전기집진장치

전기집진장치란

전기집진장치는 고전압 직류로 먼지를 전기적으로 포집하는 장치다.

가스 속 먼지에 전기를 붙인 뒤, 벽에 달라붙게 해서 떼어낸다.

먼지를 체로 거르는 방식이 아니라 전기의 힘을 쓰는 방식이다.

코로나 방전과 대전

먼저 방전극 주변에서 코로나 방전이 일어난다.

생성된 음이온이 먼지에 붙어 먼지를 음으로 대전시킨다.

음전하를 띤 입자는 쿨롱력으로 집진극 쪽으로 이동해 포집된다.

입자가 받는 힘은 F = qE이며, 이동 속도는 전하량과 전계 세기에 비례한다.

구성요소

전기집진장치는 방전극, 집진극, 고압 직류 전원, 추타장치, 호퍼로 이루어진다.

방전극은 코로나를 일으키고, 집진극은 입자를 흡착해 포집한다.

추타장치는 집진극에 쌓인 먼지를 털어 호퍼에 모은다.

방전극과 집진극의 형상과 간격이 집진 성능을 좌우한다.

집진 효율 식

효율은 Deutsch 식으로 근사하며 집진극 면적과 포집 속도에 따라 커진다.

예를 들어 A는 4000 m², w는 0.1 m/s, Q는 200 m³/s라 하자.

지수항 wA/Q는 2.0이 되고 효율은 1 - e^(-2) ≈ 0.865, 약 86.5%다.

면적을 두 배로 늘리면 효율은 약 98.2%가 되지만 설비비가 함께 늘어난다.

건식과 습식, 한계

전기집진장치는 건식과 습식으로 나뉜다.

건식은 추타로 분진을 떨어뜨리고, 습식은 물로 집진극을 씻어 낸다.

분진 비저항이 너무 높으면 역전리 현상이 생겨 집진 효율이 떨어진다.

정리

앞 문제의 정답은 건식이다. 추타로 분진을 털어내는 방식이 건식이다.

마지막으로 핵심 내용을 정리한다.

답안에는 극성, 3단계 원리, 비저항 조건을 빠뜨리지 않는 것이 중요하다.