KR20010095846A - 배출가스의 미세분진 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배출가스의 미세분진 제거장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 제거장치는 배출가스 유입관, 부하연동풍량제어기, 미세분진여과볼, 회오리발생원추볼과 그주위를 감싸고 있는 외통볼, 오염된 배출가스를 외통볼을 통하여 원추볼 내부로 유입을 유도하는 유입노즐, 압축공기를 원추볼의 상부방향에서 하부방향으로 15°각도로 향하도록 설치된 압축공기분사노즐, 원추형 내통의 좁아지는 하부방향으로 장치된 유출관, 오염된 배출가스에 포함된 미세분진 및 가스상 물질을 집진하기 위한 원심력 사이클론, 배출관과 사이클론호퍼 사이에 설치된 미세분진 여과볼 및 오염물질이 제거된 청정가스를 배출하기 위한 연도를 포함한다. 이와 같은 본 발명은 오염된 배출가스의 입자 및 가스상 물질의 처리에 있어서 입자상 물질 뿐만아니라 가스상 물질 까지도 제거가 가능하도록 하고, 배출가스 이송관에 부하연동 풍량제어기를 마련하여 배출가스의 유입유량을 일정하게 하여 집진효율을 향상하고, 미세분진여과볼을 설치하여 집진된 입자의 재비산을 방지하여 집진효율을 향상 하였으며 보일러시설, 건조기 시설등에 집진기로 적용하여 많은 에너지 절감 효과를 얻을 수 있어 사용자의 사용상 편리성을 극대화한다.

Description

배출가스의 미세분진 제거 장치 및 그 방법{Method and Apparatus for dust removal of discharge gas}

본 발명은 배출가스의 미세분진 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면, 산업현장에서 발생되는 오염된 배출가스 속에 포함되어 있는 미세분진을 처리하여 청정한 가스를 배출하도록 하는 배출가스의 미세분진 제거장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장 또는 환경기초시설에서 발생되는 배출가스에는 오염물질인 가스 및 입자상 물질들을 포함하고 있다. 시대가 산업화 되어 감에 따라 환경오염(공해)에대한 관심도가 높아지고 있고, 공해를 방지하고 억제하기 위한 해결책으로 여러가지 방안이 대두되고 있다.

이러한 종래의 배출가스 제거설비에 관해 알아보면 다음과 같다. 종래의 배출가스 제거설비는 중력을 이용한 전기 집진시설, 원심력을 이용한 원심력 집진시설, 전기 영동을 이용한 전기집집시설, 필터 및 여과를 이용한 집진시설이 있으며 중력집진시설과 원심력 집진시설은 20㎛이상의 큰 입자만 제거되어 0.1㎛정도의 미세한 입자상 물질을 제거하려면 전기 집진기 및 여과 집진시설을 병행하여 처리하였다. 또한, 악취 및 유해가스등의 가스상 물질의 처리설비로서는 활성탄등의 흡착에 의한 흡착탐 물분무에 의한 분무탑 약액 세정에 의한 약액세정탑 등의 설비가 있으나 가스 및 입자상 물질을 동시에 제거하기 위해서는 입자성 물질 제거 설비와 가스상 물질 제거 설비를 병열로 설비하여야 하며 가스상 물질제거 설비는 약품 및 촉매, 활성탄등의 흡착제가 소요되고 일정 주기별로 교환해 주어야 성능을 발휘하게 되며 흡수에 의한 설비는 폐수 발생에 따른 폐수처리시설을 갖추어야 하는등의문제점이 있었다.

이와 같이, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 한 것으로서, 유체의 유도특성을 이용해서, 배출가스에 포함된 수분의 응축에 의하여 미세분진 또는 가스상 유해물질을 흡착제거 할 수 있는 배출가스의 미세분진 제거 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명인 배출가스의 미세분진 제거 장치 및 그 방법에 관한 동작상태 순서도 이고,

도 2는 본 발명인 배출가스의 미세분진 제거 장치 및 그 방법에 관한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 흡입후드 101 : 유입관

102 : 흡입팬 103 : 압송관

104 : 풍량제어관 106 : 공기압축기

107 : 압축공기 유입노즐 114 : 사이클론

115 : 집진통 116 : 연도

117 : 회오리발생원추볼 118 : 부하연동풍량제어기

119 : 미세분진여과볼 120 : 풍량감지기

122 : 압력계 123 : 유출관

본 발명은, 배출가스 유입관, 부하연동풍량제어기, 미세분진여과볼, 회오리발생원추볼과 그주위를 감싸고 있는 외통볼, 오염된 배출가스를 외통볼을 통하여 원추볼 내부로 유입을 유도하는 유입노즐, 압축공기를 원추볼의 상부방향에서 하부방향으로 15°각도로 향하도록 설치된 압축공기분사노즐, 원추형 내통의 좁아지는 하부방향으로 장치된 유출관, 오염된 배출가스에 포함된 미세분진 및 가스상 물질을 집진하기 위한 원심력 사이클론, 배출관과 사이클론호퍼 사이에 설치된 미세분진 여과볼 및 오염물질이 제거된 청정가스를 배출하기 위한 연도를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배출가스의 미세분진 제거장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 배출가스를 회오리 발생 원추볼 내부로 유입시켜 압축공기의 분사에 의하여 회오리 발생을 유도하고 회오리 발생에 의한 원심력과 구심력의 평형에 의하여 배출가스에 포함된 수분을 응축시켜 입자상 물질이나 유해가스상 물질이 흡착낙하하여 원심력 사이클론에서 집진되며 배출관과 사이클론 호퍼사이에 미세분진여과 볼을 두어 집진된 미세분진의 재비산을 방지하게하는 것을 특징으로 하는 것을 포함하는 배출가스의 미세 분진 제거방법에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명인 배출가스의 미세 분진 제거장치 및 그 방법에 관해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 부하연동풍량제어기(118)와, 미세분진여과볼(119)과, 회오리발생원추볼(117)과, 원심력사이크론(114)과, 연도(116)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 회오리발생원추볼(117)은 배출가스유입관(101), 외통볼과, 오염된 배출가스를외통볼을 통하여 원추볼 내부로 유도하는 유입노즐과, 압축공기를 원추볼의 상부 방향에서 하부 방향으로 15°각도록 분사하도록 설치된 압축공기유입노즐(107)과, 원추형 내통의 좁아지는 하부 방향에 장치된 유출관(123)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 회오리발생원추볼의 동작상태를 살펴보면 다음과 같다. 유입된 배기 가스가 회오리 형성에 의한 팽창으로 각속도가 바깥쪽으로 낮아지고 중심부에서는 높아지는 자유회오리를 형성하여 압력이 낮은 출구를 향하여 이동하게 된다. 이 회오리는 축방향으로 팽창함에 따라, 초기에는 비회전을 하게 되며 점차 점성효과에 의하여 속도분포가 동일해지려는 경향이 있기 때문에 유동의 비회전 특성이 정상 속도 구배가 사라지는 회전 운동으로 변하게 된다. 공기 충돌간의 마찰로 인하여 강력한 회오리가 발생되며 속도 분포를 변하게 하기 위하여 회전 속도는 중심부분에서 바깥쪽으로 갈수록 빨라지게 되며 입자상 물질을 포함한 기체는 유체의 중심부쪽으로 이동하게 되며 난류를 일으켜서 인접하는 벽면 근처까지 난류 확산에의해서 0.1㎛미만의 미세한 입자가 농축되며 또 가스는 원심력에 의해 원추형 내통 바깥쪽으로 쏠리게 되며 원추형 내통 바깥쪽으로부터 안쪽으로 구심력이 작용하여 원심력과 구심력의 평형이 이루어지는 관계로 원추형 내통 중심부는 저온, 바깥쪽은 고온을 형성하게 되어 오염된 배출가스의 입자 및 악취성물질 중에 포함되어 있는 수분이 응축을 하게 되며, 이 응축액에 의해 입자상 물질, 악취, 유해성 가스상 물질이 흡수, 흡착반응을 일으켜 원추형 내통 하부로 낙하하게 된다.

상기 부하연동풍량제어기(118)는 배출가스 유입관과, 풍량감지기(120)와, 압력계(122)와, 풍량제어기와, 풍량제어관(104)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 부하연동풍량제어기의 동작상태를 살펴보면 다음과 같다. 배출원에서 발생되는 폐가스가 버터 플라이타입의 풍량검지기에서 검지되면 검지 값을 풍량제어기가 연산하여 밸브를 제어하고, 일정 풍량과 일정압력을 유지하도록 한다. 따라서, 배출원에서 발생되는 배출가스의 풍량과 배출되는 풍량을 항상 제어하게됨으로써 배출원의 열손실을 방지하고 운전 동력 부하를 최소화 하여 풍량이 유입되게 함으로써 처리효율을 향상시킬 수 있다.

상기 사이클론(114)은 오염된 배출가스에 포함된 미세분진 및 가스상 물질을 집진한다.

상기 미세 분진 여과볼(119)은, 사이크론 집진기에서 제거되어진 입자상 물질이 블로워 다운 현상으로 재비산 되어 집진 효율을 저하시키는 것을 방지하도록 하는 것으로서 여과관, 여과노즐, 여과볼로 구성되어 있다.

여기서 미세 분진 여과볼의 동작상태를 살펴보면 다음과 같다. 사이크론 호퍼 하부에 여과노즐을 설치하여 배출가스를 여과볼에 유입시키고 유입되는 풍량의 5-10%정도를 미세분진 여과볼로 배출시킴으로서 제거되어진 입자상 물질의 재비산을 방지하여 집진 효율을 향상시킨다.

이와 같은, 본 발명을 이용해서 오염된 배출가스의 미세분진을 제거하는 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

배출원(M1)에서 배출된 오염된 가스가 흡입후드(M2)를 통해 유입관(M3)으로 유입된 오염된 배출가스를 부하연동풍량제어기(M8)에 의해 항상 일정풍량으로 회오리발생원추볼(M5)로 유입시키면서 공기 압축기에서 생성된 압축 외부공기도 회오리 생성 원추볼의 하방 15°방향으로 장착된 에어(air)노즐을 통하여 원추볼 벽을 따라 접선방향으로 분사되어 들어가면서 배출가스는 원심력에 의해 원추볼 바깥쪽으로 쏠리게 되고, 원추볼 바깥쪽으로부터 안쪽으로 구심력이 작용하여 원심력과 구심력의 평형을 이루어 오염물질들은 중력에 의해 원추볼 내통하부로 낙하하고 연결된 원심력 사이클론에서 분리되어 하부 집진통에 집진되게 된다. 또 부하연동 풍량제어기에 의하여 유입유량과 배출가스 부하를 제어함으로서 집진시설의 성능향상과 유입 송풍기의 동력 소모를 최소화 할 수 있으며, 배출관과 사이클론(M6) 호퍼 사이에 미세분진여과볼(M7)을 두어 밸런스를 유지하게 하여 블로워다운 현상을 방지하여 집진된 입자의 재비산을 방지하여 분리된 청정한 가스를 연도를 통하여 대기에 방출하게 된다.

따라서, 본 발명은 환경기초시설 또는 산업현장에서 발생되는 오염된 배출가스 속에 함유하고 있는 가스 및 입자상 물질을 제거하기 위해 약품, 촉매를 사용하지 않고, 더불어 2차 오염원인 폐수를 발생시키지 않기 때문에 사용상 매우 유용하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 오염된 배출가스의 입자 및 가스상 물질의 처리에 있어서 별도의 약품이나 촉매없이 유체의 흐름을 이용하여 입자상 물질 뿐만아니라 가스상 물질 까지도 제거가 가능하도록 하고, 배출가스 이송관에 부하연동 풍량제어기를 마련하여 배출가스의 유입유량을 일정하게 하여 집진효율을 향상하고, 동력 소모를 최소화 하였으며 사이크론호퍼에 미세분진여과볼을 설치하여 집진된 입자의 재비산을 방지하여 집진효율을 향상 하였으며 보일러시설, 건조기 시설등에 집진기로 적용하여 많은 에너지 절감 효과를 얻을 수 있어 사용자의 사용상 편리성을 극대화하는 훌륭한 발명이다.

Claims (2)

1. 배출가스의 미세분진 및 유해가스를 제거하는 장치에 있어서,

   배출가스 유입관, 부하연동풍량제어기와, 미세분진여과볼, 회오리발생원추볼과 그주위를 감싸고 있는 외통볼, 오염된 배출가스를 외통볼을 통하여 원추볼 내부로 유입을 유도하는 유입노즐, 압축공기를 원추볼의 상부방향에서 하부방향으로 15°각도로 향하도록 설치된 압축공기분사노즐, 원추형 내통의 좁아지는 하부방향으로 장치된 유출관, 상기 유입관에서 발생하는 폐가스의 압력과 풍량을 제어하는 부하연동풍량제어기, 오염된 배출가스에 포함된 미세분진 및 가스상 물질을 집진하기 위한 원심력 사이클론, 배출관과 사이클론호퍼 사이에 설치된 미세분진 여과볼 및 오염물질이 제거된 청정가스를 배출하기 위한 연도를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배출가스의 미세분진 제거장치.
2. 배출가스를 회오리 발생 원추볼 내부로 유입시켜 압축공기의 분사에 의하여 회오리 발생을 유도하고 회오리 발생에 의한 원심력과 구심력의 평형에 의하여 배출가스에 포함된 수분을 응축시켜 입자상 물질이나 유해가스상 물질이 흡착낙하하여 원심력 사이클론에서 집진되며 배출관과 사이클론 호퍼사이에 미세분진여과 볼을 두어 집진된 미세분진의 재비산을 방지하게 하는 것을 특징으로 하는 것을 포함하는 배출가스의 미세 분진 제거방법.