KR20040056333A - 포집효율이 개선된 미스트 엘리미네이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)의 후단에 설치되는 미스트 엘리미네이터(mist eliminator)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터는, 선철을 생산하는 고로에서 배출되는 고로가스에 함유된 먼지를 제거하는데 사용되는 비숍 스크러버의 후단에 설치되어 먼지를 일부 포함하고 있는 입자상의 물을 제거하는 미스트 엘리미네이터에 있어서, 원통형상을 가지며, 상단에는 상기 비숍 스크러버와 연결되는 가스 유입구가 형성되고, 하단에는 가스 배출구와 집진수 배출구가 각각 하방과 측방으로 별개로 형성되는 하우징과; 상기 하우징의 내부 상단에 가스 유입구와 근접하여 배치되고, 상부는 끝이 둥근 원뿔형상이며 하부는 원통형상으로 이루어지는 가속기와; 상기 가속기의 원통형상 부분의 측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 수평면과 소정의 각도(α)를 갖도록 기울어져 부착 설치되는 다수의 배인(vane)을 포함한다. 이 때, 상기 배인은 상기 가속기의 반경방향에 대하여 반시계방향(상기 가속기상부에서 내려다보았을 때를 기준)으로 측정한 각(θ)이 0°내지 8°의 범위에 속하도록 설치된다.

Description

포집효율이 개선된 미스트 엘리미네이터{MIST ELIMINATOR HAVING IMPROVED CAPTURE EFFICIENCY}

본 발명은 습식 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)의 후단에 설치되는 미스트 엘리미네이터(mist eliminator)에 관한 것이다.

선철을 생산하는 고로에서는 상단을 통하여 고로가스가 배출될 때에 다량의 먼지를 포함하고 있으며, 이 가스의 먼지를 제거하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고로(10)의 상단과 연결되는 건식 집진기인 더스트 캣쳐(dust catcher)(12)와 그 후단에 연결되는 습식 집진기인 비숍 스크러버(Bischoff scrubber)(14)가 사용된다.

더스트 캣쳐(12)는 고로 가스(B·F·G) 중의 먼지(dust)를 중력 침강식으로 제진하는 장치이고, 비숍 스크러버(14)는 중력 침강으로 처리된 고로 가스를 다시 워터 스프레이(water spray)에 의해 습식 제진하는 장치이다.

통상적으로 이 비숍 스크러버(14)의 후단에는 비숍 스크러버(14)에서 배출되는 먼지를 일부 포함하고 있는 입자상의 물을 제거하기 위하여 미스트 엘리미네이터(20)가 설치되어 있다.

미스트 엘리미네이터가 설치되어 있는 비숍 스크러버에 대한 종래의 기술로 미국특허 제4,234,335호 (발명의 명칭: Gas Cleaning Method and Apparatus)가 있다.

미스트 엘리미네이터의 내부에는 별도의 구동력에 의하여 회전하는 팬 구조체 등이 구비되지 않으며, 다만 유입되는 먼지를 일부 포함한 수분입자의 유속을증가시킬 수 있도록 가속기가 설치되고, 이 가속기의 둘레를 따라 다수의 배인(vane)이 형성되어 가스로부터 수분을 제거하는 데 이용된다.

이 때 상기 배인의 위치 및 형상은 수분 포집효율을 좌우하는 중요한 인자가 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 연구의 연장선상에서 제안된 것으로, 그 목적은 미스트 엘리미네이터 내부에 형성되는 배인의 위치 및 형상을 최적화함으로써 수분의 포집효율을 높일 수 있는 미스트 엘리미네이터를 제공하는 것이다.

도 1은 고로에 연결설치된 건식 집진기와 습식 집진기를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터를 도시한 정면도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 잘라서 본 부분 단면도이다.

도 4는 미스트 엘리미네이터에서 물입자의 크기 및 배인 각도에 따른 포집효율을 비교하여 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 고로 12: 더스트 캣쳐(Dust Catcher)

14: 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)

20: 미스트 엘리미네이터(Mist Eliminator)

21: 하우징 21a: 가스 유입구

21b: 가스 배출구 21c: 집진수 배출구

23: 가속기 25: 배인(vane)

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선철을 생산하는 고로에서 배출되는 고로가스에 함유된 먼지를 제거하는데 사용되는 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)의 후단에 설치되어 먼지를 일부 포함하고 있는 입자상의 물을 제거하는 미스트 엘리미네이터에 있어서, 원통형상을 가지며, 상단에는 상기 비숍 스크러버와 연결되는 가스 유입구가 형성되고, 하단에는 가스 배출구와 집진수 배출구가 각각 하방과 측방으로 별개로 형성되는 하우징(housing)과; 상기 하우징의 내부 상단에 가스 유입구와 근접하여 배치되고, 상부는 끝이 둥근 원뿔형상이며 하부는 원통형상으로 이루어지는 가속기와; 상기 가속기의 원통형상 부분의 측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 수평면과 소정의 각도(α)를 갖도록 기울어져 부착 설치되는 다수의 배인(vane)을 포함한다. 이 때, 상기 배인은 상기 가속기의 반경방향에 대하여 반시계방향(상기 가속기상부에서 내려다보았을 때를 기준)으로 측정한 각(θ)이 0°내지 8°의 범위에 속하도록 설치된다.

상기 다수의 배인은 서로 이웃하는 것끼리 등간격(β)을 이루며 상기 가속기의 외주를 따라 형성될 수 있으며, 이 때 상기 서로 이웃하는 배인간의 간격(β)은 7.5°인 것을 바람직하다.

또한 상기 배인이 수평면과 이루는 각도(α)는 55°내지 65°의 범위에 속하도록 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터를 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 잘라서 본 부분 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터(20)는 원통형상을 갖는 하우징(21)의 내부에 가속기(23)와 다수의 배인(25)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(21)의 상단에는 비숍 스크러버와 연결되는 가스 유입구(21a)가 형성되고, 하단에는 가스 배출구(21b)와 집진수 배출구(21c)가 각각 하방과 측방으로 별개로 형성된다.

가속기(23)는 하우징(21)의 내부 상단에 가스 유입구(21a)와 근접하여 배치된다. 그 형상은 상부가 끝이 둥그스름한 원뿔형상이고, 하부는 원통형상으로 이루어진다.

한편, 배인(25)은 상기 가속기(23)의 하부, 즉 원통형상 부분의 측면과 상기 하우징(21)의 내측면 사이에 다수개가 부착 설치된다. 이 때 상기 배인(25)은 수평면과 소정의 각도(α)를 이루게 되는데, 이 각도(α)는 55°내지 65°의 범위에 속하도록 하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하기로는 60°로 하는 것이다.

또한 상기 배인(25)은 상기 가속기(23)의 반경방향에 대하여 반시계방향(상기 가속기 상부에서 내려다보았을 때를 기준)으로 측정한 각(θ)이 0°내지 8°의 범위에 속하도록 설치하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하기로는 7.5°로 하는 것이다.

한편 상기 다수의 배인(25)은 서로 이웃하는 것끼리 등간격(β)을 이루며 상기 가속기(23)의 외주를 따라 형성되는 것이 바람직하며, 이 때의 간격(β)은 7.5°로 하는 것이 가장 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터(20)에서, 가스와 함께 유입된 먼지 함유 물 입자는 배인(25)을 지나면서 원통형 하우징(21)의 내측벽으로 향하는 운동을 하게 되고, 또한 원통형 하우징(21)의 중심을 기준으로 회전운동을 하게 된다. 이 운동에 의하여 물 입자에 원심력이 발생하게 되고, 이 원심력에 의하여 물 입자는 벽과 충돌하면서 벽에 포집된다.

[실시예]

종래의 미스트 엘리미네이터에서는 배인(25)의 각도(θ)가 시계방향으로 7.5 기울어져 있었다. 원심력식 미스트 엘리미네이터(25)를 통과하는 물입자의 크기와 원심력식 미스트 엘리미네이터(25)에 설치되어 있는 배인(25)의 설치 각도(θ)를 변경하면서 포집효율의 변화를 관찰하여, 도 4에 나타내었다.

이로부터 물입자가 커질수록 포집효율이 점차 증가하여 물입자 크기가 100micron 이상에서는 포집효율이 100%이다. 즉 100 micron 이상의 모든 물입자는 미스트 엘리미네이터에서 제거된다고 볼 수 있다.

배인(25)의 각도(θ) 변화에 따른 포집효율의 변화를 검토하며, 30 micron 이상의 입자들은 배인(25)의 각도(θ) 변화에 따른 별 변화가 없는 반면에, 30 micron 이하의 물입자들의 포집효율 변화는 뚜렷하게 나타난다. 즉, 배인(25)이 시계방향으로 기울어진 각도가 작아질수록 포집효율이 점차 증가하고, 오히려 반시계방향으로(시계방향으로는 음수각으로) 기울어짐에 따라 포집효율은 더 증가한다.

도 4에서 'vane angle=7.5'는 배인(25)의 각도(θ)가 시계방향으로 7.5°인 것을 의미하고, 'vane angle=-7.5'는 배인(25)의 각도(θ)가 반시계방향으로 7.5°인 것을 의미한다. 도 4의 그래프에서 보는 바와 같이, 대략 크기가 0~30 micron의 범위에 속하는 물입자의 포집효율에 있어서 시계방향 7.5°에서 반시계방향 7.5°로 변할수록 효율이 좋아지는 것을 확인할 수 있다.

이러한 현상은 배인(25)의 각도(θ)가 반시계방향으로 기울어짐에 따라, 배인(25)을 지나는 물 입자의 속도 벡터가 보다 더 벽으로 향하게 되어 물입자가 벽면에 충돌할 가능성이 더 커지기 때문이다. 배인(25)이 반시계 방향으로 기울어진 각도(θ)가 점차 커짐에 따라, 배인 각도 증가에 대비 포집효율의 증가는 점차 둔해진다. 따라서 배인각도(θ)를 반시계방향으로 약 7.5°정도를 기울이는 것이 가장 바람직하다고 볼 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 미스트 엘리미네이터에 의하면, 내부에 설치되는 배인을 가속기의 반경방향에 대하여 반시계방향으로 기울여 설치함으로써 배인을 지나는 물입자가 벽에 보다 잘 충돌하게 되어 물입자 포집효율이 높아진다. 이에 따라 비숍 스크러버의 집진효율도 높아진다.

Claims (2)

1. 선철을 생산하는 고로에서 배출되는 고로가스에 함유된 먼지를 제거하는데 사용되는 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)의 후단에 설치되어 먼지를 일부 포함하고 있는 입자상의 물을 제거하는 미스트 엘리미네이터에 있어서,

   원통형상을 가지며, 상단에는 상기 비숍 스크러버와 연결되는 가스 유입구가 형성되고, 하단에는 가스 배출구와 집진수 배출구가 각각 하방과 측방으로 별개로 형성되는 하우징(housing);

   상기 하우징의 내부 상단에 가스 유입구와 근접하여 배치되고, 상부는 끝이 둥근 원뿔형상이며 하부는 원통형상으로 이루어지는 가속기;

   상기 가속기의 원통형상 부분의 측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 수평면과 소정의 각도(α)를 갖도록 기울어져 부착 설치되는 다수의 배인(vane)

   을 포함하며,

   상기 배인은 상기 가속기의 반경방향에 대하여 반시계방향(상기 가속기상부에서 내려다보았을 때를 기준)으로 측정한 각(θ)이 0°내지 8°의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 배인은 서로 이웃하는 것끼리 등간격(β)을 이루며 상기 가속기의 외주를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 미스트 엘리미네이터.