KR20190055959A

KR20190055959A - 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템

Info

Publication number: KR20190055959A
Application number: KR1020170152862A
Authority: KR
Inventors: 최종원; 이계중; 김정근; 이욱현
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-05-24
Also published as: KR102003744B1

Abstract

본 발명은 정전 분무 효과를 이용한 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템에 관한 것으로서, 유출부의 형태 또는 가이드 베인의 설치를 통해 가스의 처리 요구량에 따라 대응할 수 있는 효과가 있다.

Description

용량 대응형 습식 전기 집진 시스템{Wet electric dust collection system that can cope with exhaust gas capacity}

본 발명은 정전 분무 효과를 이용한 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템에 관한 것이다.

화력발전소나 폐기물 소각 시 배출되는 가스에는 각종 대기오염물질이 포함되어 있으며, 이들 중 입경이 작은 분진은 인체에 유입되어 호흡기 질환을 유발시킬 뿐만 아니라 식물의 성장을 억제하는 등 환경에 유해한 영향을 미친다.

이러한 대기오염물질 중 특히 유해한 것으로 알려져 있는 지름이 2.5 ㎛보다 작은 미세먼지(PM2.5)를 관리하기 위하여, 미환경보호국(EPA)과 유럽연합(EU)은 2013년, 우리나라는 2015년부터 법을 개정하여 이들 물질에 대한 환경 규제를 강화 실시하고 있는 상황이다.

한편, 중력집진, 관성력 집진, 여과집진, 세정집진, 전기집진 기술들은 일반적으로 알려져 있는 집진 기술이다. 중력집진기술은 입자가 갖는 중력을 이용하여 공기가 이동하면서 자연적으로 입자를 침전시키는 기술이고, 관성력 집진 기술은 기체의 흐름 방향을 급변시켜 전환점 부분에서 관성에 의하여 먼지를 집진하는 원리를 이용한 기술로서, 비교적 큰 입자의 제거에는 효과적이지만 미세한 입자는 거의 제거할 수 없다.

이에 반해, 미세한 공극을 갖는 필터에 가스를 통과시켜 입자를 제거하는 여과기술과 전기를 공급하여 먼지에 하전을 부여하여 제거하는 전기집진 기술은 비교적 집진효율이 높은 것으로 알려져 있다. 그러나 여과기술의 경우에는 입자가 미세한 공극을 막기 때문에 배출가스의 처리량이 급격히 저하되며, 이로 인한 필터의 빈번한 교체는 배기가스처리비용 증가로 직결된다.

또 전기집진 기술 중 건식방법은 입자 하전, 입자의 집진극 부착, 집진극에 부착된 입자의 탈착, 집진극에 쌓인 입자 제거의 순으로 집진 과정이 진행되지만, 불안정한 코로나 방전, 입자의 전기적 특성인 전기비저항(Particle's resistivity)에 따라 재비산, 역코로나(Back corona) 등이 발생하여 집진효율이 떨어지는 문제점이 있고, 진극에 부착된 입자를 물로 씻어내는 습식전기집진방법(Wet electrostatic precipitator)은 다량의 물 사용, 집진극의 불균일한 수막 형성, 부식은 큰 문제점으로 지적되고 있다.

따라서 상기와 같은 대기오염물질, 특히 입자가 작은 물질을 효과적으로 제거하여 강화된 대기환경기준을 달성하기 위해서는 경제적이면서도 높은 제거 효율을 갖는 새로운 집진 장치의 개발이 절실히 필요한 상황이다.

한국 등록특허공보 제10-1187926호 한국 등록특허공보 제10-1153008호 한국 등록특허공보 제10-0150707호 한국 등록특허공보 제10-0922339호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 정전 분무를 이용한 습식 전기 집진 시스템으로, 가스 처리 요구량에 따라 대응할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측면에 유입구가 형성되며, 하단에는 상황화협의 원추부를 형성하고, 밀폐된 상단 측면에는 축 중심에서 외측으로 편향되도록 상기 유입구를 형성하여 혼합가스가 내벽면을 따라 선회하면서 유입되도록 하는 사이클론 본체; 상기 사이클론 본체의 내측 상면에 형ㅇ성되어 상기 배기가스가 배출되는 유출부; 상기 유출부의 상부에서 하부로 돌출되어 형성되는 유도코어; 상기 유출불의 상면에 상기 유도코어의 원주를 따라 상기 유도코어와 근접하도록 설치되는 절연애자; 상기 절연애자에 설치되며 물이 투입되는 배관; 상기 물에 (-)하전을 가하여 정전 이온수로 변화하게 하는 (-)전극; 상기 배관의 일측에 설치되어 상기 정전이온수를 상기 사이클론 본체의 내측에 분사하도록 하는 분무 노즐; 상기 분무 노즐은 상기 유도코어의 외측에 다수 개가 설치되며, 공급된 정전이온수에 의해 정전반응을 일으켜 미립화된 물이 미세 먼지와 결합하여 미세먼지를 제거하는 방전극인 용량 대응형 습식 집진 시스템을 제공한다.

또한 상기 유출부의 단면은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 하나 이상의 형태로 처리 요구량에 따라 복수개를 조합할 수 있다.

또한 상기 사이클론 본체와 상기 유도코어 사이에 배기가스의 흐름을 유도하기 위하여 가이드 베인을 추가로 설치될 수 있다.

또한 상기 가이드 베인은 상기 사이클론 본체의 내벽면과 상기 분무노즐의 끝단 사이의 간격이 증가에 비례하여 복수개가 설치 가능하다.

또한 상기 가이드 베인은 상기 유도코어를 중심으로 서로 대향되는 위치에 설치될 수 있다.

또한 상기 가이드 베인은 소정 각도를 갖는 호 형태일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

기존 습식 전기 집진 시스템에서 처리해야하는 가스가 많은 경우 사이클론 본체의 직경을 증가시킬 수는 있지만 분무 노즐에서 분사되는 액적의 분사 거리에 한계가 있어 효율이 저하되는 문제점이 발생하나, 상기 사이클론 본체 내벽면과 유도코어 사이에 가이드 베인을 설치함에 따라 처리해야하는 가스의 용량에 따라 효율이 저하되지 않으면서 대응 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유출부의 단면도이다.
도 4는 가이드 베인을 포함하는 본 발명의 단면도이다.
도 5는 가이드 베인을 포함하는 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 가이드 베인 내부에 배관 및 분무노즐이 설치되어 있는 일 실시예의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템의 사시도.

일측면에 배기가스가 유입되는 유입구(200)가 형성되며, 하단에는 상황하협의 원추부(300)를 형성하고, 밀폐된 상단 측면에는 축 중심에서 외측으로 편향되도록 상기 유입구(200)를 형성하여 혼합가스가 내벽면을 따라 선회하면서 유입되도록 하는 사이클론 본체(100); 상기 사이클론 본체(100)의 내측 상면에 형성되어 상기 배기가스가 배출되는 유출부(110); 상기 유출부(110)의 상부에서 하부로 돌출되어 형성되는 유도코어(120); 상기 유출부(110)의 상면에 상기 유도코어(120)의 원주를 따라 상기 유도코어(120)와 근접하도록 설치되는 절연애자(130); 상기 절연애자(130)에 설치되며 물이 투입되는 배관(140); 상기 물에 (-)하전을 가하여 정전 이온수로 변화하게 하는 (-)전극; 상기 배관(140)의 외측에 설치되어 상기 정전 이온수를 상기 유도코어(120) 내측에 분사하도록 하는 분무 노즐(150); 상기 분무 노즐(150)은 상기 유도코어(120)의 외측에 다수 개가 설치되며, 공급된 정전 이온수에 의해 정전 반응을 일으켜 미립화된 물이 미세먼지와 결합하여 미세먼지를 제거하는 방전극인 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템을 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시예의 사시도 및 도 3은 실시예에 따른 유출부의 단면도..

상기 유출부(110)의 단면은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 하나 이상의 형태로 처리 요구량에 따라 복수개를 조합할 수 있으며, 복수개를 조합하여 구성될 시, 원형보다 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 하나 이상의 형태로 조합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배관(140)은 내부가 천공된 이중관 형태일 수 있다.

도 4는 가이드 베인을 포함하는 본 발명의 단면도.

일측면에 배기가스가 유입되는 유입구(200)가 형성되며, 하단에는 상황하협의 원추부(300)를 형성하고, 밀폐된 상단 측면에는 축 중심에서 외측으로 편향되도록 상기 유입구(200)를 형성하여 혼합가스가 내벽면을 따라 선회하면서 유입되도록 하는 사이클론 본체(100); 상기 사이클론 본체(100)의 내부에 유입되는 배기가스의 흐름을 유도 하기 위해 설치된 가이드 베인(400); 상기 사이클론 본체(100) 내부에 설치되며 물이 투입되는 배관(140); 상기 물에 (-)하전을 가하여 정전 이온수로 변화하게 하는 (-)전극; 상기 배관(140)의 외측에 설치되어 상기 정전이온수를 상기 사이클론 본체(100)의 내측과 상기 가이드 베인(400)에 분사하도록 하는 분무 노즐(150); 상기 분무 노즐(150)은 상기 배관(140)의 외측에 다수 개가 설치되며, 공급된 정전이온수에 의해 정전 반응을 일으켜 미립화된 물이 미세 먼지와 결합하여 미세먼지를 제거하는 방전극;이며, 상기 사이클론 본체의 내측 상면에 형성되어 상기 배기가스가 배출되는 유출부(110); 상기 유출부(110)의 상부에서 하부로 돌출되어 형성되는 유도코어(120); 상기 유출부의 상면에 상기 유도코어(120)의 원주를 따라 상기 유도코어(120)와 근접하도록 설치되는 절연애자(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템을 제공할 수 있다.

도 5 내지 6은 가이드 베인을 포함하는 실시예에 따른 단면도.

상기 가이드 베인(400)은 상기 사이클론 본체(100)와 상기 유도코어(120) 사이에 설치될 수 있다.

또한, 상기 배관(140)은 상기 유도코어(120)와 상기 가이드 베인(400) 사이에 설치될 수 있다.

또한, 상기 가이드 베인(400)은 상기 사이클론 본체(100)의 내벽면과 상기 분무 노즐(150) 끝단 사이의 간격(R) 증가에 비례하여 복수개가 설치 가능하다.

또한, 상기 가이드 베인(400)은 유도코어를 중심으로 서로 대향되는 위치에 설치될 수 있다.

상기 사이클론 본체(100)의 내벽면과 상기 분무 노즐(150) 끝단 사이의 간격은 20 내지 30cm 일 수 있다.

상기 간격이 20 내지 30cm씩 증가하면, 가이드 베인(400)이 라인(L1, L2, L3, ?? )을 형성하여 추가 설치될 수 있다.

상기 가이드 베인(400)은 대향되는 위치에 설치된 2개가 1셋트를 이루는 것이 바람직하며, 상기 라인이 형성될 때, 직전 라인과 일렬 위치 또는 90° 회전한 위치에 1셋트씩 추가 설치될 수 있다.

또한, 상기 가이드 베인(400) 라인이 형성될 경우, 상기 배관(140)은 상기 가이드 베인(400) 라인 사이에 설치 될 수 있다.

또한, 상기 가이드 베인(400)은 소정 각도를 가지는 호 형태일 수 있다.

상기 가이드 베인(400)의 소정 각도는 90° 내지 150°가 바람직하며 110° 내지 130°를 이루는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 배관(140)이 상기 가이드 베인(400) 내부에 설치되고, 상기 분무 노즐(150)이 상기 가이드 베인(400)의 일측면에 설치 될 수 있다.

또한, 상기 가이드 베인(400)의 일측면에 설치된 상기 분무 노즐(150)은 사이클론 본체(100)의 내측을 향해 분사될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템은, 특히, 습식 전기 집진 처리가 필요한 가스가 많은 시설에 적합하다.

100 사이클론 본체 110 유출부
120 유도코어 130 절연애자
140 배관 150 분무노즐
200 유입구
300 원추부
400 가이드 베인

Claims

일측면에 배기가스가 유입되는 유입구가 형성되며, 하단에는 상황하협의 원추부를 형성하고, 밀폐된 상단 측면에는 축 중심에서 외측으로 편향되도록 상기 유입구를 형성하여 혼합가스가 내벽면을 따라 선회하면서 유입되도록 하는 사이클론 본체;
상기 사이클론 본체의 내측 상면에 형성되어 상기 배기가스가 배출되는 유출부;
상기 유출부의 상부에서 하부로 돌출되어 형성되는 유도코어;
상기 유출부의 상면에 상기 유도코어의 원주를 따라 상기 유도코어와 근접하도록 설치되는 절연애자;
상기 절연애자에 설치되며 물이 투입되는 배관;
상기 물에 (-)하전을 가하여 정전 이온수로 변화하게 하는 (-)전극;
상기 배관의 외측에 설치되어 상기 정전 이온수를 상기 유도코어의 내측에 분사하도록 하는 분무 노즐;
상기 분무 노즐은 상기 배관의 외측에 다수 개가 설치되며, 공급된 정전 이온수에 의해 정전 반응을 일으켜 미립화된 물이 미세먼지와 결합하여 미세먼지를 제거하는 방전극인 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 유출부의 단면은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 중 어느 하나 이상의 형태로 처리 요구량에 따라 복수개를 조합할 수 있는 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템.
일측면에 배기가스가 유입되는 유입구가 형성되며, 하단에는 상황하협의 원추부를 형성하고, 밀폐된 상단 측면에는 축 중심에서 외측으로 편향되도록 상기 유입구를 형성하여 혼합가스가 내벽면을 따라 선회하면서 유입되도록 하는 사이클론 본체;
상기 사이클론 본체의 내부에 유입되는 배기가스의 흐름을 유도 하기 위해 설치된 가이드 베인;
상기 사이클론 본체 내부에 설치되며 물이 투입되는 배관;
상기 물에 (-)하전을 가하여 정전 이온수로 변화하게 하는 (-)전극;
상기 배관의 외측에 설치되어 상기 정전이온수를 상기 사이클론 본체의 내측과 상기 가이드 베인에 분사하도록 하는 분무 노즐;
상기 분무 노즐은 상기 배관의 외측에 다수 개가 설치되며, 공급된 정전이온수에 의해 정전 반응을 일으켜 미립화된 물이 미세 먼지와 결합하여 미세먼지를 제거하는 방전극;이며
상기 사이클론 본체의 내측 상면에 형성되어 상기 배기가스가 배출되는 유출부;
상기 유출부의 상부에서 하부로 돌출되어 형성되는 유도코어;
상기 유출부의 상면에 상기 유도코어의 원주를 따라 상기 유도코어와 근접하도록 설치되는 절연애자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템
청구항 3에 있어서,
상기 가이드 베인은 상기 사이클론 본체와 상기 유도코어 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 가이드 베인은 상기 사이클론 본체의 내벽면과 상기 분무 노즐 끝단 사이의 간격 증가에 비례하여 복수개가 설치 가능한 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 가이드 베인은 상기 유도코어를 중심으로 서로 대향되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템
청구항 3에 있어서,
상기 가이드 베인은 소정 각도를 가지는 호 형태인 것을 특징으로 하는 용량 대응형 습식 전기 집진 시스템.