초록 ▼

본 과제를 통하여 개발된 하이브리드형 정전여과집진장치의 실증화 시설이 이미 설계.제작.설치가 완료되어 상시 가동중에 있으며, 추후로도 이 시스템에 대한 성능 향상을 위한 연구 및 노력과 더불어 지속적인 모니터링을 통하여 운전기술 확보가 이루어질 전망이다. 이들의 활용분야은 먼지가 배출되는 전 공정에 활용이 가능하며, 특히 향후 중국내의 환경기준치 강화가 예상되는 만큼 미세먼지 제거 공정이 절실히 요구되는 다수의 공정에서 후단에 방지시설을 대체하거나 신규 제작이 가능할 것으로 예상되고 있다.
향후 미세먼지에 대한 규체치가 지속적

본 과제를 통하여 개발된 하이브리드형 정전여과집진장치의 실증화 시설이 이미 설계.제작.설치가 완료되어 상시 가동중에 있으며, 추후로도 이 시스템에 대한 성능 향상을 위한 연구 및 노력과 더불어 지속적인 모니터링을 통하여 운전기술 확보가 이루어질 전망이다. 이들의 활용분야은 먼지가 배출되는 전 공정에 활용이 가능하며, 특히 향후 중국내의 환경기준치 강화가 예상되는 만큼 미세먼지 제거 공정이 절실히 요구되는 다수의 공정에서 후단에 방지시설을 대체하거나 신규 제작이 가능할 것으로 예상되고 있다.
향후 미세먼지에 대한 규체치가 지속적으로 강화되어 선진국 수준에 도달할 것으로 예상되는 중국의 경우 미세먼지 제거에 더많은 설비 투자가 예상되고 있다.

Abstract ▼

Final goal of this research industry is to apply installation and commercialize developed hybrid type static dust filter by combining filter dust collection technology and electric dust collection technology in one device at China's locale silicon metal industry process etc site. Capacity goals thro

Final goal of this research industry is to apply installation and commercialize developed hybrid type static dust filter by combining filter dust collection technology and electric dust collection technology in one device at China's locale silicon metal industry process etc site. Capacity goals through structural improvement are as follow.
- PM10 dust collection efficiency: Above 99.99%
$\circ$ Dust particle size range: $2.5{\mu}m\sim10{\mu}m$
- PM2.5 dust collection efficiency: Above 99.9 %
$\circ$ Micro-dust particle size range: Below $2.5{\mu}m$
- System pressure loss: Below 100 mmH2O
- Separation efficiency of dust collection filter's dust layer: Above 80%
$\circ$ Residue late of dust collection filter's dust layer: Below 20%
- Separation efficiency of dust collection pole and discharge pole: Above 95%
$\circ$ Residue rate of dust particle on dust collection pole and discharge pole: Below 50%
- Reduction of equipment size: 1.5 ~ 2.0 times reduction compared to existing
$\circ$ Treatment volume increase per unit area
- Structural improvement for ease construction of dust collection pole
$\circ$ Manufacture time: 30% reduction compared to existing technology
- Installation size for commercialization: 180,000 m3/hr
$\circ$ Application process: Silicon-metal boiler exhaust gas treatment

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...34
• 제1-1절. 연구개발의 목적 ...34
• 제1-2절. 연구개발의 필요성 ...36
• 제1-3절. 연구개발의 내용 및 범위 ...40
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...44
• 제2-1절. 국외 기술개발 현황 ...44
• 제2-2절. 국내 기술개발 현황 ...63
• 제2-3절. 국내외 기술과의 차별성 ...68
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...70
• 제3-1절. 선행 연구 내용 및 국내 실증내용 ...70
• 제3-2절. 최적 집진극 구조 설계 및 실험실시 ...96
• 제3-3절. 설비적용을 위한 중국 산업체 선정 및 특성연구 ...132
• 제3-4절. 24,000 규모의 실증화 설계, 제작, 설치 ...165
• 제3-5절. 상용화 HI-FILTER 설계 (180,000 CMH) ...184
• 제3-6절. 중국시장 진출내용 및 사업화 ...190
• 제3-7절. 결론 ...242
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...258
• 제4-1절. 연구개발목표 달성도 ...258
• 제4-2절. 대외 기여도 ...260
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...268
• 제5-1절. 연구개발결과의 활용방안 ...268
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...270
• 제6-1절. 해외과학기술정보 ...270
• 제 7 장 참고문헌 ...282
• [그림 2.1] 원심력집진장치와 여과집진장치가 접목된 장치의 개략도 ...45
• [그림 2.2] 정전여과집진장치에서의 하전조건과 비하전조건에서의 압력손실 비교 결과 ...47
• [그림 2.3] 예비하전 전후 압력손실 비교 ...48
• [그림 2.4] 여과포 지지 틀 전극 삽입형 먼지하전 여과집진장치 ...50
• [그림 2.5] 유입덕트 설치형 먼지하전 여과집진장치 ...51
• [그림 2.6] 여과포 방전극 직조형 먼지하전 여과집진장치 ...52
• [그림 2.7] 여과포 방전극 삽입형 먼지하전 여과집진장치 ...53
• [그림 2.8] 하단 격자형 먼지하전 여과집진장치 ...54
• [그림 2.9] 튜브형 전기 여과집진장치 ...55
• [그림 2.10] 직렬형 전기 여과집진장치 ...56
• [그림 2.11] 조합식 직렬형 전기여과집진장치 ...57
• [그림 2.12] 일체형 전기 여과집진장치 ...58
• [그림 2.13] 인가 음파에너지에 따른 입자의 입경별 농도 변화 ...59
• [그림 2.14] 습도가 음파에 의한 입자 응집에 미치는 영향 ...60
• [그림 2.15] 음파에너지 인가 유무에 따른 포집효율 변화 ($U_0$=1.39m/s) ...60
• [그림 2.16] T. Watanabe 등(1995)이 고안한 AC+DC 응집장치 ...61
• [그림 2.17] 정전여과집진장치 (Hi-Filter)의 기본 구조 ...65
• [그림 2.18] 정전여과집진장치(Hi-Filter) 집진극에 형성된 유로 및 가스흐름 ...66
• [그림 3.1] 실험용 PILOT 설비 사진 ...70
• [그림 3.2] 실험용 PILOT 설비 제어 콘트롤 박스 ...71
• [그림 3.3] 유입 먼지의 입자크기 분포 ...71
• [그림 3.4] 정전효과부여에 따른 압력손실 변화 경향 ...72
• [그림 3.5] 필터와장비의 종류에 따른 평균 청소간격 ...73
• [그림 3.6] 먼지부하 변화에 따른 집진효율 변화 경향 ...73
• [그림 3.7] 입자크기에 따른 출구먼지 농도 ...74
• [그림 3.8] 입자크기 별 집진효율(부분집진효율) ...75
• [그림 3.9] 6,000 m3/hr 실증장치 사진 ...76
• [그림 3.10] 유입 먼지 의 입자크기 분포 ...77
• [그림 3.11] 운전시간경과에 따른 압력손실 변화 경향 ...78
• [그림 3.12] 운전시간경과에 집진효율 변화 경향 ...79
• [그림 3.13] 운전시간경과에 출구 먼지농도 변화 경향 ...80
• [그림 3.14] 입자크기에 따른 출구 먼지농도 ...81
• [그림 3.15] 입자크기에 따른 집진효율(부분집진효율) ...82
• [그림 3.16] 30,000 m3/hr 실증장치 사진 ...83
• [그림 3.17] 72,000 m3/hr 실증장치 사진 ...84
• [그림 3.18] 유입 먼지 입자크기 분포 ...85
• [그림 3.19] 운전시간 변화에 따른 압력손실 변화경향 ...86
• [그림 3.20] 운전시간 변화에 따른 총괄집진효율 변화 경향 ...87
• [그림 3.21] 운전시간 변화에 따른 출구 먼지농도 ...88
• [그림 3.22] 입자크기에 따른 출구 먼지농도 ...89
• [그림 3.23] 입자크기 에 따른 집진효율 ...90
• [그림 3.24] 50,000 Nm3/hr 장치 공정사진 ...91
• [그림 3.25] 50,000 Nm3/hr 장치 설치사진 ...91
• [그림 3.26] 중유연소회의 입자크기 분포 ...92
• [그림 3.27] 투입 소석회 입자크기 분석 ...93
• [그림 3.28] 미세먼지입자 제거효율 ...94
• [그림 3.29] 부분집진 효율 ...95
• [그림 3.30] PILOT 장치 구성도 ...96
• [그림 3.31] PILOT 장치 조립 도면 ...99
• [그림 3.32] 경사판 형태의 집진극 고효율 하이브리드 정전여과장치 도면 ...100
• [그림 3.33] 경사판 형태의 집진극 고효율 하이브리드 정전여과장치 개념도 ...102
• [그림 3.34] 절곡형 형태의 집진극을 가지는 고효율 하이브리드 정전여과장치 ...103
• [그림 3.35] 절곡형 형태의 집진극을 가지는 고효율 하이브리드 정전여과장치 구조 ...104
• [그림 3.36] 평판 형태의 집진극을 가지는 고효율 하이브리드 정전여과장치 ...105
• [그림 3.37] 평판 형태의 집진극을 가지는 고효율 하이브리드 정전여과장치 구조 평면도 ...106
• [그림 3.38] 집진극 변경 과정 ...107
• [그림 3.39] 방전극 변경 과정 ...108
• [그림 3.40] 여과포 변경 과정 ...109
• [그림 3.41] 기존 집진극 형태 ...112
• [그림 3.42] 신규 집진극 형태 ...112
• [그림 3.43] 중유 연소 배가스 유입먼지 입경 분포 ...113
• [그림 3.44] 투입 소석회 입경 분포 ...113
• [그림 3.45] 절곡형상 집진판 두 번째 전구간 차압변화 ...114
• [그림 3.46] 절곡형상 집진판 두 번째 2번구간 차압변화 ...115
• [그림 3.47] 절곡형상 집진판 두 번째 2번구간 효율 변화 ...116
• [그림 3.48] 절곡형상 집진판 두 번째 3번구간 차압변화 ...117
• [그림 3.49] 절곡형상 집진판 두 번째 3번구간 효율변화 ...118
• [그림 3.50] 절곡형상 집진판 두 번째 4번구간 차압변화 ...119
• [그림 3.51] 절곡형상 집진판 두 번째 4번구간 효율변화 ...119
• [그림 3.52] 절곡형상 집진판 두 번째 5번구간 차압변화 ...120
• [그림 3.53] 절곡형상 집진판 두 번째 5번구간 효율 ...121
• [그림 3.54] 절곡형상 집진판 전기집진부 단독 운전 효율 ...122
• [그림 3.55] 평판 형상 집진판 차압 변화 ...123
• [그림 3.56] 평판 형상 집진판 효율 변화 ...123
• [그림 3.57] 평판 형상 집진판 전기집진부 단독운전 효율 변화 ...124
• [그림 3.58] 절곡판 및 평판 하이브리드 정전여과집진장치 운전 차압 비교 ...125
• [그림 3.59] 절곡판 및 평판 하이브리드 정전여과집진장치 총괄 집진 효율 비교 ...126
• [그림 3.60] 경사판, 절곡판 및 평판 하이브리드 정전여과집진장치 총괄 집진 효율 비교 ...127
• [그림 3.61] 절곡판 및 평판 하이브리드 정전여과집진장치 전기집진부 단독 운전 총괄 집진 효율 비교 ...128
• [그림 3.62] 호퍼로부터 배출된 중량 ...129
• [그림 3.63] 집진극과 방전극의 초기 중량 및 분진 부착 후 중량 비교 ...130
• [그림 3.64] 중량을 측정하기 위해 분해한 집진판 ...131
• [그림 3.65] 중국 주요 대기오염물질의 배출량 ...146
• [그림 3.66] 중국의 도시별 $SO_2$ 발생농도 ...147
• [그림 3.67] 중국의 도시별 TSP 발생농도 ...147
• [그림 3.68] 중국의 도시별 $NO_2$ 발생농도 ...148
• [그림 3.69] HI-$FILTER^{TM}$ 중문 카탈로그 ...153
• [그림 3.70] 수도강철회사 고로공정 발생분진 입경분포그래프 ...155
• [그림 3.71] 수도강철회사 고로공정 발생분진 입경분포표 ...156
• [그림 3.72] 수도강철회사 소결공정 발생분진 입경분포그래프 ...156
• [그림 3.73] 수도강철회사 소결공정 발생분진 입경분포표 ...157
• [그림 3.74] 수도강철회사 전로용공정 발생분진 입경분포그래프 ...157
• [그림 3.75] 홍원 카바이트(석회소성공정) 발생분진 입경분포그래프 ...158
• [그림 3.76] 수도강철회사 전로용공정 발생분진 입경분포표 ...158
• [그림 3.77] 홍원 카바이트(석회소성공정) 발생분진 입경분포표 ...159
• [그림 3.78] 다이캐스팅 (die-casting)제품 제조공정과정 ...161
• [그림 3.79] 다이 캐스팅 공정 과정 ...162
• [그림 3.80] 중국 현지 제작업체 확보 ...163
• [그림 3.81] 실증사이트 기존 설치 후드 사진 ...167
• [그림 3.82] 실증사이트 기존 여과 시스템 사진 ...168
• [그림 3.83] 하이브리드 정전여과집진장치 구성도 ...169
• [그림 3.84] $24,000m^3$/hr 하이브리드 정전여과집진 장치 설치 lay-out ...171
• [그림 3.85] 실증사이트 여과집진 장치 설치 lay-out 평면도 ...172
• [그림 3.86] 실증사이트 전체 조립도면 ...173
• [그림 3.87] 배풍기 조립도 ...174
• [그림 3.88] 기존 집진기 철거사진 ...180
• [그림 3.89] 기존 집진기에 손상된 여과포 사진 ...181
• [그림 3.90] 고효율 정전여과집진 장치 현장 조립 사진 ...182
• [그림 3.91] 고효율 정전여과집진장치 설치완료사진-1 ...182
• [그림 3.92] 고효율 정전여과집진장치 설치완료사진-2 ...183
• [그림 3.93] HI-Filter 조립도면 (180,000 CMH) ...185
• [그림 3.94] 내부 조립 3D 도면(180,000 CMH) ...186
• [그림 3.95] 내부 조립 TOP VIEW 도면(180,000 CMH) ...187
• [그림 3.96] 2004년 복건성 환경 및 관련 산업 각 영역별 분포 현황 ...202
• [그림 3.97] 2007년 심천시 한중국제공동연구 환경기술설명회 ...233
• [그림 3.98] 2007년 호북성 한중국제공동연구 환경기술설명회 ...233
• [그림 3.99] 2007년 호남성 한중국제공동연구 환경기술설명회 ...234
• [그림 3.100] 2007년 강소성 한중국제공동연구 환경기술설명회 ...234
• [그림 3.101] 위탁연구기관 상호방문 ...236
• [그림 3.102] 중국 합작진출기업(사천성 성도사우설비유한공사) 상호방문 ...237
• [그림 3.103] 중국 환경산업협회 기술설명회 ...237
• [그림 3.104] 중국 환경전문가 장.단기 초청 연수 ...238
• [그림 3.105] 중국 기술제휴기업(선화야금환보설비제조유한공사) 상호방문 ...239
• [그림 3.106] 중국 현지 대표처 ...240
• [그림 3.107] 정전여과집진장치 규모축소비율 ...244
• [그림 3.108] 기존 집진극 조립도면 ...244
• [그림 3.109] 신규 집진극 조립도면 ...245
• [그림 3.110] 신규 방전극 조립도면 ...246
• [그림 3.111] 실증화 설비 차압운전 그래프 ...247
• [그림 3.112] 탈진운전결과-1 ...248
• [그림 3.113] 탈진운전결과-2 ...249
• [그림 3.114] 탈진운전결과 비교 ...249
• [그림 3.115] 호퍼로부터 배출된 중량 ...251
• [그림 3.116] 방전극과 집진극의 중량 비교 ...252
• [그림 3.117] 중량을 측정하기 위해 분해한 집진판 ...252
• [그림 3.118] 흡입덕트에서의 측정 사진 ...253
• [그림 3.119] 출구에서의 측정 사진 ...254
• [그림 3.120] 측정 원통여지 ...254
• [그림 3.121] 원통여지의 단면 사진 ...255
• [그림 3.122] 측정 기기사진 ...255
• [그림 4.1] 기술수출 계약서 (국문) ...263
• [그림 4.2] 기술수출 계약서 (중문) ...264
• [그림 4.3] 기술수출 조인식 사진 ...265
• [그림 4.4] 기술수출 조인식 사진 ...265
• [그림 4.5] 환경기술상 수상실적 ...266
• [그림 6.1] 중국 직렬형 정전여과집진기 ...270
• [그림 6.2] LXSJ 시리즈 분무 회류 집진탈황장치 ...272
• [그림 6.3] BE형 전기집진기 ...276
• [그림 6.4] 오프라인 회전 펄스 집진기 ...278
• [그림 6.5] FE형 전기 백필터 복합식 집진기 ...280
• [표 1.1] 중국의 환경산업 발전추이 ...37
• [표 1.2] 중국의 환경산업 분야별 현황 ...38
• [표 1.3] 연차별 연구개발의 목표 및 내용 (주관기관) ...40
• [표 1.4] 연차별 추진체계 (주관기관) ...41
• [표 1.5] 연차별 연구개발의 목표 및 내용 (위탁기관) ...42
• [표 1.6] 연차별 추진체계 (위탁기관) ...43
• [표 3.1] 정전효과 부여에 따른 압력손실 변화 경향 정리 ...72
• [표 3.2] 중유연소 후단 설비 실험 조건 ...92
• [표 3.3] 경사판 형태의 집진극 실험 변수 ...110
• [표 3.4] 절곡판 형태의 집진극 실험 변수 ...111
• [표 3.5] 평판 형태의 집진극 실험 변수 ...111
• [표 3.6] 호퍼로부터 배출된 중량 ...129
• [표 3.7] 집진극과 방전극의 초기 중량 및 분진 부착 후 중량 ...130
• [표 3.8] 중국 대기오염 배출한계치 (기존 오염원) ...133
• [표 3.9] 중국 대기오염 배출한계치 (신 오염원) ...139
• [표 3.10] 야금업종 대기오염물질 배출허용기준 ...144
• [표 3.11] 분진 분석 성분 ...160
• [표 3.12] 여과집진 파트 외형 규격표 ...175
• [표 3.13] 전기집진 파트 외형 규격표 ...176
• [표 3.14] HI-FILTER BODY 규격 ...187
• [표 3.15] HI-FILTER 집진판 규격 ...188
• [표 3.16] 여과포 규격 ...188
• [표 3.17] E.P. T/R 규격 ...189
• [표 3.18] 환경보호와 관련된 외국인 투자를 격려와 관한 주요 정책 요지 ...195
• [표 3.19] 고효율 하이브리드 정전여과집진장치와 기존 집진장치 비교 ...243
• [표 3.20] 실증화 설비 연속운전 차압결과 ...247
• [표 3.21] 호퍼로부터 배출된 중량 ...250
• [표 3.22] 집진극과 방전극의 초기 중량 및 분진 부착 후 중량 ...251
• [표 3.23] 측정 시험 결과 ...256
• [표 4.1] 1차년도 목표달성도 ...258
• [표 4.2] 2차년도 목표달성도 ...259
• [표 4.3] 시장규모 ...261