KR20210022211A - 수충격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기에 관한 것으로, 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극의 상측에는 복수의 공급파이프가 결합되고, 상기 공급파이프에는 집진극의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍이 형성된 복수의 수막노즐이 결합되되, 상기 공급파이프에는 수막노즐에 압축공기를 공급하여 순환수에 수충격을 가할 수 있도록 압축공기배관이 결합된 것을 특징으로 하는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기를 제안한다.
따라서 본 발명은 수막노즐을 통해 수막을 형성하여 먼지 등의 이물질을 포집하는 습식집진기의 작동중에 간헐적으로 수막노즐에 압축공기를 공급함으로써 배출구멍에 순환수 및 압축공기에 의한 수충격을 가하여 수격현상에 의해 이물질을 세척할 수 있으며, 이물질이 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기존의 공급파이프에 압축공기배관을 결합하고, 압축기를 통해 압축공기를 간헐적으로 공급하는 단순한 구성 및 작용에 의해 수막노즐을 세척함으로써 노즐의 오염을 사전에 방지하며, 주기적인 청소시간을 늘려 저렴한 비용에 의해 집진효율과 설비의 운영성을 대폭 향상시키는 효과가 있다.

Description

수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기{Wet electrostatic precipitator for cleaning water film nozzle using water hammer phenomenon}

본 발명은 수막을 이용하여 분진을 포집하는 수평형 습식 전기집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수막노즐에 간헐적으로 압축공기를 공급하여 배출구멍을 통과하는 순환수에 수충격을 가함으로써 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 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 종래의 습식 전기집진기는 집진판의 청소가 원활하지 않아 집진효율이 사용함에 따라 점차 떨어지는 문제가 있었고, 집진판의 상부에 다수 개의 분사파이프가 설치되어 집진장치의 크기가 비대해지는 문제가 있으며 세척시 방생하는 물 입자에 의해서 불필요한 스파크 나 아크방전이 일어나서 연속적인 운전이 어렵고 집진판의 재질에 대한 제약으로 집진판을 설치하는 설치 비용이 매우 높은 단점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하고자 본원 출원인은 공개특허공보제10-2014-0089722호에서 분사노즐에서 분사되는 세정액을 집진판의 평면에 대해 일정 각도 경사진 방향으로 분사하도록 함으로써 수막 형성 시 물 입자가 비산되는 것을 방지하여 불필요한 스파크 나 아크방전(Arc Discharge)이 일어나지 않도록 함과 아울러 세정액이 집진판 전체에 미치게 하여 집진판 표면에 균일한 수막이 형성되게 하는 습식 전기집진기용 수막형성장치를 제공한 바 있다.

그러나 상술한 수막형성장치는 복수의 노즐구멍이 한쪽 면에만 형성된 분사노즐을 사용하기 때문에 균일한 수막을 형성하기 위하여 정확한 각도를 조절하여 설치해야 하는 불편함이 있으며, 물의 양 및 수압을 일정하게 조절할 수 없어 균일한 수막을 형성하는 데 있어 한계가 있다.

이에 따라 본원 출원인은 공개특허공보 제10-2017-0076944호에서 사방으로 분사되는 노즐을 적용하여 항상 균일한 수막을 형성하고 설치를 용이하게 하고, 일정한 물의 양과 수압을 유지하여 항상 균일한 수막을 형성할 수 있는 수평형 습식 전기집진기의 수막형성장치를 제안하였다.

상기 발명은 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같이 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 수평형 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극(30)의 상측에는 복수의 공급파이프(41)가 결합되고, 상기 공급파이프(41)에는 집진극(30)의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍(52)(62)이 각각 형성된 복수의 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)이 착탈할 수 있도록 결합되되, 상기 측면노즐(50) 및 중앙노즐(60)의 내측에는 물의 양 및 수압을 일정하게 유지하여 균일한 수막을 형성할 수 있도록 중앙에 밸브홀(55)(65)이 각각 형성된 오리피스밸브(54)(64)가 착탈할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 한다.

그러나 이러한 종래의 습식 전기집진기를 장기간 사용하게 되면 노즐의 배출구멍(52)(62)에 각종 이물질이 쌓이게 되어 균일한 수막을 형성할 수 없게 되며, 이러한 불안정한 순환수의 배출에 의한 집진극의 접지현상에 의해 스파크 및 아크, 먼지침착에 의한 오염이 발생하여 전기집진기의 효율이 감소하는 문제점이 있었다.

이에 따라 실제 현장에서는 작업자가 주기적으로 분리하여 협착된 이물질을 청소해주고 있지만 인력이 부족한 현장에서는 노즐 청소가 어려운 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운전중인 습식 전기 집진기에 간헐적으로 압축공기를 공급하여 순환수에 수충격을 발생시킴으로써 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 공급파이프(41)에 압축공기배관을 설치하는 단순한 구성 및 작용에 의해 집진기의 집진효율을 높일 수 있는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기는 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 습식 전기집진기에 있어서, 상기 집진극의 상측에는 복수의 공급파이프가 결합되고, 상기 공급파이프에는 집진극의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍이 형성된 복수의 수막노즐이 결합되되, 상기 공급파이프에는 수막노즐에 압축공기를 공급하여 순환수에 수충격을 가할 수 있도록 압축공기배관이 결합된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기에 의하면, 수막노즐을 통해 수막을 형성하여 먼지 등의 이물질을 포집하는 습식집진기의 작동중에 간헐적으로 수막노즐에 압축공기를 공급함으로써 배출구멍에 순환수 및 압축공기에 의한 수충격을 가하여 수격현상에 의해 이물질을 세척할 수 있으며, 이물질이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기존의 공급파이프에 압축공기배관을 결합하고, 압축기를 통해 압축공기를 간헐적으로 공급하는 단순한 구성 및 작용에 의해 수막노즐을 세척함으로써 노즐의 오염을 사전에 방지하며, 주기적인 청소시간을 늘려 저렴한 비용에 의해 집진효율과 설비의 운영성을 대폭 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수막형성장치가 설치된 수평형 습식 전기집진기의 사시도,
도 2는 종래의 측면노즐 및 중앙노즐을 나타낸 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 습식 전기집진기의 정면도,
도 4는 본 발명에 의한 습식 전기집진기의 우측면도,
도 5는 본 발명에 의한 습식 전기집진기의 좌측면도,
도 6은 본 발명에 의한 수막노즐의 결합 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기는 도 3에서 나타낸 바와 같이 하측에는 수조(W)가 구비되어 있으며, 상기 수조의 상측에는 복수의 집진극(30)이 좌우로 간격을 이루며 결합되어 있고, 상기 집진극(30)의 사이에는 방전극(도면 미표시)이 결합되어 있다.

상기 집진극(30)의 상측에는 순환수를 전기집진기의 내측으로 공급할 수 있도록 복수의 공급파이프(41)가 설치되어 있으며, 상기 공급파이프(41)의 하측에는 상기 집진극(30)의 표면에 물을 분사하여 먼지 등의 이물질을 수조(W)로 낙하할 수 있도록 복수의 수막노즐(90)이 집진극(30)의 사이에 위치하도록 설치되어 있다.

상기 공급파이프(41)에는 순환수배관(70)의 일측이 연결되어 있으며, 순환수배관(70)의 타측은 도 4에서 나타낸 바와 같이 전기집진기의 외측에 설치된 순환수펌프(P)와 연결되어 있고, 상기 순환수펌프(P)는 수조(W)와 연결되어 있다.

따라서 순환수펌프(P)에 의해 수조(W)의 물을 순환시킴으로써 순환수배관(70) 및 공급파이프(41)를 거친 물은 수막노즐(90)을 통해 집진극(30)으로 분사된다.

이러한 습식 전기집진기의 구성 및 작용은 본원 출원인이 출원한 도 1 및 도 2의 발명에서 자세히 기재하였으므로 이하 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 공급파이프(41)에는 도 5에서 나타낸 바와 같이 압축공기배관(80)이 추가로 설치되며, 상기 압축공기배관(80)은 압축공기를 공급하는 압축기와 연결됨으로써 공급파이프(41)에 압축공기를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 순환수배관(70) 및 압축공기배관(80)에는 순환수 및 압축공기의 역류를 방지하기 위하여 각각 순환수 체크밸브(71) 및 압축공기 체크밸브(81)가 설치되어 있으며, 상기 수막노즐(90)은 도 6에서 나타낸 바와 같이 공급파이프(41)에 결합된 분기관(92)과 나사 결합되어 있는데, 이러한 나사 결합은 압축공기배관(80)을 통해 압축공기를 공급하여 수막노즐(90)의 배출구멍(91)을 세척할 때 수막노즐(90)이 수격현상에 의해 설치각도가 틀어지거나 분기관(92)에서 이탈하는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기는 수막노즐(90)의 배출구멍(91)에 이물질이 쌓이지 않도록 간헐적으로 압축공기를 공급함으로써 수격현상에 의해 세척을 하기 위한 것이다.

습식 전기집진기는 장기간 사용에 의해 순환수와 함께 이송된 이물질이 수막노즐(90)의 배출구멍(91)에 쌓이게 되면, 집진극(30)에 균일한 수막을 형성할 수 없으며, 이로 인한 접지현상에 의해 스파크 및 아크가 발생하여 집진효율이 급격이 떨어지게 되는데, 이러한 이물질이 배출구멍(91)에 쌓이지 않도록 시차를 두고 연속운전중인 고전압 파워의 작동을 중지하고 압축공기배관(80)을 통해 압축공기를 공급한다.

즉, 순환수배관(70)을 통해 순환수가 흐르고 있을 때에 압축공기로 압력을 가하게 되면, 수막노즐(90)의 배출구멍(91)은 심한 충격을 받게 되는데, 이는 물의 급격한 압력변화가 발생하여 관속으로 전달되기 때문에 배출구멍(91)에는 수충격이 전해져 수격현상에 의해 막힘이 해소되는 것이다.

이때 압축공기의 Auto Sol V/V는 약 1초 동안 3~5회 ON/OFF로 압력을 가하고, 압축공기의 압력은 약 3 ~ 5bar 로 설정하며, 24시간 운전중에 약 5분 동안 간헐적으로 작동하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명은 수막노즐(90)을 통해 수막을 형성하여 먼지 등의 이물질을 포집하는 습식집진기의 작동중에 간헐적으로 수막노즐(90)에 압축공기를 공급함으로써 배출구멍(91)에 순환수 및 압축공기에 의한 수충격을 가하여 수격현상에 의해 이물질을 세척할 수 있으며, 이물질이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기존의 공급파이프(41)에 압축공기배관(80)을 결합하고, 압축기를 통해 압축공기를 간헐적으로 공급하는 단순한 구성 및 작용에 의해 수막노즐(90)을 세척함으로써 노즐의 오염을 사전에 방지하며, 주기적인 청소시간을 늘려 저렴한 비용에 의해 집진효율과 설비의 운영성을 대폭 향상시키는 효과가 있다.

30 : 집진극 41 : 공급파이프
70 : 순환수배관 71 : 순환수 체크밸브
80 : 압축공기배관 81 : 압축공기 체크밸브
90 : 수막노즐 91 : 배출구멍
92 : 분기관

Claims (4)

1. 상측에서 공급되는 물에 의해 복수의 집진극 표면에는 수막이 형성되고, 상기 집진극의 사이에는 방전극이 설치된 습식 전기집진기에 있어서,
   상기 집진극(30)의 상측에는 복수의 공급파이프(41)가 결합되고, 상기 공급파이프(41)에는 집진극(30)의 사이에 위치하며 외주면에 복수의 배출구멍(91)이 형성된 복수의 수막노즐(90)이 결합되되,
   상기 공급파이프(41)에는 수막노즐(90)에 압축공기를 공급하여 순환수에 수충격을 가할 수 있도록 압축공기배관(80)이 결합된 것을 특징으로 하는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 압축공기배관(80)에는 압축공기의 역류를 방지하기 위한 압축공기 체크밸브(81)가 설치된 것을 특징으로 하는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 압축공기배관(80)은 압축공기를 약 1초 동안 3~5회 ON/OFF로 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 압축공기배관(80)의 압축공기 압력은 약 3 ~ 5bar 로 설정하며, 24시간 운전중에 약 5분 동안 간헐적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 수격현상을 이용하여 수막노즐을 세척하는 습식 전기집진기.

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