CYCLONE(원심력집진기) 효율 계산

 

안녕하세요 H&K ENVIRONMENT의 K입니다.

 

사업장에서 법을 다루시다보면 가장 중요한 법령용어 중 형벌, 행정처분 관련 용어인 과태료, 벌금, 과징금에 대해서 차이점이 궁금하실 것 같아요. 간단히 소개를 하고 본론을 시작하겠습니다.

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1) 과태료: 국가 또는 공공단체가 국민에게 과하는 금전벌을 말하며, 형벌이 아닌 일종의 행정처분 (행정제제)

2) 벌금: 범인으로부터 일정액의 금액을 징수하는 형벌. 벌금을 완납할 수 없는 자는 1일 이상 3년 이하의 기간 노역장에 유치하여 작업에 복무하게 됨 (형사처분 기록 O)

3) 과징금: 행정청이 일정한 행정법상의 의무를 위반한 자에게 부과하는 금전적 제재조치 (행정제제+부당이득)

*형벌: 사형·징역·금고·자격상실·자격정지·벌금·구류·과료·몰수

*행정처분: 행정주체가 법과 관련된 법 집행으로서 행하는 공법행위 중 권력적 단독행위

(출처: 국가법령정보센터 - 법령용어)

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이번에는 CYCLONE 효율을 계산하고 이론적으로 검토해 볼 수 있는 자료를 공유하고자 합니다.

큰 틀은

[ 유효회전수 계산 → 절단입경 계산 → 효율 계산 ]입니다.

1) 유효회전수

배출가스가 CYCLONE 내부로 유입되어 벽면을 타고 회전하여 하강할 때의 회전수 (선회류의 회전수)

회전수가 클수록 효율이 좋으나 시공비용이 많이 소요됨. 통상 5~6회가 적정

2) 절단입경

CYCLONE이 50% 효율로 처리할 수 있는 입자의 입경

3) 효율

<설계사례>

1. 기본조건

1) 대상설비: 입자상물질 저장시설 A

2) 용도: 제품 플라스틱을 저장하는 시설

3) 풍량: 6,180Nm3/hr (송풍기)

4) 설비 압력/온도 조건

설계 압력 (kg/cm2)	설계 온도 (℃)
0.1	100

5) 제품생산량(취급량): 500톤/일

6) 발생(예상) 오염물질: 먼지

 

※ CYCLONE 도면

2. 유효회전수(N) 계산

3. 절단입경(d50) 계산

*점도계산

*유속계산 (유량 = 유속 × 단면적, 이상기체의 법칙 PV=nRT이용 온도/압력 보정)

v(m/s) = Q(Nm3/hr) × 설계온도 / 절대온도 × 절대압력 / 설계압력 / 단면적(a × b)

= 6180 × 373/273 × 1.033/(1.033+0.1) / (0.62 × 0.21) / 3600(hr/s) = 16.42m/s

계산하면서 송풍기 유량을 꼭 설비 A의 설계압력/온도로 보정해야 하나 싶긴 했습니다만 우선 적용했습니다.

 

4. CYCLONE 효율 계산(η)

*제품(입자) 직경: 2mm (0.002m)

5. 오염물질 배출 농도

구분	배출시설	원료, 제품 또는 연료	대기오염물질 배출계수
			먼지	단위
기타 화학제품 제조시설 및 탄화시설	고체입자상물질 저장시설	폴리에틸렌	0.0755	kg/폴리에틸렌 생산량(톤)

[배출계수, 국립환경과학원 고시 제2019-14호]

 

6. 연간 먼지 발생량

= 500톤/일 × 0.0755kg/톤 × 330일/년 × 10-3톤/kg × (1-0.99) → CYCLONE 효율

= 0.124575톤/년 = 0.12톤/년

 

* 출처: CYCLONE COLLECTION EFFICIENCY, John Dirgo & David Leith, 1985

 

CYCLONE 설계 EXCEL SHEET.xlsx

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[별표 1] 연료를 사용하는 대기배출시설의 배출계수(제4조 관련).hwp

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[별표 2] 연료를 사용하지 않는 대기배출시설의 배출계수(제4조 관련).hwp

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[별표 3] 기타연료의 대기오염물질 배출계수(제4조 관련).hwp

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