KR20150070534A - 전기집진기의 여과 집진기 개조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기집진기의 여과 집진기 개조방법에 관한 것으로서, 전기집진기의 지붕을 철거하고 전기집진기 내부 부속물을 모두 제거한 후 전기집진기 본체 내부에 상하방향의 일 지점들에 각 층이 완전 밀폐되게 다수개의 수평 칸막이를 설치하여 2층 이상의 복층 구조로 분할시킨 후 각 층마다 베이스플레이트와 여과포와 케이지를 설치하고, 각 층의 여과포 하단 일 지점에 각각 선저형 호퍼를 설치하며, 각층의 베이스플레이트 상부에 각각의 지붕 받침대와 상부 지붕을 설치하여 전기집진기 본체 내에 여러 대의 여과 집진기를 설치할 수 있는 전기집진기의 여과 집진기 개조방법의 기술을 개시한다.
또한 개조된 복층 여과 집진기 중에 최하층의 여과 집진기 하부 호퍼는 기존에 사용되고 있는 전기집진기의 호퍼를 사용할 수 있으면 그대로 사용하는 것이 가능하여 기존의 전기집진기의 본체와 호퍼를 모두 사용할 수 있어서 경제적인 전기집진기의 여과 집진기 개조방법이 된다.

Description

전기집진기의 여과 집진기 개조방법{The Change Method for Bag Filter of Electrostatic Pricipitator}

본 발명은 전기집진기의 여과 집진기 개조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존에 사용하고 있는 전기집진기의 본체를 그대로 사용하면서 내부를 여과 집진기 방식으로 개조하는 방법으로, 기존의 전기집진기 내부에 설치된 집진판과 방전선을 모두 철거한 후 전기집진기 본체 내부에 상하방향의 일 지점들에 각층이 완전 밀폐되게 다수개의 수평 칸막이를 설치하여 2층 이상의 복층 구조로 분할시킨 후 분할된 각층마다 독립적인 여과 집진기를 설치하는 방법을 제시하며, 전기집진기로 유입되는 많은 배기가스 량을 여러 대의 독립적인 여과 집진기가 나누어 처리하여 여과 집진기 전체가 기존의 전기집진기가 처리하고 있는 많은 량의 배기가스를 처리하는데 문제가 없도록 하였으며, 배기가스 내에 포함되어 있는 분진, 다이옥신 등의 대기오염 물질들을 전기집진기 보다 더욱 효율 좋게 처리할 수 있어서 대기오염물질 배출허용기준이 강화되어도 대기오염물질 처리에 대한 대응성이 뛰어나고 기존의 전기집진기 본체를 그대로 사용할 수가 있어서 경제적인 설비가 되는 것이다.

철강제조공장, 시멘트제조공장, 유리제조공장 등에서 발생되는 배기가스는 공정 특성상 200℃ 내지 250℃의 고온이고 분진이 많이 포함되어 있어서 대기오염 방지시설로서 고농도 분진처리 및 고온 배기가스 처리에 적합한 전기집진기를 많이 사용하여 왔으나 최근 분진의 배출 허용기준이 낮아지면서 2.5um(PM2.5) 이하 입경의 미세한 분진도 제거할 필요가 있어서 2.5um(PM2.5)이하 입경의 분진도 포집이 가능하고 포집효율도 우수한 여과 집진기의 사용이 대두되고 있으며, 특히 전기집진기의 적정 운전온도인 200℃ 내지 250℃의 온도범위에서 다이옥신이 재생성 되는 것으로 알려져서 점차적으로 다이옥신 물질의 배출을 엄격히 규제함에 따라 기존의 전기집진기를 여과 집진기로 교체하기를 희망하지만 고가로 설치되어 운영하고 있는 전기집진기를 철거하고 여과 집진기를 신설하는 것은 비경제적이면서 신규로 여과 집진기를 설치하는데 따른 넓은 부지가 필요하여 기존의 전기집진기를 개조하여 여과 집진기로 교체하여 사용하는 기술의 개발이 필요하게 되었다.

한편 여과 집진기에 사용되는 여과포도 재질 개발이 이루어져서 300℃이상의 고온에서도 사용이 가능한 고온 여과포가 개발되어 있어서 고온 배기가스를 처리하는데 문제가 없게 되어 최근에는 고온 여과포를 이용하여 전기집진기를 여과 집진기로 개조하는 기술이 실시되고 있는데 전기집진기 본체의 높이가 높은 특성을 이용하여 길이가 10m 이상 되는 긴 여과포를 설치하는 방식을 채택되고 있으나, 이러한 방식은 기존의 전기집진기 본체를 그대로 이용할 수 있고 전기집진기 본체 하부에 설치되어 분진을 포집하는 호퍼를 그대로 이용할 수 있어서 경제적인 방법이 되지만 여과포의 길이가 너무 길어서 여과포의 표면에 여과되어 부착된 분진을 털어내기 위하여 여과포 상부에서 불어내는 압축공기의 힘이 길이가 긴 여과포의 하부까지 미치지 못하여 여과포 하부에 분진이 계속 쌓여서 여과포 하부 면이 터져서 여과포의 사용수명이 단축되는 단점이 있다.

여과 집진기의 일반적인 설계요소는 압축공기로 여과포에 부착된 분진을 계속 털어낼 수 있는 여과포의 최대 길이는 6m정도로 계산하고 있으며, 6m 이상 길이의 여과포에 부착된 분진을 털어내려면 압축공기의 압력을 높여야 되는데 압축공기의 압력을 너무 높이면 고압에 의해 여과포의 하부에 부착된 분진은 잘 털리지만 압력을 받아서 여과포의 상부부분에 잦은 파손이 일어나는 단점이 있다.

한편 여과포 길이를 짧게 하면 분진을 털어내는 문제는 해결되지만 기존 전기집진기의 높은 본체 내에 길이가 짧은 여과포가 장착되어 기존의 전기집진기 본체의 활용도도 낮아지지만 설치되는 전체 여과포의 여과면적이 적어져서 개조된 여과 집진기 입구로 유입되는 많은 배기가스 량을 잘 처리하지 못하게 되어 여과 집진기의 배기가스 처리량 부족 현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 과제는, 기존의 전기집진기의 본체를 그대로 사용하면서 본체 내부를 여과 집진기로 개조하려면 기존의 전기집진기가 처리하고 있는 배기가스 량을 충분히 처리할 수 있도록 많은 여과포를 설치하여야 하며, 여과면적을 늘리기 위하여 여과포의 길이를 6m 이상 길게 하였을 때 압축공기의 압력을 높여야 하는 불합리한 문제점을 해소하여야 하며, 가능하면 기존의 전기집진기에 설치되어 있는 호퍼를 그대로 사용하여야 하는 전기집진기의 여과 집진기 개조방법의 기술개시가 필요하다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 전기집진기의 여과 집진기 개조방법은 기존의 전기집진기 본체 내에 상하방향으로 다수개의 수평 칸막이를 설치하여 복층 구조로 분할시킨 후 분할된 각층에 각각 1대씩 독립된 2대 이상의 여과 집진기를 설치하게 되면 한 층의 여과 집진기의 여과포 길이를 5m 정도로 하여도 총 여과포의 길이는 2대 이상 설치된 여과 집진기 내 여과포의 합산된 길이가 10m이상이 되어 충분한 여과면적의 확보가 가능하고, 최하층 여과 집진기의 여과포에 포집된 분진은 기존의 전기집진기에 설치된 호퍼를 이용하여 포집하고, 상층 여과 집진기의 여과포에 포집된 분진은 신설되는 호퍼에서 포집하면 되는데, 이때 기존의 전기집진기 본체의 내부공간을 그대로 이용하려면 신설되는 호퍼의 높이를 최대한 낮추어야 하므로 각층의 여과 집진기 하단에는 호퍼의 높이가 아주 낮은 선저형 호퍼를 설치하면 된다.

한편 여과 집진기에 설치된 여과포를 교체 할 때는 여과포를 여과 집진기 상부 지붕위로 뽑아 올려야 하는데 여과포 길이가 5m이면 여과포 내에 설치되어 여과포를 지지하는 케이지도 여과포 길이와 같아서 여과포를 교체하려면 각층의 여과 집진기 상부 지붕 위와 수평 칸막이 사이에 최소한 5m이상의 공간이 확보되어야 하므로 기존의 전기집진기 본체 내에서는 여러대의 복층 여과 집진기의 설치가 불가능하게 되므로 이러한 문제점을 해소하기 위하여 여과포 내부에 설치되는 케이지는 1m 단위 길이로 조립되어 전체 길이가 5m이상이 되는 조립식 케이지를 사용하여 각층의 여과 집진기 상부 지붕 위와 수평 칸막이 사이에 2m이상의 공간만 있어도 여과포의 교체가 가능하여 기존의 전기집진기 본체 내에 복층으로 여러 대의 여과 집진기를 설치할 수 있게 된다.

실질적인 과제 해결 수단은 기존의 전기집진기 상부 지붕을 제거하고 전기집진기 내부에 설치된 부속물인 집진판과 방전극을 모두 제거한 후 전기집진기 본체 내부에 상하방향의 일 지점들에 각 층이 완전 밀폐되게 다수개의 수평 칸막이를 설치하여 2층 이상의 복층 구조로 분할시킨 후 전기집진기 상부 지붕이 제거된 지점 및 각 층의 칸막이에서 하부로 2m 내지 3m 내려간 일 지점에 여과포를 부착시킬 수 있는 다수개의 구멍이 뚫린 베이스플레이트를 각각 설치한다.

상기 각층의 베이스플레이트 설치 후 베이스플레이트의 구멍마다 5m 이상 길이의 다수개의 여과포를 설치한 후 여과포 지지를 위하여 여과포 내부에 설치되는 케이지는 여러 단으로 조립할 수 있도록 제작된 조립식 케이지를 설치한다.

한편 각층에는 베이스플레이트에 설치된 여과포 하단에서 하부로 내려간 일 지점에 선저형 호퍼를 설치하고, 최하층 베이스플레이트에 설치된 여과포 하단의 하부에는 기존의 전기집진기 하부의 호퍼를 그대로 이용하거나 선저형 호퍼로 개조하여 설치 할 수도 있다.

또한 각층의 베이스플레이트 상부에는 펄스발브와 압축공기 공급관이 설치된 지붕받침대를 각각 설치하고, 지붕받침대 위에 다수개의 사각 맨홀이 부착된 지붕을 각각 설치한다.

전기집진기 입구로 배기가스를 유입해 주는 유입 덕트는 전기집진기 내부에 설치된 여과 집진기 수만큼 나누어 입구 덕트로 제작 후에 각층의 여과 집진기 하부에 설치되어 있는 선저형 호퍼에 각각 연결하고 각층의 여과 집진기 상부지붕과 베이스플레이트 사이의 공간에서 각각 출구 덕트를 뽑아서 기존 전기집진기의 유출 덕트에 연결하여 설치를 완료한다.

이상의 과제 해결수단은 본 발명에 따른 전기집진기의 여과 집진기 개조방법에 대한 시공순서의 일예이며 실제 공사 시 현장 여건에 따라 순서가 바뀌어서 시공되어도 무방하다.

이상과 같이 본 발명에 의한 전기집진기의 여과 집진기 개조방법은 1대의 전기집진기 본체 내에 복층으로 2대 이상의 여과 집진기를 설치하여 기존의 전기집진기가 처리하고 있던 배기가스 량을 그대로 처리하면서 여과포로 0.1um 정도의 미세분진도 포집하여 집진효율을 증진시키고, 길이가5m정도의 짧은 여과포가 설치된 여과 집진기를 2대 이상 복층으로 설치하여 10m 이상되는 하나의 긴 여과포를 설치하여 여과포가 포집한 분진이 털어지지 않아서 여과포의 수명이 단축되는 것을 방지하며, 선저형 호퍼와 조립식 케이지를 사용하여 여과 집진기의 운영 유지 보수 공간을 낮추어 기존의 전기집진기 본체를 재사용할 수 있는 방법을 제시하여 공사비가 크게 절감되는 경제적인 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 기존의 전기집진기 조립도.
도2는 본 발명에 따른 여과 집진기 설치 일실시예.
도3은 본 발명에 따른 여과 집진기 상부덮개 조립도.
도4는 본 발명에 따른 선저형 호퍼 조립도.
도5는 본 발명에 따른 여과포 조립도.
도6은 본 발명에 따른 여과포 조립도의 다른 실시 예
도7은 본 발명에 따른 덕트 연결도 일실시예.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
100. 전기 집진기 101. 지붕
102. 애자실 103. 애자
104. 방전극지지대 105. 본체
106. 방전극 107. 집진판
108. 집진판 프레임 109. 호퍼
200. 여과 집진기 201. 칸막이
202. 여과 프레임 203. 여과포
204. 구멍 205. 베이스플레이트
300. 상부덮개 301. 지붕받침대
302. 상부지붕 303. 펄스발브
304. 공기공급노즐 305. 미세구멍
306. 사각 맨홀 400. 선저형 호퍼
401. 바닥 402. 스크레퍼
403. 스크류컨베어 501. 케이지
502. 조립식 케이지 503. 벤츄리튜브
504. 주름 여과포 601. 유입 덕트
602. 유출 덕트 603. 입구 덕트
604. 출구 덕트

이하 본 발명에 따른 상세한 실시내용을 도면에 의거하여 설명한다.

[도1]은 본 발명에 따른 기존의 전기집진기의 조립도로서,

기존의 전기집진기(100)는 상부 지붕(101) 위에 다수개의 애자실(102)이 있고 애자실(102) 내부에는 애자(103)가 설치되어 있으며 애자(103) 중앙에 방전극지지대(104)가 설치되고 방전극지지대(104)는 전기집진기 본체(105) 내부에서 수많은 방전극(106)을 매달아서 지지하고 있고, 집진판(107)은 본체(105)에 부착되어 설치되어 있는 집진판 프레임(108)에 방전극(106) 수량을 담당하여 전하를 받을 수 있을 숫자만큼 설치되어 있다.

따라서 전기집진기(100)의 상부 지붕(101)을 제거하고 전기집진기(100) 내부 부속물인 방전극(106)과 집진판(107)을 제거하면 전기집진기(100) 내부에 큰 공간이 생기는데 이 공간을 이용하여 여과 집진기(200)의 구성요소를 설치하면 되는데, 통상 전기집진기(100) 내부의 공간은 전기집진기(100)의 집진 특성상 하부에 설치된 호퍼(109)의 높이를 제외한 본체(105)의 높이만도 15m 내지 25m 정도로 높은 것이 많다.

[도2]는 본 발명에 따른 여과 집진기 설치 일실시예이다.

도2에 보이는 바와 같이 여과 집진기(200)의 설치는 전기집진기(100)의 상부 지붕(101)을 제거하고 전기집진기(100) 내부 부속물인 방전극(106)과 집진판(107)을 제거한 후 전기집진기(100)의 본체(105)의 상하방향의 일 지점들에 각 층이 완전 밀폐되게 다수개의 수평 칸막이(201)를 설치하여 본체(105) 내부를 2층 이상의 복층 구조가 되도록 한 후 각층의 칸막이(201) 아래 3m 내지 5m되는 지점에 여과프레임(202)들을 설치하고 여과프레임(202)들 위에 각각 여과포(203)를 설치할 수 있도록 다수개의 구멍(204)이 뚫려져 있는 베이스플레이트(205)들을 각각 설치한다.

한편 각층의 베이스플레이트(205)에 설치된 여과포(203) 하단에서 하부로 내려간 일 지점에 호퍼의 높이를 낮추어 줄 수 있는 선저형 호퍼(400)를 설치하며, 최하층에 위치한 여과 집진기(200)의 경우에는 전기집진기 본체(105)의 높이가 충분히 높아서 복층 구조의 2대 이상의 여과 집진기(200)를 설치하는데 문제가 없다면 최하층의 여과 집진기(200)하부에는 선저형 호퍼(400)를 설치하지 않고 기존의 전기집진기(100) 호퍼(109)를 그대로 사용하는 것도 바람직한 방법이다.

[도 3]은 본 발명에 따른 여과 집진기 상부덮개 조립도이다.

도3에서 보이는 바와 같이 여과 집진기(200)의 상부덮개(300)는 지붕받침대(301)와 상부지붕(302)으로 구성되어 있으며, 지붕받침대(301)에는 여과포(203)에 포집된 먼지를 털어내기 위하여 압축공기를 공급하는 펄스발브(303)와 공기공급노즐(304)이 설치되어 있고, 공기공급노즐(304)에는 다수개의 미세구멍(305)이 뚫려져 있어서 지붕받침대(302)를 설치할 때 미세구멍(305) 하나하나가 각각의 여과포(203) 상부의 중앙에 위치하도록 하여 펄스발브(303)에서 공급된 압축공기가 정확하게 여과포(203) 중앙에서 하 방향으로 불려나갈 수 있도록 유도하는 것이 중요하다.

한편 여과 집진기(200)의 상부지붕(302)에는 상부에 다수개의 사각맨홀(306)이 설치되어 있어서 여과포(203) 교체 시 여과 집진기(200)의 상부지붕(302)을 들어내지 않고 사각맨홀(306)을 열어서 여과포(203)의 교체가 가능하도록 제작 되어져야 하며, 각 층의 여과 집진기(200)의 상부덮개(300)를 조립하는 방법은 지붕받침대(301)를 베이스플레이트(205) 위에 설치하고 지붕받침대(301) 위에 상부지붕(302)을 얹어서 조립하는 방법으로 각각 시행하면 된다.

[도 4]는 본 발명에 따른 선저형 호퍼 조립도이다.

도4에 의하면 일반적으로 여과 집진기(200)에 사용되는 대부분의 호퍼는 기존의 전기집진기(100)에 설치되어 있는 호퍼(109)와 같이 역 피라미드형의 호퍼로 제작되어지는데 여과포(203)에 포집된 분진이 압축공기에 의해 털려져서 호퍼 하부로 떨어지면서 호퍼 내부에 쌓이지 않도록 안식각을 크게 한 결과이지만 선저형 호퍼(400)는 바닥(401)이 평평한 배 밑바닥 형상으로 호퍼의 높이가 낮은 특징이 있는 것으로서, 선저형 호퍼(400)의 평평한 바닥(401)으로 떨어진 분진은 선저형 호퍼(400) 바닥(401)면 전체에 설치된 스크레퍼(402)에 끌려서 선저형호퍼(400) 바닥(401)일면으로 모이게 되고, 모인 분진은 바닥(401)의 일면에 설치된 스큐류컨베어(403)에 의해 선저형 호퍼(400) 외부로 배출되는 구조로 제작된다.

[도 5]는 본 발명에 따른 여과포 조립도이다.

도5에서 보이는 바와 같이 여과포(203)는 원통 형태로 제작되어져 베이스플레이트(205)의 구멍(204)에 장착되어 여과 집진기(200) 내부에 늘어 떨어지게 되는데 여과포(203) 재질이 섬유이기 때문에 원통형을 유지하기 위하여 철선으로 여과포(203)와 동일 크기로 제작되어진 케이지(501)가 여과포(203) 내부에 삽입되어지게 된다. 일반적으로 여과포(203)를 교체할 때 여과포(203)와 같은 길이인 케이지(501) 길이 때문에 여과 집진기(200)의 상부덮개(300) 위의 작업공간의 높이가 케이지(501) 길이 이상으로 높은 공간이 요구되어 지는데 이러한 경우 여과 집진기(200)의 상부덮개(300)로부터 상부덮개(300)위에 설치된 칸막이(201)까지 케이지(501) 길이 이상의 높이 공간이 요구되므로 본 발명에서는 약 1m 단위로 텐트 지지대처럼 조립이 가능한 조립식 케이지(502)를 사용하여 작업자의 키 높이인 2m 정도의 공간에서도 여과포(203)의 교체가 가능하도록 하는 기술을 개시한다.

한편 조립식 케이지(502) 위에는 여과포(203) 상부로부터 불어 내려오는 압축공기가 여과포(203) 전체에 고르게 압력이 미칠 수 있도록 주변의 공기까지 흡입하여 여과포로 밀어 넣어 주는 벤츄리튜브(503)가 통상적으로 설치된다.

[도 6]은 본 발명에 여과포 조립도의 다른 일 실시예이다.

도6에서 보이는 바와 같이 일반적으로 여과포(203)는 원통형으로 제작되어 지는데 최근에는 동일 여과포(203) 크기에서 더욱 넓은 여과면적을 확보하기 위하여 여과포를 접어서 원형으로 제작한 주름 여과포(504)가 제작되어지는데 본 발명에서와 같이 전기집진기(100) 본체(105) 내부에 2대의 이상의 여과 집진기(200)를 복층으로 설치하려고 할 때에는 기존의 전기집진기(100)본체(105)의 고정된 높이 때문에 여과포(203)의 길이에 제한을 받을 경우가 많은데 이때 주름 여과포(504)는 동일 크기의 원형 여과포(203)에 비하여 2배 이상의 여과면적을 가지고 있으므로 동일 수량의 원형 여과포(203)대신에 주름 여과포(504)로 사용하면 여과포(203)의 길이를 반 이상 짧게 할 수가 있어서 더 많은 여과 집진기(200)를 복층 화 할 수 있는 유용한 기술이라 할 수가 있다.

[도 7]은 본 발명에 따른 덕트 연결도이다.

도7에서 보이는바와 같이 전기집진기(100)에는 유입 덕트(601)와 유출 덕트(602)가 연결되어 있는데 전기집진기(100) 내부에 여러 2대 이상의 여과 집진기(200)를 설치하게 되면 유입 덕트(601)도 설치되어 있는 여과 집진기(200) 수만큼 입구 덕트(603)도 갈라서 각각의 여과 집진기(200) 하부의 선저형 호퍼(206)에 연결하여야 하며, 각각의 여과 집진기(200) 상부 지붕(302)과 베이스플레이트(205) 사이의 공간에서 각각 출구 덕트(604)를 뽑아서 기존의 전기집진기(100)에 부착되어 있는 유출 덕트(602)와 연결시켜서 전기집진기(100)의 여과 집진기(200) 개조방법을 완성한다.

Claims (4)

1. 전기집진기의 여과 집진기 개조방법에 있어서,
   전기집진기의 지붕 및 본체 내부에 설치된 모든 부속물을 제거하고, 전기집진기 본체 내부에 상하방향의 일 지점들에 각 층이 완전 밀폐되게 다수개의 수평 칸막이를 설치하여 2층 이상의 복층 구조로 분할시킨 후, 각 층마다 베이스플레이트와 여과포와 케이지를 설치하고, 각 층의 여과포 하단 일 지점에 각각 선저형 호퍼를 설치하며, 각층의 베이스플레이트 상부에 각각의 지붕 받침대와 상부 지붕을 설치하여 완성하는 것을 특징으로 하는 전기집진기의 여과 집진기 개조방법.
2. 제1항의 여과포와 케이지를 설치하는데 있어서,
   상기 여과포를 설치한 후 여러 단으로 조립할 수 있도록 제작된 조립식 케이지를 여과포 내부에 설치하는 것을 특징으로 전기집진기의 여과 집진기 개조방법.
3. 제1항의 선저형 호퍼를 설치하는데 있어서,
   상기 복층의 여과 집진기 중 최하층 여과 집진기 하부에는 기존의 전기집진기 하부의 호퍼를 그대로 이용하거나, 선저형 호퍼로 개조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전기집진기의 여과 집진기 개조방법.
4. 제1항의 선저형 호퍼에 있어서,
   선저형 호퍼 바닥면 전체에 스크레퍼(402)가 설치되고 바닥의 일면에 스큐류컨베어가 설치되는 것을 특징으로 하는 전기집진기의 여과 집진기 개조방법.

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