KR102079297B1 - Electric agglomerator and fine particle agglomeration method using the same - Google Patents

Electric agglomerator and fine particle agglomeration method using the same Download PDF

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안현수
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두산중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미세입자를 응집시킴으로써 미세입자의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법에 관한 것이다. 이를 위해 전기 응집기는 직류 전압이 인가되어 미세입자에 극성을 부여하는 미세입자 하전부; 미세입자 하전부의 후단에 위치하고, 하전된 미세입자와 물리적인 충돌을 통해 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키는 블록부; 및 블록부 후단에 위치하고, 교류 전압이 인가되어 미세입자끼리의 충돌을 유도하여 미세입자를 응집시키는 미세입자 응집부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an electric flocculator and a method for agglomerating fine particles using the same, and more particularly, to an electric flocculator and a method for agglomeration of fine particles using the same, by which the fine particles are aggregated to improve the removal efficiency of the fine particles. . To this end, the coagulator has a microparticle charge unit to which a DC voltage is applied to impart polarity to the microparticles; A block unit positioned at a rear end of the microparticle charge unit and irregularly changing the flow of the microparticles through physical collision with the charged microparticles; And a microparticle agglomerating unit located at a rear end of the block unit, and having an alternating voltage applied thereto to induce collision between the microparticles to aggregate the microparticles.

Description

전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법{ELECTRIC AGGLOMERATOR AND FINE PARTICLE AGGLOMERATION METHOD USING THE SAME}ELECTRIC AGGLOMERATOR AND FINE PARTICLE AGGLOMERATION METHOD USING THE SAME

본 발명은 전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미세입자를 응집시킴으로써 미세입자의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric flocculator and a method for agglomerating fine particles using the same, and more particularly, to an electric flocculator and a method for agglomeration of fine particles using the same, by which the fine particles are aggregated to improve the removal efficiency of the fine particles. .

일반적으로 산업현장에서는 다량의 배출가스가 발생하고 있으며, 이러한 배출가스는 인체에 유해한 다량의 미세먼지를 포함한다. 중국발 미세먼지와 함께 그 심각성이 널리 전파되어 다량의 배출가스가 발생하는 환경에는 인체에 유해한 다량의 입자를 제거하기 위한 미세먼지 포집장치가 사용되고 있다.In general, a large amount of emissions are generated in the industrial field, these emissions include a large amount of fine dust harmful to the human body. In the environment where the severity is widely spread along with the fine dust from China to generate a large amount of exhaust gas, a fine dust collecting device is used to remove a large amount of particles harmful to the human body.

종래의 미세먼지 포집장치는 전기 집진기, 습식 스크러버 등이 있다. 일반적인 습식 스크러버 방식의 포집방법은 오염된 공기에 물을 분사시켜 생성되는 액적, 액막, 기포 등에 공기 중의 부유하고 있는 먼지입자들이 접촉함으로써 관성충돌, 직접흡수, 확산이 이루어져 먼지입자들을 제거하는 방식이다. 이러한 방식은 구조가 간단하고 별도로 필터를 청소, 교체할 필요 없이 사용한 세정용 물만 교체하면 되므로 유지비용이 작을 뿐만 아니라, 단일장치에서 가스 흡수와 분진을 동시에 포집 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 비교적 큰 입자의 처리만 가능하며, 집진효율이 낮다는 단점이 있다.Conventional fine dust collecting device is an electric dust collector, wet scrubber and the like. In general, the wet scrubber collection method removes dust particles by inertia collision, direct absorption, and diffusion by contacting floating dust particles in droplets, liquid films, and bubbles generated by spraying water on contaminated air. . This method is simple in structure and does not need to clean and replace the filter separately. Therefore, maintenance costs are low, and gas absorption and dust can be simultaneously collected in a single device. However, only a relatively large particle can be processed, and there is a disadvantage in that dust collection efficiency is low.

또한, 전기 집진기는 기체 중에 부유하는 입자를 코로나방전(corona discharge)으로 하전하고 여기에 전계를 형성시켜 정전기력으로 미세먼지를 포집 제거하는 방식으로, 그 성능은 포집되는 입자의 전기 저항율에 크게 좌우된다. 특히, 전기 저항율이 높은 입자의 경우 '역전리(back corona)현상'이라고 하는 이상현상이 발생하고 집진 성능이 저하된다. 이러한 역전리 현상은 대전되어 집진판에 부착된 분진입자를 전기적으로 중화시켜버려 입자를 재비산시켜 버리는 경우도 발생한다. 또한, 전기 집진기 역시 비교적 큰 입자의 처리만 가능하고, 초미세입자의 처리는 제한된다는 단점이 있다.In addition, the electrostatic precipitator charges particles suspended in the gas by corona discharge, forms an electric field therein, and collects and removes fine dust by electrostatic force, and its performance depends largely on the electrical resistivity of the collected particles. . Particularly, in the case of particles having high electrical resistivity, an abnormal phenomenon called 'back corona' occurs and dust collection performance is reduced. This reverse ionization phenomenon also occurs when the charged particles electrically neutralize dust particles attached to the dust collecting plate, causing the particles to scatter again. In addition, the electrostatic precipitator also has the disadvantage that it is possible to process only relatively large particles, and the treatment of ultrafine particles is limited.

이에, 직경이 2.5㎛ 미만인 초미세입자(PM 2.5)를 효과적으로 제거하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for technology development for effectively removing ultrafine particles (PM 2.5) having a diameter of less than 2.5 μm.

대한민국 등록특허공보 제10-0634490호Republic of Korea Patent Publication No. 10-0634490

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 미세입자를 응집시킴으로써 미세입자의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 전기 응집기 및 이를 이용한 미세입자 응집방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electro-aggregator that can improve the removal efficiency of the microparticles by agglomerating the microparticles and a microparticle aggregation method using the same.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments.

상기 목적은, 직류 전압이 인가되어 미세입자에 극성을 부여하는 미세입자 하전부; 미세입자 하전부의 후단에 위치하고, 하전된 미세입자와 물리적인 충돌을 통해 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키는 블록부; 및 블록부 후단에 위치하고, 교류 전압이 인가되어 미세입자끼리의 충돌을 유도하여 미세입자를 응집시키는 미세입자 응집부;를 포함하는 전기 응집기에 의해 달성될 수 있다.The object is, the fine particle charge portion for applying a DC voltage to impart polarity to the fine particles; A block unit positioned at a rear end of the microparticle charge unit and irregularly changing the flow of the microparticles through physical collision with the charged microparticles; And a microparticle agglomerate located at a rear end of the block part, and an AC voltage is applied to induce collision between the microparticles to agglomerate the microparticles.

이때, 미세입자 하전부는, 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판 및 음극판을 포함할 수 있고, 양극판과 음극판 사이에 접지판을 포함할 수도 있으며, 양극판 및 음극판은 사각 평면 형태일 수 있다.In this case, the microparticle charge unit may include a plurality of positive and negative plates disposed in parallel to each other, may include a ground plate between the positive and negative plates, and the positive and negative plates may have a rectangular planar shape.

또한, 블록부는, 복수 개의 사각 기둥 구조물을 포함할 수 있고, 복수 개의 사각 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 블록부는 복수 개의 삼각 기둥 구조물을 포함할 수도 있고, 복수 개의 삼각 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다.In addition, the block portion may include a plurality of square pillar structures, it is preferable that the plurality of square pillar structures are arranged irregularly. In addition, the block portion may include a plurality of triangular pillar structures, it is preferable that the plurality of triangular pillar structures are arranged irregularly.

또한, 미세입자 응집부는, 원기둥 형상의 전극봉을 포함할 수 있고, 전극봉은 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 전극봉은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다.In addition, the fine particle aggregation unit may include a cylindrical electrode rod, a plurality of electrode rods, it is preferable that the plurality of electrode rods are arranged irregularly.

또한, 상기 목적은, 미세입자 하전부에 직류 전압을 인가하여 미세입자에 극성을 부여하는 제1단계; 하전된 미세입자와 블록부의 물리적인 충돌을 유도하여 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키고, 하전된 미세입자끼리 응집시키는 제2단계; 및 미세입자 응집부에 교류 전압을 인가하여 미세입자끼리의 충돌을 유도하고, 미세입자끼리 응집시키는 제3단계;를 포함하는 미세입자 응집방법에 의해 달성될 수 있다.In addition, the above object, the first step of applying a direct current voltage to the microparticle charging unit to impart polarity to the microparticles; A second step of inducing physical collision of the charged microparticles with the block to irregularly change the flow of the microparticles and to aggregate the charged microparticles; And a third step of inducing collisions between the microparticles by applying an alternating voltage to the microparticle agglomerating unit and agglomerating the microparticles.

이때, 제1단계의 미세입자 하전부는, 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판 및 음극판을 포함할 수 있고, 양극판과 음극판 사이에 접지판을 포함할 수도 있으며, 양극판 및 음극판은 사각 평면 형태일 수 있다.In this case, the microparticle charging unit of the first step may include a plurality of positive and negative plates disposed in parallel to each other, may include a ground plate between the positive and negative plates, and the positive and negative plates may have a rectangular planar shape. have.

또한, 제2단계의 블록부는, 복수 개의 사각 기둥 구조물을 포함할 수 있고, 복수 개의 사각 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 블록부는 복수 개의 삼각 기둥 구조물을 포함할 수도 있고, 복수 개의 삼각 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다.In addition, the block portion of the second step may include a plurality of square pillar structures, it is preferable that the plurality of square pillar structures are arranged irregularly. In addition, the block portion may include a plurality of triangular pillar structures, it is preferable that the plurality of triangular pillar structures are arranged irregularly.

또한, 제3단계의 미세입자 응집부는, 원기둥 형상의 전극봉을 포함할 수 있고, 전극봉은 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 전극봉은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다.In addition, the fine particle aggregation unit of the third step may include a cylindrical electrode rod, the electrode rod may be a plurality, it is preferable that the plurality of electrode rods are arranged irregularly.

본 발명에 따르면, 미세입자를 하전시킨 후, 미세입자의 흐름을 교란시켜 상호 응집시킴으로써 입자 크기를 키울 수 있고, 이에 따라 후속 공정(전기 집진, 습식 스크러버 등)에서 효과적으로 미세입자를 제거할 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, after charging the microparticles, the flow of the microparticles can be disturbed and coagulated to increase the particle size, thereby effectively removing the microparticles in a subsequent process (electric dust collection, wet scrubber, etc.). Has an effect.

구체적으로, 미세입자를 하전시킨 후, 1차적으로 물리적인 충돌에 의한 미세입자 응집 현상을 유도하고, 2차적으로 정전기적 인력에 의한 미세입자 응집 현상을 유도하여 미세입자를 효과적으로 응집시킬 수 있는 효과를 가진다.Specifically, after the microparticles are charged, the effects of firstly inducing the microparticle aggregation phenomenon by physical collision and secondly inducing the microparticle aggregation phenomenon by the electrostatic attraction are effective to aggregate the microparticles effectively. Has

또한, 기존의 전기 집진장치, 습식 스크러버 장치 등의 미세입자 제거 공정에 용이하게 연계하여 사용할 수 있다는 장점도 있다.In addition, there is an advantage that can be easily used in connection with the microparticle removal process, such as the existing electric dust collector, wet scrubber device.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명읠 일 실시예에 따른 미세입자 응집방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a fine particle aggregation method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. These examples are only presented by way of example only to more specifically describe the present invention, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the case of conflict, the present specification, including definitions The description of will prevail.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted to clearly describe the proposed invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification. In addition, when a part "contains" a certain component, this means that the component may further include other components, without excluding other components, unless specifically stated otherwise. In addition, the "unit" described in the specification means one unit or block that performs a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, an identification code (first, second, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step does not explicitly describe a specific order in the context. It may be carried out differently than the order described. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

도 1 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 응집기는 직류 전압이 인가되어 미세입자에 극성을 부여하는 미세입자 하전부(10); 미세입자 하전부(10)의 후단에 위치하고, 하전된 미세입자와 물리적인 충돌을 통해 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키는 블록부(20); 및 블록부(20) 후단에 위치하고, 교류 전압이 인가되어 미세입자끼리의 충돌을 유도하여 미세입자를 응집시키는 미세입자 응집부(30);를 포함한다. 본 발명은 배가스가 이동하는 덕트에 설치될 수 있는 전기 응집기로서, 직류 전압을 인가하여 미세입자를 하전시킨 후, 1차적으로 미세입자와 블록부(20)의 물리적인 충돌을 유발하여 미세입자 응집 현상을 유도하고, 2차적으로 정전기적 인력에 의한 미세입자 응집 현상을 유도하여 미세입자를 효과적으로 응집시킬 수 있는 효과를 가진다. 특히 PM 2.5 이하의 초미세입자를 응집시키기 유리하고, 사이즈가 커진 미세입자는 후속하는 공정(전기 집진, 습식 스크러버 등)에서 효과적으로 제거될 수 있다.1 to 5 are diagrams schematically showing an electric flocculator according to an embodiment of the present invention, respectively. 1 to 5, the electro-aggregator according to an embodiment of the present invention is a microparticle charge unit 10 to apply a DC voltage to impart polarity to the microparticles; A block unit 20 positioned at a rear end of the microparticle charging unit 10 and irregularly changing the flow of the microparticles through physical collision with the charged microparticles; And a microparticle agglomerating part 30 positioned at the rear end of the block part 20 and an AC voltage is applied to induce collision between the microparticles to agglomerate the microparticles. The present invention is an electric agglomerator that can be installed in the duct that the exhaust gas moves, after applying a direct current voltage to charge the microparticles, and firstly causes the physical collision of the microparticles and the block portion 20 microparticles Induces agglomeration phenomenon, and induces microparticle agglomeration phenomenon by electrostatic attraction secondarily, which has the effect of effectively agglomerating microparticles. In particular, it is advantageous to agglomerate ultrafine particles of PM 2.5 or less, and the large sized particles can be effectively removed in a subsequent process (electrostatic precipitating, wet scrubber, etc.).

미세입자 하전부(10)는 직류전압이 인가되어 덕트로 유입되는 배가스 내의 중성의 미세입자에 극성을 부여한다. 이를 위해 미세입자 하전부(10)는 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판(11) 및 음극판(12)을 포함할 수 있다. 양극판(11) 및 음극판(12)은 교대로 배열될 수 있고, 전원공급장치에 연결되어 직류 전압이 인가되면 각각 양극과 음극으로 기능한다. 양극판(11) 및 음극판(12)에 직류 전압이 인가되고, 양극판(11) 및 음극판(12) 사이로 미세입자를 포함하는 배가스가 통과하면, 중성의 미세입자는 (+)차지 또는 (-)차지를 띄게 된다. 미세입자에 극성이 부여되면 정전기적 인력에 의해 미세입자들끼리 용이하게 응집될 수 있다.The fine particle charging unit 10 provides a polarity to the neutral fine particles in the exhaust gas flowing into the duct by applying a DC voltage. To this end, the microparticle charge unit 10 may include a plurality of positive electrode plates 11 and negative electrode plates 12 disposed in parallel to each other. The positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 may be alternately arranged, and function as positive and negative electrodes, respectively, when connected to a power supply and a DC voltage is applied. When a direct current voltage is applied to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 and the exhaust gas containing the fine particles passes between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12, the neutral fine particles are charged with (+) or (-). Will be displayed. When polarity is given to the fine particles, the fine particles may be easily aggregated by the electrostatic attraction.

또한, 양극판(11)과 음극판(12) 사이에는 접지판(13)이 구비될 수 있다(도 2 참조). 접지판(13)은 양극판(11) 영역(양극판(11)과 접지판(13) 사이)과 음극판(12) 영역(음극판(12)과 접지판(13) 사이)을 구분하고, 양극판(11) 및 음극판(12)에 과도한 전압이 인가되어 스파크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, a ground plate 13 may be provided between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 (see FIG. 2). The ground plate 13 divides the positive plate 11 region (between the positive plate 11 and the ground plate 13) and the negative plate 12 region (between the negative plate 12 and the ground plate 13), and the positive plate 11. ) And an excessive voltage may be applied to the negative electrode plate 12 to prevent sparks from occurring.

양극판(11), 음극판(12) 및 접지판(13)은 특별히 제한되는 것은 아니고, 공지의 다양한 소재의 전극판을 사용할 수 있다. 일 예로 탄소 전극을 사용할 수 있다. 탄소 전극은 탄소 슬러리 혼합물을 0.5~1.0 m/min의 속도로 코팅하고 80~90℃에서 건조시켜 형성하는 것이 바람직하다. 건조가 덜 된 탄소 전극은 쉽게 파손될 우려가 있기 때문에 적합한 건조가 필요하며 항상 일정한 상태의 전극을 제조하기 위하여 온도조건과 코팅속도 조건을 보다 바람직하게는 85℃ 에서 1.0 m/min으로 균일하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 양극판(11), 음극판(12) 및 접지판(13)은 사각 평면 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 덕트의 형상에 따라 다양한 모양으로 형성될 수 있다.The positive electrode plate 11, the negative electrode plate 12, and the ground plate 13 are not particularly limited, and electrode plates of various known materials can be used. As an example, a carbon electrode may be used. The carbon electrode is preferably formed by coating the carbon slurry mixture at a rate of 0.5-1.0 m / min and drying at 80-90 ° C. Since less dry carbon electrodes may be easily damaged, proper drying is necessary, and in order to produce a constant electrode at all times, it is preferable to uniformize the temperature condition and the coating rate condition to more preferably 1.0 m / min at 85 ° C. desirable. In addition, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 12 and the ground plate 13 may have a rectangular planar shape, but is not limited thereto, and may be formed in various shapes according to the shape of the duct.

블록부(20)는 미세입자 하전부(10)의 후단에 위치하고, 하전된 미세입자와 물리적인 충돌을 통해 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시킨다. 구체적으로, 블록부(20)가 미세입자 하전부(10)를 통과하는 미세입자들과 충돌하면, 미세입자들은 불규칙한 움직임을 가져가게 되고, 인접한 (+)차지와 (-)차지를 띄는 미세입자들끼리 응집할 수 있다. 따라서, 블록부(20)는 배가스의 흐름은 최대한 방해하지 않으면서 미세입자들의 흐름을 불규칙하게 할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. The block part 20 is positioned at the rear end of the microparticle charge part 10 and irregularly changes the flow of the microparticles through physical collision with the charged microparticles. Specifically, when the block portion 20 collides with the microparticles passing through the microparticle charge portion 10, the microparticles have irregular movements, and the microparticles having an adjacent (+) charge and a (-) charge are present. It can aggregate together. Therefore, the block portion 20 is preferably configured to irregularize the flow of the fine particles without disturbing the flow of the exhaust gas as much as possible.

일 예에 있어서, 블록부(20)는 복수 개의 사각 기둥 구조물(21), 복수 개의 삼각 기둥 구조물(22) 또는 이들의 혼합 형태를 포함할 수 있다(도 3 내지 도 5 참조). 여기에서 사각 기둥 구조물(21)은 기둥의 단면이 사각형인 기둥으로, 사각형은 정사각형, 직사각형, 마름모 등 모든 사각형의 형태를 포함하는 개념이고, 삼각 기둥 구조물(22)은 기둥의 단면이 삼각형인 기둥으로, 삼각형은 정삼각형, 직각삼각형, 이등변삼각형 등 모든 삼각형의 형태를 포함하는 개념이다. 복수 개의 사각 기둥 구조물(21) 또는 삼각 기둥 구조물(22)은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 이를 통해 미세입자의 흐름을 효과적으로 변화시켜 미세입자끼리의 응집효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 블록부(20)는 사각 기둥 구조물(21) 또는 삼각 기둥 구조물(22) 외에도 원기둥 형태 등 미세입자의 흐름을 효과적으로 변형시킬 수 있는 다양한 형태의 구조물을 포함할 수도 있다.In one example, the block portion 20 may include a plurality of square pillar structures 21, a plurality of triangular pillar structures 22, or a mixture thereof (see FIGS. 3 to 5). Here, the square pillar structure 21 is a pillar whose cross section is rectangular, and the square is a concept including all square shapes such as square, rectangle, and rhombus, and the triangular pillar structure 22 is a pillar whose cross section is a triangle. The triangle is a concept including all triangle shapes such as equilateral triangle, right triangle, and isosceles triangle. It is preferable that the plurality of rectangular pillar structures 21 or the triangular pillar structures 22 are arranged irregularly. Through this, it is possible to effectively change the flow of the microparticles to improve the cohesive effect of the microparticles. In addition, the block unit 20 may include various types of structures capable of effectively modifying the flow of fine particles, such as a cylindrical shape, in addition to the square pillar structure 21 or the triangular pillar structure 22.

미세입자 응집부(30)는 블록부(20) 후단에 위치하고, 교류 전압이 인가되어 미세입자끼리의 충돌을 유도하여 미세입자를 응집시킨다. 이를 위해, 미세입자 응집부(30)는 원기둥 형상의 전극봉(31)을 포함할 수 있다. 미세입자 응집부(30)는 교류 전압을 인가하는 것이 특징이다. 즉, 원기둥 형상의 전극봉(31)에 교류 전압을 인가하면, 전극봉(31)이 (+)극, (-)극으로 교대로 기능하게 되고, 미세입자 응집부(30)를 통과하는 하전된 미세입자들은 전극봉(31)에 의해 흐름이 변화하게 된다. 이에 따라 미세입자끼리의 충돌 및 응집 효과가 향상된다. 또한, 미세입자의 흐름을 크게 변화시켜 응집효과를 향상시키기 위하여 전극봉(31)은 복수 개인 것이 바람직하고, 복수 개의 전극봉(31)은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다(도 5 참조). The fine particle aggregation unit 30 is located at the rear end of the block unit 20 and an AC voltage is applied to induce collision between the fine particles to aggregate the fine particles. To this end, the fine particle aggregation portion 30 may include a cylindrical electrode rod 31. The fine particle aggregation unit 30 is characterized by applying an alternating voltage. That is, when an alternating current voltage is applied to the cylindrical electrode rod 31, the electrode rod 31 alternately functions as a positive electrode and a negative electrode, and the charged fine particles passing through the fine particle aggregation unit 30 are alternately charged. The particles are changed in flow by the electrode 31. Thereby, the collision and aggregation effect of microparticles improve. In addition, in order to greatly change the flow of the fine particles to improve the coagulation effect, it is preferable that a plurality of electrodes 31 are provided, and the plurality of electrodes 31 are preferably arranged irregularly (see FIG. 5).

전극봉(31)은 원기둥 형상뿐만 아니라 다양한 형상으로 대체될 수 있고, 공지의 다양한 소재의 전극을 사용하여 제조할 수 있다. 일 예로, 상술한 양극판(11), 음극판(12)과 마찬가지로 탄소 전극을 사용하여 제조할 수 있다.The electrode 31 may be replaced with a cylindrical shape as well as various shapes, and may be manufactured using electrodes of various known materials. For example, similarly to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 described above, the carbon electrode may be manufactured.

다음으로, 미세입자를 응집하는 방법에 대해 설명한다. 이를 설명하는 데 있어 상술한 전기 응집기를 예를 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 중복되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략하도록 한다.Next, a method of aggregation of the fine particles will be described. In describing this, the above-described electrocoagulator is described as an example, but is not limited thereto. In addition, description about the overlapping part is abbreviate | omitted.

도 6은 본 발명읠 일 실시예에 따른 미세입자 응집방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 응집방법은 미세입자 하전부(10)에 직류 전압을 인가하여 미세입자에 극성을 부여하는 제1단계; 하전된 미세입자와 블록부(20)의 물리적인 충돌을 유도하여 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키고, 하전된 미세입자끼리 응집시키는 제2단계; 및 미세입자 응집부(30)에 교류 전압을 인가하여 미세입자끼리의 충돌을 유도하고, 미세입자끼리 응집시키는 제3단계;를 포함한다. 본 발명은 직류 전압을 인가하여 미세입자를 하전시킨 후, 1차적으로 미세입자와 블록부(20)의 물리적인 충돌을 유발하여 미세입자 응집 현상을 유도하고, 2차적으로 정전기적 인력에 의한 미세입자 응집 현상을 유도하여 미세입자를 효과적으로 응집시킬 수 있는 효과를 가진다. 특히 PM 2.5 이하의 초미세입자를 응집시키기 유리하고, 사이즈가 커진 미세입자는 후속하는 공정(전기 집진, 습식 스크러버 등)에서 효과적으로 제거될 수 있다.6 is a view schematically showing a fine particle aggregation method according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 6, the microparticle aggregation method according to an embodiment of the present invention is a first step of applying a DC voltage to the microparticle charge unit 10 to impart polarity to the microparticles; A second step of inducing physical collision between the charged microparticles and the block part 20 to irregularly change the flow of the microparticles, and to aggregate the charged microparticles; And a third step of inducing collisions between the fine particles by applying an alternating voltage to the fine particle aggregation unit 30 and agglomerating the fine particles. According to the present invention, after the DC particles are charged to charge the microparticles, the microparticles are first physically collided with the block portion 20 to induce the microparticle aggregation phenomenon, and the microscopically by the electrostatic attraction. Induces a particle aggregation phenomenon has an effect that can effectively aggregate the fine particles. In particular, it is advantageous to agglomerate ultrafine particles of PM 2.5 or less, and the large sized particles can be effectively removed in a subsequent process (electric dust collection, wet scrubber, etc.).

제1단계는 미세입자 하전단계로, 미세입자 하전부(10)에 직류 전압을 인가하여 미세입자에 극성을 부여하는 단계이다. 이를 위해 미세입자 하전부(10)는 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판(11) 및 음극판(12)을 포함할 수 있다. 양극판(11) 및 음극판(12)은 교대로 배열될 수 있고, 전원공급장치에 연결되어 직류 전압이 인가되면 각각 양극과 음극으로 기능한다. 양극판(11) 및 음극판(12)에 직류 전압이 인가되고, 양극판(11) 및 음극판(12) 사이로 미세입자를 포함하는 배가스가 통과하면, 중성의 미세입자는 (+)차지 또는 (-)차지를 띄게 된다. 미세입자에 극성이 부여되면 정전기적 인력에 의해 미세입자들끼리 용이하게 응집될 수 있다. 또한, 미세입자 하전부(10)는 양극판(11)과 음극판(12) 사이에 접지판(13)을 구비할 수 있다. 접지판(13)은 양극판(11) 영역(양극판(11)과 접지판(13) 사이)과 음극판(12) 영역(음극판(12)과 접지판(13) 사이)을 구분하고, 양극판(11) 및 음극판(12)에 과도한 전압이 인가되어 스파크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step of charging a fine particle, and applying a DC voltage to the fine particle charging part 10 to impart polarity to the fine particles. To this end, the microparticle charge unit 10 may include a plurality of positive electrode plates 11 and negative electrode plates 12 disposed in parallel to each other. The positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 may be alternately arranged, and function as positive and negative electrodes, respectively, when connected to a power supply and a DC voltage is applied. When a direct current voltage is applied to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 and the exhaust gas containing the fine particles passes between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12, the neutral fine particles are charged with (+) or (-). Will be displayed. When polarity is given to the fine particles, the fine particles may be easily aggregated by the electrostatic attraction. In addition, the fine particle charging unit 10 may include a ground plate 13 between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12. The ground plate 13 divides the positive plate 11 region (between the positive plate 11 and the ground plate 13) and the negative plate 12 region (between the negative plate 12 and the ground plate 13), and the positive plate 11. ) And an excessive voltage may be applied to the negative electrode plate 12 to prevent sparks from occurring.

제2단계는 미세입자 1차 응집단계로, 하전된 미세입자와 블록부(20)의 물리적인 충돌을 유도하여 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키고, 하전된 미세입자끼리 응집시키는 단계이다. 이를 위해 블록부(20)는 복수 개의 사각 기둥 구조물(21), 복수 개의 삼각 기둥 구조물(22) 또는 이들의 혼합 형태를 포함할 수 있다. 여기에서 사각 기둥 구조물(21)은 기둥의 단면이 사각형인 기둥으로, 사각형은 정사각형, 직사각형, 마름모 등 모든 사각형의 형태를 포함하는 개념이고, 삼각 기둥 구조물(22)은 기둥의 단면이 삼각형인 기둥으로, 삼각형은 정삼각형, 직각삼각형, 이등변삼각형 등 모든 삼각형의 형태를 포함하는 개념이다. 복수 개의 사각 기둥 구조물(21) 또는 삼각 기둥 구조물(22)은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 이를 통해 미세입자의 흐름을 효과적으로 변화시켜 미세입자끼리의 응집효과를 향상시킬 수 있다.The second step is a first step of agglomeration of microparticles, which induces a physical collision between the charged microparticles and the block part 20 to irregularly change the flow of the microparticles, and to aggregate the charged microparticles. To this end, the block unit 20 may include a plurality of square pillar structures 21, a plurality of triangular pillar structures 22, or a mixture thereof. Here, the square pillar structure 21 is a pillar whose cross section is rectangular, and the square is a concept including all rectangular shapes such as square, rectangle, rhombus, and the triangular pillar structure 22 is a pillar whose cross section is a triangle. The triangle is a concept including all triangle shapes such as equilateral triangle, right triangle, and isosceles triangle. It is preferable that the plurality of rectangular pillar structures 21 or the triangular pillar structures 22 are arranged irregularly. Through this, it is possible to effectively change the flow of the microparticles to improve the cohesive effect of the microparticles.

제3단계는 미세입자 2차 응집단계로, 미세입자 응집부(30)에 교류 전압을 인가하여 미세입자끼리의 충돌을 유도하고, 미세입자끼리 응집시키는 단계이다. 이를 위해 미세입자 응집부(30)는 원기둥 형상의 전극봉(31)을 포함할 수 있다. 제3단계는 미세입자 응집부(30)에 교류 전압을 인가하는 것이 특징이다. 즉, 원기둥 형상의 전극봉(31)에 교류 전압을 인가하면, 전극봉(31)이 (+)극, (-)극으로 교대로 기능하게 되고, 미세입자 응집부(30)를 통과하는 하전된 미세입자들은 전극봉(31)에 의해 흐름이 변화하게 된다. 이에 따라 미세입자끼리의 충돌 및 응집 효과가 향상된다. 또한, 미세입자의 흐름을 크게 변화시켜 응집효과를 향상시키기 위하여 전극봉(31)은 복수 개인 것이 바람직하고, 복수 개의 전극봉(31)은 불규칙적으로 배열되는 것이 바람직하다. 이때, 전극봉(31)은 원기둥 형상뿐만 아니라 다양한 형상으로 대체될 수 있고, 공지의 다양한 소재의 전극을 사용하여 제조할 수 있다. 일 예로, 상술한 양극판(11), 음극판(12)과 마찬가지로 탄소 전극을 사용하여 제조할 수 있다.The third step is a second step of agglomeration of fine particles, in which an AC voltage is applied to the fine particle agglomeration part 30 to induce collision between the fine particles, and to aggregate the fine particles. To this end, the microparticle agglomerating part 30 may include a cylindrical electrode rod 31. The third step is characterized by applying an alternating voltage to the fine particle aggregation unit 30. That is, when an alternating current voltage is applied to the cylindrical electrode rod 31, the electrode rod 31 alternately functions as a positive electrode and a negative electrode, and the charged fine particles passing through the fine particle aggregation part 30 are transferred. The particles are changed in flow by the electrode 31. Thereby, the collision and aggregation effect of microparticles improve. In addition, in order to greatly change the flow of the fine particles to improve the aggregation effect, it is preferable that the electrode 31 is a plurality, it is preferable that the plurality of electrode 31 is arranged irregularly. In this case, the electrode 31 may be replaced with a cylindrical shape as well as a variety of shapes, it can be manufactured using an electrode of a variety of known materials. For example, similarly to the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 described above, the carbon electrode may be manufactured.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In the present specification, only a few examples of various embodiments performed by the present inventors are described, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto, but may be variously modified and modified by those skilled in the art.

10 : 미세입자 하전부
11 : 양극판
12 : 음극판
13 : 접지판
20 : 블록부
21 : 사각 기둥 구조물
22 : 삼각 기둥 구조물
30 : 미세입자 응집부
31 : 전극봉10: fine particle charge part
11: positive plate
12: negative electrode plate
13: ground plate
20: block part
21: square pillar structure
22: triangular pillar structure
30: fine particle aggregation
31: electrode

Claims (22)

직류 전압이 인가되어 미세입자에 극성을 부여하는 미세입자 하전부;
미세입자 하전부의 후단에 위치하고, 하전된 미세입자와 물리적인 충돌을 통해 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키는 블록부; 및
블록부 후단에 위치하고, 교류 전압이 인가되어 미세입자끼리의 충돌을 유도하여 미세입자를 응집시키는 미세입자 응집부;를 포함하고,
상기 블록부는, 복수 개의 사각 기둥 구조물 혹은 삼각 기둥 구조물을 포함하되, 이들 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되고,
상기 미세입자 응집부는, 원기둥 형상의 복수의 전극봉을 포함하되, 상기 복수의 전극봉이 불규칙 적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 전기 응집기.A fine particle charge part to apply a DC voltage to impart polarity to the fine particles;
A block unit positioned at a rear end of the microparticle charge unit and irregularly changing the flow of the microparticles through physical collision with the charged microparticles; And
Located in the rear end of the block portion, the alternating voltage is applied to induce a collision between the fine particles to induce a fine particle aggregation unit;
The block portion includes a plurality of rectangular pillar structures or triangular pillar structures, these pillar structures are arranged irregularly,
The microparticle agglomerating unit includes a plurality of electrode rods in a cylindrical shape, and the plurality of electrode rods are characterized in that the irregularly arranged. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 미세입자 하전부는, 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판, 음극판 및 이들 사이에 위치하는 접지판을 포함하고,
상기 양극판 및 음극판은 사각 평면 형태인 것을 특징으로 하는, 전기 응집기.The method of claim 1,
The fine particle charging unit includes a plurality of positive electrode plates, a negative electrode plate and a ground plate disposed therebetween disposed in parallel to each other,
The positive electrode plate and the negative electrode plate, characterized in that the rectangular planar shape, the electric agglomerator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 미세입자 하전부에 직류 전압을 인가하여 미세입자에 극성을 부여하는 제1단계;
하전된 미세입자와 블록부의 물리적인 충돌을 유도하여 미세입자의 흐름을 불규칙하게 변화시키고, 하전된 미세입자끼리 응집시키는 제2단계; 및
미세입자 응집부에 교류 전압을 인가하여 미세입자끼리의 충돌을 유도하고, 미세입자끼리 응집시키는 제3단계;를 포함하고,
상기 제2단계의 블록부는, 복수 개의 사각 기둥 구조물 혹은 삼각 기둥 구조물을 포함하되, 이들 기둥 구조물은 불규칙적으로 배열되고,
상기 제3단계의 미세입자 응집부는, 원기둥 형상의 복수의 전극봉을 포함하되, 상기 복수의 전극봉이 불규칙 적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 미세입자 응집방법.A first step of applying polarity to the microparticles charging unit to impart polarity to the microparticles;
A second step of inducing a physical collision of the charged microparticles with the block to irregularly change the flow of the microparticles and to aggregate the charged microparticles; And
A third step of inducing collision between the fine particles by applying an alternating voltage to the fine particle aggregation unit and agglomerating the fine particles;
The block portion of the second step includes a plurality of rectangular pillar structures or triangular pillar structures, these pillar structures are arranged irregularly,
The fine particle aggregation unit of the third step, comprising a plurality of electrode rods of a cylindrical shape, characterized in that the plurality of electrode rods are irregularly arranged, fine particle aggregation method. 삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 제1단계의 미세입자 하전부는, 서로 평행하게 배치되는 복수 개의 양극판, 음극판 및 이들 사이에 위치하는 접지판을 포함하고,
상기 양극판 및 음극판은 사각 평면 형태인 것을 특징으로 하는, 미세입자 응집방법.


The method of claim 12,
The fine particle charging unit of the first step includes a plurality of positive electrode plates, a negative electrode plate and a ground plate disposed therebetween disposed in parallel to each other,
The positive electrode plate and the negative electrode plate, characterized in that the rectangular plane shape, fine particle aggregation method.


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