미세먼지 집진을 위한 정전분무 직접하전 방식의 효율 특성 연구

A Study on the Efficiency characteristics in an electrospary precipitator using directed charging method

분진은 가연성 고체의 미세한 물질이며, 크기가 미세한 입자 중에서도 100㎛ 이하의 고체 입자를 분체라 하고 그중에서도 직경 75㎛ 이하인 입자를 분진이라 한다. 이러한 분진은 화력발전소, 산업시설 등에서 자주 발생하며, 분진 폭발을 일으킬 수 있다. 한편, 대기 중의 미세먼지는 2.5㎛ 이하 입경의 초미세먼지(PM2.5), 10㎛ 이하 입경의 미세먼지(PM10) 등으로 분류되며 사람의 호흡기를 통해 기관지, 폐 등에 침투할 수 있다. 따라서 산업현장과 인간의 실생활에 많은 문제를 일으키는 미세먼지를 저감하기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구는 미세먼지 집진을 위한 정전분무 방식의 전기집진기에서 니들(Needle)에 직접 전압을 인가할 때 미세액적 발생 특성과 미세먼지 집진 효율에 관한 연구이다. 정전분무 미세먼지 집진기의 효율 최적화와 분무특성 분석을 위해 니들 직경, 분무액, 이격거리, 방전 전압, 유속 등에 대한 실험을 진행하였다. 실험을 위한 가시화 장치는 실린지 펌프(Syringe pump), 고전압 인가장치(DC power supply), 니들, 집진 전극 등으로 구성하였다. DLSR카메라(SONY A7c)를 통해 미세액적의 분무 현상을 촬영하였고 오실로스코프(Oscilloscope)를 통해 미세액적의 전류 특성을 분석하였다. 실험을 통해 미세액적의 표면장력, 액적의 분사율, 분무각 등은 미세액적의 발생 형태와 전류 크기에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 결과들을 통해 직접 하전 정전분무 방식 전기집진기의 효율 특성을 분석하였다. 향후 연구에서는 정전 분무 전기집진기에서 직접하전 방식과 간접하전 방식의 분무 특성에 관한 비교 연구를 진행하고자 한다. 이러한 정전분무 방식의 미세먼지 전기집진기의 효율 최적화를 통해 화력발전소, 산업시설, 실내 건축구조물 등에서 미세먼지가 일으키는 여러 가지 사회적인 문제를 해결하고자 한다.