KR102065272B1 - 야적장 비산분진 배출 억제방법 - Google Patents

야적장 비산분진 배출 억제방법 Download PDF

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손석규
권아영
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Abstract

야적장 비산분진 배출 억제방법에 대한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 야적장 비산분진 배출 억제방법은 야적물 적재공간의 외주면에 형성된 방진펜스; 상기 방진펜스의 내주면에 설치되어 풍향 및 비산분진량을 측정하는 풍향 측정기 및 분진량 측정기; 상기 방진펜스의 상부에 소정의 간격으로 설치되며, 액적(droplet)을 분사하는 복수 개의 제1 분사장치; 및 상기 적재공간에 소정의 간격으로 설치된 복수 개의 제2 분사장치;를 포함하는 비산분진방지 설비를 이용한 야적장 비산분진 배출 억제방법이며, 상기 야적물이 적재된 지점의 풍향을 측정하는 단계; 및 상기 풍향의 비산분진량과, 풍향 반대방향의 비산분진량을 측정하여 비교하는 단계;를 포함하며, 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우, 상기 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사한다.

Description

야적장 비산분진 배출 억제방법 {METHOD FOR PREVENTING EXHAUSTING DUST SCATTERING IN OPEN STORAGE YARD}
본 발명은 야적장 비산분진 배출 억제방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 야적장에 저장되는 야적물에 대한 함수율을 최소화하면서, 비산분진 발생을 최소화할 수 있는 야적장 비산분진 배출 억제방법에 관한 것이다.
제철소 및 발전소 등에서 사용되는 철광석 및 원료탄 등의 원료, 부원료 및 슬래그 등의 부산물 등은, 야적장에 일정 기간 적재되어 저장된 후, 사용 및 처리를 위해 이송된다. 한편, 이와 같이 야적된 원료는 바람에 의해 대기 중으로 먼지가 비산된다. 이러한 비산분진은 미세먼지 등 대기 오염의 원인으로 작용하게 된다.
대기 중으로 배출된 비산분진은, 지면으로 낙하되어 적재되거나, 대기 중에서 재비산 되지만, 일정하지 않은 지점에서 일정하지 않은 발생량을 갖는 비산분진을 포집하여 제거하는 방법은 현실적으로 불가능한 실정이다. 따라서 야적장 등 배출원 내에서 비산분진 배출을 최소화하는 것이 가장 효과적이다.
비산분진의 배출 억제는 규정된 방진막 및 방진벽을 설치하여 풍속을 억제 하거나, 야적장에 설치된 분사장치를 이용하여, 물을 살포하는 방법이 있다.
상기 비산분진의 배출 방지를 위한 살수는, 비산분진 발생이 불규칙한 위치 및 시점에서 발생하는 특성상, 육안에 의한 식별, 관리자의 주관적 판단 또는 일정간격에 의한 살수로 이루어지는 실정이다. 이와 같이 살수의 기준이 주관적 판단에 의해 이루어지므로, 살수 여부 및 살수량에 대한 판단이 객관적, 정량적으로 이루어 지지 못한 단점이 있다. 이와 같이 야적장의 야적물에 대한 살수량이 많으면, 야적물의 함수율이 증가하여 조업에 영향을 미칠 수 있고, 살수량이 적으면 비산분진 발생을 저감하는 효과가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1883968호(2018.07.31 공고, 발명의 명칭: 비산분진 발생 억제용 분사장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 야적장에 저장되는 야적물에 대한 함수율을 최소화하면서, 비산분진 발생을 최소화할 수 있는 야적장 비산분진 배출 억제방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 비산분진을 방지하기 위한 살수량을 정량적으로 결정할 수 있는 야적장 비산분진 배출 억제방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 야적장 비산분진 배출 억제방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 야적장 비산분진 배출 억제방법은 야적물 적재공간의 외주면에 형성된 방진펜스; 상기 방진펜스의 내주면에 설치되어 풍향 및 비산분진량을 측정하는 풍향 측정기 및 분진량 측정기; 상기 방진펜스의 상부에 소정의 간격으로 설치되며, 액적(droplet)을 분사하는 복수 개의 제1 분사장치; 및 상기 적재공간에 소정의 간격으로 설치된 복수 개의 제2 분사장치;를 포함하는 비산분진방지 설비를 이용한 야적장 비산분진 배출 억제방법이며, 상기 야적물이 적재된 지점의 풍향을 측정하는 단계; 및 상기 풍향의 비산분진량과, 풍향 반대방향의 비산분진량을 측정하여 비교하는 단계;를 포함하며, 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우, 상기 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사한다.
한 구체예에서 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우, 상기 야적물의 표면함수율을 측정하여, 상기 측정된 야적물의 표면함수율이 소정 수치 미만인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 야적물의 표면함수율이 8 중량% 이하인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 분사장치로 분사되는 액적의 크기는, 상기 야적물의 종류를 분석하는 단계; 및 상기 야적물의 종류에 대응하는 액적 크기를 선정하는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다.
본 발명에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 적용시, 야적장에 저장되는 야적물에 대한 함수율을 최소화하면서, 비산분진 발생을 최소화할 수 있으며, 비산분진을 방지하기 위한 살수량을 정량적으로 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 비산분진방지 설비를 이용하여 야적물에 살수하는 과정을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 비산분진방지 설비를 이용하여 야적물에 살수하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 야적물의 표면함수율에 따른 비산분진량 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
야적장 비산분진 배출 억제방법
본 발명의 하나의 관점은 야적장 비산분진 배출 억제방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 나타낸 순서도이다. 또한 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 비산분진방지 설비를 이용하여 야적물에 살수하는 과정을 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 비산분진방지 설비를 이용하여 야적물에 살수하는 과정을 나타낸 단면도이다.
상기 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 야적장 비산분진 배출 억제방법은, 야적물(10) 적재공간(S)의 외주면에 형성된 방진펜스(20); 방진펜스(20)의 내주면에 설치되어 풍향 및 비산분진량을 측정하는 풍향 측정기(30) 및 분진량 측정기(미도시); 방진펜스(20)의 상부에 설치되며, 액적(droplet)을 분사하는 복수 개의 제1 분사장치(40); 및 적재공간(S)에 소정의 간격으로 설치된 복수 개의 제2 분사장치(50);를 포함하는 비산분진방지 설비를 이용한 것이다.
한 구체예에서 상기 야적장 비산분진 배출 억제방법은, 상기 야적물이 적재된 지점의 풍향을 측정하는 단계; 및 상기 풍향의 비산분진량(A)과, 풍향 반대방향의 비산분진량(B)을 측정하여 비교하는 단계;를 포함하며, 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우, 상기 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사한다.
한 구체예에서 야적물(10)은, 철광석, 슬래그, 석회석 및 코크스 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 상기 야적물의 비산분진의 발생량은 하기 식 1으로 계산될 수 있다. 식 1을 참조하면, 비산분진 발생량은, 분진입자 크기, 풍속 및 함수율에 비례하여 증가하는 것을 알 수 있다:
[식 1]
비산분진 발생량 = k x 0.0016 x ((U/2.2)1.3/((M/2)*1.4
(상기 식 1에서, 상기 k는 분진입자의 크기(Particle Size) 이며, U는 풍속(wind speed)(m/s)이고, 상기 M은 함수율(moisture content(중량%))이다).
한편, 실시간으로 비산분진의 배출량을 측정하기 위해서는 연속적인 측정 방식이 필요하지만 현재 사용되는 측정 방식으로는 한계가 있다. 종래 사용되고 있는 필터중량법 또는 β-ray 흡수법은 고가의 측정장비가 필요하며, 누적된 중량을 측정하는 방법으로서 최소 1시간에서 24시간 이상의 측정 기간이 필요하며 상시 측정을 위한 내구성 측면에서 적절하지 못하다. 또한 광산란센서의 경우 습도, 풍향, 풍속 등에 영향을 받기 때문에, 정확한 측정값을 얻기 어렵다.
내구성이 부족하고 및 측정을 위한 시간이 많이 소요되는 중량법 및 β-ray 흡수법과, 습도, 풍향, 풍속 등에 영향도가 높은 광산란 센서를 적용시, 측정 오차가 증가하여 살수효율성 및 경제성이 낮은 문제가 발생한다.
예를 들면, 상기 비산분진량은 가시광선 투과기 또는 적외선 투과기 등을 이용하여 비접촉식으로 측정할 수 있다. 본 발명의 비산분진량 측정은 정확한 분진 농도 보다 분진의 비산 방향을 관측하는데 목적이 있으므로, 상기 적외선 투과기를 사용시 경제성 및 살수효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 대기 샘플을 마련한 다음, 500~600nm 파장의 가시광선 또는 적외선을 주사하여 투과된 량으로 비교가 가능할 수 있다.
한 구체예에서 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우(A〈 B), 상기 야적물 적재 지점에서 비산분진이 발생하는 것임을 알 수 있다. 상기 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사시, 야적물 표면함수율 조절효과가 우수할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 풍향방향 비산분진량이 상기 풍향 반대방향의 비산분진량보다 큰 경우(B〈 A), 비산분진 발생량이 상대적으로 낮으며, 살수 효율성이 낮기 때문에 야적물의 다른 위치를 선정하여, 풍향을 측정할 수 있다.
이러한 액적의 분무는 1 차적으로 풍향과, 2차적으로 풍향 방대 방향의 분진 측정값이 높은 방향에서 분무하는 경우, 비산분진 배출 방지 효과가 우수하다. 따라서, 상기와 같이 풍향 반대방향의 제1 분사장치(40)을 가동시, 방진펜스(20) 상부로 배출되는 비산분진을 방지하는 효과가 우수할 수 있다.
한편, 방진펜스(20)는, 비산분진의 발생을 억제하기 위해, 비산분진의 발생 원인이 되는 풍속을 억제하고, 비산분진의 배출을 억제하는 목적으로 설치된다.
한 구체예에서 방진펜스(20)은 야적물(10) 높이의 1.2~1.5배로 형성될 수 있다. 한 구체예에서 제1 분사장치(40)는 방진펜스(20)의 상부에 설치하여 액적을 분무한다. 상기 위치에 구비시, 방진펜스(20) 상부로 배출되는 비산분진을 억제하는 효과가 우수할 수 있다. 한 구체예에서 제1 분사장치(40)는 노즐(미도시)을 통해 액적이 분무될 수 있다. 예를 들면, 안개 분무 방식의 액적 분무화기를 사용할 수 있다. 한 구체예에서 제1 분사장치(40)는, 내부에 형성된 급수라인을 통해 물이 공급될 수 있다. 상기 급수라인은, 밸브 및 펌프 등을 더 포함하여 살수 압력과 유량을 조절할 수도 있다.
한 구체예에서 제1 분사장치(40)로 분사되는 액적은, 야적물 원료에서 발생하는 비산분진의 입경과 유사한 크기로 분사될 수 있다. 한 구체예에서 상기 액적의 크기는, 상기 야적물의 종류를 분석하는 단계; 및 상기 야적물의 종류에 대응하는 액적 크기를 선정하는 단계;를 포함하여 도출될 수 있다.
한 구체예에서 상기 야적물 종류에 대응하는 액적 크기는, 상기 야적물의 종류별로 발생하는 비산분진의 평균 입경에 대응하는 크기로 선정할 수 있다. 한 구체예에서 상기 비산분진 평균 크기는 하기 표 1과 같다. 예를 들면, 하기 표 1의 야적물 종류에 따라 발생하는, 비산분진의 입경에 대응하는 액적 크기를 선정할 수 있다. 한 구체예에서 상기 분사될 액적 크기를 선정한 다음, 상기 분사 액적 크기를 조절하기 위해 제1 분사장치(40)의 분사 유량 및 압력을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
Figure 112018092707761-pat00001
도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 나타낸 순서도이다. 상기 도 4를 참조하면, 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우, 상기 야적물의 표면함수율을 측정하여, 상기 측정된 야적물(10)의 표면함수율이 소정 수치 이하인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치(50)을 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수할 수 있다.
제2 분사장치(50)는, 적재공간 상에 일정 간격으로 복수 개가 형성되며, 노즐(미도시)을 통해 물을 분사할 수 있다. 예를 들면, 제2 분사장치(40는 내부에 형성된 급수라인을 통해 물이 공급될 수 있다. 상기 급수라인은, 밸브 및 펌프 등을 더 포함하여 살수 압력과 유량을 조절할 수도 있다.
한 구체예에서 상기 야적물의 표면함수율은, 통상의 방법으로 측정될 수 있다.
한 구체예에서 비산분진의 발생 억제를 위한 야적물 표면에 살수시, 풍향에 마주하는 야적 표면에 살수될 수 있도록 풍향 방향으로 살수되도록 한다. 따라서, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치(50)을 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수할 수 있다.
한편, 야적물에 살수를 하여 함수율을 높일 경우 비산분진 발생은 억제되지만, 과도한 살수로 야적물의 함수율이 증가시, 원료 배합 불량 및 조업시 과도한 수분을 제어하기 위해 추가에너지가 요구되는 등 조업 효율성 및 경제성이 저하될 수 있다. 따라서, 야적물의 표면함수율이 소정 수치 이하인 경우에 살수하는 경우, 살수효율성 및 경제성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 본 발명의 제1 분사장치 및 제2 분사장치를 이용하여 분사시, 야적물 표면을 기준으로, 4~5cm 깊이까지 분사시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 야적물의 표면함수율이 8 중량% 이하인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수할 수 있다.
하기 도 5는, 본 발명의 야적물의 표면함수율에 따른 비산분진량 농도 변화를 나타낸 그래프이다. 상기 도 5를 참조하면, 야적물의 표면함수율이 8 중량% 미만인 경우, 야적물 비산분진량이 증가함을 알 수 있다. 따라서, 표면함수율이 8 중량% 이하인 경우, 야적물 표면에 살수시 비산분진량 저감 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면, 표면함수율이 7 중량% 이하인 경우에 가동할 수 있다.
다른 구체예에서 상기 표면함수율이 8 중량%를 초과하는 경우, 살수 효율성이 낮으며, 야적물의 원료 배합 불량 및 조업시 수분 제거를 위한 추가 에너지가 요구되어 경제성이 저하되기 때문에 야적물의 다른 위치를 선정하여, 풍향을 측정할 수 있다.
본 발명에서는 풍향 자료와 분진량 측정을 활용하여 살수 설비에 신호를 주어 연동하여, 효율적인 살수 지점 발견 및 설비 운영이 가능하다. 또한, 본 발명에서 제안하는 측정방법은 악조건인 야적장내 비산분진 측정을 위해 기존의 측정방법의 낮은 내구성, 정확성, 경제성 등의 단점을 보완할 수 있다. 또한, 실제 비산분진이 발생하는 야적장의 풍속 방향과 접촉하는 야적물 계면의 표면 함수율 만을 조절할 수 있도록 살수하여 야적장에서 발생하는 비산분진의 발생을 효과적으로 억제가 가능하다.
본 발명에 따른 야적장 비산분진 배출 억제방법을 적용시, 야적장에 저장되는 야적물에 대한 함수율을 최소화하면서, 비산분진 발생을 최소화할 수 있으며, 비산분진을 방지하기 위한 살수량을 정량적으로 결정할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
도 2 및 도 3과 같이, 야적물(철광석)(10)이 적재된, 적재공간(S)의 외주면에 형성된 방진펜스(20); 방진펜스(20)의 내주면에 설치되어 풍향 및 비산분진량을 측정하는 풍향 측정기(30) 및 분진량 측정기(미도시); 방진펜스(20)의 상부에 소정의 간격으로 설치되며, 액적(droplet)을 분사하는 복수 개가 제1 분사장치(40); 및 적재공간(S)에 소정의 간격으로 설치된 복수 개의 제2 분사장치(50);를 포함하는 비산분진방지 설비를 이용하여 야적장 비산분진 배출을 억제하였다.
먼저, 상기 야적물이 적재된 지점의 풍향을 측정하고, 상기 풍향의 비산분진량(A)과, 풍향 반대방향의 비산분진량(B)을 측정하여 비교하였다.
그 결과, 상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 것으로 측정되었다. 따라서 상기 야적물의 종류(철광석)에 대응하는 액적 크기를 선정하여, 액적의 크기를 선정하였다. 구체적으로 상기 철광석에서 발생하는 비산분진의 크기(10㎛)에 대응하는 액적 크기(10㎛)를 선정하고, 상기 도 2 및 도 3과 같이, 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치(40)을 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사하였다.
또한, 상기 야적물의 표면함수율은 8 중량% 이하로 측정되어, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치(50)을 가동하여, 상기 야적물의 표면에 살수하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10: 야적물 20: 방진펜스
30: 풍향측정기 40: 제1 분사장치
50: 제2 분사장치 S: 적재공간

Claims (4)

  1. 야적물 적재공간의 외주면에 형성된 방진펜스; 상기 방진펜스의 내주면에 설치되어 풍향 및 비산분진량을 측정하는 풍향 측정기 및 분진량 측정기; 상기 방진펜스의 상부에 소정의 간격으로 설치되며, 액적(droplet)을 분사하는 복수 개의 제1 분사장치; 및 상기 적재공간에 소정의 간격으로 설치된 복수 개의 제2 분사장치;를 포함하는 비산분진방지 설비를 이용한 야적장 비산분진 배출 억제방법이며,
    상기 야적물이 적재된 지점의 풍향을 측정하는 단계; 및
    상기 풍향의 비산분진량과, 풍향 반대방향의 비산분진량을 측정하여 비교하는 단계;를 포함하며,
    상기 풍향 반대방향 비산분진량이 상기 풍향의 비산분진량보다 큰 경우,
    상기 풍향 반대방향에 설치된 제1 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 액적을 분사하되,
    상기 야적물의 표면함수율을 측정하여, 상기 측정된 야적물의 표면함수율이 소정 수치 이하인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수하는 것을 특징으로 하는 야적장 비산분진 배출 억제방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 야적물의 표면함수율이 8 중량% 이하인 경우, 상기 풍향 방향에 설치된 제2 분사장치를 가동하여, 상기 야적물 표면에 살수하는 것을 특징으로 하는 야적장 비산분진 배출 억제방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분사장치로 분사되는 액적의 크기는,
    상기 야적물의 종류를 분석하는 단계; 및
    상기 야적물의 종류에 대응하는 액적 크기를 선정하는 단계;를 포함하여 도출되는 것을 특징으로 하는 야적장 비산분진 배출 억제방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002068433A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 粉塵飛散防止設備
JP2003171005A (ja) 2001-12-05 2003-06-17 Nippon Steel Corp 粉塵防止における散水制御方法
JP2008050076A (ja) 2006-08-23 2008-03-06 Jfe Steel Kk 飛散防止散水方法
KR101884134B1 (ko) * 2017-10-24 2018-07-31 최상준 비산 먼지 억제용 살수장치

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