[대기] 전기 집진장치

Q. 다음 집진장치 중 압력손실이 가장 작은 것은?

① 전기집진기

② 여과집진기

③ 세정집진기

④ 원심력집진기

 

답: 1번

Q. 전기집진 장치의 단점과 가장 거리가 먼 것은?

① 초기 시설비가 크다.

② 설치면적이 크게 소요된다.

③ 주어진 조건에 따라 변동이 어렵다.

④ 대량공기를 다루기 어렵다.

 

답: 4번 

 

Q. 다음 중 전기 집진 장치를 설계할 때 dust에 대한 것으로 가장 중요한 것은?

① 입경분포

② 전기저항

③ 응집력

④ 온도

 

답: 2번 

 

Q. 전기집진기에서 정상비저항 운전이 가능하도록 하기위한 비저항조절장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 저비저항의 경우 암모니아가스의 주입이 가능하도록 조절제 주입장치가 필요하다.

② 고비저항의 경우 전해질 물질(수증기, 물, SO2등)을 주입이 가능하도록 조절제 주입장치가 필요하다.

③ 고비저항 입자의 경우 재비산 방지를 위한 부속장치(baffle)의 설계가 필요하다.

④ 고비저항 입자의 경우 타격의 빈도를 강하게 하거나 빈도수를 늘려주는 장치의 설계가 필요하다.

 

답: 3번 

 

Q. 다음 전기집진장치내의 입자집진에 작용하는 전기력과 가장 거리가 먼 것은?

① 대전입자의 하전에 의한 쿨롱력

② 전계강도의 힘

③ 입자간의 저항력

④ 전기풍에 의한 힘

 

답: 3번 

 

Q. 전기집진기의 설명 중 옳지 않은 것은?

① 전기집진기는 코로나 발생을 이용하여 먼지를 대전시킨다

② 입자의 표류속도(mi grati on velocity)가 증가하면 집진효율이 감소한다

③ 집진판 면적이 커지면 효율이 높아진다

④ 처리가스 유량이 증가하면 효율이 낮아진다

⑤ 함진농도가 높아지면 코로나 전류가 감소한다

 

답: 2번 

 

Q. 전기집진장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 전기저항이 너무 높으면 역전리 현상이 발생하기 때문에 이를 해소하기 위한 대책으로는 NH3를 주입함

② 코로나 동력을 증가하면 포집효율이 대체로 증가한다.

③ 효율을 향상시키려면 유량과 집진판의 면적을 증가시킨다.

④ 전기 동력비와 설치비가 크기 때문에 처리 가스량이 많아지면 경제성이 떨어진다.

 

답: 2번 

 

Q. 다음 중 전기집진장치로 함진가스를 처리할 때 입자의 겉보기 고유저항이 높을 경우에 대책으로 틀린 것은?

① NH3를 스프레이로 주입한다.

② 처리가스의 온도를 조절하거나 습도를 높인다.

③ 황산을 조절제로 주입한다.

④ 타격빈도를 높인다.

 

답: 1번 

-> 저 비저항 시 NH3를 스프레이로 주입한다 

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● 전기 집진장치(ESP)

파워컨버전스

- 직류 고전압에 의해서 코로나 방전을 발생시키고 연소 배기가스 중의 매진 입자를 대전시켜 전계 내에서 전정기적 인력에 의해 대전 입자와 가스를 분리시켜 집진하는 장치

- 방전극을 음극, 집진극을 양극으로 하여 분진입자를 집진판에 포집하고 일정량 이상 포집되면 진동, 타봉과정을 거쳐 호퍼로 분진을 제거하는 방식

- 코로나 발생을 이용하여 먼지를 대전시킨다

- 주로 산업용으로 쓰이고 포집 대상은 입자이다

- 입자의 집진력: 정전기적인력, 전계강도에 의한 힘, 전기풍에 의한 힘, 입자간의 흡인력

-> 전기집진장치는 고압직류전원을 사용하여 집진전극을 접지(Ground), 방전전극을 음(-) 전압으로 전기장을 인가하여 코로나방전(Corona discharge)을 형성한다. 이 코로나 방전을 이용하여 분진 입자를 (-) 전위로 하전 시키고 전기장을 통과하는 동안에 하전된 분진 입자는 쿨롱(Coulomb)력에 의하여 집진전극으로 이동하여 집진적극에 부착되어 포집 된다.

파워컨버전스 

▶ 전기집진 과정 

1. 오염된 가스가 전기집진장치 내부로 유입
2. 방전전극을 통과하면서 분진입자의 이온화(ionization)
3. 이온화하여 대전(Charging)된 입자가 집진전극으로 이동하여 포집
4. 분진 입자가 제거된 깨끗한 가스가 전기집진장치 외부로 배출

① 장점

- 작은 압력손실로 많은 양의 가스를 처리할 수 있다

- 대량 가스를 취급할 수 있다

- 고온 가스 처리가 가능하다

- 계속 운영이 가능하고 유지비가 적게 소요된다

- 99 % 이상의 높은 집진효율이 가능하다.

- 0.1 ㎛ 이하의 미세한 입자의 집진이 가능하다.

- 배출가스의 온도강하가 적다

- 광범위한 온도범위의 가스의 처리가 가능하다

- 모든 종류의 분체, 훈연, 미스트, 연무, 부식성 가스 등 건식 및 습식 분진 모두 가능하다

- 유지보수가 상대적으로 적고, 내구연한이 길다

 

② 단점

- 최초 시설비가 많이 들고 부지면적이 크다

- 가스상 오염물질을 제어할 수 없다

- 처리가스 속도가 빠르면 효율이 저하된다

- 전압변동과 같은 조건변동에 쉽게 적응하기 어렵다

- 분진의 성상에 따라 또는 분진부하가 아주 높은 경우 전처리 시설이 요구된다

 

③ 집진효율을 높이는 방법

- 집진효율은 destsch 방정식으로 나타낼 수 있는데 면적(A), 겉보기이동속도, 길이와 비례관계이고 처리가스유속, 반지름과는 반비례관계이다

- 전기의 비저항 값을  ( 0 ~ 10^11 Ω - cm ) 범위로 맞춘다

- 전기비저항이 너무 낮은 경우( 10^4 Ω - cm 이하): 배출가스 중 NH3를 주입한다

- 전기비저항이 너무 높은 경우( 10^11 Ω - cm 이상): 배출가스 중에 H2SO4, NaCl, 소다회, 수증기를 전기저항을 낮추기 위해 투입한다

- 먼지의 비저항이 너무 낮거나 높으면 제거하기가 어려워진다

- 수분함량이 증가하면 분진제어 효율은 증가한다

- 집진판 면적이 커지면 효율이 높아진다

- 처리가스 유량이 증가하면 효율이 낮아진다

 

④ 입상오염물질 제거 종류

- 건식: 집진극이나 방전극에 기계적 충격이나 진동을 주어 퇴적된 분진을 탈진시키는 방법, 분진의 재비산이나 역전리 현상에 의해 집진율이 저하되지만 대용량의 가스처리가 가능

- 습식: 처리가스의 속도를 건식에 비해 2배 정도 크게 할 수 있고 역전리와 재비산을 방지할 수 있다, 다량의 슬러지가 발생하고 장치 구조가 복잡하다 / 습식 제거장치의 경우 오염된 기체흐름에 액적을 주입하여 입상물질을 포획하므로 수질오염의 가능성이 있다

 

⑤ 집진성능에 영향을 주는 인자

 

○ 저 비저항

- 부착된 분진이 가스 중으로 재비산되어 집진율이 현저시 떨어지게 됨

-> 암모니아가스의 주입이 가능하도록 조절제 주입장치가 필요하다.

 

○ 고 비저항

- 해질 물질(수증기, 물, SO2등)을 주입이 가능하도록 조절제 주입장치가 필요하다.

- 타격의 빈도를 강하게 하거나 빈도수를 늘려주는 장치의 설계가 필요하다.

- 역전리 현상이 일어난다

 

※ 비저항 방지하기 위한 대책

- 분진의 비저항 조절제를 주입한다 -> 물, 수증기, SO2, H2SO4, NaCl, 소다회, TEA

- 처리가스의 온도를 조절하거나 습도를 높인다

- 탈진의 빈도를 늘리거나 타격을 강하게 한다

 

⑥ 집진효율 - Deutsh 방정식

 

- 이론효율

 

- 평판형 실제효율

 

- 원통형 전기집진장치의 실제효율

 

- 직류 고전압에 의해서 코로나 방전을 발생시키고 연소 배기 가스 중의 매진 입자를 대전시켜 전계 내에서 전정기적 인력에 의해 대전 입자와 가스를 분리시켜 집진하는 장치

- 방전극을 음극, 집진극을 양극으로 하여 분진입자를 집진판에 포집하고 일정량 이상 포집되면 진동, 타봉과정을 거쳐 호퍼로 분진을 제거하는 방식

- 코로나 발생을 이용하여 먼지를 대전시킨다

- 주로 산업용으로 쓰이고 포집 대상은 입자이다

- 입자의 집진력: 정전기적인력, 전계강도에 의한 힘, 전기풍에 의한 힘, 입자간의 흡인력