KR100821611B1 - 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그처리방법 - Google Patents

분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그 처리방법에 관한 것으로서, 특히 다량의 분진을 포함한 유해가스 및 악취를 처리하는 과정에서 동력의 사용량이 적고, 설치면적이 작으며, 장시간 운전에도 초기 효율을 유지할 수 있는 습식 집진기 및 그 처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기는, 유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합하는 제1 분진 포집부; 상기 제1 분진 포집부에서 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수하는 제2 분진 포집부; 상기 제2 분진 포집부에서 살수된 세정수를 분리하는 제1 기액 분리 엘리미네이터; 상기 제1 및 제2 분진 포집 집진부를 통과한 유해가스를 청정공기로 바꾸는 충진층; 상기 세정수가 상기 충진층의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 하는 전면 및 상부 스프레이; 및 상기 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는 제2 기액 분리 엘리미네이터;를 포함한다.
분진 포집부, 기액 분리 엘리미네이터, 충진층, 스프레이

Description

분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그 처리방법{Wet dust collector processing dust particles and gas synchronously and processing method thereof}
도 1은 종래의 분진을 포함한 가스를 처리하는 전처리 집진기 및 습식 집진기이다.
도 2는 종래의 가스를 처리하는 수평형 습식 집진기이다.
도 3은 본 발명의 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 구성도이다.
도 4는 도 3의 습식 집진기의 제1 및 제2 분진 포집부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 습식 집진기의 가스 흡수부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 습식 집진기의 배출구를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 처리방법을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
301 : 유입 덕트 302 : 습식 집진기
303 : 제1 스프레이 304 : 제1 분진 포집부
305 : 제2 스프레이 306 : 제2 분진 포집부
306a : 전면 플레이트 306b : 후면 플레이트
307 : 제1 기액 분리 엘리미네이터
308 : 전면 스프레이 309 : 상부 스프레이
310 : 충진층 311 : 제2 기액 분리 엘리미네이터
312 : 분진 슬러리 수조 313 : 세정수 순환 수조
314 : 슬러리 수조의 하부 칸막이 315 : 세정 펌프
316 : 유인 송풍기 317 : 소음기
318 : 스텍 319 : 스텍의 하부 플레이트
320 : 드레인
본 발명은 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그 처리방법에 관한 것으로서, 특히 다량의 분진을 포함한 유해가스 및 악취를 처리하는 과정에서 동력의 사용량이 적고, 설치면적이 작으며, 장시간 운전에도 초기 효율을 유지할 수 있는 습식 집진기 및 그 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제조공장에서 조업 중에 배출되는 유해가스를 처리하기 위하여 몇 가지 종류의 습식 집진기를 사용하고 있다. 특히, 다량의 분진을 포함한 유해가스 및 악취를 처리하는 과정에서 습식 집진기의 전단에 건식 집진기를 추가로 설치하는 경우에는 압력 손실이 과대하여 동력의 사용량이 많고 설치공간이 커지며 초 기 설비비가 많이 드는 단점이 있다. 또한, 습식 집진기만 단독으로 설치하는 경우에도 분진으로 인한 충진층 및 데미스터의 막힘으로 인하여 초기 효율을 유지하기 어려운 문제점이 있다. 도 1 및 도 2를 통하여 이에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 종래의 분진을 포함한 가스를 처리하는 전처리 집진기 및 습식 집진기이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적 형태의 수직형 습식 집진기(vertical scrubber)에서 유인 송풍기(105)의 흡인력에 의해 제조공정에서 발생된 분진을 포함한 유해가스는 인입 덕트(101)를 통하여 건식 집진기(102)로 유입되고, 여기에서 60% 내외의 분진이 포집되어 분진 배출장치(103)를 통하여 배출된다. 그리고, 나머지 분진을 포함한 유해가스는 습식 집진기(106)로 유입된다. 이때, 세정펌프(107)를 통하여 순환하는 세정수는 전면 스프레이(109) 및 상부 스프레이(111)로 분사되고 1차 충진층(108) 및 2차 충진층(110)으로 흘러내린다. 분진 및 유해가스는 1차 충진층(108) 및 2차 충진층(110)에서 포집되고, 물방울은 기액분리 데미스터(112)에서 걸러진 후 스텍(113)으로 청정공기가 배출된다.
상기 설비는 초기에는 효율이 우수하나, 장시간의 가동으로 충진층 및 데미스터가 막히는 현상이 생기면서 본래의 효율을 상실하는 현상이 생긴다. 이로 인하여, 설비의 청소 및 기능품의 교체가 필요하게 되어 경제적 손실이 크다. 그리고,초기 설비 투자비용이 많고 동력 손실이 많기 때문에, 운전비용도 많이 들며 설치공간도 많이 소요되는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 가스를 처리하는 수평형 습식 집진기이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자부품 제조공장에서 주로 사용하는 수평형 습식 집진기에서는 유해가 스가 유인 송풍기(209)의 흡인력에 의해 인입 덕트(201)를 통하여 습식 진진기(202)로 유입되고, 세정펌프(203)를 사용하여 세정수를 순환시킨다.
세정수는 전면 스프레이(204) 및 상부 스프레이(205)로 분사되고, 충진층(206)으로 흘러내린다. 그리고, 유해가스가 흡수되고 기액분리 엘리미네이터(207)에서 걸러진 후, 스텍(113)으로 청정공기가 배출된다.
상기 수평형 습식 집진기에서는 단순한 가스 흡수 효율은 우수하나, 분진을 포함한 가스가 유입되면 충진층이 막히게 되어 본래의 효율을 유지할 수 없으며, 순환수조(208)가 일체형으로 구성되어 세정수에 포집된 분진이 충진층(206)으로 퇴적되는 현상이 발생한다. 또한, 본래의 기능을 갖게 하기 위해서는 습식 집진기 내부의 공탑 속도가 일정하게 유지될 수 있어야 하는데, 내부의 공탑 속도를 유지할 수 있게 하는 기능적인 부분이 취약하여 설비의 성능을 우수하게 발휘할 수 없는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 다량의 분진을 포함한 유해가스를 동시에 처리할 수 있고, 효율이 우수하며, 관리가 손쉬우며, 운전비용이 저렴한 습식 집진기 및 그 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 습식 집진기에 있어서, 유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합하는 제1 분진 포집부; 상기 제1 분진 포집부에서 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수하는 제2 분진 포집부; 상기 제2 분진 포집부에서 살수된 세정수를 분리하는 제1 기액 분리 엘리미네이터; 상기 제1 및 제2 분진 포집 집진부를 통과한 유해가스를 청정공기로 바꾸는 충진층; 상기 세정수가 상기 충진층의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 하는 전면 및 상부 스프레이; 및 상기 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는 제2 기액 분리 엘리미네이터;를 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기를 제시한다.
또한, 본 발명은 제1 분진 포집부, 제2 분진 포집부, 제1 기액 분리 엘리미네이터, 충진층, 전면 및 상부 스프레이, 제2 기액 분리 엘리미네이터를 포함하는 습식 집진기의 처리방법에 있어서, 상기 제1 분진 포집부에서 유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합하는 제1단계; 상기 제2 분진 포집부에서 상기 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수하는 제2단계; 상기 제1 기액 분리 엘리미네이터에서 상기 살수된 세정수를 분리하는 제3단계; 상기 충진층에서 상기 유해가스를 청정공기로 바꾸는 제4단계; 상기 전면 및 상부 스프레이에서 상기 세정수가 상기 충진층의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 하는 제5단계; 및 상기 제2 기액 분리 엘리미네이터에서 상기 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는 제6단계;를 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 처리방법을 제시한다.
도 3은 본 발명의 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 구성도이고, 도 4는 도 3의 습식 집진기의 제1 및 제2 분진 포집부를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3의 습식 집진기의 가스 흡수부를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 3의 습식 집진기의 배출구를 나타낸 도면이다. 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기는, 제1 분진 포집부(304), 제2 분진 포집부(306), 제1 기액 분리 엘리미네이터(307), 충진층(310), 전면 및 상부 스프레이(308, 309), 제2 기액 분리 엘리미네이터(311)를 포함한다.
유인 송풍기(316)의 흡인력에 의해 유입된 다량의 분진을 포함한 유해가스는, 유입 덕트(301)로 유입되어 습식 집진기(302)의 본체로 유입되는데, 세정 펌프(315)의 가동에 의해 제1 및 제2 스프레이(303, 305)에서 분사된 세정수는 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)로 보내어진다.
상기 제1 분진 포집부(304)에서는 유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리(venturi) 작용에 의해 분진을 세정수와 대부분 혼합하여, 하부의 분진 슬러리 수조(312)로 낙하시킨다. 이때, 세정수의 속도가 빠른 부분에서는 공기의 압력이 낮기 때문에 세정수와 공기가 혼합되어 빠른 속도로 분사되게 하는 벤츄리 작용에 의해, 분진이 세정수와 혼합되어 빠른 속도로 낙하하게 된다.
상기 제2 분진 포집부(306)에서는 하부의 분진 슬러리 수조(312)로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유 해가스를 세정수와 다시 혼합하면서 분리하는데, 상기 제2 분진 포집부는 전면 플레이트(306a)와 후면 플레이트(306b)로 구성된다. 전면 플레이트(306a)는 벤츄리 작용으로 분진을 포집하고, 유해가스의 흐름을 분할하면서, 탑 내의 유속을 전체적으로 일정하게 한다. 후면 플레이트(306b)는 세정수와 혼합된 분진을 충돌 및 관성작용으로 분리하고, 분진을 포집한다. 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)는 유입된 분진 및 분사된 세정수를 90% 이상 분리할 뿐만 아니라, 물을 이용한 세정시에도 악취를 250배 이하로 줄일 수 있다.
상기 제1 기액 분리 엘리미네이터(307)에서는 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)에서 살수된 세정수를 분리한다. 여기서, 세정 펌프(315)의 가동에 의해 제1 및 제2 스프레이(303, 305)에서 분사된 세정수가 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)에서 살수된다.
분진이 포집된 후의 유해가스는 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)로 인하여 40% 이상 전처리된다. 제1 기액 분리 엘리미네이터(307)는 V자 형태의 반복적인 패턴을 나타내는 쉐브론 형태(chevron type)를 갖기 때문에 수명이 길고, 막힘 현상이 생기지 않는다.
상기 충진층(310)에서는 제1 및 제2 분진 포집부(304, 306)를 통과한 유해가스가 통과하면서 청정공기가 된다. 상기 충진층(310)은 가스의 흐름에 따른 세정수의 이동을 고려하여 일정한 각도를 경사지게 하여 설치되고, 그 운전 차압은 전처리 내장형으로 80~100mmAq이다.
상기 전면 스프레이(308) 및 상부 스프레이(309)는 각각 상기 세정수가 상기 충진층(310)의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 한다. 상기 전면 스프레이(308)의 상부에서 쉐브론을 교체할 경우에는, 체인 브록을 이용하면 쉐브론을 용이하게 교체할 수 있다.
상기 제2 기액 분리 엘리미네이터(311)에서는 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는데, 유해가스가 흡수된 청정공기는 유인 송풍기(316)를 거쳐 스텍(318)을 통하여 배출된다. 상기 제2 기액 분리 엘리미네이터(311)는 높이를 낮게 하여 보전이 쉽게 한다.
상기 유인 송풍기(316)는 집진기(302) 후단에 설치되어 분진이 고착되는 위험이 없는데, 유인 송풍기(316)의 토출측에 자립형으로 설치된 스텍(318)의 내주면에는, 소음기(317)가 설치되어 송풍기 가동 중 토출 소음을 감쇄시킨다. 소음기(317)의 내부에 설치된 소음재는 소음기(317)의 단면에 도 6과 같이 일정한 각도를 경사지게 하여 설치되어 소음을 흡수한다.
그리고, 스텍(318)의 내부에는 하부 플레이트(319)가 설치되고, 미세한 물방울들이 모여 드레인(320)을 통하여 세정수 순환수조(313)로 회수되어 물방울의 비산이 생기지 않는다. 여기서, 세정수 순환수조(313) 이외에도 분진 슬러리 수조(312)가 구성되어 있는데, 분진 슬러리 수조(312)의 하부 칸막이(314)로 인하여, 분리된 고농도의 분진 슬러리가 별도로 관리되어 유지 및 보수가 용이하다.
또한, 분진 슬러리 수조(312)에는 배수공(도면에 도시되지 않음)을 설치하여 분진 슬러리의 배수가 원활히 할 수 있으며 세정수는 상기 세정수 순환수조(313)의 측벽에서부터 유입되어야 충진층(310)의 막힘을 예방할 수 있다. 상기 분진 슬러리 수조(312)는 분진 슬러리가 포함된 폐수가 모이는 곳이고, 상기 세정수 순환수조(313)는 상기 분진 슬러리 수조(312)에 분진 슬러리가 침전한 후 상등수가 모이는 곳이다. 즉, 본 발명에서 오염공기를 세정하는 세정수는 연속하여 순환되며 상기 분진 슬러리 수조(312)에 분진 슬러리가 침전한 후 상기 세정수 순환수조(313)로 이동한 상등수로 세정되어 충진층의 오염도를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 처리방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7을 도 3 내지 도 6과 함께 살펴보면, 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 처리방법은 다음과 같다. 이에 대한 더 상세한 설명은 도 3 내지 도 6에 설명되었으므로 생략한다.
먼저, 제1 분진 포집부(304)에서 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합한다(S100).
이후, 제2 분진 포집부(306)에서 상기 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 1차적으로 걸러진 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수한다(S200).
이후, 제1 기액 분리 엘리미네이터(307)에서 상기 살수된 세정수를 분리한다(S300).
이후, 충진층(310)에서 상기 유해가스를 청정공기로 바꾼다(S400).
이후, 전면 및 상부 스프레이(308, 309)에서 상기 세정수가 상기 충진층(310)의 전면과 상면에 균등히 분사되게 한다(S500).
이후, 제2 기액 분리 엘리미네이터(311)에서 상기 유해가스가 흡수된 청정공 기를 통과시킨다(S600).
이상에서 설명한 내용을 통해 본 업에 종사하는 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용만으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 의한 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기 및 그 처리방법은, 집진 효율을 높이고, 운전비용을 낮추면서 설치공간을 적게하는 효과가 있다. 또한, 장시간 동안 운전하더라도 초기의 효율을 유지하게 하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 습식 집진기에 있어서,
    유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합하는 제1 분진 포집부;
    상기 제1 분진 포집부에서 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수하는 제2 분진 포집부;
    상기 제2 분진 포집부에서 살수된 세정수를 분리하는 제1 기액 분리 엘리미네이터;
    상기 제1 및 제2 분진 포집 집진부를 통과한 유해가스를 청정공기로 바꾸는 충진층;
    상기 세정수가 상기 충진층의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 하는 전면 및 상부 스프레이; 및
    상기 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는 제2 기액 분리 엘리미네이터;
    를 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 분진 포집부는,
    벤츄리 작용으로 상기 분진을 포집하고, 상기 유해가스의 흐름을 분할하는 전면 플레이트; 및
    상기 혼합된 세정수와 분진을 충돌 및 관성 작용으로 분리하고, 상기 분진을 포집하는 후면 플레이트;
    를 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분진 슬러리 수조에는 칸막이가 설치된 것을 특징으로 하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분진 슬러리 수조에는 배수공이 설치된 것을 특징으로 하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충진층은 일정한 각도를 경사지게 하여 설치된 것을 특징으로 하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기액 분리 엘리미네이터를 통과한 청정공기를 배출하는 스텍;을 더 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스텍의 내주면에는 소음기가 설치된 것을 특징으로 하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소음기에는 소음을 차단하는 소음재가 일정한 각도로 경사지게 하여 설치된 것을 특징으로 하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기.
  9. 제1 분진 포집부, 제2 분진 포집부, 제1 기액 분리 엘리미네이터, 충진층, 전면 및 상부 스프레이, 제2 기액 분리 엘리미네이터를 포함하는 습식 집진기의 처리방법에 있어서,
    상기 제1 분진 포집부에서 유인 송풍기의 흡인력에 의해 유입된 분진을 포함한 유해가스를 유입받아, 벤츄리 작용에 의해 분진과 세정수를 혼합하는 제1단계;
    상기 제2 분진 포집부에서 상기 혼합된 분진 및 세정수 중에서 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하하지 않은 분진 및 세정수와, 상기 하부의 분진 슬러리 수조로 낙하한 분진을 포함한 유해가스를, 세정수와 혼합하여 살수하는 제2 단계;
    상기 제1 기액 분리 엘리미네이터에서 상기 살수된 세정수를 분리하는 제3단계;
    상기 충진층에서 상기 유해가스를 청정공기로 바꾸는 제4단계;
    상기 전면 및 상부 스프레이에서 상기 세정수가 상기 충진층의 전면과 상면에 각각 균등히 분사되게 하는 제5단계; 및
    상기 제2 기액 분리 엘리미네이터에서 상기 유해가스가 흡수된 청정공기를 통과시키는 제6단계;
    를 포함하는 분진 및 가스를 동시에 처리하는 습식 집진기의 처리방법.
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