KR20040024076A

KR20040024076A - 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치

Info

Publication number: KR20040024076A
Application number: KR1020020055577A
Authority: KR
Inventors: 한권수; 조종식; 강광원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-03-20
Also published as: KR100862796B1

Abstract

제철공장의 코크스 조업시 발생되는 코크스오븐가스(COKE OVEN GAS)에 포함되어 있는 불순물인 타르 미스트(TAR MIST)를 집진하는 전기집진기를 세정시키는 장치가 제공된다.

상기 전기집진기 세정장치(1)는, 상기 집진기(100)의 상부에 연결된 염소계 세정액 공급관(10);과, 상기 공급관(10)과 연결되고, 집진기(100)내측으로 상부에 설치되며 공급되는 염소계 세정액을 분사시키는 노즐(22)을 갖춘 노즐헤드(20);와, 상기 집진기(100)의 하부에 연결되고, 분사된 세정액와 이에 용해된 타르 미스트 유체를 드레인하는 드레인관(30)이 연결되어 세정액와 타르침전물을 분리 배출시키는 세정액 분리조(40);와, 상기 세정액 분리조(40)와 연결관(52)으로 연결되고, 일측에는 상기 공급관(10)으로 처리된 세정액를 순환 공급하는 순환펌프(54)를 갖춘 세정액 저장조(50); 및, 상기 분리조(40)의 하부에 침전타르를 배출토록 연결된 배출관 (62)이 연결되어 침전타르를 저장하며, 상기 드레인관(30)이 연결관(64)으로 연결되는 실포트(60);로서 구성되어 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따르면, 코크스오븐가스에 포함되어 있는 불순물인 타르 미스트를 집진하는 전기집진기의 집진판 표면에 부착 고화되는 타르 미스트를 염소계 세정액를 이용하여 완전하게 세정 제거함으로서, 전기집진기의 집진효율을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

Description

집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치{AN APPARATUS FOR CLEANING A ELECTRIC DUST COLLECTOR}

본 발명은 제철공장의 코크스 조업시 발생되는 코크스오븐가스(COKE OVEN GAS)에 포함되어 있는 불순물인 타르 미스트(TAR MIST)를 집진하는 전기집진기에 관한 것이며, 보다 상세하게로는 전기집진기의 가동시 집진판의 표면에 부착 고화되는 타르 미스트를 염소계 세정액를 이용하여 완전하게 세정 제거함으로서, 전기집진기의 집진효율을 향상시킬 수 있도록 한 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철공장의 코크오븐에서 석탄을 건류하여 코크스를 생산하는 과정에서 발생되는 부생가스인 코크오븐가스(COKE OVEN GAS)(이하, 'COG'라 한다)중에는 불순물로서 타르성분이 포함되어 있는데, 이와 같이 COG에 포함된 타르성분은 상기 COG를 처리하는 화성공장의 다운커머(DOWN COMER)(미도시) 설비에서 제거되지만, 미세한 입자의 타르 미스트(TAR MIST)는 COG와 함께 전기집진기로 유입되는데, 도 1 내지 도 3 에서는 이와 같은 일반적인 전기집진기를 도시하고 있다.

즉, 도 1 내지 도 3 에서 도시한 바와 같이, 통상 전기 집진기(100)는 2기가 설치되는데, COG관(110)을 통하여 집진기(100)내로 유입된 타르 미스트를 포함한 COG는 전기집진기(100)내에 설치된 지지대(120)에 의해서 지지 되어지는 육각형의 집진판(130)과, 상기 지지대(120)에 연결되고 하부에는 무게추(142)가 연결되는 피아노선으로 된 방전와이어(140)사이를 통과하면서 코로나 방전(CORONA DISCHARGE)에 의하여 상기 집진판(130)에 (-)극의 직류 고전압이 가해진다.

따라서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 집진판(130)과 (-)극의 방전와이어(140)사이를 통과하는 COG중에 포함된 타르 미스트(T)는 (-)극으로 대전하여 육각형으로 된 집진판(130)의 내표면에 부착되고, 타르 미스트가 집진된 청정가스는 상부측 배관(112)을 통하여 후공정으로 보내지는데, 이때 상기 각각의 관 (110)(112)에는 개폐밸브(V)들이 설치됨은 물론이다.

그런데, 도 4에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 집진과정에서 전기집진기 (100)의 내부 온도가 대략 25~30℃ 정도로 낮기 때문에, 집진판(130)에 부착되어진 타르 미스트(T)가 하부로 흘러 내리지 못하고 집진판(130)에 고착되고, 그 고착되는 양이 점차 누적되면서 타르 미스트(T)의 누적층이 두꺼워지면, 상기 집진판(130)과 방전와이어(140)간의 극간거리(D)가 좁아지면서 (+)전극의 방전와이어(140)와 (-)전극의 집진판(130)에 부착되어 (-)극으로 대전된 타르 미스트(T)사이에 쇼트(S)가 발생되고, 이때 발생되는 불꽃은 방전와이어(140)인 피아노선을 열화시키면서 심한 경우, 피아노선(140)을 단선시키게 되며, 이는 결국 집진판(130)의 집진작용을 중단시키어 전체적으로 전기집진기(100)의 집진효율을 저하시키는 원인이 되는 것이다.

즉, 도 4에서 도시한 바와 같이, 코로나 개시전압은 극간거리(D)가 좁을수록 코로나 개시전압은 낮아지게 되는데, 전기집진기(100)의 최적성능을 위하여는 집진판(130)과 방전와이어(140)간의 극간거리(D)는 코로나방전이 발생되기 직전의 거리임을 감안할 때, 전기집진기(100)의 최적 집진효율을 전극(130)(140)간의 일정한 극간거리(D)의 유지에 달려 있는 것인데, 상기와 같은 COG에 포함되는 타르 미스트 (T)의 집진판(130) 고착은 그 만큼 극간거리를 불안정하게 하는 것이다.

더욱이, 상기 방전와이어(140)인 피아노선이 단락되면, 작업자가 전기집진기 (100)의 내부에 들어가 단락된 피아노선은 제거하고 새로운 피아노선으로 교체해야 하는데, 대략 전기집진기(100)의 내부에는 685개의 집진판(130)과 방전와이어(140)이 설치되어 있고, 방전와이어인 피아노선의 단락이 손쉽게 발생되기 때문에, 그 교환작업에도 상당한 시간이 소요된다.

따라서, 종래에는 이와 같은 집진판(판)(130)에 고착도는 타르 미스트(T)를 제거하기 위하여, 전기집진기(100)의 배관(110)(112)에 설치된 밸브(V)들을 차단시킨후, 전기집진기(100)의 내부에 주입관(150)을 통하여 고압의 스팀을 주입시키어 주입된 스팀으로 전기집진기(100)의 내부 온도를 높여서 상기 집진판(130)에 고착되는 타르 미스트(T)를 제거하였으며, 주입된 스팀과 그 과정에서 발생되는 유독성 가스는 배기관(152)으로 배출시키고, 스팀에 녹은 타르 미스트성분의 유체는 드레인관 (154)을 통해 씰-포트(SEAL POT)(156)에 유입된후, 배관(160)을 통하여 후공정으로 보내져 처리되는데, 상기 각각의 관(150)(152)(154)(160)에도 개폐밸브(V)들이 설치됨은 물론이다.

그런데, 상기 스팀퍼지에 이용되는 스팀의 온도는 170℃정도로 스팀퍼지 과정에서 집진판(130)에 부착된 타르 미스트성분이 하부로 흘러내리게 되는데, 일부의 타르 미스트는 높은 스팀온도에 의해서 오히려 휘발분이 증발되면서 피치화됨으로서, 집진판(130)에 완전히 고착되어 스팀으로도 떨어지지 않게 된다.

결국, 스팀퍼지를 자주하게 되면, 집진판(130)에 부착되는 타르 미스트중 피치화되면서 오히려 그 피치층이 두꺼워져 제거가 사실상 불가능한 경우가 종종 발생하고, 이경우에는 전기집진기(100)의 본체를 교환해야하는 것이다.

뿐만 아니라, 작업자가 직접 전기집진기(100)의 내부에 들어가 피아노선을 교체하는 과정에서 전기집진기(100)내의 잔류 유독가스에 의해 질식되는 안전사고가 종종 발생하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 전기집진기내 집진판에 폐쇄물질로 부착된 타르 미스트 및 기타 무기물질등을 빠르게 용해 제거시키는 염소계 세정액를 사용하여 집진판에 부착 고화되는 부착물들을 효과적으로 제거함으로서, 집진판과 방전와이어사이의 극간거리를 안정적으로 유지시키어 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 일반적인 코크스오븐가스를 처리시 타르미스트의 집진을 위한 전기집진기를 도시한 개략도

도 2는 전기집기기의 집진판을 도시한 개략도

도 3은 전기집진기의 집진판 및 방전와이어를 도시한 평면도

도 4는 전기집진기의 집진판에 고착되는 타르 미스트를 도시한 상세도

도 5는 본 발명에 따른 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치의 전체 구성을 도시한 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 전기집진기 세정장치10.... 염소계세정액 공급관

20.... 노즐헤드30.... 드레인관

40.... 세정액 분리조50.... 제정제 저장조

52.... 연결관54.... 순환펌프

60.... 실포트100.... 전기 집진기

130.... 집진판140.... 방전와이어

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, COG가 통과하여 이에 포함된 타르 미스트를 집진하는 집진판과 방전와이어을 갖추고, COG가스 유입관 및 처리가스 배출관이 연결되는 전기집진기에 있어서, 상기 집진기의상부에 연결된 염소계 세정액 공급관; 과,

상기 공급관과 연결되고, 집진기내측으로 상부에 설치되며 공급되는 염소계 세정액를 분사시키는 노즐을 갖춘 노즐헤드; 와,

상기 집진기의 하부에 연결되고, 분사된 세정액와 이에 용해된 타르 미스트 유체를 드레인하는 드레인관이 연결되어 세정액와 타르침전물을 분리 배출시키는 세정액 분리조; 와,

상기 세정액 분리조와 연결관으로 연결되고, 일측에는 상기 공급관으로 세정액를 순환 공급하는 순환펌프를 갖춘 세정액 저장조; 및,

상기 분리조의 하부에 침전타르를 배출토록 연결된 배출관이 연결되어 침전타르를 저장하며, 상기 드레인관이 연결관으로 연결되는 실포트;로서 구성되어 염소계 제정제로서 집진판의 고착 타르미스트를 제거하여 집진효율을 향상시키도록 구성된 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치를 마련함에 의한다.

이하,첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에서는 본 발명에 따른 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치(1)를 도시하고 있는데, 이하에서 종래 전기집진기(100)에 관련된 동일한 구성은 동일부호로 나타낸다.

먼저, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명에서 집진판(130)에 부착 고화되는 고착 타르미스트(T)를 세정 제거하기 위하여 사용되는 염소계 세정액는 국내 코아켐(주)에서 판매하는 CORE-MK401 세정제를 사용하는데, 이와 같은 염소계 세정액은 전기집진기(100)내에서 분사시키어 집진기 하부로 흘러내린 세정액을 세정액 분리조(40)와 저장조(50)를 통하고 순환펌프(54)를 이용하여 재순환시키어 사용한다.

이때, 세정액의 염소계 세정액 즉, CORE-MK401의 농도는 1.1-디클로로-1-플루오로에탄(1.1-DICHLORO-1-FLUOROETHANE) 20~30%, 1.1.1-트리클로로에탄(1.1.1-TRIC HLOROETHANE) 40~60% 및, 트리클로로에틸렌(TRICHLOROETHYLENE) 20~30% 이다.

그리고, 본 발명의 세정장치(1)가 설치되는 전기집진기(100)는 COG 가스관 (110)이 하부에 연결되고, 상부에는 타르 미스트(T)가 집진된 가스배출관 (112)이 연결되고, 내부에는 실질적인 타르 미스트등의 불순물을 포집하는 집진판(130) 및 방전와이어(140)가 도 4에서와 같이 설치되어 있다.

다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 세정장치(1)는 크게 염소계 세정액 공급관(10)과, 노즐헤드(20)와 세정액 분리조(40)와 세정액 저장조(50) 및, 실포트(60)로 구성되는데, 이들 구성요소(10)(20)(40)(50)(60)들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 염소계세정액 공급관(10)은 상기 집진기(100)의 상부에 연결되어 있는데, 상기 집진기(100)에 인접하여는 분기관으로 구성되어 집진기(100)의 상부 양측으로 각각 연결된다.

그리고, 상기 노즐헤드(20)는 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 집진기 (100)의 내측벽에 별도의 프레임을 고정시키는데, 이와 같은 본 발명의 노즐헤드 (20)에는 대략 6개 정도의 노즐(22)이 설치되어 있는데, 이와 같은 노즐은 120 도의 분사폭을 갖도록 설치하여, 이를 통하여 분사되는 염소계 세정액의 집진기 장입량은 60㎥/hr 정도가 되도록 한다.

다음, 상기 세정액 분리조(40)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 집진기 (100)의 하부에 연결되어 노즐헤드(20)의 노즐(22)을 통하여 분사되어 집진판(130)에 부착된 타르 미스트(T)가 포함된 세정액을 트레인시키는 드레인관(30)과 연결되어 있어, 세정액과 이에 포함된 타르 미스트가 분리조(40)에서 침전되면, 이를 각각 분리 배출시키어 세정액의 재순환 사용을 가능하게 구성되는 것이다.

그리고, 상기 세정액 분리조(40)와 연결관(52)으로 본 발명인 세정장치(1)의 상기 저장조(50)가 연결되는데, 이와 같은 저장조(50)에는 상기 집진기(100)의 상부에 연결되고 내측으로 노즐헤드(20)에 연결되는 상기 세정액 공급관(10)을 순환 공급하는 순환펌프(54)가 연결되어 있다.

다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 분리조(40)의 하부에 침전타르를 배출토록 연결된 배출관(62)이 연결되어 배출된 침전타르가 저장되며, 상기 드레인관 (30)에 직접 연결관(64)으로 연결되는 실포트(60)가 상기 분리조(40)의 하측으로 제공된다.

한편, 본 발명의 세정장치(1)에서 각각의 관(10)(30)(62)(110)(112)에는 액체 및 가스의 흐름을 조정하는 밸브(V)들이 설치되어 있고, 상기 세정액 분리조 (40) 및 세정액 저장조(50)에는 레벨센서(42)(56)이 각각 설치되어 있다.

따라서, 상기와 같은 세정장치(1)의 작용을 살펴보면, COG 유입관(110)과 가스배출관(112)의 밸브(V)들을 차단한후, 공급관(10)의 순환펌프(54)를 가동시키어 공급관(10)을 통하여 염소계 세정액을 집진기(100)의 노즐헤드(20)에 공급하면, 노즐(22)을 통하여 120 도의 분사폭으로 전체 세정액의 집진기 유입량이 60㎥/hr가 되도록 집진기 집진판(130)상에 염소계 세정액을 분사시킨다.

다음, 분사된 세정액은 집진판(130)에 고착된 타르 미스트를 용해시키면서, 집진기(100)의 하부로 흐르게 되면, 드레인관(30)의 밸브(V) 개방시 드레인관(30)을 통하여 타르 미스트(T)를 함유한 세정액은 세정액 분리조(40)로 유입되고, 결국 세정액중 함유된 용해된 타르미스트는 분리조(40)에서 세정액과의 비중차에 의해서 침전물로서 하부로 가라앉게 된다.

따라서, 세정액 저장조(50)의 연결관(52)에 설치된 밸브(V)를 개방시키면, 타르침전물과 분리된 세정액은 저장조(40)에 유입 저장되고, 반대로 실포트(60)에 연결된 연결관(64)의 밸브(V)를 개방시키면, 타르침전물은 실포트(60)에 유입되어 배출관(160)을 통하여 후처리공정으로 보내지고, 저장조(50)내의 세정액은 다시 순환펌프(54)가동시 집진기(100)의 노즐헤드(20)에 공급관(10)을 통하여 공급되는 것이다.

이때, 도 5에서 도시한 바와 같이, 분리조(40)에 문제가 있을 때에는 다른 연결관(64)을 통하여 바로 타르미스트를 함유한 세정액을 실포트(60)로 보내는 것도 가능하고, 상기 분리조(40) 및 저장조(50)에는 레벨센서(42)(56)가 각각 설치되어 있어, 분리조(40)에서는 침전물의 레벨을 감지하고, 저장조(50)에서는 세정액의 레벨을 감지하여 처리하게 한다.

그리고, 도면에서는 도시하지 않았지만, 상기 각각의 관들에 설치된 밸브(V)와 분리조(40) 및 저장조(50)의 레벨센서(42)(56)들은 각각 장치 제어부(미도시)와전기적으로 연결되어 상기의 세정액 순환 및 타르 침전물처리등을 위한 밸브(V)조작이 자동적으로 이루어 지게 하고, 물론 밸브들은 전기조작되는 콘크롤밸브가 바람직할 것이다.

결국, 타르미스트(T)의 세정효과가 큰 염소계 세정액(코아켐사의 CORE-MK401)을 사용하여 집진판(130)에 부착되어 고착되면서 집진판(130)과 방전와이어 (140)간의 극간격(도 4의 D)을 좁이면서 쇼트등을 발생시키지 않도록 고착 타르미스트(T)를 효과적으로 제거하고, 세정액을 타르침전물과 분리시키어 재순환 사용하여 전체적인 집진기의 집진효율을 높이는 것이다.

다음, 아래의 표 1에서는 종래의 스팀방식으로 집진판(130)에 고착된 타르 미스트의 세정작업 및 세정 작업후의 포집율을 나나내었고, 다음의 표 2에서는 본 발명의 세정장치(1)를 코아켐사의 CORE-MK401 염소계 세정액을 집진기(100)내에 60㎥/hr 의 장입량으로 40℃ 온도에서 8시간동안 주입 분사시킨 경우 포집율을 나타내었으며, 표 3에서는 이들을 정리한 것이다.

따라서, 상기 표 1 및 표 2의 중요 평균치를 정리한 표 3에서 알수 있듯이, 본 발명의 세정장치(1)에 의하면 종래 스킴을 이용한 집진기(100)의 세정작업에 비하여 출구에서의 타르 미스프 포집치 평균에서 상당한 차이가 남을 알수 있는데, 이는 본 발명의 세정장치(1) 사용시 그 세정율이 우수함을 나타내는 것이고, 전체적인 타르미스트 포집율에 있어서도 본 발명의 경우가 더 우수함을 알 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명인 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치에 의하면, 전기집진기내 집진판(판)에 폐쇄물질로 부착된 타르 미스트 및 기타 무기물질등을 빠르게 용해 제거시키는 염소계 세정액를 사용하여 집진판에 부착 고화되는 부착물들을 효과적으로 제거함으로서, 집진판과 방전와이어사이의 극간거리를 안정적으로 유지시키어 집진효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 방전와이어인 피아노선의 교환작업도 최소화되어 작업량 증가 및 집진기내의 유독가스에 의한 작업자의 안전사고를 미연에 예방하고, 고효율의 집진이 가능하여 타르 미스트등에 의한 환경오염을 줄이도록 하며, 처리되는 COG의 품질도 높이도록 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

COG가 통과하여 이에 포함된 타르 미스트(T)를 집진하는 집진판(130)과 방전와이어(140)을 갖추고, COG가스 유입관(110) 및 처리가스 배출관(112)이 연결되는 전기집진기(100)에 있어서,

상기 집진기(100)의 상부에 연결된 염소계 세정액 공급관(10);과,

상기 공급관(10)과 연결되고, 집진기(100)내측으로 상부에 설치되고 공급되는 염소계 세정액를 분사시키는 노즐(22)을 갖춘 노즐헤드(20);와,

상기 집진기(100)의 하부에 연결되고, 분사된 세정액와 이에 용해된 타르 미스트 유체를 드레인하는 드레인관(30)이 연결되어 세정액와 타르침전물을 분리 배출시키는 세정액 분리조(40);와,

상기 세정액 분리조(40)와 연결관(52)으로 연결되고, 일측에는 상기 공급관 (10)으로 세정액를 순환 공급하는 순환펌프(54)를 갖춘 세정액 저장조(50);및,

상기 분리조(40)의 하부에 침전타르를 배출토록 연결된 배출관(62)이 연결되어 침전타르를 저장하며, 상기 드레인관(30)이 연결관(64)으로 연결되는 실포트 (60);로서 구성되어 염소계 세정액으로 집진판(130)의 고착 타르미스트를 제거하여 집진효율을 향상시키도록 구성된 집진효율을 향상시킨 전기집진기 세정장치
제 1항에 있어서, 상기 세정액 분리조(40) 및 세정액 저장조(50)에는 레벨센서(42)(56)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 전기집진기 세정장치