KR100330964B1 - Helical Screw type High Efficiency Dust Ionizer - Google Patents
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Abstract
각종 먼지발생공정에서 배출되는 먼지입자를 포집하기 위한 여과포 집진장치 및 먼지하전장치에 관한 것으로서, 특히 여과포 집진장치로 유입되는 먼지입자에 정전기를 부여하여 여과포 집진장치에서의 미세먼지입자 포집효율을 향상시키고 여과포 표면에 공극율이 큰 먼지층의 형성을 유도하여 여과포 집진장치의 압력손실을 저감시킬 수 있는 먼지하전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a filter bag dust collecting device and a dust charging device for collecting dust particles discharged from various dust generating processes, and in particular, by providing static electricity to dust particles flowing into the filter bag dust collecting device, improving the efficiency of collecting fine dust particles in the filter bag dust collecting device. The present invention relates to a dust charge device capable of reducing the pressure loss of a filter bag dust collector by inducing formation of a dust layer having a large porosity on the surface of the filter cloth.
본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치는 덕트 기능을 하는 원통형 접지극의 내부에서 양단의 절연지지체를 관통하는 중심봉에 의해 지지되도록 헬리컬 스크류형 코로나 방전극을 설치하여 구성한 것으로서, 원통형 접지극의 내부를 흐르는 먼지를 포함한 유체가 스크류축을 중심으로 회전하면서 와류를 형성하도록 하는 동시에, 먼지를 포함한 유체가 코로나 방전영역을 반복적으로 통과하도록 한 것이다.The helical screw-type dust charge device of the present invention is configured by installing a helical screw-type corona discharge electrode so as to be supported by a central rod penetrating through an insulating support at both ends in a cylindrical ground electrode serving as a duct. The containing fluid rotates about the screw shaft to form a vortex, while the dust-containing fluid repeatedly passes through the corona discharge region.
더 나아가, 와이어 형태의 보조 방전극을 헬리컬 스크류형 코로나 방전극의 주위에 설치하여 코로나의 방전밀도를 증가시킨 것이다.Furthermore, the secondary discharge electrode in the form of a wire is installed around the helical screw-type corona discharge electrode to increase the discharge density of the corona.
이에 따라, 먼지입자에 대한 하전효율을 향상시킬 수 있고, 먼지하전장치의 설치가 간단하면서도 소요공간을 절감할 수 있다.Accordingly, it is possible to improve the charging efficiency for the dust particles, it is possible to simplify the installation of the dust charging device while reducing the required space.
Description
본 발명은 중유 및 미분탄 연소공정, 폐기물 소각공정, 시멘트 제조 및 제철제강공정 등의 먼지발생공정에서 배출되는 다량의 먼지입자를 포집하기 위한 여과포 집진장치 및 먼지하전장치에 관한 것으로서, 특히 여과포 집진장치로 유입되는 먼지입자에 정전기적 인력을 부여하여 여과포 집진장치에서 미세 먼지입자의 포집효율을 향상시키고 여과포 표면에 공극율이 큰 먼지층의 형성을 유도하여 여과포 집진장치의 압력손실을 저감시킬 수 있는 먼지하전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a filter bag dust collector and a dust charge device for collecting a large amount of dust particles discharged from the dust generation process, such as heavy oil and pulverized coal combustion process, waste incineration process, cement production and steel making process, in particular, filter cloth dust collector Dust that can reduce the pressure loss of the filter bag dust collector by applying electrostatic attraction to the dust particles flowing into the filter bag improves the collection efficiency of fine dust particles in the filter bag dust collector and induces the formation of a large porosity dust layer on the surface of the filter cloth bag. It relates to a charging device.
일반적으로 먼지 배출량이 다량인 업종에서는 배출된 먼지입자를 포집 제거하기 위해 대부분 전기집진장치와 여과포 집진장치를 널리 사용하고 있다.In general, in industries with a large amount of dust emission, most of the electrostatic precipitator and filter bag dust collector are widely used to collect and remove the discharged dust particles.
특히 미분탄 화력발전소와 같이 대용량의 연소기체를 처리하는 공정에서는 주로 전기집진장치가 사용되고 있고, 중소용량의 연소기체 및 함진기체를 처리하는 산업체에서는 주로 여과포 집진장치가 사용되고 있다.In particular, the electrostatic precipitator is mainly used in the process of treating a large-capacity combustion gas such as pulverized coal-fired power plants, and the filter cloth dust precipitator is mainly used in the industrial processing of the small and medium-sized combustion gas and the dust-containing gas.
그러나 대기오염 규제치를 만족시키기 위해 사용되는 연료가 점차 저유황연료로 전환됨에 따라 배출되는 먼지는 큰 비저항을 갖게 되었고, 이에 따른 역전리현상의 발생으로 인해 전기집진에 적합한 조건을 유지하는 것이 불가능해져 전기집진에 의한 집진성능이 급격히 저하되었다.However, as the fuel used to satisfy the air pollution regulation is gradually converted into low sulfur fuel, the dust emitted has a large specific resistance, and due to the occurrence of reverse ionization, it is impossible to maintain suitable conditions for electric dust collection. The dust collection performance by the electrostatic precipitating fell drastically.
한편, 상기 전기집진장치와는 다르게 여과포 집진장치는 먼지의 전기적 특성에 의존하지 않고 안정적이며 높은 집진효율의 유지가 가능하여 종래의 전기집진장치를 충분히 대체할 수 있는 가능성이 인정되었다.On the other hand, unlike the electrostatic precipitator, it is recognized that the filter cloth dust precipitator is capable of sufficiently replacing the conventional electrostatic precipitator because it is possible to maintain stable and high dust collection efficiency without depending on the electrical characteristics of dust.
그러나 여과포 집진장치의 경우도 높은 집진효율에 반하여 몇 가지 단점을 가지고 있는데, 여과조작이 진행됨에 따라 여과포에 포집되는 먼지층이 두꺼워지면서 여과포의 압력손실이 높아져 정상적인 운전이 불가능하게 된다는 점이다. 따라서 주기적인 탈진조작(cleaning)에 의해 여과포 표면에 포집되어 있는 먼지를 털어 내야 한다. 이러한 탈진조작은 주로 물리적인 운동이나 강한 에너지를 가하여 여과포 표면에 포집된 먼지층을 털어주는 조작인데, 입구의 먼지농도가 높거나 여과속도가 빠른 경우 또는 먼지층이 잘 털어지지 않는 운전조건에서는 장치의 운전을 지속시키기 위해 대부분 탈진조작의 빈도를 증가시키거나 탈진용 고압압축공기를 다량으로 분사하여 탈진조작을 수행하고 있다.However, the filter bag dust collector also has some disadvantages in contrast to the high dust collection efficiency. As the filtration operation progresses, the dust layer trapped on the filter cloth becomes thicker, and the pressure loss of the filter cloth becomes high, which makes normal operation impossible. Therefore, the dust collected on the surface of the filter cloth should be shaken off by periodic cleaning. This dust removal operation is mainly an operation to shake off the dust layer trapped on the surface of the filter cloth by applying physical motion or strong energy. In case of high dust concentration at the inlet, high filtration speed, or operation condition where the dust layer is hard to shake off, In order to continue the operation of most of the operation is to increase the frequency of the dust removal operation or by spraying a large amount of high pressure compressed air for dust removal operation.
이와 같은 과도한 탈진조건의 적용으로 인해 여과포의 세공이 커지게 되고, 이 세공을 통해 먼지입자들이 통과되어 집진효율을 저하시키는 요인되며, 또한 빈번한 탈진조작으로 인해 여과포와 여과포지지틀(bag cage)과의 접촉 충돌로 여과포가 마모파손되어 여과포의 수명을 단축시키는 요인이 되고 있다. 또한, 여과속도를 빠르게 적용하여 설계하면 장치의 규모가 작아지는 장점이 있으나 압력손실이 급격히 증가하게 되므로 느린 여과속도의 적용이 불가피하다.Due to the application of excessive dusting conditions, the pores of the filter cloth become large, dust particles pass through the pores, which causes deterioration of dust collection efficiency. Also, the filter cloth and the bag cage and The filter cloth is abrasion-damaged due to the contact collision of, causing shortening of the life of the filter cloth. In addition, if the design by applying a fast filtration rate has the advantage that the size of the device is smaller, but the pressure loss is increased rapidly, it is inevitable to apply a slow filtration rate.
본 발명은 목적은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 기존의 전기집진과 여과포 집진의 원리를 접목하여 미세 먼지입자에 대한 집진효율을 높이고 여과포의 압력손실을 낮게 유지하며 여과포의 수명을 연장하고 장치의 운전 및 유지비용을 감소시킬 수 있는 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, by combining the principle of the existing electrostatic precipitating and filter cloth dust collection to increase the dust collection efficiency for the fine dust particles, to maintain a low pressure loss of the filter cloth and to extend the life of the filter cloth It is to provide a helical screw type high efficiency dust charge device that can reduce the operation and maintenance cost of the.
본 발명의 다른 목적은 낮은 전력소비로 먼지를 고효율로 하전시킬 수 있고 설치비 및 설치면적으로 최소화할 수 있는 방전극과 접지극의 형상 및 구조를 갖는 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a helical screw type high efficiency dust charging apparatus having a shape and structure of a discharge electrode and a ground electrode which can charge dust with high efficiency and minimize installation cost and installation area with low power consumption.
본 발명의 다른 목적은 덕트 내부에 방전극을 헬리컬 스크류형으로 설치하여 먼지하전장치의 내부를 흐르는 유체가 스크류의 축을 중심으로 회전하면서 강한 와류를 형성하는 동시에 코로나 방전영역을 반복적으로 통과하게 하므로써, 먼지입자에 대한 하전효율을 향상시키는 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to install a discharge electrode inside the duct in the form of a helical screw, so that the fluid flowing inside the dust charge device rotates about the axis of the screw to form a strong vortex while repeatedly passing through the corona discharge region, It is to provide a helical screw-type dust charging device to improve the charging efficiency for the particles.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 와이어 형태의 방전극을 헬리컬 스크류형 방전극의 주위에 설치하여 코로나의 방전밀도를 증가시키므로써, 먼지입자에 대한 하전효율을 보다 더 향상시킨 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to install a plurality of wire-type discharge electrodes around the helical screw discharge electrode to increase the discharge density of the corona, thereby further improving the helical screw-type dust charging device to further improve the charging efficiency for dust particles To provide.
도 1은 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치의 구조를 개략적으로 도시한 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view schematically showing the structure of the helical screw-type high efficiency dust charging apparatus of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치의 절연부와 방전극의 조립형태를 나타내기 위해 도 1의 A-A' 및 B-B'를 따라 절단한 상태를 보여주는 단면도.Figures 2a and 2b is a cross-sectional view showing a state cut along the A-A 'and B-B' of Figure 1 to show the assembly form of the insulating portion and the discharge electrode of the helical screw type high efficiency dust charging apparatus of the present invention.
도 3a 내지 도 3b는 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치의 방전극 및 절연부를 구성하는 부품도.3a to 3b is a component diagram constituting the discharge electrode and the insulating portion of the helical screw-type high efficiency dust charging device.
도 4는 먼지입자를 하전시키지 않은 경우의 여과포 압력손실의 변화를 나타내는 그래프.4 is a graph showing a change in filter cloth pressure loss when no dust particles are charged.
도 5는 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시킨 경우의 여과포의 압력손실의 변화를 나타내는 그래프.Figure 5 is a graph showing the change in pressure loss of the filter cloth when the dust particles are charged using the helical screw-type dust charging device of the present invention.
도 6은 먼지입자를 하전시키지 않은 경우와 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시켰을 경우의 먼지의 입경에 따른 포집효율의 차이, 즉 부분집진효율의 비교결과를 나타내는 그래프.6 is a graph showing the difference between the collection efficiency according to the particle size of the dust, that is, the partial dust collection efficiency when the dust particles are not charged and when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device of the present invention. .
도 7은 먼지입자를 하전시키지 않은 경우와 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시켰을 경우의 전체적인 포집효율의 차이, 즉 총괄집진효율의 비교결과를 나타내는 그래프.7 is a graph showing the difference between the overall collection efficiency, that is, the overall dust collection efficiency when the dust particles are not charged and when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device of the present invention.
※ 도면부호의 간단한 설명 ※※ Brief description of drawing code ※
1 : 유동 유도 원추(flow guide cone)1: flow guide cone
2 : 절연 지지체(insulated supporting bar)2: Insulated supporting bar
3 : 헬리컬 스크류형 방전극(helical screw type discharge electrode)3: helical screw type discharge electrode
4 : 원통형 접지극(pipe type ground electrode)4: pipe type ground electrode
5 : 보조 와이어 전극(supplementary wire discharge electrode)5: supplementary wire discharge electrode
6 : 고전압 인입선(high voltage lead wire)6: high voltage lead wire
7 : 중심봉(center rod)7: center rod
본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치는 먼지가 발생하게 되는 공정을 통해 배출된 먼지입자를 집진하기 위한 먼지하전장치에 있어서,In the helical screw type dust charging apparatus of the present invention, in the dust charging apparatus for collecting dust particles discharged through a process in which dust is generated,
먼지를 배출하게 되는 먼지배출장치와 여과포 집진장치 사이에 설치되는 덕트의 기능을 하는 원통형 접지극과;A cylindrical ground electrode serving as a duct installed between the dust discharge device for discharging dust and the filter cloth dust collecting device;
원통형 접지극의 내부에 설치되어 먼지입자를 하전시키는 헬리컬 스크류형 코로나 방전극으로 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the helical screw-type corona discharge electrode is installed inside the cylindrical ground electrode to charge the dust particles.
또한, 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치는 헬리컬 스크류형 코로나 방전극이 원통형 접지극의 내부 양단에 각각 설치되는 십자형 내열성 절연지지체를 관통하는 중심봉에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.In addition, the helical screw-type dust charge device of the present invention is characterized in that the helical screw-type corona discharge electrode is supported by a center rod penetrating the cross-shaped heat-resistant insulating support which is respectively installed at both ends of the cylindrical ground electrode.
나아가, 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치는 양측 십자형 절연지지체를 관통하는 중심봉의 일단에는 먼지입자의 유동을 유도하는 유동 유도 원추를 설치하고 타단에는 고전압 인입선을 연결한 것을 특징으로 한다.Furthermore, the helical screw type dust charging device of the present invention is characterized in that one end of the central rod penetrating both cross-shaped insulation support is installed with a flow induction cone for inducing the flow of dust particles, and the other end is connected to a high voltage lead wire.
더 나아가, 헬리컬 스크류형 코로나 방전극의 주위에 복수개의 보조 와이어형 방전극을 설치한 것을 특징으로 하는 헬리컬 스크류형 먼지하전장치.Furthermore, the helical screw-type dust charge device, characterized in that a plurality of auxiliary wire-type discharge electrode is installed around the helical screw-type corona discharge electrode.
상기와 같은 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치는 여과포 집진장치의 문제점을 근본적으로 해결하고 집진효율을 고효율로 유지하기 위해서 유입되는 먼지입자에 정전기력을 부여하여 미세 먼지입자의 포집효율을 상승시키고 여과포 표면에 형성된 먼지층의 공극율을 최대한 크게 유지하여 압력손실을 저하시키는 기능을 한다.The helical screw type high efficiency dust charge device of the present invention as described above fundamentally solves the problem of the filter bag dust collector and increases the collection efficiency of fine dust particles by applying an electrostatic force to the dust particles that are introduced to maintain the efficiency of dust collection. It maintains the porosity of the dust layer formed on the surface of the filter cloth as much as possible to reduce the pressure loss.
이와 같이 먼지배출공정상에 발생되어 여과포 집진장치로 유입되는 먼지에 정전기력을 가하면 먼지층은 먼지입자간의 전기적 힘으로 인해 여과포의 표면에 다공질의 수지상 구조(dendritic structure)로 형성된다. 이렇게 형성된 먼지층은 공극율이 높으므로 압력손실을 줄이고 여과포 내로의 먼지입자 침투를 감소시키는 한편, 먼지입자의 포집에 차단이나 관성충돌 외에 전기적 인력이 추가되어 미세 먼지입자에 대한 포집효율이 증가된다.As such, when an electrostatic force is applied to the dust generated in the dust discharge process and introduced into the filter cloth dust collector, the dust layer is formed in a porous dendritic structure on the surface of the filter cloth due to the electrical force between the dust particles. The dust layer thus formed has a high porosity, thereby reducing pressure loss and reducing the penetration of dust particles into the filter cloth, while increasing the collection efficiency of fine dust particles by adding electrical attraction to the collection of dust particles.
도 1은 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치를 개략적으로 도시한 부분단면도이며, 도 2a 내지 도 3b는 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치의 원통형 접지극에 설치된 절연지지체 및 헬리컬 스크류형 코로나 방전극의 조립형태 및 그 구성부품을 나타내는 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view schematically showing the helical screw type high efficiency dust charging apparatus of the present invention, Figures 2a to 3b is an insulating support and a helical screw type corona installed on the cylindrical ground electrode of the helical screw type high efficiency dust charging apparatus of the present invention It is sectional drawing which shows the assembly form of a discharge electrode, and its component parts.
상기 도면을 참고로 하여 본 발명의 헬리컬 스크류형 고효율 먼지하전장치를상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings in detail the helical screw type high efficiency dust charging apparatus of the present invention will be described.
먼저 중유 및 미분탄 연소공정, 폐기물 소각공정, 시멘트 제조공정 또는 제철제강공정 등의 먼지가 발생되는 공정을 통해 먼지를 배출하게 되는 먼지배출장치(미도시)와 여과포 집진장치(미도시) 사이에 원통형 접지극(4)을 설치하여 이 원통형 접지극(4)이 먼지를 포함한 유체가 통과하는 덕트의 기능을 수행하도록 한다. 이때, 상기 원통형 접지극(4)은 원통형 접지극(4) 내부에 먼지가 적층되는 것을 방지하기 위해 세로로 설치하는 것이 바람직하다.First, there is a cylinder between a dust discharge device (not shown) and a filter bag dust collector (not shown) that discharge dust through a process of generating dust such as a heavy oil and pulverized coal combustion process, a waste incineration process, a cement manufacturing process, or a steelmaking process. A ground electrode 4 is provided so that the cylindrical ground electrode 4 functions as a duct through which fluid containing dust passes. At this time, the cylindrical ground electrode (4) is preferably installed vertically to prevent the dust is stacked in the cylindrical ground electrode (4).
상기 원통형 접지극(4)의 내부 양단쪽에는 테프론과 같이 비교적 고온에서도 잘 견디는 절연성 재질로 형성된 십자형 절연지지체(2)를 설치하는데, 이 절연지지체(2)는 중간에 관통공이 형성된 결합홈을 갖춘 테프론재 지지봉을 서로 직교 형태로 결합시켜 형성한다.Both ends of the cylindrical ground electrode 4 are provided with a cross-shaped insulating support (2) formed of an insulating material that can withstand relatively high temperatures, such as Teflon, the insulating support (2) has a coupling groove formed with a through hole in the middle The support rods are formed by joining each other in an orthogonal form.
원통형 접지극(4)의 내측 양단에 설치된 양측 십자형 절연지지체(2)의 사이에는 일단에 먼지입자의 유동을 유도하는 유동 유도 원추(1)가 설치되고 타단에는 고전압 인입선(6)이 연결되는 중심봉을 양측 십자형 절연지지체(2)의 중앙 관통공을 통해 설치하고, 이와 함께 양측 십자형 절연지지체(2)의 사이에서 상기 중심봉(7)에 의해 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)을 지지설치한다.Between the two cross-shaped insulated support (2) installed on both inner ends of the cylindrical ground electrode (4) is installed a flow induction cone (1) for inducing the flow of dust particles at one end and a central rod connected to the high voltage lead wire (6) at the other end It is installed through the center through hole of both cross-shaped insulated support (2), and together with the helical screw-type corona discharge electrode (3) is supported by the center bar (7) between the two cross-shaped insulated support (2).
상기 유동 유도 원추(1)는 원통형 접지극(4)으로 유입되는 먼지입자를 포함한 유체가 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)에 직각으로 부딪치지 않고 경사지게 부딪치면서 유입되게 하여 그 흐름이 원활하도록 하는 기능을 하며, 유동 유도 원추(1)에 스크류형으로 홈을 형성하여 먼지입자를 포함하는 유체가 헬리컬 스크류형코로나 방전극(3)에 나선형으로 부딪치면서 유입되도록 할 수도 있을 것이다.The flow-inducing cone (1) has a function of allowing the fluid including the dust particles flowing into the cylindrical ground electrode (4) to be inclined while impinging on the helical screw-type corona discharge electrode (3) at an angle, not to hit at a right angle. In addition, the grooves may be formed in a screw shape in the flow-inducing cone 1 so that the fluid containing the dust particles may flow into the helical screw-type corona or the discharge electrode 3 while being helically hit.
또한, 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)은 먼지배출공정을 통해 배출된 먼지입자 및 부식성 불순물을 포함한 고온의 유체에 대해 잘 견디는 내식성 및 내열성 스테인레스 등의 재질을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.In addition, the helical screw-type corona discharge electrode (3) is preferably manufactured using a material such as corrosion resistance and heat-resistant stainless steel that well withstands high temperature fluid including dust particles and corrosive impurities discharged through the dust discharge process.
한편, 고전압 인입선(6)은 외부에 설치된 전류공급장치(미도시)에 연결된다.Meanwhile, the high voltage lead wire 6 is connected to an external current supply device (not shown).
상기와 같은 구성에 따라 먼지배출공정을 통해 배출된 먼지입자를 포함한 유체는 덕트의 기능을 하는 원통형 접지극(4)을 통과할 때 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)을 경유하게 되므로 상기 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)의 축을 중심으로 회전하면서 원통형 접지극(4)을 통과한다.According to the configuration described above, the fluid containing the dust particles discharged through the dust discharge process passes through the helical screw-type corona discharge electrode 3 when passing through the cylindrical ground electrode 4 serving as a duct, so that the helical screw-type corona It passes through the cylindrical ground electrode 4 while rotating about the axis of the discharge electrode 3.
상기 먼지입자를 포함한 유체가 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)의 축을 중심으로 회전하면서 통과하므로 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)이 형성하는 코로나 방전영역을 반복적으로 통과하게 되고, 따라서 먼지입자에 대한 하전효율이 향상된다. 또한, 상기 먼지입자를 포함한 유체가 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)의 축을 중심으로 회전하면서 통과하므로 상기 유체흐름은 강한 난류, 즉 와류를 형성하게 되고, 따라서 유체가 층류로 흐를 때보다 먼지입자에 대한 하전효율이 한층 더 향상된다.Since the fluid containing the dust particles passes while rotating about the axis of the helical screw-type corona discharge electrode 3, the fluid passes repeatedly through the corona discharge region formed by the helical screw-type corona discharge electrode 3, and thus is charged with the dust particles. The efficiency is improved. In addition, since the fluid including the dust particles passes while rotating about the axis of the helical screw-type corona discharge electrode 3, the fluid flow forms a strong turbulence, that is, a vortex, and thus the fluid flows into the dust particles rather than when the fluid flows in the laminar flow. The charging efficiency is further improved.
이와 같이 먼지입자를 포함한 유체가 강한 와류를 형성하면서 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)이 형성하는 코로나 방전영역을 반복적으로 통과하므로 종래의 단일 하전방식의 먼지하전장치에 비해 먼지입자에 대한 하전효율이 높고, 적은 전력소비만으로도 먼지입자에 대한 하전효율을 충분하게 얻을 수 있다.As such, the fluid containing the dust particles repeatedly passes through the corona discharge region formed by the helical screw-type corona discharge electrode 3, so that the charging efficiency of the dust particles is higher than that of the conventional single charging method. High and low power consumption can achieve sufficient charging efficiency for dust particles.
상기와 같이 하전된 먼지입자는 여과포 집진장치로 유입되면서 서로 전기적인 힘에 의해 덩어리를 이루게 되고, 여과포의 표면에서 먼지층을 구성하는데, 이렇게 형성되는 먼지층은 다공질의 수지상 구조를 갖는다.As the charged dust particles enter into the filter cloth dust collector, they form agglomerates by electric force with each other, and constitute a dust layer on the surface of the filter cloth. The dust layer thus formed has a porous dendritic structure.
상기 먼지층이 다공질의 수지상의 구조를 가지므로 먼지입자 사이의 간극, 즉 공극률이 커지고, 따라서 먼지층에 의한 압력손실이 크게 작아진다.Since the dust layer has a porous dendritic structure, the gap between the dust particles, that is, the porosity, becomes large, and thus the pressure loss caused by the dust layer is greatly reduced.
또한, 먼지입자들이 덩어리를 이루어 먼지층을 형성하므로 여과포 내로의 먼지입자 침투를 감소시킬 수 있고, 먼지입자를 포집하는데 차단이나 관성충돌 외에 전기적 인력이 추가되므로 미세 먼지입자에 대한 포집효율을 증가시킬 수 있다.In addition, since dust particles form a layer to form a dust layer, dust particle penetration into the filter cloth can be reduced, and electrical attraction is added to capture dust particles, thereby increasing the collection efficiency of fine dust particles. Can be.
한편, 상기 양측의 십자형 절연지지체(2)의 사이에 설치되는 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)의 주위에 와이어 형태의 보조 와이어 방전극(5)을 복수개 설치하므로써 코로나 방전밀도를 증가시켜 먼지입자에 대한 하전효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.On the other hand, by installing a plurality of wire-shaped auxiliary wire discharge electrode (5) around the helical screw-type corona discharge electrode (3) installed between the cross-shaped insulating support (2) on both sides by increasing the corona discharge density to the dust particles The charging efficiency can be further improved.
또한, 상기 보조 와이어 방전극(5)이 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3)의 원주에 접하여 설치될 때, 양 끝단의 헬리컬 스크류형 코로나 방전극(3) 사이에서 직선형으로 설치될 수도 있고, 나선형으로 꼬이면서 설치될 수도 있다.In addition, when the auxiliary wire discharge electrode 5 is installed in contact with the circumference of the helical screw-type corona discharge electrode (3), it may be installed in a straight line between the helical screw-type corona discharge electrode (3) at both ends, and twisted in a spiral It may be installed.
도 4는 먼지입자를 하전시키지 않는 종래 경우의 여과포 압력손실의 변화를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여먼지입자를 하전시킨 경우의 여과포의 압력손실의 변화를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a change in pressure drop of the filter cloth in the conventional case that does not charge the dust particles, Figure 5 is a change in pressure loss of the filter cloth when the dust particles are charged using the helical screw-type dust charging device of the present invention It is a figure which shows.
먼저, 비하전시의 압력손실의 변화는 다음의 조건하에서 도 4와 같은 결과를 나타낸다.First, the change in pressure loss at the time of uncharge shows the result as shown in FIG. 4 under the following conditions.
입구먼지농도 ; 5g/㎥,Inlet dust concentration; 5g / ㎥,
여과속도 ; 1m/min,Filtration rate; 1 m / min,
하전입력전압 ; 0 VCharge input voltage; 0 V
실험먼지 ; fly ash (비산회 ; 노에서 통풍장치에 의해 운반된 불연성 재)Experimental dust; fly ash (fly ash; incombustible ash carried by ventilator in a furnace)
실험먼지평균입경 ; MMD = 7.2 ㎛Experimental dust mean particle size; MMD = 7.2 μm
탈진시의 공기압 ; 5kg/㎠Air pressure at dust exhaustion; 5kg / ㎠
탈진시의 압력손실 ; 100 mmH2OPressure loss during exhaustion; 100 mmH 2 O
도 4를 보면 상기 실험 조건에 따라 먼지입자를 하전시키지 않을 경우 여과포의 압력손실이 급격하게 증가하여 8시간이 지나기 전에 여과포가 제기능을 수행하지 못하게 되고, 이에 따라 여과포에 대해 탈진작업을 자주 수행해 주어야 하는 결과를 나타내고 있다.4, when the dust particles are not charged according to the above experimental conditions, the pressure loss of the filter cloth increases rapidly, and thus the filter cloth does not perform its function before 8 hours, and thus the filter cloth is frequently dusted. It shows the result that should be given.
한편, 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시켰을 경우의 압력손실의 변화는 하전입력전압을 제외하고 상기 먼지입자를 하전시키지 않은 경우와 동일한 조건하에서 도 5와 같은 결과를 나타낸다.On the other hand, the change in the pressure loss when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device shows the same result as in FIG. 5 under the same conditions as the case where the dust particles are not charged except the charge input voltage.
입구먼지농도 ; 5g/㎥,Inlet dust concentration; 5g / ㎥,
여과속도 ; 1m/min,Filtration rate; 1 m / min,
하전입력전압 ; -24kVCharge input voltage; -24kV
실험먼지 ; fly ash (비산회 ; 노에서 통풍장치에 의해 운반된 불연성 재)Experimental dust; fly ash (fly ash; incombustible ash carried by ventilator in a furnace)
실험먼지평균입경 ; MMD = 7.2 ㎛Experimental dust mean particle size; MMD = 7.2 μm
탈진시의 공기압 ; 5kg/㎠Air pressure at dust exhaustion; 5kg / ㎠
탈진시의 압력손실 ; 100 mmH2OPressure loss during exhaustion; 100 mmH 2 O
도 5를 보면 상기 실험 조건에 따라 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시킬 경우 여과포의 압력손실이 완만하게 증가하여 19시간이 지나도 여과포가 제기능을 수행할 수 있음을 보여주고 있고, 이에 따라 여과포에 대해 탈진작업의 수행 횟수를 먼지입자를 하전하지 않을 경우보다 1/3로 줄일 수 있음을 보여주고 있다.Referring to FIG. 5, when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device according to the experimental conditions, the pressure drop of the filter cloth is gradually increased, and the filter cloth can perform its function even after 19 hours. Therefore, it is shown that the number of dusting operations performed on the filter cloth can be reduced by 1/3 compared with the case where no dust particles are charged.
상기 도 4와 도 5를 비교해 보면 헬리컬 스크류형 먼지하전장치로 먼지를 하전시킨 경우가 먼지를 하전시키지 않을 경우에 비해 압력손실의 증가가 완만하고 탈진간격도 연장되며, 이러한 경향이 장치의 운전 후반부로 갈수록 더욱 두드러지는데, 이는 먼지입자가 하전되면서 공극률이 큰 수지상 구조의 먼지층을 형성하기 때문이다.Compared to FIG. 4 and FIG. 5, when the dust is charged with the helical screw type dust charging device, the increase in pressure loss is gentle and the dedusting interval is extended compared to the case where the dust is not charged. This is more prominent because the dust particles are charged to form a dust layer of dendritic structure with a large porosity.
도 6은 먼지입자를 하전시키지 않은 종래의 경우와 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시켰을 경우의 먼지의 입경에 따른 포집효율의 차이, 즉 부분집진효율의 비교결과를 나타내는 도면이고, 도 7은 먼지입자를 하전시키지 않은 경우와 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 사용하여 먼지입자를 하전시켰을 경우의 전체적인 포집효율의 차이, 즉 총괄집진효율의 비교결과를 나타내는 도면이다.6 shows a comparison result of the collection efficiency according to the particle size of the dust, that is, the partial dust collection efficiency when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device of the present invention and the conventional case where the dust particles are not charged. FIG. 7 is a view showing a comparison result of the overall collection efficiency, that is, the overall dust collection efficiency when the dust particles are not charged and when the dust particles are charged using the helical screw type dust charging device of the present invention. to be.
먼저, 도 6을 보면 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 통해 먼지를 하전시키는 경우 그렇지 않은 경우에 비해 모든 크기의 먼지에 대해 포집효율이 증가하는 것으로 나타난다. 특히, 여과포에서의 먼지포집이 취약한 먼지입경인 1㎛부근, 즉 0.6 내지 1.2㎛ 크기의 먼지입경에 대해 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 통해 먼지를 하전시키는 경우가 먼지입자를 하전시키지 않는 경우에 비해 10%정도 포집효율 상승효과를 나타내는데, 이것은 미세먼지입자 사이에 전기적 인력이 추가되면서 서로 덩어리를 형성하는 것은 물론, 이러한 전기적 인력에 의해 미세먼지입자에 대한 포집력이 강화되기 때문이다.First, as shown in Figure 6, when the dust is charged through the helical screw-type dust charge device, it appears that the collection efficiency for the dust of all sizes compared with the other case. Particularly, when the dust is charged through the helical screw type dust charging device in the vicinity of 1 μm, that is, the dust particle size of which is poor in dust collection from the filter cloth, that is, the size of 0.6 to 1.2 μm, the dust particles are not charged. The increase in the collection efficiency is about 10%, because the electrical attraction is added between the fine dust particles to form agglomerates with each other, and the collection force on the fine dust particles is enhanced by the electrical attraction.
또한, 도 7을 보면 헬리컬 스크류형 먼지하전장치를 통해 먼지를 하전시키는 경우 그렇지 않은 경우에 비해 전체적으로 먼지에 대해 포집효율이 99.9938%에서 99.9997%로 증가한 것을 보여준다.In addition, FIG. 7 shows that when the dust is charged through the helical screw type dust charging device, the collection efficiency of the dust is increased from 99.9938% to 99.9997% for the dust as compared with the case where it is not.
상기와 같은 실험에 따른 단순 비교결과에 따른 효율증가는 물론, 여과포에 대한 탈진작업 수행 횟수의 축소나 이에 따른 여과포의 수명연장 등 복합적인 면을 볼 때 본 발명의 헬리컬 스크류형 먼지하전장치의 장점을 쉽게 판단할 수 있을 것이다.Advantages of the helical screw type dust charging apparatus of the present invention in view of increasing the efficiency according to a simple comparison result according to the above experiments, the reduction of the number of dusting operations performed on the filter cloth or the extension of the life of the filter cloth You can easily judge.
먼지배출공정과 먼지여과공정 사이에 설치되어 덕트의 기능을 하는 원통형 접지극의 내부에 코로나 방전영역을 형성하는 헬리컬 스크류형 코로나 방전극을 설치하는 구조로 먼지하전장치를 구성하게 되므로 원통형 접지극을 통과하는 먼지입자를 포함한 유체가 강한 와류를 형성하면서 코로나 방전영역을 반복적으로 통과하게 되어 적은 전력소비로도 먼지입자에 대한 높은 하전효율을 얻을 수 있다.The helical screw-type corona discharge electrode is installed between the dust discharge process and the dust filtration process to form a corona discharge area inside the cylindrical ground electrode serving as a duct. Since the fluid containing particles forms a strong vortex and repeatedly passes through the corona discharge region, it is possible to obtain a high charging efficiency for dust particles even with low power consumption.
또한, 먼지입자에 대한 하전효율이 높아 공극율이 큰 먼지층을 형성할 수 있으므로 여과포의 압력손실을 낮게 유지할 수 있고, 따라서 여과포에 대한 탈진작업의 수행 횟수를 줄여 여과포의 수명을 연장시킬 수 있는 등 여과포 집진장치의 운전비용이나 유지비용을 절감할 수 있다.In addition, since the charge efficiency to dust particles can be formed to form a dust layer with a large porosity, the pressure loss of the filter cloth can be kept low, thus reducing the number of times of dusting operations for the filter cloth to extend the life of the filter cloth. The operation cost and maintenance cost of a filter bag dust collector can be reduced.
또한, 먼지하전장치가 종래의 먼지하전장치에 비해 구조가 단순하고, 종래의 집진시설에 그대로 적용할 수 있으므로 추가설치비가 소요되지 않으며, 설치공간을 절약할 수 있다.In addition, since the dust charging device is simpler in structure than the conventional dust charging device and can be applied to a conventional dust collecting facility as it is, no additional installation cost is required and installation space can be saved.
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