KR101457421B1 - 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유연탄을 연료로 사용하는 화력발전소나 제철소 등 각종 산업현장의 생산공정에서 발생하는 먼지를 용이하게 포집하고 배출시킬 수 있도록 한 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 산업현장 등에서 발생된 분진을 포함하는 외부가스를 흡입하여 물과 접촉시키는 구조를 적용하되, 외부가스에 대한 와류현상을 유도하는 구조 및 외부가스가 물과 접촉할 때 물이 위로 솟구치거나 요동하는 스크러빙 현상이 발생되는 구조를 적용함으로써, 외부가스에 포함된 분진이 물과의 스크러빙 접촉에 의하여 습식으로 제거되는 동시에 물속으로 용이하게 침전되어 제거될 수 있도록 한 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템을 제공한다.

Description

먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템{Wet type dust collector system for collecting and exhausting dust}

본 발명은 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유연탄을 연료로 사용하는 화력발전소나 제철소 등 각종 산업현장의 생산공정에서 발생하는 먼지를 용이하게 포집하여 배출시킬 수 있도록 한 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 발달로 인해 대기 오염이 날로 심각해지고 있고, 특히 유연탄을 연료로 사용하는 화력발전소나 제철소 등에서는 입자가 큰 분진들로 인하여 작업 환경이 매우 열악해지는 문제점이 있다.

이에 따라, 각종 산업현장의 작업장에는 작업 중 발생된 분진을 포집하는 집진기의 설치가 의무화되고 있는데, 이러한 분진집진기는 그 사용하는 상태에 따라 건식 집진기와 습식 집진기로 구분된다.

상기 습식 집진기는 분진과 함께 흡입된 오염공기가 통과하는 지점에 노즐에 의해 물을 스프레이(spry)형태로 분사하여 분진이 분사되는 물과 함께 자유 낙하되어 제거되고 분진이 제거된 깨끗한 공기만을 외부로 배출시키는 구조로 되어 있다.

이러한 습식 집진기의 종래기술로서는 등록실용신안공보 등록번호 20-0388725호(등록일자 2005,06,24)에는 분진집진기가 개시되어 있고, 등록특허공보 등록번호 10-0795114(등록일자 2008,01,09)에는 소형 습식집진기가 개시되어 있다.

위의 종래기술은 분진을 물과의 접촉을 통해 습식으로 포집하는 장점이 있지만 분진을 포함하는 오염공기를 직접 물로 압송하여 물속을 통과시키는 구조로 되어 있고, 또한 오염공기가 통과하는 각 격벽 및 통로가 공기의 와류발생을 유도할 수 없는 구조로 되어 있기 때문에 분진을 여과시켜 물속 바닥으로 침전시키는 포집 시간이 오래 걸리고, 분진 여과 용량이 작아 분진 제거 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다.

특히, 종래의 습식 집진기는 물을 이용하여 미세한 먼지를 집진하거나 유해한 가스의 탈취 및 유해가스를 흡수하는 기능을 하지만 굵은 입자의 분진을 용이하게 포집하지 못하는 단점이 있고, 또한 집진기의 바닥으로 침전되어 포집된 분진이 외부로 자동 배출되지 못하기 때문에 주기적으로 집진기의 바닥을 해체한 후 그 내부의 분진을 일일이 제거해야 하는 등의 작업상 번거로운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 각종 산업 현장 등에서 발생된 분진을 포함하는 외부가스를 흡입하여 물과 접촉시키는 구조를 적용하되, 외부가스에 대한 와류현상을 유도하는 구조 및 외부가스가 물과 접촉할 때 물이 위로 솟구치거나 요동하는 스크러빙 현상이 발생되는 구조를 적용함으로써, 외부가스에 포함된 분진이 물과의 스크러빙 접촉에 의하여 습식으로 제거되는 동시에 물속으로 용이하게 침전되어 제거될 수 있도록 한 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일정량의 물이 채워진 포집용 하우징과; 분진을 포함하는 외부가스가 최초로 유입되는 외부가스 유입구가 외측 상부에 형성되고, 외측 하부에는 외부가스에 물을 분사하는 물 분사구가 형성된 제1실과, 제1실을 통과한 외부가스에 와류를 발생시키는 동시에 물과 접촉시켜 분진을 제거하는 제2실과, 제2실을 통과한 외부가스에 물과의 접촉을 다시 유도시킨 후 외부가스를 위쪽으로 안내하는 제3실과, 제3실을 통과하여 위쪽으로 흐르는 외부가스를 수평 방향으로 전환시켜 최종 배출시키는 제4실로 구성되어, 상기 포집용 하우징의 상부에 일체로 형성되는 외부가스 흐름용 하우징과; 상기 포집용 하우징의 바닥에 침전되는 분진을 외부로 자동 압송하는 분진압송장치와; 상기 외부가스 흐름용 하우징의 제4실의 출구에 장착되어 최종 여과된 외부가스를 외부로 배출시키는 송풍팬;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 제1실과 제2실은 상단이 외부가스 흐름용 하우징의 상면에 일체로 형성되는 수직 격판에 의하여 나누어지고, 이 수직 격판의 하단부에는 제1실을 통과한 외부가스에 와류를 발생시키는 와류발생용 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 구현예로서, 상기 제2실과 제3실은 제1실과 제2실을 구분하는 수직 격판의 일측면에 일체로 형성되는 직각 격판에 의하여 나누어지고, 이 직각 격판의 수직판 하단끝은 수면과 이격 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 제3실과 제4실은 외부가스 흐름용 하우징의 타측 상단에서 수평 연장된 수평 격판에 의하여 상하로 나누어지고, 수평 격판의 내끝단은 외부가스의 방향 전환을 위하여 직각 격판의 수평판 위쪽에 배치되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 분진압송장치는 포집용 하우징의 바닥으로부터 상향 경사지게 연장되어 포집용 하우징의 일측 상단부를 통해 외부로 돌출되는 스크류 또는 체인 컨베이어와; 포집용 하우징의 타측 하단부에 장착되어 스크류 또는 체인 컨베이어를 구동시키는 모터와; 스크류 또는 체인 컨베이어의 출구부 아래쪽에 배치되어 분진을 외부의 적재장소로 이송시키는 벨트 컨베이어;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포집용 하우징에는 기준 수면 보다 높은 위치의 물의 양이 자동 배출되는 오버플로우홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 과제 해결 수단을 통하여 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 외부가스에 포함된 분진이 물과의 스크러빙 접촉에 의하여 습식으로 제거되는 동시에 물속으로 용이하게 침전되어 제거될 수 있다.

즉, 분진을 포함하는 외부가스를 흡입하여 물과 접촉시키되, 1차로 물 분사에 의한 접촉으로 분진을 제거하는 과정과, 2차로 1차 제거된 외부가스를 그 흐름방향을 따라 와류가 발생되도록 하면서 물과 접촉시켜 입자가 큰 분진까지 습식으로 제거되는 과정과, 3차로 물과 접촉하는 과정을 더 진행시켜 미세 입자의 분진까지 제거하는 과정 등을 통하여 외부가스에 포함된 분진을 용이하게 여과시켜 제거시킬 수 있다.

또한, 오염된 외부가스를 물과 스크러빙으로 접촉시킴에 따라 분진 뿐만 아니라 탈취까지 이루어져 환경친화적이고 깨끗한 작업환경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템의 작동상태를 나타내는 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 오염물질 및 분진 등이 포함된 외부가스를 유입시켜서, 위로 솟구치거나 요동하는 물과 스크러빙 접촉시키는 동시에 와류를 발생시켜서 외부가스에 포함된 분진이 물속으로 용이하게 침전되어 제거될 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 첨부한 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 일정량의 물이 채워진 포집용 하우징(100)과, 외부가스가 유입된 후 물과의 접촉에 의하여 여과되어 흘러가도록 한 외부가스 흐름용 하우징(200)이 구비된다.

상기 포집용 하우징(100)은 외부가스가 유입될 때, 물과의 접촉이 이루어지도록 일정량의 물이 채워지는 곳으로서, 기준 수면 보다 높은 위치에는 과도한 물의 양이 자동 배출되는 오버플로우홀(102)이 형성된다.

이에, 하기와 같이 외부가스에 대한 물분사로 인하여 포집용 하우징(100)내에 일정량의 물이 기준 수위를 초과하면, 초과된 물의 양이 오버플로우홀(102)을 통하여 자동 배출되어, 포집용 하우징(100)내의 수위는 항상 외부가스가 최적으로 접촉할 수 있는 수위로 자동 조절된다.

상기 외부가스 흐름용 하우징(200)은 외부가스가 유입된 후 포집용 하우징(100)내의 물과 접촉되면서 흘러가도록 제1실(201) 내지 제4실(204) 등을 포함하는 총 4개의 격실을 이루면서 포집용 하우징(100)의 상단부에 일체로 형성된다.

즉, 상기 외부가스 흐름용 하우징(200)은 제1실(201) 내지 제4실(204) 등을 포함하는 총 4개의 격실로 구성되어, 제1실(201) 및 제2실(202)을 통과할 때 물과의 스크러빙(scrubbing) 접촉이 이루어지고, 제3실(203) 및 제4실(204)을 통과할 때 잔여의 미세 분진 등이 물속으로 자유 낙하하는 과정이 이루어질 수 있다.

이때, 상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 일측 벽면에서 상하 위치에는 외부가스 유입구(210)와 물 분사구(212)가 각각 관통 형성되는 바, 외부가스 유입구(210)를 통하여 각종 분진 및 오염물질 등이 포함된 외부가스가 제1실(201)로 유입되고, 물 분사구(212)를 통하여 제1실(201)로 유입된 외부가스에 물이 분사되거나 포집용 하우징(100)내에 물 보충 공급이 이루어진다.

상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 제1실(201)을 구성하기 위하여, 외부가스 흐름용 하우징(200)의 내부에서 그 일측 상면에 수직 격판(205)이 일체로 형성되며, 이에 상기 제1실(201)은 외부가스 유입구(210)와 물 분사구(212)가 형성된 외부가스 흐름용 하우징(200)의 외측 내벽면과 수직 격판(205) 사이의 공간이 된다.

이때, 상기 수직 격판(205)은 제1실(201)과 제2실(202)을 구분하는 벽체 역할을 하며, 그 하단부에는 제1실(201)에서 제2실(202)로 통과한 외부가스에 와류를 발생시키도록 축소된 타입의 와류발생용 노즐(206)이 관통 형성된다.

상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 제2실(202)은 제1실(201)을 통과한 외부가스에 와류를 발생시키는 동시에 물과 접촉시켜 입자가 큰 분진을 2차로 제거하는 곳으로서, 일측 벽면은 상기의 수직 격판(205)이 되고, 타측 벽면은 수직 격판(205)의 일측면에 일체로 형성되는 직각 격판(207)이 된다.

즉, 상기 제2실(202)은 수직 격판(205)과 직각 격판(207) 사이의 공간이 되며, 직각 격판(207)의 수직판(207a) 하단끝은 포집용 하우징(100)내에 채워진 물의 수면에 닿지 않을 정도로 이격 배치된다.

상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 제3실(203)은 제2실(202)을 통과하는 외부가스에 물과의 접촉을 다시 유도시킨 후 외부가스를 위쪽으로 안내하는 역할을 한다.

이때, 상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 타측 상단 즉, 송풍팬(400)이 장착된 위치로부터 수평 격판(208)이 일체로 연장되고, 이 수평 격판(208)의 내끝단은 직각 격판(207)의 수평판(207b) 위쪽에 배치된다.

따라서, 상기 수평 격판(208)에 의하여 제3실(203)과 제4실(204)이 서로 구분되며, 수평 격판(208)의 아래쪽은 외부가스가 상향 흐름되는 제3실(203)이 되고, 그 위쪽은 외부가스가 수평 흐름으로 전환되는 제4실(204)이 되며, 제4실(204)의 출구 위치에는 최종 여과된 깨끗한 외부가스를 외부로 흡입 배출시키는 송풍팬(400)이 장착된다.

한편, 상기 포집용 하우징(100)의 바닥으로부터 외측 방향으로 분진압송장치(300)가 설치되는 바, 이 분진압송장치(300)는 포집용 하우징(100)의 바닥에 침전되는 분진을 외부로 자동 압송하는 기능을 한다.

이를 위해, 상기 분진압송장치(300)의 일 구성으로서, 스크류 또는 체인 컨베이어(302)가 포집용 하우징(100)의 바닥으로부터 상향 경사지며 연장되어 포집용 하우징(100)의 일측 상단부를 통해 외부로 돌출 배치되고, 포집용 하우징(100)의 타측 하단부에는 스크류 또는 체인 컨베이어(302)를 구동시키는 모터(304)가 장착된다.

또한, 외부로 돌출된 스크류 또는 체인 컨베이어(302)의 출구부 아래쪽에는 분진을 외부의 적재장소로 이송시키는 벨트 컨베이어(306)가 더 배치된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템에 대한 작동상태를 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

각종 산업현장 등에서 발생된 각종 분진 및 오염물질 등이 포함된 외부가스가 외부가스 흐름용 하우징(200)의 외부가스 유입구(210)를 통하여 제1실(201)로 유입되는 동시에 그 흐름압력에 의하여 제1실(201)내에서 하강하는 흐름을 갖게 된다.

연이어, 제1실(201)을 따라 하강한 외부가스는 포집용 하우징(100)에 채워진 물과 스크러빙 접촉을 하여 외부가스에 포함된 굵은 입자의 분진 등이 물속으로 침전 제거되고, 동시에 외부가스는 제1실(201)을 구성하는 수직 격판(205)의 와류발생용 노즐(206)을 통과하여 제2실(202)로 이동하게 된다.

이때, 상기 물 분사구(212)를 통하여 제1실(201)로 유입된 외부가스에 물이 분사될 수 있으며, 이때의 물 분사에 의해서도 외부가스에 포함된 굵은 입자의 분진 등이 휩쓸리면서 물속으로 침전되어 제거될 수 있다.

이렇게 분진을 포함하는 외부가스를 최초 흡입된 제1실(201)에서 물과의 스크러빙 접촉 및 물분사에 의한 접촉으로 분진을 1차 제거하는 과정이 이루어진다.

이어서, 상기 외부가스가 제1실(201) 및 제2실(202)을 구분하는 수직 격판(205)의 와류 발생용 노즐(206)을 통과하면, 외부가스 흐름에 와류가 발생하면서 물과 접촉하는 바, 물과 접촉할 때 물이 위로 솟구치거나 요동하는 스크러빙 현상이 크게 발생하게 된다.

따라서, 상기 외부가스에 포함된 입자가 큰 분진 뿐만 아니라 미세 입자의 분진도 제2실(202)내에서 물이 위로 솟구치거나 요동하는 스크러빙 현상에 의하여 용이하게 2차로 제거되어 물속으로 침전된다.

다음으로, 제2실(202)을 빠져나간 외부가스는 제3실(203)로 이동하는 바, 제2실(202)에서 제3실로 이동할 때, 상기 직각 격판(207)의 수직판(207a) 하단끝과 포집용 하우징(100)내의 수면 사이를 통과하게 되며, 이때에도 외부가스가 수면에 다시 한번 3차로 접촉하며 통과하게 되므로, 물과의 접촉에 의거 미세먼지 등이 다시 한번 제거된다.

이어서, 입자가 큰 분진 및 입자가 작은 분진이 제거된 외부가스는 제3실(203)을 따라 위쪽으로 상승하는 흐름을 갖게 되고, 이때의 상승 흐름시 외부가스에 남아 있는 잔여 먼지 등이 자유 낙하되면서 물속으로 침전되는 효과를 얻을 수 있다.

마지막으로, 제3실(203)을 따라 승강하던 외부가스 즉, 분진이 제거된 깨끗한 상태의 외부가스는 제4실(204)에서 수평 흐름으로 전환된 후 송풍팬(400)의 흡입에 의하여 외부로 배출된다.

한편, 상기 포집용 하우징(100)의 바닥에 침전된 분진들은 스크류 또는 체인 컨베이어(302)를 따라 외부로 강제 이송되는 동시에 스크류 또는 체인 컨베이어(302)의 출구부 아래쪽에 배치된 벨트 컨베이어(306)를 따라 처리되는 적재장소로 압송된다.

100 : 포집용 하우징 102 : 오버플로우홀
200 : 외부가스흐름용 하우징 201 : 제1실
202 : 제2실 203 : 제3실
204 : 제4실 205 : 수직 격판
206 : 와류발생용 노즐 207 : 직각 격판
207a : 수직판 207b : 수평판
208 : 수평 격판 210 : 외부가스 유입구
212 : 물 분사구 300 : 분진압송장치
302 : 스크류 또는 체인 컨베이어 304 : 모터
306 : 벨트 컨베이어 400 : 송풍팬

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3. 일정량의 물이 채워진 포집용 하우징(100)과; 분진을 포함하는 외부가스가 최초로 유입되는 외부가스 유입구가 외측 상부에 형성되고, 외측 하부에는 외부가스에 물을 분사하는 물 분사구가 형성된 제1실(201)과, 제1실(201)을 통과한 외부가스에 와류를 발생시키는 동시에 물과 접촉시켜 분진을 제거하는 제2실(202)과, 제2실(202)을 통과한 외부가스에 물과의 접촉을 다시 유도시킨 후 외부가스를 위쪽으로 안내하는 제3실(203)과, 제3실(203)을 통과하여 위쪽으로 흐르는 외부가스를 수평 방향으로 전환시켜 최종 배출시키는 제4실(204)로 구성되어 상기 포집용 하우징의 상부에 일체로 형성되는 외부가스 흐름용 하우징(200)과; 상기 포집용 하우징(100)의 바닥에 침전되는 굵은 입자의 분진을 외부로 자동 압송하는 분진압송장치(300)와; 상기 외부가스 흐름용 하우징(200)의 제4실(204)의 출구에 장착되어 최종 여과된 외부가스를 외부로 배출시키는 송풍팬(400);을 포함하여 구성된 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템에 있어서,
   상기 제2실(202)과 제3실(203)은 제1실(201)과 제2실(202)을 구분하는 수직 격판(205)의 일측면에 일체로 형성되는 직각 격판(207)에 의하여 나누어지고, 상기 직각 격판(207)의 수직판(207a) 하단 끝은 수면과 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템.
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