JP5432991B2

JP5432991B2 - 冷却脱塵装置

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Publication number: JP5432991B2
Application number: JP2011513404A
Authority: JP
Inventors: ジェイオウクジュン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: US20110089583A1; WO2009151199A1; CN101601952B; CN101601952A; US8608140B2; JP2011523898A; EP2313690A4; KR100860493B1; EP2313690A1

Description

本発明は、集塵効率が非常に高く、白煙の発生を防止することができる冷却脱塵装置に関する。

各種の燃料を含めて環境汚染物質である廃油及び各種のゴミなどを熱源として利用するか、焼却させる産業用ボイラーと焼却炉では、燃焼または焼却時に、多くの有害ガスと煤煙及び各種の異物とが排出され、このような排ガス及び煤煙は、大気汚染を非常に加速化させるために、生態系の破壊はもとより、人間生活の多様な分野を侵害する。
したがって、大気汚染を予防するために、各種のボイラーや焼却炉に別途に濾過装置を設置するか、サイクロンなどを設置して、燃焼または焼却時に発生する各種の煤煙や粉塵などを濾過捕集しているが、このような濾過装置やサイクロンなどは、比較的に大きい異物などをフィルタリングすることができる一方、粒子が多少小さな煤煙を含めて気体化された各種の有害ガスなどは、事実上捕集が不可能であって、実効を収めることができず、これにより、大気汚染の予防にも限界があった。特に、高温の含塵有害ガスは、一部のみ粉塵が除去された状態で高温で排出されて大気汚染はもとより、白煙が発生するという問題点がある。

本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたものであって、高温の含塵有害ガスは、粉塵が９９．９％除去された状態で外気と同様の温度で排出されるので、集塵効率が非常に高く、白煙の発生を防止することができる冷却脱塵装置を提供することにその目的がある。

本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたものであって、水が貯蔵される第１貯蔵空間が設けられており、前記第１貯蔵空間と下部が連通する第２貯蔵空間が設けられており、上部には、前記第１貯蔵空間と連通する吸入口及び前記第２貯蔵空間と連通する排気口が、それぞれ形成されている本体と、前記第１貯蔵空間内に設けられるが、前記吸入口の下部に配される水槽と、前記水槽の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に第１排出口が形成されている第１水流板と、前記第１排出口の下部に配される混合桶と、前記混合桶の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に第２排出口が形成されている第２水流板を含む冷却及び集塵部と、前記吸入口に連結されて、前記第１貯蔵空間内に汚染された有害ガスを流入させるガス流入部と、一端は、前記本体の上部と連結され、他端は、前記本体の下部と連結されて、前記第１貯蔵空間の下部の水を前記第１貯蔵空間の上部にポンピングする水循環部と、前記排気口に連結された状態で吸入力を発生させ、前記第１貯蔵空間と前記第２貯蔵空間との内部の圧力差によって、前記第１貯蔵空間内に貯蔵された水が、前記第２貯蔵空間の内部に上昇することによって、前記第２貯蔵空間内のガスを排気させる排ガス部と、を含む冷却脱塵装置を提供する。

前記において、前記第１水流板、混合桶、第２水流板は、複数個設けられたことが望ましい。

前記において、前記冷却及び集塵部は、前記第１貯蔵空間と連通し、前記第２貯蔵空間の下部に備えられ、前記排ガス部の作動によって、前記第１貯蔵空間内の有害ガスが漸次的に狭まる通路を迅速に流動して、前記第２貯蔵空間の上昇した水で噴射されて冷却及び集塵を行わせるノズルと、前記ノズルの上部に備えられ、前記ノズルを通じて噴射される有害ガスと衝突して微細な気泡を形成させる衝突板と、をさらに含むことが望ましい。

前記において、前記衝突板は、前記ノズルから噴射される有害ガスの進行方向に沿って相互一定距離をおいて多段に形成されることが望ましい。

前記において、前記本体の下部に連結されて、前記第１貯蔵空間の下部の水が排出される排出ラインと、前記排出ラインに連結されて、前記排出ラインによって排出された水が流入される沈降タンクと、前記沈降タンクに連結されて、前記沈降タンク内の水を排出させるポンプと、前記ポンプと連結されて、前記沈降タンクから排出された水が内部に供給され、内部には、前記水を濾過させる濾過バッグが設けられている濾過タンクと、前記濾過タンク及び前記本体の上部と連結されて、前記濾過タンクによって濾過された水を前記第１貯蔵空間の上部にポンピングする濾液ポンプを含む廃水循環部と、がさらに備えられたことが望ましい。

前記において、前記排ガス部に連結されて、前記排ガス部に外気を流入させる外気流入部がさらに備えられたことが望ましい。

前記において、前記ガス流入部は、汚染された有害ガスが流入される内部空間と、前記内部空間内に設けられて流入された前記有害ガスが衝突する衝突板を含む粉塵除去本体と、前記粉塵除去本体の下端に連結されて、前記粉塵除去本体内の粉塵が沈降されて貯蔵される粉塵沈降槽と、一端は、前記粉塵除去本体の上部と連結され、他端は、前記吸入口と連結されて、前記粉塵除去本体によって一次的に粉塵が除去された前記有害ガスを前記吸入口に移動させる移動ラインと、を含むことが望ましい。

本発明の冷却脱塵装置によれば、次のような効果がある。

高温の含塵有害ガスは、粉塵が９９．９％除去された状態で外気と同様の温度で排出されるので、集塵効率が非常に高く、白煙の発生を防止することができる。

また、冷却及び集塵部の廃水を濾過して再使用することによって、水を節減することができて、コストが節減される。

一方、ノズルによって汚染空気が水中に噴射流入されながら気泡に渦流現象が発生するために、汚染空気に含まれた異物及び微細ホコリの濾過が容易である。

さらに、水中に噴射流入される汚染空気の気泡が複数個の遮断板に衝突して微細な気泡に形成されながら、異物及び微細ホコリを再び濾過して濾過効率を向上させる。

本発明の望ましい実施形態による冷却脱塵装置を示した概略図である。図１の冷却及び集塵部を拡大して示した断面図である。図１の冷却及び集塵部を拡大して示した断面図である。図３のＡ部分を拡大して示した図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明による望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は、通常的であるか辞書的な意味として限定して解析されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解析されなければならない。

したがって、本明細書に記載の実施形態と図面とに図示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をいずれも代弁するものではないので、本出願時点において、これらを代替しうる多様な均等物と変形例とがあり得るということを理解しなければならない。

図１に示したように、本実施形態の冷却脱塵装置は、冷却及び集塵部１０、ガス流入部２０、水循環部３０、排ガス部４０、廃水循環部６０、及び外気流入部７０を含む。

まず、冷却及び集塵部１０は、図２に示したように、本体１１、水槽１３、第１水流板１５、混合桶１６、第２水流板１７、ノズル１８、及び衝突板１９で構成されている。

本体１１には、水が貯蔵される第１貯蔵空間１１ａが設けられており、第１貯蔵空間１１ａと下部が連通する第２貯蔵空間１１ｂが設けられており、上部には、第１貯蔵空間１１ａと連通する吸入口１１ｃ及び第２貯蔵空間１１ｂと連通する排気口１１ｄが、それぞれ形成されている。

また、本体１１の上部には、第１貯蔵空間１１ａと連通して第１貯蔵空間１１ａ内に水を供給する水供給部５０が連結されている。水供給部５０は、図１に示したように、水が移動する供給ライン５１、及び水供給量を調節する弁５３などで構成することができる。

水槽１３は、図２に示したように、第１貯蔵空間１１ａ内に設けられるが、吸入口１１ｃの下部に配される。本明細書の図面で示した水槽１３の形状は、一実施形態に過ぎず、水槽１３の形状は、内部に水が貯蔵されうる形態に設けられれば十分である。

第１水流板１５は、水槽１３の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に水とともに汚染された有害ガスが排出される第１排出口１５ａが形成されている。

混合桶１６は、第１排出口１５ａの下部に配される。混合桶１６内で第１排出口１５ａを通じて排出された水と汚染された有害ガスとの一次的な強制混合がなされる。

第２水流板１７は、混合桶１６の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に第２排出口１７ａが形成されている。

本実施形態では、第１水流板１５、混合桶１６、第２水流板１７が、それぞれ一つで構成されていると説明したが、第１水流板１５、混合桶１６、第２水流板１７は、複数個設けられて多段構成になってもよいということはいうまでもない。

ノズル１８は、第１貯蔵空間１１ａと連通し、第２貯蔵空間１１ｂの下部に備えられ、排ガス部４０の作動によって第１貯蔵空間１１ａ内の有害ガスが漸次的に狭まる通路を迅速に流動して、第２貯蔵空間１１ｂの上昇した水で噴射されて冷却及び集塵を行う。

衝突板１９は、ノズル１８の上部に備えられ、ノズル１８を通じて噴射される有害ガスと衝突して微細な気泡を形成させる。

本実施形態で、衝突板１９は、図４に示したように、第１、２次衝突板１９ａ、１９ｂである２段で構成されている。また、本実施形態で、２次衝突板１９ｂは、１次衝突板１９ａより幅が大きくなるように設けられている。しかし、これは一実施形態に過ぎず、１次衝突板１９ａと２次衝突板１９ｂとの幅が同じように設けられることもあり、衝突板１９の個数は、実施形態によって変更できるということはいうまでもない。

衝突板１９の上部には、水を遮断する遮断板１４ａと、ステンレス（ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ）網層になった水泡除去層１４ｂが、それぞれ備えられている。

一方、ガス流入部２０は、図１に示したように、本体１１の吸入口１１ｃに連結されて、第１貯蔵空間１１ａ内に１２０℃ないし１５０℃である高温の汚染された有害ガスを流入させる。

このようなガス流入部２０は、粉塵除去本体２１、粉塵沈降槽２３、及び移動ライン２５を含むことが望ましい。

粉塵除去本体２１は、高温の汚染された有害ガスが流入される内部空間２１ａと、内部空間２１ａ内に設けられて流入された有害ガスが衝突する衝突板２２とを含んで構成される。すなわち、高温の汚染された有害ガスは、粉塵除去本体２１の内部空間２１ａに流入されて衝突板２２と衝突することによって、一次的に粉塵が一部除去される。

粉塵沈降槽２３は、粉塵除去本体２１の下端に連結されて粉塵除去本体２１内の粉塵が重力によって沈降されて貯蔵される。

移動ライン２５の一端は、粉塵除去本体２１の上部と連結されており、他端は、吸入口１１ｃと連結されており、粉塵除去本体２１によって一次的に粉塵が一部除去された有害ガスが移動ライン２５を通じて吸入口１１ｃに移動する。

一方、水循環部３０の一端は、本体１１の上部と連結されており、他端は、本体１１の下部と連結されており、第１貯蔵空間１１ａの下部の水を第１貯蔵空間１１ａの上部にポンピングする。このような水循環部３０は、水をポンピングする循環ポンプ３１を含んでいる。すなわち、循環ポンプ３１によって第１貯蔵空間１１ａの下部の水が上部にポンピングされることによって、第１貯蔵空間１１ａの内部の水は、持続的な循環がなされる。

排ガス部４０は、排気ファン４１を含み、排気口１１ｄに連結された状態で吸入力を発生させ、第１貯蔵空間１１ａと第２貯蔵空間１１ｂとの内部の圧力差によって第１貯蔵空間１１ａ内に貯蔵された水が、第２貯蔵空間１１ｂの内部に上昇することによって第２貯蔵空間１１ｂ内のガスを排気させる。

廃水循環部６０は、排出ライン６１、沈降タンク６２、ポンプ６３、濾過タンク６４、及び濾液ポンプ６５を含む。

排出ライン６１は、本体１１の下部に連結されており、排出ライン６１を通じて第１貯蔵空間１１ａの下部の水が排出される。

沈降タンク６２は、排出ライン６１に連結されて排出ライン６１によって排出された水が沈降タンク６２に流入される。

ポンプ６３は、沈降タンク６２に連結されて沈降タンク６２内の水を排出させる。

濾過タンク６４は、ポンプ６３と連結されて沈降タンク６２から排出された水が内部に供給され、内部には、水を濾過させる濾過バッグ６４ａが設けられている。

濾液ポンプ６５は、濾過タンク６４及び本体１１の上部と連結されて、濾過タンク６４によって濾過された水を第１貯蔵空間１１ａの上部にポンピングする。

外気流入部７０は、排ガス部４０に連結されて排ガス部４０に外気を流入させる。

以下、前記のように構成された本発明の冷却脱塵装置の作動状態を、図１を参照して説明すれば、次の通りである。

まず、水供給部５０によって本体１１の第１貯蔵空間１１ａ及び第２貯蔵空間１１ｂ内には、図２に示したように水が貯蔵されており、この状態で排ガス部４０の排気ファン４１を作動させれば、第２貯蔵空間１１ｂの内部は、真空状態を保持しながら、第１貯蔵空間１１ａと気圧差が発生する。このような内部の圧力差によって、図３に示したように、第１貯蔵空間１１ａ内の水の水位は低くなりながら、第２貯蔵空間１１ｂ内の水の水位は上昇する。

この際、第１貯蔵空間１１ａ内の気圧が外部より低くなりながら、吸入口１１ｃを通じて有害ガスが第１貯蔵空間１１ａ内に迅速に引き込まれる。

吸入口１１ｃを通じて引き込まれる有害ガスは、粉塵除去本体２１によって粉塵が５０〜６０％程度一部除去された状態である。すなわち、１２０℃ないし１５０℃である高温の汚染された有害ガスは、粉塵除去本体２１の内部空間２１ａに流入されて衝突板２２と衝突することによって、粉塵が５０〜６０％程度除去される。粉塵除去本体２１によって一次的に粉塵が一部除去された有害ガスが、移動ライン２５を通じて移動し、吸入口１１ｃを通じて第１貯蔵空間１１ａ内に流入される。

一方、排気ファン４１の作動と同時に、水循環部３０の循環ポンプ３１を作動させれば、循環ポンプ３１によって第１貯蔵空間１１ａの下部に貯蔵された水が、第１貯蔵空間１１ａの上部に移動する。

第１貯蔵空間１１ａの上部に移送された水は、落下して水槽１３に供給されて水槽１３に水が満ちる。

水槽１３に満ちた水は、水槽１３の外部にあふれ、吸入口１１ｃを通じて引き込まれた高温の有害ガスが水を加圧して水と有害ガスはともに下部に落ちる。

下部に落ちた水と有害ガスは、第１水流板１５に集められて第１排出口１５ａを通じて排出され、該排出された水と有害ガスは、混合桶１６内で渦流を起こし、強制混合がなされて水と有害ガスとが接触されるので、有害ガスに含まれた粉塵が水に浸透され、濾過と冷却とが同時になされる。

混合桶１６内で強制混合がなされた水と濾過及び冷却がなされた有害ガスは、オーバーフロー（ｏｖｅｒｆｌｏｗ）されて下部に落ちる。

下部に落ちた水と有害ガスは、第２水流板１７に集められて第２排出口１７ａを通じて排出される。

異物が浸透された水は、第１貯蔵空間１１ａの下部に集まれ、第１貯蔵空間１１ａ内で濾過されたガスは、第１貯蔵空間１１ａと第２貯蔵空間１１ｂとの圧力差によってノズル１８に流動し、ノズル１８を通過して流速が急増した状態で第２貯蔵空間１１ｂの内部の水で噴射される。

この際、ガスは渦流現象が発生して水中で気泡の状態で１次衝突板１９ａに衝突しながら分散されて微細な気泡に形成される。１次衝突板１９ａに衝突された気泡は、２次衝突板１９ｂに上昇しながら再び衝突し、１次衝突板１９ａによって形成された気泡に比べてさらに微細な気泡を形成する。

したがって、ノズル１８を通過して水中に噴射流入された空気は、気泡で渦流を形成することによって、ガスに含まれた異物を水中で濾過し、多段に形成された複数個の衝突板１９に再び衝突しながら微細な気泡で変形されて、気泡に含まれた異物及び微細ホコリは、水中で再び濾過される。

水中で濾過された気泡は、第２貯蔵空間１１ｂ内の水面に浮び上がるようになり、濾過及び冷却がなされたガスは、排気ファン４１の吸入力によって排気口１１ｄに排出される。

前記のように、冷却及び集塵部１０によってガスに含有された粉塵は９９．９％除去され、２５℃ないし３５℃程度で冷却される。

排気口１１ｄを通じて排出される濾過及び冷却がなされたガスは、排ガス部４０を通じて外部に排出される。

この際、排ガス部４０には、外気流入部７０が備えられており、排出されるガスに外気を流入することによって、排出されるガスが外気と混合されて白煙の発生を防止することができる。

一方、第１貯蔵空間１１ａの下部に集められた異物は、スラッジ排出弁１２を通じて外部に排出することができる。

また、第１貯蔵空間１１ａの下部の廃水は、廃水循環部６０によって再使用されうる。

廃水循環部６０の作動を説明すれば、第１貯蔵空間１１ａの下部の水は、排出ライン６１を通じて排出され、沈降タンク６２に流入され、ポンプ６３によって濾過タンク６４に供給される。濾過タンク６４に供給された水は、濾過バッグ６４ａによって濾過され、濾過された水は、濾液ポンプ６５によって第１貯蔵空間１１ａの上部にポンピングされて再使用される。

以上、本発明は、限定された実施形態と図面とによって説明されたが、本発明は、これに限定されず、当業者によって、本発明の技術思想と下記に記載の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということはいうまでもない。

本発明は、冷却脱塵装置関連の技術分野に適用可能である。

Claims

冷却脱塵装置であって、
該冷却脱塵装置は、
水が貯蔵される第１貯蔵空間が設けられており、前記第１貯蔵空間と下部が連通する第２貯蔵空間が設けられており、上部には、前記第１貯蔵空間と連通する吸入口及び前記第２貯蔵空間と連通する排気口がそれぞれ形成されている本体と、
前記第１貯蔵空間内に設けられるが、前記吸入口の下部に配される水槽と、
前記水槽の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に第１排出口が形成されている第１水流板と、
前記第１排出口の下部に配される混合桶と、
前記混合桶の下部に配され、下部に行くほど漸次的に狭まる形状であり、下端に第２排出口が形成されている第２水流板と、を含む冷却及び集塵部と、
前記吸入口に連結されて、前記第１貯蔵空間内に汚染された有害ガスを流入させるガス流入部と、
一端は、前記本体の上部と連結され、他端は、前記本体の下部と連結されて、前記第１貯蔵空間の下部の水を前記第１貯蔵空間の上部にポンピングする水循環部と、
前記排気口に連結された状態で吸入力を発生させ、前記第１貯蔵空間と前記第２貯蔵空間との内部の圧力差によって、前記第１貯蔵空間内に貯蔵された水が、前記第２貯蔵空間の内部に上昇することによって、前記第２貯蔵空間内のガスを排気させる排ガス部と、
前記排ガス部に連結されて、前記排ガス部に外気を流入させる外気流入部と、を含み、
前記冷却及び集塵部は、
前記第１貯蔵空間と連通し、前記第２貯蔵空間の下部に備えられ、前記排ガス部の作動によって、前記第１貯蔵空間内の有害ガスが漸次的に狭まる通路を迅速に流動して、前記第２貯蔵空間の上昇した水で噴射されて冷却及び集塵を行わせるノズルと、
前記ノズルの上部に備えられ、前記ノズルを通じて噴射される有害ガスと衝突して微細な気泡を形成させる衝突板と、をさらに含み、
前記ガス流入部は、
汚染された有害ガスが流入される内部空間と、前記内部空間内に設けられて流入された前記有害ガスが衝突する衝突板を含む粉塵除去本体と、
前記粉塵除去本体の下端に連結されて、前記粉塵除去本体内の粉塵が沈降されて貯蔵される粉塵沈降槽と、
一端は、前記粉塵除去本体の上部と連結され、他端は、前記吸入口と連結されて、前記粉塵除去本体によって一次的に粉塵が除去された前記有害ガスを前記吸入口に移動させる移動ラインと、を含むことを特徴とする冷却脱塵装置。
前記第１水流板、混合桶、第２水流板は、複数個設けられたことを特徴とする請求項１に記載の冷却脱塵装置。
前記衝突板は、前記ノズルから噴射される有害ガスの進行方向に沿って相互一定距離をおいて多段に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却脱塵装置。
前記本体の下部に連結されて、前記第１貯蔵空間の下部の水が排出される排出ラインと、
前記排出ラインに連結されて、前記排出ラインによって排出された水が流入される沈降タンクと、
前記沈降タンクに連結されて、前記沈降タンク内の水を排出させるポンプと、
前記ポンプと連結されて、前記沈降タンクから排出された水が内部に供給され、内部には、前記水を濾過させる濾過バッグが設けられている濾過タンクと、
前記濾過タンク及び前記本体の上部と連結されて、前記濾過タンクによって濾過された水を前記第１貯蔵空間の上部にポンピングする濾液ポンプを含む廃水循環部と、がさらに備えられたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却脱塵装置。