KR100563973B1 - 안내깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로가스에 함유된 미스트를 제거하는 장치에 관한 것으로, 고로가스내 더스트를 집진하는 비숍스크루버의 후단에 연결 설치되는 집진수배출관과, 그 상단 내부 중앙에 고정되며 외주면에는 다수의 안내깃을 갖는 안내깃고정체와, 상기 안내깃고정체에 의해 원심분리된 미스트와 가스를 별도 라인으로 배출하도록 집진수배출관의 하단 중앙에 연결설치된 가스배출관을 포함하는 미스트 제거장치에 있어서; 상기 안내깃은 상기 안내깃고정체의 외주면을 따라 일정간격으로 다수 고정되되, 상기 안내깃고정체의 중심축과 30~45°기울여지게 설치된 안내깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 미스트 포집효율이 획기적으로 향상되고, 포집효율의 급상승에도 불구하고 차압은 큰 증가가 없어 안정적인 설비운용이 가능하며, 미스트 제거장치를 효율적으로 운용할 수 있다.

미스트, 비숍스크루버, 원심분리, 포집효율, 차압, 안내깃고정체, 안내깃

Description

안내깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치{HIGHLY EFFICIENT CENTRIFUGAL MIST ELIMINATOR WITH OPTIMIZED GUIDE VANE}

도 1은 물입자의 크기 및 안내깃고정체의 원주방향 안내깃의 각도에 따른 종래 미스트 포집효율 변화를 나타낸 그래프,

도 2는 본 발명에 따른 미스트 제거장치의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 안내깃고정체의 안내깃 각도 변화에 따른 미스트 포집효율 변화 및 차압 변화를 나타낸 그래프.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10....집진수배출관 12....안내깃고정체

14....가스배출관 16....안내깃

18....응축수배출관

본 발명은 고로가스에 함유된 미스트를 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로 상단을 통해 배출되는 고로가스를 포집하는 비숍 스크루버내 안내깃의 구조를 개선함으로써 미스트 포집효율을 급격히 향상시킬 수 있도록 한 안내 깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선철을 생산하는 고로에서는 내부의 원료와 코크스의 환원작용시 고로가스(BALST FURNACE GAS)가 발생되며, 이 고로가스는 고로의 상단을 통해 배출되게 된다.

이와 같이 배출되는 고로가스는 다량의 먼지(DUST)를 포함하고 있으므로 이를 제거하기 위해 집진설비를 마련하고 있는 바, 집진설비로는 건식집진기인 더스트캐쳐(DUST CATCHER)와, 습식집진기인 비숍스크루버(BISCHOFF SCRUBBER)가 주로 사용된다.

특히, 비숍스크루버의 경우에는 그 후단에 미스트 제거수단(MIST ELIMINATOR)를 구비하고 있는데, 이는 비숍스크루버에서 배출되는 먼지를 함유한 물 입자를 제거하기 위한 것이다.

종래 미스트 제거수단은 비숍스크루버의 후단에 집진수배출관을 설치하고, 상기 집진수배출관의 내부 상단 중앙에 원주방향으로 일정간격을 둔 다수의 안내깃을 갖는 안내깃고정체를 고정 설치함으로써 집진수와 더스트를 분리하였다.

그런데, 이와 같은 단순 구조의 안내깃고정체는 그 포집효율이 낮아 개선이 요구되었으며, 그 일 예로 미국특허 4,234,335와 한국특허출원 2002-82936호가 개시된 바 있다.

이들 개시된 바에 따르면, 안내깃고정체의 외주면에 부착된 안내깃(도 2의 원안에 예시된 '16')의 각도(θ)를 시계방향으로 7.5°정도 기울여 설치한 경우에는 다른 방식에 비해 포집효율의 증대가 있음이 확인되었다. 또한, 상기 안내깃의 각도를 반시계방향으로 7,5°정도 기울여 설치한 경우에는 상기 시계방향으로 기울여 설치한 것에 비해 그리 크지는 않지만 포집효율의 증대가 나타났다.

하지만, 도 1의 그래프에서와 같이, 포집효율이 획기적으로 증대되지는 않았다.

즉, 미스트의 입자경이 30마이크론 이상일 경우에는 각 입자경에 따른 포집효율의 차이가 발생되지 않았다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 안내깃고정체의 외주면을 따라 설치된 다수의 안내깃의 구조를 개선함으로써 포집효율은 급격히 향상되면서 발생된 차압도 공정전체의 압력에 비해 크지 않음으로써 설비를 안정적으로 유지시킬 수 있도록 한 안내깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 고로가스내 더스트를 집진하는 비숍스크루버의 후단에 연결 설치되는 집진수배출관과, 그 상단 내부 중심에 고정되며 외주면에는 다수의 안내깃을 갖는 안내깃고정체와, 상기 안내깃고정체에 의해 분리된 미스트와 가스를 별도 라인으로 배출하도록 집진수배출관의 하단 중앙에 연결설치된 가스배출관을 포함하는 미스트 제거장치에 있어서; 상기 안내깃은 상기 안내깃고정체의 외주면을 따라 일정간격을 두고 다수 고정되되, 상기 안내깃고정체의 중심축과 30~45°기울여지게 설치된 안내깃 최적화에 의한 고효율 원심 력식 미스트 제거장치를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 미스트 제거장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 안내깃고정체의 안내깃 각도 변화에 따른 미스트 포집효율 변화 및 차압 변화를 나타낸 그래프이다.

도 2 및 도 3의 도시와 같이, 비숍스크루버의 후단에는 집진수배출관(10)이 연결설치된다.

상기 집진수배출관(10)의 상단 일부는 직경이 확경되는 구조로 이루어지며, 그 확경된 부위의 내부에 가스의 흐름을 변화시키는 안내깃고정체(12)가 고정 설치된다.

그리고, 상기 집진수배출관(10)의 하단 내부 중심에는 가스배출관(14)이 연결설치되고, 이를 제외한 부분은 응축수배출관(18)으로 활용된다.

이때, 상기 안내깃고정체(12)의 외주면에는 다수의 안내깃(16)이 설치되는데, 상기 안내깃(16)은 상기 안내깃고정체(12)의 외주면에 반경방향으로 일정간격을 두고 다수 설치되며, 특히 안내깃고정체(12)의 중심축에 대하여 일정각도, 바람직하기로는 30~45°정도의 각도를 가지고 기울여져 설치고정된다.

이러한 구조는 집진수배출관(10) 내부로 유입되는 수분을 함유한 가스에 회전을 일으켜 원심분리 기능을 충실히 수행할 수 있는 구조이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

비숍스크루버를 통해 습식집진되어 먼지가 제거된 배출가스는 비숍스크루버의 후단에 설치된 집진수배출관(10)으로 유입되게 된다.

이때, 상기 배출가스는 안내깃고정체(12)의 안내깃(16)을 따라 유도되면서 회전을 발생시켜 원심분리되게 된다.

즉, 배출가스에 함유되어 있던 수분인 미스트는 관성에 의하여 집진수배출관(10)의 내벽측에 충돌하게 되고, 상대적으로 가벼운 배출가스는 하방향으로 이동하여 가스배출관(14)을 통하여 배출된다.

따라서, 집진수배출관(10)의 내벽측에 충돌된 미스트는 포집되면서 뭉쳐지게 되고, 그 내벽면을 타고 흘러내리게 되며, 응축수배출관(18)을 통해 배출처리되게 된다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 안내깃고정체를 이용할 때 미스트의 포집효율 및 차압을 측정하기 위하여, 상기 안내깃고정체에 부착되는 안내깃의 각도를 안내깃고정체의 중심축에 대하여 30~45°까지 총 15°를 변화시키면서 실험하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

이때, 포집효율의 급격한 증대를 확인하기 위하여, 미스트 입자경이 30마이크론 이상인 것의 포집효율을 집중적으로 측정하였는 바, 이는 미스트가 30마이크론 이상의 입자경을 가졌을 때 종래 기술들은 포집효율의 증대가 없었기 때문이다.

측정결과, 안내깃의 각도를 30~45°까지 총 15°정도 기울였을 때 30마이크론 이상의 입자경을 갖는 미스트들의 포집효율이 45%에서 95%까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

나아가, 동일 조건에서의 차압을 측정한 결과 대략 400mmAq, 즉 0.04 bar 정도의 차이가 나타났으나 이러한 차압의 증가는 고로에서 유지되는 전체 압력인 1~3 bar에 비하여 상대적으로 작은 것이므로 본 발명에서 목적하는 바를 충분히 달성하고 있음을 확인할 수 있었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 미스트 포집효율이 급격히 향상되며, 포집효율의 급상승에도 불구하고 차압의 증가가 상대적으로 작아 안정적인 설비운용이 가능하고, 결과적으로 미스트 제거장치를 안정적이면서 효율적으로 운용할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 고로가스내 더스트를 집진하는 비숍스크루버의 후단에 연결 설치되는 집진수배출관과, 그 상단 내부 중앙에 고정되며 외주면에는 다수의 안내깃을 갖는 안내깃고정체와, 상기 안내깃고정체에 의해 원심분리된 미스트와 가스를 별도라인으로 배출하도록 집진수배출관의 하단 중앙에 연결설치된 가스배출관을 포함하는 미스트 제거장치에 있어서;

   상기 안내깃은 상기 안내깃고정체의 외주면을 따라 일정간격을 두고 고정되되, 상기 안내깃고정체의 중심축과 30~45°기울여지게 설치된 것을 특징으로 하는 안내깃 최적화에 의한 고효율 원심력식 미스트 제거장치.

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