrogen peroxide to additionally generate peroxy radicals.

[식 4] H2O2 + e-˚OH + OH- [Formula 4] H 2 O 2 + e - → ˚ OH + OH -

[식 5] H2O2 + ˚OH → HO2 ˚ + H2O [Formula 5] H 2 O 2 + ˚ OH → HO 2 ˚ + H 2 O

본 발명의 일 실시예에 따른 산소 공급부(20)와 과산화수소주입부(30)의 내부 관을 보면, 주입되는 액상 과산화수소 수용액과 고순도 산소 기체의 흐름이 서로 같은 흐름이 되지 않도록 구성하고 있다. Looking at the inner tube of the oxygen supply unit 20 and the hydrogen peroxide injection unit 30 according to an embodiment of the present invention, the liquid hydrogen peroxide aqueous solution injected and the flow of high-purity oxygen gas is configured not to be the same flow.

즉, 기존에는(도 2참조) 과산화수소 주입부(31)가 산소 공급부(20)의 겉면까지만 연결되어 있어 액상 과산화수소 수용액이 산소 공급부(20)로 주입되자마자 바로 산소 기체의 흐름에 섞이게 되어 균일한 입자 생성이 어려웠다.That is, conventionally (see FIG. 2), the hydrogen peroxide injection unit 31 is connected only to the outer surface of the oxygen supply unit 20, so that the liquid hydrogen peroxide aqueous solution is immediately mixed with the flow of oxygen gas as soon as it is injected into the oxygen supply unit 20 and is uniform. Particle generation was difficult.

그러나, 본 발명에서는 액상 과산화수소 수용액이 산소 기체와 초기 합류할 때의 이동 방향이 가급적 동일한 이동방향이 되지 않도록 함으로써 균일한 입자의 생성을 가능케 한다.However, in the present invention, it is possible to generate uniform particles by preventing the liquid hydrogen peroxide aqueous solution from initially joining the oxygen gas in the same moving direction as much as possible.

이를 위하여, 과산화수소주입부(30)는 일단이 벤추리관 구조를 가지는 산소 공급부(20) 내부의 중심까지 삽입된다. 따라서, 주입되는 과산화수소 수용액의 이동 방향이 산소 공급부(20)로 공급되는 산소의 이동방향과 동일한 흐름이 되지 않을 수 있다.To this end, the hydrogen peroxide injection unit 30 is inserted into the center of the oxygen supply unit 20 having one end has a venturi tube structure. Therefore, the movement direction of the injected hydrogen peroxide aqueous solution may not be the same flow as the movement direction of oxygen supplied to the oxygen supply unit 20.

특히, 과산화수소주입부(30)는 끝단이"ㄱ"자 모양으로 굽은 관 형상이며, 끝은 막혀있고 옆 부분이 다공성 판으로 이루어진다. 끝단에 대한 설명이 도 4를 이용하여 이루어진다.In particular, the hydrogen peroxide injection portion 30 is the end of the tube shape bent in the shape of "" ", the end is blocked and the side portion is made of a porous plate. An end description is made using FIG. 4.

도 4는 도 3의 과산화수소주입부의 끝단의 형상을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining the shape of the end of the hydrogen peroxide injection unit of FIG.

도4에서 보여지는 것처럼 과산화수소주입부(30)의 끝단은 다공성 판(33)을 포함할 수 있으며, 종래에 과산화수소 수용액이 과산화수소주입부(30)로부터 산소 공급부(20)로 직접 주입되는 것과 달리, 다공성 판(33)은 주입되는 과산화수소 수용액을 미세하고 균일한 액상 입자로 변환시키면서 산소 공급부(20)로 배출한다.As shown in FIG. 4, the end of the hydrogen peroxide injection unit 30 may include a porous plate 33, unlike conventional hydrogen peroxide aqueous solution injected directly from the hydrogen peroxide injection unit 30 into the oxygen supply unit 20, The porous plate 33 is discharged to the oxygen supply unit 20 while converting the injected hydrogen peroxide aqueous solution into fine and uniform liquid particles.

따라서, 균일한 액상 입자의 과산화수소 수용액은 산소 공급부(20) 내에 균일하게 분포되고, 산소 공급부(20)로 주입되는 고순도 산소기체와 원활하면서도 신속 한 반응을 하게된다.Therefore, the hydrogen peroxide aqueous solution of the uniform liquid particles is uniformly distributed in the oxygen supply unit 20, and smoothly and quickly react with the high purity oxygen gas injected into the oxygen supply unit 20.

특히, 과산화수소주입부(30)의 끝단은 끝이 막혀있는 대신 측면에 다공성 판(33)이 구성되도록 하여 다공성 판(33)을 통해 배출되는 과산화수소 용액의 흐름이 산소기체 흐름과 동일하지 않도록 한다. 다공성 판(33)은 망 형상으로 구성할 수도 있다.In particular, the end of the hydrogen peroxide injection unit 30 has a porous plate 33 on the side instead of the end is blocked so that the flow of hydrogen peroxide solution discharged through the porous plate 33 is not the same as the oxygen gas flow. The porous plate 33 may be configured in a net shape.

구체적으로 도4의 작용을 설명하면, 과산화수소 수용액이 과산화수소주입부(30)를 통해 주입되면, 끝단의 다공성 판(33)을 통해 산소 주입부(20)내로 미세하고 균일한 입자 크기로 생성된 과산화수소 입자가 분출되어 이들 과산화수소 입자와 산소기체가 원할히 반응하여 페록시라디칼이 빠르게 생성되며, 기존에 비해 수십배 이상의 탁월한 효과를 나타낸다.Specifically, the operation of Figure 4, when the hydrogen peroxide aqueous solution is injected through the hydrogen peroxide injection portion 30, the hydrogen peroxide generated in a fine and uniform particle size into the oxygen injection portion 20 through the porous plate 33 at the end Particles are ejected and these hydrogen peroxide particles and oxygen gas react smoothly to generate peroxy radicals, which are several tens of times more excellent than before.

도 5는 본 발명에 따른 질소산화물 처리 장치의 페록시라디칼 생성부(40)의 일실시예를 도시한 도이다. 도시되어 있는 바와 같이 페록시라디칼 생성부(40)는 페록시라디칼 생성을 위한 반응기로, 반응기의 내부는 자외선을 조사하는 램프와 이산화티타늄이 코팅된 평판으로 구성되어 있다.5 is a diagram showing an embodiment of the peroxy radical generating unit 40 of the nitrogen oxide processing apparatus according to the present invention. As shown, the peroxy radical generating unit 40 is a reactor for generating peroxy radicals, the inside of the reactor is composed of a lamp for irradiating ultraviolet rays and a plate coated with titanium dioxide.

상기 이산화티타늄로 코팅된 평판의 내부에 자외선 램프가 내장되어 판형의 전부 또는 일부에 자외선이 모든 방향으로 조사하여 페록시라디칼 생성반응의 효율을 높인다.An ultraviolet lamp is embedded in the inside of the plate coated with titanium dioxide, and thus all or part of the plate shape is irradiated with ultraviolet light in all directions to increase the efficiency of peroxyradical reaction.

상기 페록시라디칼 생성부(40)는 산소공급부(20)와 연결되어 산소가 이산화티타늄이 코팅된 평판의 표면으로 흐르게 하며, 동시에 산소공급부(20)의 주변부에 액상의 과산화수소가 미세하게 분사되도록 유도하는 과산화수소주입부(30)가 구비 된다.The peroxy radical generating unit 40 is connected to the oxygen supply unit 20 to allow oxygen to flow to the surface of the titanium dioxide-coated flat plate, and at the same time to induce a fine injection of liquid hydrogen peroxide to the periphery of the oxygen supply unit 20 The hydrogen peroxide injection unit 30 is provided.

또한, 상기 페록시라디칼 생성부(40)의 표면, 즉 평판의 한 쪽면에 이산화티타늄이 코팅되는 것이 바람직하다. 일부에만 코팅될 수도 있다. 상기 이산화티타늄은 나노크기의 입자로 코팅하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that titanium dioxide is coated on the surface of the peroxy radical generating unit 40, that is, one side of the flat plate. It may be coated only in part. The titanium dioxide is preferably coated with nano-sized particles.

이산화티타늄은 매우 견고하게 부착되어 있어 기상뿐만 아니라 수용액상에서도 상당 기간 재사용이 가능하다. 유입구를 통해 유입되는 순산소분자를 이산화티타늄에 의해 상기 광화학적인 반응(식 1 ~ 식 3)을 통해 페록시라디칼이 생성되게 된다.Titanium dioxide is very firmly attached and can be reused for a long time in aqueous phase as well as in the gas phase. Peroxy radicals are generated through the photochemical reactions (Equation 1 to Equation 3) by the titanium dioxide molecules introduced through the inlet.

또한, 상기 평판은 제한되지 않으나 자외선이 투과될 수 있는 재질이 바람직하며 석영재질이 좋다. 상기 평판간의 간격은 2mm이하가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니며, 평판간의 간격이 작을수록 페록시라디칼의 생성부(40)의 크기를 더욱 줄일 수 있으며, 더 많은 수의 평판을 집적하여 배치할 수도 있다. In addition, the plate is not limited, but a material capable of transmitting ultraviolet rays is preferable, and a quartz material is preferable. The spacing between the plates is preferably 2 mm or less, but is not limited thereto. As the spacing between the plates is smaller, the size of the peroxy radical generating unit 40 may be further reduced, and a larger number of plates may be accumulated and arranged. have.

또한, 상기 평판 대신에 자외선의 조사면적이 크도록 코일형태의 석영재질로 내부에 이산화티타늄이 코팅되어 된 페록시라디칼 생성장치가 바람직할 수도 있다.In addition, a peroxy radical generating device in which titanium dioxide is coated inside the quartz material in the form of a coil so that the irradiation area of ultraviolet rays is large instead of the flat plate may be preferable.

도 6은 본 발명에 따른 농축조(60)의 구조를 보여주고 있다. 도 6에서 보여지는 것처럼 농축조(60)는 기포발생기(61)를 포함하고 있으며 기포발생기(61)는 공기를 물에 용해하면 기포가 발생하며 상기 기포에 상기 페록시라디칼과 상기 질소산화물간의 반응을 통해 생성되는 생성물을 상기 기포에 달라붙어 제거할 수 있도록 한 것이다.6 shows the structure of the thickening tank 60 according to the present invention. As shown in FIG. 6, the concentration tank 60 includes a bubble generator 61, and the bubble generator 61 generates bubbles when air is dissolved in water, and reacts the reaction between the peroxy radicals and the nitrogen oxide to the bubbles. The product generated through the adhesion to the bubble is to be removed.

농축조(60)는 농축된 질소산화물을 분리하는 복수개의 단(62)을 구비하여 상 기 수용성 질소산화물을 여러 번에 걸쳐 농축하고, 농축되지 아니한 유기성 개스를 배출하는 배출구(63)를 구비한다.The concentrating tank 60 includes a plurality of stages 62 for separating the concentrated nitrogen oxides to concentrate the water-soluble nitrogen oxides several times, and includes an outlet 63 for discharging the organic gas that is not concentrated.

그리고, 수처리 장치부(70)는 농축조(60)의 내부에 배치되거나 또는 농축조(60)의 외부에 배치될 수 있는데, 내부에 배치되는 경우, 수평으로 배치된 단(62)과 단(62) 사이에 적절히 배치된 수처리장치부(70)에 의하여 처리대상수가 정화된다.In addition, the water treatment device unit 70 may be disposed inside the concentration tank 60 or may be disposed outside the concentration tank 60, and when disposed therein, the stages 62 and 62 arranged horizontally. The water to be treated is purified by the water treatment device unit 70 properly disposed therebetween.

도 7은 pH에 따른 페록시라디칼의 유효 헨리상수[Effective Henry Constant(H*), H* = H(1+K/[H+]): H = 헨리상수값, 2.0 X 10-3 M/atm; K = 산-염기평형상수값, 1.58 X 10-5; H+ = 수소이온농도, M]값을 보여준다. Figure 7 shows the effective Henry constant (H * ), H * = H (1 + K / [H + ]) of the peroxy radicals according to pH: H = Henry constant value, 2.0 X 10 -3 M / ATM; K = acid-base equilibrium constant, 1.58 X 10 -5 ; H + = hydrogen ion concentration, M].

pH가 1에 4까지는 일정한 유효 헨리상수값을 보여주는 반면에, pH가 4이상으로 증가할 경우에 pH 증가에 따른 페록시라디칼의 유효 헨리상수값은 증가하게 되어 페록시라디칼의 수중 용해도는 더욱 증가함을 보여준다. 따라서, 페록시라디칼 용해도 증가에 따라 질소산화물과의 수중 반응이 매우 용이하게 일어날 수 있다.When the pH is 1 to 4, it shows a constant effective Henry's constant value, whereas when the pH is increased to 4 or more, the effective Henry's constant of peroxyradical increases with increasing pH, so that the solubility of peroxyradical in water increases. Shows. Therefore, the reaction in water with nitrogen oxides can occur very easily with increasing peroxyradical solubility.

좀더 구체적으로 원리를 살펴보면 입자제거부(10)를 거쳐 배출되는 질소산화물은 거의 불용성 성분들로 이루어져 있다. 이를 상세히 설명하기 위해 헨리상수(Henry constant)값을 기반으로 하여 살펴보면 다음과 같다. 질소산화물중 NO와 NO2는 헨리상수값이 각각 약 1.9 X 10-3 M/atm과 약 0.7 ~ 1.2 X 10-2 M/atm으로 수중으로 용해하기 어려운 성분들이다. Looking at the principle in more detail, the nitrogen oxide discharged through the particle removal unit 10 is composed of almost insoluble components. To explain this in detail, the following description is based on the Henry's constant value. NO and NO 2 in nitrogen oxides are components that are difficult to dissolve in water with Henry constant values of about 1.9 X 10 -3 M / atm and about 0.7 to 1.2 X 10 -2 M / atm, respectively.

예를 들어, 대표적인 불용성 기체인 산소의 헨리상수값은 1.3 X 10-3 M/atm으로 20℃에서 최대 포화 농도는 약 9 mg/L으로 알려지고 있다. For example, the Henry's constant for oxygen, a typical insoluble gas, is 1.3 × 10 −3 M / atm, and the maximum saturation concentration at 20 ° C. is known to be about 9 mg / L.

상기 반응조(50)에서 용해성 최종 생성물을 생성하는 반응 기작은 다음과 같다. 하기의 식 6과 식7과 같이 페록시라디칼이 일산화질소와 반응하여 페록시니트라우스산(peroxynitrous acid: ONOOH)을 형성하게 된다. 또한 하기의 식 8과 식 9와 같이 페록시라디칼이 이산화질소와 반응하여 과페록시니트라우스산 (Perperoxynitrous acid: OONOOH)을 형성하게 된다. The reaction mechanism for producing a soluble final product in the reactor 50 is as follows. Peroxy radicals react with nitrogen monoxide to form peroxynitrous acid (ONOOH) as shown in Equations 6 and 7 below. In addition, as shown in Equations 8 and 9, peroxy radicals react with nitrogen dioxide to form perperoxynitrous acid (OONOOH).

하기의 식 6에서 하기의 식 9에 이르는 과정을 통해 질소산화물들은 수중으로 녹게 된다. 예를 들어, 페록시니트라우스산(peroxynitrous acid: ONOOH) 및 과페록시니트라우스산의 헨리상수값은 각각 0.089 ~ 2.4 X 106 M/atm 및 0.04 ~ 1.0 X 105 M/atm값을 가지는 것으로 알려져 있다. Nitrogen oxides are dissolved in water through the process from Equation 6 to Equation 9 below. For example, the Henry's constants of peroxynitrous acid (ONOOH) and peroxynitrous acid are 0.089 to 2.4 X 10 6 M / atm and 0.04 to 1.0 X 10 5 M / atm, respectively. Known.

따라서, 페록시라디칼과 질소산화물간의 직접 반응을 통해 형성되는 생성물은 수중으로 용해되는 정도가 매우 커서 거의 모든 최종생성물 질소산화물은 대기중으로 배출되지 않게 되며 수중으로 분리하여 처리될 수 있다. Therefore, the product formed through the direct reaction between peroxy radicals and nitrogen oxides is very soluble in water so that almost all the end product nitrogen oxides are not discharged to the atmosphere and can be separated and treated in water.

[식 6] HO2 ˚ + NO → HOONO[Equation 6] HO 2 ° + NO → HOONO

[식 7] O2 - ˚ + NO → ONOO- [Equation 7] O 2 - ˚ + NO → ONOO -

[식 8] HO2 ˚ + NO2 → HOONOO[Equation 8] HO 2 ° + NO 2 → HOONOO

[식 9] O2 -ㅀ + NO2 → OONOO- [Equation 9] O 2 - DEG + NO 2 → OONOO -

바람직하기로는 상기 페록시라디칼 생성부(40)가 상기 입자제거부(10)를 거쳐 배출되는 기체상의 질소산화물과 곧바로 신속한 반응이 일어나도록 연결되어 페록시라디칼과 질소산화물이 곧바로 농축조(60)로 운반되어 신속한 반응이 일어나도록 연결하는 것이 좋다.Preferably, the peroxy radical generating unit 40 is connected to a rapid reaction with the gaseous nitrogen oxide discharged through the particle removal unit 10 immediately so that the peroxy radicals and the nitrogen oxide directly to the concentration tank 60. It is best to connect them so that they can be transported and react quickly.

생성된 페록시라디칼은 기상에서 평균 존재하는 시간(life-time)이 1분 전후로 알려져 있지만, 수상에서는 기상에서 보다 더 긴 수분 동안 존재할 수도 있다. 이때, 페록시라디칼의 헨리상수(henry constant)값은 1.2 ~ 9.0 X 103 M/atm정도로 페록시라디칼이 수중으로 주입될 경우 100% 용해하게 된다.The resulting peroxyradicals are known to have an average life-time of about 1 minute in the gas phase, but may be present in the water phase for longer minutes than in the gas phase. In this case, the henry constant value of peroxy radicals is about 1.2 to 9.0 X 10 3 M / atm, and 100% of the peroxy radicals are dissolved when injected into water.

도 8은 상기의 수처리장치부(70)내에 설치되어 있는 석영재질로 제작된 반응조의 형상을 보여준다. 이를 통해 자외선 램프의 효율성을 극대화할 수 있다.Figure 8 shows the shape of the reaction vessel made of a quartz material installed in the water treatment device 70. This maximizes the efficiency of the UV lamp.

상술한 바와 같이 이상과 같은 본 발명은 페록시라디칼 생성공정에 의한 배가스에 함유되어 있는 질소산화물 처리시 질소산화물의 전환율이 크게 향상되어 궁극적으로 질소산화물 제거에 필요한 에너지사용량이 절감됨은 물론, 질소산화물 처리에 따라 생성되는 질산염 등의 자원을 재활용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention as described above greatly improves the conversion rate of nitrogen oxides when treating nitrogen oxides contained in the exhaust gas by the peroxy radical generating process, and ultimately reduces the amount of energy required for nitrogen oxide removal, as well as nitrogen oxides. There is an effect that can recycle resources such as nitrate produced by the treatment.

Claims (8)

페록시라디칼과의 반응을 방해하는 입자가 큰 질소산화물을 제거하는 입자제거부;Particle removal unit for removing the large nitrogen oxide particles that interfere with the reaction with the peroxy radicals; 과산화수소 수용액을 공급하는 과산화수소주입부 ;Hydrogen peroxide injection unit for supplying an aqueous hydrogen peroxide solution; 상기 과산화수소주입부와 연결되며, 산소를 공급하는 산소 공급부;An oxygen supply unit connected to the hydrogen peroxide injection unit and supplying oxygen; 자외선의 조사 하에 상기 산소 공급부에서 공급되는 산소와 상기 과산화수소주입부로부터 공급되는 과산화수소를 반응시켜 다량의 페록시라디칼을 생성하는 페록시라디칼 생성부;A peroxy radical generating unit for generating a large amount of peroxy radicals by reacting oxygen supplied from the oxygen supply unit with hydrogen peroxide supplied from the hydrogen peroxide injection unit under irradiation of ultraviolet rays; 상기 입자제거부에서 배출되는 질소산화물을 상기 페록시라디칼 생성부를 통해 공급되는 페록시라디칼과의 반응을 통해 수용성 물질로 만드는 반응조;A reaction tank for making the nitrogen oxide discharged from the particle removing unit into a water-soluble substance through reaction with the peroxy radicals supplied through the peroxy radical generating unit; 상기 반응조에서 배출되는 수용성 질소산화물을 수중에서 농축하는 농축조; 및 A concentration tank for concentrating the water-soluble nitrogen oxide discharged from the reaction tank in water; And 상기 농축된 질소산화물을 처리하는 수처리 장치부로 이루어진 질소산화물 처리장치.Nitrogen oxide treatment apparatus consisting of a water treatment device unit for treating the concentrated nitrogen oxides. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 산소 공급부는 벤추리관 구조를 가지며, The oxygen supply unit has a venturi tube structure, 상기 과산화수소주입부는,The hydrogen peroxide injection unit, 일단이 산소 공급부 내부의 중심까지 삽입되고, 주입되는 상기 과산화수소 수 용액의 이동 방향이 상기 산소 공급부로 공급되는 산소의 이동방향과 동일한 흐름이 되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 처리 장치.One end is inserted into the center of the oxygen supply, the nitrogen oxide processing apparatus, characterized in that the flow direction of the hydrogen peroxide solution injected is not the same flow as the movement direction of oxygen supplied to the oxygen supply. 제 2항에 있어서, 상기 과산화수소주입부는,The method of claim 2, wherein the hydrogen peroxide injection unit, 끝단이"ㄱ"자 모양으로 굽은 관 형상이며, 끝은 막혀있고 옆 부분이 다공성 판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거장치.A nitrogen oxide removal device, characterized in that the end is a "b" shaped bent tube shape, the end is blocked and the side portion is made of a porous plate. 제 1항에 있어서, 상기 농축조는,The method of claim 1, wherein the concentration tank, 농축된 질소산화물을 분리하는 복수개의 단을 구비하여 상기 수용성 질소산화물을 여러 번에 걸쳐 농축하고, 농축되지 아니한 유기성 개스를 배출하는 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거장치.And a plurality of stages for separating the concentrated nitrogen oxides, wherein the water-soluble nitrogen oxides are concentrated several times, and an outlet for discharging unconcentrated organic gas is provided. 제 4항에 있어서, 상기 수처리 장치부는,The water treatment apparatus of claim 4, wherein 상기 농축조의 내부에 배치되거나 또는 상기 농축조의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거장치.Nitrogen oxide removal device, characterized in that disposed in the interior of the concentration tank or outside the concentration tank. 자외선의 조사 하에 산소와 과산화수소 수용액을 반응시켜 다량의 페록시라디칼을 생성하는 단계 ;Reacting oxygen with aqueous hydrogen peroxide solution under ultraviolet irradiation to generate a large amount of peroxyradical; 질소 산화물을 상기 페록시라디칼을 이용하여 산화시키는 단계 ; 및Oxidizing nitrogen oxides using the peroxy radicals; And 상기 산화 단계에서 발생된 수용성 물질을 농축하고, 농축된 질소산화물 수용 액을 배출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거 방법.Concentrating the water-soluble material generated in the oxidation step, and the nitrogen oxide removal method comprising the step of discharging the concentrated nitrogen oxide aqueous solution. 제 6항에 있어서 상기 페록시라디칼을 생성하는 단계 이전에,The method of claim 6, prior to producing the peroxyradical, 상기 산소와 상기 과산화수소 수용액을 주입시, 상기 과산화수소 수용액의 처음 이동 방향이 상기 산소의 이동방향과 같은 방향이 되지 않도록 하여 상기 과산화수소 수용액이 균일한 입자로 분쇄되는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거 방법.When the oxygen and the hydrogen peroxide aqueous solution is injected, nitrogen oxides, characterized in that the first movement direction of the hydrogen peroxide aqueous solution is pulverized into uniform particles so as not to the same direction as the movement direction of the oxygen How to remove. 제 6항에 있어서 상기 페록시라디칼을 생성하는 단계는,The method of claim 6, wherein generating the peroxy radicals, 입자가 큰 질소산화물을 제거하여 입자가 작은 질소산화물로 만드는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거 방법.The method for removing nitrogen oxides further comprising the step of removing nitrogen oxides having large particles to form nitrogen oxides having small particles.
KR1020060105030A 2006-10-27 2006-10-27 Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof KR100681161B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060105030A KR100681161B1 (en) 2006-10-27 2006-10-27 Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060105030A KR100681161B1 (en) 2006-10-27 2006-10-27 Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100681161B1 true KR100681161B1 (en) 2007-02-16

Family

ID=38103721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060105030A KR100681161B1 (en) 2006-10-27 2006-10-27 Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100681161B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105435609A (en) * 2015-11-24 2016-03-30 广西阔能霸能源科技开发有限责任公司 Coal-fired flue gas treatment technology and device
CN105435603A (en) * 2015-11-24 2016-03-30 广西阔能霸能源科技开发有限责任公司 Efficient coal-fired flue gas treatment method and device
US10940471B1 (en) 2019-10-30 2021-03-09 W. L. Gore & Associates, Inc. Catalytic efficiency of flue gas filtration
US11071947B2 (en) 2019-10-30 2021-07-27 W. L. Gore & Associates, Inc. Catalytic efficiency of flue gas filtration

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091914A (en) * 2003-04-23 2004-11-03 (주)범한정수 System for device treating organic materials
JP2005349351A (en) 2004-06-14 2005-12-22 Kubota Corp Treatment method of water containing very small amount of hardly decomposable harmful substance
KR100581746B1 (en) 2005-11-10 2006-05-22 이앤위즈(주) System for treating water

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091914A (en) * 2003-04-23 2004-11-03 (주)범한정수 System for device treating organic materials
JP2005349351A (en) 2004-06-14 2005-12-22 Kubota Corp Treatment method of water containing very small amount of hardly decomposable harmful substance
KR100581746B1 (en) 2005-11-10 2006-05-22 이앤위즈(주) System for treating water

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105435609A (en) * 2015-11-24 2016-03-30 广西阔能霸能源科技开发有限责任公司 Coal-fired flue gas treatment technology and device
CN105435603A (en) * 2015-11-24 2016-03-30 广西阔能霸能源科技开发有限责任公司 Efficient coal-fired flue gas treatment method and device
US10940471B1 (en) 2019-10-30 2021-03-09 W. L. Gore & Associates, Inc. Catalytic efficiency of flue gas filtration
US11071947B2 (en) 2019-10-30 2021-07-27 W. L. Gore & Associates, Inc. Catalytic efficiency of flue gas filtration
US11602717B2 (en) 2019-10-30 2023-03-14 W. L. Gore & Associates, Inc. Catalytic efficiency of flue gas filtration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW575460B (en) Discharge electrode and photocatalysis apparatus
CN101337153B (en) Ultrasonic integrated desulfurization denitration demercuration method and device thereof
CN101543723B (en) Process for processing nitrogen-oxide waste gas containing acidic gas
CN104801178B (en) Method for simultaneously desulfurizing, denitrifying and removing mercury by combining radical pre-oxidation with wet absorption
CN108704465B (en) Method and device for simultaneously desulfurizing and denitrifying flue gas by using vacuum ultraviolet and effective chlorine
KR101567746B1 (en) Apparatus for treating exhaust gas
CN107497264B (en) Method and system for simultaneously desulfurizing, denitrifying and removing mercury by using ozone and microwave to excite magnetically separable catalyst
KR20150054140A (en) Apparatus for treating exhaust gas using fine bubble ozone water and method for treating exhaust gas using the same
KR100681161B1 (en) Apparatus for removing nitrogen oxides using peroxy radical and method thereof
CN105536467A (en) Flue gas purification device and method combining photo-catalytic oxidization and double cyclic absorption
CN112955243A (en) Integrated waste gas treatment device using metal filter
CN102160961A (en) Dielectric barrier discharge reactor, fume desulfurization and denitration system and desulfurizating and denitrating process
CN105727724B (en) A kind of method and device of light radiation hypochlorous acid acid sodium simultaneous SO_2 and NO removal demercuration decarburization
CN203123795U (en) Flue gas denitration device using ozone oxidation method
CN107497265B (en) Integrated flue gas purification system and method for inducing free radicals by exciting fly ash through cooperation of ozone and microwaves
CN107715666B (en) Method and system for removing hydrogen sulfide by microwave activation persulfate spray induction of free radicals
WO2014008702A1 (en) Method for treating nox-containing waste gas and system thereof
CN111514716A (en) Flue gas desulfurization, denitrification and demercuration purification method and equipment
CN113262617B (en) Desulfurization and denitrification system
CN104857852B (en) VOCs removing method based on photocatalytic free radical advanced oxidation
CN204619713U (en) A kind of system and boiler removing various pollutants in fume
CN105498480A (en) Ultraviolet radiation enhancement based method and device for simultaneous desulfurization, denitrification and particulate removal of pypocholoride
CN113648812A (en) Integrated removal system and method for mercury and nitrate through photoelectric synergistic catalytic oxidation and wet-process absorption
CN105536466A (en) Device and method for removing various pollutants in flue gas through photoassisted catalytic oxidization
CN202136913U (en) Pure oxygen medium blocking discharge desulfurization and denitration system in flue

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130205

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140128

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141218

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160205

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170206

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190207

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 14