KR101885757B1 - Apparatus for recycleing activated carbon - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고수은을 함유한 폐기물로부터 수은을 회수하는 공정에 관한 것이며, 보다 상세하게는 폐기물로부터의 수은 회수시 사용되는 활성탄의 흡착성능을 향상시킬 수 있도록 한 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process for recovering mercury from wastes containing mercury and more particularly to a process for recovering mercury from wastes containing activated carbon Reproducing apparatus.
일반적으로 수은 함유 제품이나 산업 공정으로부터 발생된 수은 폐기물이 인간의 건강이나 환경에 악영향을 미치는 것을 피하기 위하여 환경친화적인 방식을 통하여 처리하여야 한다. 적절한 수은함유폐기물 및 부산물의 관리가 이루어지지 않는 다면 환경으로 노출될 가능성이 크게 존재한다.In general, mercury waste from mercury-containing products or industrial processes must be disposed of in an environmentally friendly manner to avoid adverse effects on human health or the environment. There is a great deal of exposure to the environment if proper mercury-containing wastes and by-products are not managed.
우리나라는 유엔환경계획(UNEP)이 발표한 세계9위의 수은 배출국으로 수은에 의한 국민건강 위해 우려가 높아지고 있으나 가정이나 사업장에서 발생하는 수은 함유 폐기물은 일반 생활 폐기물과 대부분 섞여 배출처리되는 등 체계적인 관리가 이루어지지 않고 있다.Korea is the world's ninth largest mercury emitter released by the United Nations Environment Program (UNEP), but there is growing concern about the health of people due to mercury. However, mercury-containing wastes generated from households and business sites are systematically managed .
특히, 수은 사용 및 배출을 줄이기 위한 국제수은협약을 거쳐 '수은에 관한 미나타마 협약' 이라는 명칭으로 체결된 후에, 국내 폐기물 분야에서는 수은 함유 폐기물 분류부터 전반적인 관리체계에 대한 재정립이 필요한 상태이다In particular, after concluding with the International Mercury Convention to reduce mercury use and emissions and the "Minatama Convention on Mercury", the domestic waste sector needs to be reorganized from the classification of mercury-containing wastes to the overall management system
국내 폐기물관리법에서 용출시험 결과 수은 농도 0.005mg/L 이상일 경우 지정폐기물로 지정해 관리하지만, 관리기준이 세분화되어 있지는 않은 실정으로서, 결과적으로 형광등, 온도계, 혈압계 등을 포함한 수은 함유 폐기물이 일반 폐기물과 동일하게 배출되는 과정에서 파손으로 수은 유출 사례가 발생하고 있다.When the mercury concentration is over 0.005mg / L as a result of the dissolution test in the Domestic Waste Management Act, the designated waste is designated and managed, but the management standard is not classified. As a result, mercury-containing wastes including fluorescent lamps, thermometers, In the process of discharging mercury, breakage has occurred in cases of mercury leaking.
폐형광등의 경우는 우리사회에 필수적인 조명제품으로 연간 1억8,000만개 이상이 배출되고 있고, 상기 폐형광등에는 인체에 치명적인 수은이 함유되어 있음에도 불구하고, 과거 우리나라는 형광등이 1950년대부터 도입된 이래 적정한 처리방법이 없어 쓰레기봉투에 깨어서 버리도록 방치해왔다.In the case of waste fluorescent lamps, more than 180 million pieces are emitted annually as an essential lighting product for our society. Despite the fact that the waste fluorescent lamp contains deadly mercury in the human body, since the fluorescent lamps were introduced in Korea from the 1950s, There is no way to dispose of the garbage bag to wake up.
이는 우리의 하천과 토양을 심각하게 오염시켜 과거 일본의 큐슈 미나마타시에서 발생한 수은 오염으로 인한 약 50명의 사망사건과 같은 환경재앙을 초래할 수 있는 위험한 지경이었다. 따라서, 한국조명재활용협회는 생산자책임재활용(EPR)제도에 의해 설립된 생산자단체로써 2001년 환경부와 폐형광등의 전국적인 시스템 구축을 위한 자발적협약을 체결한 이후 우리사회에서 폐형광등의 무단폐기로 인한 수은오염에 대한 위험을 방지해왔으며, 이후 2001년 당시 200만개의 처리량이 이제는 3,000만개를 초과해 폐형광등을 재활용하고 있는 상태이다.This seriously polluted our rivers and soils, making it dangerous to cause environmental disasters such as the deaths of about 50 people from mercury pollution in Kyushu Minamata City, Japan. Therefore, the Korea Lighting Recycling Association is a producer organization established by the Producer Responsibility Recycling (EPR) system. In 2001, after signing a voluntary agreement with the Ministry of Environment for the construction of a nationwide system of waste fluorescent lamps, It has been avoiding the risk of mercury pollution, and in 2001, it had now recycled waste fluorescent lamps in excess of 2 million throughput, now more than 30 million.
한편, 폐형광등을 비롯한 수은 함유 폐기물로부터 수은을 회수 처리하는 방안과 관련된 종래기술로서 등록특허 제0417473호 및 제1244749호를 들 수 있는데, 구체적으로 폐형광등의 교체작업에서 현장에서 파쇄하여 그 파쇄처리된 형광등 잔해들을 수거하는 폐형광등 파쇄기 또는 수은증기가스의 분리추출 효율이 증진되는 구조로 이루어진 폐형광등 처리시스템의 수은증기가스 분리추출장치를 제공한다.On the other hand, as a conventional technique related to a method for recovering mercury from a mercury-containing waste including a waste fluorescent lamp, JP-A-0417473 and JP-A-1244749 can be mentioned. Specifically, in the replacement work of waste fluorescent lamps, A waste fluorescent lamp crusher for collecting fluorescent lamp debris, and a structure for enhancing efficiency of separation and extraction of mercury vapor gas.
그러나, 상기 종래기술은 수은이 함유된 폐기물의 단순한 파쇄 과정 또는 복합혼합가스로부터 수은가스만을 선택적으로 포집하는 방안을 제공하지만, 수은 함유 폐기물에 대한 파쇄, 열처리, 전기분해, 집진, 증류, 배가스처리 등을 포함하는 전체적으로 일원화된 처리 공정 방안에 대해서는 마련되어 있지 않다는 점에서 문제가 있다.However, the above-mentioned prior art provides a method of selectively collecting only mercury gas from a simple crushing process or a mixed gas of mercury-containing waste, but the present invention is not limited to crushing, heat treatment, electrolysis, dust collection, distillation, There is a problem in that it is not provided for the whole unified processing process including the above-mentioned process.
이에, 본 출원인은 상술한 문제점을 해결하기 위해 2014년 4월에 폐기물로부터 수은을 회수할 수 있도록 한 [폐기물로부터의 수은 회수 공정. 등록특허 10-1542001]과 관련된 기술을 출원 및 등록받은 바 있다.In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant has proposed a method for recovering mercury from wastes in April 2014 [a process for recovering mercury from wastes. Patent No. 10-1542001] has been filed and registered.
따라서, 고상 및 반고상 폐기물을 액상 수은 함유 폐기물로부터 분리하여 전처리 공정을 진행하고 수은 회수공정도 폐기물의 형태에 따라 별개적으로 진행함으로써 결과적으로 고순도의 수은을 회수할 수 있게 되었다.Accordingly, the solid and semi-solid wastes are separated from the liquid mercury-containing wastes and subjected to the pretreatment process, and the mercury recovery process is also carried out separately according to the type of waste, resulting in high purity mercury recovery.
그러나, 상술한 폐기물로부터의 수은 회수 공정기술은 고순도의 수은을 효율적으로 회수할 수 있는 장점이 있으나, 배가스를 처리하는 과정에서 수은에 의해 활성탄의 흡착능력이 감소되면서 이를 폐기해야 하는 단점이 있으며, 그로 인해 회수에 따른 전반적인 회수비용이 증가하는 단점이 있다.However, the mercury recovery process from the above-mentioned waste has an advantage of efficiently recovering high-purity mercury, but it has disadvantages in that the adsorption capacity of activated carbon is reduced by mercury in the process of treating exhaust gas, Which leads to an increase in the overall recovery cost due to the recovery.
따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있는 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치를 강구하게 되었다. Accordingly, the present applicant has found an activated carbon regeneration apparatus for use in the mercury recovery process from wastes, which can solve the conventional problems as described above.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐기물로부터의 수은 회수시 파과된 활성탄을 재생 및 세척할 수 있도록 함으로써, 수은을 탈착시켜 활성탄의 흡착능력을 회복하도록 하여 활성탄을 장시간 사용할 수 있도록 하는 등 수은 회수에 따른 운전시간을 연장할 수 있도록 한 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치의 제공을 목적으로 한다.According to an embodiment of the present invention, activated carbon recovered from waste can be regenerated and cleaned when mercury is recovered from the waste, thereby recovering the adsorption capacity of activated carbon by desorbing mercury, thereby enabling the activated carbon to be used for a long time. Which is used in a mercury recovery process from a waste that can extend the operating time of the activated carbon.
본 발명은 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수은이 함유된 폐기물을 고상 또는 액상 폐기물로 분리하여 전처리하는 전처리단계와, 상기 전처리단계를 거친 폐기물에 대하여 열처리를 통해 수은을 회수하는 수은 회수단계와, 상기 수은 회수단계에서 발생된 중간 폐기물에 대하여 기설정된 기준 수은 함유 농도의 초과 여부를 판단하는 수은 함량 판단단계와, 상기 수은 회수단계에서 발생한 수은 함유 배가스에 대한 정제를 실시하는 수은 정제단계, 및 상기 수은 정제단계를 거친 배가스에 대하여 미량의 수은을 제거하는 배가스 처리단계를 포함하되, 상기 배가스 처리단계는 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed가 설치된 활성탄 흡착탑이 적어도 2기 이상 병렬구조로 설치되어, 1기씩 교번되게 운영되어 배가스를 처리하는 것으로, 상기 흡착탑은, 전기로로 이루어진 하우징과, 상기 하우징의 내벽에 설치되는 제1활성탄과, 상기 제1활성탄의 내측에 상기 제1활성탄보다 작은 직경을 갖도록 설치되는 제2활성탄과, 상기 제2활성탄 내에 회전가능하게 설치되며 내부에 중공을 갖는 교반날과, 상기 하우징의 외측에 설치되어 상기 교반날을 회전시킬 수 있도록 한 교반모터와, 상기 교반날에 운반가스를 투입할 수 있도록 한 가스투입부를 포함하는 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치가 제공된다.An activated carbon recycling apparatus for use in a mercury recovery process from waste is disclosed. According to an embodiment of the present invention, there is provided a mercury recovery method comprising: a pretreatment step of separating waste containing mercury into solid phase or liquid waste and pretreating the waste; a mercury recovery step of recovering mercury through heat treatment of the waste subjected to the pretreatment step; A mercury content determination step of determining whether the intermediate waste generated in the recovery step exceeds a preset reference mercury-containing concentration, a mercury purification step of purifying the mercury-containing flue gas generated in the mercury recovery step, Wherein the step of treating the flue gas comprises the step of arranging at least two activated carbon adsorption towers equipped with an ACI Bed or a sulfur adsorbing carbon bed in a parallel structure to remove a trace amount of mercury to the flue gas passed through the step And the flue gas is treated by the adsorption tower, A second activated carbon provided inside the first activated carbon so as to have a diameter smaller than that of the first activated carbon; a second activated carbon which is rotatably installed in the second activated carbon, A stirring motor provided on the outer side of the housing for rotating the stirring blade and a gas inlet for injecting a carrier gas into the stirring blade, There is provided an activated carbon regeneration apparatus to be used.
본 발명의 실시예들은 수은 정제공정을 통해 발생된 가스의 안전한 배출을 위해 행하는 배가스 처리 공정시 배가스를 처리하는 활성탄 흡착탑을 병렬구조로 설치한 후, 1기는 배가스에 포함된 수은을 흡착하도록 하고, 나머지 1기는 대기상태를 유지하다 배출되는 배가스의 수은 농도가 증가하는 시점인 파과점에서 대기상태의 흡착탑으로 배가스의 흐름이 전환되도록 하는 등 흡착탑을 교번되게 사용함으로써, 활성탄의 재생 및 세척과정을 통해 흡착능력을 회복하여 활성탄을 장기간 사용할 수 있다.In the embodiments of the present invention, the activated carbon adsorption columns for treating the exhaust gas during the flue gas treatment process performed for the safe discharge of the gas generated through the mercury purification process are installed in a parallel structure, the first group adsorbs the mercury contained in the flue gas, The remaining 1 unit is maintained in the standby state. The adsorption tower is alternately used to switch the flow of the exhaust gas to the adsorption tower in the atmospheric state at the breaking point, which is the point at which the mercury concentration of the discharged exhaust gas increases. The adsorbing ability is restored and activated carbon can be used for a long time.
도 1은 폐기물로부터의 수은 회수 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치를 이용한 활성탄 재생공정 모식도이다.1 is a view schematically showing a mercury recovery process from waste.
FIG. 2 is a schematic view of an activated carbon recycling apparatus used in a mercury recovery process from waste according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a schematic view illustrating an activated carbon regeneration process using an activated carbon recycling apparatus used in a mercury recovery process from waste according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to the drawings, a method for regenerating activated carbon for use in a mercury recovery process from waste according to embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생방법은 기 등록된 폐기물로부터의 수은 회수 공정시 배가스를 처리할 수 있도록 한 활성탄 흡착탑을 병렬구조로 설치한 후 이를 교번되게 사용하도록 하되, 사용된 활성탄 흡착탑은 전기로를 이용하여 활성탄을 재생 및 세척하고, 세척시 발생되는 가스는 수은 정제 공정으로 이송되도록 함으로써, 수은 회수 공정에서 사용되는 활성탄의 수명을 연장시켜 장기간 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The activated carbon recovery method used in the mercury recovery process from the waste according to an embodiment of the present invention is characterized in that the activated carbon adsorption towers for treating the exhaust gas during the mercury recovery process from previously registered wastes are installed in a parallel structure, The active carbon adsorption tower used is used to regenerate and clean activated carbon using an electric furnace and to transfer the generated gas to the mercury refining process so that the lifetime of the activated carbon used in the mercury recovery process is prolonged so that it can be used for a long period of time .
우선, 폐기물로부터의 수은 회수 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 수은이 함유된 폐기물을 고상 또는 액상 폐기물로 분리하여 전처리하는 전처리단계(S110)와, 상기 전처리단계(S110)를 거친 폐기물에 대하여 열처리를 통해 수은을 회수하는 수은 회수단계(S120)와, 상기 수은 회수단계(S120)에서 발생된 중간 폐기물에 대하여 기설정된 기준 수은 함유 농도의 초과 여부를 판단하는 수은 함량 판단단계(S130)와, 상기 수은 회수단계(S120)에서 발생한 수은 함유 배가스에 대한 정제를 실시하는 수은 정제단계(S140), 및 상기 수은 정제단계(S140)를 거친 배가스에 대하여 미량의 수은을 제거하는 배가스 처리단계(S150)를 포함한다.First, as shown in FIG. 1, the mercury recovery process from the waste comprises a pretreatment step (S110) for separating the mercury-containing waste into solid or liquid waste and pretreatment (S110), and a pretreatment step A mercury recovery step S120 for recovering mercury through heat treatment, a mercury content determination step S130 for determining whether a predetermined reference mercury-containing concentration is exceeded for the intermediate waste generated in the mercury recovery step S120, A mercury refining step S140 for refining the mercury-containing flue gas generated in the mercury recovery step S120 and a flue gas treatment step S150 for removing a trace amount of mercury to the flue gas having been subjected to the mercury refining step S140, .
상기 전처리단계(S110)는 수은 함유 폐기물의 투입이나 전처리를 용이하게 하기 위한 공정으로서, 고상 및 반고상 수은 함유 폐기물의 경우는 파쇄 또는 분쇄 등의 공정을 진행하며, 액상 수은 함유 폐기물의 경우는 혼합, 중화, 침전 등의 공정을 진행한다,The pretreatment step (S110) is a step for facilitating the input or pretreatment of mercury-containing wastes. In the case of solid-state and semi-solid mercury-containing wastes, the process such as crushing or grinding is carried out. In the case of liquid mercury- , Neutralization, precipitation, etc.,
수은 회수단계(S120)는 폐기물로부터 수은을 회수하는 공정으로서, 고상 및 반고상 수은 함유 폐기물은 수은을 회수하기 위한 수은 증기 회수 기술을 갖춘 로터리 킬른이나 다단로 공정을 통해서 로스팅 및 레토르팅 공정을 진행한다. 이때 수은 함유 폐기물을 열적으로 처리하는 경우에 600℃ 내지 800℃ 온도 조건의 열처리로에서 진행되며, 상기 열처리로 시설은 외부로 수은 증기의 유출을 방지하기 위하여 음압조건에서 운영되도록 한다.The mercury recovery step (S120) is a process for recovering mercury from wastes. Solid and semi-solid mercury-containing wastes are subjected to a roasting and retorting process through a rotary kiln or multi-stage process with mercury vapor recovery technology for recovering mercury Go ahead. At this time, when the mercury-containing waste is thermally treated, the heat treatment furnace is operated at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C., and the heat treatment facility is operated under a negative pressure condition to prevent the outflow of mercury vapor to the outside.
또한, 액상 수은 함유 폐기물은 전기분해 공정을 진행하여 수은을 회수하는 공정을 진행한다. Further, the liquid mercury-containing waste is subjected to the electrolysis process to recover the mercury.
수은 함량 판단단계(S130)는 상기 수은 회수단계(S120)를 통해 분해된 폐기물의 수은 함량 기준 초과여부를 판단할 수 있도록 한 단계이다.The mercury content determination step (S130) is a step for determining whether the mercury content of the decomposed waste is exceeded by the mercury recovery step (S120).
여기서 고상 및 반고상 수은 함유 폐기물의 경우 수은 회수 공정에서 로터리 킬른 같은 가열로를 이용한 열적처리를 진행하면, 수은뿐만 아니라 유기성 물질들이 포함된 휘발성이 강한 금속이 로스팅 및 다른 열적처리 공정을 거치는 동안 대기로 누출될 수 있으므로 이러한 물질들은 투입폐기물로부터 배가스나 비산재로 이동되게 된다.Here, in the case of solid and semi-solid mercury-containing wastes, if a thermal treatment using a heating furnace such as a rotary kiln is carried out in a mercury recovery process, a volatile metal containing organic substances as well as mercury is subjected to roasting and other thermal treatment processes , These materials are transferred from the input waste to ship or fly ash.
또한, 액상 함유폐기물로부터 1차적으로 분해된 수은 함유물질의 경우는 전기분해를 통하여 수은 회수공정이 진행되는데, 액상 폐기물에서 회수한 수은 이외의 잔류물이 발생하게 된다. 즉, 수은 이외의 잔류물인 고형 부산물이 발생된다.In addition, in the case of the mercury-containing material primarily decomposed from the liquid-containing waste, the mercury recovery process proceeds through electrolysis, and residues other than the mercury recovered from the liquid waste are generated. That is, solid by-products, which are residues other than mercury, are generated.
따라서, 고상 및 반고상 수은 함유 폐기물에서 입수된 수은 함유물질 및 액상 수은 함유 폐기물에서 입수된 고형 부산물은 모두 열처리 과정을 거치면서 수은이 제거된 비산재 및 잔류물 등의 중간 폐기물이 발생하고, 상기 비산재 및 잔류물 등의 중간 폐기물의 수은 함량 기준 초과여부를 판단하는 것이다.Accordingly, all of the solid by-products obtained from the mercury-containing substance and the liquid mercury-containing waste obtained from the solid-state and semi-solid mercury-containing wastes are subjected to the heat treatment process to generate the intermediate waste such as the fly ash and the residue from which the mercury is removed, And the residual of mercury in the intermediate wastes.
이때, 중간 폐기물은 기설정된 수은 함유 기준치를 초과하였을 경우 열적처리를 통한 수은회수 공정에 재투입하게 되며 기준치를 만족하였을 경우 무 수은 폐기물로써 분류되어 처분하게 된다.At this time, the intermediate wastes are re-injected into the mercury recovery process through the thermal treatment when the predetermined mercury content standard value is exceeded, and when the standard value is satisfied, they are classified as mercury-free waste and disposed of.
수은 정제단계(S140)는 상기 수은 회수단계(S120)에서 발생한 수은 함유 배가스를 증류공정을 통해 정제시키는 단계이다.The mercury purification step (S140) is a step of refining mercury-containing flue gas generated in the mercury recovery step (S120) through a distillation step.
즉, 상술한 열적 처리를 통한 수은 회수 공정에서 발생한 수은을 함유한 배가스와 비산재는 배필터와 사이클론 등을 포함한 집진 설비를 통과하게 된다. 백필터에서 제어된 비산재 중 입자상 물질을 샘플로 수집하여 수은 함량기준 초과여부를 판단한 뒤 수은 회수공정으로의 재투입 또는 처분을 결정하게 되며, 배가스의 경우 응축공정을 거쳐 증류공정으로 투입된다.That is, the mercury-containing flue gas and flyash generated in the mercury recovery process through the above-described thermal treatment pass through the dust collecting apparatus including the flue filter and the cyclone. The particulate matter in the fly ash controlled by the bag filter is collected as a sample to judge whether or not the mercury content exceeds the mercury content criterion, and the re-input or disposal to the mercury recovery process is determined. In the case of the flue gas, the flue gas is subjected to the condensation process and the distillation process.
또한, 응축 공정의 경우 수은 증기는 직접적으로 응축기로 보내지며 냉각장치로부터 공급되는 열교환기의 10℃ 이하의 냉각수에 의해 냉각되도록 함으로써, 수은 함유 배가스를 정제시킨다.Further, in the case of the condensation process, the mercury vapor is directly sent to the condenser, and the mercury-containing flue gas is purified by allowing the cooling water to cool by the cooling water of 10 ° C or less of the heat exchanger supplied from the cooling device.
한편, 전기분해를 통한 수은 회수 공정에서 회수된 수은의 경우도 증류 공정으로 투입된다. 즉, 수은의 정제를 위하여 증류 공정을 진행하게 되며, 수은이 외부환경으로 유출되는 것을 방지하기 위하여 최종가스를 배출하기 이전에 배가스 처리단계(S150)를 거치게 된다.On the other hand, the mercury recovered in the mercury recovery process through electrolysis is also supplied to the distillation process. That is, a distillation process is performed to purify the mercury. In order to prevent the mercury from leaking to the external environment, the exhaust gas is subjected to an exhaust gas treatment step (S150) before discharging the final gas.
배가스 제거단계(S150)는 상술한 수은 정제단계(S140)를 통해 발생된 가스를 환경적으로 안전한 최종배출을 위하여 진행하는 단계로서, ACI(활성탄 분무 여과, Activated Carbon Injection) 및 황점착 Carbon Bed 공정은 파우더 형태의 활성탄을 주입한 상태에서 수은 등 기타 오염물질을 흡착시키는 단계이다.The flue gas removing step S150 is a step of advancing the gas generated through the mercury refining step S140 described above for the environmentally safe final discharging. The flue gas removing step S150 includes an ACI (Activated Carbon Injection) Is a step of adsorbing other contaminants such as mercury in the state of injecting powdered activated carbon.
일반적으로 황점착 활성탄 및 요오드첨착 활성탄은 일반 활성탄에 비하여 가스상 수은의 흡착에 고효율을 갖는다.In general, sulfur-activated activated carbon and iodine-impregnated activated carbon have higher efficiency in adsorption of gaseous mercury compared to general activated carbon.
따라서, 배가스의 최종배출 전 증류 공정에서 발생된 배가스에 포함된 미량의 수은을 제거하도록 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed가 설치된 활성탄 흡착탑을 통과시켜 잔류할 가능성이 있는 미량의 수은을 제거하는 공정을 진행한다.Therefore, in order to remove the trace amount of mercury contained in the exhaust gas generated in the final pre-discharge process of the flue gas, an ACI Bed or a sulfur adsorbing carbon bed is passed through an activated carbon adsorption tower to remove a trace amount of mercury do.
이때, 배출되는 미량 수은 증기의 제어를 위하여 사용된 활성탄은 수은 함유 폐기물로써 분류된다. 이를 지정 폐기물로써 처분하는 것이 아니라 본 특허에서 기술한 열적처리공정으로 투입하여 수은을 탈착시킨 후, 수은을 제거하여 처분할 수 있다.At this time, activated carbon used for controlling the discharged trace mercury vapor is classified as mercury-containing waste. Instead of disposing it as a designated waste, it is possible to remove the mercury after the mercury is desorbed by putting it into the thermal treatment process described in this patent and then disposing it.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 배가스 처리단계(S150)시 사용하는 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed의 흡착능력을 회복시켜 운전시간을 연장할 수 있도록 하는 활성탄 재생 및 세척공정을 더 포함할 수다.In addition, an embodiment of the present invention may further include an activated carbon regeneration and washing process for recovering the adsorption capacity of the ACI Bed or sulfur adsorbing carbon bed used in the flue gas treating step (S150) to extend the operation time .
즉, 상기 배가스 처리단계(S150)시 사용된 활성탄을 재생 및 세척을 통해 활성탄을 오랜기간 사용하도록 할 수 있다.That is, the activated carbon used in the flue gas treatment step (S150) can be used for a long period of time through regeneration and washing.
구체적, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 배가스 처리단계(S150) 시에 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed 등이 설치된 활성탄 흡착탑을 병렬구조로 설치할 수 있다. 즉, 활성탄 흡착탑을 적어도 2개 이상 설치한 후 1기씩만 운전하도록 제어할 수 있다.Specifically, in one embodiment of the present invention, an activated carbon adsorption tower having an ACI bed or a sulfur-adsorbing carbon bed may be installed in parallel in the flue gas treatment step (S150). That is, at least two activated carbon adsorption towers can be installed and controlled to operate only one.
예컨데, 복수개의 흡착탑 중 1기는 운영하고, 나머지 흡착탑은 준비상태를 유지하다 운영중인 흡착탑에서 최종처리후 배출되는 배가스의 수은 농도가 증가하는 시점인 파과점에서 준비상태의 흡착탑으로 배가스 흐름을 전환되도록 할 수 있으며, ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed 등과 같은 활성탄이 파과된 흡착탑은 활성탄을 재생 및 세척할 수 있다.For example, one of a plurality of adsorption columns is operated, and the remaining adsorption columns are maintained in a ready state. At the break point, which is the point at which the concentration of mercury in the exhaust gas discharged after the final treatment in the operating adsorption tower increases, And an adsorption tower in which activated carbon such as ACI Bed or sulfur adsorbing carbon bed is broken can regenerate and clean activated carbon.
이에 본 발명의 일 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 활성탄 흡착탑을 포함하도록 구성하며, 각각의 활성탄 흡착탑(100)은 전기로로 이루어진 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내벽에 설치되는 제1활성탄(120)과, 상기 제1활성탄(120)의 내측에 상기 제1활성탄(120)보다 작은 직경을 갖도록 설치되는 제2활성탄(130)과, 상기 제2활성탄(130) 내에 회전가능하게 설치되며 내부에 중공을 갖는 교반날(140)과, 상기 하우징(110)의 외측에 설치되어 상기 교반날(140)을 회전시킬 수 있도록 한 교반모터(150)와, 상기 교반날(140)에 운반가스를 투입할 수 있도록 한 가스공급부(160)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the activated
하우징(110)은 내부에 수용공간을 갖도록 형성되며 하부에는 배가스가 유입될 수 있도록 한 유입구(112)가 형성되고, 상부에는 정제된 배가스가 배출될 수 있는 배출구(114)가 형성된다.The
이때, 상기 하우징(110)은 내부에 전기로가 설치된다. 즉, 활성탄(120,130)의 재생 및 세척을 열적인 방법을 사용하여 세척할 수 있도록 한 것으로, 온도는 350℃에서 400℃로 승온할 수 있도록 한다.At this time, an electric furnace is installed in the
또한, 상기 하우징(110)의 내벽에는 제1활성탄(120)이 설치된다. 상기 제1활성탄(120)은 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed를 사용할 수 있다. The first activated
또한, 상기 제1활성탄(120)의 내측에는 상기 제1활성탄(120)보다 직경이 작은 제2활성탄(130)이 설치된다. 제2활성탄(130)은 제1활성탄(120)과 동일하게 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed로 이루어지며, 제1활성탄(120)과 소정거리 이격되게 배치된다.A second activated
교반날(140)은 복수개의 프레임이 격자 형태로 연통되게 이루어진 것으로, 각각의 프레임 내부에는 중공을 갖도록 형성하여 운반가스가 유동될 수 있도록 한다. 이때, 상기 교반날(140)은 상술한 전기로에 의해 열적 피해를 입지 않도록 열적내구성이 높은 SUS(스테인레스)재질로 형성하는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 교반날(140)을 이루는 복수개의 프레임 양 끝단에는 운반가스가 분산될 수 있게 메쉬망(141) 또는 버블캡(142)을 설치할 수 있다. A
즉, 파과된 활성탄(120,130)의 재생 및 세척과정 중 가스가 발생되는데 이때, 수은이 포함된 상기 가스를 수은 정제단계(S140)의 냉각장치로 이송하여 급냉시킴으로써 가스에 포함된 수은을 회수하여야 한다. 그러나, 가스의 흐름이 원활하게 진행되지 않기 때문에 이를 원활하게 흐를 수 있도록 별도의 운반가스를 공급하고 있다. That is, during the regeneration and washing process of the broken activated
이때, 상기 운반가스가 하우징(110) 내에 분산되도록 함으로써, 수은이 포함된 가스를 효과적으로 운반될 수 있도록 각 프레임의 끝단에는 메쉬망(141) 또는 버블캡(142)을 설치할 수 있으며, 상기 메쉬망(141)은 격자 형태로 복수개의 통공이 형성되도록 함으로써, 운반가스가 분산될 수 있도록 하고, 상기 버블캡(142)의 경우에는 프레임의 끝단에 삼각형상의 캡을 설치하여 운반가스가 배출되는 방향을 하우징(110)의 중심으로 향하도록 할 수 있다.At this time, the carrier gas is dispersed in the
교반모터(150)는 상기 하우징(110) 내에 설치되는 교반날(140)을 회전시켜 교반날(140) 내부로 유동되는 운반가스의 분산효과를 극대화시킬 수 있도록 한 것이다. 상기 교반모터(150)는 상기 하우징(110)의 외측에서 샤프트를 통해 상기 하우징(110) 내의 교반날(150)과 연결될 수 있다.The
이때, 상기 교반모터(150)는 활성탄(120,130)의 마모를 최소화하기 위해 활성탄(120,130)의 재생시간에만 간헐적으로 구동되어 상기 교반날(140)을 회전시며, 교반 속도는 1분에 360˚로 회전할 수 있도록 한다.At this time, the stirring
가스공급부(160)는 상술한 운반가스를 공급할 수 있도록 한 것으로, 상기 교반모터(150)를 통해 상기 교반날(140) 내로 운반가스를 공급할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 운반가스를 질소(N₂)를 사용한다.The
즉, 상기 가스공급부(160)에서 교반모터(150)를 통해 운반가스인 질소를 공급하여 세척 및 재생시 발생하는 수은이 포함된 가스를 도 3에 도시된 바와 같이, 수은 정제단계(S140)로 이동시켜 상기 수은 정제단계(S140)에서 냉각장치를 이용하여 냉각시킴으로써, 추가적인 수은의 회수가 가능하다.That is, nitrogen, which is a carrier gas, is supplied from the
이때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 가스공급부(160)에서 공급되는 운반가스와 재생 및 세척시 발생되는 수은이 포함된 가스를 상기 수은 정제단계(S140)로의 이동을 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 펌프(162)를 설치할 수도 있다.At this time, in an embodiment of the present invention, the gas containing the carrier gas supplied from the
즉, 펌프(162)를 구동시켜 상기 하우징(110) 내의 가스들을 상기 수은 정제단계(S140)로 유입되도록 할 수 있다. That is, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치는 배가스를 최종처리할 수 있는 활성탄 흡착탑(100)을 병렬로 설치한 후 상기 활성탄 흡착탑(100)을 1기씩만 운전할 수 있도록 하는 동시에 사용한 흡착탑(100)은 재생 및 세척과정을 거치도록 함으로써, 활성탄의 흡착능력을 회복시켜 장기간 사용할 수 있다.Therefore, in the activated carbon recycling apparatus used in the mercury recovery process from the waste according to the embodiment of the present invention, the activated
이때, 상기 흡착탑(100)의 하우징(110) 내의 활성탄(120,130)은 전기로의 가동을 통해 열적인 방법으로 재생 및 세척되며, 온도는 350~400℃가 적당하며, 온도의 유지시간은 10~30분으로 한다 At this time, the activated
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치는 활성탄 흡착탑(100)을 병렬구조로 설치한 후 교번되게 사용함으로써, 파과된 활성탄을 재생 및 세척할 수 있도록 하여 운전시간을 연장할 수 있는 등 오랜기간 사용할 수 있으며, 그로 인한 자재비를 절감할 수 있다.As described above, the activated carbon recovery apparatus used in the mercury recovery process from the waste according to the present invention can be used to regenerate and clean broken activated carbon by installing the activated
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 흡착탑
110 : 하우징
120 : 제1활성탄
130 : 제2활성탄
140 : 교반날
141 : 메쉬망
142 : 버블캡
150 : 교반모터
160 : 가스공급부
S110 : 전처리단계
S120 : 수은 회수단계
S130 : 수은 함량 판단단계
S140 : 수은 정제단계
S150 : 배가스 처리단계100: adsorption tower
110: Housing
120: First activated carbon
130: Second activated carbon
140: stirring blade
141: mesh network
142: bubble cap
150: stirring motor
160: gas supply unit
S110: preprocessing step
S120: mercury recovery step
S130: mercury content determination step
S140: mercury purification step
S150: Flue gas treatment step
Claims (7)
상기 배가스 처리단계(S150)는 ACI Bed 또는 황점착 Carbon Bed가 설치된 활성탄 흡착탑(100)이 적어도 2기 이상 병렬구조로 설치되어, 1기씩 교번되게 운영되어 배가스를 처리하는 것으로,
상기 흡착탑(100)은,
전기로로 이루어진 하우징(110)과,
상기 하우징(110)의 내벽에 설치되는 제1활성탄(120)과,
상기 제1활성탄(120)의 내측에 상기 제1활성탄(120)보다 작은 직경을 갖도록 설치되는 제2활성탄(130)과,
상기 제2활성탄(130) 내에 회전가능하게 설치되며 내부에 중공을 갖는 교반날(140)과,
상기 하우징(110)의 외측에 설치되어 상기 교반날(140)을 회전시킬 수 있도록 한 교반모터(150)와,
상기 교반날(140)에 운반가스를 투입할 수 있도록 한 가스공급부(160)를 포함하는 폐기물로부터의 수은 회수 공정에 사용되는 활성탄 재생장치.(S110) for separating the mercury-containing waste into solid or liquid waste and pretreating the mercury-containing waste, a mercury recovery step (S120) for recovering mercury through heat treatment of the waste having passed through the pretreatment step (S110) A mercury content determination step (S130) for judging whether a predetermined reference mercury-containing concentration is exceeded with respect to the intermediate waste generated in the recovery step (S120); and a mercury-containing flue gas purification step performed in the mercury recovery step (S120) And a flue gas treatment step (S150) for removing a trace amount of mercury from the flue gas passed through the mercury purification step (S140)
In the exhaust gas treatment step S150, at least two activated carbon adsorption towers 100 equipped with an ACI Bed or a sulfur adsorbing carbon bed are installed in a parallel structure, and the exhaust gas is operated alternately one by one,
The adsorption tower (100)
A housing 110 made of an electric furnace,
A first activated carbon 120 installed on the inner wall of the housing 110,
A second activated carbon 130 installed inside the first activated carbon 120 to have a smaller diameter than the first activated carbon 120,
A stirring blade 140 rotatably installed in the second activated carbon 130 and having a hollow therein,
A stirring motor 150 installed on the outer side of the housing 110 to rotate the stirring blade 140,
And a gas supply unit (160) for supplying a carrier gas to the stirring blade (140).
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