Research results for the pressure drop variance depending on operation conditions such as change of inlet concentration, pulse interval, and face velocity, etc., in a pulse air jet-type bag filter show that while at $3kg/cm^2$ whose pulse pressure is low, it is good to make an pulse inter...
Research results for the pressure drop variance depending on operation conditions such as change of inlet concentration, pulse interval, and face velocity, etc., in a pulse air jet-type bag filter show that while at $3kg/cm^2$ whose pulse pressure is low, it is good to make an pulse interval longer in order to form the first layer, it may not be applicable to industry because of a rapid increase in pressure. In addition, the change of inlet concentration contributes more to the increase of pressure drop than the pulse interval does. In order to reduce operation costs by minimizing filter drag of a filter bag at pulse pressure $5kg/cm^2$, the dust concentration should be minimized, and when the inlet dust loading is a lower concentration, the pulse interval in the operation should be less than 70 sec, but when inlet dust loading is a higher concentration, the pulse interval should be below 30 sec. In particular, in the case that inlet dust loading is a higher concentration, a high-pressure distribution is observed regardless of pulse pressure. This is because dust is accumulated continuously in the filter bag and makes it thicker as filtration time increases, and thus the pulse interval should be set to below 30 sec. If the equipment is operated at 1m/min of face velocity, while pressure drop is low, the bag filter becomes larger and thus, its economics are very low due to a large initial investment. Therefore, a face velocity of around 1.5 m/min is considered to be the optimal operation condition. At 1.5 m/min considered to be the most economical face velocity, if the pulse interval increases, since the amount of variation in filter drag is large, depending on the amount of inlet dust loading, the operation may be possible at a lower concentration when the pulse interval is 70 sec. However, for a higher concentration, either face velocity or pulse interval should be reduced.
Research results for the pressure drop variance depending on operation conditions such as change of inlet concentration, pulse interval, and face velocity, etc., in a pulse air jet-type bag filter show that while at $3kg/cm^2$ whose pulse pressure is low, it is good to make an pulse interval longer in order to form the first layer, it may not be applicable to industry because of a rapid increase in pressure. In addition, the change of inlet concentration contributes more to the increase of pressure drop than the pulse interval does. In order to reduce operation costs by minimizing filter drag of a filter bag at pulse pressure $5kg/cm^2$, the dust concentration should be minimized, and when the inlet dust loading is a lower concentration, the pulse interval in the operation should be less than 70 sec, but when inlet dust loading is a higher concentration, the pulse interval should be below 30 sec. In particular, in the case that inlet dust loading is a higher concentration, a high-pressure distribution is observed regardless of pulse pressure. This is because dust is accumulated continuously in the filter bag and makes it thicker as filtration time increases, and thus the pulse interval should be set to below 30 sec. If the equipment is operated at 1m/min of face velocity, while pressure drop is low, the bag filter becomes larger and thus, its economics are very low due to a large initial investment. Therefore, a face velocity of around 1.5 m/min is considered to be the optimal operation condition. At 1.5 m/min considered to be the most economical face velocity, if the pulse interval increases, since the amount of variation in filter drag is large, depending on the amount of inlet dust loading, the operation may be possible at a lower concentration when the pulse interval is 70 sec. However, for a higher concentration, either face velocity or pulse interval should be reduced.
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문제 정의
본 연구에서는 현재 산업장에 가장 많이 이용되고 있는 충격기류식 여과집진기 (bag filter)를 이용하여 압력손실을 최소화하기 위해서 운전부하량에 따른 처리유속 및 분사간격 변화의 여과저항을 실험적으로 고찰하여 여과집진기의 설계 기초 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
본 실험에 측정한 항목은 Dust부하에 대한 압력손실, 탈진효율 및 포집효율을 측정하였으며 이에 대한 조건들은 다음과 같다.
산업체 현장의 운전조건을 모사하여 여과포의 성능 특성을 연구하기 위한 pilot scale 실험장치는 일정량 분진을 여과집진기 내로 주입하기 위해 소형 Screw dust feeding 방식을 사용하였으며, DC mot- er(24V)를 사용하여 전압을 가변 시켰으며 일정한 전압을 고정시켜 공급하였고, 분진공급률은 0.5〜3 g/m‘로 입구 분진농도를 조절하여 주입하였다.
따라서 가능한 압력손실을 줄이는 것이 송풍기의 동력을 절약할 수 있어 경제적이 된다. 압력손실 측정은 여과 집진기의 여과포 전후에 마노메타(Dwyer. USA) 와 수주 마노미터를 동시에 사용하여 측정하였고, 여과 집진기와 duct의 벽면에 수두압으로 정압측정을 행하여 압력손실을 측정하였다.
압력손실이 소정의 값에 도달하면 분진의 공급을 중단하고 압력손실이 일정하게 되는 것을 확인한 후 pulse에 의한 탈진을 행하였다. 탈진성능의 실험을 마친 후 pulse 분사압을 3 kg/cm1 〜6 ke/cnf으로수회 탈진을 행하고 이 상태를 여과포에 대한 분진 부하의 초기점으로 정의하였다.
미친다. 집진기간 중 여과포의 분진 퇴적에 의한 압력손실의 증가에 대해 집진공기 유량의 변동을 막기 위하여 by-pass valve를 수동 조절하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 집진기는 충격기류식 여과 집진기로서 분진발생장치, 탈진장치, 여과집진장치, 흡입식 송풍기로 구성되어 있으며 전체공정도를 Fig. 1 에 나타내었다.
실험에 사용된 여과포는 실제 산업현장에서 가장 널리 사용되고 있는 폴리에스테르 여과포로서 크기는 0140x850, , 16개를 사용하였다. 여과 집진장치 본체는 4개의 diaphragm valve가 설치되어 있으며, 1개의 D/V당 4개의 여과포가 설치되어 총 16개의 여과포로 구성되어 있다.
여과 집진장치 본체는 4개의 diaphragm valve가 설치되어 있으며, 1개의 D/V당 4개의 여과포가 설치되어 총 16개의 여과포로 구성되어 있다. Table 1에서 여과포의 물리적 성질을 나타내었다.
성능/효과
1) 탈진압력이 낮은 3 kg/cnf에서는 초층형성을위해서는 탈진간격을 길게 하는 것이 유리하지만, 급격한 압력증가로 산업현장에는 적용하기가 곤란할 것으로 사료된다. 또한 탈진간격보다는 입구 농도변화가 압력손실 증가에 더 기여하는 것을 알 수 있었다.
2) 탈진압력 5 kg/cnf에서 여과포의 여과 저항을 최소화 하여 운전비를 줄이려면 분진농도를 최소화하여야 함을 알 수 있었고, 입구 부하량이 저농도 일 경우 탈진주기는 70초 이하로, 고농도일 경우는 탈진주기를 30초 이하로 운전해야함을 알 수 있었다.
3) 입구부하량이 고농도일 경우는 탈진압력에 상관없이 높은 압력 분포가 나타났는데 이는 탈진조작이 여과시간의 경과에 따라 여과포에 분진이 계속 퇴적되어 두꺼워 지기 때문이므로 탈진간격을 30초 이하로 설정해야 함을 알 수 있었다.
4) 여과속도 1 m/min에서 운전하면 압력손실은 낮지만 집진장치가 커져 초기투자비가 많아 경제성이 없으므로, 1.5 m/min전후에서 운전하는 것이 최적의 운전조건으로 사료된다.
5) 가장 경제'적인 여과속도로 생각되는 1.5 m/min에서 탈진간격이 증가하면 입구부하량에 따라 여과저항의 변동 폭이 크므로 탈진 간격 70초는 저농도에서 운전이 가능하나, 고농도에서는 여과 속도나 탈진간격을 줄여야 함을 알 수 있었다.
6〜Fig. 9의 결과에서 알 수 있듯이 여과 속도를 1.5 m/min 전후로 운전하는 것이 가장 경제적인 것으로 사료되며 여과속도 1.5 m/min에서 탈진 간격을 50초까지 운전이 가능하며, 탈진간격이 70초에서는 저농도 일 때는 운전이 가능 한 것으로 사료된다.
가장 경제적인 여과속도 1.5 m/min에서 탈진 간격이 증가하면 입구부하량에 따라 여과저항의 변동 폭이 크므로 탈진 간격 70초에서는 저농도에서 운전이 가능하나, 고농도에서는 탈진간격을 줄여야 함을 알 수 있었다.
따라서 분진의 전기적 특성에 의존하지 않고, 안정되며 높은 집진효율을 얻을 수 있는 여과 집진기는 연소 및 폐기물 소각 공정에서 배출되는 입자상 오염물질을 처리 제거하는데 효과적이고 집 진성 능이 우수하여 국내 산업체에서 매년 설치율이 증가하는 경향이 보이고 있으며, 이러한 현상은 배출허용농도의 규제강화와 여과집진장치의 설치비가 다른 집진기에 비해 저렴하다는 특징이 부각되었다mm. 그러나, 여과집진장치는 여과포 표면에 부착되는 입자층에 의한 과도한 압력손실로 인해 동력비가 과다하게 소요되며, 여과포에 부착된 먼지층 제거를 위한 주기적인 탈진으로 인해 운전비 상승, 여과포의 교체 등으로 인한 유지 .
이와 같은 현상이 반복되면 여과 시간의 경과에 따라 여과포 표면의 분진층의 두께는 점점 두꺼워져 통과기체에 대한 저항이 증가하여 압력손실이 증가하게 된다. 따라서 입구농도가 높을수록 탈진간격 선택을 신중하게 고려하여야 할 영향 인자임을 알 수 있었다.
것으로 사료된다. 또한 탈진간격보다는 입구 농도변화가 압력손실 증가에 더 기여하는 것을 알 수 있었다.
탈진주기가 30초 및 50초에서는 압력손실이 150 분에서 안정화 되었으며 탈진주기가 70초일 때는 100분, 탈진주기가 긴 90초일 경우는 30분에서 압력손실이 안정화되었다.
후속연구
6) 높은 여과속도인 2m/min이상에서는 분진부하량, 탈진간격 등의 제반 설계조건이 고려되어야 운전이 가능할 것으로 사료되어, 계속적인 후속 연구가 진행되어야 할 것으로 생각 된다.
참고문헌 (13)
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