KR20090067985A - 오일미스트 흄 제거 장치 - Google Patents

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강신현
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Abstract

산업현장에서 발생되는 다양한 종류의 오일미스트 흄을 하전시켜 보다 효율적으로 오일미스트 흄을 제거할 수 있는 오일미스트 흄 제거 장치가 개시된다.
상기한 오일미스트 흄 제거 장치는 오일미스트 흄을 함유한 배기가스가 유입되는 유입유닛과, 상기 유입유닛의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄을 예비하전시킨 후 전기집진방식으로 제거하는 오일미스트 흄 제거부, 및 상기 오일미스트 흄 제거부의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄이 제거된 정제된 공기를 배출시키는 배출유닛을 포함한다.
이러한 오일미스트 흄 제거 장치에 의하면, 예비하전유닛을 통하여 오일미스트 흄을 예비하전시킨 후 집진유닛으로 전기 집진함으로써 보다 많은 오일미스트 흄을 제거할 수 있는 효과가 있다.
오일미스트 흄 제거 장치, 코로나 방전, 예비하전유닛

Description

오일미스트 흄 제거 장치{apparatus for removing a oil-mist fume}
본 발명은 오일미스트 흄 제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업현장에서 발생되는 다양한 종류의 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물을 제거하는 오일미스트 흄 제거 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 금속 가공, 섬유제조, 식품 가공과 같은 공정은 미세 오일 미스트 흄(oil mist fume) 및 휘발성 유기 화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)을 발생시킨다.
이러한 오일 미스트 및 휘발성 유기 화합물은 일반적으로 인체에 해로운 유기 화합물이다. 대표적인 예로서, 금속을 가공할 때 가공유에서 발생되는 오일 미스트와 흄에는 니트로아민, 다핵방향족 탄화수소, 염화파라핀, 포름알데히드, 에탈올아민, 윤활기유, 코발트 등이 포함되어 있다.
이들에 노출되면 과민성 폐렴, 만상 기관지염, 폐기능 장애, 직업성 천식 등 호홉기관 질환과 알레르기성 피부염에 걸려 근로자의 건강과 안전에 치명적인 위협이 될 수 있다.
현재 국내외적으로 금속 가공유에 포함되어 근로자의 건강에 악영향을 미칠 것으로 예상되는 상기한 물질들의 사용량을 규제하고 있다. 동시에 발생된 금속 가공유의 오일 미스트가 외부로 유출되지 않도록 금속가공 공정을 밀폐 운영하거나 정화장치를 설치 운영하여 오일 미스트를 제거한다.
따라서, 금속 가공유 사용시 발생되는 오일 미스트와 휘발성 유기 화합물이 근로자들이 작업을 하고 있는 공간에 배출되지 않도록 하는 포집 또는 제거 기술의 개발이 시급하다.
금속 가공유의 대표적인 오일인 금속 절삭유의 경우는 수용성 절삭유와 비수용성 절삭유로 구분되는데, 수용성 금속 가공유에서 발생되는 오일 미스트는 기존의 필터형 집진기 또는 충돌형 집진기를 이용하여 쉽게 제거될 수 있는 반면에 비수용성 금속 가공유에서 발생되는 미세 오일 미스트와 휘발성 유기 화합물은 제거하기가 매우 어렵다.
특히, 상기 공정에서 발생되는 오일 미스트는 미세한 흄으로 배출되므로 기존 미스트 집진기로 제거하는데 어려움이 있다.
또한 금속 가공공정, 기계, 섬유 및 식품 가공 공정에서 발생되는 오일 미스트는 대부분 1㎛ 이하의 직경을 갖고 있어 일반적인 섬유상 필터로 제거하기가 어려움이 있다.
본 발명은 산업현장에서 발생되는 다양한 종류의 오일미스트 흄을 하전시켜 보다 효율적으로 오일미스트 흄을 제거할 수 있는 오일미스트 흄 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치는 오일미스트 흄을 함유한 배기가스가 유입되는 유입유닛과, 상기 유입유닛의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄을 예비하전시킨 후 전기집진방식으로 제거하는 오일미스트 흄 제거부, 및 상기 오일미스트 흄 제거부의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄이 제거된 정제된 공기를 배출시키는 배출유닛을 포함한다.
상기 오일미스트 흄 제거부는 고전압 공급기에 연결되어 상기 유입유닛의 출측에 배치되되, 코로나 방전에 의해 상기 배기가스에 함유된 상기 오일미스트 흄을 예비 하전시키는 예비하전유닛, 및 상기 예비하전유닛의 출측에 상기 고전압 공급기에 연결되어 설치되되, 전기장을 발생시켜 하전된 오일미스트 흄을 전기 집진하는 집진유닛을 구비할 수 있다.
바람직하게 본 발명에 따른 공해물질 제거 장치는 상기 유입유닛의 출측에 연결되되 상기 배기가스로부터 입자가 큰 물질과 타르 성분을 제거하는 전처리유닛을 더 포함할 수 있다.
바람직하게 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치는 상기 배출유닛의 입 측에 연결되되 잔류하는 오일미스트 흄을 제거하는 활설탄 흡착 필터유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 예비하전유닛은 코로나 방전을 형성토록 상기 고전압 공급기에 연결되는 방전극과, 상기 방전극에 인접하여 배치되되 상기 방전극과 반대극성을 가져 코로나 방전에 의한 이온이 집진되는 집진극을 구비할 수 있다.
상기 고전압 공급기는 0 보다 크고 15 kV보다 작은 양의 직류 고전압을 발생시킬 수 있다.
상기 집진유닛은 상기 하전된 오일미스트 흄을 집진하는 복수개의 집진판을 구비하되, 상기 집진판은 배기가스와의 접촉면적을 증가시키기 위하여 굴곡된 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명은 예비하전유닛을 통하여 오일미스트 흄을 예비하전시킨 후 집진유닛으로 전기 집진함으로써 보다 많은 오일미스트 흄을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보다 많은 오일미스트 흄을 제거할 수 있어 작업장 환경 및 대기환경 개선에 기여할 수 있는 효과가 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 오일미스트 흄 제거 장치(100)는 유입유닛(120), 전처리유닛(140), 공해물질 제거부(160), 활성탄 흡착 필터유닛(200), 및 배출유닛(220)을 포함한다.
유입유닛(120)은 오일미스트 흄이 함유된 배기가스를 오일미스트 흄 제거 장치(100) 내부로 유입시키는 역할을 한다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 유입유닛(120)은 입자가 큰 물질을 걸러내고 유입되는 배기가스의 유량을 균등하게 배분시키는 다수개의 유입홀(122a)이 형성된 다공판(122)을 구비한다.
즉, 배기가스는 다공판(122)을 거쳐 유입유닛(120)을 흐르므로, 유입유닛(120)을 통과한 배기가스는 균일한 유량을 가지며 넓게 확산되어 유입유닛(120)의 출측에 배치된 전처리유닛(140)에 도달한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전처리유닛(140)은 금속으로 이루어진 메쉬필터(142)를 구비한다. 바람직하게는 메쉬필터(142)는 100 mesh 이하의 필터일 수 있다. 또한, 전처리유닛(140)은 메쉬필터(142)가 설치되는 지지부재(144)를 구비한다.
전처리유닛(140)은 공해물질, 즉 오일미스트 흄 중에서 비교적 큰 입자를 제거시키며, 실제 산업현장에서 발생되는 배기가스 중에 함유된 입자가 큰 물질들과 타르 성분들을 사전에 제거시키는 역할을 한다.
오일미스트 흄 제거부(160)는 전처리유닛(140)의 출측에 연결되어 오일미스트 흄을 코로나 방전에 의해 예비하전시킨 후 전기 집진방식으로 제거한다.
오일미스트 흄 제거부(160)는 예비하전유닛(170), 집진유닛(180)을 구비한 다.
예비하전유닛(170)은 고전압 공급기(190)에 연결되어 전처리유닛(140)을 통과한 배기가스에 함유된 공해물질, 즉 오일미스트 흄을 하전시킨다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 예비하전유닛(170)은 방전극(172), 집진극(174)를 구비한다. 방전극(172)는 코로나 방전이 형성되도록 고전압 공급기(190)에 연결되어 양의 극성을 가진다. 또한 방전극(172)은 코로나 방전이 용이하게 형성되도록 와이어(wire)로 이루어질 수 있다.
집진극(174)은 방전극(172)과 서로 엇갈리게 배치되도록 설치되며, 코로나 방전에 의해 발생된 이온이 집진되도록 방전극(172)과 반대극성을 가지도록 한다. 또한, 집진극(174)은 플레이트 형상으로 형성된다.
방전극(172)의 재질은 니켈-크롬 합금, 텅스텐 합금 등으로 이루어질 수 있으며, 직경은 1mm 이하가 바람직하다. 와이어 형상으로 형성된 방전극(172)에 고전압 공급기(190)로부터 직류 고전압이 인가되면 오일미스트 흄이 함유된 배기가스가 통과하는 유로 전체에 균일하고 안정한 코로나 방전이 발생된다.
집진극(174)은 알루미늄, 스테인레스, 카본스틸 등의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 방전극(172)과 집진극(174) 사이의 간격은 10 ~ 40 mm 가 바람직하다.
한편, 오일미스트 흄 제거부(160)에 연결된 고전압 공급기(190)는 직류 고전압을 사용할 수 있으며, 직류 고전압으로 예비하전을 시키는 경우 양극(positive)의 고전압과 음극(negative)의 고전압이 모두 가능하다.
그러나, 집진유닛(180)과 동일한 방향의 전기장을 형성하기 위해서는 같은 극성(polarity)의 고전압을 사용하는 것이 바람직하다. 즉 예비하전유닛(170)이 양극의 고전압을 사용하면 집진유닛(180)에도 양극의 고전압을 사용해야 하전된 오일미스트 흄이 일정한 방향으로 운동할 수 있다.
양(positive)의 극성과 음(negative)의 극성은 각각 장단점이 있다. 양(positive)의 극성은 오존발생이 적은 반면 집진이 덜 되며, 음(negative)의 극성은 오존발생이 상대적으로 많으나 집진이 더 잘 된다.
상용 대형 전기집진기의 경우는 음(negative)의 극성을 사용하는데, 이는 배기가스 온도가 높아 음(negative)의 극성을 사용해도 오존발생이 억제될 수 있기 때문이다.
반면 실내공기 정화기의 경우는 실내가스의 온도가 낮아 음(negative)의 극성을 사용하면 오존발생이 많아져 일반적으로 양(positive)의 극성을 사용한다. 본 발명에서는 0 ~ 15kv 범위의 양(positive)의 극성을 사용한다.
한편, 예비하전유닛(170)에 오일미스트 흄을 함유한 배기가스가 유입되면, 방전극(172)에 고전압 공급기(190)를 통해 직류 고전압을 인가한다. 고전압이 인가되면 방전극(172)에서 코로나 방전이 일어난다.
이후 코로나 방전영역에서 양이온이 발생되고, 그 양이온이 공해물질, 즉 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물에 전달되어 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물은 양이온이 된다. 양이온으로 하전된 공해물질, 즉 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물은 음극으로 접지된 예비하전유닛(170)의 집진극(174)으로 이동하여 일부 포집되기도 하지만, 대부분 집진유닛(180)으로 이동된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 집진유닛(180)은 예비하전유닛(170)에서 하전된 공해물질, 즉 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물을 전기 집진하는 집진판(182)을 구비한다. 집진판(182)은 일정간격 이격되도록 복수개가 설치되고, 접촉면적이 넓어지도록 굴곡된 형상으로 이루어진다.
또한, 집진유닛(180)은 집진판(182)과 서로 엇갈려서 배치되도록 설치되는 방전판(184)을 구비한다.
집진유닛(180)은 하전된 입자를 포집한다. 예비하전유닛(170)에서 충분히 입자의 하전, 즉 대전이 이루어지면 집진유닛(180)에서는 하전된 입자가 집진판(182) 방향으로 이동할 수 있도록 전기장을 걸어주면 된다. 이때 전기장 세기는 코로나 개시전압 이하에서도 가능하다.
그러나, 예비하전유닛(170)에서 입자가 충분히 대전되지 않았을 경우에는 코로나 개시전압 이상에서 집진유닛(180)이 운전되어야 고효율의 집진이 가능하다. 집진유닛(180)에서의 인가전압은 0 ~ 15kv 범위가 바람직하다.
한편, 집진유닛(180)의 집진판(182)에 포집된 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물의 일부는 액체로 변하여 중력에 의하여 하부로 흘러내리고, 하부에 포집된 액체는 드레인 라인(미도시)를 통하여 외부로 배출된다. 또한, 기체 상태의 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물은 집진판(182)에 흡착된 상태가 된다.
즉, 예비하전유닛(170)에서 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물을 하전시키고, 예비하전유닛(170)을 통과한 하전된 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물은 집진유닛(180)의 집진판(182)에 전기집진 된다. 따라서, 보다 확실하게 공해물질, 즉 오일미스트 흄 및 휘발성 유기 화합물을 제거할 수 있다.
활성탄 흡착 필터유닛(200)은 상기 배출유닛(220)의 전단에 연결되되 잔류하는 오일미스트 흄을 제거한다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 활성탄 흡착 필터유닛(200)은 배기가스 중에 함유된 휘발성 유기 화합물 및 냄새를 제거하는 흡착 필터(202)를 구비하고, 흡착 필터(202)는 장착부재(204)에 장착된다.
배출유닛(220)은 오일미스트 흄이 제거된 공기를 외부로 배출시키는 역할을 하며, 송풍기(222), 배출덕트(224)를 구비한다. 즉, 배기가스가 활성탄 흡착 필터유닛(200)을 통과하면 공해물질이 제거된 정제된 공기가 된다. 정제된 공기는 송풍기(222)를 통하여 배출덕트(224)를 향하여 이동되고 배출덕트(224)를 통하여 외부로 배출된다.
도 7은 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치의 오일미스트 흄 제거효율을 나타내는 그래프이다.
본 실험은 고전압 인가방식의 양의 직류 고전압을 사용하였다. 또한, 유속이 1.3m/s이며, 유입유닛(120)으로 유입되는 오일 미스트 흄 농도는 500ppm 이고, 온도는 50℃ 인 배기가스를 사용하여 실험을 실행하였다.
도 7을 참조하면, 인가전압이 11kv 인 경우 제거효율이 약 92% 정도로 나타난 것을 볼 수 있다. 즉, 유입되는 오일 미스트 흄 농도는 500ppm 인데, 배출되는 오일 미스트 흄 농도는 약 40ppm 정도이다. 이는 기존의 필터형 집진기 또는 충돌형 집진기의 제거효율이 60% 이하인 경우보다 매우 우수한 집진효율이다.
즉, 예비하전유닛(170)을 구비하는 오일미스트 흄 제거 장치(100)를 사용하 여 배기가스 중에 함유된 오일미스트 흄을 제거하는 경우, 보다 효율적으로 오일미스트 흄을 제거할 수 있다. 또한, 보다 많은 오일미스트 흄을 제거할 수 있어 작업장 환경 및 대기환경 개선에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유입유닛을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전처리유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 예비하전유닛을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 집진유닛을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 활성탄 흡착필터유닛을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 오일미스트 흄 제거 장치의 오일미스트 흄 제거효율을 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 오일미스트 흄 제거 장치
120 : 유입유닛
140 : 전처리유닛
160 : 오일미스트 흄 제거부
170 : 예비하전유닛
180 : 집진유닛
200 : 활성탄 흡착필터유닛
220 : 배출유닛

Claims (7)

  1. 오일미스트 흄을 함유한 배기가스가 유입되는 유입유닛;
    상기 유입유닛의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄을 예비하전시킨 후 전기집진방식으로 제거하는 오일미스트 흄 제거부; 및
    상기 오일미스트 흄 제거부의 출측에 배치되되 상기 오일미스트 흄이 제거된 정제된 공기를 배출시키는 배출유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 오일미스트 흄 제거부는
    고전압 공급기에 연결되어 상기 유입유닛의 출측에 배치되되, 코로나 방전에 의해 상기 배기가스에 함유된 상기 오일미스트 흄을 예비 하전시키는 예비하전유닛; 및
    상기 예비하전유닛의 출측에 상기 고전압 공급기에 연결되어 설치되되, 전기장을 발생시켜 하전된 오일미스트 흄을 전기 집진하는 집진유닛;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유입유닛의 출측에 연결되되 상기 배기가스로부터 입자가 큰 물질과 타르 성분을 제거하는 전처리유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배출유닛의 입측에 연결되되 잔류하는 오일미스트 흄을 제거하는 활설탄 흡착 필터유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 예비하전유닛은
    코로나 방전을 형성토록 상기 고전압 공급기에 연결되는 방전극;
    상기 방전극에 인접하여 배치되되 상기 방전극과 반대극성을 가져 코로나 방전에 의한 이온이 집진되는 집진극;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 고전압 공급기는
    0 보다 크고 15 kV보다 작은 양의 직류 고전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 집진유닛은
    상기 하전된 오일미스트 흄을 집진하는 복수개의 집진판을 구비하되, 상기 집진판은 배기가스와의 접촉면적을 증가시키기 위하여 굴곡된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오일미스트 흄 제거 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505000B1 (ko) * 2014-09-19 2015-03-23 주식회사 유진엠에스 흄 제거용 집진기
KR101707802B1 (ko) * 2016-02-23 2017-02-17 주식회사 신한이엔지 가스정화장치 및 가스정화방법
KR101866142B1 (ko) * 2017-09-25 2018-06-08 롯데건설 주식회사 배가스 처리장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101505000B1 (ko) * 2014-09-19 2015-03-23 주식회사 유진엠에스 흄 제거용 집진기
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