입자상 대기오염 물질 & 전기집진기 E조 송시현 이슬아 최 선

Presentation on theme: "입자상 대기오염 물질 & 전기집진기 E조 송시현 이슬아 최 선"— Presentation transcript:

1 입자상 대기오염 물질 & 전기집진기 E조 200901237 송시현 200901251 이슬아 200901260 최 선
입자상 대기오염 물질 & 전기집진기 송시현 이슬아 최 선 김상연 최노을 박예원 E조

2 목차 1.입자상 대기오염 물질 2.전기집진기 1)역사와 기술현황 2)구성요소와 원리 3)장단점과 집진후처리
4)성능저하요인과 개선대책 3.집진기의 비교 4.참고문헌 5.질문 & 마무리

3 대기오염물질의 분류 대기오염물질 입자상 물질 가스상 물질 오염원에 의해 생성되는 액체 또는 고체성의 미세한 물질
입자상 물질이란 물질의 파쇄, 선별, 기타 기계적 처리 또는 연소과정에서 발생되는 액체 또는 고체성의 미세한 물질

4 입자상 대기오염물질 분진 : 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 미 세한 고체상의 입자상 물질
연무질(aerosol) : 매연, 안개, 연무같이 가스 내에 미세한 고체 혹은 액체입자가 분산된 것을 말함 재(fly ash) : 연료 연소 시 발생하는 미세한 재 입 자로 불완전 연소한 연료를 포함

5 입자상 대기오염물질 매연 : 연소 시 발생하는 유리탄소를 주로 하는 미 세한 입자상 물질을 말함
안개 : 아주 작은 물방울이 공기 중에 떠 있는 현상. 분산질이 액체인 눈에 보이는 연무질을 말함. 시정 거리 1km이하, 습도 70%이상 훈연(Fume) : 용융된 물질이 휘발해 생긴 기체가 응축 할 때 생기는 고체입자

6 입자상 대기오염물질 액적(Mist) : 가스나 증기의 응축으로 액상이 된 것 이거나 비교적 작은 물방울이 낮은 농도로 기상 중 에 분산된 것, 시정거리 1km이상을 말함 검댕 : 연소 시 발생하는 유리탄소가 응결해 입자 의 지름이 1마이크로미터 이상이 되는 입자상 물 질

7 입자상 대기오염물질 박무 : 작은 다 수 의 건 조 입자가 부유하고 있는 현상으로 검은 배경에서는 청자 색 을 띠며 밝은 배경에서는 황갈 색 으로 보임 공중 알레르기 물질 : 공기중의 화분, 균류의 포자, 기타 효모, 곰팡이, 동물의 털 등이 인간에게 알레 르기 반응을 일으키기도 함 연하 : 매연과 박무의 혼합된 상태

8 우리나라 대기오염 실태 OECD통계는 또 1000㏊당 먼지 배출량도 멕시코가 2.0t, 미국이 3.6t,
OECD통계는 또 1000㏊당 먼지 배출량도 멕시코가 2.0t, 미국이 3.6t, 프랑스가 3.8t인 것과 비교할 때 한국은 42.6t으로 최고 20배 이상 수준이라고 지적하고 있다

9 전기집진기란? 전기력을 이용하여 분진 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 이온화 시켜 집진판으로 이동, 포집
시켜 오염 입자들을 제거 전기력을 이용하여 분진 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 이온화 시켜 집진판으로 이동, 포집 시켜 오염 입자들을 제거

10 전기집진기의 역사 1885 1886 1906 1912 Cottrell 전기에너지를 집진기에 공급하기 위하여
우리나라에서는 1980년대초에 비로소 일부 대기업과 중소기업에서 직물 필터를 이용한 집진기를 만들기 시작한 것이 시초이며 환경에대한 관심이 높아지고 의식수준도 높아지면서 기술이 점차 발달하여 오늘에 이르고 있다. Cottrell 전기에너지를 집진기에 공급하기 위하여 고전압에 의해 정류된 교류정류를 도입

11 기술현황 선진국 대비 국내 환경기술 수준은 전반적으로 기술력이 뒤떨어져 있고, 특히 배연탈황ㆍ탈질설비
등 고급기술 분야인 경우 핵심 엔지니어링 기술 미비로 크게 낙후되어 있지만 반면에 집진기, 폐수처리설비, 여과기 등의 경우는 관련기술력 확보로 선진국과 비슷한 수준에 이르고 있음

12 기술현황 [도로터널 전기집진기] <도로터널 전기집진 국산화성공> 도로터널의 미세먼지와 공기를 깨끗이 정화할
기술현황 [도로터널 전기집진기] <도로터널 전기집진 국산화성공> 도로터널의 미세먼지와 공기를 깨끗이 정화할 수 있는 환기시스템이 국내 순수기술로 개발돼 화제다. '도로터널형 전기집진기'로 불리는 이 기술은 한국건설기술연구원과 (주)이앤이시스템, 한국코트렐이 공동으로 개발했다. *도로터널의 미세한 먼지와 그동안 건물용 전기집진기와 발전용 전기집진기는 100% 국내기술로 제작 보급되고 있는 반면 지금까지 국내에 보급된 터널용 전기 집진기는 유럽과 일본에서 전량 수입돼 가격이 높고 납기 기간이 길다는 단점을 안고 있었다. 건기연의 장춘만 박사는 "터널용 전기집진기 국산화로 연간 100억~200억원의 수입대체효과를 얻을 수 있을 것"이라고 말했다.

13 전기집진기의 구성요소 전기집진설비의 주요 구성요소는 방진전극과 집진전극으로 구성된 집진실(공간과)외부로부터 전력을 공급받는 수전설비 (송전설비와 변압기)와 교류전기를 직류전기로 바꾸는 정류기 등이다

14 전기집진기의 구성요소 방전극 재질은 CORTEN STEEL

15 기체 내에서 전기가 흐르는 상태가 발생하는 현상
잠깐만요! 코로나 방전이란? 기체 내에서 전기가 흐르는 상태가 발생하는 현상

16 코로나 방전

17 전기집진기의 분진처리

18 전기집진기의 효율계산 Q/A = 1/We x ln( 1/1-η)
A : 집진전극의 유효총면적(㎡) We :겉보기 이동속도 또는 집진속도(m/sec) Q : 유량속도(m3/sec) η : 분진제거 효율

19 고효율 전기집진기의 효율 입자경이 집진 면적이 인가전압이 처리 가스량이
인가전압이 높을 수록 이온화 율이 높아지며 집진율도 향상된다. 그러므로 고효율 집집설비에는 가장 높은 전압을 가압할 수 있는 방식인 마이크로펄스 전원을 쓴다. 전기집진기를 일정한 인가 전압으로 운전하는 경우 분진층의 전압강하가 크면 그만큼의 유효전압 (방전극과 집진극사이의)이 작아져서 방전전류가 감소하고 집진 효율이 떨어진다. 전기 집진기의 집진효율을 회분의 전기 저항치에 의하여 가장 큰 영향을 받으므로 탄종, 혹은 혼탄 사용시의 영향에 대한 적절한 평가가 필요하다. 입자경이 클수록 입자의 이동속도가 빠르다. 처리 가스량이

20 전기집진기의 종류 처리방식 가스방향 집진전극 하전 형식 [ 건식 & 습식 ] [ 수직& 수평 ] [ 1단식 전기 집진 장치
전기집진기의 종류 처리방식 [ 건식 & 습식 ] 가스방향 [ 수직& 수평 ] 집진전극 [ 원통형 & 평판형 ] 하전 형식 [ 1단식 전기 집진 장치 &2단식 전기 집진 장치 ]

21 건식 전기집진기 입자를 건조상태로 포집 먼지는 기계적인 충격에 의 하여 집진전극으로부터 제거한다.
각종 보일러, 유리용해로, 제철공장, 시멘트 소성로, 소각로 등에서 발생하는 액상 및 고상입자의 제진

22 습식 전기집진기 입자를 물과 함께 흘려서 포집 집진전극 표면에 적당한 방법으로 수막을 만들고, 분리된 먼지를
물과 같이 아래쪽으로 흘려서 제거한다.      황산제조공정, 화학공장, PVC 발연공정 등 주로 액상입자가 많은 곳의 제진

23 수직형 & 수평형 전기집진기 1.처리 가스량이 적은 경우 2.집진하기 쉬운 성질을 갖는 경우 3.설치 면적이 좁은 경우
3.설치 면적이 좁은 경우 1. 처리 가스량이 큰 경우 수직형- 가스가 아래쪽으로 부터 들어가고 수직으로 상승 수평형- 가스 흐름의 방향이 수평인것

24 원통형 & 평판형 전기집진기 1.평판을 처리용량에 따라 조절이 가능 2. 기체는 수평으로 통과
1. 내부에서의 전기장 세기가 균일 2. 공간 사용이 비교적 비효율적 3.함진 가스를 공급시설에 수직 하방으로 공급하는 단점 4. 습식에 많이 쓰임 5. 비교적 많이 쓰이지 않음 1.평판을 처리용량에 따라 조절이 가능 2. 기체는 수평으로 통과 3.비교적 많이 쓰임 4.건조한 분진제거에 쓰임 집진 전극에 따라 평판형과 원통형으로 나뉨 원통형- 수직의 원통이 집진전극이 되고 원통의 중심축에 방전전극용 금속선이 매달려 있다. 공간의 효율성-원통형을 여러 개 설치할 때 생기는 바깥의 빈 공간 문제 평판형

25 1단식 & 2단식 전기집진기 1. 에어 크리너로서 이용 2. 함진량이 비교적 적고, 처리 가스량도 적은 발진원에 대하여 사용
1.일반 공업용으로 널리 사용 2. 하전전압이 2단식보다 높음 3.전극간격도 크게 취함 4. 처리 가스량이 큼 5. 함진량 많은 발진원에 대처할 수 있는 구조 1. 에어 크리너로서 이용  2. 함진량이 비교적 적고, 처리 가스량도 적은 발진원에 대하여 사용 3. 특수한 공업용 집진장치로서 채용되는 경우도 있음 2단식 전기 집진기는 하전과 집진부로 분리되어 있으며 ionizer에서 전기 하전이 된 미립자가 집진 중심의 collecting cell의 집진판에 포집하는구조이다. 1단식 (강력한 코로나 방전을 이루게 하여 )처리 가스량이 크다.그 구조가 간단하고 성능이 우수하기 때문에 현재 각종 산업용 플랜트에서 발생되는 액상 및 고상입자의 발생을 방지하는 산업용 방지기계로써 많이 사용되고 있으며, 2단 전기집진기는 방전극부와 집진극부가 따로 구성되어 있으며 주로 훈연실, 파이프도장, 아스팔트처리, 공기청정기 등에서 발생되는 오염물질의 포집에 사용된다.

26 전기집진기의 활용분야 소각로 제조공장 탈황제거설비 발전소 가공공장 가공공장 : 금속 및 비철금속 가공공장
제조공장: 섬유제조 펄프 제지 제조 소각로 후단 설비 / 발전소(보일러 후단 설비) 탈황제거설비 등 산업현장에서 유해한 대기오염물질을 제거하는데 에도 쓰임 시멘트 소성로, 유리 용해로, 제철 제강로 주로 다량의 분진이 배출되는 곳의 오염물질을 제거하는데 효율적으로 사용되며 분진의 특성 소각시설의 성격등을 고려하여 볼때 어떠한 배출허용기준치에도 적용할 수 있는 가장 적합한 집진기라 할수있다. 집진기의 수요처로는 제조업에서는 철강, 기계, 비철금속, 화학, 요업, 석유화학, 펄프·종이 등이, 비제조업에서는 전력, 광업, 폐기물 처리업 등이 있다.

27 영흥화력발전소 전기집진기 최고수준의 고효율전기 설비
생성된 먼지의 99.8% 이상을 제거해 배출허 용기준 기준치인 40mg/m³보다 낮은 20mg/m³이하로 배출 유연탄을 연소하여 생긴 먼지

28 장점 고효율 압력손실 적용범위 대용량 경제성 동력비 보수비운전비도 적게 들고 압력손실도 20 mm A이하로서 집진효율도 우수하다 온도 또한 350도정도까지 견딜수 있어서 적용범위가 넓다 0.1 마이크로 미터 이하의 미세입자 포집도 가능 95~99.9% 높은 집진율 압력손실이 작다.(건식은 10mmH2O, 습식은 20mmH2O) 부식성 및 부착성 가스에 대한 영향이 작다. 집진 제거 효율이 가장 크다. (99.9 %) - 대량의 분진함유 가스처리 가능 용량이 커서 대용량 고성능 집진장치로 사용된다 처리가스 성상이 다양 (고온가스 및 폭발성 가스 ,습도 100% 입경이 10-20㎛보다 작은 입자의 제진에 효과적이다.(기계집진기 효율 85~90[%], 전기집진기 효율 95~99[%])

29 단점 면적 비용 부하변동 고전압 위험 유해중금속
운전조건 변동이 어렵다 소요설치 면적이 크며 설치비용 고전압에 따른 안전설비가 필요하다 전기집진장치의 집진먼지는 유해중금속의 검출량이 다른 집진장치에 비해 높고 처리의 특성상 유해성분이 농축된다 할 수 있으므로 분진 성상에 따라 전처리 시설이 필요함. - 분진의 부하변동에 적응하기가 곤란함.

30 Pb Cu As Hg Cd Cr6+ E․P 0.952 1.657 0.293 0.000 0.116 Cyclone 1.113
항 목 집진장치 Pb Cu As Hg Cd Cr6+ E․P 0.952 1.657 0.293 0.000 0.116 Cyclone 1.113 2.418 0.252 0.144 0.007 항 목 집진장치 Pb Cu As Hg Cd Cr6+ E․P 1.078 2.767 0.306 0.000 0.126 Cyclone 0.751 1.605 0.207 0.088 0.003 항 목 집진장치 Pb Cu As Hg Cd Cr6+ E․P Max Min Av 7.311 0.115 1.078 11.630 0.103 2.767 1.649 0.000 0.306 0.003 0.307 0.029 0.126 Cyclone 3.460 0.751 7.160 0.049 1.605 0.944 0.207 0.247 0.025 0.088 0.068

31 집진 후처리 Dust를 EP 계외로 배출하는 방법 screw conveyor chain conveyor
pneumatic conveyor vacuum ejector

32 집진 후처리 철강 메이커 매진이나 철과 분리된 철강 슬러그, 수처리 설비에서의 침 전물 등의 부산물을 순환 자원으로 활용
포집된 미분류에 관해서는 제철소 내 원료나 아연 정련용 원료 등에 활용 재활용율 98% 가구 메이커 집진기로부터 나온 공기를 정화하여 공장 공조 등에 이용 유리 제품 메이커 유리 원료가 고온으로 용해되는 공정에서 휘발한 원료의 일부를 회수하여 다시 용해의 전 공정에 재활용 주조품메이커 다량으로 배출되는 철분이 많은 입자를 재이용 전기집진기는 산업 폐기물 저감이나 리사이클 추진에 공헌하고 있다 철강 메이커는 집진기 등의 환경 대책 설비를 도입함과 동시에 생산 설비의 고효율화를 도모함으로써 환경보전과 에너지 절약을 실현하고 있다. 철강 제조 공정에서 집진기로 회수되는 매진이나 철과 분리된 철강 슬러그, 수처리 설비에서의 침전물 등의 부산물을 순환 자원으로서 유효. 집진기에 포집된 미분류에 관해서는 제철소 내 원료나 아연 정련용 원료 등에 활용하고 있어 리사이클율이 98%에 이르고 있다고 한다. 가구 메이커 에서는 공장 내에서 대형 집진기의 배열을 유효 이용하거나

33 집진기 성능 결정 요인 설치 초기 요인 : 집진판 총면적, 유속, 유 속분포, 입구 농도, 온도, 습도, 압력
설치 초기 요인 : 집진판 총면적, 유속, 유 속분포, 입구 농도, 온도, 습도, 압력 사용중 요인 : 분진의 전기저항, 추타장치 의 성능, 하전장치, 전극 형상의 열변형

34 성능저하요인 저하요인제거 1. 분진의 고전기 저항율 2. 불꽃방전 (SPARK) 3.역전리 현상 (BACK CORONA)
1. 분진의 고전기 저항율  2. 불꽃방전 (SPARK)  3.역전리 현상 (BACK CORONA) 4. 집진판의 상태 (불완전한 추타) 저하요인제거

35 개선대책 1. 분진의 전기저항 저감 2. 역전리 현상 및 불꽃방전 방지 3. 집진판의 청결유지 4. 고전압 공급 5. 추타,하전장치의 개선

36 마이크로펄스 직류 하전 시간 경과에 따른 집진율의 감소
직류 하전 시간 경과에 따른 집진율의 감소

37 하전 전압변화에 따른 Rapping의 한계

38 집진기 비교

39 집진기 비교 집진장치의 비교 장점 단점 중력집진기 압력손실이 적다 설계 및 보수가 간단 설치비와 조작비가 저렴 설치면적이 크다
집진 효율이 낮다 원심력집진기 설계 및 보수가 용이 설치면적이 적다 온도의 영향이 적다 먼지의 연속 배출이 가능 부하가 높은 가스에 적합 압력 손실이 크다 입구 가스실이 많이 필요 입경이 작은 먼지의 집진효율이 낮다

40 집진장치의 비교 장점 단점 전기집진기 운전비가 저렴 압력 손실이 적다 집진효율이 좋다 고온 가스 처리가능 (적용범위 넓음) 미립자 집진이 가능 습식 건식으로 집진 가능 초기 시설비가 많이 든다 먼지 부하 및 가스의 유동에 민감 여과집진기 조작불량 조기발견 가능 작은 입경의 먼지를 집진 시설비 유지비가 저렴 압력손실이 크다 운전비가 많이 든다 함수율이 높은 가스와 고온 가스에 부적합 세정식집진기 가스의 제거 및 집진이 동시에 가능 구조간단, 조작용이 배출수의 처리 문제 운전비용이 많이 든다 부식의 문제가 있다 친수성이 없는 분진제거에는 적당하지 않다

41 전기 집진기에서 마이너스로 대전시키는 이유는?
잠깐만! 전기 집진기에서 마이너스로 대전시키는 이유는? 이거는 문제 먼저 나오고 클릭하면 답 나오게끔 해주세요 ~

42 극성을 띄는 물질이 기본적으로 전하상에 음전하가 많고 음전하가 전위를 잘 끌어 들이기 때문입니다.
극성을 띄는  극성을 띄는 물질이 기본적으로 전하상에 음전하가 많고 음전하가 전위를 잘 끌어 들이기 때문입니다.   물론 양전하끼리도 대전이 가능합니다. 그러나 대전시키게 되면 서로 반발력으로 서로 극성을 밀어내므로 결국에는 방전됩니다.여러 가지 면에서 흡인력을 보여주므로 전자를 잘 흡수하고 대전을 쉽게 하기 때문입니다. 플러스로도 대전이 가능하나 위의 이유에서 대전을 기피하는 경향을 보이고 있습니다. 마이너스로 대전하는 이유는 극성을 띄는 물질이 기본적으로   전하상에 음전하가 많고 음전하가 전위를 잘끌어 들이기 때문입니다.   물론 양전하끼리도 대전이 가능합니다. 그러나 대전시키게 되면   서로 반발력으로 밀어나게되고 입자를 구성하기 어렵고 서로 극성을 밀어내므로   결국에는 방전됩니다. 음전하는 전하의 축척이 쉽고 여러가지 면에서 흡인력을   보여주므로 전자를 잘흡수하고 대전을 쉽게 하기 때문입니다. 플러스로도 대전이가능하나   위의 이유에서 대전을 기피하는 경향을 보이고 있습니다. 우왕 교수님 짱 ♥ ♥ ♥ ♥

43 참고문헌 http://surisang.com.ne.kr/gisul/boiler/ep/kep 1.htm
ykim&logNo= 등 많은 웹 문서 집진기술의 이론과 응용-강석호 KIST, 「21세기 환경기술개발 장기종합계획 대기오염물질 특성 및 방지시설-박성복

44 여러분의 질문을 환영합니다♡

45 경청해주셔서 감사합니다!♡