KR830002134B1 - 직물벽필터의 정화공정을 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

직물벽필터의 정화공정을 제어하는 방법

도면은 본 발명에 따른 공정을 나타내는 단면 개괄도이다.

본 발명은 개스입구를 통하여 필터실로 공급되는 오염된 개스가 필터실에 부착된 필터물질을 통과하면서 그 위에 먼지를 침적시키고 정화(淨化)개스 출구를 통해 필터실로부터 배출되어지며, 제스시스템에 의해 제어된 정화시스템으로부터 압축공기 펄스에다 필터물질을 노출시켜 정화공정을 행하는 직물로 둘러 쌓인 벽필터(자루형태가 더욱 바람직함)의 정화공정을 제어하는 방법에 관한 것이다.

종래의 제어 장치에서, 자루필터의 정화시스템은 통상적으로 장치의 프란즈-투-프란즈(flange-to-flange)압력강하에 의하여 제어되고 있다.

상기한 프란즈-투-프란즈 압력강하에서는 덕트손실(duct loss)은 물론 입구와 출구의 댐퍼(damper)가 포함되어 있다.

상기한 정화는 프란즈-투-프란즈 압력강하가 한계값에 도달했을 때 시작되어진다.

그리하여, 정화간격은 개스의 먼지농도에 의존한다.

상기 방법은 작동조건 즉, 개스흐름, 개스온도 및 먼지농도가 실질적으로 일정한 공정에서 잘 이루어진다.

그러나, 개스 흐름과 먼지농도의 변화로 인하여 상기한 제어시스템은 개스흐름에 의하여 상당한 정도로 제어되는 경향이 있다. 기술적인 면으로 분리해볼때, 그와같은 제어는 부적당함이 확실하다.

각각의 순간에서 프란즈-투-프란즈 압력강하가 개스흐름에 비례적인 상기 정화는 자루위에 퇴적한 먼지에 의해 조절되는 것이 아니고 단기간의 개스흐름의 증가에 의해 시작되어질 수 있다.

상기의 결과는 먼지덩이가 파괴되어지고, 필터물질이 개스흐름에 노출되어지는 지나친 정화이다.

미세한 먼지조각이 노출된 필터물질을 통해 보다 더 쉽게 관통할 수 있기 때문에, 자루는 물론 방사물이 마멸되고 그리고 자루의 수명이 오래가지 못하게 된다.

또한 반대작동의 경우, 즉 세척의 초기에서는 물론 먼지덩어리가 상당한 정도로 커짐으로써 생기는 높은 먼지농도와 낮은 개스흐름이 발생할 수도 있다.

그리하여 먼지 축적 그 자체의 증가는 세척이 시작되어지는 한계값에 낮은 개스흐름을 성취하기에는 충분하지 않다. 개스흐름이 증가할때, 정화는 즉시 시작되어진다. 그러나 그때 정화의 효과(맥압 : 脈壓)는 더 강한 먼지 덩이에 적용되지 않는다.

결과적으로 여러가지의 정화조작 때문에 필터를 깨끗이해야할 필요가 있으며 또 값진 자루가 쉽게 마모되고 수명이 짧아지게 된다.

극단적인 경우에 있어서, 필터실의 수위조작은 높은 압력강하와 낮은 개스흐름으로 상부 작용지점과 뒤바뀔 경우가 발생할지도 모른다.

상부 작용지점이란 각각의 장치 커브와 시스템의 휀(fan)커브사이의 교차지점에 따라 달라진다.

상기 장치가 펄스로 정화하는 필터(pulse=cleaned filter) (parameter)를 포함할때, 장치커브는 비스듬히 위로 향한 포물선의 형태이고 그 꼭대기는 최대로 가능한 필터 흐름에 상응하는 것으로 추정된다.

상부 작용지점에 도달했을때, 상기 장치는 낮은 압력강하와 커다란 하중을 갖고 하부작용 지점으로 되돌아오기 위하여 다시 작용되어져야만 한다.

미리 예정한 시간간격에서 정화펄스를 시작함으로서 자루필터의 정화공정을 제어하는 것이 또한 잘 알려져있다.

그런데 이것은 최대양을 작동할때, 필요한 정화를 하기위해 조정되어진다.

상기 경우에 있어서 제어는 시간기록계에 의해 영향을 받는다. 최대 하중의 아래에 있는 필터 위의 하중으로 시스템은 정화할 필요가 없을때 조차 정화될 것이라는 것은 분명하다.

상기한 것은 필터물질을 오래 지속토록하고 방사물을 증가시키는 결과가 된다.

본 발명의 목적은 종래 방법의 단점들을 제거한 개량된 제어시스템을 마련하고자 하는 것이다.

상기한 목적은 본 방법이 특허청구범위에 기술된 것을 특징으로 함으로써 달성될 수 있다. 그리하여, 상기 발명은 개스흐름과 먼지농도의 변화에도 불구하고 정화는 항상 자루위에 같은 양의 먼지퇴적에 의하여 시작되어지도록 하기 위하여 정화시스템이 필터물질(통상적으로는 필터자루)위의 먼지퇴적에 의해 제어된다는 것에 기초를 두었다. 첨부된 특허청구범위에서의 적절한 방법은 개스의 점도가 고려되어질때 이루어진다.

상기한 것은 또한 정화될 개스가 흐름의 변화에 따라 온도의 변화를 보일때 적합하다.

첨부된 특허청구범위는 정화효과에 영향을 주는 파라메터(parameter)의 영향에 의해 정화시스템의 정화효과를 제어하는 다양한 방법을 나타내고 있다.

본 발명은 필터 장치의 단면도에 더욱 상세히 기술되어져있다. 도면에서, "1"은 많은 줄의 필터자루(4)로 구성되어있는 챔버카셋트(chamber cassette)(3) 즉 패키지(package)가 설치되어있는 필터실(2)이 있는 필터집을 나타낸다. 정화하기 위한 오염된 개스는 덕트(5)를 통해 필터집으로 공급되고, 정화된 개스는 덕트(6)를 통해 필터집으로부터 나온다.

필터집내에서, 개스는 필터실의 입구(8)까지 덕트(7)를 경유하고, 그리고 이때 필터물질의 표면위에 먼지가 침적하는 동안 필터자루(4)를 통과한다. 정화된 개스는 개스출구(9)를 지나 필터실의 개스덕트(6)에 연결된 출구덕트(10)까지 방출된다. 도시된 필터들은 덕트(7)와 덕트(10)로 연결된 많은 필터실(도시되지 않음)로 구성되어있다.

댐퍼(11)(12)는 만약필요하다면 필터변화(a.s.o)를 감시하기 위하여 들어올리는 장치(13)가 필터실로부터 카셋트(cassette)를 들어올릴 수 있도록 필터방을 닫기 위하여 마련되어져있다. 도면에서 오른쪽 필터실은 댐퍼(12)에 의해 닫혀진다. 댐퍼(11)의 위치로 알 수 있는 바와같이 왼쪽 필터실은 작용을 한다.

개스의 흐름은 흐름의 방향을 나타내는 화살표에 의해 표시된다. 정화기(14)는 필터 자루들을 정화하기 위해 마련되어있고, 정화매개체 즉 압축공기를 위한 압력탱크(15)와 제트튜브(18)를 갖고 있는 공급덕트(17)로 정화 매개체를 공급하기 위한 밸브(16)등으로 구성되어있다.

도면에 도시된 작동방식과 정화장치에 대한 설계를 여기에서는 상세히 기술하지 않았지만, 미합중국 특허 제4,033,732호에는 잘 기술되어져있다.

상기 정화는 자루내에서 아래쪽으로 향해있는 압력펄스가 필터물질에 가속과 감속을 정하여 먼지를 필터물질로부터 먼지상자(9)안에 모우는 것이다. 상기 정화방법을 철저히 시험한 결과, 정화 효과에 영향을 주는 파라미터에 대하여 상당한 지식을 얻을 수 있었다.

본 발명에 따르면, 정화 시스템은 다음과 같이 제어된다. 개스의 총압력과 정압(靜壓)과 프루덕트(flueduct)(5)안에 있는 프로우브(probe)(20)에 의해 측정된다. 개스의 동압(動壓)과 시간에 따른 변화는 압력송달기(21)에 의해 기록될 수 있다. 이리하여 개스 흐름에 의하여 생기는 동압과 개스흐름의 변화에 대한 측정을 할 수 있게되고, 필터물질의 전체와 덕트의 해당부분에 관한 지식을 갖고서 적당한 신호방식을 채택하면 압력송달기(21)로부터 출력신호로서 필터 하중(Vf)을 얻을 수 있다. 그리하여, 필터하중은 개스흐름(㎥/s)과 필터면적(㎡)과의 비율로써 알 수 있게된다.

정상적인 작동에서 "Vf"는 0.02∼0.06(m/s)에 달한다.

압력감지기(22)는 필터실의 개스옆(원료 개스입구(8)내에 설치되고 감지된 압력은 압력송달기(23)로 전달된다. 두번째압력감지기(24)는 필터실의정화개스출구(9)에 마련되고, 감지된 압력은 차압(差壓)(pf)이 형성되어 상기 송달기로부터 출력신호가 형성되는 압력송달기(23)로 전달된다. 여기서 차압(p)은 필터물질 전체에 미치는 압력강하 그 자체이다.

통상적인 작동시, fp는 0.75∼2.5Kpa이다. 압력송달기(21)(23)로부터 생긴 출력신호 즉 "Vf", "Pf"는 계속해서 작동하기 위하여 전자장치(25)로 가게된다. 본 발명에 따르면, 필터물질위의 압력강하(Pf)와 필터하중(Vf)과의 비율로써 정해지는 필터저항(S)을 계측할 수 있다.

필터저항(S)의 정상적인 값은 15∼50Kpa/(m/s)이다. 전자장치로부터 나온 출력신호(S)는 필터저항의 보통값(So)으로 비유된 한계값 장치(26)로 가게된다. 상기 한계 값 장치로부터 필터정화를 위한 신호(C)는 필터 저항(S)이 미리 조정된 보통값(So)에 도달했을때 작동된다. 상기한 신호(C)는 정화를 하는 정화시스템(14)에 필요한 신호를 보내는 제어 전자장치(29)로 가게된다. 공기 압축기가 움직이기 시작하고, 전자 기계밸브가 지침 밸브에 의하여 밸브(16)가 열리도록 작동되며 그로인해 정화공정이 시작된다.

많은 사용으로 인한 결과로서, 개스의 온도는 실제적으로 시간에 따라 변화한다는 점을 알게되었다. 이로 인해 변화된 개스의 점도는 섬유물질위에 침적된 먼지 덩이를 변화시키지 않고 필터 물질위의 압력 강하에 영향을 준다. 본 발명의 기본 착상은 먼지 축적의 크기가 정화시스템의 제어에 영향을 줄것이라는 점이다.

본 발명은 온도 변화에 기준을 둔 적당한 방법과 개스의 점도변화 그리고 기준온도(To)에 대한 필터저항의 계측등으로 구성되어있다. 이것으로 인해 온도 감지기(27)가 개스의 온도를 감지하여 송달기(28)를 통하여 개스의 절대온도(T)의 값을 전자장치(25)로 전달하게된다.

필터저항(S)의 계산은 비율(PfVf)에다(To/T)α을 곱하면 되고, 여기서 T°는 K°로 표시된 기준온도이며, T는 °K로 도시된 일반적인 온도이다. α는 상수이고, 이 α는 200℃이하의 온도에서 0.76의 값이다.

본 발명에 따르면, 정화공정은 정화공정에 영향을 주는 파타터들 중의 하나가 작용됨으로써 제어된다. 실제적으로 본 발명을 사용하는데 있어서 가장 명백한 방법은 정화펄스들 사이에서 정화간격 혹은 시간간격을 작용시킴에 의해 정화효과를 제어하는 것이다. 보통 필터자루가 있는 카셋트의 정화는 차례차례 한줄씩 수행되고, 세척간격이라는 용어는 카셋트내에 있는 필터줄 가운데에 하나를 정호하기 시작할때부터 모든 필터줄이 정화되어 다음 정화 싸이클이 시작되어질때까지 소요되는 시간을 말한다. 그래서 정화싸이클은 필터통을 완전히 통과하는 급속한 정화 즉 다음정화간격이 제어될때까지의 시간을 나타낸다.

다른 경우에 있어서, 정화는한줄 한줄씩 카셋트 전체가 깨끗해졌을때 간격이 없이되게된다. 그러나 이 경우에 있어, 정화펄스 사이의 시간은 작용되어진다. 많은 먼지가 필터물질위에 침적되었을때, 정화는 짧은 시간간격으로 시작될 것이고, 침적된 먼지의 양이 작을때에는 이에 상응하여 시간간격이 길어질 것이다.

정화효과는 정화매개체 혹은 정화펄스의 압력에 의존하므로 정화펄스의 압력이 정화효과를 제어할 수 있도록 작동되는 선택된 방법에 따라, 높은 압력이 낮은 압력보다 더 높은 정화 효과를 나타낸다. 이 경우에 있어서 압력펄스 사이의 시간 간격은 일정한 것이 바람직하고, 모든 정화에 앞서 정화시스템은 들어올 정화펄스가 필요한 정화에 효과를 줄만큼 강력하게 정화압력에 작용하는 신호를 보낸다.

펄스 압력의 적당한 제어는 여러가지 방법, 예를들면 전문가들에게는 잘 알려진 탱크압력을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 보다 나은 방법에 따르면, 정화펄스의 정화효과는 펄스존속기간의 작용에 의해 제어될 수 있다.

펄스가 초기에 방해를 받으면, 펄스가 그대로 발휘되도록 허용되었을때와 비교하여 정화효과가 감소되어진다. 이것은 사실상 신호(C)의 존속기간을 변화시켜 성취시킬 수 있다. 상기 발명은 다음예에서 보다 더 상세히 기술된다.

본 실험은 개스가 전기아아크로(arc furnace)에 따라 정화되는 자루 필터장치에서 수행되었다. 이들 장치에서 개스흐름 그리고 또 온도는 작동도중에 실질적으로 변화한다.

필터를 통한 흐름은 300,000N㎥/h 내지 400,000N㎥/h로 변화했고 그리고 온도는 20℃ 내지 100℃로 변화했다. 필터장치는 각각 336개의 자루를 갖는 4개의 섹숀(section)으로 구성되어있고, 각각의 자루의 길이는 5m, 지름은 0.127m이다. 전체 필터면적은 2,688㎡이다.

종래의 작동과 비교하여볼때 본 발명에 따른 작동방법은 1.25분 내지 1.65분 즉 33%증가한 정화간격을 가지는 것으로 결과가 나왔다. 또한 개스의 온도 변화가 고려되어질 경우에, 정화간격은 부수적으로 1.65내지 1.85분으로 증가하였다. 종래의 선행 기술보다 본 발명을 사용함에 있어서의 장점은 다음과 같이 요약될 수 있다.

필터 자루의정화는 항상 자루위의 먼지 퇴적장소에서 일어나고, 그로인해 지나친 정화를 방지하고, 자루가 오래견디도록한다. 그래서 자루는 오랜 수명을 갖는다. 필터 장치를 위한 전체방사물은 어떠한 자루도 지나치게 정화되지않고 필터물질위에 먼지덩이를 항상 남겨놓기 때문에 감소된다.

이 결과 필터물질속으로 미세한 먼지가 깊이 침투되는 현상이 방지되며 잔여저항과 필터자루위의 평균 압력강하가 낮아지게된다. 이것은 감소된 휀(fan)작업형태에서 실질적인 에너지의 절약을 의미한다. 나아가서 정화의 감소된 수는 적당한 정화시스템을 위해 에너지소비의 감소를 뜻한다.

본 발명의 개요를 요약하면 다음과 같다. 본 발명은 필터물질위에 먼지가 침적되는 그러한 직물로 둘러쌓인 필터(예를들면 자루필터)의 정화 공정을 제어하는 방법이다. 정화는 필터자루(4)에 압축된 공기펄스를 공급하는 장치(16)(17)(18)로 구성되어있는 정화시스템(14)에 의해 이루어진다. 개스흐름은 때때로 흐름과 온도와 먼지 내용물에 있어서 많은 변화를 보여 정화공정의 제어에 문제점을 야기시키지만 지나친 정화나 미달된 정화를 발생시키지는 않는다. 제어하기 위하여, 필터하중(Vf)은 필터물질위의 압력강하(Pf)와 같이 개스흐름(㎥/s)과 필터면적(㎡)의 비율로 측정된다.

개스온도의 변화가 심한곳에 적용할때는, 절대온도(T)가 측정된다. 측정결과는 비율(To/T)α에다 기준온도(To)를 곱하는 표준화된 비율(Pf/Vf)인 필터저항(S)을 계측하기 위한 전자장치(26)내에서 관측되어진다. 이때 α는 200℃이하의 개스 온도에서 0.76의 값으로 일정하다.

필터저항(S)에 의하여 정화공정은 정화간격, 정화펄스 사이의 시간간격, 정화펄스나 그로인한 존속기간에서의 정화압력등의 작용에 의해 제어된다.

Claims (1)

1. 측정장치와 함께 제어 시스템이 필터 물질위의 압력강하(Pf)와 개스흐름과 필터면적 사이의 비율인 필터하중(Vf)을 감지하고, 제어 시스템이 필터 저항의 보통값(So)과 비교하여 필터물질위의 정화시스템의 정화효과에 영향을 주는 파라미터들중 최소한 하나를 제어하기 위해 신호를 보내느 "Pf"와 "Vf"사이의 비율 즉 필터저항(S)을 형성하는 것이 특징이고, 개스입구를 통하여 필터실로 공급되는 오염된 개스가 필터실에 부착된 필터물질을 통과하면서 그 위에 먼지를 침적시키고 정화개스출구를 통해 필터실로부터 배출되어지며, 제어시스템에의해 제어된 정화시스템으로부터 압축공기펄스에다 필터물질을 노출시켜 정화공정을 행하는 직물로 둘러쌓인 벽필터의 정화공정을 제어하는 방법.

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