KR20110031812A - 고온 가스 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집진장치에서 대기중의 공기를 여과하여 분진을 포집할 때에, 특히 분진의 브리징(bridging) 현상을 방지하여 안전하고 효율적으로 분진을 배출할 수 있는 고온 가스를 이용한 집진장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 분진의 필터링이 내부에서 이루어지는 호퍼;와 상기 호퍼에서 걸러진 분진을 저장하는 분진저장부; 및 상기 호퍼 또는 상기 분진저장부 내 분진 축적 영역으로 고온가스를 흡입하는 고온가스 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치가 제공된다.

분진, 브리징, 집진, 고온 가스

Description

고온 가스 집진장치{HIGH TEMPERATURE GAS DUST COLLECTOR}

본 발명은 집진장치에서 대기중의 공기를 여과하여 분진을 포집할 때에, 특히 분진의 브리징(bridging) 현상을 방지하여 안전하고 효율적으로 분진을 배출할 수 있는 고온 가스를 이용한 집진장치에 관한 것이다.

집진장치(dust collector)는 오염 입자를 포집하여 가스를 여과하는 대기 오염 저감 장치의 총칭이다. 집진장치는 제조공업인 제약공장, 반도체공장 등에서 공기 청정화에 의한 제품의 품질향상 외에도 공해 대책상 보일러, 가열로, 페기물 소각로 등의 배출가스 내의 먼지 제거를 위한 목적으로도 사용된다.

종래의 집진 장치는 분진이 포함된 고온의 가스가 다수의 필터로 구성되어 있는 중앙으로 공급되어, 분진은 필터 표면에 부착되거나 집진장치 하부로 떨어지게 된다. 또한 필터에 부착된 분진은 시간이 지남에 따라 케이크 형태를 이루어 필터 차압을 상승 시키는 원인이 되지만 역세정 압력에 의해 필터 표면에 부착된 분진은 탈리 되어 하부로 떨어지게 된다.

하지만 집진 장치의 하부에는 고온의 합성가스의 흐름이 생기지 않으므로, 집진장치 상부와 하부의 온도차가 발생하여 가스에 포함되어 있는 수분이 응축된다. 이때 생성된 수분의 영향으로 분진이 브리징 현상으로 유동성이 떨어지게 되어 외부로 분진이 배출되는데 방해요소가 된다.

분체시료 공급장치와 관련해서는 브리징을 방지하는 기술이 등록특허 제10-0287005호에 소개된 적이 있다. 하지만 집진장치와 관련해서는 백필터(bag filter)에서 집진된 분진을 효율적으로 떨어내거나 직접적으로 분진을 배출하는 방법에 관한 기술들이 있을 뿐 분진 자체의 브리징 현상을 방지할 수 있는 기술은 없는 상태이다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 집진장치 하부의 온도를 상승시키는 별도의 열원이 필요하여 집진장치를 운전시 위험한 상황이 발생할 수 있다. 또한 별도의 열원을 설치하고 유지하는데 비용이 소요되어 경제적 부담이 가중된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 열원 없이도 분진의 브리징 현상을 방지하여 분진의 효율적인 배출을 가능하게 하는 고온 가스 집진장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고온가스 집진장치는, 분진의 필터링이 내부에서 이루어지는 호퍼와 상기 호퍼에서 걸러진 분진을 저장하는 분진저장부와 상기 호퍼 또는 상기 분진저장부 내 분진 축적 영역으로 고온가스를 흡입하는 고온가스 흡입부를 포함한다.

바람직하게는 상기 분진 축적 영역은 상기 호퍼의 하부에 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다. 더 바람직하게는 상기 고온가스 흡입부는, 외부의 고온가스 배관과 접속되며, 상기 경사면의 외부를 둘러싸는 고온가스 자켓과, 상기 고온가스 자켓 내부와 상기 호퍼의 하부 섹션 내부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 고온가스 흡입부는, 외부의 고온가스 배관과 접속되며, 상기 분진저장부의 벽 외부를 둘러싸는 고온가스 자켓과, 상기 고온가스 자켓 내부와 상기 분진저장부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 따른 고온가스 집진장치는, 분진의 필터링이 내부에서 이루어지며 하부에는 경사면이 형성된 호퍼와 상기 호퍼에서 걸러진 분진을 저장하는 분진저장부와 상기 호퍼 내 분진 축적 영역으로 고온가스를 흡입하는 제1 고온가스 흡입부 및 상기 분진저장부로 고온가스를 흡입하는 제2 고온가스 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 더 바람직하게는 상기 제1 고온가스 흡입부는, 외부의 제1 고온가스 배관과 접속되며, 상기 경사면의 외부를 둘러싸는 제1 고온가스 자켓과, 상기 제1 고온가스 자켓 내부와 상기 호퍼의 하부 섹션 내부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하고, 상기 제2 고온가스 흡입부는, 외부의 제2 고온가스 배관과 접속되며, 상기 분진저장부의 벽 외부를 둘러싸는 제1 고온가스 자켓과, 상기 고온가스 자켓 내부와 상기 분진저장부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 더 바랍직하게는 상기 제1 고온가스 자켓 내부 에 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 상기 호퍼의 하부 섹션 내벽은 상기 흡입구를 덮는 분진차단막을 포함하고, 상기 제2 고온가스 자켓 내부에 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 상기 분진저장부의 내벽은 상기 흡입구를 덮는 분진차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따라 분진이 상기 집진장치 내에 쌓여 발생되는 브리징 현상을 막도록, 상기 집진장치 내에 분진 축적 영역을 상기 집진장치로 흡입되는 고온가스로 가열하는 브리징 억제 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 고온 가스 집진장치는, 호퍼 하부 섹션과 분진 저장 호퍼로 고온의 가스가 공급되어 분진 축적 영역의 온도를 승온 시킨 뒤 유지하게 된다. 결국 브리징 현상을 방지할 수 있어 호퍼 하부 섹션에서는 분진이 응축수에 의해 분진 저장 호퍼로 이동하지 못하는 것을 방지하고, 분진 저장 호퍼에서는 분진이 집진장치 외부로 잘 배출되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.

또한 호퍼 하부 섹션과 분진 저장 호퍼의 온도를 승온 시키기 위해 추가되는 에너지(전기 히터 또는 스팀 및 열풍 발생 등)를 절약할 수 있어 비용절감 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 고온 가스 집진장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 고온 가스 집진 장치는, 가스 여과를 위한 호퍼(22)와 집 진을 위한 분진저장부(24)와 상기 집진장치 내로 고온의 가스를 이송하는 가스배관(12)과 상기 호퍼(22)내에서 분진을 흡착하는 백필터(25)를 포함한다. 도시하지는 않았지만, 상기 가스배관은(12) 집진 전(前) 공정에 있는 임의의 장치로부터 상기 집진장치 내로 가스의 이송을 허용하는 통로의 역할을 한다. 집진장치는 이송된 가스 중의 분진을 여과하여 모으는 역할을 한다. 백필터(25)에 분진이 흡착된 후 여과된 가스, 즉, 정제 가스는 집진장치의 내부로부터 그것의 외부 또는 그것의 외부에 있는 임의의 다른 장치로, 가스 출구(21)를 통해, 화살표 방향으로 배출된다.

또한 상기 호퍼(22)는 하부의 경사면을 이루는 호퍼 하부 섹션(23)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 호퍼(22)와 상기 분진저장부(24)는 관형의 연결부(33)에 의해 서로 연결되어 있다. 상기 호퍼(22)에서는 가스에 포함된 분진의 여과가 이루어진다. 상기 분진저장부(24)는 상기 호퍼(22)에서 가스로부터 분리되어 낙하된 분진을 저장한다.

상기 호퍼(22)의 하단에는 다수의 플랜지(34)로 연결되는 관형의 연결부(33)가 있으며 호퍼 하부 섹션(23)과 분진 저장 호퍼(24) 사이에는 정상 운전 중에는 개방된 상태로 있는 상부 밸브(31)가 설치되어 있다. 또한 분진 저장 호퍼(24) 아래에는 정상 운전 중에는 닫혀있는 하부 밸브(32)가 설치되어 있다. 상기 하부 밸브(32)의 아래에는 분진이 배출되는 분진배출구(35)가 있다.

한편, 상기 호퍼(22)에는 다수의 백필터(25)가 설치되어 있다. 또한 상기 호퍼의 일측 외부에는 압축공기를 만드는 컴프레셔(compresser)(41)가 존재하며, 이 컴프레셔(41)는 솔레노이드 밸브(42)가 설치된 고압공기용 배관(43)에 연결되어 있 다. 고압공기용 배관(43)은 호퍼(22)의 백필터(25) 상부까지 연장되어 있다. 컴프레셔(41)가 작동하고, 솔레노이드 밸브(42)가 오픈되면, 고압의 압축공기가 고압공기용 배관(43)을 따라 흘러 백필터(25)의 상부에 강하게 분사되며, 이에 의해, 백필터(25)에 흡착된 분진은 백필터(25)로부터 떨어져 아래로 자유 낙하된다. 자유 낙하한 분진은, 상부밸브(31)가 연결부(33)를 개방한 상태에서, 분진저장부(24)로 떨어져 그곳에서 저장될 수 있다.

상기 호퍼의 하부섹션(23)은, 상기 호퍼(22)로부터 상기 연결부(33)까지 점진적으로 통로 면적을 감소시키는 경사면을 포함한다. 상기 경사면에는 분진이 쌓일 우려가 크며, 이에 따라, 그 쌓인 분진이 경사면에 고착되는 것에 의한 브리징 현상이 발생할 우려 또한 크다. 본 실시예의 가스 집진장치는 호퍼 하부 섹션(23)에 대해 브리징 현상을 방지할 수 있는 구성을 포함하며, 그러한 구성에 대해서는 다음에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

또한, 분진저장부(24)는, 분진이 저장되는 부분이므로, 브리징 현상이 특히 우려되는 부분이다. 분진저장부(24)에 대해 브리징을 방지할 수 있는 구성에 대해서도 다음에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 분진 축적 영역으로 경사면을 이루는 호퍼 하부 섹션(23)과 분진저장부(24)를 예시하고 있지만 분진이 쌓일 수 있는 구조라면 집진장치내의 다른 위치 또한 가능할 것이다.

한편 분진의 브리징 현상을 방지하기 위한 구성으로서, 가스배관(12)은 고온의 가스를 집진장치의 내부로 공급하기 위한 제1 공급배관(16), 제2 공급배관(17) 및 제3 공급배관(18)을 포함한다. 상기 제1 공급배관(16), 제2 공급배관(17) 및 제3 공급배관(18)은 하나의 본관으로부터 분기되어 집진장치의 다른 위치에 각각 연결된다. 제2 공급배관(17)과 제3 공급배관(18)으로 흡입되는 고온의 가스 공급으로 인해서 집진장치내의 온도차가 줄어들게 되며, 가스 내의 수분이 줄어들어 분진의 브리징 현상을 막을 수 있다. 상기 도시되지 않은 일단은 가스의 발생, 가스의 처리 또는 가스의 펌핑이 이루어지는 임의의 장치에 접속된다.

상기 제1 공급배관(16)은, 호퍼(22)의 내벽을 관통해, 그 말단이 백필터 바로 아래에 위치하고 있다. 또한, 제2 공급배관(17)은, 고온의 가스로 호퍼 하부 섹션(23)의 경사면을 가열하면서, 그 가스를 제1 고온가스 흡입부(50)를 통해 호퍼 하부 섹션(23)내로 공급한다. 하부 섹션으로 들어간 가스도 호퍼의 상부를 향한다. 마지막으로, 제3 공급배관(18)은, 고온의 가스로 분진저장부(24)의 벽면을 가열하면서, 제2 고온가스 흡입부(60)를 통해 분진저장부(24)내로 가스를 공급한다. 상기 제1 공급배관(16), 제2 공급배관(17) 및 제3 공급배관(18) 각각에는 가스의 흐름을 제어하기 위한 제1 밸브(13), 제2 밸브(14) 및 제3 밸브(15)가 각각 설치된다.

본 발명의 일 실시예에서는 호퍼(22)에 공급되는 고온 가스 이외에 상기 호퍼 하부 섹션(23)과 상기 분진 저장 호퍼(24) 양쪽 모두에 배관이 연결되어 고온의 가스가 공급되는 경우를 예시하고 있다. 하지만 브리징 현상을 방지 할 수 있는 경우라면 집진장치의 규모나 작동 상황에 따라 호퍼(22)에 공급되는 고온 가스 이외에 호퍼 하부 섹션(23)에만 고온의 가스를 공급할 수도 있으며 혹은 호퍼(22)에 공급되는 고온 가스 이외에 분진저장 호퍼(24)에만 고온의 가스를 공급할 수도 있다.

도2 및 도3 을 참조하면, 상기 제1 고온가스 흡입부(50)는 제1 고온가스 자켓(51)을 포함하며 상기 제2 고온가스 흡입부(60)는 제2 고온가스 자켓(61)을 포함한다. 상기 제1 고온가스 자켓(51)은 호퍼 하부 섹션(23)의 주변을 둘러싸도록 설치되고, 상기 제2 고온가스 자켓(61)은 분진저장부(24)의 주변을 둘러싸도록 설치된다. 상기 제1 고온가스 자켓(51)은 상기 제2 공급 배관(17)에 접속되는 한편, 호퍼하부 섹션(23)의 벽에 형성된 하나 이상의 흡입구(52)에 의해 상기 호퍼(22)의 내부와 연결된다. 또한, 상기 제2 고온가스 자켓(61)은 상기 제3 공급배관(18)에 접속되는 한편, 상기 분진저장부(24)의 벽에 형성된 하나 이상의 흡입구(62)를 통해 분진저장부(24) 내부와 연결된다.

상기 호퍼 하부 섹션(23)의 벽에 형성된 하나 이상의 흡입구(52)에는, 직접 자켓 내부로 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 하나 이상의 분진차단막(53)이 계단형상으로 호퍼 하부 섹션(23)의 내벽을 둘러싸도록 설치될 수 있다. 또한 상기 분진저장부(24)의 벽에 형성된 하나 이상의 흡입구(62)에도, 직접 자켓 내부로 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 하나 이상의 분진차단막(63)이 계단형상으로 분진저장부(24)의 내벽을 둘러싸도록 설치될 수 있다.

집진장치 운전 후 상기 분진 저장 호퍼(24)에 저장된 분진을 배출하기 위해서는, 상기 분진 저장 호퍼(24)의 위쪽으로 분진이 날리는 것을 방지하도록, 정상 운전 중에는 개방되어 있던 상기 상부 밸브(31)가 닫히게 된다. 상기 제3 밸브(15)를 닫아 분진 저장 호퍼(24)에 고온의 가스 공급을 차단한 후 상기 하부 밸브(32)를 개방하여, 분진배출구(35)를 통해, 화살표 방향으로 분진이 배출된다.

이와 같이 본 발명의 고온 가스 집진장치의 구조에 따르면, 상기 집진장치 하부 섹션(23)과 상기 분진 저장 호퍼(24)에 있는 분진의 브리징 현상을 방지할 수 있어, 분진의 원활한 배출을 도모할 수 있다.

또한 본 발명의 고온 가스 집진장치 구조에 따르면, 종래 집진장치 구조에서 상기 집진장치 하부 섹션(23)과 상기 분진 저장 호퍼(24)에 별도의 열원을 공급하는 것이 아니라 기존의 배관, 즉 상기 가스배관(12)을 더 연장하여 기존에 존재하던 열원을 공급하는 것이므로 종래 설비에 큰 변경없이 실시할 수 있다는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 고온 가스 집진장치를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 고온가스 집진장치를 도시한 전체구성도.

도 2는 도 1의 A부분의 부분확대도.

도 3은 도 1의 B부분의 부분확대도.

Claims (8)

1. 고온 가스 중의 분진을 걸러내기 위한 집진장치로서,

   분진의 필터링이 내부에서 이루어지는 호퍼;

   상기 호퍼에서 걸러진 분진을 저장하는 분진저장부; 및

   상기 호퍼 또는 상기 분진저장부 내 분진 축적 영역으로 고온가스를 흡입하는 고온가스 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 분진 축적 영역은 상기 호퍼의 하부에 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 고온가스 흡입부는,

   외부의 고온가스 배관과 접속되며, 상기 경사면의 외부를 둘러싸는 고온가스 자켓과,

   상기 고온가스 자켓 내부와 상기 호퍼의 하부 섹션 내부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 고온가스 흡입부는,

   외부의 고온가스 배관과 접속되며, 상기 분진저장부의 벽 외부를 둘러싸는 고온가스 자켓과,

   상기 고온가스 자켓 내부와 상기 분진저장부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
5. 고온 가스 중의 분진을 걸러내기 위한 집진장치로써,

   분진의 필터링이 내부에서 이루어지며 하부에는 경사면이 형성된 호퍼;

   상기 호퍼에서 걸러진 분진을 저장하는 분진저장부;

   상기 호퍼 내 분진 축적 영역으로 고온가스를 흡입하는 제1 고온가스 흡입부; 및

   상기 분진저장부로 고온가스를 흡입하는 제2 고온가스 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제1 고온가스 흡입부는, 외부의 제1 고온가스 배관과 접속되며, 상기 경사면의 외부를 둘러싸는 제1 고온가스 자켓과, 상기 제1 고온가스 자켓 내부와 상기 호퍼의 하부 섹션 내부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하고,

   상기 제2 고온가스 흡입부는, 외부의 제2 고온가스 배관과 접속되며, 상기 분진저장부의 벽 외부를 둘러싸는 제2 고온가스 자켓과, 상기 제2 고온가스 자켓 내부와 상기 분진저장부를 연결하는 하나 이상의 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1 고온가스 자켓 내부에 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 상기 호퍼의 하부 섹션 내벽은 상기 흡입구를 덮는 분진차단막을 포함하고,

   상기 제2 고온가스 자켓 내부에 분진이 들어가는 것을 방지하도록, 상기 분진저장부의 내벽은 상기 흡입구를 덮는 분진차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치.
8. 분진이 상기 집진장치 내에 쌓여 발생되는 브리징 현상을 막도록, 상기 집진장치 내에 분진 축적 영역을 상기 집진장치로 흡입되는 고온가스로 가열하는 것을 특징으로 하는 브리징 억제 방법.

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