KR20010023156A - 필터와 정전기적 분리기의 조합 - Google Patents

필터와 정전기적 분리기의 조합 Download PDF

Info

Publication number
KR20010023156A
KR20010023156A KR1020007001782A KR20007001782A KR20010023156A KR 20010023156 A KR20010023156 A KR 20010023156A KR 1020007001782 A KR1020007001782 A KR 1020007001782A KR 20007001782 A KR20007001782 A KR 20007001782A KR 20010023156 A KR20010023156 A KR 20010023156A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter element
grounded
filter
electrostatic
dust
Prior art date
Application number
KR1020007001782A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100348168B1 (ko
Inventor
스탠리존. 밀러
Original Assignee
에너지 & 인바이런멘탈 리서치 센터 파운데이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에너지 & 인바이런멘탈 리서치 센터 파운데이션 filed Critical 에너지 & 인바이런멘탈 리서치 센터 파운데이션
Publication of KR20010023156A publication Critical patent/KR20010023156A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100348168B1 publication Critical patent/KR100348168B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/155—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/80—Cleaning the electrodes by gas or solid particle blasting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351—Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

본 발명의 입자성 공기 오염물 조절장치 및 방법은 여과와 정전기적 수집장치를 조합한다. 본 발명은 복수의 필터요소(24)열을 수용하는 챔버를 포함한다. 각 필터요소(24) 열 사이에 접지된 플레이트(26)가 배치된다. 접지된 플레이트(26)와 필터요소(24) 사이에 전극 그리드(28)가 배치되어 각 필터요소(24)열 사이에 정전기적 침전지대를 생성한다. 공기를 반대방향으로 분사함으로써 필터요소(24)가 세정될 때 백으로 부터 제거된 먼지는 인접한 필터요소(24)보다는 정전기적 침전지대에 수집될 것이다.

Description

필터와 정전기적 분리기의 조합{COMBINATION OF FILTER AND ELECTROSTATIC SEPARATOR}
발전소와 같은 시설에서 가스매체속에서 포함된 고체물질, 액체 입자, 연기형태의 미립자, 다양한 형태의 연기, 유해 먼지, 또는 중력에 의해 가스매체로 부터 쉽게 분리될 수 없는 현탁된 고체 물질로 구성될 수 있는 입자성 공기 오염물을 생성할 수 있다. 유사하게 식품산업, 제약 산업 또는 화학공업과 같은 산업에서 수집되어야 하는 매우 미세한 분말을 생성할 수 있다. 이러한 먼지는 연료 또는 폐기물의 연소나 열처리, 화학적 처리, 식품 가공, 시멘트 가마, 또는 분말 취급을 포함한 다양한 공급원에서 나온다.
입자성 공기 오염물을 감소시키는 한가지 공지 방법은 전통적인 펄스-젯트 백하우스(baghouse)를 사용한다. 전형적인 펄스-젯트 백하우스는 4 내지 6인치 직경과 7 내지 20피트 길이의 수많은 백 또는 여과 튜브를 포함하며 튜브 쉬이트에 매달린다. 입자성 먼지는 연소가스가 백의 직물을 통해 내부로 통과하는 동안 백의 외면상에 수집되고 이후에 가스는 백 상부를 통해 청정 공기 공간으로 들어가고 이후에 굴뚝에서 빠져나온다. 정상 여과공정동안 백이 붕괴되는 것을 방지하기 위해서 백 내부에 케이지가 설치된다. 백을 세정하기 위해서 각 백위에 공기 노즐이 설치된다. 고압공기를 백내부에 신속히 적용함으로써 백이 세정된다. 이러한 고압공기는 백을 빠르게 팽창시켜 백을 통한 가스흐름 방향을 순간적으로 역전시키는데, 그래서 백의 먼지가 제거된다. 전형적인 공지기술의 백하우스에서 백은 수인치 간격의 사각형 배열로 배향된다. 백은 한번에 한 열씩 순차적으로 대략 열당 15개의 백으로 공기 분사에 의해 세정된다. 세정되는 열에 인접한 제 2 백열을 통한 정방향 여과와 작은 백 간격 때문에 한 백열에서 제거된 먼지의 대부분이 인접한 백열에 다시 수집된다. 결과적으로 공기가 백을 통해 공급된 후 매우 큰 먼지 응집체 만이 호퍼에 도달한다. 백 세정후 먼지의 수집 현상은 더 높은 여과 속도에서 공지 기술의 백하우스를 작동시키는데 주요한 장애이다(에어-투-클로우쓰(A/C) 비율로 알려진).
입자성 공기 오염물 조절을 위한 한가지 공지방법은 미국특허 4,904,283(Hovis, 1990, 2, 27 등록)에서 발표되는데, 이 방법으로 일단계는 여과 및 정전기적 침전을 통합한다. 고전압 전극이 필터백 중심에 설치되고 접지된 전극이 백내에 있다. 이 방법의 한가지 문제는 재포함 및 재수집 없이는 백에서 수집된 먼지를 호퍼로 전달시킬 효과적인 방법이 없다는 것이다.
또다른 입자성 공기 오염물 조절 방법(미국특허 5,217,511, Plaks, 1993. 6. 8. 등록)은 펄스-젯트 세정 백 사이에 고전압 전극을 배치시킨다. 이 방법의 주요문제는 재포함 및 재수집없이 백으로 부터 호퍼까지 먼지를 전달시킬 효과적인 방법이 없다는 점이다.
또다른 입자성 공기 오염물 조절 방법(미국특허 5,024,681, 5,158,580, Chang, 1991. 6. 18, 1992. 10. 27. 등록)은 정전기적 침전기로 부터 하류에 설치된 고비율 직물 필터를 사용하고 침전기와 직물 필터 사이에 별도의 사전충전기 지대를 설치한다. 이 경우에도 재포함 및 재수집 없이는 먼지를 제거할 효과적인 방법이 없다.
또다른 조절 방법(미국특허 4,357,151, Helfritch, 1982. 11. 2. 등록)은 고전압 전극이 필터 외부쉘로서 원통형 천공된 접지표면과 원통형 쉘 내부의 주름진 필터 매체 사이에 존재하는 동일한 하우징으로 조합된 정전기적 수집 및 여과를 사용하는 입자 수집방법을 발표한다. 이 방법도 유사한 문제가 있다.
또다른 조절 방법(WO-A-90/07382, Hunt)은 필터백 내부에 접지된 케이지 지지물과 필터 사이에 놓인 둥근 전극으로 구성된 섬유 충전방법과 느슨하게 매달린 섬유를 갖는 필터의 사용을 발표한다. 접지면과 전극의 배치가 역전될지라도 WO-A-90/07382 의 목적은 먼지 케이크에 충분한 두께를 제공하여서 입자와 가스 불순물을 만족스럽게 분리시키는 것이다. 따라서 WO-A-90/07382 는 가스 스트림에 재포함 및 백 표면에 재수집이 없이는 호퍼로 먼지를 전달할 수단이 없다.
그러므로 입자성 공기 오염물을 효과적으로 조절하는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명의 특징
본 발명은 공지기술에서 발견되는 문제들을 해결하는 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 공지기술의 문제점을 극복한 필터 요소와 정전기적 침전지대의 조합을 사용하여 입자성 공기 오염물을 조절하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 필터요소와 접지된 플레이트 사이에 고전압 전극이 배치된 입자성 공기오염을 조절 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 효과적인 방식으로 필터로 부터 먼지를 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치에서 복수의 필터요소는 열을 지어서 배열되고 접지된 플레이트가 각 열 사이에 위치되고 전극 그리드가 각 접지된 플레이트와 필터 요소열 사이에 위치된다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치에서 가스는 복수의 필터요소열의 각 단부에서 챔버로 도입된다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치에서 가스는 필터요소 아래로 부터 챔버에 도입된다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 접지 플레이트로 부터 제거된 먼지를 수집하기 위해 정전기적 침전지대 아래에 배치된 호퍼를 포함한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 고압 공기를 필터 요소로 안내함으로써 필터 요소를 세정하기 위해서 각 필터요소 위에 배치되는 복수의 공기 노즐을 포함한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 필터요소로 부터 먼지를 제거하기 위해서 복수의 공기 펄스를 사용한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치에서 정전기적 침전지대는 필터요소를 지나 수평으로 연장된다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치에서 정전기적 침전지대는 필터요소를 지나 수직으로 연장된다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 지그재그 패턴으로 배열된 필터요소열을 포함한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 Gore-Tex 막 필터매체로 구성된 직물을 갖는 필터요소를 사용한다.
본 발명의 입자성 공기 오염물 조절 방법 및 장치는 더러운 공기 흐름을 정전기적 침전지대로 안내하기 위해서 필터요소열의 각 단부에 위치된 여러 개의 배플을 포함한다.
발명의 요약
본 발명의 장치 및 방법은 가스매체내 입자성 공기 오염물을 조절하는데 사용된다. 본 발명은 챔버를 통해 가스를 흐르게 하는 입력 포트 및 출력 포트를 포함한 챔버, 챔버내에 배치된 복수의 필터요소, 챔버내에 배치된 하나 이상의 접지된 플레이트, 필터요소와 접지된 플레이트 사이에 배치되어서 정전기적 침전지대를 형성하는 하나 이상의 고전압 전극으로 구성된다. 본 발명은 필터요소로 부터 정전기적 침전지대 쪽으로 먼지를 방출시킴으로써 필터요소로 부터 먼지를 효과적으로 제거한다.
본 발명은 공기오염 처리에 관계한다. 특히 본 발명은 입자성 공기 오염물을 조절하는 장치 및 방법에 관계한다.
도 1 은 본 발명의 한 구체예의 사시도이다.
도 2 는 발전된 혼성 입자 수집기(AHPC) 용기 내부를 보여주도록 상부와 튜브 쉬이트가 제거된 도 1 구체예의 사시도이다.
도 3 은 상부와 두 개의 측부가 제거된 도 1 구체예의 사시도이다.
도 4 는 도 1 에 도시된 AHPC 용기의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 평면도이다.
도 6 내지 8 은 본 발명의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 또다른 구체예의 사시도이다.
도 10 는 본 발명의 또다른 구체예의 단면도이다.
도 11 는 본 발명의 또다른 구체예의 평면도이다.
도 12 는 본 발명의 또다른 구체예의 평면도이다.
* 부호설명
10,10A,10B ... AHPC 용기 12,12A ... 측벽
14,14A ... 단부벽 16,16A ... 호퍼
18,18A ... 입력 덕트 20,20A ... 청정 가스 공간
22,22A ... 출력 덕트 24 ... 필터백
26 ... 접지플레이트 28 ... 전극그리드
30 ... 절연체 32,32B ... 정전기적 침전지대
34 ... 배플 36 ... 화살표
38 ... 먼지층 42 ... 화살표
44 ... 펄스 노즐
도 1 은 본 발명의 발전된 혼성 입자 수집기(AHPC)를 보여준다. AHPC 용기(10)는 한 쌍의 측벽(12)과 한 쌍의 단부벽(14)을 포함하며, 이들은 챔버를 형성한다. 측벽(12)과 단부벽(14) 아래에 입자를 수집하는 호퍼(16)가 있다. 각 단부벽(14)상에 AHPC 용기(10)에서 연소가스 입력 또는 더러운 공기 입력으로 작용하는 입력 덕트(18)가 위치한다. AHPC 용기(10) 상부상에 연소 가스 출력으로 작용하는 출력 덕트(22)에 연결된 청정가스공간(20)이 있다. 작동시 오염된 연소가스가 입력덕트(18)를 통해 AHPC 용기(10)에 도입되고 세정된 가스가 출력덕트(22)를 통해 제거된다. 연소가스로 부터 제거된 입자성 공기오염물은 궁극적으로 호퍼(16)에 수집된다.
도 2 는 챔버 내부를 드러내기 위해서 청정가스 공간(20) 상부 및 하부 표면이 제거된 AHPC 용기(10)의 사시도이다. 유사하게 도 3 은 입력덕트(18)중 하나, 출력 덕트(22) 및 측벽(12)과 단부벽(14)중 하나가 제거된 청정가스공간(20)을 갖는 AHPC 용기(10)를 보여준다.
도 2 및 3 에 도시된 바와 같이 복수의 필터백(24)이 AHPC 용기(10)내에 열을 지어서 배열된다. 필터백(24)은 와이어 케이지(도시 안된) 둘레에 배치된 기다란 원통형 백으로 구성된다. 필터백(24)의 상부 단부는 개방되어서 튜브 쉬이트를 통해 청정가스 공간(20)과 통한다. 백(24)의 하부 단부는 밀봉된다. 필터백(24)의 하부 단부는 폐쇄된다. 입력 덕트(18)를 통해 가스가 AHPC 용기(10)에 도입될 때 가스는 백(24)을 통해 청정가스 공간(20)으로 흐른다. 이러한 방식으로 AHPC 용기(10)에 도입된 가스는 AHPC 용기(10)를 떠나기전 필터백(24)을 통해 흘러야 한다. 한 구체예에서 AHPC 용기(10)를 통한 가스의 흐름은 분당 8 내지 24피트의 여과속도로 흐른다.
각 필터백(24)열 사이에 접지된 플레이트(26)가 있다. 각 필터백(24) 열과 각 인접한 접지 플레이트(26) 사이에 전극 그리드(28)이 있다. 전극 그리드(28) 각각은 절연체(30)에 의해 AHPC 용기(10)로 부터 절연된다. 각 전극 그리드(28)는 인접한 접지 플레이트(26)와 함께 정전기적 침전(ESP) 지대(32)를 형성한다. ESP 지대(32)는 각 필터백(24) 열의 각 측부상에 형성된다. 이러한 방식에서 입자함유 가스가 ESP 지대(32)를 통과할 때 입자는 접지된 플레이트(28)상에 수집된다. 백(24), 전극 그리드(28) 및 접지된 플레이트(28)는 전극 그리드(28)가 백(24)보다 접지된 플레이트(26)에 더 가깝도록 간격이 떨어진다. 한 구체예에서 각 백(24)으로 부터 인접한 전극 그리드(28)까지 거리는 백(24)으로 부터 인접한 접지 플레이트(28)까지 총거리의 51 내지 80%이다. 도 2 및 3 에는 가스를 입력 덕트(18)로 부터 ESP 지대(32)로 안내하는 복수의 배플(34)이 존재한다.
도 5 는 필터백(24), ESP 지대(32) 및 배플의 배치를 보여주는 AHPC 용기(10)의 평면도이다. 도 5 에 도시된 화살표는 AHPC 용기(10)를 통한 가스흐름 방향을 보여준다. 가스가 챔버에 도입되고 배플(34)에 의해 ESP 지대(32)에 안내된다. 이후에 가스는 필터백(24)을 통해 청정 가스 공간(20)으로 흐르고 출력덕트(22)를 통해 빠져나온다.
도 6 내지 8 은 한 필터백열의 확대된 단면도로서 본 발명의 작동을 상세히 보여준다.
본 발명의 작동을 완벽하게 이해하기 위해서 AHPC 용기(10)의 하우징을 연속 유체 접촉 상태에 있는 5개의 지대로 분할하여 관찰하는 것이 도움이 된다. 지대 1은 더러운 가스를 수집지대로 도입하는 입력덕트 및 배플로 구성된다. 지대 2 는 정전기적 수집 영역으로서 복수의 고전압 전극 또는 전극 그리드(28)와 접지된 수집 플레이트(26)로 구성된다. 지대 3은 여과영역으로서 복수의 필터요소 또는 필터백(24)으로 구성된다. 지대 4는 지대 2 및 3 아래에 위치된 먼지 수집 호퍼(16)이다. 지대 5는 지대 2 및 3 위에 있는 청정 공기 공간으로서 백 세정 블로우백 파이프 및 노즐(44), 백(24)에 접근시키는 공간, 및 세정된 가스를 팬 및 방출 스택(도시 안된)으로 통과시키는 출력 덕트(22)를 포함한다.
도 6 은 본 발명의 정상적 입자 수집 모드를 보여준다. 더러운 가스는 입력덕트(18)(지대 1)에 의해 AHPC 용기에 도입된다. 공기 배플(34)은 가스를 ESP 지대(32)로 흐르게 하며, ESP 지대는 전극 그리드(28)와 접지된 플레이트(26) 사이에 위치된다(도 5). 배플(34)은 화살표(36) 방향으로 가스를 흐르게 한다. 전극 그리드(28)와 접지된 플레이트(26)에 의해 발생된 전기장에 의해서 ESP 지대의 입자는 즉시 전하를 띄게 되고 입자의 전하와 전기장 세기에 따른 속도(이동속도)로 접지된 플레이트(26) 쪽으로 이동한다. 모든 가스는 백(24)을 통해 지대 2로 부터 지대 3으로 통과해야 하므로 와이어 또는 전극 그리드(28)를 통과하는 플레이트에 수직인 속도 성분이 존재한다. 플레이트(26)를 향한 입자의 이동속도가 백(24)을 향한 가스 속도 성분보다 크기 때문에 대부분의 입자는 전극 그리드(28)를 통해 백(24)에 운반되기 보다는 플레이트(26)상에 수집될 것이다. 이상적인 층류 흐름 조건하에서 백(24)을 향한 가스 속도보다 적은 이동속도를 갖는 입자만이 정상적인 여과동안 백(24)d에 도달할 것이다. 그러나 교란흐름의 존재와 흐름 오분포 때문에 작은 비율의 먼지(10% 미만)가 정상 수집 작업동안 백(24)에 도달한다. 그러나 백(24)의 여과면에 도달하는 입자의 수집은 입자가 전하를 띠기 때문에 향상된다. 전하를 띤 입자는 추가 쿨롱 인력에 의해 입자를 접지된 또는 중성 표면으로 안내하므로 더 용이하게 수집된다. 추가로 전하를 띤 입자로 부터 형성된 먼지 케이크는 다공성이어서 더 낮은 압력강하를 일으킨다. 초미립자 수집은 직물에 도달하기전 먼지의 90% 이상을 제거하고, 입자를 전하를 띠게 하고, 적절한 막과 직물을 사용하여 여과 표면에 도달하지 않은 입자를 높은 효율로 수집함으로써 달성된다. 백(24)을 통해 흐른 후 가스는 화살표(42) 방향으로 청정 공기 공간(20)내로 상향으로 흐른다. 결과적으로 청정 가스 공간(20)에 도달한 가스는 매우 깨끗하다. 이후에 깨끗한 가스가 출력 덕트(22)(도 1)를 통해 스택으로 보내진다.
도 7 은 백 세정공정을 보여준다. 먼지는 접지된 플레이트(26)와 필터백(24)상에 축적되므로 주기적으로 제거되고 지대 2 및 3 으로 부터 호퍼(16) 또는 지대 4로 전달되어야 한다. 각 필터백(24) 위에 공기 펄스를 필터백(24)을 통해 아래로 안내할 수 있는 펄스 노즐(44)이 위치된다. 한번에 한 백열이 가압 공기나 펄스 노즐(44)에서 나온 가스의 역 펄스에 의해 세정된다. 펄스는 대부분의 먼지를 백(24)으로 부터 떨어뜨리기에 충분한 에너지를 가진다. 그러나 수많은 먼지는 입자에 재포함되며 호퍼에 직접 떨어지기에는 너무 작다. 이들은 작은 입자이지만 백상에 최초로 수집된 입자보다 훨씬 큰 입자로 응집된다. 전통적인 백하우스에서 이들 입자는 백(24)상에 즉시 재수집될 것이다. 본 발명에서는 백(24)이 충분한 에너지와 부피의 펄스를 받아서 재포함된 먼지가 고전압 와이어를 지나 지대 2, ESP 지대로 방출되어서 전하를 띠게 되므로 플레이트(26)상에 포착된다. 이들 재포함된 입자는 백상에 최초로 수집된 입자보다 훨씬 크므로 최초의 미립자보다 ESP 지대에 더 용이하게 포착된다.
세정 공정을 개선하기 위해서 본 발명은 두 번의 세정 펄스를 활용할 수 있다. 먼저 고압 단기간 펄스가 적용되고 이후에 저압 장기간 펄스가 적용된다. 제 1 펄스는 15 내지 150psig의 압력과 0.01 내지 0.5초의 기간을 갖는다. 제 2 펄스는 1 내지 15psig의 압력과 0.5 내지 10초의 기간을 갖는다. 역으로 제 1 펄스가 1 내지 15psig의 압력과 0.5 내지 10초의 기간을 가지고 제 2 펄스가 15 내지 150psig의 압력과 0.01 내지 0.5초의 기간을 가질 수 있다. 물론 본 발명은 단일 펄스나 다중 펄스를 사용할 수 있다.
특히 플레이트(26)는 백 세정공정 끝 무렵에 0.1 내지 8초간 차단된 전기장을 써서 세정되어 플레이트(26)로 부터 먼지가 방출된다. 또다른 구체예에서 백세정 및 플레이트 래핑(rapping)동안 전기장의 극성이 역전된다.
또다른 열의 백(24), 전극 그리드(28) 및 플레이트(26)는 동일한 백(24)상에 재포함된 먼지가 수집되는 것을 방지하는 "전자 커텐" 작용을 한다. 플레이트(26)는 인접한 열의 백(24)상에 먼지가 재수집되는 것을 방지한다.
먼지층(38)은 접지된 플레이트(26)로 부터 주기적으로 제거되어야 한다. 도 8 은 접지된 플레이트(26)로 부터 먼지와 입자를 제거하거나 먼지를 지대 2에서 호퍼(16) 또는 지대 4로 전달시키는 플레이트 털기 공정을 보여준다. 전극 그리드(28)로 부터 고전압이 단락되면 접지된 플레이트(26)가 진동되어서 큰 응집체가 떨어지고 이후에 호퍼(16)에 떨어진다. 일부 먼지는 호퍼(16)에 도달하기에는 너무 작아서 입자로서 재포함된다. 대부분의 재포함된 입자는 플레이트(26)상에 재수집된다. 털기 과정에서 재포함되며 ESP 지대(32)에 침투하는 나머지 미세한 먼지는 필터백(24)에 의해 높은 수집 효율로 수집될 것이다. 플레이트 세정은 고전압을 단락시키지 않고도 수행될 수 있다.
도 9 는 본 발명의 또다른 구체예를 보여준다. 도 9 는 일부를 제외하고는 도 1 에 도시된 AHPC 용기(10)와 동일한 AHPC 용기(10A)를 보여준다. AHPC 용기(10A)에서 더러운 연소가스가 측부에서 보다 필터백(24)열 아래로 부터 도입된다. 도 9 에서 연소가스 입력덕트(18A)가 AHPC 용기(10A)의 챔버 아래에 위치되어서 더러운 연소가스가 필터백(24) 및 ESP 지대(32) 아래에 도입된다. 필터백(24)에 도달하기 위해서 연소가스는 인접한 접지 플레이트에 의해 형성된 채널속으로 상향으로 흐른다. 출력덕트(22A)와 청정가스 공간(20A)은 도 1 에 도시된 것과 동일하다.
도 10 은 본 발명의 또다른 형태를 보여준다. 도 10 은 ESP 지대(32B)가 백(24B)으로 부터 멀리 하향으로 연장된 것을 제외하고는 도 1 의 AHPC 용기(10)와 동일한 AHPC 용기(10B)를 보여준다. 이 구체예의 목적은 먼지가 필터백(24)에 도달하기전 많은 비율의 먼지를 포착하는 것이다. 이 차이는 도 10 과 도 4 를 비교함으로써 알 수 있다.
도 11 은 본 발명의 또다른 구체예를 보여준다. 도 11 은 ESP 지대(32C)가 필터백(24C) 열 너머로 수평으로 연장된 것을 제외하고는 도 5 와 유사하다. 입력 덕트(18C)에 의해 도입된 가스는 필터백(24C)에 도달하기전 ESP 지대(32) 너머로 통과해야 한다. 이 구체예에서 연소가스는 백 영역에 도달하기전 연장된 정전기적 지대(32B)를 통과해야 한다. 이 구체예의 목적은 먼지가 필터백(24)에 도달하기전 많은 비율의 먼지 포착을 보장하는 것이다. 이 구체예의 차이는 도 11 과 도 5 를 비교하면 알 수 있다.
도 12 는 본 발명의 또다른 구체예이다. 도 12 의 구체예는 ESP 지대(32D)가 지그재그 패턴을 형성하는 것을 제외하고는 도 5 의 구체예와 동일하다. 접지된 플레이트(26D)와 전극 그리드(28D)는 도시된 대로 배열된 복수의 직선 세그멘트를 포함한다. 혹은, 접지된 플레이트(26D) 또는 전극 그리드(28D)가 곡선형이거나 지그재그형 이외의 형태일 수 있다.
최상의 결과를 위해서 본 발명의 필터백(24)은 고수집 효율을 달성할 수 있으며 빈번한 고에너지 펄스를 견딜 수 있는 복잡한 직물로 구성되어야 한다. 추가로, 선택된 직물은 매우 심한 화학적 환경(고함량의 SO3와 같은)하에서도 신뢰성이 있어야 한다. 필터백(24)은 W.L. Gore and Associations, Inc.에 의해 제조된 것과 같은 펠트형 또는 직물 지지재료에 적층된 미세다공성 발표된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 구성된 Gore-Tex 펠트상의 Gore-Tex 막으로 구성된다. 또다른 필터요소는 종이 또는 직물로 구성된 필터 카트리지를 사용한다. 선호되는 필터 카트리지는 W.L. Gore and Associations, Inc.에 의해 제조된 Gore-Tex 경량 펄스 필터 카트리지로 구성된다. 또다른 필터 요소는 세라믹 가스 필터이다. 적당한 세라믹 가스 필터의 일례는 CeraMem Separation 에 의해 제조된 CeraMem이다.
전극 그리드(28)는 와이어 또는 강직성 프레임 형태의 고전압 코로나 방전 전극으로 구성된다. 코로나가 후방보다 전극의 플레이트면에 집중되도록 방향성 코로나 전극이 사용된다. 추가로 다른 형태의 전극이 사용될 수 있다. 또다른 구체예에서 백은 전극 그리드(28)와 백(24) 사이에 위치된 일렬의 접지된 와이어를 포함시켜 보호될 수 있다. 그러나 심한 스파크 상태를 제외하고는 추가 접지된 와이어 열은 불필요하다. 또다른 구체예는 큰 발전소에 사용하기 위한 다중 용기를 사용한다.
본 발명의 ESP와 여과모드간에 주요한 공동상승효과가 있다. 필터요소는 정상작동 및 래핑동안 과잉 ESP 방출물을 수집하며 ESP는 세정동안 필터요소로 부터 재포함된 먼지를 수집하여서 압력강하 제어능을 크게 개선하며 고 A/C 비율로 작동된다. 본 발명은 고 수집효율을 가져오므로 종래의 ESP 장치보다 훨씬 적은 플레이트 수집 면적과 종래의 백하우스에서 보다 훨씬 적은 여과 면적을 필요로 한다. 선호되는 구체예에서, 직물은 12피트/분의 A/C 비율에서 작동된다. 필요한 플레이트 면적은 천 acfm당 72제곱피트의 수집면적의 수집면적(SCA)이다. 2피트/분의 A/C 비율에서 작동하는 백하우스는 500SCA를 ESP와 동일한 수집면적을 가진다. 그러므로 12피트/분의 A/C 비율에서 작동하는 본 발명의 장치는 2ft/분에서 작동하는 종래의 백하우스보다 직물에서 83% 감소를 가져오며 500SCA를 갖는 종래의 ESP보다 86% 플레이트 면적을 감소시킨다. 본 발명에서 조합된 수집 면적은 종래의 백하우스나 ESP보다 69% 더 낮을 것이다.
본 발명은 적지만 조절에 효과적인 양이 암모니아 가스(NH3) 및 삼산화항(SO3)을 순서대로 백하우스 상류에 주입함으로써 개선될 수도 있다. 이 경우 백하우스를 가로지른 압력강하는 더 적으며 연기 스택 방출물내 입자성 물질이 크게 감소된다. 이 방법은 "직물 여과에 적용되는 연소가스 조절방법"(미국특허 5,034,030, Miller, 1990. 7. 23 등록)에 발표된다.

Claims (14)

  1. 복수의 필터요소, 하나 이상의 접지된 표면 및 정전기적 침전지대를 형성하는 하나이상의 전극표면을 갖는 여과 및 정전기적 침전 장치에서 필터요소상의 먼지를 제거하는 방법에 있어서,
    전극 표면이 필터요소중 하나와 접지된 표면 사이에 배치되도록 복수의 필터요소, 하나 이상의 접지된 표면 및 하나 이상의 전극표면을 배열하고;
    복수의 필터요소상에 수집된 먼지를 정전기적 침전지대 쪽으로 방출시키고; 접지된 표면상에 먼지를 수집하는 단계를 포함하는 먼지 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 먼지 방출 단계가 정전기적 침전지대로 먼지를 방출시켜 접지된 표면상에 먼지가 수집되도록 필터 요소를 통한 공기를 펄스화하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 복수의 필터요소가 복수의 열로 배열되고 각 필터요소열 사이에 하나 이상의 접지된 표면이 배치되고 각 필터요소열과 각 인접한 접지 표면 사이에 하나 이상의 전극표면이 배치됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 각 필터요소와 인접한 전극간에 복수의 제 2 접지표면을 제공하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  5. 더러운 가스를 장치에 도입하는 입력덕트와 청정가스를 장치 밖으로 내보내는 출력덕트를 갖는 챔버; 챔버내에 배치된 복수의 필터요소, 복수의 필터요소는 장치의 출력덕트와 통한다; 챔버내에 배치된 하나 이상의 접지된 수집 플레이트; 복수의 필터요소와 하나 이상의 접지된 플레이트 사이에 있는 하나 이상의 정전기적 침전지대를 포함하는 입자 수집을 위한 여과 및 정전기적 침전 장치.
  6. 더러운 가스를 장치에 도입하는 입력덕트와 청정가스를 장치 밖으로 내보내는 출력덕트를 갖는 챔버; 챔버내에 배치된 복수의 필터요소를 포함하는 열, 복수의 필터요소를 포함하는 열은 장치의 출력덕트와 통한다; 필터요소의 각 열이 하나 이상의 접지된 수집 플레이트에 의해 인접한 필터요소열로 부터 분리되도록 필터요소열에 평행하게 배치된 복수의 접지된 수집 플레이트; 필터요소열과 접지된 수집 플레이트 사이에 존재하는 복수의 정전기적 침전지대를 포함하는 입자 수집을 위한 여과 및 정전기적 침전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 정전기적 침전지대가 필터요소열과 복수의 접지된 수집 플레이트간에 배치된 복수의 고전압 전극 그리드를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 필터요소 내부에 고압 공기를 안내하기 위해서 각 필터요소 위에 배치되는 복수의 공기노즐을 더욱 포함하는 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 각 필터요소로 부터 인접한 전극 그리드까지의 거리가 필터요소로 부터 인접한 접지된 수집 플레이트까지의 총거리의 51 내지 80%임을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 필터요소와 고전압 전극 그리드간에 배치된 복수의 접지된 그리드를 더욱 포함하는 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 복수의 정전기적 침전지대가 필터 요소보다 멀리 하향으로 연장됨을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 7 항에 있어서, 복수의 정전기적 침전지대가 필터요소 및 단부를 지나 연장됨을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 6 항에 있어서, 복수의 정전기적 침전지대가 필터요소열과 복수의 접지된 수집 플레이트간에 배치된 복수의 방향성 코로나 전극을 포함하고 복수의 방향성 코로나 전극이 코로나를 필터 요소보다 수집 플레이트에 집중시킴을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 7 항에 있어서, 복수의 장벽 필터요소열이 지그재그 패턴으로 배열됨을 특징으로 하는 장치.
KR1020007001782A 1997-08-22 1998-08-21 필터와 정전기적 분리기의 조합 KR100348168B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/918,496 US5938818A (en) 1997-08-22 1997-08-22 Advanced hybrid particulate collector and method of operation
US08/918,496 1997-08-22
PCT/US1998/017368 WO1999010103A1 (en) 1997-08-22 1998-08-21 Combination of filter and electrostatic separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010023156A true KR20010023156A (ko) 2001-03-26
KR100348168B1 KR100348168B1 (ko) 2002-08-09

Family

ID=25440474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007001782A KR100348168B1 (ko) 1997-08-22 1998-08-21 필터와 정전기적 분리기의 조합

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5938818A (ko)
EP (1) EP1005397B1 (ko)
JP (1) JP3370984B2 (ko)
KR (1) KR100348168B1 (ko)
CN (1) CN1236854C (ko)
AU (1) AU9112498A (ko)
CA (1) CA2302690C (ko)
DE (1) DE69810486T2 (ko)
ES (1) ES2190105T3 (ko)
WO (1) WO1999010103A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872193B1 (ko) * 2007-07-11 2008-12-09 한국지질자원연구원 공기분사형 정전선별장치

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6152988A (en) * 1997-10-22 2000-11-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Enhancement of electrostatic precipitation with precharged particles and electrostatic field augmented fabric filtration
AT408843B (de) * 2000-05-31 2002-03-25 Scheuch Gmbh Staubfilter
US20040065201A1 (en) * 2001-02-23 2004-04-08 Walter Eckert Electrostatic dust separator with integrated filter tubing
US6544317B2 (en) * 2001-03-21 2003-04-08 Energy & Environmental Research Center Foundation Advanced hybrid particulate collector and method of operation
US6524369B1 (en) 2001-09-10 2003-02-25 Henry V. Krigmont Multi-stage particulate matter collector
US20040025690A1 (en) 2001-09-10 2004-02-12 Henry Krigmont Multi-stage collector
KR100501536B1 (ko) * 2002-07-11 2005-07-18 한국지질자원연구원 혼합 플라스틱 정전분리장치용 전극
KR100453930B1 (ko) * 2002-08-29 2004-10-20 한국에너지기술연구원 조합형 집진장치
US20040074391A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-22 Vincent Durante Filter system
KR100786689B1 (ko) * 2002-12-23 2007-12-21 삼성전자주식회사 공기 정화기
KR100732421B1 (ko) * 2002-12-23 2007-06-27 삼성전자주식회사 공기 정화기
US7413593B2 (en) * 2003-04-22 2008-08-19 Electric Power Research Institute, Inc. Polarity reversing circuit for electrostatic precipitator systems
US7001447B1 (en) * 2003-04-22 2006-02-21 Electric Power Research Institute Polarity reversing circuit for electrostatic precipitator system
US6890365B2 (en) * 2003-05-09 2005-05-10 Dillman Equipment, Inc. Reverse-flow baghouse
US8338734B2 (en) * 2003-06-10 2012-12-25 Dongping Tao Electrostatic particle charger, electrostatic separation system, and related methods
KR100603515B1 (ko) * 2004-02-27 2006-07-20 안강호 코로나방전을 이용한 초미립자 제조장치 및 그 방법
US7085512B2 (en) * 2004-11-04 2006-08-01 Xerox Corporation Compact contamination reducing multi-corona system and method for reducing contamination of surfaces being acted upon by corona generating devices
CN1911526B (zh) * 2005-08-10 2010-08-18 金烈水 一种高效率静电除尘器
US7531154B2 (en) * 2005-08-18 2009-05-12 Solvay Chemicals Method of removing sulfur dioxide from a flue gas stream
US7481987B2 (en) * 2005-09-15 2009-01-27 Solvay Chemicals Method of removing sulfur trioxide from a flue gas stream
US7294169B2 (en) * 2005-10-25 2007-11-13 General Electric Company Electrical enhancement of fabric filter performance
US7559976B2 (en) 2006-10-24 2009-07-14 Henry Krigmont Multi-stage collector for multi-pollutant control
CN101505852B (zh) * 2006-11-06 2013-03-27 三菱重工业株式会社 集尘装置
US7582145B2 (en) * 2007-12-17 2009-09-01 Krigmont Henry V Space efficient hybrid collector
US7582144B2 (en) * 2007-12-17 2009-09-01 Henry Krigmont Space efficient hybrid air purifier
US7695551B2 (en) * 2008-03-12 2010-04-13 Bha Group, Inc. Apparatus for filtering gas turbine inlet air
US8038776B2 (en) * 2008-03-12 2011-10-18 Bha Group, Inc. Apparatus for filtering gas turbine inlet air
US7527674B1 (en) 2008-03-12 2009-05-05 Bha Group, Inc. Apparatus for filtering gas turbine inlet air
US7597750B1 (en) 2008-05-12 2009-10-06 Henry Krigmont Hybrid wet electrostatic collector
US7947110B2 (en) * 2008-07-31 2011-05-24 General Electric Company Methods for operating a filtration system
US8118910B2 (en) * 2009-03-23 2012-02-21 General Electric Company Layered filtration membrane and methods of making same
WO2011152357A1 (ja) * 2010-06-02 2011-12-08 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 集塵装置の運転方法及び集塵装置
US8409327B2 (en) * 2010-06-04 2013-04-02 General Electric Company Control of grounded surface geometry in electrostatically enhanced fabric filters
CN102327724B (zh) * 2011-09-14 2013-01-02 福建龙净环保股份有限公司 一种电袋复合除尘器
CN103203156B (zh) * 2013-05-07 2015-12-23 福建东源环保有限公司 一种嵌入式电袋复合除尘器
DK3046649T3 (en) * 2013-09-16 2018-11-12 Michael W Seitz MODULAR CLEANER FOR AIRBORNE DUST WITH REMOVABLE CONTAINER
US10458329B2 (en) 2014-03-06 2019-10-29 Uop Llc System and process for recovering power and steam from regenerator flue gas
CN103933821A (zh) * 2014-05-13 2014-07-23 任利萍 气体除尘器
EA026622B1 (ru) * 2015-03-03 2017-04-28 Шанхай Инкриз Уэй Инвестмент Энд Мэнеджмент Ко., Лтд. Пылеосадительное сооружение для улавливания цементной пыли
US9610589B2 (en) 2015-05-21 2017-04-04 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Electrostatic particle collector with improved features for installing and/or removing its collector plates
EP3272407B1 (en) * 2015-07-27 2019-11-20 LG Chem, Ltd. Bag filter filtration and dust collecting apparatus for preventing dust accumulation
US20170051670A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 General Electric Company Power system and methods of assembling the same
CN108355840B (zh) * 2018-04-12 2024-03-08 陈镇宇 静电式空气净化设备中集尘器的清理装置
DE102018113131A1 (de) * 2018-06-01 2019-12-05 Faist Anlagenbau Gmbh Filteranordnung
CN110237604A (zh) * 2019-05-27 2019-09-17 西南科技大学 一种超微细粘附或团聚性粉尘的喷吹清灰方法
DE102019127751A1 (de) * 2019-10-15 2021-04-15 Herding Gmbh Filtertechnik Filtervorrichtung und Verfahren zum Abreinigen eines Filterelements einer Filtervorrichtung
DE102019216344A1 (de) * 2019-10-23 2021-04-29 BSH Hausgeräte GmbH Elektrostatische Filtereinheit für Luftreinigungsvorrichtung und Luftreinigungsvorrichtung
CN112756112A (zh) * 2021-01-19 2021-05-07 国电环境保护研究院有限公司 一种多区耦合高效除尘的干式电除尘器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147522A (en) * 1976-04-23 1979-04-03 American Precision Industries Inc. Electrostatic dust collector
US4357151A (en) * 1981-02-25 1982-11-02 American Precision Industries Inc. Electrostatically augmented cartridge type dust collector and method
US4904283A (en) * 1987-11-24 1990-02-27 Government Of The United States As Represented By Administrator Environmental Protection Agency Enhanced fabric filtration through controlled electrostatically augmented dust deposition
SE462615B (sv) * 1989-01-03 1990-07-30 Flaekt Ab Filter foer rening av gaser
US5034030A (en) * 1989-07-03 1991-07-23 The University Of North Dakota School Of Engineering & Mines Foundation (Und-Sem Foundation) Process of flue gas conditioning applied to fabric filtration
US5158580A (en) * 1989-12-15 1992-10-27 Electric Power Research Institute Compact hybrid particulate collector (COHPAC)
US5024681A (en) * 1989-12-15 1991-06-18 Electric Power Research Institute Compact hybrid particulate collector
US5217511A (en) * 1992-01-24 1993-06-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Enhancement of electrostatic precipitation with electrostatically augmented fabric filtration

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872193B1 (ko) * 2007-07-11 2008-12-09 한국지질자원연구원 공기분사형 정전선별장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1005397B1 (en) 2003-01-02
CN1236854C (zh) 2006-01-18
JP2001513440A (ja) 2001-09-04
ES2190105T3 (es) 2003-07-16
US5938818A (en) 1999-08-17
AU9112498A (en) 1999-03-16
JP3370984B2 (ja) 2003-01-27
DE69810486T2 (de) 2003-12-04
CN1276744A (zh) 2000-12-13
DE69810486D1 (de) 2003-02-06
KR100348168B1 (ko) 2002-08-09
WO1999010103A1 (en) 1999-03-04
EP1005397A1 (en) 2000-06-07
CA2302690C (en) 2003-03-25
CA2302690A1 (en) 1999-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100348168B1 (ko) 필터와 정전기적 분리기의 조합
US6544317B2 (en) Advanced hybrid particulate collector and method of operation
US4308036A (en) Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust
Jaworek et al. Hybrid electrostatic filtration systems for fly ash particles emission control. A review
US4354858A (en) Method for filtering particulates
US7585352B2 (en) Grid electrostatic precipitator/filter for diesel engine exhaust removal
US5217511A (en) Enhancement of electrostatic precipitation with electrostatically augmented fabric filtration
US4374652A (en) Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust
EP0458955B1 (en) Compact hybrid particulate collector (cohpac)
US7597750B1 (en) Hybrid wet electrostatic collector
EP0757923B1 (en) Laminar flow electrostatic precipitation system
US6096118A (en) Electrostatic separator for separating solid particles from a gas stream
AU643794B2 (en) Process and apparatus for purifying dust-and pollutant- containing exhaust gases
US6932857B1 (en) Multi-stage collector and method of operation
US7381379B2 (en) Sorbent re-circulation system for mercury control
SK15672002A3 (sk) Prachový filter
US20030177901A1 (en) Multi-stage collector
Hoenig New applications of electrostatic technology to control of dust, fumes, smokes, and aerosols
KR20050030335A (ko) 정전분사세정집진방법 및 그 장치
CN108883421B (zh) 气体除尘过滤设备和方法
KR20010064600A (ko) 싸이클로 전기 집진기
Drehmel Advanced electrostatic collection concepts
GB2090773A (en) Electrostatically augmented granular bed filter for high temperature particulate removal
Krigmont Multi-Stage Collector Design and Applications
Brunner Electrostatic Precipitators

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060728

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee