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WO2012023665A1 - 집진 시스템 - Google Patents

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WO2012023665A1
WO2012023665A1 PCT/KR2010/008179 KR2010008179W WO2012023665A1 WO 2012023665 A1 WO2012023665 A1 WO 2012023665A1 KR 2010008179 W KR2010008179 W KR 2010008179W WO 2012023665 A1 WO2012023665 A1 WO 2012023665A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dust collecting
plate
ray tube
plates
dust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2010/008179
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김도윤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vacuum Science & Instrument Co Ltd
Original Assignee
Vacuum Science & Instrument Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacuum Science & Instrument Co Ltd filed Critical Vacuum Science & Instrument Co Ltd
Publication of WO2012023665A1 publication Critical patent/WO2012023665A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/016—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation by acoustic or electromagnetic energy, e.g. ultraviolet light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • B03C3/43—Ionising-electrodes radioactive
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    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/78—Cleaning the electrodes by washing

Definitions

  • the present invention relates to a dust collection system, and more specifically, to configure the ion emitter (ion-emitter) using the corona discharge, and the battery dust collector using the X-ray to reduce the dust (dust) and particle size contained in the air
  • the present invention relates to a dust collecting system for removing contaminants such as fine harmful substances and odors.
  • an electrostatic precipitator receives charged combustion gases in the form of particles, such as dust from coal-fired power plants and incinerators, and uses a high voltage to form an electric field with a discharge electrode to charge. It is a basic structure that collects and removes charged particulate combustion gas from dust collector having polarity opposite to that of discharge electrode, so that the particles flow into the duct that induces the combustion gas (dust-containing) flowing into the electrostatic precipitator after combustion. Electrical discharge electrode, high voltage generator, dust collector for collecting charged particles, and the like.
  • Such a conventional electrostatic precipitator has a low efficiency of removing odorous substances having a fine particle size generated in a odor generating process of a chemical plant, a leather factory, and a leachate treatment process such as a wastewater sewage treatment plant, a manure treatment plant, an animal house, and a waste treatment facility. There was this.
  • the conventional electrostatic precipitator has a low efficiency of removing odorous substances having a small particle size, thereby causing mental discomfort not only to workers in the workplace but also to local residents, and at the same time, it may cause harm to the human body due to harmful substances that may be mixed in the odorous substances. There was a problem that could be.
  • An object of the present invention for solving the above-described problems, dust and particle size contained in the air by forming an ion emitter (ion-emitter) using a corona discharge, an electrostatic precipitator using an X-ray To provide a dust collecting system that can remove contaminants such as minute harmful substances and odors at the same time.
  • ion emitter ion-emitter
  • electrostatic precipitator using an X-ray
  • Yet another object of the present invention is to irradiate X-rays to pollutants such as harmful substances and odors having a small particle size and dust in the air to ionize the contaminants and collect them on the dust collecting plate, thereby irrespective of the size of the contaminant particles.
  • the present invention provides a dust collecting system including an electrostatic precipitator which can remove fine particles such as odor molecules.
  • Another object of the present invention is to absorb the polluted particles into the X-rays with energy less than 20 keV, but to absorb the polluted particles and to ionize the material, and the soft X-rays are more shielded than the high-energy X-rays.
  • the present invention provides a dust collection system including an electric dust collector that can be used safely because it is easily shielded by a steel plate of less than 1 mm.
  • Dust collection system for solving the conventional problems and to achieve the above object is the air (air) containing contaminated particles, such as dust (dust) and fine particle size, odor, etc. are introduced An in-let hopper; An ion emitter for generating corona in the air introduced through the inlet hopper to collect contaminants in the air; An electrostatic precipitator for collecting fine contaminant particles remaining in the air by irradiating X-rays to the air passing through the ion emitter; A charged droplet metal filter for filtering the air passing through the electrostatic precipitator; And an out-let hopper for discharging the purified air passing through the droplet metal filter to the outside, wherein the electrostatic precipitator adsorbs contaminants charged with opposite charges according to polarity and faces each other.
  • contaminated particles such as dust (dust) and fine particle size, odor, etc.
  • X-rays between at least two dust collecting plates arranged to be arranged, a first power supply for applying a voltage to the dust collecting plates to charge the dust collecting plates, and the dust collecting plates to ionize air containing contaminants therebetween. And a first washing nozzle for cleaning the dust collecting plates and the X-ray tube disposed to irradiate the dust.
  • the ion emitter includes at least two electrode plates, each of which is disposed so that contaminants charged with opposite charges are opposed to each other and are opposed to each other, and one between the electrode plates. And a second washing nozzle for cleaning the electrode plates and a power supply for applying a voltage to the electrode plate and the line in order to generate a corona between the electrode plate and the line.
  • At least one of the dust collecting plates is characterized in that the protrusions are formed in a direction in which the dust collecting plates face each other.
  • the X-ray tube is characterized in that the bipolar transmission X-ray tube.
  • the positive electrode plate of the positive electrode transmissive X-ray tube is attached to the dust collecting plate charged with the outermost anode of the dust collecting plate
  • the positive electrode power source of the positive electrode transparent X-ray tube is It is characterized in that it is connected to the anode power of the dust collector plate charged by the outermost anode.
  • the X-ray tube is located outside of the outermost dust collecting plate.
  • the X-ray tube is positioned in the open side direction of the space between the dust collecting plates.
  • the dust collecting plate is characterized in that the carbon plate.
  • the carbon plate is characterized in that the porous carbon plate.
  • the dust collecting system comprises an ion emitter using corona discharge and an electrostatic precipitator using X-ray, It is effective in removing contaminants such as harmful substances and odors having a small particle size at the same time.
  • the electrostatic precipitator of the dust collecting system ionizes the polluted particles by irradiating X-rays to polluted particles such as harmful substances and odors having a small particle size and dust in the air, and collecting them from the dust collecting plate. It can be ionized regardless of the size of polluted particles, and it has an excellent effect on microparticles such as odor molecules.
  • the X-ray of the electrostatic precipitator according to an embodiment of the present invention has a strong property of ionizing the material while being absorbed rather than penetrating the contaminated particles at energy of less than 20 keV, and the soft X-rays have high energy X.
  • -It is easy to shield compared to the wire, and it is completely shielded even by the steel plate less than 1mm, so it can be used safely.
  • FIG. 1 is a view showing a dust collecting system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an ion emitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a general X-ray tube used in the electrostatic precipitator of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an anode-transmitting X-ray tube used in the electrostatic precipitator of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a dust collecting system according to an embodiment of the present invention.
  • the dust collecting system 100 has an inflow hopper into which air including contaminated particles such as dust and harmful particles having a small particle size, odor, etc. is introduced ( an ion emitter 300 for generating corona in the inlet hopper 200 and the air introduced through the inlet hopper 200 to collect contaminants in the air; Electrostatic precipitator 400 for collecting fine contaminant particles remaining in the air by irradiating X-rays to the air passing through the ion emitter 300, and droplets for filtering the air passed through the electrostatic precipitator 400 ( Iii) an out-let hopper 600 for discharging the purified air passing through the charged droplet metal filter 500 and the droplet metal filter 500 to the outside.
  • an ion emitter 300 for generating corona in the inlet hopper 200 and the air introduced through the inlet hopper 200 to collect contaminants in the air
  • Electrostatic precipitator 400 for collecting fine contaminant particles remaining in the air by irradiating X-rays to the air passing through the ion emitter 300,
  • the ion emitter 300 at least two or more electrode plates are replaced so that the contaminants charged to the opposite charge is opposed to each other according to the polarity, and opposed to each other, a line positioned at least one between the electrode plates, the electrode plate And a second power supply device for applying a voltage to the electrode plate and the line, and a second washing nozzle 340 for cleaning the electrode plates to generate a corona between the wires and the wires.
  • the electrostatic precipitator 400 includes at least two dust collecting plates disposed so that the pollutants charged with opposite charges are opposed to each other according to polarity, and a first power source for applying a voltage to the dust collecting plates to charge the dust collecting plates.
  • At this time, at least one of the dust collecting plates is capable of forming protrusions in the directions in which the dust collecting plates face each other, and the X-ray tube is preferably an anode-transmitting X-ray tube.
  • the positive electrode plate of the positive electrode transmissive X-ray tube is attached to the dust collecting plate charged with the outermost positive electrode among the dust collecting plates, and the positive electrode power of the positive electrode transparent X-ray tube is connected with the positive electrode power of the dust collecting plate charged with the outermost positive electrode.
  • the X-ray tube is located on the outside of the outermost dust collecting plate of the dust collecting plate, the X-ray tube is preferably located in the open side direction of the space between the collecting plates.
  • the dust collecting plate is a carbon plate, and the carbon plate is preferably implemented by a porous carbon plate having a lot of small holes inside or on the surface thereof.
  • first and second drain holes 450 and 350 are disposed below the ion emitter 300 and the electrostatic precipitator 400 to discharge the polluted water generated by washing the electrode plate and the dust collecting plate. ) Is further provided.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an ion emitter according to an embodiment of the present invention.
  • an ion emitter has an electrode plate 310 disposed between the electrode plate 310 and the electrode plate 310 so as to be opposite to each other and adsorb contaminants charged with opposite charges according to polarity.
  • the ion emitter according to the present invention includes a pair of electrode plates, it is not limited to the configuration of the ion emitter having five or more electrode plates without departing from the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using an X-ray according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a schematic configuration diagram of a general X-ray tube used in the electrostatic precipitator of Figure 3
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an anode-transmitting X-ray tube used in the electrostatic precipitator of FIG. 3.
  • the electrostatic precipitator 400 using the X-ray according to the first embodiment of the present invention includes a dust collecting plate 410, a first power supply unit 420, and an X-ray tube 430. Is done.
  • the dust collecting plate 410 has a pair of parallel plate electrode structures disposed to face each other at appropriate intervals, and a direct current or alternating current high voltage is applied by the first power supply device 420. Depending on the polarity of the dust collecting plate 410, contaminants such as fine dust or toxic substances charged with opposite charges are adsorbed onto the dust collecting plate 410 by Coulomb's force.
  • Both poles of the first power supply 420 are connected to the dust collecting plate 410 to apply a high voltage, and a DC or AC power supply may be used. It is preferable that the first power supply 420 has a voltage of about 10 kV to 12 kV.
  • the AC power supply is used as the first power supply 420, the pollutants adsorbed on the dust collection plate 410 are separated from the dust collection plate 410 with the flow of air, rather than when the DC power supply is used. (Iii) has the advantage of reducing the phenomenon.
  • the X-ray tube 430 irradiates X-rays between the dust collecting plates 410 to photoionize air containing contaminants with cations or anions, and the X-ray tube 430 is shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
  • a general X-ray tube 430e and an anode penetrating X-ray tube 430f may be used. Among these, it is more preferable to use the anode-transmissive X-ray tube 430f having a wide radiation angle of the emitted X-rays.
  • the general X-ray tube 430e includes a power supply 420e, a filament power source 431e, and a vacuum tube 432e
  • the vacuum tube 432e includes a filament 433e, a target 434e, and a window. 435e.
  • electrons supplied by the power supply unit 420e and the filament power source 431e are emitted from the filament 433e, and the emitted electrons are accelerated by a high voltage in the vacuum tube 432e to target the target ( 434e).
  • X-rays generated by the deceleration of the electron velocity are emitted to the outside through the window 435e.
  • the general X-ray tube 430e has an advantage of emitting X-rays having good transmittance for an object such as a dust collecting plate, but has a disadvantage in that the emission angle of the emitted X-rays is narrow and the efficiency is low.
  • the anode-transmissive X-ray tube 430f includes a power supply unit 420f, a filament power source 431f, and a vacuum tube 432f, and the vacuum tube 432f includes a filament 433f and a positive plate 434f. Equipped.
  • electrons supplied by the power supply unit 420f and the filament power source 431f are emitted from the filament 433f, and the emitted electrons are accelerated by a high voltage in the vacuum tube 432f, and thus the anode plate (434f).
  • the anode plate 434f of the anode-transmissive X-ray tube 430f preferably uses a thin coating of a metal such as tungsten on Be, and in this case, a soft X-ray having a wavelength of about 1.2 GHz to 3 GHz soft X-rays are emitted to the outside.
  • the bipolar transmissive X-ray tube 430f has an advantage that the radiation angle of X-rays emitted from the general X-ray tube 430e is wider and the efficiency is excellent.
  • the electrostatic precipitator 400 using the X-rays according to the present invention may be used by attaching the positive electrode plate of the positive electrode transmissive X-ray tube 430 to the dust collecting plate 410.
  • the anode power of the dust collecting plate 410 may be used as the anode power of the anode transmissive X-ray tube 430 without separately configuring the anode power of the dust collecting plate 410 and the anode power of the anode transmissive X-ray tube 430. Since it is possible to simplify the configuration of the electrostatic precipitator 400, there is an advantage that can reduce the manufacturing price.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a second embodiment of the present invention.
  • the electrostatic precipitator 400a using the X-ray according to the second embodiment of the present invention includes a dust collecting plate 410a, a first power supply device (not shown), and an X-ray tube 430a. Include.
  • the X-ray tube 430a is located in the open side direction of the space between the pair of dust collecting plates 410a.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a third embodiment of the present invention.
  • the electrostatic precipitator 430b using the X-ray includes a dust collecting plate 410b, a first power supply device (not shown), and an X-ray tube 430b.
  • the X-ray tube 430b is positioned in the open side direction of the space between the two pairs of dust collector plates 410b, and the two pairs of dust collector plates 410b are alternately arranged in polarity to improve dust collection efficiency.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the electrostatic precipitator 400c using the X-ray includes a dust collecting plate 410c, a first power supply device (not shown), and an X-ray tube 430c.
  • the X-ray tube 430c is located outside the outermost dust collecting plate 410c of the two pairs of dust collecting plates 410c, and the two pairs of dust collecting plates 410c are alternately arranged in polarity to improve dust collecting efficiency.
  • the dust collecting plate 410c uses an aluminum dust collecting plate so that the transmission efficiency of X-rays is high.
  • the X-rays emitted from the X-ray tube 430e or 430f must transmit or irradiate a large number of dust collecting plates 410b or 410c. Therefore, the voltage of the X-ray tube 430b or 430c of the electrostatic precipitator 400b or 400c is preferably several tens of kV or more.
  • the carbon plate having excellent X-ray transmittance and excellent electrical conductivity is used as the dust collecting plate 410b or 410b
  • the voltage of the X-ray tube 430b or 430c can be lowered.
  • the porous carbon plate is used as the dust collecting plate 410b or 410c, the odor or harmful polymers can be prevented from falling off again after being electrically adsorbed, thereby increasing efficiency.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an electrostatic precipitator using X-rays according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the electrostatic precipitator 400d using the X-ray includes a dust collecting plate 410d, a first power supply device (not shown), and an X-ray tube 430d. Include.
  • at least one of the dust collecting plates 410d is formed with a plurality of protrusions 411d in a direction facing each other.
  • the electrostatic precipitator 400d increases the dust collecting area by the protrusion 411d, and the flow of air passing between the dust collecting plates 410d is delayed by the protrusion 411d, so that the chance of collecting the ionized pollutants is increased. There is an increasing advantage.
  • the electrostatic precipitator using the X-rays according to the present invention includes a pair or two pairs of dust collecting plate, but is not limited to this configuration of the electrostatic precipitator having five or more dust collecting plates It will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
  • the dust collecting system comprises an ion emitter using corona discharge and an electrostatic precipitator using X-ray, It is effective in removing contaminants such as harmful substances and odors having a small particle size at the same time.
  • the electrostatic precipitator of the dust collecting system ionizes the polluted particles by irradiating X-rays to polluted particles such as harmful substances and odors having a small particle size and dust in the air, and collecting them from the dust collecting plate. It can be ionized regardless of the size of polluted particles, and it has an excellent effect on microparticles such as odor molecules.
  • the X-ray of the electrostatic precipitator according to an embodiment of the present invention has a strong property of ionizing the material while being absorbed rather than penetrating the contaminated particles at energy of less than 20 keV, and the soft X-rays have high energy X.
  • -It is easy to shield compared to the wire, and it is completely shielded even by the steel plate less than 1mm, so it can be used safely.

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Abstract

본 발명은 집진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코로나 방전을 이용한 이온 에미터(ion-emitter)와, X-선을 이용한 전지집진장치를 구성하여 공기에 포함된 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 제거하는 집진 시스템에 관한 것이다.

Description

집진 시스템
본 발명은 집진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코로나 방전을 이용한 이온 에미터(ion-emitter)와, X-선을 이용한 전지집진장치를 구성하여 공기에 포함된 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 제거하는 집진 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기집진기는 석탄을 연료로 사용하는 화력발전소, 소각로 등에서 배출되는 분진 등 입자상태의 연소가스를 유입 받아 고전압을 이용하여 방전극으로 전계(電界)를 형성시켜 대전시키는 하전작용을 수행하며, 이 대전된 입자상태의 연소가스를 방전극과 상반된 극성을 가지고 있는 집진판에서 포집하여 제거하는 기본적인 구조로 되어 있으서, 연소 후 전기집진기 내로 유입되는 연소가스(분진함유)를 유도하는 덕트로 유입되는 입자에 전기를 띠게 하는 방전극 및 고전압 발생장치, 대전된 입자를 포집하는 집진부 등으로 구성된다.
이러한, 종래 전기집진기는 화학공장, 피혁공장 등의 악취 발생공정 및 폐하수처리장, 분뇨처리장, 동물축사, 쓰레기 처리시설 등의 침출수 처리공정에서 발생되는 입자 크기가 미세한 악취물질들의 제거 효율이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 종래 전기집진기는 입자 크기가 미세한 악취물질들의 제거 효율이 낮아 작업장 내의 근로자뿐만 아니라 인근 지역주민들에게 정신적인 불쾌감을 주며, 동시에 악취물질 내에 섞여있을 수도 있는 유해한 물질들로 인해 인체에 해를 입힐 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 종래 전기집진기의 입자 크기가 미세한 악취물질들의 제거 효율이 낮은 단점을 보완할 수 있는 집진 장치 또는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 코로나 방전을 이용한 이온 에미터(ion-emitter)와, X-선을 이용한 전기집진장치를 구성하여 공기에 포함된 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 동시에 제거할 수 있는 집진 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기 중의 먼지 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자에 X-선을 조사하여 오염입자를 이온화시키고 이를 집진판에서 집진 함으로써, 오염입자의 크기에 관계없이 이온화 시킬 수 있으며 악취분자와 같은 미세입자도 제거할 수 있는 전기집진장치를 포함한 집진 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 20keV 미만의 에너지를 가진 X-선으로 오염입자를 투과하기 보다는 흡수되면서 물질을 이온화 시키는 성질이 강하며, 이러한 연X-선은 에너지가 높은 X-선에 비하여 차폐가 용이하여 1mm미만의 철판으로도 완전히 차폐되기 때문에 안전하게 사용할 수 있는 전기집진장치를 포함한 집진 시스템을 제공하는데 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템은 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 포함한 공기(air)가 유입되는 유입 호퍼(in-let hopper)와; 상기 유입 호퍼를 통해 유입된 공기에 코라나(corona)를 발생시켜 공기 중의 오염입자를 집진(集塵)하는 이온 에미터(ion emitter)와; 상기 이온 에미터를 통과한 공기에 X-선을 조사하여 공기 중에 남아있는 미세 오염입자를 집진하는 전기집진장치와; 상기 전기집진장치를 통과한 공기를 여과하는 액적(液滴) 메탈 필터(charged droplet metal filter); 및 상기 액적 메탈 필터를 통과한 정화된 공기를 외부로 배출하는 배출 호퍼(out-let hopper);로 구성하되, 상기 전기집진장치는, 극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 배치된 적어도 두개 이상의 집진판과, 상기 집진판들을 대전시키기 위하여 집진판들에 전압을 인가시키는 제1전원장치와, 상기 집진판들 사이의 오염물질을 포함하는 공기를 이온화시키기 위하여 집진판들 사이에 X-선을 조사하도록 배치하는 X-선관 및 상기 집진판들을 세척하기 위한 제1세척노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 이온 에미터는, 극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 대치된 적어도 두개 이상의 전극판과, 상기 전극판들 사이에 하나 이상 위치하는 선과, 상기 전극판과 선 사이에 코로나를 발생시키기 위하여 전극판과 선에 전압을 인가하는 전원장치 및 상기 전극판들을 세척하기 위한 제2세척노즐로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 집진판들 중 적어도 하나는 상기 집진판들이 서로 대향하는 방향으로 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 X-선관은 양극투과형 X-선관인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 양극투과형 X-선관의 양극판은 상기 집진판들 중 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판에 부착되고, 상기 양극투과형 X-선관의 양극전원은 상기 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판의 양극전원과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 X-선관은 상기 집진판들 중 가장 바깥쪽의 집진판의 외부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 X-선관은 상기 집진판들 사이의 공간의 열려진 측면 방향에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 집진판은 탄소판인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템에 있어서, 상기 탄소판은 다공성탄소판인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템은 코로나 방전을 이용한 이온 에미터(ion-emitter)와, X-선을 이용한 전기집진장치를 구성하여 공기에 포함된 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 동시에 제거할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템의 전기집진장치는 공기 중의 먼지 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자에 X-선을 조사하여 오염입자를 이온화시키고 이를 집진판에서 집진 함으로써, 오염입자의 크기에 관계없이 이온화 시킬 수 있으며 악취분자와 같은 미세입자에 대한 효율이 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기집진장치의 X-선은 20keV 미만의 에너지에서 오염입자를 투과하기 보다는 흡수되면서 물질을 이온화 시키는 성질이 강하며, 이러한 연X-선은 에너지가 높은 X-선에 비하여 차폐가 용이하여 1mm미만의 철판으로도 완전히 차폐되기 때문에 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 에미터의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 전기집진장치에 사용되는 일반적인 X-선관의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 3의 전기집진장치에 사용되는 양극투과형 X-선관의 개략적인 구성도이다.
도 6는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 9은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
(부호의 설명)
100 : 집진 시스템
200 : 유입호퍼
300 : 이온 에미터
400, 400a, 400b, 400c, 400d : 전기집진장치
430, 430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f : X-선관
500 : 액적 메탈필터
600 : 배출호퍼
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템(100)은 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 포함한 공기(air)가 유입되는 유입 호퍼(in-let hopper, 200)와, 유입 호퍼(200)를 통해 유입된 공기에 코라나(corona)를 발생시켜 공기 중의 오염입자를 집진(集塵)하는 이온 에미터(ion emitter, 300)와, 이온 에미터(300)를 통과한 공기에 X-선을 조사하여 공기 중에 남아있는 미세 오염입자를 집진하는 전기집진장치(400)와, 전기집진장치(400)를 통과한 공기를 여과하는 액적(液滴) 메탈 필터(charged droplet metal filter, 500) 및 액적 메탈 필터(500)를 통과한 정화된 공기를 외부로 배출하는 배출 호퍼(out-let hopper, 600)로 구성한다.
여기에서, 이온 에미터(300)는, 극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 대치된 적어도 두 개 이상의 전극판과, 전극판들 사이에 하나 이상 위치하는 선과, 전극판과 선 사이에 코로나를 발생시키기 위하여 전극판과 선에 전압을 인가하는 제2전원장치 및 전극판들을 세척하기 위한 제2세척노즐(340)로 구성한다.
또한, 전기집진장치(400)는, 극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 배치된 적어도 두 개 이상의 집진판과, 집진판들을 대전시키기 위하여 집진판들에 전압을 인가시키는 제1전원장치와, 집진판들 사이의 오염물질을 포함하는 공기를 이온화시키기 위하여 집진판들 사이에 (3~15keV 범위 내의)X-선을 조사하도록 배치하는 X-선관 및 집진판들을 세척하기 위한 제1세척노즐(450)을 포함한다.
이때, 집진판들 중 적어도 하나는 집진판들이 서로 대향하는 방향으로 돌출부를 형성하는 것이 가능하며, 또 X-선관은 양극투과형 X-선관인 것이 바람직하다.
상기 양극투과형 X-선관의 양극판은 집진판들 중 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판에 부착되고, 양극투과형 X-선관의 양극전원은 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판의 양극전원과 연결된다.
이때, X-선관은 집진판들 중 가장 바깥쪽의 집진판의 외부에 위치하며, X-선관은 집진판들 사이의 공간의 열려진 측면 방향에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 집진판은 탄소판이고, 이 탄소판은 내부나 표면에 작은 구멍이 많이 있는 다공성탄소판으로 구현하는 것이 바람직하다.
그리고, 이온 에미터(300)와 전기집진장치(400)의 하부에는 전극판과 집진판을 세척함으로써 발생되는 오염수를 정화 처리하는 장치로 배출하기 위한 제1, 제2배수구(drain, 450, 350)를 더 구비한다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 에미터의 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 이온 에미터는 극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 대치된 전극판(310)과, 전극판(310) 사이에 하나 이상 위치하는 선(320)과, 전극판(310)과 선(320) 사이에 코로나를 발생시키기 위하여 전극판(310)과 선(320)에 전압을 인가하는 제2전원장치(330)로 구성한다.
상술한 실시 예에서, 본 발명에 따른 이온 에미터가 한 쌍의 전극판을 구비하나, 이에 한정되지 않고 5개 이상의 전극판을 구비한 이온 에미터를 구성하는 것이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 3는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3의 전기집진장치에 사용되는 일반적인 X-선관의 개략적인 구성도이며, 도 5는 도 3의 전기집진장치에 사용되는 양극투과형 X-선관의 개략적인 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(400)는 집진판(410), 제1전원장치(420) 및 X-선관(430)을 포함하여 이루어진다.
집진판(410)은 서로 적정한 간격을 두고 대향하도록 배치된 한 쌍의 평행평판전극구조를 가지며, 제1전원장치(420)에 의하여 직류 또는 교류 고전압이 인가된다. 이 집진판(410)의 극성에 따라, 반대전하로 대전된 미세먼지 또는 유해물질 등의 오염물질이 쿨롱힘(Coulomb's force)에 의하여 집진판(410)에 흡착된다.
제1전원장치(420)는 양쪽 극이 집진판(410)에 각각 연결되어 고전압을 인가시키며, 직류 또는 교류전원장치를 사용할 수 있다. 이 제1전원장치(420)는 전압이 약 10kV∼12kV인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 제1전원장치(420)로 교류전원장치를 사용하는 경우가 직류전원장치를 사용하는 경우보다, 집진판(410)에 흡착된 오염물질이 공기의 흐름과 함께 집진판(410)으로부터 분리되는 재비산(再飛散) 현상을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
X-선관(430)은 집진판(410) 사이에 X-선을 조사하여 오염물질을 포함하는 공기를 양이온 또는 음이온으로 광이온화시키며, X-선관(430)은 도 4 및 도 5에 각각 도시된 일반적인 X-선관(430e) 및 양극투과형 X-선관(430f) 등을 사용할 수 있다. 이 중에서, 방출되는 X-선의 방사각이 넓은 양극투과형 X-선관(430f)을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이 일반적인 X-선관(430e)은 전원부(420e), 필라멘트전원(431e) 및 진공관(432e)을 포함하며, 진공관(432e)은 필라멘트(433e), 타겟(434e) 및 윈도우(435e)를 구비한다. 일반적인 X-선관(430e)에서, 전원부(420e)와 필라멘트전원(431e)에 의하여 공급되는 전자는 필라멘트(433e)에서 방출되고, 방출된 전자는 진공관(432e)내에서 고전압에 의해 가속되어 타겟(434e)에 충돌한다. 이때, 전자의 속도의 감속에 따라 발생하는 X-선이 윈도우(435e)를 통하여 외부로 방출된다. 이러한 일반적인 X-선관(430e)은 집진판 등의 물체에 대한 투과율이 좋은 X-선을 방출하는 장점이 있으나, 방출된 X-선의 방사각이 좁고 효율이 낮은 단점이 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 양극투과형 X-선관(430f)은 전원부(420f), 필라멘트전원(431f) 및 진공관(432f)을 포함하며, 진공관(432f)은 필라멘트(433f) 및 양극판(434f)을 구비한다. 양극투과형 X-선관(430f)에서, 전원부(420f)와 필라멘트 전원(431f)에 의하여 공급되는 전자는 필라멘트(433f)에서 방출되고, 방출된 전자는 진공관(432f)내에서 고전압에 의해 가속되어 양극판(434f)에 충돌한다. 이때, 전자의 속도 감속에 따라 발생하는 X-선이 양극판(434f)을 통하여 외부로 방출된다. 실시 예에서, 양극투과형 X-선관(430f)의 양극판(434f)은 Be에 텅스텐 등의 금속을 얇게 코팅한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이 경우 파장이 약 1.2Å∼3Å인 소프트 X-선(soft X-ray)이 외부로 방출된다. 이러한 양극투과형 X-선관(430f)은 일반적인 X-선관(430e)보다 방출되는 X-선의 방사각이 넓고 효율이 우수한 장점이 있다.
다시 도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(400)는 양극투과형 X-선관(430)의 양극판을 집진판(410)에 부착시켜 사용할 수 있다. 이 경우, 집진판(410)의 양극전원과 양극투과형 X-선관(430)의 양극전원을 별도로 구성할 필요없이, 집진판(410)의 양극전원을 양극투과형 X-선관(430)의 양극전원으로 사용할 수 있으므로, 전기집진장치(400)의 구성을 단순화시킬 수 있고, 제조가격을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 6는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(400a)는 집진판(410a), 제1전원장치(도시되지 않음) 및 X-선관(430a)을 포함한다. 여기서 X-선관(430a)은 한 쌍의 집진판(410a) 사이의 공간의 열려진 측면 방향에 위치한다.
도 7는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(430b)는 집진판(410b), 제1전원장치(도시되지 않음) 및 X-선관(430b)을 포함한다. 여기서 X-선관(430b)은 두 쌍의 집진판(410b) 사이의 공간의 열려진 측면 방향에 위치하며, 두 쌍의 집진판(410b)은 집진효율을 향상시키도록 서로 극성이 교번하여 배치된다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(400c)는 집진판(410c), 제1전원장치(도시되지 않음) 및 X-선관(430c)을 포함한다. 여기서 X-선관(430c)은 두 쌍의 집진판(410c) 중 가장 바깥쪽 집진판(410c)의 외부에 위치하며, 두 쌍의 집진판(410c)은 집진효율을 향상시키도록 서로 극성이 교번하여 배치된다. 또한, 집진판(410c)은 X-선의 투과효율이 높도록 알루미늄 집진판을 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 도 7 및 도 8에 각각 도시된 제 3 및 제 4 실시 예에서, X-선관(430e 또는 430f)에서 방출되는 X-선이 많은 수의 집진판(410b 또는 410c)을 투과 또는 조사해야 하기 때문에, 전기집진장치(400b 또는 400c)의 X-선관(430b 또는 430c)의 전압은 수십 kV 이상인 것이 바람직하다.
이때, X-선 투과율이 우수하고, 전기전도도 우수한 탄소판을 집진판(410b 또는 410b)으로 사용하면, X-선관(430b 또는 430c)의 전압을 낮출 수 있다. 또한, 집진판(410b 또는 410c)으로 다공성탄소판을 사용하면 냄새나 유해성 고분자들을 전기적으로 흡착된 후 다시 떨어져나가게 되는 것을 막을 수 있어 효율을 높일 수 있다.
도 9은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치의 개략적인 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치(400d)는 집진판(410d), 제1전원장치(도시되지 않음) 및 X-선관(430d)을 포함한다. 여기서 집진판(410d)들 중 적어도 하나는 서로 대향하는 방향으로 다수의 돌출부(411d)가 형성되어 있다. 이 경우, 전기집진장치(400d)는 돌출부(411d)에 의한 집진면적을 증가되고, 집진판(410d) 사이를 통과하는 공기의 흐름이 돌출부(411d)에 의해 지연되어 이온화된 오염물질의 집진 기회가 증가되는 장점이 있다.
상술한 실시예들에서, 본 발명에 따른 X-선을 이용한 전기집진장치가 한 쌍 또는 두 쌍의 집진판을 구비하나, 이에 한정되지 않고 5개 이상의 집진판을 구비한 전기집진장치를 구성하는 것이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템은 코로나 방전을 이용한 이온 에미터(ion-emitter)와, X-선을 이용한 전기집진장치를 구성하여 공기에 포함된 먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 동시에 제거할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 시스템의 전기집진장치는 공기 중의 먼지 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자에 X-선을 조사하여 오염입자를 이온화시키고 이를 집진판에서 집진 함으로써, 오염입자의 크기에 관계없이 이온화 시킬 수 있으며 악취분자와 같은 미세입자에 대한 효율이 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기집진장치의 X-선은 20keV 미만의 에너지에서 오염입자를 투과하기 보다는 흡수되면서 물질을 이온화 시키는 성질이 강하며, 이러한 연X-선은 에너지가 높은 X-선에 비하여 차폐가 용이하여 1mm미만의 철판으로도 완전히 차폐되기 때문에 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 집진 시스템에 있어서,
    먼지(dust) 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염입자를 포함한 공기(air)가 유입되는 유입 호퍼(in-let hopper)와;
    상기 유입 호퍼를 통해 유입된 공기에 코라나(corona)를 발생시켜 공기 중의 오염입자를 집진(集塵)하는 이온 에미터(ion emitter)와;
    상기 이온 에미터를 통과한 공기에 X-선을 조사하여 공기 중에 남아있는 미세 오염입자를 집진하는 전기집진장치와;
    상기 전기집진장치를 통과한 공기를 여과하는 액적(液滴) 메탈 필터(charged droplet metal filter); 및
    상기 액적 메탈 필터를 통과한 정화된 공기를 외부로 배출하는 배출 호퍼(out-let hopper);로 구성하되,
    상기 전기집진장치는,
    극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 배치된 적어도 두개 이상의 집진판과,
    상기 집진판들을 대전시키기 위하여 집진판들에 전압을 인가시키는 제1전원장치와,
    상기 집진판들 사이의 오염물질을 포함하는 공기를 이온화시키기 위하여 집진판들 사이에 X-선을 조사하도록 배치하는 X-선관 및
    상기 집진판들을 세척하기 위한 제1세척노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이온 에미터는,
    극성에 따라 반대전하로 대전된 오염물질이 흡착되며 서로 대향되도록 대치된 적어도 두개 이상의 전극판과,
    상기 전극판들 사이에 하나 이상 위치하는 선과,
    상기 전극판과 선 사이에 코로나를 발생시키기 위하여 전극판과 선에 전압을 인가하는 제2전원장치 및
    상기 전극판들을 세척하기 위한 제2세척노즐로 구성하는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진판들 중 적어도 하나는 상기 집진판들이 서로 대향하는 방향으로 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 X-선관은 양극투과형 X-선관인 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 양극투과형 X-선관의 양극판은 상기 집진판들 중 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판에 부착되고, 상기 양극투과형 X-선관의 양극전원은 상기 가장 바깥쪽의 양극으로 대전된 집진판의 양극전원과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 X-선관은 상기 집진판들 중 가장 바깥쪽의 집진판의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 X-선관은 상기 집진판들 사이의 공간의 열려진 측면 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진판은 탄소판인 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄소판은 다공성탄소판인 것을 특징으로 하는 집진 시스템.
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