KR101938941B1 - 물안개를 이용한 분진 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전소 등에서 발전 시에 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 제거하기 위하여 아주 미세한 크기의 물방울로 형성되는 물안개를 사용함으로써 크기가 아주 작은 미립자까지도 제거할 수 있는 분진 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소의 보일러에서 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 포집하여 제거하기 위한 분진 제거장치는 상기 가스가 인입되는 인입구, 상기 인입구의 크기에 비하여 넓은 크기로 상기 인입구로부터 확장되고, 상기 분진을 제거하기 위한 작업이 수행되는 작업영역, 상기 작업영역의 바닥에 설치되고, 상기 분진과 결합하여 상기 분진을 포집하는 물안개를 생성시키는 초음파 분무기를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 분진 제거 장치 및 방법을 사용함으로써 발전소의 보일러에서 방출되는 가스 내에 포함되어 있는 미세 분진까지 제거함으로써 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

물안개를 이용한 분진 제거장치{Fine particle Remover using Water Mist}
본 발명은 분진 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 발전소 등에서 발전 시에 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 제거하기 위하여 아주 미세한 크기의 물방울로 형성되는 물안개를 사용함으로써 크기가 아주 작은 미립자까지도 제거할 수 있는 분진 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.
일반적으로 발전소에서 석탄, 석유등을 이용하여 발전하는 경우에 발생하는 가스(gas)에는 많은 양의 분진과 가스상 오염물질인 SOx, NOx가 포함되어 있다. 이러한 분진 및 가스상 오염물질은 방출 전에 제거되어야 환경오염을 최소화할 수 있다. 따라서, 발전소의 배출 오염물질의 방출을 최소화하기 위한 다양한 오염물질 제어장치가 개발되어 왔다.
도 1은 석탄 화력 발전소 배출가스 처리 시스템의 한 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 보일러(10)로부터 배출되는 배출가스에 포함된 대표적인 오염물질은 분진과 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 이산화탄소 등이며, 이와 함께 미량의 중금속 등이 포함될 수 있다. 배출 오염물질 중에서 질소산화물은 선택적환원촉매(SCR; 20)에 의하여 제거될 수 있다. 그리고 배출가스 속에 포함된 대량의 분진은 전기집진기(ESP) 또는 Baghous 등의 분진 제거장치에서 제거될 수 있고, 가스 속에 포함된 황산화물은 습식탈황장치(FGD: Flue Gas Desulferlizer; 40)에서 제거될 수 있다. 하지만, 전술한 장치에서 제거되지 못한 분진이나 오염물질은 연돌(60)을 통하여 배출될 수 있다. 그래서 습식탈황장치(40) 후단에서 배출되는 분진이나 오염물질을 제거하기 위하여 미스트 제거정치 (Mist Eliminator; 50)가 설치될 수 있다.
도 2는 종래 미스트 제거장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래 미스트 제거장치는 연돌(60)과 같은 곳에 물을 분사할 수 있는 스프레이 노즐을 설치하고 가스가 하방에서 상방으로 진행 시에 물을 분사하여 분사된 물과 분진 또는 오염물질이 만나면 그 무게에 의하여 물과 분진이 같이 떨어지는 원리를 이용하여 분진 또는 오염물질을 포집하는 것이나 이 경우에는 어느 정도 크기를 가지는 분진에 대하여는 포집이 가능하나 아주 작은 크기의 미립자에 대하여는 포집이 어렵다는 문제점이 있다.
삭제
한국 공개특허 10-2014-0114233호
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 작업영역을 아주 미세한 크기의 물방울로 형성되는 물안개로 채우고 분진과 물방울 간의 결합에 의한 무게 증가로 분진이 하방으로 떨어지도록 함으로써 아주 작은 크기의 미립자까지도 포집 가능하도록 하는 분진 제거기를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발전소의 보일러에서 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 포집하여 제거하기 위한 분진 제거장치는 상기 가스가 인입되는 인입구, 상기 인입구의 크기에 비하여 넓은 크기로 상기 인입구로부터 확장되고, 상기 분진을 제거하기 위한 작업이 수행되는 작업영역, 상기 작업영역의 바닥에 설치되고, 상기 분진과 결합하여 상기 분진을 포집하는 물안개를 생성시키는 초음파 분무기를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 작업영역의 인입구쪽, 출구쪽 및 중간 중의 적어도 어느 하나의 천정에 구비되고, 상기 분진을 포집하기 위한 물을 분사하는 스프레이를 포함할 수 있다.
그리고 상기 작업영역의 천정은 상기 인입구가 있는 입구 쪽은 높고 인입된 가스가 배출되는 출구 쪽은 낮도록 경사를 가진 경사천정일 수 있고, 물방울이 경사면을 따라 더 잘 굴러가게 하기 위하여 상기 작업영역의 천정을 냉각시키는 냉각장치를 더 포함하거나 상기 작업영역의 천정을 물이 잘 달라붙지. 않는 소수성 물질로 코팅할 수 있다.
또한, 본원 발명의 분진 제거장치는 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 인입분진측정부, 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 방출분진측정부, 및 상기 작업영역의 바닥에 포집되어 축적되는 재의 양을 측정하는 재측정부중 적어도 하나 및 상기 인입분진측정부, 상기 방출분진측정부, 및 상기 재측정부에서 측정한 양 중 적어도 하나를 기초로 상기 초음파 분무기에서 생성하는 물안개의 양을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본원 발명의 분진 제거장치는 상기 작업영역 내에 구비되고 인입되는 상기 가스의 진행 방향을 변경시키기 위한 플레이트를 더 포함할 수 있고, 상기 작업영역의 바닥에 구비되고, 포집된 분진을 배출하기 위한 배출구를 더 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발전소의 보일러에서 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 포집하여 제거하기 위한 분진 제거장치에 의한 분진 제거방법은 분진이 포함된 가스를 인입하는 단계, 상기 분진을 포집하기 위하여 초음파 분무기가 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계, 상기 초음파 분무기가 결정된 양의 물안개를 분무하는 단계, 및 작업영역의 천장에 구비된 스프레이를 이용하여 분진을 포집하기 위한 물방울을 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 초음파 분무기가 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계는 인입분진측정부에서 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 단계, 방출분진측정부에서 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 단계, 및 재측정부에서 상기 작업영역의 바닥에 포집되어 축적되는 재의 양을 측정하는 단계중 적어도 하나를 포함하고, 상기 인입분진측정부, 상기 방출분진측정부, 및 상기 재측정부에서 측정한 양 중 적어도 하나를 기초로 상기 초음파 분무기에서 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 분진 제거기를 사용함으로써 발전소의 보일러에서 배출되는 가스에 포함되어 있는 미세 분진까지 제거함으로써 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 석탄화력 발전소 배출가스 처리 시스템의 한 예를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 미스트 제거장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 분무기의 분무되는 양을 제어하는 모듈의 블로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분진이 물방울과 결합하여 아래로 떨어지는 원리를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플래이트를 구비한 물안개를 이용한 분진 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분진 제거방법을 도시한 도면이다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치는 발전소의 보일러에서 배출되는 가스가 인입되는 인입구(120), 인입구(120)의 크기에 비하여 상당히 넓은 크기로 인입구(120)로부터 확장되고, 분진이 제거되는 영역인 작업영역(110), 작업영역(110)의 바닥에 설치되는 초음파 분무기(130)를 포함할 수 있고, 이에 더하여, 분진이 제거된 가스가 배출되는 작업영역(110)의 출구 천정에 구비되고, 분진을 2차적으로 포집하기 위한 물을 분사하는 스프레이(140)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 전기 집진기(30)의 경우 건식이라 선택적환원촉매(20)와 습식탈황장치(40) 사이에 놓이게 된다. 하지만, 본원 발명은 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)는 도 1의 미스트 제거장치(50)를 대체하여 설치할 수 있다. 이때 분진을 제거하기 위한 전기집진기(30) 없이 본원 발명의 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)만으로 분진을 제거할 수도 있고, 전기집진기(30)와 함께 사용되어 전기집진기(30)에서 집진되지 아니한 미세 분진을 제거하기 위하여 설치될 수도 있다.
본원 발명의 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)를 습식탈황장치(40) 뒤에 위치시키게 되면 전기집진기(30)의 위치에 있을 때보다 열교환을 해서 가스의 온도가 더 떨어진 상태이며, 습식탈황장치(40)에서 먼저 물이나 바닷물이 분사되어 분진에 묻어 있는 상태이기 때문에 가스의 온도도 낮고, 습도도 매우 높을 것이다. 그래서 전기집진기(30)의 위치보다 미스트 제거장치(50)에 본원 발명의 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)가 위치하게 되면 쉽게 물안개를 발생시킬 수 있으며, 낮은 온도로 인해 가스의 부피가 줄어들어 본원 발명의 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.
일반적으로 발전소의 보일러에서 배출되는 가스는 작은 직경을 가지는 배출관을 통해 빠른 속도로 이동할 수 있다. 그런데 인입되는 가스의 속도가 빠르면 가스에 포함되어 있는 분진이 물방울과 결합할 가능성이 작아지기 때문에 인입되는 가스의 속도를 늦출 필요가 있다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치의 작업영역(110)은 발전소의 보일러에서 배출되는 가스가 통과하는 배출관과 연결되는 인입구(120)의 크기에 비하여 상당히 넓은 크기로 인입구(120)로부터 확장될 수 있다. 이렇게 인입구(120)에 비하여 공간이 크게 확장됨으로 인하여 가스의 속도가 늦어질 수 있다. 이에 의하여 가스에 포함되어 있는 분진이 물방울과 결합할 수 있는 가능성이 높아지게 된다.
작업영역(110)의 바닥에 설치되는 초음파 분무기(130)는 초음파를 사용하여 아주 작은 크기의 물방울로 형성되는 물안개를 생성하여 작업영역(110)을 가득 채울 수 있다. 그러면 가스에 포함되어 있는 분진은 물안개와 만나게 되고 아주 작은 크기의 물방울과 결합하여 무게를 가지게 된다. 점점 많은 물방울과 결합하여 무거워진 분진은 그 무게에 의하여 바닥으로 떨어질 수 있다.
일반적으로 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)에서 포집할 분진의 크기는 10~3000nm(nano meter; 10-9 m)이다. 그리고 초음파 가습기에서 분무되는 물방울의 크기는 200~1250nm이다. 초음파의 주파수를 변경하거나 구멍의 크기를 조절함으로써 분무되는 물방울의 크기를 조절하는 것이 가능할 수 있지만, 초음파 가습기에서 분무될 때 전술한 바처럼 물방울이 200~1250nm 크기의 범위를 가지고, 많은 양의 물방울을 분무하기 때문에 특별히 물방울의 크기를 조절함이 없이도 미립자 포집에 있어서는 충분할 것으로 판단된다.
그리고 작업영역(110) 내에 더 많은 양의 물안개를 채울수록 미립자와 물안개 내의 물방울의 충돌 확률을 높이고 미립자에 더 많은 물방울이 달라붙게 할 수 있어 미립자의 포획 가능성을 높일 수 있다. 따라서 초음파 분무기(130)는 센서를 이용하여 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양, 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하거나, 포집되어 바닥에 축적되는 분진의 양을 측정하여 이를 바탕으로 초음파 분무기(130)에서 생성하는 물안개의 양을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파 분무기의 분무되는 양을 제어하는 모듈의 블로도이다.
도 4를 참조하면, 초음파 분무기의 분무되는 양을 제어하는 모듈(400)은 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 인입분진측정부(410), 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 방출분진측정부(420), 작업영역(110)의 바닥에 포집되어 축적된 재의 양을 축정하는 재측정부(430), 및 인입분진측정부(410), 방출분진측정부(420)와 재측정부(430)에서 측정된 데이터를 바탕으로 초음파 분무기(130)에서 분무되는 물안개의 양을 제어하는 제어부(440)를 포함할 수 있다.
일 실시 예로서, 인입분진측정부(410)에서 측정된 가스에 포함되어 있는 분진의 양에 따라 제어부(440)는 초음파 분무기(130)에서 방출하는 물안개의 양을 제어할 수 있다. 즉, 인입되는 분진의 양이 작으면 초음파 분무기(130)에서 방출하는 물안개의 양을 적게 할 수 있고, 인입되는 분진의 양이 많으면 초음파 분무기(130)에서 방출하는 물안개의 양을 많게 할 수 있다.
또 다른 일 실시 예로서, 방출분진측정부(420)에서 측정된 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양이 환경 기준보다 현저히 낮다면 제어부(440)는 초음파 분무기에서 방출하는 물안개의 양을 적게 하여 환경 기준과 비교하여 적당하게 적은 양의 분진이 방출되도록 할 수 있다. 반대로 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양이 환경 기준보다 많다면 제어부(440)는 초음파 분무기(130)에서 방출하는 물안개의 양을 많게 하여 방출되는 분진의 양이 환경 기준보다 작아지도록 제어할 수 있다.
또 다른 일 실시 예로서, 재측정부(430)에서 측정한 작업영역(110)의 바닥에 축적되는 재의 양이 줄어들기 시작하면 그에 맞추어서 제어부(440)는 초음파 분무기(130)에서 생성하는 물안개의 양을 줄일 수 있다. 다시 말하면 첫 가동시에 제어부(440)는 초음파 분무기(130)가 가장 많은 양의 물안개를 생성하여 방출할 수 있도록 제어하고, 축적되는 재의 양이 줄어들기 시작하면 생성하는 물안개의 양을 줄이도록 제어할 수 있다. 그리고 일정시간 동안 유사한 양의 재가 축적된다면 제어부(440)는 초음파 분무기(130)에서 방출하는 물안개의 양을 일정 비율 또는 일정 양만큼 증가시킬 수 있다.
또한, 인입분진측정부(410), 방출분진측정부(420), 및 재측정부(430)에 의해 측정된 자료를 조합하여 제어부(440)가 초음파 분무기(130)가 생성하는 물안개의 양을 조절하는데 사용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분진이 물방울과 결합하여 아래로 떨어지는 원리를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면 작업영역(110)에 들어온 분진(210)은 점점 많은 물방울과 결합(220 내지 250)하면서 점점 무거워지고, 그 무게에 의하여 점점 작업영역(110)의 바닥으로 떨어지게 된다. 특히, 초음파 분무기(130)에 의해 생성된 물방울의 크기는 전술한 바처럼 200~1250nm의 크기를 가지기 때문에 10nm 크기의 아주 작은 미립자일지라도 물안개 내에서 쉽게 물방울과 결합할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거장치(100)는 크기가 아주 작은 미립 분진까지도 제거할 수 있는 특유의 효과가 있다.
일반적으로 가스나 분진은 가볍기 때문에 위로 올라가는 성질이 있다. 그리고 이렇게 위로 올라가서 작업영역(110)의 천정에 분진이 붙어서 물방울과 결합할 수도 있다. 이때 물방울과 결합하더라도 어느 정도 이상의 무게를 가지지 않으면 천정에 붙어서 그대로 존재할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 작업영역(110)의 천정을 인입구(120)가 있는 쪽에서 출구쪽으로 경사지게 할 수 있다. 즉, 경사천정(150)을 가질 수 있다. 그러면, 천정에 붙은 물방울과 결합한 분진이 경사천정(150)에 의하여 천정의 경사를 따라 흘러내리게 되고, 출구 근처에서 바닥으로 떨어질 수 있다. 즉 경사천정(150)에 의하여 분진이 작업영역(110)의 천정에 붙게 되는 것을 방지할 수 있다.
특히 물방울이 경사면을 따라 더 잘 굴러가게 하기 위해서 경사천정(150)을 냉각시키거나 경사천정(150)의 표면에 물에 잘 달라붙지 않는 소수성 물질을 코팅할 수 있다. 경사천정(150)을 냉각시키면 미세 물방울의 점도에 변화를 야기할 수 있고 이에 따라 경사천정(150)의 경사면을 따라 물방울이 좀 더 잘 굴러가게 할 수 있다. 또한, 경사천정(150)의 표면에 물에 잘 달라붙지 않는 소수성 물질을 코팅하면 점도가 약해져 경사천정(150)의 경사면을 따라 물방울이 좀 더 잘 굴러가게 할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치는 출구에 물을 분사하는 스프레이(140)를 구비할 수 있다. 스프레이(140)는 계속적으로 물을 뿌려 줌으로써 2차적인 분진 포집 작업을 수행할 수 있다. 이때 스프레이(140)에서 분무되는 물방울의 크기는 초음파 분무기(130)에서 생성되는 물방울의 크기보다 상대적으로 클 수 있다. 대부분의 분진은 작업영역(110) 내의 물안개 속의 물방울과 결합하여 바닥으로 떨어질 수 있다. 하지만, 일부의 분진의 경우 물방울과 결합하더라도 무게가 크지 아니하여 출구까지 바닥에 떨어지지 않고 도달할 수 있다. 이러한 일부 분진의 배출을 방지하기 위하여 스프레이(140)는 출구단에서 물을 뿌려줄 수 있다. 즉, 살아남은 일부 분진이 뿌려지는 물에 부딪혀 바닥으로 떨어질 수 있도록 함으로써 2차적으로 분진을 포집하여 제거할 수 있다.
이러한 스프레이(140)는 작업영역(110)의 인입구쪽 또는 작업영역(110)의 중간에 배치될 수도 있다. 인입구쪽에 배치하는 경우에는 미리 크기가 큰 분진을 제거할 수 있어 초음파 분무기(130)에 의해 처리되어야 할 분진의 양을 줄일 수 있다. 작업영역(110)의 중간에 배치하는 경우에는 어느 정도 포집된 분진들을 중력에 의함이 아니라 스프레이에서 떨어지는 물에 의해 작업영역(110)의 바닥으로 떨어뜨릴 수 있는 효과를 가지게 된다.
상기 포집 작업에 의하여 작업영역(110)의 바닥에는 포집된 분진들이 모이게 되고 이는 또한 무게에 의하여 물과 재의 층으로 분리가 될 수 있다. 즉, 무거운 재는 바닥으로 가라앉고 물은 그 위에 존재할 수 있다. 따라서, 바닥에 재 배출구(미도시)를 구비함으로써 포집된 재를 배출할 수 있고, 바닥에 모인 물은 초음파 분무기(130)에 의한 물안개 형성을 위하여 다시 사용될 수 있다. 즉, 물안개 형성을 위하여 계속적인 물의 공급없이 기존에 사용된 물을 재사용할 수 있는 또다른 효과가 있다.
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 물안개를 이용한 분진 제거 장치는 작업영역(110) 내에 가스의 진행 방향을 바꾸기 위한 플래이트(plate; 160, 161)를 추가로 구비할 수 있다. 플래이트(160, 161)에 의해 진행하는 가스의 진행 방향이 바뀌고 속도도 느려지면서 가스 내의 분진과 물안개 내의 물방울 간의 충돌 확률을 높여 분진의 포집 가능성을 증가시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플래이트를 구비한 물안개를 이용한 분진 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 플래이트(160, 161)는 작업영역(110) 내의 바닥으로부터 위로 올라오거나 경사천정(150)으로부터 아래로 내려오게 번갈아서 설치될 수 있다. 이러한 플래이트가 설치되면 직진하여 빠져나가던 가스가 플래이트와 부딪히면서 위 아래로 진행방향을 바꾸게 되고 그에 따라 속도 저하가 야기되며 물방울과의 충돌 확률이 높아지게 된다. 물방울과의 충돌 확률이 높아지면 분진이 포집될 가능성도 높아지게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분진 제거방법을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 가스에 포함되어 있는 분진을 포집하기 위한 분진 제거장치(100)로 분진이 포함된 가스가 인입구(120)를 통하여 작업영역(110)으로 인입(S710)될 수 있다. 그러면 분진 제거장치(100)는 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양, 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양, 및 작업영역(110)의 바닥에 포집되어 축적되는 재의 양중 적어도 하나를 기초로 초음파 분무기(130)에서 생성할 물안개의 양을 결정(S720)할 수 있다. 그리고 결정된 양의 물안개를 초음파 분무기(130)를 이용하여 분무(S730)할 수 있다. 또한, 분진의 포집 가능성을 높이기 위하여 작업영역(110)의 천장에 설치되는 스프레이를 통하여 물방울을 분사할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에서 제시하는 분진 제거 장치 및 방법을 사용함으로써 종래의 전기 집진기 또는 물분사 집진기에 비하여 미립자까지 포함하는 더 많은 분진을 제거함으로써 환경오염을 최소화할 수 있을 것이다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 작업영역
120: 인입구
130: 초음파 분무기
140: 스프레이
150: 경사천정
160, 161: 플레이트
410: 인입분진측정부
420: 방출분진측정부
430: 재측정부
440: 제어부

Claims (10)

  1. 발전소에서 배출되는 가스에 포함되어 있는 분진을 포집하여 제거하기 위한 분진 제거장치로서,
    상기 가스가 인입되는 인입구;
    상기 인입구의 크기에 비하여 넓은 크기로 상기 인입구로부터 확장되고, 상기 분진을 제거하기 위한 작업이 수행되는 작업영역;
    상기 작업영역의 바닥에 설치되고, 상기 분진과 결합하여 상기 분진을 포집하는 물안개를 생성시키는 초음파 분무기; 및
    상기 작업영역의 천정에 배치되어 상기 분진을 포집하기 위한 물을 분사하는 스프레이; 를 포함하고,
    상기 스프레이는 상기 작업영역의 인입구쪽, 출구쪽 및 중간 중의 적어도 하나의 영역에 배치되고,
    상기 작업영역의 천정은 상기 인입구가 있는 입구 쪽은 높고 인입된 가스가 배출되는 출구 쪽은 낮도록 경사를 가진 경사천정인,
    분진 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업영역의 바닥에 배치되어 상기 분진을 물과 재의 층으로 분리시키는 배출구를 더 포함하고,
    상기 배출구를 통해 분리된 물은 상기 초음파 분무기에 의해 다시 사용되는,
    분진 제거 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    물방울이 경사면을 따라 더 잘 굴러가게 하기 위하여 상기 작업영역의 천정을 냉각시키는 냉각장치를 더 포함하는,
    분진 제거장치.
  5. 제4항에 있어서,
    물방울이 경사면을 따라 더 잘 굴러가게 하기 위하여 상기 작업영역의 천정을 물이 잘 달라붙지 않는 소수성 물질로 코팅한,
    분진 제거장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 인입분진측정부;
    방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 방출분진측정부; 및
    상기 작업영역의 바닥에 포집되어 축적되는 재의 양을 측정하는 재측정부; 중 적어도 하나 및
    상기 인입분진측정부, 상기 방출분진측정부, 및 상기 재측정부에서 측정한 양 중 적어도 하나를 기초로 상기 초음파 분무기에서 생성하는 물안개의 양을 조절하는 제어부; 를 더 포함하는,
    분진 제거장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 작업영역 내에 구비되고 인입되는 상기 가스의 진행 방향을 변경시키기 위한 플레이트를 더 포함하는,
    분진 제거장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 작업영역의 바닥에 구비되고, 포집된 분진을 배출하기 위한 배출구를 더 포함하는,
    분진 제거장치.
  9. 제1항의 분진 제거장치에 의한 분진 제거방법에 있어서,
    분진이 포함된 가스를 인입하는 단계;
    상기 분진을 포집하기 위하여 초음파 분무기가 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계;
    상기 초음파 분무기가 결정된 양의 물안개를 분무하여 1차적으로 상기 분진을 포집하는 단계; 및
    상기 스프레이를 이용하여 2차적으로 상기 분진을 포집하기 위한 물방울을 분사하는 단계; 를 포함하고,
    상기 1차적으로 상기 분진을 포집하는 단계 및 상기 2차적으로 상기 분진을 포집하는 단계는 상기 작업영역에서 수행되는,
    분진 제거방법.
  10. 제9항에 있어서,
    초음파 분무기가 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계는,
    인입분진측정부에서 인입되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 단계;
    방출분진측정부에서 방출되는 가스에 포함되어 있는 분진의 양을 측정하는 단계; 및
    재측정부에서 상기 작업영역의 바닥에 포집되어 축적되는 재의 양을 측정하는 단계; 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 인입분진측정부, 상기 방출분진측정부, 및 상기 재측정부에서 측정한 양 중 적어도 하나를 기초로 상기 초음파 분무기에서 생성할 물안개의 양을 결정하는 단계; 를 포함하는,
    분진 제거방법.
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