KR102307102B1 - 습식 탈황 탈진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 또는 복수의 전극판에 의해 상하 길게 형성되는 기둥 형상의 공간에 방전극들이 부착된 하나 또는 복수의 전극봉이 설치되고 상기 전극판의 상하 길게 연장된 벽면에 일정 간격으로 다수의 세정액흐름홈이 상하 방향으로 형성된 습식 전기집진기와 본체 내부에 다수의 경사진 날개들이 고정된 회전유도날개조립체를 포함하되, 상기 회전유도날개조립체는 경사지고 경사각도와 중심축으로부터 일정거리 위치의 날개 폭이 동일한 다수의 날개들이 상기 회전유도날개조립체의 중심축을 중심으로 방사상으로 대칭되게 고정되고, 회전유도날개조립체 상부에 설치되는 선회분사노즐 또는 수직분사노즐 또는 선회분사노즐 및 수직분사노즐이 포함되는 습식 스크러버로 구성된 습식 탈황 탈진 장치이다.

Description

습식 탈황 탈진 장치 {Wet Type Apparatus for Desulfurizing and Dedusting}

본 발명은 선박 또는 산업시설 등에서 발생되는 배출가스와 같은 오염물질이 함유된 가스를 검댕이(soot)와 같은 난용성(難溶性) 오염물질과 황 및 황화물과 같은 수용성(水溶性) 오염물질을 동시에 제거하기 위한 습식 탈황 탈진 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 본 발명의 습식 탈황 탈진 장치 상부에는 습식 전기집진기가 설치되고 하부에는 습식 스크러버가 설치되어 습식 전기집진기가 하부의 습식 스크러버에서 대부분의 수용성 오염물질과 일부분의 난용성 오염물질이 제거된 후에 1차 정화된 가스를 상부의 습식 전기집진기에 상승 통과시켜 잔존하는 난용성 오염물질도 제거함으로써 가스를 완벽하게 오염물질이 제거된 수준까지 정화하는 탈황 탈진 장치에 관한 것이다.

본 발명의 습식 탈황 탈진 장치는 장치의 흔들림 시에도 물이 빠르게 홈을 타고 강하하여 집진효율을 높여줄 뿐만 아니라 방전극에도 튀지 않도록 하고 있는 습식 전기집진기와 충진제를 사용하지 않고도 집진효율과 에너지 사용효율을 높여주는 습식 스크러버로 구성된다.

산업시설이나 선박 등으로 부터 발생되는 배출가스는 전기 집진기, 스크러버와 같은 집진장치를 통하여 오염물질을 제거한 후 대기로 방출되어져야 한다. 선박용 또는 대규모의 집진시설을 설치할 수 없는 산업시설에 이용되는 집진장치는 컴팩트한 구조를 갖으면서도 집진효율이 높아야 하며 에너지 사용 효율성이 높아야 하고 유지보수의 용이성이 제고되어야 한다.

등록특허 제10-1853292호는 전극에 전기를 걸어 파티클이 집진관으로 이동하고 집진판에 도포된 수막에 의해 파티클과 Mist가 제거되는 습식 전기 집진장치와 파티클을 필터링하는 멀티필터로 배기가스의 파티클을 제거하고 페킹층에 물을 뿌려 유해가스를 처리하는 멀티 스크러버로 구성된 '습식 전기 집진기가 포함된 유해 배기가스 처리 습식 멀티 스크러버 시스템'을 제안하고 있다. 상기 제안은 산업시설로부터 발생된 난용성 오염물질의 처리가 가능하나 설비구조가 복잡하여 컴팩트한 구조로는 설치 운영이 어려우며 충진제를 사용하여야 하여 유지보수가 용이하지 않고 집진효율이 높지 않다는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2018-0041877호는 집진과 세정을 교대로 운전하며 집진효율을 향상시킬 수 있는 '합성가스 정제를 위한 습식 전기 집진장치 및 습식 전기 집진방법'을 제안하고 있다. 상기 제안은 전기 집진을 하는 집진 유닛이 가동하지 못하는 시간 등안 세정노즐을 통해 습식 세정 수분사를 진행하여 집진 유닛의 내부상태를 최적으로 유지할 수 있다는 효과가 있다. 그러나 상기 제안은 수용성 오염물질의 제거를 위한 습식 스크러버(세정 집진 장치)와 난용성 오염물질 제거를 위한 습식 전기집진기를 동시에 사용하는 구조가 아니어서 효과적으로 모든 오염물질을 제거할 수 있는 집진장치가 될 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록 특허 제10-1853292호 (습식 전기 집진기가 포함된 유해 배기가스 처리 습식 멀티 스크러버 시스템) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0041877호 1152015호(합성가스 정제를 위한 습식 전기 집진장치 및 습식 전기 집진방법)

본 발명은 선박 또는 산업시설 등에서 발생되는 배출가스와 같은 오염물질이 함유된 가스를 검댕이(soot)와 같은 난용성(難溶性) 오염물질과 황화물과 같은 수용성(水溶性) 오염물질을 동시에 제거하되 선박 등에서 사용할 수 있도록 컴팩트한 구조이고 집진효율과 에너지 사용효율이 높고 유지 보수가 용이한 습식 탈황 탈진 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 습식 전기집진기의 전원연결터미널에서 세정액이 전극봉에 접촉되지 않게 하거나 누전이 일어나지 않도록 함과 동시에 전원연결터미널의 금속 연결체의 유체 흐름저항에 의한 차압 발생을 최소화함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 장치의 흔들림 시에도 물이 빠르게 홈을 타고 강하하여 집진효율을 높여줄 뿐만 아니라 방전극에도 튀지 않도록 하고 있는 습식 전기집진기의 구성을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 충진제를 사용하지 않아 유지보수의 용이성을 높이면서도 집진효율이 높고 에너지 사용 효율성이 높은 습식 스크러버를 제공함을 목적으로 한다.

좀 더 구체적으로 회전유도날개조립체를 설치하여 차압을 크게 하지 않으면서도 기액접촉 효과를 획기적으로 증대시키는 것을 목적으로 한다.

또한 회전유도날개조립체, 제1중첩메쉬망 및 제1타공판을 설치하는 구조에 의하여 기액접촉 효과를 증대시키며, 집진 효율을 획기적으로 증대시키는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않았으나 아래 수단들 또는 실시예상의 구체적인 구성에 따른 다른 목적들은 그 기재로부터 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 하나 또는 복수의 전극판에 의해 상하 길게 형성되는 기둥 형상의 공간에 방전극들이 부착된 하나 또는 복수의 전극봉이 설치되고 상기 전극판의 상하 길게 연장된 벽면에 일정 간격으로 다수의 세정액흐름홈이 상하 방향으로 형성된 습식 전기집진기가 포함된 습식 탈황 탈진 장치이다.

본 발명의 세정액흐름홈은 2mm 간격으로 0.2~0.3mm 폭의 홈이 형성되고, 사각 망 형상이거나 곡선 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 습식 전기집진기는 상기 전극봉들을 일정 간격으로 위치시켜 고정하고, 전원을 연결하는 원형상의 SUS 파이프로 구성되어진 전원연결터미널를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 본체 내부에 다수의 경사진 날개들이 고정된 회전유도날개조립체를 포함하되, 상기 회전유도날개조립체는 경사지고 경사각도와 중심축으로부터 일정거리 위치의 날개 폭이 동일한 다수의 날개들이 상기 회전유도날개조립체의 중심축을 중심으로 방사상으로 대칭되게 고정되고, 회전유도날개조립체 상부에 설치되는 선회분사노즐 또는 수직분사노즐 또는 선회분사노즐 및 수직분사노즐이 포함되는 습식 스크러버를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 습식 스크러버는 본체 하부 일측에 설치되고 내부에 입구분사노즐이 설치된 가스유입로, 본체 하부에 설치된 제1타공판 및 본체 하부에서 제1타공판 상부에 설치된 제1중첩메쉬망이 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 본체 상부에 제2타공판과 제2중첩메쉬망이 더 포함될 수 있다.

또한 본 발명의 상기 제1중첩메쉬망은 와이어의 굵기가 3~6 mm 이고, 와이어의 간격이 25~60 mm인 것이 바람직하다.

또한 상기 제1중첩메쉬망은 3중 중첩구조로서 3개의 메쉬망들로 구성되고 메쉬망들의 망을 형성하는 사각 크기가 서로 다르거나 망 형상이 사각 형상인것과 마름모 꼴 형상 인 것이 모두 포함되고, 메쉬망간의 거리가 25~50 mm 인 것이 바람직하다.

또한 상기 가스유입로는 상기 입구분사노즐) 설치위치에서 벤츄리 관 형상 구조로 형성되고, 상기 제1타공판은 65~75% 의 개구율을 갖고 상기 선회분사노즐은 본체의 원주면에 복수로 설치되고 본체의 중심점을 지나는 직선과 30~40°경사진 방향으로 설치될 수 있다.

본 발명은 습식 탈황 탈진 장치의 습식 전기집진기 구성은 장치의 흔들림 시에도 세정액이 액체의 표면장력을 증대시켜 표면에서 이탈이 되지 않고 빠르게 홈을 타고 강하하여 집진효율을 높여주며 세정액이 방전극에 튀지 않게 하도록 하는 효과가 있다. 또한 충진제를 사용하지 않고도 집진효율과 에너지 사용효율을 높여줄 수 있는 습식 스크러버 구성을 제공한다.

본 발명의 세정액흐름홈의 사각망 형상 또는 곡선 형상은 액체의 표면장력을 증대시켜주고 기액 접촉 기회를 더욱 증대시키는 효과를 가져오게 할 수 있다.

본 발명의 습식 전기집진기 전원연결터미널은 유체저항을 감소시켜 차압발생을 최소화하는 효과가 있다.

본 발명은 충진제를 사용하지 아니하여 유지 보수 주기를 길게 할 수 있으며 교체시기를 정해 타공판, 제1,2중첩메쉬망, 회전유도날개조립체를 용이하게 교체할 수 있어서 유지보수의 비용및 시간을 절감할 수 있다.

본 발명은 충진제를 사용하지 아니함에도 기액접촉 기회를 증대시켜 집진효율을 획기적으로 증대시켜 황 및 황화물을 포함한 수용성 오염물질을 99% 이상 정화시킬수 있으며, 물에 용해되지 아니하는 오염물질인 난용성 오염물질도 95% 까지 정화시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 본 발명의 습식 스크러버 구성에 의한 전체차압은 100~150 mmAq에 불과하여 에너지 사용의 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 탈황 탈진 장치의 전체 구조를 보여주는 도면이다.
도 2a는 도 1의 A-A 선을 포함하는 단면을 보여주는 도면이고 도 2b는 다른 실시 예의 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 습식 전기집진기의 전극봉이 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4a는 도 1의 B-B 선을 포함하는 단면을 나타내는 도면이고, 도 4b, 4c는 다른 실시 예들을 보여주는 도면이다.
도 5a는 도 4a의 "C" 부분 전극판의 세정액흐름홈이 하부로 연장된 형상을 보여주는 도면이고, 도 5b, 5c는 세정액흐름홈의 다른 실시 예들을 보여주는 도면이다.
도 5d는 도 4a의 "C" 부분 전극판을 위에서 본 도면이다.
도 6은 전극봉들이 상하 전원연결터미널을 통하여 전원에 연결된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 7a는 전극봉들의 상부를 연결하는 전원연결터미널을 위에서 본 도면이고 도 7b는 전극봉들의 하부를 연결하는 전원연결터미널을 위에서 본 도면이다.
도 8a, 8b, 8c, 8d는 도 7a의 "A", "B", "C" 부분과 도 7b의 "D" 부분의 상세도이다.
도 9는 유체가 전원연결터미널을 구성하는 SUS 파이프(310) 측면에서 강하하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선회분사노즐들이 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전유도날개조립체를 위에서본 형상과 측면에서 본 형상을 보여주는 도면이고 도 11b, 도 11c, 도 11d는 다른 실시 예들을 보여주는 도면이다.
도 12a는 도 11a의 "D" 부분의 회전유도날개조립체의 타공형태들을 보여주는 도면이고, 도 12b, 도 12c는 다른 실시 예들을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전유도날개조립체의 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1타공판의 형상을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2타공판의 형상을 보여주는 도면이다.
도 16a는 일 실시 예에 따른 제1중첩메쉬망을 위에서 본 형상을 나타내는 도면이고 도 16b는 측면에서 본 형상을 보여주는 도면이다.
도 17은 제1중첩메쉬망의 중첩된 단면을 보여주는 도면이다.
도 18은 벤츄리관에 입구분사노즐이 설치된 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 습식 탈황 탈진 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 습식 전기집진기(300)와 하부의 습식스크러버(200)가 동일한 형상으로 상하 연결된 본체(100, 101)에 내장되어 설치된다.

전기집진시설은 전기를 이용하여 전계를 형성하고 코로나 방전을 이용하여 입자에 음전하를 주어 대전된 입자를 양의 집진극으로 이동시켜 분리함으로써 오염물질은 집진판에 부착되고 정화된 공기는 외부로 내보내는 것이 일반적으로 널리 사용되어지는 구조이다.

본 발명의 습식 전기집진기는 하부의 습식 스크러버에서 대부분의 수용성 오염물질이 제거된 가스가 무화된 액적과 함께 하부로부터 진입하여 내부를 상승하면서 통과함으로써 가스의 오염물질이 코로나 방전에 의해 전극판(320)으로 이동하여 무화된 액적과 함께 오염물질이 함유된 세정액으로 변환되고 세정액흐름홈(350)에서 흘러내리면서 오염물질이 함유된 세정액이 생성된다.

본 발명은 난용성 오염물질에 대해 95% 까지 정화시키고 수용성 오염물질에 대해서는 99% 이상 정화시킬 수 있도록 집진효율을 제고함과 동시에 습식 전기집진기(300)의 부하를 줄이고, 컴팩트한 구조를 확보하기 위하여 하부에 습식 스크러버를 설치하고 있으나, 본 발명의 습식 전기집진기(300)는 하부에 습식 스크러버(200)를 구비하지 않고도 사용되어질 수 있다.

본 발명의 전기집진기(300)에서 오염물질이 제거되어 정화된 기체는 기체출구(380)을 통하여 외부로 배출되고, 기체출구(380)에 이르는 연도 상에 온도를 측정하는 온도계(360) 및 배출 기체 압력을 측정하는 압력계(390)가 설치된다.

본 발명의 사각형상의 본체(101) 구조를 갖는 전기집진기(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 전극판(320)이 정사각 형상을 형성하고, 상하로 연장되고, 상하 양 끝단이 개방되고, 사각기둥 형상의 공간을 확보하는 전극판 아셈블리의 구조를 형성한다.

본 발명의 전극판 아셈블리 구조는 상하로 길게 연장되어 전극판(320)이 복수 또는 단독으로 본체(100, 101)의 수평 단면이 원형 또는 사각형상이고 상하 길게 연장되어 내부에 원기둥 또는 사각기둥 형상의 공간이 형성되어 그 중앙에 일정 간격으로 방전극(330)들이 부착된 전극봉(340)이 설치된다.

상기 전극판 아셈블리 구조는 도 4a와 같이 다수가 동일한 규격으로 형성될 수 있으며 각 전극판 아셈블리마다 그 중앙에 전극봉(340)이 하나씩 설치된다. 전극판 아셈블리의 형상은 도 4b와 같이 직사각형 구조로 하여 하나의 전극판 아셈블리 속에 여러 개의 전극봉(340)을 전극봉(340) 간의 간격을 동일하게 하여 설치할 수도 있다. 또한 전극판 아셈블리는 도 4c에 도시한 바와 같이 벌집형 구조로도 할 수 있다.

또한 본체 형상이 사각기둥 형상이 아닌 원기둥 형상의 본체(100)인 경우 사각 형상의 전극판 아셈블리 구조가 이루어질 수 있도록 전극판(320)을 설치하고 본체(100) 외주면과 전극판 아셈블리 사이를 절연물질로 채우거나 원기둥 형상의 전극판을 설치하고 전극판 사이의 공간을 절연물질로 채우는 구조로도 가능하다.

도 5a, 5d에 도시된 바와 같이 전극판(320)의 상하 길게 연장된 벽면에 형성된 세정액흐름홈(350)은 2mm 간격으로 0.2~0.3mm 폭의 홈이 형성된다. 무화된 액적과 가스가 기액접촉을 하면서 생성된 오염물질을 함유한 액적은 세정액흐름홈(350)에서 모여져 오염물질을 함유한 세정액으로 되어 하부로 강하하게 된다. 세정액흐름홈(350)을 설치함으로써 고체 표면과 세정액 액적간에 발생되는 임계 표면장력을 증가시켜서 액체의 친수성을 증가시키고 기액접촉 기회를 증가시키며 오염물질이 함유된 세정액을 빠르게 강하시킬 수 있다. 또한 본 발명을 선박에 설치하는 경우 선박의 흔들림에 의하여 습식 전기집진기가 흔들리더라도 세정액이 세정액흐름홈(350)에서 튀어나가지 않고 강하하는 상태를 유지하여 세정액이 방전극(330)에 도달하여 스파크를 일으키는 것을 방지할 수 있다.

세정액흐름홈(350)은 도 5b에 도시된 바와 같이 사각 망 형상이거나 도 5c에 도시된 바와 같이 곡선 형상으로 제작되어 고체 표면과 세정액의 액적 간에 발생되는 임계 표면 장력을 더욱 증가시켜서 액체의 더욱 친수성을 증가시키고 기액 접촉기회를 더욱 증가시키게 할 수 있다.

전극봉(330)은 전극판(320)의 상하간의 전체 길이와 동일하게 설치되고 일정간격으로 코로나 방전을 일으키는 방사형상의 방전극(340)들이 전극봉(330)에 장착된다. 전극봉(330)의 상하 양 끝단의 위치에 도 6에 도시된 바와 같이 전원과 연결되는 전원연결터미널(361, 362)이 설치되며 전원연결터미널(361, 362)은 애자(371)에 의해 전기접촉이 차단되게 하여 고정프레임에(370)에 고정된다.

습식 전기집진기는 전극봉들이 전원에 연결되어 전기를 공급받아야 한다. 습식 전기집진기는 전원 연결케이블이 습식 전기집기 내부에서 노출되면 강하되는 세정액에 의해 누전될 수 있으므로 전원 연결케이블이 강하되는 세정액이나 가스와 함께 상승하는 액적과 접촉되는 것을 차단하여야 하고, 외측 전원연결단자와 전극봉간의 전원 연결 및 전극봉과 전극봉의 전원연결을 도전체인 금속으로 하여야한다. 지금까지의 일반적인 금속 연결체는 습식 전기집진기(300) 내부의 유체 흐름 저항을 일으켜 차압을 증가시켜왔다.

본 발명의 습식 전기집진기(300)는 전원과 전극봉간의 전원 연결을 위한 금속 연결체를 원형 파이프 형상으로 채택함으로써 금속 연결체의 유체 흐름 저항을 감소 시키면서도 금속 연결체의 제작상의 용이성을 증대시킨다.

도 7a, 7b에 도시된 본 발명의 상하부 전원연결터미널(361, 362)은 본체 형상이 사각형 형상인 본체(101)의 전극판 아셈블리 구조에 적용되는 형상을 보여주고 있다. 그러나 본 발명은 전극판의 형상 구조 변경에 따라 전원연결터미널의 형상도 적의 변경되어질 수 있다. 도 7a, 7b에서 상하 전원연결터미널(361, 362)을 구성하는 원형상의 스테인레스(SUS) 파이프(310)에 일정간격으로 "○" 형상이 표시 되어 있음을 확인할 수 있다. "○" 형상 표시 위치에 전극봉(330)의 양 끝단 중 하나가 전원연결터미널(361, 362)을 구성하는 내부식성을 갖는 SUS 파이프(310)에 고정되어져서 전원연결터미널(361, 362)로부터 전극봉(330)들에 고압의 전기가 공급된다.

전극봉(330)은 도 8b에서와 같이 전원연결터미널(361, 362)의 하나의 파이프를 관통하여 고정되는 것이 다수이나, 8a, 8d에 도시된 바와 같이 전극봉(330)이 전원연결터미널(361, 362)에서 제작상 부득이하게 서로 수직되게 하여 중첩되는 2개의 SUS 파이프(310)에 고정될 수도 있다. 상하 전원연결터미널(361, 362)은 도 8c에 도시된 바와 같이 서로 연결고정되는 SUS 파이프(310)들 중 하나의 SUS 파이프(310) 끝단에 전원 연결이 가능하도록 SUS 플레이트, 와셔 및 케이블 터미널이 볼트로 고정되어지고 SUS 파이프(310)는 애자(371)를 거쳐 고정프레임(370)에 고정된다.

본 발명의 전원연결터미날 구조는 강하하는 유체가 SUS 파이프(310)의 측면을 유선형 흐름을 형성하면서 흘러내리도록 하여 전원터미널에서 유체의 흐름 저항을 최소화할수 있으며 세정액이 튀어서 전극봉(330) 또는 방전극(340)에 도달하는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명의 습식 전기집진기에 오염물질이 제거된 기체는 연도를 통하여 기체출구(380)를 통해 외부로 방출된다. 연도상에 온도계(390) 및 압력계(395)를 설치하여 정화되어 배출하는 온도와 압력이 측정된다.

본 발명의 습식 집진기(300)는 전극판(320)의 위치보다 상부에 청소분사노즐(305)이 설치되어 전극판(320)을 주기적으로 청소할 수 있다.

본 발명의 습식 세정집진기(300) 하부에 설치되는 습식 스크러버(200)는 습식 스크러버(200)에서 상승하는 가스와 액적이 습식 전기집진기에 차압 발생없이 이동할 수 있도록 습식 세정집진기(300)와 습식 스크러버(200)를 구성하는 본체(100, 101)의 형상이 도 1에 도시된 바와같이 동일한 형상으로 연장되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 습식 스크러버(200) 본체(100, 101) 일측 하부에 본체(100, 101)와 수직되게 연결된 가스유입로(250)을 통해 오염물질이 포함된 기체인 가스가 유입된다. 상기 가스는 고온 상태인 경우가 대분분 해당되어 열교환기등을 통하여 60℃ 이하로 냉각시켜 유입시키는 것이 바람직하며 이러한 오염물질이 함유된 가스의 냉각은 다이옥신등의 독성물질 발생을 방지할 수 있다.

가스유입구(290)에서 가스유입로(250)에 유입된 가스는 가스유입로(250)의 일정 위치에 형성된 벤츄리 형상의 유로에 설치된 입구분사노즐(241)에서 물을 분사하여 형성된 액적과 충돌하면서 분진이나 오염물질이 1차 제거된다. 분진이나 오염물질이 함유된 액적은 가스유입로(250)의 종단부이고 본체(100) 진입전 위치에 설치된 걸름망(255)에서 폐수로 형성되고 폐수는 폐수출구(270)에서 배출된다.

상기 걸름망(255)을 통과한 가스는 본체 진입 직전에 설치된 입구분배판에서 가스가 여러 방향으로 분산되도록 하고 있으며 입구분배판은 일반적으로 가스 유속에 따라 적절히 설계되어진다.

도 18은 벤츄리 형상의 가스유입로(250)에서 입구분사노즐(241)이 배치된 구조를 보여준다. 상기 가스유입로(250)은 벤츄리 형상의 구조인 것이 바람직하나, 설치조건에 따라 일정한 직경을 갖는 단순 원통 형상 구조의 것을 채택하는 것도 가능하다.

분진과 오염물질이 1차 제거된 가스는 경사진 제1타공판(231), 제1중첩메쉬망(221), 회전유도날개조립체(210)을 통과하면서 상승하고 회전유도날개조립체(210)에서 선회류로 회전되면서 상승한다. 상승하는 가스는 수직분사노즐(243)과 선회분사노즐(242)로부터 분사되어 낙하하는 물줄기 및 액적과 접촉함으로써 분진이나 오염물질이 2차 제거된다.

본체(100)에 진입된 가스는 상승하면서 맨 먼저 경사지게 설치된 제1타공판(231)에서 상부로부터 하강하는 액적과 기액접촉을 하게된다. 상기 제1타공판(231)은 상승하는 가스의 흐름이 안정적이고 균일하게 이루어질 수 있도록 65~75% 의 개구율을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 여기에서 분진과 오염물질을 함유하게된 액적들은 제1타공판(231)에서 타공을 통하여 낙하하거나 경사진 제1타공판(231)의 일측 하부로 이동하여 폐수로 형성되고 폐수출구(170)로 배출된다.

제1타공판(231)을 통과한 가스는 먼저 제1중첩메쉬망(221)에서 기액접촉을 하게 된다. 제1중첩메쉬망(221)은 메쉬망을 형성하는 와이어의 굵기가 직경 3~6 mm 인 것이 적절하고, 메쉬망의 사각 형상을 형성하기 위한 와이어간의 간격은 25~60 mm 가 적절한 것으로 실험되었다. 와이어 간격이 25 mm 이하 이면 차압이 증가하여 송풍부하가 증가하고 와이어의 간격이 60 mm 이상이면 기액 접촉 효과가 미미한 것으로 나타났다.

제1중첩메쉬망(221)은 3중 중첩된 구조로 하는 것이 바람직하다. 도 16a, 16b, 도 17에 도시된 바와 같이 중첩되어지는 메쉬망들은 와이어간 간격이 서로 다른 것들로 이루어지는 것이 바람직하며, 중첩되는 메쉬망들은 사각 메쉬망과 마름모꼴 메쉬망을 중첩시킬 수도 있다. 중첩되는 메쉬망간의거리는 25~50 mm인 것이 적절하다.

제1중첩메쉬망(131)에서는 관성충돌에 의하여 유분성 입자들이 뭉쳐질 수 있으며 기액접촉을 증대시켜 집진효율 및 황 제거효율을 증대시킬 수 있다.

제1중첩메쉬망(21)을 통과한 가스는 타공이 형성된 회전유도날개조립체(210)에서 선회되고 난류가 형성되면서 상승한다. 상기 회전유도날개조립체(210)는 도 11a, 11c에 도시된 바와 같이 경사지고 경사각도와 중심축으로부터 일정거리 위치의 날개 폭이 동일한 다수의 날개들이 중심축을 중심으로 방사상으로 대칭되게 장착되거나, 도 11b, 11d에 도시된 바와 경사진 날개들이 고정된 날개 고정판이 동일한 형상을 갖는 다른 날개 고정판들과 함께 중심축을 중심으로 방사상으로 대칭되게 설치된다.

회전유도날개조립체(210)는 본체(100) 중심축 위치에 회전유도날개조립체(210)의 중심축을 일치시키게 하여 고정되어 있으나, 그 중심축을 중심으로 하여 회전시킨다고 가정하면 기체를 송풍시킬 수 있는 구조로 되어있다. 회전유도날개조립체(210)는 중심축이 고정되어 있고 경사진 날개들이 회전할 수 없는 구조임으로 기체가 상승하면서 회전유도날개조립체(210)를 통과할 때 회전하면서 선회류를 형성하게 된다. 도 11a, 11b, 11c, 11d에 도시된 바와 같이 본체(100, 101) 형상에 따라 또는 제작 여건에 따라 여러 형태의 회전유도날개조립체(210, 211, 212, 213)의 제작 설치가 가능하다.

또한 도 13에 나타난 바와 같이 회전유도날개조립체(210)는 일정 간격으로 타공이 형성되어 있으며, 도 12a, 12b, 12c에 도시된 바와 같이 여러 형태의 형상으로 제작될 수 있다.

회전유도날개조립체(210)는 회오리 형성에 의하여 기액접촉을 증대시킬 뿐만 아니라, 회전유도날개조립체(210)의 타공에서 물이나 액적이 방사되어 무화되거나 더욱 무화될 수 있으며 널리 분산시켜 기액접촉을 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 회전유도날개조립체(210)의 상부에는 수직분사노즐(243)과 함께 선회분사노즐(242)이 설치되어 물을 분사하며 물줄기와 액적으로 분사한다. 수직분사노즐(243)은 수직방향으로 물을 분사하며 수직방향으로 강하되는 물줄기는 회전하는 가스를 커튼작용, 즉 기체흐름 차단 작용에 의하여 난류를 형성하게 할 수 있다. 선회분사노즐(242)은 도 3에 도시된 바와 같이 본체(100)의 원주면에 복수로 설치되고 본체(100)의 중심점을 지나는 직선과 30~40°경사진 방향으로 설치되어 가스의 회전을 증가시킨다. 회전유도날개조립체(210,211,212,213)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(100) 내부에서 선회분사노즐(242) 또는 수직분사노즐(243)이 설치되는 위치보다 일정거리 이격된 하부의 위치에 설치되고, 도 11a, 도 11b. 도 11c, 도 11d 및 도 13에 도시된 바와 같이 본체(100) 내벽에 틈새없이 밀착 고정된다.

회전유도날개조립체(210)을 통과한 가스를 수직분사노즐(243) 상부에 설치된 제2타공판(232)과 제2중첩메쉬망(222)을 통과시키면서 상승하도록 함으로써, 기액접촉 기회를 증가시켜 집진효율을 더욱 증대시킬 수 있다. 제2타공판(232)은 형상을 제1타공판(231)의 형상과 동일하게 제작되나 제1타공판(231)이 경사지게 설치되어 있는데 비하여 제2타공판(232)은 수평으로 설치되고, 제2중첩메쉬망(222)은 형상 및 설치형태가 제1중첩메쉬망(221)의 형상 및 설치 형태와 동일하다.

습식 스크러버(200)의 회전유도날개조립체(210)를 통과하여 수용성 오염물질의 대부분과 난용성 오염물질의 일부가 제거된 가스는 습식 스크러버(200) 위에 연결되어 설치된 습식 전기집진기(300)의 본체(100)의 하부로 상승 이동된다. 습식 전기집진기(300)로 상승 이동된 가스는 위에서 설명한 바와 같이 습식 전기집진기(300)에서 검댕이(soot)와 같은 난용성 오염물질을 완벽에 가깝게 제거할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 본체(100)에 설치된 제1,2중첩메쉬망(221, 222), 회전유도날개조립체(210) 및 제2타공판(232)은 본체(100)의 "F"로 표시된 위치에서 빼어 내고 다시 집어 넣을 수 있는 구조로 되어 있어서 본원 발명은 유지 보수가 용이한 구조를 제공한다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 101: 본체 200: 습식 스크러버
210, 211, 212, 213: 회전유도날개조립체
221: 제1중첩메쉬망, 222: 제2중첩메쉬망
231: 제1타공판 232: 제2타공판
241: 입구분사노즐 242: 선회분사노즐
243: 수직분사노즐 250: 가스유입로
255: 걸름망 270: 폐수출구
290: 가스유입구 300: 습식 전기집진기
305: 청소분사노즐 310: SUS 파이프(310)
320: 전극판 330: 방전극
340: 전극봉 350: 세정액흐름홈
361, 362: 전원연결터미널 370: 고정프레임
371: 애자 380: 기체출구
390: 온도계 395: 압력계

Claims (15)

1. 습식 탈황 탈진 장치에 있어서,
   하나 또는 복수의 전극판(320)에 의해 상하 길게 형성되는 기둥 형상의 공간에 방전극(330)들이 부착된 하나 또는 복수의 전극봉(340)이 설치되고,
   상기 전극판(320)의 상하 길게 연장된 벽면에 일정 간격으로 다수의 세정액흐름홈(350)이 상하 방향으로 형성되되, 상기 세정액흐름홈(350)은 2mm 간격으로 0.2~0.3mm 폭의 홈으로 형성되어,
   흔들리더라도 세정액이 상기 세정액흐름홈(350)에서 튀어나가지 않고 강하하는 상태을 유지하는 습식 전기집진기(300)가 포함되고,
   상기 전기집진기의 전극봉(340)들을 일정 간격으로 위치시켜 고정하고 전원을 연결하되, 원형상의 SUS 파이프(310)로 구성되어진 전원연결터미널(361, 362)을 더 포함한 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 세정액흐름홈(350)은 사각 망 형상이거나 곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
4. 삭제
5. 습식 탈황 탈진 장치에 있어서,
   하나 또는 복수의 전극판(320)에 의해 상하 길게 형성되는 기둥 형상의 공간에 방전극(330)들이 부착된 하나 또는 복수의 전극봉(340)이 설치되고,
   상기 전극판(320)의 상하 길게 연장된 벽면에 일정 간격으로 다수의 세정액흐름홈(350)이 상하 방향으로 형성되되, 상기 세정액흐름홈(350)은 2mm 간격으로 0.2~0.3mm 폭의 홈으로 형성되어,
   흔들리더라도 세정액이 상기 세정액흐름홈(350)에서 튀어나가지 않고 강하하는 상태을 유지하는 습식 전기집진기(300)가 포함되고,
   본체(100) 내부에 설치되고 복수의 타공이 형성된 다수의 경사진 날개들이 고정된 회전유도날개조립체(210, 211, 212, 213)를 포함하되, 상기 회전유도날개조립체(210)는 경사지고 경사각도와 중심축으로부터 일정거리 위치의 날개 폭이 동일한 다수의 날개들이 상기 회전유도날개조립체(210)의 중심축을 중심으로 방사상으로 대칭되게 고정되고,
   상기 회전유도날개조립체(210, 211, 212, 213) 상부에 설치되는 선회분사노즐(242) 또는 수직분사노즐(243) 또는 선회분사노즐(242) 및 수직분사노즐(243)이 포함되고,
   상기 회전유도날개조립체(210, 211, 212, 213)는 본체(100) 내부에서 선회분사노즐(242) 또는 수직분사노즐(243) 또는 선회분사노즐(242) 및 수직분사노즐(243)이 설치되는 위치보다 일정 거리 이격된 하부의 위치에 설치되고, 본체(100) 내벽에 틈새 없이 밀착 고정되는 습식 스크러버(200)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 습식 스크러버(200)는
   본체(100) 하부 일측에 설치되고 내부에 입구분사노즐(241)이 설치된 가스유입로(250);
   본체(100) 하부에 설치된 제1타공판(231); 및
   본체(100) 하부에서 제1타공판(231) 상부에 설치된 제1중첩메쉬망(221)이 더 포함된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 습식 스크러버(200)는 본체(100) 상부에 제2타공판(232)과 제2중첩메쉬망(222)이 더 포함된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1중첩메쉬망은 와이어의 굵기가 3~6 mm 이고, 와이어의 간격이 25~60 mm 인 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 제1중첩메쉬망(221)은 3중 중첩구조로서 3개의 메쉬망들로 구성된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1중첩메쉬망(221)은 상기 메쉬망들의 망을 형성하는 사각 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 메쉬망들은 망 형상이 사각 형상인 것과 마름모 꼴 형상인 것이 모두 포함된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 메쉬망들은 메쉬망간의 거리가 25~50 mm 인 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
13. 제 6항에 있어서,
    상기 가스유입로(250)는 상기 입구분사노즐(241) 설치위치에서 벤츄리 관 형상 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
14. 제6항에 있어서
    상기 제1타공판(231)은 65~75 % 의 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.
15. 제5항에 있어서
    상기 선회분사노즐(242)은 본체(100)의 원주면에 복수로 설치되고 본체(100)의 중심점을 지나는 직선과 30~40°경사진 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 습식 탈황 탈진 장치.

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