KR102193539B1 - 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치 - Google Patents

발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치에 관한 것이고, 구체적으로 전력 발전소에서 발전 과정에서 배출되는 기체로부터 백연을 포함하는 유해물질의 제거를 위한 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치에 관한 것이다. 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치는 배출 기체가 유도되는 배출 도관(GD)과 연결되는 혼합 챔버(21); 혼합 챔버(21)로 외부 공기를 유입시키는 공기 공급 유닛(22a, 22b); 혼합 챔버(21)로부터 배출되는 기체가 통과하도록 다수 개의 전기 집진 셀(10a, 10b)로 이루어진 집진 유닛(11); 전기 집진 유닛(11)의 아래쪽에 배치되어 응축수가 수집되도록 다수 개의 유도 홈으로 이루어진 응축수 유도 유닛(12); 및 집진 유닛(11)을 통과한 기체가 유도되는 호퍼(241)를 포함한다.

Description

발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치{An Apparatus for Reducing Contaminants Including White Smoke from a Generating System}
본 발명은 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치에 관한 것이고, 구체적으로 전력 발전소에서 발전 과정에서 배출되는 기체로부터 백연을 포함하는 유해물질의 제거를 위한 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치에 관한 것이다.
화력 발전소 또는 연료전지 발전소와 같은 발전소의 가동 과정에서 연기 또는 수증기를 포함하는 다양한 형태의 기체가 굴뚝과 같은 배출 수단을 통하여 배출될 수 있다. 이와 같은 배출 기체에 오염 물질이 포함될 수 있고, 주변 환경에 따라 배출 과정에서 백연 형태로 될 수 있다. 수소를 포함하는 원료와 공기 중의 산소의 반응으로부터 생성되는 화학 에너지를 전력 변환기를 이용하여 직접 전기로 변환시키는 수소 연료전지 발전소에서 반응 결과물로 생성되는 수증기를 포함하는 기체가 배출될 수 있다. 수증기를 포함하는 배출되는 기체의 온도가 낮은 경우 수증기가 백연 형태로 될 수 있다. 백연은 화력 발전소 또는 다른 구조의 발전소에서 생성될 수 있다. 백연 자체는 무해하지만 미리 처리되어 외부로 배출되지 않는 것이 유리하다. 예를 들어 수증기 형태의 백연의 경우 액체로 만들어져 별도로 배출되는 것이 유리하다. 다른 한편으로 배출되는 기체에 미세 분진과 같은 이물질 또는 화학 성분이 포함될 수 있고, 이와 같은 이물질 또는 화학물질은 배출되기 전 미리 제거되는 것이 유리하다.
특허등록번호 제10-1034006호는 보일러; 상기 보일러의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실; 상기 건조실에서 발생된 수증기를 배출하는 제1 순환 유로; 외부 공기를 상기 보일러를 거쳐 건조실로 공급하는 제2 순환 유로; 상기 제1 순환 유로를 지나는 습증기의 폐열을 상기 제2 순환 유로의 외부 공기로 전달하는 제1 열 교환기; 상기 제1 순환 유로를 지나는 습증기의 폐열을 냉각수로 전달하는 제2 열 교환기; 상기 제1 순환 유로에 설치된 여과기; 상기 제2 순환 유로에 설치되며 냉각부와 가열부로 구비되는 히트 펌프; 및 상기 히트 펌프와 제2 열교환기로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환 유로를 포함하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2012-0023197호는 전도성 오염 공기를 전처리하는 장치로서, 상기 오염 공기가 유입되는 덕트와; 상기 덕트에 응축 시드를 공급하는 응축 시드 공급 장치와; 상기 덕트에 연결되는 사이클론 입자상 집진기; 및 상기 사이클론 입자상 집진기에 연결되어 상기 오염 공기를 분배 및 냉각시키는 다단 관로형 냉각 장치를 포함하는 오염 공기 전처리 장치에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2014-0070377호는 일측면에 배치된 유동판과, 상기 유동판 상에서 유동하며 대전된 먼지를 집진하는 액체를 포함하는 유동액체집진부; 및 상기 유동판과 대향된 위치에 설치되고, 상기 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전되어 척력에 의해 상기 대전된 먼지를 유동액체집진부로 이동시켜 상기 액체에 집진시키는 대항판과, 상기 대항판을 피복하고 절연성 물질로 구성된 피복층을 포함하는 대항부를 포함하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술에서 개시된 백연 처리 또는 집진 장치는 예를 들어 수소 연료 전지 발전소와 같은 발전소로부터 작동 과정에의 부산물로 배출되는 백연을 포함하는 배출 기체에 포함된 다양한 형태의 화합물 및 환경 오염물질을 동시에 제거하는 것이 어렵다는 문제점을 가진다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-1034006호(리턴에너지 주식회사, 2011년05월11일 공고) 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2012-0023197호(센텍(주), 2012년03월13일 공개) 오염공기 전처리 장치 및 이를 이용한 탈취 시스템 선행기술 3: 특허공개번호 제10-2014-0070377호(주식회사 지홈, 2014년06월10일 공개) 전기 집진 시스템에 구비된 전기집진장치 및 그 전기집진장치를 이용한 집진방법
본 발명의 목적은 발전소의 배출 기체에 포함된 백연을 포함한 다양한 오염 물질의 제거가 가능하도록 하는 다수 개의 전기 집진 셀로 이루어진 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치는 배출 기체가 유도되는 배출 도관과 연결되는 혼합 챔버; 혼합 챔버로 외부 공기를 유입시키는 공기 공급 유닛; 혼합 챔버로부터 배출되는 기체가 통과하도록 다수 개의 전기 집진 셀로 이루어진 집진 유닛; 전기 집진 유닛의 아래쪽에 배치되어 응축수가 수집되도록 다수 개의 유도 홈으로 이루어진 응축수 유도 유닛; 및 집진 유닛을 통과한 기체가 유도되는 호퍼를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 응축수 유도 유닛은 서로 병렬로 연결된 다수 개의 유도 홈이 배열된 유도 층을 포함하고, 상하로 인접하는 유도 층에 배치되는 유도 홈은 엇갈리도록 배치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 집진 유닛은 마주보면서 이격되어 배치되어 수용 공간을 형성하는 분리 벽; 및 상기 수용 공간에 배출 가능하도록 수용되는 서로 연결된 다수 개의 전기 집진 셀에 의하여 형성된 집진 셀 모듈로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 집진 유닛의 온도를 제어하는 온도 제어 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 처리 장치는 수소 연료전지 발전소와 같은 발전소에 설치되어 배출되기 이전에 백연이 미리 처리되어 배출 과정에서 수증기가 백연 형태로 변화되는 것을 방지한다. 또한 본 발명에 따른 처리 장치는 발전소 또는 다른 산업 설비에서 발생되는 기체 형태로 배출되는 배출 물질이 미리 처리되어 오염 물질이 제거될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 처리 장치는 배출 기체에 포함된 화합물의 제거가 가능하도록 한다는 이점을 가진다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 처리 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 집진 필터 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 백연 처리 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 도어 구조에 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 집진 셀의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 처리 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 처리 장치의 정면도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 배연 함유 유해 물질 처리 장치는 배출 기체가 유도되는 배출 도관(GD)과 연결되는 혼합 챔버(21); 혼합 챔버(21)로 외부 공기를 유입시키는 공기 공급 유닛(22a, 22b); 혼합 챔버(21)로부터 배출되는 기체가 통과하도록 다수 개의 전기 집진 셀로 이루어진 집진 유닛(11); 전기 집진 유닛(11)의 아래쪽에 배치되어 응축수가 수집되도록 다수 개의 연장 홈으로 이루어진 응축수 유도 유닛(12); 및 집진 유닛(11)을 통과한 기체가 유도되는 호퍼(241)를 포함한다.
본 발명에 따른 처리 장치는 예를 들어 수소 연료전지 발전소와 같은 발전소에 설치되어 백연이 배출되지 않도록 하면서 이와 동시에 배출 기체에 포함된 다양한 유해 화학 물질을 비롯한 오염물질의 제거가 가능하도록 한다. 다만 본 발명에 따른 처리 장치는 전지 집진 셀에 의하여 다양한 형태의 오염 물질의 제거가 가능하므로 분진, 악취 또는 유해 화학 물질이 발생되는 임의의 사업장에 설치될 수 있고, 본 발명은 설치 장소 또는 용도에 의하여 제한되지 않는다.
발전소의 가동 과정에서 발생되어 외부로 배출되어야 하는 배출 기체는 배출 도관(GD)을 통하여 혼합 챔버(21)로 유입될 수 있다. 배출 도관(GD)은 전체적으로 원통 형상이 될 수 있고, 혼합 챔버(21)에 배출 도관(GD)과 연결되는 입구가 형성될 수 있다. 혼합 챔버(21)에서 배출 기체와 외부 공기가 혼합될 수 있다. 혼합 챔버(21)에 외부 공기의 유입을 위한 적어도 하나의 공기 공급 유닛(22a, 22b)이 형성될 수 있다. 공기 공급 유닛(22a, 22b)을 통하여 유입된 외부 공기는 배출 기체와 혼합될 수 있고, 공기 공급 유닛(22a, 22b)을 통하여 유입되는 외부 공기의 양은 배출 기체의 양 또는 온도에 따라 조절될 수 있다. 공기 공급 유닛(22a, 22b)을 통하여 유입되는 공기로부터 습기가 미리 제거될 수 있고, 예를 들어 데미스터(demister) 필터와 같은 습기 및 분진 제거 수단(221)이 설치될 수 있다. 추가로 공기 공급 유닛(22a, 22b)에 온도 조절 유닛이 설치되어 외부로부터 공급되는 공기의 온도가 조절될 수 있고, 온도 조절 유닛에 의하여 외부에서 공급되는 공기의 온도가 낮추어질 수 있다.
공기 공급 유닛(22a, 22b)은 혼합 챔버(21)의 서로 다른 면에 다수 개가 배치될 수 있고, 예를 들어 서로 마주보는 면의 각각에 적어도 하나가 배치될 수 있다. 그리고 서로 마주 보는 면의 사이에 분리 유닛(27)이 설치될 수 있다. 도 1b에 도시된 것처럼, 공기 공급 유닛(22a, 22b)은 배출 도관(GD)이 연결되는 입구의 아래쪽에 배치될 수 있고, 분리 유닛(27)은 입구로부터 아래쪽으로 연장되도록 설치될 수 있다. 분리 유닛(27)은 서로 다른 위치에 배치된 공기 공급 유닛(22a, 22b) 사이에 공기가 혼합되는 것을 방지하면서 외부 공기의 상승을 유도하여 각각의 공기 공급 유닛(22a, 22b)을 통하여 유입된 외부 공기가 배출 기체와 혼합될 수 있도록 한다.
공기 공급 유닛(22a, 22b)을 통하여 유입되는 외부 공기는 배출 기체의 온도가 낮아지도록 하면서 배출 기체의 유동성을 향상시키는 기능을 가질 수 있다. 이와 동시에 배출 기체에 포함된 수증기 또는 오염 물질의 농도가 낮아지도록 한다. 이와 같이 외부 공기는 배출 기체의 온도 조절, 농도 조절 및 압력 조절을 하는 기능을 가질 수 있고, 배출 기체의 온도 또는 양에 따라 공급 온도 및 양이 조절될 수 있다. 배출 기체의 온도가 낮아지도록 하는 것에 의하여 배출 기체에 포함된 수증기가 쉽게 응축수 유도 유닛(12)에서 수집되도록 한다.
혼합 챔버(21)의 위쪽에 집진 유닛(11) 및 응축수 유도 유닛(12)이 배치될 수 있다. 혼합 챔버(21)에서 외부 공기와 혼합된 배출 기체는 집진 유닛(11)으로 유도될 수 있다. 집진 유닛(11)은 다수 개의 전기 집진 셀(10a 내지 10n)로 이루어질 수 있고, 각각의 전기 집진 셀(10a 내지 10n)은 원통 형상의 집진 전극과 각각의 집진 전극의 내부에 배치되는 막대 형상의 방전 전극으로 이루어질 수 있다. 배출 기체에 포함된 오염 물질은 집진 전극 또는 방전 전극의 표면에 부착될 수 있다. 이와 동시에 수증기가 물로 변하면서 집진 전극의 내부 표면 또는 방전 전극에 부착될 수 있다. 이와 같은 방식으로 배출 기체로부터 백연 형태로 배출되는 수증기와 오염 물질이 제거될 수 있다. 수증기 및 오염 물질이 제거된 배출 기체는 집진 유닛(11)의 상부에 위치한 호퍼(241)로 유도되어 배출될 수 있다.
집진 유닛(11)에 의하여 포집되는 물 또는 액적은 응축수 유도 유닛(12)에 수집될 수 있다. 응축수 유도 유닛(12)은 집진 유닛(11)의 아래쪽에 배치될 수 있고, 응축수가 유도되는 다수 개의 유도 홈이 형성된 유도 층을 포함할 수 있다. 그리고 유도 홈에 의하여 유도된 물은 혼합 챔버(21)의 아래쪽으로 유도되어 배출 유닛(23)을 통하여 배출될 수 있다.
혼합 챔버(21)의 바닥 면은 중앙 부분이 오목한 곡면 형상이 될 수 있고, 외부 공기와 배출 기체의 혼합 과정에서 생성되는 응축수와 응축수 유도 유닛(12)에 의하여 유도된 응축수가 수집되는 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 혼합 챔버(21)의 바닥 면에 수집된 응축수는 튜브 형상의 배출 유닛(23)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
집진 유닛(11)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 유닛이 배치될 수 있고, 혼합 공기의 양 또는 온도에 따라 집진 유닛(11)의 온도가 적절하게 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 처리 장치는 설치 프레임(F)에 의하여 지면으로부터 분리되어 설치될 수 있고, 접근 사다리(ST)가 설치되어 집진 유닛(11)에 접근 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 집진 유닛(11)은 세척 또는 교환 가능한 구조로 만들어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 집진 필터 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 다수 개의 전기 집진 셀(10a, 10b)이 매트릭스 형태로 배치되고, 각각의 전기 집진 셀(10a, 10b)의 아래쪽에 응축수 유도 유닛(12)이 배치될 수 있다. 전기 집진 셀(10a, 10b)은 집진 프레임(17)의 내부에 배치될 수 있고, 적절한 위치에 각각의 전기 집진 셀(10a, 10b)에 전력을 공급하는 전력 공급원(PS)이 배치될 수 있다. 집진 프레임(17)의 내부에 유도 팬(15)이 설치되어 전기 집진 셀(10a, 10b)의 내부로 유입되는 공기를 호퍼로 배출시킬 수 있다. 또한 핸들 유닛(172)이 설치되어 집진 프레임(17)이 개폐될 수 있고, 힌지 유닛(18)에 도어(26)가 개폐되어 예를 들어 전력 공급원(PS)의 유지 및 보수가 이루어질 수 있다. 집진 프레임(17)에 집진 유닛(11)의 작동 및 관리를 위한 다양한 장치가 배치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
집진 유닛(11)의 아래쪽에 배치되는 응축수 유도 유닛(12)은 다수 개의 유도 홈이 병렬로 배치된 적어도 하나의 유도 층(121a, 121b)을 포함할 수 있다. 유도 층(121a, 121b)은 상하로 층을 이루면서 배치될 수 있고, 각각의 유도 층(121a, 121b)에 다수 개의 유도 홈이 병렬로 형성될 수 있다. 유도 홈은 예를 들어 반원 형상의 단면적을 가지는 반-실린더 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 다양한 형태로 만들어질 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼 서로 인접하여 상하로 배치되는 유도 층(121a 121b)에 배치되는 유도 홈은 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 이와 같은 배치 구조는 집진 유닛으로부터 낙하하는 물이 모두 응축수 유도 유닛(12)에 수집되도록 한다. 구체적으로 서로 엇갈리는 유도 홈의 배치에 의하여 집진 유닛(11)의 아래쪽 방향으로 틈이 없이 유도 홈이 배치될 수 있고, 동일 유도 층(121a, 121b) 사이에 배치되는 유도 홈 사이의 간극이 보완될 수 있다.
집진 유닛(11) 또는 응축수 수집 장치(12)는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 백연 처리 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a의 (가)는 응축수 유도 유닛(12)의 실시 예를 도시한 것이고, 도 3a의 (나)는 응축수 유도 유닛(12)에 형성된 유도 층(121a, 121b)의 실시 예를 도시한 것이다.
각각의 유도 층(121a, 121b)에 반원 형상의 단면을 가지는 반 실린더 형상의 유도 홈(321, 322)이 나란하게 또는 병렬로 배치될 수 있고, 유도 층(121a, 121b)은 서로 층을 이루면서 배치될 수 있다. 그리고 1 유도 홈(321)과 2 유도 홈(322)는 수직 방향에 대하여 서로 엇갈리는 위치에 배치될 수 있다. 달리 말하면 인접하는 1 유도 홈(321) 사이에 2 유도 홈(322)이 배치될 수 있다.
응축수 유도 유닛(12)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 다수 개의 유도 층(121a, 121b)은 하나의 단위 블록으로 형성될 수 있다. 그러므로 유도 층(121a, 121b)은 단지 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 유도 층(121a, 121b)이 서로 구분되는 구성으로 이해되지 않아야 한다. 또한 유도 홈(321, 322)은 다양한 단면 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 V 자형 또는 윗변이 개방된 사각형 또는 오각형 형상이 될 수 있다. 또한 유도 홈(321, 322)은 정해진 방향으로 응축수의 흐름을 유도하기 위하여 특정 방향으로 경사진 구조로 만들어질 수 있다. 이와 같이 응축수 유도 유닛(12)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3b는 집진 유닛의 실시 예를 도시한 것으로, 전기 집진 셀(10a 내지 10n)은 다수 개의 셀 모듈 구조를 형성할 수 있고, 각각의 셀 모듈은 다수 개의 집진 셀(10a 내지 10n)로 이루어질 수 있다. 도 3b의 (나)에 도시된 것처럼, 집진 유닛은 마주보면서 이격되어 배치되어 수용 공간은 형성하는 분리 벽(31_1 내지 32_M); 및 상기 수용 공간에 배출 가능하도록 수용되는 서로 연결된 다수 개의 전기 집진 셀(10a 내지 10n)에 의하여 형성된 집진 셀 모듈로 이루어질 수 있다. 분리 벽(31_1 내지 32_M)은 1 방향으로 형성된 1 분리 벽(31_1 내지 31_L)이 1 방향에 대하여 수직이 되는 2 방향에 설치되면서 서로 1 분리 벽(31_1 내지 31_L)을 서로 연결시키는 2 분리 벽(32_1 내지 32_M)으로 이루어질 수 있다. 분리 벽(31_1 내지 32_M)에 의하여 각각의 집 셀 모듈의 수용 공간이 형성될 수 있고, 수용 공간에 집진 셀 모듈이 배치될 수 있다. 분리 벽(31_1 내지 32_M)은 절연체 소재로 만들어질 수 있고, 필요에 따라 2 분리 벽(32_1 내지 32_M)은 공기 유동이 가능한 다수 개의 막대 부재로 이루어질 수 있다. 수용 공간은 상하가 개방된 구조로 된다.
집진 셀 모듈은 2개 내지 5개가 서로 연결된 전기 집진 셀(10a 내지 10n)로 이루어질 수 있고, 슬라이딩 방식으로 수용 공간에 수용 또는 배출될 수 있다. 전지 집진 셀(10a 내지 10n)을 집진 셀 모듈 구조로 만드는 것에 의하여 유지, 보수 또는 교체가 용이하도록 한다. 하나의 집진 셀 모듈을 형성하는 다수 개의 전기 집진 셀(10a 내지 10n)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 그리고 이와 같이 모듈 구조로 만들어진 집진 유닛의 아래쪽에 응축수 유도 유닛(12)이 배치될 수 있다.
집진 유닛은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 도어 구조에 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 집진 프레임(17)의 한쪽 면에 내부에 전력 공급원(PS)이 배치되는 전력 케이싱(42)이 배치될 수 있다. 그리고 전력 케이싱(42)은 힌지 유닛(171)에 의하여 집진 프레임(17)에 연결될 수 있고, 집진 프레임(17)은 핸들 유닛(172)에 의하여 잠금이 될 수 있다. 집진 프레임(17)과 전력 케이싱(42) 사이에 보호 케이싱(41)이 형성될 수 있고, 전력 케이싱(42) 또는 보호 케이싱(42)의 둘레 면을 따라 공기 순환 슬릿(411, 421)이 형성될 수 있다. 전력 케이싱(42)이 연결된 집진 프레임(17)의 면은 집진 프레임(17)의 게이트 기능을 할 수 있다. 그리고 유도 팬(15)은 전력 케이싱(42)의 내부를 냉각시키면서 이와 동시에 집진 프레임(17)의 내부로 유입되는 공기를 호퍼를 유도하는 기능을 가질 수 있다.
전력 공급원과 집진 프레임(17)은 다양한 방법으로 서로 연결될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 처리 장치에 적용되는 집진 셀의 실시 예를 도시한 것이다.
전기 집진 셀은 양끝이 개방된 실린더 형상의 다수 개의 집진 전극(511)이 서로 접하여 형성되는 집진 전극 모듈(51); 각각의 집진 전극(511)의 실린더 형상 내부에 배치되고 방전 프레임(521)에 의하여 서로 연결된 다수 개의 방전 전극(522)으로 형성된 방전 전극 모듈(52); 집진 전극 모듈(51)과 방전 전극 모듈(52)의 상부를 서로 절연시키는 상부 절연체(532a)로 이루어진 제1 절연 모듈(53a); 및 집진 전극 모듈(51)과 방전 전극 모듈(52)의 하부를 서로 전열시키는 하부 절연체(532b)로 이루어진 제2 절연 모듈(53b)을 포함한다.
집진 전극(511)은 속이 빈 실린더 구조가 될 수 있고 전도성 소재로 만들어질 수 있다. 집진 전극(511)은 다수 개가 서로 전기적으로 연결이 되거나 절연이 될 수 있고 길이 방향으로 서로 접하여 집진 모듈을 형성할 수 있다. 집진 전극(511)이 서로 절연이 되면 상부 플레이트(531a) 또는 하부 플레이트(531b)에 의하여 전기적으로 연결이 될 수 있다.
방전 전극(522)은 막대 형상 또는 봉 형상이 될 수 있고 각각이 집진 전극(511)의 내부를 관통하도록 연장될 수 있다. 집진 전극(511)이 원통 형상이 되므로 내부에서 균일한 전계가 형성될 수 있도록 방전 전극(522)은 봉 형상이 될 수 있다. 방전 전극(522)은 집진 전극(511)의 한쪽 끝으로부터 다른 쪽 끝으로 연장되는 봉 형상이 되면서 집진 전극(511)의 내부 면과 이격될 수 있는 임의의 직경을 가질 수 있다. 다른 한편으로 방전 전극(522)이 반드시 집진 전극(511)의 한 끝에서 다른 끝까지 연장될 필요는 없다. 방전 전극(522)은 집진 전극(511)의 한 끝으로부터 전체 길이의 1/2 또는 3/4의 길이까지 연장될 수 있다. 그러나 이와 같은 경우 방전 전극(522)이 집진 전극(511)으로부터 충분히 이격되지 않거나 또는 방전 전극(522)이 견고한 소재로 만들어지지 않는 경우 방전 전극(522)의 끝 부분이 집진 전극(511)의 특정 방향으로 편향될 수 있고 방전 전극(522)이 전체적으로 불안정해져 집진목적을 상실 할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 방전 전극(522)이 집진 전극(511)을 관통하도록 하고 방전 전극(522)의 한쪽 끝이 고정 유닛(534)과 같은 고정 수단에 의하여 고정되도록 할 수 있다.
다른 한편으로 집진 전극(511)이 전체적으로 동일한 내부 단면적을 가져야 하는 것은 아니다. 집진 전극(511)의 한쪽 끝은 먼지, 연기 또는 냄새를 포함하는 기체가 유입되는 입구가 되고 다른 한쪽 끝은 배출구의 기능을 가질 수 있다. 그러므로 입구 쪽은 단면적이 작고, 중간 부분은 단면적이 크고 그리고 출구 쪽은 단면적이 작아지도록 집진 전극(511)이 형성될 수 있다. 외부 기체의 유입 형태를 고려하여 다양한 구조를 가지는 집진 전극(511)이 가능하고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
각각의 집진 전극(511)의 한쪽 끝은 상부 플레이트(531a)에 의하여 고정되고 다른 끝은 하부 플레이트(531b)에 의하여 고정될 수 있다. 각각의 집진 전극(511)은 서로 연결이 되어 집진 전극 모듈(51)을 형성할 수 있다. 집진 전극 모듈(11)은 다양한 방법으로 고정될 수 있고 반드시 상부 플레이트(531a)와 하부 플레이트(531b)에 의하여 고정되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어 집진 전극 모듈(51)은 박스 형상의 케이스 또는 각각의 집진 전극(511)을 고정시킬 수 있는 중간 플레이트와 같은 것에 의하여 고정될 수 있다.
방전 전극 모듈(51)과 집진 전극 모듈(51)은 각각의 집진 전극(511)을 고정시키는 상부 플레이트(531a)에 설치되는 상부 절연체(532a) 및 집진 전극 모듈(51)의 아래쪽에 설치되는 하부 절연체(532b)에 의하여 전기적으로 절연이 될 수 있다. 필요에 따라 각각의 집진 전극(511)의 아래쪽이 고정되는 하부 플레이트(531b)가 설치될 수 있고 그리고 각각의 방전 전극(522)의 한쪽 끝을 고정시키는 고정 유닛(534)이 설치될 수 있다. 그리고 하부 절연체(532b)는 하부 플레이트(531b)와 고정 유닛(534) 사이에 설치될 수 있다. 다만 하부 플레이트(531b) 또는 고정 유닛(534)이 반드시 설치되어야 하는 것은 아니다. 이와 같이 상부 절연체(532a) 및 하부 절연체(532b)는 집진 전극 모듈(51)과 방전 전극 모듈(52)을 서로 절연시키면서 이와 동시에 집진 전극 모듈(51) 또는 방전 전극 모듈(52)을 지지하는 기능을 가질 수 있다. 상부 절연체(532a) 또는 하부 절연체(532b)는 예를 들어 전기 애자(insulator)와 같은 장치가 될 수 있고 상부 플레이트(531a) 또는 하부 플레이트(531b)의 각각의 모서리에 설치될 수 있다.
도 5에 도시된 것처럼, 다수 개의 방전 전극(522)은 방전 프레임(521)에 의하여 전기적 및 구조적으로 서로 연결이 될 수 있다. 사각 형상의 방전 프레임(521)은 전기 애자(insulator)와 같은 상부 절연체(532a)에 의하여 지지될 수 있고 방전 프레임(521)에 설치된 다수 개의 연결 부재(521a)에 방전 전극(522)이 방전 프레임(521)에 수직이 되는 방향으로 연장이 되는 구조로 설치될 수 있다. 각각의 방전 전극(522)은 집진 전극(511)을 관통하여 아래쪽에 설치되는 고정 유닛(534)에 의하여 고정될 수 있다.
고정 유닛(534)은 다수 개의 고정 부재를 가진 방전 프레임(521)에 유사한 구조를 가질 수 있지만 이에 제한되지 않고 방전 전극(522)의 한쪽 끝을 고정시킬 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다. 그리고 고정 유닛(534)은 각각의 방전 전극(522)의 연장 끝에 대응되는 부분에 형성된 고정 홀(534a)을 가질 수 있다. 고정 홀(534a)은 방전 전극(522)의 한쪽 끝을 고정할 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있고 예를 들어 방전 전극(522)의 직경과 유사한 관통 홀의 구조를 가질 수 있다. 고정 유닛(534)은 전도성 소재 또는 절연성 소재로 만들어질 수 있다. 이와 같은 구조에서 방전 전극(522)의 한쪽 끝은 방전 프레임(521)에 예를 들어 용접과 같은 수단에 의하여 고정되고 그리고 다른 쪽 끝은 관통 홀(534a)에 분리 가능하도록 삽입이 되는 형태로 고정될 수 있다. 아래에서 설명이 되는 것처럼 방전 전극(522)의 다른 끝이 분리 가능하도록 고정되는 것은 방전 프레임(521)의 분리를 위한 것이다.
고정 유닛(534)이 설치되지 않고 하부 플레이트(531b)에 방전 전극(522)의 한쪽 끝이 고정될 수 있다. 하부 플레이트(531b)는 전도성 소재가 되거나 또는 절연성 소재가 될 수 있고 고정 홀(534a)은 자체적으로 절연이 되거나 절연이 되지 않을 수 있다. 다양한 방법으로 방전 전극(522)의 자유로운 한 쪽 끝이 고정될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
전기 집진 셀은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 처리 장치는 수소 연료전지 발전소와 같은 발전소에 설치되어 배출되기 이전에 백연이 미리 처리되어 배출 과정에서 수증기가 백연 형태로 변화되는 것을 방지한다. 또한 본 발명에 따른 처리 장치는 발전소 또는 다른 산업 설비에서 발생되는 기체 형태의 배출되는 배출 물질이 미리 처리되어 오염 물질이 제거될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 처리 장치는 배출 기체에 포함된 화합물의 제거가 가능하도록 한다는 이점을 가진다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10a, 10b 내지 10n: 전기 집진 셀 11: 집진 유닛
12: 응축수 유도 유닛 15: 유도 팬
17: 집진 프레임 18: 힌지 유닛
21: 혼합 챔버 22a, 22b: 공기 공급 유닛
23: 배출 유닛 26: 도어
27: 분리 유닛 31_1 내지 31_L: 1 분리 벽
32_1 내지 32_M: 분리 벽 41: 보호 케이싱
42: 전력 케이싱 51: 집진 전극 모듈
52: 방전 전극 모듈 53a: 제1 절연 모듈
53b: 제2 절연 모듈 121a, 121b: 유도 층
171: 힌지 유닛 172: 핸들 유닛
221: 분진 제거 수단 241: 호퍼
321: 1 유도 홈 322: 2 유도 홈
411, 421: 공기 순환 슬릿 511: 집진 전극
521: 방전 프레임 521a: 연결 부재
522: 방전 전극 531a: 상부 플레이트
531b: 하부 플레이트 532a: 상부 절연체
532b: 하부 절연체 534: 고정 유닛
534a: 고정 홀 F: 설치 프레임
GD: 도관 PS: 전력 공급원
ST: 접근 사다리

Claims (2)

  1. 배출 기체가 유도되는 배출 도관(GD)과 연결되는 혼합 챔버(21);
    혼합 챔버(21)로 외부 공기를 유입시키는 다수 개의 공기 공급 유닛(22a, 22b);
    혼합 챔버(21)로부터 배출되는 기체가 통과하도록 다수 개의 전기 집진 셀(10a, 10b)로 이루어진 집진 유닛(11);
    전기 집진 유닛(11)의 아래쪽에 배치되어 응축수가 수집되도록 서로 병렬로 연결된 다수 개의 유도 홈(321, 322)으로 이루어진 응축수 유도 유닛(12);
    집진 유닛(11)을 통과한 기체가 유도되는 호퍼(241); 및
    공기 공급 유닛(22a, 22b)의 서로 마주보는 면 사이에 배치되는 분리 유닛(27)을 포함하고,
    상기 다수 개의 유도 홈(321, 322)은 상하로 인접하여 배치된 유도 층(121a, 121b)에 배열되고, 상하로 인접하는 유도 층(121a, 121b)에 배치되는 유도 홈(121a, 121b)은 엇갈리도록 배치되고, 다수 개의 유도 홈(321, 322)은 경사진 구조로 만들어지는 것을 특징으로 하는 발전소용 백연 함유 유해물질 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 공기 공급 유닛(22a, 22b)에 배치되는 온도 제어 유닛을 더 포함하는 발전소용 백연 함유 유해 물질 처리 장치.
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