전기집진장치(Electrostatic Precipitator)
- 유입된 가스는 방전극에서 , 코로나 방전(Corona discharge)에 의해 음(-)이온으로 충만해지며, 유입가스에 포함된 분진 등 입자는 음이온을 흡착하고 전기적으로 (-) 하전
- (-)하전된 입자는 집진극과 방전극 전계와 입자하전량에 의한 쿨롱력에 의해 집진극 (+ 극, 접지) 으로 이동 부착된다.
장점
- 1입경분포가 광범위한 입자의 제거에 효과적
- 2높은 제거효율(미세입자까지 제거)
- 3낮은 압력손실에서 운전 가능
- 4건식,습식 모두 가능
- 5폭넓은 온도범위에 적용 가능
단점
- 1높은 투자비
- 2가스물질은 제어가 곤란
- 3인입농도의 급격한 변화에 신속한 대응 미흡
- 4매우 높은 비저항치를 갖는 먼지의 제거는 곤란
전기 집진기 분류
| 분류요소 | 분 류 | 설 명 | 비 고 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 전극배열 | 1단 하전식 | 방전과 전계형성이 하나의 공간에서 이루어지는 방식으로 최초 발명자의 이름을 따서 코트렐방식 전기집진기라 칭함 | |||
| 2단 하전식 | 방전과 전계형성이 서로 다른 공간에서 이루어지는 방식으로 최초발명자의 이름을 따서 페니식 또는 이단식 전기집진기라고 칭함 | ||||
| 청소방법 | 건식 | 전극을 추타방법에 의해 청소 | |||
| 습식 | 연속 청소식 | 수막식 | 집진극표면에 연속수막을 형성, 수막에 집진함으로써 집진극의 오염을 사전에 예방 | ||
| 안개분사식 | 전극을 미세액적 분사노즐을 통해 운전 중에도 청소 | ||||
| 간헐 청소식 | 고전압을 차단한 후 대유량 간헐 분사를 통해 전극을 청소 | ||||
| 가스흐름 | 수평형 | 가스흐름이 수평으로 이루어짐 | |||
| 수직형 | 가스흐름이 수직, 주로 하부에서 상부로 이루어짐 | ||||
종류와 용도
- 전기 집진기 종류는 고전압 1단 하전식 전기집진기와 저전압 2단 하전식 전기집진기로 나누어 진다.
1단 하전식 (고전압) 50 ~ 70 kV
- 집진부 중심에 방전극에 의해 대전이 이루어지는 구조로 성능이 우수하기 때문에 현재 각종 산업 현장에서 발생되는 액상 및 고상입자의 포집에 주로 이용된다.
- 발전소, 제철소 및 보일러 배기가스처리, 유리용해로, 시멘트소성로, 용광로, 반사로, 소각로 등에서 발생하는 입자의 제진
- ( 습식 전기집진기 : 황산제조공정, 화학공장, PVC 발연공정 등 주로 액상입자와 산미스트가 많은곳 의 제진 – WET ESP 참조 )
2단 하전식 ( 저전압 ) 10 ~ 20 kV
- 유입입자를 1단 이오나이저에서 대전시키고, 2단 집진셀에서 정전기력으로 집진하는 구조로 함진농도가 낮은 가스에 이용된다.
- 훈연실, 공조설비, 공기청정기 등에서 오염물질의 포집에 사용된다.
입자경에 따른 필터/처리방식 효율
ⓒ 2006 John Wiley & Sons, Best Practices Guied to Residential Construction
Figure 1. Size range of common pollutant sources (adapted from john Wiley and Sons, Best Practices Guide to Residential Construction, 2006).
운전시 집진 성능에 영향을 주는 인자
1. 먼지의 전기비저항
- 1전기 비저항이 10^4Ω-cm 이하
집진판에 부착된 먼지가 재빨리 전하를 방출함으로써 부착력을 잃어 재비산이 일어남 - 210^4~5×1010Ω-cm : 정상적인 집진성능을 보임
- 35×10^10Ω-cm : 먼지층이 국부적인 전열파괴를 일으켜 전압의 저하가 발생되지만 방전극의 스파크 발생 때문에 전압을 올릴 수 도 없어 집진효율이 저하됨
- 4 10^10~10^13Ω-cm : 먼지층이 발광하여 방전전류가 증가되는 역전리가 발생, 발생된 양(+)코로나 때문에 먼지의 음전하가 중화되어 집진율은 크게 저하됨. 역전리현상을 방지하기위해 물, NH4OH, 트리에틸아민, SO3, 각종염화물, 유분(oil)등의 물질이 사용
2. 온도 : 처리가스 온도가 약 150℃ 이하이거나 250℃ 이상에서 집진직용이 유리함
3. 수분함량 : 수분함량이 증가할수록 전기비저항이 낮아져 집진효율은 증가하지만 저온부식의 주의
4. 황 함량 : 연료의 황성분 함량이 클수록 전기비저항 감소되어 집진효율 증가함
5. 가스량 및 가스유속
- 1처리가스량이 증가하면 가스유속이 증가하고 입자의 재비산으로 집진효율 감소
- 2처리리가스량이 급속히 감소하면 입자분포의 불균일로 집진효율 감소함
- 3넓은 공간에 균일한 흐름을 만들어 집진효율을 향상시켜야 함
6. 먼지 직경 : 먼지 직경이 작으면 이동속도가 느려져 집진효율이 감소하며, 비표면적이 넓어 대전량이 증가하고 탈진이 어려움
7. 먼지 농도 : 먼지 농도가 높으면 방전전류가 억제되고 전압의 저하를 일으켜 집진효율이 떨어짐
8. 먼지의 성상
- 1먼지의 알칼리 금속성분: 전기비저항 감소시킴
- 2먼지의 SiO2, Al2O3, 알칼리 토금속(CaO, MgO) 성분: 전기비저항 증가시킴
적용사례
함진가스, 오일미스트 제거 ( SK이노베이션 1700CMM )
1단하전식 전기집진기 사진
울산 프린테크 300CMM
홍인산업 FOOSUNG 150CMM
1단하전식 습식 전기집진기 사진
2단하전식 전기집진기 사진
OO금속 150CMM
SK 이노베이션 1700CMM
SK 400CMM