• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.259-260
• /
• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
• /
• pp.53-56
• /
• 2019

본 논문에서는 화력을 이용하는 대형 파워 플랜트 설비의 미세먼지 발생량을 저감시키고 능동적으로 제어 할 수 있는 효율적인 시스템을 제안한다. 이 시스템은 기존의 고정형으로 설계된 집진기 방식의 고정부하량 한계점과 극복하고 초미세먼지 PM2.5, 미세먼지 PM10의 발생량에 따라 IoT센서 감지에 의해 지능형 알고리즘으로 효율적으로 저감 제어 처리량을 극대화하고, 미세먼지 발생량을 최소화한다. 또한 이 시스템의 차별성은 기존의 집진기에서 잡혀지지 않는 초미세먼지를 새로운 형태의 물질인 FAA(Fine-dust Adsorption Agent)를 통해 연료 연소 시 발생되는 초미세먼지 미세입자 자체를 크게 만들어 기존 설비 집진기 필터에 포집되게 하는 혁신적인 방식이다. 이번 연구를 통해 350도~1000도 열원에서 작용할 수 있는 화학물질 FAA 용액(Agent)을 개발 하였으며 지능형 AI 분사장치를 통해 연료에 첨가되어 연소 시 미세먼지를 20배~50배까지 볼륨을 확대시켜 기존 집진필터에 포집될 수 있게 동작된다. 이때, 기존 설계된 집진기의 한계(부하)용량에 상관없이 미세먼지 발생량을 상황인식 반응형 알고리즘(AI제어) 통해 분사량을 능동적으로 조절하여 미세먼지 발생량을 저감하는 진보적 혁신성을 지닌다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권7호
• /
• pp.391-402
• /
• 2017

근래에 미세먼지가 대기환경 관련하여 이슈가 되고 있으며, 초미세먼지의 효과적인 집진을 위하여 대용량화가 용이한 여과집진기가 상업적으로 사용될 수 있는지에 대한 평가가 필요하다. 실험실 규모의 여과집진 장치를 제작하여, PTFE 재질의 부직포 여과백 또는 PTFE membrane이 코팅된 PTFE 재질의 부직포 여과백에서의 미세먼지 집진특성을 파악하기 위하여 집진실험을 수행하였다. 실험 변수로 여과속도, 투입 먼지 농도, 입도분포가 다른 먼지 종류 등을 사용한 실험에서, 여과속도가 낮을수록, 먼지 투입농도가 높을수록, 평균입도가 클수록 집진효율이 높았으며, 여과속도가 높고, 먼지 투입농도가 높을수록 압력손실이 높게 나타났다. Pore size가 상대적으로 작은 PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용한 경우, 코팅이 되지 않은 여과백을 사용한 경우에 비하여 집진효율이 높고, 표면여과에 따른 포집 먼지층 저항계수가 낮아져 압력손실이 낮게 나타났다. PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용하여 off-line 탈진을 수행할 경우, 적정 여과속도 범위 내에서 $PM_{2.5}$에 대한 집진효율이 99.99% 이상으로 매우 높게 유지됨에 따라, 여과집진기를 사용하여 초미세먼지를 효과적으로 집진할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.506-512
• /
• 2018

가정과 요식업 사업장에서 발생하는 미세먼지는 전체 미세먼지 배출량의 약 4%정도로 낮은 비율을 차지하고 있다. 하지만 요식업 사업장에서는 일시적 미세먼지 농도가 최대 60배 가까이 측정될 만큼 오염농도의 변화율이 매우 높다. 비산업 연소 사업장에서 발생하는 오염 물질은 입자상 미세먼지와 가스상 유기화합물로 구성되며, 이 오염물질을 제거하기 위해서 여러 집진원리 중 가스상 물질과 입자상 물질의 동시 제거에 효과적인 시스템인 세정집진을 적용하였다. 이는 이류체 분무 노즐을 이용한 가압수식 액체 분사 방법으로 브라운 운동의 확산 포집의 확률을 높인 방법이다. 제작된 미세먼지 제거 장치를 이용하여 노즐 분무 기압 조건과 각도 등에 따른 미세먼지 집진 시스템의 집진 효율성을 분석하였으며, 그 결과 미세먼지와 가스상 유기화합물 제거효율이 90% 이상을 만족하는 것을 확인하였다. 개발된 시스템은 기존 사업장 후드 시스템에 별도의 설치비용 없이 미세먼지 집진 제거가 가능하여 향후 높은 활용성이 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.174-176
• /
• 2019

최근 미세먼지(PM10 또는 PM2.5)로 인한 인체 유해성 및 실제 피해사례가 인터넷, TV 매체 등에 의해 화두가 됨에 따라 각종 제조, 사업장 및 발전소에서는 미세먼지 배출기준을 충족하기 위한 고효율 집진 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 고압 코로나 방전에 의해 미세먼지를 포집하는 고전압 하전방식 집진장치의 경우 전류를 광범위로 조절 가능하며 역전리 방지에 탁월하여 고효율의 집진이 가능하다. 본 논문에서는 기존의 다전원(펄스전원, 기본전원)을 이용한 마이크로 펄스 하전방식이 아닌 공진형 컨버터와 고압 트랜스포머, 배전압 회로를 적용한 고전압 단전원 제어 하전방식 및 이를 이용한 고전압 전압원의 저속 스위칭 제어기법을 제안하고, 실제 측정을 통해 제안 방식의 실효성을 검증하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.149-150
• /
• 2001

산업공정에서 배출되는 입자상 오염물질은 인체 및 환경에 미치는 영향이 직접적이고 가시공해의 주된 원인이 되므로 인관 주민의 민원을 유발시키는 등 주요 지역현안 문제의 원인이 되고 있다. 먼지를 제거하기 위한 대표적인 기술로는 전기집진기, 여과집진기, 사이클론, 습식집진기를 들 수 있으며, 대규모 산업공정에서는 정전기적 힘에 의해 집진하는 전기집진기가 일반적으로 적용되고 있다. 전기집진기는 비교적 높은 효율의 집진 성능을 보장하나 전력소모량이 비교적 많으며 미세먼지, 특히 고비저항을 가진 먼지의 제거효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. (중략)

• 플랜트 저널
• /
• 제16권1호
• /
• pp.34-37
• /
• 2020

최근 한국의 미세 먼지 오염도가 급격히 증가함에 따라 배가스 내 미세먼지를 더욱 효과적으로 집진할 수 있는 기술에 대한 관심 또한 증가하였다. 본 연구에서는 습식 전기집진기와 사이클론 집진기에 정전분무 기술을 결합하여 집진 성능의 증대를 목표로 한다. 정전분무는 일반적으로 질량분석, 혹은 반도체 코팅에 이용되므로 그 유량이 매우 적다. 분무 액적과 미세먼지의 이온결합을 통하여 집진을 해야하는 본 연구의 특성상 기존 정전분무의 유량에 대비하여 매우 큰 유량을 사용하게 된다. 따라서 기존의 정전분무 시작 전압, 혹은 분무 형상과는 다른 형상을 보일 수 있다. 본 연구에서는 기존 정전분무와는 다른 유량 및 전압 범위를 사용함으로써 예상되는 다양한 형상 특성을 살펴보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.679-686
• /
• 2018

지하철 터널 내에 축적된 미세먼지와 초미세먼지를 제거하기 위해서는 새로운 형식의 분진흡입차량이 필요하다. 따라서 최근 개발된 분진흡입차는 초미세먼지 제거를 위한 흡입시스템과 사이클론형식의 전처리부 및 전기집진기를 장착하고 있다. 본 논문에서는 집진차량의 하부에 설치된 먼지 흡입시스템이 다양한 크기의 먼지입자를 효과적으로 흡입하고 처리하기 위해 사이클론형식의 전처리부가 포함된 집진시스템을 설계하고 집진효율을 ANSYS FLUENT의 전산유체해석을 통해 확인하였다. 흡입구와 사이클론형 프리필터가 연결된 격자모델을 기반으로 공기유동과 상차분모델(Discrete Phase Model)을 이용하여 다양한 입자의 크기와 종류 및 흡입팬의 용량에 따른 입자의 거동을 해석하였다. 다양한 입자의 크기와 종류, 흡입팬의 용량에 대해서 해석결과 집진차량의 운영속도 5km/h에서 미세먼지처리를 위해서는 흡입팬의 용량 $1500m^3/min$에서 흡입구가 궤도면으로부터 약 100mm이내일 때 $100{\mu}m$ 이하 크기의 먼지를 모두 처리할 수 있음을 확인하였다. 이러한 흡입구와 사이클론형식의 프리필터를 탑재한 터널집진차량은 후단에 설치된 전기집진기의 부하를 줄이고, 지하 터널내의 미세먼지와 초미세먼지의 제거에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 플랜트 저널
• /
• 제18권1호
• /
• pp.50-54
• /
• 2022

미세먼지 배출 허용 기준이 강화됨에 따라 화력발전소, 제철소, 산업용 열병합 발전소 등 배가스 배출 시설의 미세먼지 제거를 위해 고효율 집진장치 수요가 급증하고 있다. 본 연구에서는 기존 전기집진기에 정전분무 기술을 도입하여 단점을 보완하고 성능을 향상시키는 연구를 진행 중이다. 정전분무는 매우 미세한 액적을 생성하는 목적으로 주로 사용되어왔지만, 집진을 목적으로 할 때는 그 유량이 10mL/min으로 65 ~ 200배에 달하는 고유량 조건이 필요하다. 고유량의 정전분무는 저유량과는 완전하게 다른 분무 형상이 나타나며 코로나 방전 사진 촬영, 그림자 촬영법 등 다양한 촬영을 통하여 이를 가시화하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1995년도 심포지움시리즈 Jan-95 산업용 여과집진막 제조 및 신응용
• /
• pp.47-67
• /
• 1995

현재 국내 산업공정 및 먼지발생공정에서는 발생된 먼지를 포집 제거하기 위해 머지 발생원의 특성에 따라 각종 집진기술을 적용하고 있는데, 여과포집진장치의 경우 년간 고체연료 사용량이 1,000톤 이상인 사업장을 대상으로 조사한 자료에 의하면 1985년에는 1,374기 였고, 1989년에는 2,100기, 1991년에는 5,710기로 년 평균 110% 이상 증가하는 추세를 나타냈다. 이와 같은 증가 추세는 여과포집진 기술이 다른 집진기술에 비해 여러가지 장점을 갖고 있기 때문이라고 볼 수 있다. 앞으로 산업체에서는 먼지배출 허용농도의 강화 대응 뿐만 아니라 대기오염 방지 측면과 인간의 호흡기에 유입되어 폐에 침착되는 미세한 입자까지 포집, 제거하기 위해서는 먼지제거 설비에는 고효율 집진기술을 적용하여야 한다. 따라서 본 글에서는 선진국에서 고효율 집진기술로 판명되고 있는 여과포집진기술에 대해 먼지포집 특성과 장치의 구성을 먼저 살펴보고 최근에 산업체 및 발전소에 적용하고 있는 여과포집진기술의 운전현황을 고찰하여 미래에 한국형 종합배가스 처리용 여과포집진기술을 개발하기 위한 기초자료로 활용하고자 한다.