KR100460666B1 - 집진기의 탈진방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부직포로 이루어진 여과백의 외면에 분진을 집진하고, 역기류방식으로 역세되는 외부공기로서 여과백에 부착된 분진을 탈진함으로서 여과속도가 크고 운영비용을 줄일수 있는 집진기의 탈진 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 흡입팬(21)의 흡입력에 의해 집진실(11)내로 유입되는 함진가스중의 분진을 여과포(12)의 외부면에 부착하여 집진하고, 분진이 여과된 청정가스를 스택(34)으로 배출하는 집진단계; 상기 여과백(12)에 부착되는 분진에 의해 발생되는 상기 집진실(11)내에서의 압력손실을 차압계(29)로서 측정하고, 상기 차압계(29)의 측정값을 근거로 하여 상기 흡입팬(21)의 구동을 중지하고, 역세팬(25)을 가동시켜 집진실(11)내로 외부공기를 역세공급하는 역세단계; 및, 상기 집진실(11)내로 강제 유입되는 역세공기에 의해 상기 여과백(12)의 외면에 부착된 분진을 하부로 탈락제거하여 탈진하는 탈진단계;를 포함하는 집진기의 탈진방법를 제공한다.

Description

집진기의 탈진방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REMOVE DUST IN FILTERING MACHINE}
본 발명은 부직포로 이루어진 여과백의 외면에 분진을 집진하고, 역기류방식으로 역세되는 외부공기로서 여과백에 부착된 분진을 탈진함으로서 여과속도가 크고 운영비용을 줄일수 있는 집진기의 탈진 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 여과집진기술은 배가스중에 함유된 분진을 여과포를 이용하여 포집하는 방법으로 전기집진기술, 세정집진기술등과 더불어 산업체에서 널리 이용되고 있다.
여과집진기술은 산업체의 분진발생공정에 대부분 이용될 수 있으며 대표적인 산업공정으로는 철강공정, 소각공정, 시멘트공정, 연소공정, 제지공정 및 코크스공정등에 이용될수 있다.
통상 여과집진기는 여과포의 종류, 집진기내의 여과포 설치방법, 여과포표면에 표집된 분진을 탈진하는 방법등에 따라 달라질 수 있으며, 탈진방법에 따라 진동탈진(shake cleaning), 역기류탈진(reverse air cleaning), 충격기류탈진(pulse-jet cleaning)방식등이 알려져 있는데 이중에 역기류탈진방식과 충격기류탈진방식이 산업체에 널리 이용되고 있으며, 이들 방식의 적용시에는 각각의 특징을 가지고 있다.
즉, 역기류탈진방식은 도 1(a)(b)에 도시한 바와같이, 단위 집진실(31)내로 함진가스를 흡입팬(33)의 흡입력으로 유입하여 여과포(32)에 분진을 부착하고, 일정시간 경과한 후에 상기 집진실(31)에 함진가스의 유입을 중단시킨 후 함진가스의 유입방향과 반대방향으로 외부공기를 불어넣어 상기 여과포(32)의 표면에 부착된 분진을 탈진시키는 것으로서, 이러한 방식의 특징은 여과포(32)의 내면에 분진이 포집되는 내면여과 방식이며, 상기 여과포는 직포(woven filter)를 사용한다는 것이다.
미설명부호 34는 분진이 제거된 가스가 배출되는 스택(stack)이고, 39는 로타리밸브이다.
그리고, 상기 집진실(31)내의 여과포(32)는 도 1(c)에 도시한 바와같이 상부와 하부를 빔(35a)(35b)으로서 동시에 고정되며, 상부는 스프링고리(36)를 연결하여 텐션을 조정하여 집진실(31)상부에 부착시킨다. 이때 상기 여과포(32)의 하부는 열려 있고, 상부는 막혀있다.
이러한 역기류탈진방식은 특성상 전체 집진장치가 몇 개의 단위 집진실(31)로 구성되어 있으며, 여과속도가 대체로 느려 여과포(32)의 단위면적당 처리가스의 유량이 적으므로 전체 집진장치의 설치면적이 많이 필요해지는 반면에, 낮은 에너지 탈진방식이므로 상기 여과포(32)에 주어지는 탈진강도가 낮아 상기 여과포(32)의 수명이 길며, 집진장치의 운영비용이 적게 소요되는 장점이 있다.
또한, 충격기류탈진방식은 여과포표면에 부착된 분진을 분사노즐을 통한 고압의 압축공기(통상 3 내지 7기압)를 이용하여 탈진시키는 것으로서 이러한 방식의 특징은 여과포의 외면에 분진이 포집되는 외면여과방식이며, 여과백은 부직포(felt)를 사용한다는 것이다.
집진실내의 여과포는 내부에 철물지지대(bag cage)가 설치되어 여과포를 지지하며, 상기 여과포의 하부가 막혀있고, 상부는 열려 있으며, 철물지지대를 통하여 집진실상부에 연결되어 있다.
이러한 방식은 압축공기를 이용한 높은 탈진에너지를 이용하기 때문에 여과속도를 크게 할수 있어 집진기 본체를 작게 할수 있는 장점이 있는 반면에 고압의 압축공기를 사용하므로 집진기의 운영비용이 증가하며, 여과포의 길이를 크게 할 경우에는 여과포의 하단부까지 탈진력이 미치지 못하여 털진이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
따라서, 종래 부직포를 사용하는 역기류 탈진식 여과집진기는 내면여과를 이용하고 탈진시에는 저압의 공기를 이용하기 때문에 여과속도를 크게 할수 없어 동일한 배가스량에 대하여 집진기본체가 커지는 문제점을 가지고 있다.
또한 충격기류탈진식은 여과속도를 크게 할수 있어 동일한 배가스처리량을 기준으로 하여 역기류탈진식보다 집진장치의 크기를 줄일수 있으나 고압의 압축공기의 사용으로 인하여 장치운영비가 과다하게 소요되는 문제점을 가지고 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 그 목적은, 함진가스내에 함유된 분진을 여과하는 속도가 크고, 저압의 외부공기로서 여과포에 부착된 분진을 탈진할수 있어 집진설비의 운영하는 비용을 줄일 수 있는 집진기의 탈진방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 함진가스내에 함유된 분진을 여과하는 속도가 크고, 저압의 외부공기로서 여과포에 부착된 분진을 탈진할 수 있어 집진설비의 운영하는 비용을 줄일 수 있으며, 설비의 설치공간을 줄일 수 있는 집진기의 탈진장치를 제공하고자 한다.
도 1(a)(b)(c)는 일반적인 역기류방식의 집진기를 도시한 개략도,
도 2도는 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 이용하여 연속적으로 집진, 탈진작업을 수행한 실험결과를 도시한 그래프
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11 .... 집진실 12 .... 여과포
17 .... 분진배출구 19 .... 집진후드
21 .... 흡입팬 22 .... 흡입라인
23,27 .... 댐퍼 25 .... 역세팬
26 .... 역세라인 29 .... 차압계
30 .... 제어기 34 .... 스택
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,함진가스내의 분진을 집진하여 탈진하는 방법에 있어서,흡입팬의 흡입력에 의해 집진실내로 유입되는 함진가스중의 분진을 여과포의 외부면에 부착하여 집진하고, 분진이 여과된 청정가스를 스택으로 배출하는 집진단계;상기 여과백에 부착되는 분진에 의해 발생되는 상기 집진실내에서의 압력손실을 차압계로서 측정하고, 상기 차압계의 측정값을 근거로 하여 상기 흡입팬의 구동을 중지하고, 역세팬을 가동시켜 집진실로 외부공기를 역세공급하는 역세단계;상기 집진실내로 강제 유입되는 역세공기에 의해 상기 여과백의 외면에 부착된 분진을 하부로 탈락제거하여 탈진하는 탈진단계;를 포함하고,상기 집진실내의 압력손실을 측정한 값이 200 내지 300㎜Aq이상이 될때, 상기 흡입팬의 기동을 중단하고, 흡입라인의 댐퍼, 집진후드의 댐퍼를 닫은 반면에 역세라인의 댐퍼, 역세배기라인의 댐퍼를 개방한 상태에서 상기 역세팬을 작동시켜 저압의 외부공기를 상기 집진실내로 공급함을 특징으로 하는 집진기의 탈진장치를 특징으로 하는 집진기의 탈진방법을 마련함에 의한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,집진발생원으로부터 함진가스가 투입되는 집진후드와, 복수개의 여과백을 내장한 집진실과, 탈진된 분진이 배출되는 분진배출구를 갖추어 함진가스내의 분진을 제거하는 집진설비에 있어서,상기 집진후드를 통하여 함진가스를 상기 집진실내로 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시키고, 상기 여과백을 통과하면서 여과된 가스를 외부로 배출할 수 있도록 상기 집진실의 일측 외부면에 설치되는 흡입라인에 갖추어지는 흡입팬;상기 여과백에 부착된 분진을 탈락시킬 수 있도록 외부공기를 상기 집진실내로 공급할수 있도록 상기 흡입팬의 흡입풍량보다 작게 설정된 역세풍량을 갖추어 상기 집진실의 타측 외부면에 설치된 역세라인에 구비되는 역세팬; 및,상기 여과백의 상,하부간의 압력차를 측정하는 차압계의 측정값을 수신하여 상기 흡입, 역세라인에 설치된 댐퍼의 개도, 집진후드, 역세배기라인에 설치된 댐퍼의 개도 및 상기 흡입팬,역세팬의 기동을 제어하는 제어기;를 포함함을 특징으로 하는 집진기의 탈진장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 집진기의 탈진방법은 함진가스의 여과속도를 높이고, 설치운영비용을 줄일 수 있도록 집진단계, 역세단계 및 탈진단계로 구성되는바, 함진가스내에 함유된 분진을 여과하는 집진단계는 집진실(11)에 연결된 흡입라인(22)의 흡입팬(21)을 작동시켜 분진발생원으로부터 집진후드(19)를 통하여 함진가스를 상기 집진실(11)내로 흡입하고, 상기 집진실(11)내로 흡입된 함진가스는 여과백(12)을 통과하면서 분진은 상기 여과백(12)에 부착되고, 분진이 제거된 청정가스는 댐퍼(23)가 개도된 흡입라인(22) 및 흡입팬(21)을 통과하면서 외부로 청정가스를 배기하는 것이다.
그리고, 상기 역세단계는 상기 집진실(11)내로 저압의 외부공기를 공급하는 것으로서, 그 시기는 상기 여과백(12)의 외면에 부착되는 분진의 부착량이 많아지면서 상대적으로 높아지는 상기 집진실(11)내에서의 압력손실을 수시로 측정하는 차압계(29)의 측정값을 근거로 하여 상기 측정값이 설정값이상이 될 때 상기 차압계(29)의 측정값을 수신하여 설정값과 비교하는 제어기(30)에서 상기 흡입팬(21)의 구동을 중지하고, 상기 흡입라인(22)의 댐퍼(23)를 차단한 다음에 역세라인(26)에 설치된 댐퍼(27)를 개도하고, 역세팬(25)를 작동시켜 상기 집진실(11)내로 외부공기를 공급하는 것이다.
연속하여 상기 탈진단계는 상기 집진실(10)내로 강제 유입되는 외부의 역세공기를 상기 여과백(12)의 개방된 상부로 공급함으로서 상기 여과백(12)의 외면에 부착된 분진을 하부로 탈락제거하고, 분진배출구(17)에 모아진 일정량 모아진 분진을 외부로 배출하는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치는 도 3에 도시한 바와같이, 집진발생원으로부터 함진가스가 투입되는 집진후드(19)와, 복수개의 여과백(12)을 내장한 집진실(11)과, 탈진된 분진이 배출되는 분진배출구(17)를 갖추어 함진가스내의 분진을 제거하는 집진실(11)에 갖추어는 것으로서, 흡입팬(21), 역세팬(25), 제어기(30)등으로 구성된다.
즉, 상기 흡입팬(21)은 상기 집진후드(19)를 통하여 분진발생원으로 부터함진가스를 상기 집진실(10)내로 흡입할수 있도록 흡입력을 발생시키고, 상기 여과포(12)을 통과하면서 여과된 청정가스를 외부로 배출할 수 있도록 상기집진실(11)의 일측 외부면에 설치되고, 댐퍼(23)가 설치된 흡입라인(22)에 장착된다.
이때, 상기 여과백(12)은 백케이지(bagcage) 또는 리테이너(retainer)와 같은 상부지지대(15)로서 상부는 열려있고, 하부는 닫혀져 있도록 복수개 설치되어 분진이 외부면에 부착여과될 수 있는 부직포로 구성된다.
그리고, 상기 흡입팬(21)과 반대로 작동되는 역세팬(25)은 상기 여과백(12)에 부착된 분진을 탈락시킬수 있는 외부역세공기를 상기 집진실(11)내로 공급할수 있도록 상기 집진실(11)의 타측 외부면에 설치되고, 댐퍼(27)가 설치된 역세라인(26)에 장착된다.
또한, 상기 흡입팬(21)과 역세팬(25)의 기동을 제어하는 제어기(30)는 상기 여과백(12)에서의 집진이 이루어지면서 상승되는 집진실(11)내에서의 압력손실을 수시로 측정할수 있도록 검출단이 상기 여과백(12)의 상,하부에 각각 배치되는 차압계(29)와 전기적으로 연결되어 상기 차압계(29)의 측정값을 수신함으로서 상기 차압계(29)의 측정값에 따라 상기 흡입, 역세라인(22)(26)에 설치된 댐퍼(23)(27)의 개도를 제어하고, 집진후드(19), 역세배기라인(18)에 설치된 댐퍼(19a)(18a)의 개도를 제어하는 한편, 상기 집진실(11)내에서 집진이 가능하도록 흡입력을 발생시키는 흡입팬(21), 외부로부터 역세공기를 공급하는 역세팬(25)의 작동을 제어한다.
도 3에서 미설명 부호 7은 분진주입기이고, 8은 압축공기라인이다.
상기한 바와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저, 집진실(11)내에서의 집진작업은 역세라인(26)의 댐퍼(27)는 닫혀지고,역세배기라인(18)의 댐퍼(18a)가 닫혀진 초기상태에서, 댐퍼(23)가 개방된 흡입라인(22)의 흡입팬(21)을 기동시켜 상기 집진실(11)내에 흡입압력을 발생시키면, 댐퍼(19a)가 개도된 집진후드(19)를 통하여 분진발생원으로부터 함진가스가 집진실(11)내로 강제 유입된다.
그리고, 상기 집진실(11)내로 유입된 함진가스는 상기 집진실(11)내부에 상부가 개방되고, 하부가 밀폐되도록 상부지지대(15)에 장착된 여과백(12)을 통과하여 상부로 흡입되면서, 분진은 부직포로 이루어진 여과백(12)의 외면에 부착되고, 분진이 여과된 청정공기는 흡입라인(22),흡입팬(21)을 통하여 스택(34)을 거쳐 외부로 배출된다.
여기서, 상기 집진실(11)의 여과백(12)에 함진가스의 분진이 여과되는 집진작업동안에, 상기 여과백(12)의 상,하부에 검지단이 설치된 차압계(29)에 의해서 일정시간간격으로 압력손실을 측정하고, 측정된 압력손실의 측정값은 제어기(30)측으로 전송되며, 상기 제어기(30)에서 측정값이 설정값 이상되면, 이는 상기 여과백(12)에 부착된 분진량의 과다해져 더 이상의 집진이 곤란하는 것으로 판단할수 있기 때문에 상기 집진실(11)내로 역세공기를 주입하여 역세작업을 수행한다.
즉, 정상적인 집진작업시 150 ㎜Aq이하의 압력손실을 갖던 상기 집진실(11)에서의 압력손실이 상기 여과백(12)에서의 집진이 과다해져 상기 집진실(11)내의 압력손실을 측정한 값이 200 내지 300㎜Aq이상이 되면, 원하는 흡입력에 의한 풍량이 발생되지 않기 때문에 상기 흡입팬(21)의 기동을 중단하고, 흡입라인(22)의 댐퍼(23), 집진후드(19)의 댐퍼(19a)를 닫은 반면에 역세라인(27)의 댐퍼(27), 역세배기라인(18)의 댐퍼(18a)를 개방한 상태에서 역세팬(25)을 작동시켜 저압의 외부공기를 상기 집진실(11)내로 공급한다.
연속하여, 상기 집진실(11)내로 저압의 역세외부공기가 공급되면, 여과백(12)의 외면에 부착된 분진은 역세되는 외부공기에 의해서 하부로 탈락제거되고, 제거된 분진은 분진배출구에 모아지며, 모아진 분진은 개도되는 로타리밸브에 의해서 외부로 배출처리되며, 상기 여과백의 외면에 부착된 분진을 탈락시키도록 이를 통과한 역세공기는 댐퍼(18a)가 개도된 역세배기라인(18)을 통하여 스택(35)을 거쳐 외부로 배기처리된다.
여기서, 탈진시 사용되는 상기 역세팬(25)의 역세풍량은 크면 클수록 여과백(12)에 부착된 분진을 탈진하는 작업에는 유리하나 탈진에 소요되는 운영비용이 증가하므로 상기 흡입팬(21)의 집진풍량보다 작게 설정하는 것이 바람직하다.
<실시예>
집진실(11)에 여과백(12)을 9개 장착하고, 흡입팬(21)의 최대집진풍량을 40m3/min, 역세팬(25)의 최대역세풍량을 30m3/min 으로 하고, 집진실험에 이용된 분진은 소결공장의 실제 여과집진기에서 포집된 분진을 샘플링하여 사용하였으며, 하기와 같은 실험조건으로 실험을 수행하였다.
- 여과백 사양
1) 여과백 타입: 부직포, 2) 여과백크기 : 직경 150mm, 3)길이 3000mm, 4)총여과면적 12.7m2,
- 집진실험조건
1) 집진풍량 : 19m3/min 2)여과속도 :1.5m/min 3)유입가스 온도 : 26℃ 4)입구농도 :10g/Nm35) 분진종류 : 소결분진 6) 분진특성 : 평균입도 29.2㎛, 진비중 3.3g/cm37) 역세풍량 8.4m3/min 8)역세시간 : 60초
여과집진기의 성능에서 가장 중요한 것은 탈진성능이며, 탈진성능을 판단할 수 있는 기준은 압력손실이다. 통상적인 여과집진기의 운전중 압력손실의 관리기준은 150mmAq이하며, 압력손실이 200 내지 300mmAq이상이되면, 원하는 풍량이 나오지 못하므로 여과백(12)을 교체하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 집진기의 탈진장치를 이용하여 연속적으로 집진, 탈진작업을 수행한 실험결과를 도시한 그래프로서, 집진시에는 주어진 조건에서 120mmAq의 압력손실까지 분진을 투입한 후 주어진 역세조건으로 탈진을 수행할 경우 압력손실이 20 내지 30mmAq로 감소하는 것으로 나타났다.
이와 같은 결과는 5회의 연속실험을 수행하였을 경우 매우 유사하게 나타났으며, 계속적으로 집진 및 탈진실험을 수행하여도 매우 유사한 경향이 나타날것으로 판단된다.
상기의 실험조건에서 주목할 만한 점은 집진시 여과속도 1.5m/min 는 통상적인 역기류 탈진시 여과집진기의 여과속도 0.9 내지 1.2m/min 보다도 큰 범위의 여과속도이므로 기존방식보다 여과속도를 크게할수 있다는 것을 보여주고 있다. 이에 따라 상기 실험결과는 본 발명의 탈진장치를 갖는 집진기가 종래의 집진기에 비하여 우수하는 것을 보여주고 있다.
상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 집진이 외면여과로 이루어지고, 저압의 외부공기를 역세하여 탈진이 이루어짐으로서, 동일한 배가스처리를 기준으로 하여 종래의 역기류탈진식보다 여과속도를 크게 할수 있기 때문에 장치의 현저히 설치공간을 줄일 수 있고, 저압의 외부공기로서 탈진을 수행할수 있기 때문에 종래의 충격기류식에 비하여 운영비용을 현저히 낮출수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (5)

  1. 함진가스내의 분진을 집진하여 탈진하는 방법에 있어서,
    흡입팬(21)의 흡입력에 의해 집진실(11)내로 유입되는 함진가스중의 분진을 여과포(12)의 외부면에 부착하여 집진하고, 분진이 여과된 청정가스를 스택(34)으로 배출하는 집진단계;
    상기 여과백(12)에 부착되는 분진에 의해 발생되는 상기 집진실(11)내에서의 압력손실을 차압계(29)로서 측정하고, 상기 차압계(29)의 측정값을 근거로 하여 상기 흡입팬(21)의 구동을 중지하고, 역세팬(25)을 가동시켜 집진실(11)내로 외부공기를 역세공급하는 역세단계;
    상기 집진실(11)내로 강제 유입되는 역세공기에 의해 상기 여과백(12)의 외면에 부착된 분진을 하부로 탈락제거하여 탈진하는 탈진단계;를 포함하고,
    상기 집진실(11)내의 압력손실을 측정한 값이 200 내지 300㎜Aq이상이 될때, 상기 흡입팬(21)의 기동을 중단하고, 흡입라인(22)의 댐퍼(23), 집진후드(19)의 댐퍼(19a)를 닫은 반면에 역세라인(26)의 댐퍼(27), 역세배기라인(18)의 댐퍼(18a)를 개방한 상태에서 상기 역세팬(25)을 작동시켜 저압의 외부공기를 상기 집진실(11)내로 공급함을 특징으로 하는 집진기의 탈진장치를 특징으로 하는 집진기의 탈진방법.
  2. 집진발생원으로부터 함진가스가 투입되는 집진후드(19)와, 복수개의 여과백(12)을 내장한 집진실(11)과, 탈진된 분진이 배출되는 분진배출구(17)를 갖추어 함진가스내의 분진을 제거하는 집진설비에 있어서,
    상기 집진후드(19)를 통하여 함진가스를 상기 집진실(11)내로 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시키고, 상기 여과백(12)을 통과하면서 여과된 가스를 외부로 배출할 수 있도록 상기 집진실(11)의 일측 외부면에 설치되는 흡입라인(22)에 갖추어지는 흡입팬(21);
    상기 여과백(12)에 부착된 분진을 탈락시킬 수 있도록 외부공기를 상기 집진실(11)내로 공급할수 있도록 상기 흡입팬(12)의 흡입풍량보다 작게 설정된 역세풍량을 갖추어 상기 집진실(11)의 타측 외부면에 설치된 역세라인(26)에 구비되는 역세팬(25); 및,
    상기 여과백(12)의 상,하부간의 압력차를 측정하는 차압계(29)의 측정값을 수신하여 상기 흡입, 역세라인(22)(26)에 설치된 댐퍼(23)(27)의 개도, 집진후드(19), 역세배기라인(18)에 설치된 댐퍼(18a)(19a)의 개도 및 상기 흡입팬(21),역세팬(25)의 기동을 제어하는 제어기(30);를 포함함을 특징으로 하는 집진기의 탈진장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 여과백(12)은 백케이지(bagcage) 또는 리테이너(retainer)와 같은 상부지지대(15)로서 상부는 열려있고, 하부는 닫혀져 있도록 복수개 설치되어 분진이 외부면에 부착여과될 수 있는 부직포로 구성됨을 특징으로 하는 집진기의 탈진장치.
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