KR200191617Y1 - Tiboelectrostatic cyclone for the separation of the unburned carbon from fly ash - Google Patents
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Abstract
본 고안은 석탄 화력 발전소 등에서 배출되는 석탄회 중의 미연탄소분을 분리하여 양질의 석탄회를 제공할 수 있도록 한 석탄회의 미연탄소분 분리장치에 관한 것으로, 본 고안의 특징은 비교적 간단한 구성의 원심분리장치로서 분리 효율성을 극대화하고 이로부터 상당한 경제적 이익도 동시에 추구하고자 하는 것인 바,The present invention relates to a coal ash unburned carbon powder separating device that can provide high quality coal ash by separating unburned carbon powder from coal ash discharged from a coal-fired power plant. To maximize and at the same time seek significant economic benefits.
본 고안은, 싸이크론(Cyclone)형으로 구성되는 통상의 원심분리장치(1)에 있어서, 원심분리장치(1)의 내벽면을 구리재질로 구성하고 상부 배출구(2)에는 스크린 전극(Screen Electrode;3)를 설치하여 (+)고전압을 인가함으로서, 회수과정에서 벽면과의 충돌에 의하여 석탄회와 미연탄소분을 각각 (-)극과 (+)극으로 마찰 대전시켜 스크린 전극(3)의 전기장에 의해 미연탄소분(+)은 하부 배출구(4)로, 석탄회(-)는 상부 배출구(2)로 포집되게 하고, 원심분리장치1의 유입구5에는 각도조절이 가능한 구리재질의 베인6을 구비한 것에 요지가 있다.The present invention, in the conventional centrifugal separator (1) consisting of a cyclone (Cyclone) type, the inner wall surface of the centrifugal separator (1) is made of a copper material and the upper discharge port (2) Screen Electrode (Screen Electrode); 3) by applying (+) high voltage, the coal ash and unburned carbon powder are triboelectrically charged to the (-) and (+) poles by collision with the wall surface during the recovery process. Unburned carbon powder (+) is collected at the lower outlet (4), coal ash (-) to the upper outlet (2), and the inlet 5 of the centrifugal separator 1 is provided with a copper vane 6 that can be adjusted angle. There is.
Description
본 고안은 석탄 화력 발전소 등에서 배출되는 석탄회 중의 미연탄소분을 분리하여 양질의 석탄회를 제공할 수 있도록 한 석탄회의 미연탄소분을 분리장치에 관한 것으로, 본 고안의 특징은 정전기력을 이용하여 분리 효율성을 극대화한 분리장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention relates to a device for separating unburned carbon powder from coal ash, which is capable of providing high quality coal ash by separating unburned carbon powder from coal ash emitted from a coal-fired power plant. The characteristics of the present design are to maximize the separation efficiency by using electrostatic force. It is to provide a separation device.
석탄 화력발전소에서 배출되는 석탄회는 연간 220 만톤이며(1993년을 기준으로 할 때), 그 양은 화력발전소의 건설과 더불어 급속히 증가하고 있다.Coal ash emitted from coal-fired power plants is 2.2 million tons per year (as of 1993), and the amount is increasing rapidly with the construction of coal-fired power plants.
그러나 석탄회는 현재 폐기물로 바다에 매립되고 있어 환경오염문제와 발전소 건설시 민원문제와 보상에 따른 추가비용 문제를 야기하고 있는 것이다.However, coal ash is currently buried in the ocean as waste, causing environmental pollution, civil complaints and additional costs due to compensation.
그리고 화력발전소 설비는 유지보수에 따라 약 50~60년 정도이지만 석탄회 매립지의 수명은 약 25~30년으로, 석탄회의 바다매립이 발전소 시설의 수명을 제한하여 막대한 경제적 손실을 입히고 있는 실정이다.The thermal power plant facility is about 50 ~ 60 years depending on the maintenance, but the life of coal ash landfill is about 25 ~ 30 years, and the sea ash of coal ash has caused huge economic loss by limiting the life of power plant facilities.
이러한 상황을 감안할 때 석탄회를 단순 폐기가 아닌 재활용할 수 있는 방안은 절실한 것이다.Given this situation, it is urgent to have a way to recycle coal ash, rather than simply disposing it.
석탄회는 콘크리트 혼화재 등으로 재활용이 가능한 것으로 알려져 있으며, 석탄회를 포함한 콘크리트 혼화재는 종전의 콘크리트 보다 강도가 높으며, 이러한 석탄회의 재활용은 석탄회의 바다 매립으로 인한 제반 문제를 해소할 수 있는 획기적인 방안이다.Coal ash is known to be recycled into concrete admixtures, and concrete admixtures including coal ash are stronger than conventional concrete, and recycling of coal ash is an innovative solution to solve the problems caused by the sea reclamation of coal ash.
그러나 석탄회에는 7% 정도의 미연탄소분이 함유되어 있어 상기 미연탄소분이 콘크리트의 강도를 급격히 저하시키는데, 석탄회내의 미연탄소분이 3% 미만인 경우에는 강도에 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다.However, coal ash contains about 7% of unburned carbon powder, and thus, the unburned carbon powder rapidly decreases the strength of concrete. It is known that coal ash does not affect strength when the unburned carbon powder in coal ash is less than 3%.
이와 같이 석탄회내의 미연탄소분을 3% 이하로 감소시키기 위하여 석탄회의 미연탄소분 분리장치가 필수적으로 요구되는 것이다.As such, in order to reduce the unburned carbon fraction in the coal ash to 3% or less, an unburned carbon powder separator is necessary.
종래 석탄회 재활용은 거의 전무한 상태이고 전체의 10% 정도의 석탄회가 원심분급장치에 의하여 재활용이 되고 있다.Conventionally, coal ash is almost never recycled, and about 10% of the ash is recycled by a centrifugal classifier.
기존에는 미연탄소분은 양질의 석탄회 보다 입자의 크기가 크므로 원심분급장치로 분리를 행하고 있으나 분급시 미연탄소분이 파쇄되어 양질의 석탄회에 혼합되므로 분급효율이 저하되고 재활용 성능이 낮아지는 단점이 있었던 것이다.Conventionally, unburned carbon powder has a larger particle size than fine coal ash, so it is separated by a centrifugal classification device. However, unclassified carbon powder is crushed and mixed with high-quality coal ash, so that the classification efficiency is lowered and the recycling performance is lowered. .
한편, 본 출원인은 상기한 필요성으로 석탄회중의 미연탄소분을 보다 효율적으로 분리할 수 있는 미연탄소분 분리장치를 제공하여 폐자원의 재활용으로 환경오염을 최대한 예방하고 경제성 등도 동시에 도모할 수 있는 석탄회의 미연탄소분 분리장치를 선출원한 바 있다.(1996년 발명특허출원 제33868호)On the other hand, the present applicant provides the unburned carbon powder separating device which can separate the unburned carbon powder in coal ash more efficiently as the above-mentioned necessity. He had previously filed a carbon powder separator (1996 Patent Application No. 33868).
이에 본 고안에서는 기존의 원심분리장치를 이용한 분리작업의 단점을 해소코자 하는 것으로, 즉 석탄회에 포함되어 있는 미연탄소분이 양질의 석탄회 보다 입자가 큰 것을 이용한 원심분리장치에 의한 분리작업은 분리시 미연탄소분이 벽면과의 충돌에 의하여 미분으로 파쇄되어 양질의 석탄회에 섞이게 됨으로서 분리효율이 떨어지고, 이로부터 당연히 재활용 성능이 나빠지는 단점을 보완하기 위하여 원심분리 후, 분리된 입자들을 2차적으로 정전기력을 이용하여 재분리함으로서 향상된 분리효율성을 제공함과 동시에 보다 콤팩트한 구조로서 설치상의 경제적 이득을 함께 도모할 수 있는 신규의 장치를 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention is intended to solve the disadvantages of the conventional separation using the centrifugal separator, that is, the separation by the centrifugal separator using the unburned carbon powder contained in the coal ash is larger than the fine coal ash. In order to compensate for the disadvantage that the carbon powder is crushed into fine powder and mixed with high-quality coal ash by collision with the wall surface, the separation efficiency decreases, and the recycling performance deteriorates naturally. In order to provide improved separation efficiency by re-separation, and at the same time to provide a new device that can achieve the economic benefits of installation as a more compact structure.
도 1은 본 고안 장치의 바람직한 일 실시예를 도시한 개략적인 구성도Figure 1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the device of the present invention
☞도면의 주요 부분에 사용된 부호에 대한 설명☜☞ Explanation of symbols used in the main part of the drawing ☜
1;원심분리장치1; centrifugal separator
2;상부 배출구2; top outlet
3;스크린 전극(Screen Electrode)3; Screen Electrode
4;하부 배출구4; lower outlet
5;유입구5; inlet
6;베인(VANE)6; vane (VANE)
도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시예를 보인 구성 개략도이다.1 is a schematic view showing a preferred embodiment of the present invention.
본 고안은 통상의 싸이크론(Cyclone)형으로 원심분리장치1를 구성하며, 그 재질은 구리를 사용하고, 상부 배출구2 측에는 스크린 전극(Screen Electrode)3를 설치하여 상기 스크린 전극3에 (+)전압을 대전시킨 것에 요지가 있다.The present invention constitutes a centrifugal separator 1 of a conventional cyclone type, and the material is copper, and a screen electrode 3 is installed on the upper outlet 2 side so that the screen electrode 3 has a positive voltage. There is a gist in the charge.
이하 본 고안의 작용을 통하여 구성 등에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration and the like through the action of the present invention in detail as follows.
일반적으로 석탄회는 원심분리장치1를 통과하면서 입자의 크기가 큰 미연탄소분은 원심분리장치1의 하부 배출구4로 떨어지고, 입자가 미세한 양질의 석탄회는 원심분리장치1의 상부 배출구2를 통하여 회수된다.In general, coal ash passes through the centrifugal separator 1 while unburned carbon powder having a large particle size falls to the lower outlet 4 of the centrifugal separator 1, and fine coal ash having fine particles is recovered through the upper outlet 2 of the centrifugal separator 1.
상기와 같은 회수과정에서 미연탄소분은 원심분리장치1의 내측 벽면에 충돌하여 미세화되어 상부 배출구2를 통하여 석탄회와 함께 배출되기도 하고, 양질의 석탄회 중에서도 입도가 큰 입자는 벽면과 충돌하여 미연탄소분과 함께 배출되어 섞이게 됨으로서 분리효율를 저하시키는 것이다.In the recovery process as described above, unburned carbon powder collides with the inner wall surface of the centrifugal separator 1 to be refined and discharged together with the coal ash through the upper outlet 2, and the fine particles in the fine coal ash collide with the wall surface together with the unburned carbon powder. By being discharged and mixed, the separation efficiency is reduced.
그러나, 본 고안의 원심분리장치1는 벽면의 재질을 구리로 사용하여 회수과정에서 석탄회와 미연탄소분이 벽면에 충돌을 할 때, 석탄회와 미연탄소분의 작용 함수가 달라 미연탄소분은 (+)로, 석탄회는 (-)로 마찰 대전된다.However, in the centrifugal separator 1 of the present invention, when the coal ash and the unburned carbon powder collide with the wall during the recovery process using copper as the wall material, the unburned carbon powder is (+) because the action function of the coal ash and the unburned carbon powder is different. Fly ash is triboelectrically charged with (-).
따라서 상기와 같이 대전된 석탄회(-)와 미연탄소분(+)은 원심분리장치1 내부의 설치된 스크린 전극3의 전기장(+)에 의해 미연탄소분(+)은 추력(推力)으로 하부 배출구4로, 양질의 석탄회(-)는 인력(引力)의 작용으로 상부 배출구2로 배출되어 석탄회가 최종적으로 2차 분리됨으로서 이의 높은 분리효율성을 보장케 되는 것이다.Therefore, the coal ash (-) and the unburned carbon powder (+) charged as described above are transferred to the lower outlet port 4 by the thrust by the electric field (+) of the screen electrode 3 installed inside the centrifugal separator 1, High-quality coal ash (-) is discharged to the upper outlet 2 by the action of attraction force to ensure its high separation efficiency as the coal ash is finally separated secondaryly.
즉, 전기한 회수과정에서 살펴본 바와 같이 미연탄소분이 원심분리장치1의 내측 벽면에 충돌하여 미세화되더라도 구리재질로 형성된 벽면과의 충돌에 의해 (+)로 마찰대전되어 스크린 전극3(+)과의 추력발생으로 상부 배출구2를 통하여 석탄회와 함께 배출되지 않고 하부 배출구4로 낙하되는 것이며,That is, as described in the above recovery process, even though the unburned carbon powder collides with the inner wall surface of the centrifugal separator 1 and becomes fine, it is frictionally charged to (+) by the collision with the wall surface formed of the copper material, and the screen electrode 3 (+) Through thrust generation, it is not discharged with coal ash through the upper outlet 2, but falls to the lower outlet 4,
양질의 석탄회 중에서 입도가 큰 입자가 역시 벽면과 충돌하는 경우에 있어서도 석탄회가 구리재질로 형성된 벽면과의 충돌에 의해 (-)로 마찰대전됨으로서 스크린 전극3(+)과의 인력발생으로 기존과 같이 미연탄소분과 함께 섞여서 하부 배출구4로 낙하되지 않고 상부 배출구2로 배출, 분리되는 것이다.Even in the case of fine particles of high quality coal ash also colliding with the wall surface, coal ash is triboelectrically charged by the collision with the wall surface made of copper material, and as a result of the attraction of the screen electrode 3 (+) as before, It is mixed with unburned carbon powder and discharged and separated into the upper outlet 2 without falling into the lower outlet 4.
한편, 원심분리장치1의 유입구5에는 베인(VANE)6을 설치하여 이의 각도를 조절함으로서 미분과 조분의 분리 기준 입경을 조절하게 되고, 이의 재질을 구리로 구성하여 석탄회의 마찰대전 정도를 증가시키는 것으로, 베인6의 창작은 원심분리장치1을 소형화할 수 있는 잇점을 제공한다.On the other hand, the inlet 5 of the centrifugal separator 1 is provided with a vane (VANE) 6 to adjust the angle of the separation reference to adjust the separation standard particle diameter of the fine powder and coarse, it is made of copper material to increase the degree of frictional charge of coal ash As a result, the creation of vane 6 provides an advantage of miniaturizing the centrifugal separator 1.
예로, 베인6을 장착하지 않은 원심분리장치(Cyclone)1는 미연탄소 제거에 충분한 분리 입경을 얻기 위해서 전체 장치가 대형화되어야 하는 것이나, 유입구5에 베인6을 장착함으로서 전기한 바와 같이 미분과 조분의 분리 기준 입경의 조절가능과 석탄회의 마찰대전 정도 증가로 장치의 소형화를 도모할 수 있는 것이다.For example, the centrifuge (Cyclone) 1 without vanes 6 requires the entire apparatus to be large in order to obtain a sufficient particle size for removal of unburned carbon. However, as described above by installing vanes 6 in the inlet 5, It is possible to miniaturize the device by controlling the separation standard particle diameter and increasing the frictional charge of coal ash.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 석탄 화력 발전소 등에서 배출되는 석탄회 중에서 미연탄소분의 함량이 3% 미만인 양질의 석탄회를 전체 석탄회의 거의 전량(개략 90% 이상)을 회수하여 재활용함으로서 폐기물의 재활용에 따른 경제적 이득과 함께 환경문제의 해결 및 발전소가 갖는 혐오시설 이미지를 해소할 수 있는 것이며, 특히 간단한 구성의 원심분리장치1 제공으로 매우 높은 분리효율성과 장치의 소형화를 도모함으로서 이의 시설비 등과 관련하여 상당한 경제적 이익을 함께 추구할 수 있는 등의 여러 잇점과 효과가 기대되는 것이다.As described above, the present invention recovers almost all the amount of coal ash (approximately 90% or more) of high-quality coal ash containing less than 3% of unburned carbon powder among coal ashes emitted from coal-fired power plants, thereby recovering economic In addition to solving the environmental problems and the aversion system image of the power plant, it is possible to solve the environmental problems and, in particular, by providing a simple configuration of the centrifugal separator 1, by achieving a very high separation efficiency and miniaturization of the device, a considerable economic benefit in terms of its facilities cost, etc. Many benefits and benefits are expected, such as being able to pursue together.
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Cited By (1)
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| KR100333894B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-04-25 | 명호근 | The pneumatic tribo charging and separator |
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1998
- 1998-06-02 KR KR2019980009785U patent/KR200191617Y1/en not_active IP Right Cessation
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| KR100333894B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-04-25 | 명호근 | The pneumatic tribo charging and separator |
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