일반기술

부유 분진 측정 및 제어를 위한 이중 원심 분리기

인위적으로 발생하는 부유분진은 2.5㎛ 이하의 입자로서 화학적 연소, 자동차 배출가스, 및 화학물질 제조과정에서 다량 발생한다. 입자상 물질의 생성은 가스상 물질에 의해서 생성되기도 하며, 가스상 물질은 응축과 응집 과정을 거치면서 분자 크기에서 미세입자의 크기까지 증가하게 된다. 이러한 현상은 단순히 입자 크기의 증가뿐 아니라 유해한 아황산가스 및 휘발성 유기화합물(VOC)등을 포함하게 되어 인체에는 더욱 치명적이게 된다. 오염원에서 배출되는 입자 크기는 매우 다양하며, 인체의 유해도는 입자의 크기분포와 어떠한 화학물질과 결합하고 있느냐에 따라 크게 달라진다. 현재, 입자를 제어(control)하는 방법으로는 임팩터(impactor), 원심분리기 (cyclone), 세정집진기(wet scrubber), 여과(filtration), 전기집진기 (electrostatic precipitor)가 많이 사용되고 있으며, 입자를 측정하는 방법으로는 임팩터(impactor), 원심분리기(cyclone), 분산 배터리(diffusion battery), 동력학적 입자측정기(aerodynamic particle sizer),전기적 이동차 입자측정기 (differential mobility particle sizer)의 원리를 이용한 방법들이 많이 사용되고 있다. 이러한 방법 중 원심분리기는 분진을 포함한 가스를 선회 운동시켜 입자에 원심력을 부여하고 이 원심력에 의하여 입자를 분리 포집하는 장치이다. 특히 이 장치는 설계 및 제작 방법이 간단하고 사용하기 쉬워 입자 측정 및 제어 분야에서 많이이용되고 있다. 원심분리기는 배출가스에 포함된 유해한 입자를 제어하기 위해 많이 사용되고 있는데, 전기집진기나 여과집진기의 전 처리 장치로 사용되거나, 단독으로 사용된다. 본 기술은 1차 원심력에 의해 통과한 입자를 포함하는 공기를 동일 공간 내에 다시 원심력을 발생하도록 설계하여 입자가 원심력에 의하여 재차 분리되도록 한 이중 원심 분리기이다. 본 기술에 따른 장치는, 상부가 상면판으로 폐쇄되고 상단 일측에 유입구가 연통되며 하부에 하부 수렴관이 형성된 외통체와, 상면판 내저면에 고정되고 상부 수렴관에 형성되어 있으며 외통체와 제1 공간부를 사이에 둔 상부의 내통체와, 내통체의 하부에 공간부를 사이에 두고 삽입되며 하부 수렴관에 고정되어 유출구를 이루는 유출관으로 이루어지며, 유입구의 직경은 제1 공간부의 직경보다 크고, 제1 공간부의 직경은 배출관의 직경보다 크게 구성되어 있다. 본 기술은 좁은 부지 내에서 더 높은 제어 효율을 보일 수 있기 때문에, 경제적 효과뿐만 아니라 전기 집진기나 여과 집진기에서 전 처리 장치의 효율이 낮아서 생기는 과부하를 해소할 수 있으며, 미세한 입자를 분리할 수 있다. 본 기술을 이용해 만든 이중 원심 분리기는 기존의 원심 분리기에 비해 입자 분리 효율이 우수하므로 측정용 및 산업용으로 널리 활용할 수 있다