여과집진장치의 중요 문제점 중의 하나인 높은 압력손실을 해결하기 위해 하부유입식 원심 여과집진장치의 특성을 실험적으로 분석하는 것이 본 연구의 주목적으로, 실험은 원심 여과집진장치의 집진효율과 압력손실(특히, 여과포 압력손실) 특성을 일반 여과집진기와 비교 분석하기위해 유입유속, 유입농도 및 선회영역의 변화 등과 같은 다양한 파라메터들에 대해 수행하였다. 실험 결과, $1{\mu}m$ 이하의 서브마이크론 입자들에 대해서 접선유입식이 중앙유입식의 경우 보다 높은 집진효율을 보였으며, 총괄집진효율은 99% 이상을 나타내었다. 유입농도 $100mg/m^3$에서, 압력손실 감소율은 유입유속에 따라 large bag의 경우 15~38%인 반면, small bag의 경우 선회영역의 증가에 의해 30~48%이었다.
여과집진장치의 중요 문제점 중의 하나인 높은 압력손실을 해결하기 위해 하부유입식 원심 여과집진장치의 특성을 실험적으로 분석하는 것이 본 연구의 주목적으로, 실험은 원심 여과집진장치의 집진효율과 압력손실(특히, 여과포 압력손실) 특성을 일반 여과집진기와 비교 분석하기위해 유입유속, 유입농도 및 선회영역의 변화 등과 같은 다양한 파라메터들에 대해 수행하였다. 실험 결과, $1{\mu}m$ 이하의 서브마이크론 입자들에 대해서 접선유입식이 중앙유입식의 경우 보다 높은 집진효율을 보였으며, 총괄집진효율은 99% 이상을 나타내었다. 유입농도 $100mg/m^3$에서, 압력손실 감소율은 유입유속에 따라 large bag의 경우 15~38%인 반면, small bag의 경우 선회영역의 증가에 의해 30~48%이었다.
The main object of this study was to investigate experimentally the characteristics of cyclone-bag filter with bottom inlet to decrease the high pressure drop which was one of main problems of fabric bag filter. The experiment was executed for the analysis of collection efficiency and pressure drop(...
The main object of this study was to investigate experimentally the characteristics of cyclone-bag filter with bottom inlet to decrease the high pressure drop which was one of main problems of fabric bag filter. The experiment was executed for the analysis of collection efficiency and pressure drop(specially, pressure drop of fabric filter) characteristics of the cyclone-bag filter in comparison with those of general fabric bag filter with various experimental parameters such as the inlet velocity, dust loading and variation of vortex region, etc. In the results, the tangential inlet type showed higher collection efficiency for submicron particles below $1{\mu}m$ in diameter than of center inlet, and over 99% for overall collection efficiency. For the inlet particle concentration $100mg/m^3$, pressure drop reduction ratios were shown as 15~38% with the inlet velocity in case of large bag, while 30~48% for small bag due to the increase of vortex region.
The main object of this study was to investigate experimentally the characteristics of cyclone-bag filter with bottom inlet to decrease the high pressure drop which was one of main problems of fabric bag filter. The experiment was executed for the analysis of collection efficiency and pressure drop(specially, pressure drop of fabric filter) characteristics of the cyclone-bag filter in comparison with those of general fabric bag filter with various experimental parameters such as the inlet velocity, dust loading and variation of vortex region, etc. In the results, the tangential inlet type showed higher collection efficiency for submicron particles below $1{\mu}m$ in diameter than of center inlet, and over 99% for overall collection efficiency. For the inlet particle concentration $100mg/m^3$, pressure drop reduction ratios were shown as 15~38% with the inlet velocity in case of large bag, while 30~48% for small bag due to the increase of vortex region.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 여과집 진장치 와 싸이클론을단일시스템으로 결합한 hybrid 집진시스템인 원심 여과 집진장치에 대한특성을 해석하고자 한다. 이는싸이클론의 몸통 내부에 여과재를 포함하고 있는 형태이며.
본 실험은 원심력 여과 집진장치의 특성을 일반 여과 집진장치와 비교 분석하기 위한 것으로, 접선 유입 식과 일반 여과 집진기의 특성을 지니는 중앙유입 식으로 구분되어진다. 접선 유입인 경우 집진장치 내에 1차 집진을 유발시키는 강한 선회류의 효과가 여과포에 부가되는 압력 손실 및 집진효율 특성에 미치는 영향을 해석하기 위해, 유입 유속 및 bag 크기의 조절에 의한 선회영역의 변화가 중요 실험 변수가 된다.
본 실험의 중요 목적은 여과포에 집진되는 분진부하량을 감소시키기 위해 원심력 효과를 부가하여여과포에 분진이 도달하기 전에 1차 집진되는 효과를 증대시키는 것이며.이의 효과를 정량적으로 분석하는 것이 필요하다.
본 연구는 하부 유입식 원심여과집진장치의 집진효율 및 압력 손실 특성 파악을 위한 실험으로서. 사용된실험장치는 크게 원심 여과집 진장치 본체.
본 연구에서는 여과 집진장치와 원심력 집진장치의 결합 형태인 원심여과집진장치의 특성을 파악하기 위해 유입 유속. 유입 농도 및 선회영역의 변화 둥의변수에 따른 실험을통하여 집진효율 및 압력손실 특성에 대한연구를 수행한 결과.
각 지점에서 측정한 유속 및 분진의 수농도와 질량농도를 산술 평균하여 그 평균치를 사용하였다. 일반 여과 집진장치의 특성을 지닌 중앙유입과 원심력이 부가된 접선 유입의 유입방식에 따른 압력손실 특성을 비교하기 위하여 실험장치의 유입 . 출구 부분 50 mm 지점에서 미세 압력계 (micromanometer)를 사용하여정압차에 의해 계산되는 압력 손실을 5분간 측정한 후, 탈진 전·후의 압력 손실을 비교하였 다.
제안 방법
이는싸이클론의 몸통 내부에 여과재를 포함하고 있는 형태이며. bag에 의한 유동의 흐트러짐을 방지하고 선 회류에 의한 원심력 효과를 최대로 발휘할 수 있도록 유동 특성이 안정된 하부 접선 유입식을 설정하였다. 본 시스템은 원심력에 의한 장치 내벽에서의 입자 집진과 여과포에 의한 집진이 단일 집진장치 내에서 동시에 이루어질 수 있는 새로운 집진장치로서, 여과포에 집진되는 입자의 부하를 감소시켜 여과포에 부가되는 압력 손실을 대폭 줄일 수 있으며.
4% 되는 지점을 선정하고. 각 지점에서 측정한 유속 및 분진의 수농도와 질량농도를 산술 평균하여 그 평균치를 사용하였다. 일반 여과 집진장치의 특성을 지닌 중앙유입과 원심력이 부가된 접선 유입의 유입방식에 따른 압력손실 특성을 비교하기 위하여 실험장치의 유입 .
여과포의 재질은 현재 산업체에서 많이 사용되고 있는 표면이 발수처리된 폴리에스테르이며, 본 실험에서 사용된 2가지 형태의 여과포치수 및물리적 특성을 Table 1에 나타내었다. 또한 여과포의 표면에 부착된 분진을 제거하기 위해 집진장치의 상부에 타이머가 장착된 펄스제트(pulse-jet) 방식의 탈진장치⑹를 설치하였다.
따라서. 본 연구에서는 하부 유입식 원심 여과집진장치의 특성을 일반 여과집 진장치와 비교 분석하기위해 접선 유입식 및 일반 여과 집진기의 특성을 지니는 중앙유입식으로 구분하여, 다양한 유입 유속. 유입농도 및 여과포의 크기(선회영역의 변화) 등 실험적 변수에 따른 집진효율 및 압력 손실 특성에 대한실험적 해석을 수행하였다.
2(a), (b)에서 보는 바와 같이 장치 내에 large bag 및 small bag을 장착한 경우로 구분하여 실험을 수행하였다. 부분 집진효율은 입경별 수농도 측정이 가능한 ARS를 사용하여 집진장치의 유입, 유출부에서 개수 측정을 하고, 아래식에 의해 입경별 부분집진효율을 산정하였다.
본 연구에서는 하부 유입식 원심 여과집진장치의 특성을 일반 여과집 진장치와 비교 분석하기위해 접선 유입식 및 일반 여과 집진기의 특성을 지니는 중앙유입식으로 구분하여, 다양한 유입 유속. 유입농도 및 여과포의 크기(선회영역의 변화) 등 실험적 변수에 따른 집진효율 및 압력 손실 특성에 대한실험적 해석을 수행하였다.
2에 나타난 바와 같이 일반 산업체에서 사용되는 여과 집진기와 하부 유입식 원심력 집진장치 (cyclone)⑸의 결합형태로서 집진장치내부에 3개의 여과포가 장착되어 있으며, 일반 여과집진장치와의 비교 실험을 위해 집진장치 하부에 중앙 및 접선 유입구가 설치되어 있다. 접선유입 시 분진에 부가되는 원심력의 극대화를 위해 축소관을 연결하였으며. 집진장치 내의 선회류 영역변화에 따른 여과포가 가지는 압력 손실 및 집진효율 특성을해석하기 위해 크기가 다른 2가지의 여과포를 장착하였다.
접선 유입인 경우 집진장치 내에 1차 집진을 유발시키는 강한 선회류의 효과가 여과포에 부가되는 압력 손실 및 집진효율 특성에 미치는 영향을 해석하기 위해, 유입 유속 및 bag 크기의 조절에 의한 선회영역의 변화가 중요 실험 변수가 된다. 집진 특성을 파악하기 위해 입자의 크기별 수농도 및 질량농도의 측정이 가능한 입경계수기인 APS (Aerodynamic Particle Sizer. TSI Inc.)를 사용하여 유입농도 및 유입 유속의 변화에 따른 입경 별 집진 효율을 측정하였다.본 실험의 주요 변수 중의 하나인 유량 및 여과 속도는 미세 압력겨) (micromanometer, Furness Controls Ltd.
접선유입 시 분진에 부가되는 원심력의 극대화를 위해 축소관을 연결하였으며. 집진장치 내의 선회류 영역변화에 따른 여과포가 가지는 압력 손실 및 집진효율 특성을해석하기 위해 크기가 다른 2가지의 여과포를 장착하였다. 여과포의 재질은 현재 산업체에서 많이 사용되고 있는 표면이 발수처리된 폴리에스테르이며, 본 실험에서 사용된 2가지 형태의 여과포치수 및물리적 특성을 Table 1에 나타내었다.
일반 여과 집진장치의 특성을 지닌 중앙유입과 원심력이 부가된 접선 유입의 유입방식에 따른 압력손실 특성을 비교하기 위하여 실험장치의 유입 . 출구 부분 50 mm 지점에서 미세 압력계 (micromanometer)를 사용하여정압차에 의해 계산되는 압력 손실을 5분간 측정한 후, 탈진 전·후의 압력 손실을 비교하였 다.
대상 데이터
본 실험장치는 Fig. 2에 나타난 바와 같이 일반 산업체에서 사용되는 여과 집진기와 하부 유입식 원심력 집진장치 (cyclone)⑸의 결합형태로서 집진장치내부에 3개의 여과포가 장착되어 있으며, 일반 여과집진장치와의 비교 실험을 위해 집진장치 하부에 중앙 및 접선 유입구가 설치되어 있다. 접선유입 시 분진에 부가되는 원심력의 극대화를 위해 축소관을 연결하였으며.
사용된실험장치는 크게 원심 여과집 진장치 본체. 분진공급장치.
실험에 사용된 분진은 태안화력발전소에서 채취한 fly ash이며, 외부습도에 의해 입경 분포 및 입경 별 개수가 변하는 것을 막기 위해 105℃에서 24시간 이상 건조한 후 사용하였다. 입경별 수농도 및 질량농도의 측정이 가능한 APS(Aerodynamic Particle Sizer.
이론/모형
이런 현상은 전술한 바와 같이 유입유속 증가에 의해 접선 유입의 경우 선회강도가 증가되는 것과 식(3)에서 언급될 여과 속도 증가 효과가 복합되어 나타난 결과로 추정할 수 있다. 여과재의 압력 손실은 Darcy 식에 의해 .
성능/효과
1)입경 2 pm 이하의 미세입자에 대한 입경별집진효율에서 접선 유입의 경우 일반 여과집진장치에 준하는 중앙유입의 경우보다 집진효율이 더 높게 나타났다.
2) 두 유입 방식 모두 99% 이상의 높은 총괄 집진 효율을 보이며 . 접선 유입의 경우 중앙유입에 비해 다소 높게 나타난다.
4. 4.5 mmH20 이상 각각 낮게 나타나며, 유입 농도 증가에 따른 압력 손실 증가구 배는 매우 둔화됨을 알 수 있다.
5) 유입 농도 100 mg/m, 에서 압력 손실 감소율은 small bag의 경우 30~48%이고, large bag 의 경우 15~38%의 감소율을 보임으로써 집진장치 내에 선회 영역 증가에 의한 원심력 효과의 증대로 장치 내벽으로의 1차 집진율이 10% 이상 높아짐을 알 수 있다.
이상의 결과로부터 각각의 유입 방식에 따라 선회영역변화를 위한 large bag과 small bag을 사용한 경우의 집진메커니즘 및 집진효율이 유사한 형태를 보인다는 것을 알 수 있으며, 접선 유입의 경우가 원심력 효과에 의해 중앙 유입에 비해 다소 집진 효율이 높아 접선유입 시 집진장치 내에 생성되는 선 회류의 효과가 크게 작용함을 알 수 있다.
이상 건조한 후 사용하였다. 입경별 수농도 및 질량농도의 측정이 가능한 APS(Aerodynamic Particle Sizer. TSI Inc.)를 사용하여 실험 분진의 입경 분포를 측정하였으며, 실험에 사용된 분진의 입경 범위는 0.5~20의 범위를 가지며, 개수 기준 평균 입자 크기는 2.03이며 중량기준 평균 입자 크기는 4.37 um로 나타났다. 본 실험에 사용된 fly ash의 입경별 수농도 및 질량농도를 Fig.
후속연구
집진 효율의 차이는 비록 없더라도 중앙유입의 경우 2 um 이상의 입경에서 여과 집진장치의 특성인 관성력과 직접차단 효과에 거의 의존되고 있는 반면, 접선 유입에서는 원심력에 의해 장치벽면에 1차 집진되는 효과와 여과포에 의한 집진메카니즘이 혼합되어 나타난 결과이다. 따라서 이에 대한 직접적인 정량 분석은 어렵지만 압력 손실 부분에서 간접적인 해석은 가능할 것으로 판단된다.
본 시스템은 원심력에 의한 장치 내벽에서의 입자 집진과 여과포에 의한 집진이 단일 집진장치 내에서 동시에 이루어질 수 있는 새로운 집진장치로서, 여과포에 집진되는 입자의 부하를 감소시켜 여과포에 부가되는 압력 손실을 대폭 줄일 수 있으며. 집진효율의 증가 및 압력 손실 감소로 인한 처리 유량의 증대 효과를 가져올 것으로 기대된다. 이러한 원심 여과집진장치는 성능 향상뿐만 아니라 설치 및 유지 .
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.