FUME COLLECTOR FUME 포집원리 Fume이란것은어떤물질이연소, 승화증발할때일단고온상태에서기체분자가된채또는화학반응으로새로운물질이생성되어콜로이드상태로되는데일종의물리화학반응과정에의해서생성되는고체상의물질을말한다. 보통직경은 1µ 이하의것이많으며활발한 Brown운동과대단히응집하기쉬운성질을갖고있다. 일반적으로미세한분진의경우에는집진효율및경제성이우수하고폐수등의 2차오염물질을발생시키지않는 Bag Filter가많이사용되고있다. 그러나 Monoma Fume의경우에는그자체가점성과부착성이큰성질을갖고있으며발생되는장소에따라일부덩어리상태의유분과수증기도포함되어있기때문에 Bag Filter로포집할경우표면에달라붙어탈진이어려워지는문제점을갖고있다. 또한 Filter만을사용하여포집할경우 Fume을효과적으로냄새를제거할수없기때문에 Filter를다공성과흡착성이강한규조토 (Diatomaceus) 로 Pre- Coating을실시한후포집을하게되면고효율의포집효과를볼수있다. Fume Collector 의이해 용량계산및고려사항 1) 여과속도선정여과집진기에서가장중요한인자는여과속도 (Filtering Velocity) 이다. 여과속도는분진농도, 온도, 분진크기, 분진및가스물성등여러가지 Factor 에의하여결정되며 Bag Filter 의압력손실과도관계되며전체 Flow Rate( m3 /min) Vs Filtering Area( m2 ) 의비율이며다음과같이나타낼수있다. Vf = Filtering Velocity (m/min) Q = Flow Rate ( m3 /min) A = Filtering Area ( m2 ) 여과속도를정하는방법이 Bag Filter의성능을좌우하며제작비용에큰영향을미치는데이론과현실이적용사이에는애매한요소가많으며대체로경험에의하여최적의여과속도를정하는경우가많이있다. 여과속도를결정하기위하여가장널리사용되는자료는 1979년 Milton K Kravs가 Chemical Engineering 誌상에발표한실험결과를많이사용하고있다. 그러나당사의 Fume Collector는설비경험상 1 1.2 m/min의여과속도가 Fume 포집에가장좋은것으로나타나이에준하여설계하고있다. 2) Hood Type 및풍량기존 Baffle 없는 Hood를사용할경우 Test 결과 50 m3 /min이상으로흡입하여도완벽하지못하였다. 이
에대한방안으로당사에서는 Hood Type를 3면 Baffle Hood로개조하여적은풍량으로완벽한포집을할수있도록설계하였고기존의 ABS 공장등에설치하여좋은효과를보고있다. Baffle은운전상태를볼수있고투명한재질을사용하되파손을방지하기위해테두리를 SUS등의재질을사용할수도있다. 3면 Baffle Hood의경우실험결과 8~10m3 /min의풍량으로도거의완벽하게포집되었다. 그러나 Baffle이일부열려진상태로작업하거나파손되는경우도있으므로실제여유율과 Baffle이 1~2개열려진상태로운전되는경우를고려하여 Hood의풍량은 30 40 m3 /min정도로한다. 3) Duct 설계 Duct는 5m 단위로 Flange로연결하여보수를용이하게하거나 Steam Flushing를위하여 Drain Nozzle을설치하고, 송풍기 Discharge 부위에 Mist Eliminator를설치하여 Duct 표면에 Dust가붙는것을방지하는것이좋다. 또한추운지방이거나동절기의경우수분이응축되어 Fume이부착되는것을방지하기위하여 Steam Tracing 및보온을하여가스온도를 30 이상으로유지하는것이좋다. Calc' Of Fume Collector Capacity 1. Fume Collector Design A. Design Specification 1) Equipmene : Fume Collector 2) Type : Air Pulse Type 3) Efficiency Of Fume Collector Equipment Pollution Material Inlet Gas Dencity Efficiency (%) Outlet Gas Dencity Name Vol. Of Gas 180 m3 /Min - 180 m3 /Min Temp. 20-50 - 20-50 Fume Col'r S M 300 ppm 95 % 15 ppm A N 30 ppm 90 % 3 ppm B D 30 ppm 90 % 3 ppm Wax Very Small - - Water Very Small - - Dust Very Small 95 % - 4) DEMENSION : 2400W x 2680L x 9130H 5) MATERIAL : FUME COLLECTOR ; SUS 304 B. CALCULATION & DESIGN DATA 1) REQUIRED AIR VOL. & INTAKE VELOCITY( AT 20-50 )
2) FILTERING VELOCITY : 1.12m/min 3) TOTAL FILTERING AREA : 161 m2 4) BAG NO. IN BODY : 110EA 5) BODY DESIGN : "CHEMICAL ENGINEERING(1979)" 가 ) Vf(FILTERING VELOCITY) = A x B x C x D x E x F A : DUST CHARACTERISTIC CORRECTION = Fm x 60 x 0.00785(m/min) Fm(MATERIAL FACTOR)=3.85 = 1.81 B : APPLICATION CORRECTION = ((38 + Fa)/2)/60 Fa(APPLICATION FACTOR)= 58.1 = 0.80 C : TEMP' CORRECTION ra : 1.29 Kg/ m3 (0. 1 kg/c m 2 G) D : FINESS CORRECTION Va (FINESS FACTOR)= 2.68 E : DUST LOAD CORRECTION Fd(DUST LOAD FACTOR)= 34 (5g/ m3이하일때 ) F : SERVICE FACTOR=1.0 FELTED FILTER :1.0 WOVEN FILTER=0.5 Vf = 1.81 x 0.80 x 0.85 x 0.89 x 1.10 x 1.0 = 1.20 m/min EQUIPMENT AIR VOL. OF HOOD VELOCITY OF HOOD NAME (TON/HR) (M3/MIN) (M/SEC) N0.1 EXTRUDER N0.2 EXTRUDER N0.3 EXTRUDER N0.4 EXTRUDER N0.5 SPARE - TOTAL 180 -
나 ) A (FILTERING AREA) 다 ) CAL'N OF REQUIRED BAG NO.. DIMENSION OF BAG : Ø156 x 3000L. FILTERING AREA OF BAG : 1.47 m2 /EA. FILTER BAG NO.(N) 따라서여유율을고려하여 10행 11열 = 110EA로산정한다. 라 ) ACTUAL FILTERING AREA & VEL.. ACTUAL AREA (A) = 1.47 m2 /EA x 110EA = 161m2. ACTUAL VEL.(Vf) 마 ) DEDUSTING CYCLE : 10 15sec/cycle. 탈진방법 : DIAPHRAGM V/V CA40DD를사용하여 5 7kg/ m2의고압을사용하여탈진한다. 운전설명서분진및수증기를동반한 Air가 Bag Filter의 Body부로유입되면유속이저하되어 Size가큰분진은 Dust Box로자연낙하하고미세한분진과 Air에포함된 Fume 입자및수증기는 Bag 표면에도달하게된다. 이때 Filter 표면에 Pre-Coating 된규조토에의하여 Fume 입자및수증기는포집되고여과된 Air는 Bag 내부를통과한후 Clean Air Plenum을통하여집진기외부로배출된다. Fume Collector System은크게세가지로분류하여운전을실시한다. 첫째. 규조토를 Bag Filter 표면에부착시키는 " 규조토 Coating 운전 " 둘째, 규조토 Coating 후정상적으로 Fume을포집하는 " 규조토포집운전 " 셋째, 규조토포집운전실시후 4~5일이경과후 Bag Filter를털어주는 " 탈진운전 " 1) 가동전점검사항 (1) Bag Filter 1 Casing에구멍난곳이나금이가거나사이가뜬곳이없는가. 2 Bag의설치가 Tube Sheet에밀폐상태로설치되어있는가 3 Pulsing Hole이 Venturi의중앙 10mm 이내에위치되어있는가 4 압축공기 Piping은견고하게 Welding 또는 Bolting 되어있는가. (2) Bag Filter 외부차압계설치 1 Manometer Gage는바르게연결되어야하며계기는 Start-Up 하기전에 "0" 으로되어있어야한다. 2 2 Pair의 High And Low Pressure Taps가있으나사용하지않는 1 Pair Tap은막혀있어야한다. 3 Tube 가막혀있거나파손된곳이있나확인한다. Air Unit 설치
1 Air Unit 설치시 Air의누수가있는가확인한다. 2 Air Unit의유분및수분제거기에이물질이있는가확인하고이물질을제거한다. 3 압력 Gage의압력이 4kg/ cm2이상이되는가확인한다. (3) 송풍기 (ⅰ) 회전체와접촉하고있는곳은없는가? 회전체와 Casing의간격은적정한가? (ⅱ) 각 Flange Manhole 및 Shaft 관통부의 Packing은떨어져있거나파손되어있지않는가.? (ⅲ) Bolt는이완되어있지않는가? (ⅳ) 내부의청소는완료되어있는가? 공구류, 재료등이내부에남아있지않는가? 2) 규조토 Coating 운전 Hood를통하여포집된 Air 중의 Fume 성분을정상적으로포집하기위해서는 " 규조토포집운전 " 前 20~40 分정도의규조토 Coating 운전을하여야한다. 규조토는보통 20kg 포대단위로구입할수있으며 180m3 /min의 Fume Collector 의경우 1회 Coating시 8 123포대정도가소모된다. 당사의운전 Test 결과 Fume을포집할수있는최적의 Coating 두께는 Filter 표면에약 0.5 1.5mm 정도가되어야한다. 규조토 Coating 량은 Filter Total Area, 규조토의 Bulk Density에규조토 Coating 두께를 0.5 1.5mm로적용하여정확한소모량을구한다. 그러나실제로초기운전시규조토 Coating 량은 0.5mm 기준으로계산하여운전을한후 Fume제거효과를보며조금씩늘려가며운전해보는것이좋다. 3) FUME 포집운전 규조토 Coating 이완료되면두개의 Collector 중포집운전을실시하는 Fume Collector 을중심으로 Line-Up 을실시한후 Blower 를가동하여포집운전을실시한다. 4) 탈진운전포집운전개시후보통 4~5일이경과하면 Bag Filter의차압이 150mmAq이상으로상승하는데이때는운전을멈추고 Stand-By 상태의 Collector를가동하고가동을멈춘 Collector 는 "Dedusting 운전 " 을실시한다.