KR101296992B1 - 충진층 스크러버를 위한 강성의 전극 이온화 - Google Patents

Abstract

배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 이온화 입자 스크러버에 있어서, 상기 스크러버는 하전 섹션과 집진 섹션을 포함하고, 상기 하전 섹션은 하나 이상의 원통형의 관형 챔버를 포함하며, 상기 원통형의 관형 챔버는 이를 통해 연장된 강성의 나사산 로드 전극을 각각 가지며, 상기 각각의 전극은 전극에 코로나를 형성하기 위하여 고전압 직류 전원이 제공되고, 이온화장치의 하우징 벽의 내부에 포함된 상기 원통형의 관형 접지 챔버들은 상기 코로나를 형성하기 위한 지면으로 제공되며, 상기 집진 섹션은 관주식 충진 섹션을 포함한다.

Description

충진층 스크러버를 위한 강성의 전극 이온화{RIGID ELECTRODE IONIZATION FOR PACKED BED SCRUBBERS}

본 발명은 산업 공정의 배출가스 스트림으로부터 입자 집진(particulate collection)을 강화시키는 방법과 시스템에 관한 것이며, 보다 상세히 충진층 스크러버 시스템(packed bed scrubber system)에 집진 기능을 증가시키기 위하여 전기적 힘을 이용하고 입자를 하전시킴으로써 집진 기능이 강화되는 시스템과 방법에 관한 것이다.

다양한 산업 공정, 특히 유리 섬유, 미세 방출물 또는 배출가스 스트림에 형성된 마이크론 이하의 입자와 같은 재료의 고온 제조 또는 폐기물의 소각과 같은 열 공정은 환경 보호청에 의해 유해하다는 것으로 여겨지며, 이에 따라 규제된다. 따라서, 이러한 입자들이 대기로 유입되기 전에 배출 스트림으로부터 이러한 입자들을 제거하는 방법과 시스템이 오랜 기간 동안 요구되어져 왔다.

입자를 정전기적으로 하전시키기 위한 다양한 시스템이 개발되어져 왔으며, Bologa씨의 2004년 7월 22일에 공고된 "가스를 정전기적으로 클리닝하는 장치 및 이의 작동 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 20040139853호에 기술된 바와 같이 상기 장치는 3개의 도관 섹션을 포함하고, 이온화 섹션과 클리닝 섹션에서 수-포화된 공기에 함유된 입자들은 이온화된 뒤 접지된 벽을 포함하는 챔버를 통해 유입되어 입자들의 일부분은 상기 벽에 증착되고, 추가적인 클리닝 섹션은 접지된 관을 포함하며, 가스는 상기 접지된 관을 지나 추가적으로 하전된 입자를 제거하기 위하여 안내되고, 필터 섹션에서 건조한 미세 입자들은 가스 스트림으로부터 제거된다.

입자 물질을 정전기적으로 하전시키기 위한 이러한 시스템들은 산업계에서 오랫동안 공지되었음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 "정전기적 집진기 조립체"라는 명칭의 1995년 3월 7일 공고된 미국 특허 제 5,395,430호는 관형 집진기와 이에 메달린 전극을 포함하는 정전기적 집진기가 공개되며, 여기서 전극은 실질적으로 원통형의 집진 부분 및 로드와 하전 디스크를 포함하는 하전 부분을 포함하고, 하전 디스크와 집진기 사이의 간격은 적어도 전극과 집진기의 집진 부분 사이의 간격보다 크게 형성된다.

Cameron씨의 1994년 2월 1일에 공고된 "정전기적 가스 클리닝 공정 및 장치"라는 명칭의 미국 특허 제 5,282,885호와 Cameron씨의 1994년 11월 15일에 공고된 "정전기적 가스 클리닝 장치"라는 명칭의 미국 특허 제 5,364,457호는 입자 또는 작은 물방울(droplet)을 집진하기 위한 장치와 방법을 공개하며, 상기 장치에서 하전 장치와 응축 설비는 종래의 장치보다 낮은 비용으로 작동하는 클리닝 장치를 제공하기 위하여 결합된다.

다른 실례는 Natarajan씨의 1981년 5월 5일에 공고된 "입자를 하전시키고 입자를 집진하기 위한 방법 및 장치"라는 명칭의 미국 특허 제 4,265,641호는 마이크론 이하의 입자를 집진하고 하전시키기 위한 장치와 방법이 공개되며, 이에 따라 입자들은 플레이트로부터 이격된 오프셋 설정된 줄의 바늘을 가지는 바늘-대-플레이트에 의해 하전된다. 하전된 입자들은 한 쌍의 집진 플레이트와 전향 전극(deflector electrode)을 가지는 집진 섹션에 집진되고, 상기 편향 전극은 1 보다 큰 유전 상수를 가지는 유전성 재료에 박혀진 전도체를 포함하고, 상기 유전성 재료는 집진 플레이트와 편향 전극 사이에 아크를 저지한다.

다른 실례에서, Argo씨의 1981년 9월 16일에 공고된 "정전기적으로 강화된 파이버 층 및 이의 이용 방법"라는 명칭의 미국 특허 제 4,222,748호는 층로 충진되는 50 내지 1000 마이크론의 평균 직경의 파이버의 접지된 파이버 층, 입자위에 전기적 전하를 배치시키기 위하여 파이버 층의 상부에 위치된 정전기적 또는 이온화 필드 수단 및 파이버 층를 위한 관주 수단(irrigation means)을 포함하는 장치가 공개되며, 뿐만 아니라 상기 장치는 접지된 전극으로부터 선택적으로 그리고 파이버 층로부터 집진된 입자들을 배출하기 위하여 정전기적 수단의 접지된 전극을 선택적으로 포함한다. 작동 시, 입자들은 정전기적 수단에서 하전되고, 하전된 입자들은 파이버 층에 집진되고, 전기적 전하는 관주(irrigating) 액체/입자 혼합물을 통해 분산되어 상당한 공간 전하 효과가 허여되지 않아 파이버 층의 파이버에서 형성되지 않고 입자들의 재 반출이 방지된다.

가스 스트림의 속도를 증가시키기 위한 벤투리(venturi)의 이용은 Schwab씨 의 1978년 8월 29일에 공고된 "가스를 이온화시키고, 입자들을 정전기적으로 하전시키는 방법과 가스 스트림으로부터 오염물을 제거하기 위하여 가스를 이온화시키거나 입자들을 정전기적으로 하전시키는 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제 4,110,086호는 벤투리 스로트(venturi throat)의 표면과 중앙의 정확히 크기가 형성된 디스크 전극 사이에서 외측을 향하여 방사상으로 연장되고 가스 흐름에 수직하게 형성된 매우 높은 밀도의 전자기장을 지나도록 가스를 안내하고, 오염된 가스의 속도를 증가시키기 위한 벤투리의 사용을 공개한다. 하류를 향하고, 하전된 입자들은 습식 스크루빙 공정 또는 전자기장 침전기에 의해 수집된다. 이와 유사한 장치는 Schwab씨의 1978년 6월 6일에 공고된 "가스 스트림으로부터 오염물을 제거하기 위하여 가스를 이온화시키거나 입자들을 정전기적으로 하전시키는 방법 및 입자들을 정전기적으로 하전시키고 가스를 이온화시키기 위한 장치"라는 명칭으로 미국 특허 제 4,093,430호에 공개된다.

유사하게, Hanson 씨의 1978년 2월 7일에 공고된 "정전기적 침전 공정"이라는 명칭의 미국 특허 제 4,072,477호는 정전기적 침전기를 공개하며, 상기 정전기적 침전기는 접지된 벽에 대해 하전된 입자들의 상호 반발력의 원리에 기초하여 작동되고, 고체 입자를 실은 가스 스트림은 집진 섹션으로 유입되고, 여기서 작은 물방울 형태의 추가적인 입자들이 고체 입자를 실은 가스 스트림으로 미세 스프레이의 형태로 분사되고, 고체 입자와 추가적인 입자들은 종래의 코로나(corona)에 의해 정전기적으로 하전되거나 하전된 노즐로부터 작은 물방울들을 주입함으로써 하전되고, 하전된 입자들이 침전기(precipitator)의 접지된 섹션을 통하여 이동함에 따라 소량의 물 입자들과 고체들은 공간 전하에 의해 형성된 정전기장에 의해 접지된 벽으로 가압된다. 침전된 고체 입자들은 침전기로부터 배출되고 벽의 하부로 이동하는 합체된 물에 합쳐진다(entrain).

1970년경, Celicote APC는 가스 방출 스트림으로부터 마이크로 이하의 입자가 제거되는 Ionizing Wet Scrubber(IWS)를 개발하였다. 상기 IWS 시스템은 Klugman씨의 1976년 5월 25일에 공고된 "가스 스트림으로부터 입자를 정전기적으로 제거하기 위한 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제 6,958,958호에 기술되며, 상기 특허는 충진된 습식 스크러버를 포함하는 방법을 공개하며, 상기 스크러버를 통해 물과 같은 세척액은 하부를 향하여 수직하게 흐르고, 상기 스크러버를 통해 세척되어지는 가스는 세척액의 흐름 방향에 대해 가로 방향으로 흐른다. 처리되어지는 가스의 스트림은 습식 스크러버를 통해 흐르기에 앞서 이온화되며, 이에 따라 가스 스트림에서의 입자들은 주어진 극성의 전기적 전하와 습식 스크러버를 통과하는 가스 스트림의 흐름이 제공되고, 하전된 입자들과 전기적으로 중성인 패킹 요소 및 액체 사이에 인력이 발생되기때문에 가스 스트림에서 하전된 입자들은 패킹 요소들 및/또는 세척액에 부착되고 이에 인접하게 이동된다. 이와 유사한 장치는 Klugman씨의 1975년 4월 1일 공고된 미국 특허 제 3,874,858호에 공개된다.

상기 IWS 시스템은 충진층 집진 시스템(packed bed collection system)에 의해 정전기적 하전 섹션에 결합된다. 이러한 시스템은 작동하기에 매우 복잡하고 비용이 많이 소요된다. 그 외의 정전기적 집진 방법이 이용되지만 마이크론 이하의 크기를 가지는 입자가 집진 시 상기 방법들은 불충분하다. Tri-Mer는 미세하게 분 쇄된 작은 물방울(drolet)에서 집진에 의해 형성되는 메쉬 전극에서의 입자의 이온화를 이용하는 Cloud Chamber Scrubber(특허 # 5147423, 5941465호)를 개발하였다.

이에 따라 알 수 있는 바와 같이, 종래 기술은 출원인에 의해 도래된 해결 방법 또는 문제점을 해결할 수 없다.

본 발명은 이온화 습식 스크러버 기술(ionizing wet scrubber technology)에 대한 장점뿐만 아니라 현존하는 대기 오염 조절 기술에 대한 개별적인 장점을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전반적인 대기 오염 조절 산업에 대해 본 발명은 다음과 같은 목적을 제공한다.

본 발명의 주요한 목적은 입자를 하전시키고 충진층 스크러버 시스템에서 집진 기능을 증가시키기 위하여 전기력을 이용함으로써 배출 가스 스트림으로부터 입자 집진을 강화시키기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 심지어 마이크론 이하의 크기를 가지는 입자를 집진할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 정전기적 스크러버 장치에 대해 설치 비용을 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 하전 섹션이 집진 섹션으로부터 분리되어지는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있으며, 이에 따라 산성 가스, 응축 가능하고 용해 가능한 VOCs, 등등과 같은 오염물과 입자의 집진이 가능하고, 동시에 집진 섹션으로 충진층 스크러버를 이용할 때 동일한 장치를 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 강성의 나사산 로드 전극을 이용하는 하전 섹션을 위한 동심의 튜브 장치를 이용하는 시스템과 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 하전 섹션의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 입자들의 집진을 최소화시키기 위하여 짧은 프로파일의 하전 섹션을 이용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 요구된 영역을 감소시키는 수직의 역류 형상을 이용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

존재하는 이온화 습식 스크러버 기술에 대하여 본 발명은 다음을 제공한다.

본 발명의 목적은 종래의 이온화 습식 스크러버 기술에 비해 작동 비용을 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 종래의 이온화 습식 스크러버 기술에 비해 설비 풋프린트(equipment foorprint)를 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 이온화 습식 스크러버와 몇몇 전자기장 스크러버 기술에서 현재 사용되는 다수의 플레이트 및 와이어 형성과 관련된 지속적인 보수(maintenance)를 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보다 일정하고 높은 전압을 이온화장치 섹션으로 공급하고 하전 섹션을 건조시키며 입자를 제거하기 위하여 플레이트의 연속적인 연플러싱(flushing)이 요구사항을 제거하기 위해 관주된 섹션보다 원통형의 접지(ground) 섹션을 이용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 특정 분야(application)에서 파단이 발생되기 쉬운 와이어 전극 대신에 일정한 텐션닝(tensioning)이 요구되지 않은 무거운 나사산 로드 전극을 이용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 입자 재료가 가스 스트림으로부터 집진됨에 따라 막히지 않으며, 자가 세척식인 유체 층 패킹을 이용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 응축된 고체를 슬러리 형태로 집진시키는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있으며, 이에 따라 작동하는 동안 발생되는 액체 폐기물이 최소화된다.

본 발명의 다른 목적은 하전 섹션에서 잔류 시간을 최소화하는 가스 스트림의 고속 이온화를 제공하는 데 있다. 또한 고전압 인풋이 감소되어지는 하전 영역에서 입자 집진이 최소화된다.

본 발명의 다른 목적은 입자 제거를 보강하기 위하여 하전 섹션을 추가함으로써 존재하는 충진층 스크러버를 개선하는 데 있다.

전술한 장점 및 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 이온화 입자 스크러버를 포함하며, 상기 스크러버는 하전 섹션과 집진 섹션을 포함한다. 하전 섹션 또는 이온화 섹션은 하나 이상의 짧은 원통형의 관형 접지 챔버를 포함하며, 상기 챔버는 이의 중앙을 통해 연장된 강성의 나사산 로드 전극을 각각 가진다. 변압기/정류기(T/R)는 전극으로 고전압 직류전원을 공급하도록 제공되어 원통형 벽은 나사산 로드 전극상에 코로나를 형성하는 지면으로써 기능을 한다. 가스 스트림이 전극으로부터 나사산 로드 전극으로 흐르는 전류를 통과하기 때문에 스트림내에 수용된 입자는 정전기적으로 하전된다. 가스 스트림과 하전된 입자는 하전 섹션으로부터 시스템의 집진 섹션으로 바로 보내진다. 집진 시스템은 액체 재순환 시스템과 통합된 섬프 탱크를 이용하여 상부로부터 연속적으로 관주되는(irrigate) 고정되거나 또는 유체 층 충진 섹션(fluid bed packed section)을 포함한다. 충진 층는 메커니즘의 조합에 의해 입자의 집진을 위한 연장된 표면을 제공한다. 몇몇의 상대적으로 큰 입자는 패킹 표면상에서 관성 충돌에 의해 집진된다. 상대적으로 작은 입자는 패킹 재료의 중성(neutral) 표면으로 끌어당기는 상힘과 쿨롱 힘에 의해 집진된다. 패킹 및 섬프내의 접지 로드는 패킹 및 재순환된 액체를 중성으로 유지하여 전체 섹션은 하전된 입자를 위한 접지된 집진장치로서 기능을 한다. 그 뒤 깨끗한 가스는 액체의 작은 물방울을 제거하기 위하여 비말동반 분리기 섹션을 통해 흐른다. 깨끗한 가스는 추가적인 처리를 위해 시스템으로부터 대기로 배출된다. 집진에 따르는 이온화의 다수의 단계가 상대적으로 높은 입자 집진 효율을 위해 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 이온화 입자 스크러버의 2개의 섹션을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 이온화 입자 스크러버의 이온화장치 섹션을 도시하는 도 면.

도 3은 본 발명의 이온화 입자 스크러버에서 다수의 하전 튜브를 위한 일반적인 장치를 도시하는 횡단면도.

도 1에 관하여 언급하면, 이온화 입자 스크러버(ionizing particulate scrubber)가 제공되고 도면부호(10)로 도시된다. 상기 스크러버(10)는 하전(charge) 또는 이온화 섹션(12)과 집진 섹션(collection section, 14)을 포함한다. 상기 두 개의 개별적인 섹션(12, 14)을 가지는 것의 중요성은, 미립자, 그리고 가스, 수용성의 응축가능한 VOC, 등과 같은 그 밖의 다른 오염물들의 집진이 가능하게 하기 때문에, 아무리 강조해도 지나치지 않으며, 이와 동시에 동일한 장비를 사용하는 동안 공급된 상기 집진 섹션(14)은 충진층 스크러버(packed bed scrubber)이다. 하전 섹션(12)은 이온화장치 하우징(ionizer housing, 28)을 포함하며, 상기 이온화장치 하우징의 중앙을 통해 연장된 강성의 나사산 로드 전극(rigid threaded rod electrode, 18)을 각각 포함하고, 하나 이상의 원통형의 관형 접지 챔버(34)를 포함한다. 나사산 로드 전극(18)은 전체 나사 길이가 입자 하전을 위한 실제 이온화 이미터(actual ionization emitter)가 되도록 상당히 긴 효과적인 전극 길이가 제공된다.

고전압 직류 전원은 변압기(transformer)/정류기(rectifier)(20)에 의해 전극(18)에 제공되고, 상기 변압기/정류기(20)는 HV 케이블(22)에 의해 절연체(24)를 통과하여 전극(18)에 연결된다. 쓰루-풋 부싱(through-put bushing)을 가지는 절연체(24)는 관형 접지 챔버(34)를 통과하고 이온화장치 하우징(28) 내에서 연장된 전극을 지지하기 위하여 제공된다. 선호되는 실시예에서, 시스템(10)은 방전(sparkover)을 최소화시키거나 방지하기 위해 작용하고 고전압을 제어하기 위한 상용 제어 패키지와 전력을 제공하기 위하여 고 직류전압 변압기/정류기(20)가 이용된다.

관형 접지 챔버(34)가 접지로서 작용함에 따라 직류 전력이 변압기/정류기(20)에 의해 공급될 때, 전극(18)과 관형 접지 챔버(34)는 나사산 로드 전극(18) 상에 코로나(corona)가 형성될 수 있도록 협력한다. 관형 접지 챔버(34)는 접지 러그(ground lug, 35)를 통해 외부 접지에 연결된다.

가스 유입부(30)는, 이온화장치 하우징(28)의 측면 또는 도 3에 도시된 바와 같이 이온화장치 하우징의 상부에 배열된다. 상기 가스 유입부(30)는, 입자 물질을 포함한 가스 스트림(32)이 관형 접지 챔버(34)를 통과하고 강성의 나사산 로드 전극(18)을 지나 흐르도록 배치된다. 가스 스트림(32)이 이온화장치 하우징(28)의 이온화장치 섹션(33) 내에서 전극(18)으로부터 관형 접지 챔버(34)로 흐르는 전류를 통과함에 따라, 가스 스트림(32) 내에 포함된 입자는 정전기적으로 하전된다. 선호되는 실시예에서, 이온화장치 섹션(33)은, 이온화장치 섹션(33)의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 하전 입자들의 집진을 최소화시키기 위해, 6인치 내지 12인치만큼 상대적으로 짧게 형성된다.

선호되는 실시예에서, 가스 유입부(30)의 내부 직경은 가스 스트림(32)의 체적과 속도에 의존하여 가변된다. 비록 상대적으로 크고 작은 직경들이 가스 스트림(32)의 체적과 속도에 의존하여 사용될 수 있는 것이 선호될지라도 관형 접지 챔버(34)의 직경은 대략 12인치로 형성된다.

하전된다면 가스 스트림(32)은 이온화장치 하우징(28)으로부터 배출되어 배출 챔버 또는 전이부(transition, 36)를 통과하여 도관(38)으로 이동되고, 상기 도관(38)은 집진 섹션(14)의 집진 유입부(40)로 안내된다. 집진 시스템(14)은 상부로부터 일정하게 관주되는(irrigate) 고정되거나 또는 유체 층 충진 섹션(fluid bed packed section, 42)을 포함한다. 세척액(scrubbing liquid)은 상기 충진 섹션(42)을 통해 하부로 흐르며, 액체통(45)에 집진된다. 재순환 펌프(44)와 재생 파이핑(recycle piping, 43)은 충진 섹션(42)의 연속적인 관주(irrigation)를 위해 제공된다.

충진 섹션(42)과 액체통(45)은 접지 러그(46)를 통해 접지된다. 이에 따라 전체 충진 섹션과 재순환된 액체는 가스 스트림(32)에서 하전된 입자를 위한 접지된 집진장치(collector)로서 기능을 할 수 있다. 하전된 입자를 포함하는 가스 스트림(32)은 하전된 입자들이 관성 충돌, 쿨롱힘 및 하전된 입자를 접지된 패킹(grounded packing, 48)으로 끌어당기는 상힘(image force)에 의해 가스 스트림(32)으로부터 제거되는 충진 섹션(42)을 통과한다. 그 뒤 결과적으로 깨끗한 가스(50)는 액체의 작은 방울(liquid droplet)을 제거하기 위하여 비말동반 분리기 섹션(entrainment separator section, 52)을 통과한다. 깨끗한 가스는 가시로 배출되거나 추가적으로 처리되는 집진 배출장치(collection exhaust, 54)를 통해 집진 섹션(14)으로부터 배출된다. 집진(collection)에 의해 이온화되는 다수의 단계는 하전 섹션(12)과 집진 섹션(14)을 일렬로 연결시킴으로써 상대적으로 높은 입자 집진 효율을 위한 단계일 수 있다.

선호되는 실시예에서, 충진 섹션(42)은 요구된 영역 또는 풋프린트(footprint)를 감소시키는 수직의 역류 형상(vertical counter-current design)을 이용한다. 또한 선호되는 실시예에서, 집진 시스템(14)의 수직 배향으로 인해 장치에 상대적으로 작은 풋프린트가 제공되며, 수집 효율이 증가된다. 또한 상기 시스템(10)에 따라 시스템의 전체 풋프린트를 추가적이고 매우 효과적으로 감소시키는 높은 이온화 속도와 높은 수집 속도가 허용된다. 유체 층 패킹(48)이 자가 세척식이기 때문에 이용되는 것이 선호되며, 이에 따라 상기 유체 층 패킹(48)은 고체가 수집됨에 따라 막히지 않는다. 또한 이러한 패킹(48)으로 인해 농축된 고체는 슬러리의 형태로 수집되어 작동하는 동안 발생된 액체 폐기물이 최소화된다.

본 발명에 제공된 바와 같이 독립적인 하전 및 집진 섹션(12, 14)을 가짐에 따라 이점이 증가된다는 사실은 종래 기술의 당업자들에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하전 섹션(12)은 현재 설치된 Celicote IWS 시스템을 포함하는 존재하는 충진층 집진 시스템으로 용이하게 개장될 수 있다(retrofit). 이에 따라 시스템의 기계적인 복잡성이 감소되고, 성능이 강화되며 용량(capacity)이 증가된다. 수직 및 수평 흐름 충진층 스크러버의 넓은 설치 기저부(large installed base)에 따라 입자 집진을 강화시키기 위해 이온화장치 섹션을 화학적 스크러버 시스템으로 추가시킬 수 있다. 하전 섹션은 위치 상태의 최고의 장점을 수득하기 위하여 수직 또는 수평 가스 흐름과 방향 설정될 수 있다. 속도는 해당 요구사항에 기초하여 가변될 수 있다. 원통형 접지 챔버(34)의 직경과 길이는 하전 섹션에서 잔여 시간을 변경하기 위하여 해당 분야에 기초하여 가변 될 수 있다.

Claims (19)

1. 배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 이온화 입자 스크러버에 있어서,

   원통 형상을 가진 한 개이상의 관형 접지 챔버(34)들을 포함하는 이온화장치 하우징(28)을 포함한 하전섹션(12)을 포함하고, 상기 관형 접지 챔버(34)는 관형 접지 챔버를 통해 연장되는 강성의 나사산 로드 전극(18)을 가지며, 고전압 직류전원이 제공될 때 코로나를 발생시키는 유일한 수단으로서 구성되는 각각의 나사산 로드 전극(18)은 나사산 로드 전극의 길이를 따라 나사산을 가지며, 상기 관형 접지 챔버(34)는 상기 코로나를 형성하기 위한 접지로서 작용하는 내부의 원통형 벽을 포함하고,

   관주식 충진섹션(42)을 포함한 집진섹션(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 관형 접지 챔버(34)는 이온화장치 섹션(33)을 포함하며, 상기 이온화장치 섹션(33)내에서 상기 가스 스트림속의 입자가 하전되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이온화장치 섹션(33)은 6 내지 12인치의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압 직류 전원은 변압기/정류기(20)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 변압기/정류기(20)는 고전압 직류 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 변압기/정류기(20)는 HV 케이블 또는 버스 바(buss bar)에 의해 상기 나사산 로드 전극(18)과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 HV 케이블은 쓰루-풋 절연체를 이용하여 상기 나사산 로드 전극(18)에 부착되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 관형 접지 챔버는 가스 유입부와 가스 배출부를 포함하고, 상기 가스 배출부는 상기 가스 유입부에 마주보는 상기 관형 접지 챔버의 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 하전 섹션(12)으로부터 상기 집진 섹션(14)까지 형성된 도관(38)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 관주식 충진 섹션(42)은 고정된 층과 유체 층로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 집진 섹션(14)은 재순환 펌프(44)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 관주식 충진 섹션(42)과 연결된 접지 러그(46)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 집진 섹션(14)은 비말 동반 분리기 섹션(52)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 집진 섹션(14)은 상기 가스 스트림으로부터 액체 방울을 제거하기 위한 집진 배출장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 관주식 충진 섹션은 수직으로 배열되거나 수평으로 배열되는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 관주식 충진 섹션은 수직의 역류 형상을 이용하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
17. 배출가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 이온화 입자 스크러버에 있어서,

    고전압 직류 전원을 형성할 수 있는 고전압 변압기/정류기(20)를 포함하고,

    원통 형상을 가진 한 개이상의 관형 접지 챔버(34)들을 포함하는 이온화장치 하우징(28)을 포함한 하전섹션(12)을 포함하고, 상기 관형 접지 챔버(34)는 관형 접지 챔버를 통해 연장되는 강성의 나사산 로드 전극(18)을 가지며, 고전압 케이블과 절연체에 의해 변압기/정류기(20)와 전기적으로 연결되고 고전압 직류전원이 제공될 때 코로나를 발생시키는 유일한 수단으로서 구성되는 각각의 나사산 로드 전극(18)은 나사산 로드 전극의 길이를 따라 나사산을 가지며, 상기 관형 접지 챔버(34)는 상기 코로나를 형성하기 위한 접지로서 작용하는 내부의 원통형 벽을 포함하고, 상기 관형 접지 챔버(34)는 이온화장치 섹션(33)을 포함하며, 상기 이온화장치 섹션(33)내에서 상기 가스 스트림속의 입자가 하전되고, 상기 관형 접지 챔버는 가스 유입부와 가스 배출부를 추가로 포함하고, 상기 가스 배출부는 상기 가스 유입부에 마주보는 상기 관형 접지 챔버의 단부에 위치하며,

    고정된 층과 유체 층로 구성된 충진 섹션(42), 비말 동반 분리기 섹션(52), 재순환 펌프 및 상기 가스 스트림으로부터 액체 방울을 제거하기 위한 집진 배출장치를 포함하고,

    상기 하전 섹션(12)으로부터 상기 집진 섹션(14)까지 형성된 도관(38)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 입자 스크러버.
18. 배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 방법에 있어서,

    원통 형상을 가진 한 개이상의 관형 접지 챔버(34)들을 포함하는 이온화장치 하우징(28)을 포함한 하전섹션(12)을 포함하고, 상기 관형 접지 챔버(34)는 관형 접지 챔버를 통해 연장되는 강성의 나사산 로드 전극(18)을 가지며, 고전압 직류전원이 제공될 때 코로나를 발생시키는 유일한 수단으로서 구성되는 각각의 나사산 로드 전극(18)은 나사산 로드 전극의 길이를 따라 나사산을 가지며, 상기 관형 접지 챔버(34)는 상기 코로나를 형성하기 위한 접지로서 작용하는 내부의 원통형 벽을 포함하고,

    충진 섹션(42)을 포함한 집진섹션(14)을 포함하는 이온화 입자 스크러버를 제공하는 단계,

    상기 코로나를 발생시키기 위해 상기 강성의 나사산 로드 전극(18)를 하전시키는 단계,

    상기 입자를 정전기적으로 하전시키기 위하여 상기 강성의 나사산 로드 전극을 지나가도록 상기 입자를 포함하는 가스 스트림을 상기 관형 챔버를 통과시키는 단계,

    상기 하전 섹션(12)으로부터 상기 집진 섹션(14)으로 상기 가스 스트림을 이동시키는 단계,

    상기 입자를 제거하기 위하여 상기 하전된 입자를 포함한 가스 스트림을 상기 관주식 충진 섹션을 통과시키는 단계,

    상기 입자를 포함하지 않은 가스 스트림을 상기 집진 섹션(14)으로부터 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 가스 스트림을 다수의 하전 섹션(12)과 집진 섹션(14)을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 스트림으로부터 입자를 제거하기 위한 방법.

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