KR101591511B1 - 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치에 관한 것으로, 석탄분진의 제거시 석탄분진에 포함된 수분에 의한 막힘을 유발하지 않으며, 석탄분진이 함유한 수분과 친화적인 물을 이용하여 석탄분진을 효율적으로 흡착 제거함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치는, 중공의 정화탑(10)과; 상기 정화탑 내부에 다단으로 설치되는 노즐(21)을 통해 상기 정화탑 내부에 물을 분사하는 물 분사수단(20)과; 상기 정화탑 내부에 설치되며 상기 물 분사수단에 의해 분사되는 물을 분산시켜 상기 정화탑 내부에 유입되는 석탄분진을 흡착 제거하도록 하는 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)와; 상기 정화탑에서 배출되는 정화공기의 수분을 제거하는 수분제거기(50)와; 상기 정화탑에 포집되는 물을 상기 물 분사수단에 공급하여 재사용하도록 하는 물 순환수단과; 상기 석탄분진 저장부에 포집되는 석탄분진을 상기 석탄분진 저장부의 외부로 배출하는 석탄분진 회수기를 포함하고, 상기 정화탑(10)은 각각 통구조이며 상하로 배치되는 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12) 및 상기 석탄분진 정화부와 석탄분진 저장부의 사이에 개재되는 블록형의 기계실(16), 상기 석탄분진 정화부의 바닥쪽에 형성되며 석탄분진이 유입되는 석탄분진 유입부(13), 상기 석탄분진 정화부의 천정부에 형성되는 정화공기의 배기관(15), 상기 기계실 내부에 상하부가 상기 석탄분진 정화부와 석탄분진 저장부에 통하도록 형성되며 석탄분진을 석탄분진 저장부(12)로 유도하는 석탄분진 유도부(14)를 포함하며, 상기 물 분사수단(20)은, 상기 다단 회전형 분산 디스크 조립체에 형성되는 분산 디스크 상부에 각각 설치되어 물을 하부의 분산 디스크에 각각 분사하는 다단의 노즐(21), 상기 다단의 노즐(21)에 물을 각각 공급하는 다수의 공급관(22), 상기 다수의 공급관(22)을 각각 개폐하는 밸브(23), 상기 다수의 공급관과 연결되어 상기 다수의 공급관에 물을 분배 공급하는 매니폴드(24), 상기 석탄분진 저장부에 저장된 후 여과망(17)을 통해 석탄분진이 제거된 물을 상기 매니폴드에 공급하는 순환관(26), 상기 순환관에 설치되어 상기 석탄분진 저장부에 저장되는 물을 상기 순환관으로 펌핑하는 펌프(25)를 포함하고, 상기 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)는, 상기 정화탑의 외부에 설치되는 회전모터(33), 상기 석탄분진 정화부의 내부에 상하 종방향으로 배열되면서 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(32), 상기 회전축의 둘레부에 상기 노즐(21)의 높이에 맞춰 다단으로 설치되며 상기 노즐에서 분사되는 물을 작은 크기로 파괴하면서 분산시켜 상기 석탄분진 정화부 내부를 물로 채우는 분산 디스크(31)를 포함하며, 이에 의하여 상기 석탄분진 정화부의 바닥부에서 유입된 후 상기 석탄분진 정화부의 천정부에 배치되는 배기관을 향해 상승하는 석탄분진을 상기 분산 디스크에 의해 파괴되어 분산되는 물에 흡착시켜 상기 석탄분진 유도부(14)를 통해 석탄분진 저장부(12)로 낙하 유도하고, 상기 석탄분진 저장부에 저장된 석탄분진을 여과하여 물을 상기 노즐에 공급한다.

Description

다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치{APPARATUS FOR FILTERING DUST USING MULTI DISC}

본 발명은 석탄 화력발전소 등에서 발생되는 분진, 악취 등의 이물질을 정화하는 분진 제거 장치 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석탄분진의 제거시 석탄분진에 포함된 수분에 의한 막힘을 유발하지 않으며, 석탄분진이 함유한 수분과 친화적인 물을 이용하여 석탄분진을 효율적으로 흡착 제거할 수 있는 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치에 관한 것이다.

화력발전소와 같은 석탄 취급 플랜트에서는 컨베이어 등을 이용하여 석탄을 운송하며, 석탄의 운송 경로, 컨베이어의 길이 등에 따라 다수의 컨베이어가 연쇄적으로 연결되어 사용되고, 이때, 이웃하는 컨베이어는 상호 간에 높이차를 두고 연결되어 상류측의 컨베이어를 따라 운송되는 석탄이 하류측의 컨베이어에 낙하하도록 하여운송한다.

석탄에는 매우 작은 입도의 분진이 포함되어 있으며, 이와 같은 분진은 석탄의 운송 과정 중에 대기 중으로 비산되고, 특히 하류측의 컨베이어에 낙하할 때 발생되는 충격에너지에 의해 더욱 극심하게 대기 중으로 비산된다.

분진은 인체의 호흡기 장애를 유발하고 발암물질이 포함되어 있기 때문에 석탄 취급 플랜트로 예컨대 화력발전소에서는 분진을 제거하는 장비가 적용되어 있다.

화력발전소에 적용된 종래 기술에 의한 분진 제거 장치로서 여과집진장치(백필터)가 주로 사용되고 있다.

여과집진장치는 다공성의 필터망을 이용하여 분진을 제거하는 것으로, 일정 입도 이상이면서 건조 상태의 분진을 제거할 수는 있지만, 석탄분진은 다량의 수분을 포함하고 있기 때문에 필터망의 막힘이 발생되고, 이것은 소요 동력비를 증가시키는 원인이 되며, 이를 해결하기 위하여 필터망을 수시로 청소하거나 교체하여야 하므로 유지비용이 많이 들게 된다.

등록특허 제10-1057978호 등록특허 제10-1187926호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 석탄분진의 제거시 석탄분진에 포함된 수분에 의한 막힘을 유발하지 않으며, 석탄분진이 함유한 수분과 친화적인 물을 이용하여 석탄분진을 효율적으로 흡착 제거할 수 있는 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치는, 석탄분진의 유입부와 정화공기의 배출부가 구비되는 한편, 내부에 분진 정화부와 석탄분진 저장부가 상하로 배치되는 중공의 정화탑과; 상기 정화탑 내부에 다단으로 설치되는 노즐을 통해 상기 정화탑 내부에 물을 분사하는 물 분사수단과; 상기 정화탑 내부에 종방향으로 배치되며 모터에 의해 회전하는 회전축, 상기 회전축에 상기 노즐의 저부에 각각 배치되도록 다단으로 설치되며 상기 회전축에 의해 회전하면서 상기 다단의 노즐에서 분사되는 물을 분산시켜 상기 정화탑 내부에 유입되는 분진을 흡착 제거하도록 하는 다단의 분산 디스크를 포함하는 다단 회전형 분산 디스크 조립체와; 상기 정화탑에서 배출되는 정화공기의 수분을 제거하는 수분제거기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치에 의하면, 석탄분진을 구멍의 필터에 의해 제거하지 않고 물(수분)에 흡착하여 제거함으로써 구멍의 막힘 등의 불량 현상을 방지할 수 있으며 분산 디스크에 의해 분산되는 물(수분)은 석탄분진이 함유하고 있는 수분과 친화적이기 때문에 석탄분진의 흡착율이 매우 크므로 석탄분진의 제거율을 높일 수 있고, 따라서, 석탄분진에 의한 환경오염을 방지함과 아울러 양호한 작업 환경을 제공함으로써 작업자의 건강 증진을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치는 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치에 적용된 노즐의 설치 예시도.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치는, 분진 제거와 회수를 위한 공간을 제공하는 정화탑(10)과; 정화탑(10) 내부에 물을 분사(분무)하는 물 분사수단(20)과; 물 분사수단(20)에 의해 분사되는 물을 분산시켜 정화탑(10) 내부에 유입되는 분진을 물에 의해 흡착제거하도록 하는 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)로 구성된다.

정화탑(10)은 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12)가 구비된 통 구조이다. 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12)는 격판을 통해 형성되는 구조, 각각 단품으로 제작된 후 석탄분진의 회수가 가능하도록 결합되는 구조 등이 가능하다.

정화탑(10)의 석탄분진 정화부(11)에는 석탄분진이 공기와 함께 유입되는 석탄분진 유입부(13), 석탄분진을 석탄분진 저장부(12)로 유도하는 석탄분진 유도부(14), 정화 공기가 배출되는 배기관(15)이 구비된다.

정화탑(10) 내부에는 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)가 설치되며, 이를 위하여 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12)의 사이에 블록형의 기계실(16)이 적용될 수 있다. 즉, 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12)는 각각 통 구조이면서 기계실(16)의 상부와 하부에 각각 적층 설치되고 석탄분진 유도부(14)는 기계실(16)에 상하가 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12)와 각각 연통되도록 구성된다.

석탄분진 유입부(13)는 석탄분진 정화부(11)의 바닥부에 연결되고 배기관(15)은 석탄분진 정화부(11)의 천정부쪽에 연결됨으로써 분진의 체류시간을 길게 하여 분진 제거율을 증대한다.

석탄분진 유입부(13)는 석탄분진이 발생되는 곳과 관을 통해 연결되며 석탄분진을 송풍기 등에 의해 석탄분진을 유입받는다.

석탄분진 저장부(12)는 석탄분진 정화부(11)에서 낙하하는 석탄분진(물 함유)이 저장되며 이 중 물을 물 분사수단(20)에 의해 재사용되도록 물 분사수단(20)의 순환관(26)과 연결된다. 순환관(26)에는 석탄분진은 공급되지 않고 물만 공급되도록 석탄분진을 여과하는 여과망(17)이 설치된다. 또한, 석탄분진 저장부(12)에 저장된 석탄분진을 회수하기 위하여 석탄분진 회수스크류(40) 등의 석탄분진 회수기가 적용될 수 있다. 석탄분진 회수스크류(40)는 모터 등에 의해 회전하면서 석탄분진 저장부(12)에 있는 분진을 회수하여 외부로 배출한다.

석탄분진 저장부(12)에 모인 분진의 효율적인 제거를 위하여 응집제가 첨가될 수 있다. 상기 응집제는 수처리 분야에서 널리 사용되는 제품이 사용량은 분진의 양 등에 따라 적절히 조절된다.

배기관(15)을 통해서는 석탄분진이 제거된 정화공기가 배기된다. 이때, 정화공기에는 수분이 함유되어 있으며 이러한 수분은 오염상태일 수 있고 배기관(15)의 벽면에 흡착되어 배기관(15)의 통기면적을 축소할 수 있으므로 이를 해결하기 위하여 수분 제거기(50)가 설치된다. 수분 제거기(50)는 예를 들어 전원을 공급받아 발열하여 수분을 증발하는 건조기 등이 사용 가능하며, 배기관(15)에 하나 이상이 설치된다.

물 분사수단(20)은 다단의 노즐(21), 노즐(21)에 물을 공급하는 공급관(22), 공급관(22)을 각각 개폐하는 밸브(23), 다단의 노즐(21)에 물을 분배 공급하는 매니폴드(24), 매니폴드(24)에 물을 공급하는 탱크와 펌프(25)로 구성된다.

본 발명에서 물 분사수단(20)은 석탄분진의 제거시 사용되는 물을 재사용할 수 있도록 순환관(26)이 구성된다. 순환관(26)은 양측의 개방부가 매니폴드(24)와 석탄분진 저장부(12)에 연결되며 펌프(25)는 순환관(26)에 설치되어 펌프(25)의 펌핑에 의해 석탄분진 저장부(12)에 저장된 물을 매니폴드(24)에 순환시킨다.

다단의 노즐(21)은 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)의 다단의 분산 디스크(31)의 상부에 각각 1:1 대응(높이 기준)되도록 설치된다. 도 2에서 보이는 것처럼, 노즐(21)은 분산 디스크(31)의 상부에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 다수개가 설치되는 것도 가능하다. 즉 링 형상의 분배관(27)에 다수의 노즐(21)이 설치됨으로써 분산 디스크(31) 위에 다수의 노즐(21)이 설치될 수 있다.

다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)는 정화탑(10)의 내부에 노즐(21)의 높이에 맞춰 다단으로 설치되는 분산 디스크(31), 정화탑(10)의 내부에 상하 종방향으로 배열되면서 분산 디스크(31)들을 연결 및 회전시키는 회전축(32), 회전축(32)에 회전력을 제공하는 회전모터(33)로 구성된다.

분산 디스크(31)는 노즐(21)에서 분사되는 물을 작은 크기로 파괴하면서 분산시켜 정화탑(10) 내부를 물로 채움으로써 석탄분진의 흡착효율을 높여 제거하는 것이다.

다단의 분산 디스크(31)는 각각이 회전축(32)에 고정될 수도 있고, 다수개가 하나의 원통형 케이스를 통해 회전축(32)에 고정될 수도 있다.

다단으로 설치되는 분산 디스크(31)는 전체적으로 동일한 크기(넓이)일 수도 있고, 다단의 특성을 이용하여 유입부(13)에서부터 배출관(15)으로 가면서 점진적으로 크기가 넓어지거나 좁아짐으로써 분진 제거율과 분진 제거량을 조절하는 것도 가능하다.

분산 디스크(31)는 물을 석탄분진의 경로쪽으로 더욱 효과적으로 분산시킬 수도 있도록 회전축(32)을 중심으로 하여 둘레부로 가면서 하향 경사지는 산의 형태로 구성되는 것도 가능하다.

석탄분진의 제거 과정에서 분산 디스크(31) 위에 석탄분진이 남을 수 있으며, 분산 디스크(31) 위에 석탄분진이 쌓이게 되면 물의 분산이 어렵고 결과적으로 분진의 제거율이 낮게 될 것이고, 따라서 분산 디스크(31)의 세척을 필요로 한다. 분산 디스크(31)의 세척은 석탄분진의 유입을 차단한 상태에서 노즐(21)을 통해 물을 분사함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치의 작용은 다음과 같다.

석탄분진은 유입부(13)를 통해 정화탑(10) 내부에 유입되어 상부의 배기관(15)을 향해 흐르게 된다.

한편, 정화탑(10) 내부에는 석탄분진을 흡착 제거하기 위한 분위기로 조성되며, 구체적으로 설명하면, 물 분사수단(20)의 다단의 노즐(21)은 분산 디스크(31) 위에 물을 분사하고, 분산 디스크(31)는 회전축(32)을 통해 회전하면서 노즐(21)에 의해 분사되는 물을 작은 크기로 넓게 분산시키며, 따라서 정화탑(10) 내부에는 분산 디스크(31)에 의해 분산된 물로 채워지게 된다.

분산 디스크(31)에 의해 분산된 물은 석탄분진을 흡착하며 석탄분진에 수분이 있기 때문에 물과 석탄분진을 서로 흡착성을 띠게 되므로 석탄분진은 자연스럽게 정화탑(10) 내부의 물에 흡착된다.

분산 디스크(31)가 다단으로 설치됨에 따라 석탄분진은 다단계에 걸쳐 흡착 제거된다.

물에 의해 흡착된 석탄분진은 중력에 의해 낙하하여 저부의 석탄분진 저장부(12)에 저장된다. 석탄분진 저장부(12)에는 석탄분진과 물로 구분된다. 석탄분진은 석탄분진 저장부(12)의 바닥부에 침전되어 석탄분진 회수스크류(40)를 통해 외부로 배출되고, 물은 여과망(17)을 거쳐 석탄분진이 제거된 상태로 물 분사수단(20)에 공급되어 재사용된다.

한편, 정화탑(10) 내부에서 석탄분진이 제거된 정화공기는 배기관(15)을 통해 배기된다. 이때, 수분 제거기(50)에 의해 배기관(15)을 따라 배기되는 정화공기의 수분이 제거되어 대기 중에는 건조 상태의 정화공기가 배기된다.

10 : 정화탑, 11 : 석탄분진 정화부
12 : 석탄분진 저장부, 13 : 유입부
14 : 석탄분진 유도부, 15 : 배기관
17 : 여과망, 20 : 물 분사수단
21 : 노즐, 22 : 물 공급관
23 : 밸브, 24 : 매니폴드
25 : 펌프, 26 : 순환관
30 : 다단 회전형 분산 디스크 조립체,
31 : 분산 디스크, 31 : 회전축
33 : 회전모터, 40 : 석탄분진 회수스크류
50 : 수분제거기,

Claims (3)

1. 중공의 정화탑(10)과;
   상기 정화탑 내부에 다단으로 설치되는 노즐(21)을 통해 상기 정화탑 내부에 물을 분사하는 물 분사수단(20)과;
   상기 정화탑 내부에 설치되며 상기 물 분사수단에 의해 분사되는 물을 분산시켜 상기 정화탑 내부에 유입되는 석탄분진을 흡착 제거하도록 하는 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)와;
   상기 정화탑에서 배출되는 정화공기의 수분을 제거하는 수분제거기(50)와;
   상기 정화탑에 포집되는 물을 상기 물 분사수단에 공급하여 재사용하도록 하는 물 순환수단과;
   상기 정화탑에 포집된 석탄분진을 상기 정화탑의 외부로 배출하는 석탄분진 회수기를 포함하고,
   상기 정화탑(10)은 각각 통구조이며 상하로 배치되는 석탄분진 정화부(11)와 석탄분진 저장부(12) 및 상기 석탄분진 정화부와 석탄분진 저장부의 사이에 개재되는 블록형의 기계실(16), 상기 석탄분진 정화부의 바닥쪽에 형성되며 석탄분진이 유입되는 석탄분진 유입부(13), 상기 석탄분진 정화부의 천정부에 형성되는 정화공기의 배기관(15), 상기 기계실 내부에 상하부가 상기 석탄분진 정화부와 석탄분진 저장부에 통하도록 형성되며 석탄분진을 석탄분진 저장부(12)로 유도하는 석탄분진 유도부(14)를 포함하며,
   상기 물 분사수단(20)은, 상기 다단 회전형 분산 디스크 조립체에 형성되는 분산 디스크 상부에 각각 설치되어 물을 하부의 분산 디스크에 각각 분사하는 다단의 노즐(21), 상기 다단의 노즐(21)에 물을 각각 공급하는 다수의 공급관(22), 상기 다수의 공급관(22)을 각각 개폐하는 밸브(23), 상기 다수의 공급관과 연결되어 상기 다수의 공급관에 물을 분배 공급하는 매니폴드(24), 상기 석탄분진 저장부에 저장된 후 여과망(17)을 통해 석탄분진이 제거된 물을 상기 매니폴드에 공급하는 순환관(26), 상기 순환관에 설치되어 상기 석탄분진 저장부에 저장되는 물을 상기 순환관으로 펌핑하는 펌프(25)를 포함하고,
   상기 다단 회전형 분산 디스크 조립체(30)는, 상기 정화탑의 외부에 설치되는 회전모터(33), 상기 석탄분진 정화부의 내부에 상하 종방향으로 배열되면서 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(32), 상기 회전축의 둘레부에 상기 노즐(21)의 높이에 맞춰 다단으로 설치되며 상기 노즐에서 분사되는 물을 작은 크기로 파괴하면서 분산시켜 상기 석탄분진 정화부 내부를 물로 채우는 분산 디스크(31)를 포함하며, 이에 의하여 상기 석탄분진 정화부의 바닥부에서 유입된 후 상기 석탄분진 정화부의 천정부에 배치되는 배기관을 향해 상승하는 석탄분진을 상기 분산 디스크에 의해 파괴되어 분산되는 물에 흡착시켜 상기 석탄분진 유도부(14)를 통해 석탄분진 저장부(12)로 낙하 유도하고, 상기 석탄분진 저장부에 저장된 석탄분진을 여과하여 물을 상기 노즐에 공급하는 것을 특징으로 하는 다단 회전형 분산 디스크를 이용한 습식 분진 제거 장치.
   
   
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