KR0132718B1 - 연소개스류의 정화장치 - Google Patents

Abstract

특히 탈질화에 이어서 근소한 양의 암모니아를 함유하는 연소개스류의 정화의 경우에는 이 미량재료는 비산회분과 함께 또는 이 연소개스 세척으로부터 배출된 세척수와 함께 환경에 들어오지 않도록 조심하지 않으면 안된다. 공지된 방법의 경우에는 상기의 세척수는 건조분리기 이전에 암모니아의 상당한 분리 후에 연소개스류에 분사되며 그 안에서 증발되고 그 결과로 폐수가 외부로 방출되지 않았다.

이 비산화분은 허용한 계치가 유지될 정도로 암모늄 함량을 감소시키기 위하여 추가적인 처리를 당하였다.

이 발명에 의하여는 폐수없이 작업하는 방법이 주어졌으며 이 방법의 경우에는 건조분리기내에 발생하는 비산회분의 암모니아 함량은 이 비산화분이 후처리 없이도 이용가능하거나 저장할 수 있도록 그렇게 낮은 것이다. 이것은 세척기로부터 배출되고, 암모니아로부터 상당히 자유롭게 된 폐수가 연소개스류에의 분사 전에 12 내지 13의 PH치로 가져와지는 것에 의하여 이루어진다.

이 발명은 특히 쓰레기 연소시설의 연소개스의 정화를 위하여 적합하다.

Description

연소개스류의 정화장치

이 발명은 특허청구범위 제 1항의 상위개념에 따르는 연소개스류의 정화를 위한 방법에 관한 것이다.

질소산화물을 함유하는 연소개스 또는 다른 폐개스의 정화의 경우에 단지 암모니아 또는 요소와 같은 암모니아-담체가 질소산화물 감소를 위하여 첨가되어졌다. 질소산화물과의 암모니아에 대한, 상기 방법의 기술적-경제적인 실시를 위하여 필요한 반응은 약 200내지 400℃ 사이의 낮은 온도의 경우에 촉매제의 투입에 의하여 행하여진다(SCR-프로세스). 1000℃주위의 높은 온도의 경우에 이 반응은 개스상에서 촉매적으로는 진행하지 않는다(SNCR-프로세스).

그러나 특히 SNCR-프로세스의 경우에는 반응되지 않은 다소 큰 비율의 암모니아가 연소개스류에 남아있다.

폐개스중의 암모니아 잔여분은 역시 침전스럿지등의 불완전한 연소에 의하여 발생할 수 있다.

이 경우에는 암모니아 소오스와는 무관하게 상기의 희유재료를 가지고 뒤따르는 연소개스정화의 부담 문제가 일어난다. 이것이 비산하는회분 또는 폐수와 함께 환경에 영향을 주지 않도록 조심해야 한다. 암모니아를 첨가하면서 연소개스를 촉매적으로 탈질화하며 그리고 냉각 후에 세척단계에서 정화하는 것이 DE-OS 35 25 770으로 부터 공지되어있다. 세척단계로부터는 암모니아 이외에 중금속염 그리고 칼슘 썰페이드 및 칼슘클로라이드의 높은 농도를 포함하는 폐수가 제거된다.

나머지 불순물의 침전후에 암모니아 함유의 수분은 11내지 12의 PH치로 가져와지며 더운 공기가 유입되어지는 분사탑시설내에서 분무된다. 이것으로 인하여 암모니아는 환경에 영향을 주지 않는 잔여농도까지 폐수로부터 제거된다. 배기된 폐수는 하수로속으로 안내된다. 이 축출된 암모니아는 수증기로 포화된 추진공기와의 혼합으로 재사용을 위하여 연소개스흐름에 되돌려 보내진다.

EP-A2-0264 041에 따라서 연소개스흐름은 촉매하 또는 비촉매하에서 탈질화후에 습식세척을 당한다. 암모니아 및 암모늄으로 부화된 세척수의 PH치는 10이상으로 올려진다. 다음에 암모니아는 세척수내로 도입된 공기에 의하여 몰아내어진다. 이 방법에서는 처음에 말한 방법과 마찬가지로 폐수를 발생시킨다. 이 폐수의 암모니아 함량이 허용한계치를 넘지 않는것을 보증하기 위하여 암모니아의 축출을 위하여 양 경우에는 높은 기술적인 비용이 필요하다.

이제까지 말한 단계들은 탈질화후에 연소개스중에 남아있는 암모니아의 상당한 부분이 부분적으로는 연소개스류와 동반하였던 비산화분 입자의 표면에서 흡수되며, 부분적으로는 이산화유황, 삼산화유황 그리고 염화수소와 같은 산성개스의 연소개스에 함유된 미량성분과 함께 약 130℃ 및 230℃사이의 온도범위에서 암모늄염을 형성하며, 이 암모늄염은 비산회분과 함께 분리된다. 비산회분의 상기한 종류의 암모니아잔사 함량은 이 비산회분이-예를들면 건축재료산업에서의 첨가재료로서의-사용에도 공급될 수 없고 저장될 수도 없을 만큼 높을 수 있다.

DE-OS 35 26 756호는 연소개스에게 연소개스의 질소산화물 함량의 선택적인 환원 목적을 위하여 혼합되어져있는 연소개스의 비산회분으로부터의 암모니아잔사의 분리를 포함한다. 이 비산회분은 와류층에서 또는 소용돌이치는 선회회동흐름에서 더운 공기로 처리된다. 고체재료의 분리 후에는 암모니아로 부화된 공기가 연소개스흐름에 복귀된다. 그러나 이 공보는 비산회분의 분리 후에 개스형태의 혼합물로서 연소개스흐름에 남아있는 암모니아를 포함하지 않는다.

이 발명은 EP-B1-0309 742에 기재되어 있는 방법과 그리고 제 2도 또는 제 3도에 따르는 방법 변형으로부터 시작한다. 상기의 방법의 변형의 경우에는 질소산화물의 선택적인 비촉매성의 환원을 목적으로 보일러의 내부에서 연소개스흐름에게 암모니아가 혼합된다. 슬립(slip)으로서 동반된 개스형태의 암모니아는 비산회분의 건식 분리 후에 산성 세척 용액으로 세척되며, 그 결과로 연돌로부터 대기중으로 도달하고 있는 연소개스흐름은 실제로 암모니아가 없다. 연소개스 세척기의 순환액으로부터 분기되어 나온 암모니아함유의 세척용액은 염기성용액의 첨가에 의하여 적어도 10, 바람직하게는 10.5이상의 PH치가 되었다. 상기의 PH치 및 적어도 60℃의 온도의 경우에 암모늄은 이용액으로부터 개스형태의 암모니아가 되며 그리고 탈질화 단계로 재순환된다. 그렇게 처리된 세척수는 건조분리로부터 상류로 완전히 연소개스 흐름속으로 분사되어지며 그 안에서 증발된다. 그래서 폐수는 이 방법의 경우에 외측을 향하여는 방출되지 않는다. 이것은 세척수로부터 암모니아의 축출이 적은 비용으로 수행되어 질 수 있다는 큰 장점을 가진다. 즉 재순환 세척수중의 암모니아 중에서 있을 수도 있는 나머지 부분은 유해하지 않은데 왜냐하면 이것은 다음단계에서 습식세척에서 다시 분리되기 때문이다. 건조분리에서 발생하고 있는 비산회분은 그 안에 포함된 암모니아 화합물들을 축출하기 위하여 연료개스로서 직접가열 또는 간접적인 열처리를 한다. 하나의 다른 방법 변형의 경우(제4도)에 암모니아 화합물은 산의 수용액을 가지고 비산회분으로 부터 추출되어진다. 이와 같은 방법으로 회수된 암모니아는 마찬가지로 탈질화를 위하여 재순환된다.

이 발명은 하나의 방법에서 분리하고 있는 비산회분의 암모니아함량이, 비산회분이 후처리 없이 이용가능하거나 저장할 수 있을 만큼 낮은, 특허 청구범위 제 1항의 상위개념에 따라서 폐수없이 작업하고 있는 방법을 창안하는 과제를 기초로 하고 있다.

상기의 과제는 이 발명에 따라서 청구범위 제 1항의 특징부의 특징에 의하여 해결된다.

이 발명의 작용방식은 다음과 같은 선행기술의 배경에서 이해할 수 있다: 이 발명이 출발하는 방법에서 분사식건조기내에 형성된 액적의 PH치는 산성의 유해개스의 흡수에 의하여 암모니아가 개스상으로 부터 세척되어 나오게되는 그러한 범위에까지 강하된다. 이 암모니아는 액적의 내부에서 산과 함께 암모니아화합물로 반응하며, 이 암모니아 화합물은 건조분리기에서 비산회분을 가지는 고체염으로서 분리되며 암모니아 함량을 높인다. 이와 반대로 이 발명에 따르는 방법의 경우에는 분사식건조기에 도달하는 액체의 PH치는 더 높다. 흡수된 산에 의하여 이것은 액적들이 암모니아를 개스로부터 수취할 정도로 강하되지는 않는다. 그래서 암모늄염이 새로이 형성되지 않는다.

도면은 이 발명에 따르는 방법의 실시를 위하여 개략적으로 표시된 시설의 도움으로 이 발명의 설명의 참고를 위하여 쓰인다. 쓰레기 소각시설의 롤러화격자 연소부(1)로 부터 연소개스흐름에는 화살표⑶에 의하여 나타낸바와 같이 제 1 보일러 통풍구(2)에서 대략 1000℃의 온도범위에서 암모니아가 선택적인, 비 접촉작용의 탈질화를 목적으로 분무하여 들여 보내어진다. 제 2 보일러 통풍구(4)에서는 연소개스가 더 냉각되며 그리고 이어서 분사식건조기(5)에 이송된다. 거기서부터 대략 230℃의 온도를 가지는 조절된 연소개스가 건조분리기(6)에 도달한다. 비산회분이 제거된 연소개스흐름은 열교환기(7)를 거쳐서 세척기(8)에 이송된다. 거기서 산의 수용액의 세척용액을 가지고 염화수소, 불화수소 및 암모니아 그리고 주어진 경우에는 중금속화합물들과 같은 유해개스가 씻겨진다. 이 세척기는 예를 들면 2산화유황의 세척을 위하여, 도면에는 표시되지 않은 또 다른 단계들을 포함할 수가 있는데 왜냐하면 이들은 이발명과는 작용연결관계에 있지 않기 때문이다. 정화된 개스는 세척기(8)에 유입된 개스에 의하여 가열되어지는 곳인 열교환기(7)를 거쳐서 연도(9)에 도달한다.

세척기(8)의 유수부로부터 도관(10)을 거쳐서 세척용액이 배출된다. 필요한 경우에는 세척용액은 이 발명에 속하지 않으므로 도면에서는 표시되지 않은 하나의 또는 다수의 단계들에서 분리된 유해 재료의 침전된 반응생성물들로부터 자유롭게 된다. 그렇게 얻어진 암모니아를 함유하는 수분은 화살표⑾에 의하여 보여진바와 같이, 예를 들면 석회유 또는 가성소다액과 같은 알칼리의 첨가에 의하여 약 10.5 내지 11.5의 PH치로 가져와지며 그리고 스트립장치(12)에 이송된다. 거기서는 용해된 암모니아가 적어도 부분적으로는 개스상으로 이월되며 흡수된다.

아직도 소량의 암모니아를 함유할 수 있으며 스트립장치(12)로부터 나오고 있는 세척용액은 화살표(13)에 따르는 가성소다액의 첨가에 의하여 12이상의 PH치, 바람직하게는 약 12.5내지 13의 PH치로 가져와지며, 하나의 도관(14)을 거쳐서 분사식건조기(5)에 이송되며 그리고 거기서 연소개스 흐름안으로 분무되어 들여보내며, 그 결과로 이것은 완전히 증발한다. 가성소다액 대신에 다른 염기가 첨가 되어질 수 있다. 이 첨가는 역시 스트립장치(12)이전에 이미 이루어질 수 있다. 용액의 높은 PH치로 인하여 이미 분사식건조기(5)내에는 연소개스의 염화수소함량이 약 20%만큼 강하된다. 발생하는 건조한 먼지는 운반기관(15)을 거쳐서, 건조 분리기로부터 배출된 비산회분과 함께 몰아내어진다. 건조제품의 암모니아 및 암모늄염의 함량은 이것이 또다른 처리가 없이 예를 들면 건축재료첨가제로서 이용되어지거나 또는 저장되어질 수 있을 만큼 그렇게 적다.

작용방식이 이제 다음의 예들의 도움으로 설명된다.

예 1 : 도면에 따르는 시설에는 분사식 건조기가 작동하지 않았다. 즉 용액이 공급되지 않았다. 건조 분리기는 230℃의 온도로서 작동되었다. 연소개스의 암모니아 함량은 약20㎎/㎥이다. 비산회분의 암모늄 함량은 50㎎/㎏이하가 된다. 설명: 분사식건조기에는 암모늄염이 형성되지 않았으므로 비산회분의 암모늄 함량은 대단히 낮다. 예 2 : 분사식 건조기에서는 순수한 부분(PH치 약 7)이 연소개스내에로 분무되어졌으며 그 결과로 증발냉각에 의하여 다시 건조분리기에서 230℃의 온도가 도달되었다. 비산회분이 암모늄함량은 이 경우에 50㎎/㎏ 보다 높다. 설명 : 이 경우에 액체방울의 PH치는 흡수된 산에 의하여 급격히 감소하며 그 결과로 암모니아가 개스상으로 부터 흡수되며 이 암모니아는 흡수된 산과 함께 암모늄염으로 반응했다. 예 3 : 이 시설은 세척용액의 PH치가 스트립장치(12)이전에 대략 11.5로 조절되며 그리고 이것은 스트립장치 이후에서는 추가적인 알칼리가 참가되지 않는 선행기술로부터 이 발명이 출발하는 그러한 선행기술에 따라서 작동되었다. 비산회분의 암모늄 함량은 약 1000㎎/㎏보다 높다. 설명 : 2배 높은 PH치에도 불구하고 품질적으로 예 2에서와 같은 효과로 조절되었다. 예 4 : 이 시설은 본 발명에 따라서 작동되었다. 분사식 건조기(5)에 복귀된 세척용액의 PH치는 화살표(13)에 따라서 가성소다액의 추가에 의하여 PH치가 12.5에로 상승되었다. 비산회분중에 암모늄 함량은 50 내지 70㎎/㎏에로, 즉 예 1에 따라서 분사식건조기에의 용액공급 없이 도달되어지는 값으로 조제의 개시 후에 감소했다. 연소개스의 염화수소함량은 분사식건조기의 후방에 약 20%만큼 감소했다.

Claims (2)

1. 상기개스의 흐르는 그 안에 분무되어지는 수용액에 의하여 분무건조기내에서 조절되며 암모니아가 제거되고 그리고 또 추가적으로 하류에 위치하여진 제2점에서 폐기먼지의 건조분리에 의해서 그리고 더 하류에 위치하여진 제3점에서는 수용액 산매질로서 세척하는 것에 의하여, 염산 및 불화수소산과 같은 오염물이 제거되면 그리고 세척작업의 동안에 생성된 세척액이 제거되며 적어도 부분적으로 암모니아가 제거되며 그리고 다음에 분무건조기내에 있는 폐개스의 흐름내에로 분무되며 그리고 그 안에서 증발되며 암모니아, 산, 오염개스 및 폐먼지에 의하여 오염된 폐개스의 흐름을 정화하기 위한 방법에 있어서, 폐개스의 흐름내로 분사되기 전에 제거된 세척액은 이것이 개스상으로부터 암모니아를 흡수하지 않는 12내지 13의 PH치에로 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 세척액의 PH치는 가성소오다용액을 첨가하는 것에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.