KR102037029B1

KR102037029B1 - 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치

Info

Publication number: KR102037029B1
Application number: KR1020190053055A
Authority: KR
Inventors: 김진태
Original assignee: 김진태
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2019-10-25

Abstract

본 발명은 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 관한 것으로서, 악취가스와 이산화염소가스를 완전히 혼합한 후에 라인믹서부로 공급함으로써 악취 제거효율을 향상시키는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 악취가스와 이산화염소가스가 혼합되도록 하는 하부 혼합부(21)와, 상기 하부 혼합부(21)의 상부에 구비되는 라인믹서부(22)와, 상기 라인믹서부(22)의 상부에 구비되는 상부 저장부(23)와, 상기 상부 저장부(23)의 단부에 구비되는 처리가스 배출구(24)를 포함하여 이루어지는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 있어서, 상기 하부 혼합부(21)의 하부에 전처리 혼합조(10)가 더 설치되고, 상기 전처리 혼합조(10)는, 원통형의 외부관(11)과, 상기 외부관(11)의 내부에 구비되는 내부관(12)을 포함하고, 상기 외부관(11)의 상부에 악취가스 주입관(11a) 및 이산화염소가스 주입관(11b)이 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치{MALODOR REMOVAL APPARATUS USING CHLORINE DIOXIDE GAS}

본 발명은 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 라인믹서가 구비된 혼합조에 악취가스와 이산화염소가스를 주입하여 악취가스와 이산화염소가스의 반응에 의해 악취를 제거하는 악취 제거장치에 있어서, 상기 혼합조의 하부에 추가 혼합조를 더 설치하고, 상기 추가 혼합조에서 악취가스와 이산화염소가스를 완전히 혼합하여 라인믹서에 공급함으로써, 악취제거 효율을 향상시키고, 라인믹서의 설치개수 및 크기를 줄여 비용을 절감할 수 있는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 관한 것이다.

이산화염소(ClO₂)는 독특한 냄새를 가진 녹색의 가스로서, 냉각하면 황적색의 액체로 변한다.

상기 이산화염소는, 발생기 산소에 의한 강력한 산화력으로 살균소독은 물론, 악취제거에 아주 효과적인 물질로 알려져 있다.

상기 이산화염소는 19세기 초에 개발되었는데, 초창기에는 매우 불안정한 기체라는 이유로, 펄프나 가죽의 표백, 살균제 및 방부제 등에 극히 제한적으로 사용되어 왔다.

그러나 이러한 이산화염소를 실생활에 이용하고자 하는 노력이 계속되었고, 근래에는 미국 BIO-CIDE사가 이산화염소를 분말화하여 손쉽게 사용할 수 있도록 하고 있다.

상기 이산화염소는, 일반적인 염소계 물질인 락스류보다 산화력이 약 2.5배 강하고, 자극 취기가 없는 강력한 소취작용 및 살균 소독작용을 한다는 특징이 있다.

또한 방향제나 탈취제와 달리, 악취, 세균, 바이러스, 곰팡이, 일부 공해물질 등을 근원적으로 산화 및 분해하기 때문에, 쾌적하고 건강에 좋은 환경을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

그리고 수중의 망간, 철분 등의 중금속을 산화, 침전시키며, 용존산소를 증가시켜 신선도를 향상시킨다.

또한 이산화염소는, 종래의 염소계 물질과 달리 발암물질인 트리할로메탄, 클로로아민, 클로로페놀 등을 거의 생성하지 않는다.

그리고 산소계 산화제이기 때문에, 희석하여 사용하면 인체나 동물에 해가 없고, 기존의 염소계 살균 소독제에 비해 부식이 적다는 특징이 있다.

또한 상기 이산화염소는, 소독 및 살균제로서 자외선(UV)이나 염소, 오존 등의 단점을 보완해 줄 수가 있다.

이에 따라 최근에는, 식품 제조공장, 정수장, 하수 종말처리장 등에서 이산화염소의 농도를 약 8~10%로 희석하여 소독 및 살균제로 사용하고 있다.

이러한 이산화염소를 생산하기 위한 방법은 여러 가지가 알려져 있는데, 그 일례로 아염소산나트륨과 차아염소산나트륨과 염산 또는 황산을 이용하여 이산화염소를 생산하는 방법이 있다. 이 경우의 화학반응식은 다음과 같다.

2NaClO₂ + NaClO + 2HCl -> 2ClO₂ + 3NaCl + H₂O

2NaClO₂ + NaClO + 2H₂SO₄ -> 2ClO₂ + NaCl + Na₂SO₄ + H₂O

위와 같이 생산된 이산화염소가스는 악취물질에서 발생된 악취(이하 '악취가스'라 한다)를 제거하는데 사용된다.

도 1은 이산화염소가스를 이용한 종래의 악취 제거장치의 일례를 나타낸 것이다.

종래의 악취 제거장치는, 하부 혼합부(21)와, 상기 하부 혼합부(21)의 상부에 구비되는 라인믹서부(22)와, 상기 라인믹서부(22)의 상부에 구비되는 상부 저장부(23)와, 상기 상부 저장부(23)의 단부에 구비되는 처리가스 배출구(24)를 포함하여 구성된다.

상기 하부 혼합부(21)는, 혼합조로 공급되는 악취가스 및 이산화염소가스가 혼합되면서 악취가 제거되도록 하는 부분으로, 그 하부에는 악취가스를 공급하기 위한 악취가스 주입관(21a)과, 이산화염소가스를 주입하기 위한 이산화염소가스 주입관(21b)이 각각 연결된다.

그리고 상기 라인믹서부(11)에는 원통형의 라인믹서(Line Mixer)가 수직으로 다수 배치된다.

상기 라인믹서는 파이프의 내부에 혼합부재를 구비한 것으로 별도의 동력공급이 없이 유체를 혼합할 수가 있다.

도면에는 상기 파이프의 내부에 구비된 혼합부재가 나선형 타입으로 도시되어 있지만, 상기 혼합부재는 주름 플레이트(Plate), 교차하게 배치된 바(Bar), 그리드(Grid) 타입 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

그런데 상기한 구조의 악취 제거장치는, 하부 혼합부(21)의 하부에서 악취가스와 이산화염소가스를 수평방향으로 공급하고 있다.

이에 따라 하부 혼합부(21)에서 상기 악취가스와 이산화염소가스의 혼합성이 낮고, 악취가스와 이산화염소가스가 충분히 혼합되지 않은 채 상기 라인믹서부로 공급어 반응 효율이 떨어진다는 문제가 있다.

또한 종래의 악취 제거장치는, 각각의 라인믹서(22a)로 유입되는 혼합가스의 부피비율을 균일하지 않아 악취가스와 이산화염소가스의 반응효율이 저하된다는 문제점이 있다.

KR 10-0713615 B1 KR 10-0762221 B1 KR 20-2018-0002222 A

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 악취가스와 이산화염소가스를 충분하게 혼합한 후에 라인믹서부로 공급할 수 있는 악취 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 악취가스와 이산화염소가 충분히 혼합된 후에 라인믹서부를 통과하도록 함으로써 기체 간의 반응효율을 향상시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 각 라인믹서에 혼합가스가 균등한 부피비율로 공급될 수 있도록 하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 악취 제거장치는, 악취가스와 이산화염소가스가 혼합되도록 하는 하부 혼합부와, 상기 하부 혼합부의 상부에 구비되는 라인믹서부와, 상기 라인믹서부의 상부에 구비되는 상부 저장부와, 상기 상부 저장부의 단부에 구비되는 처리가스 배출구를 포함하여 이루어지는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 있어서, 상기 하부 혼합부의 하부에 전처리 혼합조가 더 설치되고, 상기 전처리 혼합조는, 원통형의 외부관과, 상기 외부관의 내부에 구비되는 내부관을 포함하고, 상기 외부관의 상부에 악취가스 주입관 및 이산화염소가스 주입관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 외부관의 하단은 바닥판에 의해 밀폐되고, 상기 내부관의 하단은 상기 바닥판으로부터 일정거리 이격되어 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 외부관과 내부관 사이의 상부 공간은 상판에 의해 밀폐되어, 악취가스 주입관으로부터 공급되는 악취가스와 이산화염소가스 주입관으로부터 공급되는 이산화염소가스가 하부 혼합부로 직접 유입되지 않도록 하는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하부 혼합부는 하부로부터 상부를 향해 직경이 증가되는 형상으로 구비되고, 상기 외부관의 상단은 상기 하부 혼합부의 하단과 연결되어, 상기 하부 혼합부로 유입된 혼합가스의 속도가 감소되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 악취가스 주입관과 이산화염소가스 주입관은 수평방향에서 하부를 향해 15~45도 범위로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전처리 혼합조에서 악취가스와 이산화염소가스를 완전하게 혼합한 후에 라인믹서로 공급할 수가 있다.

이에 따라 기체 간의 반응성을 향상시켜 악취 제거효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 악취가스와 이산화염소가스가 전처리 혼합조에 충분히 머무르면서 완전히 혼합되도록 하는 효과가 있다.

또한 전처리 혼합조에서 1차적으로 악취물질을 약 60~80% 제거할 수 있으므로, 동일한 처리용량에서 라인믹서의 개수 라인믹서부의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 각 라인믹서로 공급되는 혼합가스가 균등한 부피비율로 공급되도록 함으로써 악취 제거효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 종래기술에 따른 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 악취 제거장치의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 악취 제거장치의 개략적인 사시도.

이하 본 발명에 따른 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

본 발명의 제1 실시예에 따른 악취 제거장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 악취가스와 이산화염소가스가 혼합되도록 하는 하부 혼합부(21)와, 상기 하부 혼합부(21)의 상부에 구비되는 라인믹서부(22)와, 상기 라인믹서부(22)의 상부에 구비되는 상부 저장부(23)와, 상기 상부 저장부(23)의 단부에 구비되는 처리가스 배출구(24)를 포함하여 이루어지는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 있어서, 상기 하부 혼합부(21)의 하부에 전처리 혼합조(10)를 더 구비한다.

여기서 상기 전처리 혼합조(10)는, 원통형의 외부관(11)과, 상기 외부관(11)의 내부에 구비되는 내부관(12)을 포함하고, 악취가스 주입관(11a) 및 이산화염소가스 주입관(11b)이 상기 외부관(11)의 상부에 연결된다.

그리고 상기 외부관(11)의 하단은 바닥판(11c)에 의해 밀폐되고, 상기 내부관(12)의 하단은 상기 바닥판(11c)으로부터 일정거리 이격되어 구비된다.

상기한 구조에 의해, 악취가스와 이산화염소가스가 내부관(12)과 외부관(11) 사이의 공간을 따라 하부방향으로 유동한 후, 다시 내부관(12)을 통해 상부방향으로 유동하도록 할 수 있다.

이로써 악취가스와 이산화염소가스가 혼합된 가스(이하 '혼합가스'라 한다)가 전처리 혼합조(10)에 체류하는 시간을 늘려 반응성을 향상시킬 수가 있다.

또한 상기 외부관(11)과 내부관(12) 사이의 상부 공간은 상판(11d)에 의해 밀폐된다.

이에 따라, 악취가스 주입관(11a)으로부터 공급되는 악취가스와 이산화염소가스 주입관(11b)으로부터 공급되는 이산화염소가스가 하부 혼합부(21)로 직접 유입되는 차단할 수가 있다.

또한 상기 하부 혼합부(21)는 하부로부터 상부를 향해 직경이 증가되는 형상으로 구비되고, 상기 외부관(11)의 상단은 상기 하부 혼합부(21)의 하단과 연결된다.

상기한 구조에 의해, 내부관(12)을 통과한 혼합가스는 상기 하부 혼합부(21)에서 유동속도가 감소된다.

즉 내부관(12)의 상단 직경보다 하부 혼합부(21)의 하단 직경을 크게 형성함으로써, 벤츄리(Venturi) 효과에 의해 혼합가스의 속도가 감소되면서 와류가 발생하게 된다.

이에 따라 상기 하부 혼합부(21)에서 혼합가스의 혼합성을 더욱 향상시킬 수가 있다.

이하 본 발명에 따른 악취 제거장치를 이용하여 악취물질에서 발생하는 악취를 제거하는 과정을 설명한다.

먼저 악취가스 주입관(11a)을 통해 전처리 혼합조(10)의 외부관(11)으로 악취가스를 공급함과 동시에, 이산화염소가스 주입관(11b)을 통해 이산화염소를 공급한다.

여기서 외부관(11)의 상부는 상판(11d)에 의해 막혀 있으므로, 악취가스와 이산화염소가스는 상부에 구비된 혼합조(20)의 하부 혼합부(21)로 직접 유입되지 않고, 내부관(12)과 부딪히면서 내부관(12)의 하부 방향으로 유동하게 된다.

또한 서로 반대방향에서 공급되는 악취가스와 이산화염소가스는, 원통형 내부관(12)의 외주면과 부딪히면서 소용돌이를 발생시키게 된다.

전처리 혼합조(10)의 하부로 유동된 혼합가스는, 외부관(11)의 하부가 막혀 있으므로 다시 흐름을 바꾸어 상부 방향으로 유동하게 된다.

이 과정에서 와류 현상이 발생하게 되어 악취가스와 이산화염소가스가 충분히 혼합된다. 이로써 반응성을 향상시켜 악취 제거효율을 높일 수가 있다.

실험결과에 의하면, 상기 전처리 혼합조(10)에서 악취물질을 약 60~80% 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

전처리 혼합조(10)의 내부관(12)을 따라 상부 방향으로 유동한 혼합가스는, 상부에 구비된 혼합조(20)의 하부 혼합부(21)로 공급된다.

여기서 하부 혼합부(21)는 하부 직경이 내부관(12) 보다 크게 형성되고 상부를 향해 직경이 증가하는 구조이므로, 벤츄리 효과에 의해 혼합가스의 속도가 감소하게 된다.

이에 따라 악취가스와 이산화염소가스가 다시 혼합되면서 각 라인 믹서(22a)로 공급되도록 할 수 있다.

또한 혼합가스의 속도가 느려지는 상기 하부 혼합부(21)에 의해, 각 라인믹서(22a)로 균일한 부피의 혼합가스를 공급할 수가 있다.

이로써 혼합성을 더욱 향상시켜 악취 제거효율을 최대한 향상시킬 수가 있다.

상기 혼합가스는 라인 믹서(22a)를 통과하면서 추가적으로 악취가 제거되고, 악취가 제거된 청정 가스는 상부 저장부(23)를 지나 가스 배출구(24)를 통해 대기로 배출된다.

본 발명에 의하면, 기존의 혼합조(20) 하부에 전처리 혼합조(10)를 더 설치하고, 상기 전처리 혼합조(10)에서 악취가스와 이산화염소가스를 완전히 혼합한 후에 각 라인 믹서(22a)로 공급한다.

또한 혼합조(20)의 하부 혼합부(21)에서 벤츄리 효과에 의해 혼합가스의 속도를 감소시키면서 와류를 발생시킨다.

이에 따라 악취가스와 이산화염소가스의 반응성을 향상시켜 악취 제거효율을 높일 수가 있다.

또한 상기 전처리 혼합조(10)에서 악취물질의 약 60~80%를 제거할 수 있으므로, 동일한 처리용량에서 라인믹서의 개수 및 라인믹서부의 크기를 줄여 비용을 절감할 수가 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 실시예에서 악취가스 주입관(11a)과 이산화염소가스 주입관(11b)을 하부를 향해 경사지게 배치한 것이다.

상기 주입관들의 경사각도는 수평방향에서 하부를 향해 15~45도 범위인 것이 바람직하다. 상기 경사각도 15도 미만이거나 15도를 초과하면 혼합성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 전처리 혼합조(10)에서 악취가스와 이산화염소가스의 유동성을 향상시킬 수가 있다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 전처리 혼합조 11: 외부관
11a: 악취가스 주입관 11b: 이산화염소가스 주입관
11c: 바닥판 11d: 상판
12: 내부관 12a: 내부관 배출구
20: 혼합조 21: 하부 혼합부
21a: 악취가스 주입관 21b: 이산화염소가스 주입관
22: 라인믹서부 22a: 라인믹서(Line Mixer)
23: 상부 저장부 24: 가스 배출구

Claims

악취가스와 이산화염소가스가 혼합되도록 하는 하부 혼합부(21)와, 상기 하부 혼합부(21)의 상부에 구비되는 라인믹서부(22)와, 상기 라인믹서부(22)의 상부에 구비되는 상부 저장부(23)와, 상기 상부 저장부(23)의 단부에 구비되는 처리가스 배출구(24)를 포함하여 이루어지는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치에 있어서,
상기 하부 혼합부(21)의 하부에 전처리 혼합조(10)가 더 설치되고,
상기 전처리 혼합조(10)는,
원통형의 외부관(11)과, 상기 외부관(11)의 내부에 구비되는 내부관(12)을 포함하고,
악취가스를 공급하는 악취가스 주입관(11a)과 이산화염소가스를 공급하는 이산화염소가스 주입관(11b)이, 상기 외부관(11)의 상부에 연결되며,
상기 악취가스 주입관(11a)과 이산화염소가스 주입관(11b)은 수평방향에서 하부를 향해 15~45도 범위로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외부관(11)의 하단은 바닥판(11c)에 의해 밀폐되고,
상기 내부관(12)의 하단은 상기 바닥판(11c)으로부터 일정거리 이격되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외부관(11)과 내부관(12) 사이의 상부 공간은 상판(11d)에 의해 밀폐되어, 악취가스 주입관(11a)으로부터 공급되는 악취가스와 이산화염소가스 주입관(11b)으로부터 공급되는 이산화염소가스가 하부 혼합부(21)로 직접 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 혼합부(21)는 하부로부터 상부를 향해 직경이 증가되는 형상으로 구비되고,
상기 외부관(11)의 상단은 상기 하부 혼합부(21)의 하단과 연결되어,
상기 하부 혼합부(21)로 유입된 혼합가스의 속도가 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 이산화염소가스를 이용한 악취 제거장치.
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