KR20030000232A - 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템 - Google Patents

다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분진 입자의 임팩션 및 확산효과를 고려한 특수 구조의 다단 다공성 플레이트를 효과적으로 결합시켜 고효율 및 장치 소형화를 통해 기존의 집진장치를 대체할 수 있는 새로운 개념의 집진시스템을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 공기중의 분진입자를 입자의 관성력 및 난류 재순환 유동에 의한 와류 확산을 이용하여 집진하는 집진시스템(2)을 구성하되, 유입구를 통하여 닥트(6)상으로 유입된 기류 속의 분진입자를 1차로 집진하기 위한 주 집진부(3)와, 상기 주 집진부(3)를 경유한 기류 중에서 집진되지 않은 분진입자를 최종적으로 집진하기 위한 스크린 필터(5)로 이루어진 2차 집진부(4), 그리고 주 집진부(3)에는 다수개의 미세한 홀(1a)이 형성된 다공성 플레이트(1)를 수개 설치하여 이웃하여 설치되는 플레이트(1)상에 형성된 홀(1a)은 상호 어긋나게 배치하며, 주 집진부(3)의 플레이트(1) 전면에는 집진된 분진을 탈진하기 위한 탈진시스템(11)을 설치한 것으로서, 본 발명에 의하면 대기오염 방지시설에 투자되는 경제적 비용을 경감시키고 기술 경쟁력을 획득할 수 있도록 한 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템을 제공할 수 있는 것이다.

Description

다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템{Hybrid precipitator combined with multi-stage porous plate}
본 발명은 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 현재 범용적으로 사용되고 있는 여과집진장치의 높은 압력손실(필터의 분진누적에 의함)로 인한 낮은 여과속도의 문제점을 극복하기 위해 분진 입자의 임팩션 및 확산효과를 고려한 다단 다공성 플레이트를 효과적으로 결합시켜 고효율 및 장치 소형화를 통해 기존의 집진장치를 대체할 수 있는 새로운 개념의 집진시스템으로서 대기오염 방지시설에 투자되는 경제적 비용을 경감시키고 기술 경쟁력을 획득할 수 있도록 한 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템을 제공코자 하는 것이다.
대기오염의 심각성으로 인해 대기오염물질 배출규제가 더욱 더 강화되어짐에 따라 각 산업체에 설치되어 있는 대기오염 방지시설의 교체 및 보완을 위한 저비용·고효율 집진장치의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 이에 따른 연구개발이 국내·외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다.
현재 보급되고 있는 고효율 집진장치로는 여과집진장치와 전기집진장치가 있으나 각각 장·단점을 가지고 있어 이를 개선하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
전기집진장치는 압력의 현저한 손실 없이 대유량의 배기를 처리할 수 있고 구조적으로 매우 단순하여 유지 및 보수가 용이한 장점이 있지만, 전기집진장치에관한 기존의 연구는 그 집진 메카니즘이 전기력에만 의존하므로 고효율을 유지하기 위해 장치의 대형화가 수반되는 문제점을 가지고 있다.
산업체에서 가장 널리 사용되고 있는 여과집진장치는 집진효율이 높고 적용범위가 광범위한 반면, 높은 압력손실 및 여과재의 사용에 따른 유지·관리 측면의 문제점 때문에 이를 보완하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이 중 정전 여과집진장치를 그 예로 들수 있다.
정전 여과집진장치는 여과집진장치의 문제점인 과도한 압력손실과 미세 입자의 효율 저하를 해소하기 위한 목적으로 연구·개발 중인 집진장치로서, 여과집진장치의 집진 메카니즘에 전기력을 부가함에 따라 집진효율의 증가와 압력손실 감소효과를 도모할 수 있다.
그러나 정전 여과집진장치는 고효율인 반면 여전히 높은 여과포의 압력손실에 의한 여과속도의 감소로 처리유량의 증대에 의한 장치의 대형화와 특히, 짧은 여과포 수명으로 인한 주기적인 필터의 교환이 필요하며, 필터의 잦은 파손 및 막힘 현상으로 인해 필터의 유지 및 관리에 매우 어려운 문제점을 지니고 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위해 본 발명에서는 다단의 다공성 플레이트의 결합에 의한 집진 메카니즘을 집진시스템에 적용하였으며 이러한 시스템이 집진장치에 적용된 연구 개발은 전무한 실정이다.
본 발명의 다공성 플레이트는 임팩션 및 난류 재순환 유동에 의한 와류 확산효과에 의해 미세 입자 범위에서도 집진효과를 증대시키고, 분진입자의 재비산을 막기 위해 각 홀의 둘레에 원형 턱을 설치한 특수한 구조로 구성되어 있다.
이에 본 발명에서는 시스템의 주 집진 메카니즘인 다단 다공성 플레이트의 최적 조합에 의한 임팩션 및 확산효과에 필터에 의한 여과 또는 전기력 효과가 부가된 하이브리드 집진시스템을 제공코자 하는 것으로서, 필터 또는 전기력에 의한 집진의 최소화 내지는 필터 및 전기력의 사용없이 99% 이상의 고효율을 높지 않은 압력손실에서 유지할 수 있다.
본 발명의 시스템은 주 집진부인 다단 다공성 플레이트의 최적설계 및 조합에 의해 필터 또는 전기력이 부가되지 않은 경우에도 99%의 고효율 및 소·중·대형의 처리유량을 취급할 수 있는 집진 장치이다.
다공성 플레이트의 최적 설계는 처리유량, 홀(hole) 통과유속, 홀 직경, 플레이트 간격 및 플레이트 배열(2단 이상) 등의 중요 변수들에 의해 크게 의존되며, 이는 수치 시뮬레이션 및 실험에 의해서 이루어 질 수 있다.
99% 이상의 고효율을 안정적으로 유지하기 위해 효과적인 탈진시스템(cleaning system)이 필수 불가결하므로 이를 위해 본 시스템에서는 탈진 메카니즘 및 탈진주기 등의 중요 변수에 따른 최적의 탈진시스템을 구축하였다.
따라서, 본 발명은 기존의 여과집진장치의 문제점인 낮은 여과속도(즉, 장치의 대형화), 필터의 유지·관리 및 탈진 공정에 의한 연속 조업의 어려움을 동시에 해결할 수 있는 집진시스템으로서 본 시스템의 설계 변수들은 상호 연관되어 있으며, 이들의 최적화가 이루어 질 경우 집진효율 향상, 높지 않은 압력손실, 처리 유량의 증대 및 유지·관리 면에서 상당한 성능 향상을 가져올 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 사용되는 다단 다공성 플레이트를 보인 단면도
도 2는 본 발명에 사용되는 다단 다공성 플레이트 후면의 유동 흐름 및 입자
궤적을 보인 확대 단면도
도 3은 본 발명에 의한 사각형 구조의 다단 다공성 플레이트가 결합된 집진
시스템의 개략적인 단면 구성도
도 4는 본 발명의 스크린 필터를 구비한 2차 집진부의 횡단면도
도 5는 본 발명의 주 집진부와 탈진시스템을 보인 횡단면도
도 6은 본 발명의 주 집진부상의 탈진시스템을 일부 발췌한 확대 횡단면도
도 7은 본 발명에 사용된 원판형 구조의 다단 다공성 플레이트가 결합된 집
진시스템의 개략적인 단면구성도
도 8은 본 발명에 의한 원판형 구조의 다공성 플레이트가 적용된 주 집진부
와 탈진시스템을 보인 단면도
도 9는 본 발명에 사용된 원판형 구조의 다공성 플레이트가 적용된 주 집진
부와 탈진시스템을 보인 측단면도
도 10은 본 발명의 실시예 1과 실시예 2의 결과를 비교하여 나타낸 집진효율
곡선
도 11은 본 발명의 실시예 3에서의 집진효율곡선
도 12는 본 발명의 실시예 1, 2, 3의 압력손실 및 집진효율을 비교한 도표
■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■
1:(다공성)플레이트1a:홀
1b:턱1c:확대부
1d:후면2:집진시스템
3:주 집진부4:2차 집진부
5:스크린 필터6:닥트
7:예비하전부8:전동장치
9:탈진수단10:분진함
11:탈진시스템12:브러쉬케이싱
13:브러쉬13a:스프링
14:분진함15:전동장치
16:개폐문17:전동모터
18:회전축19:구동연결수단
20:브러쉬21:분진함
본 집진시스템의 주 집진부인 다공성 플레이트에 의한 집진은 관성력에 의한 임팩션 효과가 입경이 큰 입자에 대해서는 매우 효과적이지만, 2㎛ 이하의 미세 입자에 대해서는 상당한 취약점을 나타낸다.
이를 극복하기 위해 본 발명의 다공성 플레이트(1)는 난류 확산 및 브라운 운동에 의한 확산효과에 의해 플레이트(1)의 후면에 미세 입자를 집진 할 수 있는 변형된[출구 부분이 확대된 확대부(1c)] 특수구조의 다공으로 출구 부분의 확장 각도에 따라 확산효과의 최적치가 결정될 수 있다.
또한 집진된 분진입자의 최적의 집진조건 형성을 위한 집진시스템(2)의 사용시에 홀(hole; 1a)을 통한 분진입자의 재비산을 막기 위해 플레이트(1) 전면의 각 홀(1a) 둘레에 원형의 돌출 턱(1b)을 장착한 특수 구조를 가지는 다공성 플레이트(1)로 구성되는데, 이를 도 1에 우선적으로 도시하였다.
이에 따른 플레이트(1) 후면의 기류의 유동 흐름 및 입자 궤적은 도 2에 나타나 있다.
또한 본 발명의 집진시스템(2)은 다공성 플레이트(1)의 형상에 따라 다단의 원판형 및 사각형 구조의 플레이트(1)로 구성될 수 있는바, 이를 이하에 예시도면과 더불어 상세히 살펴 보기로 한다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 다단 다공성 플레이트(1)가 결합된 하이브리드 집진시스템(2) 중 사각형 구조의 다단 다공성 플레이트(1)를 주 집진부(3)로 하고 부가적으로 2차 집진부(4)인 스크린 필터(5)가 장착된 하이브리드 집진시스템(2)을개략적인 단면도로 도시한 것이다.
즉, 다공성 플레이트(1)가 다단으로 설치되어 분진 입자를 함유한 기류가 각 플레이트(1)의 홀(1a)을 통과할 때 관성충돌 및 난류 확산효과에 의해 플레이트(1)의 전면 및 후면에 부착되어 1차 집진되도록 구성하였으며, 다단 플레이트(1)에 부착되지 않은 분진 입자들은 부가적으로 설치된 2차 집진부(4)상의 스크린 필터(5)를 통해 제거되는 시스템으로 이루어져 있다.
또한 주 집진부(3)인 다공성 플레이트(1)에서의 분진입자 누적에 의한 재비산을 방지하고 고효율(99%)의 집진 상태를 유지하기 위해 탈진시스템(11)을 장착하였다.
상기 2차 집진부(4)에서 스크린 필터(5)를 사용치 않을 경우에는 전기집진원리를 이용하여 집진효율의 향상을 기할 수 있으며, 이를 위한 예비하전부(7)는 집진시스템(2)을 구성하는 닥트(6)의 전단부에 설치된다.
본 발명의 요부인 다단 다공성 플레이트(1)는 도 1,2 및 도 3 등에서 보는 바와 같이 처리유량에 따른 플레이트(1)의 면적, 각 단에서의 홀(1a)의 수, 홀(1a)의 직경 및 전후 플레이트(1) 간의 간격(t) 등은 본 집진시스템(2)의 중요 변수가 된다.
분진입자의 재비산을 방지하기 위해 플레이트(1) 전면은 그리스(grease) 등과 같은 점성을 갖는 물질로 코팅하고, 플레이트(1)에 형성되는 각각의 홀(1a) 선측에는 일정한 크기의 돌출형의 턱(1b)을 형성하여 집진효율을 배가토록 한다.
본 발명의 집진시스템(1)에서는 첫번째 플레이트(1)의 홀(1a) 배치와 두번째플레이트(1)의 홀(1a) 배치를 교차시켜 놓음으로서 홀(1a)을 통과한 분진입자가 다공성 플레이트(1)에 부딪히게 되는데, 분진입자가 홀(1a)을 통과할 때의 빠른 통과유속에 의한 높은 관성력에 의해 다음 플레이트(1)의 전면에 충돌하면서 집진이 이루어진다.
여기서 각 플레이트(1)를 경유하는 분진입자의 집진 특성을 살펴보면, 첫번째 플레이트(1)의 경우는 분진입자가 닥트(6)를 통해 바로 유입되어 관성력이 작기 때문에 집진되는 비율이 낮고, 첫번째 플레이트(1)를 통과한 후에는 빠른 홀(1a) 통과유속에 의해 높은 집진비율을 보인다.
이러한 집진비율은 두번째 플레이트(1)에서 큰 입자인 경우 관성력 증대에 의해 가장 높은 경향을 보이며 잔여 분진입자는 다음 플레이트(1)로 진행됨에 따라 입경이 감소되어 미세분진의 난류유동의 와류 및 브라운 운동에 의한 확산효과에 의해 특수 구조(출구부분이 확대된 다공)로 구성된 플레이트(1)의 후면(1d)에 집진이 된다.
주 집진부(3)를 구성하는 수개의 다단 다공성 플레이트(1)에서 집진되지 않은 분진입자들은 닥트(6)의 후측에 설치되는 2차 집진부(4)인 스크린 필터(5)에서 집진이 이루어지는데, 이러한 스크린 필터(5)의 구성은 도 4에 상세히 나타나 있다.
상기 스크린 필터(5)는 다단 다공성 플레이트(1)에서 집진되지 않은 분진입자를 부수적으로 제거하는 역할을 수행하는 것이며, 대부분의 분진입자가 다단 다공성 플레이트(1)에서 집진(약 99% 이상)되고 소량의 분진입자만이 부착되므로 시간이 경과된 후에도 압력손실의 변화가 크지 않으며, 상기 스크린 필터(5)는 롤(roll) 형태로 양단이 권취된 스크린 필터(5)를 사용하여 압력손실이 증가되기 시작하는 시점에서 모터와 같은 전동장치(8)에 의해 이동하게 되고 이동과정에서 브러쉬 등과 같은 탈진수단(9)에 의해 부착되어 있는 분진입자들을 분진함(10) 상으로 효율적으로 제거하여 최적의 집진상태를 유지하게 된다.
본 발명에 있어서 가장 핵심적인 부분은 다단 다공성 플레이트(1)의 사용에 있어서 플레이트(1)에서의 분진입자 과부하를 방지하여 고효율의 집진 상태를 계속적으로 유지하는 것으로서, 이를 위해 도 5,6에 나타나는 탈진시스템(11)을 주 집진부(3)에 장착토록 한다.
즉, 분진입자가 다단 다공성 플레이트(1)에 의해 집진될 때 일정 시간 경과 후에는 플레이트(1)에서의 분진입자 과부하로 인한 재비산에 의해 집진효율이 감소하는바, 여기에 탈진시스템(11)을 장착하여 주기적으로 분진입자를 탈진하여 줌으로써 분진입자를 고효율로 집진할 수 있는 최적의 집진상태를 유지하게 한다.
상기 탈진시스템(11)은 도시한 바와 같이 브러쉬케이싱(12) 상에 스프링(13a)에 의해 탄력 설치된 브러쉬(13)와 좌우 단부의 분진함(14), 그리고 브러쉬(13)가 탄력설치된 브러쉬케이싱(12)을 좌우로 왕복운동시키기 위한 전동장치(15)로 구성된다.
상기 전동장치(15)는 알려진 다양한 전동장치를 사용할 수 있는 것이며, 도시한 예는 정역구동 모터에 의해 정역방향으로 회전구동하는 리드스크류 상에 수개의 브러쉬케이싱(12)을 연결하여 동시에 좌우로 왕복운동을 행할 수 있도록 구성한예를 도시하였다.
상기 브러쉬(13)는 플레이트(1)의 전면에 밀착되어 이동하면서 플레이트(1)에 과부하 상태로 존재하는 분진입자를 제거하여 최적의 집진 상태를 유지하고, 제거된 분진은 분진함(14)상으로 이송되어 퇴적되는 것이다. 상기 분진함(14)의 입구에는 탈진시스템(11)을 구성하는 브러쉬(13)가 분진함(14)으로 진출입시 분진함(14)을 개폐하는 개폐문(16)이 설치된다. 상기 개폐문(16)은 고탄력 고무재 등을 사용하여 브러쉬(13)의 진입여부에 따라 자동으로 개폐되도록 하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 다단 다공성 플레이트(1)를 사용하여 집진시스템(2)을 구성하되, 상기 다공성 플레이트(1)를 원형판으로 이루어진 다공성 플레이트(1)를 적용한 다른 실시예를 도시한 것이다.
상기 원형 구조의 다공성 플레이트(1) 역시 사각형 플레이트와 마찬가지로, 분진입자의 미끄러짐 현상과 재비산 현상을 방지하기 위해 전면을 그리스(grease)와 같은 점성을 갖는 물질로 코팅처리한 원판형 구조의 다단 다공성 플레이트(1)를 주 집진부(3)로 구성하고, 부가적으로 2차 집진부(4)는 전기한 구성과 동일한 스크린 필터(5)가 장착된 집진시스템(2)을 적용한 경우를 도시한 것으로서,
다공성 플레이트(1)가 다단으로 설치된 사각형 구조의 다공성 플레이트(1)의 경우와 집진 메카니즘은 유사하나, 탈진시스템(11)의 운전형태 및 가스유동의 패턴에서 차이점을 보이는 경우이다.
즉, 집진시스템(2)은 유입구를 갖는 닥트(6)와, 상기 닥트(6)의 내부에 설치되는 주 집진부(3)인 다단 다공성 플레이트(1), 그리고 스크린 필터(5)로 이루어진 2차 집진부(4), 그리고 상기 주 집진부(3)에 설치되는 탈진시스템(11), 그리고 주 집진부(3)의 전측 닥트(6)에 선택적으로 설치될 수 있는 예비하전부(7)로 구성된다.
도 8,9는 원판형 구조의 다공성 플레이트(1)가 설치된 주 집진부(3)의 단면도 및 측단면도로서 사각형의 다공성 플레이트(1)와 마찬가지로, 분진입자의 미끄러짐 현상과 재비산 현상을 방지하기 위해 다공성 플레이트(1)의 전면을 그리스(grease)로 코팅하고, 각 홀(1a)의 전면 외단부에 일정한 크기의 턱(1b)을 설치하였다.[도면상에서 턱(1b)은 생략하여 도시하였다.]
각 플레이트(1)는 전동모터(17)에 의해 플레이트(1)를 회전구동시키기 위하여 회전축(18) 상에 축설치되고, 전동모터(17)와 회전축(18)은 일반적인 체인구동수단이나 벨트구동수단 등과 구동연결수단(19)과 연결되어 회전구동토록 구성하며, 이러한 플레이트(1)의 회전은 탈진시스템(11)의 운전시 중요하게 작용한다.
즉, 여기서 플레이트(1)의 전동모터(17)에 의한 회전주기는 분진입자의 유입농도 및 유입속도에 따라 결정되어진다.
주 집진부(3)인 다단 다공성 플레이트(1)에서 집진되지 않은 잔여 분진입자들을 2차 집진부(4)인 스크린 필터(5)에서 집진이 이루어지며, 이의 구성은 제1실시예에서 언급한 도 4에서 예시한 구성과 동일하다.
주 집진부(3)인 원판형 구조의 다단 다공성 플레이트(1)에서 고효율의 집진효율을 유지하기 위해 탈진시스템(11)의 장착이 필요하며, 이러한 탈진시스템(11)은 사각형 플레이트(1)의 집진시스템(11)에서의 탈진방식이 플레이트(1)가 고정된 상태에서 탈진시스템(11)의 왕복운동에 의해서 분진입자가 탈진되는 반면, 원판형 플레이트(1)의 경우는 탈진시스템(11)이 고정된 상태에서 전동모터(17)와 회전축(18)에 의해 원형 다공성 플레이트(1)가 회전을 하여 부착된 분진입자를 탈진시킨다.
탈진시스템(11)은 탈진을 위해 브러쉬(20)가 부착된 탈진부와 탈진된 분진입자를 포집하는 하측의 분진함(21)으로 구성되어 있으며, 다단 다공성 플레이트(1)에서 각 단과 단 사이의 분진함(21)은 서로 차단되어 있어 유입되는 기류가 불안정하게 흐르는 것을 방지토록 한다.
탈진부는 한쪽 측면에 브러쉬(20)가 장착되어 있어 원형 다공성 플레이트(1)가 전동모터(17)에 의해 회전될 때, 플레이트(1)에 부착된 분진입자는 브러쉬(20)에 의해 플레이트(1) 전면에서 탈진되고 탈진된 분진입자들은 하부의 분진함(21)으로 모여져 수거처리된다.
2차 집진부(4)에서 스크린 필터(5)를 사용하지 않을 경우 전기집진원리를 이용하여 집진효율을 증대시킬 수 있으며 이를 위한 예비하전부(7)는 도 7에서와 같이 닥트(6)의 전측에 선택적으로 설치된다.
이하 본 발명을 다양한 실시예와 더불어 설명키로 한다.
(실시예 1)
본 실시예 1에서는 사각형 구조의 4단 다공성 플레이트(1)를 사용한 집진시스템(2)을 제작하여 스크린 필터(5)를 장착하지 않은 상태에서 실험을 수행하였다.
사각형 다단 다공성 플레이트(1)를 사용한 집진시스템(2)에 의한 입자 집진효율곡선은 도 10에 도시된 바와 같다.
본 실시예 1에서는 홀(1a) 수 108개, 홀(1a) 직경이 2mm인 플레이트(1)와 3mm인 플레이트(1)의 조합을 통해 최적의 조합배열을 결정하였고, 그 배열은 홀(1a)의 직경을 기준하여 각각 [2, 2, 2, 3mm]로 4단을 설치하여 집진 특성을 해석하였다.
이 때의 압력손실은 276mmH2O였으며, 스크린 필터(5)를 장착하지 않은 상태에서 집진효율이 도 10에서 도시된 바와 같이 98.41%로 매우 높게 나타났다.
이는 처리 유량의 대·소에 관계없이 동일 유입유속 조건에서 상사법칙을 만족하는 시스템의 설계에 의해 동일 집진효율을 유지할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예 2에서는 실시예 1에서 제작한 사각형 다공성 플레이트(1)를 사용한 집진시스템(2)에 스크린 필터(5)를 장착하여 실험을 수행하였다.
본 실시예 2에서의 입자 집진효율곡선은 스크린 필터(5)를 장착하지 않은 실시예 1에서의 입자 집진효율곡선과의 비교를 위해 도 10에 실시예 1에서의 집진효율곡선과 함께 도시하였다.
이 때의 압력손실은 330mmH2O로, 스크린 필터(5)에 의한 압력손실이 증가된 반면에, 집진효율은 99.37%로 효율이 증가함을 알 수 있었다.
또한 대부분의 분진입자가 다단 다공성 플레이트(1)에서 집진되기 때문에 스크린 필터(5)에서의 분진 부하량이 적어 시간의 변화에 따른 압력손실의 증가폭이 현저히 낮음을 알 수 있었다.
(실시예 3)
본 실시예 3에서는 사각형 구조의 5단 다공성 플레이트(1)를 사용한 집진시스템(2)에 스크린 필터(5)를 장착하지 않은 상태에서 실험을 수행하였다.
본 실시예 3에서는 각 단에서의 홀(1a) 수 108개, 홀(1a) 직경이 2mm인 플레이트(1)와 3mm인 플레이트(1)를 홀(1a)의 직경을 기준하여 [2, 2, 3, 2, 2mm]로 5단으로 최적의 조합배열을 결정하여 분진입자의 집진실험을 수행하였다.
이 때의 압력손실은 304mmH2O로 단수의 증가에 의해 압력손실이 증가하나 집진효율은 향상되었으며, 스크린 필터(5)를 장착하지 않은 상태에서 집진효율은 도 11에서 도시된 바와 같이 99.4%로 매우 높게 나타났다.
위의 집진효율 99.4%는 운전시작 후 30초가 경과되어 그리스(grease)로 코팅된 플레이트(1)에 부착된 분진입자에 의한 거칠기가 형성되었을 때의 최대 효율로 일정시간이 더 경과될 때에는 분진입자의 과부하로 인해 재비산 현상이 일어나 집진효율이 감소하게 된다.
따라서 집진효율이 최대가 되는 시간 이후에는 탈진시스템(11)을 이용하여 플레이트(1)의 면을 적합한 거칠기만을 형성하고 있는 상태로 만들어 주어 최적의 집진효율 조건을 형성하도록 해야 한다.
이러한 탈진시스템(11)의 탈진주기는 여러 가지 운전변수에 따라 결정되며, 이때의 운전변수는 분진의 유입농도, 유입유속, 다공성 플레이트(1)의 형상 및홀(1a)의 수, 홀(1a)의 직경, 다공성 플레이트(1)의 직경 및 단수와 그에 따른 최적 배열 등을 들 수 있다.
본 실시예 1, 2, 3에서의 집진효율 및 압력손실 측정값을 비교한 표를 도 12에 나타내었다.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명은 특수한 구조의 다공으로 구성된 다단의 플레이트(1)를 효과적으로 결합시킨 고효율(99%)의 집진시스템(2)으로 장치의 소형화 및 유지·관리의 용이성으로 인해 기존의 집진 장치를 대체할 수 있으며, 여기에 부가적으로 2차 집진부(4)인 스크린 필터(5)를 장착하여 1차 주 집진부(3)를 통과한 나머지 잔여 분진 입자들을 집진하여 99.9%에 접근하는 집진효율을 통해 대기오염 방지시설에 투자되는 경제적 비용을 경감시키고 기술 경쟁력을 획득할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명은 다음과 같은 경제·산업적 효과 등이 기대된다.
① 설치 면적 및 비용의 절감
② 집진효율의 증대(집진효율 99% 이상)
③ 처리유량 증대(즉, 장치의 소형화,기존 여과 집진장치 규모의 1/10 이하)
④ 장시간동안의 연속조업 가능

Claims (8)

  1. 공기중의 분진입자를 입자의 관성력 및 난류 재순환 유동에 의한 와류 확산을 이용하여 집진하는 집진시스템(2)에 있어서;
    상기 집진시스템(2)은 유입구를 통하여 닥트(6)상으로 유입된 기류 속의 분진입자를 1차로 집진하기 위한 주 집진부(3)와,
    상기 주 집진부(3)를 경유한 기류 중에서 집진되지 않은 분진입자를 최종적으로 집진하기 위한 스크린 필터(5)로 이루어진 2차 집진부(4)와,
    상기 주 집진부(3)에는 다수개의 미세한 홀(1a)이 형성된 다공성 플레이트(1)를 수개 설치하여 이웃하여 설치되는 플레이트(1)상에 형성된 홀(1a)은 상호 어긋나게 배치하며,
    상기 주 집진부(3)의 플레이트(1) 전면에는 집진된 분진을 탈진하기 위한 탈진시스템(11)이 설치된 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  2. 제 1 항에 있어서;
    상기 플레이트(1)에 형성된 홀(1a)의 외단부에는 돌출형의 턱(1b)이 형성된 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 플레이트(1)에 형성된 홀(1a)의 후측에는 확대부(1c)가 선택적으로 형성된 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  4. 제 1 항에 있어서;
    상기 집진시스템(11)은 플레이트(1)가 사각판형으로 구성될 경우 수개의 플레이트(1)의 전면상에서 왕복운동하며 플레이트(1)의 전면에 집진된 분진입자를 탈진할 수 있도록 전동장치(15)와 연결된 브러쉬케이싱(12)상에 스프링(13a)에 탄력설치된 브러쉬(13)와, 상기 브러쉬(13)에 의해 탈진된 분진을 수거하기 위한 개폐문(16)을 구비한 분진함(14)으로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  5. 제 1 항에 있어서;
    상기 집진시스템(11)은 플레이트(1)가 원판형으로 구성될 경우 수개의 플레이트(1)가 전동모터(17)와 구동연결수단(19)으로 연결되어 회전구동될 수 있는 회전축(18)상에 축고정되고,
    상기 플레이트(1)의 전면에 집진된 분진입자를 탈진할 수 있도록 하부에 분진함(21)이 설치된 브러쉬(20)를 연접시켜 집진된 분진을 수거할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  6. 제 1 항에 있어서;
    상기 닥트(6)의 전측에는 전기집진을 위한 예비하전부(7)를 선택설치한 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 플레이트(1)의 전면에는 집진된 분진의 재비산을 방지하기 위한 그리스와 같은 점성을 갖는 물질을 코팅한 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
  8. 제 1 항에 있어서;
    상기 2차 집진부(4)상의 스크린 필터(5)는 양단에 롤 형태로 권취되어 전동장치(8)에 의해 좌우 선택적으로 왕복운동되며, 상기 스크린 필터(5)의 양단에는 분진함(10)을 형성하여 스크린 필터(5)가 왕복운동시 전면에 집진된 분진입자를 탈진할 수 있는 탈진수단(9)에 의해 집진된 분진을 수거할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다단 다공성 플레이트가 결합된 하이브리드 집진시스템.
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