KR20220049892A - 제련공정 미세먼지 제거장치 - Google Patents

제련공정 미세먼지 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제련공정에서 초미세먼지와 NO2를 동시에 제거할 수 있는 제련공정 미세먼지 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일측에 싸이클론 유입부(110)가 형성되어 있는 싸이클론 바디부(120), 상기 싸이클론 바디부(120)의 하단에 위치하는 싸이클론 침전부(130) 및 상기 싸이클론 바디부(120)의 상단에 위치하는 싸이클론 유출부(140)와 싸이클론 배출부(150)를 포함하는 싸이클론 유닛(100); 일측에 정전분문 유입부(210)가 형성되어 있는 정전분무 바디부(220), 상기 정전분무 바디부(220)의 하단에 위치하는 정전분무 침전부(230), 상기 정전분무 바디부(220)의 상단에 위치하는 정정분무 유출부(240)와 정전분무 배출부(250) 및 상기 정전분무 바디부(220) 내부 공간에 구비되는 정전분무부(260)를 포함하는 정전분무 유닛(200); 및 상기 싸이클론 유닛(100)의 싸이클론 배출부(150)와 상기 정전분무 유닛(200)의 정전분무유입부(210)을 연통시키는 연결유닛(300)을 포함하고, 상기 정전분무 바디부(220)에는 '+'리드선이 연결되고, 상기 정전분무부(260)에는 '-'리드선이 연결되며, 상기 정전분무 유닛(200)은 흡착부(280)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치에 관한 것이다.

Description

제련공정 미세먼지 제거장치 {Fine dust removal device for smelting process}
본원발명은 제련공정 미세먼지 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기장 집진설비와 정전기분무 집진 및 흡착 설비를 이용하여 제련공정에서 발생하는 미세먼지 및 NOx를 동시에 제거할 수 있는 제련공정 미세먼지 제거장치에 관한 것이다.
제련소에는 철 이외의 비철 금속을 생산하기 위해 원광석을 녹는점 이상의 온도로 가열해 원소 또는 간단한 화합물 상태의 금속으로 환원시키기 위해 연료의 연소, 가열 후 고온에서 환원시키는 공정을 거친다.
국내에서는 제철, 제련, 석유화학 시설 등의 11개 업종을 미세먼지(PM10) 및 초미세먼지(PM2.5) 대량 배출원으로 별도 지정하여 관리중에 있다.
그중, 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.
PM2.5이하인 초 미세먼지의 경우 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 암모니아(NH3), 휘발성 유기화학물(VOCs)등의 전구물질이 대기 중의 특정 조건에서 상호작용하여 2차 생성되어 초 미세먼지 발생량을 증가시키고 있다.
따라서, 연소시설 배 가스 내 미세먼지의 직접적 제거와 함께 NOx, SOx 등의 초 미세먼지의 생성을 유발하는 전구물질을 함께 제거할 필요가 있다.
미세먼지를 저감하기 위한 기술로는 전기집진기(EP), 백필터(Bag-Filter), 스크러버(Scrubber)등의 건/습식의 방지시설을 사용 중에 있으며 질소산화물(NOx) 저감에 관한 기술로는 선택적 촉매환원법(암모니아+SCR), SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction)건식 전기집진기술, 습식 전기집진기술이 적용 중에 있다.
그러나, 과다한 물 사용량에 따른 2차 오염물질(폐수)유발, 불안정한 코로나 방전, 재비산, 역코로나(back corona) 등이 발생하여 집진효율이 떨어지는 문제점이 있으며 이를 보완하기 위해 집진극에 부착된 먼지를 물로 씻어내는 습식(세정) 전기집진기(wet electrostatic precipitator)의 개발이 활발히 이루어져 왔으나, 이 역시 다량의 물 사용, 집진 전극에 불균일한 수막 형성, 부식문제 등이 발생되고 있다.
탈질설비인 SCR (Selective Catalytic Reduction)의 경우 다량의 암모니아 사용, 촉매의 파울링, 빠른 불활성화, 주기적인 교체 등으로 인한 높은 유지비용 등의 단점이 있다. 또한, 공정 중 사용된 미 반응된 암모니아의 배출과 질산염이 2차 전구물질로 변환됨으로써 초 미세먼지 배출 농도를 높여주는 문제가 있을뿐만 아니라, 공정 중 미반응 암모니아는 인하여 2차 전구물질을 유발시키고 산화철(FeO3), 산화구리 (CuO), 백금(Pt)등 고가의 촉매사용으로 인하여 운영비의 60%이상을 차지하며, 배가스 내 먼지 및 황산화물(SOx)이 포함된 경우 촉매수명을 단축시키는 문제가 존재한다.
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 집진기술은 기체의 흐름 방향을 급변시켜 전환점 부분에서 관성에 의하여 먼지를 집진하는 원리를 이용한 기술로서, 비교적 큰 입자의 제거에는 효과적이지만 미세한 입자는 거의 제거할 수 없다.
한편, 특허문헌 1은 내부에 원추형 필터부재가 설치되어 있고, 유입되는 공기를 냉각함과 동시에 상기 공기에 포함된 입자를 제거하기 위한 냉각집진부재, 물을 분사하면서 공기에 포함된 입자를 분리 제거하기 위한 분사집진부재 및 건조집진분재를 포함하는 금속 제련장치의 집진설비를 개시하였다.
또한 특허문헌 2는 공기중 미세입자에 자성입자를 응집 또는 코팅시키는 응집유닛 및 자성입자와 응집 또는 코팅된 미세입자를 자력으로 포집하여 집진이 이루어지는 자석이 구비된 집진장치를 개시하였다.
특허문헌 1은 제련장치의 미세먼지를 제거하는 집진장치를 개시하고, 특허문헌 2는 자석이 구비된 집집설비를 개시하였으나, 초미세먼지 및 NOx를 동시에 제거하는 집진장치에 대해서는 개시하고 있지 않다.
한국 등록특허공보 제2041580호(2019.11.06) 한국 등록특허공보 제2156171호(2020.09.09)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제련공정에서 초미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 초미세먼지를 제거함과 동시에 NOx를 제거할 수 있는 2차 오염이 적은 미세먼지 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 금속성 분진을 제거함으로써, 후단 설비의 손상을 방지할 수 있는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 제련공정 미세먼지 제거장치는, 일측에 싸이클론 유입부(110)가 형성되어 있는 싸이클론 바디부(120), 상기 싸이클론 바디부(120)의 하단에 위치하는 싸이클론 침전부(130) 및 상기 싸이클론 바디부(120)의 상단에 위치하는 싸이클론 유출부(140)와 싸이클론 배출부(150)를 포함하는 싸이클론 유닛(100); 일측에 정전분문 유입부(210)가 형성되어 있는 정전분무 바디부(220), 상기 정전분무 바디부(220)의 하단에 위치하는 정전분무 침전부(230), 상기 정전분무 바디부(220)의 상단에 위치하는 정정분무 유출부(240)와 정전분무 배출부(250) 및 상기 정전분무 바디부(220) 내부 공간에 구비되는 정전분무부(260)를 포함하는 정전분무 유닛(200); 및 상기 싸이클론 유닛(100)의 싸이클론 배출부(150)와 상기 정전분무 유닛(200)의 정전분무유입부(210)을 연통시키는 연결유닛(300)을 포함하고, 상기 정전분무 바디부(220)에는 '+'리드선이 연결되고, 상기 정전분무부(260)에는 '-'리드선이 연결되며, 상기 정전분무 유닛(200)은 흡착부(280)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 흡착부(280)는 NO2 가스를 흡착할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 가스 흡착부(280)는 상기 배출부(250)에 위치할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 정전분무 유닛(200)의 유출부(240)의 외주면에는 한 개 이상의 정전분무 베인(260)이 위치할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 정전분무 베인(260)의 표면에서는 마이크로 채널을 구비할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 정전분무 베인(260)은 메쉬 타입으로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 정전분무 유닛(200)은 세정부(280)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 연결유닛(300)은 상기 싸이클론 유닛(100)에서 배출되는 가스를 이송하는 덕트부(310)와 상기 가스를 정전분무 유닛(200)으로 유입시키는 다수개의 유도배관(320)을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치에서, 상기 유도배관(320)은 상기 덕트부(310)을 중심으로 동일 수평상에서 방사형으로 위치할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성들 중 상충되지 않는 구성을 하나 또는 둘 이상 택하여 조합할 수 있다.
본원발명의 미세먼지 제거장치에 의하면, 제련공정에서 조대입자를 침강시키고, 초미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에서는 초미세먼지를 제거함과 동시에 NOx를 제거할 수 있어 2차 오염을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에서는 금속성 분진을 제거함으로써, 후단 설비의 손상을 방지할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세먼지 제거장치 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세먼지 제거장치 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자력 싸이클론유닛 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전분무유닛 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전분무유닛 분해사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 제련공정 미세먼지 제거장치에 관하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세먼지 제거장치 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세먼지 제거장치 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세먼지 제거장치를 설명하면, 싸이클론 유닛(100), 정전분무 유닛(200) 및 연결유닛(300)을 포함하여 구성된다.
본 발명에서 하나의 싸이클론 유닛(100)이 가운데 배치되고, 싸이클론 유닛(100)과 인접하여 정전분무 유닛(200)을 하나이상 배치할 수 있으며, 바람직하게는 복수개의 정전분무 유닛(200)을 배치할 수 있다. 이는 제련공정에서 발생하는 대량의 가스를 빠른 속도로 처리하는데 유리하다. 예를 들어 정전분무 유닛(200)은 2개, 4개 꼬는 6개 배치될 수 있으나, 처리 용량 및 공간 위치에 따라 선정할 수 있으며 이에 제한되지 않는 것은 자명하다.
제련공정에서 발생하는 가스는 싸이클론 유닛(100)에서 조대입자를 제거한 후의 1차 정제 가스를 싸이클론 유닛(100)의 상부와 연결되는 연결유닛(300)을 통하여 정전분무 유닛(200)에 공급한다.
싸이클론 유닛(100)과 정전분무 유닛(200)은 연결유닛(300)을 통해 연결된다. 여기서 연결유닛(300)은 싸이클론 유닛(100)에서 배출되는 가스를 정전분무 유닛(200)으로 유동하는 통로를 형성하는 역할을 한다.
연결유닛(300)은 싸이클론 배출부(150)에서 배출되는 가스를 이송하는 덕트부(310)와 상기 가스를 정전분무 유닛(200)으로 유입시키는 유도배관(320)를 포함할 수 있다. 덕트부(310)는 싸이클론 유닛(100)의 후술 싸이클론 배출부(150)와 결합부재를 통해 결합되어 수직 배치될 수 있고, 상기 싸이클론 배출부(150)와 플랜지 결합될 수 있으며, 가스켓을 구비할 수 있다.
또한 덕트부(310)의 상부 끝단에는 한 개이상의 유도배관(320)이 형성된다. 유도배관(320)은 싸이클론 유닛(100)에서 배출되는 가스가 후단 정전분무 유닛(200)에 유입될 수 있도록 유동통로를 형성한다.
연결유닛(300)은 덕트부(310)와 상기 덕트부(310)를 중심축으로 하여 방사형상을 이루는 다수개의 유도배관(320)으로 이루어질 수 있다. 상기 다수개의 유도배관(320)은 동일 수평상에서 상기 덕트부(310)로부터 동일 거리로 이격되어 위치한다. 또한 상기 다수개의 유도배관(320)들 중 임의의 인접한 두개 유도배관(320)사이 간격(간격 1)을 제외한 나머지 유도배관(320)들은 인접 유도배관(320)과 동일한 간격(간격 2)으로 이격되어 위치하며, 상기 간격 1은 간격 2보다 크다.
상기 간격 1 사이로 후술 싸이클론 유닛(100)의 싸이클론 유입부(110)가 위치하여 가스를 싸이클론 유닛(100)으로 공급할 수 있다. 상기 싸이클론 유입부(100)는 가스가 흐를 수 있는 관통으로 단면이 원형 혹은 삼각형, 사각형 등 다각형이 될 수 있다. 상기 싸이클론 유입부(110)는 상기 간격 1 사이에 수평으로 위치하는 것이 바람직하다. 상기 싸이클론 유입부(110)을 통하여 싸이클론 유닛(100)에 공급되는 가스는 금속입자 등 혼합가스로 싸이클론 유닛(100)으로 상기 가스를 공급하는 배관 부재가 절곡되지 않은 수평상이고, 짧을수록 가스 내 급속입자들에 의한 충돌을 줄일 수 있고, 설비의 마모를 최소화하여 경제성 효과 상승에 유리하다.
또한 상기 싸이클론 유입부(110)가 절곡된 배관 형상으로 유도배관 사이에 위치하여 가스를 싸이클론 유닛(100)에 공급하는 구성도 가능함은 자명하다.
본 발명에서 유도배관(320)의 내경은 점차 감소하는 형상으로 구성되거나 내부에 가스 유도배관이 추가 형성되어 정전분무 유닛(200)에 유입되는 가스의 유속을 증가시킬 수 있다. 유도배관(320)은 덕트부(310)와 용접연결 될 수 있고, 결합부재를 통해 결합될 수 있다. 또한 유도배관(320)은 후술 정전분무 유닛(200)의 정전분무 유입부(210)와 결합부재를 통해 결합될 수 있고, 플랜지 결합될 수 있으며, 가스켓을 구비할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자력 싸이클론유닛 정면도이다.
도 3을 참조하여 싸이클론 유닛(100)에 관해 구체적으로 설명하면, 싸이클론 유입부(110), 싸이클론 바디부(120), 싸이클론 침전부(130), 싸이클론 유출부(140) 및 싸이클론 배출부(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
싸이클론 유입부(110)는 제련공정에서 발생하는 가스를 공급받는 유입구로 싸이클론 유닛(100)의 상단 측면에 위치할 수 있다. 또한, 싸이클론 입구(110)의 유로를 나선형 또는 곡선형으로 하여 유입되는 공기가 후술하는 싸이클론의 상부바디부(121)의 내벽면을 따라 선회하는데 도움이 되도록 할 수 있다.
싸이클론 바디부(120)는 상부에 위치하는 소정의 높이와 내경을 가지는 원기둥형의 싸이클론 상부바디부(121)와 하단에 위치하는 상광하협의 원추형상 싸이클론 하부바디부(122)를 포함할 수 있다.
싸이클론 상부바디부(121)의 상단 내부에는 빈 공간부가 형성되어 있고, 상부에는 싸이클론 유출부(140) 및 싸이클론 배출부(150)와 결합되는 커버부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서 커버부와 싸이클론 상부바디부(121), 싸이클론 유출부(140)와 커버부, 싸이클론 배출부(150)와 커버부는 각각 체결부재에 의해 밀폐 결합 가능한 결합부가 형성되어 있을 수 있다.
싸이클론 하부바디부(122)의 하단에는 싸이클론 침전부(130)가 구비되어 있고, 싸이클론 침전함(131)과 싸이클론 분진함(132)을 포함할 수 있다. 싸이클론 하부바디부(122)의 최하단 배출구(미도수)를 통해 싸이클론 침전함(131)에 유입되는 조대입자는 속도가 감소하면서 하강하여 싸이클론 분진함(132)에 포집된다. 포집된 조대입자는 정기적으로 수동 혹은 자동 작동에 의해 외부로 배출될 수 있다.
여기에서 싸이클론 유출부(140)는 싸이클론 유닛(100)에서 조대입자를 제거한 후의 1차 정제가스를 외부로 유도하는 역할을 하고, 싸이클론 배출부(150)는 싸이클론 유출부(140)와 결합되어 형성되거나 혹은 싸이클론 유출부(140)가 상향 연장되어 형성될 수 있으며, 1차 정제가스를 외부로 배출하는 역할을 한다. 또한 후술 연결유닛(300)과 연결되어 후술 정정분무유닛(200)에 상기 1차 정제가스를 이송하는 통로 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 싸이클론 유입부(110)측에는 메쉬망을 설치하여 조대입자를 먼저 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전분무유닛 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정전분무유닛 분해사시도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 정전분무유닛(200)은 정전분무 유입부(210), 정전분무 바디부(220), 정전분무 침전부(230), 정전분무 유출부(240), 정전분무 배출부(250), 정전분무부(260), 세정부(280)를 포함할 수 있다.
상기 구성들을 좀 더 구체적으로 설명하면, 정전분무 바디부(220)는 소정의 높이와 내경을 가지는 원기둥형의 정전분무 상부바디부(221)과 상광하협의 원추형상 정전분무 하부바디부(222)로 구성된 수직관체이다.
상기 정전분무 상부바디부(221)의 상단에는 중앙에 원형홀(미도시)이 형성되어 있는 상부 커버가 형성되어 있을 수 있고, 상기 상부커버의 외주변은 체결 수단을 이용하여 체결이 가능한 결합부가 구비될 수 있다. 상기 중앙 원형홀 측 상기 상부커버에는 소정 거리 이격되어 정정분무부(260)이 관통되어 배치되어 있다. 또한 상기 상부 커버의 상부측에는 정전분무 배출부 유출부(250)가 배치되고, 상기 상부 커버의 하단측 수직방향 즉 상기 정전분무 상부바디부(221)의 내부 공간에 정전분무 유출부(240)가 배치되어 있다. 상기 정전분무 유출부(240)는 정전분무 상부바디부(221)의 중심부에 배치되어 상기 정전분무 상부바디부(221) 상부측면에 구비된 정전분무 유입부(210)을 통해 유입되는 1차 정제가스가 반전 상승되어 외부로 유출되는 것을 안내한다. 본 발명에서의 바람직한 실시 예로, 상기정전분무 유출부(240)는 원통 형태로 형성되었고, 내경은 상기 정전분무 상부바디부(21) 내경의 1/2 일 수 있다.
본 발명에서 정전분무부(260)는 정전분무 상부바디부(221)의 내측 벽면과 상기 정전분무 유출부(240) 사이의 소정 위치에 수직방향으로 배치되어 있다. 정전분무부(260)는 수직방향으로 정전분무노즐(272)들이 소정거리 이격되어 복수개 배치될 수 있고, 상기 정전분무노즐(272)은 정전분무 배관(271)의 수평단면상 하나 이상 배치될 수 있다.
또한 본 발명에서는 물 혹은 NaClO2 용액을 이용하여 정전분무 할 수 있다.
정전분무부(260) 사이의 이격거리는 분무될 때 겹치는 부분이 적으면서 집진극에 물이 골고루 분사되는 것과 집진 효과 등을 고려하여 수cm 내지 수십cm 가 될 수 있고, 바람직하게는 10cm 일 수 있다. 상기 정전분무유닛에는 '-'리드선이 연결되어 있다. 상기 정전분무유닛에 고전압이 인가된 정전분무노즐을 통해 미세한 액적이 형성되어 분무된다. 또한 노즐과 액체에 고전압이 인가되면 액체 속의 이온들이 척력과 인력에 의해 액체표면으로 이동하게 되고, 액체표면에 작용하는 전기력과 양이온들의 반발력이 액체의 표면장력보다 커져서 노즐 끝에서 표면전단응력(Surface tangential stress)을 받아 실과 같이 매우 가는 액체줄기 (Liquid ligament)가 형성된다. 액체줄기 끝과 액체줄기 표면에 작용하는 표면전단응력의 교란에 의해 액체줄기가 끊어지면서 미세한 액적들이 형성되어 초미세 입자들을 부착할 수 있다. 상기 정전분무부(260)의 일측에는 쇼트를 방지하도록 애자가 설치될 수 있다.
본 발명에서 정전분무 유출부(240)의 외측벽에 다수개의 정전분무 베인(260)을 소정거리 이격하여 배치할 수 있다. 정전분무 베인(260)은 정전분무 유입부(210)을 통해 유입되는 1차 정제가스의 유입방향과 일정한 각도를 이루어 형성되고, 유입되는 초미세먼지는 정전분무 베인(260)에 부딪치면서 모서리쪽으로 이동하게 되며, 모서리 근처에서 응집되면서 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 정전분무 유닛(200)은 세정부(280)를 포함할 수 있다. 세정부(280)는 정전분무 상부바디부(221) 외벽에 대면하여 위치될 수 있고, 1단 이상의 층을 이루어 배치될 수 있다. 세정부(280)은 세정액 주입구(281), 세정액 배관(282) 및 세정액 분사노즐(283)을 포함할 수 있다. 세정액 주입구(281)을 통해 세정액이 유입되고, 세정액이 세정액 배관(282)에 유입된 후 정전분무 상부바디부(221)의 외벽을 관통하면서 구비되는 세정액 분사노즐(283)을 통해 정전분무 상부바디부(221) 및 정전분무 베인(260)를 향해 분사된다. 상기 세정액 분사노즐(283)을 통해 분사되는 세정액은 집진과정에서 상기 정전분무 상부바디부(221)의 내벽면, 정전분무 베인(260)의 표면 및 모서리에 부착되는 미세먼지층을 제거할 수 있다. 본원발명에 따른 정전분무 집진과정에서 "-"전하가 초미세 입자들을 하전 또는 포위하여 "+"대전부쪽으로 이동하면서 상기 대전부 외면에 초미세입자들이 쌓이면서 파울링 등 현상이 발생할 수 있다. 상기 파울링이 지속될 경우 "-" 전압이 상승하고 집진효율이 급격하게 저하될 수 있을 뿐만 아니라, 전압상승에 따른 쇼트(shot) 현상에 의한 발화 등 문제가 발생할 수 있다. 따라서 정전분무 집진과정에서 상기 부착된 초미세먼지 즉 파울링을 제거하는 세정액 분사가 필요하다.
또한 본 발명에 상기 세정부(280)은 상기 정전분무 상부바디부(221)의 외벽의 외주변을 따라 소정거리 이격되어 배치될 수 있고, 세정부의 개수, 세정액의 유량 및 유압 등은 본 발명의 미세먼지 제거장치의 처리 용량, 미세먼지 특성 등에 따라 변할 수 있으며, 상기 문제들을 해결할 수 있다면 특히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 정전분무 유닛(200)은 흡착부(290)를 포함할 수 있다. 흡착부(290)는 가스를 흡착하는 흡착제를 포함할 수 있고, 상기 흡착제는 질소산화물인 NO2를 제거하는 흡착제일 수 있다.
또한, 흡착부(290)는 정전분무부(270)를 통과한 가스가 배출되는 정전분무 유출부(240)에 위치할 수 있고 바람직하게는 정전분무 배출부(250)에 위치할 수 있다.
본 발명에서 NaClO2 수용액을 이용하여 정전 분무할 경우, 제련공정 배출가스 내 90% 이상을 차지하는 NO성분은 산화되어 NO2를 생성하게 된다.
NaClO2(아염소산나트륨): NO + 2NaClO2 → NO2 + NaClO3 + NaCl
정전분무 과정에서 산화생성된 NO2는 흡착제 표면에 흡착되어 NO2가 제거된다.
NO2를 흡착한 흡착제 개질공정을 통해서 재순환 사용할 수 있다.
본 발명에서 흡착제는 개질된 활성탄일 수 있고, 알칼리계 화합물 즉, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 또는 이들의 혼합물을 이용하여 개질할 수 있다.
분말형 개질 활성탄의 제조방법은 통상으로 알려진 제조방법을 따를 수 있다. 일예로, 먼저 활성탄을 100~300메쉬로 체거름한 후에 입경 46~140㎛ 범위의 일정 크기를 가진 균일한 활성탄으로 분류한다. 분류된 활성탄들은 초기에 함유된 불순물을 최대한 제거하기 위하여 함침 처리전에 진공 가열탈착을 통하여 제거한다. 건조된 활성탄은 제조된 질소산화물 제거용 금속산화물 용액(KOH, NaOH, 또는 Na2CO3이 혼합된 용액 등을 포함하는 활성탄 개질용 화합물 용액)에 의하여 첨착되고, 일정 시간동안 교반과정을 거쳐 충분히 혼합한다. 이 후 활성탄의 용매제거와 세척을 통하여 건조함으로써 활성탄의 세공표면에 금속산화물을 잔류시키게 되는데, 이 과정 중에 N2 분위기하에서 잔존용액의 휘발 및 활성탄의 미세기공과 금속산화물을 활성하여 생산할 수 있다.
이상으로 본원발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본원발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본원발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100: 싸이클론 유닛
110: 싸이클론 유입부
120: 싸이클론 바디부
121: 싸이클론 상부바디부
122: 싸이클론 하부바디부
130: 싸이클론 침전부
131: 싸이클론 침전함
132: 싸이클론 분진함
140: 싸이클론 유출부
150: 싸이클론 배출부
200: 정전분무 집진유닛
210: 정전분무 유입부
220: 정전분무 바디부
221: 정전분무 상부바디부
222: 정전분무 하부바디부
230: 정전분무 침전부
231: 정전분무 침전함
232: 정전분무 분진함
240: 정전분무 유출부
250: 정전분무 배출부
260: 정전분무부
261: 정전분무 배관
262: 정전분무 노즐
270: 정전분무 베인
280: 세정부
281: 세정액 주입구
282: 세정액 배관
283: 세정액 분사노즐
290: 흡착부
300: 연결유닛
310: 덕트부
320: 유도배관

Claims (9)

  1. 일측에 싸이클론 유입부(110)가 형성되어 있는 싸이클론 바디부(120), 상기 싸이클론 바디부(120)의 하단에 위치하는 싸이클론 침전부(130) 및 상기 싸이클론 바디부(120)의 상단에 위치하는 싸이클론 유출부(140)와 싸이클론 배출부(150)를 포함하는 싸이클론 유닛(100);
    일측에 정전분문 유입부(210)가 형성되어 있는 정전분무 바디부(220), 상기 정전분무 바디부(220)의 하단에 위치하는 정전분무 침전부(230), 상기 정전분무 바디부(220)의 상단에 위치하는 정정분무 유출부(240)와 정전분무 배출부(250) 및 상기 정전분무 바디부(220) 내부 공간에 구비되는 정전분무부(260)를 포함하는 정전분무 유닛(200); 및
    상기 싸이클론 유닛(100)의 싸이클론 배출부(150)와 상기 정전분무 유닛(200)의 정전분무유입부(210)을 연통시키는 연결유닛(300)을 포함하고,
    상기 정전분무 바디부(220)에는 '+'리드선이 연결되고, 상기 정전분무부(260)에는 '-'리드선이 연결되며, 상기 정전분무 유닛(200)은 흡착부(280)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부(280)는 NO2 가스를 흡착하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 흡착부(280)는 상기 배출부(250)에 위치하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정전분무 유닛(200)의 유출부(240)의 외주면에는 한 개 이상의 정전분무 베인(260)이 위치하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정전분무 베인(260)의 표면에서는 마이크로 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 정전분무 베인(260)은 메쉬 타입으로 형성되는 것을 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정전분무 유닛(200)은 세정부(280)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛(300)은 상기 싸이클론 유닛(100)에서 배출되는 가스를 이송하는 덕트부(310)와 상기 가스를 정전분무 유닛(200)으로 유입시키는 다수개의 유도배관(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유도배관(320)은 상기 덕트부(310)을 중심으로 동일 수평상에서 방사형으로 위치하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거장치.
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