(57)【要約】  本発明は、高温性粉塵が含まれる高温汚染気体を捕集する捕集ダクトと、前記高温汚染気体のエネルギーを回収して前記高温汚染気体を中低温汚染気体に変換し、前記高温性粉塵中の粗大粉塵を慣性衝突現象により除去するエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットと、前記粗大粉塵が除去された汚染気体中の微細粉塵を除去するためのインフライト吸着装置と、前記インフライト吸着装置により微細粉塵が除去された汚染気体中の超微細粉塵を除去するための超微細粉塵除去処理装置とを含む、高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム及びそれに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置に関する。
2016522080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温性粉塵が含まれる高温汚染気体を捕集する捕集ダクトと、
前記高温汚染気体のエネルギーを回収して前記高温汚染気体を中低温汚染気体に変換し、前記高温性粉塵中の粗大粉塵を慣性衝突現象により除去するエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットと、
前記粗大粉塵が除去された汚染気体中の微細粉塵を除去するためのインフライト吸着装置と、
前記インフライト吸着装置により微細粉塵が除去された汚染気体中の超微細粉塵を除去するための超微細粉塵除去処理装置とを含む、高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項２】
前記超微細粉塵除去処理装置は、
高温用中性能吸着フィルタ、電気集塵装置（ＥＳＰ）、濾過バッグ集塵装置、及び静電サイクロンの１つを含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項３】
前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットにより取得されるエネルギーを用いるエネルギーリサイクルシステムをさらに含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項４】
前記エネルギーリサイクルシステムは、
前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットにより供給される温水を収容する温水タンクと、
前記温水タンクにエネルギーを供給するための補助エネルギーユニットとを含む、請求項３に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項５】
前記インフライト吸着装置は、
前記慣性衝突型粉塵除去ユニットに連結されたチャンバと、
前記チャンバに連結されたサイクロン捕集装置とを含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項６】
前記チャンバは、
第１ダクト及び第２ダクトを備えるハウジングと、
前記ハウジングの内壁に傾斜して設けられてジグザグ流路を形成する複数の隔壁と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ジグザグ流路に吸着剤を吐出する吸着剤吐出ユニットとを含む、請求項５に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項７】
前記第１ダクトは、高温汚染気体が流入するダクトであり、前記第２ダクトは、高温性汚染粉塵が除去された浄化空気が流出するダクトである、請求項６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項８】
前記複数の隔壁は、前記ハウジングの側壁に取り付けられ、水平方向に対して下向きに鋭角に傾斜して設けられる、請求項６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項９】
前記複数の隔壁は、その断面が弓状である、請求項６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１０】
前記隔壁の平面に溜まる汚染物質を除去するために、前記ハウジングに衝撃を与える衝撃装置をさらに含む、請求項６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１１】
前記衝撃装置は、偏心モータを含む、請求項１０に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１２】
前記複数の隔壁は、前記ハウジングの底面及び天井面に取り付けられ、ジグザグ形状を有する、請求項６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１３】
前記高温汚染気体が炭製造時に発生する乾留ガスであり、
前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットに連結設置され、前記乾留ガスを凝縮して木酢液を回収する木酢液回収筒をさらに含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１４】
前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットは、
前記高温汚染気体の流れに対して所定角度傾斜し、前記高温汚染気体の風の方向に対して所定角度傾斜して形成される第１ブレードと、
前記第１ブレードから屈折角を有して延長形成される第２ブレードと、
前記第１ブレードと前記第２ブレードの連結点に形成されるヒートパイプと、
前記ヒートパイプに設けられ、断面が円弧状である一対の第１遮断ブレードと、
前記第１ブレードの端部に設けられ、断面が円弧状である第２遮断ブレードとをさらに含み、
前記ヒートパイプ間を通過する高温汚染気体により冷水が温水に変換される、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１５】
前記捕集ダクトの後段に設けられ、前記超微細粉塵除去処理装置で除去されていない超微細粉塵を燃焼除去する未燃焼物質再燃焼装置をさらに含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１６】
前記超微細粉塵除去処理装置に供給される前記高温汚染気体の流量を一定にするためのオープンダンパをさらに含む、請求項１に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１７】
前記オープンダンパを開放するための自己流量調節送風装置をさらに含む、請求項１６に記載の高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム。
【請求項１８】
高温汚染気体の流れに対して所定角度傾斜し、前記高温汚染気体の風の方向に対して所定角度傾斜して形成される第１ブレードと、
前記第１ブレードから屈折角を有して延長形成される第２ブレードと、
前記第１ブレードと前記第２ブレードの連結点に形成されるヒートパイプとを含み、
前記ヒートパイプ間を通過する前記高温汚染気体により、前記ヒートパイプ内に導入される冷水が温水となって排出される、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置。
【請求項１９】
前記第１ブレードと前記第２ブレードの連結点に設けられ、断面が円弧状である一対の第１遮断ブレードと、
前記第１ブレードの端部に設けられ、断面が円弧状である第２遮断ブレードとをさらに含む、請求項１８に記載の慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置。
【請求項２０】
前段に設けられている第１慣性衝突装置と、
後段に設けられている第２慣性衝突装置と、
前記第１慣性衝突装置と前記第２慣性衝突装置との間に設けられて高温汚染気体を中低温汚染気体に変換するヒートパイプアセンブリと、
前記ヒートパイプアセンブリを冷却するファンとをさらに含む、エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度油滴及び微細粉塵を含有する高温の排出ガスを処理する過程において、エネルギーを回収し、粒子状大気汚染物質及びガス状大気汚染物質と悪臭物質を同時に処理する高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム及びそれに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種産業現場から発生する大気汚染物質を含む排出ガスを処理する技術においては、粒子状大気汚染物質を処理する技術としては、電気集塵装置、濾過集塵装置などが活用されており、ガス状大気汚染物質を処理する技術としては、吸収法、吸着法、触媒酸化装置などが活用されている。しかし、排出ガスのうち高粘度油滴が多量に含有される微細粉塵及びガス状大気汚染物質を処理する場合、一般的な処理技術の適用は、処理効率を低下させ、メンテナンスコストを増加させる原因となる。
【０００３】
特に、炭を生産するための炭製造用炭窯やサウナ用炭窯のように炭化過程で発生する多量の木酢液を含む油滴と微細粉塵を含有するバイオマス燃焼（biomass burning）時に生成される排出ガスの処理装置においては、一般的な処理装置の場合、処理効率が低く、処理コストが高い。処理効率が低く、処理コストが高い理由は、粘度の高い油滴が電気集塵装置の表面に粘着して脱離しにくくなったり、濾過集塵装置の濾過布の濾過空隙を塞いで差圧が増加して処理されないか脱離しないので新たに交換しなければならなくなるからである。
【０００４】
また、肉焼きのように肉を焼く過程で発生する油滴と微細粉塵を含有する排出ガスの処理装置や食品加工工場の乾燥工程などにおける粘度の高い高温の油滴及び微細粉塵を含有する油蒸気及び排出ガスの処理装置においても、一般的な大気汚染物質処理装置の適用ではその処理が難しい。その他の産業施設に排出される油滴と油蒸気が多量に含有される排出ガスの処理装置においても、より改善された処理技術が求められている。
【０００５】
このような問題を解決するために、炭製造用窯やサウナ用炭窯の排出ガス、焼肉屋の排出ガス、食品加工工場の乾燥工程で発生する油蒸気、産業施設における粘度の高い油滴及び微細粉塵を含有する排出ガス中の高粘度油滴及び微細粉塵を除去するための様々な処理システムが開発されており、粉塵除去効率を高め、高温の排出ガスからエネルギーを回収してリサイクルする技術が必要となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、炭製造用窯やサウナ用炭窯の排出ガス、焼肉屋の排出ガス、食品加工工場の乾燥工程で発生する油蒸気、産業施設における粘度の高い油滴及び微細粉塵を含有する排出ガス中の高粘度油滴及び微細粉塵を含有する高温の排出ガスを処理する過程において、エネルギーを回収し、粒子状大気汚染物質及びガス状大気汚染物質と悪臭物質を同時に処理するエネルギー回収型粉塵処理システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一実施形態である、高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、高温性粉塵が含まれる高温汚染気体を捕集する捕集ダクトと、前記高温汚染気体のエネルギーを回収して前記高温汚染気体を中低温汚染気体に変換し、前記高温性粉塵中の粗大粉塵を慣性衝突現象により除去するエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットと、前記粗大粉塵が除去された汚染気体中の微細粉塵を除去するためのインフライト吸着装置と、前記インフライト吸着装置により微細粉塵が除去された汚染気体中の超微細粉塵を除去するための超微細粉塵除去処理装置とを含んでもよい。
【０００８】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記超微細粉塵除去処理装置は、高温用中性能吸着フィルタ、電気集塵装置（ＥＳＰ）、濾過バッグ集塵装置、及び静電サイクロンの１つを含んでもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットにより取得されるエネルギーを用いるエネルギーリサイクルシステムをさらに含んでもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記エネルギーリサイクルシステムは、前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットにより供給される温水を収容する温水タンクと、前記温水タンクにエネルギーを供給するための補助エネルギーユニットとを含んでもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記インフライト吸着装置は、前記慣性衝突型粉塵除去ユニットに連結されたチャンバと、前記チャンバに連結されたサイクロン捕集装置とを含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記チャンバは、第１ダクト及び第２ダクトを備えるハウジングと、前記ハウジングの内壁に傾斜して設けられてジグザグ流路を形成する複数の隔壁と、前記ハウジング内に設けられ、前記流路に吸着剤を吐出する吸着剤吐出ユニットとを含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記第１ダクトは、高温汚染気体が流入するダクトであり、前記第２ダクトは、高温性汚染粉塵が除去された浄化空気が流出するダクトであってもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記複数の隔壁は、前記ハウジングの側壁に取り付けられ、水平方向に対して下向きに鋭角に傾斜して設けられてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記複数の隔壁は、その断面が弓状であってもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記隔壁の平面に溜まる汚染物質を除去するために、前記ハウジングに衝撃を与える衝撃装置をさらに含んでもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記衝撃装置は、偏心モータを含んでもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記複数の隔壁は、前記ハウジングの底面及び天井面に取り付けられ、ジグザグ形状を有するようにしてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体が炭製造時に発生する乾留ガスであり、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットに連結設置され、前記乾留ガスを凝縮して木酢液を回収する木酢液回収筒をさらに含んでもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記捕集ダクトの後段に設けられ、前記超微細粉塵除去処理装置で除去されていない超微細粉塵を燃焼除去する未燃焼物質再燃焼装置をさらに含んでもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記超微細粉塵除去処理装置に供給される前記汚染気体の流量を一定にするためのオープンダンパをさらに含んでもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態の一態様によれば、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、前記オープンダンパを開放するための自己流量調節送風装置をさらに含んでもよい。
【００２３】
本発明の他の実施形態である慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリは、前記高温汚染気体の流れに対して所定角度傾斜し、前記高温汚染気体の風の方向に対して所定角度傾斜して形成される第１ブレードと、前記第１ブレードから屈折角を有して延長形成される第２ブレードと、前記第１ブレードと前記第２ブレードの連結点に形成されるヒートパイプとを含み、前記ヒートパイプにより伝達された熱により冷水が温水となって排出されるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の他の実施形態の一態様によれば、前記慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリは、前記第１ブレードと前記第２ブレードの連結点に設けられ、断面が円弧状である一対の第１遮断ブレードをさらに含んでもよい。
【００２５】
本発明の他の実施形態の一態様によれば、前記慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリは、前記第２ブレードの端部に設けられ、断面が円弧状である第２遮断ブレードをさらに含んでもよい。
【００２６】
本発明のさらに他の実施形態である慣性衝突型エネルギー回収装置は、前段に設けられている第１慣性衝突装置と、後段に設けられている第２慣性衝突装置と、前記第１慣性衝突装置と前記第２慣性衝突装置との間に設けられて高温汚染気体を中低温汚染気体に変換するヒートパイプアセンブリと、前記ヒートパイプを冷却するファンとをさらに含んでもよい。
【００２７】
本研究は、韓国環境産業技術院の次世代エコイノベーション技術開発事業（４０１−１１２−０１８）の研究費支援により行われた。
【発明の効果】
【００２８】
前述した構成を有する本発明の一実施形態によれば、炭製造用窯やサウナ用炭窯の排出ガス、焼肉屋の排出ガス、食品加工工場の乾燥工程で発生する油蒸気などの高温で排出される排出ガスでの粒子状大気汚染物質である粉塵を浄化できるだけでなく、高温の排出ガスからエネルギーを回収してリサイクルすることによりエネルギー効率を高めることができる。
【００２９】
また、本発明の一実施形態によれば、慣性衝突型粉塵除去ユニットにより油滴などの粗大粉塵を先に除去することにより、後段の超微細粉塵除去装置の集塵負荷を最小限に抑えるメンテナンスの利点があり、システム全体の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
さらに、インフライト吸着装置のうちチャンバの流路をジグザグ状に形成して吸着剤に汚染物質が吸着できる滞留時間を確保することにより、粒子状及びガス状大気汚染物質の除去効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムの構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムの構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに含まれるエネルギーリサイクルシステムのブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに適用されるヒートパイプの一例を示す図である。
【図５】図４のヒートパイプが設けられたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットを説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリの一例を示す図である。
【図７】図６の慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリが適用されたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットを説明するための図である。
【図８】空冷式が適用されたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットを説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムのうちインフライト吸着装置に用いられるチャンバの第１実施例を示す図である。
【図１０】前記チャンバの第１実施例に用いられる隔壁の斜視図である。
【図１１】前記チャンバの第１実施例に適用される衝撃装置の第１実施例を説明するための図である。
【図１２】前記チャンバの第１実施例に適用される衝撃装置の第２実施例を説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態である前記チャンバの第２実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム及びそれに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で用いられる構成要素の接尾辞「装置」、「ユニット」、「アセンブリ」及び「部」は、明細書の作成を容易にするために付与又は混用されるものであり、それ自体が有意性や有用性を有するものではない。
【００３３】
図１及び図２は、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムの構成を示すブロック構成図である。同図に示すように、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムは、高温性汚染発生源１０（炭窯、肉焼き、油蒸気などの高温の排出ガス）から発生する、高温性粉塵が含まれる高温汚染気体を捕集する捕集ダクト２０と、エネルギー回収装置３１、慣性衝突型粉塵除去ユニット３３、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５を含むエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０と、木酢液又は油蒸気回収筒４０と、インフライト吸着装置５０と、オープンダンパ５１と、超微細粉塵除去装置６０と、未燃焼物質再燃焼装置７０と、自己流量調節送風装置８０とを含んでもよい。
【００３４】
ここで、高温性汚染発生源１０とは、炭を生産する炭窯、焼肉屋やゴミ焼却装置など、高温ガスを排出する汚染発生源を意味する。
【００３５】
捕集ダクト２０は、高温性汚染発生源１０から発生した高温性粉塵が含まれる高温汚染気体を捕集する役割を果たす。このように捕集ダクト２０で捕集された高温汚染気体は、エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０に移動する。
【００３６】
エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０は、前記高温汚染気体のエネルギーを回収して前記高温汚染気体を中低温汚染気体に変換し（その熱で冷水を温水に変え）、汚染気体中の粗大粉塵を除去する機能を有する。エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０は、エネルギー回収装置３１、慣性衝突型粉塵除去ユニット３３、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ（一体型）３５を含んでもよい。エネルギー回収装置３１の一例については図３及び図４で説明し、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５については図５〜図８で説明する。
【００３７】
エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０により取得されたエネルギーはエネルギーリサイクルシステム１００においてリサイクルされる。エネルギーリサイクルシステム１００については図３で説明する。
【００３８】
インフライト吸着装置５０は、エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０により粗大粉塵が除去された汚染気体中の微細粉塵を除去する機能を有し、当該インフライト吸着装置５０は、サイクロン装置と、チャンバ３００とを含んでもよい。前記サイクロン装置は、遠心力を利用して粉塵を除去する装置であって、円筒状のハウジングの接線方向に流入する流体中の粒子状物質（粉塵）を遠心力により壁面に移動させ、その壁面側に移動した粉塵が下方に落下してホッパーに溜まるようにすることにより、微細粉塵を除去する。一方、チャンバについては図９〜図１３を用いてより詳細に説明する。
【００３９】
炭窯のように炭化過程で酸素供給を遮断するために空気注入口を閉じる場合は発生流量が少なくなるので、処理装置への一定流量の供給のためにオープンダンパ５１を開放し、後段の処理装置に一定流量を供給する。すなわち、超微細粉塵除去装置６０の処理流量を一定にして処理速度を一定に維持することにより、超微細粉塵除去装置６０の処理効率を高める。
【００４０】
超微細粉塵除去装置６０は、チャンバ３００により微細粉塵が除去された汚染気体中の超微細粉塵を除去する機能を有する。当該超微細粉塵除去装置６０としては、高温用中性能吸着フィルタ６１及び電気集塵装置（ＥＳＰ）６２、濾過バッグ集塵装置６５及び静電サイクロン６７の少なくとも１つを用いることができる。
【００４１】
未燃焼物質再燃焼装置７０は、可燃性物質であるＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）などを検知する検知センサが取り付けられており、所定レベル以上の濃度が検知されると、補助燃料を用いて点火燃焼させることにより、二酸化炭素又は水に変換して無害な物質にする。当該未燃焼物質再燃焼装置７０は、木酢液を回収する場合はオープンダンパ５１の前段に設けられ、木酢液を回収しない場合は捕集ダクト２０とエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０との間に設けられるようにしてもよい。
【００４２】
自己流量調節送風装置８０は、流入する流量が少なくなると、オープンダンパ５１を開放して流量を一定に維持することにより、超微細粉塵除去処理装置の効率を一定に維持するものである。
【００４３】
以下、エネルギーリサイクルシステム１００の構成について図２を用いてより詳細に説明する。
【００４４】
図３は、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに含まれるエネルギーリサイクルシステムのブロック構成図である。
【００４５】
図３に示すように、エネルギーリサイクルシステム１００は、エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０から排出される温水を貯蔵する温水タンク１０２と、温水タンク１０２を加熱するための補助エネルギーユニットである補助バーナ１０３−１及び太陽集熱器１０３−２と、温水タンク１０２の温水を用いて冷房機能を実行する吸収式冷房装置１０７−１と、温水タンク１０２の温水を用いて発電するスターリング発電機１０９−１と、温水タンク１０２の温水を用いて温風機能を実行する温風器１０５−１と、前記温水を用いる暖房システム１０５−２とを含んでもよい。
【００４６】
吸収式冷房装置１０７−１により室内冷房１０７−２が行われ、スターリング発電機１０９−１により電力生産１０９−２が行われる。
【００４７】
以下、前記高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに用いられるエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０に含まれるエネルギー回収装置（ヒートパイプ）３１、慣性衝突型粉塵除去ユニット３３、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５、並びにチャンバの構造について図４〜図１３を用いてより詳細に説明する。
【００４８】
図４は、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに用いられるヒートパイプ（エネルギー回収装置）の一例を示す図である。図４に示すように、ヒートパイプ３１は、フレーム内に第１方向に複数配列される第１ヒートパイプ３１−１と、前記第１方向と直交する第２方向に複数配列される第２ヒートパイプ３１−２とを含んでもよい。汚染発生源１０から発生した前記高温汚染気体がヒートパイプ３１−１、３１−２間を通過することにより、その熱がヒートパイプ３１−１、３１−２に伝導されてヒートパイプ３１−１、３１−２の温度が上昇し、前記高温汚染気体が中低温汚染気体に変換される。ヒートパイプ３１に伝導された熱により上部又は水平の分離筒に流入した冷水は温水に変換される。
【００４９】
図５においては、図４に示すエネルギー回収装置が適用されたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットについて説明する。
【００５０】
図５に示すように、エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０は、前段に設けられている第１慣性衝突装置３３−１と、後段に設けられている第２慣性衝突装置３３−２と、中央部に設けられる複数のヒートパイプ３１とを含んでもよい。
【００５１】
第１慣性衝突装置３３−１は、前段の捕集ダクト２０で捕集されて流入する高温の排出ガス中の粗大粉塵を慣性衝突現象により除去する機能を有する。
【００５２】
複数のヒートパイプ３１は、図４で説明したように、高温の排出ガスの熱により温度が上昇する。すると、エネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０の上部に配置された水路を流れる水（ＡからＢ方向へ）の温度が上昇し、冷水が温水に変換されて排出される。
【００５３】
一方、複数のヒートパイプ３１の後段には、第１慣性衝突装置３３−１と同じ形態の第２慣性衝突装置３３−３が設けられており、再び粗大粉塵を除去することにより粉塵除去率を向上させる。
【００５４】
また、図示のように、下端部には木酢液を回収するための多孔プレート４１が設けられ、多孔プレート４１を通過した木酢液は下端部に設けられた回収筒（図示せず）により回収される。
【００５５】
以下、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５を用いたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニットについて図６〜図８を用いてより詳細に説明する。
【００５６】
図６は、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリの一例を示す図である。
【００５７】
図６に示すように、慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ（一体型）３５は、高温汚染気体の流れに対して所定角度傾斜し、前記高温汚染気体の風の方向に対して所定角度傾斜して形成される第１ブレード３５−１と、第１ブレード３５−１から屈折角を有して延長形成される第２ブレード３５−２と、第１ブレード３５−１と第２ブレード３５−２の連結点に形成されるヒートパイプ３６とを含み、ヒートパイプ３６により冷水が温水となって排出されるようにしてもよい。
【００５８】
一方、第１ブレード３５−１と第２ブレード３５−２の連結点に一対の第１遮断ブレード３５−３が設けられており、粉塵が当該遮断ブレードに衝突して重力により除去される。
【００５９】
また、第２ブレード３５−２の端部に第２遮断ブレード３５−４が設けられており、当該第２遮断ブレード３５−４により再び粉塵が除去される。
【００６０】
このように製造された慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリは、粉塵の除去及びエネルギーリサイクルを同時に行うことができる。
【００６１】
図７においては、図６の慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリが適用されたエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０について説明する。図７に示すエネルギー回収及び慣性衝突型粉塵除去ユニット３０は、大体の構成が図５と同様であるのでその説明を省略する。図５とは異なり、図７においては、図６に示す慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５が中央に設けられ、当該アセンブリの中央にあるヒートパイプ３６を介して高温の汚染気体からのエネルギーが上部に設けられた水路に伝達される。これにより、上部に配設された水路に供給される冷水は温水に変換され、温水が排出される。
【００６２】
また、当該慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去アセンブリ３５の各ブレード部分では慣性衝突現象が発生し、高温の汚染気体に含まれる粗大粉塵が除去される。
【００６３】
図８においては、ヒートパイプを冷却する方式として空冷式が適用された例が示されている。ヒートパイプ３６を介して伝達される熱の使用目的がない場合、図７に示すような水冷式においては、凍結破損の恐れがある。これを防止するために、図８に示すように、上部にファンを形成する。よって、前記ヒートパイプが高温の汚染気体により加熱されると、前記ファンが動作して冷却を行う。
【００６４】
図９は、本発明の一実施形態である高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システムのうちインフライト吸着装置に用いられるチャンバ３００の一例を示す図である。
【００６５】
同図に示すように、ハウジング３１０の内部には、側壁から延長形成される第１隔壁３２１と中央柱３２５から延長形成される第２隔壁３２３とが交互に設けられ、ジグザグ流路を形成している。前記流路が第１ダクト３１１及び第２ダクト３１３に連結され、第１ダクト３１１から流入する排出ガスが前記流路に沿ってジグザグ気流を形成する。同図に示すように、第１隔壁３２１及び第２隔壁３２３は、ハウジング３１０の水平方向に対して下向きに鋭角に傾斜し、前述した汚染物質が吸着された汚染粉塵が重力により下方に落下するように設けられてもよい。
【００６６】
一方、ハウジング３１０の底面側には、吸着剤吐出ユニット３３０が形成されている。当該吸着剤吐出ユニット３３０は、排出ガスのガスを吸着すると共に衝突効果を誘発して微細粉塵を同時に粗大化する吸着剤を前記ジグザグ流路に吐出する装置であって、前記吸着剤としては、活性弾やゼオライトを用いることができる。前記吸着剤は、隔壁３２１、３２３が形成するジグザグ流路に流入すると、前記排出ガスの気流に従って前記排出ガスと共に前記ジグザグ流路を流れて前記排出ガスに含まれる汚染物質（ガス及び微細粉塵）を捕集し、その捕集により汚染粉塵が十分に重くなると（微細粉塵の粗大化）、前記隔壁の平面上に落下する。このように落下した粉塵は重力によりハウジング３１０の底面側に落下する。よって、吐出口３２７を介して汚染粉塵収納部３４０に溜まる。また、衝撃装置３８０により、前記隔壁の平面上に依然として存在する汚染粉塵を汚染粉塵収納部３４０に落下させることもできる。
【００６７】
一方、２次浄化機能を有する慣性衝突装置３５０は、図示のように３つのサブフィルタで構成されてもよい。当該慣性衝突装置３５０により１次浄化された空気の微細粉塵が除去され、より浄化された空気を第２ダクト３１３に排出することができる。
【００６８】
また、第２ダクト３１３から吐出される気流の一部を吸着剤吐出ユニット３３０に誘導する誘導ファン３６０をさらに設けてもよい。こうすることにより、前記吸着剤を容易に前記ジグザグ流路に流入させることができる。
【００６９】
以下、前記ジグザグ流路の形成に用いられる隔壁の形状について図１０を用いてより詳細に説明する。
【００７０】
図１０は、前記チャンバの第１実施例に用いられる隔壁の斜視図である。同図に示すように、第１隔壁３２１及び第２隔壁３２３に用いられる隔壁モジュールは、全体として正方形状を有し、その断面が弓状に曲がっている。まるで伝統凧に類似した形状を有する。このように形成されることにより、落下する汚染粉塵を下降させることができる。
【００７１】
以下、衝撃装置について図１１及び図１２を用いて簡単に説明する。
【００７２】
図１１は、前記チャンバの第１実施例に適用される衝撃装置の第１実施例を説明するための図であり、図１２は、前記チャンバの第１実施例に適用される衝撃装置の第２実施例を説明するための図である。衝撃装置３８０は、前記隔壁の平面に溜まる汚染物質を除去するためにハウジング３１０に衝撃を与える装置である。図１１における第１実施例によれば、衝撃を与えるためのモータ３８１が両側に設けられ、ハウジング３１０の上端及び下端には緩衝部３８３が設けられる。また、図１２における第２実施例によれば、衝撃装置３８０は、衝撃錘３８１’が中央下部に配置され、衝撃錘３８１’によりハウジング３１０が衝撃を受ける場合にそれを緩衝するための緩衝部３８３’が衝撃錘３８１’と同一線上のハウジング３１０の天井部に設けられる。
【００７３】
このように衝撃装置をさらに備えることにより、本発明によるチャンバにおいては、排出ガスの汚染物質と吸着した汚染粉塵が隔壁に存在するのではなく下に溜まるようになり、メンテナンスが容易になる。
【００７４】
以下、本発明によるチャンバの第２実施例について図１３を用いて説明する。第２実施例において第１実施例と同じ部分に関する説明は説明の簡略化のために省略する。
【００７５】
図１３は、前記チャンバの第２実施例の断面図である。同図に示すように、本発明によるチャンバ３００の第２実施例において、複数の隔壁３２１’は、ハウジング３１０の底面及び天井面に取り付けられ、ジグザグ形状を有するので、第１実施例とは異なり、垂直型ジグザグ流路を形成する。また、複数の隔壁３２１’により形成される垂直型流路の一端には、多孔性ローラ３２９が設けられる。当該多孔性ローラ３２９は、汚染粉塵を汚染粉塵収納部３４０に送る機能を有し、また、気流が収納部３４０に分流されることを防止して汚染粉塵を吸着剤に容易に付着させると共に、重い汚染粉塵を汚染粉塵収納部３４０に移送させる機能を有する。
【００７６】
第２実施例のように構成することにより、隔壁の平面に汚染粉塵が付着する恐れがなくなる。
【００７７】
前述した構成を有する本発明の一実施形態によれば、炭製造用窯やサウナ用炭窯の排出ガス、焼肉屋の排出ガス、食品加工工場の乾燥工程で発生する油蒸気などの高温で排出される排出ガスでの粒子状大気汚染物質である粉塵を浄化できるだけでなく、高温の排出ガスからエネルギーを回収してリサイクルすることによりエネルギー効率を高めることができる。
【００７８】
また、本発明の一実施形態によれば、慣性衝突型粉塵除去ユニットにより油滴などの粗大粉塵を先に除去することにより、後段の超微細粉塵除去装置の集塵負荷を最小限に抑えるメンテナンスの利点があり、システム全体の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
さらに、インフライト吸着装置のうちチャンバの流路をジグザグ状に形成して吸着剤に汚染物質が吸着できる滞留時間を確保することにより、粒子状及びガス状大気汚染物質の除去効率を高めることができる。
【００８０】
前述したように、高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム及びそれに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置は、上記実施形態の構成と方法が限定的に適用されるわけではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することで様々に変形することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月20日(2015.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、高粘度油滴及び微細粉塵を含有する高温の排出ガスを処理する過程において、エネルギーを回収し、粒子状大気汚染物質及びガス状大気汚染物質と悪臭物質を同時に処理する高温汚染気体中の汚染物質を除去するエネルギー活用型粉塵除去処理システム及びそれに用いられる慣性衝突型エネルギー回収及び粉塵除去装置に関する。
（本発明を支援した国家研究開発事業）
（課題固有番号）２０１３００１６９００１９
（部署名）環境部
（研究管理専門機関）韓国環境産業技術院、Ｎｏｎ−ＣＯ２温室ガス低減技術開発事業団
（研究事業名）グローバルトップ環境技術開発事業
（研究課題名）乾式改質技術を用いた発生源メタン直接変換技術
（寄与率）１／１
（主管機関）ケーエフ株式会社
（研究期間）２０１４年５月１日〜２０１６年４月３０日
【国際調査報告】
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