대기오염방지기술 - 원심력 집진장치

1. 원리

: 함진가스에 선회운동을 작용시켜 입자에 작용하는 원심력을 이용해 분리 포집하는 장치

 

 

2. 특징

 

 - 축류식 직진형, 접선 유입식, 소구경 multiclone에서 blow down 효과를 얻을 수 있다.

 

 - 고농도는 병렬로 연결하고, 응집성이 강한 먼지는 직렬로 연결하여 사용한다.

 

 - 속도변화 없이 입구의 면적 증가시 압력손실 증가, 효율 감소

 

 - 함진가스의 온도가 높아지면 집진율은 저하되지만 영향이 크진 않다.

 

 - 원심력과 중력이 같이 작용하며 중력은 큰 입자의 먼지에 작용한다

 

 - 가동부(moving part)가 없다.

 

 

3. 종류

①  축류식 사이클론

 - 처리가스를 축방향으로 유입하는 것으로 반전형과 직진형 존재하며 입구가스 속도는 12m/s 전후

 

 - 직진형의 압력손실은 40~50mmH2O

 

 - 반전형과 직진형 중 반전형이 많이 사용

 

 

※ 반전형의 특징

 - 입구유속 : 10m/s 전후,  압력손실 : 80~100mmH2O

 

 - blow down이 필요없고, 함진가스 입구의 안내익(aerodynamic vane)에 따라 집진효율이 달라짐

 

 - 가스의 균일한 분배가 용이

 

 

② 접선유입식 사이클론

 

 - 집진효율의 변화가 비교적 작다

 

 - 가스속도 : 7~15m/s  압력손실 : 100mmH2O

 

 - 입구모양에 따라 나선형과 와류형으로 분류

 

 

③ 멀티사이클론(multicyclone)

 

 - 가스속도 : 8~13m/s, 집진율은 70~95%로 접착성 있는 먼지에 막히기 쉽다.

 

 - 3~100㎛까지의 입자 포집하는데 사용

 

 - 대부분 축류식 반전형

 

 - 사이클론의 내경이 작을수록 작은 입자가 포집되고 blow down 방식은 사용 X

 

 - 멀티사이클론은 처리가스량이 많고 높은 집진율이 필요할 때 사용

 

 

4. 사이클론의 집진효율의 성능인자

 

 - 함진가스의 선회속도가 클수록 입자의 분리속도는 커짐

 

 - 내경이 작을수록 입경이 작은 먼지 제거 가능

 

 - 입자의 입경이 클수록 입자의 분리속도 커짐

 

 - 입구유속이 빠를수록 효율이 높아지나 압력손실도 높아짐

 

 - 몸체직경과 출구직경이 커지면 효율은 감소

 

 - 입자의 입경과 밀도가 클수록 효율은 증가

 

 - blow down 효과 적용시 효율 증가

 

 - Dust box의 모양과 크기도 효율에 영향 미침 

 

 

 

※ Blow Down(블로우다운) 방식

① 정의

: 사이클론의 집진효율을 높이는 방법으로 하부의 더스트박스(Dust Box)에서 처리가스량 5~10%를 처리하여 사이클론내의 난류현상을 억제시킴으로서 먼지의 재비산을 막아주며, 장치 내벽 부착으로 일어나는 먼지의 축적도 방지하는 효과

 

② 특징

 

 - 원추하부에 가교현상을 억제시켜 재비산을 방지

 

 - 더스트박스에서 유입유량의 5~10%에 해당하는 가스를 추출시켜 집진장치의 성능 향상

 

 - 유효원심력을 증가시킴

 

 - 원추하부나 출구에 먼지가 퇴적되는 것을 방지

 

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※ 분리계수 (Separation factor ; S)

 

① 정의

분리계수 공식

 

② 특징

 - 분리계수는 입자에 작용되는 원심력과 중력의 관계

 

 - 분리계수는 중력가속도에 반비례

 

 - 사이클론 원추하부의 반경이 클수록 분리계수는 작아진다.

 

 - 원심력이 클수록 분리계수가 커지며, 집진율도 증가한다

 

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※ 분리입자경

 

① 100% 제거입경

100% 제거입경

 

 

② 50% 제거입경

50% 제거입경

 

③ 부분집진율

 부분집진율

 

 

 

 

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※ 사이클론에서 외부선회류의 회전수

 

 

외부선회류의 회전수