KR100228922B1

KR100228922B1 - 싸이클론 정전분리장치

Info

Publication number: KR100228922B1
Application number: KR1019970046374A
Authority: KR
Inventors: 김재관; 조희찬; 이종복; 박운영; 최병선
Original assignee: 이종훈; 한국전력공사
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990024969A

Abstract

본 발명은 화력발전소에서 발생하는 석탄회에 포함된 미연탄소 등을 용이하게 분리할 수 있도록 하기 위한 싸이클론 정전분리장치에 관한 것으로, 종래의 석탄회 분리공정은 습식공정에 의해 정제된 석탄이 보일러에 운반되어 연소되기 전에 탈수, 건조공정을 거쳐야 하는 문제점이 있었으나, 본 발명은 물질마다 갖는 고유한 전기적 특성인 일함수(Work function)의 차이를 이용하여 물질을 선택적으로 대전시키도록 하는 것이다. 석탄회로부터 미연탄소 분리시 정전분리장치에서의 분리 효율을 높이기 위해 마찰대전부에서 최대한 석탄회의 하전량을 증가시켜주고, 정전분리부에서 대부분 성분이 석탄회인 미립자(38㎛이하)분체와, 마찰대전부에서 파쇄되면서 미립분으로 전환된 (+)전하의 미연탄소분이 배출관을 통해 혼입되는 것을 방지하도록 효과적인 전기장을 형성시키고 또한 싸이클론 고유의 기능인 입도분리가 추가되어 고순도(미연탄소함량 3%이하)이며 균일입도의 석탄회를 얻도록 함을 특징으로 한다.

Description

싸이클론 정전분리장치

본 발명은 화력발전소에서 발생하는 석탄회에 포함된 미연탄소 등을 용이하게 분리할 수 있도록 하기 위한 싸이클론 정전분리장치에 관한 것으로 분리원리는 혼재되어 있는 두 물체의 정전극성 및 입도분포 차이에 기초하였다.

석탄의 연소 후 발생되는 석탄회는 콘크리트혼화제, 건축물 경량제 및 성토제로 이용가치가 매우 높다. 그러나 일반적으로 발전소에서 발생하는 석탄회중에는 미연탄소가 다량(5-20%) 함유되어 재활용시 장애요소가 된다. 따라서 이를 산업목적에 이용하기 위해서는 석탄회 중 미연탄소의 분리(3% 이하)가 꼭 필요한 실정이다.

종래에 이용되고 있는 미연탄소 분리방법 중 건식법으로는 마찰대전분리법과 입도분리법이 있다. 마찰대전분리법은 분체혼합물과 대전기 내부 표면과의 접촉에 의해 분체를 하전시킨 후 전기장내에서 분체를 각각의 극성에 따라 분리한다. 공기를 이용해서 석탄회를 금속파이프의 내부로 이동시키는 방법과, 나선형태의 금속을 원형관 내부에 별도 설치하는 방법이 있다. 석탄회를 대전시킨 후 정전분리장치로 이송하여 각각의 극성에 따라 분리시키므로 이송과정에서 하전된 분체들의 뭉침현상으로 인해 순수하전율이 떨어져 대용량화에 문제점이 있으며, 또한 분체의 마찰대전 방식의 대전효율을 높이기 위해서는 선택적 대전, 즉 분체와 접촉하여 대전효율을 높일 수 있는 마찰대전판 재료선택, 접촉 표면적 증가 및 접촉에너지를 높이는 방법의 개선이 필요하다.

입도분리법은 석탄회 중 큰 입자들이 미연탄소를 다량 함유하고 있다는 사실에 기초한 기술로서 분리장치로는 공기분급기를 이용하고 있으나, 입도분급이 완전하지 못하고 또한 조립자의 충격에 의한 파쇄로 인해 미립분으로 전환되어 기존의 석탄회 미립분과 함께 배출되므로 분리효율이 저하되는 경향이 있다.

상기한 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 본 발명은 싸이클론내에 전기장을 형성시키면 정전기분리가 가능하게 되므로 원래의 입도분리기능과 더불어 고순도이며 균일한 입도를 가진 석탄회를 회수할 수 있는 싸이클론을 이용한 장치내에서 마찰대전분리 및 입도분리가 동시에 이루어지도록 구성된 싸이클론 정전분리장치을 제공함을 그 목적으로 한다.

제1도는 싸이클론 정전분리장치의 분리공정을 보여주는 계통도.

제2도는 본 발명의 구성요소인 싸이클론 마찰대전부 및 정전분리부의 절개사시도.

제3(a)도는 본 발명의 구성요소인 싸이클론 정전분리장치의 평면도.

제3(b)도는 본 발명의 구성요소인 싸이클론 정전분리장치의 수직 정단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 마찰대전부 21 : 마찰대전판

22 : 마찰대전판 열림각도 조절기 23 : 원형관

24, 43 : 배출관 25 : 전기절연부 너트

26 : 원형관 27 : 배출관 전기절연부

28 : 마찰대전부 연결부 29 : 정전분리부 연결부

30 : 정전분리부 31 : 매트릭스(+)극

32 : 외동체(-)극 33 : 깔대기관

34 : 미연탄소 저장소 35 : 분체 제거용 진동기

36 : 어스 37 : 매트릭스(+)극의 끝단부

40 : 석탄회 미분포집부 43 : 배출관

44 : 백필터(Bag filter) 46 : 석탄회저장소

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 종래의 싸이클론과는 달리 마찰대전부에 의해 대전된 석탄회와 미연탄소를 분리시키도록 원형배출관에 접속된 원형 매트릭스(+)극과 접지된 외동체(-)극을 구비한 정전분리부를 설치하였으며; 싸이클론입구의 상부에 나선상으로 기류의 흐름을 조절하는 구리재질의 직사각형 마찰대전판을 설치하여 분체를 싸이클론 내부로 유도함과 동시에 하전시키고 상기 싸이클론 정전분리장치에서 전압과 공기속도를 변화시켜서 정전분리효율을 조절하고, 또한 마찰대전판의 열림각도를 조절하여 균일한 입도를 가진 석탄회를 분리하도록 하였다.

석탄회는 전기집진기호퍼와 석탄회이송용 진동기에 의해 정량조절되고 벤츄리관의 원리에 의해 싸이클론에 유입되며, 공기량은 가압공기송풍기에 의해 조정되고 분리된 석탄회는 2차 싸이클론에 의해 포집되며, 싸이클론에서 미포집된 초미립자는 백필터에 의해 회수된다.

본 발명의 바람직한 실시예로는 전기집진기호퍼(11)와 석탄회 이송용 진동기(12)와 상기 진동기(12)에 의해 적정량의 석탄회를 공급하는 진동판(13)과 벤츄리관의 원리를 이용한 석탄회 가압노즐(14)과 상기 가압노즐(14)에 고압풍을 공급하도록 하는 공기송풍기(15)를 구비하는 석탄회 공급부(10)를 구비하여 석탄회에 포함된 미연탄소를 건식분리하는 원통형 싸이클론 장치에 있어서, 상기 석탄회 공급부(10)에 의해 공급되는 미연탄소가 포함된 석탄회를 금속 촉매에 의해 대전시키는 싸이클론내의 마찰대전부(20)와; 상기 마찰대전부(20)에 의해 대전된 미연탄소가 포함된 석탄회에서 미연탄소를 전기적으로 분리하도록 전기장을 발생시키는 (+)(-)전극이 구비된 정전분리부(30)와; 상기 정전분리부(30)내의 (+)(-)전극에 부착되는 석탄회와 미연탄소를 제거하도록 하는 분체 제거용 진동부(35)로 구성된다.

상기 마찰대전부(20)는, 상기 원통형 케이스의 상부에 돌출하여 원형으로 형성되어 미연탄소가 포함된 석탄회를 유입시키는 원형관(23)과; 상기 싸이클론 케이스의 상면 중앙을 관통하여 형성된 석탄회 분리 배출관과 상기 원형관(23)의 내측 사이에 설치되어, 상기 유입된 석탄회와 접촉하여 석탄회를 대전시키도록 상기 원통형 케이스 상면에 동심원 형태로 적정 간격을 두고 일측부가 연결설치되어 수평적으로 회동가능하게 배열된 구리로 만든 다수개의 직사각형 마찰대전판(21)으로 구성되고; 상기 정전분리부(30)는, 상기 마찰대전부(20)에서 (+)로 대전된 미연탄소를 흡인하도록 상기 원형관(23)의 하부에 원조통형 케이스로 설치되어 전기적으로 접지되는 싸이클론 외동체의 (-)전극(32)과; 상기 마찰대전부(20)에서 (-)로 대전된 석탄회를 흡인하도록 상기 석탄회 배출관(24)의 하부에 연결설치되는 그물망 형태를 갖는 (+)극의 매트릭스전극(31)과; 상기 싸이클론 외동체의 (-)전극(32)과 (+)극의 매트릭스 전극(31)에 의해 정전분리된 미연탄소를 모으도록 상기 싸이클론 외동체의 (-)전극 하부에 연결되는 깔대기 형태의 깔대기관(33)으로 구성된다.

상기 마찰대전부(20)의 원형관(23)은, 유입된 석탄회와의 접촉대전율이 향상되도록 상기 석탄회 배출관(24)과 인접하는 부분의 배출관 외벽(27)만 절연체를 사용하고, 나머지 내측면은 구리재질의 표면을 갖도록 구성한다.

상기 정전분리부(30)의 (+)극 매트릭스전극(31)은, 일정한 전기장을 발생시키도록 깔대기 형태의 싸이클론 외측하부에 상응하게 상기 석탄회 배출관(24)의 하부에 연결되는 깔대기 형태로 구성되게 한다.

상기 마찰대전부(20)는, 석탄회 회수율 조절을 위한 마찰대전판(21)의 열림 각도를 조절하기 위한 열림각도 조절기(22)가 설치되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 싸이클론 정전분리장치의 개략 구성도로서, 도시된 바와 같이 석탄회에 포함된 미연탄소를 건식분리하는 장치는 전기집진기호퍼(11)와 석탄회이송용 진동기(12)와 상기 진동기(12)에 의해 적정량씩 석탄회를 공급하는 진동판(13)과 벤츄리관 원리에 기초한 석탄회 가압노즐(14)과 상기 가압노즐(14)에 고압공기를 공급하는 공기송풍기(15)와 공기 중 습기제거용 필터(16) 및 공기유량 측정용 유량계(17)를 구비한 석탄회공급부(10)와; 상기 석탄회공급부(10)에 의해 공급된 석탄회를 대전시키는 마찰대전부(20)와; 대전된 석탄회를 분리시켜 저장하는 조립분의 미연탄소저장소(34)를 포함하는 정전분리부(30)와; 분리된 석탄회를 저장하는 석탄회저장소(46)와 백필터(44)를 포함하는 석탄회포집부(40)로 구성된다.

본 발명에서는 구리재질의 마찰대전부(20)를 설치함으로써 입자들의 대전효율이 증가되도록 하였으며, 마찰대전판(21)의 열림각도에 따라 싸이클론 배출관(24)으로 배출되는 입자의 크기가 조절가능토록 열림각도 조절기(22)를 설치하였다.

본 발명의 싸이클론 정전분리장치에서 접촉대전의 원리는 분체를 접촉 및 마찰대전시키면서 전자에 대한 친화력이 낮은 물질은 전자를 잃어 (+)전하를 띠는 반면에, 친화력이 높은 물질은 전자를 얻어 (-)전하를 띠게 된다는 사실이다. 전자의 이동은 일함수가 낮은 분체에서 높은 분체로 이동하여 분체간에 전위차를 발생시키는 것으로 볼 수 있다.

본 발명에서는 싸이클론 마찰대전판(21)의 재료인 구리를 중간체로 이용하므로 미연탄소는 중간체에 전하를 잃고 (+)전하를 띠고 석탄회는 전자를 얻어 (-)전하를 띠게 된다. 공기중에서 가능한 최대 접촉대전밀도는 27×10^-6C/㎡으로 알려져 있다. 마찰대전공정에서 실제로 접촉하는 부분은 표면에 국한된다. 대부분의 광물질 분체들의 표면들이 매우 불규칙하기 때문에 최대 표면하전밀도는 이론상 5%, 즉 1.4×10^-6C/㎡정도이다. 미립자인 분체일수록 접촉표면적이 커져 최대 평균하전 밀도가 증가한다.

그러나 정전분리부내로 이동시 초미립자와 조립자들이 혼합되어 있는 분체의 경우 미립자들은 극성에 따라 전극판에 포집이 이루어지는 반면, 조분의 경우 표면 하전효율이 좋지 않아 전극판의 극성에 따른 이동 즉시 쉽게 전극판에서 격리되기 때문에 극성 분리가 어렵다.

본 발명에서는 싸이클론 마찰대전판(21)에서 1차적으로 접촉 대전된 분체 중 53㎛이상의 조립분은 선택적 대전효율이 좋지 않아 정전분리판에 잘 포집되지 않으므로 입도분리를 통해 싸이클론 하부로 배출시키고, 53㎛이하의 미립자는 배출관(24)을 통해 석탄회 포집부(40)에서 포집되며, 공기의 빠른 유속으로 인해 마찰대전판(21)과 접촉하면서 (+)로 대전된 미연탄소 미립자는 매트릭스(+)극에 의한 강한 전기적 반발력과 외동체(-)극(32)의 유인력을 이용, 배출관(24)을 통한 상부배출이 방지되도록 구성하였다. 또한 외동체(-)극(32)에 포집된 미연탄소와 매트릭스(+)극(31)에 부착되어 스케일로 작용하는 석탄회를 제거하기 위한 분체 제거용 진동기(35)를 설치하였다. 일반적으로 석탄이 보일러에서 연소 후 발생되는 석탄회 조립분은 미연탄소의 내ㆍ외부에 작은 구형의 석탄회가 흡착된 형태로 주어진다. 발전소에서 발생하는 석탄회는 입도분포가 1~200㎛이며 이 중 38㎛이하가 80%인데 비해 미연탄소는 10~500㎛에서 53~150㎛인 것이 85% 존재한다. 이때 38㎛이하의 석탄회를 싸이클론으로 입도분리할 경우 석탄회 중의 미연탄소는 3%이하, 석탄회 회수율 80%이상이 되어 직접적인 상용화가 가능하다. 그러나 실제 싸이클론을 이용한 석탄회의 입도분리의 경우, 공기의 강한 유속으로 인해 싸이클론 벽면과의 충격으로 대부분이 석탄회보다 조분인 미연탄소분이 파쇄되어 미분으로 전환되기 때문에, 미연탄소함량 3%이하의 석탄회 회수가 어려워 파쇄된 미연탄소분을 분리하기 위한 효율적인 전기장 형성이 추가로 필요하다. 마찰대전시 미연탄소의 내ㆍ외부에 흡착해 있던 작은 구형의 석탄회는 강한 유속에 의한 충격시 이탈되어 전기장내에서 분리가 이루어지고 파쇄되지 않은 53㎛이상의 미연탄소는 원심력에 의해 싸이클론 벽쪽으로 유인되어 대부분이 하부로 이동하게 된다. 마찰대전된 석탄회의 대부분은 미립분이고 (-)극성을 갖기 때문에 정전분리부(30)로 이동하여 외동체(-)극(32)과의 반발력, 매트릭스(+)극(31)으로의 유인력 및 공기의 압력으로 인해 배출관(24)을 통해 석탄회 포집부(40)로 이동되어 포집, 회수된다.

본 발명의 요부인 싸이클론 마찰대전부(20)와 정전분리부(30)는 싸이클론 내부에 구리재질의 마찰대전부를 구성하여 선택적 대전, 즉 분체와 구리와의 접촉 표면적 증가를 유도하였고, 접촉대전되면서 파쇄된 (+)극성의 미연탄소 미립분이 (-)극성의 석탄회 미립분에 혼입되어 배출관(24)을 통해 상부로 배출되는 것을 방지하기 위해 (+)극의 매트릭스전극(31)과 (-)극의 외동체(32) 사이에 전기장이 형성되도록 하였다. 미연탄소 함량 및 석탄회 회수율은 마찰대전판(21)의 열림각도, (+)극(31)의 전압, 공기량, 고체부하를 설계인자로 하여 조절한다.

제2도는 싸이클론 정전분리장치 중 마찰대전부(20)와 정전분리부(30)의 절개사시도로서 분체와 공기혼합물이 싸이클론 외동체(32)의 접선방향으로 유입되도록 구성되어 있고, 마찰대전판(21)은 직사각형의 형태로 형성되어 있다. 마찰대전판(21)의 열림각도를 조절할 수 있도록 열림각도 조절기(22)를 설치되었고, 일정간격의 눈금을 가지고 있는 매트릭스(+)극(31)을 배출관(24)에 접속시켰으며, 싸이클론 외동체(32)를 접지(36)시켜 전기장을 형성하도록 구성되어 있다.

제3(a)도는 제2도에서 A-A선 단면도이며, 제3(b)도는 싸이클론 정전분리장치의 수직 단면도로서, 도시된 바와 같이 구리재질의 마찰대전부(20)와 스테인리스 스틸 재질의 정전분리부(30)는 볼트(28,29)로 연결되어 있고 전류를 차단하기 위해 절연부는 너트식(25)으로 구성하여 연결시 마찰대전부(20)와 정전분리부(30)가 접속되지 않도록 하였고, 배출관 외벽(27)을 절연재료로 피복하였다. 한편 마찰대전판(21)의 열림각도 조정을 위해 열림각도 조절기(22)에 조절 눈금을 표기하였다. 대전된 석탄회와 미연탄소는 정전분리부(30)의 매트릭스(+)극(31)과 외동체(-)극(32) 사이에 전기장에 의해 분리된다. 이때 매트릭스(+)극(31)의 구성은 스테인리스 스틸 재질인 망으로 되어 있고 일정한 전기장 형성을 위해 외동체(-)극(32)과 격리되어 있으며, 역시 깔대기관(33)부분에서도 동일목적을 위해 일정간격의 매트릭스(+)극(31)이 설치되어 있다. 미연탄소저장소(34)는 전기절연을 위해 아크릴로 제작하였고, 싸이클론의 상부배출관과 석탄회 포집부(40)의 연결부 역시 절연되도록 하였다.

본 발명의 실시예에 의한 싸이클론 정전분리장치의 크기와 처리용량은 다음과 같다.

싸이클론 정전분리장치의 설비 규격은 제2도와 제3도와 같은 형태로 싸이클론 직경(Dc)10㎝, 배출관 직경(De) 5㎝, 높이(Lc+Zc) 40㎝이며, 배출관(24)은 싸이클론중앙에 위치하며, De=Dc/2, Lc=2Dc, 그리고 Sc=Dc/8가 되게 설치하였다. 제3도의 마찰 대전판(21)은 배출관(24)쪽으로 가로(Vc) 2.3㎝, 세로(Vl)4.5㎝, 두께 2㎜의 구리판을 30° 로 12개 설치해서 완전한 개폐가 이루어 지도록 하였다.

싸이클론 입구의 크기는 가로(Be) 2.5㎝, 세로(Hc) 5㎝이며, 마찰대전판 지지대의 길이(Va)는 1.5㎝로 하였다. 그리고 마찰대전부의 배출관(24)의 외벽은 절연재료인 테프론으로 피복하였고, 구리재질의 마찰대전부(20)와 스테인리스 스틸 재질의 정전분리부(30)는 볼트(28,29)식으로 조립하고 테프론절연부(25)는 너트식으로 구성하여 볼트를 너트에 끼워 넣는 방법으로 제작하였다.

정전분리부(30)의 구성은 외동체벽(32)에 접지(35)를 하였고 매트릭스(+)극(31)은 18-8스테인리스 스틸 재료로 2㎜×2㎜구멍크기로 제작하여 제3(b)도에 도시된 바와 같이 일정한 간격으로하여 그물망처럼 되게 하였다. 외동체(-)극(32)에 포집된 미연탄소와 매트릭스(+)극(31)에 부착되어 스케일로 작용하는 석탄회를 제거하기 위한 분체 제거용 진동기(35)를 제1도와 같이 설치하였다.

배출관(24) 입구의 직경(De)과 싸이클론 하측 깔대기관(33)의 하부 배출부의 직경(Jc)은 5㎝, 2㎝로 설치하였다.

실험조건은 다음과 같다.

실험 변수 : 공기량, (+)인가전압, 마찰대전판 열림각도

유입공기량 : 250~550ℓ/min

석탄회밀도 : 0.16~0.22g/ℓ

석탄회조성 : 6% 및 11% 미연탄소 함량의 석탄회 2종

처리 용량 : 2.4~7.3㎏/hr

다음 표 1 은 석탄회 시료의 입도별 질량분포, 누적분포 및 강열감량을 나타낸다.

석탄회 회수율은 싸이클론 정전분리장치 하부의 미연탄소 저장소(34)와 석탄회 포집부(40) 하부의 석탄회 저장소(46)의 질량분포를 이용, 측정하였고, 미연탄소함량은 열분석기를 이용하여 측정하였다.

실험에 사용한 실험 시료의 분석결과는 다음과 같다.

미연탄소함량이 6% 및 11%인 석탄회의 입도별 미연탄소함량은 표 1과 같다. 질량분포가 70%인 석탄회는 26㎛ 이하의 범위에 존재하는 질량분포를 보이고 있으며, 미연탄소함량은 각각 2.3%와 2.5%를 나타냈다.

표 2는 싸이클론 정전분리장치의 석탄회 분리효율실험의 결과를 나타낸다. 실험의 결과는 표 2에 도시된 바와 같이 전압의 세기가 증가할수록 미분의 석탄회 회수율 및 미연탄소함량이 증가하였고, 6% 미연탄소함량의 석탄회인 경우 대부분 3%이하의 고순도 석탄회의 회수가 가능하여 직접적인 상업화가 가능하며, 11%인 경우 4.3%정도의 고순도 석탄회 회수가 가능하였다. 이는 전기장을 형성시키지 않고 싸이클론을 이용한 입도분리만으로 실험한 결과와 비교할 때 미연탄소함량의 반으로 줄고 석탄회 회수율이 2배 이상 증가한 것이다.

또한 공기의 접촉에너지를 더욱 높이고 분체농도를 낮출 경우 11%의 석탄회에서도 미연탄소함량이 3%이하인 순수한 석탄회를 회수할 수 있다. 마찰대전판의 열림각도를 줄 일 경우 미분의 석탄회 회수율도 감소하였고 미연탄소함량도 낮아졌다. 이는 마찰대전판의 각도를 줄일수록 입도분급 크기가 작아져 회수율은 감소하지만 순도가 높아지게 된다. 한편 공기의 흐름이 일정량까지 증가하면 원심력이 증가하여 입자분급크기가 작아지기 때문에 미분의 회수율과 미연탄소함량이 낮아진다. 접촉에너지가 높은 상태, 즉 공기량이 충분하여 선택적으로 대전이 잘 되어 미연탄소 분은 (+)로, 석탄회는 (-)로 완전한 극성을 갖는 경우에는 전극에 흐르는 전압의 세기와 관계없이 반대극성 분체의 혼입방지 효율이 상승하기 때문에, 전압 세기에 따른 미연탄소함량 변화가 심하지 않는 특성을 갖고 있다.

또한, 조분의 경우 파쇄되면서 미립분으로 전환된 미연탄소분들로 인해 입도가 불규칙하나, 미분의 경우 입도가 상당히 균일하기 때문에 재활용시, 즉 레미콘 혼화제로 사용할 경우 콘크리트의 충진율을 향상시키게 된다.

본 발명에 의하면, 상기 표 2의 실험 결과에서 설명하였듯이 전압의 세기가 증가할수록 미분의 석탄회 회수율 및 미연탄소함량이 증가하였고, 6% 미연탄소함량의 석탄회인 경우 대부분 3%이하의 고순도 석탄회의 회수가 가능하여 직접적인 상업화가 가능하며, 11%인 경우 4.3%정도의 고순도 석탄회 회수가 가능하였다. 이는 전기장을 형성시키지 않고 싸이클론을 이용한 입도분리만으로 실험한 결과와 비교할 때 미연탄소함량이 반으로 줄고 석탄회 회수율이 2배 이상 증가한 것이다. 이에 따라 원래의 입도분리기능과 더불어 고순도이며 균일한 입도를 가진 석탄회를 회수할 수 있는 싸이클론을 이용한 장치내에서 마찰대전분리 및 입도분리가 동시에 이루어지게 할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

Claims

전기집진기호퍼(11)와 석탄회 이송용 진동기(12)와 상기 진동기(12)에 의해 적정량의 석탄회를 공급하는 진동판(13)과 벤츄리관의 원리를 이용한 석탄회 가압노즐(14)과 상기 가압노즐(14)에 고압풍을 공급하도록 하는 공기송풍기(15)를 구비하는 석탄회 공급부(10)를 구비하여 석탄회에 포함된 미연탄소를 건식분리하는 원통형 싸이클론 장치에 있어서, 상기 석탄회 공급부(10)에 의해 공급되는 미연탄소가 포함된 석탄회를 금속 촉매에 의해 대전시키는 싸이클론내의 마찰대전부(20)와; 상기 마찰대전부(20)에 의해 대전된 미연탄소가 포함된 석탄회에서 미연탄소를 전기적으로 분리하도록 전기장을 발생시키는 (+)(-)전극이 구비된 정전분리부(30)와; 상기 정전분리부(30)내의 (+)(-)전극에 부착되는 석탄회와 미연탄소를 제거하도록 하는 분체 제거용 진동부(35)로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이클론 정전분리장치.
제1항에 있어서, 상기 마찰대전부(20)는, 상기 원통형 케이스의 상부에 돌출하여 원형으로 형성되어 미연탄소가 포함된 석탄회를 유입시키는 원형관(23)과; 상기 싸이클론 케이스의 상면 중앙을 관통하여 형성된 석탄회 분리 배출관과 상기 원형관(23)의 내측사이에 설치되어, 상기 유입된 석탄회와 접촉하여 석탄회를 대전시키도록 상기 원통형 케이스 상면에 동심원 형태로 적정 간격을 두고 일측부가 연결설치되어 수평적으로 회동가능하게 배열된 구리로 만든 다수개의 직사각형 마찰대전판(21)으로 구성되고; 상기 정전분리부(30)는, 상기 마찰대전부(20)에서 (+)로 대전된 미연탄소를 흡인하도록 상기 원형관(23)의 하부에 원조통형 케이스로 설치되어 전기적으로 접지되는 싸이클론 외동체의 (-)전극(32)과; 상기 마찰대전부(20)에서 (-)로 대전된 석탄회를 흡인하도록 상기 석탄회 배출관(24)의 하부에 연결설치되는 그물망형태를 갖는 (+)극의 매트릭스전극(31)과; 상기 싸이클론 외동체의 (-)전극(32)과 (+)극의 매트릭스 전극(31)에 의해 정전분리된 미연탄소를 모으도록 상기 싸이클론 외동체의 (-)전극 하부에 연결되는 깔대기 형태의 깔대기관(33)으로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이클론 정전분리장치.
제2항에 있어서, 상기 마찰대전부(20)의 원형관(23)은, 유입된 석탄회와의 접촉대전율이 향상되도록 상기 석탄회 배출관(24)과 인접하는 배출관외벽부(27)에 절연체를 사용하고, 나머지 내측면은 구리재질의 표면을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 싸이클론 정전분리장치.
제2항에 있어서, 상기 정전분리부(30)의 (+)극 매트릭스전극(31)은, 일정한 전기장을 발생시키도록 깔대기 형태의 싸이클론 외측하부에 상응하게 상기 석탄회 배출관(24)의 하부에 연결되는 깔대기 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 싸이클론 정전분리장치.
제2항에 있어서, 상기 마찰대전부(20)는, 석탄회 회수율 조절을 위한 마찰대전판(21)의 열림각도를 조절하기 위한 열림각도 조절기(22)가 설치된 것을 특징으로 하는 싸이클론 정전분리장치.