KR20170076948A - 수직형 습식 전기집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출을 더욱 원활하게 하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있으며, 방전극 및 하측지지대가 물과접촉하는 것을 차단하여 불꽃방전을 방지할 수 있는 수직형 습식 전기집진기에 관한 것이다.
종래의 습식 전기집진기는 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출이 원활하지 않고, 낙하하는 물에 의해 불꽃방전이 발생하는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 상측에서 공급되는 물에 의해 집진극의 내측 면에는 수막이 형성되고, 집진극의 내측 중심부에는 방전극이 설치된 수직형 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극(62)의 상측에는 경사를 이룬 복수의 배출홈(73)이 외주면에 방사상으로 형성된 수막형성부재(70)가 결합되되, 상기 배출홈(73)의 상측에는 복수의 수직돌기(71)가 좌우로 간격을 이루며 방사상으로 형성되고, 상기 수직돌기(71)의 상단부에는 수막형성부재(70)를 집진극(62)에 고정하기 위한 걸림돌기(72)가 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기를 제안한다.
따라서 본 발명은 과도한 양의 물이 공급되더라도 수막형성부재의 수직돌기에 의해 수위가 높아진 물이 집진극의 내측 면으로 이송되어 수막과 합쳐지거나, 공습수조로 배출됨으로써 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출이 더욱 원활하게 이루어지는 효과가 있다. 또한, 배출수조 및 배수분리관에 의해 수막을 형성한 물이 낙하하여 방전극 및 하측지지대에 접촉되는 것이 차단됨으로써 불꽃방전을 방지할 수 있다.

Description

수직형 습식 전기집진기{Vertical wet electrostatic precipitator}

본 발명은 수막을 이용하여 분진을 포집하는 수직형 습식 전기집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출을 더욱 원활하게 하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있으며, 방전극 및 하측지지대가 물과접촉하는 것을 차단하여 불꽃방전을 방지할 수 있는 수직형 습식 전기집진기에 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 이러한 습식 전기집진기는 하나의 처리유닛에 100~200개 정도 설치되기 때문에 수평이 유지되지 못할 경우 심각한 문제를 야기시키게 된다.

즉, 수백 개의 집진기를 조립할 때 정밀한 조립이 사실상 어렵기 때문에 수평을 정확하게 잡을 수 없는데, 이 경우 오버플로우된 물이 고른 수막을 형성하지 못하고 일부에서 물줄기를 형성한다든지 혹은 수막이 형성되지 못하는 곳이 발생되는 현상을 야기하고, 이러한 현상은 곧바로 방전시 스파크를 형성하거나 혹은 더스트가 집진극에 부착되는 문제를 초래하여 방전을 불량하게 하고, 결국 집진기의 기능을 상실시키므로 분해 후 일일이 청소해야 하는 번거로움, 비용과 시간을 낭비하는 문제로 연결되게 된다.

또한, 수평이 정확하지 않을 경우 유지 보수하기도 힘들고, 수평이 높은 쪽으로 물을 더 많이 흘려보내야 하는 불편은 물론 제어 상의 난점으로 인해 집진기의 기능 저하 및 수명 단축을 초래하게 된다.

이러한 문제점을 극복하고자 본원 출원인은 등록특허공보 제10-1153008호에서 집진극 표면에서의 수막을 균일하고 일정하게 유지하여 스파크를 방지하고 처리효율을 높일 수 있도록 개선된 습식 전기집진기를 제안하였다.

상기 습식 전기집진기는 도 1에 나타낸 바와 같이 하우징(100) 내부에 도 2에서 나타낸 바와 같은 원통 형상의 집진극(200)이 설치되어 있으며, 상기 집진극(200)의 중심에는 봉 형상의 방전극(300)이 설치되어 있다.

그리고 집진극(200)의 상측에는 지속적으로 공급되는 물을 나선형으로 하향 배출하여 집진극(200)의 내측 면에 수막을 형성하는 캡(500)이 결합되어 있다.

따라서 고전압 공급장치(400)를 통해 방전극(300)에 전압을 인가하게 되면 수막 쪽으로 방전이 일어나면서 더스트 등의 미세입자를 하전 시킨 후 전계에 의해 집진극(200) 쪽으로 이동시켜 하측으로 흘러내리는 수막에 포집하여 제거하는 것이다.

그러나 상기 캡(500)에는 집진극(200)에 고정하기 위한 테두리가 상측의 외주면 전 구간에 돌출 형성되어 있기 때문에 오버플로우 구멍(230)을 통해 과도한 양의 물이 유입되면 상승하는 수위가 테두리에 의해 차단됨으로써 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출이 원활하지 않게 된다.

또한, 습식 전기집진기가 대형일 경우에는 방전극을 상측지지대 및 하측지지대에 고정해야 하는데, 수막을 형성한 물이 하방으로 낙하하면서 방전극 및 하측지지대에 접촉하여 불꽃방전이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출을 더욱 원활하게 하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있는 수직형 습식 전기집진기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 방전극 및 하측지지대에 접촉되는 물을 완전히 차단하여 불꽃방전을 방지할 수 있는 수직형 습식 전기집진기를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 수직형 습식 전기집진기는 상측에서 공급되는 물에 의해 집진극의 내측 면에는 수막이 형성되고, 집진극의 내측 중심부에는 방전극이 설치된 수직형 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극의 상측에는 경사를 이룬 복수의 배출홈이 외주면에 방사상으로 형성된 수막형성부재가 결합되되, 상기 배출홈의 상측에는 복수의 수직돌기가 좌우로 간격을 이루며 방사상으로 형성되고, 상기 수직돌기의 상단부에는 수막형성부재를 집진극에 고정하기 위한 걸림돌기가 형성된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수직형 습식 전기집진기에 의하면, 과도한 양의 물이 공급되더라도 수막형성부재의 수직돌기에 의해 수위가 높아진 물이 집진극의 내측 면으로 이송되어 수막과 합쳐지거나, 공습수조로 배출됨으로써 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출이 더욱 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 배출수조 및 배수분리관에 의해 수막을 형성한 물이 낙하하여 방전극 및 하측지지대에 접촉되는 것이 차단됨으로써 불꽃방전을 방지할 수 있다.

도 1은 종래에 의한 수직형 습식 전기집진기의 단면도,
도 2는 종래에 의한 집진극 및 캡의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 수직형 습식 전기집진기의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 수막형성부재의 결합 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 수막형성부재의 사시도,
도 6은 도 1의 "A" 표시 부분 확대도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명은 도 3에서 나타낸 바와 같이 분진을 포함한 유해가스가 전기집진기의 하측으로 유입되어 내측에서 정화과정을 거친 후 상측으로 배출되는 수직형 습식 전기집진기에 적용된다.

상기 수직형 습식 전기집진기의 하단부에는 유해가스가 유입되는 가스유입구(11)가 형성되어 있으며, 내측 바닥부에는 수조(10)가 형성되어 있고, 상단부에는 정화된 가스가 배출되는 가스배출구(12)가 형성되어 있다.

본 발명의 내측 상단부와 하단부에는 수조(10)의 물을 펌프(P)를 통해 이송하여 복수의 노즐을 통해 하방과 상방으로 각각 분사하는 상측분사부(20) 및 하측분사부(30)가 자동밸브와 함께 설치되어 있다.

상기 상측분사부(20) 및 하측분사부(30)는 전기집진기의 작동을 정지한 후 내부를 청소하기 위한 것으로서, 펌프(P) 및 자동밸브에 의해 수조(10)의 물을 공급하여 복수의 노즐을 통해 세척을 하게 된다.

상기 상측분사부(20)의 하측에는 복수의 상측지지대(40)가 전후로 간격을 이루며 수평으로 결합되어 있고, 상기 상측지지대(40)는 고전압공급장치(V)와 연결되어 있다.

상기 상측지지대(40)에는 복수의 방전극(60)이 좌우로 간격을 이루며 수직으로 결합되어 있고, 상기 방전극(60)의 외주면에는 복수의 방전핀(61)이 상하로 간격을 이루며 결합되어 있다.

상기 방전극(60)의 하측은 전후로 간격을 이룬 복수의 하측지지대(50)에 결합되어 있으며, 방전극(60)의 외측에는 원통 형상의 집진극(62)이 결합되어 있고, 상기 집진극(62)은 상측과 하측이 개방되어 있어 방전극(60)이 중앙부를 관통하여 상측지지대(40)와 하측지지대(50)에 고정된다.

상기 집진극(62)은 내측 면에 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.

상기 집진극(62)의 개방된 상측에는 합성수지, 고무, 금속 중 어느 하나로 이루어진 수막형성부재(70)가 결합되어 있으며, 집진극(62)의 하측에는 합성수지, 고무, 금속 중 어느 하나로 이루어진 배수분리관(80)이 결합되어 있다.

그리고 상기 수막형성부재(70)가 결합된 집진극(62)의 상단부 외측에는 수조(10)의 물이 펌프(P)에 의해 공급되는 공급수조(13)가 형성되어 있으며, 상기 배수분리관(80)이 결합된 집진극(62)의 하단부 외측에는 공급수조(13)의 물이 낙하하는 배출수조(14)가 형성되어 있고, 상기 배출수조(14)의 양단에는 배수관(15)이 수조(10) 측으로 연장 형성되어 있다.

한편, 상기 수막형성부재(70)는 도 4 및 도 5에서 나타낸 바와 같이 상측과 하측이 개방된 원통의 형상으로 이루어져 있으며, 외주면에는 복수의 수직돌기(71)가 좌우로 간격을 이루며 방사상으로 형성되어 있다.

상기 수직돌기(71)의 상단부에는 걸림돌기(72)가 형성되어 있는데, 상기 걸림돌기(72)는 수막형성부재(70)를 집진극(62)의 상측에 삽입하여 고정하기 위한 것으로서, 모든 수직돌기(71)에 형성할 수도 있으나, 수막형성부재(70) 전체에 최소한 2개 이상을 형성함으로써 수평이 되도록 고정한다.

상기 수직돌기(71)의 하측에는 소정의 경사를 이루며 복수의 배출홈(73)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 집진극(62)에는 외측과 내측을 관통하는 복수의 유입홀(63)이 형성되어 있어 상기 수막형성부재(70)가 집진극(62)에 결합되면 상기 수직돌기(71)와 배출홈(73)의 사이에 유입홀(63)이 위치하게 된다.

또한, 상기 배수분리관(80)은 도 6에서 나타낸 바와 같이 집진극(62)의 하측에 삽입되어 결합되며, 상기 방전극(60)이 관통할 수 있도록 상측과 하측이 개방된 원통 형상으로 이루어져 있다.

상기 배수분리관(80)의 상측 외주면에는 복수의 돌기부(81)가 좌우로 간격을 이루며 방사상으로 형성되어 있어 상기 돌기부(81)에 의해 집진극(62)의 내측 면에 견고히 고정될 뿐만 아니라, 집진극(62)의 내측 면과 배수분리관(80)의 외측 면 사이에 간격을 형성하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 수직형 습식 전기집진기는 펌프(P)가 수조(10)의 물을 공급수조(13)에 지속적으로 공급하게 되고, 수압에 의해 공급수조(13)의 물이 유입홀(63)을 통과하여 수직돌기(71)와 배출홈(73)의 사이로 유입되면, 복수의 배출홈(73)을 통해 나선형으로 확산되어 하방으로 배출됨으로써 집진극(62)의 내측 면에 수막을 형성하게 된다.

따라서 고전압공급장치(V)에 의해 고전압이 방전극(60)에 인가되면 (-)전하를 띤 분진은 (+)전하를 띤 집진극(62) 측으로 이동하게 되고, 수막에 포집되어 집진극(62)의 내측 면을 따라 하방으로 낙하하게 된다.

이렇게 집진극(62)의 내측 면 전체에 수막을 형성하며 나선형으로 흘러내린 물은 배수분리관(80)에 이르게 되며, 돌기부(81)에 의해 집진극(62)의 내측 면과 배수분리관(80)의 외측 면에 형성된 공간을 통하여 배출수조(14)에 이르게 되고, 배수관(15)을 따라 수조(10)에 배출된다.

따라서 배수분리관(80) 및 배출수조(14)는 집진극(62)의 내측 면에 수막을 형성한 물이 방전극(60) 및 하측지지대(50)에 접촉되는 것을 완전히 차단함으로써 불꽃방전을 방지할 수 있다.

한편, 공급수조(13)의 물이 유입홀(63)을 통해 과도하게 공급되는 경우가 종종 발생하게 되는데, 이때는 수막형성부재(70)의 외주면에 복수의 수직돌기(71)가 간격을 이루며 형성되어 있어 수직돌기(71) 사이의 공간을 따라 수위가 높아진 물은 수막형성부재(70)의 상측으로 유입되어 내측 면을 따라 하측으로 흘러내려 집진극(62)의 수막과 합쳐지거나, 공급수조(13)로 배출된다.

이러한 작용은 수막형성부재(70)를 집진극(62)에 삽입하여 고정하기 위한 걸림돌기(72)가 기존과 같이 외주면의 전 구간에 걸쳐 형성되지 않고, 수직돌기(71)의 상측에 형성됨으로써 외측 면을 따라 차오른 물이 수막형성부재(70)의 상측을 통해 다시 흘러내릴 수 있는 공간을 형성하였기에 가능한 것이다.

이에 따라 수막을 형성하는 물의 공급 및 배출이 더욱 원활해져 항상 균일한 수막을 형성할 수 있게 되어 집진효율이 향상되는 효과가 있다.

10 : 수조 11 : 가스유입구
12 : 가스배출구 13 : 공급수조
14 : 배출수조 15 : 배수관
20 : 상측분사부 30 : 하측분사부
40 : 상측지지대 50 : 하측지지대
60 : 방전극 61 : 방전핀
62 : 집진극 63 : 유입홀
70 : 수막형성부재 71 : 수직돌기
72 : 걸림돌기 73 : 배출홈
80 : 배수분리관 81 : 돌기부

Claims (5)

1. 상측에서 공급되는 물에 의해 집진극의 내측 면에는 수막이 형성되고, 집진극의 내측 중심부에는 방전극이 설치된 수직형 습식 전기집진기에 있어서,
   상기 집진극(62)의 상측에는 경사를 이룬 복수의 배출홈(73)이 외주면에 방사상으로 형성된 수막형성부재(70)가 결합되되,
   상기 배출홈(73)의 상측에는 복수의 수직돌기(71)가 좌우로 간격을 이루며 방사상으로 형성되고, 상기 수직돌기(71)의 상단부에는 수막형성부재(70)를 집진극(62)에 고정하기 위한 걸림돌기(72)가 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 집진극(62)의 하측에는 수막을 형성한 물이 낙하하는 배출수조(14)가 형성되고, 상기 배출수조(14)에는 물을 하방으로 배출하는 복수의 배수관(15)이 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 배출수조(14)에는 집진극(62)의 하측에 삽입되어 방전극(60)에 연결된 하측지지대(50)의 불꽃방전을 방지하는 배수분리관(80)이 결합된 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 배수분리관(80)의 외주면에는 집진극(62)의 내측 면과 간격을 이루기 위한 복수의 돌기부(81)가 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기.
   
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 배수분리관(80)은 합성수지, 고무, 금속 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 습식 전기집진기.

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