KR102400974B1 - Cyclone-fog filter unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이클론 포그 필터에 관한 것으로, 분진을 포함하는 공기가 유입되는 1차유입구와 1차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 1차유출구를 구비한 1차사이클론, 1차사이클론을 통과한 공기가 유입되는 2차유입구와 2차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 2차유출구를 구비한 2차사이클론, 및 유체를 미세한 액적으로 변환하며 분출 안내하는 포그노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진 중 미세한 분진에 대한 제거 효율을 향상시키고, 이로써 미세한 분진으로 인해 발생할 수 있는 화재, 폭발 등의 위험을 예방할 수 있으며, 설비에 대한 유지, 보수가 용이할 수 있다.
The present invention relates to a cyclone fog filter. A secondary cyclone having a secondary inlet through which one air is introduced and a secondary outlet through which the air introduced from the secondary inlet turns and is discharged, and a fog nozzle that converts the fluid into fine droplets and guides the ejection. do it with
Unlike the prior art, the present invention improves the removal efficiency of fine dust among coal dust generated in thermal power plants, thereby preventing risks such as fire and explosion that may occur due to fine dust, and maintenance and repair of facilities can be easy

Figure R1020200115288
Figure R1020200115288

Description

사이클론 포그 필터{CYCLONE-FOG FILTER UNIT}Cyclone Fog Filter {CYCLONE-FOG FILTER UNIT}

본 발명은 사이클론 포그 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진 중 미세한 분진에 대한 제거 효율을 향상시키고, 이로써 미세한 분진으로 인해 발생할 수 있는 화재, 폭발 등의 위험을 예방할 수 있으며, 설비에 대한 유지, 보수를 용이하게 하고자 하는 사이클론 포그 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclone fog filter, and more particularly, it improves the removal efficiency of fine dust among coal dust generated in a thermal power plant, thereby preventing the risk of fire, explosion, etc. that may occur due to the fine dust. , relates to a cyclone fog filter to facilitate maintenance and repair of equipment.

국내의 미세먼지 발생량이 매년 증가하고 있는 실정이다. 이러한 미세먼지는 심각한 대기 오염의 원인으로 작용하고 있어 사람들의 건강을 위협하고 있다. 우리나라의 미세먼지 농도는 연간 평균 45㎍/m3 정도이다.(PM10 기준 LA 보다 1.5배 높고, 영국보다 2.3배 높은 수준) 미세먼지는 인체에 치명적인 악영향(폐기종, 천식 알레르기 등의 병 유발)을 미치므로 반드시 줄여야 할 필요성이 제기되고 있으며 이를 위한 다양한 방안이 제시되고 있다. The amount of fine dust in Korea is increasing every year. Such fine dust is acting as a cause of serious air pollution and is threatening people's health. The average concentration of fine dust in Korea is about 45 μg/m 3 per year (1.5 times higher than LA and 2.3 times higher than the UK based on PM10). Therefore, there is a need to reduce it, and various methods are proposed for this purpose.

이러한 방안의 일예가 백필터를 이용한 집진기, 단순하게 물을 분사하여 먼지 내지 분진을 포집하고 있다.An example of such a method is a dust collector using a bag filter, which simply sprays water to collect dust or dust.

국립환경원의 국가대기오염물질배출량 자료에 따르면 전국 단위 배출원별 비중은 제조업의 연소에 의한 발생이 54%로 가장 많다고 한다. 또한, 환경부의 시도별 대기오염배출량 자료에 따르면, 충남이 가장 많이 배출되는 것으로 나타났고, 충남은 보령, 태안 등 석탄 화력발전소가 밀집되어 있는 곳이므로, 국내 미세먼지 발생의 주요 요인은 석탄 화력발전소인 것으로 분석된다. According to the National Air Pollutant Emissions data from the National Environment Agency, combustion in the manufacturing industry accounts for 54% of the nation's share of emissions by source. In addition, according to the air pollution emission data by city and province of the Ministry of Environment, Chungcheongnam-do was the largest emitter, and since Chungnam is densely populated with coal-fired power plants such as Boryeong and Taean, a major factor in domestic fine dust generation is coal-fired power plants. is analyzed to be

2018년 상반기 국내 석탄 화력발전소 39기에 대한 분진 방지 시설 강화, 분지 배출 허용 기준 현행 2배 강화, 노후 석탄 화력발전소 폐기 등을 추진하고 있다.In the first half of 2018, the company is promoting the strengthening of dust prevention facilities for 39 domestic coal-fired power plants, doubling the current emission limit from basins, and dismantling old coal-fired power plants.

화력발전소에서 발생되는 미세먼지는 석탄회와 석탄분진의 2종류가 있다. 이중 석탄회는 전기집진기, 백필터 등의 설비로 먼지를 제거하지만 석탄 야적장과 컨베이어벨트에서 발생되는 석탄분진의 발생을 저감시키는 설비에 대한 개발이 미진한 실정이다. 화력발전소의 석탄 야적장, 갤러리 룸의 석탄분진 농도는 약 15,000 내지 10,000㎍/m3 정도로 예상되며, 이를 포집할 수 있는 시스템 구축 필요성이 제기되고 있다. There are two types of fine dust generated from thermal power plants: coal ash and coal dust. Among them, coal ash removes dust with facilities such as an electric dust collector and bag filter, but development of facilities to reduce the generation of coal dust generated from coal yards and conveyor belts is still insufficient. The coal dust concentration in the coal yard and gallery room of the thermal power plant is expected to be about 15,000 to 10,000 μg/m 3 , and the need to build a system to collect it is being raised.

특히, 석탄 화력발전소의 옥내 야적장, 컨베이어벨트 룸(갤러리 룸)에서 발생되는 석탄분진을 포집 제거하기 위한 시스템의 구축이 보다 절실하다. In particular, it is more urgent to build a system for collecting and removing coal dust generated in the indoor yard of a coal-fired power plant and the conveyor belt room (gallery room).

관련 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-2131364호(등록일: 2020.07.01. 발명의 명칭: 화력발전소 굴뚝 미세먼지 제거시스템)가 제안된 바 있다.As a related technology, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2131364 (Registration Date: 2020.07.01. Title of Invention: Thermal Power Plant Chimney Fine Dust Removal System) has been proposed.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.The above-described technical configuration is a background technology for helping the understanding of the present invention, and does not mean a prior art widely known in the technical field to which the present invention pertains.

기존의 화력발전소에서 발생되는 석탄분진은 입자의 크기가 약 30㎛로 미세하여 포집이 어려울 뿐만 아니라 마찰에 의한 발화로 화재의 위험이 있어 백필터 또는 전기집진기로 포집하기 어렵다는 문제점이 있다. 아울러, 현재 발전소에서 미세한 석탄분진 포집은 이루어지지 않고 있으며, 특히 동절기에 수시로 화재가 발생할 가능성이 매우 높다.Coal dust generated from conventional thermal power plants has a problem that it is difficult to collect due to the fine particle size of about 30 μm, as well as a risk of fire due to ignition due to friction, making it difficult to collect with a bag filter or an electric dust collector. In addition, there is currently no collection of fine coal dust in power plants, and there is a very high possibility that fires occur frequently, especially in winter.

특히, 기존의 석탄분진을 포집하는 기술은 건식으로 석탄분진을 포집하는 백필터 방식(건식방식)과 습식으로 석탄분진을 포집하는 스크러브방식(습식방식)이 있는데, 건식방식의 경우 백필터의 막힘, 화재 및 폭발, 미세 석탄분진의 재비산 문제가 있고, 습식방식의 경우 과다한 폐수 발생으로 수처리 설비를 별도로 구축함에 따라 발생되는 시설 및 운영비 과다의 문제점이 있다.In particular, the existing technologies for collecting coal dust include a bag filter method (dry method) that collects coal dust with a dry method and a scrub method (wet method) that collects coal dust with a wet method. There are problems of clogging, fire and explosion, and re-scattering of fine coal dust, and in the case of the wet method, there is a problem of excessive facility and operating costs caused by separately building water treatment facilities due to excessive wastewater generation.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need to improve it.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 1차사이클론, 2차사이클론, 송풍기, 포그노즐 및 슬러지회수부를 서로 유기적으로 연결함으로써, 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진 중 미세한 분진에 대한 제거 효율을 향상시키고, 미세한 분진으로 인해 발생할 수 있는 화재, 폭발 등의 위험을 예방할 수 있으며, 설비에 대한 유지, 보수를 용이하게 하고자 하는 사이클론 포그 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to improve the above problems, and by organically connecting the primary cyclone, secondary cyclone, blower, fog nozzle and sludge recovery part to each other, it removes fine dust from coal dust generated in thermal power plants. An object of the present invention is to provide a cyclone fog filter that improves efficiency, can prevent risks such as fire and explosion that may occur due to fine dust, and facilitates maintenance and repair of equipment.

본 발병은 미세한 포그액적으로 미세먼지를 포집하는 것으로, 사이클론내부에 포그액적을 분사하여 Packing Density(체적당 포그액적의 수)를 높이고, 포그액적의 크기를 작게 하며, 사이클론 내에서 포그액적 덩어리가 사이클론의 선회류를 따라 회전하면서 미세먼지 입자와 충돌 및 간섭의 효과에 의해 서로 부착되어 미세입자를 포집하고자 하는 사이클론 포그 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.This outbreak collects fine dust with fine fog droplets, spraying fog droplets inside the cyclone to increase Packing Density (the number of fog droplets per volume), making the size of fog droplets smaller, and creating a cluster of fog droplets within the cyclone. An object of the present invention is to provide a cyclone fog filter, which is attached to each other by the effects of collision and interference with fine dust particles while rotating along the swirling flow of the cyclone to collect fine particles.

본 발명은 포그액적이 선회류를 따라 이동 유도함으로써 입자와 액적이 서로 간섭 및 충돌의 가능성을 높일 수 있는 체류시간[Retention Time]을 길게 하고자 하는 사이클론 포그 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a cyclone fog filter to increase the retention time [Retention Time] that can increase the possibility of particle and droplet interference and collision with each other by inducing the fog droplets to move along the swirling flow.

본 발명은 액적의 크기를 작게 하고, 패킹 밀도[Packing Density]를 높이며, 체류시간[Retention Time]을 길게 함으로써, 미세입자의 포집 효율을 향상시키고자 하는 사이클론 포그 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a cyclone fog filter to improve the collection efficiency of fine particles by reducing the size of droplets, increasing the packing density, and lengthening the retention time.

본 발명은 사이클론포그필터로부터 포집된 석탄분진을 슬러지 형태로 회수되어 사이로와 같은 저장조 또는 컨베이어 벨트와 같은 이송시설로 보냄으로써 폐수발생을 방지하고자 하는 사이클론 포그 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a cyclone fog filter to prevent wastewater generation by recovering coal dust collected from the cyclone fog filter in the form of sludge and sending it to a storage tank such as a silo or a transfer facility such as a conveyor belt.

본 발명에 따른 사이클론 포그 필터는: 분진을 포함하는 공기가 유입되는 1차유입구와, 상기 1차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 1차유출구를 구비한 1차사이클론; 상기 1차사이클론을 통과한 공기가 유입되는 2차유입구와, 상기 2차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 2차유출구를 구비한 2차사이클론; 및 유체를 미세한 액적으로 변환하며 분출 안내하는 포그노즐을 포함한다.A cyclone fog filter according to the present invention includes: a primary cyclone having a primary inlet through which air containing dust is introduced, and a primary outlet through which air introduced from the primary inlet turns and is discharged; a secondary cyclone having a secondary inlet through which the air that has passed through the primary cyclone is introduced, and a secondary outlet through which the air introduced from the secondary inlet turns and is discharged; and a fog nozzle that converts the fluid into fine droplets and guides the ejection.

상기 포그노즐은 상기 1차사이클론에 유입되는 공기와 접촉 가능하게 배치되는 것을 특징으로 한다.The fog nozzle is characterized in that it is arranged to be in contact with the air flowing into the primary cyclone.

상기 1차사이클론에서는 분진과 미세한 액적이 결합하여 분진이 포집되어 하강하여 하부에서 제거되고, 상기 2차사이클론에서는 상기 1차사이클론에서 포집되지 않은 분진과 액적이 제거되는 것을 특징으로 한다.In the primary cyclone, dust and fine droplets are combined to collect dust and descend to be removed from the lower part, and in the secondary cyclone, dust and droplets not collected in the primary cyclone are removed.

상기 1차사이클론은 내부공간을 형성하는 1차원통집진부, 및 상기 1차원통집진부 내부공간 측으로 매입된 1차매입유출구를 포함한다.The primary cyclone includes a one-dimensional dust collecting unit forming an internal space, and a primary embedding outlet embedded into the inner space of the one-dimensional dust collecting unit.

상기 2차사이클론은 내부공간을 형성하는 2차원통집진부, 및 상기 2차원통집진부 내부공간 측으로 매입된 2차매입유출구를 포함한다.The secondary cyclone includes a two-dimensional dust collecting unit forming an inner space, and a secondary embedding outlet embedded into the inner space of the two-dimensional dust collecting unit.

상기 2차원통집진부의 높이 대비 상기 2차매입유출구의 길이의 비율이 상기 1차원통집진부의 높이 대비 상기 1차매입유출구의 길이보다 2~3배 더 큰 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the ratio of the length of the secondary dust collecting outlet to the height of the two-dimensional dust collecting unit is 2-3 times greater than the length of the primary collecting outlet compared to the height of the one-dimensional dust collecting unit.

상기 2차원통집진부에서는 미세한 액적와 미세한 분진이 상호 결합 가능하게 하강하여 선회하면서 체류하는 시간이 증대되는 것을 특징으로 한다.In the two-dimensional dust collecting unit, it is characterized in that the fine droplets and the fine dust descend so that they can be combined with each other, and the residence time while turning is increased.

상기 포그노즐에서 분무되어 형성되는 액적의 평균 입도는 5~30㎛를 포함하는 것을 특징으로 한다.The average particle size of the droplets formed by spraying from the fog nozzle is characterized in that it comprises 5 to 30㎛.

상기 1차사이클론의 1차포집부로 배출되는 분진과, 상기 2차사이클론의 2차포집부로 배출되는 분진은 포그(fog) 상태의 물에 응집된 채 석탄 저장조 또는 이송시설로 보내어짐에 따라 폐수의 발생이 방지되는 것을 특징으로 한다.The dust discharged to the primary collecting unit of the primary cyclone and the dust discharged to the secondary collecting unit of the secondary cyclone are aggregated in water in a fog state and sent to a coal storage tank or a transfer facility. It is characterized in that the occurrence is prevented.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터는 종래 기술과 달리 1차사이클론, 2차사이클론, 송풍기, 포그노즐 및 슬러지회수부를 서로 유기적으로 연결함으로써, 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진 중 미세한 분진에 대한 제거 효율을 향상시키고, 미세한 분진으로 인해 발생할 수 있는 화재, 폭발 등의 위험을 예방할 수 있으며, 설비에 대한 유지, 보수를 용이하게 할 수 있다.As described above, the cyclone fog filter according to the present invention organically connects the primary cyclone, the secondary cyclone, the blower, the fog nozzle, and the sludge recovery part to each other, unlike the prior art. It is possible to improve the removal efficiency of the product, to prevent the risk of fire and explosion that may occur due to fine dust, and to facilitate the maintenance and repair of equipment.

본 발명은 건식과 습식의 문제를 동시에 해결하는 것으로, 필터 막힘 현상이 없고, 화재 및 폭발의 우려가 없으며 재비산이 발생되지 않고, 포그 액적에 의해 포집된 석탄분진은 석탄이송시설(켄베이어벨트) 또는 저장시설(사이로)로 보내기 때문에 폐수가 발생되는 것을 방지할 수 있다.The present invention solves the problems of dry and wet at the same time, there is no filter clogging, there is no fear of fire and explosion, and re-scattering does not occur, and the coal dust collected by fog droplets is transferred to a coal transport facility (Kenbeyer belt). ) or to a storage facility (silo), it is possible to prevent the generation of wastewater.

본 발병은 미세한 포그액적으로 미세먼지를 포집하는 것으로, 사이클론내부에 포그액적을 분사하여 Packing Density(체적당 포그액적의 수)를 높이고, 포그액적의 크기를 작게 하며, 사이클론 내에서 포그액적 덩어리가 사이클론의 선회류를 따라 회전하면서 미세먼지 입자와 충돌 및 간섭의 효과에 의해 서로 부착되어 미세입자를 포집할 수 있다.This outbreak collects fine dust with fine fog droplets, spraying fog droplets inside the cyclone to increase Packing Density (the number of fog droplets per volume), making the size of fog droplets smaller, and creating a cluster of fog droplets within the cyclone. As it rotates along the cyclone's swirling flow, fine dust particles adhere to each other due to the effects of collision and interference and can collect fine particles.

본 발명은 포그액적이 선회류를 따라 이동 유도함으로써 입자와 액적이 서로 간섭 및 충돌의 가능성을 높일 수 있는 체류시간[Retention Time]을 길게 설정할 수 있다.In the present invention, by inducing the movement of fog droplets along the swirling flow, it is possible to set a long retention time [Retention Time] that can increase the possibility of particles and droplets interfering and collide with each other.

본 발명은 액적의 크기를 작게 하고, 패킹 밀도[Packing Density]를 높이며, 체류시간[Retention Time]을 길게 함으로써, 미세입자의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the collection efficiency of fine particles by reducing the size of the droplets, increasing the packing density [Packing Density], and lengthening the retention time [Retention Time].

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 요부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 석탄 분진의 입도분포 분석표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 포그 액적(fog droplet)과 석탄 분진 입자의 포집 특성 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 포그 액적과 석탄 분진 입자의 포집 특성 분석표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 입자 충돌 조건에 따른 거동특성 맵핑을 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 따른 분진 제거 효율을 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터를 적용한 파이로트 장치의 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터를 적용한 파이로트 장치의 분진 포집율을 측정한 데이터이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 운전 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 설치 상태를 보인 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 집진율 측정결과를 보인 데이터이다.
1 is a block diagram of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a main part of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a particle size distribution analysis table of coal dust by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating the collection characteristics of fog droplets and coal dust particles by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
5 is an analysis table of the collection characteristics of fog droplets and coal dust particles by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph for mapping behavior characteristics according to particle collision conditions by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph comparing dust removal efficiency according to a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
8 is a photograph of a pilot device to which a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention is applied.
9 is data obtained by measuring the dust collection rate of a pilot device to which a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention is applied.
10 is an explanatory diagram of the operation of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
11 is a photograph showing an installation state of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.
12 is data showing a measurement result of a dust collection rate of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of a cyclone fog filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 요부 확대도이다.1 is a block diagram of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of essential parts of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 석탄 분진의 입도분포 분석표이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 포그 액적(fog droplet)과 석탄 분진 입자의 포집 특성 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 포그 액적과 석탄 분진 입자의 포집 특성 분석표이다.3 is a particle size distribution analysis table of coal dust by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a fog droplet and coal dust particles by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention. is a conceptual diagram of collection characteristics, and FIG. 5 is an analysis table of collection characteristics of fog droplets and coal dust particles by a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 의한 입자 충돌 조건에 따른 거동특성 맵핑을 위한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터에 따른 분진 제거 효율을 비교한 그래프이다.6 is a graph for behavioral characteristic mapping according to particle collision conditions by the cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a comparison of dust removal efficiency according to the cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention. It is one graph.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터를 적용한 파이로트 장치의 사진이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터를 적용한 파이로트 장치의 분진 포집율을 측정한 데이터이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 운전 설명도이다.8 is a photograph of a pilot device to which a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 9 is data obtained by measuring a dust collection rate of a pilot device to which a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention is applied and FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 설치 상태를 보인 사진이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터의 집진율 측정결과를 보인 데이터이다.11 is a photograph showing an installation state of a cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is data showing a measurement result of a dust collection rate of the cyclone fog filter according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클론 포그 필터(100)는 분진(이하에서 '분진'또는 '먼지'를 포함하는 개념임)을 제거하고자 하는 설비로써, 편의상 도 3에 도시된 바와 같은 입도분포를 갖는 화력발전소에서 사용되고 있는 석탄에서 발생되는 분진을 제거하는 설비로 한다.1 to 12 , the cyclone fog filter 100 according to an embodiment of the present invention is a facility for removing dust (hereinafter, a concept including 'dust' or 'dust'). It is a facility to remove dust generated from coal used in thermal power plants having a particle size distribution as shown in Fig. 3.

본 발명에 따른 사이클론 포그 필터는(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 1차사이클론(110), 2차사이클론(120), 송풍부(130) 및 고압발생부(140)를 포함한다. 사이클론 포그 필터(100)는 센서부(150)와 슬러지회수부(160)를 포함한다.The cyclone fog filter 100 according to the present invention is, as shown in FIGS. 1 and 2 , a primary cyclone 110 , a secondary cyclone 120 , a blower 130 and a high pressure generator 140 . includes The cyclone fog filter 100 includes a sensor unit 150 and a sludge recovery unit 160 .

1차사이클론(110)은 분진(또는 먼지를 포함)을 갖는 공기가 1차유입구(113)로부터 내부공간을 형성하는 영역이면서 상측은 원통형상이고, 하측은 원뿔형상을 갖는 1차원통집진부(117)로 유입되어 원심력과 구심력에 의하여 입자가 큰 분진은 분리되어 1차포집부(118)로 쌓이게 된다. The primary cyclone 110 is a region in which air having dust (or including dust) forms an inner space from the primary inlet 113, the upper side is cylindrical, and the lower side is a one-dimensional dust collecting unit 117 having a conical shape. The dust, which is introduced into the furnace and has large particles, is separated by centrifugal force and centripetal force and is accumulated in the primary collecting unit 118 .

동시에, 고압발생부(140)의 고압펌프(143)에서 발생한 고압의 물이 포그노즐(147)을 통해 1차원통집진부(117)로 분무되어 원심력 등에 의하여 포집되지 않은 분진이 분무되는 액적(water droplet)과 결합되어 포집된 후 하측으로 하강되어 공기로부터 분리되어 1차포집부(118)에 모인다. At the same time, the high-pressure water generated by the high-pressure pump 143 of the high-pressure generator 140 is sprayed into the one-dimensional dust collecting unit 117 through the fog nozzle 147, and the uncollected dust is sprayed by centrifugal force. droplet) and then it is collected and then descended to be separated from the air and collected in the primary collecting unit 118 .

1차유입구(113)를 거처 1차원통집진부(117)를 통해 선회한 공기 중 일부의 분진과 분진 및 액적은 결합된 상태로 1차포집부(118)에서 포집되고, 1차유입구(113)를 거처 1차원통집진부(117)를 통해 선회한 공기 중 나머지인 분진과 분진 및 액적은 다소 깨끗해진 상태에서 1차원통집진부(117)의 공간 중에서 중앙 영역에 매입되어 있는 1차매입유출구(115a)를 거쳐 1차매입유출구(115a)와 연통된 1차노출유출구(115b)를 통해 2차사이클론(120)으로 이동하게 된다. Part of the dust, dust, and droplets in the air that has circulated through the one-dimensional dust collecting unit 117 through the primary inlet 113 are collected in the primary collecting unit 118 in a combined state, and the primary inlet 113 is removed. The first intake outlet 115a embedded in the central area of the space of the one-dimensional dust collecting unit 117 in a state where the dust, dust, and droplets, which are the rest of the air circling through the one-dimensional dust collecting unit 117, are somewhat clean. It moves to the secondary cyclone 120 through the primary exposure outlet 115b communicated with the primary purchase outlet 115a.

즉, 1차유출구(115)는 1차원통집진부(117) 중앙에 하측으로 매입된 1차매입유출구(115a) 및 1차원통집진부(117)로부터 노출된 1차노출유출구(115b)로 구성된다. 이러한 구조는 2차유출구(125)도 동일한 것으로 한다.That is, the primary outlet 115 is composed of a primary buried outlet 115a buried downward in the center of the one-dimensional dust collecting unit 117 and a primary exposed outlet 115b exposed from the one-dimensional dust collecting unit 117. . In this structure, the secondary outlet 125 is also the same.

특히, 2차사이클론(120)에 연결된 채 송풍팬(131)을 구비한 송풍부(130)가 공기가 이동할 수 있도록 공기의 흐름을 유도한다. 이러한 송풍부(130)는 1차사이클론(110)의 상류에 존재할 수도 있다.In particular, while being connected to the secondary cyclone 120, the blower 130 having the blower fan 131 induces the flow of air so that the air can move. Such a blower 130 may exist upstream of the primary cyclone 110 .

그리고, 1차유출구(115)와 연통된 2차유입구(123)를 통해 유입되는 1차사이클론(110)에서 포집되지 않은 액적과 먼지가 2차원통집진부(127)로 유입되어 선회한 후 2차유출구(125)를 통해 송풍부(130)의 송풍라인(133)을 통해 대기 등을 포함하는 외부로 배출된다. And, the droplets and dust that are not collected in the primary cyclone 110 flowing through the secondary inlet 123 communicated with the primary outlet 115 are introduced into the two-dimensional dust collecting unit 127, and after turning, the secondary It is discharged to the outside including the atmosphere through the blower line 133 of the blower 130 through the outlet 125 .

즉, 1차사이클론(110)의 1차유입구(113) 측으로부터 분진을 포함하는 미세먼지가 공기와 함께 유입되어 상측은 원통형상을 가지고 하측은 원뿔 형상을 갖는 1차원통집진부(117) 내부에서 선회하고, 1차원통집진부(117) 상부 공간에 배치되어 있는 다수의 포그노즐(147)에서 분사되는 미세액적(이하 액적)이 공기 선회류를 따라 이동하면서 미세먼지 입자와 간섭 충돌에 의해 미세먼지와 액적이 결합되며 부착된다. That is, fine dust containing dust from the primary inlet 113 side of the primary cyclone 110 is introduced together with air, and the upper side has a cylindrical shape and the lower side has a conical shape. The fine droplets (hereinafter, referred to as droplets) rotated and sprayed from the plurality of fog nozzles 147 disposed in the upper space of the one-dimensional dust collecting unit 117 move along the swirling flow of air, Dust and droplets are combined and adhered.

이렇게 액적과 결합된 입자는 공기 선회류를 벗어나 1차원통집진부(117) 하부인 1차포집부(118)로 모여지고, 선회한 공기는 1차원통집진부(117)의 1차유출구(115)를 통해 안내되어 2차사이클론(120)으로 유입된다.In this way, the particles combined with the droplets leave the air swirling flow and are collected in the primary collecting unit 118, which is the lower part of the one-dimensional dust collecting unit 117, and the swirling air passes through the primary outlet 115 of the one-dimensional dust collecting unit 117. Guided through the secondary cyclone 120 is introduced.

1차사이클론(110)에서 필터링 되지 못하거나 또는 제거되지 못한 입자와 액적이 2차사이클론(120)으로 유입된다. 2차사이클론(120)의 목적은, 1차사이클론(110) 상부에서 분사된 액적이 입자와 결합하지 못하게 되면 공기를 따라 이동한 액적을 포집하는 것과 1차사이클론(110)에서 포집되지 못한 미세한 분진 입자를 포집하는 것이다. Particles and droplets that are not filtered or removed in the primary cyclone 110 are introduced into the secondary cyclone 120 . The purpose of the secondary cyclone 120 is to collect the droplets that have moved along the air when the droplets sprayed from the upper part of the primary cyclone 110 do not combine with the particles, and fine dust that is not collected in the primary cyclone 110 to collect particles.

1차사이클론(110)에서 포집되어 하강되지 않은 미세 액적은 2차사이클론(120)으로 유입되어 2차원통집진부(127)에서 포집되어 2차포집부(128)로 모이게 된다. 이렇게 미세 액적이 2차포집부(128)로 포집될 수 있는 것은 후술하는 액적과 미세먼지(또는 미세분진)가 상하방향으로 긴 공간을 갖는 2차원통집진부(127)의 상측에서 하측으로 하강하는 동안 상호 결합할 수 있다. 이는 2차원통집진부(127)의 상측에서 하측으로 하강하는 동안 체류시간을 많이 가지면서 충돌(Impaction)보다 간섭(Interception) 현상에 의하여 미세한 액적과 미세한 먼지가 상호 결합되어 결합된 후 선회류와 자중에 의하여 하측인 2차포집부(128)로 모이게 된다.Fine droplets collected in the primary cyclone 110 and not descended are introduced into the secondary cyclone 120 , are collected in the two-dimensional dust collection unit 127 , and are collected in the secondary collection unit 128 . The reason that the fine droplets can be collected by the secondary collecting unit 128 in this way is that the droplets and fine dust (or fine dust), which will be described later, descend from the upper side to the lower side of the two-dimensional dust collecting unit 127 having a long space in the vertical direction. can be interconnected. It has a lot of residence time while descending from the upper side of the two-dimensional dust collecting unit 127 to the lower side, and the fine droplets and fine dust are combined with each other due to the interference rather than the impact, and then the swirl flow and the self-weight It is gathered to the lower secondary collection unit 128 by the.

이러한 일예는, 도 5에 도시된 바를 보면, 도 5(a)는 간섭에 의한 포집효율을 도시한 그래프이고, 도 5(b)는 충돌에 의한 포집효율을 도시한 그래프로 각각 분진의 입자 크기별로 나타낸 것이다. 도 5의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 입자가 클수록 충돌에 의해서 포집되는 효율이 높고 입자가 작을수록 간섭에 의하여 포집되는 효율이 높아진다. As an example of this, looking at the bar shown in FIG. 5, FIG. 5 (a) is a graph showing the collection efficiency due to interference, and FIG. 5 (b) is a graph showing the collection efficiency by collision. not shown much. As can be seen from the graph of FIG. 5 , the larger the particles, the higher the efficiency of trapping by collision, and the smaller the particles, the higher the efficiency of collecting by interference.

따라서, 1차사이클론(110)에서는 입자가 큰 분진이나 먼지를 주로 액적과 충돌(도 4의 두 번째 그림 'Inertial Impaction' 참조)에 의하여 포집하여 제거하고, 2차사이클론(120)에서는 입자가 더 미세한 분진이나 먼지를 주로 액적과 간섭(도 4의 세 번째 그림 'Interception' 참조)에 의해서 포집하여 제거한다.Therefore, in the primary cyclone 110, dust or dust with large particles is mainly collected and removed by collision with droplets (refer to the second figure 'Inertial Impaction' in FIG. 4), and in the secondary cyclone 120, the particles are more Fine dust or dust is mainly collected and removed by interference with droplets (refer to the third figure 'Interception' of FIG. 4).

이러한 효과를 얻을 수 있도록 1차사이클론(110)의 1차매입유출구(115a)와 2차사이클론(120)의 2차매입유출구(125a)의 구조가 상이하다. 즉, 1차사이클론(110)의 1차매입유출구(115a)는 통상의 사이클론이 가지는 구조로 1차원통집진부(117)의 높이(도 2(a)에서 'H1a' 참조)와 1차매입유출구(도 2(a)에서 'H1b' 참조)의 높이의 비율이 약 25% 정도를 원칙으로 하며, 분진 입자의 종류에 따라 15~30%까지 변화 시켜 설계한다. In order to obtain this effect, the structure of the primary intake outlet 115a of the primary cyclone 110 and the secondary injection outlet 125a of the secondary cyclone 120 are different. That is, the primary intake outlet 115a of the primary cyclone 110 has a structure of a normal cyclone, and the height of the one-dimensional dust collecting unit 117 (see 'H1a' in FIG. 2(a)) and the primary intake outlet (See 'H1b' in Fig. 2(a)) In principle, the ratio of the height is about 25%, and it is designed by changing it to 15-30% depending on the type of dust particles.

반면에서, 2차사이클론(120)의 2차원통집진부(127)에서는 액적과 먼지가 체류하면서 하강하는 시간을 많이 주어 상호 간섭을 발생시킬 기회를 많이 주기 위하여 2차매입유출구(125a)의 높이(도 2(a)에서 'H2b' 참조)가 2차원통집진부(127)의 높이(도 2(a)에서 'H2a' 참조)에 근접하게 하여 'H2b/H2a'의 비율이 약 50%를 기준으로 하며 분진의 양 및 종유에 따라 45~80%가 되게 하였다. On the other hand, in the two-dimensional dust collecting unit 127 of the secondary cyclone 120, the height of the secondary intake outlet 125a ( In FIG. 2(a), see 'H2b') close to the height of the two-dimensional dust collection unit 127 (see 'H2a' in FIG. 2(a)), so that the ratio of 'H2b/H2a' is about 50%. and 45~80% depending on the amount of dust and oil.

즉, 1차사이클론(110)의 1차매입유출구(115a)에 비하여, 각 원통집진부(117, 127)에 대한 2차사이클론(120)의 2차매입유출구(125a)의 비율이 약 2~3배 정도 더 크도록 한다. 이러한 2차사이클론(120)의 특징적인 구조에 의하여, 2차사이클론(120)에서 미세한 액적과 먼지가 종래기술에 비하여 보다 효과적으로 포집, 제거될 수 있다.That is, compared to the primary inlet outlet 115a of the primary cyclone 110, the ratio of the secondary inlet outlet 125a of the secondary cyclone 120 to the respective cylindrical dust collecting units 117 and 127 is about 2-3. Make it about twice as big. Due to the characteristic structure of the secondary cyclone 120 , fine droplets and dust in the secondary cyclone 120 can be more effectively collected and removed compared to the prior art.

다시 말해서, 1차사이클론(110)은 분진과 미세한 액적이 결합하여 분진이 포집되어 하강시 하부에서 제거하는 역할을 하고, 2차사이클론(120)은 1차사이클론(110)에서 포집되지 않은 분진과 액적을 제거하는 역할을 한다. 이때, 2차사이클론(120)은 포그를 분사할 수 있는 구조와 분사하지 않는 구조 2가지가 있는데, 사이클론 포그 필터(100)로 유입되는 분진의 농도가 높을 때는 2차사이클론(120)에서 포그액적을 분사하여 1차사이클론(110)에서 포집되지 못한 분진을 2차사이클론(120)에서 포집하고, 분진의 농도가 낮을 경우 2차사이클론(120)에서는 포그를 분사하지 않고 1차사이클론(110)에서 포집되지 못한 포그액적만을 포집한다. In other words, the primary cyclone 110 serves to combine dust and fine droplets to collect the dust and remove it from the lower part when descending, and the secondary cyclone 120 includes the dust not collected in the primary cyclone 110 and It serves to remove droplets. At this time, the secondary cyclone 120 has a structure capable of spraying fog and a structure not spraying it. When the concentration of dust flowing into the cyclone fog filter 100 is high, the secondary cyclone 120 is By spraying the enemy, the dust not collected in the primary cyclone 110 is collected in the secondary cyclone 120, and when the concentration of dust is low, the fog is not sprayed in the secondary cyclone 120 in the primary cyclone 110. Only uncollected fog droplets are collected.

여기서, 특히 미세한 액적을 제거하는 것은 미세한 먼지를 더 제거하여 시스템에서 제거되는 먼지의 제거 효율을 증대시키고, 액적의 배출로 인해 팬에 물이 고이는 현상을 제거하며, 액적이 2차사이클론(120) 하류로 배출되어 송풍라인(133)인 관에 부착 되면 관에 수분이 많아 포집되지 않은 아주 미세한 소량의 석탄 분진들이 시간이 갈수록 송풍라인(133)에 달라붙어 파울링(fouling) 현상을 발생시킬 수 있고, 이러한 현상으로 인해 관이 막힐 우려를 예방하기 위함이다.Here, in particular, removing the fine droplets further removes fine dust to increase the removal efficiency of the dust removed from the system, eliminates the phenomenon of water accumulating in the fan due to the discharge of the droplets, and the droplets are removed from the secondary cyclone (120) When discharged downstream and attached to the pipe, which is the blowing line 133, a very small amount of coal dust that is not collected due to a lot of moisture in the pipe sticks to the blowing line 133 over time and may cause a fouling phenomenon. and to prevent the possibility of clogging the tube due to this phenomenon.

즉, 2차사이클론(120)에서는 1차사이클론(110)에서 완전히 포집하지 못한 미세한 분진 입자를 제거하는 역할을 하고, 이에, 2차사이클론(120)에서 포그를 분사 하지 않는다. 필요에 따라 2차사이클론(120) 후단에 포집되지 않은 분진, 먼지 등을 포집할 수 있는 디미스트(135, De-mist)가 포함될 수 있다. 디미스트(135)는 제거해야할 먼지의 양이 많아 1차사이클론(110)의 포그노즐(147)을 아주 많이 설치했을 때 1차사이클론(110) 및 2차사이클론(120)에서 침강되지 않은 액적을 포집하기 위한 것으로 디미스트(135)를 설치하는 경우 압력 손실이 크다는 단점이 있으므로 대부분은 설치하지 않는 것이 바람직하다.That is, the secondary cyclone 120 serves to remove fine dust particles that are not completely collected in the primary cyclone 110 , and thus, the secondary cyclone 120 does not spray fog. If necessary, a demist 135 (De-mist) capable of collecting dust, dust, etc. not collected at the rear end of the secondary cyclone 120 may be included. The demist 135 removes the droplets that do not settle in the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 when the fog nozzle 147 of the primary cyclone 110 is very large because the amount of dust to be removed is large. When installing the demist 135 for collecting, there is a disadvantage that the pressure loss is large, so it is preferable not to install most of it.

특히, 2차사이클론(120)은 2차유입구(123)를 거처 2차원통집진부(127)를 통해 선회한 공기 중 나머지인 분진과 분진 및 액적은 다소 깨끗해진 상태에서 2차원통집진부(127)의 공간 중에서 중앙 영역에 매입되어 있는 2차매입유출구(125a)를 거쳐 2차매입유출구(125a)와 연통된 2차노출유출구(125b)를 통해 송풍기(130) 측으로 강제 이송된다. In particular, the secondary cyclone 120 passes through the secondary inlet 123 and passes through the two-dimensional dust collector 127, and the remaining dust, dust, and droplets in the air are slightly cleaned. It is forcibly transferred to the blower 130 through the secondary exposure outlet 125b communicating with the secondary purchase outlet 125a through the secondary purchase outlet 125a embedded in the central region of the space.

1차 및 2차 사이클론(110, 120)의 하부인 1차 및 2차포집부(118,128)로 포집된 먼지가 함유 된 슬러지는 슬러지회수부(160)에서 처리된다. 슬러지회수부(160)는, 1차 및 2차포집부(118,128)에 모인 슬러지는 슬러지배관(161)에 부착된 밸브가 개방되면 슬러지펌프(163)가 슬러지를 가압하여 필터프레스를 포함하는 여과필터(도시하지 않음)를 이용하여 고체와 액체를 분리시켜 맑은 여과액은 회수하고 탁한 여과액은 폐수처리장 등으로 이송시킬 수 있다. 이러한 슬러지회수부(160)는 1차 및 2차포집부(118,128)에 설치된 레벨센서(119,129)와 연동되어 자동으로 작동될 수도 있다. 즉, 1차레벌센서(119)가 1차포집부(118)에 저장되는 슬러지를 감지시, 슬러지회수부(160) 중 슬러지펌프(163)의 가동 신호를 발생한다. 마찬가지로, 2차레벌센서(129)가 2차포집부(128)에 저장되는 슬러지를 감지시, 슬러지회수부(160) 중 슬러지펌프(163)의 가동 신호를 발생한다. The sludge containing dust collected by the primary and secondary collecting units 118 and 128 that is the lower part of the primary and secondary cyclones 110 and 120 is treated in the sludge recovery unit 160 . The sludge recovery unit 160, the sludge collected in the primary and secondary collection units 118 and 128 is a filtration filter including a filter press when the valve attached to the sludge pipe 161 is opened, the sludge pump 163 pressurizes the sludge. (not shown) can be used to separate the solid and liquid, and the clear filtrate can be recovered and the turbid filtrate can be transferred to a wastewater treatment plant. The sludge recovery unit 160 may be automatically operated in conjunction with the level sensors 119 and 129 installed in the primary and secondary collection units 118 and 128 . That is, when the primary level sensor 119 detects the sludge stored in the primary collection unit 118 , it generates an operation signal of the sludge pump 163 of the sludge recovery unit 160 . Similarly, when the secondary level sensor 129 detects the sludge stored in the secondary collection unit 128 , it generates an operation signal of the sludge pump 163 of the sludge recovery unit 160 .

그리고, 송풍부(130)가 작동하여 분진을 포집한 이후에 1차사이클론(110) 및 2차사이클론(120)으로 공기가 유입되지 않는 먼지 포집이 종료되면, 1차사이클론(110, 필요시 2차사이클론에도 설치됨) 내부에 설치되어 있는 세정노즐(170)으로 물을 사방으로 분사하면 1차 또는 2차원통집진부(117 또는 127) 내부 벽에 부착되어 있는 액적과 먼지가 혼합된 것을 씻어내려 1차 및 2차포집부(118,128)로 모인다. 이때, 세정 노즐은 1차 또는 2차사이클론(110,120)에 상하로 이동하면서 설정된 압력(예를 들면, 3kgf/cm2의 압력)으로 물을 분사한다. 세정노즐(170)은 세정액공급부(172)로부터 세정수를 설정량만큼 설정압력으로 공급받게 된다.And, after the blower 130 operates and collects dust, when dust collection in which air does not flow into the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 is finished, the primary cyclone 110, 2 if necessary When water is sprayed in all directions with the cleaning nozzle 170 installed inside the primary cyclone), the mixture of droplets and dust adhering to the inner wall of the primary or two-dimensional dust collecting unit 117 or 127 is washed away. It is collected by the tea and secondary collection units (118, 128). At this time, the cleaning nozzle sprays water at a set pressure (eg, a pressure of 3 kgf/cm 2 ) while moving up and down to the primary or secondary cyclones 110 and 120 . The washing nozzle 170 receives the washing water from the washing liquid supply unit 172 at a set pressure by a set amount.

1차 및 2차포집부(118,128)로 모인 혼합물은 슬러지회수부(160)에 의하여 처리됨을 앞에서 설명한 바와 같다.As described above, the mixture collected by the primary and secondary collecting units 118 and 128 is treated by the sludge collecting unit 160 .

그리고, 고압발생부(140)는 물을 저장하는 물탱크(141)에서 공급되는 물을 고압으로 가압하여 필요로 하는 미세한 액적으로 형성할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 필터, 고압펌프(143), 물이 이송되는 배관인 고압라인(145), 포그노즐(147), 릴리프밸브, 압력센서, 각종 밸브(148)를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 고압발생부(140)은 설명하지 않았지만 일반적인 펌프 시스템을 구성하는 체크밸브 등을 포함함은 물론이다.In addition, the high-pressure generating unit 140 may press the water supplied from the water tank 141 for storing water at a high pressure to form required fine droplets, and as shown in FIG. 1 , a filter if necessary. , a high-pressure pump 143 , a high-pressure line 145 , which is a pipe through which water is transferred, a fog nozzle 147 , a relief valve, a pressure sensor, and various valves 148 . Here, the high pressure generator 140 is not described, but of course includes a check valve constituting a general pump system.

고압펌프(143)는 물탱크(141)에서 공급된 물을 가압하며 다양한 펌프 형식으로 구비될 수 있다. 고압펌프(143)는 유입된 물이 가압되는 부분으로 인가되는 전원에 의해 회전하는 모터(예를 들면, DC모터 등)와 모터의 회전력으로 물에 고압을 발생시키는 플런저 타입을 포함하는 고압펌프를 포함하는 것이 바람직하고 필요로 하는 유량을 조절할 수 있도록 모터의 회전속도가 가변될 수 있는 것이 더 바람직하다.The high-pressure pump 143 pressurizes the water supplied from the water tank 141 and may be provided in various types of pumps. The high-pressure pump 143 is a high-pressure pump including a motor (eg, a DC motor, etc.) that rotates by power applied to a part to which the introduced water is pressurized, and a plunger type that generates high pressure in water by the rotational force of the motor. It is preferable to include and it is more preferable that the rotational speed of the motor can be varied so that the required flow rate can be adjusted.

고압펌프(143)에서 고압으로 가압된 물은 고압라인(145)을 통해 고압라인(145)의 말단에 결합된 포그노즐(147)에서 소정의 액적으로 분무가 될 수 있다. 포그노즐(147)은 다양한 크기로 구비되어 있으며, 압력에 따라 분무되는 액적의 평균 입자 크기가 상이하다.Water pressurized at high pressure by the high-pressure pump 143 may be sprayed into predetermined droplets from the fog nozzle 147 coupled to the end of the high-pressure line 145 through the high-pressure line 145 . The fog nozzle 147 is provided in various sizes, and the average particle size of the sprayed droplets is different according to the pressure.

특히, 1차사이클론(110)의 1차포집부(118)로 배출되는 분진과, 2차사이클론(120)의 2차포집부(128)로 배출되는 분진은 포그(fog) 상태의 물에 응집된 채 석탄 저장조 또는 이송시설로 보내어짐에 따라 폐수의 발생이 방지된다.In particular, the dust discharged to the primary collection unit 118 of the primary cyclone 110 and the dust discharged to the secondary collection unit 128 of the secondary cyclone 120 remain aggregated in water in a fog state. The generation of wastewater is prevented as it is sent to a coal storage tank or transport facility.

한편, 1차사이클론(110)과 2차사이클론(120)은 내부로 약액이 공급된다.On the other hand, the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 is supplied with a chemical liquid therein.

상세히, 약액저장탱크(180)가 물탱크(141)에 연결되어 약액을 물탱크(141)로 공급한다. 물탱크(141)에서 물과 약액이 혼합된 후 1차사이클론(110) 내부 또는 1차사이클론(110) 내부와 2차사이클론(120) 내부에 함께 공급된다. 이에 따라, 1차사이클론(110)의 1차포집부(118)로 배출되는 분진과, 선택적으로 2차사이클론(120)의 2차포집부(128)로 배출되는 분진은 약액저장탱크(180)로부터 공급받은 약액과 혼합되어 용이하게 뭉쳐진다(응집된다). 또는, 포그노즐(147)로부터 미스트(포그) 상태로 분사된 물이 분진과 응집되면서 오염되는데, 이 오염된 물의 오염원이 약액에 의해 응집됨에 따라, 분진과 응집된 미세 물방울이 정화된다.In detail, the chemical liquid storage tank 180 is connected to the water tank 141 to supply the chemical liquid to the water tank 141 . After the water and the chemical are mixed in the water tank 141 , they are supplied together into the inside of the primary cyclone 110 or the inside of the primary cyclone 110 and the inside of the secondary cyclone 120 . Accordingly, the dust discharged to the primary collecting unit 118 of the primary cyclone 110 and optionally the dust discharged to the secondary collecting unit 128 of the secondary cyclone 120 are supplied from the chemical storage tank 180 . It is easily agglomerated (agglomerated) by mixing with the received chemical. Alternatively, water sprayed from the fog nozzle 147 in a mist (fog) state is polluted while coagulating with dust. As the pollutant source of this polluted water is agglomerated by the chemical, the dust and the agglomerated fine water droplets are purified.

아울러, 포그노즐(147)에서 분무되는 액적은 미세하면 미세할수록 바람직하나, 미세한 입자를 형성하기 용이하지 않으나 본 출원인이 2018년 2월 12일 출원한 한국특허등록공보 제10-20513787호의 '미세먼지 제거, 가습, 탈취를 위한 초미세 액적 사이클론 포그 공기청정기'와 관련된 기술로 초미세 액적을 형성할 수 있으면 더욱 더 바람직하다. In addition, the finer the droplets are sprayed from the fog nozzle 147, the finer the better, but it is not easy to form fine particles. It is even more desirable if ultra-fine droplets can be formed with the technology related to 'Ultra-fine droplet cyclone fog air purifier for removal, humidification, and deodorization'.

필요에 따라 매우 미세한 액적을 형성할 수 있도록 포그노즐(147)과 고압펌프(143)의 압력을 제어부에서 조절하거나 선택하여 사용할 수 있다. 여기서, 가능하면 포그노즐(147)에서 분무되는 액적의 크기가 작은 것이 바람직하다. 즉, 미세할수록 공간에 머무는 시간이 오래되고 공간에 고르게 분산될 수 있을 뿐만 아니라 증발이 유효하게 발생할 수 있으며 보다 미세한 먼지까지 포집할 수 있어 각 기능을 수행하는 데 있어 매우 유용하기 때문이다. 액적의 크기에 따라 공간에 머무는 시간을 대략적으로 비교하면 다음의 <표 1>과 같다.If necessary, the pressure of the fog nozzle 147 and the high pressure pump 143 may be adjusted or selected by the control unit to form very fine droplets. Here, if possible, it is preferable that the size of the droplets sprayed from the fog nozzle 147 is small. That is, the finer it is, the longer it stays in the space, the longer it can be evenly distributed in the space, the more effective it is to evaporate, and the more fine dust can be collected, which is very useful in performing each function. A rough comparison of the time spent in space according to the size of the droplet is shown in Table 1 below.

물입자 크기 (㎛)Water particle size (㎛) 상태situation 3m 낙하에 걸리는 시간 (sec)Time taken to fall 3m (sec) 5,000~2,0005,000~2,000 폭우heavy rain 0.05~0.90.05~0.9 2,000~1,0002,000~1,000 강한 비(스프링 쿨러)heavy rain (spring cooler) 0.9~1.10.9~1.1 1,000~5001,000-500 보통 비normal rain 1.1~1.61.1~1.6 500~100500 to 100 약한 비light rain 1.6~111.6~11 100~50100-50 안개비(micro fog)micro fog 11~4011-40 50~1050-10 습한 안개wet fog 40~1,00040~1,000 10~2.010-2.0 건조한 안개dry fog 1,020~25,4001,020 to 25,400 1.0~0.011.0~0.01 연기 안개smoke fog 공기 중에 부유floating in the air 0.010.01 연기performance 공기 중에 부유floating in the air

이상의 표 1에서와 같이, 본 발명에 따라 포그노즐(147)에서 형성되는 액적의 평균 입자 크기는 1 ~ 100㎛ 범위인 것이 좋으며 머무는 시간이 오래 걸리는 2 ~ 50㎛ 범위가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 10㎛ 이하이다. 센서부(150)는 각 기능이 적용되는 공간의 현재 상태 내지 정보를 감지하기 위한 계측기로 공간의 온도, 습도, 먼지 농도 등을 감지할 수 있는 온도센서, 습도센서, 먼지농도센서를 포함하는 것이 바람직하다. 1차사이클론(110) 내에 예를 들면, 일산화탄소(CO) 등)를 감지할 수 있는 가스센서(도시하지 않음)를 설치하여 가스 발생 여부를 체크 할 수도 있다. 이러한 각 센서부(150)는 공간의 넓이, 층고 등에 따라 하나 또는 다수 개가 적절한 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 제어부에서는 이러한 센서부(150)의 감지 결과에 기초하여 각종 구성을 제어할 수 있다. As shown in Table 1 above, the average particle size of the droplets formed in the fog nozzle 147 according to the present invention is preferably in the range of 1 to 100 μm, preferably in the range of 2 to 50 μm, which takes a long time to stay, and more preferably 10 μm or less. The sensor unit 150 is a measuring instrument for detecting the current state or information of the space to which each function is applied, and it is to include a temperature sensor, a humidity sensor, and a dust concentration sensor capable of detecting the temperature, humidity, and dust concentration of the space. desirable. A gas sensor (not shown) capable of detecting, for example, carbon monoxide (CO), etc.) may be installed in the primary cyclone 110 to check whether gas is generated. It is preferable that one or a plurality of each of these sensor units 150 are disposed at appropriate positions according to the width of the space, the height of the floor, and the like. The control unit may control various configurations based on the detection result of the sensor unit 150 .

제어부는 1차사이클론(110), 2차사이클론(120) 내부의 정보 내지 데이터를 감지하는 센서부(150)에 기초하여 송풍기(130), 슬러지회수부(160)의 작동을 자동으로 또는 수동으로 수행할 수 있다. 여기서, 먼지를 포집하는 과정에서 액적의 포집 능력을 향상시키기 위하여 화학약품을 포함하는 응집제를 물탱크(141)에 추가할 수 있다. 응집 물질을 물에 혼합하여 분사하면 액적과 먼지 입자가 보다 용이하게 결합할 수 있도록 하여 결합된 입자의 크기가 증대되어 1차 또는 2차사이클론(110, 120)의 하부로 포집되어 하강되는 확률을 증대시켜 먼지의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.The control unit automatically or manually operates the blower 130 and the sludge recovery unit 160 based on the sensor unit 150 that detects information or data inside the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 . can be done Here, a coagulant containing a chemical may be added to the water tank 141 in order to improve the ability to collect droplets in the process of collecting dust. When the agglomerated material is mixed with water and sprayed, the size of the combined particles is increased by allowing the droplets and dust particles to more easily combine, and the probability of being collected and descending into the lower part of the primary or secondary cyclones 110 and 120 is reduced. It is possible to increase the dust collection efficiency.

그리고, 미세액적(또는 미세한 액적)이 분사되는 포그노즐(147)은 오리피스 직경이 0.15mm, 0.2mm, 0.3mm,0.4mm그리고 0.5mm인 것이 바람직하다. 아울러 포그노즐(147)을 설치하는 위치로는, 1차사이클론(110)의 1차유입구(113)에만 설치하거나, 1차사이클론(110)의 1차원통집진부(117)의 상부 공간에만 설치하거나 전술한 두 곳에 모두 설치하는 방법이 있을 수 있다.And, it is preferable that the fog nozzle 147 to which the fine droplets (or fine droplets) are injected has an orifice diameter of 0.15 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, and 0.5 mm. In addition, as a location for installing the fog nozzle 147, it is installed only in the primary inlet 113 of the primary cyclone 110, or is installed only in the upper space of the one-dimensional dust collecting unit 117 of the primary cyclone 110, or There may be a method of installing both of the above-mentioned places.

본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)을 도 3과 같은 입도를 갖는 석탄 분진 내지 석탄 먼지에 대하여 검증한 결과, 석탄 분진의 직경이 감소할수록 포집이 어려우므로, 사이클론 포그 필터(100)에서 미세입자 포집 확률을 높이기 위해서는 포그노즐(147)에서 분무하는 액적의 크기 및/또는 농도를 제어할 필요가 있다. 그리고, Packing density(ㅱ)와 유속이 증가할수록 포집 확률이 증가하므로 1차사이클론(110) 및 2차사이클론(120) 내부에서 공기의 유동 조건을 최적화할 필요성이 대두되었다. 유입된 석탄 분진이 선회할 때 큰 입자는 선회류의 구심력과 원심력 차에 의해 공기로부터 제거되며, 미세 입자는 공기를 따라 이동 중 액적과 충돌 부착되어 제거된다.As a result of verifying the cyclone fog filter 100 according to the present invention for coal dust or coal dust having the same particle size as in FIG. 3 , as the diameter of the coal dust decreases, it is difficult to collect, so fine particles in the cyclone fog filter 100 In order to increase the collection probability, it is necessary to control the size and/or concentration of droplets sprayed by the fog nozzle 147 . And, as the packing density (ㅱ) and the flow rate increase, the collection probability increases, so the need to optimize the flow conditions of air in the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 has emerged. When the introduced coal dust turns, large particles are removed from the air by the difference between the centripetal force and centrifugal force of the swirling flow, and fine particles are removed by colliding with droplets while moving along the air.

본 발명에서 액적과 석탄 분진의 충돌 확률을 최대화하기 위해 1차 및 2차사이클론(110,120) 내에 액적 밀도를 높이도록 가능하면 액적의 평균 입도를 작게 하고, 1차 및 2차원통집진부(118, 128) 내부의 공기 유량과 유속에 의한 영향을 받아 유속이 느릴수록, 유량이 많을수록 액적에 의한 입자의 포집율은 증대되는 경향이 있음을 파악할 수 있었다.In the present invention, in order to maximize the collision probability between droplets and coal dust, the average particle size of the droplets is reduced as much as possible to increase the droplet density within the primary and secondary cyclones 110 and 120, and the primary and two-dimensional dust collection units 118 and 128 ), it was found that the lower the flow rate and the higher the flow rate, the more the particle collection rate by the droplets tends to increase.

도 4에서 보는 것과 같이 액적에 의한 석탄 분진 입자의 포집은 브라운 확산(Brownian diffusion), 관성 충돌(Inertial impaction), 간섭(Interception), 전기영동(Phoresis), 전기포집(Electro-scavenging) 의 원리에 의해 이루어진다. 여기서, 석탄 분진이 포함되는 직경 1μm 이상의 입자는 앞에서 설명한 원리 중 주로 충돌과 간섭에 의해 포집될 확률이 높으며, 그 포집 확률은 액적의 크기가 작을수록 높아지는 것으로 이해된다.As shown in Figure 4, the collection of coal dust particles by droplets is based on the principles of Brownian diffusion, inertial impaction, interception, electrophoresis, and electro-scavenging. made by Here, particles with a diameter of 1 μm or more containing coal dust have a high probability of being mainly collected by collision and interference among the principles described above, and it is understood that the probability of collection increases as the size of the droplets decreases.

그리고, 식 (1)과 (2)는 충돌과 간섭에 의한 포집 확률을 나타낸 것으로 유체의 점도 μ, 입자의 밀도 ρ, packing density α, 유체의 유속 U, 입자와 액적의 직경 Dp, Da, 물 W를 이용해서 나타낼 수 있다.And, Equations (1) and (2) show the probability of collection due to collision and interference. Viscosity μ of fluid, density ρ of particles, packing density α, flow rate U of fluid, diameters of particles and droplets D p , D a , can be expressed using water W.

[식 1] :

Figure 112020095508777-pat00001
[Equation 1]:
Figure 112020095508777-pat00001

[식 2] :

Figure 112020095508777-pat00002
[Equation 2]:
Figure 112020095508777-pat00002

한편, 전산해석 기법을 이용한 입자 충돌 조건에 따른 거동 특성을 시뮬레이션한 결과를 도시한 예는 도 8이다. Meanwhile, FIG. 8 is an example of a simulation result of behavioral characteristics according to particle collision conditions using a computational analysis technique.

이러한 시뮬레이션 결과와 실증한 결과를 도출하여 다양한 크기의 먼지 입자에 대응하여 어느 정도의 액적입도가 가장 효과적인지, 공기의 흐름은 어느 정도로 하는 것이 바람직한지 등에 대한 데이터를 정립할 수 있다. 이렇게 정립된 데이터는 AI, 데이터베이스화하여 이를 정리된 맵핑으로 정리, 관리할 수 있다.By deriving these simulation results and empirical results, it is possible to establish data on what level of droplet particle size is most effective for dust particles of various sizes and what level of air flow is desirable. Data established in this way can be organized into AI and database, and it can be organized and managed with organized mapping.

도 6은 동일한 크기의 물방울 입자 충돌 시 웨브수(Weber Number)와 충돌 변수(Impact parameter)의 변화에 따른 거동 특성을 매핑한 예를 보여주고 있는데 충돌 조건에 따라 두 물방울이 충돌했다 하더라도 다시 분리되거나 (Bouncing), 합쳐졌다 하더라도 다시 늘어나면서 떨어지는 경우 (Stretching, Reflexive)가 있다, 즉, 충돌 유속과 크기를 적절히 조절하여야 유착(coalescence) 되는 조건을 찾을 수 있음을 보여준다. 종래기술들에서의 입자 충돌 관련 연구들은 100 μm ~ 2 mm 수준의 큰 입자들을 대상으로 수행되었고 본 발명서는 주로 20 ~ 30 μm 크기의 액적과 석탄 분진을 대상으로 한다.6 shows an example of mapping behavioral characteristics according to changes in the Weber number and impact parameter when water droplet particles of the same size collide. (Bouncing), even if merged, there are cases where it stretches and falls again (Stretching, Reflexive), that is, it shows that the conditions for coalescence can be found only when the collision velocity and size are appropriately adjusted. Particle collision-related studies in the prior art were performed on large particles with a size of 100 μm to 2 mm, and the present invention mainly targets droplets and coal dust with a size of 20 to 30 μm.

본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)을 적용한 결과에 석탄 분진을 제거한 효율을 종래기술과 비교한 그래프는 도 7과 같다. 우측의 어두운 부분이 본 발명에 따른 결과이고, 좌측 밝은 부분이 종래기술에 따른 결과이다.7 is a graph comparing the efficiency of removing coal dust to the result of applying the cyclone fog filter 100 according to the present invention with that of the prior art. The dark part on the right is the result according to the present invention, and the bright part on the left is the result according to the prior art.

도 7에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)의 분진 게거 효율은 99.2%(분진 농도 처리 전 3,498㎍/㎥에서 처리 후 28㎍/㎥으로 감소)이고, 종래기술에 따른 장치의 분진 제거 효율은 90.5%(분진 농도 처리 전 3,498㎍/㎥에서 처리 후 332㎍/㎥으로 감소)임을 알 수 있다. As shown in FIG. 7 , the dust collecting efficiency of the cyclone fog filter 100 according to the present invention is 99.2% (reduced from 3,498㎍/㎥ before dust concentration treatment to 28㎍/㎥ after treatment), and that of the device according to the prior art It can be seen that the dust removal efficiency is 90.5% (reduced from 3,498㎍/㎥ before dust concentration treatment to 332㎍/㎥ after treatment).

도 8은 사이클폰 포그 필터의 제작된 사진을 나타낸 것으로 포그 액적을 분사하는 노즐이 장착된 사이클론 포그 필터 본체와 고압으로 물을 펌핑하는 펌프스테이션(포그 마스터라고 함)그리고 회수된 석탄분진 슬러지를 컨베이어 벨트 등으로 이송하는 펌프. 사이클론에 15~20m/sec의 속도로 공기를 흡입 또는 송풍하는 팬으로 구성되어 있다. 8 is a photograph showing a manufactured photo of the cyclone fog filter, a cyclone fog filter body equipped with a nozzle for spraying fog droplets, a pump station for pumping water at high pressure (referred to as a fog master), and a conveyor for the recovered coal dust sludge A pump conveying by a belt, etc. It is composed of a fan that sucks or blows air into the cyclone at a speed of 15-20 m/sec.

본 장치를 통해 컨베이어 벨트 룸에서 비산하는 석탄 분진을 흡입하여 포집할 때 도 9에서 보는 바와 같이 사이클론 포그 필터 입구 농도가 2120.83mg/m3이었으며 포그 액적에 의한 포집 후 출구의 농도가 7.03mg/m3으로 측정되어 포집효율은 99.67%이다. 이는 사이클론 포그 필터로 흡입되는 분진의 대부분을 포집하는 것으로 평가된다. When collecting coal dust scattered from the conveyor belt room through this device, as shown in FIG. 9 , the inlet concentration of the cyclone fog filter was 2120.83 mg/m 3 , and the concentration at the outlet after collection by fog droplets was 7.03 mg/m 3 , the collection efficiency is 99.67%. It is estimated that most of the dust sucked into the cyclone fog filter is captured.

도 10은 사이클론 포그 필터 본체 내부에서 분진과 입자가 간섭에 의해 서로 결합하는 것을 나타낸 것이다. 분진 입자와 포그 액적은 선회류를 따라 사이클론 내부에서 회전하면서 <식 1>과 <식 2>의 간섭 및 충돌 효과에 의해 서로 결합한다. 10 is a view showing that dust and particles are combined with each other by interference inside the cyclone fog filter body. As the dust particles and fog droplets rotate inside the cyclone along the swirl flow, they combine with each other by the interference and collision effects of <Equation 1> and <Equation 2>.

도 11과 도 12는 발전소 현장의 석탄 분진이 발생하는 컨베이어 벨트 룸에 설치된 사이클론 포그 필터의 도면과 설치사진을 나타낸 것이다. 사이클론 포그 필터 본체와 팬 그리고 펌프스테이션(포그 마스터)로 구성되어 있으며 전자동 운전이 가능하도록 구성되어 있다. 이 장치의 운전을 통해 도 13과 같이 집진효율을 도출한다. 11 and 12 show a drawing and an installation photograph of a cyclone fog filter installed in a conveyor belt room where coal dust is generated at a power plant site. It consists of a cyclone fog filter body, a fan, and a pump station (fog master), and is configured to enable fully automatic operation. The dust collection efficiency is derived as shown in FIG. 13 through the operation of this device.

사이클론 포그 필터(100)의 입구 측 분진 농도는 65.55mg/m3이고 출구 측 분진 농도는 1.32mg/m3로 측정되어 집진효율은 97.99%로 조사되었다. 이는 기존의 집진장치 대비 효율이 매우 우수한 것으로 평가되었다. The dust concentration on the inlet side of the cyclone fog filter 100 was 65.55 mg/m 3 and the dust concentration on the outlet side was measured as 1.32 mg/m 3 , and the dust collection efficiency was investigated as 97.99%. This was evaluated to be very excellent in efficiency compared to the existing dust collector.

여기서, 종래기술에서는 석탄 분진 포집에 적용 가능한 기술은 습식 스크러버(Wet scrubber), 사이클론, 백필터 등이 있다. 습식 스크러버 집진기는 물을 분사하여 분진 입자를 포집하며, 본 발명과 달리 물 입자의 크기가 크기 때문에 미세한 분진 입자를 포집하는데 어려움이 있고, 물 소모량도 많아 폐수가 발생한다. 폐수 처리 시설을 별도로 설치하여 운영함에 따른 설치 및 유지비 많이 소요된다는 단점을 갖는다. 그리고, 기존의 사이클론 집진기는 선회류만에 의해 분진을 집진하는데, 석탄 분진과 같이 비중이 낮은 입자의 경우 포집이 잘 안 되고, 사이클론 내에서 공기를 따라 입자들이 선회할 때 서로의 마찰에 의해 발화 가능성도 있다.Here, in the prior art, technologies applicable to coal dust collection include a wet scrubber, a cyclone, a bag filter, and the like. The wet scrubber dust collector collects dust particles by spraying water, and unlike the present invention, it is difficult to collect fine dust particles because the size of the water particles is large, and wastewater is generated due to a large amount of water consumption. There is a disadvantage in that installation and maintenance costs are high due to separately installed and operated wastewater treatment facilities. In addition, the existing cyclone dust collector collects dust only by swirling flow, but in the case of particles with a low specific gravity such as coal dust, it is difficult to collect them, and when the particles rotate along the air in the cyclone, they are ignited by friction with each other. There is a possibility.

또한, 필터 집진기는 종래의 전술한 집진기에 비하여 상대적으로 집진 효율은 우수하나 백필터와 먼지 층에서 여과 속도에 비례하는 압력손실이 발생하기 때문에 대형 집진기를 구성할 수 없고, 또한 석탄 분진 간의 마찰에 의한 발화로 화재, 폭발 등의 위험성을 가지고 있다.In addition, the filter dust collector has relatively superior dust collection efficiency compared to the conventional dust collector, but a large-scale dust collector cannot be constructed because a pressure loss proportional to the filtration speed occurs between the bag filter and the dust layer, and the friction between coal dust There is a risk of fire or explosion due to ignition.

또한, 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)를 적용한 시스템은 스크러브에 의한 습식 집진기에 비하여 폐수발생량이 1/10로 현저하게 적기 때문에 폐수처리와 같은 2차 오염물질이 발생하지 않으며, 폐수처리 시설 및 운영의 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다In addition, since the system to which the cyclone fog filter 100 according to the present invention is applied has significantly less wastewater generation (1/10) compared to the wet dust collector by scrub, secondary pollutants such as wastewater treatment do not occur, and wastewater treatment It has the advantage of reducing the cost of facility and operation

이에 비하여 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)는 미세 액적으로 석탄 분진을 포집하기 때문에 습식 스크러버에 비해 집진 효율이 우수하고 석탄 분진의 마찰에 의한 발화 위험이 적고, 압력 손실이 적어 대형 집진기를 구성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 사이클론 포그 필터(100)는, 액적의 크기가 10㎛ 인 미세한 안개 분무를 하여 사이클론 내의 선회류를 따라 이동하면서 분진 입자와 충동 부착하여 사이클론의 하부로 떨어진다는 특징을 활용한다.In contrast, since the cyclone fog filter 100 according to the present invention collects coal dust in fine droplets, it has excellent dust collection efficiency compared to wet scrubbers, has less risk of ignition due to friction of coal dust, and low pressure loss to configure a large dust collector There are advantages to being able to The cyclone fog filter 100 utilizes the feature of spraying fine mist with a droplet size of 10 μm and falling to the lower part of the cyclone as it moves along the swirling flow in the cyclone and collides with the dust particles.

또한, 사이클론 포그 필터(100)는 미세액적과 분진 입자간의 충돌 부착 효율이 높아 종래기술의 집진기들에 비하여 포집 효율이 우수할 뿐만 아니라 액적을 생성시키는 물의 사용량이 적어 운영비가 저렴하고, 백필터 교체 등과 같은 작업이 불필요하여 유지, 보수에 따른 비용을 절감할 수 있다.In addition, the cyclone fog filter 100 has high collision adhesion efficiency between fine droplets and dust particles, so it has excellent collection efficiency compared to conventional dust collectors, and uses less water to generate droplets, so operating costs are low, and bag filter replacement Since work such as such is unnecessary, it is possible to reduce the cost of maintenance and repair.

Figure 112020095508777-pat00003
Figure 112020095508777-pat00003

이에, 표 2를 참조하여, 특히 화력발전소에서 발생되는 석탄 분진 중에서 특히 미세한 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 사이클론 포그 필터(100)가 제공될 수 있다.Accordingly, with reference to Table 2, a cyclone fog filter 100 capable of effectively removing particularly fine dust among coal dust generated in a thermal power plant may be provided.

또한, 종래기술에 비하여 효율을 향상시킬 수 있고, 미세한 분진으로 인해 발생할 수 있는 화재, 폭발 등의 위험을 예방할 수 있는 사이클론 포그 필터(100)가 제공될 수 있다.In addition, the cyclone fog filter 100 capable of improving efficiency compared to the prior art and preventing risks such as fire and explosion that may occur due to fine dust may be provided.

아울러, 종래기술에 비하여 유지, 보수가 용이하고 사용이 간단하고 편리한 사이클론 포그 필터(100)가 제공될 수 있다.In addition, the cyclone fog filter 100 may be provided, which is easier to maintain and maintain than the prior art, and is simple and convenient to use.

결과적으로, 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)를 적용한 분진 제거시스템은 미세한 포그액적으로 미세먼지를 포집하는 것으로, 사이클론 포그 필터(100)의 1차사이클론(110)과 2차사이클론(120) 중 적어도 어느 한 곳의 내부에 포그액적을 분사하여 Packing Density(체적당 포그액적의 수)를 높이고, 포그액적의 크기를 작게 하며, 사이클론 내에서 포그액적 덩어리가 사이클론의 선회류를 따라 회전하면서 미세먼지 입자와 충돌 및 간섭의 효과에 의해 서로 부착되어 미세입자를 최대로 포집할 수 있다.As a result, the dust removal system to which the cyclone fog filter 100 according to the present invention is applied collects fine dust as fine fog droplets, and the primary cyclone 110 and the secondary cyclone 120 of the cyclone fog filter 100 are By spraying fog droplets inside at least one of the By the effect of collision and interference with the dust particles, they adhere to each other and the fine particles can be maximally collected.

그리고, 본 발명에 따른 사이클론 포그 필터(100)는 포그액적이 선회류를 따라 이동 유도함으로써 입자와 액적이 서로 간섭 및 충돌의 가능성을 높일 수 있는 체류시간[Retention Time]을 길게 설정할 수 있고, 액적의 크기를 작게 하며, 패킹 밀도[Packing Density]를 높이고, 체류시간[Retention Time]을 길게 함으로써, 미세입자의 포집 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.And, the cyclone fog filter 100 according to the present invention can set a long retention time [Retention Time] that can increase the possibility of particle and droplet interference and collision with each other by inducing fog droplets to move along the swirling flow, By reducing the size of the enemy, increasing the packing density, and lengthening the retention time, the collecting efficiency of fine particles can be further improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and those skilled in the art to which various modifications and equivalent other embodiments are possible. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 사이클론 포그 필터 110: 1차사이클론
113: 1차유입구 115: 1차유출구
117: 1차원통집진부 118: 1차포집부
120: 2차사이클론 123: 2차유입구
125: 2차유출구 127: 2차원통집진부
130: 송풍기 131: 송풍팬
135: 디미스트 140: 고압발생부
143: 고압펌프 150: 센서부
160: 슬러지회수부 161: 슬러지배관
163: 슬러지펌프
100: cyclone fog filter 110: primary cyclone
113: 1st inlet 115: 1st outlet
117: one-dimensional barrel collection unit 118: primary collection unit
120: secondary cyclone 123: secondary inlet
125: second outlet 127: two-dimensional dust collection unit
130: blower 131: blower fan
135: demist 140: high pressure generating unit
143: high pressure pump 150: sensor unit
160: sludge recovery unit 161: sludge pipe
163: sludge pump

Claims (6)

분진을 포함하는 공기가 유입되는 1차유입구와, 상기 1차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 1차유출구를 구비한 1차사이클론;
상기 1차사이클론을 통과한 공기가 유입되는 2차유입구와, 상기 2차유입구에서 유입된 공기가 선회한 후 배출되는 2차유출구를 구비한 2차사이클론; 및
유체를 미세한 액적으로 변환하며 분출 안내하는 포그노즐을 포함하여,
상기 포그노즐은 상기 1차사이클론에 유입되는 공기와 유체가 접촉 가능하게 배치되되,
상기 1차사이클론은 내부공간을 형성하는 1차원통집진부, 및 상기 1차원통집진부 내부공간 측으로 매입된 1차매입유출구를 포함하고, 상기 2차사이클론은 내부공간을 형성하는 2차원통집진부, 및 상기 2차원통집진부 내부공간 측으로 매입된 2차매입유출구를 포함하며,
상기 2차원통집진부의 높이 대비 상기 2차매입유출구의 길이의 비율이 상기 1차원통집진부의 높이 대비 상기 1차매입유출구의 길이보다 2~3배 더 크게 이루어지고,
상기 2차원통집진부 내부에서의 상기 2차매입유출구의 높이가 상기 2차원통집진부의 높이에 근접하게 배치됨으로써, 상기 2차원통집진부에서 액적과 먼지가 체류하면서 하강하는 시간을 증가시킴에 따라, 충돌(Impaction)보다 간섭(Interception) 현상에 의하여 미세한 액적과 미세한 먼지가 상호 결합되어 결합된 후 선회류와 자중에 의하여 상기 2차사이클론의 하측에 구비되는 2차포집부로 모이도록 유도하는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 필터.
a primary cyclone having a primary inlet through which air containing dust is introduced, and a primary outlet through which the air introduced from the primary inlet turns and is discharged;
a secondary cyclone having a secondary inlet through which the air that has passed through the primary cyclone is introduced, and a secondary outlet through which the air introduced from the secondary inlet turns and is discharged; and
Containing a fog nozzle that converts the fluid into fine droplets and guides the jet,
The fog nozzle is disposed so that the fluid and the air flowing into the primary cyclone can contact,
The primary cyclone includes a one-dimensional dust collecting unit forming an inner space, and a primary embedding outlet embedded into the inner space of the one-dimensional dust collecting unit, and the secondary cyclone is a two-dimensional dust collecting unit forming an inner space, and It includes a secondary buried outlet buried toward the inner space of the two-dimensional bin dust collection unit,
The ratio of the length of the secondary dust collecting outlet to the height of the two-dimensional dust collecting unit is 2-3 times greater than the length of the primary collecting outlet compared to the height of the one-dimensional dust collecting unit,
The height of the secondary injection outlet inside the two-dimensional dust collecting unit is arranged close to the height of the two-dimensional dust collecting unit, thereby increasing the time for droplets and dust to fall while staying in the two-dimensional dust collecting unit. It is characterized in that fine droplets and fine dust are combined and combined with each other due to an interference rather than an impact, and then gather to a secondary collecting unit provided at the lower side of the secondary cyclone by vortex flow and its own weight. cyclone fog filter.
제 1항에 있어서,
상기 1차사이클론에서는 분진과 미세한 액적이 결합하여 분진이 포집되어 하강하여 하부에서 제거되고,
상기 2차사이클론에서는 상기 1차사이클론에서 포집되지 않은 분진과 액적이 제거되는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 필터.
The method of claim 1,
In the primary cyclone, dust and fine droplets combine to collect the dust, descend and remove it from the lower part,
In the secondary cyclone, a cyclone fog filter, characterized in that the dust and droplets not collected in the primary cyclone are removed.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 2차원통집진부에서는 미세한 액적와 미세한 분진이 상호 결합 가능하게 하강하여 선회하면서 체류하는 시간이 증대되는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 필터.
The method of claim 1,
A cyclone fog filter, characterized in that in the two-dimensional dust collecting unit, the fine droplets and fine dust descend so that they can be combined with each other, and the residence time while turning is increased.
제 1항에 있어서,
상기 포그노즐에서 분무되어 형성되는 액적의 평균 입도는 5~30㎛를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 필터.
The method of claim 1,
A cyclone fog filter, characterized in that the average particle size of the droplets formed by spraying from the fog nozzle is 5 to 30㎛.
제 1항에 있어서,
상기 1차사이클론의 1차포집부로 배출되는 분진과, 상기 2차포집부로 배출되는 분진은 포그(fog) 상태의 물에 응집된 채 석탄 저장조 또는 이송시설로 보내어짐에 따라 폐수의 발생이 방지되는 것을 특징으로 하는 사이클론 포그 필터.
The method of claim 1,
The dust discharged to the primary collecting unit of the primary cyclone and the dust discharged to the secondary collecting unit are sent to a coal storage tank or transfer facility while being aggregated in water in a fog state, so that the generation of wastewater is prevented. Cyclone fog filter, characterized in that.
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