KR20060086042A - Electrostatic precipitation using bipolarized electrostatic sprays - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전 분무(Electrostatic spray)의 특성을 이용한 유해 미세입자 포집에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해 배출입자가 통과되는 지점에 양극 하전극과 음극 하전극에 의하여 각각 분사되되; 상기 양극으로 하전된 물 액적들과 음극으로 하전된 물 액적들이 유해미세입자의 분진과 접촉하여 입자포집을 하는 양극성 정전분무식 복합응집 집진장치에 관한 것이다.The present invention relates to the capture of harmful microparticles using the characteristics of electrostatic spray, and more particularly, to be sprayed by the anode lower electrode and the cathode lower electrode at the point where the harmful discharge particles pass; The positive electrode charged water droplets and the negatively charged water droplets are in contact with the dust of the harmful microparticles and relates to a bipolar electrostatic spray type coagulation type dust collector.
종래의 습식 세정장치(Wet scrubber)는 구조가 간단하며 다른 집진장치에 비해서 상대적으로 대용량의 가스를 처리 할 수 있을 뿐만 아니라, 단일 장치에서 가스 흡수와 분진을 동시에 포집할 수 있다는 장점이 있는 반면, 비교적 큰 입자만을 제거하고, 작은 미세 입자들은 배출구를 통하여 그대로 배출되는, 즉 실제 공정상에 발생하는 미세한 유해 입자의 포집에는 한계가 있다는 단점이 있다.While the conventional wet scrubber has a simple structure and can handle a relatively large amount of gas as compared to other dust collectors, it has the advantage of simultaneously collecting gas and dust in a single device. Only relatively large particles are removed, and small fine particles are discharged as they are through the outlet, that is, there is a limit in the collection of fine harmful particles generated in the actual process.
본 발명은 미세한 작은 입자의 포집효율을 높이기 위하여 정전분무 분사 장치를 설치하여, 세정수를 극성을 띈 정전 분무를 발생시키게 되며, 생성되는 분무 액적들을 양극과 음극으로 하전된 액적들로 연속적으로 동시에 발생시키게 되며, 정전기력을 이용하여 미세한 입자까지 쉽게 포집되도록 하며, 습식 세정장치의 장점을 그대로 유지하면서도 고효율, 고성능의 친환경적 유해 입자 포집 성능을 달성할 수 있도록 하는 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to install an electrostatic spray device to increase the collection efficiency of the fine small particles, to generate the electrostatic spray polarized washing water, and the resulting spray droplets are continuously and simultaneously the droplets charged to the anode and cathode It provides a bipolar electrostatic spray type coagulation type dust collector which generates the particles, makes it easy to collect fine particles by using electrostatic force, and achieves high efficiency, high performance and eco-friendly harmful particle collection performance while maintaining the advantages of the wet cleaning device. I would like to.
습식 세정장치, 정전분무, 양극화Wet cleaner, electrostatic spraying, polarization
Description
도 1은 종래의 습식 세정 장치를 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a conventional wet cleaning apparatus,
도 2는 본 발명에 따른 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치를 나타낸 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing a bipolar electrostatic spray type hybrid aggregation dust collecting device according to the present invention,
도 3a는 본 발명에 따른 정전분무장치의 분무 양극 하전 개념도,3a is a conceptual diagram of the spray anode charge of the electrostatic spraying device according to the present invention,
도 3b는 본 발명에 따른 정전분무장치의 다른 회로의 분무 양극 하전 개념도,3b is a conceptual diagram of the spray anode charge of another circuit of the electrostatic spraying device according to the present invention,
도 4는 양극성을 띈 물 액적에 분진 입자가 흡착되는 개념도,4 is a conceptual diagram in which dust particles are adsorbed on water droplets having polarity;
도 5는 서로 다른 극성으로 하전된 물 액적간의 인력으로 인해 큰 액적으로 응집되는 개념도.5 is a conceptual diagram in which large droplets aggregate due to attraction between water droplets charged with different polarities.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1: 분사 장치 2: 분사장치에서 분사된 분무1: spray device 2: spray sprayed from the spray device
3: 세정수 순환 펌프 4: 세정수 순환관3: washing water circulation pump 4: washing water circulation pipe
5: 세정수조 6: 집진부 덕트5: washing tank 6: dust collecting duct
7: 미스트 포집기 8: 정전분무 분사 장치 7: mist collector 8: electrostatic spraying device
9: 공급 세정수 10: 하전장치의 양극 하전극9: supply cleaning water 10: anode positive electrode of the charging device
11: 하전장치의 음극 하전극 12: 양극으로 하전된 물 액적 11: cathode negative electrode of charging device 12: positively charged water droplets
13: 음극으로 하전된 물 액적 14: 배출물 분진 입자 13: negatively charged water droplets 14: emissions dust particles
15: 양극 고전압 공급장치 16: 음극 고전압 공급장치 15: anode high voltage supply 16: cathode high voltage supply
17: 노즐 18:공급덕트17: nozzle 18: supply duct
본 발명은 정전 분무(Electrostatic spray)의 특성을 이용한 유해 미세입자 포집에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해 배출입자가 통과되는 지점에 양극 하전극과 음극 하전극에 의하여 각각 분사되되; 상기 양극으로 하전된 물 액적들과 음극으로 하전된 물 액적들이 유해배출공기의 분진과 접촉하여 입자포진을 하는 양극성 정전분무식 복합응집 집진장치에 관한 것이다.The present invention relates to the capture of harmful microparticles using the characteristics of electrostatic spray, and more particularly, to be sprayed by the anode lower electrode and the cathode lower electrode at the point where the harmful discharge particles pass; The positive electrode charged water droplets and the negatively charged water droplets are in contact with the dust of the harmful discharge air to a dust-positive electrostatic spraying type coagulation type dust collector.
일반적으로 습식 세정장치(Wet scrubber)의 포집 방법은 오염된 공기에 물을 분사시켜 생성되는 액적, 액막, 기포 등에 공기 중의 부유 먼지 입자들이 접촉함으로써 포집하는 것으로, 부유 분진의 관성충돌, 직접 흡수, 확산 등이 주요 입자포집 메카니즘이 된다. 이러한 방식은 구조가 간단하고, 별도의 필터 청소, 교체가 필요 없으며, 사용한 세정용 물만 주기적으로 교체하면 되므로 유지비용이 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 다른 집진장치에 비해서 상대적으로 대용량의 가스를 처리 할 수 있으며, 단일 장치에서 가스 흡수와 분진 포집을 동시에 할 수 있다는 장 점도 있다. In general, the wet scrubber collection method is to collect the floating dust particles in contact with the droplets, liquid film, and bubbles generated by spraying water on the contaminated air, and inertial collision, direct absorption, Diffusion is the main particle capture mechanism. This method has the advantage of simple structure, no need for separate filter cleaning and replacement, and low maintenance cost because only the used cleaning water needs to be replaced periodically. In addition, compared to other dust collectors, it can handle a relatively large amount of gas, and has the advantage of simultaneously absorbing gas and collecting dust in a single unit.
하지만, 비교적 큰 입자만을 제거하고, 작은 미세 입자와 발생된 미세 액적들이 배출구를 통하여 그대로 배출되어 새로운 오염원이 되는 단점이 있다. 즉 실제 공정상에 발생하는 미세한 유해 입자의 포집에는 한계가 있다.However, there is a disadvantage in that only relatively large particles are removed, and small fine particles and generated fine droplets are discharged as they are through the outlet, thereby becoming a new pollution source. In other words, there is a limit to the collection of minute harmful particles generated in the actual process.
도 1은 종래의 습식 세정 장치를 나타낸 개략도로서, 이를 자세히 설명하면, 플랜트의 배출구를 통해 배출되는 유해 먼지 입자들은 세정장치의 분무장치(1)에서 발생하는 물 액적에 관성력에 의하여 충돌, 흡착 되면서 포집된다. 먼지입자들을 흡착한 액적들은 집진부 덕트(6)를 지나 후단에 설치된 미스트 포집기(7)에서 걸러져서 중력에 의해 다시 세정수조(5)로 흘러내려가게 된다. 하지만, 이때 미세 먼지들과 작은 액적들은 완전히 포집되지 못하고 배출구를 통해 흘러나가게 됨으로써, 효율 저하의 원인이 되고 있다.1 is a schematic view showing a conventional wet cleaning apparatus, which will be described in detail, while the harmful dust particles discharged through the outlet of the plant are collided and adsorbed by the inertial force on the water droplets generated by the
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 종래의 습식 세정장치에 정전 분무분사장치를 설치하여, 세정수를 극성을 띈 정전분무(Electrostatic spray)를 발생시키게 된다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to install an electrostatic spray spraying device in a conventional wet scrubber to solve the problems as described above, thereby generating electrostatic spray with polarized washing water.
이는 간단한 분무 하전 장치의 추가 장착 또는 분사장치의 교체에 의하여 생성되는 분무 액적들을 양극과 음극으로 하전된 액적들로 연속적으로 동시에 발생시키고 정전기력을 이용하여 미세한 입자까지 쉽게 포집되도록 하는 것이다. This allows the spray droplets generated by additional installation of a simple spray charging device or replacement of the sprayer to be generated simultaneously in succession simultaneously with droplets charged to the anode and cathode and to easily capture fine particles using electrostatic forces.
따라서, 종래의 습식 세정장치의 장점을 그대로 유지하면서도 고효율, 고성능의 친환경적 유해 입자 포집 성능을 달성할 수 있도록 하는 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bipolar electrostatic spraying type coagulation type dust collector capable of achieving high efficiency, high performance, environmentally friendly hazardous particle collection performance while maintaining the advantages of the conventional wet cleaning apparatus.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치 및 정전분무장치의 분무 양극 하전 개념도등을 나타낸 개략도로서, 이를 상세히 설명하면, 유해 배출공기가 통과되는 지점에 양극 하전극과 음극 하전극에 의하여 각각 분사되되; 상기 양극으로 하전된 물 액적들과 음극으로 하전된 물 액적들이 유해배출공기의 분진과 접촉하여 입자포집을 하는 양극성 정전분무식 복합응집 집진장치에 관한 것이다.2 to 5 is a schematic view showing a bipolar electrostatic spray type hybrid agglomeration dust collector and a spray anode charging conceptual diagram of the electrostatic spray device according to the present invention. Respectively sprayed by a cathode lower electrode; The positive electrode charged water droplets and the negatively charged water droplets are in contact with the dust of the harmful exhaust air to collect the particles of the bipolar electrostatic spray type coagulation type dust collector.
본 발명에 따른 구성에 대하여 자세히 설명하면, 공급세정수(9)가 2개의 별도로 독립된 각각의 노즐(17)에 의하여 분사되며, 상기 노즐(17)의 선단에 장착된 양극 하전극(10)과 음극하전극(11)에 의하여 양극으로 하전된 물 액적(12)과 음극으로 하전된 물 액적(13)을 동시에 발생시키게 되는 정전분무 분사장치(8)가 유해배출공기를 공급하는 공급덕트(18)의 내부에 장착되며, 상기 공급덕트(18)와 상호 연결되며 그 내부에 미스트 포집기(7)가 장착된 집진부덕트(6)를 포함하는 것이다. Referring to the configuration according to the invention in detail, the supply washing water (9) is injected by two separate
상기 공급세정수(9)는 세정수조(5)에 저장되어 세정수 순환펌프(3)에 의하여 연속적으로 공급되며, 상기 세정수조(5)의 상단에는 수직방향으로 집진부 덕트(6)가 장착되는 것이다.The
이는 연속적으로 세정수조(5)로부터 공급세정수(9)를 공급하며, 상기 세정수조(5)는 미스트 포집기(7)가 장착된 집진부 덕트(6)가 수직방향으로 장착되어 상 기 미스트 포집기(7)로부터 포집된 액적들이 낙하되도록 하고자 하는 것이다. It continuously supplies the supply washing
상기 노즐(17)의 선단에 장착된 양극 하전극(10)과 음극하전극(11)이 병열로 다수개로 이루어지며, 동시에 많은 량의 유해미세입자를 처리하는 것이다. The positive electrode
고전압 발생장치(15,16)는 공급세정수(9)가 분사되는 노즐(17)의 선단에 위치한 양극 하전극(10)과 음극하전극(11)에 연결되며, 공급세정수(9)에 접지되도록 이루어지며, 이에 대한 다른 실시예로서, 고전압 발생장치(15,16)는 공급세정수(9)에 연결되며 양극 하전극(10)과 음극하전극(11)에는 접지되도록 이루어 진 것이다.The
본 발명에 따른 작동원리를 상세히 설명하면, 본 발명은 기존의 습식 스크러버를 사용하면서도, 고효율의 분진입자 포집 성능을 가질 수 있도록, 분사노즐의 선단에 정전분무 분사 장치를 추가로 설치하여 극성을 띈 정전분무(Electrostatic spray)를 발생시켜 미세한 유해미세입자를 처리하고자 하는 것이다.Referring to the principle of operation according to the present invention in detail, the present invention, while using the existing wet scrubber, to have a high efficiency dust particle collection performance, by installing an electrostatic spray injection device at the tip of the injection nozzle further polarized Electrostatic spray (Electrostatic spray) is generated to treat fine harmful microparticles.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 정전분무 분사장치에서의 액적 양극화 과정 개념도로서, 이를 자세히 설명하면, 정전분무 분사 장치(8)를 통하여 발생하는 분무액적들은 노즐의 선단에 장착된 양극 하전극(10)과 음극 하전극(11)에 의하여 양극으로 하전된 물 액적들과 음극으로 하전된 물 액적들을 동시에 발생시키게 된다. 3A and 3B are conceptual views of a droplet polarization process in the electrostatic spraying device according to the present invention. In detail, the spray droplets generated through the
세정수 순환 펌프(3)에 의해 일정한 압력과 유량으로 노즐(17)에 공급되는 공급 세정수(9)는 노즐(17)을 통과하여 분사되어 나가게 된다. 이때 공급 세정수(9)는 접지되어 있으며, 노즐 선단에 달린 고전압 발생장치(15, 16)과 연결되어 있는 하전극(10, 11)에 의해 정전분무가 발생하게 된다. The supplied
발생된 정전분무는 인가된 극성에 따라 다른 극성을 가지게 되는데, 서로 다른 전원 공급장치와 노즐(17)을 병렬로 배열하여 사용함으로써 두 가지의 극성을 가진 정전분무를 동시에 발생시키도록 한다. The generated electrostatic spray has a different polarity according to the applied polarity, by using a different power supply and the
다른 실시예로서, 공급 세정수(9)에 양극의 고전압을 인가하고 하전극을 접지시킴으로써도 두 가지 극성의 정전분무를 생성시킬 수 있다.As another example, electrostatic spraying of two polarities can be generated by applying the high voltage of the positive electrode to the supply cleaning
극성을 띈 채 분사된 액적들은 큰 액적들과 작은 액적들이 모두 다량으로 포함되어 있어 액적 표면적이 넓음에 따라 일차적으로 유입된 배출공기의 분진들과의 관성충돌과 접촉에 의한 입자 포집을 하게 되며, 흡착되지 못한 미세 입자들은 2차적으로 강한 극성을 띄고 있는 액적들 간의 하전에 의한 전기적인 인력에 의해 흡착된다Droplets sprayed with polarity contain a large amount of large droplets and small droplets. As the droplet surface area is large, the droplets are collected by contact with inertia collisions with dusts of the firstly introduced exhaust air. Fine particles that are not adsorbed are adsorbed by electrical attraction due to charge between droplets of secondary polarity.
도 4는 다른 극성을 띈 액적들에 분진 입자가 흡착되는 개념도를 나타낸 것으로서, 분진 입자의 확산력 뿐만 아니라 액적과 미세분진간의 전기력에 의한 미세 입자 포집이 활발하게 일어나게 되는 것이다. 4 is a conceptual diagram in which dust particles are adsorbed to droplets having different polarities, in which fine particle collection is caused by not only the diffusing force of the dust particles but also the electric force between the droplets and the fine dust.
도 5는 서로 다른 극성으로 하전된 물 액적간의 인력으로 인해 큰 액적으로 응집되는 개념도로서, 하전된 액적들은 공급덕트(18)를 통하여 지나감에 따라 서로 다른 극성을 띈 액적들과 섞이게 되고, 주위의 액적들과의 반대 극성과의 전기적인 인력으로 인해 서로 강하게 응집이 된다. 5 is a conceptual diagram in which large droplets are agglomerated due to attraction between water droplets charged with different polarities, and the charged droplets are mixed with droplets having different polarities as they pass through the
상기 공급덕트(18)의 하류로 진행되면서 액적들의 분포는 상대적으로 큰 크기의 액적들로 이루어지게 되므로, 집진부 덕트(6)에 장착된 미스트 포집기(7)에서 용이하게 큰 크기의 입자의 액적들을 포집할 수 있게 되어, 종래의 습식 세정 장치의 장점을 그대로 유지하면서도 고효율, 고성능의 친환경적 유해 입자 포집 성능을 달성하게 된다.As the distribution of the droplets is made of droplets of relatively large size as it proceeds downstream of the
본 발명에 따른 장치에 의하여 플랜트의 배출구를 통해 배출되는 유해 물질들은 세정장치의 분무장치에서 발생하는 양극 또는 음극으로 하전된 물 액적(Polarized water droplet)에 1차적으로 관성력에 의하여 충돌, 흡착 되면서 포집된다. 이때 흡착되지 못한 미세 입자들은 2차적으로 액적들 간의 하전에 의한 전기적인 인력에 의해 흡착된다. Hazardous substances discharged through the outlet of the plant by the apparatus according to the present invention is collected by colliding and adsorbing primarily by inertial force to the positively or negatively charged water droplets generated in the spray device of the cleaning device. do. At this time, the fine particles that are not adsorbed are secondarily adsorbed by the electric attraction due to the charge between the droplets.
즉, 정기적으로 습식 세정장치에 사용되는 세정용 물만 교체해 주고서도, 별도의 추가적인 교체나 비용 없이 대용량, 고성능의 유해미세입자 포집성능을 지속적으로 유지, 관리할 수 있게 된다. That is, even when only the cleaning water used in the wet cleaning device is regularly replaced, it is possible to continuously maintain and manage the high-capacity, high-performance harmful particle collection performance without any additional replacement or cost.
상기한 바와 같이 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치를 사용하여 종래의 세정 장치들에 비해 고효율적로 유해미세 분진들과 액적들을 포집할 수 있도록 함으로써, 기존의 습식 세정장치의 장점을 그대로 유지하면서 고효율, 고성능의 친환경적 유해 입자 포집 성능을 달성하게 된다. As described above, by using the bipolar electrostatic spray type coagulation dust collector, it is possible to collect harmful fine dusts and droplets more efficiently than conventional cleaning apparatuses, while maintaining the advantages of the conventional wet cleaning apparatus while maintaining In addition, high performance and environmentally friendly collection of harmful particles are achieved.
따라서, 정기적으로 습식 세정장치에 사용되는 세정용 물만 교체해 주고서도, 별도의 추가적인 교체나 비용 없이 대용량, 고성능의 유해미세입자 포집성능을 지속적으로 유지, 관리할 수 있는 개발 효과가 있다.Therefore, there is a development effect that can continuously maintain and manage the large-capacity, high-performance harmful particulate collection performance without additional replacement or cost even if only the cleaning water used in the wet cleaning device regularly.
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