KR101743179B1 - 보충가스를 이용한 백필터 집진장치 및 이의 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격기류 탈진방식 백필터 집진장치에 있어서, 백필터에 부착된 분진을 탈리시키는 탈진시 여과가스를 재유입하여 백필터 탈진효율을 향상시키고, 동시에 집진성능을 개선할 수 있는 백필터 집진장치 및 이의 작동방법에 관한 것으로, 본 발명을 통하여 높은 집진성능과 저렴한 시설 및 운전비용을 보장할 수 있는 백필터 집진장치를 제공하는 것이 가능하다.

Description

보충가스를 이용한 백필터 집진장치 및 이의 작동방법{Bag filter dust collector with supplementary gas, and operating method of the same}

본 발명은 보충가스를 이용한 백필터 집진장치 및 이의 작동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충격기류 탈진방식 백필터에 있어서 여과가스를 재유입하여 탈진효율을 향상시키고, 동시에 집진성능을 개선할 수 있는 백필터 집진장치 및 이의 작동방법에 관한 것이다.

대기오염방지시설로 사용되는 집진기의 종류는 전기집진기, 여과집진기, 원심력집진기, 세정집진기 등이 있다. 그 중 여과집진기는 집진필터를 이용하여 처리 가스에 포함된 분진을 제거하는 장치를 말한다. 여과집진기의 집진필터에 분진이 쌓이게 되면 공기저항이 증가하기 때문에 주기적으로 집진필터 표면에 쌓인 분진을 탈리시키는 과정이 필요하며, 이를 탈진이라 한다. 일반적으로 사용되는 여과집진기의 탈진방법으로는 압축공기를 순간적으로 집진필터 내부로 분사하여 집진필터를 팽창시킴으로써 필터 표면의 분진을 탈진하는 충격기류 탈진방식, 처리가스가 집진필터를 통과하는 방향의 역방향으로 공기를 불어넣어 주어 탈진하는 역세정기류 탈진방식, 그리고 집진필터를 직접 진동시키는 진동탈진방식이 있다.

충격기류 탈진방식은 집진필터에서 분진을 제거하는 과정 중에도 탈진이 가능하다는 장점으로 인해 여과집진기의 탈진방식으로 가장 보편적으로 사용되고 있다.

충격기류 탈진방식은 제어밸브를 0.2초 이하의 매우 짧은 순간 동안 열어주어 분사노즐에서 압축공기를 순간적으로 분사함으로써 직접 분사되는 기류와 고속분사로 인해 주변에서 유인되는 기류가 집진필터 내부로 짧은 순간에 유입되어 집진필터를 팽창시킴으로써 필터 표면에 부착된 분진을 탈리한다.

이 분야의 종래 기술을 찾아보면, 미국특허 3951627, 미국특허 4878926, 미국특허 5116395, 국내특허공개 제 10-2003-0046367호가 있으며, 이들은 모두 탈진공기 저장조가 원통형 여과집진기 내부에 위치하고 탈진공기 저장조에 제어밸브를 부착하고 각 제어밸브에 탈진공기 분사노즐을 직접 연결한 후, 탈진공기 저장조를 원통형 집진기의 중심축을 회전축으로 하여 일정한 패턴으로 회전하며 탈진을 수행하는 방식에 관한 것이다. 또 다른 기술로는 미국특허 4247310, 미국특허 4433986가 있는데 두 대의 여과집진장치에 대해 교대로 탈진을 수행하는 방식으로 앞서 언급한 기술들과 동일하게 탈진공기 저장조가 집진기 내부에 위치하며 제어밸브와 분사노즐이 직접 탈진공기 저장조에 연결되어 탈진하는 방식에 대한 것이다. 이상의 종래기술은 탈진성능 측면에서는 장점을 갖고 있으나, 탈진 공기 저장조, 제어밸브가 여과집진기 내부에 위치하기 때문에 처리가스의 물성에 따라 적용에 한계를 갖는다는 단점이 있으며, 회전방식의 탈진장치 또한 원통형 집진기에 제한적으로 사용될 뿐만 아니라 낮은 내구성 및 높은 시설비용의 단점이 있다.

이를 해결하기 위해 본 출원인은 한국특허 제10-0973467호(여과집진기 가스 흐름 차단방식 탈진장치 및 방법)에서, 각각의 탈진부에 댐퍼를 두고, 충격기류를 공급할 때 상기 댐퍼를 조작하여 상기 탈진부를 폐쇄공간으로 하고, 이 상태에서 충격기류를 공급하는 방식을 제시하였다. 이 경우, 고속으로 분사된 충격기류로 인하여 상기 탈진부 내부의 기체가 함께 유인되어 필터 내부로 유입되어야 하나, 탈진부가 폐쇄공간이기 때문에 고속분사 충격기류로 인해 유인되는 탈진부 내부 기체의 유량에 한계가 있어 충분한 탈진이 이루어지지 못하는 문제가 있다.

또한, 탈진 후에 상기 댐퍼를 일시에 개방하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 백필터의 외부에 부착된 분진층에 의한 필터링 효과가 사라지기 때문에 깨끗해진 필터를 통해 순간적으로 고농도의 먼지가 배출되어 백필터의 먼지제거효율이 급격하게 저하된다. 따라서, 충격기류 탈진시마다 이러한 먼지제거효율 저하로 인하여 집진장치의 먼지제거성능이 떨어지게 된다.

이러한 문제점을 인식하고, 본 출원인은 한국특허 제10-1196355호(대용량 여과집진기 탈진 장치 및 방법)를 이용하여, 댐퍼의 개방량을 전기적 제어를 통해 점진적으로 증대시키는 방식을 제시하였다. 그러나, 장치구성이 지나치게 복잡해지는 문제점이 있다.

한국특허 제10-0973467호 한국특허 제10-1196355호

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 간단한 구성을 가지면서도 백필터의 충격기류 탈진시 여과공기챔버(종래기술의 탈진부에 대응)에 충분한 공기를 공급하여 탈진의 효과를 증대시키고, 탈진 후에 백필터의 차압 저하를 방지하여 먼지제거효율을 유지할 수 있는 보충가스를 이용한 백필터 집진장치 및 이의 작동방법을 제공하는 데에 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 간단한 구성을 가지면서도 백필터의 탈진효율과 집진효율을 동시에 향상시킬 수 있는 백필터 집진장치와 이의 작동방법을 제공하는 데 있다. 보다 구체적으로는 백필터의 충격기류 탈진시 여과공기챔버(종래기술의 탈진부에 대응)에 여과가스를 재유입시켜 백필터를 통과하는 처리가스의 유량을 최소화함으로써 충격기류에 의한 백필터의 탈진효과를 증대시킴과 동시에 탈진 직후에 백필터를 통과해 배출되는 먼지의 농도를 최소화하여 높은 먼지제거효율을 유지할 수 있는 보충가스를 이용한 백필터 집진장치 및 이의 작동방법을 제공하는 데에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 공간이 형성되고, 하부에 분진수집부가 연결되며, 처리가스공급관을 통해 처리가스가 공급되는 처리가스챔버; 상기 처리가스챔버의 상측에 배치되는 하나 이상의 여과가스챔버; 상기 처리가스챔버의 상부에 설치되고, 상기 여과가스챔버를 향해 개구하는 하나 이상의 백필터; 상기 여과가스챔버 내부에 설치되어 상기 백필터를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류분사기; 상기 여과가스챔버의 여과가스배출관과 연통되어, 여과된 가스를 흡입하여 송풍기배출관을 통해 배출하는 송풍기; 상기 송풍기배출관에 연통되고, 상기 여과가스챔버에 연결되는 보충가스유입관; 및 상기 보충가스유입관에 재유입되는 여과가스의 공급을 단속하도록 설치되는 보충가스개폐밸브를 포함하는 백필터 집진장치이다.

또, 보충가스로서 재유입되는 여과가스를 사용하는 것이 아니라, 공기 등의 별도의 보충가스를 공급하는 보충가스공급원을 상기 보충가스유입관에 연결하는 것도 가능하다.

상기 처리가스챔버는, 상기 여과가스챔버와 동일한 수로 공간이 나누어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보충가스개폐밸브는, 기입력된 개방간격시간 및 개방유지시간에 따라 개방상태를 조절가능하도록 밸브제어부를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 보충가스 공급원을 사용할 경우, 상기 보충가스 공급원과 상기 보충가스 유입관 사이에 보충가스를 여과하는 보충가스필터가 개재되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 보충가스 유입관은 백필터 집진장치 주위의 가스와 연통될 수 있다.

또 다른 발명은, 이러한 백필터 집진장치를 운전하는 백필터 집진장치의 작동방법으로써, 상기 보충가스개폐밸브가 개방되어 상기 여과가스챔버 내부로 보충가스가 유입되는 보충가스유입개시단계; 보충가스가 유입되는 상태에서 충격기류를 상기 백필터를 향해 분사하는 충격기류공급단계; 및 상기 충격기류를 공급한 후에 상기 보충가스개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 백필터를 통해 처리가스를 여과하는 정상상태가 개시되는 보충가스유입종료단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격기류공급단계와 상기 보충가스유입종료단계의 사이에, 상기 보충가스개폐밸브를 개방한 상태로 유지하는 개방유지단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 여과가스챔버가 복수인 경우, 상기 보충가스유입개시단계부터 상기 보충가스유입종료단계는, 동일시각에 여과가스챔버 중 일부만이 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 간단한 구성만으로 충격기류에 의한 백필터의 탈진 효과를 증대시키고, 탈진 후에 백필터를 통과하는 먼지배출을 최소화하여 높은 먼지제거효율을 유지할 수 있다. 이 결과, 높은 집진성능과 저렴한 시설 및 운전비용을 보장할 수 있는 백필터 집진장치를 구현하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 백필터 집진장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 백필터 집진장치에서 보충가스가 유입되는 동안 충격기류 공급시와 충격기류 공급종료 이후 기류 특성을 나타낸 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 변형예에 따른 백필터 집진장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 백필터 집진장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2의 변형예에 따른 백필터 집진장치의 개략도이다.
도 6은 일반적인 충격기류 탈진방식 백필터 집진장치의 필터차압 및 먼지배출 특징을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 백필터 집진장치를 지시한다. 상기 백필터 집진장치(100)는 기본적으로 내부에 공간이 형성되고, 하부에 분진수집부(106)가 연결되며, 처리가스가 공급되는 처리가스챔버(102)와, 상기 처리가스챔버(102)의 상측에 배치되는 하나 이상의 여과가스챔버(110)와, 상기 처리가스챔버(102)의 상부에 설치되고, 상기 여과가스챔버(110)를 향해 개구하는 하나 이상의 백필터(104)와, 여과가스를 흡입하여 배출하는 송풍기(124)를 포함하여 이루어진다.

상기 처리가스챔버(102)는 복수개로 서로 구획되어 있으며, 그 하측의 분진수집부(106)는 서로 연통되어 있다. 물론, 상기 분진수집부(106)도 상기 처리가스챔버(102)와 동일한 개수로 구획되는 것도 가능하다. 그리고, 상기 여과가스챔버(110)는 상기 처리가스챔버(102)와 동일한 개수로 나누어져 있다.

상기 분진수집부(106)는 하측으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상을 가져서, 분리된 분진이 모여지면서 낙하하도록 유도하며, 상기 분진수집부(106)의 하부에는 분진배출장치(108)가 설치된다. 상기 분진배출장치(108)는 컨베이어벨트, 스크류 등 공지의 기술을 사용할 수 있다.

상기 처리가스챔버(102)에는 처리가스공급관(128)와 연결되는 처리가스유입분지관(130)을 통해 처리가스가 공급된다. 상기 처리가스유입분지관(130)은 상기 처리가스챔버(102)가 복수인 경우, 각 처리가스챔버(102)에 처리가스를 공급하도록 복수개가 설치될 수 있다.

상기 백필터(104)는 공지의 기술에 따른 백필터를 사용하며, 상기 백필터(104)의 내부공간은 상기 여과가스챔버(110)에 연통된다. 상기 백필터(104)는 분진처리효율을 향상시키기 위해 복수개가 설치되며, 하나의 처리가스챔버(102)에도 복수개가 설치될 수 있다.

상기 처리가스챔버(102) 내부에는 상기 백필터(104)를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류분사기가 설치된다. 상기 충격기류분사기는, 도시되지 않은 충격기류공급원과 연결되는 충격기류공급관(112)과, 상기 충력기류공급관(112)에 설치되어 상기 백필터(104)를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류노즐(113)을 포함하여 이루어진다. 상기 충격기류공급원으로는, 대기 중의 공기를 압축하여 공급하는 컴프레서를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 여과가스챔버(110)에는 여과가스배출관(114)이 설치되어 여과가스가 배출되며, 상기 여과가스배출관(114)은 송풍기유입관(120)과 연결된다. 상기 여과가스챔버(110)가 복수인 경우에는 복수의 여과가스배출관(114)이 상기 송풍기유입관(120)에 연결될 수 있다. 이 결과, 상기 송풍기(124)의 흡인력에 의해 여과가스를 흡입하여 송풍기배출관(126)을 통해 배출하게 된다.

그리고, 상기 송풍기배출관(126)에 연결되는 보충가스공급관(122)이, 상기 여과가스챔버(110)에 연결되는 보충가스유입관(116)을 통해 송풍기(124)에서 배출되는 여과가스를 공급한다. 따라서, 상기 보충가스유입관(116)을 통해 공급되는 여과가스의 압력은 상기 여과가스챔버(110) 내부의 압력에 비해 높게 된다.

또, 상기 보충가스유입관(116)에는 보충가스로서 재유입되는 여과가스의 공급을 단속하도록 보충가스개폐밸브(118)가 설치된다. 상기 보충가스개폐밸브(118)는 밸브제어부(미도시)를 가지며, 상기 밸브제어부에 의해 기입력된 개방간격시간 및 개방유지시간에 따라 개방상태를 조절가능하다.

상기 보충가스유입관(116)을 통해 재유입되는 여과가스의 유량은 상기 여과가스챔버(110)의 내부압력에 따라 조절될 수 있으며, 상기 보충가스개폐밸브(118)에 의해서 제어될 수도 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 백필터 집진장치(100)의 변형예가 가능하다. 실시예 1의 변형예에 따른 백필터 집진장치(101)는 송풍기배출관(126)에서 배출되는 여과가스를 보충가스로 활용하는 것이 아니라, 별도의 보충가스를 공급하는 보충가스공급원(132)을 이용하는 차이가 있고, 작동과정은 동일하다. 기타 다른 구성요소는 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 보충가스공급원(132)으로는 공지의 송풍기와 같은 기체이송기계를 사용할 수 있다. 상기 보충가스공급원(132)을 통해 공급되는 가스의 압력은 상기 여과가스챔버(110)보다 높게 설정되어야 한다. 그리고, 오염물이 보충가스에 혼입되지 않도록 상기 보충가스공급원(132)의 배출측에는 보충가스필터(134)가 설치될 수 있다.

또한 상기 여과가스챔버(110) 내부 가스의 압력이 집진장치 주위의 가스의 압력에 비해 낮을 경우 상기 보충가스공급원(132)은 사용되지 않고 집진장치 외부 가스가 보충가스로 유입될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예 2에 따른 백필터 집진장치(200)를 도 4를 참조하여 설명한다.

상기 백필터 집진장치(200)는 내부에 공간이 형성되고, 하부에 분진수집부(206)가 연결되며, 처리가스가 공급되는 하나의 처리가스챔버(202)와, 상기 처리가스챔버(202)의 상측에 배치되는 복수의 여과가스챔버(210)와, 상기 처리가스챔버(202)의 상부에 설치되고, 상기 여과가스챔버(210)를 향해 개구하는 복수의 백필터(204)와, 상기 여과가스챔버(210)에 모인 여과가스를 흡입하여 배출하는 송풍기(224)를 포함하여 이루어진다.

상기 분진수집부(206)는 하측으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상을 가져서, 분리된 분진이 모여지면서 낙하하도록 유도하며, 상기 분진수집부(106)의 하부에는 분진배출장치(208)가 설치된다. 상기 분진배출장치(208)는 컨베이어벨트, 스크류 등 공지의 기술을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 분진배출장치(208)를 구동하기 위한 분진배출구동부(209)가 설치될 수 있다. 실시예 2에서는 분진배출장치(208)로 스크류를 사용하였으며, 상기 분진배출구동부(209)로는 스크류를 구동시키는 구동모터를 설치할 수 있다.

상기 처리가스챔버(202)에는 처리가스공급관(228)와 연결되는 처리가스유입분지관(230)을 통해 처리가스가 공급된다. 상기 처리가스유입분지관(230)은 상기 처리가스챔버(202) 내에 처리가스가 균일하게 공급되도록 복수개가 설치될 수 있다.

상기 백필터(204)는 공지의 기술에 따른 백필터를 사용하며, 상기 백필터(204)의 내부공간은 상기 여과가스챔버(210)에 연통된다. 상기 백필터(204)는 분진처리효율을 향상시키기 위해 복수개가 설치될 수 있다.

상기 여과가스챔버(210) 내부에는 상기 백필터(204)를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류분사기가 설치된다. 상기 충격기류분사기는, 도시되지 않은 충격기류공급원과 연결되는 충격기류공급관(212)과, 상기 충력기류공급관(212)에 설치되어 상기 백필터(204)를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류노즐(213)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 여과가스챔버(210)에는 여과가스배출관(214)이 설치되어 여과가스가 배출되며, 상기 여과가스배출관(214)은 송풍기유입관(220)과 연결된다. 이 결과, 상기 송풍기(224)의 흡인력에 의해 여과가스를 흡입하여 송풍기배출관(226)을 통해 배출하게 된다.

그리고, 상기 송풍기배출관(226)에 연결되는 보충가스공급관(222)이, 상기 여과가스챔버(210)에 연결되는 보충가스유입관(216)을 통해 송풍기(224)에서 배출되는 여과가스를 공급한다. 따라서, 상기 보충가스유입관(216)을 통해 공급되는 여과가스의 압력은 상기 여과가스챔버(210) 내부의 압력에 비해 높게 된다.

또, 상기 보충가스유입관(216)에는 재유입되는 여과가스의 공급을 단속하도록 보충가스개폐밸브(218)가 설치된다. 상기 보충가스개폐밸브(218)는 밸브제어부(미도시)를 가지며, 상기 밸브제어부에 의해 기입력된 개방간격시간 및 개방유지시간에 따라 개방상태를 조절가능하다.

상기 보충가스유입관(216)을 통해 재유입되는 여과가스의 유량은 상기 여과가스챔버(210)의 내부압력에 따라 조절될 수 있으며, 상기 보충가스개폐밸브(218)에 의해서 제어될 수도 있다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 2에 따른 백필터 집진장치(200)의 변형예가 가능하다. 실시예 2의 변형예에 따른 백필터 집진장치(201)는 송풍기배출관(126)에서 배출되는 여과가스를 보충가스로 활용하는 것이 아니라, 별도의 보충가스를 공급하는 보충가스공급원(232)을 이용하는 차이가 있고, 작동과정은 동일하다. 기타 다른 구성요소는 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 보충가스공급원(232)으로는 공지의 송풍기와 같은 기체이송기계를 사용할 수 있다. 상기 보충가스공급원(232)을 통해 공급되는 가스의 압력은 상기 여과가스챔버(210)보다 높게 설정되어야 한다. 그리고, 오염물이 보충가스에 혼입되지 않도록 상기 보충가스공급원(232)의 배출측에는 보충가스필터(234)가 설치될 수 있다.

또한 상기 여과가스챔버(210) 내부 가스의 압력이 집진장치 외부 가스의 압력에 비해 낮을 경우 상기 보충가스공급원(232)은 사용되지 않고 집진장치 주위의 가스가 보충가스로 유입될 수 있다.

본 발명의 실시예 1,2 및 그 변형예에 따른 백필터 집진장치(100,101,200,201)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 백필터 집진장치(100,101,200,201)를 운전하는 백필터 집진장치의 작동방법을 실시예 1의 백필터 집진장치(100)를 이용하여 도 2를 참조하면서 설명한다.

정상상태에서는 상기 송풍기(124)에 의해 상기 여과가스챔버(110)에 제공되는 부압과, 상기 처리가스공급관(128)을 통해 공급되는 처리가스의 압력에 의해, 처리가스 중의 분진이 상기 백필터(104)의 표면에 부착되면서 처리가스가 여과되고, 여과된 처리가스는 상기 여과가스배출관(114)을 통해 송풍기(124)를 지나 송풍기배출관(126)으로 배출된다.

그리고, 상기 백필터(104) 표면에 많은 양의 분진이 쌓이면 상기 백필터(104)를 통과할 때 처리가스의 압력손실이 증가하게 되어 상기 송풍기(124)에 부하가 가중되어 숭풍량이 저하되기 때문에 주기적으로 또는 간헐적으로 백필터 표면에 쌓인 분진을 털어내주는 탈진공정이 요구되는데 본 발명에서는 상기 보충가스개폐밸브(118)와 상기 충격기류분사기를 이용하여 탈진공정을 수행하게 된다.

먼저, 상기 보충가스개폐밸브(118)가 개방되어 상기 여과가스챔버(110) 내부로 송풍기(124)에 배출되는 여과가스가 재유입된다(보충가스유입개시단계). 상기 송풍기(124)에서 배출되는 여과가스는 상기 여과가스챔버(110) 내의 여과가스에 비해 압력이 높기 때문에, 여과가스의 재유입은 이 압력차에 의해 자연스럽게 이루어질 수 있다.

그리고, 여과가스가 재유입되는 상태에서 충격기류를 상기 백필터(104)를 향해 분사한다(충격기류공급단계). 상기 충격기류의 공급량 및 공급시간은 설계자의 경험에 의해 조절할 수 있다. 충격기류를 상기 백필터(104)에 공급하면, 이미 상기 여과가스챔버(110)에 재유입된 여과가스에 의해 가스량이 충분하기 때문에 충격기류가 공급되면서 주위의 여과가스를 함께 유도하여 상기 백필터(104)에 공급되므로 탈진효과가 향상된다.

상기 보충가스유입개시단계에서 상기 보충가스개폐밸브(118)가 개방되어 상기 여과가스챔버(110)로 내부로 유입된 여과가스는 곧바로 상기 여과가스배출관(114)을 통해 배출된다. 이때 상기 여과가스배출관(114)을 통해 배출되는 유량은 재유입된 여과가스 유량과 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스 유량이 합쳐진 결과이기 때문에 당연히 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스의 유량은 상기 보충가스개폐밸브(118)가 닫힌 상태로 운전되는 정상상태에 비해 매우 낮게 유지된다. 따라서 여과가스가 재유입되는 상태에서는 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스의 유량이 감소하고 결과적으로 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스의 압력손실도 감소되어 상기 충격기류공급단계에서 충격기류에 의한 탈진시 백필터 탈진효율이 증가하게 된다. 또한 정상상태에 비해 낮은 에너지의 탈진기류에 의해서도 정상상태와 동일한 또는 그 이상의 탈진효율을 달성할 수 있다.

이후, 상기 보충가스개폐밸브(118)를 폐쇄한다(보충가스유입종료단계). 이 결과, 상기 백필터(104)를 통해 처리가스를 여과하는 정상상태가 개시된다.

또, 상기 충격기류공급단계와 상기 보충가스유입종료단계의 사이에, 상기 보충가스개폐밸브(118)를 개방한 상태로 유지하는 개방유지단계를 추가적으로 포함시킬 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 충격기류가 상기 백필터(104)의 분진을 탈진시키면, 상기 백필터(104)의 분진여과효율이 순간적으로 저하하게 되는데, 이 때 곧바로 상기 보충가스개폐밸브(118)를 닫으면 상기 백필터(104)에 상기 송풍기(124)에 의한 부압과 처리가스가 공급되는 압력의 차압에 의해, 분진의 일부가 여과되지 않고 상기 백필터(104)를 통과하여 송풍기를 거쳐 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명에서는 충격기류 공급 후에 일정시간동안 상기 보충가스개폐밸브(118)를 개방한 상태를 유지하여, 상기 백필터(104)에 걸리는 차압을 감소시켜 분진이 상대적으로 낮은 차압에 의해 백필터(104) 내부로 강제로 빨려들어가지 않으면서 동시에 백필터(104)의 외부에 분진이 쌓이게 하여, 분진층에 의한 필터효과를 확보하여 정상상태의 분진여과능력을 가질 수 있도록 한다.

일정한 정상상태 후에 상기 보충가스개폐밸브(118)를 개방하는 개방개시시간, 상기 보충가스개폐밸브(118)의 개방상태를 유지하는 개방유지시간은 설계자에 의해 최적조건으로 조절될 수 있으며, 이 개방개시시간과 개방유지시간을 상기 밸브제어부(미도시)에 미리 입력한다.

또, 상기 여과가스챔버(110)가 복수인 경우에는, 운전을 연속적으로 실시하기 위해, 상기 보충가스유입개시단계부터 상기 보충가스유입종료단계는, 동일시각에 여과가스챔버(110) 중 일부만이 수행되는 것이 바람직하다.

백필터의 집진효율은 처리가스유량을 백필터 표면적으로 나눈 값인 여과속도와 반비례의 관계에 있다. 즉, 백필터를 통과하는 처리가스의 유량이 감소하면 여과속도가 감소하기 때문에 백필터의 집진효율은 증가하게 된다. 상기 개방유지단계에서와 같이 여과가스가 재유입되는 상태에서는 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스의 유량이 감소하기 때문에 상기 백필터(104)의 집진효율이 증가하게된다. 따라서 상기 여과가스가 재유입되고 있는 동안에는 상기 백필터(104)를 통과하여 외부로 배출되는 먼지의 농도가 감소하고 대신에 상기 백필터(104)에 의해 제거된 분진이 상기 백필터(104) 표면에 분진층을 형성하기 시작하기 때문에 상기 백필터(104)의 집진효율은 더 증가하게 된다. 상기 백필터(104)의 표면에 분진층이 형성되면 상기 보충가스개폐밸브(118)가 닫혀 상기 백필터(104)를 통과하는 처리가스의 유량이 정상상태로 복귀한다하더라도 상기 백필터(104) 표면의 분진층으로 인해 지속적으로 높은 집진효율을 유지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 여과가스 재유입을 통해 백필터 탈진효율과 집진효율을 동시에 향상시킬 수 있는 백필터 집진장치와 상기 백필터 집진장치의 작동방법을 제공한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100,101,200,201: 백필터 집진장치 102,202: 처리가스챔버
104,204: 백필터 106,206: 분진수집부
108,208: 분진배출장치 110,210: 여과가스챔버
112,212: 충격기류공급관 113, 213: 충격기류노즐
114,214: 여과가스배출관 116,216: 보충가스유입관
118,218: 보충가스개폐밸브 120,220: 송풍기유입관
122,222: 보충가스공급관 124,224: 송풍기
126,216: 송풍기배출관 128,228: 처리가스공급관
130,230: 처리가스유입분지관 132,232: 보충가스공급원
134,234: 보충가스필터 209: 분진배출구동부

Claims (10)

1. 내부에 공간이 형성되고, 하부에 분진수집부가 연결되며, 처리가스공급관을 통해 처리가스가 공급되는 처리가스챔버;
   상기 처리가스챔버의 상측에 배치되는 하나 이상의 여과가스챔버;
   상기 처리가스챔버의 상부에 설치되고, 상기 여과가스챔버를 향해 개구하는 하나 이상의 백필터;
   상기 여과가스챔버 내부에 설치되어 상기 백필터를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류분사기;
   상기 여과가스챔버의 여과가스배출관과 연통되어, 여과된 가스를 흡입하여 송풍기배출관을 통해 배출하는 송풍기;
   상기 송풍기배출관에 연통되고, 상기 여과가스챔버에 연결되어 여과가스를 재유입할 수 있도록 허용하는 보충가스유입관; 및
   상기 송풍기 측으로부터 상기 보충가스유입관을 통해 재유입되는 여과가스의 공급을 단속하도록 상기 보충가스유입관에 설치되는 보충가스개폐밸브를 포함하며;
   상기 여과가스배출관은 항시 개방되어 있어 상기 보충가스유입관을 통해 상기 여과가스챔버 내로 재유입되는 여과가스는 곧바로 상기 여과가스배출관을 통해 배출하되, 이때 여과가스배출관을 통해 배출되는 유량은 상기 재유입된 여과가스 유량과, 상기 처리가스챔버로부터 상기 백필터를 통과하여 여과처리된 처리가스 유량이 합쳐져 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
2. 내부에 공간이 형성되고, 하부에 분진수집부가 연결되며, 처리가스공급관을 통해 처리가스가 공급되는 처리가스챔버;
   상기 처리가스챔버의 상측에 배치되는 하나 이상의 여과가스챔버;
   상기 처리가스챔버의 상부에 설치되고, 상기 여과가스챔버를 향해 개구하는 하나 이상의 백필터;
   상기 여과가스챔버 내부에 설치되어 상기 백필터를 향해 충격기류를 분사하는 충격기류분사기;
   상기 여과가스챔버의 여과가스배출관과 연통되어, 여과된 가스를 흡입하여 송풍기배출관을 통해 배출하는 송풍기;
   상기 여과가스챔버에 가스를 보충하여 공급하기 위한 보충가스공급원에 일측이 연통되고, 타측이 상기 여과가스챔버에 연결되는 보충가스유입관; 및
   상기 보충가스공급원으로부터 상기 보충가스유입관을 통해 유입되는 보충가스의 공급을 단속하도록 설치되는 보충가스개폐밸브를 포함하며;
   상기 여과가스배출관은 항시 개방되어 있어 상기 보충가스유입관을 통해 상기 여과가스챔버로 유입되는 보충가스는 곧바로 상기 여과가스배출관을 통해 배출하되, 이때 여과가스배출관을 통해 배출되는 유량은 보충가스 유량과 상기 처리가스챔버로부터 상기 백필터를 통과하여 여과처리된 처리가스 유량이 합쳐져 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리가스챔버는, 상기 여과가스챔버와 동일한 수로 공간이 나누어지는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보충가스개폐밸브는, 기입력된 개방간격시간 및 개방유지시간에 따라 개방상태를 조절가능하도록 밸브제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 보충가스 공급원과 상기 보충가스 유입관 사이에 보충가스를 여과하는 보충가스필터가 개재되는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
   
6. 제2항에 있어서, 상기 보충가스 유입관은 백필터 집진장치 주위의 가스와 연통되는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치.
   
7. 제1항에서 정의된 것 같은 백필터 집진장치를 운전하는 백필터 집진장치의 작동방법에 있어서,
   상기 보충가스개폐밸브를 개방하여 상기 여과가스챔버 내부로 여과가스가 재유입되도록 하는 보충가스유입개시단계;
   상기 보충가스유입개시단계를 통해 재유입되는 여과가스는 그 재유입된 여과가스의 유량과, 처리가스챔버로부터 백필터를 통과하여 여과처리되면서 여과가스챔버로 유입된 처리가스 유량이 합쳐져 항시 개방된 상태의 상기 여과가스배출관을 통해 배출하는 재유입 여과가스의 배출단계;
   상기 보충가스개폐밸브가 개방되어 여과가스가 재유입되는 도중에 충격기류를 상기 백필터를 향해 분사하는 충격기류공급단계; 및
   상기 충격기류를 공급한 후에 상기 보충가스개폐밸브의 개방상태를 소정시간 더 유지한 이후 상기 보충가스개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 백필터를 통해 처리가스를 여과하는 정상상태가 개시되도록 하는 보충가스유입종료단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치의 작동방법.
   
8. 제2항에서 정의된 것과 같은 백필터 집진장치를 운전하는 백필터 집진장치의 작동방법에 있어서,
   상기 보충가스개폐밸브를 개방하여 상기 여과가스챔버 내부로 보충가스가 유입되도록 하는 보충가스유입개시단계;
   상기 보충가스유입개시단계를 통해 유입되는 보충가스는 그 유입된 보충가스의 유량과, 처리가스챔버로부터 백필터를 통과하여 여과처리되면서 여과가스챔버로 유입된 처리가스 유량이 합쳐져 항시 개방된 상태의 여과가스배출관을 통해 배출하는 보충가스의 배출단계;
   상기 보충가스개폐밸브가 개방되어 보충가스가 유입되는 도중에 충격기류를 상기 백필터를 향해 분사하는 충격기류공급단계; 및
   상기 충격기류를 공급한 후에 상기 보충가스개폐밸브의 개방상태를 소정시간 더 유지한 이후 상기 보충가스개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 백필터를 통해 처리가스를 여과하는 정상상태가 개시되도록 하는 보충가스유입종료단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치의 작동방법.
   
9. 삭제
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 여과가스챔버가 복수인 경우, 상기 보충가스유입개시단계부터 상기 보충가스유입종료단계는, 동일시각에 여과가스챔버 중 일부만이 수행되는 것을 특징으로 하는 백필터 집진장치의 작동방법.

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