KR0174769B1

KR0174769B1 - 습식배연탈황장치

Info

Publication number: KR0174769B1
Application number: KR1019950034029A
Authority: KR
Inventors: 키요시 오카조에; 토요시 나카가와; 토오루 타카시나
Original assignee: 오기노 카네오; 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1999-02-18
Also published as: CN1131579A; EP0706814B1; EP0706814A1; DK0706814T3; PL310910A1; JPH08108035A; CN1078091C; KR960013433A; US5665129A; PL179681B1; JP3268140B2; ES2140642T3

Abstract

본 발명은, 습식배연탈황장치에 관한 것으로서, 간단한 구성이면서도 각별히 낮은 출구미스트농도를 실현할 수 있고, 또한 보수가 용이한 습식배연탈황장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 바닥부의 탱크에 흡수제슬러리가 공급되는 흡수탑과, 상기 탱크내의 슬러리를 흡수탑상부의 배연 도입부에 보내서 배연과 접촉시키기 위한 순환펌프를 구비하고, 상기 배연도입부로부터 도입한 배연속의 아황산가스를 상기 흡수제슬러리에 의해 흡수제거하고, 상기 탱크끝 부분의 상부면쪽으로부터 위로 올라가도록 형성한 배기덕트로부터, 아황산가스가 제거된 처리완료배연을 도출하는 습식배연탈황장치에 있어서, 상기 배기덕트에 있어서의 위로 올라간 부분을 세로로 칸막이하도록 미스트분리기를 배설하고, 이 미스트분리기의 하단부를 탱크내의 흡수제스러리액면내에 연장하여 이루어진 것을 특징으로 한 것이다.

Description

습식배연탈황장치

제1도는 본 발명의 일실시예인 습식배연탈황장치의 전체구성을 표시한 도면.

제2도는 습식배연탈황장치의 종래예의 요부구성을 표시한 도면.

제3도는 습식배연탈황장치의 다른 종래예의 요부구성을 표시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 흡수탑 21a : 배연도입구

21b : 헤더파이프 21c : 충전재

22 : 탱크 23 : 순환펌프

24 : 배기덕트 24a : 위로 올라간 부분

24b : 덕트본체부 25 : 미스트분리기

30 : 공기공급수단 31 : 중공회전축

32 : 교반막대 33 : 공기공급관

33a : 개구단부 34 : 로터리조인트

40 : 흡수제공급수단 41, 43, 46 : 슬러리펌프

42 : 농축기 44 : 고액분리기

45 : 여과액탱크 A : 미처리배연

B : 처리완료배연 C : 공기

D : 농축액 E : 석고

F : 상등수 G : 석회석

S : 흡수제슬러리

본 발명은 배연(排煙)의 출구미스트농도를 유효하게 저감할 수 있는 습식 배연탈황장치에 관한 것이다.

최근, 배연의 탈황장치로서는, 흡수제슬러리에 배연속의 아황산가스를 흡수시켜서 제거하는 습식의 것이 널리 보급되어 있으나, 이런 종류의 탈황장치에서는, 배연에 흡수제슬러리를 효율 좋게 접촉시키도록 흡수제슬러리를 배연의 유로속에 분사하기 때문에, 흡수제슬러리의 미스트가 발생하여, 이 미스트를 최종적으로 제거할 필요가 있다.

제2도는, 이와 같은 습식배연탈황장치의 종래의 구성의 일례(요부만)를 표시한 도면이다. 이 장치는 흡수탑(1)과, 이 흡수탑(1)의 바닥부에 형성되고 도시 생략한 슬러리공급계통에 의해 예를 들면 석회석으로 이루어진 흡수제슬러리(S)가 공급되는 탱크(2)와, 이 탱크(2)내의 슬러리를 흡수탑상부의 배연도입부(1a)에 보내서 배연과 접촉시키기 위한 순환펌프(3)와, 탱크(2)의 천정(4)에 회전축(5)에 의해 지지되고, 모터(6)에 의해 구동되어서 슬러리(S)내에 있어서 수평회전하는 교반막대(7)와, 탱크(2)의 끝부분상부면으로부터 위로 올라가서 옆쪽으로 뻗도록 형성된 배기덕트(8)와, 이 배기덕트(8)의 덕트본체부(8a)를 칸막이하도록 장착된 미스트분리기(9)를 구비한다.

이 장치에서는, 흡수탑(1)의 배연도입부(1a)에 미처리배연(A)을 인도하고, 순환펌프(3)에 의해 혜더파이프(10)으로부터 분사한 흡수제슬러리(S)에 접촉시켜서, 미처리배연(A)속의 아황산가스를 흡수제거하여, 배기덕트(8)로부터 처리완료배연(B)으로서 배출시킨다. 헤더파이프(10)으로부터 분사된 흡수제슬러리(S)는, 아황산가스를 흡수하면서 충전재(11)를 경유해서 흘러내려간다. 흘러내려간 흡수제슬러리(S)는, 탱크(2)내에 있어서 교반막대(7)에 의해 교반되면서, 도시 생략한 공기 공급수단에 의해 발생한 다수의 기포와 접촉해서 산화되고, 이 경우, 석고(부생품)가 되어서 인출된다.

그리고, 배기덕트(8)에서는, 미스트분리기(9)에 의해 처리완료배연(B)속의 미스트가 포획되고, 덕트본체부(8a)의 바닥부에 형성된 드레인호퍼(8b)에 흘러떨어져서 탱크(2)로 되돌아간다. 또한, 미스트분리기(9)에는 통상 미스트분리기(9)의 엘리먼트에 대해서 세정수를 분사하는 노즐(도시생략)이 설치되고, 이 세정후의 액도 배기덕트입구바닥면(8c)에 설치된 호퍼(8b)를 개재해서 탱크(2)에 유입하여 흡수제슬러리의 일부로서 사용된다.

또 제3도는, 일본국 실개소 62-13719호 공보에 표시된 종래의 습식배연탈황장치의 다른 구성예(요부만)를 표시한 도면이며, 제2도에 표시한 예와 마찬가지의 구성요소에는 동일부호를 사용하고 있다. 이 장치는, 미스트분리기(15)를, 탱크(2)의 천장(4)으로부터 흡수제슬러리(S)의 액면을 향해서 매달리도록 배설하고, 그 하단부에 흡수제슬러리(S)내에 잠기는 칸막이판(16)을 이어서 설치한 것이다. 이 장치에서는, 처리후의 배연이 흡수제슬러리(S)의 액면과 천장(4)과의 사이를 통과할때에 미스트를 제거하고, 포획한 미스트나 세정수를 직접탱크(2)내에 흘러내리게 하는 것이다.

그런데, 먼저 제2도에 표시한 구성의 습식배연탈황장치에서는, 드레인호퍼(8b)나 이 드레인호퍼(8b)를 탱크(2)에 접속하는 배관을 설치할 필요가 있기 때문에, 구조가 복잡하게 되어 비요이 높아진다고하는 문제나, 배기덕트입구부바닥면(8c)에 고형분(이 경우 석고 등)이 퇴적되기 때문에, 빈번하게 청소가 필요하고 보수비용이 높아진다고 하는 문제가 있어다. 또, 배기덕트(8)의 덕트본체부(8a)는 비용절감등의 관점에서 그다지 대직경화할 수 없기 때문에, 유로단 면적을 크게 취할 수 없고, 유속도 예를들면 18m/s정도로 커져서, 높은 미스트 제거능력을 확보할 수 없고, 미스트분리기(9)의 출구미스트농도(처리후배연의 최종적인 미스트농도)를 낮게하는 일이 곤란하다고하는 문제도 있었다.

한편, 제3도에 표시한 구성의 습식배연탈황장치에서는, 드레인호퍼등을 설치할 필요는 없고 구성은 간단하게 되나, 출구미스트농도를 낮게할 수 없다고 하는 문제가 현저하게 된다. 이것은, 탱크(2)의 천장(4)의 액면으로부터의 높이를 높게 하면 흡수탑(1)의 탑높이가 높아져서, 흡수탑(1)을 구성하는 부재가 많이 필요하게 되어 코스트상승으로 되는 동시에, 순환펌프(3)의 양정(楊程)이 크게 되어서 필요한 동력이 증가하는 등의 각종의 불이익이 발생한다. 이 때문에, 천장(4)의 위치는 낮게 설정할 수 밖에 없고, 천장(4)과 액면사이의 유로면적이 작아져, 이 부분의 유속은 예를 들면 6~10m/s와 같이 커져서, 미스트분리기(15)의 미스트제거능력도 저하한다. 또, 헤더파이프(10)로부터 분사된 흡수제슬러리(S)가 흘러내리는 위치에 미스트분리기(15)의 설치위치가 가깝기 때문에, 이 경우의 미스트분리기(15)의 입구미스트부하(미스트분리기(15)의 바로 앞 위치의 미스트 농도)는 매우 커지고, 결과로서 출구미스트농도가 상당히 높아진다고하는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 간단한 구성이면서 각별히 낮은 출구미스트농도를 실현할 수 있고, 또한 보수가 용이한 습식배연탈황장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 습식배연탈황장치는, 바닥부의 탱크에 흡수제슬러리가 공급되는 흡수탑과, 상기 탱크내의 슬러리를 흡수탑상부의 배연도입부에 보내서 배연과 접촉시키기 위한 순환펌프를 구비하고, 상기 배기도입부로부터 도입한 배연속의 아황산가스를 상기 흡수제슬러리에 의해 흡수제거하고, 상기 탱크끝부분의 상부면쪽으로부터 위로 올라가도록 형성한 배기덕트로부터 아황산가스가 제거된 처리완료배연을 도출하는 습식배연탈황장치에 있어서, 상기 배기덕트에 있어서의 위로 올라간 부분을 세로로 칸막이하도록 미스트분리기를 배설하고, 이 미스트분리기의 하단부를 탱크내의 흡수제슬러리액면내에 연장해서 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는, 배기덕트에 있어서의 위로 올라간 부분을 세로로 칸막이 하도록 미스트분리기를 배설하였으므로, 미스트분리기의 유로면적을 종래에 비하여 각별히 크게 할 수 있어, 미스트제거능력을 각별히 향상시킬 수 있다. 또, 미스트가 발생하는 흡수제슬러리(S)의 분사·흘러내리는 위치로부터 비교적 멀리에 미스트분리기가 설치되기 때문에, 미스트분리기의 입구미스트부하도 비교적 작게 할 수 있고, 결과적으로 출구미스트농도를 각별히 저감할 수 있다. 또한 배기덕트의 덕트본체부에 있어서는 이미 미스트가 제거되어 있으므로, 덕트본체부바닥면에의 고형분의 퇴적은 발생하지 않는다. 또, 미스트분리기의 하단부가 탱크내의 흡수제슬러리액면내에 연장되어 있으므로, 포획한 미스트나 세정수를 직접 탱크(2)내에 흘러내리게 할 수 있어, 드레인호퍼등의 구성은 불필요하게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도에 의거하여 설명한다. 본 실시예는, 소위 탱크산화방식의 습식석회석고탈황장치에 본 발명을 적용한 것이다. 이 장치는, 주로, 다음의 구성을 구비하고 있다. 즉, 상부의 배연도입부(21a)에 헤더파이프(21b)와 충전재(21c)가 배설된 흡수탑(21)과, 이 흡수탑(21)의 바닥부에 형성되어 흡수제슬러리(예를들면 석회석 등의 칼슘화합물을 함유하는 술러리)가 공급되는 탱크(22)와, 이 탱크(22)내의 슬러리(S)를 상기 헤더파이프(21b)에 보내기 위한 순환펌프(23)와, 탱크(22)의 끝부분상부면으로부터 위로올라가서 옆쪽으로 뻗도록 형성된 배기덕트(24)와, 이 배기덕트(24)의 위로 올라간 부분(24a)을 칸막이하도록 장착된 미스트분리기(25)를 구비하고 있다. 또, 탱크(22)내의 슬러리(S)를 교반하는 동시에 탱크(22)내에 효율좋게 공기(산소)를 공급하는 암(arm)회전식의 공기공급수단(30)과, 탱크(22)내의 슬러리(S)로부터 부생품인 석고고형분을 분리해서 인출하는 동시에, 이 분리수를 재이용해서 새로운 흡수제를 탱크(22)내에 공급하는 석고분리·흡수제공급수단(40)을 구비하고 있다.

여기서 미스트분리기(25)는 처리완료배연속의 미스트를 포획하는 그물타입의 엘리먼트와, 이것을 지지하는 프레임으로 이루어진다. 이 엘리먼트가 배기덕트(24)의 위로 올라간 부분(24a)의 단면전체를 폐쇄하도록 배치되어, 그 하단부가 탱크(22)내의 슬러리(S)의 액면밑에 뻗도록 설치되어 있다. 또한, 이 미스트분리기(25)에는, 그 엘리먼트에 세정수를 내뿜는 노즐(도시생략)이 부설되어, 적당히 제정수가 내뿜어지므로써 세정되도록 되어있다.

공기공급수단(30)은, 탱크(22)내에 중공회전축(31)에 의해 지지되어서 도시생략한 모터에 의해 수평회전하는 교반막대(32)와, 상기 중공회전축(31)으로부터 뻗어서 개구단부(33a)가 교반막대(32)의 아래쪽으로 연장된 공기공급관(33)과, 상기 중공회전축(31)의 기단부쪽을 공기원(源)에 접속하기 위한 로터리 조인트(34)를 구비하고 있다.

그리고, 로터리조인트(34)로부터 공기(C)를 압입하면서 중공회전축(31)을 회전시킴으로써, 공기공급관(33)으로부터 교반막대(32)의 회전방향배면쪽에 발생하는 기상(氣相)영역에 공기(C)를 공급하고, 교반막대(32)의 회전에 의해 발생하는 소용돌이힘에 의해 상기 기상영역끝가장자리부의 토막현상을 일으켜서 대략 균일한 미세기포를 다수 발생시키는 것이다.

또, 석고분리·흡수제공급수단(40)은, 탱크(22)로부터 슬러리(S)를 빼내는 슬러리펌프(41)와 빼낸 슬러리(S)를 농축하는 농축기(42)와, 이 농축기(42)의 농축액(D)을 내보내는 슬러리펌프(43)와, 이 농축액(D)을 여과해서 석고(E)를 분리하는 고액분리기(44)와, 농축기(42)로부터의 상등수(F)와 고액분리기(44)로부터의 여과액이 저류되는 여과액탱크(45)와, 이 여과액탱크(45)에 석회석(G)이 첨가되어서 이루어진 새로운 흡수제슬러리(S)를 탱크(22)에 공급하는 슬러리펌프(46)로 이루어진다.

다음에, 이상과 같이 구성된 습식배연탈황장치에 있어서의 동작을 설명한다. 탱크(22)에 공급된 흡수제슬러리(S)는, 순환펌프(23)에 의해 헤더파이프(21b)로부터 분사되고, 배연도입부(21a)로부터 도입된 미처리배연(A)에 첩촉해서, 미처리배연(A)속의 아황산가스를 흡수제거한다. 헤더파이프(21b)로부터 분사되어 아황산가스를 흡수하면서 충전재(21c)를 경유해서 흘러내리는 흡수제 슬러리(S)는, 탱크(22)내에 있어서 교반막대(32)에 의해 교반되면서 상기한 토막현상에 의해 발생한 다수의 기포와 접촉하여 산화되고, 나아가서는 중화반응을 일으켜서 석고로 된다.

이렇게 해서 탱크(2)내에서는, 석고와 흡수제인 소량의 석회석이 현탁하고, 이들이 슬러리펌프(41)에 의해 흡출되고, 농축기(42)를 거쳐서 농축액(D)은 슬러리펌프(43)에 의해 고액분리기(44)에 공급되어, 여과되어서 수분이 적은 석고(E)(통상, 수분함유율 10%정도)로서 인출된다. 한편, 농축기(42)로부터의 상등수(F)와 고액분리기(44)로부터의 여과액은 여과액탱크(45)에 보내지고, 여기서 석회석(G)이 첨가되어, 새로운 흡수제슬러리(S)로서 슬러리펌프(46)에 의해 재차 탱크(22)에 공급된다.

한편, 아황산가스가 제거된 처리완료배연(B)은, 탱크(22)의 천장(22a)과 슬러리(S)의 액면과의 사이를 통과해서, 최종적으로 배기덕트(24)의 덕트본체부(24b)로부터 배출되는 것이나, 배기덕트(24)의 위로 올라간 부분(24a)에 있어서, 미스트분리기(25)에 의해 효과적으로 미스트가 포획되고, 최종적으로 미스트농도가 극히 저감되어서 배출된다.

즉, 배기덕트(24)에 있어서의 위로 올라간 부분(24a)을 세로로 칸막이하도록 미스트분리기(25)를 배설하였으므로, 미스트분리기(25)의 유로면적이 종래에 비해 각별히 크게되어 있다. 이 때문에, 이 부분의 유속도 저속(예를들면 4.5m/s정도)으로 되어서, 미스트분리기(25)의 미스트제거증력이 각별히 향상된다. 또 미스트가 발생하는 흡수제슬러리(S)의 분사·흘러내리는 위치로부터 비교적 멀리에 미스트분리기(25)가 설치되게 되기 때문에, 미스트의 대부분은 미스트분리기(25)의 상류쪽에 있어서 자체의 무게로 낙하해서 미스트분리기(25)의 입구미스트부하는 비교적 낮아진다. 이 때문에, 처리완료배연(B)의 출구미스트 농도가 종래에 비하여 각별히 낮게 계획할 수 있게 된다.

이때, 미스트분리기(25)에 의해 포획된 미스트나 미스트분리기(25)에 분사된 세정수는, 미스트분리기(25)자체를 거쳐서 직접 탱크(22)내에 흘러내려서 흡수제슬러리의 일부로서 사용된다. 이 때문에, 제2도에 표시한 종래의 장치와 같이 드레인호퍼등을 설치할 필요는 없다. 또 배기덕트(24)의 덕트본체부(24b)에 있어서는, 이미 미스트가 제거되어 있으므로, 덕트본체부(24b)바닥면에의 고형분의 퇴적은 발생하지 않는다.

또한 운전중에는, 탈황률과 석고순도를 높게 유지하도록, 미처리배연(A)속의 아황산가스농도나 탱크내의 pH등을 센서(도시생략)에 의해 검출할 수 있고, 이 검출치에 의거해서, 도시생략한 제어장치에 의해 석회석(G)의 공급량이나 미스트분리기(25)의 세정수의 분사유량등이 적당히 조절된다.

이와 같이 상기 실시예의 습식배연탈황장치에 의하면, 입구미스트부하를 저감하고 또한 미스트분리기(25)의 미스트제거능력을 각별히 향상시켜서, 출구미스트농도의 대폭적인 저감을 실현할 수 있다. 또한, 배기덕트(24)의 덕트본체부(24b)에의 고형분의 퇴적을 방지하고, 보수비용을 저감할 수 있는 동시에, 포획한 미스트나 세정수를 직접 탱크내에 흘러내리게 해서 드레인호퍼등의 구성을 불필요하게 하여, 비용저감을 도모할 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 각종의 태양이 있을 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 상기 실시예와 같은 석회석고법의 탈황장치에 한하지 않고, 흡수제로서 수산화나트륨을 사용하는 수산화나트륨방식의 탈황장치나, 흡수제로서 수산화마그네슘을 사용하는 수산화마그네슘법의 탈황장치에도 적용 할 수 있다. 또, 산화방식에 있어서도, 상기한 바와 같은, 암회전식의 공기공급수단을 사용하는 것에 한하지 않고, 탱크의 바닥부에 배설한 파이프로부터 산화를 위한 공기를 분사하는 구성이어도 되며, 또 흡수탑의 탱크와는 별개로 산화탑을 설치하여 별도 공정에 의해 산화를 행하는 구성이어도 되는 것은 말할 것도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 입구미스트부하를 저감하고 또한 미스트분리기의 미스트제거능력을 각별히 향상시켜서, 출구미스트농도의 대폭적인 저감을 실현할 수 있다. 또한, 배기덕트의 덕트본체입구부에의 고형분의 퇴적을 방지하고, 보수비용을 저감할 수 있는 동시에, 포획한 미스트나 세정수를 직접 탱크내에 흘러내리게해서 드레인 호퍼등의 구성을 불필요하게 하여, 비용저감을 도모할 수 있다.

Claims

흡수탑과, 그 바닥부에 설치한, 흡수제슬러리가 수용되는 흡수탑과, 흡수탑상부의 배연도입부와, 상기 탱크내의 슬러리를 상기 배연도입부에 보내서 배연과 접촉시키기 위한 순환펌프를 구비하고, 상기 배연도입부에 도입한 배연 속의 아황산가스를 상기 흡수제슬러리에 의해 흡수제거하는 수단을 구비하고, 상기 탱크끝부분의 상부면쪽으로부터 위로 올라가도록 배기덕트를 형성하고, 이 배기덕트로부터 아황산가스가 제거된 처리완료배연을 도출하도록 한 습식배연탈황장치에 있어서, 상기 배기덕트에 있어서의 위로 올라간 부분을 세로로 칸막이하도록 미스트분리기를 배설하고, 이 미스트분리기의 하단부를 탱크내의 흡수제슬러리액면내에 연장해서 배치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 습식배연탈황장치.
제1항에 있어서, 상기 습식배연탈황장치가 석회석고법에 의한 탈황장치인 것을 특징으로 하는 습식배연탈황장치.
제1항에 있어서, 상기 습식배연탈황장치가, 흡수제로서 수산화나트륨을 사용하는 수산화나트륨의 탈황장치인 것을 특징으로 하는 습식배연탈황장치.
제1항에 있어서, 상기 습식배연탈황장치가, 흡수제로서 수산화마그네슘을 사용하는 수산화 마그네슘법에 의한 탈황장치인 것을 특징으로 하는 습식배연탈황장치.