KR20090078997A

KR20090078997A - 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기

Info

Publication number: KR20090078997A
Application number: KR1020080004893A
Authority: KR
Inventors: 강신기
Original assignee: 주식회사 우양이엠에스
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2009-07-21
Also published as: KR100944025B1

Abstract

본 발명은 철광소나 소각로 후단 설비 또는 자동차 매연 검사소 등과 같이 일반 부직포 재질의 필터를 사용할 수 없는 고온의 환경에서 세라믹 필터를 사용하여 매연, 먼지 등을 집진하는 에어펄스 타입 집진기에 관한 것이다.

본 발명은 다수의 세라믹 필터를 독립된 다수의 공간에 분산 배치하고, 각 필터가 속해 있는 공간에 에어펄스라인을 하나씩 배속시키는 새로운 형태의 집진 및 탈리 방식을 구현함으로써, 집진시 처리 효율을 높일 수 있고, 탈리시 공기량의 증가를 도모하여 세라믹 필터에 흡착된 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입의 집진기를 제공한다.

집진기, 세라믹 필터, 에어펄스 타입, 집진, 탈리

Description

세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기{Air pulse type dust collector using ceramic filter}

본 발명은 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철광소나 소각로 후단 설비 또는 자동차 매연 검사소 등과 같이 일반 부직포 재질의 필터를 사용할 수 없는 고온의 환경에서 세라믹 필터를 사용하여 매연, 먼지 등을 집진하는 에어펄스 타입 집진기에 관한 것이다.

일반적으로 산업 발달에 따라 유류 및 화석연료, 연소 보일러, 제철, 제강, 시멘트 제조 및 폐기물 소각 공정, 자동차 매연 검사소 등의 각종 연소, 생산, 제조공정에서 불가피하게 발생되고 있는 미세먼지 오염물질은 대기오염의 주종을 이루면서 인간에게 상당한 피해를 미치고 있으며, 주된 오염원은 자동차 매연, 그리고 생산공정상의 오염물질로 파악되고 있다.

대기환경 기준에서 중요한 오염물질 중의 하나인 입자상물질을 제거하기 위해 각종 집진기(集塵機)를 사용하여 일정한 설계장치에 따라 입자상물질을 제거할 때 그 효과가 커진다.

최근에 환경보전법에서는 대기 오염물질을 제거하기 위해서 보다 엄격한 방지기술을 사용할 것을 규제하고 있다.

현재 사용되고 있는 집진기의 종류는 침강 집진기, 원심력 집진기, 전기 집진기, 여과 집진기, 세정 집진기 등이 있으며, 중력, 원심력, 관성 충동력, 집적 차단력, 확산력, 정전력, 정전이력 등의 원리를 이용하여 입자상물질을 포집한다.

보통 여과 집진기 또는 여과 집진장치는 대기 중의 각종 입자상물질이나 공장 등의 배출가스에 포함된 유해입자를 걸러내거나, 배출을 방지하는 대기오염 방지장치의 하나이다.

이를 위하여, 여과 집진기의 여과방식은 얇은 종이나 섬유 등의 여과재 표면에 먼지를 붙이는 표면여과방식과 유리섬유, 면섬유 등과 같은 두꺼운 층의 여과재를 자루 모양이나 평판형으로 만든 여과포의 섬유층 속에 먼지를 모으는 내부여과방식이 있다.

특히, 석탄가스 화기, 화학 플랜트, 비철금속 제련, 유리용해로, 자동차 매연 검사소 등과 같이 고온의 먼지나 유해가스, 매연 등을 집진하는 환경에서는 발화점이 낮아 화재의 우려가 높은 부직포 필터를 대신하여 발화가능성이 없는 세라믹 필터를 주로 사용하고 있다.

그러나, 세라믹 필터를 적용하고 있는 기존 대부분의 집진기의 경우 내부에 용량에 맞는 수개의 세라믹 필터를 설치하여 분진을 여과하도록 하고 있으며, 또 에어펄스 방식으로 필터 표면에 퇴적된 분진을 탈리하는 방법을 채택하고 있으나, 집진기 내부에서의 필터 배치 관계가 복잡하거나 탈리 설비와 필터 간의 조합 관계 등에서 효율성이 떨어지는 등 충분한 집진 효과와 탈리 효과를 얻기에는 미흡한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수의 세라믹 필터를 독립된 다수의 공간에 분산 배치하고, 각 필터가 속해 있는 공간에 에어펄스라인을 하나씩 배속시키는 새로운 형태의 집진 및 탈리 방식을 구현함으로써, 집진시 처리 효율을 높일 수 있고, 탈리시 공기량의 증가를 도모하여 세라믹 필터에 흡착된 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입의 집진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 집진기는 상부의 유입구와 측부의 배출구를 갖는 캐비넷, 상기 캐비넷의 내부의 한쪽 벽면쪽에서 독립된 공간으로 조성되면서 위아래로 나란하게 배치되고 각각 배출구측과 통하는 다수의 하우징 및 각 하우징에 일정갯수씩 배속되며 캐비넷 내부와 하우징 내부에 걸쳐 수평 설치되어 여과기능을 수행하는 다수의 세라믹 필터, 상기 각 하우징의 한쪽 측면부에 설치되어 탈리기능을 수행하는 에어펄스장치, 상기 각 하우징의 다른 한쪽 측면부에 설치되어 탈리작업시 하우징의 배출구측 연통부위를 차단하는 개폐판 및 이것을 동작시키는 실린더 등을 포함하는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 에어펄스장치는 캐비넷의 외부 측면에 설치되는 에어 탱크 및 에어 필터, 상기 에어 탱크의 에어 필터측과 연결되며 하우징의 수에 대응하여 1개 씩 배속되는 펄스 밸브, 각 펄프 밸브로부터 수평 연장되어 하우징의 내부를 길이방향으로 가로지르면서 세라믹 필터의 내측에 고압의 에어를 분사하는 펄스 노즐관 등을 조합한 것을 적용할 수 있는 한편, 상기 세라믹 필터의 경우 서로가 일정간격을 유지하면서 길이방향으로 나란하게 배열되는 다수의 내부가 비어 있는 사각 플레이트 형태로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 집진기는 다수의 세라믹 필터를 몇 묶음의 독립된 형태로 균형있게 분산 배치하고, 또 각 독립된 공간 내의 필터들과 에어펄스라인을 일대일 매치시켜 공기량의 집중 분사를 도모하는 방식을 채택함으로써, 집진설비의 규모나 내부 레이아웃을 콤팩트하게 설계할 수 있고, 집진시의 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 세라믹 필터에 흡착된 분진을 제거할 때 탈리 효율을 대폭 높일 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 에어펄스 타입 집진기의 캐비 넷(12)에는 상부의 한쪽 옆에 분진 등을 포함하는 공기를 흡입하기 위한 유입구(10)가 형성되고, 측부의 다른 한쪽, 즉 유입구(10)의 반대쪽에는 정화된 공기를 배출하기 위한 배출구(11)가 별도의 덕트 구조물 형태로 설치된다.

이때의 배출구(11)는 후술하는 각 배출관(22)과 연결되고, 각 배출관(22)에서 배출되는 공기를 하나로 모아 외부로 내보낼 수 있다.

또한, 캐비넷(12)의 하부는 더스트 박스(25)로 조성되어 있고, 이 더스트 박스(25)에서는 아래로 떨어지는 분진을 수집할 수 있다.

상기 캐비넷(12)의 외부 한쪽 옆에는 공기의 강제 흡입과 소음 저감 등의 기능을 갖는 덕트 구조물이 설치되며, 캐비넷(12)을 빠져나온 정화된 공기가 덕트 구조물을 통해 외부로 최종 배출될 수 있다.

예를 들면, 각 배출관(22)에서 배출되는 공기를 하나로 모아 한쪽으로 유도하는 배출구(11)는 블로어(23)의 흡입측에 연결되고, 블로어(23)의 배출측에는 덕트부(27)가 연결 설치되는 한편, 블로어(23)의 흡입측 바로 앞쪽에는 배출량 조절을 위한 댐퍼(26)가, 덕트부(27)에는 소음 저감을 위한 사이런스(24)가 각각 설치된다.

이에 따라, 블로어(23)의 가동시 유입구(10)→캐비넷(12)의 내부→후술하는 하우징(13)의 내부→배출구(11)→최종 덕트부(27)로 이어지는 공기의 흐름경로가 조성되면서 먼지 여과 및 정화된 공기의 배출이 가능하게 된다.

본 발명에서는 캐비넷 내부에 몇 개의 독립된 공간을 조성하고, 각 독립된 공간에 몇개씩의 세라믹 필터를 균형있게 분산 배치하는 동시에 각 독립된 공간에 상응하는 수의 에어펄스장치를 구비하는 한편, 세라믹 필터가 연통 설치되어 있는 독립된 공간의 양측에 에어펄스장치와 실린더 개폐수단을 각각 설치한 새로운 형태의 집진 방식 및 탈리 방식을 제공한다.

이에 따라, 세라믹 필터의 효과적인 배치 설계에 따른 집진 효율을 높일 수 있고, 또 각 독립된 공간에서 이루어지는 탈리작용 또한 효율적으로 수행할 수 있다.

예를 들면, 9개의 세라믹 필터가 캐비넷 전체 공간에 걸쳐 격자 배치 구조(도 1에서 정면에서 봤을 때, 가로×세로 = 3×3)로 균형있게 설치되므로, 캐비넷 내부로 들어온 오염된 공기를 각 세라믹 필터측으로 고르게 보내 분산 처리할 수 있고, 탈리작업시 한쪽의 배출측을 차단한 상태에서 고압의 공기를 분사할 수 있으므로, 그 만큼 압력 손실없이 탈리작용을 최적의 조건에서 수행할 수 있다.

이를 위하여, 캐비넷(12)의 내부에는 한쪽 벽면쪽에서 독립된 공간을 조성하는 다수의 하우징(13)이 설치된다.

이러한 하우징(13)은 캐비넷 내부와 구획되면서 일정 공간을 점유하고 있는 형태로 되어 있으며, 예를 들면 3개의 하우징(13)이 캐비넷 벽면쪽에 붙어 있는 구조로 위아래로 나란하게 연접 설치된다.

이렇게 설치되는 각 하우징(13)에는 일정갯수의 세라믹 필터(14), 예를 들면 3개씩의 세라믹 필터(14)가 설치되는데, 이때의 세라믹 필터(14)는 수평 자세에서 하우징(13)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연결되면서 그 한쪽 단부를 통해 하우징(13)측에 지지되는 형태로 설치되며, 이에 따라 필터의 길이 대부분은 캐비 넷(12)의 내부에 속하게 되고, 필터의 한쪽 단부 일부만 하우징(13)의 내부에 속하게 된다.

즉, 세라믹 필터(14)의 바깥 둘레면은 캐비넷(12)의 내부 공간에 위치되고, 내측 중공부는 하우징(13)의 내부와 통하게 된다.

따라서, 캐비넷 내부 공간측 오염된 공기는 필터를 거쳐 여과된 후, 필터 내측을 통해 하우징측으로 들어올 수 있다.

여기서, 상기 세라믹 필터(14)는 서로가 일정간격을 유지하면서 길이방향으로 나란하게 배열되는 다수의 내부가 비어 있는 사각 플레이트 형태로 이루어진다.

이에 따라, 캐비넷 내부의 공기는 각 세라믹 필터(14)를 거치면서 여과된 후, 내측 공간으로 들어오고, 이렇게 들어온 여과된 공기는 하우징(13)측으로 보내진다.

또한, 세라믹 필터(14)에 달라 붙어 있는 먼지 등을 털어내는 탈리작용을 위한 에어펄스장치(15)는 각 하우징(13)의 한쪽과 통하면서 캐비넷(12)의 한쪽 옆에 설치된다.

이러한 에어펄스장치(15)는 고압에어펄스 방식으로 탈리기능을 수행하는 부분으로서, 고압의 에어를 노즐을 통해 분사시킴으로써 여과포 내면에 순간적으로 펄스제트기류를 주어 그 충격과 유기되는 역기류를 이용하여 탈리하는 방식이다.

이를 위하여, 캐비넷(12)의 외부 측면에는 에어 탱크(18) 및 에어 필터(19)가 설치되고, 상기 에어 탱크(18)의 에어 필터(19)에는 각 하우징(13)측에 1개씩 배속되는 펄스 밸브(20)가 각각 설치되고, 이때의 각 펄스 밸브(20)로부터 각각의 펄스 노즐관(21)이 수평 연장되면서 하우징(13)의 내부로 배치된다.

이때, 상기 펄스 노즐관(21)은 고압의 에어를 최종 토출하는 부분으로서, 하우징(13)의 내부에서 길이방향을 따라 나란하게 배치되면서 하나의 하우징(13)에 속해 있는 다수의 세라믹 필터(14), 예를 들면 3개의 세라믹 필터(14)를 모두 커버하는 영역까지 연장 설치되는 길이를 가지며, 그 상하 위치는 나란한 세라믹 필터(14)의 상하 폭 중심과 같은 높이가 될 수 있다.

이에 따라, 펄스 노즐관(21)에서 토출되는 고압의 에어가 세라믹 필터(14)의 내면으로 곧바로 분사되면서 필터에 대한 탈리가 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하우징(13)의 다른 한쪽, 예를 들면 에어펄스장치(15)가 있는 쪽의 반대쪽에는 탈리작업시 하우징 배출구측을 차단하는 역할을 하는 개폐판(16)과 이 개폐판(16)을 움직여주는 실린더(17)가 설치된다.

예를 들면, 각 하우징(13)측과 수직의 덕트 형태로 된 배출구(11) 사이가 각각의 배출관(22)으로 연결되어 서로 연통되고, 이때의 연통부위, 예를 들면 배출관(22)과 배출구(11)가 연결되는 부위에는 원판형의 개폐판(16)이 원형의 배출관(22)을 막고 있는 형태로 설치되며, 그 뒷쪽으로는 실린더(17)가 설치되는 동시에 이때의 실린더 로드는 개폐판(16)의 후면부에 연결된다.

이에 따라, 실린더(17)의 작동시 개폐판(16)이 앞뒤로 움직이면서 배출관(22)을 차단하거나 개방하게 되므로서, 탈리작업시 하우징측을 밀폐시킬 수 있고, 또 여과 운전시 하우징측과 배출구측을 개방시킬 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에서 집진과정을 나타내는 평면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 외부 덕트 구조물에 설치되어 있는 블로어(23)가 작동하면, 분진이 혼합된 공기가 유입구(10)를 통해 캐비넷(12)의 내부로 들어오게 되고, 이렇게 들어온 공기는 캐비넷(12)의 내부 공간에 분포되어 있는 각 세라믹 필터(14)들을 거치면서 여과된 후, 각 하우징(13)의 내부로 유입되고, 계속해서 세라믹 필터(14)를 거쳐 여과된 깨끗한 공기는 하우징(13)의 한쪽과 통해 있는 배출구(11)를 경유하여 덕트부(27)를 통해 최종적으로 외부로 배출된다.

도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에서 탈리과정을 나타내는 평면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 집진 운전 중 주기적으로 세라믹 필터에 부착되어 있는 먼지 등을 제거하는 탈리과정으로 보여준다.

먼저, 하우징(13)의 배출구(11)측에 설치되어 있는 실린더(17)를 작동시켜 개폐판(16)으로 하우징(13)의 한쪽, 즉 배출관(22)을 차단한다.

이에 따라, 하우징(13)은 밀폐된 공간으로 조성되고, 이와 동시에 에어펄스장치(15)를 가동하면, 에어 탱크(18) 내의 에어가 펄스 밸브(20)를 거쳐 펄스 노즐관(21)으로 보내지고, 계속해서 에어는 펄스 노즐관(21)의 앞쪽에 배열되어 있는 세라믹 필터(14)의 여과포 내면으로 고압 분사되고, 따라서 펄스제트기류에 의한 충격과 이때 유기되는 역기류에 의해 먼지 등이 세라믹 필터(14)로부터 탈리된다.

이러한 탈리작업은 각 하우징(13)에 속해 있는 모든 세라믹 필터(14)에 대해 진행될 수 있으며, 부분적으로도 진행될 수 있다.

예를 들면, 3곳의 하우징 모두에서 탈리작업을 진행할 수 있거나, 또는 2곳에서 집진 운전을 진행하는 동안 다른 1곳에서만 개폐판(16)을 동작시켜 밀폐시킨 다음, 1곳에 대한 탈리작업을 진행할 수 있다.

즉, 설비의 운전을 완전히 멈추지 않고 운전 중에도 번갈아가면서 세라믹 필터에 대한 탈리작업을 진행할 수 있고, 따라서 설비 가동 효율을 높일 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 9개의 세라믹 필터를 3곳의 구획된 공간에 3개씩 배치하고, 각 구획된 공간의 양측에 압축공기를 분사시키는 에어펄스장치와 압축공기 분사시 공기가 배출구측으로 배출되지 않도록 각 구획된 공간을 개폐하는 실린더 및 개폐판을 설치한 새로운 구조의 집진기를 제공한다.

따라서, 공기 청정시에는 세라믹 필터가 설치된 구획된 공간의 배출구를 개방시켜 매연 또는 먼지 등을 집진하고, 오랜 사용에 따라 세라믹 필터에 흡착된 분진 등을 탈리시에는 개폐판으로 밀폐시키고 세라믹 필터에 압축공기를 분사할 수 있으므로, 집진 운전과 탈리작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기를 나타내는 평면도

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기를 나타내는 측면도

도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에서 집진과정을 나타내는 평면도

도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기에서 탈리과정을 나타내는 평면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유입구 11 : 배출구

12 : 캐비넷 13 : 하우징

14 : 세라믹 필터 15 : 에어펄스장치

16 : 개폐판 17 : 실린더

18 : 에어 탱크 19 : 에어 필터

20 : 펄스 밸브 21 : 펄스 노즐관

22 : 배출관 23 : 블로어

24 : 사이런스 25 : 더스트 박스

26 : 댐퍼 27 : 덕트부

Claims

작업현장에서 발생하는 분진을 흡입하여 여과하는 집진기에 있어서,

상부의 유입구(10)와 측부의 배출구(11)를 갖는 캐비넷(12)과, 상기 캐비넷(12)의 내부의 한쪽 벽면쪽에서 독립된 공간으로 조성되면서 위아래로 나란하게 배치되고 각각 배출구측과 통하는 다수의 하우징(13) 및 각 하우징(13)에 일정갯수씩 배속되며 캐비넷 내부와 하우징 내부에 걸쳐 수평 설치되어 여과기능을 수행하는 다수의 세라믹 필터(14)와, 상기 각 하우징(13)의 한쪽 측면부에 설치되어 탈리기능을 수행하는 에어펄스장치(15)와, 상기 각 하우징(13)의 다른 한쪽 측면부에 설치되어 탈리작업시 하우징(13)의 배출구측 연통부위를 차단하는 개폐판(16) 및 이것을 동작시키는 실린더(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기.
청구항 1에 있어서, 상기 에어펄스장치(15)는 캐비넷(12)의 외부 측면에 설치되는 에어 탱크(18) 및 에어 필터(19)와, 상기 에어 탱크(18)의 에어 필터(19)측과 연결되며 하우징(13)의 수에 대응하여 1개씩 배속되는 펄스 밸브(20)와, 각 펄스 밸브(20)로부터 수평 연장되어 하우징(13)의 내부를 길이방향으로 가로지르면서 세라믹 필터(14)의 내측에 고압의 에어를 분사하는 펄스 노즐관(21)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기.
청구항 2에 있어서, 상기 에어펄스장치(15)의 펄스 노즐관(21)은 하우징(13)의 길이방향과 직교하는 방향으로 수평 설치되면서 길이방향으로 나란하게 배치되는 다수의 세라믹 필터(14)를 모두 커버하는 영역까지 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세라믹 필터(14)는 서로가 일정간격을 유지하면서 길이방향으로 나란하게 배열되는 다수의 내부가 비어 있는 사각 플레이트 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹 필터를 이용한 에어펄스 타입 집진기.