KR102511804B1 - 매연 포집 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매연가스 내의 오염물질을 포집하는 매연포집장치를 개시한다. 개시된 매연포집장치는 가스가 배출되는 굴뚝 내에 설치되며, 오염물질을 흡착하는 액체를 막이 형성되도록 분사부에 원추부를 구성하였으며, 상승하는 가스의 흐름을 변형함과 동시에 분사된 액체를 포집하는 가이드를 포함한다. 상기 가이드는 상기 굴뚝내벽에 다수 배치되어 액체와 가스간의 접촉을 증가시킨 매연포집장치이다. 또한, 굴뚝 하단에 포집부를 추가 형성하여 사용된 액체는 정화되어 재사용이 가능하여 경제적으로 효율적이다.

Description

매연 포집 장치 {Smoke capture device}
본 발명은 매연 포집 장치에 대한 것으로, 더 자세하게는 배출되는 매연을 액체로 흡착하여 효과적으로 포집하는 장치에 관한 것이다.
보일러, 폐기물 소각로, 용해로 등을 운전할 때 그을음과 먼지 및 유황산화물, 질소 산화물 등의 공해 물질이 발생되며 공해방지법규에 의하여 규제함으로써, 집진 장치를 사용하여 집진을 하고 있는바, 상기 집진장치 중 포집효율의 향상을 위하여 습식 집진 방법이 많이 사용되고 있다.
상기 습식 집진방법은 배기가스에 물을 분사하여 매연과의 접촉에 의하여 포집하는 것으로 배수처리와 집진 슬러리의 처리에 충분한 주의를 요하고 있다.
또한, 습식 집진방법의 경우 집진기 본체의 내부에 채워져 있는 물의 와류를 이용하여 공기를 유동시키면서 공기에 포함되어 있는 각종 이물질을 수중에 여과한 후 배출시키는 방식으로 이루어져 있는데, 이때 물의 수위가 지나치게 높을 경우 물이 블로어 측으로 오버되면서 블로어의 기능 저하를 초래하게 되고, 물의 수위가 지나치게 낮을 경우 와류가 조성되지 못하면서 여과 효율이 떨어지게 된다.
특히, 분사되는 물이나 액체의 방향이 종래에는 단순히 하방향으로 일률적으로 분사됨에 따라 오염물질의 효과적인 제거에 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액체의 방사형으로 막을 형성하여 분사하는 것으로 가스 내의 오염물질을 효과적으로 제거하는 매연포집장치를 제공함에 있다.
본 발명은 굴뚝 중앙에 배치되며, 상단에 원추부가 배치되고 액체를 막이 형성되도록 분사하는 분사부, 상기 굴뚝 내벽에 배치되어 상기 분사부에서 분사된 액체를 안내하는 제 1 가이드, 상기 굴뚝 내벽에 배치되어 매연가스가 부딪혀 대류를 형성하는 제 2 가이드, 상기 제 1 가이드에 의해 형성되는 제 1 포집부 및 포집된 액체를 정화하고, 정화된 액체를 상기 분사부로 이송하는 필터펌프를 포함한다.
또한, 상기 제 1 가이드는 상기 굴뚝내경에 대응하는 상단에서 하단으로 경사지게 형성되고 중앙에 상기 매연가스가 통과하는 통공이 형성되며, 상기 제 2 가이드는 상기 굴뚝 내경에 대응하는 하단에서 상단으로 경사지게 형성되고 중앙에 상기 매연가스가 통과하는 통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 굴뚝 하단에 형성되며, 상측에서 떨어지는 액체를 포집하는 제 2 포집부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터펌프는 상기 제 1 및 제 2 포집부로부터 회수된 액체를 정화하는 필터를 포함하며, 정화된 액체는 재사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 포집부는 경사부가 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사부와 가이드는 굴뚝내벽의 길이방향으로 복수개 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 가이드와 상기 제 2 가이드는 길이가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 매연포집장치는 상기 가이드 중 상기 굴뚝 내벽에 상기 제 2 가이드만 배치되며, 상기 분사부에 분사된 액체는 상기 포집부에서 포집하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 가이드 하단에 다수의 홀이 형성하여 액체가 분산되어 하강되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 굴뚝 내부에 막을 형성하는 분사부를 배치함으로써 매연에 오염물질을 포집하여 정화된 가스를 배출할 수 있다.
또한, 사용된 폐수는 정화되어 재사용이 가능하여 경제적으로 효율적이다.
도 1은 본 발명의 구성도
도 2는 본 발명의 분사부 단면도
도 3은 본 발명의 가이드 단면도
도 4는 매연가스의 흐름도
도 5는 액체의 흐름도
도 6은 본 발명의 제 2 포집 구성도
도 7은 본 발명의 복수 구성도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예
도 9는 본 발명의 제 3 실시예
도 10은 본 발명의 제 4 실시예
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 대한 매연포집장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
기존에도 매연가스가 배출되는 굴뚝 내부에 액체를 분사하여 미세먼지 및 오염물질을 포집한 후, 정화된 공기가 배출되도록 하는 기술이 많이 개시되어 있다. 그러나 본 발명은 액체 분사 방식과 포집방식을 개선하여 제시한다.
[1] 전체구성 및 동작원리
먼저, 도 1은 본 발명의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 굴뚝(2)하단 측면에 유입부(1)가 배치된다. 상기 유입부(1)를 통해 고온 고압의 매연가스가 유입되며 상기 굴뚝(2) 내부에서 상승한다. 상기 굴뚝(2) 내벽에 가이드(300)가 배치되고, 상기 가이드(300) 중앙에 통공이 형성되며, 상기 통공을 통해 매연가스가 이동한다. 상기 굴뚝(2) 중앙에 분사부(100)가 배치되며, 상승한 매연가스는 상기 분사부(100)에서 분사되는 액체에 의해 상기 매연가스의 오염물질을 포집하게 된다. 이 때, 상기 분사부(100)는 액체막(130)이 형성되도록 분사하게 되며, 분사된 액체는 상기 환형의 가이드(300)에 의해 형성된 포집부(200)에 포집되도록 한다. 상기 굴뚝(2) 외부에 구비되며, 내부로 액체를 분사하고, 내부의 사용된 액체를 포집하여 정화하고 재사용하는 필터펌프(400)를 포함한다.
이때, 상기 필터펌프(400)는 다수의 관에 연결되어 있으며 수두계를 포함하고 있어 액체가 부족하거나 필터 사용 기간 경과한 경우 경고 또는 알람장치가 추가 될 수 있다. 상기 유입부(1)는 굴뚝(2)하단에 액체가 모이는 곳을 바라보며 형성될 수 있으며, 상기 필터펌프(400)에는 액체막(130)이 형성되도록 일정한 유량을 배출하는 펌프 또는 밸브 체계를 포함하고 있다.
도 2는 본 발명의 분사부(100) 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 분사부(100)는 상기 굴뚝(2)을 관통하는 제 1 유로관(140)을 통해 액체가 이송되며, 상기 액체는 환형의 분사노즐(120)을 통해 상 방향으로 분사하되, 상기 분사노즐(120) 상단에 원뿔형 원추부(110)를 배치하여, 상기 액체가 상기 원추부(110)에 부딪혀 방사형으로 막이 형성되게 분사하게 된다. 상기 액체는 상기 가이드(300)의 통공을 덮을 수 있는 압력으로 분사가 되며 상승하는 상기 매연가스와 만나 상기 액체에 흡착되어 오염물질을 포집하게 된다. 분사된 상기 액체와 흡착된 오염물질은 상기 가이드(300)의 상면에 형성된 포집부(200)에 포집되며, 배관을 통해 수집된다.
이때, 도시 되지 않았으나, 상기 분사노즐(120)의 형상은 방사형으로 한정하지 않으며 직선의 원통 형상으로 충분히 변경 가능하다. 상기 원추부(110)는 분사노즐(120)에 중앙에 고정되어 있으며 하면의 경사면에 의해 액체가 방사형으로 분사되는 것으로 상기 액체막(130)을 형성하기 위한 것으로 원추부(110)의 형상을 한정하지 않는다.
도 3은 본 발명의 가이드 단면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 가이드(300)는 상기 굴뚝(2) 내벽에 배치되며, 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 하단을 가지며, 상단으로 경사지게 형성된 제 1 가이드(310)와 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 상단을 가지며, 하단으로 경사지게 형성된 제 2 가이드(320)를 포함한다. 또한 상기 제 1 가이드(310)의 중앙에는 제 1 통공(330)과 상기 제 2 가이드(320)의 중앙에 제 2 통공(340)을 배치하여 상기 가스가 통과 하도록 한다. 상기 제 1 가이드(310) 상면에는 액체가 포집되는 제 1 포집부(210)가 형성되며, 상기 굴뚝(2)을 관통 형성된 제 2 유로관(211)을 통해 액체가 수집된다.
이때, 가이드(300)의 경사면은 직선으로 한정하지 않으며, 오목하거나 볼록한 표면을 포함할 수 있으며, 가이드(300) 내부는 가스가 통과하도록 하며 가스의 흐름 변형을 위한 내부 형상의 변형을 한정하지 않는다.
또한, 상기 굴뚝(2) 내부에 상기 제 1 가이드(310)와 제 2 가이드(320)가 일정 간격으로 배치될 수 있으며, 도시한 바와 같이, 상지 제 1 가이드(310)의 하단과 상기 제 2 가이드(320)의 상단이 결합 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 매연가스의 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 상기 매연가스는 상기 유입부(1)를 통해 상기 굴뚝(2) 내부로 유입되며, 상승하는 매연가스는 상기 가이드(300)의 통공을 통해 상승하며, 상기 분사부(100)에서 분사되는 상기 액체막(130)에 의해 외측 방향으로 회전흐름이 형성되며, 상승하는 가스는 상기 제 2 가이드(320)에 의해 외측 방향으로 회전 흐름이 형성된다. 이러한 기체의 회전흐름으로 포집되지 않은 오염물질을 액체 또는 수증기에 의해 재차 포집하게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 액체의 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 상기 제 1 유로관(140)을 통해 상기 분사부(100)에서 액체막(130)을 형성되도록 분사된다. 상기 액체막(130)에 의해 오염물질이 포집되며, 고온의 가스에 의해 수증기가 발생하여 상기 수증기에 의해서 오염물질이 포집된다. 포집된 수증기는 상기 굴뚝(2)의 내벽에 응결되어 내벽을 타고 상기 제 1 포집부(210)에 포집되며, 상기 제 2 가이드(320)에 의해 응결된 액체는 상기 통공을 통해 굴뚝(2)하면에서 포집된다.
이때 상기 제 2 가이드(320)에 의해 굴뚝(2) 하면으로 떨어지는 액체는 액체막(130)에 의해 제 1 가이드(310) 상단에 포집될 수 있으며, 상기 제 1 가이드(310)와 상기 제 2 가이드(320)의 사이 공간 또한 수증기에 의한 포집이 진행 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 액체포집 구성도이다. 도 6을 참조하면, 상기 분사부(100)에서 분사되는 액체는 상기 제 1 가이드(310)에 의해 형성된 상기 제 1 포집부(210)에 포집되며 상기 통공을 통하여 아래로 떨어진 액체는 상기 굴뚝(2)하단에 배치된 제 2 포집부(220)에 의해 포집되며 제 3 유로관(221)에 의해 상기 필터펌프(400)에 이송되어 정화 후 재사용되어진다. 이때, 굴뚝(2)하단은 상기 경사면(222)을 형성하여 액체를 상기 제3유로로 향하도록 한다.
이때, 각 상기 제 1 가이드(310)에 제 2 유로관(211)이 하나 이상 배치되어 포집된다.
도 7은 본 발명의 복수 배치된 구성도이다. 도 7을 참조하면, 상기 내벽에 상기 가이드(300)와 분사부(100)가 복수개 배치되어 유입된 매연가스 정화 율을 높이게 설계 할 수 있다.
이때, 상기 필터펌프(400)는 가용능력에 따라 하나 이상 설치가 될 수 있으며, 상기 제 1 유로관(140) 또한 다수의 분사부(100)에 액체를 이송할 수 있으나 펌프의 능력에 따라 하나 이상 설치가 된다.
[2] 제 2 실시예
도 8은 제 2 실시예의 구성도이다. 도 8을 참조하면, 상기 가이드(300)의 형상을 변형한 매연포집장치이다. 굴뚝(2) 측면 하단에 유입부(1)가 배치되고, 상기 유입부(1)를 통해 고온 고압의 매연가스가 유입되며 상기 굴뚝(2) 내부에서 상승한다. 상기 굴뚝(2) 내벽에 가이드(300)가 배치되고, 상기 가이드(300) 중앙에 통공이 형성되며, 상기 통공을 통해 매연가스가 이동한다. 상기 굴뚝(2) 중앙에 분사부(100)가 배치되며, 상승한 매연가스는 상기 분사부(100)에서 분사되는 액체에 의해 상기 매연가스의 오염물질을 포집하게 된다. 이 때, 상기 분사부(100)는 액체막(130)이 형성되도록 분사하게 되며, 분사된 액체는 상기 가이드(300)에 형성된 제 1 포집부(120)에 포집되도록 한다. 상기 가이드(300)는 상기 굴뚝(2) 내벽에 배치되며, 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 하단을 가지며, 상단으로 경사진 제 1 가이드(310)와 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 상단을 가지며, 하단으로 경사진 제 2 가이드(320)를 포함한다. 상기 제 1 가이드(310)가 제 2 가이드(320)에 비해 작게 형성되며, 상대적으로 상기 제 1 통공(330)이 제 2 통공(340)보다 넓게 형성된다. 넓어진 상기 제 1 통공(330)에 의해 액체막(130)에 부딪히는 가스의 압력이 낮아지게 되어 대류과정이 원활하게 이루어 질 수 있으며, 상대적으로 상기 제 2 통공(340)이 좁아지고 상기 제 2 가이드(320)가 길어져 매연가스가 정체하는 시간을 증가하고, 접촉 면적이 넓어져 액체 및 수증기에 의한 흡착 및 포집에 의한 오염물질 정화를 원활하게 진행 할 수 있다.
이때 제 1 가이드(310)는 분사되는 액체를 수용할 수 있는 크기로 형성되거나. 넘쳐서 액체가 바닥에 떨어져도 문제는 발생되지 않는다.
[3] 제 3 실시예
도 9는 제 3 실시예의 구성도이다. 도 9를 참조하면, 상기 가이드(300)의 제 1 가이드(310)를 삭제하여 구성하였다. 상기 제 1 가이드(310)를 삭제함으로써 상기 제 2 유로관(211) 또한 삭제 된 구성이다. 매연포집장치는 굴뚝(2) 측면 하단에 유입부(1)가 배치되고, 상기 유입부(1)를 통해 고온 고압의 매연가스가 유입되며 상기 굴뚝(2) 내부에서 상승한다. 상기 굴뚝(2) 내벽에 가이드(300)가 배치되고, 상기 가이드(300) 중앙에 통공이 형성되며, 상기 통공을 통해 매연가스가 이동한다. 상기 굴뚝(2) 중앙에 분사부(100)가 배치되며, 상승한 매연가스는 상기 분사부(100)에서 분사되는 액체에 의해 상기 매연가스의 오염물질을 포집하게 된다. 이 때, 상기 분사부(100)는 액체막(130)이 형성되도록 분사하게 되며, 분사된 액체는 상기 가이드(300)에 포집되도록 한다. 상기 가이드(300)는 상기 굴뚝(2) 내벽에 배치되며, 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 상단을 가지며, 하단으로 경사진 제 2 가이드(320)를 포함하여 오염물질을 포집한다.
이때, 아래방향으로 떨어지는 많은 양의 액체는 상승하는 매연가스와 만나 추가적으로 포집이 이루어질 수 있으며 상기 제 2 포집부(220)에 포집된 액체가 상기 유입부(1)에 유입되지 않도록 추가적인 센서를 구비 할 수 있다.
[4] 제 4 실시예
도 10은 제 4 실시예의 구성도이다. 도 10을 참조하면, 상기 제 2 가이드(320) 하단에 홀(350)을 더 추가하여 구성하였다. 매연포집장치는 굴뚝(2) 측면 하단에 유입부(1)가 배치되고, 상기 유입부(1)를 통해 고온 고압의 매연가스가 유입되며 상기 굴뚝(2) 내부에서 상승한다. 상기 굴뚝(2) 내벽에 가이드(300)가 배치되고, 상기 가이드(300) 중앙에 통공이 형성되며, 상기 통공을 통해 매연가스가 이동한다. 상기 굴뚝(2) 중앙에 분사부(100)가 배치되며, 상승한 매연가스는 상기 분사부(100)에서 분사되는 액체에 의해 상기 매연가스의 오염물질을 포집하게 된다. 이 때, 상기 분사부(100)는 액체막(130)이 형성되도록 분사하게 되며, 분사된 액체는 상기 가이드(300)에 포집되도록 한다. 상기 가이드(300)는 상기 굴뚝(2) 내벽에 배치되며, 상기 굴뚝(2) 내경에 대응하는 상단을 가지며, 하단으로 경사진 제 2 가이드(320)를 포함하여 오염물질을 포집한다.
이때, 추가 구성한 상기 홀(350)에 액체가 떨어지며 상승하는 매연과 만나 포집하게 된다.
본 발명은 상기한 실시예로 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 유입부
2 : 굴뚝
100 : 분사부
110 : 원추부 120 : 분사노즐 130 : 액체막
140 : 제 1 유로관
200 : 포집부
210 : 제 1 포집부 211 : 제 2 유로관
220 : 제 2 포집부 221 : 제 3 유로관 222 : 경사면
300 : 가이드
310 : 제 1 가이드 320 : 제 2 가이드 330 : 제 1 통공
340 : 제 2 통공 350 : 홀
400 : 필터펌프

Claims (9)

  1. 굴뚝 중앙에 배치되며, 상단에 원추부가 배치되고 액체막이 형성되도록 분사하는 분사부;
    상기 굴뚝 내벽에 배치되고, 상기 분사부에서 분사된 액체를 안내하며, 상기 굴뚝내경에 대응하는 하단에서 상단으로 경사지게 형성되고, 중앙에 매연가스가 통과하는 제 1 통공을 포함하는 제 1 가이드;
    상기 굴뚝 내벽에 배치되어 매연가스가 부딪혀 대류를 형성하고 상기 굴뚝 내경에 대응하는 상단에서 하단으로 경사지게 형성되고 중앙에 상기 매연가스가 통과하는 제 2 통공을 포함하는 제 2 가이드;
    상기 제 1 가이드에 의해 형성되는 제 1 포집부; 및
    포집된 액체를 정화하고, 정화된 액체를 상기 분사부로 이송하는 필터펌프;
    상기 분사부는 제1통공의 중앙에 배치되며, 상기 제1통공은 상기 제2통공보다 크게 형성되고, 상승하는 가스는 제1통공과 제2통공의 크기 차이에 의해 압력이 낮아져 액체막과 접촉하는 것을 특징으로 하는 매연 포집장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 굴뚝 하단에 형성되며, 상측에서 떨어지는 액체를 포집하는 제 2 포집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 필터펌프는 상기 제 1 및 제 2 포집부로부터 회수된 액체를 정화하는 필터를 포함하며, 정화된 액체는 재사용되는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 포집부는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분사부와 상기 제 1 가이드, 및 상기 제 2 가이드는 굴뚝내벽의 길이방향으로 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 매연포집장치는,
    상기 가이드 중 상기 굴뚝 내벽에 상기 제 2 가이드만 배치되며, 상기 분사부에 분사된 액체는 상기 포집부에서 포집하도록 하는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 가이드 하단에 다수의 홀이 형성하여 액체가 분산되어 하강되는 것을 특징으로 하는 매연포집장치.
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