KR100742131B1 - 세정 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정 집진기에 관한 것으로, 상단에 배출구(7)를 형성하는 원통형 몸체(20)와, 상기한 몸체(20)의 내주 원주상 접선 방향으로 처리대상 오염유체가 유입되게 설치하는 가이드밴(1)과, 상기한 몸체(20)의 하부에 설치되는 공기주입장치(5)와, 상기한 몸체(20) 내의 공기주입장치(5) 상부에 방사상으로 설치되는 슬롯판(10)과, 상기한 슬롯판(10)의 중앙에서 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 상기한 충돌판(11) 위로 설치되는 세정액 분사부(21)를 갖는 세정액공급장치(4)와, 상기한 세정액분사부(21) 상부로 설치되는 디미스터(6)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 세정액공급장치(4)는, 세정수를 수용하는 세정수탱크(12)와, 산화 세정액을 수용하는 세정액탱크(13)와, 상기한 세정수탱크(12)로부터의 세정수와 세정액탱크(13)로부터의 세정액을 함께 수용하는 집수조(8)와, 집수조(8)에 혼합된 세정액을 세정액분사부(21)에 공급하기 위한 펌프(16)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 슬롯판(10)과, 상기한 슬롯판(10)의 중앙에 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 그리고 세정액분사부(21)의 설치구조는 상방으로 나란히 2 개 설치되는 것을 특징으로 한다.

세정, 집진기, 분진, 오염공기, 세정수

Description

세정 집진기{DUST COLLECTOR BY FLUSHING}

도 1 은 본 발명에 대한 개략 전체적 구성도

도 2 는 가이드밴(1)의 설치 구조를 보여 주기 위한 참고도

도 3 은 슬롯판(10)과 충돌판(11)의 설치를 보여 주기 위한 상면도이고

도 4 는 도 3 을 정면에서 본 개략 구성도이다

본 발명은 세정 집진기에 관한 것이다.

종래의 집진기는, 예를들어, 습식 방법에 의한 집진 처리 경우, 분진이 많이 발생하고, 악취가 발생하며, 황산화물 등 가스의 동시 처리 경우는 분진 처리 효율이 떨어지며, 오염 공기의 비수용성 등에 의해 흡수 효율이 떨어져 별도의 분진처리 설비와 가스처리설비를 설치하여 높은 초기 투자비 및 유지관리 비용이 소요되었다.

또한 점착성 분진 집진을 목적으로 하는 집진장치가 현재 많은 종류가 개발되어 나와 있지만 이들 종래의 장치 역시 복합 오염물에 대한 처리에 있어서 원활한 처리가 되지 못하는 등의 문제가 나타난다. 예를들어, 점착 분진의 집진시설 내 축적, 염 형성에 의한 튜브, 노즐, 충진층의 막힘 현상 및 여과기능 저하, 가스, 분진의 동시처리에 대한 어려움 등이 그 문제점들이다

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명한 것으로, 미세 먼지와 점착성 분진 그 외, 기타 복합 오염물질의 처리 효율을 향상시킴에 그 목적이 있다

그 외 다른 목적과 상세 구성에 대하여는 이하에서 설명한다.

본 발명은 오염 공기의 충돌, 확산, 그리고 오염공기의 흡수층을 형성하여 분진처리 효율과 반응성을 높이고 또한 세정액을 알칼리(산성) 산화제를 이용하여 흡수율을 높여 분진 및 가스처리 효율을 향상시킨 것이다

상기 본 발명의 목적 달성을 위한 주요 구성은, 상단에 배출구(7)를 형성하는 원통형 몸체(20)와, 상기한 몸체(20)의 내주 원주상 접선 방향으로 처리대상 오염유체가 유입되게 설치하는 가이드밴(1)과, 상기한 몸체(20)의 하부에 설치되는 공기주입장치(5)를 갖춘 흡수반응조(2)와, 상기한 공기주입장치(5) 상부에 방사상으로 설치되는 슬롯판(10)과, 상기한 슬롯판(10)의 중앙에서 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 상기한 충돌판(11) 위로 설치되는 세정액 분사부(21)를 갖는 세정액공급장치(4)와, 상기한 세정액분사부(21) 상부로 설치되는 디미스터(6)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 세정액공급장치(4)는, 세정수를 수용하는 세정수탱크(12)와, 산화 세정액을 수용하는 세정액탱크(13)와, 상기한 세정수탱크(12)로부터의 세정수와 세정액탱크(13)로부터의 세정액을 함께 수용하는 집수조(8)와, 집수조(8)에 혼합된 세정액을 세정액분사부(21)에 공급하기 위한 펌프(16)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 슬롯판(10)과, 상기한 슬롯판(10)의 중앙에 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 그리고 세정액분사부(21)의 설치구조는 상방으로 나란히 2 개 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 충돌판(11) 상단은 반구형의 캡(26)이 형성되어, 이 캡에 부딪치는 세정액이l 분수형으로 사방으로 흩어지게 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면에 의거 본 발명을 더욱 상세히 설명한다

도 1 에서 보듯이, 몸체(20)의 외주엔 가이드밴(1)이 설치된다. 가이드밴(1)은 도 2 에 보듯이, 몸체(20)의 외주에서 원의 내접선 방향으로 설치된다.

가이드밴(1)은 오염물질이 흡수반응조(2)로 유입될때 유입속도를 증가시켜 선회류를 일으키게 만들어 준다. 몸체(20)의 하부는 산성가스 및 악취물질을 제거하기 위한 흡수반응조(2)가 형성된다. 흡수반응조(2) 내에는 산화-환원 반응을 시켜주기 위한 공기주입장치(5)가 설치된다. 흡수반응조(2) 상부에는, 공기주입장치(5)에서 공급하는 공기에 의해 부상하는 침전물의 제거를 위한 월류배관(15)이 설치된다.

흡수반응조(2) 상단에는 슬롯판(10)이 케이싱(9)에서 방사상으로 빙 둘러 형성되고, 슬롯판(10) 중앙에는 충돌판(11)이 수직으로 설치되며, 그리고 상부에는 미스트(수증기 또는 안개)를 제거하기 위한 디미스터(6)가 배출구(7) 하단에 설치된다. 흡수반응조(2)는 세정액이 집수되는 집수조 역할을 동시에 한다. 다시말해 도 1 에서 보듯이, 세정액분사부(21)에서 분사된 세정액이 몸체(20)의 내벽을 타고 흘러 내려 하부로 내려와서 집수조(8)로 유입되어 다시 펌프(16)에 의해 공급되는 순환 구조로 만들었다.

슬롯판(10)은 방사상으로 여러개 설치되는데 오염물질을 포함한 상승기류가 세정액과 적절한 압력 밸런스를 유지하여 소용돌이 형성이 용이하도록 일정한 각도를 가지고 있다. 충돌판(11)은 그 바로 위의 세정액분사부(21)와의 간격을 좁게 유지되게 한다. 더욱 상세히 설명하면 세정액 분사시, 도 4 에서 보듯이, 상단이 반구 형태를 가진 캡(26) 곡면을 따라 세정액이 퍼지면서 수막층을 형성하기 용이하게 구성되어 있다.

세정액분사부(21)는 일반적인 스프레이 노즐을 사용하지 않고 대구경의 파이프 등을 사용함으로써 노즐의 막힘 현상을 해결하였다. 또한 가스상 오염물질의 처리를 위해 산화, 환원제 등의 약품을 주입할 경우 생기는 침전물에 의한 막힘 현상이 없기 때문에 세정액의 재순환이 가능하여 유지비의 절약을 기대할 수 있다.

세정액공급장치(4)는 도 1 에 도시한 바와 같이, 세정액을 공급하기 위해 세정액을 저장하는 세정액탱크(13)와, 세정수탱크(12), 펌프(16) 및 파이프(14)가 포함된다.

상기한 구성에 의한 작동을 설명하면 다음과 같다

산성가스나 악취물질의 제거를 위하여는 산-염기 반응 및 산화-환원반응이 효과적으로 일어나야 한다. 따라서 가이드밴(1)을 통하여 각종 산업공정 및 보일러, 소각로, 화력발전소 등에서 배출된 가스상의 오염물질 또는 입자상 오염물질이 흡수반응조(2)로 유입된다. 이때 오염물질의 유입되는 속도를 증가시켜 세정액과 반응 효율을 높인다. 흡수반응조(2)에서 오염물질들은 도 2 에 보듯이, 측면에서 접선 방향으로 유입되기 때문에 기류가 회전력을 가지고 세정액(25)과 접촉 및 충돌하기 때문에 반응성을 높일 수 있다. 세정액(25)은 약취물질 및 산성가스와 만나 산화 환원 반응이 일어난다. 한편, 흡수반응조(2) 하부로는 공기 주입장치(5)에 의해 필요한 산화공기를 공급받는다. 산화-환원 반응으로 생성된 침전물은 공기주입장치(5)에 의해 공급되는 공기로 인해 부상하여 상부에 형성된 월류배관(15)을 통해 배출된다. 일부 분진은 흡수반응조(2)의 상부 내벽을 타로 위에서 흘러 내려 공급되는 세정액과 충돌하여 일부 제거된다.

한편, 일차로 걸러진 오염 공기는 슬롯판(10) 쪽으로 올라간다. 슬롯판(10)은 도 3 에 보듯이, 여러개의 판이 경사지게 설치한 것으로 그 슬롯판(10) 사이의 틈새는 슬롯(3)을 형성한다. 슬롯판(10)은 유입되는 오염물질의 농도, 입자크기, 등에 따라 설치각도(비틀림각도) 및 크기를 달리할 수 있으며, 이에 따라 조정되어 형성되는 그 틈새의 슬롯(3)을 통과하는 속도에 의하여 충돌, 관성, 확산의 메커니즘으로 오염물질들이 세정액과 접촉하여 효율적으로 제거된다.

오염물질을 포함한 상승기류와 세정액공급장치(4)에서 공급되어지는 세정액의 중력으로 인해 세정액이 낙하하는 힘의 균형을 통해, 세정액이 슬롯판(10) 사이로 바로 통과하여 흡수반응조(2)로 떨어지게 하고, 슬롯판(10) 상단에서는 세정액이 소용돌이 효과를 내어, 도 1 과 같이 분수형의 수막층을 형성하도록 유도한다.

다시말해, 상승하는 오염공기의 선회류에 의해 수막층도 소용돌이를 일으키므로 오염물질이 상승기류를 따라 상승할때 그 접촉 기회가 극대화되어 처리된다. 세정액이 슬롯부(3) 중심에 설치된 충돌판(11)과 공급부(4) 사이의 좁은 간격을 통하여 분출되면서 수막층을 형성되는데, 이러한 수막층은 슬롯(3)을 통과하여 나오는 오염물질을 이중으로 포지하는 역할을 한다.

충돌판(11)으로 세정액이 분사되어 충돌시 생기는 작은 수증기 형태의 세정액 입자와 슬롯(3) 상단의 소용돌이 수층에서 발생하는 세정입자들이 오염물질과 서로 충돌, 결합하여 입자크기를 크게 만든 후, 다시 침강하여 제거된다. 또한 상부의 배출구(7)로 수증기가 배출되는 것을 막기 위해 디미스터(6)가 설치되어 있다.

주요 장치의 재질은 배출가스의 온도, 습도 및 오염물이 종류, 배출농도 및 배출량등에 따라 적절히 선택하여 제작한다.

흡수 반응조의 기능 및 특징을 다시 한번 설명하면 아래와 같다.

가이드밴(1)을 통하여 가스, 입자상 오염물질은 측면 접선 방향으로 하향으로 빠르게 유입된다. 이런 흐름은 세정액 내부에서 소용돌이치며, 접촉기회를 최대한 많이 가지면서 회전하게 된다. 이때, 산화공기 공급장치가 공급하는 산화공기와 세정액이 산화-환원 반응을 하여 가스상 오염물들이 제어된다. 이때 발생하는 침전물들은 산화공기에 의해 부상하고 월류배관(15)을 통해 제거되어 진다. 또한 세정액의 지속적인 공급으로, 산-염기 중화반응으로 인한 세정액의 PH 변화에 의한 효율 저감을 방지할 수 있다.

장치 내의 오염물질의 제거 순서는 다음과 같다.

오염물질이 가이드밴(1)을 통하여 빠르게 유입됨으로 자연적으로 회전력을 가지게 되며, 흡수 반응조(2)에서 세정액에 흡수 및 직접 충돌 등의 반응을 일으키며, 흡수 반응조(2) 하부에서 공급되는 산화공기에 의해 산화-환원작용이 일어나면서 세정액과 산-염기 중화반응을 일으킨다. 또한 일부 입자상 오염물질은 흡수반응조(2) 내벽을 타고 흘러 내리는 세정액과 접촉하여 1차로 제거된다. 흡수 반응조(2)에서 제거되지 않은 작은 입자상 오염물질들은 슬롯(3)에 빠른 속도로 유입되어 순간적으로 슬롯판(10) 주위로 확산되어, 세정액과 관성충돌 및 직접 차단되어 2 차 집진이 된다.

슬롯판(10) 사이를 통과하여 상승하면서 선회류를 이루는 오염물질을 포함하는 기류는, 세정액분사부(21)에서 공급되는 세정액이 중력으로 인한 하강력과 힘의 균형을 이루게되어 오염물질을 포함하는 선회류로 인해 소용돌이 효과를 동시에 나타내게 된다. 이러한 소용돌이 효과를 가진 수층을 오염물질이 같이 회전하면서 빠져나가게 될 때 세정액과 오염물질의 접촉효과가 극대화되기 때문에 높은 집진 효율을 보이면서 3 차 집진이 이루어진다.

상기한 슬롯판(10)과 충돌판(11)의 구조는 상기한 구조의 상부에 또 하나 동일하게 설치되어 있으므로 여기서 4 차 집진이 이루어진다. 다시말해, 세정액 수층을 통과한 입자는 유속이 느려지면서 사이클론처럼 선회하면서 위로 올라간다. 이때 우산 형태의 또 다른 얇은 수막층에, 유속이 느려진 기류에 포함되어 있던 미세한 오염물질들이 다시 한번 접촉하여 오염물질은 4차 집진이 이루어진다.

그리고 그 상부는 세정액이 비산한 수증기가 안개 형태로 생기게 되고 이들은 오염물질들과 충돌하여 5차 집진이 이루어진다. 그리고 배출구(7) 근처의 오염 물질이나 잘게 부서진 세정액은 디미스터(6)에서 제거되거나 오염물질과 세정액의 충돌이 일어나 입자의 크기가 증가하면서 마지막으로 6 차 집진이 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 장치에 의하면, 대기 가스 속에 포함된 복합오염물(황 등이 포함된 산성가스, 악취 및 분진)을 처리할 수 있다

본 발명에 의하면, 우산형태의 수막층이 형성되어 미세 분진을 추가로 집진될 수 있어 다른 유사 장치보다 30% 정도 집진 효율이 증대되었다. 특히 미세분진에 효과가 좋은 것으로 판단되었다. 또한 본 발명에 의하면, 세정액의 종류에 따라 입자상, 가스상 오염물질을 동시에 제거할 수 있기 때문에, 건조시설, 배기가스시설 등에서 분진, 유해가스, 악취발생 가스 등을 다단계에 걸쳐 처리함으로써 오염물질을 동시에 처리하는 효과가 있다.

또한 고온 배기 가스 즉, 전기로, 보일러 배출가스 처리시설에서 별도의 냉각장치 없이 처리함으로써 단일시설로 이용 가능하다. 또한 기존의 집진장치들의 단점인 막힘 현상으로 인한 유지상의 어려움과 점착성 물질, 미세 입자의 낮은 집진 효율문제와 압력손실로 인한 높은 운전비를 해소하였다, 또한 본 발명에 의하면 세정액의 재순환으로 경제적인 장치 운영이 가능하다.

Claims (4)

1. 상단에 배출구(7)를 형성하는 원통형 몸체(20)와,

   상기한 몸체(20)의 내주 원주상 접선 방향으로 처리대상 오염유체가 유입되게 설치하는 가이드밴(1)과,

   상기한 몸체(20)의 하부에 설치되는 공기주입장치(5)를 갖춘 흡수반응조(2)와,

   상기한 공기주입장치(5) 상부에 방사상으로 설치되는 슬롯판(10)과,

   상기한 슬롯판(10)의 중앙에서 상방으로 설치되는 충돌판(11)과,

   상기한 충돌판(11) 위로 설치되는 세정액 분사부(21)를 갖는 세정액공급장치(4)와,

   상기한 세정액분사부(21) 상부로 설치되는 디미스터(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정집진기
2. 제 1 항에 있어서, 상기한 세정액공급장치(4)는,

   세정수를 수용하는 세정수탱크(12)와, 산화제를 포함하는 세정액을 수용하는 세정액탱크(13)와, 상기한 세정수탱크(12)로부터의 세정수와 세정액탱크(13)로부터의 세정액을 함께 수용하는 집수조(8)와, 집수조(8)에 혼합된 세정액을 세정액분사부(21)에 공급하기 위한 펌프(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정집진기
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기한 슬롯판(10)과, 상기한 슬롯판(10)의 중앙에 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 그리고 세정액분사부(21)의 설치구조는 상방으로 나란히 2 개 설치되는 것을 특징으로 하는 세정집진기
4. 제 1 항에 있어서,

   상기한 충돌판(11) 상단은 반구형의 캡(26)이 형성되어, 이 캡에 부딪치는 세정액이 분수형으로 사방으로 흩어지게 한 것을 특징으로 하는 세정집진기

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