에너지는 경제와 사회 발전에 있어서 중요한 역할을 하지만 환경오염은 직면해야 하는 부수적인 문제이다.개혁 · 개방 이후 우리 경제는 오랜 기간 고도성장을 이룩했지만 경제성장과 에너지의 안정적 공급은 고기처럼 떼려야 뗄 수 없는 관계다.중국의 발전시 열연탄 소비로 발생하는 플라이애쉬의 양은 매년 매우 크며, 많은 산업 생산 과정에서도 먼지 문제에 직면하고 있다.셀 수 없이 작은 구들로 구성된 이런 고체 폐기물은 다양한 유해 성분을 포함하고 있고 보관 비용이 높으며 먼지 오염이 심각하기 때문에 합리적인 방법으로 효과적으로 회수하고 재활용하는 것이 매우 중요하다.플라이애시 재활용 공정에서 고온 배출가스 정화는 필수적인 공정으로, 플라이애시 내 유효성분 회수율 및이 공정으로 인한 환경오염의 정도와 직결된다.고온세라믹여과기술은 근년래 세계적으로 비교적 선진적인 고온먼지가스정화기술이다.
시판되고 있는 먼지 제거 기술의 주요 범주와 장단점 1
현재 국내외의 주요 먼지 제거 기술로는 사이클론 먼지 제거, 헝겊 가방 먼지 제거, 전기 먼지 제거, 전기 가방 먼지 제거, 미립자 베드 여과, 다공성 무기막 여과 등이 있다.이러한 먼지 제거 방법의 부족한 점은 다음과 같습니다:
사이클론 먼지 제거 효율이 좋지 않아 환경 배출의 요구 사항을 충족시킬 수 없으며, 일반적으로 먼지 제거 전 에만 사용됩니다.천 가방 유형 먼지 제거는 온도 저항, 부식 저항 및 필터 매체의 다른 특성에 의해 제한됩니다, 온도의 사용은 일반적으로 250℃ 이하에서 사용되는 너무 높을 수 없습니다 분명히 높은 온도 연도 가스 정화의 요구를 충족시킬 수 없습니다.전기분진제거는 불안정한 코로나 방전, 짧은 전극수명, 배출가스 조성에 대한 민감도, 고온 절연성 등과 같은 문제점이 있으며, 고온에서 장시간 (일반적으로 380℃ 이하) 사용하기에는 적합하지 않다.미세 층 여과 먼지 제거 저항이 높은 온도, 부식 저항, 하지만 그것의 여과 효율은 이상적이지 않으며 먼지 배출 농도가 높습니다.금속 필름 및 금속 직조 필터 미디어는 부식 방지 및 마모로 인해 비싸고 적용이 제한적입니다.여과 방법 중에서 연구되었거나 연구되고 있는 먼지 제거 기술로는 세라믹 텍스처 필터 (ceramic textured filter)와 세라믹 파이버 필터 (ceramic fiber filter) 등이 있다.이러한 먼지 제거기의 여과 효율은 99% 이상에 달할 수 있지만 강도가 낮고 플러그가 쉽게 꽂히며 고장 나는 등의 문제점이 많다.세라믹막 및 지지체에는 많은 수의 미세기공 구조가 포함되어 있어 특정 표면적이 넓습니다.이 모공의 표면은 촉매의 좋은 운반체이다.촉매가 표면에 적재된 후 분진 제거와 동시에 탈황 및 오염 제거를 실현할 수 있습니다.세라믹 멤브레인 필터는 고온 저항, 부식 방지, 높은 기계적 강도, 안정적인 구조 및 변형이 없는 장점을 가지고 있으며 여러 "cleaning", 긴 서비스 수명을 통해 기능성 재생을 실현할 수 있으므로 고온 먼지 가스 분진 제거의 최고의 선택 중 하나로 간주됩니다.
2 고온 먼지 제거 세라믹 소재
고온 분진에는 산화 및 환원 성분, 낮은 융점 금속 화합물 등이 많이 포함되어 있습니다.이런 종류의 매질은 고온 필터 재료에 특정 부식성 효과가 있습니다.따라서 우수한 고온 저항성과 화학 온도는 고온 세라믹 필터 요소의 기본 조건입니다.현재 개발된 고온 세라믹 여과 재료는 주로 알루미나, spinel, cordierite, mullite 등과 같은 산화물 세라믹 재료 두 종류로 나뉩니다;탄화규소, 질화규소 등 비산화물 세라믹 소재.그 중, 실리콘 카바이드 재료는 좋은 열전도도, 높은 강도, 작은 열팽창 계수, 좋은 열 충격 저항 및 기타 장점을 가지고 있으며, 선호되는 고온 세라믹 재료입니다.
3. 세라믹 멤브레인 필터의 여과 메커니즘
기체-고체 계의 여과 및 분리를 위해 세라믹 멤브레인 필터의 먼지 제거 메커니즘은 주로 관성 충돌, 확산 및 차단입니다.일반적으로 입자 크기가 큰 먼지는 입자 크기가 막 구경보다 크기 때문에 갇히게 된다.막 미세공을 통과할 때 중간 크기의 먼지는 관성 충돌과 미세공 벽과의 접촉에 의해 갇히게 된다.더 작은 입자들은 모공 벽에 접촉하는 브라운 운동에 의해 갇히게 됩니다.
먼지 제거 공정은 주로 3단계로 나뉩니다:
첫 번째 단계에서는 먼지 함유 가스가 세라믹 멤브레인 튜브에 들어가고, 먼지 입자는 멤브레인 층에 의해 차단됩니다.이 때, 필터 튜브 표면의 멤브레인 층이 주요한 역할을 합니다.
제2단계에서는 여과 공정과 함께 필름층 표면의 먼지가 증가하여 필름의 표면에 필터 케이크가 형성된다.이 과정에서 필터 케이크는 먼지를 함유한 가스를 여과하는데 주요한 역할을 하여 집진 효율이 대폭 향상되어 여과의 주 단계이기도 합니다.
세 번째 단계에서는 필터 케이크 층의 지속적인 두꺼워짐으로 인해 일정 기간 작동 후 여과 저항이 증가하고 여과 속도가 감소하며 압력 강하가 증가합니다.이 때 필터관 표면에 부착된 먼지는 제때 제거해야 하며, 세라믹 멤브레인 필터는 가스를 역풍시켜 재생하여 여과 능력을 회복할 수 있습니다.세라믹 막 여과의 세척 과정은 주로 필터 튜브에 형성된 케이크 층에 달려 있음에 유의해야합니다.세척 및 재생 과정 중에 과도한 세척은 여과 효율을 떨어뜨리게 됩니다.
고온 가스 분진 제거 분야에 사용되는 세라믹 멤브레인은 환경을 보호하고 깨끗한 생산을 달성 할 수있을뿐만 아니라 다양한 경제 효익도 있습니다.고온 가스 분진 제거라는 가혹한 환경에 직면하여 전통적인 다공성 세라믹 재료의 적용이 크게 제한됩니다.따라서 고온 및 열충격에 대한 내성이 우수한 고온 세라믹막의 개발과 항공기의 여과 및 역송풍에 대한 연구가 향후 연구자들의 관심사가 될 것이다.동시에 세라믹막 제조공정을 한층 최적화하고 원가를 낮추어 하루빨리 고온먼지 제거 분야에서 세라믹막의 산업화 응용을 실현해야 한다.
