KR20140121125A

KR20140121125A - 초고온용 여과 집진기

Info

Publication number: KR20140121125A
Application number: KR20130037403A
Authority: KR
Inventors: 김설기
Original assignee: 김설기
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-15
Also published as: KR101517668B1

Abstract

본 발명은 초고온용 여과 집진기(Bag Filter)에 관한 것으로서, 초고온용 여과 집진기 제작 시에 본체 내부에 설치되는 여과포(Bag)를 장착하는 베이스플레이트(Base Plate)는 본체와 용접되어 설치된 지지앵글(Support Angle)과 지지앵글 위에 설치된 팩킹(Packing) 위에 설치되어 볼트(Bolt)로 지지앵글에 결합되고, 베이스플레이트 외곽 면과 본체가 접하는 면은 주름판을 두어 주름판과 접하는 본체와 베이스플레이트의 접합면은 전부 용접하여 베이스플레이트를 설치하며, 여과포는 베이스플레이트에 구비된 다수의 홀 위에 원형팩킹을 놓고 여과포를 원형팩킹 내로 삽입하여 설치하며, 여과포 내부에 원형판을 가진 벤츄리튜브와 결합된 케이지(Bag Cage)가 삽입되는데 원형판에는 다수개의 볼트구멍이 있어서 베이스플레이트와 누름볼트로 결합시켜 제작하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 400℃이상의 초고온에 사용하는 금속재질의 여과 집진기의 본체나 베이스플레이트가 열팽창에 의하여 늘어나서 베이스플레이트와 본체사이에 공극이 발생되어 배기가스가 새는 것을 본체와 베이스플레이트가 용접 연결된 주름판이 막아주고, 케이지가 여과포를 지지하면서 케이지 상부의 원형판이 누름볼트로 베이스플레이트에 고정되어 있어서 여과 집진기 내부에 설치된 여과포가 빠른 배기가스의 기류 흐름이나 여과포에 부착된 분진을 털어내기 위해 여과 집진기 상부에서 강하게 분사되는 펄스 젯트 기류에 의해 흔들려서 파손되는 것을 방지하게 된다.

Description

초고온용 여과 집진기{Bag Filter for Urtra Temperature}

본 발명은 초고온용 여과 집진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여과 집진기를 400℃ 내지 900℃의 초고온에서 사용할 경우 여과포는 초고온용 재질인 세라믹 여과포를 사용하여 문제는 없지만 금속 재질인 여과 집진기의 본체나 여과포를 장착하는 베이스플레이트를 용접하여 제작하면 사용 시 금속 재질이 열팽창을 하여 용접부위가 끊어지거나 본체 또는 베이스 플레이트가 휘어지게 되어 고장의 원인이 되므로 초고온 여과 집진기 제작 시에 본체 내부에 설치되는 여과포(Bag)를 장착하는 베이스플레이트(Base Plate)는 본체와 용접되어 설치된 지지앵글(Support Angle)과 지지앵글 위에 장착된 팩킹(Packing) 위에 설치되어 볼트(Bolt)로 지지앵글에 결합되고, 베이스 플레이트 외곽 면과 본체가 접하는 면은 주름판을 두어 주름판과 접하는 본체와 베이스플레이트의 접합면은 전부 용접하여 베이스플레이트를 설치하며, 여과포는 베이스플레이트에 구비된 다수의 홀 위에 원형팩킹을 설치하고 원형팩킹 내부로 여과포를 삽입하여 설치하며, 여과포 내부에 원형판을 가진 벤츄리튜브와 결합된 케이지(Bag Cage)를 삽입하여 설치하는데 원형판에는 다수개의 볼트구멍이 있어서 원형판과 베이스플레이트를 누름볼트로 결합시켜 기밀을 유지시키게 되며, 여과포를 지지하기 위하여 여과포 내부에 설치되는 케이지가 열팽창에 의해 늘어나면 여과포가 파손되므로 케이지는 열팽창으로 인해 케이지를 구성하는 철선이 늘어나는 신장율을 흡수하면서 여과포를 지지할 수 있도록 다수개의 볼록 형태를 가지도록 제조하는 것을 특징으로 한다.

최근 모든 산업공정에서 에너지의 재활용이 가장 중요한 공정 설계요소가 되고 있는데 특히 제강로, 제련로, 전기로 등에서 발생되는 400℃ 내지 1000℃의 초고온 배기가스의 고열을 회수하여 열에너지로 재활용하는 경우가 많은데 상기의 초고온 배기가스 내에 포함된 다량의 분진과 금속 미세입자를 제거하여야만 초고온 배기가스의 높은 열 에너지를 재활용할 수 있으며, 제거된 금속 미세입자는 고가금속인 인듐, 금, 은, 카드뮴, 몰리브덴 등의 산화물이 많이 포함되어 있어서 이 또한 재활용 대상 물질이 된다.

일반적으로 배기가스 내의 분진이나 중금속 입자를 제거하기 위해서 중온 전기집진기나 중온 여과 집진기를 사용하고 있는데 이들 중온 집진기들은 모두 300℃ 미만 온도에서 사용이 가능하므로 400℃ 내지 600℃의 고온이나 800℃ 내지 1000℃에 달하는 초고온의 배기가스를 처리하기 위해서는 배기가스에 물을 분사하거나 찬 공기를 주입하여 배기가스 온도를 300℃ 미만의 온도로 낮춘 후에 중온 집진기로 유입할 수밖에 없어서 에너지 손실이 크고 특히 재활용이 가능한 중금속 입자가 물 분사에 의해 젖게 되어 이를 말리기 위해서 다시 건조시키는 등 회수된 금속 미세입자를 재활용하기 위하여 에너지가 많이 소요되는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 고온에 직접 사용할 수 있는 세라믹 재질의 초고온 여과포가 개발되어 초고온 배기가스에서 직접 분진이나 금속 미세입자를 집진할 수 있는 초고온용 여과 집진기가 설치되고 있는데 세라믹 여과포는 재질 특성상 여과포가 중온 여과 집진기에 사용되고 있는 여과포와 같이 부드러운 섬유형태가 아니고 두께가 약 10mm가 되는 석고형의 딱딱한 고상의 여과포로 제조되어 있어서 초고온형 여과 집진기의 제작방법도 다르게 된다.

현재 사용되고 있는 초고온용 여과 집진기의 제작방법은 세라믹 여과포가 장착되는 베이스 플레이트를 여과 집진기 본체에 용접을 하면 베이스 플레이트가 고온의 열응력을 받아 늘어나서 용접부위가 끊어지거나 베이스 플레이트가 휘어지게 되므로 여과 집진기 본체에 지지앵글을 설치하고, 지지앵글 상부에 팩킹을 부착시킨 후에 팩킹 상부에 베이스플레이트를 설치 후 베이스플레이트와 지지앵글을 볼트로 고정시켜서 제작하는데 베이스플레이트 크기는 본체와의 연결 면 보다 약간 작게 제작하여 열응력으로 베이스플레이트가 늘어나도 본체에 닿지 못하도록 제작하며, 베이스플레이트의 상부와 하부 사이의 밀폐는 펙킹이 하도록 하고 있는데 실제 여과 집진기를 사용하면 고온 시는 베이스플레이트가 늘어나고 저온 시에는 줄어드는 팽창, 수축이 반복되면서 세라믹 재질로 만들어진 팩킹이 자주 파손되어 기밀유지가 되지 않는 사고가 자주 발생하는 단점이 있다.

또한 베이스플레이트에 여과포를 설치하면 여과포 자체가 강도를 가져서 내부에 여과포 지지케이지를 설치하지 않고 사용하는 경우가 많은데 여과 집진기로 유입되는 배기가스가 여과 집진기 일 방향으로 유입되고 일 방향으로 배출되게 됨에 따라 유입되는 배기가스가 3바(Bar) 내지 6바의 고압으로 유입되면 배기가스의 빠른 유속 때문에 여과포가 흔들리면서 부러지는 단점이 있고, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 여과포를 지지할 수 있도록 여과포지지 케이지를 여과포 내부에 설치하는 경우도 있는데 대부분 여과포에 꼭 맞는 여과포지지 케이지를 설치하고 있어서 케이지를 구성하는 철선이 고온으로 팽창해서 여과포가 파괴 되는 문제점이 발생되고 있다.

초고온용 여과 집진기를 사용 시 베이스플레이트가 고온으로 팽창을 하고 사용하지 않을 때는 저온으로 수축하는 것이 반복되면서 본체와 베이스플레이트 사이에 밀페를 위해 설치된 팩킹이 파손되어도 지속적으로 기밀이 유지되는 구조의 여과 집진기 제작기술을 구현시키고, 베이스플레이트에 장착된 여과포가 배기가스의 흐름 때문에 부러지거나 여과포와 베이스플레이트 사이에 설치된 원형팩킹이 여과포와 같이 흔들려서 기밀이 파손되는 문제점을 해소하여 초고온에서 장기간 여과 집진기를 사용할 수 있는 방안을 제시하는 것이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 초고온용 여과 집진기는 본체에 용접된 지지앵글 위에 팩킹이 설치되고 팩킹 위에 다수개의 홀을 가진 베이스플레이트가 지지앵글에 볼트로 체결되는 단계와 베이스플레이트 외곽면과 본체가 접하는 부분에 주름판을 두고 주름판이 접하는 베이스플레이트 면과 본체 면의 양면을 전체 용접하여 제작하는 베이스플레이트를 설치하는 단계와 베이스플레이트의 다수의 홀 위에 원형팩킹을 장착 후 원형팩캥 내에 여과포를 삽입하고 여과포 내부에 케이지를 삽입 설치하고, 케이지에 부착되어 여과포 상부로 나온 원형판을 다수개의 누름볼트로 베이스플레이트에 결합시키는 여과포 설치 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 베이스플레이트를 설치하는 단계와 상기 여과포 설치 단계와 동일한 방법으로 베이스플레이트와 여과포와 케이지를 설치 후 다수의 홀을 가진 체결플레이트를 다수개의 누름볼트로 베이스플레이트에 결합시켜 다수개의 여과포를 동시에 설치하는 여과포 설치 단계도 개시한다.

또한 상기 베이스플레이트를 설치하는 단계와 동일한 방법으로 베이스플레이트를 설치하고 베이스플레이트에 있는 다수 개의 홀마다 밴드를 채운 후 밴드 내부로 여과포를 삽입 설치하고 여과포 내부에 케이지를 설치하는 여과포 설치 단계도 개시한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 초고온용 여과 집진기는 베이스플레이트와 본체를 주름판으로 용접 연결하여 베이스플레이트가 열응력으로 팽창, 수축하면서 팩킹이 훼손되어도 주름판의 신축성으로 기밀을 유지시켜서 초고온용 여과 집진기의 사용 수명을 연장시키고, 원형판을 가진 벤츄리튜브가 부착된 케이지가 여과포 내부에서 여과포를 지지하고 있고, 원형판이 다수개의 누름볼트에 의해 베이스플레이트에 결합되어 있어서 일 방향으로 빠른 유속으로 배기가스가 흘러도 여과포가 흔들리지 않아서 여과포가 손상되거나 여과포와 베이스플레이트 사이에 장착된 팩킹이 파손되지 않아서 운전 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 초고온용 여과 집진기 조립도
도2는 본 발명에 따른 초고온용 여과 집진기 베이스플레이트 설치도
도3은 본 발명에 따른 여과포 설치 일 실시 예
도4는 본 발명에 따른 여과포 설치 다른 실시 예
도5는 본 발명에 따른 여과포 설치 또 다른 실시 예
도6은 본 발명에 따른 케이지 제작도
도7은 본 발명에 따른 밴드 제작도
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
100. 여과 집진기 101. 본체
102. 호퍼 103. 유입덕트
104. 배출덕트 105. 고압분사장치
200. 베이스플레이트 201. 지지 앵글
202. 팩킹 203. 볼트
204. 주름판 205. 볼트구멍
206. 홀 207. 원형팩킹
300. 여과포 301. 받침대
400. 원형판 401. 벤츄리튜브
402. 케이지 403. 누름볼트
404. 체결플레이트 500. 밴드
501. 금속스프링 502. 패드
503. 금속선 504. 금속원형고리

이하 본 발명에 따른 상세한 실시내용을 도면에 의거하여 설명한다.

[도1]은 본 발명에 따른 초고온용 여과 집진기의 조립도로서,

본 발명에 의한 초고온용 여과 집진기(100)는 도1에서 보이는 바와 같이 본체(101)내부에 베이스플레이트(200)가 설치되어 있고 베이스플레이트(200)에는 다수개의 여과포(300)가 장착되어 있으며, 여과 집진기(100)에 유입되는 초고온의 배기가스는 본체(101)하부에 부착되어 있는 호퍼(102)에 설치된 유입덕트(103)로 유입되어 여과포(300)를 통과하게 되고, 여과포(300)를 통과하는 동안 배기가스 내에 함유된 분진과 금속 입자들이 여과포(300)에 부착 제거되고, 깨끗한 초고온 배기가스만 배출덕트(104)로 배출되며, 여과포(300)에 포집된 분진과 금속 미세입자는 여과포(300) 상부에 설치된 고압분사노즐(105)에서 고압으로 분사되는 젯트기류에 의해서 탈진되어 본체(101) 하부의 호퍼(102)로 떨어져서 포집된다.

[도2]는 본 발명에 따른 초고온용 여과 집진기의 베이스플레이트 설치도이다.

도2에 보이는 바와 같이 베이스플레이트(200)의 설치는 본체(101)에 용접되어 부착된 지지앵글(201)위에 부착시킨 세라믹 재질로 제작된 팩킹(202) 위에 베이스플레이트(200)를 얹은 후에 지지앵글(201)에 용접되어 부착된 볼트(203)를 이용하여 지지앵글(201)과 베이스플레이트(200)를 고정시킨 후 베이스플레이트(202) 외곽면과 본체(101)부를 주름판(204)으로 연결 후에 주름판(204)이 닿는 본체(101)와 베이스플레이트(200)의 접합면 전체를 용접하여 연결한다.

베이스플레이트(200) 제작 시에는 베이스플레이트(200)의 크기를 본체(101) 내부의 베이스플레이트(200) 설치 공간보다 보다 3mm 내지 10mm적게 제작하여 베이스플레이트(200)가 열팽창으로 늘어나서 본체(101)를 밀어내지 못하도록 하여야하며, 지지앵글(201)에 베이스플레이트(200)를 고정시키는 볼트(203)를 끼우는 볼트구멍(205)을 길게 찢어 베이스 플레이트(200)가 열팽창 하여 늘어날 때 길게 찢어진 볼트구멍(205)으로 인하여 베이스플레이트(200)의 팽창 부분이 지지앵글(201) 상부에서 움직일 수 있도록 하여 베이스플레이트(200)의 외곽 면이 볼트(203)로 고정되어 있어서 베이스플레이트(200)가 열팽창으로 늘어나면서 휘어지는 것을 방지하게 되며, 베이스플레이트(200)의 잦은 열팽창, 수축으로 인해 팩킹(202)이 손상되어 배기가스가 팩킹(202)부위로 새는 경우가 발생하여도 본체(101)와 베이스플레이트(200) 사이에 용접되어 설치된 주름판(204)이 기밀을 유지시켜 주며, 베이스플레이트(200)가 수축 팽창을 계속하여도 주름판(204)의 주름이 수축 팽창을 흡수하여 초고온에도 안전한 여과 집진기(100)가 될 수 있다.

[도 3]은 본 발명에 따른 여과포 설치 일 실시 예이다.

베이스플레이트(200)는 여과포(300)를 설치할 수 있는 다수개의 홀(206)이 뚫려져 있으며 여과포(300)를 설치할 때는 홀(206) 위에 원형팩킹(207)을 얹어서 고정시켜 설치한 후에 홀(206) 내부로 여과포(300)를 밀어 넣으면 여과포(300) 상부의 받침대(301)가 원형팩킹(207) 위에 걸리면서 여과포(300)가 설치된다.

여과포(300)가 설치되면 여과포(300) 내부로 원형판(400)이 부착된 벤츄리튜브(401)와 연결된 여과포를 지지하는 케이지(402)를 삽입하고 원형판(400)과 베이스플레이트(200)를 다수개의 누름볼트(403)로 결합시켜 케이지(402)와 여과포(300)를 베이스플레이트(200)에 고정시키게 되어 여과 집진기(100) 내부에서 배기가스가 빠른 속도로 이동하는 강한 기류 흐름에도 여과포(300)가 흔들리지 않는 견고한 설치가 된다.

[도 4]는 본 발명에 따른 여과포 설치 다른 실시 예이다.

여과포(300)와 케이지(402)를 상기 도3과 같은 방법으로 설치 후 다수개의 여과포(300)위에 다수개의 홀(206)이 뚫린 체결플레이트(404)를 설치한 후 체결플레이트(404)와 베이스플레이트(200)를 다수개의 누름볼트(403)로 결합시켜 여러 개의 여과포(300)를 한꺼번에 고정시키게 되어 설치에 따른 인건비를 절감하는 방법이다.

[도 5]는 본 발명에 따른 여과포 설치 또 다른 실시 예이다.

여과포(300)를 설치할 홀(206)에 밴드(500)를 채우고 여과포(300)를 밴드(500) 내부로 밀어 넣어 여과포(300)를 고정시키는 방법으로 밴드(500) 내에 금속스프링(501)이 있어서 밴드(500)가 홀(206) 면에 밀착되어 기밀을 유지하게 되며, 밴드(500)를 홀(206)에 삽입시키는 방법은 손으로 밴드(500)를 누른 후 홀(206)에 넣고 손을 놓으면 밴드(500) 내의 금속스프링(501)이 펴지면서 홀(206)에 장착되어 별도의 체결플레이트(404)나 누름볼트(403)를 이용하여 조립하지 않아도 여과포(300)와 케이지(402)를 베이스플레이트(200)에 고정시킬 수 있게 된다.

[도 6]은 본 발명에 따른 케이지 제작도이다.

케이지(402)는 다수개의 금속선(503)을 원통이 되도록 세운 후 다수개의 원형금속고리(502)를 붙여서 원통형으로 제작하는 것으로 상부에 원형판(400)을 가진 벤츄리튜브(401)와 일체형으로 용접 조립되어 지며 케이지(402)의 원통 크기는 여과포(300) 내경과 같은 크기로 제작되어지면 설치 시에 여과포(300) 속으로 밀어 넣으면 꼭 맞게 되지만 사용 시는 열팽창에 의해 케이지(402)가 늘어나서 여과포(300)를 파손할 수가 있으므로 케이지(402) 원통의 외경이 여과포(300) 내경보다 2mm 내지 3mm 적게 제작하여야 하며 금속원형고리(504)가 연결되는 부분을 오목하게 하고 금속원형고리(504) 연결부위가 아닌 곳은 볼록하게 하여 제작된 케이지(402)는 원통의 볼록한 부분이 여과포(300) 내면에 닿도록 하여 케이지(402)가 열팽창 시 상하로 늘어나게 하여 열팽창을 흡수하도록 제조하는 것이 바람직하다.

[도 7]은 본 발명에 따른 밴드 제작도이다.

밴드(500)는 세라믹 섬유재질의 패드(502) 내부에 탄성체가 있는 금속스프링(501)을 내장한 것으로 베이스플레이트(200)에 구성된 다수개의 홀(206)에 밴드(500)를 설치할 때 손으로 밴드(500)를 구부린 후 홀(206)에 삽입 후 놓으면 밴드(500) 내 금속스프링(501)의 탄성으로 밴드(500)가 장착되고 밴드(500) 내부로 여과포(300)를 밀어 넣어 설치하면 밴드(500)의 세라믹 섬유 재질인 패드(502)가 베이스플레이트(200) 의 홀(206)면과 여과포(300) 외면을 밀착시켜 기밀이 유지되고, 밴드(500)가 여과포(300)를 잡고 있어서 여과포(300)를 지지하는 케이지(402)를 설치 후 상부에 체결플레이트(404) 또는 케이지(402)의 원형판(400)을 누름볼트(403)로 베이스플레이트(200)에 고정시키지 않아도 된다.

Claims

초고온용 여과 집진기에 있어서,
본체에 용접된 지지앵글 위에 팩킹이 설치되고 팩킹 위에 다수개의 홀을 가진 베이스플레이트가 지지앵글에 볼트로 체결되는 단계와 베이스플레이트 외곽 면과 본체가 접하는 부분에 주름판을 두고 주름판이 접하는 베이스플레이트 면과 본체 면의 양면을 전체 용접하여 제작하는 단계와 베이스플레이트에 구성된 다수개의 홀 상부에 원형팩킹을 장착하고 홀마다 여과포를 삽입한 후 여과포 내부에 케이지를 설치하고 여과포와 케이지를 고정시키는 단계를 거쳐 완성하는 것을 특징으로 하는 초고온용 여과 집진기.
제1항의 여과포와 케이지를 고정시키는 단계에 있어서, 케이지 상부의 원형판을 다수개의 누름볼트로 베이스플레이트와 결합시켜 설치를 완성하는 것을 특징으로 하는 초고온용 여과 집진기.
제1항의 여과포와 케이지를 고정시키는 단계에 있어서, 다수개의 여과포 위를 다수개의 홀을 가진 체결플레이트를 덮은 후 다수개의 누름볼트로 체결플레이트와 베이스플레이트를 결합시켜 설치를 완성하는 것을 특징으로 하는 초고온용 여과 집진기.
제1항의 여과포와 케이지를 고정시키는 단계에 있어서, 베이스플레이트에 구비된 다수개의 홀마다 금속 스프링이 내장된 벤드를 설치하고 밴드 내부로 여과포를 밀어넣어 설치하고 여과포 내에 케이지를 설치하여 완성하는 것을 특징으로 하는 초고온용 여과 집진기.
제1항의 케이지에 있어서, 원형판을 가진 벤츄리튜브와 연결 제작되고 다수개의 금속선과 금속원형고리를 접합시켜 원통형으로 제작하되, 금속원형고리 연결점과 다음 금속원형고리 연결점 사이는 볼록한 형태로 제작되어지는 것을 특징으로 하는 초고온용 여과 집진기.