KR20180047302A

KR20180047302A - 집진설비

Info

Publication number: KR20180047302A
Application number: KR1020160143266A
Authority: KR
Inventors: 김경한
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-05-10
Also published as: KR101862147B1

Abstract

본 발명은 집진설비에 관한 것으로서, 집진설비는 일측에 유입구가 형성되고, 타측에 배기구가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되고 기포 크기를 제어하는 제어부재;를 포함하여, 분진 함유 가스로부터 분진을 효율적으로 분리 및 제거할 수 있다.

Description

집진설비{Dust collecting equipment}

본 발명은 집진설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스에 함유되는 분진을 효율적으로 분리하여 제거할 수 있는 집진설비에 관한 것이다.

통상적으로 집진설비는 조업 중 발생된 분진을 포집하여 대기 오염 방지 및 작업 환경을 향상시킬 수 있는 공해방지 시설이다. 예컨대 제철공장의 고로 조업 시 연료로 사용되는 석탄은 코크스 오븐에서 연소시켜 코크스로 생산되는데, 이러한 코크스 생산 과정에서 발생하거나 생산된 코크스를 야적, 불출, 수송하는 과정에서 다량의 코크스 분진이 발생된다. 또한, 냉연 제품에 적절한 기계적 성질을 부여하기 위하여 냉각 압연판을 복수의 롤을 통과시키는 조질 압연 공정에서도 다량의 분진이 발생하게 된다. 따라서 분진이 발생하는 조업 장소에는 분진을 처리하기 위한 집진설비가 구비되어 분진을 포집 처리할 수 있다.

집진설비는 분진 발생 장소로부터 분진 함유가스를 흡입팬의 유인 압력에 의해 집진 후드로 흡입시키고, 집진 후드로 흡입된 분진 함유가스는 여과실을 통과하면서 가스와 분진으로 분리된다. 여과된 가스는 여과실과 연통되는 청정실과 배기관을 거쳐 스택을 통해 대기중으로 배출되고, 분리된 분진은 분진을 저장하는 저장기에 저장되어 있다가 주기적으로 배출 처리된다.

집진설비는 전기분해, 건식 및 습식 방법 등 다양한 방법으로 운영될 수 있는데, 그 중 습식 방법으로 운영되는 집진설비의 경우 분진 함유 가스를 집진설비 내 포집수에 통과시켜 분진 함유 가스로부터 분진을 분리, 제거할 수 있다.

습식 방식으로 운영되는 집진설비의 경우, 내부에 구비되는 여과실과 청정실에 포집수가 수용되어 있고 분진 함유 가스가 여과실와 청정실에 수용된 포집수를 통과하면서 가스에 함유되는 분진이 분리된다. 분진이 분리된 가스를 청정실을 통해 외부로 배출되고 분리된 분진은 여과실 및 청정실과 연통되는 저장기에 슬러지 상태로 저장된다. 이때, 분진 함유 가스가 여과실에서 청정실로 이동하는 과정에서 청정실에 거대 기포가 발생하게 된다. 그런데 기포가 터지면서 기포에 포집되어 있던 분진이 비산하면서 청정실을 통해 대기 중으로 유출되어 환경을 오염시킬 수 있는 문제점이 있다.

KR1282328B KR1998-0006800U

본 발명은 분진을 효과적으로 포집할 수 있는 집진설비를 제공한다.

본 발명은 오염 물질의 유출을 차단하여 환경 오염을 억제 혹은 방지할 수 있는 집진설비를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 집진설비는, 일측에 유입구가 형성되고, 타측에 배기구가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징 내에 구비되고 기포 크기를 제어하는 제어부재;를 포함할 수 있다.

상기 하우징의 내부에는, 상기 유입구와 연통되도록 구비되는 여과실; 상기 배기구와 연통되도록 상기 여과실의 적어도 일측에 구비되는 청정실; 상기 하우징, 상기 여과실 및 상기 청정실과 연통되도록 상기 하우징의 하부에 구비되는 저장기; 및 상기 하우징에 포집수를 공급 가능한 포집수공급수단;을 포함하고, 상기 제어부재는 상기 여과실과 상기 청정실 사이에 상기 여과실과 상기 청정실을 연통시키도록 구비되는 제어부재;를 포함할 수 있다.

상기 제어부재는, 망목이 형성되는 스크린, 미세관을 포함하는 관다발, 복수의 관통구가 형성되는 플레이트 및 다공성부재 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 망목의 크기, 상기 미세관의 직경 및 상기 관통구의 크기 중 적어도 어느 하나는 10 내지 15㎜일 수 있다.

상기 제어부재는 상기 포집수가 유입되는 일측의 면적이 상기 포집수가 배출되는 타측의 면적보다 작을 수 있다.

상기 제어부재는 상기 여과실과 상기 청정실 사이에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

상기 청정실에 가스의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 포집수 스크린을 형성하도록 포집수를 분사하는 분사수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 집진설비는, 분진 함유 가스로부터 분진을 효율적으로 분리 및 제거할 수 있다. 즉, 분진 함유 가스가 여과실을 통과하면서 발생하는 기포 크기를 제어할 수 있도록 집진설비의 여과실과 청정실 사이에 제어부재를 구비하여 분진 함유 가스가 여과실에서 청정실로 이동할 때 다량의 미세 기포를 발생시킬 수 있다. 이에 분진 함유 가스와 포집수 간의 접촉 면적이 증가하게 되고, 미세 기포에 의해 분진이 포집되어 분진을 효율적으로 분리 및 제거할 수 있다.

또한, 제어부재에 의해 여과실에서 청정실로의 가스 이동 속도가 지연되어 포집수와 분진 함유 가스 간의 접촉시간을 증가시킴으로써 분진 함유 가스로부터 분진의 분리 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 분진이 제거된 가스가 이동하는 경로에 포집수 스크린을 형성하여 미처 제거되지 못한 분진까지 제거할 수 있어 외부로의 분진 유출을 억제 혹은 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비의 개략적인 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비의 내부 구조를 보여주는 도면.
도 3은 여과실과 청정실 사이에 구비되는 제어부재의 다양한 예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 집진설비의 변형 예를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비를 이용하여 분진 함유 가스를 처리하는 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비의 개략적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비의 내부 구조를 보여주는 도면이고, 도 3은 여과실과 청정실 사이에 구비되는 제어부재의 다양한 예를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 집진설비의 변형 예를 보여주는 도면이다.

본 발명을 설명하기 앞서 집진설비 전체적인 구조에 대해서 설명한다.

도 1을 참조하면, 집진설비는 분진 발생 장소로부터 분진 함유가스를 흡입팬(320)의 유인 압력에 의해 집진후드(110)와 인입덕트(120)로 흡입시키는 수집부(100)와, 수집된 분진 함유가스를 여과하여 가스와 분진으로 분리하는 여과부(200)와, 여과된 가스를 대기중으로 배출시키는 배기부(300)를 포함할 수 있다. 여과부(200)에서 포집된 분진은 여과부(200)의 하부에 구비되는 저장부(400)에 수집될 수 있다.

집진후드(110)는 분진 발생 장소, 예컨대 고로에 사용되는 원료를 수송하는 설비나 코크스를 생산하는 설비 등에서 설치될 수 있다. 집진후드(110)는 인입덕트(120)를 통해 여과부(200)와 연결되고, 배기부(300)에 구비되는 흡입팬(320)의 유인 압력에 의해 분진 함유가스를 흡입하여 여과부(200)로 이송시킨다. 그리고 여과부(200)에서 분진이 제거된 가스는 여과부(200)와 배기부(300)를 상호 연결하는 배출관(310)을 거쳐 스택(330)을 통해 대기 중으로 배출된다.

여과부(200)는 일측에 인입덕트(120)를 통해 이송된 분진 함유가스가 유입되는 유입구(212)가 형성되고, 타측에는 분진이 제거된 가스가 배출되는 배기구(214)가 형성되는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징(210)의 하부에는 하우징(210)의 내부와 연통되도록 구비되고, 내부에 분진 함유 가스로부터 분리된 분진을 저장하는 저장기(250)가 구비될 수 있다.

그리고 하우징(210)의 내부에는 유입구(212)로부터 유입되는 분진 함유 가스로부터 분진을 제거하는 여과실(220)과, 여과실(220)의 적어도 일측에는 여과실(220)과 연통되도록 구비되고 분진이 제거된 가스가 배출되는 청정실(230)이 구비될 수 있다. 여과실(220)과 청정실(230)의 내부 공간은 저장기(250)와 연통되도록 구비되어, 내부에서 제거된 분진이 저장기(250)로 침전될 수 있다.

청정실(230)은 배기구(214)와 연통되도록 구비되어 분진이 제거된 가스를 배기부(300)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다.

여과부(200)는 포집수에 분진 함유 가스를 통과시켜 분진을 분리하는 습식방식을 사용할 수 있다. 여과부(200)는 하우징(210) 내부에는 포집수를 공급하기 위한 포집수 공급수단(260)을 포함할 수 있다.

포집수 공급수단(260)은 포집수를 저장하는 포집수 탱크(미도시)와, 포집수 탱크에 저장된 포집수를 하우징(210) 내부에 공급하는 주입노즐(262)을 포함할 수 있다. 이때, 포집수 공급수단(260)은 포집수가 하우징(210) 내부에 일정 높이를 유지하도록 포집수를 배출하는 드레인(264)을 포함할 수 있다.

드레인(264)은 하우징(210) 내부의 포집수를 외부로 배출할 수 있도록 하우징(210)에 구비될 수 있으며, 적어도 여과실(220)과 청정실(230) 사이에 형성되는 분진 함유 가스 및 포집수의 이동 경로보다 높은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 여과실(220), 청정실(230), 저장기(250)는 하우징(210) 내부 공간과 상호 연통되도록 구성될 수 있다. 따라서 하우징(210) 내부에 포집수를 공급하면 하우징(210) 하부에 구비되는 저장기(250) 내부에 포집수가 채워지고, 저장기(250) 상부측에 구비되는 여과실(220)과 청정실(230) 및 하우징(210)에도 포집수가 일정 높이, 즉 드레인(264)이 형성된 높이까지 채워질 수 있다.

여과부(200)는 여과실(220)로 유입된 분진 함유 가스가 포집수를 통과하여 청정실(230)로 배출되도록 할 수 있다. 분진 함유 가스는 포집수를 통과하면서 가스와 분진으로 분리되고, 분리된 분진은 여과실(220) 하부의 저장기(250)로 유입되어 침전되고, 가스는 청정실(230)을 거쳐 배기구(214)를 통해 배출될 수 있다. 이때, 저장기(250)는 청정실(230) 및 청정실(230) 외측의 하우징(210)까지 연장되도록 형성되기 포집수가 수용된 전 영역에서 분리된 분진이 저장기(250)로 유입될 수 있다.

한편, 분진 함유 가스가 여과실(220)을 통과하는 동안 분진 함유 가스 중 일부는 분진이 분리되지 않은 상태로 청정실(230)로 유입될 수 있다. 따라서 분진 함유 가스가 여과실(220)에서 청정실(230)로 이동하는 동안, 즉 포집수를 통과하는 동안 분진을 효과적으로 분리하기 위하여 여과실(220)과 청정실(230) 사이에 제어부재(240)를 구비할 수 있다.

제어부재(240)는 여과실(220)과 청정실(230) 사이에 구비되어 분진 함유 가스가 이동하는 경로를 미세하게 분할하여 청정실(230) 측 포집수에 발생하는 기포의 크기를 제어할 수 있다. 즉, 분진 함유 가스는 제어부재(240)를 통과하면서 청정실(230) 측 포집수 내에 기포를 발생시키는데, 제어부재(240)에 의해 기포 크기가 감소하면서 발생하는 기포 개수를 증가시킬 수 있다. 이에 분진 함유 가스와 포집수 간의 접촉 면적이 증가하게 되어 분진 함유 가스 중 분진이 기포에 의해 용이하게 포획될 수 있다.

또한, 기포의 사이즈가 비교적 작기 때문에, 예컨대 종래 기술에서 발생하는 기포의 사이즈보다 작기 때문에 기포가 터지면서 기포에 포집되어 있던 분진이 비산되는 것을 억제할 수 있다.

제어부재(240)는 여과실(220)과 청정실(230) 사이에서 분진 함유 가스와 포집수의 이동 속도를 다소 지연시킬 수 있기 때문에 분진 함유 가스가 포집수 내에 머무르는 시간을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 이에 분진 함유 가스와 포집수 간의 접촉 시간을 증가시켜 분진 함유 가스에 함유되는 분진을 효율적으로 분리할 수 있다.

도 3에는 제어부재(240)의 다양한 예가 도시되어 있다.

제어부재(240)는 도 3의 (a)에 도시된 것처럼 망목을 가지는 스크린 형태로 형성될 수 있고, 도 3의 (b)에 도시된 것처럼 복수의 관통구가 형성되는 플레이트 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 제어부재(240)는 도 3의 (c)에 도시된 것처럼 미세한 직경을 갖는 복수의 미세관을 포함하는 관다발 형태로 형성될 수도 있고, 도 3의 (d)에 도시된 것처럼 다공성 재질로 형성되는 플러그 형태로 형성될 수도 있다. 이때, 망목의 크기, 미세관의 직경 및 관통구의 크기는 미세 기포를 다량 발생시킬 수 있도록 10 내지 15㎜ 정도로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 분진 함유 가스는 여과실(220)과 청정실(230)을 거치면서 포집수를 통과하여 분진과 가스로 분리될 수 있다.

분리된 가스는 청정실(230)로 유입되어 배기구(214)를 통해 스택(330)으로 배출될 수 있다. 이때, 청정실(230)에는 포집수 또는 기포가 터지면서 분진이 비산하는 것을 방지할 수 있도록 제어부재(240)에 대향하는 위치에 차단플레이트(232)가 구비될 수 있다. 차단플레이트(232)는 제어부재(240)와 마주보도록 구비될 수 있으며, 포집수나 분진이 차단플레이트(232)에 충돌했을 때 다시 포집수로 유입될 수 있도록 상부측이 제어부재(240) 측으로 경사지도록 구비될 수 있다.

또한, 청정실(230)로 유입된 가스 중 분진이 미처 제거되지 않은 분진 함유 가스가 포함될 수 있다.

이에 도 4에 도시된 바와 같이 청정실(230)에 포집수를 분사하는 분사수단(270)을 추가로 구비하여 청정실(230)에서 가스가 이동하는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 포집수를 분사할 수 있다.

분사수단(270)은 포집수를 분사할 수 있는 노즐 등을 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통해 청정실(230)에는 청정실(230)을 가로지르도록 포집수를 분사하여 포집수 스크린을 형성할 수 있다.

이에 여과실(220)을 통과한 가스가 청정실(230)을 따라 이동하면서 포집수 스크린을 통과하게 된다. 가스는 포집수 스크린을 통과하면서 포집수와 접촉하게 되고, 가스에 함유되는 분진은 포집수에 의해 포획되어 청정실(230) 하부에 수용되는 포집수로 유입될 수 있다. 따라서 가스는 분진이 최소화 또는 완전히 제거된 상태로 배기구(214)를 통해 스택(330)으로 배출될 수 있다.

한편, 여과실(220) 및 청정실(230)에서 포집수에 의해 분리된 분진은 포집수에 포획되어 저장기(250)에 침전된다. 이렇게 분리된 분진은 저장기(250)에 일정 기간 동안 저장되어 있다가 저장기(250)에 구비되는 밸브(252), 예컨대 로터리 밸브를 개방하여 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 저장기(250)에는 분진을 슬러지 상태로 보관하는 탱크 등이 연결되어 있을 수 있다.

이하에서는 전술한 집진설비를 이용하여 분진 함유 가스를 처리하는 방법에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 집진설비를 이용하여 분진 함유 가스를 처리하는 상태를 보여주는 도면이며, 도 1과 연관지어 분진 함유 가스를 처리하는 방법을 설명한다.

먼저, 분진 발생장소에서 발생하는 분진 함유가스는 흡입팬(320)의 유인압력에 의해 집진후드(110)로 흡입되어 인입덕트(120)를 통해 여과부(200)로 유입된다.

여과부(200)의 여과실(220)로 유입된 분진 함유 가스는 여과실(220)에 수용되어 있는 포집수를 통과하여 청정실(230)로 이동한다. 이때, 분진 함유 가스는 여과실(220)과 청정실(230) 사이에 구비되는 제어부재(240)를 통과하면서 청정실(230)에 수용되는 포집수에 기포를 발생하게 된다.

제어부재(240)에는 미세한 구멍이 다수 형성되어 있어, 분진 함유 가스가 제어부재(240)를 통과하면서 크기가 감소된 다량의 미세 기포를 발생시키게 된다. 이에 분진 함유 가스에 함유되는 분진은 여과실(220)의 포집수를 통과하며 대부분 제거되지만, 미처 제거되지 못한 분진은 청정실(230)에서 발생하는 기포에 의해 포집될 수 있다. 이렇게 발생되는 기포는 그 크기가 매우 작아 주로 포집수 탕면 근처에서 터지기 때문에 분진이 비산되지 않고 자중에 의해 대부분 포집수로 유입될 수 있다.

또한, 분진이 제거된 가스는 청정실(230)을 따라 배기구(214)로 이동하면서 청정실(230) 내에 형성되는 포집수 스크린을 통과할 수 있다. 이에 청정실(230)을 따라 이동하는 가스로부터 분진을 추가적으로 제거할 수 있어 배기구(214)를 통해 대부분의 분진이 제거된 청정한 가스를 배출시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 수집부 200: 여과부
210: 하우징 220: 여과실
230: 청정실 240: 제어부재
250: 저장기 260: 포집수 공급수단
270: 분사수단

Claims

일측에 유입구가 형성되고, 타측에 배기구가 형성되는 하우징; 및
상기 하우징 내에 구비되고 기포 크기를 제어하는 제어부재;를 포함하는 집진설비.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징의 내부에는,
상기 유입구와 연통되도록 구비되는 여과실;
상기 배기구와 연통되도록 상기 여과실의 적어도 일측에 구비되는 청정실;
상기 하우징, 상기 여과실 및 상기 청정실과 연통되도록 상기 하우징의 하부에 구비되는 저장기; 및
상기 하우징에 포집수를 공급 가능한 포집수공급수단;을 포함하고,
상기 제어부재는 상기 여과실과 상기 청정실 사이에 상기 여과실과 상기 청정실을 연통시키도록 구비되는 제어부재;
를 포함하는 집진설비.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부재는,
망목이 형성되는 스크린, 미세관을 포함하는 관다발, 복수의 관통구가 형성되는 플레이트 및 다공성부재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 집진설비.
청구항 3에 있어서,
상기 망목의 크기, 상기 미세관의 직경 및 상기 관통구의 크기 중 적어도 어느 하나는 10 내지 15㎜인 집진설비.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부재는 상기 포집수가 유입되는 일측의 면적이 상기 포집수가 배출되는 타측의 면적보다 작은 집진설비.
청구항 5에 있어서,
상기 제어부재는 상기 여과실과 상기 청정실 사이에 적어도 하나 이상 구비되는 집진설비.
청구항 6에 있어서,
상기 청정실에 가스의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 포집수 스크린을 형성하도록 포집수를 분사하는 분사수단을 포함하는 집진설비.