KR19980074238A - 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치 - Google Patents

코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전여과포 집진방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 여과포집진부에 입력되는 분진입자를 고전압을 이용한 코로나 방전에 의해 대전(하전)시켜 여과포에 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조로 분진층을 형성시켜 집진시키는 고효율의 집진성능을 얻을 수 있는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 흡입통로를 통하여 배기가스를 유입시키는 유입단계와, 고전압을 발생하는 고전압 발생 단계와, 상기 고전압 발생단계에서 발생된 고전압에 의해 분진입자를 대전시키는 대전단계와, 상기 대전단계에서 대전된 분진입자를 여과포에 부착되게하는 부착단계와, 상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 탈진시키는 탈진단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 집진방법 및 장치로서, 인체에 직접적으로 유해한 미세분진 및 고저항분진까지 제거할 수 있고, 전기집진장치에서 발생되는 재비산을 없앨 수 있으며, 여과포에서 눈막힘 현상이 대폭 줄어들기 때문에 압력손실을 크게 줄일 수 있고, 동력비를 절감할 수 있어 운전성을 극대화시킬 수 있는 고효율의 집진 효과가 있는 기술에 관한 것이다.

Description

코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치
본 발명은 정전여과포 집진방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 여과포 집진부에 입력되는 분진입자를 고전압을 이용한 코로나 방전에 의해 대전(하전)시켜 여과포에 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조로 분진층을 형성시켜 집진시키는 고효율의 집진성능을 얻을 수 있는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 급속한 산업화와 더불어 나날이 심각해지는 대기오염에 대한 관심이 증폭되면서 인체에 직접적으로 유해한 미세분진의 처리문제 등 환경오염규제 또한 강화되고 있다. 따라서, 상기 분진을 처리 위하여 일반적으로 전기집진장치 또는 여과포집진장치가 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 여과포집진장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 흡입통로(10), 여과집진부(50), 공기발생기(70), 탈진장치(80) 및 배기통로(90)로 구성되며, 보일러 또는 소각로 등의 배기가스에서 배출되는 분진(먼지)입자가 흡입통로(10)를 통하여 여과집진부(50)에 유입되고, 상기 여과포집진부(50)에 유입된 분진입자는 여과포(51)에 부착되고, 여과포(51)에 부착된 분진의 양이 일정량이면 상기 콘트롤러(도시안됨)의 제어신호에 의해 탈진장치(80)가 동작되어 상기 여과포(51)에 포집된 분진을 탈진한다. 상기 여과포(51)에서 탈진된 분진은 하단에 설치된 호퍼(55)로 떨어지고, 이송수단(도시안됨)을 통하여 이송되며, 상기 여과집진부(50)의 여과포(51)에 의해 분진이 제거된 배기가스는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
도 2는 종래의 전기집진장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 고전압공급장치(30)에서 발생시킨 고전압을 방전전극(45)에 인가시켜 그에 대향하는 대향전극(46)을 집진전극으로 하여 그 사이로 배기가스를 통과시키면 코로나방전에 의해 방전전극(45)으로부터 발생한 전자에 의해 분진입자를 대전시키고, 대전된 분진입자는 방전전극(45)과 대향전극(46) 사이에 형성되는 정전기력으로 부터 그 힘이 대향전극(46)으로 향하는 원리에 의해 대향전극(46)에 주로 포집된다. 또한 포집된 분진을 탈진장치(80')를 이용하여 주기적으로 탈진시켜 호퍼(55)로 떨어 트리고 이송설비(도시안됨)를 이용하여 처리된다.
그러나, 종래의 여과포집진장치는 배기가스중 분진입자가 유로를 따라 이동하다가 여과포(51)에 충돌하여 부착되는 것으로, 주로 분진입자의 크기가 1㎛ 이상의 큰 분진입자만 여과집진되지만, 인체에 직접적으로 유해한 매우작은 미세 분진입자(분진의 직경이 0.1㎛ 이하인 아주 작은 입자)의 경우는 자체적으로 무작위 운동을 통한 확산에 의해 이동되기 때문에 여과포(51)를 구성하는 개개의 섬유에 포집 또는 제거되지 못하고 그대로 여과포(51)를 통과하여 분진이 배출되는 문제점이 있으며, 또한, 여과포(51)에 포집된 분진은 눈막힘 현상 등을 초래하여 과다한 압력손실 및 여과포(51)의 수명을 단축시키고, 이에 따른 동력비 및 유지보수비 등 제반 운전비의 상승요인이 되는 문제점이 있다.
또한, 여과포집진부(50) 내의 여과포(51)를 통과하는 유속(여과속도)이 통상 0.6 내지 1.2m/min로 운전되기 대문에 대유량의 배출가스 처리가 요구되는 발전소 및 대형 보일러 등 대유량 배출시설에는 적용되지 못하는 문제점이 있다.
종래의 전기집진장치는 배기가스의 양을 다량처리할 수 있으나, 분진입자의 특성에 따라 입자의 대전량이 다르기 때문에 집진효율이 분진입자의 특성에 따라 좌우되는 문제점이 있으며, 특히 전기적으로 저저항 또는 고정한 분진의 경우 입자의 대전특성이 크게 달라 포집하기 어렵고, 고저항 분진의 경우 포집후에는 강한 접착력 및 응집력에 의해 집진전극에 적층되어 탈진장치(80')를 이용한 탈진이 용이하지 못하며, 또한 이로 인해 발생하는 백코로나(Back Corona)현상 등으로 인한 집진효율이 급격히 저하되는 문제가 있다. 또한 배기가스의 배기통로(90) 부근에는 비교적 관성이 크고 크기가 적은 분진입자들이 포집되는데 이러한 분진들은 탈진시 재비산되어 그대로 배출되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 여과포집진부에 입력되는 분진입자를 고전압을 이용한 코로나 방전에 의해 대전(하전)시켜 여과포에 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조로 부착되게 하여 집진되게 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배기가스 집진방법에 있어서, 흡입통로를 통하여 배기가스를 유입시키는 유입단계와, 상기 단계에서 유입된 분진입자를 대전시키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 고전압 발생 단계와, 상기 고전압발생단계에서 발생된 고전압에 의해 코로나 방전을 발생되게 하여 상기 유입단계에서 유입된 분진입자를 대전시키는 대전단계와, 상기 대전단계에서 대전된 분진입자를 여과포에 부착되게하는 부착단계와, 상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 주기적으로 탈진시키는 탈진단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은 집진장치에 있어서, 배기가스가 유입되게 하는 흡입통로(10)와 고전압을 발생하여 하전부(40)의 방전전극(45)에 인가하는 고전압공급장치(30)와, 상기 고전압공급장치(30)로부터 고전압을 인가받아 유입되는 분진입자를 대전되게 하는 하전부(40)와, 상기 하전부(40)에서 대전된 분진입자를 여과포(51)에 의해 포집하는 여과집진부(50)와, 상기 여과집진부(50)에서 포집된 분진을 탈진하여 호퍼(55)에 모이게 하는 탈진장치(80)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 여과포집진장치를 개략적으로 도시한 도면
도 2은 종래의 전기집진장치를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4a 및 4b는 종래의 기술에 따른 분진부착상태를 나타내는 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 분진부착상태를 나타내는 도면.
도 6는 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 또다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 흡입통로30: 고전압공급장치
31,31': 전원장치32,32': 펄스발생장치
35,35': 고전압 전원장치40: 하전부
41: 전기집진기42: 플라즈마 반응기
45,45': 방전전극46,46': 대향전극
50: 여과집진부51: 여과포
55: 호퍼60: 집진부
70: 공기발생기80,80': 탈진장치
90: 배기통로100: 여과포집진장치
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3는 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 흡입통로(10), 고전압공급장치(30), 하전부(40), 여과집진부(50), 공기발생기(70), 탈진장치(80), 및 배기통로(90)로 구성되며, 상기 흡입통로(10)는 일종의 닥트로 구성되어 상기 흡입통로(10)의 끝단이 상기 하전부(40)에 연결되어 보일러 및 소각로 등의 배출가스를 유입한다.
상기 고전압공급장치(30)는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 입력전압을 변환 및 정류하여 (-)DC 전압의 고전압이 발생되게하는 공지의 기술인 전원장치(31)로 구성되게 하거나, 또는 전원장치(31)와 펄스발생장치(32)로 이루어진 고전압전원장치(35)로 구성되게 하여, 콘트롤러(도시안됨)의 제어신호에 의해 동작되어 발생된 고전압을 하전부(40)에 전달한다. 상기 전원장치(31)와 펄스발생장치(32)로 구성된 고전압전원장치(35)는 1997년 3월 7일자로 출원된 스트리머 코로나 방전에 의한 플라즈마 전리기체 발생장치의 명세서에 상세히 설명되었기에 상세한 기술은 생략하기로 한다.
상기 전원장치(31) 및 펄스발생장치(32)로 구성된 고전압발생전원장치(35)를 간략히 설명하면, 상기 전원장치(31)는 직류 또는 교류전압을 제어하기 위한 전압제어장치와, 교류전압을 승압하는 고전압 변압기와, 승압된 교류고전압을 직류고전압으로 변환하는 고전압 정류기와, 펄스방전을 위한 충전용 콘덴서로 구성되며, 상기 펄스발생장치(32)는 불꽃방전을 발생하는 스파크갭스위치와, 상기 스파크갭스위치에서 발생되는 불꽃방전을 임의적으로 단속되게하는 방전단속수단과, 상기 수단에 의해 출력되는 고전압을 전달받아 하전부(40)의 부하임피턴스 및 정전용량에 따른 LC공진에 의해서 첨예한 고전압펄스 코로나 방전이 되게하는 고주파리액터로 구성된다.
따라서, 상기 고전압전원장치(35)는 전원장치(31)의 정류기(도시안됨)을 부(-)극성으로 하여 고전압을 펄스발생장치(32)에 공급하면 상기 펄스발생장치(32)에서 첨예한 고전압펄스 코로나 방전이 되게하는 고전압이 하전부(40)로 전달된다.
상기 하전부(40)는 방전전극(45)과 대향전극(46)으로 구성되며, 상기 흡입통로(10)의 끝단과 상기 여과집진부(50) 사이에 설치되어 상기 흡입통로(10)를 통하여 유입되는 분진입자를 상기 고전압공급장치(30)를 통하여 공급되는 고전압에 의해 코로나방전을 발생되게하여 상기 방전전극(45)과 대향전극(46)사이에 유입되는 분진입자를 대전(하전)시킨다.
상기 여과집진부(50)는 다수의 여과포(51)로 구성되며, 여과집진부(50)의 상부에는 탈진장치(80)가 설치되어 있고, 하부에는 호퍼(550가 설치되어 있으며, 상기 하전부(40)에서 대전된 분진입자를 상기 여과포(51)에서 포집되게 한다.
상기 탈진장치(80)는 상기 여과집진부(50) 상부에 설치되어 콘트롤러의 제어신호에 따른 공기발생기(70)의 동작에 의해 여과포(51)에 부착된 분진을 주기적으로 탈진되게 한다. 상기 탈진장치(80)에 의해 탈진된 분진은 상기 여과집진부(50) 하단에 설치된 호퍼(55)로 떨어지고 이송수단(도시안됨)에 의해 처리된다.
본 발명에 따른 동작과정을 좀더 자세히 설명하면, 상기 흡입통로(10)를 통하여 공급되는 분진입자가 상기 하전부(40)에 공급되면, 콘트롤러(도시안됨)의 동작에 의해 고전압공급장치(30)에서 고전압이 발생하고, 상기 고전압공급장치(30)에서 발생된 고전압은 상기 하전부(40)의 방전전극(45)에 전달되어 코로나방전이 일어난다. 이때, 하전부(40)에 공급된 분진입자는 방전전극(45)과 대향전극(46) 사이를 통과하면서 코로나 방전에 의해 분진입자가 대전(하전)된다. 이때, 흡입통로(10)를 통하여 상기 하전부(40)에 유입되는 분진입자가 유속이 상당히 빠르기 때문에 대전된 분진입자가 대향전극(46)에 부착되지 않고, 대전된 상태로 여과집진부(50)로 유입된다.
상기 하전부(40)에 유입된 분진입자는 이온나이져(Ionizer)현상에 의해 대전되고, 대전된 분진입자는 여과집진부(50)로 유입되어 정전기력에 의한 쿨롱력(Coulombic force)에 의해 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조로 상기 여과포(51)의 섬유에 분진층을 형성하면서 부착된다. 콘트롤러는 여과포(51)에 부착된 분진의 분진량을 감지하여 공기발생기(70)를 동작시키고, 상기 공기발생기(70)의 동작에 따라 발생한 공기는 탈진장치(80)를 통하여 여과포(51) 내부에 전달되어 여과포(51)에 부착되었던 분진을 탈진시킨다. 상기 탈진장치(80)에 의해 탈진된 분진은 하단에 설치된 호퍼(44)로 떨어져 이송수단(도시안됨)에 의해 이송된다. 상기 여과집진기(50)의 여과포(51)에서 미세한 분진이 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
한편, 상기 고전압공급장치(30)에서 공급되는 고전압이 상기 전원장치(31)를 통하여 공급되게 할 수 있으며, 또는 부(-)극성의 전원장치(31)와 펄스발생장치(32)로 구성된 고전압전원장치(35)를 사용하여 고전압이 공급되도록 할 수 있다. 상기 고전압전원장치(35)를 사용하면 다량의 전자가 방출되어 분진입자를 더욱 강력하게 대전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 구성에 의해 분진이 제거되는 과정을 좀더 자세히 설명하면, 흡입통로(10)를 통하여 유입된 분진입자가 하전부(40)의 방전전극(45)과 대향전극(46) 사이를 통과할 때 상기 하전부(40)에 고전압이 인가되어 코로나방전이 발생하고, 코로나방전에 의해 생성되는 전기력에 의한 다량의 전자가 상기 방전전극과 대향전극 사이에 발생되어 유입된 분진입자를 대전(하전)시킨다. 이때, 종래에 기술에 의해 대전(하전)이 잘되지 않았던 고저항분진 및 미세분진이 강한 전계에 의해 쉽게 대전되고, 대전된 분진입자가 서로 충돌하여 전기장내의 쿨롱력(Coulombic force)에 의한 분진입자의 상호 응집효과에 의해 결합되어 크기가 큰 분진이 형성되고, 상기 하전부(40) 내의 유속이 상당히 빠르기 때문에 대전된 분진입자가 대향전극(46)에 집진되지 못하고 여과집진부(50)로 대전된 상태로 공급된다.
상기 하전부(40)에서 대전된 분진입자는 여과집진기(50)의 여과포(51)로 유입되며, 여과포(51)를 구성하는 섬유에 대전된 분진입자가 부착되되, 상기 하전부(40)에서 분진입자가 이온나이져(Ionizer)현상에 의하여 대전되고, 대전된 분진입자는 정전기력에 의한 쿨롱력(Coulombic force)에 의해 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite)구조로 여과포(51)의 섬유에 분진층이 형성되어 고저항분진 및 미세분진까지 포집된다. 상기 여과포(51)에 형성된 수지상 돌기 형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조의 분진층은 같은 극성의 전하에 의한 쿨롱력(Coulombic force)에 의해 서로 반발하고, 기류의 관성에 비해 쿨롱력이 훨씬 작으므로 상기 탈진장치(80)에 의해 쉽게 탈진된다.
본 발명에 따른 분진을 집진하는 정전여과포 집진방법을 요약하면, 배기가스 집진방법에 있어서, 흡입통로를 통하여 배기가스를 유입시키는 유입단계와, 상기 단계에서 유입된 분진입자를 대전시키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 고전압 발생단계와, 상기 고전압발생단계에서 발생된 고전압에 의해 코로나 방전을 발생되게 하여 상기 유입단계에서 유입된 분진입자를 대전시키는 대전단계와, 상기 대전단계에서 대전된 분진입자를 여과포에 부착되게하는 부착단계와, 상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 주기적으로 탈진시키는 탈진단계로 하여 분진이 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
또한, 상기 고전압발생단계에서 부(-)극성에 의한 고전압 펄스를 발생하기 위해 전원을 공급하는 전원공급단계와, 상기 전원공급단계에서 공급되는 고전압을 방전단속수단을 이용하여 펄스폭이 극히 좁고, 펄스 상승시간이 극히 짧은 첨예한 고전압펄스 코로나 방전이 되게 하는 펄스 발생단계로 고전압을 발생하면 다량의 전자가 방출되어 분진입자를 더욱 강력하게 대전시킬 수 있다.
또한, 상기 여과집진부(50)에 유입되는 분진입자의 유속을 빨리하면 여과속도를 높일 수 있으므로 동일 설비에 대해 대유량의 배기가스를 처리할 수 있다.
도 4a 및 4b는 종래의 기술에 따른 분진포집상태를 확대하여 나타내는 도면으로서, 도 4a는 분진입자가 여과포(51)의 섬유 전체에 골고루 부착된 것을 알 수 있으며, 도 4b는 분진입자가 여과포(51) 섬유의 일부분(분진이 섬유에 처음 부딪치는 부분)에만 포집된다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 분진포집상태를 확대하여 나타내는 도면으로서, 도 5a는 하전부(40)에서 코로나방전에 의해 대전된 분진입자가 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite)구조로 여과포(51)의 섬유에 분진층이 형성된 것을 나타내고, 도 5b는 코로나 방전에 의해 대전된 분진입자가 여과포(51)의 섬유표면에 강한 전기장을 형성시켜 섬유사이에 쿨롱력(Coulombic force)에 의해 대전된 분진입자가 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite)구조로 분진층이 형성되는 것을 나타낸 것이다.
도 6는 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 일실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 흡입통로(10), 고전압공급장치(30), 하전부(40), 여과집진부(50), 공기발생기(70), 탈진장치(80) 및 배기통로(90)로 구성되며, 상기 하전부(40)를 상기 흡입통로(10)내의 일정위치에 설치되고, 상기 흡입통로(10)의 끝단이 상기 여과집진부(50)에 연결되어 있다. 상기 여과집진부(50)의 상부에는 탈진장치(80)가 설치되며, 하부에는 호퍼(55)가 설치되어 있으며, 상기 하전부(40)는 상기 고전압공급장치(30)에서 발생하는 고전압을 전달받는다. 상기 구성의 개별동작과정은 도 2에서 상세히 설명하였기에 생략한다.
상기 본 발명에 따른 동작과정을 설명하면, 상기 흡입통로(10)로 유입되는 분진입자가 상기 하전부(40)에 유입되면 고전압공급장치(30)에 의해 코로나방전이 발생되어 분진입자가 대전된다. 대전된 분진입자는 상기 흡입통로(10)를 통하여 상기 여과집진부(50)의 여과포(51)에 유입되어 이온나이져(Ionizer) 현상에 의하여 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite) 구조로 여과포(51)의 섬유에 분진층이 형성된다. 여과포(51)에 부착된 분진은 탈진장치(80)에 의해 쉽게 탈진되고 상기 호퍼(55)로 떨어져 이송장치에 의해 이송되며, 상기 여과포(51)에 의해 고저항분진 및 미세분진까지 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
도 7은 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 다른 일실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 흡입통로(10), 고전압공급장치(30), 여과집진부(50), 탈진장치(80), 공기발생기(70), 및 배기통로(90)로 구성되며, 상기 흡입통로(10)의 끝단을 상기 여과집진부(50)에 설치하고, 상기 하전부(40)를 상기 여과집진부(50) 자체에 설치되되, 여과포(51) 내부 중앙에 방전전극(45)을 설치하고, 상기 여과포(51)를 지지하는 백케이즈(bag cage)를 대향전극(46)으로 하여 상기 고전압공급장치(30)에서 발생되는 고전압을 상기 여과포(51) 내의 방전전극(45)에 전달되게 한다. 상기 구성의 개별동작과정은 도 2에서 상세히 설명하였기에 생략한다.
상기 본 발명의 동작과정을 설명하면, 상기 흡입통로(10)의 끝단을 상기 여과집진부(50)에 설치하고, 상기 하전부(40)를 상기 여과집진부(50) 자체에 설치되되, 여과포(51) 내부 중앙에 방전전극(45)을 설치하고, 상기 여과포(51)를 지지하는 백케이즈를 대향전극(46)으로 하여 상기 고전압공급장치(30)에서 발생되는 고전압을 상기 방전전극(46)에 전달되게 한다.
상기 흡입통로(10)로 유입되는 분진입자가 상기 여과집진부(50)에 유입되면 고전압공급장치(30)에 의해 상기 방전전극(45)에서 코로나방전이 발생되어 여과포(51) 전체에 강한 전계가 형성되어 분진입자가 여과포(51)에 근접되면 분진입자가 대전된다. 대전된 분진입자가 강한 전계가 형성된 상기 여과포(51)에 부착될때 이온나이져(Ionizer) 현상에 의하여 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite)구조로 여과포(51)의 섬유에 분진층이 형성된다. 여과포(51)에 부착된 분진은 탈진장치(80)에 의해 쉽게 탈진되어 상기 호퍼(55)로 떨어져 이송장치에 의해 이송되고, 상기 여과포(51)에 의해 고저항분진 및 미세분진까지 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
도 8은 본 발명에 따른 정전여과포 집진장치의 또 다른 일실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 고전압전원장치(35,35'), 집진부(60) 및 여과포 집진장치(100)(도 1참조)로 구성되며, 상기 고전압전원장치(35,35')는 상기에서 상세히 설명하였기에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 집진부(60)는 전기집진기(41)와 플라즈마반응기(42)로 구성되며 상기 여과포집진장치(100) 앞단에 설치되어 상기 고전압전원장치(35,35')에서 공급되는 고전압을 인가받아 상기 흡입통로(10)를 통하여 유입되는 배기가스 중의 입자의 크기가 큰 분진 및 유해가스를 제거한다.
상기 전기집진기(41)는 상기 고전압전원장치(35)의 전원장치(31)에서 정류기(도시안됨)를 부(-)극성으로 하고 상기 펄스발생장치(32)를 통하여 출력되는 고전압을 공급받아 첨예한 고전압펄스 코로나 방전이 되게 한다. 이때, 상기 전기집진기(41)내에 유입된 분진입자는 대전되어 입자가 비교적 큰 분진은 대향전극(46)에 부착되고 탈진장치(80')에 의해 대향전극에 부착된 분진은 하단의 호퍼(55)로 떨어진다.
상기 플라즈마 발생기(42)는 상기 고전압전원장치(35')의 전원장치(31')에서 정류기(도시안됨)를 양(+)극성으로 하고 상기 펄스발생기(32')를 통하여 출력되는 고전압을 공급받아 플라즈마반응기(42)의 방전전극(45')에 펄스폭이 좁고, 펄스상승시간이 짧은 고전압이 인가되어 상기 전기집진기(41)에서 분진(먼지)이 제거된 유해가스를 스트리머 코로나 방전에 의해 발생되는 플라즈마 전리기체에 의해 플라즈마상의 활성종에 의한 화학적산화 및 환원반응이 동시에 일어나는 플라즈마 상변화학반응을 통하여 유해가스를 무해성분의 미립자로 변환되게 한다.
상기 전기집진기(41)와 플라즈마반응기(42)를 통하여 배기가스중의 비교적 큰 분진과 유해가스가 제거되고, 대전되었지만 제거되지 않은 미세분진 입자는 여과포집진기(100)내의 여과집진부(50)에 유입되고 대전된 미세분진입자는 이온나이져(Ionizer)현상에 의하여 수지상 돌기형태의 덴드라이트(Dendrite)구조로 여과포(51)의 섬유에 분진층을 형성하면서 부착된다. 상기 여과포(51)에 부착된 분진은 탈진장치(80)에 의해 쉽게 탈진되어 상기 호퍼(55)로 떨어져 이송장치에 의해 이송되고, 상기 여과포(51)에 의해 고저항분진 및 미세분진까지 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
상기 본 발명에 따른 분진을 집진하는 정전여과포 집진방법을 요약하면, 흡입통로를 배기가스를 유입시키는 유입단계와, 상기 단계에서 유입된 분진입자를 대전시키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 제1고전압 발생 단계와, 상기 제1고전압 발생단계에서 발생된 고전압에 의한 코로나 방전을 발생되게 하여 상기 유입단계에서 유입된 분진입자를 대전되게 하여 분진을 제거하는 단계와, 상기 대전단계에서 분진이 제거된 유해가스를 화학반응을 일으키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 제2고전압 발생단계와, 상기 제2고전압 발상단계에서 발생된 고전압에 의한 스트리머 코로나 방전에 의해 발생되는 플라즈마 전리기체와 분진이 제거된 유해가스가 화학적으로 반응하는 반응단계와, 상기 반응단계에서 유해가스가 제거된 미세분진이 여과포에 부착되게 하는 부착단계와, 상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 탈진시키는 탈진단계로 하여 미세분진까지 제거된 공기는 배기통로(90)를 통하여 대기로 배출된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 분진입자를 이온나이져 현상에 의해 대전시켜 여과포에 집진되게 하는 것으로, 인체에 직접적으로 유해한 미세분진 및 고저항분진까지 제거할 수 있는 효과가 있고, 전기집진장치에서 발생되는 재비산을 없앨 수 있고, 여과포에서 눈막힘 현상이 대폭 줄어들기 때문에 압력손실을 크게 줄일 수 있고, 동력비를 절감할 수 있어 운전성능을 극대화시킬 수 있는 효과가 있으며, 또한, 여과포의 수량을 축소시킬 수 있고, 여과포 재질의 선택에 있어 저렴한 재질을 사용할 수 있으며, 제작원가를 절감시킬 수 있고 여과포집진장치의 운전수명을 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래에 사용하던 여과포집진장치에 간단히 적용할 수 있으므로 종래의 집진성능을 고효율집진성능으로 쉽게 개선할 수 있으며, 대유량의 배기가스 제거용으로 사용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 배기가스 집진방법에 있어서,
    흡입통로를 통하여 배기가스를 유입시키는 유입단계와,
    상기 단계에서 유입된 분진입자를 대전시키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 고전압 발생 단계와,
    상기 고전압발생단계에서 발생된 고전압에 의해 코로나 방전을 발생되게 하여 상기 유입단계에서 유입된 분진입자를 대전시키는 대전단계와,
    상기 대전단계에서 대전된 분진입자를 여과포에 부착되게하는 부착단계와, 상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 주기적으로 탈진시키는 탈진단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고전압발생단계는 부(-)극성에 의한 고전압 펄스를 발생하기 위해 전원을 공급하는 전원공급단계와,
    상기 전원공급단계에서 공급되는 고전압을 방전단속 수단을 이용하여 펄스폭이 극히 좁고, 펄스 상승시간이 극히 짧은 첨예한 고전압펄스 코로나 방전이 되게 하는 펄스 발생단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법.
  3. 배기가스 집진장치에 있어서,
    배기가스가 유입되게 하는 흡입통로(10)와,
    고전압을 발생하여 하전부(40)의 방전전극(45)에 인가하는 고전압공급장치(30)와,
    상기 고전압공급장치(30)로부터 고전압을 인가받아 유입되는 분진입자를 대전되게 하는 하전부(40)와,
    상기 하전부(40)에 대전된 분진입자를 여과포(51)에 의해 포집하는 여과집진부(50)와,
    상기 여과집진부(50)에서 포집된 분진을 탈진하여 호퍼(55)에 모이게 하는 탈진장치(80)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하전부(40)를 상기 흡입통로(10) 내부의 일정위치에 설치된 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하전부(40)를 상기 여과집진부(50)의 입구에 설치되되, 상기 하전부(40)와 상기 여과집진부(50)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하전부(40)를 상기 여과집진부(50) 내부에 설치되되, 여과포(51) 내부 중앙에 방전전극(45)을 설치하고, 여과포(51)를 지지하는 백케이즈를 대향전극(46)으로 설치하여 여과집진부(50) 자체에서 코로나방전이 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 고전압공급장치(30)는 전원장치(31)에 의해 구성되어 고전압을 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 고전압공급장치(30)는 고전압전원장치(35)에 의해 구성되어 고전압을 발생되게 하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  9. 배기가스 집진방법에 있어서,
    흡입통로를 통하여 배기가스를 유입시키는 유입단계와,
    상기 단계에서 유입된 분진입자를 대전시키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 제1고전압 발생 단계와,
    상기 제1고전압 발생단계에서 발생된 고전압에 의한 코로나 방전을 발생되게 하여 상기 유입단계에서 유입된 분진입자를 대전시키는 대전단계와,
    상기 대전단계에서 대전된 분진입자가 대향전극에 부착되어 집진되는 집진단계와,
    상기 집진단계에서 대향전극에 집진된 분진을 탈진시키는 제1탈진단계와,
    상기 집진단계에서 입자가 큰 분진이 집진되고 남은 미세분진이 여과포에 부착되게하는 부착단계와,
    상기 부착단계에서 여과포에 부착된 분진을 탈진시키는 탈진단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1탈진단계후에, 상기 집진단계에서 분진이 제거된 유해가스를 화학반응을 일으키기 위하여 고전압을 발생되게 하는 제2고전압 발생단계와,
    상기 제2고전압 발상단계에서 발생된 고전압에 의한 스트리머 코로나 방전에 의해 발생되는 플라즈마 전리기체와 분진이 제거된 유해가스가 화학적으로 반응하는 반응단계와,
    상기 반응단계에서 유해가스가 제거된 미세분진이 여과포에 부착되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진방법.
  11. 배기가스 집진장치에 있어서,
    고전압을 발생하여 전기집진기(41)의 방전전극(45)에 인가하는 고전압 전원장치(35)와,
    상기 고전압전원장치(35)로부터 고전압을 인가받아 흡입통로(10)를 통하여 유입되는 분진입자를 대전시켜 집진되게하는 전기집진기(41)와,
    상기 전기집진기(41)를 통하여 유입되는 미세분진을 여과포(51)에 의해 포집되게 하는 여과집진부(50)와,
    상기 여과집진부(50)에서 포집된 분진을 탈진하여 호퍼(55)에 모이게 하는 탈진장치(80)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전 여과포 집진장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전기집진기(41)와 여과집진부(50) 사이에 설치되되, 고전압을 발생하여 플라즈마반응기(42)의 방전전극(45')에 인가하는 고전압전원장치(35')와,
    상기 고전압전원장치(35')로부터 고전압을 인가받아 스트리머 코로나 방전에 의해 발생되는 플라즈마 전리기체와 상기 전기집진기(41)에서 분진이 제거된 유해가스가 화학적으로 반응하는 플라즈마반응기(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 플라즈마반응기(42) 후단에 설치되되, 고전압을 발생하여 전기집진기(41)의 방전전극(45)에 인가하는 고전압전원장치(35)와,
    상기 고전압전원장치(35)로부터 고전압을 인가받아 상기 플라즈마반응기(42)를 통하여 유입되는 유해가스가 제거된 미세분진을 대전시켜 집진되게 하는 전기집진기(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전에 의한 정전여과포 집진장치.
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