KR102299775B1 - 멀티집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물의 건조장치등에서 발생된 분진을 함유한 배기가스에서 상대적으로 입자가 큰 분진을 일차적으로 제거하기 위한 원심력집진장치(1)와, 미세분진을 제거하기 위한 필터백을 내장하는 여과포 필터챔버(3)를 구비한 유기성 폐기물 처리장치용 멀티집진장치에 관한 것으로, 상기 원심력집진장치(1)를 통과한 배기가스가 여과포 필터챔버(3)로 유입되기에 앞서, 일차적으로 분진을 제거하기 위해 금속의 메시필터(21)들이 설치된 메시 필터챔버(2)를 더 포함하여, 분진이 상기 메시필터(21)에 부착제거되어 후속적인 여과포 필터챔버(3)에 제공된 필터백(31)의 눈막힘으로 인한 기능저하를 지연시키도록 된 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 유기성 폐기물 처리장치에서의 건조 및 탄화과정에서 발생된 배기가스에 함유된 분진을 폭발의 위험 없이 안전하고 효율적으로 제거할 수 있으며, 필터백의 눈막힘에 의한 기능저하로 인한 짧은 교체주기를 상당기간 연장할 수 있어 필터백의 유지관리 비용 절감과 함께 잦은 필터백 교체로 인한 필터백 구매비용과 교체한 필터백을 처리하는데 따른 환경오염을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

멀티집진장치{Multi-Dust Collector}

본 발명은 건조장치, 소각로 등에서 배출되는 배기가스에 함유된 분진을 제거하기 위한 멀티집진장치에 관한 것으로, 특히 슬러지, 축분, 계분, 음식물 찌꺼기 등의 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 발생되는 온도와 습도가 높은 분진을 효율적으로 포집하도록 개선된 구조의 멀티집진장치에 관한 것이다.

산업현장에서 생산활동중 다양한 분야에서 분진이 발생되고 있다. 예를들어, 시멘트 제조공정이나 특히 각종 폐기물을 처리하는 과정에서 다량의 분진이 발생되고 있다. 축산업 현장에서 발생되는 축분과 함께 많은 인구의 생활중에 다량의 유기성 폐기물이 발생되고 있으며, 이러한 유기성 폐기물을 자원화하기 위하여 부숙을 통한 퇴비와, 건조 연료화, 건조탄화 등의 처리방식으로 유용자원을 회수하여 재활용하는 처리공정에서 다량의 고온 다습한 분진이 발생되기 때문에 이를 효과적으로 안전하게 제거하도록 해야 한다.

이러한 유기성 폐기물을 건조 및 탄화시켜 연료로 재활용하도록 예를들어 한국 공개특허공보 제10-2008-0110969호(공개일자 2008년12월22일)에 고온 열풍으로 유기성 폐기물을 건조한 다음 탄화시켜 연료를 생산하는 방안이 개시되어 있다.

또한, 유기성 폐기물의 다른 처리 예로서, 한국 등록특허 제10-1597765호(등록일자 2016년02월19일)에는 외부로부터 하수 슬러지를 건조시킨 다음 부숙조에서 부숙화시키는 하수 슬러지 부숙화 설비가 개시되어 있다.

상기한 종래의 유기성 폐기물 처리장치에서는 유기물을 건조시키고 분쇄하는 과정에서 많은 분진이 발생되며, 이러한 분진을 폐가스와 함께 그대로 외부로 배출하는 것은 대기를 오염시키게 되므로 폐가스에 함유된 분진을 제거해야 한다.

이러한 분진처리를 위한 종래 기술의 예로서, 한국 등록특허 제10-1200479호(등록일자 2012년11월06일)에 개시된 폐기물 처리 시스템에는, 보일러 연소 배기가스의 필터링 집진을 위해 배기가스를 세정하여 대기로 배출시키는 습식세정탑과 연결되어 있으며, 필터백(filter bag)를 사용하는 여과집진장치가 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래 필터백을 사용하는 여과집진장치는 슬러지의 건조 및 연료화를 위한 건조과정에서 증발되어 배기가스에 함유된 수증기에 의해 여과포가 막히기 쉽기 때문에 수명 단축이 초래되고, 이에 따라 필터의 유지관리비용이 많이 소요되며, 열풍에 의한 건조기에서 발생된 배기가스는 온도가 약 120℃ ~ 180℃로 고온이어서 여과집진장치에 유입된 배기가스에서의 분진 집진시 미세분진에 의한 분진폭발로 인한 장치 손상 및 화재발생의 문제가 빈번하여 분진으로 인한 화재발생을 방지하면서 효율적으로 분진을 제거할 수 있도록 구조개선이 요구되고 있다.

한국 공개특허공보 제10-2008-0110969호(공개일자 2008년12월22일) 한국 등록특허 제10-1597765호(등록일자 2016년02월19일) 한국 등록특허 제10-1200479호(등록일자 2012년11월06일)

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 유기성 폐기물 처리장치에 사용하는 집진장치에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 분진을 함유한 고온 다습한 배기가스내 다량 함유되어 있는 분진을 제거하도록, 건조장치나 소각로 등에서 배출되는 배기가스를 원심력집진장치로 입자가 상대적으로 큰 분진을 1차 제거한 배기가스를, 다시 메시필터챔버와 여과포 필터챔버를 순차적으로 통과시켜 세정탑으로 유입시켜 세정후 배기가스를 배기토록 하여 분진을 효율적으로 제거하며, 상기 원심력집진장치, 메시필터챔버 및 여과포 필터챔버에서 포집된 분진을 분진냉각기에서 냉각시켜 화재발생을 방지하도록 개선하고, 만약에 발생할 수 있는 화재를 신속하게 탐지하여 즉각 소화시킬 수 있도록 개선하고, 세정탑을 통해 최종 대기로 배출되는 배기가스내 수분을 제거하여 백연 및 악취물질의 배출을 저감시켜 대기환경을 보호하고, 여과포의 교체주기를 연장시켜 유지관리비를 절감할 수 있도록 개선된 멀티집진장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 멀티집진장치는, 건조장치에서 발생된 분진을 함유한 배기가스에서 상대적으로 입자가 큰 분진을 일차적으로 제거하기 위한 원심력집진장치와, 미세분진을 제거하기 위한 메시필터 및 필터백을 내장한 멀티집진장치에 있어서, 상기 원심력집진장치를 통과한 배기가스가 여과포 필터챔버로 유입되기에 앞서, 일차적으로 분진을 제거하기 위해 스테인레스 메시필터들이 설치된 메시 필터챔버를 더 포함하여, 분진이 상기 스테인레스 메시필터에 부착제거되어 후속적인 여과포 필터챔버의 필터백의 눈막힘으로 인한 기능저하를 지연시키도록 된 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 원심력집진장치에서 일차적으로 입자가 큰 분진이 제거된 상태로 상부에 형성된 배출구를 통해 배기가스가 메시 필터챔버의 하부의 유입구로 유입된 다음 상향 유동하며, 상기 메시 필터챔버는 그 하부에 유입구가 형성되고 배출구는 상부에 형성되어 있으며, 상기 메시 필터챔버의 배출구는 여과포 필터챔버의 하부의 유입구와 연통되고 배출구는 상부에 형성된다.

상기 메시 필터챔버와 여과포 필터챔버의 하부에 형성된 호퍼의 표면에 부착되는 분진을 탈락시켜 하부의 분진냉각기로 배출하도록 고압의 공기 공급노즐이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 원심력집진장치와 메시 필터챔버 및 여과포 필터챔버에서 포집되어 배출되는 분진의 폭발방지를 위해 냉각하는 분진냉각기를 더 포함하며, 상기 분진냉각기에는 분진의 폭발을 방지하도록 냉각가스가 공급될 수 있다.

또한, 상기 여과포 필터챔버에 제공되는 다수의 필터백은 아라미드 직물(NOMAX), 유리섬유(Fiber glass)와 같은 내열성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 멀티 집진장치는 유기성 폐기물 처리장치에서의 예를 들어 건조 및 탄화과정에서 발생된 배기가스에 함유된 고온 다습한 분진을 원심력집진장치와 메시 필터챔버 및 여과포필터챔버를 통해 다단으로 제거하여 폭발의 위험 없이 안전하고, 효율적으로 제거할 수 있으며, 필터백의 눈막힘에 의한 기능저하로 인하여 수명이 단축되는 것을 개선하여 종래 보다 수명이 상당기간 연장되어 필터백의 유지관리 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 메시필터에서 분진을 1차로 제거한 후 여과포 필터에 분진이 도달하기 때문에 여과포 필터에는 상당히 미세한 분진이 미량 유입되므로 여과포 필터의 통과 풍속을 통상 설계값 보다 빠르게 적용할 수 있으므로, 전체적인 여과 집진기의 크기를 키우지 않아도 더 많은 량의 분진을 집진할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 멀티집진장치의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1의 메시 필터의 개략적인 분해사시도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 본 발명에 의한 멀티집진장치는, 유기성 폐기물을 건조한 다음, 연료화를 위해 탄화시키는 연료화 건조기, 또는 건조된 유기성 폐기물에 공기를 공급하면서 부숙화시키는 부숙조를 구비한 유기성 폐기물 처리장치에서 발생되는 분진을 안전하고 효율적으로 제거하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 유기성 폐기물 처리장치용 멀티집진장치는 유기성 폐기물의 건조장치에서 발생된 분진을 함유한 고온 다습한 배기가스에서 상대적으로 입자가 큰 분진을 일차적으로 제거하기 위한 원심력집진장치(1)와, 그 원심력집진장치를 거쳐 유입되는 배기가스에서의 분진을 제거하기 위한 메시 필터챔버(2)와 여과포 필터챔버(3)를 포함하여, 배기가스에 함유된 분진이 연속적으로 다단계로 제거되게 한다.

또한, 본 발명은 상기 원심력집진장치(1)와 메시 필터챔버(2) 및 여과포 필터챔버(3)에서 포집되어 배출되는 분진의 폭발방지를 위해 냉각하는 분진냉각기(5)와, 분진이 제거된 배기가스를 대기로 배출하기 위하여 최종적으로 잔류 미세분진을 제거하기 위한 세정탑(6)을 더 포함할 수 있다.

상기 원심력집진장치(1)는 배기가스에 함유된 분진중에서 상대적으로 입자가 큰 분진을 원심력에 의해 집진하여 제거한다.

상기 메시 필터챔버(2)는 금속의, 예를들어 스테인레스된 메시필터(21)들이 설치되어 있고, 그 메시 필터챔버(2)와 유로가 연속되게 배치된 여과포 필터챔버(3)에는 다수의 필터백(31)이 설치되어 있으며, 상기 메시 필터챔버(2)는 그 하부에 유입구(22)가 형성되고 배출구(23)는 상부에 형성되어 있으며, 상기 메시 필터챔버의 배출구(23)는 여과포 필터챔버(3)의 하부의 유입구(31)와 연통되고 배출구(32)는 상부에 형성되어 있다.

상기 원심력집진장치(1)에서 일차적으로 입자가 큰 분진이 제거된 상태로 상부에 형성된 배출구(11)를 통해 배기가스가 메시 필터챔버(2)의 하부의 유입구(22)로 유입되어 상향 유동하면서 메시필터(21)을 지나면서 분진 입자들이 스테인레스 금속 그물망에 부착되어 제거된다. 상기 메시필터(21)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상하로 연장되고 환형으로 이격되어 배열된 세로 지지부재들과, 그 세로 지지부재들의 중간에 복수개소에서 환형의 결합부재로 고정된 구조의 내측에 제공된 케이지(21')에 의해 지지된다.

상기 메시 필터챔버(2)는 배기가스의 온도에 영향이 없는 스테인레스 메시필터(21)을 포함하여 분진이 스테인레스 메시필터에 부착되어 제거됨으로써, 후술하듯이, 후속적인 여과포 필터챔버(3)에서 여과포에 의한 분진 제거 부담을 경감시켜 그 수명을 연장시켜 여과포의 잦은 교체에 따른 작업손실 감소 및 유지관리비용을 절감할 수 있도록 한다.

상기 여과포 필터챔버(3)에 제공되는 다수의 필터백(31)은 내열온도가 200℃ 이상인, 예를들어 듀퐁사의 NOMAX 상표로 판매되는 아라미드 직물 또는 유리섬유 재질과 같이 내열성 재질로 형성되어 앞선 원심력집진장치(1)와 메시 필터챔버(2)에서 분진량이 감소되어 필터의 눈막힘 현상의 발생이 늦춰지게 되므로, 예를들어 종래에는 6개월 정도 마다 교체하였으나, 필터백의 교체주기를 상당히 연장시켜 주므로 필터백의 유지관리비용을 절감할 수 있게 되고, 또한, 분진의 농도가 감소되어 분진폭발의 위험이 감소된다.

상기 원심력집진장치(1)와 메시 필터챔버(2) 및 여과포 필터챔버(3)들의 하부에는 호퍼가 형성되어 포집된 분진들을 분진냉각기(5)로 공급하여 냉각시켜 분진냉각기에 설치된 컨베이어(51)를 통해 도면에 미도시된 성형기로 배출하여 펠릿 형태로 성형하여 연료로서 사용하도록 할 수 있다.

상기 메시 필터챔버(2)와 여과포 필터챔버(3)의 필터체들 상측에는 각각 고압의 필터 탈진노즐(7)이 제공되어 필터체에 부착된 분진을 털어내어 하부의 호퍼를 통해 배출토록 할 수 있으며, 또한, 메시 필터챔버(2)와 여과포 필터챔버(3)의 하부에 형성된 호퍼의 표면에 부착되는 분진을 탈락시켜 하부의 분진냉각기(5)로 배출하도록 고압의 챔버 탈진노즐(7')이 제공되는 것이 바람직하며, 종래에는 호퍼에 부착된 분진을 탈락시키기 위해 바이브레이터나, 에어노커를 설치하여 기계적 진동이나 충격을 가하였으나, 이 경우 용접부위의 손상이 유발될 수 있고, 소음으로 인한 작업환경의 저해가 초래되는 문제가 있어, 고압 공기를 사용한 탈진장치를 적용하여 이러한 문제를 방지할 수 있다.

고온의 분진에 의한 화재 발생시 이를 순간적으로 진화할 수 있도록 적어도 여과포 필터챔버(3)의 배출구(32)에는 화재발생을 감지하기 위한 센서(120)를 설치하고, 상기 센서(120)로 부터 발생된 신호로 부터 도면에 도시되지 않은 제어부에서 미리 설정된 온도 범위 보다 높은 온도로 판단될 때 화재발생으로 판단하여 필터백(31)을 향하여 여과포 필터챔버내에 설치된 노즐(110)들을 통해 액화질소봄베(100)로부터 액화질소가스를 분사하도록 제어한다. 또한, 상기 노즐(110)들은 여과포 필터챔버(3)의 상부 내측에도 설치되고 여과포 필터챔버의 하부에 설치된 노즐들과 함께 액화질소를 분사하도록 할 수 있다.

또한, 상기 메시 필터챔버(2)에도 메시 노즐(120)들이 설치되어 액화질소가스를 스테인레스 메시필터(21)를 향해 분사하도록 구성될 수 있으며, 분진냉각기(5)에도 온도센서(130)를 설치하여 상기한 바와 같이 설정된 온도 범위 보다 높은 온도 신호시에 분진냉각기 내부의 고온의 분진들에 의한 화재 발생으로 판단하여 액화질소가스를 살포하여 신속하게 화재를 진화할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 원심력집진장치(1)와 메시 필터챔버(2) 및 여과포 필터챔버(3)에서 분진이 제거된 배기가스는 최종적으로 여과포 필터챔버(3)의 상부에 형성된 배기구(36)를 통해 송풍기(8)에 의해 세정탑(6)으로 유입되어 세정탑에서 약액으로 수세정 과정을 거쳐 세정된 다음 대기로 배출된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 멀티 집진장치는 유기성 폐기물의 건조 및 탄화과정에서 발생된 배기가스에 함유된 분진을 폭발의 위험 없이 안전하고, 효율적으로 제거할 수 있으며, 필터백의 눈막힘에 의한 기능저하로 수명이 단축되는 현상을 개선하여 필터백의 수명을 종래 보다 상당기간 연장하여 필터백의 교체에 따른 조업손실을 줄일 수 있고, 잦은 필터백 교체로 인한 필터백 구매비용과 교체한 필터백을 처리하는데 발생되는 환경오염을 줄일 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 국한되지 않고 첨부된 청구범위에 의해서만 한정되며, 예를들어 본 발명의 청구범위내에서 통상의 기술자들이 생각할 수 있는 메시필터와 여과필터를 각각 설치하여 연계하여 변경 구성할 수도 있을 것이다.

본 발명은 분진발생이 많은 시멘트 공정, 폐기물 분쇄시설이나, 음식쓰레기, 축분을 포함하여 유기물을 함유하는 유기성 폐기물을 처리하는 건조장치, 탄화장치, 퇴비화장치, 소각로 등 습기가 많고 온도가 높은 배기가스에 포함된 분진을 안전하고 효율적으로 제거하도록 이용될 수 있다.

1 : 원심력집진장치 2 : 메시 필터챔버
3 : 여과포 필터챔버 5 : 분진냉각기
6 : 세정탑 7 : 필터 탈진 노즐
7' : 챔버 탈진노즐 21 ; 메시필터(Mesh filter)
31 : 필터백(Filter bag)

Claims (6)

1. 유기성 폐기물의 건조장치에서 발생된 분진을 함유한 배기가스에서 상대적으로 입자가 큰 분진을 일차적으로 제거하기 위한 원심력집진장치(1)와, 미세분진을 제거하기 위한 필터백을 내장하는 여과포 필터챔버(3)를 구비한 멀티집진장치에 있어서,
   상기 원심력집진장치(1)를 통과한 배기가스가 여과포 필터챔버(3)로 유입되기에 앞서, 일차적으로 분진을 제거하기 위해 금속의 메시필터(21)들이 설치된 메시 필터챔버(2)를 더 포함하여, 상기 메시필터(21)에서 분진을 제거하여 후속적인 여과포 필터챔버(3)에 제공된 필터백(31)의 눈막힘으로 인한 기능저하를 지연시키도록 되고, 상기 메시 필터챔버(2)와 여과포 필터챔버(3)의 하부에 형성된 호퍼의 표면에 부착되는 분진을 탈락시켜 하부의 분진냉각기(5)로 배출하도록 고압의 공기 공급노즐(7)이 제공되는 것을 특징으로 하는 멀티집진장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 원심력집진장치(1)에서 일차적으로 입자가 큰 분진이 제거된 상태로 상부에 형성된 배출구(11)를 통해 배기가스가 메시 필터챔버(2)의 하부의 유입구(22)로 유입된 다음 상향 유동하며, 상기 메시 필터챔버(2)는 그 하부에 유입구(22)가 형성되고 배출구(23)는 상부에 형성되어 있으며, 상기 메시 필터챔버의 배출구(23)는 여과포 필터챔버(3)의 하부의 유입구(31)와 연통되고 배출구(32)는 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티집진장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 원심력집진장치(1)와 메시 필터챔버(2) 및 여과포 필터챔버(3)에서 포집되어 배출되는 분진의 폭발방지를 위해 포집된 분진을 냉각하는 분진냉각기(5)를 더 포함하며, 상기 분진냉각기(5)에는 분진의 폭발을 방지하도록 액화질소가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 멀티집진장치.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 메시 필터 챔버(2)에 제공되는 다수의 메시필터(21)는 스테인레스 금속 그물망으로 되어 있으며,
   상기 여과포 필터챔버(3)에 제공되는 다수의 필터백(31)은 내열성 재질로 된 것을 특징으로 하는 멀티집진장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   메시 필터챔버(2)와 여과포 필터챔버(3)중에서 고온의 분진에 의한 화재 발생시 이를 즉시 진화할 수 있도록 적어도 여과포 필터챔버(3)의 배출구(32)에는 화재발생을 감지하기 위한 센서(120)를 설치하고, 상기 센서(120)로 부터 발생된 신호로 부터 화재발생으로 판단될 때, 액화질소봄베(100)로부터 액화질소가스를 필터백(31)을 향하여 분사하도록 여과포 필터챔버내에 노즐(110)들이 설치된 것을 특징으로 하는 멀티집진장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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