KR100375555B1 - method and apparatus to remove white smoke - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수분이 과포화된 배기가스를 공냉식 열교환기를 사용하여 외부공기로서 간접 열교환하여 배기가스를 냉각 및 응축시켜 절대습도를 저하시키고, 냉각시 사용한 건조하고 승온된 외부공기를 수분이 포화된 배기가스와 혼합시켜 혼합가스 내의 상대습도를 낮춤으로서 대기 중으로 배출되는 혼합가스가 백연현상이 나타나지 않고, 응축수분으로 인한 비중 증가현상을 억제하여 대기중으로의 확산효과를 높임으로서, 연돌 주변에 응축 수분과 오염물질의 낙하(낙진)현상을 배제시킬수 있는 것으로서,The present invention indirectly heat-exchanged exhaust gas as external air using an air-cooled heat exchanger to cool and condense the exhaust gas to lower absolute humidity, and the dry and heated external air used for cooling is saturated with moisture. By reducing the relative humidity in the mixed gas by mixing with, the mixed gas discharged into the atmosphere does not exhibit white smoke and suppresses the increase of specific gravity due to condensed water content, thereby increasing the diffusion effect into the atmosphere. As it can eliminate the fall (falling) of the material,
오염물질이 제거되어 유입되는 배기가스를 열교환용 핀튜브내부로 통과시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기의 출구단에 연통되어 내부를 통과한 배기가스를 상기 열교환기 상부로 유도하는 연결덕트;및, 상기 연결덕트의 출구단에 형성된 노즐을 통하여 분사되는 배기가스와 상기 열교환기를 경유한후 승온건조된 외부공기가 서로 혼합되는 혼합기:로 구성되어 연돌에 연통하도록 열교환기와 함께 직렬로 혼합기를 설치하여 냉각용으로 사용한 외부공기를 배기가스와 혼합함으로서 혼합된 배기가스의 습도를 저하시켜 백연을 제거하는 단계를 포함하는 것이다.A heat exchanger that cools the contaminants by removing the incoming exhaust gas into the fin tube for heat exchange; A connecting duct communicating with the outlet end of the heat exchanger and passing therein to the upper part of the heat exchanger; and after passing through the exhaust gas and the heat exchanger injected through a nozzle formed at the outlet end of the connection duct. A mixer in which the heated external air is mixed with each other: consists of a mixer in series with a heat exchanger so as to communicate with the stack, and mixes the external air used for cooling with the exhaust gas to reduce the humidity of the mixed exhaust gas to reduce white smoke. It includes the step of removing.
Description
본 발명은 배기가스중의 수분으로 인해 발생되는 백연을 제거하기 위한 방법및 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 환경공학 분야 중 대기오염제어 분야로서세부분야는 배기가스 중의 수분으로 인해 발생되는 백연(수증기)의 처리에 해당하는 것으로 수분이 과포화된 배기가스를 공냉식 열교환기를 사용하여 외부공기로서 간접 열교환하여 배기가스를 냉각 및 응축시켜 절대습도(Absolute Humidity)를 저하시키고, 냉각시 사용한 건조하고 승온된 외부공기를 수분이 포화된 배기가스와 혼합시켜 혼합가스 내의 상대습도(Relative Humidity : RH)를 낮춤으로서 대기 중으로 배출되는 혼합가스가 백연현상이 나타나지 않고, 응축수분으로 인한 비중증가현상을 억제하여 대기중으로의 확산효과를 높임으로서, 연돌 주변에 응축 수분과 오염물질의 낙하(낙진)현상을 배제시킬수 있는 백연제거방법및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing white smoke generated by moisture in exhaust gas, and more particularly, to air pollution control in the field of environmental engineering. Details include white smoke (water vapor generated by moisture in exhaust gas). ), The exhaust gas supersaturated with moisture is indirectly heat-exchanged as external air using an air-cooled heat exchanger to cool and condense the exhaust gas, thereby reducing absolute humidity, and drying and heated external temperature used for cooling. By mixing air with the exhaust gas saturated with water, it lowers the relative humidity (Relative Humidity (RH)) in the mixed gas, so that the mixed gas discharged into the atmosphere does not show white smoke and suppresses the increase in specific gravity due to condensation. By increasing the diffusion effect of the condensation water and contaminants fall (fallout) around the stack It relates to a method and apparatus for removing white smoke.
일반적으로 대기오염물질을 배출하는 시설인 소각로, 금속 용해로, 습식 탈황시설등은 운전중 고농도 오염물질이 포함된 고온의 배기가스를 대기중으로 배출함에 따라, 이러한 배기가스 중에 포함된 오염물질을 제거하기 위해 수용액을 분사하여 유해물질을 제거하기 위한 흡수탑(습식집진시설)을 설치하여 주로 사용하였다.In general, incinerators, metal melting furnaces, and wet desulfurization facilities that discharge air pollutants discharge high-temperature exhaust gas containing high concentration pollutants into the atmosphere to remove pollutants contained in such exhaust gases. In order to remove the harmful substances by spraying the aqueous solution, an absorption tower (wet dust collecting facility) was mainly used.
이러한 습식집진시설은 배출되는 고온 배기가스에 물을 분무하게 됨에 따라 출구에서의 배기가스는 고온다습(포화)한 상태에서 연돌을 통하여 대기중으로 배출된다. 이때, 배기가스중에 포함된 수분에는 습식집진시설에서 미처 제거되지 못한 오염물질과 포화수분을 포함하고 있기 때문에, 연돌에서의 배출시 포화수분을 함유한 배기가스는 차가운 외부의 대기에 의해 즉시 냉각되면서 응축되어 비중이 증가한 배기가스내의 포화수분이 물방울(수적)로 상태변화하면서 상기 연돌근처에 집중적으로 낙하됨과 동시에 상기 연돌주변을 오염시키게 된다.As the wet dust collector sprays water on the discharged high-temperature exhaust gas, the exhaust gas at the outlet is discharged to the atmosphere through a stack in a state of high temperature and high humidity (saturation). At this time, since the moisture contained in the exhaust gas contains contaminants and saturated water that could not be removed in the wet dust collecting facility, the exhaust gas containing saturated water when discharged from the stack is immediately cooled by a cold outside atmosphere. Saturated water in the exhaust gas, which is condensed and has an increased specific gravity, falls into the water droplets (condensation) in a state of falling down near the stack and contaminates the stack.
또한, 비교적 비중이 적은 물방울인 수적들도 확산되지 않고 상기 연돌로부터 일정거리까지 수증기띠인 백연(白煙)를 형성하면서 낙하되고, 낙하된 수적들은 강한 산성을 갖고 있어 생태환경을 악화시키는 치명적인 문제점이 있었다.In addition, the water droplets, which are relatively low-density droplets, do not spread and fall while forming white lead, which is a steam band, to a certain distance from the stack, and the dropped water droplets have a strong acidity, thus deteriorating the ecological environment. There was this.
여기서, 본 발명과 직접 관련이 있는 배기가스의 특성을 검토하면, 소각로 등과 같은 발생원설비에서 배출되는 배기가스는 높은 온도상태에서 포화수분을 함유하고 있으며,이미 공지된 습공기선도(Psychometric Chart)를 활용하여 다습한 배기가스의 물리적 특성을 살펴보면, 건구온도와 절대습도를 좌표로 하는 t-x선도(t:온도, x:절대습도)에 따라 0∼55℃ 영역에서는 절대습도의 증가곡선이 완만한 곡선(서서히 증가)을 이루다가 56∼65℃ 영역에서는 절대습도가 급격한 상승곡선을 따라 증가하고, 66∼99℃ 영역에서는 수직에 가깝게 미소한 온도차에 의해서도 절대습도가 증가됨을 알 수 있다.Here, when examining the characteristics of the exhaust gas directly related to the present invention, the exhaust gas discharged from the source equipment such as the incinerator contains saturated moisture at a high temperature, and utilizes a known Psychometric Chart. In order to examine the physical characteristics of the humid exhaust gas, the curve of increase in absolute humidity is gentle in the range of 0 ~ 55 ℃ according to the tx curve (t: temperature, x: absolute humidity), which coordinates dry bulb temperature and absolute humidity. Gradually increasing), the absolute humidity in the 56 ~ 65 ℃ region increases along the sharp rise curve, the absolute humidity is increased by a slight temperature difference close to the vertical in the 66 ~ 99 ℃ region.
따라서, 습식집진시설에서 배기되는 온도, 즉 50∼99℃ 영역의 배기가스를 공지된 공냉식 열교환기를 이용하여 경제성이 있는 온도(입·출구 온도차 : 6∼12℃차)까지 냉각하면, 배기가스 중에 포함된 수분은 온도차에 해당하는 만큼 응축된다. 상기 열교환기 출구의 배기가스 성상은 입구 배기가스 온도에서 열교환기의 냉각온도차를 뺀 온도범위를 갖게 되고 이 온도에서 포화상태인 절대수분을 함유하고 있게 된다.Therefore, when the temperature exhausted from the wet dust collecting facility, that is, the exhaust gas in the region of 50 to 99 ° C. is cooled to an economical temperature (inlet / outlet temperature difference: 6 to 12 ° C. difference) using a known air-cooled heat exchanger, The moisture contained condenses as much as the temperature difference. The exhaust gas property of the heat exchanger outlet has a temperature range obtained by subtracting the cooling temperature difference of the heat exchanger from the inlet exhaust gas temperature and contains absolute moisture saturated at this temperature.
공지된 기술 중 본 발명과 가장 유사성이 큰 방법은 도 3에 도시한 바와같이, 습식집진기의 배기가스를 열교환기를 사용하여 냉각시킴으로서 1차적으로 응축수를 제거하고 열교환기를 통과한 습한 배기가스는 연돌을 통하여 대기 중으로 배출시키며, 냉각용으로 공급된 건조한 외부공기 역시 열교환기 내에서 전열용도로 이용한 후 역시 대기 중으로 직접 배출시키는 방법이 있었다.Among the known technologies, the method having the most similarity to the present invention is as shown in FIG. There was a method of discharging to the atmosphere through the air, and the dry external air supplied for cooling was also used for heat transfer in the heat exchanger and then directly discharged to the air.
즉, 종래의 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, 수분을 포함한 배기가스가 유입덕트(31)를 통해 공냉식 열교환기(33) 내부의 냉각튜브(32)를 통과하면서 5∼12℃ 가량 냉각되고, 이 냉각온도차에 의해 발생된 응축수는 배출관(41)을 통해 배출되어 재활용 가능하도록 저장탱크(42)에 저장된다.That is, in the conventional method, as shown in FIG. 3, the exhaust gas containing water is cooled by about 5 to 12 ° C. while passing through the cooling tube 32 inside the air-cooled heat exchanger 33 through the inlet duct 31. The condensed water generated by the cooling temperature difference is discharged through the discharge pipe 41 and stored in the storage tank 42 to be recycled.
그리고, 냉각된 배기가스는 유출덕트(34)를 통해 연돌(35)을 거쳐 12∼18m/sec 저속으로 대기 중에 배출되나 배기가스가 갖는 온도만큼 포화수분을 함유하고 있기 때문에, 차가운 대기와의 접촉시 즉시 응축현상이 발생되고, 주변으로 낙하함은 물론 가시공해인 백연이 발생되는 것이다.The cooled exhaust gas is discharged into the atmosphere at a low speed of 12 to 18 m / sec through the flue 35 through the outflow duct 34, but contains saturated water as much as the temperature of the exhaust gas. When condensation occurs immediately, it falls to the surroundings, and visible white smoke, which is visible, is generated.
한편, 냉각용으로 도입되는 외부공기는 도입관(37),송풍기(38), 유입덕트(39)를 통해 열교환기(33)의 쉘로 유입되어 배기가스를 냉각시킨 다음 외부 도입공기 자체는 유출덕트(40)를 통해 직접 대기 중으로 그대로 배출된다.Meanwhile, the external air introduced for cooling flows into the shell of the heat exchanger 33 through the introduction pipe 37, the blower 38, and the inlet duct 39 to cool the exhaust gas. It is directly discharged to the atmosphere through 40.
상기한 바와같은 종래의 방법을 적용함에 따른 문제점은 열교환기(33)를 통과한 배기가스가 입·출구의 온도차 상당부분만큼 수분이 응축되어 제거되기는 하지만, 상기 열교환기(33)의 출구온도에서 포화된 절대습도를 함유하고 있어 이 상태에서 연돌(35)을 통해 대기 중으로 배출됨과 동시에 차가운 대기에 의해 배기가스중의 수분이 급격히 응축되고, 응축된 수분은 무거운 비중을 갖고 있어 연돌(35) 주변에 낙하되어 환경오염과 함께 수증기(백연) 형태의 가시적 공해를 유발하였다.The problem with applying the conventional method as described above is that although the exhaust gas passing through the heat exchanger 33 is condensed and removed by a substantial portion of the temperature difference between the inlet and the outlet, at the outlet temperature of the heat exchanger 33. It contains saturated absolute humidity, and in this state, it is discharged into the atmosphere through the stack 35, and at the same time, the moisture in the exhaust gas is rapidly condensed by the cold atmosphere, and the condensed moisture has a heavy specific gravity, so that the surrounding area of the stack 35 is high. It dropped to the ground, causing the pollution and visible pollution in the form of water vapor.
한편, 종래에 개발되어 사용 중인 백연 방지방법으로는 배기가스 재가열방법, 배기가스 수냉법, 배기가스 공냉법 및 디미스터(Demister)등이 알려져 있다.On the other hand, as the white smoke prevention method developed and used in the prior art, the exhaust gas reheating method, the exhaust gas water cooling method, the exhaust gas air cooling method and the demister (demister) and the like are known.
즉, 상기 배기가스 재가열방법은 포화수분을 함유한 배기가스를 애프터버너 (After Burner)와 연료를 이용하여 재가열하므로서, 배기가스의 온도를 높여 절대습도를 낮게 한 후에 대기 중으로 배출시키는 방법으로 이러한 방법은 백연발생을 억제하는 효과는 있으나, 연료의 소모량이 많아 장치의 유지관리 비용이 매우 높고, 장치가 복잡하여 그 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.That is, the exhaust gas reheating method reheats the exhaust gas containing saturated water by using an after burner and fuel, so that the exhaust gas is discharged to the atmosphere after raising the temperature of the exhaust gas to lower the absolute humidity. Although there is an effect of suppressing the generation of white smoke, there is a problem in that the maintenance cost of the device is very high, because the consumption of fuel is large, the installation cost is high because the device is complicated.
따라서, 이러한 배기가스 재가열방법은 경제성으로 인해 장치의 주변에 폐열이 있을 경우 또는 특수 목적에 한정적으로 이용되고 있다.Therefore, this exhaust gas reheating method is limited to the case where there is waste heat around the apparatus due to economical efficiency or for special purposes.
또한, 배기가스 수냉법은 배기가스의 온도를 수냉 콘덴서(Condenser)에 의해 냉각시키고, 콘덴서에 냉각용으로 사용된 냉각수는 일정 수온 유지를 위해 공냉식 냉각탑(Cooling Tower)을 이용하여 냉각시킨 후 재공급하는 방법으로서, 이러한 방법은 배기가스 온도가 냉각탑 성능만큼 낮아져 수분을 응축 제거시킬 수 있는 반면에, 상기 냉각탑 통과 후의 배기가스 역시 해당온도에서 포화상태를 유지하고 있어 연돌에서 차가운 대기와의 접촉시 많은 응축수가 생성되어 주변을 오염시키고, 냉각수의 온도를 낮추기 위하여 사용되는 공냉식 냉각탑등과 같은 부대시설이 많아 설비비가 많이 소요되고, 그 소요면적이 큰 단점이 있는 한편, 효율이 낮은 문제점이 있었다.In addition, the exhaust gas water cooling method cools the exhaust gas temperature by a water-cooled condenser, and the cooling water used for cooling the condenser is cooled by using an air-cooled cooling tower to maintain a constant water temperature. In this method, the exhaust gas temperature is lowered as much as the cooling tower performance to condense and remove moisture, while the exhaust gas after passing through the cooling tower is also saturated at the corresponding temperature, so that a large amount of contact with the cold atmosphere in the stack is required. Condensate is generated to contaminate the surroundings, and there are many facilities such as air-cooled cooling towers used to lower the temperature of the cooling water, which requires a lot of equipment costs, and the required area has a large disadvantage and low efficiency.
그리고, 배기가스 공냉법은 본 발명의 전단계에서 사용되는 방법으로 공냉식 열교환기를 사용하여 배기가스를 냉각시킴으로서 냉각온도에 상당하는 만큼 절대습도를 감소시켜 수분을 응축 제거시키는 방법으로서, 이러한 방법은 장치의 구조는 간단한 반면에, 전술한 바와 같이 열교환기 통과 후의 배기가스 온도에 상당하는 만큼 포화습도를 갖고 있어 연돌에서 대기 중으로 배출시 재응축되어 백연이 형성되며, 효율이 낮은 문제점이 있었다.In addition, the exhaust gas air cooling method is a method used in the previous step of the present invention, by cooling the exhaust gas using an air-cooled heat exchanger to reduce the absolute humidity by a corresponding cooling temperature to condense and remove moisture. While the structure is simple, as described above, the saturation humidity is equivalent to the exhaust gas temperature after passing through the heat exchanger, and when the exhaust gas is discharged from the stack to the atmosphere, white smoke is formed and the efficiency is low.
또한, 디미스터법은 배기가스 배출구에 수적인 물방울(Mist)을 제거할 수 있는 장치를 설치하는 방법으로 배기가스 내에 이미 생성된 물방울(Mist)을 물리적으로 제거할 수는 있으나 해당온도에서 포화된 수분을 제거할 수 없어 효율이 가장 낮은 방법이다.In addition, the demister method is to install a device that can remove the water droplets (Mist) in the exhaust outlet, it is possible to physically remove the mist (Mist) already generated in the exhaust gas, but the saturated It is the least efficient way to remove moisture.
상기 설명한 바와 같이 종래의 배기가스 재가열법은 고효율 처리는 가능하나 배기가스 온도상승에 다량의 연료가 필요하여 경제성 문제가 따르고, 배기가스 수냉법은 일정 냉각효과유지를 위한 냉각탑 추가 설치 비용과 소요면적 부담이 크고 백연 방지효과도 저조한 실정이며, 기타 배기가스 공냉법과 디미스터법 역시 그 효과가 낮아 적용이 어렵다.As described above, the conventional exhaust gas reheating process is highly efficient but requires a large amount of fuel to raise the exhaust gas temperature, thereby resulting in economic problems, and the exhaust gas water cooling method requires additional cooling towers and required area for maintaining a constant cooling effect. The burden is high and the smoke prevention effect is low, and the exhaust gas air cooling method and the demister method are also difficult to apply due to their low effect.
따라서, 실제 위와 같은 종래 방법을 사용하고 있는 기존 공장들의 연돌에서 대다수 백연발생이 목격되고 있는 것이 현실이다.Therefore, the reality is that most white smoke is observed in the stacks of existing plants using the conventional method as described above.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 그 목적은 배기가스 중에 포함된 수분으로 인한 백연발생을 억제하고, 연돌 주변에서의 수적 낙하에 따른 오염문제를 해결하며, 가시적인 공해요인을 해소하는 한편, 유지관리 비용이 적은 이상적인 백연 제거방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object is to suppress the occurrence of white smoke due to the moisture contained in the exhaust gas, to solve the problem of contamination due to the drop of water around the stack, visible The solution aims to eliminate pollution and provide an ideal method of removing white smoke with low maintenance costs.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 배기가스 중에 포함된 수분으로 인한 백연발생을 억제하고, 연돌 주변에서의 수적 낙하에 따른 오염문제를 해결하며, 가시적인 공해요인을 해소하는 한편, 유지관리 비용이 적은 이상적인 백연 제거장치를 제공하자 한다.In addition, another object of the present invention is to suppress the generation of white smoke due to the moisture contained in the exhaust gas, to solve the pollution problem caused by the drop of water around the stack, to solve the visible pollution, while maintaining maintenance costs Let's provide an ideal white smoke removal device.
도 1은 본 발명에 따른 백연 제거방법을 채용한 장치를 도시한 개략도,1 is a schematic view showing an apparatus employing a method of removing white smoke according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 백연제거장치를 도시한 구성도,2 is a block diagram showing a white smoke removal apparatus according to the present invention,
도 3은 일반적인 공냉식 열교환기를 사용한 수분응축법의 개념도.3 is a conceptual diagram of a water condensation method using a general air-cooled heat exchanger.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 .... 유입덕트 3 ..... 습식집진기2 .... Inlet duct 3 ..... Wet dust collector
4 .... 분무노즐 8 ..... 열교환기4 .... Spray Nozzle 8 ..... Heat Exchanger
8b ... 열교환용 핀튜브 9 ..... 연결덕트8b ... Finned tube for heat exchange 9 ..... Connection duct
10 ... 측정구 11 .... 노즐10 ... Measuring port 11 .... Nozzle
12 .... 혼합기 15 .... 연돌12 .... mixer 15 .... stack
18 .... 송풍기 20 .... 분배기18 .... Blower 20 .... Splitter
21 .... 쉘 22 .... 본체21 .... Shell 22 .... Body
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 구체적인 구성으로서, 본 발명은,In order to achieve the above object, as a specific configuration, the present invention,
배기가스중에 포함된 수분으로 인해 발생되는 백연을 제거하는 방법에 있어서,배기가스발생원으로부터 집진기내로 배기가스를 유입하여 상기 배기가스에 함유된 오염물질을 흡수제거하는 집진단계:상기 집진기를 거치면서 오염물질이 제거된 배기가스가 유입되는 열교환기를 설치한 본체하부의 쉘내로 송풍기로서 냉각용 외부공기를 강제유입하는 외기유입단계:상기 열교환기의 외부를 통과하는 냉각용 외부공기로서 상기 열교환기의 내부를 통과하는 배기가스를 냉각시켜 상기 외부공기를 승온,건조시키는 1차 열교환단계;상기 승온,건조된 외부공기와 연결덕트의 출구단에 설치된 노즐을 통해 분사되는 배기가스를 상기 본체내에 열교환기와 직렬로 연결된 혼합기내에서 완전혼합되면서 온도차가 없도록 서로 열교환하는 2차 열교환단계;및In the method for removing the white smoke generated by the moisture contained in the exhaust gas, Dust collection step of absorbing and removing contaminants contained in the exhaust gas by introducing the exhaust gas from the exhaust gas source into the dust collector: Pollution through the dust collector An external air inflow step of forcibly introducing external air for cooling as a blower into a shell under a main body provided with a heat exchanger in which exhaust gas from which material is removed is introduced: An internal air of the heat exchanger as cooling external air passing through the outside of the heat exchanger. A first heat exchange step of cooling and exhausting the exhaust gas passing through the apparatus to heat and dry the external air; serially exhausting the exhaust gas injected through the nozzle installed at the outlet of the elevated temperature and dried external air and a connection duct to the heat exchanger in the main body Secondary heat exchange step of heat-exchanging each other so that there is no temperature difference while mixing completely in the mixer connected to;
상기 혼합기내에서 건조한 외부공기와 혼합되어 습도가 저하된 배기가스를 외부배출하는 배출단계를 포함함을 특징으로하는 백연 제거방법을 마련함에 의한다.By providing a method for removing white smoke, characterized in that it comprises a discharge step of mixing the outside air dried in the mixer and the exhaust gas is reduced humidity outside.
또한, 본 발명은 배기가스중에 포함된 수분으로 인해 연돌로 부터 배출되는 백연을 제거하는 장치에 있어서,배기가스발생원으로부터 유입덕트를 통하여 배기가스가 내부유입되고, 상기 배기가스에 함유된 오염물질을 흡수제거하는 집진기;상기 집진기와 유입덕트를 매개로 연결되어 오염물질이 제거된 배기가스가 유입되는 본체의 하부에 설치된 쉘내로 냉각용 외부공기를 강제유입하는 송풍기;상기 집진기에서 오염물질이 제거된 배기가스가 유입되는 열교환용 핀튜브를 상기 본체내에 갖추어 상기 핀튜브외부로 통과하는 외부공기를 승온건조시키고, 상기 배기가스를 냉각시키는 열교환기;상기 열교환기의 출구단에 연통되어 내부를 통과한 배기가스를 상기 열교환기 상부로 유도하는 연결덕트; 및In addition, the present invention is a device for removing the white smoke discharged from the stack due to the moisture contained in the exhaust gas, the exhaust gas is introduced through the inlet duct from the exhaust gas source, the pollutants contained in the exhaust gas Dust collector which absorbs and removes; Blower for forcing the external air for cooling into the shell installed in the lower portion of the main body is connected to the dust collector and the inlet duct through which the exhaust gas is removed; The contaminant is removed from the dust collector A heat exchanger having a heat exchanger fin tube into which the exhaust gas flows in the main body to heat up and dry the external air passing through the fin tube outside, and cool the exhaust gas; A connection duct for inducing exhaust gas to the upper portion of the heat exchanger; And
상기 연결덕트의 출구단에 형성된 노즐을 통하여 분사되는 배기가스와 상기 열교환기를 경유한후 승온건조된 외부공기가 서로 혼합되어 배기가스의 습도를 저하시키도록 상기 본체내의 열교환기와 직렬로 설치되는 혼합기;를 포함함을 특징으로 하는 백연제거장치를 마련함에 의한다.A mixer installed in series with the heat exchanger in the main body to reduce the humidity of the exhaust gas by mixing the exhaust gas injected through the nozzle formed at the outlet end of the connection duct with the heat exchanger and then increasing the temperature of the heated dry air; By providing a white smoke removal device characterized in that it comprises a.
이하 본 발명의 적용 예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in detail with respect to the application example of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 백연 제거방법을 채용한 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 백연제거장치를 도시한 구성도이다.1 is a schematic diagram showing an apparatus employing a white smoke removal method according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a white smoke removal apparatus according to the present invention.
본 발명은 도 1에 도시한 바와같이, 일반적으로 백연제거방법으로 사용하던 배기가스 재가열법과 배기가스 수냉법을 간접 공냉장치와 함께 사용하여 건조한 외부공기를 다습한 배기가스와 혼합 배출시킴으로서 백연발생을 억제시키는 것이다.As shown in FIG. 1, the exhaust gas reheating method and the exhaust gas water cooling method, which are generally used as a method of removing smoke, are combined with an indirect air cooling system to mix and discharge dry external air with humid exhaust gas to generate white smoke. It is to suppress.
즉, 이러한 방법은 연돌(15)에 연통하도록 열교환기(8)와 함께 직렬로 혼합기(12)를 설치하여 냉각용으로 사용한 외부공기를 배기가스와 혼합하여 혼합된 배기가스의 습도를 저하시켜 백연을 제거하는 단계를 포함하는 것으로서, 이러한 단계는 집진단계, 외기유입단계, 1차 열교환단계, 2차 열교환단계및 배출단계로 구성된다.That is, in this method, the mixer 12 is installed in series with the heat exchanger 8 so as to communicate with the stack 15, and the outside air used for cooling is mixed with the exhaust gas to lower the humidity of the mixed exhaust gas, thereby reducing the white smoke. As comprising a step of removing, this step is composed of a dust collecting step, an outdoor air inlet step, a first heat exchange step, a second heat exchange step and a discharge step.
먼저, 상기 집진단계는 소각로, 금속용해로및 습식탈황설비와 같은 발생원(1)에서 배출되는 배기가스내의 오염물질을 제거하는 것으로서, 이러한 집진공정은 유입덕트(2)를 통하여 습식집진기(3)내로 배기가스가 유입되고, 흡수액 공급펌프(6)에 의해서 상기 습식집진기(3)내로 공급되는 순환수는 분무노즐(4)을 통하여 미세입자로 분사되면서 배기가스내에 함유된 오염물질을 흡수제거함과 동시에 배기가스를 냉각시킨다.First, the dust collecting step is to remove contaminants in the exhaust gas discharged from the source 1 such as incinerators, metal melting furnaces and wet desulfurization facilities, and the dust collecting process is carried out through the inlet duct 2 into the wet dust collector 3. The exhaust gas flows in, and the circulating water supplied by the absorbent liquid supply pump 6 into the wet dust collector 3 is sprayed into the fine particles through the spray nozzle 4 to simultaneously absorb and remove contaminants contained in the exhaust gas. Cool the exhaust gas.
이때, 상기 습식집진기(3)에서 오염물질이 제거된 배기가스는 과포화된 수분을 포함하고 있으며, 상기 습식집진기(3)의 출구에서 직접 대기중으로 또는 연돌을통하여 배출되는 경우에 다량의 수증기인 백연이 배출되는 것이다.At this time, the exhaust gas from which the pollutants have been removed from the wet dust collector 3 contains supersaturated water, and when the exhaust gas is discharged directly into the atmosphere or through a stack at the outlet of the wet dust collector 3, white smoke, which is a large amount of water vapor, is produced. Will be discharged.
그리고, 상기 외기유입단계는 상기 습식집진기(3)에서 오염물질이 제거된 배기가스가 유입되는 열교환기(8)를 설치한 본체(22)하부인 쉘(21)측으로 외부공기를 강제유입하는 것이고, 상기 습식집진기(3)와 열교환기(8)는 유입덕트(7)를 매개로 연결되는 것이다. 이러한 외부공기의 강제유입이 냉각용 외부공기를 강제흡입하는 송풍기(18), 흡입시 발생하는 소음을 줄이는 소음기(17)및 도입덕트(19)를 통해 상기 쉘(21)내부로 외부공기를 분산공급하는 분배기(20)에 의해서 이루어진다.In addition, the external air inflow step is to forcibly introduce external air to the shell 21 which is the lower part of the main body 22 in which the heat exchanger 8 into which the exhaust gas from which the pollutant is removed is introduced from the wet dust collector 3 is introduced. The wet precipitator 3 and the heat exchanger 8 are connected via the inlet duct 7. The forced inflow of external air disperses the external air into the shell 21 through the blower 18 forcibly sucking the external air for cooling, the silencer 17 and the introduction duct 19 to reduce the noise generated during the suction. Made by a distributor 20 for supplying.
이에 따라 상기 쉘(21)내로 강제유입된 냉각용 외부공기는 상기 쉘(21)상부인 본체(22)내에 배치되어 상기 습식집진기(3)에서 오염물질이 제거된 배기가스가 공급되는 열교환기(8)의 열교환용 핀튜브를 통과하면서 배기가스를 냉각시키고, 외부공기는 승온건조시키는 1차 열교환단계를 수행하게 되는 것이다.Accordingly, the cooling external air forcibly introduced into the shell 21 is disposed in the main body 22 on the shell 21 to supply the exhaust gas from which the pollutant is removed from the wet dust collector 3. The exhaust gas is cooled while passing through the heat exchange fin tube of 8), and the external air is subjected to the first heat exchange step of raising and drying the temperature.
즉, 이러한 1차 열교환단계는 상기 배기가스가 상기 열교환기(8)의 열교환 핀튜브내부를 통과함과 동시에,상기 쉘(21)내로 강제유입된 냉각용 외부공기는 상기 열교환기(8)의 열교환용 핀튜브(8b)외부를 통과하면서 이루어지는 것으로서, 상기 열교환용 핀튜브내를 통과하여 연결덕트(9)측으로 빠져나오는 배기가스는 상기 열교환기(8)의 열교환용 핀튜브(8b) 외부면에 접하여 통과하는 냉각용 외부공기와의 온도차에 냉각되고, 냉각온도차에 상당하는 수분이 응축된다.That is, in the first heat exchange step, the exhaust gas passes through the inside of the heat exchange fin tube of the heat exchanger 8, and the external air for cooling forced into the shell 21 is applied to the heat exchanger 8. The exhaust gas passing through the heat exchange fin tube 8b outside and exiting the connection duct 9 through the inside of the heat exchange fin tube 8 is the outer surface of the heat exchange fin tube 8b of the heat exchanger 8. It cools by the temperature difference with the external air for cooling which passes and contacts, and the moisture corresponded to the cooling temperature difference condenses.
이때, 응축된 응축수는 상기 열교환기(8)의 하부측에 제공되는 배출관(24a)을 통하여 응축수탱크(24)에 저장되거나, 상기 습식집진기(3)의 순환수로 재이용되도록 순환처리된다.At this time, the condensed condensed water is stored in the condensate tank 24 through the discharge pipe 24a provided on the lower side of the heat exchanger 8, or circulated to be reused as the circulating water of the wet precipitator 3.
반면에, 상기 배기가스를 냉각하도록 열교환용 핀튜브의 외부면에 접하여 상측으로 통과하는 외부공기는 고온의 배기가스와 열교환되면서 50 내지 60℃로 승온, 건조된다.On the other hand, the outside air that is in contact with the outer surface of the heat exchange finned tube to the upper side to cool the exhaust gas is heated to 50 to 60 ℃ while being heat-exchanged with the high-temperature exhaust gas, dried.
연속하여, 상기 열교환기(8)를 통과한 배기가스는 출구온도에서 포화수분을 함유하고 있게 되며, 이러한 배기가스는 출구측에 연통된 연결덕트(9)를 통하여 상기 열교환기(8)의 상부측에 제공되는 혼합기(Mixing Chamber)(12)측으로 공급된다.Subsequently, the exhaust gas which has passed through the heat exchanger 8 contains saturated water at an outlet temperature, and this exhaust gas has an upper portion of the heat exchanger 8 through a connecting duct 9 connected to the outlet side. It is supplied to the mixer (Mixing Chamber) 12 provided on the side.
이때, 상기 열교환기(8)의 출구온도인 냉각후 온도, 시설경제성에 기인하여 열교환기(8)의 입구와 출구사이의 온도차를 6 내지 12℃로 설계하는 것이 바람직하고, 상기 연결덕트(9)와 혼합기(12)사이에는 대기환경보전법에 명시된 측정구(10)를 설치하여 열교환후 상기 연결덕트(9)를 통하여 배기되는 배기가스의 오염도를 직접 분석할수 있도록 하여도 좋다.At this time, it is preferable to design the temperature difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger 8 to 6 to 12 ° C. due to the temperature after cooling, which is the outlet temperature of the heat exchanger 8, and the economical efficiency of the facility. ) And the mixer 12 may be provided with a measuring instrument 10 specified in the Air Quality Preservation Act to directly analyze the pollution degree of the exhaust gas exhausted through the connection duct 9 after heat exchange.
한편, 상기 혼합기(12)에서 이루어지는 2차 열교환단계는 상기 열교환기(8)의 열교환용 핀튜브외부면에 접하여 통과하면서 승온,건조된 외부공기가, 상기 연결덕트(9)의 출구단에 설치되고, 상기 혼합기(12)의 내부공간에 배치되는 복수개의 노즐(11)을 통해 분사되는 배기가스와 상기 혼합기(12)내에서 완전혼합되면서 온도차가 없도록 서로 열교환되는 것이다.On the other hand, the secondary heat exchange step is performed in the mixer 12, the temperature rises and dried outside air passing through contact with the outer surface of the heat exchange fin tube of the heat exchanger 8, is installed at the outlet end of the connection duct (9) In addition, the exhaust gas injected through the plurality of nozzles 11 disposed in the inner space of the mixer 12 is completely mixed in the mixer 12 and heat-exchanged with each other so that there is no temperature difference.
이에 따라, 상기 배기가스보다 4 내지 5배 정도 건조하고, 승온된 냉각용 외부공기는 포화수분을 함유한 상기 배기가스와 상기 혼합기(12)에서 완전혼합되면서 상대습도가 40%이내로 유지된 상태로 최종배출구인 연돌(15)을 통하여 대기중으로 백연발생없이 배출되는 배출단계를 수행하게 되는 것이다.Accordingly, the cooling external air, which is dried about 4 to 5 times higher than the exhaust gas, is completely mixed in the exhaust gas containing saturated water and the mixer 12 while maintaining a relative humidity within 40%. It is to perform the discharge step is discharged to the atmosphere through the stack 15, the final discharge port without the generation of white smoke.
이때, 상기 연돌(15)내부의 유속은 냉각용 외부공기를 유입하는 송풍기(18)의 동력을 이용하여 상기 외부공기와 혼합한 배기가스가 대기중으로 신속하게 확산될수 있도록 19 내지 32m/sec 로 고속배출시키는 것이 바람직하다.At this time, the flow velocity inside the stack 15 is high speed of 19 to 32m / sec so that the exhaust gas mixed with the outside air can be quickly diffused into the atmosphere by using the power of the blower 18 for inflowing the cooling outside air It is preferable to discharge.
도 1에서 미설명부호 23는 상기 열교환기(8)를 경유하는 외부공기의 통과가 용이하도록 상기 열교환기(8)의 상,하부에 설치되는 다공성 플레이트이다.In FIG. 1, reference numeral 23 denotes a porous plate installed above and below the heat exchanger 8 to facilitate passage of external air via the heat exchanger 8.
위에 언급한 바와 같이 본 발명과 도 3에 도시한 종래의 방법을 비교 검토한 결과에서 알 수 있듯이 핵심 구별 요소는 냉각용으로 공급되어 승온 및 건조(감습)된 외부공기를 종래 방법에서는 재이용하지 않고 그대로 유출덕트(40)를 통해 대기 중으로 배기시키고 있으나 본 발명에서는 다습한 배기가스와 건조한 냉각용 외부공기를 도 1,2에 도시한 노즐(11)이 배치된 혼합기(12)에서 혼합하여 연돌(15)을 통하여 외부배출시킴으로서 백연발생을 제거하는 것이다.As mentioned above, as can be seen from the result of comparing the present invention with the conventional method shown in FIG. 3, the key distinguishing factor is that the external air supplied for cooling and heated and dried (humidified) is not reused in the conventional method. As it is exhausted into the atmosphere through the outflow duct 40, but in the present invention, the humidified exhaust gas and dry external cooling air are mixed in the mixer 12 in which the nozzles 11 shown in Figs. It is to remove the white smoke generation by external discharge through 15).
본 발명에서 제시한 백연제거방법의 실효성을 입증하기 위하여 모형실험을 실시하였다. 이때, 모형시험에 채용되는 백연제거장치(100)는 도 2와 같으며, 실제 적용할 시설과 유사조건을 유지하기 위하여 배기가스 발생원(1)과 강제공냉식 열교환기(8)및 송풍기(18)를 구비하고, 냉각용 외부공기를 혼합하기 위하여 상기 열교환기(8)와 연통구성되는 연결덕트(9)와, 노즐(11)을 갖는 혼합기(12)를 갖추어 구성한다.In order to prove the effectiveness of the fume removal method presented in the present invention, a model experiment was conducted. At this time, the white smoke removal apparatus 100 employed in the model test is as shown in Figure 2, in order to maintain similar conditions to the actual application facility, the exhaust gas generating source (1), forced air-cooled heat exchanger (8) and blower (18) And a connection duct (9) communicating with the heat exchanger (8) and a mixer (12) having a nozzle (11) in order to mix external air for cooling.
이때, 상기 장치(100)는 습식집진기(3)의 배기가스와 유사조건을 부여하기 위하여 배기가스 발생원(1)에서 전기 히터(51)를 이용하여 물을 증발시킴으로서 81℃ 온도 상태에서 포화수분을 갖는 배기가스를 발생시키고, 배기가스량 조절기구(52)와 유입덕트(2)을 통해 강제 공냉식 열교환기(8)의 도입부(8a)를 거쳐열교환용 핀튜브(8b)를 사용하여 구성한 열교환기(8)내로 배기가스를 유입시킨다.At this time, the apparatus 100 evaporates water by using an electric heater 51 in the exhaust gas generator 1 to impart similar conditions to the exhaust gas of the wet dust collector 3, thereby saturating the saturated moisture at a temperature of 81 캜. A heat exchanger configured to generate exhaust gas, and to use a heat exchange fin tube 8b through an introduction portion 8a of the forced air-cooled heat exchanger 8 through the exhaust gas amount adjusting mechanism 52 and the inlet duct 2; 8) Inflow exhaust gas into
상기 열교환용 핀튜브(8b)는 배기가스 온도를 73℃로 냉각할 수 있도록 표면적을 외부면에 나선형 핀(fin)이 돌출형성되어 있음에 따라, 열교환기 온도차에 의해 발생된 응축수는 배출관(5)을 통해 배기가스 발생원(1)의 수조내로 보내져 재이용된다.As the heat exchange fin tube 8b has a helical fin protruding from the outer surface of the heat exchanger to cool the exhaust gas temperature to 73 ° C., the condensed water generated by the heat exchanger temperature difference is discharge pipe 5. ) Is sent to the tank of the exhaust gas generator 1 for reuse.
그리고, 냉각용 외부공기는 송풍기(18)에 의해 풍량조절장치(19a)와 도입덕트(19)을 거쳐 본체(22)의 하부인 쉘(21)내로 유입된 후, 분배기(20)의 급기노즐(20a)을 거쳐 열교환기(8)의 하부측으로 유입되어 상기 열교환기(8)의 핀튜브(8b)의 외부면에 접하여 통과한다.Then, the cooling external air is introduced into the shell 21, which is the lower part of the main body 22, by the blower 18 through the air flow adjusting device 19a and the introduction duct 19, and then the air supply nozzle of the distributor 20. It flows into the lower side of the heat exchanger 8 via 20a, and contacts the outer surface of the fin tube 8b of the heat exchanger 8.
한편, 상기 열교환기(8)의 열교환용 핀튜브(8b)내부를 통과한 배기가스는 연통된 연결덕트(9)를 통해 혼합기(12)내로 유입된 다음, 상기 연결덕트(9)의 출구단에 설치된 혼합용 분사노즐(11)에서 분무된다.Meanwhile, the exhaust gas passing through the heat exchanger fin tube 8b of the heat exchanger 8 flows into the mixer 12 through the connecting connection duct 9, and then exits the outlet of the connection duct 9. It is sprayed from the mixing jet nozzle (11) installed in.
이때, 모형시험에 사용한 외부공기의 조건은 동절기 0℃ 상태의 외기를 도입하였으며 동절기 차가운 대기를 사용하여 실험한 것은 백연발생 특성상 외부공기가 차가운 계절에 백연이 더욱 심하게 형성되기 때문이며 적합한 특성판단을 위해 1월중에 시험을 실시하였다.At this time, the condition of the outside air used for the model test was introduced in the outdoor air at 0 ℃ during the winter season, and the experiment was conducted using the cold atmosphere in the winter season because the white smoke is more severely formed in the season when the outside air is cold. The test was conducted in January.
즉, 냉각용으로 도입된 외부공기는 도입지점(A)에서 0℃이며, 상기 열교환기(8)의 핀튜브(8b)의 통과후의 지점(B)에서는 60℃로 상승된다. 이때, 상기 핀튜브(8b)를 통과하는 고온의 배기가스는 냉각온도차만큼 냉각된 다음 연결덕트(9)를 거쳐 혼합기(12)내의 노즐(11)을 통해 분무된다.That is, the external air introduced for cooling is 0 ° C at the introduction point A, and rises to 60 ° C at the point B after the passage of the fin tube 8b of the heat exchanger 8. At this time, the hot exhaust gas passing through the fin tube 8b is cooled by the cooling temperature difference and then sprayed through the nozzle 11 in the mixer 12 via the connection duct 9.
그리고, 상기 열교환기(8)를 통과하면서 건조하고 승온된 냉각용 외부공기는 혼합기(12)에서 노즐(11)을 통해 분사된 다습한 배기가스와 완전 혼합되어 혼합가스성상은 62℃, 상대습도 36%로 감습(건조)된후 연돌(15)을 통해 대기중으로 확산되는 것이다.In addition, the cooling external air dried and heated while passing through the heat exchanger 8 is completely mixed with the humid exhaust gas injected through the nozzle 11 in the mixer 12 so that the mixed gas properties are 62 ° C. and relative humidity. After being wetted (dried) at 36%, it diffuses into the atmosphere through the stack 15.
본 실험에서 백연발생 및 억제와 관련된 핵심요소는 배기가스, 냉각용 외기, 혼합가스가 갖는 수분변화과정이므로 각 지점에서의 세부적 시험결과는 하기 표1과 같다.In this experiment, the key factors related to the generation and suppression of smoke are the process of changing the moisture of exhaust gas, cooling air, and mixed gas, so the detailed test results at each point are shown in Table 1 below.
상기 표1의 실험결과에서 알 수 있듯이, 혼합기(12) 통과후 냉각용 외부공기와 배기가스가 서로 섞인 혼합가스는 절대습도가 0.0544[Kg·H2O / Kg·건공기]이며 상대습도는 36%로서 매우 건조한 상태임을 알수있다.As can be seen from the experimental results of Table 1, the mixed gas mixed with the cooling external air and the exhaust gas after passing through the mixer 12 has an absolute humidity of 0.0544 [Kg · H 2 O / Kg · dry air] and the relative humidity is 36%, very dry.
따라서 이러한 상태의 혼합가스가 연돌(15)을 통해 배출될 경우 일반대기의 상대습도보다도 낮아 백연현상이 근본적으로 발생되지 않는다. 실제 모형실험에 의한 결과 도 2의 연돌(15)의 배출구에서 백연이 발생되지 않았으며 본 발명의 우수성을 확인하였다.Therefore, when the mixed gas in such a state is discharged through the stack 15, the white smoke phenomenon is not fundamentally lower than the relative humidity of the general atmosphere. As a result of the actual model test, white smoke was not generated at the outlet of the stack 15 of FIG. 2 and the superiority of the present invention was confirmed.
도2 에서 배가가스농도 측정구(10)는 대기환경보전법상의 측정구 설치기준 충족을 위하여 설치한 것으로 미량 오염물질이 포함된 연결덕트(9)와, 냉각공기가 도입되는 도입덕트(19)가 상기 열교환기(8) 내부에서는 서로 혼합되지 않음을 측정에 의해 판별할 수 있도록 환경보전법상의 의무규정에 따라 설치한 것이다.In Fig. 2, the doubling gas concentration measuring instrument 10 is installed to meet the measuring instrument installation criteria according to the Atmospheric Environment Conservation Act, and a duct 9 containing trace pollutants and an introduction duct 19 for introducing cooling air are provided. The heat exchanger (8) is installed in accordance with the mandatory provisions of the Environmental Conservation Act so that it can be determined by measurement that they are not mixed with each other.
또한, 본 발명의 실효성을 입증하기 위해 실시한 모형실험 결과 다습한 배기가스와 건조한 냉각용 외부공기의 혼합비율에 따른 백연제거 효과와 소요동력과의 관계는 표 2에 도시한 바와같다.In addition, as a result of the model test conducted to prove the effectiveness of the present invention, the relationship between the white smoke removal effect and the required power according to the mixing ratio of humid exhaust gas and dry cooling external air is shown in Table 2.
상기 표 2를 통한 실험결과에서 알수 있듯이 혼합가스의 상대습도는 다습한 배기가스와 건조한 냉각용 외부공기의 혼합비욜(이하, 혼합비율이라함)이 1:3일때 상대습도는 46%로서 백연의 발생이 급격히 감소되었고, 그 이상의 냉각용 외부공기량을 증가하여도 상대습도의 감소는 많지 않게 나타나고 있음을 알수 있다.As can be seen from the experimental results through Table 2, the relative humidity of the mixed gas is 46% when the mixing ratio (hereinafter, referred to as a mixing ratio) between the humid exhaust gas and the dry cooling external air is 1: 3. It was found that the generation was drastically reduced, and that the relative humidity was not decreased even though the amount of external air for cooling was increased further.
또한, 냉각용 외부공기의 공급을 위한 송풍기(18)의 소요동력을 측정한 결과 혼합비율 1:7 이상 부터 소요동력은 30% 이상씩 증가되나, 상대습도의 감소효과는경미한 것으로 나타나 경제성 확보측면에서 1:7이하로 유지하는 것이 가장 바람직한 것으로 분석된다.In addition, as a result of measuring the required power of the blower 18 for supplying the cooling external air, the required power increased by 30% or more from the mixing ratio of 1: 7 or more, but the effect of reducing the relative humidity was slight. It is analyzed that it is most preferable to keep the ratio below 1: 7.
따라서, 본 발명에서의 실험결과 백연제거의 효율과 경제성을 고려하여 배기가스와 냉각용 외부공기의 혼합비율은 1:2.5 내지 7.0가 가장 적합함을 알수 있다.Therefore, the experimental results in the present invention can be seen that the most suitable ratio of 1: 2.5 to 7.0 mixing ratio of the exhaust gas and the cooling external air in consideration of the efficiency and economical efficiency of the white smoke removal.
그리고, 본 발명에서 송풍기(18)의 소요동력비의 절감을 위해 배기가스와 냉각용 외부공기의 혼합비율이 적은 상태로 운전하고자 할 경우와 동일 혼합비 상태에서 백연제거효과를 보다 높이고자 할 경우, 연돌(15)내부에서 배출되는 혼합가스의 유속을 빠르게 함으로서, 혼합가스가 대기중으로 확산이 용이하도록 하여 그 효과를 높일수 있다.In the present invention, in order to reduce the required power ratio of the blower 18 in order to increase the white smoke removal effect in the same mixing ratio as in the case of operating in a state where the mixing ratio of the exhaust gas and the external air for cooling is less, the stack (15) By increasing the flow rate of the mixed gas discharged from the inside, the mixed gas can be easily diffused into the atmosphere, and the effect can be enhanced.
이점에 착안하여 연돌(15)내에서의 혼합가스유속과 확산효과의 관계를 모형실험을 통해 분석한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.Focusing on this, the results of analyzing the relationship between the mixed gas flow rate and the diffusion effect in the stack 15 are shown in Table 3 below.
상기 표 3을 통한 실험결과는 표 2의 실험에 의한 결과중 백연이 목격된 시점의 혼합비율이 1:3이 부터이므로 확산효과의 분석시험은 혼합비율을 1:3으로 한상태에서의 연돌(15)내에서 유속은 10 내지 40m/sec 범위로 시험한 것이며, 이 조건에서 연돌내부의 혼합배기가스의 유속이 20m/sec 이하일때, 미량의 백연이 생성되었으며, 보다 높은 유속에서는 확산효과에 의해 백연이 생성되지 않았다.Experimental results of Table 3 is because the mixing ratio of white lead is observed from the results of the experiment of Table 2 from 1: 3, the analysis test of the diffusion effect of the stack at the mixing ratio of 1: 3 (15 Flow rate was tested in the range of 10 to 40 m / sec, and in this condition, when the flow rate of the mixed exhaust gas in the stack was less than 20 m / sec, a small amount of white smoke was produced. This was not generated.
연돌내의 유속상승에 따른 소요동력비 상승은 35m/sec 이상의 유속부터 증가비율이 큰 것으로 나타나 확산효과대비 소요동력증가를 고려한 경제성은 35m/sec 이하인것으로 확인하였다.The increase in the required power ratio due to the increase in the flow rate in the stack was found to be large from the flow rate of 35m / sec or more. Therefore, the economic efficiency considering the required power increase compared to the diffusion effect was found to be less than 35m / sec.
따라서, 상기 연돌(15)에서의 배기가스 유속은 냉각용 외부공기를 공급하는 송풍기(18)의 동력에 의하여 19∼32m/sec로 고속을 유지하므로서 확산효과를 높일수 있는 것이다.Therefore, the exhaust gas flow rate in the stack 15 can increase the diffusion effect while maintaining a high speed of 19 to 32m / sec by the power of the blower 18 for supplying the cooling external air.
상기와 같이, 본 발명은 종래 방법의 한계성을 극복하기 위해 습식집진기의 배기가스를 간접 강제공냉식 열교환방법을 사용하여 열교환을 위해 외부로 부터 도입되는 외부공기를 대기중으로 그대로 배출시키지 않고, 열교환기의 열교환용 핀튜브(또는 쉘)측으로 통과시킴으로서, 냉각된 다습한 배기가스와, 송풍기를 이용하여 냉각용으로 열교환기 내로 도입하여 열교환기의 핀튜브에 의해 가온되고 건조해진 외부공기를 연돌이전에 설치되는 혼합기에서 혼합시켜줌으로서 건조상태의 혼합가스를 대기 중으로 배출시키는 것이다.As described above, in order to overcome the limitations of the conventional method, the exhaust gas of the wet precipitator is discharged from the outside without being discharged into the atmosphere by using an indirect forced air cooling heat exchange method. By passing it to the heat exchange fin tube (or shell) side, the cooled humid exhaust gas and the blower are introduced into the heat exchanger for cooling, and the external air warmed and dried by the fin tube of the heat exchanger is installed before the stack. By mixing in a mixer to be discharged to the mixed gas of the dry state to the atmosphere.
상기 혼합기(Mixing Chamber)에서 다습한 배기가스와 건조한 냉각용 외부공기를 혼합시키면, 이 혼합가스는 다량의 냉각용 외부공기에 의하여 습도가 일반 대기의 상대습도까지 감소되어 연돌을 통해 대기 중으로 배출시 재응축되어 백연이 목격되는 현상을 최소화할 수 있으며 보다 높은 효율달성을 위해 외부 냉각공기 공급 송풍기의 동력을 활용하여 연돌에서의 혼합가스 배출속도를 기존의 2배 이상 증가시킴으로서 대기 중으로의 순간적인 확산이 가능하도록 할수 있는 것이다.When the humidified exhaust gas and the dry cooling external air are mixed in the mixer (Mixing Chamber), the mixed gas is discharged to the atmosphere through the stack due to the humidity is reduced to the relative humidity of the general atmosphere by a large amount of external air for cooling Re-condensation minimizes the phenomenon of white lead, and uses the power of an external cooling air supply blower to achieve higher efficiency, and increases the discharge rate of mixed gas from stacks by more than twice the existing rate. You can make this possible.
그리고, 본 발명의 가장 큰 장점은 배기가스를 건조상태의 혼합가스로 전환시키고, 연돌의 배출속도를 높여 배기가스가 연돌 주변에서 응축되어 낙하하거나 수증기 상태의 백연 발생현상을 억제시킬수 있기 때문에, 연돌 주변에서의 오염문제를 근본적으로 예방할 수 있고 장치구조가 간단하여 비용을 크게 절감할 수 있는 것이다.In addition, the greatest advantage of the present invention is to convert the exhaust gas into the mixed gas in the dry state, and to increase the discharge rate of the stack, the exhaust gas condensed around the stack can suppress the phenomenon of white smoke in the form of water vapor fall, It is possible to fundamentally prevent the pollution problem in the surroundings, and the device structure is simple, which can greatly reduce the cost.
또한, 본 발명과 유사한 효과를 가질 수 있는 종래의 배기가스 재가열 방법 등과 비교시 가열에 필요한 연료공급등이 불필요하여 소요비용을 크게 절감할 수 있다는 것이다.In addition, compared with the conventional exhaust gas reheating method and the like, which can have an effect similar to the present invention, it is unnecessary to supply a fuel required for heating, thereby greatly reducing the required cost.
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 건조한 냉각용 외부공기를 재활용하여 다습한 배기가스와 혼합시키고, 냉각공기 압입용 송풍기의 에너지를 활용하여 연돌에서의 혼합가스의 배출유속을 높여 확산시킴으로서, 주로 상온보다 높은 상태로 배기가스를 배출하는 시설에서 포화수분에 의해 생성되는 백연 발생현상을 근본적으로 억제하거나 고효율로 처리할 수 있기 때문에, 소각로, 탈황시설, 비철금속용해로, 화학제품제조시설등의 습식 대기오염물질제거 과정중 발생되는 백연과 각종 산업용 건조시설에서 발생되는 수증기를 효과적으로 제거할 수 있다.According to the present invention as described above, by recycling the dry outside air for cooling and mixing with the humid exhaust gas, by utilizing the energy of the cooling air inlet blower to increase the diffusion flow rate of the mixed gas in the stack, mainly at room temperature In the facilities that discharge exhaust gas at a higher level, it is possible to fundamentally suppress or treat the white smoke generated by saturated water in a high efficiency, so that wet air pollution of incinerators, desulfurization facilities, non-ferrous metal melting furnaces, chemical manufacturing facilities, etc. It can effectively remove white smoke generated during material removal process and water vapor generated in various industrial drying facilities.
또한, 종래의 방법에서 백연제거를 위해 필요하던 다량의 가열용 연료소모와 복잡한 시설장치를 생략하고 간편한 장치와 에너지의 재활용에 의해 안정적이면서 고효율로 백연을 제거할 수 있어 그간 많은 연돌에서 발생하였던 백연으로 인한 문제점 즉, 연돌근처에 응축수낙하와 오염물질의 낙진현상등을 크게 저감시키는 효과가 있는 것이다.In addition, it eliminates a large amount of heating fuel consumption and complicated equipment required for removing white smoke in the conventional method, and it is possible to remove white lead with stable and high efficiency by simple device and energy recycling. That is, there is an effect that greatly reduces condensate drops and fallout of pollutants near the stack.
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