KR20170076944A - 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 양의 물과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치에 관한 것으로, 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 수평형 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극의 상측에는 복수의 공급파이프가 결합되고, 상기 공급파이프에는 집진극의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍이 각각 형성된 복수의 측면노즐 및 중앙노즐이 착탈할 수 있도록 결합되되, 상기 측면노즐 및 중앙노즐의 내측에는 물의 양 및 수압을 일정하게 유지하여 균일한 수막을 형성할 수 있도록 중앙에 밸브홀이 각각 형성된 오리피스밸브가 착탈할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치를 제안한다.
따라서 본 발명은 배출구멍이 방사상으로 형성된 중앙노즐에 의해 집진극의 상측 전 구간에 물을 골고루 분사하게 됨으로써 항상 균일한 수막을 형성하게 되며, 노즐을 설치할 때 각도를 조절할 필요가 없어 조립이 더욱 용이한 효과가 있다. 또한, 노즐의 내측에 오리피스밸브를 설치함으로써 일정한 양의 물과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있다.

Description

수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치{Apparatus for forming water film of horizontal wet electrostatic precipitator}

본 발명은 수막을 이용하여 분진을 포집하는 수평형 습식 전기집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 양의 물과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기집진기는 소각로, 보일러 탈황설비 기타 미세분진 및 유해가스 제거설비에 설치되어 대기오염을 방지하는데 많이 이용되고 있다.

이러한 전기집진기는 보통 고전압 발생부에서 직류의 고전압을 방전극에 인가하되, (-)전극이 방전극에 연결되게 하여 방전극과 집진극 사이를 통과하는 공기 중에 함유된 분진 입자에 (-) 전하를 인가함으로써 상대적으로 (+)극의 성질을 갖는 집진극 쪽으로 유도 부착되게 하여 분진을 제거하는데, 이때 집진극에 부착된 분진을 청소하는 방법에 따라 크게 건식과 습식으로 구분된다.

이때, 건식 전기집진기는 래핑(Rapping)(집진극을 망치로 두드림)에 의한 충격을 집진극에 가함으로써 부착된 분진을 떨어뜨려 청소하는 방식이다.

그러나 부착성이 강하거나 점착성이 있는 분진은 집진극에서 쉽게 제거되지 않기 때문에 집진극의 전기 전도도를 떨어뜨려 집진 효율을 저하시키는 문제를 야기하게 된다.

이와 반면에 습식 전기집진기는 이러한 건식 전기집진기의 단점을 보완하기 위해 개발된 것으로서, 집진극의 표면에 간헐적 또는 연속적인 방법으로 물을 공급하여 청소하는 방법을 채택하고 있다. 이 중에서 집진극에 연속적으로 수막을 형성하여 집진극(집진판)의 오염을 원천적으로 막으면서 청소할 수 있도록 한 방법은 특히 비저항의 분진이나 점착성 및 시효경화성이 강한 분진들을 처리하는데 매우 유용하다.

그러나 종래의 습식 전기집진기는 집진판의 청소가 원활하지 않아 집진효율이 사용함에 따라 점차 떨어지는 문제가 있었고, 집진판의 상부에 다수 개의 분사파이프가 설치되어 집진장치의 크기가 비대해지는 문제가 있으며 세척시 방생하는 물 입자에 의해서 불필요한 스파크 나 아크방전이 일어나서 연속적인 운전이 어렵고 집진판의 재질에 대한 제약으로 집진판을 설치하는 설치 비용이 매우 높은 단점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하고자 본원 출원인은 공개특허공보제10-2014-0089722호에서 분사노즐에서 분사되는 세정액을 집진판의 평면에 대해 일정 각도 경사진 방향으로 분사하도록 함으로써 수막 형성 시 물 입자가 비산되는 것을 방지하여 불필요한 스파크 나 아크방전(Arc Discharge)이 일어나지 않도록 함과 아울러 세정액이 집진판 전체에 미치게 하여 집진판 표면에 균일한 수막이 형성되게 하는 습식 전기집진기용 수막형성장치를 제공한 바 있다.

그러나 상술한 수막형성장치는 복수의 노즐구멍이 한쪽 면에만 형성된 분사노즐을 사용하기 때문에 균일한 수막을 형성하기 위하여 정확한 각도를 조절하여 설치해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 물의 양 및 수압을 일정하게 조절할 수 없어 균일한 수막을 형성하는 데 있어 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사방으로 분사되는 노즐을 적용하여 항상 균일한 수막을 형성하고 설치를 용이하게 한 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 일정한 물의 양과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치는 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 수평형 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극의 상측에는 복수의 공급파이프가 결합되고, 상기 공급파이프에는 집진극의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍이 각각 형성된 복수의 측면노즐 및 중앙노즐이 착탈할 수 있도록 결합되되, 상기 측면노즐 및 중앙노즐의 내측에는 물의 양 및 수압을 일정하게 유지하여 균일한 수막을 형성할 수 있도록 중앙에 밸브홀이 각각 형성된 오리피스밸브가 착탈할 수 있도록 결합된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치에 의하면, 배출구멍이 방사상으로 형성된 중앙노즐에 의해 집진극의 상측 전 구간에 물을 골고루 분사하게 됨으로써 항상 균일한 수막을 형성하게 되며, 노즐을 설치할 때 각도를 조절할 필요가 없어 조립이 더욱 용이한 효과가 있다.

또한, 노즐의 내측에 오리피스밸브를 설치함으로써 일정한 양의 물과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수막형성장치가 설치된 수평형 습식 전기집진기의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 측면노즐 및 중앙노즐을 나타낸 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 측면노즐의 평면도 및 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 중앙노즐의 평면도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 수막형성장치의 사용상태를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명에 의한 수막형성장치의 사용상태를 나타낸 정면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 수막형성장치는 도 1에서 나타낸 바와 같이, 분진을 포함한 유해가스가 전기집진기의 측면(화살표 방향)으로 유입되어 내측에서 정화과정을 거친 후 반대 측으로 배출되는 수평형 습식 전기집진기에 적용된다.

상기 수평형 습식 전기집지기의 상측에는 애자박스(11)가 설치되어 있으며, 상기 애자박스(11)의 내측에는 고전압 공급장치(도면 미표시)와 연결되는 복수의 절연애자(10)가 구비되어 있다.

상기 절연애자(10)의 하측에는 복수의 방전극(20)이 전후, 좌우로 간격을 이루며 설치되어 있는데, 상기 방전극(20)의 상측은 전후 방향으로 연장 형성된 복수의 상측지지대(21)에 결합되어 있으며, 상기 상측지지대(21)는 직각으로 결합된 복수의 상측연결바(22)에 결합되고, 방전극(20)의 하측은 하측지지대(23)에 결합되어 있다.

전후로 간격을 이룬 방전극(20)의 사이에는 복수의 관통구멍(31)이 형성된 집진극(30)이 방전극(20)과 간격을 이루며 설치어 있고, 상기 관통구멍(31)에는 수평지지대(33)가 삽입되어 복수의 집진극(30)을 지지한다.

상기 집진극(30)의 하측에는 집진극(30)의 표면을 타고 하강하면서 수막을 형성한 물이 배출되는 복수의 배수통로(32)가 형성되어 있으며, 상기 배수통로(32)는 하강한 물이 원활하게 배출될 수 있도록 경사를 이루며 형성되어 있다.

상기 집진극(30)은 표면에 균일한 수막을 형성하여 위하여 임계표면장력을 높여야 하는데, 이를 위해 사상작업(sand blasting)을 통해 거칠기를 조절하여 물 퍼짐을 최대로 할 수 있으며, 재질에 따라 전해연마, 플라즈마(plasma) 표면처리, 나노입자코팅(nano-particle coating) 등의 방법을 선택할 수 있다.

한편, 집진극(30)의 상측에는 전기집진기의 내측으로 물을 공급하는 메인파이프(40)가 구비되어 있으며, 상기 메인파이프(40)는 복수의 공급파이프(41)로 분기하여 집진극(30)의 상측에 전후 방향으로 연장되어 결합되어 있다.

본 발명의 실시 예에서는 세 개로 분기된 공급파이프(41)를 나타내었으나, 이에 국한되는 것이 아니라 전기집진기의 용량에 따라 분기되는 공급파이프(41)의 숫자를 증가할 수 있음은 물론이다.

이렇게 양측에 형성된 공급파이프(41)의 하측에는 복수의 측면노즐(50)이 집진극(30)의 사이에 위치하도록 결합되어 있으며, 중앙에 형성된 공급파이프(41)의 하측에는 복수의 중앙노즐(60)이 집진극(30)의 사이에 결합되어 있다.

상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)은 메인파이프(40) 및 공급파이프(41)를 통해 공급된 물을 집진극(30)의 상측 표면에 분사함으로써 집진극(30)에 수막을 형성하게 되는데, 이때 수분이 방전극(20)에 접촉되어 불꽃방전(spark)이 발생하는 것을 방지하기 위하여 중앙노즐(60)은 좌우로 간격을 이루고 설치된 방전극(20)의 사이에 위치하도록 결합된다.

상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)은 도 2에서 나타낸 바와 같이 공급파이프(41)의 하측에 형성된 분기관(42)에 용이하게 착탈할 수 있도록 고무(rubber) 또는 연질의 합성수지로 구성되어 있다.

상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)의 상측에는 분기관(42)에 결합하기 위한 결합부(51)(61)가 돌출 형성되어 있으며, 노즐의 외주면에는 공급파이프(41)에서 공급된 물을 배출할 수 있도록 분기관(42)과 연통되는 복수의 배출구멍(52)(62)이 간격을 이루며 각각 형성되어 있다.

상기 측면노즐(50)에 형성된 배출구멍(52)은 도 3의 평면도에서 나타낸 바와 같이 외주면의 한쪽 면에만 소정의 각도를 이루며 형성되어 있고, 반대쪽 면에는 형성되어 있지 않으며, 상기 중앙노즐(60)에 형성된 배출구멍(62)은 도 4에서 나타낸 바와 같이 외주면의 전 구간에 걸쳐 방사상으로 형성되어 있다.

상기 배출구멍(52)(62)은 형성되는 수에 따라 각기 다른 크기의 지름으로 설계하여 일정한 양의 물과 수압을 유지함으로써 항상 균일한 수막을 형성한다.

상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)의 결합부(51)(61) 내측에는 도 3 및 도 4에서 나타낸 단면도에서와 같이 설치공간(53)(63)이 각각 형성되어 있으며, 상기 설치공간(53)(63)에는 중앙에 밸브홀(55)(65)이 형성된 오리피스밸브(54)(64)가 착탈할 수 있도록 결합된다.

상기 중앙노즐(60)의 오리피스밸브(64)는 밸브홀(65)의 지름이 측면노즐(50)에 결합되는 오리피스밸브(54)의 밸브홀(55) 지름보다 크게 형성되어 있다.

따라서 본 발명은 오리피스밸브(54)(64)에 의해 항상 일정한 양의 물을 공급함으로써 균일한 수막을 형성할 수 있는데, 중앙노즐(60)의 오리피스밸브(64)는 측면노즐(50)보다 많은 양의 물을 분사해야 하므로 배출되는 물의 양과 수압을 감안하여 밸브홀(65)의 지름을 설계한다.

상기 오리피스밸브(54)(64)는 설치공간(53)(63)에 삽입되어 용이하게 착탈할 수 있도록 구성되어 있어 마모되거나 불순물이 침착되면 편리하게 교체할 수 있다.

또한, 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)은 배출구멍(52)(62)의 길이(d)를 배출구멍(52)(62)의 지름(Φ)보다 최소 5배 이상이 되도록 형성함으로써 안정된 수압을 유지하고, 집진극(30)의 표면과 배출구멍(52)(62)과의 거리가 근접하도록 구성함으로써 균일한 수막이 형성될 수 있도록 한다.

그리고 오리피스밸브(54)(64)를 포함하는 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)은 균일한 수막을 형성하기 위하여 손실 수두(head loss)의 값을 1,000 ~ 2,000mmAq가 되도록 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치는 도 5에서 나타낸 바와 같이 복수의 측면노즐(50)이 집진극(30)의 사이에 설치되되, 집진극(30)의 양 측면에 대칭으로 결합되어 배출구멍(52)이 서로 대향하게 위치하게 된다.

그리고 상기 중앙노즐(60)은 측면노즐(50)의 사이에 설치되되, 좌우로 간격을 이룬 방전극(20)(도면 미표시)의 사이에 결합된다.

이렇게 양 측면에 결합된 측면노즐(50)은 배출구멍(52)이 집진극(30)의 내측을 향하고 있어 집진극(30)의 양측 표면에 물을 분사하여 수막을 형성하게 되고, 중앙노즐(60)은 배출구멍(62)이 방사상으로 형성되어 있어 집진극(30)의 중앙부 표면에 골고루 물을 분사하여 수막을 형성하게 된다.

이렇게 수막이 형성됨에 따라 고전압 공급장치에 의해 고전압이 방전극(20)에 인가되면 (-)전하를 띤 분진은 (+)전하를 띤 집진극(30) 측으로 이동하게 되고, 수막에 포집되어 집진극(30)의 표면을 따라 하방으로 낙하하여 배출된다.

따라서 도 6에서 나타낸 바와 같이 집진극(30)의 상측 전 구간에 물을 골고루 분사하게 됨으로써 항상 균일한 수막을 형성하게 되며, 배출구멍(62)이 방사상으로 형성된 중앙노즐(60)을 적용함으로써 분기관(42)에 다수의 노즐을 설치할 때 각도를 조절할 필요가 없어 조립이 더욱 용이하다.

10 : 절연애자 11 : 애자박스
20 : 방전극 21 : 상측지지대
22 : 상측연결바 23 : 하측지지대
30 : 집진극 31 : 관통구멍
32 : 배수통로 33 : 수평지지대
40 : 메인파이프 41 : 공급파이프
42 : 분기관 50 : 측면노즐
51,61 : 결합부 52,62 : 배출구멍
53,63 : 설치공간 54,64 : 오리피스밸브
55,65 : 밸브홀 60 : 중앙노즐

Claims (5)

1. 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 수평형 습식 전기집진기에 있어서,
   상기 집진극(30)의 상측에는 복수의 공급파이프(41)가 결합되고, 상기 공급파이프(41)에는 집진극(30)의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍(52)(62)이 각각 형성된 복수의 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)이 착탈할 수 있도록 결합되되,
   상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)의 내측에는 물의 양 및 수압을 일정하게 유지하여 균일한 수막을 형성할 수 있도록 중앙에 밸브홀(55)(65)이 각각 형성된 오리피스밸브(54)(64)가 착탈할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 측면노즐(50)은 집진극(30)의 양 측면에 위치하되, 배출구멍(52)이 한쪽 면에만 형성되고, 상기 중앙노즐(60)은 방전극(20)의 사이에 위치하되, 배출구멍(62)이 외주면에 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 배출구멍(52)(62)의 길이(d)는 안정된 수압을 유지하고, 집진극(30)의 표면과 배출구멍(52)(62)을 근접하게 하여 균일한 수막을 형성할 수 있도록 배출구멍(52)(62)의 지름(Φ)보다 최소 5배 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 중앙노즐(60)의 오리피스밸브(64)는 밸브홀(65)의 지름이 측면노즐(50)의 오리피스밸브(54)에 형성된 밸브홀(55)의 지름보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)은 균일한 수막을 형성하기 위하여 손실 수두(head loss)의 값이 1,000 ~ 2,000mmAq가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치.

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