개방처리조의 후드설계

[삼화이엔지]

후드의 선택

개방처리조의 후드는 일반적으로 밀폐형 후드(Enclosing Hood), 측방후드 (Lateral Hood) 및 천장형후드(Canopy Hood) 등이 있으며 최신 자동공정에는 대부분 밀폐형 후드가 사용되고 있고, 유량은 개구부면적에 포집속도를 곱하여 얻을 수 있습니다.

후드선택요령 (Slot Hood 중심)

1) 탱크는 가급적 단변을 폭(W)으로 장변을 길이(L)로 설계하고, 탱크의 W/L이 2.0을 넘긴 긴 탱크를 가로질러 환기시키는 것은 바람직하지 못합니다. 

2) 탱크의 길이(L)가 1,800m/m(6ft)를 넘는 경우는 가급적 복수흡입구를 설치하고, 탱크의 길이가 3,000m/m(10ft)를 넘는 경우 반드시 복수흡입구를 설치하여야 합니다. 

3) 탱크의 폭(W)은 일반적으로 후드가 흡인할 수 있는 유효거리를 의미하며 Slot Hood의 최대 흡인 거리는 60m/m(2ft)로 봅니다. 

4) 탱크용액은 최소한 탱크상단부에서 150m/m(6")이하에서 작업해야 합니다. 

5) 닥트내의 속도는 증기, 가스, 연기일 경우 5~10m/sec(300~600m/min)이고, Fume의 경우는 10~12.7m/sec(600~760m/min)으로 합니다. 

6) 유입손실은 1.78 × Slot 속도압 + 닥트유입손실 

* 속도압 = V1 = 유속(fpm), V2 = 유속(m/sec) 

7) 최대 플레넘(Plenum)속도는 Slot속도의 1/2로 합니다. 

8) Slot 유입속도는 10m/sec(600m/min)로 합니다.

<그림1> 개방처리조의 후드종류

<그림2> 개방처리조의 후드종류

개방처리조의 배출량 산정

상부개방형 조에서의 배출가스량 산정은 후드의 형태와 잠재성 유해등급에 의하여 산정되어집니다. 

1. 잠재성 유해등급의 결정

상부개방형 조에서 횡단방해 기류가 없고 적절하게 잘 분배된 공기에서 배출가스량을 산정하는데는 잠재성 유해등급이 사용되는데 이 잠재성 유해등급은 Industrial Ventilation에 있는 서한도 TLV(Threshold Limit Values)에 의한 <표 1>과 용제건조시간 등에 의한 <표2>로 결정됩니다.

이러한 잠재성 유해등급은 16등급으로 구분되는데 A,B,C,D에 각각 4등급으로 나누어집니다.

* 비교 건조시간은 5시간이하 - 빠름, 5~15시간 - 중간, 15~75시간 - 느림, 75시 간 이상 - 정지 

** 가스화는 화화적 또는 전기화학적 작용에 의한 것으로 탱크에 사용되는 재료와 용액에 따라 변화. 

1) 탱크에서 매시간의 작업총량 

2) 탱크에서 용액의 농도 

3) 탱크에서 용액의 온도 

4) 탱크에서 전기화학적 작업에 사용되는 통상 밀도에 따라 가스화율이 증가 하는 경향이 있음

<표3> 금속도금 및 표면처리공정에서의 발생가스

<표3>의 주해

1) 알루미늄상, 마그네슘상, 마그네슘 염색set, 마그네슘 전기분해염색, 마그 네슘 알칼리성 중크롬산 침액, 전기분해 알루미늄도색 

2) 전해연마전의 스테인레스강 

3) 마그네슘 존재하에 

4) 또한 Manodyz, DOW-12 

5) 알루미늄 존재하에 

6) 희미한 마무리(Dull Finish) 

7) 염화 제2철(전해)조 

8) 중크롬산 나트륨, 황산(전해)조와 황화철, 황산(전해)조 

9) 녹(Scale)제거 

10) 녹(Scale)분해 

11) 침액과 전해세정 

12) 일반적인 작업조건에 의한 방출속도 <표2>와 잠재적 유해설 <표1>에 기초한 <표3>의 이용에 의해 나타내어진 등급, 높은 온도, 교반상태 및 기타조건은 오염물질 방출량을 증가 시킴

13) H2가스는 대부분의 조에서 방출

14) 높은 등급은 사용온도 범위에서 높은 온도에 해당 

15) 증지탈지기에서는 작업공정에 따라 결정

16) 등급은 HC(탄화수소)의 성질에 의해 결정 

17) 수소화 비소(A2H3)는 금속 또는 연마조에서 비소의 존재하에 방출

18) 알칼리(전해조)

19) 카드뮴 브론즈 

20) 시안화수소 가스(HCN)는 전해조 표면의 공기중 CO2의 산성작용에 의해 방출 

21) 보통의 시안화물 전해조 

22) 보통의 시안화물 전해조를 제외한 것 

23) Albaloy, Sek white, Bon white(구리·주석·아연의 합금) 

24) 불용성의 양극을 사용할 경우

25) 32℃ 초과

26) 묽은 유기산 전해조

27) 황산염 전해조

28) Sulfamate조

29) 요동이 있는 공기

30) 염화물 전해조

31) 아질산염 전해조

32) 인산염 전해조

33) 공기요동과 45mps/이상의 전류밀도에 의해 60℃이상의 온도로 조작 되는 전해조는 높은 방출속도를 가질 수 있음

34) 국소배기통풍은 증기와 수증기를 조절하는데 적합

2. 배출가스량 산정

“1. 잠재성 유해등급의 결정”에 의해 결정된 유해등급과 방해물이 없는 곳에서의 후드에 따른 최소포착속도는 다음표 <표4>와 같습니다.

<표4>에 의해 구해진 값에 탱크의 표면적(개구면적)을 곱하여 배출가스량을 구해봅시다.

주1) 잠재성 유해등급이 A일 때는 캐노피 후드를 사용하지 말 것.

상기<표4>에서 측면 배기 후드는 폭장비(W/L)에 따라서 최소 포착속도를 다음표 <표5>에서 결정한 다음, 여기에 탱크 표면적(개구면적)을 곱하여 배출가스량을 산정합니다. 

다음표<표5>는 탱크의 폭장비(W/L)에 따른 최소 포착속도를 나타낸 것입니다.

주1) 탱크의 중앙선 또는 양쪽 측면에 설치되는 후드에서 폭장비(=W/L비)를 계산할 때는 W/2를 사용합니다. 주2) 괄호안의 값은 폭장비율에서 45.7m/min의 포착속도로 관리할 수 없기 때문에 포집을 위한 충분한 값은 76.2m/min입니다.

표준공정에서의 최소포착속도

다음 <표6>은 장애물이 없는 탱크에서 표준공정에서의 최소포착속도를 나타낸 것입니다.

* 수증기의 완전한 포집이 요구되는 곳에서는 한 단위 높은 단계로 설계

도금조에서의 배출가스 농도

다음 자료는 기 제출된 금속표면시설(도금시설)의 환경기술감리서류(`88 년, `89년)중 배출가스 농도를 발췌하여 적정농도를 선정한 것입니다.

단, 배출가스농도는 이용약품의 농도, 작업상태 등에 의하여 변할 수 있습니다.

오염물질 총 배출량의 산정 및 혼합배출가스농도

1) 오염물질 총배출량의 산정

도금공정별 배출시설의 배출가스량의 산정방법(단위시설별 배출오염물 질과 배출 가스량 산정)에 의하여 배출가스량이 계산되었으나 실제로 각 배출 시설의 배기가스 온도가 상이하여 주관(Main Duct)에 유입, 혼합되었을 경우 온도 변화에 의한 배출가스량 변동이 크므로 덕트 설계 시에 각 배출시설별 배기가스온도를 표시하고 다음 식에 의하여 총배 출가스량을 계산합니다. 

◦ 혼합점의 온도 

여기서, t'=혼합점의 온도(℃) 

              Q1, Q2, ---- Qn = 발생원별 배출가스량(㎥/분) 

              t1, t2, ----, tn = 발새원별 배출가스온도(℃)

◦ 혼합점에서의 배출가스량 

    Q' = Q1'+Q2' + ----+Qn'

    여기서, Q1'=Q1×(273+t')/(273+t1) 

               Q2'=Q2×(273+t')/(273+t2) 

                        ː 

                        ː 

                        ː 

               Qn'=Qn×(273+t')/(273+tn) 

               Q' = 혼합점에서의 배출가스량 

               Q1', Q2', ----Qn' = 발생원별 혼합점 온도보강후 배출가스량(㎥/분)

2) 혼합점의 배출가스농도

여기서, Cm=혼합점에서의 배출가스농도 

                     C1, C2, ----- Cn=발생원별 동일 배출가스농도

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