KR20200008318A - Apparatus and method for removing particulate matters by using ultrasound and coagulant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기체에서 미세입자를 제거하는 미세입자 제거 장치 및 제거 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초음파와 응집제를 이용하여 배가스나 폐가스, 공기 등의 기체 내에 존재하는 미세입자를 제거하는 미세입자 제거 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microparticle removal device and a method for removing microparticles from a gas, and more particularly, to remove microparticles existing in a gas such as exhaust gas, waste gas or air using ultrasonic waves and a flocculant. And a removal device and method.
발전소나 내연기관 등 미세입자가 발생하는 장치나 설비에는 미세입자를 제거하기 위한 집진 장치가 필수적으로 배치되며 일반적으로 전기적 집진이나 기계적 집진 방식의 집진 장치가 사용된다. In a device or facility in which fine particles are generated, such as a power plant or an internal combustion engine, a dust collecting device for removing the fine particles is essentially disposed. Generally, an electrical dust collecting device or a mechanical dust collecting device is used.
최근에 미세입자 집진을 위해 초음파를 이용하는 기술이 연구되고 있다. 미세입자가 포함된 기체에 초음파를 인가하면 기체가 밀한 영역과 소한 영역으로 나뉘면서 미세입자가 밀한 영역에 모이게 되고, 미세입자가 이렇게 응집되어 있는 상태에서 미세입자를 더 효율적으로 제거할 수 있다. Recently, techniques using ultrasonic waves for collecting fine particles have been studied. When ultrasonic waves are applied to the gas containing the microparticles, the gas is divided into a dense region and a small region, and the microparticles are collected in the dense region, and the microparticles can be removed more efficiently in the state in which the microparticles are aggregated.
그러나 초음파 집진의 경우 미세입자에 초음파를 인가하여 미세입자를 응집하더라도 이 때의 응집력이 높지 않으므로 응집된 입자에 유동이 가해질 경우 입자가 재분산되는 경향이 있으며, 따라서 초음파 집진 방식을 실제 장치로 구현한 경우 집진 효과가 높지 않다는 문제가 있다. However, in the case of ultrasonic dust collection, even if agglomerates the microparticles by applying ultrasonic waves to the microparticles, the cohesion force is not high. Therefore, when the flow is applied to the agglomerated particles, the particles tend to be redispersed. In one case, there is a problem that the dust collecting effect is not high.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 초음파를 이용할 때의 미세입자 응집 효과를 더 높여서 미세입자의 집진 효과를 향상시키는 것을 목적으로 한다. The present invention is designed to solve the above problems, and aims to improve the dust-collecting effect of the fine particles by further increasing the effect of fine particle aggregation when using ultrasonic waves.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기체에서 미세입자를 제거하는 미세입자 제거 장치로서, 미세입자가 포함된 기체에 응집제를 주입하는 응집제 주입부; 상기 응집제 주입부를 통과한 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시키는 초음파 응집부; 및 상기 초음파 응집부를 통과한 기체에서 상기 응집된 미세입자를 집진하여 제거하는 집진부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치를 개시한다. According to one embodiment of the present invention, a fine particle removal device for removing fine particles from the gas, the flocculant injection unit for injecting a coagulant into the gas containing the fine particles; An ultrasonic agglomeration unit for applying ultrasonic waves to the gas passing through the flocculant injection unit to aggregate fine particles in the gas; And a dust collecting unit for collecting and removing the aggregated fine particles from the gas passing through the ultrasonic flocculating unit.
일 실시예에서, 상기 응집제 주입부는, 고체 또는 액체의 응집제를 액적 또는 에어로졸 형태로 상기 기체를 향해 분사하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the flocculant inlet may be configured to spray the flocculant of solid or liquid toward the gas in the form of droplets or aerosols.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기체에서 미세입자를 제거하는 미세입자 제거 방법으로서, 미세입자가 포함된 기체에 응집제를 주입하는 단계; 응집제가 주입된 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시키는 단계; 및 응집된 미세입자를 집진하여 기체로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 방법을 개시한다. According to one embodiment of the invention, a method for removing microparticles to remove microparticles from a gas, comprising: injecting a flocculant into a gas containing microparticles; Applying ultrasonic waves to the gas into which the flocculant is injected to aggregate the fine particles in the gas; And collecting the aggregated fine particles to remove them from the gas.
일 실시예에서, 상기 응집제를 주입하는 단계가, 고체 또는 액체의 응집제를 액적 또는 에어로졸 형태로 기체를 향해 분사하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, injecting the flocculant may comprise injecting a flocculant of a solid or liquid towards the gas in the form of droplets or aerosols.
본 발명에 의하면, 미세입자와 응집제가 혼합된 기체에 초음파를 인가하여 미세입자를 응집시킴으로써 응집된 입자가 유동 등 외력에 의해 충격을 받더라도 재분산되지 않고 응집체를 유지하도록 하여 집진부에서의 집진 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by applying an ultrasonic wave to a gas mixed with fine particles and a flocculant to agglomerate the fine particles, even when the aggregated particles are impacted by an external force such as flow, the aggregated particles are not redispersed so as to maintain the aggregates. There is an effect that can be improved.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치의 블록도,
도2는 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치를 설명하기 위한 도면,
도3은 초음파와 응집제를 이용하여 미세입자를 제거할 때의 효과를 설명하는 도면,
도4는 입자크기에 따른 집진 효율을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a microparticle removal device according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining a microparticle removal apparatus according to an embodiment;
3 is a view for explaining the effect of removing the fine particles using ultrasonic and flocculant,
4 is a view for explaining the dust collection efficiency according to the particle size.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, where a component is mentioned as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, the thickness of the components in the drawings are exaggerated for effective explanation of the technical content.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Where the terms first, second, etc. are used herein to describe the components, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the words "comprise" and / or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details are set forth in order to explain and understand the invention in more detail. However, one of ordinary skill in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention that are commonly known and do not relate to the invention are not described in order to avoid confusion in describing the invention.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a microparticle removal apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 미세입자 제거 장치는 기체에서 미세입자를 제거하는 임의의 기술분야에 적용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치는 입자상 물질(particulate matter)을 배출하는 내연기관, 발전소 등과 같은 연소시설, 미세먼지가 많이 발생하는 사업장이나 생산시설, 또는 공기청정기 등의 임의의 장치나 설비에 적용될 수 있다. The microparticle removal apparatus of the present invention can be applied to any technical field for removing microparticles from a gas. For example, the apparatus for removing microparticles according to an embodiment of the present invention may be a combustion facility such as an internal combustion engine that discharges particulate matter, a power plant, etc., a workplace or a production facility where a lot of fine dust is generated, or an air cleaner. It can be applied to any device or facility.
또한 본 발명의 미세입자 제거 장치의 제거대상인 미세입자는 0.1 내지 1.0 마이크로미터(㎛) 크기의 임의의 입자상 물질로서, 미세입자, 미세먼지, 분진, 플라이 애쉬(fly ash) 중 어느 하나를 의미할 수 있으며, 이하에서는 구별의 실익이 없는 한 통칭하여 "미세입자"로 표현하기로 한다. In addition, the microparticles to be removed of the microparticle removal apparatus of the present invention is any particulate matter having a size of 0.1 to 1.0 micrometer (μm), and may mean any one of fine particles, fine dust, dust, and fly ash. In the following description, the term " microparticles "
도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치는 응집제 주입부(10), 초음파 응집부(20), 및 집진부(30)를 포함할 수 있다. 미세입자를 포함한 기체(예컨대 공기, 배가스, 폐가스 등)는 도면에 화살표로 표시한 것처럼 응집제 주입부(10), 초음파 응집부(20), 및 집진부(30)를 차례로 통과하도록 이송되며 이 과정에서 기체 중 미세입자가 응집 및 집진되어 제거된다. Referring to FIG. 1, the apparatus for removing microparticles according to one embodiment may include a
응집제 주입부(10)는 기체에 응집제를 주입한다. 응집제는 미세입자를 응집시킬 수 있는 임의의 성분의 액체나 고체 물질이 될 수 있다. 일 실시예에서 응집제로서 물을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 응집성을 향상시키는 임의의 액체나 고체 물질이 물에 첨가될 수 있다. 또는 대안적으로, 응집제는 응집성을 갖는 고체의 미세입자들이 용액에 분산 또는 분해된 형태일 수 있다. The
초음파 응집부(20)는 응집제 주입부(10)를 통과한 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시킨다. 기체에 초음파가 인가되면 초음파에 의해 기체가 밀(密)한 영역과 소(疏)한 영역으로 나뉘게 되고 미세입자는 밀(密)한 영역에 모이게 되며 이 때 응집제에 의해 미세입자가 응집되어 덩어리(이하에서 "응집체"라 칭함)가 된다. The
위와 같이 초음파 응집부(20)에서 미세입자들이 응집되어 뭉쳐짐으로써 더 큰 직경의 응집체가 만들어질 수 있다. 이 때 본 발명에 따르면 응집제가 미세입자의 응집을 촉진하고 유지시키기 때문에, 응집체가 초음파 응집부(20)에서 배출되어 집진부(30)로 이송되는 동안에 응집체가 재분산(분해)되지 않고 응집체 형태를 유지할 수 있다. As described above, agglomerates of larger diameters may be made by agglomeration of the fine particles in the
초음파 응집부(20)를 통과한 기체는 집진부(30)로 이송되고, 집진부(30)는 기체 중의 미세입자를 집진하여 제거한다. 이 때 응집제의 작용에 의해 미세입자들이 응집체 형태를 계속 유지하고 있으므로 종래에 비해 더 효과적으로 미세입자를 집진할 수 있다. 집진부(30)의 구체적 집진 방식은 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 응집체의 자중에 의해 제거(중력 침강)하는 방법이 사용될 수 있으며, 그 외에도 사이클론, 필터, 전기집진 등의 집진 방식 중 하나 또는 이들이 조합된 집진기를 사용할 수 있다. The gas passing through the
한편 도1에 도시하지 않았지만 응집제 주입부(10)의 앞단에 큰 입자를 필터링하는 장치가 더 부가될 수 있다. 즉 미세입자에 비해 상대적으로 큰 입자를 1차적으로 제거하기 위해 사이클론이나 정전 집진기 등의 필터링 장치가 응집제 주입부(10)의 앞단에 배치될 수 있으며, 이와 같이 상대적으로 큰 입자를 1차적으로 제거함으로써 이후 미세입자의 집진과 제거를 보다 효과적으로 수행할 수 있다. Meanwhile, although not shown in FIG. 1, an apparatus for filtering large particles may be further added to the front end of the
도2는 일 실시예에 따른 미세입자 제거 장치를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 도2에서는 응집제 주입부(10)와 초음파 응집부(20)만 개략적으로 도시하였고 집진부(30)를 생략하였다. 2 is a view for explaining the microparticle removal apparatus according to an embodiment in more detail. For convenience of description, only the
도면을 참조하면, 응집제 주입부(10)는 저장부(11), 이송관(12), 및 분사노즐(13)을 포함할 수 있다. 저장부(11)는 응집제를 저장하는 탱크이다. 저장부(11)에 저장된 응집제는 이송관(12)을 통해 분사노즐(13)로 이송될 수 있다. 분사노즐(13)에서 응집제가 기체의 이송 배관(110) 내부로 분사된다. 응집제의 이송을 위해 펌프 등의 구성요소가 더 필요할 수 있지만 설명의 편의를 위해 도시를 생략하였다. Referring to the drawings, the
일 실시예에서 응집제는 미세입자를 응집시킬 수 있는 임의의 성분의 액체나 고체일 수도 있고, 대안적 실시예에서, 응집성을 갖는 고체의 미세입자들이 용액에 분산 또는 분해된 형태일 수 있다. 분사노즐(13)이 응집제를 이송 배관(110)으로 분사할 때 액체 또는 고체의 응집제를 액적(droplet) 또는 에어로졸 형태로 분사하도록 구성할 수 있다. 이 때 분사되는 응집제의 액적이나 에어로졸의 크기(직경)는 예를 들어 제거 대상인 미세입자의 크기와 비슷한 크기를 갖는 것이 바람직하다. In one embodiment, the flocculant may be a liquid or a solid of any component capable of flocculating the microparticles, and in alternative embodiments, the flocculant solid particles may be in a dispersed or degraded form in a solution. When the
분사노즐(13)을 통해 응집제를 미세 액적이나 에어로졸로 분사하기 위해 전기 분무 방식이나 초음파 진동 등의 기술을 이용할 수 있으며 이러한 기술은 공지기술이므로 설명을 생략한다. In order to spray the flocculant into the fine droplets or aerosol through the
초음파 응집부(20)는 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시킨다. 도시한 실시예에서 초음파 응집부(20)는 챔버(250) 및 챔버의 일 측면에 배치된 하나 이상의 초음파 발생기(210,220,230,240)를 포함한다. The
챔버(250)는 이송 배관(110)으로 통해 초음파 응집부(20)로 이송된 기체를 수용하는 공간이다. 챔버(250)의 직경은 이송 배관(110)과 동일할 수도 있고 더 클 수도 있다. 챔버(250)는 원통형상일 수도 있고 사각 기둥 등 다각형 단면을 갖는 통형상일 수 있다. The
초음파 발생기(210,220,230,240)는 챔버(250)의 일 측면에 일렬로 배치되어 각각 초음파를 생성하고, 생성된 초음파는 챔버(250) 내부를 향해 발신된다. 도면에서는 4개의 초음파 발생기(210,220,230,240)를 도시하였지만 초음파 발생기의 개수는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 복수개의 초음파 발생기를 설치할 경우 챔버의 길이방향(즉, 기체의 이송 방향)을 따라 일정 간격으로 배열될 수 있다. The
초음파 발생 원리나 초음파 발생기의 구체적 구조는 공지기술이므로 설명을 생략한다. 다만 도면에서는 각 초음파 발생기(210,220,230,240)가 초음파 진동부(211,221,231,241)를 하나씩 구비하는 것으로 도시하였다. 초음파 진동부(211,221,231,241)는 챔버(250)의 내부를 향해 형성되어 있고 초음파에 해당하는 주파수로 진동할 수 있는 원형(또는 사각형 등 다각형의) 플레이트로 구성될 수 있다. 이에 따라, 예컨대 각 초음파 발생기(210,220,230,240)에서 초음파 주파수의 진동을 생성하면 초음파 진동부(211,221,231,241)가 진동에 의해 초음파를 증폭하여 챔버(250) 내부로 발신할 수 있다. Since the principle of ultrasonic generation or the specific structure of the ultrasonic generator are well known techniques, description thereof will be omitted. In the drawing, each of the
도면에 도시한 것처럼 일 실시예에서 초음파 진동부(211,221,231,241)는 초음파를 기체의 이송방향에 수직인 방향으로 발신하도록 배치된다. 발신된 초음파는 챔버(250) 내에서 초음파 발생기(210,220,230,240)에 대향하는 면(251)에서 반사되어 다시 초음파 발생기(210,220,230,240)측으로 되돌아가며, 이 때 초음파 발생기(210,220,230,240)와 대향 면(251) 사이의 거리가 초음파 파장의 배수인 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라 초음파 발생기(210,220,230,240)와 대향 면(251) 사이에서 반사되어 진행하는 초음파들의 파장이 겹치면서 밀(密)한 영역과 소(疏)한 영역이 효율적으로 생성되고 기체 중의 미세입자가 밀한 영역에 모이게 된다. 밀한 영역에 모인 미세입자는 응집제에 의해 응집이 촉진되어 덩어리(즉, 응집체)가 되며, 이 상태로 기체의 이송 배관(120)을 통해 집진부(30)측으로 이송된다. As shown in the figure, in one embodiment, the
도3은 본 발명의 초음파와 응집제를 이용하여 미세입자를 제거할 때의 효과를 종래기술과 대비하여 도시한 것으로, 도3(a)는 응집제를 사용하지 않을 경우이고 도3(b)는 응집제를 사용할 경우의 미세입자 응집 동작을 개략적으로 도시하였다. Figure 3 shows the effect of removing the fine particles by using the ultrasonic wave and the flocculant of the present invention in comparison with the prior art, Figure 3 (a) is not using a flocculant and Figure 3 (b) is a flocculant The microparticle agglomeration operation when using is schematically shown.
우선 도3(a)를 참조하면, 이송 배관(110)을 통해 초음파 이송부(20)로 유입된 기체는 초음파 발생기(210,220,230,240)에서 발신되는 초음파에 의해 밀한 영역에서 응집되어 응집체가 만들어진다. 응집체는 이송 배관(120)을 통해 초음파 응집부(20)에서 배출되어 집진부(30)측으로 이송된다. 그러나 응집체가 이송 배관(120)을 통해 이송하는 경로에는 초음파가 인가되지 않으며 기체의 유동이나 난류 등에 의해 외력을 받게 되면 응집체가 분산되어 버린다. First, referring to FIG. 3 (a), the gas introduced into the ultrasonic conveying
그러나 도3(b)의 본 발명의 실시예에서는 위와 같은 문제를 해결할 수 있다. 도3(b)에 도시한 것처럼 응집제 주입부(10)의 분사노즐(13)을 통해 응집제를 이송 배관(110)으로 공급하면 미세입자와 응집제가 함께 초음파 응집부(20)로 이송되며, 초음파에 의해 미세입자가 응집될 때 응집제에 의해 응집 현상이 활성화되고 촉진된다. However, in the embodiment of the present invention of Figure 3 (b) can solve the above problems. As shown in FIG. 3 (b), when the coagulant is supplied to the
이 때 초음파 응집부(20)에서 상술한 응집 현상이 원활히 일어나도록 하기 위해 미세입자의 크기와 동일하거나 유사한 크기의 응집제를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 응집대상인 미세입자의 크기가 0.1 내지 1.0 ㎛ 사이인 경우, 분사노즐(13)을 통해 분사하는 응집제의 액적이나 에어로졸의 크기도 이와 동일하거나 유사한 크기로 하여 분사하는 것이 바람직하다. 이 경우 미세입자와 응집제가 유사한 거동으로 움직이기 때문에 미세입자와 응집제가 균일하게 혼합되고 응집제를 중심으로 미세입자가 더 단단하고 조밀하게 응집할 수 있다. At this time, it is preferable to use a flocculant of the same size or similar to the size of the fine particles in order to smoothly occur the above-described aggregation phenomenon in the
일 실시예에서 초음파 응집부(20)에서 위와 같은 응집 현상에 의해 예컨대 미세입자의 수 배 이상의 직경을 갖는 응집체를 형성할 수 있다. 응집체 속의 미세입자들이 응집제에 의해 단단하고 조밀하게 응집되어 있으므로, 응집체가 초음파 응집부(20)에서 배출되어 집진부(30)로 이송되는 동안에도 응집체가 분산되지 않고 응집체 형태를 유지할 수 있으며 집진부(30)에서의 집진 효과를 더 높일 수 있다.In one embodiment, the agglomeration phenomenon as described above in the
도4는 입자크기에 따른 집진 효율을 설명하기 위한 그래프이다. 그래프에서 가로축은 미세입자의 크기(직경)을 나타내고 세로축은 집진 효율을 나타낸다. 4 is a graph illustrating dust collection efficiency according to particle size. In the graph, the horizontal axis represents the size (diameter) of the fine particles and the vertical axis represents the dust collection efficiency.
그래프에 의하면 일반적으로 미세입자 직경이 0.1 ㎛ 이하인 경우 확산 방식으로 집진할 수 있고 미세입자 직경이 0.5 ㎛ 이상인 경우 관성충돌 등의 방식으로 집진할 수 있다. 그러나 미세입자 직경이 0.1 내지 0.5 ㎛ 사이인 경우 확산이나 관성충돌 어느 것도 효과적이지 않아 집진 효율이 낮으며 직경이 0.5 내지 1.0 ㎛ 사이인 경우에도 관성충돌 방식으로 집진하는 것이 바람직하지만 집진 효율 자체는 높지 않음을 알 수 있다. According to the graph, in general, when the microparticle diameter is 0.1 μm or less, dust may be collected by a diffusion method, and when the microparticle diameter is 0.5 μm or more, it may be collected by an inertial collision or the like. However, when the particle diameter is between 0.1 and 0.5 μm, neither diffusion nor inertia collision is effective, so the dust collection efficiency is low. Even when the diameter is between 0.5 and 1.0 μm, the dust collection method is preferable, but the dust collection efficiency itself is not high. It can be seen that.
그러나 본 발명에 따른 미세입자 제거 장치를 집진 효율이 낮은 0.1 내지 1.0 ㎛ 사이의 미세입자를 대상으로 사용할 경우 집진 효율을 높일 수 있다. 즉 직경이 0.1 내지 1.0 ㎛ 사이의 미세입자를 응집제와 초음파를 이용하여 적어도 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상의 응집체로 만들고 집진부(30)에 도달할 때까지 응집체가 분산되지 않도록 유지시킬 수 있다. 따라서 집진부(30)에서는 예컨대 관성충돌 등의 방식에 의해 높은 효율로 응집체를 제거할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따르면 집진 효율이 낮은 0.1 내지 1.0 ㎛ 사이의 미세입자에 대해서도 높은 효율로 미세입자를 제거할 수 있다. However, when the microparticle removal device according to the present invention is used for the microparticles between 0.1 to 1.0 μm of low dust collection efficiency, the dust collection efficiency may be increased. That is, microparticles having a diameter of 0.1 to 1.0 μm may be made into aggregates of at least 0.5 μm or more, preferably 1.0 μm or more by using a flocculant and ultrasonic waves, and the aggregates may be kept from being dispersed until the
이와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As such, those skilled in the art will understand that various modifications and variations are possible from the description of this specification. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
10: 응집제 주입부
20: 초음파 응집부
30: 집진부 10: flocculant injection unit
20: ultrasonic flocculation unit
30: dust collector
Claims (9)
미세입자가 포함된 기체에 응집제를 주입하는 응집제 주입부(10);
상기 응집제 주입부를 통과한 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시키는 초음파 응집부(20); 및
상기 초음파 응집부를 통과한 기체에서 상기 응집된 미세입자를 집진하여 제거하는 집진부(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치. A microparticle removal device for removing microparticles from a gas,
Coagulant injecting unit 10 for injecting a coagulant into the gas containing the fine particles;
Ultrasonic agglomeration unit 20 to agglomerate the fine particles in the gas by applying ultrasonic waves to the gas passing through the flocculant injection unit; And
And a dust collecting unit (30) for collecting and removing the aggregated fine particles from the gas passing through the ultrasonic flocculating unit.
상기 응집제 주입부(10)는, 고체 또는 액체의 응집제를 액적(droplet) 또는 에어로졸 형태로 상기 기체를 향해 분사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치. The method of claim 1,
The flocculant injection unit (10) is fine particles removal device, characterized in that configured to spray the solid or liquid flocculant toward the gas in the form of droplets (droplets) or aerosols.
상기 기체를 수용하는 챔버(250); 및
상기 챔버의 일 측면에 배치된 초음파 발생기;를 포함하고,
상기 초음파 발생기에서 생성되는 초음파가 상기 챔버 내부를 향해 발신되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치. The method of claim 1, wherein the ultrasonic flocculation unit 20,
A chamber 250 containing the gas; And
An ultrasonic generator disposed on one side of the chamber;
Ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator is configured to be sent toward the inside of the chamber fine particles removal apparatus.
상기 초음파 발생기는 상기 챔버의 길이방향을 따라 배열된 복수개의 초음파 발생기(210,220,230,240)로 이루어지고,
각각의 상기 초음파 발생기는 상기 챔버 내부를 향해 형성된 초음파 진동부(211,221,231,241)를 포함하고, 상기 초음파 발생기에서 생성된 초음파가 상기 초음파 진동부를 통해 상기 챔버 내부로 발신되는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치. The method of claim 3, wherein
The ultrasonic generator is composed of a plurality of ultrasonic generators 210, 220, 230, 240 arranged along the longitudinal direction of the chamber,
Each of the ultrasonic generators includes ultrasonic vibration units (211, 221, 231, 241) formed toward the inside of the chamber, wherein the ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator is transmitted to the inside of the chamber through the ultrasonic vibration unit.
각각의 상기 초음파 진동부가 기체의 이송방향에 수직인 방향으로 초음파를 발신하여, 응집체들이 기체의 이송방향을 따라 응집되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 장치. The method of claim 4, wherein
Wherein each of the ultrasonic vibration units transmits ultrasonic waves in a direction perpendicular to the conveying direction of the gas, such that the aggregates are aggregated along the conveying direction of the gas.
미세입자가 포함된 기체에 응집제를 주입하는 단계;
응집제가 주입된 기체에 초음파를 인가하여 기체 중의 미세입자를 응집시키는 단계; 및
응집된 미세입자를 집진하여 기체로부터 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 방법. As a method for removing microparticles to remove microparticles from a gas,
Injecting a flocculant into a gas containing fine particles;
Applying ultrasonic waves to the gas into which the flocculant is injected to aggregate the fine particles in the gas; And
Collecting the aggregated fine particles to remove them from the gas.
상기 응집제를 주입하는 단계는, 고체 또는 액체의 응집제를 액적(droplet) 또는 에어로졸 형태로 기체를 향해 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 방법. The method of claim 6,
The injecting the flocculant may include spraying the flocculant of the solid or liquid toward the gas in the form of droplets or aerosols.
상기 미세입자를 응집시키는 단계가, 기체를 수용하는 챔버 및 챔버의 일 측면에 기체의 이송방향을 따라 배치된 복수개의 초음파 발생기를 구비한 초음파 응집부(20) 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 방법. The method of claim 6,
The agglomeration of the microparticles is fine, characterized in that performed in the ultrasonic agglomeration unit 20 having a chamber for receiving the gas and a plurality of ultrasonic generators disposed along the conveying direction of the gas on one side of the chamber Particle removal method.
각각의 상기 발생기는 기체의 이송방향에 수직인 방향으로 초음파를 발신하여, 응집체들이 기체의 이송방향을 따라 응집되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미세입자 제거 방법. The method of claim 8,
Wherein each of the generators transmits ultrasonic waves in a direction perpendicular to the direction of transport of the gas, such that the aggregates are aggregated along the direction of transport of the gas.
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