KR20190099421A

KR20190099421A - 사이클론 어댑터

Info

Publication number: KR20190099421A
Application number: KR1020197017820A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 메이슨; 니콜라스 마이어스
Original assignee: 프리메탈스 테크놀로지스, 리미티드
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-08-27
Also published as: GB2558240A; GB2558240B; EP3558543A1; WO2018115233A1; BR112019010322A2; US20190321763A1; GB201622048D0; RU2019119408A

Abstract

야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기(100)에 끼움장착하기 위한 사이클론 어댑터로서, 적어도 하나의 투입 파이프(203); 및 사이클론 챔버(205)―사이클론 챔버(205)는 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 사이클론 챔버(205)는 사용 시에 집진기의 배출구(outlet)와 유체 연통하는 출구(exit)를 포함함―;를 포함하며, 적어도 하나의 투입 파이프(203)는, 사용 시에 집진기(100)의 입구(104)와 유체 연통하고 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 집진기(100)의 입구(104)로부터 수용하도록 적합화된 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터, 사이클론 챔버(205)의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제2 단부까지 연장되며; 제2 단부는, 사이클론 챔버(205)에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 출구를 통해 유동하기 전에 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 배기 가스를 지향시키도록 배열되고; 사이클론 챔버(205)는 집진기(100)의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화된다.

Description

사이클론 어댑터

본 발명은 가스 유동으로부터 분진(dust)과 같은 입자상 물질(particulate matter)을 제거하기 위한 사이클론 어댑터(cyclonic adaptor)에 관한 것이다. 본 발명은 야금 프로세싱 플랜트(metallurgical processing plant)로부터 배기 가스(오프-가스)를 프로세싱하기 위한 특정 응용을 갖는다. 그러한 야금 프로세싱 플랜트들의 예들은 야금로들(예를 들어, 용광로(Blast Furnace) 또는 직접 환원철 노(Direct Reduction Iron Furnace)) 및 소결 플랜트들(Sinter Plants)을 포함한다.

제철 용광로 플랜트와 같은 야금 프로세싱 플랜트는 전형적으로, 노로부터의 오프-가스를 처리하기 위한 가스 세정 시스템과 함께, 노 자체를 포함할 것이다. 대부분의 가스 세정 시스템들은 1차 세정 단계 및 2차 미세 세정 단계를 포함한다. 1차 세정 단계의 목적은, 전형적으로 습식 스크러버(wet scrubber), 전기 집진기(electrostatic precipitator) 또는 건식 필터(dry type filter)인 (2차) 미세 세정 단계로 유입되기 전에 오프-가스로부터 조대 분진 입자들을 제거하는 것이다.

전통적으로, 예비 세정 단계는 중력-기반 집진기(gravity-based dustcatcher)에 의해 수행될 것이다. 그러한 집진기는 전형적으로 노로부터의 오프-가스가 다운커머(downcomer)라고 불리는 가스 파이프를 통해 공급되는 대직경의 분리 챔버(separation chamber)를 포함한다. 분리 챔버는 다운커머보다 훨씬 더 큰 직경을 가지며, 가스 배출구는 분리 챔버의 최상부 섹션에 위치결정된다. 오프-가스는, 전형적으로 집진기에 대해 축방향으로, 분리 챔버의 최상부 내로 공급되며, 다운커머로부터 분리 챔버 내로 유동하는 것으로부터의 단면의 증가로 인해 큰 속도 감소를 겪는다. 또한, 배출구가 분리 챔버의 최상부 섹션에 위치되므로, 오프-가스는 배출구를 통해 유출되도록 분리 챔버의 저부에서 그의 유동 방향을 역전하여야 한다. 유속의 감소 및 유동 방향의 역전은 조대 분진 입자들이 중력으로 인해 가스 유동으로부터 분리되게 하며, 이들은 집진기의 저부에 있는 깔때기형 호퍼(funnel-shaped hopper)에 수집된다.

그러나, 종래의 집진기들은 전형적으로 30% 내지 65% 범위의 분진 제거 효율만을 갖는다. 집진기의 이러한 비교적 열악한 분진 제거 효율은 습식 스크러버 및 슬러리 핸들링 장비(slurry handling equipment)와 같은 가스 세정 시스템의 하류측 유닛들의 크기설정(sizing) 및 성능에 영향을 미친다.

따라서, 특히 노 기술의 향상들이 금속 생산 효율을 증가시켜, 따라서 생성되는 오프-가스의 볼륨이 증가되므로, 가스 세정 시스템의 예비 세정 단계의 효율을 향상시키는 것에 대한 산업계 내의 필요성이 있다.

보다 최근에는, 사이클론 기술이 예비 세정 단계에 활용되고 있다. 노로부터의 오프-가스는 사이클론 분진 분리기 내로 공급되고, 분진 입자들은 사이클론 분진 분리기의 저부에 있는 깔때기형 호퍼에 수집되기 전에, 원심력으로 인해 사이클론 가스 유동으로부터 분리된다. 사이클론 분진 분리기들은 종래의 중력-기반 집진기들에 비하여 극히 높은 분진 제거 효율들을 갖는다. 그러한 사이클론 분진 분리기의 예가 GB-A-2490188에 기술되어 있다.

그러나, 종래의 집진기를 사이클론 분진 분리기로 대체하는 것은 극히 많은 비용이 들고 많은 시간이 걸린다. 사이클론 분진 분리기를 설치하는데 걸리는 시간은 노가 설치 동안에는 작동할 수 없으므로 특히 중요하다. 또한, 노 장소(furnace site)에 사이클론 집진기를 설치할 때 고려되어야 할 주요한 레이아웃 고려사항들이 존재한다.

본 발명의 목적은 이들 문제점들을 극복하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기로의 끼움장착을 위한 사이클론 어댑터가 제공되며, 사이클론 어댑터는, 적어도 하나의 투입 파이프(input pipe); 및 사이클론 챔버(cyclone chamber)―사이클론 챔버는 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 사이클론 챔버는 사용 시에 집진기의 배출구(outlet)와 유체 연통하는 출구(exit)를 포함함―;를 포함하며, 적어도 하나의 투입 파이프는, 사용 시에 집진기의 입구와 유체 연통하고 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 집진기의 입구로부터 수용하도록 적합화된 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터, 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제2 단부까지 연장되며; 제2 단부는, 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 출구를 통해 유동하기 전에 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 배기 가스를 지향시키도록 배열되고; 사이클론 챔버는 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화된다.

본 발명은 야금로 플랜트에서 기존의 집진기에 개장될 수 있는 사이클론 어댑터를 제공함으로써 전술한 문제점들을 극복한다. 이것은 기존의 집진기의 작동 모드가 중력-기반으로부터 사이클론-기반으로 변경될 수 있게 한다. 따라서, 기존의 집진기의 분진 제거 효율은 완전히 새로운 사이클론 분진 분리기를 설치해야 하는 불편없이 극적으로 증가될 수 있다. 야금 프로세싱 플랜트의 정지시간이 감소될 뿐만 아니라(이는 본 발명에 따른 사이클론 어댑터를 개장하는 것이 기존의 집진기를 제거하고 새로운 전용 사이클론 분진 분리기를 부설하는 것보다 훨씬 신속하기 때문임), 재정적인 경비도 극적으로 감소될 것이다. 본 발명의 사이클론 어댑터는 80% 초과, 심지어는 100%까지의 분진 제거 효율을 제공할 수 있고, 따라서 전용의 독립형 사이클론 집진기의 분진 제거 효율과 적어도 동등한 분진 제거 효율을 제공할 수 있다.

사이클론 어댑터의 사이클론 챔버는 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화된다. 사이클론 챔버는 집진기의 내부 용적부 내에 완전히 보유되도록 수납된다. 집진기 내의 사이클론 챔버의 이러한 배치는 최소한의 여분 공간이 사용된다는 것을 의미하고, 유리하게는 사이클론 어댑터에 관해서 야금 프로세싱 플랜트 내의 다른 장치, 예를 들어 하류측 가스 세정 장비에 영향을 주는 문제점들이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 내부 용적부 내에 사이클론 챔버를 수납하는 것은 또한 유익하게는, 기존의 집진기 및 입구에 요구되는 최소한의 적합화들이 존재한다는 것을 의미한다.

사이클론 어댑터는 바람직하게는 단일 사이클론 챔버를 포함한다. 이것은 유리하게는 사이클론 어댑터의 설치 용이성을 증가시킨다. 또한, 단일 사이클론 챔버의 사용은 (다수의 사이클론 챔버들과는 대조적으로) 예를 들어 분진 막힘들로 인해 일어날 수 있는, 다수의 그러한 챔버들을 가로지르는 가스 유동의 해로운 불균형들이 없다는 것을 보장한다.

기존의 집진기 내의 사이클론 챔버의 위치결정은 전형적으로 집진기의 기존 설정에 따라 결정된다. 바람직하게는, 사이클론 챔버는 집진기의 입구와 실질적으로 동축으로 위치결정된다.

사이클론 챔버는 사용 시에 집진기의 입구와 유체 연통하는 출구를 포함한다. 이것은 단순히 고형물 입자가 제거된 배기 가스가 사이클론 챔버로부터 기존의 집진기의 배출구로 유동할 수 있게 하는 사이클론 챔버의 구멍 또는 오리피스(orifice)일 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 사이클론 어댑터는 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 사용 시에 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 포함하고, 출구 파이프는 상기 출구를 형성한다. 훨씬 더 바람직하게는, 그러한 출구 파이프의 제2 단부는 집진기의 배출구에 부착 가능하다.

일부 경우들에서, 사이클론 챔버, 적어도 하나의 투입 파이프 및 출구 파이프(하나가 사용되는 경우)는 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화된다. 다시 말해서, 사이클론 어댑터 전체가 집진기의 내부 용적부 내에 수납될 수 있다. 이것은 유리하게는 사이클론 어댑터의 개장이 야금 프로세싱 플랜트에 최소한의 영향을 주는 것을 보장한다.

적어도 하나의 투입 파이프는 집진기의 외부에 있는 부분을 포함하도록 적합화될 수 있다. 그러한 외부 부분은 유리하게는, 예를 들어 유지보수 절차들을 수행하거나 막힘들을 제거하기 위해 적어도 하나의 투입 파이프에의 접근을 용이하게 할 수 있다.

적어도 하나의 투입 파이프는 야금로로부터 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 수용하도록 적합화된 제1 단부, 및 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 배기 가스를 지향시키도록 배열된 제2 단부를 갖는다. 다시 말해서, 적어도 하나의 투입 파이프는 기존의 집진기 내로 도입된 배기 가스를, 사이클론 챔버 내에 사이클론 가스 유동을 제공하도록 하는 방식으로 재지향시킨다. 전형적으로, 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 야금로로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 사이클론 챔버에 대해 축방향으로 수용하도록 적합화되고, 적어도 하나의 투입 파이프는 가스를 사이클론 챔버에 대해 주로 축방향으로부터 사이클론 챔버에 대해 주로 접선방향으로 지향시키기 위한 만곡된 부분을 갖는다.

이러한 만곡된 부분은 오프-가스의 유동의 방향을 점진적인 방식으로 변화시켜 투입 파이프 내의 분진 축적 및 후속하는 막힘들의 가능성들을 감소시킨다.

그러나, 적어도 하나의 투입 파이프의 곡률은, 사이클론 챔버 내로 배기 가스를 도입하여 사이클론 유동을 발생시키기 위해 유체 연통하도록, 기존의 입구 파이프의 위치결정 및 방향(예를 들어, 집진기에 대해 축방향이 아닌 경우)에 적합화될 수 있다.

유사하게, 사이클론 어댑터가 출구 파이프를 포함하는 실시예들에서, 출구 파이프는 집진기의 배출구와 협동하도록 적절하게 형상화된다.

바람직하게는, 사이클론 챔버는 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부로부터 원위에 있는 사이클론 챔버의 하측 단부에 오리피스를 가져서, 사이클론 가스 유동으로부터 제거된 고형물 입자들이 사이클론 챔버의 오리피스를 통해 지향되고, 기존의 집진기의 기존의 수집 호퍼에 수집되게 한다. 그러나, 사이클론 어댑터의 사이클론 챔버가 그 자신의 전용 수집 호퍼를 포함할 수 있는 것이 구상된다.

사이클론 유동은 중력으로 인해 사이클론 챔버를 통해 하향으로 이동하는 경향이 있을 것이다. 그러나, 바람직하게는, 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 사이클론 챔버의 주축(main axis)에 수직인 평면에서의 주 성분 및 사이클론 챔버의 주축에 수직인 평면에 대해 하향 방향으로의 성분을 갖는 방향 벡터를 따라 배기 가스를 지향시키도록 배열된다. 다시 말해서, 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 하향 이동 사이클론 유동을 발생시키는 것을 돕기 위해 하향으로 지향된다.

전형적으로, 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 사이클론 챔버의 주축에 수직인 평면에 대해 하향으로 경사진 방향 벡터를 따라 배기 가스를 지향시키도록 배열되고, 상기 평면에 대한 방향 벡터의 경사각은 15° 이하이다.

적어도 하나의 투입 파이프는 일반적으로 임의의 단면 기하 형상을 가질 수 있지만, 전형적으로 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 장축(major axis) 및 단축(minor axis)을 갖는 단면을 가지며, 장축은 단축보다 길고, 장축은 사이클론 챔버의 주축과 평행하다. 이것은 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부가 사이클론 챔버의 주축의 방향으로 긴 종횡비를 갖는다는 것을 의미한다. 이것은 유리하게는 가능한 한 많은 배기 가스가 만곡된 내측 표면에 근접한 사이클론 챔버 내로 도입되어 그의 각 운동량(angular momentum)을 최대화하고 효율적인 사이클론 유동을 발생시킨다는 것을 의미한다. 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 바람직하게는 직사각형 단면을 갖는다.

유리하게는, 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 실질적으로 인접하게 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정되고, 바람직하게는 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 접한다. 상기와 유사하게, 이러한 위치결정은 사이클론 챔버 내로 도입된 배기 가스의 반경방향 위치결정을 최대화하고, 따라서 그의 각 운동량을 최대화한다.

사이클론 어댑터는 단일 투입 파이프를 사용하여 양호한 사이클론 유동을 발생시킨다. 그러나, 사이클론 어댑터는 2 개 이상의 투입 파이프들을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 투입 파이프들의 제2 단부들은 바람직하게는 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하도록 서로 협동하는 상이한 방향들로 배기 가스를 지향시키도록 배열된다. 예를 들어, 2 개의 투입 파이프들의 경우에, 이들 각각의 제2 단부들은 바람직하게는 서로 180°로 실질적으로 반대로 있고, 사이클론 챔버의 직경과 실질적으로 동일한 거리만큼 측방향으로 이격되어 있을 것이다. 그러한 방식으로 배기 가스를 도입하는 것은 효율적인 사이클론 유동을 발생시킨다. 유사하게, 3 개의 투입 파이프들의 경우에, 이들은 서로 120°로 배열될 수 있고, 4 개의 투입 파이프들은 서로 90°로 배열될 것이다.

전형적으로, 출구는 사이클론 챔버와 실질적으로 동축을 이룬다. 사이클론 어댑터가 출구 파이프를 포함하는 바람직한 실시예들에서, 출구 파이프의 제1 단부는 사이클론 챔버와 실질적으로 동축을 이룬다. 이것은 사이클론 챔버 내에서의 배기 가스의 하향 이동 사이클론 유동이 사이클론 챔버의 하측 단부에서 상향으로 반사되고 상향 이동 배기 가스가 하향 이동 유동의 중심을 통해 유동하므로 유익하다. 그 후에 이어서, 사이클론 챔버의 중심을 따라 상향으로 이동하는 반사된 배기 가스는 동축의 출구 파이프의 제1 단부 내로 유동한다. 이러한 배열은 콤팩트한 사이클론 어댑터를 허용한다. 그러나, 기존의 집진기의 사양들에 따라 사이클론 챔버에 대한 출구 파이프의 다른 배열들이 구상된다.

전형적으로, 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 유동을 형성하기 전에 출구 파이프 내로 직접 유동하지 않는 것을 보장하기 위해, 출구 파이프(사용되는 경우)의 제1 단부는 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부 아래에 위치결정된다.

사이클론 어댑터가 출구 파이프를 포함하는 일부 실시예들에서, 출구 파이프는 사이클론 챔버 내에 제1 부분을 포함하고, 상기 출구 파이프의 제1 부분의 벽은 복수의 오리피스들을 포함하여, 사이클론 챔버 내의 배기 가스가 상기 오리피스들을 통해 출구 파이프 내로 유동할 수 있게 한다. 그러한 실시예에서, 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스는 사이클론 유동을 형성하지 않고 투입 파이프로부터 출구 파이프 내로 직접 유동할 수 있다. 이것은 유리하게는, 사이클론 챔버의 크기가 사이클론 유동을 형성하는 가스의 양에 따라 달라지기 때문에, 보다 작은 사이클론 챔버가 사용될 수 있게 한다. 오리피스들은 전형적으로 100 내지 500 ㎜, 바람직하게는 200 ㎜의 크기를 가지며, 출구 파이프 주위에 일련의 동심원들로 배열될 수 있거나, 나선형 형태로 배열될 수 있다.

전형적으로, 사이클론 챔버는 실질적으로 원통형 부분 및 반사 부분을 포함하며, 반사 부분은 실질적으로 원통형 부분의 하측 단부에 위치결정되고 배기 가스를 출구를 향해 지향시키도록 작동 가능하다. 반사 부분은 전형적으로 연속적으로 감소하는 직경을 갖는 깔때기형 부분(funnel-shaped portion)을 포함하여, 적어도 하나의 투입 파이프로부터 원위에 있는 깔때기형 부분의 단부가 적어도 하나의 투입 파이프에 근접한 깔때기형 부분의 단부보다 더 작은 직경을 가지며, 깔때기형 부분은 원위 단부에 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들을 안내하는 오리피스를 더 포함한다. 깔때기형 기하 형상이 깔때기부 내로 유동하는 사이클론의 반사를 야기하는 것으로 잘 알려져 있다. 유리하게는, 깔때기형 부분의 원위 단부(다시 말해서, 사이클론 챔버의 저부)에 있는 오리피스는 제거된 분진이 중력하에서 사이클론 챔버로부터 기존의 집진기의 기존의 수집 호퍼 내로 하강할 수 있게 한다.

특히 바람직하게는, 반사 부분은, 바람직하게는 원추형 부재의 형태인 사이클론 셰더(cyclone shedder)를 포함한다. 사이클론 셰더는 사이클론 가스 유동을 사이클론 챔버의 중심을 따라 상향으로 다시 반사시키는 것을 돕는다. 이것은 유리하게는 사이클론 챔버의 길이가 감소될 수 있게 하고, 이에 의해 사이클론 어댑터가 기존의 집진기 내에서 연장되는 범위를 최소화한다. 이것은 기존의 집진기의 수집 호퍼가 오프-가스로부터 제거된 분진을 저장하는데 사용되는 경우에 특정 고려사항이며, 이는 사이클론 어댑터가 집진기 내로 너무 멀리 연장되는 경우, 수집 호퍼의 저장 능력이 감소되고, 따라서 분진이 제거되어야 하기 전에 야금로가 작동할 수 있는 시간의 양을 감소시키기 때문이다.

바람직하게는, 사이클론 셰더는 실질적으로 원통형 부분 및 반사 부분과 동축을 이룬다. 이것은 출구 또는 출구 파이프가 사이클론 챔버와 동축을 이루는 경우에 특히 유익하며, 이는 이것이 콤팩트한 사이클론 어댑터를 허용하기 때문이다.

실질적으로 원통형 부분 및 반사 부분을 갖는 사이클론 챔버가 전술되었지만, 사이클론 챔버의 다른 기하 형상들이 구상된다. 예를 들어, 사이클론 챔버는 연속적으로 감소하는 직경을 갖는 실질적으로 깔때기형 챔버를 포함할 수 있어, 적어도 하나의 투입 파이프로부터 원위에 있는 사이클론 챔버의 단부가 적어도 하나의 투입 파이프에 근접한 사이클론 챔버의 단부보다 작은 직경을 가지며, 깔때기형 챔버는 원위 단부에 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들을 안내하는 오리피스를 더 포함한다. 그러한 사이클론 챔버는 또한 바람직하게는 사이클론 챔버 내에 위치된 사이클론 셰더를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 투입 파이프의 내부 표면은 내마모성 라이닝(wear resistant lining)을 포함한다. 배기 가스 내의 고형물 입자들이 내부 표면을 향하여 강제되는 적어도 하나의 투입 파이프의 만곡된 부분에 내마모성 라이닝을 위치결정하는 것이 특히 유익하다. 내마모성 라이닝의 사용은 유리하게는 사이클론 어댑터의 마모를 최소화한다. 내마모성 라이닝은 금속성 또는 비금속성일 수 있으며, 바람직하게는 알루미나 세라믹(alumina ceramic)을 포함한다.

사이클론 어댑터는 기존의 집진기의 효율을 극적으로 증가시켜, 기존의 중력-기반 집진기와 비교하여 보다 작은 입자들이 배기 가스에서 필터링될 수 있게 한다. 필터링된 "건조 분진"은 야금 프로세싱 플랜트 내로 다시 재활용될 수 있다. 그러나, 이러한 방식으로 재활용되기에 바람직하지 않은 아연은 사이클론 어댑터에 의해 오프-가스로부터 현재 제거될 수 있는 20 ㎛보다 작은 직경을 갖는 입자들로 퍼져 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 바람직하게는, 사이클론 어댑터는 사이클론 챔버와 유체 연통하는 제1 단부 및 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 우회 파이프(bypass pipe)를 더 포함할 수 있다. 출구 파이프를 포함하는 실시예들에서, 그러한 우회 파이프의 제2 단부는 바람직하게는 사이클론 챔버의 외부에 있는 출구 파이프의 부분과 유체 연통한다. 그러한 우회 파이프는 아연을 포함하는 입자들과 같은 작은 크기 입자들을 포함하는 가스 유동이 사이클론 챔버로부터 출구 파이프로 직접 유동할 수 있게 하여 아연-포함 입자들이 필터링되지 않게 한다. 이러한 방식으로, 사이클론 어댑터의 효율은 아연-포함 입자들이 예비 가스 세정 단계에서 필터링되기보다는 하류측(2차) 가스 세정 장치로 이송되도록 선택적으로 "디레이팅(de-rating)" 또는 조절된다.

유리하게는, 적어도 하나의 우회 파이프는 우회 파이프의 가스 유동 임피던스(gas flow impedance)를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브(valve)를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 밸브들은 우회 파이프가 부분적으로 가려질 수 있도록 완전 밀봉 위치와 완전 개방 위치 사이에서 증분 단계들로 이동 가능하다. 이것은 사이클론 어댑터의 효율의 미세 제어를 허용하며, 선택적으로 구동될 수 있는 밸브를 각각 포함하는 복수의 그러한 우회 파이프들을 사이클론 어댑터가 포함할 수 있는 것이 구상된다. 밸브들은 전원에 의해 또는 수동 작동에 의해 공압식으로 구동될 수 있다.

적어도 하나의 투입 파이프는 적어도 하나의 투입 파이프의 가스 유동 임피던스를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브를 포함할 수 있다. 이것은 사이클론 어댑터가, 예를 들어 유지보수의 목적들을 위해 밸브의 구동을 통해 야금 프로세싱 플랜트의 나머지 부분으로부터 격리될 수 있게 한다.

적어도 하나의 투입 파이프는 집진기의 입구와 유체 연통하고 집진기의 입구로부터 배기 가스를 수용하도록 적합화된 제1 단부를 갖는다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 집진기의 입구에 부착 가능하다. 이것은, 특히 적어도 하나의 투입 파이프가 기존의 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화되고 배기 가스가 집진기의 입구로부터 적어도 하나의 투입 파이프 내로 직접 유동하는 경우에, 특히 간단한 설치를 허용한다.

적어도 하나의 투입 파이프는 집진기의 입구에 부착 가능하고, 집진기의 외부에 있는 부분을 포함할 수 있다. 그러한 배열에서, 적어도 하나의 투입 파이프는 입구로부터 집진기의 외벽을 관통하고 그리고 다시 외벽을 관통하여 연장되어, 투입 파이프의 제2 단부가 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통하게 한다.

다른 실시예들에서, 사이클론 어댑터는 입구로부터의 배기 가스가 사용 시에 수용되는 챔버를 집진기 내에 규정하도록 집진기 내에 위치결정되도록 적합화된 밀봉 부재를 더 포함하며, 적어도 하나 투입 파이프의 제1 단부는 상기 챔버와 유체 연통한다. 그러한 밀봉 부재는 전형적으로 챔버를 규정하기 위해 집진기의 내부 단면 영역을 가로질러 연장되도록 적합화된다.

하나의 그러한 실시예에서, 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 집진기의 외벽에 부착 가능하다. 그러한 배열에서, 배기 가스는 입구로부터 집진기의 내부 용적부 내의 챔버 내로, 그리고 적어도 하나의 투입 파이프 내로 유동한다. 그러한 투입 파이프는 주로 집진기의 외부에 있으며, 투입 파이프의 제2 단부가 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통하도록 집진기 내로 다시 연장되도록 하는 기하 형상을 갖는다.

일 실시예에서, 밀봉 부재는 배기 가스가 챔버로부터 사이클론 챔버 내로 유동하도록 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부와 유체 연통하는 오리피스를 포함한다. 전형적으로, 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 밀봉 부재에 부착 가능하다.

밀봉 부재를 사용하는 배열들에서, 사이클론 어댑터는 바람직하게는 집진기 내에 위치결정되도록 적합화되고 배기 가스를 적어도 하나의 투입 파이프로 지향시키도록 적합화된 기하 형상을 갖는 분배 부재를 더 포함한다. 분배 부재는 전형적으로 실질적으로 원추형이다. 밀봉 플레이트 및 분배 부재는 일체형 부재로서 형성될 수 있거나 별개의 부분들로서 제공될 수 있다.

적어도 하나의 투입 파이프, 사이클론 챔버 및 출구 파이프(사용되는 경우)는 별개의 부분들로서 제공될 수 있다. 이러한 방식으로의 별개의 부분들의 제공은 사이클론 어댑터의 모듈 구조를 허용하며, 이는 유리하게는, 특히 기존의 집진기에 대한 접근이 공간 제약을 받는 환경들에서 설치를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기에 끼움장착하기 위한 사이클론 어댑터를 제공하는 단계를 포함하며, 사이클론 어댑터는, 사이클론 챔버―사이클론 챔버는 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 사이클론 챔버는 사용 시에 집진기의 배출구와 유체 연통하는 출구를 포함함―; 및 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 투입 파이프―제2 단부는 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통하고, 배기 가스를 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 지향시키도록 배열됨―;를 포함하며, 상기 방법은, 투입 파이프의 제1 단부가 집진기의 입구와 유체 연통하도록, 그리고 사이클론 챔버가 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록; 그리고 추가로, 집진기의 입구로부터 유동하는 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스가 사이클론 챔버에 진입하고 사이클론 방식으로 유동하여, 출구를 통해 집진기의 배출구로 유동하기 전에 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 투입 파이프의 제1 단부를 결합하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 사이클론 어댑터는 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 사용 시에 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 더 포함하며, 출구 파이프는 상기 출구를 형성하고, 상기 방법은 출구 파이프의 제2 단부를 집진기의 배출구에 결합하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법은, 사이클론 챔버와 유체 연통하는 제1 단부 및 사이클론 챔버의 외부에 있는 출구 파이프의 부분과 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 우회 파이프를 제공하는 단계―적어도 하나의 우회 파이프는 우회 파이프의 가스 유동 임피던스를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브를 포함함―; 및 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들의 크기를 제어하기 위해 적어도 하나의 우회 파이프의 밸브를 선택적으로 구동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제1 양태와 관련하여 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 우회 파이프의 밸브를 선택적으로 구동시키는 단계는 사이클론 어댑터의 효율이 조절될 수 있게 한다.

출구 파이프가 사용되지 않는 실시예들에서, 그러한 우회 파이프의 제2 단부는 집진기의 배출구와 유체 연통한다.

밸브를 선택적으로 구동시키는 단계는, 배기 가스로부터 제거되는 고형물 입자의 크기와 관련된 집진기로부터 수집된 데이터에 기초하여 수행될 수 있다.

제1 양태와 관련하여 전술한 바와 같이, 사이클론 어댑터는 일체형 유닛으로서 제공될 수 있거나, 대안적으로 별개의 부분들로서 제공될 수 있다. 후자의 경우에, 사이클론 챔버, 적어도 하나의 투입 파이프 및 출구 파이프(사용되는 경우) 중 적어도 하나는 별개의 부분들로서 제공되며, 상기 방법은 사이클론 어댑터를 형성하기 위해 출구 파이프(사용되는 경우) 및 적어도 하나의 투입 파이프 중 적어도 하나를 사이클론 챔버에 결합하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 야금 프로세싱 플랜트를 위한 변형된 중력-기반 집진기가 제공되며, 집진기는 본 발명의 제1 양태에 따른 사이클론 어댑터의 사이클론 챔버가 내부에 위치된 내부 용적부를 가지며, 사이클론 어댑터의 적어도 하나의 투입 파이프는 집진기의 입구와 유체 연통하는 제1 단부를 갖는다. 사이클론 어댑터가 출구 파이프를 포함하는 실시예들에서, 출구 파이프의 제2 단부는 바람직하게는 집진기의 배출구에 결합된다.

제4 실시예에서, 야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기에 끼움장착하기 위한 사이클론 어댑터가 제공되며, 사이클론 어댑터는, 집진기의 입구에 부착 가능한 적어도 하나의 투입 파이프; 사이클론 챔버―사이클론 챔버는 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가짐―; 및 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 집진기의 출구에 부착 가능한 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 포함하며; 투입 파이프는, 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 집진기의 입구를 통해 수용하도록 적합화된 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터, 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제2 단부까지 연장되며; 제2 단부는 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 출구 파이프를 통해 유동하기 전에 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 배기 가스를 지향시키도록 배열되고; 사이클론 챔버는 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화된다.

제5 실시예에서, 야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기에 끼움장착하기 위한 사이클론 어댑터가 제공되며, 사이클론 어댑터는, 적어도 하나의 투입 파이프; 및 사이클론 챔버―사이클론 챔버는 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 사이클론 챔버는 사용 시에 집진기의 배출구와 유체 연통하는 출구를 포함함―;를 포함하며, 적어도 하나의 투입 파이프는, 사용 시에 집진기의 입구와 유체 연통하고 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 집진기의 입구로부터 수용하도록 적합화된 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터, 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제2 단부까지 연장되며; 제2 단부는, 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 출구를 통해 유동하기 전에 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 배기 가스를 지향시키도록 배열되고; 사이클론 챔버는 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화되며, 또한 적어도 하나의 투입 파이프는 집진기의 입구에 부착 가능하지 않고, 출구는 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 집진기의 배출구에 부착 가능한 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 포함하지 않는다.

이제, 본 발명은 하기의 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 당업계에 알려진 바와 같은 야금로 플랜트의 개략도이고;
도 2는 당업계에 알려진 바와 같은 중력-기반 집진기의 다이어그램이고;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 4는 종래의 집진기에 끼움장착된 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터의 최상부 부분의 절결도이고;
도 5a는 종래의 집진기에 끼움장착된 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 5b는 종래의 집진기에 끼움장착된 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 7은 종래의 집진기에 끼움장착된 본 발명의 제3 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 8은 종래의 집진기에 끼움장착된 본 발명의 제4 실시예에 따른 사이클론 어댑터를 도시하고;
도 9는 본 발명에 따른 사이클론 어댑터의 사이클론 챔버의 하부측의 확대도를 도시하고;
도 10은 제1 또는 제2 실시예들의 사이클론 어댑터를 기존의 집진기에 끼움장착하는 방법의 흐름도이고;
도 11은 제3 내지 제4 실시예들의 사이클론 어댑터를 기존의 집진기에 끼움장착하는 방법의 흐름도이며;
도 12는 밀봉 부재를 도시하는 평면도이다.

설명의 용이성을 위해, 도면들 및 하기의 설명에서의 사이클론 어댑터는 각각 출구 파이프를 포함하는 것으로 예시되어 있다. 그러나, 상기에 개설된 바와 같은 다른 실시예들에서, 사이클론 어댑터는 출구 파이프를 포함하지 않을 수 있고, 대신에 사이클론 챔버는 집진기의 배출구와 유체 연통하는 출구를 포함할 수 있다.

하기의 설명은 제철 용광로 플랜트를 위한 가스 세정 시스템에서 오프-가스를 처리하는데 사용되는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 임의의 야금 프로세싱 플랜트 환경에서 사용될 수 있다.

도 1은 용광로 플랜트(10)의 개략도이다. 플랜트(10)는 당업계에 알려진 바와 같이 철광석이 제조되는 용광로(1)를 포함한다. 용광로(1)의 상부 부분(1a)은 포괄적으로 3으로 도시된 오프-가스 시스템(off-gas system)에 결합된다. 용광로 프로세스에 의해 생성된 오프-가스는 오프-가스 시스템(3)을 통해 다운커머(5) 내로 유동한다. 다운커머는 일반적으로 수평에 대해 소정 각도(θ), 전형적으로 40° 내지 55°로 지향된다.

다운커머(5)는 포괄적으로 20으로 도시된 가스 세정 시스템에 오프-가스를 도입한다. 보다 구체적으로는, 다운커머(5)는 가스 세정 시스템(20)의 예비 세정 단계로서 작용하는 중력-기반 집진기(100)에 결합되고, 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 오프-가스로부터의 분진 입자들은 집진기 내에서 제거되고, 오프-가스는 출구(107)를 통해 집진기를 빠져나가고, 추가 처리를 위해 습식 스크러버(1000)(이는 대안적으로 전기 집진기 또는 건식 필터일 수 있음) 내로 유동한다.

도 2는 당업계에 알려진 바와 같은 종래의 중력-기반 집진기(100)를 예시하고 있다. 집진기(100)는 실질적으로 원통형 메인 부분(101a) 및 최상부 부분(101b)을 갖는 중공형 분리 챔버(101)를 포함하고, 최상부 부분(101b)은 원형 개구(102)가 최상부 부분(101b)의 상측 영역에 규정되도록 절두원추형 기하 형상을 가지며, 분리 챔버(101)를 통해 수직으로 배향된 입구 파이프(104)가 연장된다. 원통형 메인 부분(101a)은 중심 주축(115)을 가지며, 최상부 부분(101b), 원형 개구(102), 및 집진기에 공급하는 입구 파이프(104)는 모두 중심 주축(115)에 대해 동축을 이룬다.

입구 파이프(104)는 분리 챔버(101) 외부에 있고 원형 개구(102)로부터 선택적인 격리 밸브(120)까지 상향으로 연장되는 원통형 부분(104a)을 갖는다. 입구 파이프(104)는 또한 개구(102)로부터 분리 챔버(101) 내로 하향으로 연장되는 트럼펫 섹션(trumpet section)(104b)을 포함하고, 트럼펫 섹션(104b)은 분리 챔버(101)의 메인 부분(101a) 내에 위치결정된 입구 파이프의 개구(105)의 둘레부가 개구(102)의 둘레부보다 크도록 절두원추형 방식으로 외측으로 발산한다.

다운커머(5)는 입구 파이프(104)의 외부 원통형 부분(104a)에 결합되어, 오프-가스가 다운커머(5)를 통해 입구 파이프(104) 내로, 트럼펫 섹션(104b)을 통해 그리고 입구 파이프 개구(105)를 통해 분리 챔버(101) 내로 유동하게 한다.

분리 챔버(101)의 하측 단부에는 그의 가장 폭이 넓은 직경의 최상측부(uppermost)를 갖는 깔때기 형상을 가지는 수집 호퍼(collection hopper)(106)가 결합된다. 폐쇄 가능한 분진 배출 포트(110)가 수집 호퍼의 저부에 제공된다. 수집 호퍼(106) 및 분진 배출 포트(110)는 중심 주축(115)을 중심으로 중심설정된다.

분리 챔버(101)의 최상부 부분(101b)의 측벽에는 배출구 가스 파이프(107)가 위치결정된다.

사용 시에, 분진 입자들을 포함하는 용광로로부터의 오프-가스는 다운커머(5)를 따라, 그리고 입구 파이프(104)를 통해 분리 챔버(101) 내로 유동한다. 따라서, 오프-가스는 분리 챔버(101)에 대해 축방향으로 도입된다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 분리 챔버(101)의 메인 부분(101a)의 직경은 입구 파이프(104) 및 입구 파이프 개구(105)의 직경보다 훨씬 크다. 따라서, 오프-가스는 입구 파이프(104)로부터 분리 챔버(101) 내로 유동할 때 상당한 속도 감소를 겪는다. 또한, 배출구 가스 파이프(107)가 분리 챔버(101)의 최상부 부분(101b)에 위치결정되므로, 오프-가스 유동은 분리 챔버의 저부에서 그의 유동 방향을 역전하도록 강제되어, 배출구 파이프(107)를 통해 집진기 외부로 유동할 수 있다. 속도의 감소 및 유동 방향의 변화는 분진 입자들이 중력으로 인해 오프-가스로부터 분리되고 수집 호퍼(106)에 수집된다는 것을 의미한다.

규칙적인 간격들로, 또는 수집 호퍼(106)가 가득 찬 경우, 분진 배출 포트(110)가 개방되고 수집된 분진은 2차 용기(150), 전형적으로 화차(goods wagon) 내로 중력하에서 낙하된다. 많은 경우들에서, 수집된 분진은 다시 용광로 내로 재활용될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터(200)가 도 3에 도시되어 있다. 사이클론 어댑터(200)는 전술한 집진기(100)와 같은 기존의 집진기 내에 설치되도록 설계된다. 사이클론 어댑터(200)를 집진기에 "개장하는(retro-fit)" 능력은 용광로 플랜트에 대한 설치 지장을 최소화하면서 집진기의 작동 모드를 중력-기반으로부터 사이클론-기반으로 변경시킨다. 이제, 제1 실시예에 따른 사이클론 어댑터(200)가 설명될 것이다.

사이클론 어댑터(200)는 종래의 중력-기반 집진기의 입구 파이프(104)에 부착하기 위한 부착 부재(201)를 유닛의 상측 단부에 포함한다. 도 4에 명확하게 도시된 바와 같이, 부착 부재(201)는 실질적으로 원형인 기하 형상을 가지며, 끼움장착 시에 부착 부재가 각각 제1 및 제2 투입 파이프들(203 및 204)의 2 개의 이격된 직사각형 입구 개구들(203a 및 204a)로부터 이격되어 있는 입구 파이프(104)를 실질적으로 밀봉하도록 입구 파이프(104)의 직경과 일치하는 직경을 갖는다. 다시 말해서, 부착 부재(201)가 끼움장착되는 경우, 집진기(100)의 입구 파이프(104)를 통해 유동하는 오프-가스는 부착 부재(201)에 의해 제1 및 제2 투입 파이프들(203, 204) 내로 지향된다. 전형적으로, 부착은 용접을 사용하여 달성된다. 따라서, 부착 부재(201)는 입구 파이프(104)의 내부에 끼움장착되고 필릿 용접(fillet weld)으로 연결되거나, 대체하는 원래의 트럼펫부(도 1에서 103으로 도시됨)와 유사한 방식으로 입구 파이프(104)에 맞대기 용접(butt weld)으로 부착될 수 있다.

사이클론 어댑터(200)를 입구 파이프(104)에 끼움장착할 때, 트럼펫 섹션(104b)은 바람직하게는, 부착 부재(201)가 입구 파이프(104)의 원통형 부분(104a)에 결합되도록 제거된다. 이러한 경우, 부착 부재(201)의 직경은 입구 파이프(104)의 원통형 부분(104a)의 직경과 동일하다. 그러나, 일부 시나리오들에서, 사이클론 어댑터(200)가 트럼펫 섹션(104b)에 부착될 수 있고, 이 경우에 부착 부재의 직경이 개구(105)의 직경과 일치하는 것이 구상된다.

제1 및 제2 투입 파이프들(203, 204)은 그들의 입구 개구들(203a, 204a)로부터 중공형 사이클론 챔버(205) 내의 출구 개구들까지 연장된다. 사이클론 챔버(205)는 실질적으로 원통형 부분(205a)을 포함하며, 이 원통형 부분 내에는 제1 및 제2 투입 파이프들의 출구 개구들이 위치되고 유체 연통하여 있다. 제1 투입 파이프(203)의 출구 개구(203b)가 도 4에 도시되어 있다(제2 투입 파이프의 출구 개구는 가려져 있음). 도 3에 도시된 바와 같이, 사이클론 챔버(205)는 원통형 부분(205a)의 하측 단부에 부착되고 원통형 부분(205a)과 동축인 깔때기형 부분(205b)을 더 포함한다. 사이클론 챔버의 직경은 깔때기형 부분의 길이를 따라 점진적으로 감소하여 깔때기형 부분(205b)의 하측 단부에 개구(206)를 규정한다. 사이클론 챔버는 부착 부재(201)에 근접한 최상부 단부에서 밀봉된다. 사이클론 챔버(205)의 벽은 도 4에서 240으로 도시된 만곡된 내측 표면을 갖는다. 투입 파이프들의 출구 개구들은 사이클론 챔버(205) 내의 가스의 사이클론 유동을 방해하지 않도록 내측 표면(240)과 동일 평면상에 있다.

원추 형태를 갖는 사이클론 셰더(cyclone shedder)(209)는 원형 개구(206) 내의 중앙에 위치결정되고, 깔때기형 부분(205b)의 측벽들 및 사이클론 셰더(209) 사이의 깔때기형 부분의 하부에 환형 개구(206)를 규정하도록 지지된다(지지체들은 도시되지 않음). 사이클론 셰더는 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

사이클론 챔버의 원통형 부분(205a)의 직경은 그것이 끼움장착되어야 하는 집진기의 사양들에 기초하여 선택되지만, 이는 전형적으로 약 4 내지 5 m이다. 전형적인 중력-기반 집진기의 직경은 8 내지 15 m의 범위이다.

사이클론 챔버(205), 부착 부재(201) 및 사이클론 셰더(209)는 사이클론 챔버(205)의 주축(220)을 중심으로 동축을 이룬다.

도 4는 종래의 중력-기반 집진기(100) 내에 끼움장착될 때의 사이클론 어댑터(200)의 상부 부분의 절결도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사이클론 어댑터(200)는 집진기의 기존의 배출구 파이프(107)에 결합되는 출구 파이프(211)를 더 포함한다. 사이클론 어댑터(200)의 출구 파이프(211)는 결합 부재(212)에 의해 배출구 파이프에 부착된다. 결합 부재(212)는 출구 파이프(211)의 보어 직경과 기존의 배출구 파이프(107)의 (전형적으로 보다 큰) 보어 직경 사이에서 부드럽게 전이하도록 테이퍼형 섹션(tapering section)을 포함할 수 있다. 제1 단부(211a)를 갖는 출구 파이프의 제1 부분(2110)은 사이클론 챔버(205) 내에 수납되며, 원통형이고 사이클론 챔버(205)와 실질적으로 동축을 이루어, 출구 파이프의 제1 부분(2110)의 외측 표면과 사이클론 챔버(205)의 내측 표면(240) 사이에 환형 영역(210)을 규정한다. 출구 파이프는 사이클론 챔버(205) 내의 제1 단부(211a)로부터 사이클론 챔버의 최상부를 통해 결합 부재(212)까지 연장되고, 여기서 출구 파이프의 제2 단부는 결합 부재(212)에 의해 집진기의 배출구 파이프(107)에 부착된다.

설명된 실시예에서, 출구 파이프(211)는 집진기(100)의 외벽을 통해 연장되고, 집진기의 내부 용적부 외부에 있는 배출구 파이프(107)에 부착된다(도 5 참조). 그러나, 출구 파이프(211)는 집진기의 내부 용적부 내에서 배출구 파이프(107)에 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 실제로, 출구 파이프(211)는 배출구 파이프가 집진기의 내부 용적부 내에 존재하는 경우에 집진기의 내부 용적부 내에서 배출구 파이프(107)에 연결될 수 있으며, 이것은 물리적으로 달성될 수 있다. 일반적으로, 집진기의 기존의 배출구는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 집진기의 상측 원추형 섹션을 관통할 것이다. 연결의 실제 상세사항 및 덕트 직경들의 변경 가능성은 각각의 집진기가 상이할 것이므로 경우에 따라 실행될 것이다.

출구 파이프(211)는 전형적으로 1 m 내지 2 m 범위의 직경을 갖는다.

출구 파이프(211)는 사이클론 챔버(205) 내에서 하방으로 연장되어, 제1 단부(211a)가 제1 및 제2 투입 파이프들의 출구 개구들 아래에 위치결정되어, 제1 및 제2 투입 파이프들을 통해 사이클론 챔버 내로 유동하는 가스가 출구 파이프(211) 내로 직접 유동하지 않게 한다.

대안적인 실시예들에서, 출구 파이프(211)는 존재하지 않고, 사이클론 챔버(205)는 사이클론 챔버의 최상부 부분(예를 들어, 출구 파이프(211)가 도 5의 관점에서 사이클론 챔버와 만나는 곳)에 출구 오리피스(exit orifice)를 포함한다. 그러한 출구 오리피스는 고형물 입자들이 제거된 사이클론 챔버로부터의 가스가 사이클론 챔버로부터 집진기의 배출구로 유동할 수 있게 한다.

제1 및 제2 투입 파이프들은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 만곡된 섹션(포괄적으로 215로 도시됨)을 가져서, 사이클론 챔버(205)에 대해 축방향으로 각각의 입구 개구들(203a, 204a) 내로 유동하는 오프-가스가 사이클론 챔버(205)의 원통형 부분(205a)의 내측 표면(240)에 주로 접선방향인 방향으로 재지향되어 투입 파이프들(203, 204)을 빠져나간다. 다시 말해서, 오프-가스는, 접선방향 및 반경방향 성분들의 면에서 규정되는 경우에 주로 접선방향 성분으로 구성되고, 수평방향 및 수직방향 성분들의 면에서 규정되는 경우에 (즉, 사이클론 챔버의 주축(220)에 수직인 평면에서) 주로 수평방향 성분으로 구성되는 방향 벡터로 사이클론 챔버의 원통형 부분(205a)에 진입한다.

제1 및 제2 투입 파이프들(203, 204)의 출구 개구들은 사이클론 챔버(205)의 내측 표면(240)에 인접하게(즉, 사이클론 챔버의 반경과 실질적으로 동일한 반경방향 포지션들에) 위치결정된다. 이것은, 사이클론 챔버(205)로 진입하는 오프-가스가 사이클론 챔버 내에 사이클론 유동을 발생시키도록 최대의 각 운동량 발생을 위해 사이클론 챔버(205)의 내측 표면(240)에 가능한 한 근접하는 것을 보장한다. 가스의 입구 속도는 전형적으로 15 m/s보다 크고, 출구 속도는 전형적으로 25 m/s보다 작다.

바람직한 실시예에서, 투입 파이프들의 출구 개구들은 수평면에 대해 약간 하향으로 경사지고, 보다 구체적으로는 사이클론 챔버의 주축(220)에 평행한 법선을 갖는 평면에 대해 하향으로 경사져서, 중력하에서 사이클론 챔버를 통해 깔때기형 부분(205b)을 향해 하향으로 유동하는 사이클론 유동을 발생시키는 것을 돕는다. 그러나, 상기에서 논의된 바와 같이, 투입 파이프들의 출구 개구들이 약간 경사지는 경우에도, 오프-가스는, 주로 접선방향이고, 수평방향 및 수직방향 성분들의 면에서 규정되는 경우, 주로 수평방향 성분으로 구성되는 방향 벡터로 사이클론 챔버(205)로 여전히 진입한다.

상기에서 논의된 바와 같이, 투입 파이프들(203, 204)의 입구 개구들(203a, 204a)은 직사각형 단면을 갖는다. 이러한 직사각형 단면 기하 형상은 투입 파이프들(203, 204)의 길이를 따라 유지되어, 출력 개구들도 또한 직사각형 기하 형상을 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 투입 파이프(203)의 출구 개구(203b)는 출구 개구의 긴 에지가 사이클론 챔버(205)의 주축(220)을 따라 지향되는 직사각형 기하 형상을 갖는다. 이것은 다양한 방식들에서 유익하다. 첫째로, 사이클론 챔버(205)의 길이를 따라 그러한 "긴" 종횡비를 갖는 것은, 사이클론 챔버(205)로 진입하는 많은 오프-가스가 가능한 한 사이클론 챔버(205)의 내측 표면(240)에 근접하게 위치결정되어, 가스 유동의 각 운동량을 증가시키고 효율적인 사이클론 발생을 허용한다는 것을 의미한다. 두 번째 이점은 직사각형 기하 형상이 가스 유동 내의 입자 크기의 필터링을 돕는다는 것이며, 이는 하기에서 설명될 것이다.

현재 설명된 실시예의 투입 파이프들의 단면 기하 형상은 직사각형이지만, 당업자라면, 다른 투입 파이프 단면 기하 형상들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 투입 파이프(203) 및 제2 투입 파이프(204)의 출구 개구들은 실질적으로 반대 방향으로 지향되고, 사이클론 챔버(205)의 직경과 실질적으로 동일한 거리만큼 측방향으로 이격되어 있다. 이러한 배열은 사이클론 챔버 내에 효율적인 사이클론 가스 유동을 생성하는 것을 돕는다. 그러나, 단일 파이프 또는 3 개 이상의 투입 파이프들과 같은 다른 투입 파이프 배열들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 5a는 종래의 집진기 내에 설치된 사이클론 어댑터(200)를 도시하고 있다. 설명된 바와 같이, 본 발명의 특별한 이점은 사이클론 어댑터가 기존의 집진기에 개장될 수 있고, 그에 따라 특정의 새로운 유닛을 부설할 필요없이 집진기의 효율을 크게 증가시킨다는 것이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 부착 부재(201)는 투입 파이프(104)에 부착되고(트럼펫 부분(104b)은 제거됨), 출구 파이프(211)는 집진기의 기존 배출구 파이프(107)에 결합된다. 사이클론 챔버(205)는 결합 부재(201)와 입구 파이프(104) 사이의 결합에 의해 지지되고, 집진기의 분리 챔버(101) 내의 자유 공간에 현수되어 있다.

작동 시에, 입자상 물질을 포함하는 용광로로부터의 오프-가스는 종래의 중력-기반 집진기에서와 같이 다운커머(5) 및 입구 파이프(104)를 따라 유동한다. 부착 부재(201)를 만났을 때, 가스 유동은 2 개의 스트림들로 분할되고, 하나의 스트림은 투입 파이프(203)를 통해 유동하고, 하나의 스트림은 투입 파이프(204)를 통해 유동한다. 가스를 사이클론 챔버(205)에 대해 축방향으로 유동하는 것으로부터 주로 접선방향으로 전환하는 것으로 인해, 사이클론 챔버 내에는 사이클론 유동이 발생된다.

전술한 출구 개구들의 하향 경사 및 중력에 의해 도움을 받는 경우, 사이클론 유동은 사이클론 챔버(205)를 통해 깔때기형 부분(205b)을 향해 하향으로 이동한다. 이러한 시간 동안, 가스 유동 내의 분진 입자들에 작용하는 원심력들은 입자들을 사이클론 챔버(205)의 내측 표면(240)을 향해 반경방향 외측으로 강제한다. 입자들이 내측 표면에 충돌하면, 입자들은 그들의 운동량을 상실하여 중력하에서 사이클론 챔버(205)의 내측 표면을 미끄러져 내려가서 환형 개구(206)를 통해 그리고 집진기의 기존 수집 호퍼(106) 내로 미끄러져 내려간다. 수집 호퍼(106) 내의 수집된 분진은 종래의 중력-기반 집진기와 동일한 방식으로 저장 및 프로세싱된다.

사이클론 챔버를 통해 하향으로 이동하는 사이클론 가스 유동은 사이클론 셰더(209)에 의해 상향으로 재지향되고, 사이클론 챔버(205)의 중심을 통해, 출구 파이프(211)의 제1 단부(211a)를 통해, 그리고 집진기의 기존의 배출구(107) 외부로 상향으로 이동한다. 출구 파이프를 통해 상향으로 이동하는 가스 유동은 사이클론 어댑터에 진입하는 가스 유동보다 실질적으로 더 적은 분진 입자들을 포함한다는 점에서 "청정"하다.

사이클론 챔버(205)의 길이(H)(및 따라서 도 5a에 도시된 바와 같이 사이클론 어댑터가 집진기 내에서 연장되는 범위)는 사이클론 셰더(209)의 사용을 통해 조절될 수 있다. 사이클론 가스 유동은 계속 감소하는 직경을 갖는 깔때기형 섹션을 따라 이동하는 경우, 그 자체가 다시 반사될 것이라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 사이클론 챔버(205)의 깔때기형 부분(205b)은 사이클론 유동을 (즉, 사이클론 셰더(209)보다는) 출구 파이프(211)를 향해 다시 반사시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 깔때기형 부분은 사이클론 유동을 만족스럽게 반사시키기 위해 큰 길이를 가져야 하고, 그에 따라 사이클론 챔버(205)의 전체 길이(H)를 증가시킬 것이다. 사이클론 챔버(205)의 전체 길이의 증가는 수집 호퍼(106)에 이용 가능한 저장 공간(도 5a에서 S로 도시됨)의 양을 감소시킬 것이다. 저장 공간의 양의 감소는 요구되는 배출 배치 작동들(discharge batch operations)의 빈도를 증가시키고, 분진 배출 시스템의 유지보수에 이용 가능한 시간을 단축시킨다. 따라서, 사이클론 셰더(209)를 사용하여 사이클론 유동을 반사시킴으로써, 사이클론 챔버(205)의 길이(H)가 감소되고, 이에 의해 수집 호퍼(106)의 저장 용량을 최대화한다. 이것은 분진 배출 시스템의 유지보수를 허용하면서 많은 시간 동안의 사이클론 시스템의 연속적인 작동을 가능하게 한다.

현재 설명된 실시예에서, 사이클론 셰더(209)는 사이클론 챔버의 하측 개구(206) 내에서 지지된다. 그러나, 사이클론 셰더는 대안적으로 기존의 집진기의 수집 호퍼(106) 내에서 지지될 수 있다.

사이클론 셰더의 정확한 크기 및 기하 형상과, 깔때기형 부분(205b)의 테이퍼(및 따라서 사이클론 챔버의 길이)는 사이클론 어댑터가 끼움장착되는 집진기의 사양들 및 관련 용광로 플랜트의 요구조건들에 따라 변화될 수 있다.

상기에서는 사이클론 챔버(205)가 실질적으로 원통형 부분(205a) 및 깔때기형 부분(205b)을 갖는 것으로 설명되었지만, 사이클론 챔버(205)가 대안적인 기하 형상들을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 사이클론 챔버는 그 길이를 따라 연속적으로 감소하는 둘레부를 갖는 연속적인 깔때기형 부재를 포함할 수 있다. 사이클론 챔버는 대안적으로 전술한 바와 같은 깔때기형 부분에 결합된 절두원추형 기하 형상을 갖는 상부 부분을 포함할 수 있다.

도 5b는 도 5a에 도시된 것과 유사한 제2 실시예를 도시하고 있지만, 여기서는 사이클론 어댑터가 기존의 집진기(100) 외부에 적어도 일부분을 각각 갖는 제1 투입 파이프(203) 및 제2 투입 파이프(204)를 포함한다. 제1 및 제2 투입 파이프들은 이전과 같이 부착 부재(201)(도시되지 않음)를 통해 투입 파이프(104)에 부착되고, 투입 파이프(104)로부터 사이클론 챔버(205)까지 연장된다. 투입 파이프들 둘 모두는 포괄적으로 215로 도시된 만곡된 섹션들을 가져서, 사이클론 챔버(205)에 대해 주로 축방향으로 투입 파이프들(203, 204) 내로 유동하는 오프-가스는 사이클론 챔버(205)의 원통형 부분(205a)의 내측 표면에 대해 주로 접선방향인 방향으로 재지향되어 투입 파이프들(203, 204)을 빠져나간다.

포괄적으로 99로 도시된 개구들은 기존의 집진기의 외벽들에 형성되어, 투입 파이프들이 집진기 외부에 적어도 일부분을 갖도록 형성될 수 있다. 도 5b에는, 투입 파이프들이 집진기(100)의 분리 챔버(101)의 메인 부분(101a) 및 최상부 부분(101b)을 통해 연장되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 투입 파이프들은 집진기의 특정 배열에 따라 집진기의 상이한 부분들을 통해 연장될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

투입 파이프들(203, 204)은 집진기 외부에 있는 파이프들의 부분들 상에 위치결정된 포괄적으로 2030, 2040으로 도시된 격리 밸브들을 포함할 수 있다. 이러한 격리 밸브들의 외부 위치결정은 파이프들의 접근 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다. 그러한 격리 밸브는 집진기의 격리 정도를 가변적으로 제어하기 위한 슬라이드형 밸브(slide-type valve)일 수 있지만, 다른 유형들의 밸브가 구상된다.

사이클론 분진 제거는 종래의 중력-기반 집진기의 효율보다 훨씬 더 큰 효율을 가지며, 사이클론 기술로 100%까지의 효율들이 달성될 수 있다. 상기에서 논의된 바와 같이, 종래의 중력-기반 집진기에서 수집된 분진은 용광로 내로 다시 재활용될 수 있다. 그러나, 불행하게도, 아연(이는 용광로 프로세스 내로 다시 재활용되는 것이 바람직하지 않음)은 사이클론 어댑터(200)로 인해 집진기 내에서 현재 필터링될 수 있는 직경 20 ㎛보다 더 작은 분진 입자들로 퍼져 있다. 아연-포함 입자들은 대신에 집진기 내에서 필터링되기보다는 가스 세정 시스템 내의 하류측(2차 세정) 장치 상으로 통과되는 것이 바람직하다.

따라서, 아연을 포함하는 분진 입자들을 필터링하지 않고, 대신에 이러한 분진 입자들이 출구 파이프(211)를 통해 가스 세정 시스템의 하류측 장치로 유동할 수 있도록, 사이클론 어댑터(200)의 효율을 "디레이팅(de-rating)"시키는 것이 바람직하다. 도 3, 도 5a 및 도 5b 모두는 사이클론 챔버(205)의 상부 부분으로부터 출구 파이프(211)(사이클론 챔버 외부에 있음)까지 직접 연장되어 사이클론 어댑터(200)의 효율이 선택적으로 감소될(전형적으로, 70% 내지 85%) 수 있게 하는 우회 파이프(bypass pipe)(260)를 예시하고 있다. 우회 파이프(260)는 투입 파이프들의 출구 개구들 위에 위치결정된다.

투입 파이프들(203, 204)을 통해 유동하는 오프-가스가 만곡된 섹션(215) 주위로 이동함에 따라, 가스 유동 내에 부유된 보다 큰 입자들은 투입 파이프의 저부로 이동하는 경향이 있는 반면, 보다 작은 입자들은 굴곡부들에 의해 영향을 덜 받아서 유동 내에 보다 균일하게 분포된 상태로 유지된다. 투입 파이프의 최상부 근처의 소정 비율의 보다 작은 입자들은 사이클론 챔버(205) 내의 사이클론 유동에 진입하기보다는 우회 파이프(260)로 지향되고, 이러한 방식으로 사이클론 어댑터(200)는 아연을 포함하는 보다 적은 입자들이 수집 호퍼(106) 내로 필터링되도록 선택적으로 디레이팅된다. 전술된 투입 파이프들의 출구 개구들의 수직 배향된 직사각형 단면들은 굴곡부들에 의해 영향을 덜 받는 보다 작은 입자들을 우회 파이프(260) 내로 직접 안내하는 이러한 안내에 도움을 준다.

도 3, 도 5a 및 도 5b에는 단지 하나의 우회 파이프(260)만이 예시되어 있지만, 분진 필터링의 요구조건들에 따라 사이클론 챔버(205)의 둘레부 주위에 복수의 우회 파이프들이 위치결정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 각각의 우회 파이프(260)는 밸브(262)를 포함할 수 있으며, 그에 따라 요망에 따라 밸브를 개방 및 폐쇄함으로써 분진 필터링의 효율이 조절될 수 있다. 밸브들은 분진 필터링의 효율을 미세 조절하기 위해 다양한 양들로 개방 또는 폐쇄 가능할 수 있다. 밸브들은 전형적으로 예를 들어, 작업자 또는 제어 소프트웨어에 의해 집진기 외부에서 제어되는 공압-구동식 고무 핀치형 밸브들(pneumatically-actuated rubber pinch-type valves)이다. 그러나, 다른 유형들의 밸브가 구상된다.

우회 파이프(들)는 본원에 설명된 실시예들 각각에 끼움장착될 수 있다.

도 3, 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이, 사이클론 어댑터(200)는 투입 파이프들의 최상부 부분에 위치결정되거나 부착 부재(201)와 통합된 격리 밸브(270)를 더 포함할 수 있다. 격리 밸브는, 예를 들어 유지보수 목적들을 위해 집진기가 용광로 플랜트의 나머지 부분으로부터 격리될 수 있게 한다. 그러한 격리 밸브는 집진기의 격리 정도를 가변적으로 제어하기 위한 슬라이드형 밸브일 수 있지만, 다른 유형들의 밸브가 구상된다.

바람직하게는, 부착 부재(201) 및 투입 파이프들(203, 204)의 내부는 알루미나 세라믹(또는 다른 예로서 지르코늄 코런덤(zirconium corundum))과 같은 내마모성 라이닝으로 라이닝 처리되거나, 금속/비금속 내마모성 플레이트들로 라이닝 처리될 수 있다. 이것은, 가스 유동 내의 보다 큰 입자들이 파이프들의 내벽들에 강제되는 파이프들의 굴곡 부분들(215)에서 특히 유익하다. 유사하게, 사이클론 챔버는 상이한 영역들에서 일어날 수 있는 마모의 정도에 따라 상이한 유형들의 재료들로 상이한 섹션들을 라이닝 처리하는 것이 가능한 상태로, 내마모성 재료들로 라이닝 처리될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 투입 파이프(203) 및 제2 투입 파이프(204)는 만곡된 섹션들(215)을 가져서, 사이클론 챔버(205)에 대해 축방향으로 각각의 입구 개구들(203a, 204a) 내로 유동하는 오프-가스는 사이클론 챔버(205)의 원통형 부분의 내측 표면(240)에 주로 접선방향인 방향으로 재지향되어 투입 파이프들을 빠져나간다. 또한, 출구 파이프(211)는 사이클론 챔버(205) 내에 사이클론 챔버(205)와 동축으로 위치결정된 제1 부분(2110)을 가지며, 기존의 집진기의 배출구와 협동하도록 가스 유동의 방향을 변화시키도록 형상화된다. 일반적으로, 사이클론 어댑터(200)는, 투입 파이프(들)가 기존의 집진기 내로 (전형적으로 집진기에 대해 실질적으로 축방향으로) 유동하는 오프-가스를 재지향시켜, 가스가 사이클론 챔버에 주로 접선방향으로 진입하게 하고, 출구 파이프가 출구 파이프에 진입하는 가스를 기존의 집진기의 기존의 배출구에 대응하는 방향으로 재지향시키도록 설계된다.

지금까지 도시된 실시예들에서, 제1 및 제2 투입 파이프(들) 각각은 입구 파이프(104)에 부착 가능한 제1 단부를 갖는다. 그러나, 다른 실시예들에서, 투입 파이프들은 하기에 설명되는 바와 같이 입구 파이프(104)에 직접 부착 가능하지 않다. 그러나, 투입 파이프들은 여전히 입구 파이프와 유체 연통하고 있다.

도 7은 사이클론 어댑터의 제3 실시예를 도시하고 있으며, 여기서 투입 파이프들(203, 204)이 입구 파이프(104)에 부착 가능하지 않고 따라서 입구 파이프(104)로부터 연장되지 않지만, 대신에 오프-가스가 분리 챔버의 최상부 부분(101b) 내로 직접 유동한다. 여기서, 사이클론 어댑터는 격리 부재 아래의 하우징의 내부 용적부를 오프-가스로부터 격리시키도록 하우징(101)의 내부 단면을 가로질러 연장되는 전형적으로 플레이트 형태의 밀봉 부재(290)를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 내부 챔버(포괄적으로 2000으로 도시됨)는 집진기(100) 내에 규정되고 입구(104)와 유체 연통한다.

사이클론 챔버(205)는 지지 구조물(도시되지 않음)에 의해 지지된다.

밀봉 부재(290)는 입구 파이프(104)로부터의 오프-가스가 챔버(2000)로부터 투입 파이프들(203, 204)을 통해 사이클론 챔버(205) 내로 유동할 수 있도록 각각의 투입 파이프(203, 204)와 연관된 적어도 하나의 오리피스(291)를 포함한다. 적어도 하나의 오리피스는 각각의 투입 파이프의 입구 개구와 실질적으로 정렬된다. 도 7의 배열에서, 3 개의 투입 파이프들이 존재한다.

사이클론 어댑터는 챔버(2000) 내에 분배 부재(280)를 더 포함할 수 있다. 분배 부재는 입구 파이프(104)로부터 밀봉 부재의 각각의 오리피스들을 통해 투입 파이프들(203, 204) 내로 오프-가스를 지향시키도록 형상화된다. 분배 부재(280)는 전형적으로 형상이 원추형이지만, 피라미드 기하 형상들과 같은 오프-가스의 유동을 전환시키는데 적합화된 다른 기하 형상들이 구상된다. 밀봉 부재(290) 및 분배 부재(280)는 단일 부재로서 형성될 수 있거나, 별개의 부분들일 수 있다. 분배 부재(280)는 전형적으로 투입 파이프(204)와 실질적으로 동축으로 위치결정되지만, 오프-가스를 가장 효율적인 방식으로 지향시키도록 위치결정될 수 있다.

도 12는 투입 파이프들과 연관된 오리피스들을 명확하게 예시하는 밀봉 부재(290)의 평면도를 예시하고 있다. 도 12의 예에는, 3 개의 각각의 투입 파이프들과 연관된 3 개의 오리피스들(291a, 291b 및 291c)이 있다. 분배 부재(280) 및 출구 파이프(211)도 또한 도시되어 있다.

도 8은 사이클론 어댑터의 제4 실시예를 예시하고 있다. 이러한 실시예에서, 입구 파이프(104)에 부착 가능한 투입 파이프들 대신에, 투입 파이프들(203, 204)은 집진기의 분리 챔버의 최상부 부분(101b)에 형성된 개구들(99로 도시됨)에 부착된다. 여기서, 사이클론 어댑터는 기존의 집진기의 분리 챔버 내부 및 투입 파이프들(203, 204)의 입구 개구들(203a, 204a) 아래에 위치결정된 밀봉 부재(290)를 더 포함한다. 밀봉 부재는 오프-가스로부터 입구 파이프(104)에 대해 분리 챔버의 원위 부분을 밀봉하도록 하우징의 내부 단면 영역을 가로질러 연장된다. 이러한 방식으로, 밀봉 부재(290)는 도 7에서 상기에 개설된 것과 동일한 방식으로 내부 챔버(2000)를 형성한다. 이러한 방식으로, 오프-가스만이 투입 파이프들(203, 204)을 통해 사이클론 챔버(205)에 진입한다.

밀봉 부재(290)는 입구 파이프(104)로부터 유동하는 오프-가스를 투입 파이프들(203, 204)로 전환시키도록 형상화되고, 그래서 또한 분배 부재로서 작용한다. 도 8의 예에서, 밀봉 부재(290)는 오프-가스를 투입 파이프들 내로 분배하기 위해 2 개의 경사면들(angled facets)(251, 252)을 포함하지만, 이러한 기능을 수행할 수 있는 다른 형상들이 구상된다.

투입 파이프들(203, 204)은 도 5b와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이 격리 밸브들(2030, 2040)을 포함할 수 있다.

모든 실시예들에서, 출구 파이프(211)는 선택적으로 그 벽들에 복수의 오리피스들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 사이클론 챔버(205) 내에 위치결정된 출구 파이프의 제1 부분(2110)은 상기 복수의 오리피스들을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 예에서, 제1 부분(2110)은 메인 원통형 섹션(2111) 및 출구 파이프의 제1 단부(211a)에서 1차 개구(2113)를 규정하는 테이퍼형 섹션(2112)을 포함한다. 복수의 오리피스들(포괄적으로 2115로 도시됨)이 없는 경우, 오프-가스는 출구 파이프의 제1 단부(211a)에서 1차 개구(2113)를 통해 사이클론 챔버를 빠져나갈 것이다.

그러나, 출구 파이프가 그러한 복수의 오리피스들(2115)을 포함하는 실시예들에서, 사이클론 챔버(205)에 진입하는 오프-가스의 일부(일반적으로 챔버 벽에서 분진 입자들을 포함하지 않는 가스)는 초기에 사이클론 유동을 형성하기보다는 사이클론 챔버(205)의 본체를 우회할 수 있다. 따라서, 오프-가스의 일부가 초기에 오리피스들을 통해 출구 파이프 내로 직접 우회될 수 있게 함으로써, 사이클론 챔버(205)의 크기는 오프-가스가 사이클론 유동에 지지되는 것이 덜 요구되므로 유리하게 감소될 수 있다.

도 9는 사이클론 챔버 내에 위치결정된 출구 파이프의 제1 부분의 실질적으로 전체를 덮도록 위치된 오리피스들을 예시하고 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 오리피스들은 출구 파이프의 일부만을 덮을 수 있다. 도 9에서, 오리피스들은 복수의 동심 링들로 형성되지만, 나선형 패턴과 같은 다른 패턴들이 사용될 수 있다.

오리피스들은 100 내지 500 ㎜의 범위, 바람직하게는 200 ㎜의 크기(예를 들어, 직경)를 가질 수 있다.

도 9에서, 출구 파이프는 메인 원통형 섹션 및 테이퍼형 부분을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 출구 파이프는, 예를 들어 테이퍼형 부분이 아니라, 다른 기하 형상들을 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 사이클론 어댑터(200)는 부착 부재(201), 제1 및 제2 투입 파이프들(203, 204), 사이클론 챔버(205), 사이클론 셰더(209), 출구 파이프(211), 우회 파이프들(260), 밀봉 부재(290) 및 분배 부재(280)를 포함하는 복수의 상이한 부분들을 포함할 수 있다. 이들은 모듈 구조를 용이하게 하는 단일 유닛 또는 복수의 개별 구성요소들로서 일체로 형성될 수 있다. 일체로 형성된 단일 유닛의 경우, 사이클론 어댑터는 (예를 들어, 전술한 바와 같이 투입 및 출구 파이프들을 통한 가스의 요구되는 재지향과 함께) 그것이 끼움장착되는 집진기의 사양들에 따라 설계될 것이다. 예를 들어, 제1 또는 제2 실시예들의 사이클론 어댑터의 부착 부재(201)는 집진기의 입구 파이프와 결합되고, 사이클론 어댑터(200)의 출구 파이프(211)는 집진기의 배출구에 결합될 것이다. 사이클론 어댑터를 기존의 집진기(100)의 최상부 부분에 끼움장착하기 위해서는, 사이클론 어댑터의 설치를 용이하게 하도록 일시적으로 제거될 것이다.

사이클론 어댑터(200)가 다수의 별개 부분들을 포함하는 경우에, 이 부분들은 구성요소들을 함께 끼움장착하는 것을 돕기 위해 플랜지들(flanges)을 포함할 수 있다. 그러한 플랜지들의 예들이 도 6에 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 투입 파이프들(203, 204)은 부착 부재에 결합하기 위한 플랜지(291)를 포함하는 단일 유닛으로 형성될 수 있다. 출구 파이프(211)는 집진기의 배출구에 결합하기 위해 사이클론 챔버에 대해 원위 단부에 플랜지(292)를 포함할 수 있다. 출구 파이프는 출구 파이프를 사이클론 챔버의 최상부에 결합하기 위해 사이클론 챔버에 대해 근위 단부에 플랜지(293)를 포함할 수 있다. 투입 파이프들의 각각의 출구 개구는 사이클론 챔버의 측벽에 접선방향으로 결합하기 위한 플랜지(294)를 포함할 수 있다. 플랜지들의 다른 예들이 도 5b에 295로 도시되어 있으며, 이들은 투입 파이프들이 집진기 외부의 부분을 포함하는 경우에 투입 파이프들의 설치를 돕는다.

사이클론 어댑터(200)를 구성하기 위한 별개의 구성요소 부분들의 모듈 결합은 종래의 집진기 내의 사이클론 어댑터의 보다 용이한 설치를 허용할 수 있다.

도 10은 사이클론 어댑터의 투입 파이프(들)가 집진기의 입구에 부착 가능한 본 발명의 실시예에 따른 야금로로부터의 오프-가스로부터 입자상 물질을 제거하는 단계들을 예시하는 흐름도이다.

단계(701)에서, 사이클론 어댑터가 도 3 내지 도 6을 참조하여 전술한 사이클론 어댑터와 같은 설치 장소(installation site)에 제공된다. 이것은 설치 장소 및 사이클론 어댑터가 끼움장착될 기존의 집진기에 따른 구성을 필요로 하는 일체로 형성된 유닛 또는 일련의 별개 부분들일 수 있다. 예를 들어, 설치 장소가 집진기 주위에 충분한 공간을 제공하는 경우, 집진기의 최상부를 제거하고 일체로 형성된 사이클론 어댑터를 설치하는 것이 가능할 수 있다. 보다 제한된 시나리오에서, 사이클론 어댑터가 섹션들로 설치되는 모듈 구조의 사이클론 어댑터가 요구될 수 있다. 보다 전형적으로, 다운커머의 포지션으로 인해, 집진기의 측면의 섹션을 제거함으로써 집진기의 내부에 접근하는 것이 바람직하다.

단계(702)에서, 기존의 집진기의 기존의 입구 파이프의 트럼펫 부분이 제거되어 사이클론 어댑터의 부착 부재가 입구 파이프의 원통형 부분에 결합될 수 있게 한다. 그러나, 기존의 집진기의 사양들에 따라, 사이클론 어댑터를 집진기에 결합하기 위한 보다 적합한 위치가 이용 가능할 수 있다.

단계(703)에서, 사이클론 어댑터의 부착 부재가, 전형적으로 용접 조인트를 형성함으로써, 기존의 집진기의 입구 파이프에 결합된다. 투입 파이프들의 적어도 일부분이 집진기의 외부에 있도록 투입 파이프들이 적합화되는 경우, 투입 파이프들의 경로를 수용하도록 적절한 개구들이 집진기의 하우징에 형성된다.

단계(704)에서, 사이클론 어댑터의 출구 파이프가, 역시 전형적으로 용접을 사용하여, 기존의 집진기의 배출구 파이프에 결합된다. 또한, 사용중일 때 사이클론 어댑터의 바람직하지 않은 발진 또는 진동을 방지하기 위해 사이클론 어댑터와 집진기 벽들 사이에, 다수의 수평 브레이싱 스트럿들(bracing struts) 또는 타이들(ties)이 볼트 체결 또는 용접에 의해 설치될 수 있다.

단계(705)에서, 밸브(들) 또는 블랭킹 플레이트(들)(blanking plate(s)) 또는 조정 가능한 오리피스를 포함하는 우회 덕트 또는 다수의 우회 덕트들을 결합하여, 사이클론 챔버(205)의 상측 섹션의 분진이 출구 파이프(211)로 직접 보내지도록 하는 우회 경로를 생성함으로써 사이클론 어댑터의 효율이 조정된다. 이것은 사이클론 어댑터의 분리 효율이 원하는 분리 효율을 달성하도록 조절/조정될 수 있게 한다.

최종적으로, 단계(706)에서, 시스템은 작동 상태로 배치되고, 야금로로부터의 오프-가스는 기존의 집진기의 경우와 같이 기존의 다운커머 및 입구 파이프를 통해 사이클론 어댑터 내로 도입된다.

단계들(703 및 704)은 사이클론 어댑터가 기존의 집진기 내에 성공적으로 설치되도록 반대 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 11은 사이클론 어댑터의 투입 파이프(들)가 집진기의 입구에 부착 가능하지 않은 본 발명의 실시예에 따른 야금로로부터의 오프-가스로부터 입자상 물질을 제거하는 단계들을 나타내는 흐름도이다.

단계(801)에서, 사이클론 어댑터가 도 7 및 도 8을 참조하여 전술한 사이클론 어댑터와 같은 설치 장소에 제공된다. 이것은 설치 장소 및 사이클론 어댑터가 끼움장착될 기존의 집진기에 따른 구성을 필요로 하는 일체로 형성된 유닛 또는 일련의 별개 부분들일 수 있다. 예를 들어, 설치 장소가 집진기 주위에 충분한 공간을 제공하는 경우, 집진기의 최상부를 제거하고 일체로 형성된 사이클론 어댑터를 설치하는 것이 가능할 수 있다. 보다 제한된 시나리오에서, 사이클론 어댑터가 섹션들로 설치되는 모듈 구조의 사이클론 어댑터가 요구될 수 있다. 보다 전형적으로, 다운커머의 포지션으로 인해, 집진기의 측면의 일 섹션을 제거함으로써 집진기의 내부에 접근하는 것이 바람직하다.

단계(802)에서, 기존의 집진기의 기존의 입구 파이프의 트럼펫 부분이 제거되어, 특히 내부 챔버가 형성될 수 있도록 집진기의 내부 용적부 내의 사용 가능한 공간의 양을 증가시킨다.

단계(803)에서, 내부 챔버를 형성하도록 집진기의 내부 용적부 내에 밀봉 부재가 설치된다. 밀봉 부재는 전형적으로 밀봉 부재와 집진기의 내벽 사이에 용접 조인트를 형성함으로써 설치된다.

단계(804)에서, 분배 부재가 설치된다. 이것은 예를 들어 용접 조인트에 의해 밀봉 부재에 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 밀봉 부재 및 분배 부재는 일체형 부재일 수 있다.

단계(805)에서, 사이클론 챔버가 설치된다. 사이클론 챔버를 지지하고 사용중일 때 사이클론 어댑터의 바람직하지 않은 발진 또는 진동을 방지하기 위해 사이클론 챔버와 집진기 벽들 사이에, 다수의 수평 브레이싱 스트럿들 또는 타이들이 볼트 체결 또는 용접에 의해 설치될 수 있다.

단계(806)에서, 투입 파이프들은 밀봉 플레이트에 의해 규정된 내부 챔버와 사이클론 챔버 사이에서 연장되고 이들과 유체 연통하도록 설치된다. 이들은 (도 7에 도시된 바와 같이) 밀봉 부재에 부착될 수 있거나, 도 8에 도시된 바와 같이 집진기의 하우징에 적절하게 형성된 개구들에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀봉 부재, 사이클론 챔버 및 투입 파이프들 중 적어도 2 개는 일체형 부재로서 형성될 수 있다.

단계(807)에서, 사이클론 어댑터의 출구 파이프가, 역시 전형적으로 용접을 사용하여, 기존의 집진기의 배출구 파이프에 결합된다.

단계(808)에서, 밸브(들) 또는 블랭킹 플레이트(들) 또는 조정 가능한 오리피스를 포함하는 우회 덕트 또는 다수의 우회 덕트들을 결합하여, 사이클론 챔버(205)의 상측 섹션의 분진이 출구 파이프(211)로 직접 보내지도록 하는 우회 경로를 생성함으로써 사이클론 어댑터의 효율이 조정된다. 이것은 사이클론 어댑터의 분리 효율이 원하는 분리 효율을 달성하도록 조절/조정될 수 있게 한다.

마지막으로, 단계(809)에서, 시스템은 작동 상태로 배치되고, 야금로로부터의 오프-가스는 기존의 집진기의 경우와 같이 기존의 다운커머 및 입구 파이프를 통해 사이클론 어댑터 내로 도입된다.

단계들(803 내지 806)은 사이클론 어댑터가 기존의 집진기 내에 성공적으로 설치되도록 상이한 순서 또는 동시에 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 10 및 도 11에 기술된 방법들은, 그에 따라, 사이클론 어댑터가 출구 파이프를 포함하지 않는(예를 들어, 출구 파이프를 설치하는 단계를 생략함) 변형예들에 적합화될 수 있다.

사이클론 어댑터는 사이클론 챔버가 기존의 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 설치되고, 전형적으로 사이클론 챔버 내의 사이클론 가스 유동으로부터 제거된 분진 입자들이 기존의 수집 호퍼에 수집되도록 위치결정된다. 전형적으로, 사이클론 어댑터의 출구 파이프는 집진기의 외벽을 통해 연장되고, 집진기의 외부에 있는 기존의 배출구와 결합된다. 그러나, 출구 파이프는, 예를 들어 기존의 집진기 주위의 제한된 작업 공간을 갖는 노 플랜트 환경에서, 집진기의 내부 용적부 내의 기존의 배출구에 결합될 수 있다.

전술한 실시예들 각각에서, 단일 투입 파이프 또는 2 개 초과의 투입 파이프들이 사용될 수 있는 것이 구상된다.

Claims

야금 프로세싱 플랜트(metallurgical processing plant)용 중력-기반 집진기(gravity-based dustcatcher)에 끼움장착하기 위한, 사이클론 어댑터로서,
적어도 하나의 투입 파이프(input pipe); 및
사이클론 챔버(cyclone chamber)를 포함하며, 상기 사이클론 챔버는 상기 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 상기 사이클론 챔버는 사용 시에 상기 집진기의 배출구(outlet)와 유체 연통하는 출구(exit)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 투입 파이프는, 사용 시에 상기 집진기의 입구와 유체 연통하고 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 상기 집진기의 입구로부터 수용하도록 적합화된 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터, 상기 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제2 단부까지 연장되며;
상기 제2 단부는, 상기 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하여 상기 출구를 통해 유동하기 전에 상기 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 상기 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 상기 배기 가스를 지향시키도록 배열되고;
상기 사이클론 챔버는 상기 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화되는,
사이클론 어댑터.
제1 항에 있어서,
상기 사이클론 어댑터는 단일 사이클론 챔버를 포함하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버는 상기 집진기의 입구와 실질적으로 동축으로 위치결정되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는, 상기 사이클론 챔버의 주축(main axis)에 수직인 평면에서의 주 성분 및 상기 사이클론 챔버의 주축에 수직인 평면에 대해 하향 방향으로의 성분을 갖는 방향 벡터를 따라 상기 배기 가스를 지향시키도록 배열되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 상기 사이클론 챔버의 주축에 수직인 평면에 대해 하향으로 경사진 방향 벡터를 따라 상기 배기 가스를 지향시키도록 배열되고, 상기 평면에 대한 방향 벡터의 경사각은 15° 이하인,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 장축(major axis) 및 단축(minor axis)을 갖는 단면을 가지며, 상기 장축은 상기 단축보다 길고, 상기 장축은 상기 사이클론 챔버의 주축과 평행한,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 직사각형 단면을 갖는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는, 상기 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 실질적으로 인접하게 상기 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정되는,
사이클론 어댑터.
제8 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부는 상기 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면과 접하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스를 상기 사이클론 챔버에 대해 축방향으로 수용하도록 적합화되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프는 만곡된 부분을 갖는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 내부 표면은 내마모성 라이닝(wear resistant lining)을 포함하는,
사이클론 어댑터.
제12 항에 있어서,
상기 내마모성 라이닝은 알루미나 세라믹(alumina ceramic)을 포함하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
2 개 이상의 투입 파이프들을 포함하는,
사이클론 어댑터.
제14 항에 있어서,
상기 투입 파이프들의 제2 단부들은 상기 사이클론 챔버에 진입하는 배기 가스가 사이클론 방식으로 유동하도록 서로 협동하는 상이한 방향들로 상기 배기 가스를 지향시키도록 배열되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버는 실질적으로 원통형 부분 및 반사 부분을 포함하며, 상기 반사 부분은 상기 실질적으로 원통형 부분의 하측 단부에 위치결정되고 상기 배기 가스를 상기 출구를 향해 지향시키도록 작동 가능한,
사이클론 어댑터.
제16 항에 있어서,
상기 반사 부분은 연속적으로 감소하는 직경을 갖는 깔때기형 부분(funnel-shaped portion)을 포함하여, 상기 적어도 하나의 투입 파이프로부터 원위에 있는 상기 깔때기형 부분의 단부가 상기 적어도 하나의 투입 파이프에 근접한 상기 깔때기형 부분의 단부보다 작은 직경을 가지며, 상기 깔때기형 부분은 원위 단부에 상기 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들을 안내하는 오리피스(orifice)를 더 포함하는,
사이클론 어댑터.
제16 항 또는 제17 항에 있어서,
상기 반사 부분은, 바람직하게는 원추형 부재의 형태인 사이클론 셰더(cyclone shedder)를 포함하는,
사이클론 어댑터.
제18 항에 있어서,
상기 사이클론 셰더는 상기 실질적으로 원통형 부분 및 상기 반사 부분과 동축을 이루는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버는 연속적으로 감소하는 직경을 갖는 실질적으로 깔때기형 챔버를 포함하여, 상기 적어도 하나의 투입 파이프로부터 원위에 있는 상기 사이클론 챔버의 단부가 상기 적어도 하나의 투입 파이프에 근접한 상기 사이클론 챔버의 단부보다 작은 직경을 가지며, 상기 깔때기형 챔버는 원위 단부에 상기 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들을 안내하는 오리피스를 더 포함하는,
사이클론 어댑터.
제20 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버 내에 위치된 사이클론 셰더를 더 포함하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버와 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 우회 파이프(bypass pipe)를 더 포함하는,
사이클론 어댑터.
제22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 우회 파이프는 상기 우회 파이프의 가스 유동 임피던스(gas flow impedance)를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브(valve)를 포함하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프는 상기 적어도 하나의 투입 파이프의 가스 유동 임피던스를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브를 포함하는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버 및 상기 적어도 하나의 투입 파이프는 상기 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록 적합화되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프는 상기 집진기의 외부에 있는 부분을 포함하도록 적합화되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 상기 집진기의 입구에 부착 가능한,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입구로부터의 배기 가스가 사용 시에 수용되는 챔버를 상기 집진기 내에 규정하도록 상기 집진기 내에 위치결정되도록 적합화된 밀봉 부재를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 상기 챔버와 유체 연통하는,
사이클론 어댑터.
제28 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부는 상기 집진기의 외벽에 부착 가능한,
사이클론 어댑터.
제28 항에 있어서,
상기 밀봉 부재는 상기 배기 가스가 상기 챔버로부터 상기 사이클론 챔버 내로 유동하도록 상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제1 단부와 유체 연통하는 오리피스를 포함하는,
사이클론 어댑터.
제28 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집진기 내에 위치결정되도록 적합화되고 상기 배기 가스를 상기 적어도 하나의 투입 파이프로 지향시키도록 적합화된 기하 형상을 갖는 분배 부재를 더 포함하는,
사이클론 어댑터.
제31 항에 있어서,
상기 분배 부재는 실질적으로 원추형인,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투입 파이프 및 상기 사이클론 챔버는 별개의 부분들로서 제공되는,
사이클론 어댑터.
제1 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 사용 시에 상기 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 포함하며, 상기 출구 파이프는 상기 출구를 형성하는,
사이클론 어댑터.
제34 항에 있어서,
상기 출구 파이프의 제2 단부는 상기 집진기의 배출구에 부착 가능한,
사이클론 어댑터.
제34 항 또는 제35 항에 있어서,
상기 출구 파이프의 제1 단부는 상기 적어도 하나의 투입 파이프의 제2 단부 아래에 위치결정되는,
사이클론 어댑터.
제22 항을 인용하는 경우의 제34 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 우회 파이프의 제2 단부는 상기 사이클론 챔버의 외부에 있는 상기 출구 파이프의 일 부분과 유체 연통하는,
사이클론 어댑터.
제34 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 파이프의 제1 단부는 상기 사이클론 챔버와 실질적으로 동축을 이루는,
사이클론 어댑터.
제34 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 파이프는 상기 사이클론 챔버 내에 제1 부분을 포함하고, 상기 출구 파이프의 제1 부분의 벽은 복수의 오리피스들을 포함하여, 상기 사이클론 챔버 내의 배기 가스가 상기 오리피스들을 통해 상기 출구 파이프 내로 유동할 수 있게 하는,
사이클론 어댑터.
제34 항 내지 제39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 파이프는 별개의 부분으로서 제공되는,
사이클론 어댑터.
제34 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 파이프는 상기 집진기의 외부 용적부 내에 수납되도록 적합화되는,
사이클론 어댑터.
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법으로서,
야금 프로세싱 플랜트용 중력-기반 집진기에 끼움장착하기 위한 사이클론 어댑터를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 사이클론 어댑터는,
사이클론 챔버―상기 사이클론 챔버는 상기 사이클론 챔버의 내부 내의 가스 유동을 사이클론 방식으로 안내하기 위한 만곡된 내측 표면을 가지며, 상기 사이클론 챔버는 사용 시에 상기 집진기의 배출구와 유체 연통하는 출구를 포함함―; 및
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 투입 파이프―상기 제2 단부는 상기 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통하고, 상기 배기 가스를 상기 사이클론 챔버의 만곡된 내측 표면에 대해 적어도 주로 접선방향으로 지향시키도록 배열됨―;를 포함하며, 상기 방법은,
상기 투입 파이프의 제1 단부가 상기 집진기의 입구와 유체 연통하도록, 그리고 상기 사이클론 챔버가 상기 집진기의 내부 용적부 내에 수납되도록; 그리고 추가로, 상기 집진기의 입구로부터 유동하는 상기 야금 프로세싱 플랜트로부터의 고형물 입자들을 포함하는 배기 가스가 상기 사이클론 챔버에 진입하고 사이클론 방식으로 유동하여, 상기 출구를 통해 상기 집진기의 배출구로 유동하기 전에 상기 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하도록, 상기 투입 파이프의 제1 단부를 결합하는 단계를 더 포함하는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제42 항에 있어서,
상기 사이클론 어댑터는 상기 사이클론 챔버의 내부와 유체 연통 상태로 위치결정된 제1 단부 및 사용 시에 상기 집진기의 배출구와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 출구 파이프를 더 포함하며, 상기 출구 파이프는 상기 출구를 형성하고, 상기 방법은,
상기 출구 파이프의 제2 단부를 상기 집진기의 배출구에 결합하는 단계를 더 포함하는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제43 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버와 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 사이클론 챔버의 외부에 있는 상기 출구 파이프의 일 부분과 유체 연통하는 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 우회 파이프를 제공하는 단계―상기 적어도 하나의 우회 파이프는 상기 우회 파이프의 가스 유동 임피던스를 선택적으로 제어하도록 작동 가능한 밸브를 포함함―; 및
상기 배기 가스로부터 제거된 고형물 입자들의 크기를 제어하기 위해 상기 적어도 하나의 우회 파이프의 밸브를 선택적으로 작동시키는 단계를 더 포함하는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제44 항에 있어서,
상기 밸브를 선택적으로 작동시키는 단계는, 상기 배기 가스로부터 제거되는 상기 고형물 입자들의 크기와 관련된 상기 집진기로부터 수집된 데이터에 기초하여 수행되는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제42 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 챔버 및 상기 적어도 하나의 투입 파이프 중 적어도 하나는 별개의 부분들로서 제공되고, 상기 방법은 상기 사이클론 어댑터를 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 투입 파이프를 상기 사이클론 챔버에 결합하는 단계를 더 포함하는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제43 항을 인용하는 경우의 제43 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 파이프는 별개의 부분으로서 제공되고, 상기 방법은 상기 사이클론 어댑터를 형성하기 위해 상기 출구 파이프를 상기 사이클론 챔버에 결합하는 단계를 더 포함하는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
제42 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클론 어댑터는 일체형 유닛으로서 제공되는,
야금 프로세싱 플랜트 배기 가스로부터 고형물 입자들을 제거하기 위한 방법.
야금 프로세싱 플랜트를 위한 변형된 중력-기반 집진기로서,
상기 집진기는 제1 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 따른 사이클론 어댑터의 사이클론 챔버가 내부에 위치된 내부 용적부를 가지며, 상기 사이클론 어댑터의 적어도 하나의 투입 파이프는 상기 집진기의 입구와 유체 연통하는 제1 단부를 갖는,
야금 프로세싱 플랜트를 위한 변형된 중력-기반 집진기.
제49 항에 있어서,
상기 사이클론 어댑터는 제34 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 따른 것이며, 상기 출구 파이프의 제2 단부는 상기 집진기의 배출구에 결합되는,
야금 프로세싱 플랜트를 위한 변형된 중력-기반 집진기.