BLUEING LINE에 대한 풍량의 산출 및 방지시설 설계
# CANOPY HOOD 에 의한 풍량 산출
:기류 교환이 없는 작업장내 각종 처리조에 대한 포착속도자료에 근거하면 개방처리조의 유해성 정도가 A급에 해당하지 않으므로 CANOPY TYPE HOOD를 선택하여도 무방하나 포위형 후드(ENCLOSURE HOOD)에 비교하면 2~4 倍의 배출 풍량이 필요하게 된다. 개방 처리조의 가동중 발생오염 물질의 후드 유입을 방해하는 이동기류(횡단장해풍 CROSS DRAFT)가 작업장내에 존재하면 오염물질의 실내 배출은 최소 2倍가 될 수 있으므로 횡단장해풍을 막을 수 있는 차단벽 등의 설치가 요구 된다. 그러나 생산공정의 연속성을 방해할 수 있으므로 이상과의 같은 검토에 반하여 CANOPY HOOD에 의한 배출 풍량을 산출하고자 한다.
# 배출원 규격
a) LEAD BATH(납로)
DIMENSION WIDTH = 1.5m
LENGTH = 3.98m
이격거리 = 1m
b) WAX TANK(수용성)
DIMENSION WIDTH = 1.2m
LENGTH = 1.5m
이격거리 = 0.8m
c) WAX OVEN(원적외선)
OPEN AREA (상부) WIDTH = 0.1m
LENGTH = 1.2m
이격거리 = 0.2m
* 납조 (열처리 공정)
.오염물질의 독성과 실내 횡단방해기류의 크기에 따라 좌우되지만 보통
천개형후드 유입기류 속도는 30~45m/min (100~150ft/m)가 일반적인 크기이다.
.가열된 공기와 오염물질은 기온에 의해서 상승기류로 상승하게 되므로
가열오염 물질의 최대 풍량을 배기할수 있는 용량으로 설계한다.
.후드의 크기선정(CANOPY TYPE HOOD)
후드의 폭과 길이는 처리조와 후드 하면의 거리의 0.8H를 더함이 적당하므로 다음과 같이 선정한다.
납조의 규격 : W1.5m × L3.98m
후드의 이격거리(H) : 1m
후드의 규격 : W = (1.5 + 0.8H) = 2.3 L = (3.98 + 0.8H) = 4.78
W 2.3 × L 4.78
식 1) Q = 1.4PHV (for type canopy)
P = RERIMETER of tank (feet) (1.5 + 3.98) x 2 = 10.96
V = 50 ~ 500fpm
Q = 1.4 x (10.96 x 3.2808) x (1 x 3.2808) x 100
=16,535 x 0.0283
=468㎥/min
온도보정
468 x (273 / 273 + 300) = 223s㎥/min (참고 :Industrial Ventilation 21th VS-99-03)
식 2) 후드의 규격 폭 2.3M 길이 4.78M 유입기류속도 30m/min일 경우 2.3 x 4.78 x 30 = 329.8㎥/min
여기에 가열 된 공기의 부피 팽창을 고려하면 329.8 ㎥/min × (273 / 273 + 300) =157㎥/min
식 3) Q3 = Q1 + Q2 = Q1(1+Q2/Q1) = Q1(1+KL)
Q1 :열상승 기류량
Q2 :유도기류량
0.57 x (AΥ)^0.33 xΔt^0.45 x Z^1.5
Q1= ----------------------------------
ΔΥ
Υ : 열원의 측장비 ,무차원
A : 열원의 면적,㎡
Δt : 열원과 주위 온도와의 온도 차,。C
Z : 후드의 가상고도,m
H/E≤0.7의 경우이므로
Δt = t - 20 = 300 - 20 = 280
Z = 2E = 2 x 1.5 = 3
γ = 단변/장변 = 1.5 / 3.98 = 0.377
A = 5.97
위 값을 대입하면
Q1 = 129.63㎥/min
KL ={1.4(H/E)1.43 + 0.25} X{0.82/(F3/E)3.4 + 0.25} X (0.53γ+0.47)+0.0012Δt
값을 대입하면
KL = 0.756
∴Q3 = Q1 (1 + KL) = 227.63㎥/min
여기서는 식 (1) Industrial Ventilation 21th VS-99-03의 방식으로 송풍유량을 계산하기로 한다.
* WAX TANK
HOOD 규격 : W1.84 × L2.14
Q = 1.4PHV (for type canopy)
P = RERIMETER of tank (feet) (1.2 + 1.5) x 2 = 5.4
V = 50 ~ 500fpm
Q = 1.4 x (5.4 x 3.2808) x (0.8 x 3.2808) x 100
= 6509 x 0.0283
= 184㎥/min
온도보정
Q = 184 x (273/273+80)
= 142s㎥/min
* WAX OVEN
HOOD 규격 :W0.26 × L1.36
Q = 1.4PHV (for type canopy)
P=RERIMETER of tank (feet) (0.1 + 1.2) x 2 = 2.6
V=50 ~ 500fpm
Q = 1.4 x (2.6 x 3.2808) x (0.2 x 3.2808) x 100
= 783 x 0.0283
= 22㎥/min
온도보정
Q = 22 x (273 / 273 + 80)
= 17s㎥/min
∴총 송풍유량 : Q = 223 + 142 +17 = 382㎥/min
방지시설 설계사양
-방지시설명 : 세정식 집진 시설
-연계배출시설 : 납로,WAX TANK, WAX OVEN
-풍 량 : 400㎥/min
-공탑속도 :1.2m/sec
-액가스비 :2ℓ/min
-닥트속도 :15m/sec
1) BODY SIZE
D ={(4×Q)/3.14×V×60}^0.5
=[(4×400)/{3.14×1.2×60}]^0.5
=φ2.660m (φ2.700m×H4,000)
2) DUCT 직경
D ={(4×Q)/3.14×V×60}^0.5
=[(4×400)/{3.14×15×60}]^0.5
=φ752mm =φ776mm 선택
3) CIRCULATION PUMP
-PUMP VOLUME : 400㎥/min×2ℓ/min =800ℓ/min
PUMP : 8065A ×0.8㎥/min×18mH×2SET(SS-41)
-MOTOR : 7.5HP×2SET
4) PALL RING :2″×36,000EA
5) DEMISTER : φ2,700×200t
6)NOZZLE : 3/8″×80EA
7)각 부위 재질
-BODY : SS-41, 4.5t
-HOOD & DUCT : 3.2t
-PUMP : SS-41
-FAN : SS-41
-PALL RING : P.P
-NOZZLE : P.V.C
-DEMISTER : P.P
8)FAN사양
- 형 식 : TURBO -FAN
- 풍 량 (Q) : 400㎥/min
- 풍 압 (△P) : 250㎜Aq
- 재 질 : SS - 41
400 x 250
- 동 력 : HP = --------------- x 1.1
4,500 x 0.65
≒ 37.6 HP
= 40HP 선택
방지 시설명 : 흡착탑
o. 본체 규격 : W 2,438 x L 2,720 x H 2,438
o. 처리 단수 : 2 단
o. 충진고 (H) : 500㎜ x 2단
o. 충진재 : 활성탄 (4 - 8 MESH)
o. 재 질
- 본 체 : SS - 41 (4.5t)
- DUCT +- main : SS-41, 3.2t
+- branch: SS-41, 2.3t
- FAN : SS - 41
o. 부대시설 : MANHOLE ( W 600 x L 600 x 4SET )
( 흡착탑 설계 계산 )
① 흡착탑 단면적 계산
o. 흡착풍량 : 400㎥/min
** 공장 부지여건을 고려하여 200㎥/min × 2단으로 처리함.
o. 흡착탑 통과유속 : 0.5 m/sec
o. 접촉시간 : 1 sec 이상
흡착풍량 200 ㎥/min
o. 흡착탑 단면적 (A)= ----------- = -----------------------
통과유속 0.5 m/sec x 60 sec/min
=6.7㎡
o. 흡착탑 설계 직경 (D)
4 × A 4 × 6.7
D = ( --------- )^0.5 = (----------)^0.5 = φ 2.9 m
3.14 3.14
따라서 W 2,438 × L 2,720으로 설계함.
② 흡착탑 높이 계산
o. 흡착탑 충진용적 (V) = Q x 접촉시간 (sec)
= 200㎥/min × 1 sec x 1/60
= 3.35㎥ × 2단
= 6.7㎥
o. 흡착제(활성탄)의 충진높이계산 (H)
활성탄 부피 (V) 3.3 ㎥
H = -------------------- = --------- = 0.49m = 0.5m
흡착탑 단면적 (A) 6.7㎡
= 0.5 m × 2단 = 1.0m
o. 흡착량 계산 (Kg)
M = 활성탄 부피(V) x 활성탄 밀도
= (2.438 m x 2.720 m x 0.5 m x 2단) x 500㎏/㎥ =3,315㎏
o. 흡착탑 전체 높이 (H)
H = 가스유입부 + 충진층 + 유출부 + 공간
= ( 350 + 500 + 350 ) 2단 = 2.4 m로 설계함.
( 제거효율 예측 )
o. 인입악취 농도 : 3 도
o. 배출악취 농도 : 1도
3 도 - 1도
o. 제거효율 : ----------- x 100 = 67 %
3 도
( 송풍기 선정 )
- 풍 량 (Q) : 400㎥/min
- 풍 압 (△P) : 250㎜Aq
- 재 질 : SS - 41
400 x 250
- 동 력 : HP = -------------- x 1.1
4,500 x 0.65
≒ 40 HP