KR20060026926A

KR20060026926A - 분진이나 액적 또는 가스상물질을 포집하기 위한미로(迷路)형 스크러버

Info

Publication number: KR20060026926A
Application number: KR1020060014904A
Authority: KR
Inventors: 오재성
Original assignee: 오재성
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-03-24
Also published as: KR20070082493A

Abstract

본 발명은 미세분진이나 가스상 물질을 포집하기 위한 방법으로 사각형태의 통속에 유체흐름을 유도하는 직각형태의 미로(迷路)를 구성해 유체 흐름 속에 물(액체)입자를 투입하여 물(액체)입자가 미세분진이나 가스상 물질을 흡착하고 난류를 형성하여 물(액체)입자 간 상호 충돌에 의해 합일(合一)을 유도하고 원심력을 이용하여 합일(合一)된 물(액체) 입자를 유로(流路) 벽면에 충돌시킴으로써 포집하는 원리를 갖는 미로(迷路)형 스크러버에 관한 것이다.

세부적으로는 물입자를 미세먼지나 가스상과 접촉이 용이하도록 표면적이 넓게 하기 위하여 안개상의 입자로 가스상물질의 유체흐름 속에 투입하여 가스상물질과 접촉시키되 보다 접촉을 용이하게 하기 위하여 난류흐름을 조성하고, 직각으로 꺾인 유로(流路)에서 합일(合一)된 입자는 중력에 의해 유로(流路) 벽면에 충돌하여 부착되고 이러한 부착이 지속적으로 이루어져 부착된 미세먼지를 함유한 수분은 벽면에서 흘러 통박으로 추출된다.

본 발명에 의한 방법은 그간 미세먼지나 가스상 물질을 포집하기 위하여 사용되어온 Wet Scrubber나 엘리미네이터 등의 효과보다 저렴한 설비비용, 우수한 포집효과, 간단한 관리방법, 물 소모량 절감, 전력소모량 절감, 폐수절감 등의 효과를 동시에 이룰 수 있는 방법으로 미세먼지 포집을 통한 대기오염 방지 또는 가스상 물질이나 악취물질을 포집을 통한 악취방지시설로서 시설비, 관리비, 운영비에서 많은 편의를 제공하는 새로운 방법이다.

분진, 미세먼지, 악취포집, Scrubber, 스크러버, 집진, 가스포집

Description

분진이나 액적 또는 가스상물질을 포집하기 위한 미로(迷路)형 스크러버 {A maze scrubber to seize dust, liquid particles or gas materials}

圖 1 은 미로(迷路)형 스크러버의 유로(流路) 설명을 위한 평면도

圖 2 는 공정도

<도면 주요 부분의 부호 설명>

11: 분진과 수적(水滴)의 유입구

12: 배출구

13: 가스상분진과 수적(水滴)

14: 유체흐름방향

15: 수적(水滴)과 분진의 포집영역

16: 회오리를 동반한 난류영역

17: 턱

21: 가스상분진 유입구

22: 입측 송풍기

23: 안개분무 노즐

24: 미로(迷路)형 스크러버

25: 출측 송풍기

26: 유체 출구

27: 포집액 배출구

28: 드레인 및 청소용 밸브

本發明은 미세분진을 포함한 분진이나 가스상물질을 포집하기 위한 습식포집 방법으로 대기환경 개선을 목적으로 발명하였다.

기존의 분진포집방법은 습식포집방법과 건식포집방법이 있으며, 집진기나 여과방법이 대표적인 건식방법에 속하고, Wet Scrubber가 습식방법에 속한다.

습식방법의 예에서 기존의 스크러버는 장치 내에 충진물을 채우고 충진물 위에서 물을 스프레이하고 스프레이를 지나 상단에 데미스터를 설치하여 수분의 외부유출을 막도록 설계된 것이 일반적이다.

이러한 스크러버에서 가스상은 충진물 사이를 통해 올라가고, 물은 스프레이 되는 충진물의 위에서부터 아래로 내려온다. 이러한 방법은 이론적으로는 충진물에서 가스와 물의 접촉면적을 넓히기 위하여 실시되나, 실제 운전에서는 터널현상이나 수분이 고루 분포되지 않는 현상으로 포집효율은 극히 저조한 경향을 보인다.

또한 장기 사용시 충진재와 데미스터에 슬러지가 끼어 효율을 저해하므로 주기적인 청소를 실시하나 그 방법 또한 쉽지 않은 실정이다. 그 외에도 장치가 커서 많은 설치비가 소모되고, 다량의 물을 사용함으로 인해 물의 소모가 많은 단점을 지 닌다.

본 발명이 이루고자 하는 방법은 장치내부에는 철판이나 플라스틱의 판만을 사용하여 미로(迷路)를 형성하여 미세수적(水滴)과 분진 사이에 난류와 합일(合一)을 야기하고, 합일(合一)에 의해 중량이 커진 수적(水滴)은 원심력에 의해 유로(流路) 벽면에 충돌하여 포집하게 하는 방법으로, 충진물이 없고 소요되는 소모자재도 없으며 청소와 재생도 필요 없는 구조로 송풍기의 풍압만으로 미세먼지나 분진, 가스상 물질을 포집하는 방법으로, 기존의 설비보다 시설비용, 관리, 운전상의 편리함을 제공한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 목적을 달성하기 위하여 고려되는 기술적인 목표는 포집율, 처리용량, 배출농도이며 이를 위해서는 장치의 크기와 구조, 물의 분무량, 수적(水滴)의 크기, 각 유로(流路)에서의 유체속도, 유로(流路)의 간격, 입출구의 압력손실, 물의 표면장력과 온도, 분진에 따른 용매의 선택 등이 기술적인 요인으로 작용한다.

예로 입출구측에서의 압력손실값은 장치 내 유체의 유속에 좌우하며, 상수값을 갖는 이차함수적(水滴) 특성곡선을 갖는다.

따라서 유량에 따른 압력손실값의 보충을 위해 출구측에 유량과 압력손실값을 곱한 에너지값에 해당하는 별도의 송풍기를 부착하여야 한다.

본 발명의 포집효율은 간이적인 실험에 의해 실험값으로 90% 이상의 포집이 가능하 며, 포집율은 장치 내 유속과 유로(流路)의 폭비가 일정값일 때 최대가 된다.

장치 내 유체의 온도가 대기온도보다 높은 경우 출구에서 백연이 발생하는 경우가 있으며, 이것은 출구로 방출되는 유체는 분진이 제거되었다고 해도 포화수증기 상태를 유지함으로 차가운 공기와 접하면서 온도별 절대습도차에 따라 백연이 발생하는 것이다.

이러한 때는 장치 내 온도를 대기온도보다 낮게 관리하는 것이 백연을 막는 방법이다.

차후 추가적으로 보완할 기술은 분진의 종류에 따른 용매의 선택과 물이나 용매의 표면장력 조절에 따른 포집효율은 지속적으로 연구할 대상이다.

상기와 같은 기술적인 부분을 완성하기 위하여

첫째, 유체가 스크로버 시스템을 통과할 수 있도록 일정한 속도와 압력을 유지할 수 있게 강제 배기 구조가 되어야 한다.

둘째, 물과 미세분진이나 가스가 잘 흡착 혼합될 수 있도록 챔버 안으로 물을 안개분무 형태로 분사하며 동시에 와류를 일으킬 수 있는 구조이어야 한다.

셋째, 스크로버 내부의 격벽과 턱은 미스트 챔버로부터 들어오는 유체의 압력에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.

넷째, 벽에 붙거나 낙하한 더스트가 포집장치로 자동 배출되어야 한다.

산업의 공정상에서 발생하는 미세분진이나 가스상물질은 그 특성에 따라 용해하거 나 쉽게 젖어 드는 특성이 각기 다르나 본 장에서는 물에 용해성이 좋은 가스상의 미세분진에 대해 대표적인 예로 설명한다.

기존의 발명은 여과나 집진방식으로 포집이 어려운 가스상분진을 안개상으로 분무된 미립수적(水滴)과 접촉, 충돌을 유발하여 그 입자질량을 크게 한 후 수적(水滴) 상호간의 충돌에 의해 커진 수적(水滴)을 원심력과 관성을 이용하여 유로(流路)벽면에 충돌시킴으로써 수적(水滴)을 이용하여 가스상분진을 포집하는 기술이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 장치의 내부를 평면도로 보면 [도 1]에서 보는 바와 같이 수직의 유로(流路)를 조성하여 장치 내로 유입된 가스상분진과 수적(水滴)(13)이 지속적으로 방향(14)을 전환하며 난류를 형성하고, 회전함으로써 원심력이 작용하도록 하였다. 따라서 난류에 의해 가스상분진은 수적(水滴)에 접촉시키며, 가스상 분진을 함유한 수적(水滴)은 상호 충돌에 의해 합일(合一)되고, 합일(合一)된 수적(水滴)은 자체 질량에 의해 격판(18)에 의해 조성된 직각으로 회전하는 유로(流路)에서 질량에 의한 원심력과 관성에 의해 유로(流路)의 벽면(15)과 격판(18)에 충돌하여 부착되고, 부착된 수적(水滴)은 흘러내려 외부로 추출된다.

가스상분진과 수적(水滴)이 유로(流路)를 이동하면서 유로(流路)의 부분적으로 회오리를 동반한 난류영역(16)이 형성되며, 이 영역은 회전반경이 매우 작고 각속도가 큰 영역으로 수적(水滴)과 접촉하지 못한 가벼운 가스상분진이 고립되어 회전하게 되며 수적(水滴)과 접촉함으로써 회오리영역을 벗어나게 되고 그로 인해 벽면에 충돌하여 포집되게 되는 과정을 거치게 된다.

이 때 턱(17)의 역할은 벽면에 부착된 수적(水滴)을 포집하는 역할, 유제의 흐름방 향을 유도하는 역할과 벽면에 부착된 수적(水滴)의 재비산을 방지하는 역할을 하게 된다.

본 발명은 [도 2]보이는 공정도 상의 안개분무노즐(23)이 부착된 미로(迷路)형 스크러버(24)를 포함한다.

본 발명의 구조는 스크러버 장치의 외피에 속하는 장치의 내벽에 턱이 격판(18)을 설치하여 유체의 흐름방향을 직각방향으로 전환하도록 유도함과 동시에 장치 내벽과 격판18)에 턱(17)을 설치하여 난류의 형성과 포집이 용이하도록 유도하면서 포집효율과 재비산을 방지하도록 구성하였다.

기존의 방법들은 초기설치비가 고가이거나 효율이 저조한 부분이 많다.

또한 부품을 교환할 때 시스템 전부를 해체하거나 세척하기 어려운 구조로 되어있다. 본 발명은 기존의 시스템에 비해 구조가 간단하고, 내부에 충진하거나 소모되는 소모성 자재가 없으며, 장치내부 구조가 별도의 관리가 필요하지 않은 간편한 시스템이며, 기존에 설치되어 있는 배기시스템에 간단히 설치할 수 있는 장점을 갖는다.

또한 크기가 작고 가벼워서 설치공간에 대한 제약이 적고, 작고 간단한 만큼 초기설치비 및 운전비용도 저렴하여, 보급이 용이하고 효율도 타 설비에 비해 우수한 만큼 대기오염 방지에도 기여할 것으로 기대한다.

Claims

연속적인 직각통로구조로 된 통 속에 유체를 통과시켜 난류에 의한 입자의 합일(合一)과 충돌을 유도하여 분진이나 가스상 물질 또는 액체입자를 포집하는 장치