KR101885240B1 - 배기가스에 포함된 입자상 물질 제거를 위한 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템 - Google Patents

배기가스에 포함된 입자상 물질 제거를 위한 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템 Download PDF

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Abstract

배기가스에 포함된 입자상 물질 제거를 위한 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템이 개시된다. 본 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템은 배기가스의 이송경로가 제공되도록 하는 덕트; 상기 덕트의 외부에 마련되어, 전기 전도성을 갖는 용액이 저장되도록 하는 저장 탱크; 일측이 상기 저장 탱크와 연결되되, 타측이 상기 덕트의 내부에 마련되어, 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)이 하전(荷電)되도록 하는 하전부; 상기 하전부에 전기적으로 연결되어, 상기 하전부에 고전압이 인가되도록 하는 전원 공급부; 및 상기 하전부의 후단에 마련되어, 상기 하전된 입자상 물질이 상기 배기가스로부터 집진되도록 하는 집진부;를 포함한다. 이에 의해, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 제거하되, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 고점도 입자상 물질 및 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다. 또한, 배기가스가 이송되는 과정에서 전도성을 갖는 용액의 분무가 균형적으로 분무되도록 하여, 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다.

Description

배기가스에 포함된 입자상 물질 제거를 위한 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템{System for electrical dust collector of electrostatic spraying type for removal particulate matter of exhaust gas}
본 발명은 전기 집진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 입자상 물질 제거를 위한 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템에 관한 것이다.
화력발전소, 제철소, 금속 가공, 시멘트 및 가스 제공 공업 등에서 대기오염의 방지 및 유가물의 회수를 위해 널리 사용되는 전기 집진 장치는, 전기적인 방법으로 기체 속에 포함된 입자상 물질을 포집하게 된다.
구체적으로 전기 집진 장치는 분진이 함유된 공기 또는 가스를 유입 받아 여기에 포함된 입자상 물질을 포집하는 덕트가 기본적으로 구비되어 있으며, 덕트의 일측에는 전원 공급 장치로부터 전원을 인가받아, 전기적으로 연결된 다수의 전극 단자가 형성된 전극봉이 절연 고정장치로 설치되고, 전극봉의 후단에는 전극 단자에서 발생한 코로나 방전으로 형성되는 이온에 의하여 하전된 입자상 물질을 집진하는 집진 판이 설치되며, 다수의 전극 단자가 형성된 전극봉을 이용하여, 입자상 물질이 전기적으로 극성을 갖도록 대전시키는 하전 과정과, 하전된 입자상 물질을 포집하는 집진 과정을 거쳐 공기 또는 가스 중에 포함된 입자상 물질을 포집할 수 있으며, 이때, 전기집진장치는 물을 이용하여 입자상 물질을 포집하는 습식 전기 집진 장치와 기계적 수단을 이용하여 입자상 물질을 포집하는 건식 전기 집진 장치로 나뉠 수 있다.
이러한 전기 집진 장치는 전력의 소비가 크고, 점성이 강한 입자상 물질이 포함된 배기가스의 처리에는 그 처리 효율이 떨어진다는 단점을 갖고 있다.
더불어, 전기 집진 장치는, 입자의 크기가 비교적 큰 10㎛ 이상의 입자상 물질의 포집 효율을 문제가 없지만, 입자의 크기가 작은 2.5㎛ 정도의 미세 입자상 물질의 포집 효율이 떨어져, 그 한계가 있다.
한편, 정전 분무 방식의 집진 장치는, 전도성을 갖는 용액을 노즐로 분무시키되, 고전압이 인가되도록 하여, 전하의 분리현상을 통해, 하전된 액적들이 공기 또는 가스에 포함된 입자상 물질과 접촉하여, 입자상 물질이 포집되도록 하는 것으로, 구조가 간단하고, 다수의 전극 단자가 형성된 전극봉을 이용하는 것보다 유지비용이 저렴하다는 장점이 있다.
그러나 이러한 정전 분무 방식의 집진 장치는, 고전압이 인가됨에 따라, 전도성을 갖는 용액이 이송되는 공기 또는 가스에 균형하게 분무 되기 어려워, 포집 효율이 떨어진다는 단점이 존재한다.
이에, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 입자상 물질 및 입자의 크기가 작은 미세 입자상 물질의 포집 효율을 향상시킬 수 있는 방안의 모색이 요구된다.
한국등록특허 제10-1054315호 (발명의 명칭: 전기집진장치) 한국등록특허 제10-0646139호 (발명의 명칭: 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 정전 분무 방식으로 배기가스에 포함된 입자상 물질을 제거하여, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 고점도 입자상 물질 및 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율이 향상될 수 있는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템을 제공함에 있다.
더불어, 배기가스의 이송경로를 복수경로로 분리하고, 전도성을 갖는 용액이 분무되는 분무 수단을 복수로 마련하여, 배기가스가 이송되는 과정에서 전도성을 갖는 용액의 분무가 균형적으로 분무되도록 하여, 포집 효율이 향상될 수 있는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템은 배기가스의 이송경로가 제공되도록 하는 덕트; 상기 덕트의 외부에 마련되어, 전기 전도성을 갖는 용액이 저장되도록 하는 저장 탱크; 일측이 상기 저장 탱크와 연결되되, 타측이 상기 덕트의 내부에 마련되어, 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)이 하전(荷電)되도록 하는 하전부; 상기 하전부에 전기적으로 연결되어, 상기 하전부에 고전압이 인가되도록 하는 전원 공급부; 및 상기 하전부의 후단에 마련되어, 상기 하전된 입자상 물질이 상기 배기가스로부터 집진되도록 하는 집진부;를 포함한다.
또한, 이때, 상기 하전부는, 상기 저장 탱크와 연결되어, 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 공급되면, 상기 공급된 용액이 상기 덕트의 내부로 분무되도록 하는 분무 노즐; 상기 전원 공급부와 전기적으로 연결되고, 상기 덕트의 외부에서 상기 덕트의 내부로 상기 덕트를 관통하도록 형성되는 연결 부재; 및 상기 연결 부재에 전기적으로 연결되되, 상기 연결 부재의 길이 방향과 수직 방향으로 배치되어, 상기 분무 노즐을 통해 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되면, 상기 연결 부재를 통해, 고전압이 인가되도록 하여, 상기 분무되는 용액이 전기적으로 극성을 갖도록 하는 유도 전극 발생 링;을 포함할 수 있다.
그리고 상기 덕트는, 상단에 마련되어, 상기 하전부가 수용되도록 하는 제1 덕트; 상기 제1 덕트의 하단에 마련되어, 상기 배기가스의 이송경로가 제공되도록 하는 제2 덕트; 및 상기 제1 덕트 및 상기 제2 덕트 사이에 마련되어, 상기 제1 덕트로 상기 배기가스가 유입되는 것이 방지되도록 하는 배기가스 유입 차단 부재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템은 높이가 상기 제2 덕트의 높이와 동일하도록 형성되되, 상기 하전부의 전단에 마련되어, 상기 덕트의 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 입자상 물질이 필터링되도록 하는 프리필터(Pre-Filter);를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 배기가스 유입 차단 부재는, 상기 유도 전극 발생 링이 수용되도록 하는 수용 홀이 마련되어, 상기 배기가스가 상기 제1 덕트로 유입되는 것이 방지되도록 하되, 상기 분무 노즐에 의해, 분무되는 용액이 상기 제2 덕트의 내부로 분무되도록 할 수 있다.
더불어, 상기 하전부는, 상기 분무 노즐, 상기 연결 부재 및 상기 유도 전극 발생 링이 각각 복수로 마련되되, 각각의 분무 노즐, 각각의 연결 부재 및 각각의 유도 전극 발생 링이 개별적으로 연결되어, 복수의 열과 복수의 행에 따라 배열되도록 할 수 있다.
그리고 상기 덕트는, 상기 배기가스의 이송경로가 단일경로로 제공되는 경우보다, 상기 배기가스 및 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질이 균형적으로 이송되도록 하여, 상기 복수의 열에 따라 배열되는 각각의 분무 노즐에 의해 분무되는 용액이 상기 이송되는 배기가스에 포함된 입자상 물질에 균형적으로 반응하도록 하기 위해, 상기 제2 덕트의 내부에 마련되되, 상기 제2 덕트의 높이 방향을 따라 연장형성되어, 상기 배기가스의 이송경로가 복수경로로 제공되도록 하는 이송경로 분리 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하전부는, 상기 분무 노즐, 상기 연결 부재 및 상기 유도 전극 발생 링이 각각 복수로 마련되는 경우, 각각의 연결 부재 및 각각의 유도 전극 발생 링에 개별적으로 고전압이 인가되도록 하며, 복수로 마련되어, 개별적으로 각각의 유도 전극 발생 링의 외주연을 둘러쌓도록 형성되되, 부도체(nonconductor)로 마련되어, 상기 고전압이 인가된 각각의 유도 전극 발생 링이 인접한 다른 유도 전극 발생 링에 전기적 영향 또는 자기적 영향을 주거나 받는 것을 방지하도록 하는 절연 부재;를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 연결 부재는, 높이가 상기 유도 전극 발생 링의 직경 크기의 1.6배 내지 1.7배가 되도록 하여, 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되는 과정에서 상기 유도 전극 발생 링과 맞닿는 것을 방지할 수 있다.
더불어, 상기 제1 덕트는, 상기 분무 노즐이 삽입되어 외부에서 상기 제1 덕트의 상측을 관통하도록 마련되는 관통 홈; 상기 연결 부재가 외부에서 상기 제1 덕트의 상측을 관통하도록 마련되는 관통 홀; 및 중앙에 인입 홀이 마련되어, 상기 연결 부재가 인입되면, 인입된 상태가 안정적으로 고정되도록 하되, 상기 관통 홀에 인입되어, 상기 연결 부재가 상기 제1 덕트의 상측을 관통한 상태가 안정적으로 고정되도록 하는 고정 부재;를 포함할 수 있다.
그리고 상기 관통 홈은, 상기 분무 노즐의 삽입된 상태가 안정적으로 고정되도록, 내주연을 따라 나선형의 안내 홈이 마련될 수 있다.
이에 의해, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 제거하되, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 고점도 입자상 물질 및 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다. 또한, 배기가스가 이송되는 과정에서 전도성을 갖는 용액의 분무가 균형적으로 분무되도록 하여, 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템을 앞과 위에서 바라본 모습이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 덕트 및 하전부에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 배기가스 유입 차단 부재에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 하전부에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 제1 덕트에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 제1 덕트의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템의 프리필터에 대하여 설명하기 위해 도시된 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
본 실시예에 따른 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템(이하에서는 '전기 집진 시스템'으로 총칭함)은 정전 분무 방식으로 배기가스에 포함된 입자상 물질을 제거하되, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 고점도 입자상 물질 및 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율이 향상되도록 하기 위해 마련된다. 그리고 본 전기 집진 시스템의 다른 목적은 배기가스가 이송되는 과정에서 전도성을 갖는 용액의 분무가 균형적으로 분무되도록 하여, 포집 효율이 향상되도록 하는 것이다.
이를 위해, 본 전기 집진 시스템은, 덕트(100), 저장 탱크(200), 하전부(300), 집진부(400), 전원 공급부(500) 및 프리필터(600)로 구성될 수 있다.
덕트(100)는 배기가스의 이송경로를 제공하기 위해 마련되며, 저장 탱크(200)는 전기 전도성을 갖는 용액을 저장하기 위해 마련된다.
구체적으로 덕트(100)는 일측으로 배기가스가 유입되면, 유입된 배기가스가 이송경로를 따라 타측으로 이송되도록 마련되며, 저장 탱크(200)는 덕트(100)의 내부에 마련되어, 배기가스의 이송 효율이 떨어지는 문제를 방지하기 위해, 덕트(100)의 내부가 아닌 덕트(100)의 외부에 마련되는 것이 바람직하다.
하전부(300)는 저장 탱크(200)로부터 전기 전도성을 갖는 용액이 공급되고, 고전압이 인가되면, 전기 전도성을 갖는 용액이 덕트(100)의 내부로 분무되도록 하며, 인가된 고전압에 의해, 전기적으로 극성을 갖도록 하여, 배기가스에 포함된 입자상 물질이 하전되도록 하기 위해 마련된다. 이를 위해, 하전부(300)는 일측이 저장 탱크(200)와 연결되고, 타측이 덕트(100)의 내부에 마련된다.
집진부(400)는 하전부(300)의 후단에 마련되어, 하전된 입자상 물질이 배기가스로부터 집진되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 하전부(300)에 의해, 전기 전도성을 갖는 용액과 접촉하여 하전된 입자상 물질들은, 입자의 크기가 10㎛ 정도의 입자상 물질과 입자의 크기가 2.5㎛ 정도의 입자상 물질이 전기적 극성에 따라 이끌림 현상이 발생된 상태로 집진부(400)로 이송되며, 집진부(400)는 전기적 극성을 이용하여, 입자의 크기가 10㎛ 정도의 입자상 물질뿐 아니라, 입자의 크기가 2.5㎛ 정도의 입자상 물질도 함께 집진시킬 수 있어, 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한, 입자상 물질 간의 이끌림 현상은 전기적 극성을 갖는 용액과 접촉하는 입자상 물질이 고점도의 입자상 물질이라 하더라도, 원활하게 발생될 수 있다.
즉, 고점도의 입자상 물질 역시, 하전부(300)에 의해, 입자의 크기가 10㎛ 정도의 입자상 물질에 입자의 크기가 2.5㎛ 정도의 입자상 물질들이 결착되어, 집진부(400)에서 함께 집진시킬 수 있다.
전원 공급부(500)는 하전부(300)와 전기적으로 연결되어, 하전부(300)에 고전압이 인가되도록 하기 위해 마련된다. 여기서, 전원 공급부(500)는, 저장 탱크(200)와 같이 덕트(100)의 내부에 마련되어, 배기가스의 이송 효율이 떨어지는 문제를 방지하기 위해, 덕트(100)의 외부에 마련되는 것이 바람직하다.
프리필터(600)는 하전부(300)의 전단에 마련되어, 덕트(100)의 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 입자상 물질이 필터링되도록 하기 위해 마련된다. 구체적으로 프리필터(600)는, 배기가스에 포함된 입자상 물질 중 입자의 크기가 큰 입자상 물질을 1차 필터링하여, 배기가스의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템을 앞과 위에서 바라본 모습이 개략적으로 도시된 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 덕트(100) 및 하전부(300)에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 배기가스 유입 차단 부재(150)에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 하전부(300)에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다. 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 덕트(100) 및 하전부(300)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
우선, 본 실시예에 따른 덕트(100)는, 배기가스의 이송경로를 제공하도록 하되, 하전부(300)로부터 덕트(100)의 내부로 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되도록 하기 위해, 하전부(300)가 수용되도록 할 수 있다.
이를 위해, 덕트(100)는 유입구(110), 배출구(120), 제1 덕트(130), 제2 덕트(140), 배기가스 유입 차단 부재(150) 및 이송경로 분리 부재(160)로 구성될 수 있다.
유입구(110)는 일측에 마련되어 배기가스가 유입되도록 하고, 배출구(120)는 타측에 마련되어 배기가스가 이송경로를 거쳐 배출되도록 하기 위해 마련된다.
제1 덕트(130)는 덕트(100)의 상단에 마련되어 하전부(300)가 수용되도록 하고, 제2 덕트(140)는 제1 덕트(130)의 하단에 마련되어, 유입구(110)를 통해 유입된 배기가스의 이송경로를 제공하기 위해 마련된다.
배기가스 유입 차단 부재(150)는 제2 덕트(140), 제1 덕트(130)와 제2 덕트(140) 사이에 마련되어, 유입된 배기가스가 제1 덕트(130)로 유입되지 않도록 하기 위해 마련된다. 즉, 제1 덕트(130)와 제2 덕트(140) 사이에 얇은 철판으로 형성되어, 제1 덕트(130)로 배기가스가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 배기가스 유입 차단 부재(150)는, 제1 덕트(130)를 완전히 밀폐시키는 것은 아니며, 도 4에 도시된 바와 같이 유도 전극 발생 링(330)이 절연 부재(340)와 결합된 상태로 수용될 수 있도록, 절연 부재(340)의 외주연과 동일한 크기의 수용 홀(151)이 구비된다.
여기서, 수용 홀(151)은 하전부(300)에 의해, 분무되는 전기 전도성을 갖는 용액이 제2 덕트(140)의 내부로 이송되기 때문에, 배기가스가 수용 홀(151)을 통해 제1 덕트(130)로 유입되는 것이 방지될 수 있으며, 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되도록 하는 유도 전극 발생 링(330)이 복수 열과 복수의 행으로 배열되는 경우, 유도 전극 발생 링(330)이 개별적으로 수용되도록 복수의 열과 복수의 행으로 배열되도록 배치되되, 각각의 유도 전극 발생 링(330)이 상호 간에 거리가 기설정된 간격 이상 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로 예를 들면, 배기가스 유입 차단 부재(150)는 유도 전극 발생 링(330)이 5열 6행으로 배열되는 경우, 각각의 유도 전극 발생 링(330)이 상호 간에 거리가 수용 홀(151)의 직경 크기(a)의 0.55~0.60배 이상 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 이송경로 분리 부재(160)는 제2 덕트(140)의 내부에 마련되어, 제2 덕트(140)에 유입되는 배기가스의 이송경로가 복수경로로 제공되도록 하기 위해 마련된다. 구체적으로 이송경로 분리 부재(160)는, 제2 덕트(140)의 내부에 마련되되, 제2 덕트(140)의 높이 방향을 따라 연장형성되어, 배기가스의 이송경로가 복수경로로 제공되도록 할 수 있으며, 이때, 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되도록 하는 분무 노즐(310)이 다섯 이상의 복수 열로 배열되는 경우, 이송경로는 셋 이상의 복수경로로 제공하는 것이 바람직하다.
즉, 이송경로 분리 부재(160)는, 배기가스의 이송경로가 단일경로로 제공되는 경우보다, 배기가스 및 배기가스에 포함된 입자상 물질이 균형적으로 이송되도록 할 수 있으며, 이에 의해, 복수의 열에 따라 배열되는 각각의 분무 노즐(310)에 의해 분무되는 용액이 이송되는 배기가스에 포함된 입자상 물질에 균형적으로 접촉하여, 전기적으로 반응되도록 함으로써, 입자상 물질의 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 한 가지 첨언하면, 제2 덕트(140)는 분무된 전기 전도성을 갖는 용액과 접촉한 입자상 물질 중 용액의 질량에 의해, 이송경로를 이탈하여, 제2 덕트(140)의 하단에 적체될 수 있으며, 이를 외부로 배출하기 위해, 배출 밸브(145)를 구비하고, 배출 밸브(145)를 향해 하단이 소정의 기울기를 갖도록 하여, 적체되는 입자상 물질이 배출 밸브(145)를 통해 배출되도록 할 수 있다.
하전부(300)는, 저장 탱크(200)로부터 전기 전도성을 갖는 용액이 공급되고, 고전압이 인가되면, 전기 전도성을 갖는 용액이 덕트(100)의 내부로 분무되도록 하고, 인가된 고전압에 의해, 전기적으로 극성을 갖도록 하여, 배기가스에 포함된 입자상 물질이 하전되도록 할 수 있다.
이를 위해, 하전부(300)는, 분무 노즐(310), 연결 부재(320), 유도 전극 발생 링(330) 및 절연 부재(340)로 구성될 수 있다.
분무 노즐(310)은 저장 탱크(200)와 연결되어, 전기 전도성을 갖는 용액이 공급되면, 공급된 용액이 덕트(100)의 내부로 분무되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로 분무 노즐(310)은 외부에 마련된 저장 탱크(200)와 연결되되, 덕트(100)의 외부에서 덕트(100)의 내부로 덕트(100)를 관통하도록 형성되어, 덕트(100)의 내부로 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되도록 할 수 있다.
또한, 분무 노즐(310)은 복수로 마련되되, 복수의 열을 따라 배열되어, 일 열로 배열되는 경우보다 넓은 범위에 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되도록 하되, 복수의 행을 따라 배열되어, 이송경로를 따라 이송되는 배기가스가 이송되는 과정에서 배열된 복수의 행의 수만큼 여러 번 전기 전도성을 갖는 용액과 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
연결 부재(320)는 전원 공급부(500)와 전기적으로 연결되어, 유도 전극 발생 링(330)에 고전압이 인가되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로 연결 부재(320)는, 외부에 마련된 전원 공급부(500)와 전기적으로 연결되되, 덕트(100)의 외부에서 덕트(100)의 내부로 덕트(100)를 관통하도록 형성되며, 내부로 관통된 부분에 유도 전극 발생 링(330)이 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 연결 부재(320)는, 높이가 유도 전극 발생 링(330)의 직경 크기(d)의 1.6배 내지 1.7배가 되도록 하여, 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되는 과정에서 유도 전극 발생 링(330)과 맞닿는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 연결 부재(320)는 유도 전극 발생 링(330)의 직경 크기(d)가 12cm인 경우, 높이가 19.2~20.4cm가 되도록 하는 것이 바람직하다.
유도 전극 발생 링(330)은 연결 부재(320)와 전기적으로 연결되어, 전원 공급부(500)로부터 공급되는 전원에 의해, 고전압이 인가되도록 하여, 분무 노즐(310)에 의해 분무되는 용액이 전기적으로 극성을 갖도록 할 수 있다.
구체적으로 유도 전극 발생 링(330)은 엣지가 없는 매끄러운 표면을 갖는 링 형상으로 형성되되, 연결 부재(320)와 전기적으로 연결되며, 연결 부재(320)의 길이 방향과 수직 방향으로 배치되어, 분무 노즐(310)을 통해, 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되면, 분무된 용액이 전기적으로 극성을 갖도록 할 수 있다.
절연 부재(340)는 분무 노즐(310), 연결 부재(320) 및 유도 전극 발생 링(330)이 각각 복수로 마련되되, 각각의 분무 노즐(310), 각각의 연결 부재(320) 및 각각의 유도 전극 발생 링(330)이 개별적으로 연결되어, 복수의 열과 복수의 행에 따라 배열되는 경우, 각각의 유도 전극 발생 링(330)이 인접한 다른 유도 전극 발생 링(330)과 전기적 영향 또는 자기적 영향을 주거나 받지 않도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연 부재(340)는, 부도체로 마련되되, 유도 전극 발생 링(330)의 외주연을 둘러쌓도록 형성되어, 각각의 유도 전극 발생 링(330)을 개별적으로 둘러싸도록 함으로써, 각각의 유도 전극 발생 링(330)이 인접한 다른 유도 전극 발생 링(330)과 전기적 영향 또는 자기적 영향을 주거나 받지 않도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 제1 덕트(130)에 대하여 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 제1 덕트(130)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다. 이하에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 제2 덕트(140)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 제1 덕트(130)는 하전부(300)가 덕트(100)의 외부로부터, 덕트(100)의 내부를 향해 관통된 상태로 내부에 수용되도록 하기 위해, 관통 홈(131), 관통 홀(132) 및 고정 부재(133)를 포함할 수 있다.
관통 홈(131)은 분무 노즐(310)이 외부에서 제1 덕트(130)의 상측을 관통한 상태로 삽입되어, 수용되도록 하기 위해 마련된다. 구체적으로 관통 홈(131)은, 내주연을 따라 나선형의 안내 홈(131a)이 마련되어, 삽인된 분무 노즐(310)이 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
여기서, 분무 노즐(310)은 제1 덕트(130)의 내부에 수용되되, 분무 노즐(310)에 의해 분무되는 용액은 수용 홀(151)을 통해, 제2 덕트(140)의 내부까지 도달할 수 있으며, 분무 노즐(310)이 복수로 마련되어, 복수의 열과 복수의 행으로 배열되는 경우, 이에 매칭되어, 동일한 수로 마련되되, 열과 행 역시 동일하게 배열될 수 있다.
관통 홀(132)은 관통 홈(131)의 인근에 인접하도록 배치되되, 연결 부재(320)가 외부에서 제1 덕트(130)의 상측을 관통하도록 하기 위해 마련된다.
고정 부재(133)는 연결 부재(320)가 제1 덕트(130)의 상측을 관통하는 상태가 안정적으로 고정되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로 고정 부재(133)는 관통 홀(132)을 통해, 연결 부재(320)가 제1 덕트(130)의 상측을 관통하는 경우, 중앙에 인입 홀(133a)이 마련되고, 연결 부재(320)의 길이 방향을 따라 관통 홀(132)에 인입되는 연결 부재(320)의 일부분이 인입 홀(133a)을 통해 인입되도록 형성되어, 연결 부재(320)가 인입되면, 인입된 상태가 안정적으로 고정되도록 하되, 관통 홀(132)에 인입되어, 연결 부재(320)가 제1 덕트(130)의 상측을 관통한 상태가 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
더불어, 관통 홀(132)과 고정 부재(133)는, 연결 부재(320)의 수에 따라 복수로 마련될 수 있으며, 연결 부재(320)의 배열 상태에 따라, 동일한 열과 행으로 배열될 수 있다.
이에 의해, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 제거하되, 전력의 소비를 절감시키고, 점성이 강한 고점도 입자상 물질 및 입자의 크기가 2.5㎛ 정도로 미세한 미세 입자상 물질의 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다. 또한, 배기가스가 이송되는 과정에서 전도성을 갖는 용액의 분무가 균형적으로 분무되도록 하여, 포집 효율이 향상되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 프리필터(600)에 대하여 설명하기 위해 도시된 도면이다.
본 실시예에 따른 전기 집진 시스템의 프리필터(600)는 하전부(300)의 전단에 마련되되, 높이가 제2 덕트(140)의 높이와 동일하도록 형성되어, 덕트(100)의 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 입자상 물질이 필터링되는 효과는 그대로 유지하되, 프리필터(600)의 면적을 절감시켜, 프리필터(600)의 제작 비용 및 유지 비용을 절감시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.
100 : 덕트 110 : 유입구
120 : 배출구 130 : 제1 덕트
131 : 관통 홈 131a : 안내 홈
132 : 관통 홀 133 : 고정 부재
140 : 제2 덕트 145 : 배출 밸브
150 : 배기가스 유입 차단 부재 151 : 수용 홀
160 : 이송경로 분리 부재 200 : 저장 탱크
300 : 하전부 310 : 분무 노즐
320 : 연결 부재 330 : 유도 전극 발생 링
340 : 절연 부재 400 : 집진부
500 : 전원 공급부 600 : 프리필터(Pre-Filter)

Claims (11)

  1. 배기가스의 이송경로가 제공되도록 하는 덕트;
    상기 덕트의 외부에 마련되어, 전기 전도성을 갖는 용액이 저장되도록 하는 저장 탱크;
    일측이 상기 저장 탱크와 연결되되, 타측이 상기 덕트의 내부에 마련되어, 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)이 하전(荷電)되도록 하는 하전부;
    상기 하전부에 전기적으로 연결되어, 상기 하전부에 고전압이 인가되도록 하는 전원 공급부; 및
    상기 하전부의 후단에 마련되어, 상기 하전된 입자상 물질이 상기 배기가스로부터 집진되도록 하는 집진부;를 포함하고,
    상기 하전부는,
    상기 저장 탱크와 연결되어, 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 공급되면, 상기 공급된 용액이 상기 덕트의 내부로 분무되도록 하는 분무 노즐;
    상기 전원 공급부와 전기적으로 연결되고, 상기 덕트의 외부에서 상기 덕트의 내부로 상기 덕트를 관통하도록 형성되는 연결 부재; 및
    상기 연결 부재에 전기적으로 연결되되, 상기 연결 부재의 길이 방향과 수직 방향으로 배치되어, 상기 분무 노즐을 통해 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되면, 상기 연결 부재를 통해, 고전압이 인가되도록 하여, 상기 분무되는 용액이 전기적으로 극성을 갖도록 하는 유도 전극 발생 링;을 포함하며,
    상기 덕트는,
    상단에 마련되어, 상기 하전부가 수용되도록 하는 제1 덕트;
    상기 제1 덕트의 하단에 마련되어, 상기 배기가스의 이송경로가 제공되도록 하는 제2 덕트; 및
    상기 제1 덕트 및 상기 제2 덕트 사이에 마련되어, 상기 제1 덕트로 상기 배기가스가 유입되는 것이 방지되도록 하는 배기가스 유입 차단 부재;를 포함하고,
    높이가 상기 제2 덕트의 높이와 동일하도록 형성되되, 상기 하전부의 전단에 마련되어, 상기 덕트의 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 입자상 물질이 필터링되도록 하는 프리필터(Pre-Filter);를 더 포함하며,
    상기 배기가스 유입 차단 부재는,
    상기 유도 전극 발생 링이 수용되도록 하는 수용 홀이 마련되어, 상기 배기가스가 상기 제1 덕트로 유입되는 것이 방지되도록 하되, 상기 분무 노즐에 의해, 분무되는 용액이 상기 제2 덕트의 내부로 분무되도록 하며,
    상기 하전부는,
    상기 분무 노즐, 상기 연결 부재 및 상기 유도 전극 발생 링이 각각 복수로 마련되되, 각각의 분무 노즐, 각각의 연결 부재 및 각각의 유도 전극 발생 링이 개별적으로 연결되어, 복수의 열과 복수의 행에 따라 배열되도록 하되,
    상기 덕트는,
    상기 배기가스의 이송경로가 단일경로로 제공되는 경우보다, 상기 배기가스 및 상기 배기가스에 포함된 입자상 물질이 균형적으로 이송되도록 하여, 상기 복수의 열에 따라 배열되는 각각의 분무 노즐에 의해 분무되는 용액이 상기 이송되는 배기가스에 포함된 입자상 물질에 균형적으로 반응하도록 하기 위해, 상기 제2 덕트의 내부에 마련되되, 상기 제2 덕트의 높이 방향을 따라 연장형성되어, 상기 분무 노즐이 다섯 이상의 복수 열로 배열되는 경우, 상기 배기가스의 이송경로가 셋 이상의 복수경로로 제공되도록 하는 이송경로 분리 부재;를 더 포함하고,
    상기 유도 전극 발생 링은,
    복수의 열과 복수의 행에 따라 배열되는 경우, 각각의 유도 전극 발생 링 간의 거리가 상기 수용 홀의 직경 크기의 0.55~0.60배 이상 이격되도록 배치되며,
    상기 제2 덕트는,
    전기 전도성을 갖는 용액과 접촉된 입자상 물질이 상기 용액의 질량에 의해 하단에 적체되면, 상기 하단에 적체된 입자상 물질이 외부로 배출 가능하도록, 상기 하단에 배출 밸브가 구비되되,
    상기 제2 덕트의 하단이 상기 배출 밸브를 향해 소정의 기울기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템.
  2. 삭제
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  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하전부는,
    상기 분무 노즐, 상기 연결 부재 및 상기 유도 전극 발생 링이 각각 복수로 마련되는 경우, 각각의 연결 부재 및 각각의 유도 전극 발생 링에 개별적으로 고전압이 인가되도록 하며,
    복수로 마련되어, 개별적으로 각각의 유도 전극 발생 링의 외주연을 둘러쌓도록 형성되되, 부도체(nonconductor)로 마련되어, 상기 고전압이 인가된 각각의 유도 전극 발생 링이 인접한 다른 유도 전극 발생 링에 전기적 영향 또는 자기적 영향을 주거나 받는 것을 방지하도록 하는 절연 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    높이가 상기 유도 전극 발생 링의 직경 크기의 1.6배 내지 1.7배가 되도록 하여, 상기 전기 전도성을 갖는 용액이 분무되는 과정에서 상기 유도 전극 발생 링과 맞닿는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 덕트는,
    상기 분무 노즐이 삽입되어 외부에서 상기 제1 덕트의 상측을 관통하도록 마련되는 관통 홈;
    상기 연결 부재가 외부에서 상기 제1 덕트의 상측을 관통하도록 마련되는 관통 홀; 및
    중앙에 인입 홀이 마련되어, 상기 연결 부재가 인입되면, 인입된 상태가 안정적으로 고정되도록 하되, 상기 관통 홀에 인입되어, 상기 연결 부재가 상기 제1 덕트의 상측을 관통한 상태가 안정적으로 고정되도록 하는 고정 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관통 홈은,
    상기 분무 노즐의 삽입된 상태가 안정적으로 고정되도록, 내주연을 따라 나선형의 안내 홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 정전 분무 방식의 전기 집진 시스템.
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