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대기오염방지시설
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HI-CYCLON 집집장치
제품소개
본 제품은 한국의 MULTI - CYCLONE 분진처리 기술을 기본으로 현재 중국의 실정에 적합한 석탄 보일러용 매연 집진시설로 개발하였으며, 제품은 2가지 형태인 SINGLE CYCLONE 과 MULTI - CYCLONE 의 장단점을 보완하여 성능이 우수한 HI - CYCLONE 을 개발하게 되었으며. 집진장치에서 가장 중요한 바람의 양과 압력을 지속적으로 유지할 수 있는 것이 장점이며, 집진효율 또한 우수하다.
폐사는 2년간의 연구와 실험을 통해 중국 내에서도 사용이 가능한 제품을 개발하게 되었으며 집진 효율등은 중국정부의 배출표준에 충분히 도달할 수 있는 제품으로서 효율 95%까지 제거가 가능하다.
기기의 작동원리
일반 싸이크론의 원리는 원심력과 관성력에 의해 싸이크론 내부에서 상호 충돌하여 비중이 무거운 분진은 관성에 의해 하부로 떨어지고 공기는 하부콘의 작용으로 압력이 없는 출구로 바뀌면서 유입공기의 속도와 같이 상승하는데 이때 상승기류의 빠른 속도 때문에 하단부에 진공이 발생하게 되고 비중이 가벼운 일부 미립자의 분진이 재비산 되면서 효율이 급격히 감소하는 현상이 가장 큰 문제라 할 수 있다.
폐사는 이러한 점을 보완하여 다음과 같은 시설을 개발 장착함으로서 집진효율을 95%까지 상승시키기에 이르렀다.
첫째, 방향전환점에서 상승력에 영향력이 없도록 분진비산 방지 장치를 부착하였고,
둘째, 분리된 분진이 비산방지장치 내부로 들어오면서 상승기류의 진공도가 떨어지게 되고 이로 인해 분진이 자유낙하가 가능하도록 유도하는 장치를 추가로 시설하였다.
기존 원심력 집진장치를 기본으로 하고, 단점인 인입과정에서 함진가스의 층이 두껍게 선회류(VORTEX)하고, 압력손실등을 균일하게 배분하지 못했던 SINGLE - CYCLONE 에서 미립자의 분진은 잡지 못하는 단점을 보완하였으며, 원심력의 적절한 균형을 위한 이상적인 크기의HI - CYCLONE 을 일정한 간격으로 배치하고, 공동 PLENUM 을 개발 설치하였다. HI - CYCLONE 장치는 싸이크론관, 기류안내깃, 출구관 등으로 구성되며 기류안내깃에 의해 유입된 함진기류가 강제적으로 선회(VORTEX)하며, 원심력에 의해 분진이 (DUST)자동 분리되고, 분진(DUST)이 완전 분리된 기체는, 출구관으로 배출되며 하부에 분리된 분진은 HOPPER 내부에 포집되고 배출구로 배출된 분진은 분진저장 탱크에 수집되어 인위적으로 제거된다.
HI - CYCLONE 의 특징
싸이크론이 100%의 효율을 얻기 위해서는 입자의 직경, 밀도, 유입구의 폭과 층의 비례, 유효회전수, 유입기류의 속도, 입자의 크기에 따라 설계하는 것이 싸이크론의 기본 설계기법이나, 최대의 효과를 얻기 위해서는 입자의 크기에 따라 유입구의 폭을 결정하고, 큰입자를 먼저 분리하고, 다음 단계에서 유입구의 폭을 결정하는, 다단계 싸이크론 을 설계하여 총괄효율을 증가시킬 수 있으나, 압력손실 증가에 따른 설치비용문제로 사용치 못하고, 제작비용이 저렴하고 간단한 접선 유입식을 주로 사용하고 있는 것이 현실이다, 그러나 이것은 유입구의 폭이 두꺼워 원심분리중분진의 비중에 따라 무거운 분진은 외벽에 도달하나, 가벼운 분진은 외벽에 도달하기 전에 원심력의 가운데서 선회류 하면서, 함진기류가 분리 되기전에 원심력을 잃고 상승기류에 따라 올라가므로 효과를 얻을 수 없는 단점이 있다, 폐사는 이러한 단점을 장시간에 걸쳐 완벽하게 보완하였으며 드디어 완벽한 제품을 생산하게 되었다.
제품의 특징은 다음과 같다,
1) 분진(DUST) 의 크기에 따라 상부원심분리 과정에서 분진이 서로 충돌하기 때문에 궤도를 이탈한 미립자가 원심 분리된 청정공기(CLEAN AIR) 에 의해 재비산 되는 현상이 발생하는데 이를 최소화하기 위하여, 충돌방지 원추체(CONE)를 개발 장착하였다.
2) 분진 낙하시에도 잔존하는 원심력의 힘으로 미세한 진공이 발생되며, 이로 인해 분진이 재비산되는 현상이 발생되고, 이를 방지하기 위하여 낙하분진 보호용 원추체(CONE)를 부착 하여, 낙하된 분진을 보호할 수 있었으며, 재비산 되는 문제점 또한 해결하였다.
3) 싸이클론 제작시 정원을 완벽하게 성형하여 보완하였고, 용접선에 의한 와류현상을 방지하였다.
HI - CYCLONE 의 성능
1) HI - CYCLONE 1개당 처리 가스량 : 4 - 7 M3/min
(최적조건: 4.5 M3/min )
2) HI - CYCLONE 의 압력손실 : 100 - 200 mm/Hg
3) HI - CYCLONE 의 유속 : 무동력 10 ~12 m/sec | 동력식 13 ~18 m/sec
4) HI - CYCLONE 의 포집 한계입경 : 2 ~ 2.2 um
5) HI - CYCLONE 1개당 처리단면적 : 0.00866m2
본 설비의 성능은 보일러의 연소방식과 분진 배출농도에 근거하여 HI-CYCLONE을 설치한 후 보일러의 연기기가 배출표준에 도달하는 것을 보증한다.
HI - CYCLONE 의 성능
| 구분 | 선정조건 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|
| 동력식 | - 보일러의 운전부하가 낮아 배기가스의 흐름에 영향이 있을경우 - 보일러와 연돌의 설치거리가 멀리 떨어져 있을 경우 |
- 강제 순환식으로 집진효율이 높고 처리효율이 일정하다 - 성능이 우수하다 - 안정적인 표준 배출가스농도 유지가 가능하다 |
- 무동력식에 비하여 시설비가 높다(FAN,DUCT,전기공사). - 보일러의 열손실이 무동력식에 비해 많다. - 유지관리 비용이 소요된다. - 운전중 송풍기 운전과 관련 소음이 발생된다. |
| 무동력식 | - 보일러의 운전부하에 여유가 있을경우 - 집진장치의 설치장소가 협소 할 경우 - 연돌이 높아 흡인 통풍력이 생성 될 경우 |
- 시설비가 저렴하다 - 운전 및 유지관리비가 동력식에 비하여 적다 - 운전 조작이 간편하다 - 유지관리가 편리하다 - 운전 중 소음이 발생되지 않는다 - 보일러 열손실이 낮다 |
- 보일러 운전부하에 영향을 많이 받는다 - 스의 흐름이 불규칙하여 집진효율이 떨어진다 - 스인입관이 막힐 수 있다 - 보일러의 운전에 영향을 준다 |
HI - CYCLONE 의 설치방법
1. 기존보일러가 설치되어 가동 중이더라도 사전에 풍량, 풍속, 풍압 등을 조사하여 HI-CYCLONE 을 미리 제작한 다음 조립 설치하므로 1시간이면 설치가 가능하다.
2. 설치 장소가 협소 하더라도 장소에 따라 제작 조립 설치가 가능하다.
3. 기존 집진 장치가 설치되어 있어 철거가 불가능 하더라도 간단히 기존 집진 장치를 마비시키고 HI-CYCLONE을 설치 가동한 후 천천히 철거가 가능하다.
4. 기존팬을 활용하여 기계설치가 가능하므로 보일러실의 기계 또는 시설을 하나도 변경하지 않고 설치가 가능하다.
5. 보일러와 팬의 진동충격을 차단하는 장치가 있어 집진장치의 기초공사도 필요치 않으며 별도의 부속시설 도 불필요한 장점이 있다.