KR100219727B1 - pH measurement method and apparatus in flue gas desulfurization process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학공업설비 및 배연탈황공정 등에서 산성가스의 흡수를 위하여 사용하는 기포탑 또는 흡수탑에서 흡수액슬러리의 pH를 연속적으로 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 종래에는 흡수탑의 재순환 배관상에 슬러리의 pH측정용 전극을 연결하여 슬러리의 pH측정함으로써 pH전극의 훼손 및 마손에 의해 신뢰성있는 운전에 지장을 초래하였을 뿐만 아니라 pH전극의 보정시에 매우 번거로운 단점이 있었으나 본 발명에서는 흡수탑 내부의 흡수액이 흡수탑 외부에 설치된 기-액분리 탱크에서 기-액분리된 후 기-액분리 탱크 하부에 부착된 액하강관을 통해 연속적으로 신속하게 흡수탑 하부로 순환되게 하면서 상기 기-액분리 탱크에 슬러리의 pH측정용 전극을 설치하여 슬러리의 pH를 측정할 수 있도록 함으로써 흡수액슬러리의 pH값을 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 pH측정용 전극의 보정을 용이하게 할 수 있도록 한 pH측정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for continuously measuring the pH of the absorbent slurry in a bubble column or absorption tower used for absorption of acidic gas in a chemical industrial facility and flue gas desulfurization process, more specifically, an absorption tower. The pH measurement of the slurry by connecting the pH measurement electrode of the slurry on the recirculation pipe of not only caused trouble in reliable operation by damage and wear of the pH electrode, but also had a very troublesome disadvantage in correcting the pH electrode. In the absorption tower inside the absorption tower is gas-liquid separation in the gas-liquid separation tank installed outside the absorption tower and then continuously circulated to the lower part of the absorption tower through the liquid drop pipe attached to the lower gas-liquid separation tank -Absorption axle by installing pH of slurry in liquid separation tank to measure pH of slurry It can be achieved which is capable of accurately and rapidly measure the pH values Lee as well relates to a pH measurement method and apparatus to facilitate compensation for the pH measuring electrode.

Description

배연탈황 공정에서 슬러리의 pH 측정방법 및 장치{pH measurement method and apparatus in flue gas desulfurization process}PH measurement method and apparatus in flue gas desulfurization process

본 발명은 화학공업설비 및 배연탈황공정 등에서 산성가스의 흡수를 위하여 사용하는 기포탑 또는 흡수탑에서 흡수액슬러리의 pH를 연속적으로 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 본 발명장치의 구조적인 특성에 의해서 흡수탑 내부의 슬러리가 흡수탑 외부에 설치된 흡수액 기-액분리 탱크에서 기-액분리된 후 기-액분리 탱크 하부에 부착된 액하강관을 통해 연속적으로 신속하게 흡수탑 하부로 순환됨으로써 흡수액슬러리의 pH값을 정확하고 신속하게 측정할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for continuously measuring the pH of the absorbent slurry in a bubble column or an absorption tower used for absorption of acidic gas in a chemical industrial facility and flue gas desulfurization process, and more particularly, Due to the structural characteristics, the slurry inside the absorption tower is gas-liquid separated from the absorbent gas-liquid separation tank installed outside the absorption tower, and then continuously and rapidly goes to the lower part of the absorption tower through the liquid drop pipe attached to the lower part of the gas-liquid separation tank. The present invention relates to a method and apparatus capable of accurately and quickly measuring the pH value of absorbent slurry by being circulated.

일반적으로 배기가스 중에 포함된 산성가스중 황산화물을 제거하기 위한 탈황장치는 연속적인 흐름을 갖는 배기가스 중에 알칼리물질이 포함된 슬러리를 분사하여 황산화물을 제거하는 액분사방식과 알칼리물질이 포함된 슬러리에 배기가스를 직접 분사하여 황산화물을 제거하는 가스분사방식으로 크게 대별된다. 대표적인 액분사방식에는 분무탑(Spray tower)이 있고 가스분사방식으로는 단탑(Tray tower)과 기포분사반응기가 있다. 그러나 흡수방식의 차이에 관계없이 현재 전세계적으로 상용화되어 있는 탈황공정은 흡수제로서 석회석(CaCO3) 또는 석회(Ca(OH)2)를 사용하고 부산물로서 석고를 생산하는 습식 석회석-석고법이 주류를 이루고 있다. 습식 석회석-석고법 배연탈황용 흡수탑에서 배기가스중의 SO2가스는 물에 흡수되어 Sulfurous Acid(H2SO3)를 형성하고 Sulfurous Acid는 산화용 공기중의 산소와 반응해 Sulfuric Acid(H2SO4, 황산)로 전환되어 흡수제인 석회석(CaCO3)과 반응함으로써 최종적으로 석고(CaSO4??2H2O)가 생성된다. 따라서 산화용 공기를 별도로 주입하지 않으면 배기가스중의 산소함유량에 따라 생성되는 부산물이 CaSO3??½H2O 와 CaSO4??2H2O 의 혼합물이 되며 이렇게 되면 SO2가스의 흡수효율이 저하될 뿐만 아니라 흡수탑 내부에 석고스케일이 발생하게된다. 이러한 현상을 방지하기 위한 방법으로는 흡수액내에 Sulfur Emulsion등의 산화억제제를 첨가하여 산화율을 15% 이하로 유지시킴으로서 생성되는 부산물을 xCaSO3??(1-x)CaSO4??½H2O로 하는 산화억제방식(Inhibited Oxidation)을 사용하든지 또는 상기한 바와 같이 별도의 산화용 공기를 주입하여 산화율을 95% 이상으로 유지시킴으로서 부산물을 전량 석고(CaSO4??2H2O)로 회수하는 강제산화방식(Forced Oxidation)이 있으나 현재 거의 대부분의 공정이 강제산화방식을 채택하고 있다.In general, the desulfurization apparatus for removing sulfur oxides from the acid gas contained in the exhaust gas is a liquid spray method for removing sulfur oxides by spraying a slurry containing alkali material in the exhaust gas having a continuous flow and It is largely classified into a gas injection method in which the exhaust gas is directly injected into the slurry to remove sulfur oxides. A typical liquid spray method is a spray tower, and a gas spray method includes a tray tower and a bubble spray reactor. Regardless of the difference in absorption method, however, the desulfurization process that is currently commercialized worldwide uses limestone (CaCO 3 ) or lime (Ca (OH) 2 ) as an absorbent and the main method is wet limestone-gypsum which produces gypsum as a by-product. To achieve. In the wet limestone-gypsum absorption tower for flue gas desulfurization, the SO 2 gas in the exhaust gas is absorbed by water to form Sulfurous Acid (H 2 SO 3 ), and Sulfurous Acid reacts with oxygen in the air for oxidation. 2 SO 4 , sulfuric acid) and react with limestone (CaCO 3 ) as an absorbent to finally produce gypsum (CaSO 4 ˜2H 2 O). Therefore, if the air for oxidation is not injected separately, the by-product generated according to the oxygen content in the exhaust gas is a mixture of CaSO 3 ?? ½H 2 O and CaSO 4 ?? 2H 2 O, which reduces the absorption efficiency of SO 2 gas. In addition, gypsum scale is generated inside the absorption tower. In order to prevent this phenomenon, by adding an oxidation inhibitor such as Sulfur Emulsion in the absorbent liquid to maintain the oxidation rate of 15% or less, the by-product produced is xCaSO 3 ?? (1-x) CaSO 4 ?? ½H 2 O. Forced oxidation method to recover all by-products by gypsum (CaSO 4 ?? 2H 2 O) by using the Oxidation Oxidation method or by injecting separate air for oxidation to keep the oxidation rate above 95%. (Forced Oxidation), but almost all processes currently use forced oxidation.

그러므로 흡수방식에 관계없이 산화용 공기 분사장치의 효율과 탈황공정의 특성에 따라 배기가스 중에 포함된 SO2가스 당량의 수배에서 수십 배에 이르는 산화용 공기를 흡수탑하부에 주입하고 있으며 공기중의 산소함량이 21%인 점을 감안하면 매우 많은 양의 공기를 소모하게 되는 것이다. 이렇게 많은 양의 산화용 공기가 흡수탑내의 흡수액으로 공급되면 흡수액은 기체-액체-고체등 3상의 혼합물로 이루어지게 되며 따라서 흡수액슬러리중의 산화용 공기 체류량(Gas hold-up)으로 인해 흡수액의 위치에너지가 상승하게 된다.Therefore, regardless of the absorption method, depending on the efficiency of the oxidizing air injector and the characteristics of the desulfurization process, several times to several tens of times of the amount of SO 2 gas equivalent contained in the exhaust gas is injected into the absorption tower. Given that the oxygen content is 21%, it consumes a very large amount of air. When such a large amount of oxidizing air is supplied to the absorbent liquid in the absorption tower, the absorbent liquid is composed of a mixture of three phases such as gas, liquid, and solid, and thus the position of the absorbent liquid due to the gas hold-up in the oxidizer slurry. Energy rises.

습식 석회석-석고법을 이용하는 배연탈황공정에서 흡수탑으로 배기가스가 도입되면 흡수액중으로 SO2가스가 흡수되어 H2SO3(Sulfurous acid)를 형성하게 되는데 이는 흡수액 중에서 SO2분압을 가지기 때문에 연속적인 SO2가스의 흡수를 방해한다. 따라서 연속적인 SO2의 흡수를 위해서는 흡수탑 하부에 산화용 공기를 주입함으로써 H2SO3를 H2SO4로 산화시켜 흡수액중의 SO2분압을 제거하는 것이 필요하다. 생성된 H2SO4는 중화제로서 흡수탑내부에 투입한 석회석슬러리와 반응하여 최종적으로 석고를 생성하게된다. 이때 흡수탑내의 흡수액 슬러리의 pH 측정값과 pH조절계에서의 제어 pH 값의 편차를 비교하여 pH조절계에서 석회석 슬러리 공급배관 상의 조절밸브의 개도제어를 행하여 흡수탑내로 공급되는 석회석슬러리의 공급량을 제어하는데 pH 전극의 오염 또는 파손으로 인한 pH계의 오동작은 공정의 운전에 심각한 문제를 야기할 수 있다.Continuous because when the exhaust gas is introduced into the absorption tower from the flue gas desulfurization process using the gypsum method SO 2 gas into the absorbing liquid is absorbed there is formed a H 2 SO 3 (Sulfurous acid) which have a SO 2 partial pressure from the absorbing liquid-wet limestone Interferes with the absorption of SO 2 gas. Therefore, in order to continuously absorb SO 2 , it is necessary to oxidize H 2 SO 3 to H 2 SO 4 by injecting oxidizing air into the lower part of the absorption tower to remove the SO 2 partial pressure in the absorption liquid. The generated H 2 SO 4 reacts with the limestone slurry introduced into the absorption tower as a neutralizing agent to finally produce gypsum. At this time, by comparing the pH measured value of the absorbent slurry in the absorption tower with the control pH value in the pH control system, the opening of the control valve on the limestone slurry supply pipe is controlled in the pH control system to control the amount of limestone slurry supplied into the absorption tower. Malfunctions of the pH meter due to contamination or breakage of the pH electrode can cause serious problems in the operation of the process.

만일 pH계의 오동작으로 과잉의 흡수제 즉 석회석슬러리가 투입된다면 미반응 석회석으로 인해 석고의 품질이 저하될 뿐만 아니라 흡수제의 이용율이 저하되는 결과를 초래할 것이고 이와 반대로 적은 양의 석회석이 투입된다면 흡수액의 pH 저하로 인해 재질의 부식문제가 야기될 것이며 또한 흡수효율도 감소하게 될 것이다. 이와 같이 배연탈황 공정에 있어서 정확하고도 신속한 흡수액의 pH 측정은 공정의 신뢰도와 관련된 매우 중요한 사항이다.If an excessive amount of absorbent, that is, limestone slurry, is introduced due to a malfunction of the pH meter, unreacted limestone will not only reduce the quality of the gypsum, but also lower the utilization of the absorbent. The degradation will cause material corrosion problems and reduce the absorption efficiency. As such, accurate and rapid pH measurement of the absorbent liquid in the flue gas desulfurization process is very important for the reliability of the process.

도 1 은 종래의 통상적인 배기가스 처리공정에서 흡수액의 pH를 측정하는 방법을 보여주는 것으로써, 도시된 바와 같이 먼저 SO2가스등이 포함된 배기가스가 흡수탑 측면의 배기가스 도입관(10)으로 부터 유입되면 재순환펌프(40)가 작동되어 흡수액슬러리가 흡수탑상부에 설치되어 있는 슬러리 분무노즐(20)을 통해 고압으로 분무된다. 이렇게 해서 미세한 분무액적과 배기가스중의 산성가스(SO2, HCl, HF)가 접촉하면 화학반응과정을 거쳐 산성가스가 제거되며 처리된 가스는 습분분리기(30)를 거쳐 배출된다. 또한 흡수된 SO2를 산화시키기 위하여 흡수탑 하부에 설치된 산화용 공기 주입장치(110)를 통해 산화용 공기가 흡수액 중으로 공급되어 진다. 이와 동시에 중화제로서 석회석 슬러리가 흡수탑내로 주입되며 교반기(140)에 의해 흡수액내에서 잘 혼합되도록 함으로써 화학반응의 효과를 높인다.Figure 1 shows a method for measuring the pH of the absorbent liquid in a conventional conventional exhaust gas treatment process, as shown first the exhaust gas containing SO 2 gas to the exhaust gas introduction pipe 10 of the side of the absorption tower When introduced from the recirculation pump 40 is operated so that the absorbent slurry is sprayed at a high pressure through the slurry spray nozzle 20 is installed on the absorption tower. In this way, when the fine spray droplets and the acidic gas (SO 2 , HCl, HF) in the exhaust gas is in contact with the acidic gas is removed through a chemical reaction process, the treated gas is discharged through the moisture separator (30). In addition, the oxidation air is supplied into the absorption liquid through the oxidation air injector 110 installed under the absorption tower to oxidize the absorbed SO 2 . At the same time, limestone slurry is injected into the absorption tower as a neutralizing agent, and the effect of the chemical reaction is enhanced by allowing the stirrer 140 to mix well in the absorption liquid.

주입되는 석회석슬러리의 양은 흡수액슬러리의 pH에 따라 석회석 슬러리를 공급하는 배관 상에 설치된 조절밸브(Contol valve)(90)의 개도를 제어함으로써 조절한다. 이때 흡수액의 pH를 측정하기 위하여 흡수액의 재순환배관(50)이나 재순환배관으로 부터 분지된 분지배관(60)상에 pH전극(probe)(70)을 설치하는 것이 일반적이다. 그러나 흡수액슬러리 중에는 약 10∼30 wt.% 정도의 석고결정과 소량의 석회석이 포함되어 있으며 재순환배관상에서의 슬러리의 이송속도가 매우 빠르기 때문에 재순환배관상에 설치되어 있는 pH전극(70)의 마모와 파손으로 인해 신뢰성 있는 운전에 지장을 초래할 뿐만 아니라 pH전극(70)의 보정(Callibration) 시에 매우 번거롭다는 단점이 있다.The amount of limestone slurry injected is controlled by controlling the opening degree of a control valve 90 installed on the pipe for supplying the limestone slurry according to the pH of the absorbent liquid slurry. In this case, in order to measure the pH of the absorbent liquid, it is common to install a pH electrode (probe) 70 on the branched pipe 60 branched from the recycle pipe 50 or the recycle pipe of the absorbent liquid. However, the absorbent slurry contains about 10 to 30 wt.% Of gypsum crystals and a small amount of limestone. Since the slurry transfer rate is very fast, the wear of the pH electrode 70 installed on the recirculation pipe and Not only does it cause damage to reliable operation due to breakage, but also has a disadvantage of being very troublesome at the time of calibration of the pH electrode 70.

상기와 같은 종래 습식 석회석-석고법 배연탈황장치에 있어서 흡수액슬러리의 pH값은 흡수탑 하부로부터 뽑아낸 슬러리의 pH를 검출하여 흡수액슬러리의 pH로 하였다. 즉 흡수액슬러리의 재순환 배관 상에 pH전극을 설치하여 흡수액슬러리의 pH를 측정하는 관내삽입형인 경우 보수유지가 어렵고 슬러리의 빠른 흐름으로 인한 pH전극의 훼손 및 마손(erosion) 문제가 심각하다. 또한 재순환 배관으로부터 분지된 배관에 pH전극을 설치하는 경우 슬러리에 의해 배관이 막힘으로서 pH계가 오동작하는 현상이 종종 나타난다.In the conventional wet limestone-gypsum flue gas desulfurization apparatus as described above, the pH value of the absorbent slurry is set to the pH of the absorbent slurry by detecting the pH of the slurry extracted from the lower part of the absorber. In other words, in the case of the insertion type pipe which measures the pH of the absorbent slurry by installing a pH electrode on the recirculation pipe of the absorbent slurry, it is difficult to maintain and damage the pH electrode due to the rapid flow of the slurry. In addition, when the pH electrode is installed in a pipe branched from the recirculation pipe, the phenomenon occurs that the pH meter malfunctions because the pipe is blocked by the slurry.

또한 pH전극의 설치위치까지의 배관길이가 길어지면 흡수액슬러리중에 용해중인 석회석입자가 배관을 통과하면서 더 용해하여 흡수탑내부의 슬러리의 pH보다 더 높은 pH 값을 나타냄으로써 실제 pH 설정값 보다 낮은 pH로 배연탈황 장치가 운전될 가능성도 있다. 따라서 신뢰성 있는 설비의 운전을 위해서는 흡수액의 pH 값을 신속하고 정확하게 측정하는 것이 필수적이다.In addition, when the length of the pipe to the installation position of the pH electrode becomes longer, the limestone particles dissolved in the absorber slurry are further dissolved as they pass through the pipe, which results in a higher pH value than the pH of the slurry in the absorption tower. The flue gas desulfurization system may also be operated. Therefore, it is essential to measure the pH value of the absorbent liquid quickly and accurately for reliable operation of the plant.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡수액에 주입되는 산화용 공기의 체류에 의해 흡수액슬러리가 갖는 상승된 위치에너지를 이용하여 펌프 등의 외부동력을 이용하지 않고 신속하고 정확하게 흡수액슬러리의 pH를 측정할 수 있고, pH전극의 보수유지가 간단한 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH 측정방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by using the raised potential energy of the absorbent slurry due to the retention of the oxidizing air injected into the absorbent liquid, without using external power such as a pump to quickly and accurately It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring a pH of a slurry in a flue gas desulfurization process that can measure pH and maintain maintenance of the pH electrode.

도 1은 종래에 사용되는 배연탈황 장치에서 슬러리의 pH 측정 방법을 보여주는 배치도.1 is a layout showing the pH measurement method of the slurry in a conventional flue gas desulfurization apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 일실시예의 가동상태 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the operating state of one embodiment according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 다른 실시예의 부분절개 단면도.Figure 3 is a partial cutaway cross-sectional view of another embodiment according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 또다른 실시예의 부분절개 단면도.Figure 4 is a partial cutaway cross-sectional view of another embodiment according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 배기가스 도입관 20 : 흡수액 분무노즐10: exhaust gas introduction pipe 20: absorbent liquid spray nozzle

30 : 습분 분리기 40 : 흡수액 재순환 펌프30: moisture separator 40: absorption liquid recirculation pump

50 : 흡수액 재순환배관 60 : 분지배관50: absorption liquid recycle piping 60: branch piping

70 : pH 전극 80 : pH 조절계70: pH electrode 80: pH controller

90 : 조절 밸브 100 : 석회석슬러리 공급펌프90: control valve 100: limestone slurry supply pump

110 : 산화용 공기 주입장치 120 : 기포층110: air injection device for oxidation 120: bubble layer

130 : 흡수액 140 : 교반기130: absorber 140: agitator

150 : 처리가스 배출관 160 : 배기가스 분사장치150: process gas discharge pipe 160: exhaust gas injector

170 : 연결관 171 : 연결부170: connector 171: connector

180 : 기-액 분리탱크 190 : 액 하강관180: gas-liquid separation tank 190: liquid down pipe

210 : 흡수액 배출관210: absorbent liquid discharge pipe

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH측정 방법은 흡수액 슬러리의 pH값에 따라 흡수탑내의 흡수액에 석회석 슬러리의 양을 조절하여 주입하며, 흡수액에 산화용공기를 주입시킴과 아울러 흡수액내로 배기가스를 주입시켜 혼합시킴으로써 탈황시키는 배연가스 탈황장치에서 사용되는 통상의 흡수액 pH측정방법에 상기 흡수탑내의 기체와 액체의 혼합흡수액이 자체의 위치에너지 상승에 의해 흡수탑의 외부로 유출되게 하는 흡수액유출단계를 수행하고, 상기 유출된 혼합흡수액을 받아들여 혼합 흡수액이 기체와 액체로 분리되게 하는 기-액분리단계를 수행하고, 상기 기-액분리된 흡수액슬러리의 pH값을 측정하는 pH측정단계를 수행하고, 상기 기-액분리된 흡수액이 흡수탑내부와의 비중 차이에 의해 다시 흡수탑으로 유입되게 하는 흡수액 재유입단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.PH measurement method of the slurry in the flue gas desulfurization process according to the present invention for achieving the above object is injected by adjusting the amount of limestone slurry in the absorbent liquid in the absorption tower according to the pH value of the absorbent liquid slurry, In the conventional absorbing liquid pH measurement method used in the flue gas desulfurization apparatus which injects and desulfurizes by injecting and mixing the exhaust gas into the absorbent liquid, the mixed absorbent liquid of the gas and liquid in the absorber is increased by its potential energy. Performing a liquid-absorbing step of allowing the liquid to flow out, and performing a gas-liquid separation step in which the mixed liquid-absorbing liquid is taken out to separate the liquid-absorbing liquid into a gas and a liquid, and the pH value of the gas-liquid separated liquid slurry Perform the pH measurement step of measuring, and the gas-liquid absorbed liquid is absorbed again by the difference in specific gravity with the inside of the absorption tower Including absorbent material to be introduced into the inlet stage is characterized in that formed.

이에 따라 흡수탑 내부에서 산화용공기의 주입으로 인하여 높은 위치에너지를 가지는 혼합흡수액은 별도의 순환펌프에 의하지 않더라도 흡수탑의 외부로 유출되고, 기-액분리가 일어나고, 슬러리의 pH측정이 이루어지게 되며, 다시 흡수탑으로 순환되어진다. 흡수액의 위치에너지 차이가 유지되는 한 이 위치에너지의 차이가 흡수액의 순환을 위한 추진력(Driving force)으로 작용하여 연속적인 흡수액 슬러리의 순환이 가능하기 때문에 흡수탑 내부의 흡수액의 pH를 연속적으로 측정할 수 있고 따라서 슬러리의 pH측정값의 정확성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 손쉽게 pH 전극을 보정하는 것이 가능하다.Accordingly, the mixed absorption liquid having high potential energy due to the injection of the oxidizing air in the absorption tower is discharged to the outside of the absorption tower, gas-liquid separation occurs, and the pH of the slurry is measured, even if a separate circulation pump is not used. And back to the absorption tower. As long as the potential energy difference of the absorbent liquid is maintained, this potential energy acts as a driving force for the circulation of the absorbent liquid so that the continuous absorbent slurry can be circulated, so that the pH of the absorbent liquid inside the absorber can be continuously measured. It is thus possible not only to improve the accuracy of the pH measurement of the slurry but also to easily calibrate the pH electrode.

또한 상기 본 발명에 의한 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH측정방법을 달성하기 위한 pH측정장치는 흡수액의 슬러리 pH값에 따라 흡수탑내의 흡수액에 석회석 슬러리의 양을 조절하여 주입하며, 흡수액에 산화공기를 주입시킴과 아울러 흡수액내로 배기가스를 주입시켜 혼합시킴으로써 탈황시키는 배연가스 탈황장치에서 흡수탑으로 부터 유출되는 흡수액을 받아들여 기체-액체로 각각 분리되게 한 후 다시 흡수탑으로 유입시키시도록 일측부에 흡수탑의 중상부와 연결된 유입부가 구비되고, 하측부에 흡수탑의 하부에 연결되는 주입부가 구비되며, 슬러리 pH측정부가 연결된 기-액 분리탱크가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the pH measuring device for achieving the pH measurement method of the slurry in the flue gas desulfurization process according to the present invention is injected by adjusting the amount of limestone slurry in the absorbent liquid in the absorption column according to the slurry pH value of the absorbent liquid, the oxidation air in the absorbent liquid In the flue gas desulfurization system which injects and mixes the exhaust gas into the absorbent liquid and desulfurizes it, the absorbent liquid from the absorption tower is absorbed and separated into gas-liquid, respectively, and then introduced into the absorption tower. An inlet connected to the upper portion of the absorption tower is provided, and an injection portion connected to the lower portion of the absorption tower is provided on the lower side, and a gas-liquid separation tank connected to the slurry pH measurement unit is included.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH측정장치는 흡수탑 내부에서 산화공기의 주입으로 인하여 높은 위치에너지를 가지는 혼합흡수액을 별도의 순환펌프에 의하지 않더라도 흡수탑의 외부에 설치된 기-액분리탱크내로 유입시켜 기-액분리시키고 기-액분리된 흡수액 슬러리의 pH측정이 이루어지게 하고, 기-액분리탱크와 흡수탑을 연결하는 연결관을 통해 다시 흡수탑으로 유입되게 한다.PH measuring device of the slurry in the flue gas desulfurization process according to the present invention configured as described above is installed on the outside of the absorption tower even if the mixed absorption liquid having a high potential energy due to the injection of oxidized air in the absorption tower by a separate circulation pump It is introduced into the gas-liquid separation tank so that the gas-liquid separation and pH measurement of the gas-liquid separated liquid slurry can be made, and then flowed back into the absorption tower through the connection pipe connecting the gas-liquid separation tank and the absorption tower. .

상기와 같이 본 발명은 흡수액 슬러리의 pH측정장치를 구비한 통상의 배연탈황 장치에서 흡수탑 하부로 산화용 공기를 주입하면 흡수액 중 산화용공기의 체류량으로 인해 흡수탑 내부에서 흡수액의 위치에너지가 상승하게 되는데 착안점을 둔 것이다. 더욱이 가스분사방식을 이용하는 흡수탑에서는 위치에너지의 상승폭은 더욱 더 커지게 되는데, 이렇게 상승된 위치에너지를 이용하면 별도의 동력을 이용하지 않고도 흡수탑 상부의 흡수액과 하부의 흡수액을 빠르게 순환시키는 것이 가능하며 본 발명은 이러한 원리를 적절하게 이용한 것이다.As described above, when the air for oxidation is injected into the lower portion of the absorption tower in the conventional flue gas desulfurization system equipped with a pH measuring device of the absorption liquid slurry, the potential energy of the absorption liquid increases in the absorption tower due to the retention amount of the oxidation air in the absorption liquid. The focus is on. In addition, in the absorption tower using the gas injection method, the rising energy of the potential energy increases even more. By using the raised potential energy, it is possible to quickly circulate the absorption liquid in the upper part of the absorption tower and the absorption liquid in the lower part without using a separate power. The present invention uses these principles as appropriate.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 가스분사방식을 이용하는 배기가스처리 공정에서 본 발명에 따라 pH를 측정하는 방법과 장치를 도시하고 있다.2 shows a method and apparatus for measuring pH in accordance with the present invention in an exhaust gas treatment process using a gas injection method.

흡수탑내에 일정 높이로 유지된 흡수액에 흡수탑 하부로부터 산화용 공기 주입하면 흡수액내에 산화용 공기의 체류량으로 인해 흡수탑 내에서의 수위가 높아지게 된다. 동시에 황산화물가스(SOx)를 함유한 배기가스가 배기가스 분사장치(160)를 통해 흡수액 중으로 분사되면 분사장치 상부의 흡수액은 기체와 액체의 격렬한 혼합으로 인해 기체 체류량이 더욱 더 증가하게 되며 이로 인해 흡수액의 위치에너지가 높아지게 된다. 이때 최초의 흡수액의 수위보다 높은 위치에 구멍을 ??고 흡수액(기체-액체 또는 기체-액체-고체 혼합물)의 순환과 기-액분리를 위한 기-액 분리탱크(180)와 연결관(170)으로 연결한 후 기-액분리탱크(180)와 흡수탑의 하부를 액하강관(190)으로 연결한다. 이렇게 하면 흡수탑 내에서 높은 위치에너지를 가지고 있는 기-액-고 삼상혼합물이 연결관(170)을 통해 기-액 분리탱크로 이동하고 흡수탑내부와 기-액 분리탱크 사이에 수두차가 발생하게 되며 여기에서 기체와 액체의 분리가 일어난다. 따라서 흡수탑내의 흡수액과 기-액 분리탱크(180)내의 흡수액의 위치에너지 차이가 유지되는 한 이 위치에너지의 차이가 흡수액의 순환을 위한 추진력(Driving force)으로 작용하여 연속적인 흡수액슬러리의 순환이 가능하다. 이렇게 하면 흡수액의 순환을 위한 별도의 펌프를 이용하지 않아도 흡수탑(120)내부의 흡수액이 기-액 분리탱크를 통하여 연속적으로 흡수탑 하부로 순환되기 때문에 흡수탑 내부의 흡수액의 pH를 연속적으로 측정하는 것이 가능하다. 또한 매우 빠른 속도로 흡수액이 순환되기 때문에 흡수액중의 고체로 인해 흡수액 하강관(190)이 막힐 우려가 전혀 없을 뿐만 아니라 기-액 분리탱크에서 기-액분리되어 배출되는 기체는 흡수탑에서 처리되어 SO2가스를 거의 포함하지 않는 가스이기 때문에 기-액 분리탱크(180)의 상부를 밀폐할 필요가 없다. 따라서 pH전극(70)을 보정하는 것이 매우 간편하다는 장점이 있다.When oxidizing air is injected from the lower part of the absorption tower into the absorption liquid maintained at a certain height in the absorption tower, the water level in the absorption tower is increased due to the amount of oxidizing air remaining in the absorption liquid. At the same time, when the exhaust gas containing sulfur oxide gas (SOx) is injected into the absorbent liquid through the exhaust gas injector 160, the absorbent liquid on the upper part of the injector is increased even more due to the vigorous mixing of the gas and the liquid. Potential energy of absorbent liquid becomes high. In this case, a hole is formed at a level higher than the level of the first absorbent liquid, and a gas-liquid separation tank 180 and a connection pipe 170 for circulating the absorbent liquid (gas-liquid or gas-liquid-solid mixture) and gas-liquid separation are performed. After the connection to the gas-liquid separation tank 180 and the lower portion of the absorption tower is connected to the liquid down pipe 190. This moves the gas-liquid-high three-phase mixture having high potential energy in the absorption tower to the gas-liquid separation tank through the connection pipe 170 and causes a head gap between the inside of the absorption tower and the gas-liquid separation tank. Where the separation of gas and liquid takes place. Therefore, as long as the difference in the potential energy of the absorbent liquid in the absorption tower and the absorbent liquid in the gas-liquid separation tank 180 is maintained, the difference of the potential energy acts as a driving force for the circulation of the absorbent liquid. It is possible. In this case, since the absorbent liquid in the absorption tower 120 is continuously circulated to the lower part of the absorption tower through the gas-liquid separation tank without using a separate pump for circulation of the absorbent liquid, the pH of the absorbent liquid in the absorption tower is continuously measured. It is possible to do In addition, since the absorbent liquid is circulated at a very high speed, there is no fear that the absorbent down pipe 190 is blocked due to the solid in the absorbent liquid, and the gas discharged by gas-liquid separation from the gas-liquid separation tank is treated in the absorption tower. It is not necessary to seal the upper part of the gas-liquid separation tank 180 because it contains almost no SO 2 gas. Therefore, there is an advantage that it is very easy to calibrate the pH electrode 70.

도 3 은 본 발명의 다른 실시 예로서 흡수탑의 외벽을 이용하여 기-액 분리탱크와 액하강관을 변형시켜 설치한 것이다. 그림에서 흡수탑(120)과 기-액 분리탱크(180)의 연결부(171)는 한 개 또는 여러 개의 원형의 구멍일 수도 있고 직사각형 모양의 구멍일 수도 있지만 반드시 흡수탑내부의 기체-액체-고체 삼상혼합물의 상부 위치보다 아래쪽에 위치해야 한다. 만일 흡수탑내 흡수액의 수위가 흡수탑과 순환탱크의 연결부(171)의 위치보다 낮아지면 연결부로부터 미반응 배기가스가 누출되기 때문에 흡수탑내 흡수액의 수위가 항상 일정하게 되도록 조절하는 것이 필요하다.3 is a modified embodiment of the gas-liquid separation tank and the liquid drop pipe by using the outer wall of the absorption tower as another embodiment of the present invention. In the figure, the connection part 171 of the absorption tower 120 and the gas-liquid separation tank 180 may be one or several circular holes or rectangular holes, but the gas-liquid-solids in the absorption tower must be used. It should be located below the upper position of the three-phase mixture. If the level of the absorption liquid in the absorption tower is lower than the position of the connection portion 171 of the absorption tower and the circulation tank, it is necessary to adjust the level of the absorption liquid in the absorption tower to be constant since unreacted exhaust gas leaks from the connection portion.

도 4 는 흡수탑내 흡수액의 수위가 높아지는 경우 흡수탑내 흡수액의 pH조절하기 위한 방편으로 기-액 분리탱크(180)에 수위조절용 흡수액 배출관(210)을 연결한 것이다. 만일 흡수탑 내부의 흡수액의 수위를 조절할 목적으로 흡수탑에 직접 흡수액 배출관을 연결하면 연관을 통해 흡수액 뿐만 아니라 미반응 배기가스도 함께 유출되나 본 발명에서는 흡수액 배출관을 흡수탑(120)에 직접 연결하지 않고 기-액 분리탱크(180)에 연결하였기 때문에 미반응 배기가스가 유출될 염려가 전혀 없으며 흡수액의 수위를 정확하게 유지하는 것이 가능하다. 그림으로부터 흡수탑내 흡수액의 수위가 증가하면 증가한 양만큼의 흡수액은 흡수액 배출관을 통하여 탈수설비등으로 배출되기 때문에 항상 일정한 수위를 유지할 수 있는 것이다.4 is a water level control absorbent liquid discharge pipe 210 is connected to the gas-liquid separation tank 180 as a means for adjusting the pH of the absorbent liquid in the absorption tower when the level of the absorbent liquid in the absorption tower is increased. If the absorber discharge pipe is directly connected to the absorption tower for the purpose of controlling the level of the absorbent liquid in the absorption tower, not only the absorbent liquid but also the unreacted exhaust gas flows out through the association. Since it is connected to the gas-liquid separation tank 180, there is no fear of unreacted exhaust gas flowing out, and it is possible to maintain the level of the absorbed liquid accurately. From the figure, when the level of absorbent liquid in the absorption tower increases, the increased amount of absorbent liquid is discharged to the dehydration facility through the absorbent discharge pipe, so that the constant level can be maintained at all times.

본 발명에 의하면 흡수탑내의 흡수액과 기-액 분리탱크(180)내의 흡수액의 위치에너지 차이가 유지되는 한 이 위치에너지의 차이가 흡수액의 순환을 위한 추진력(Driving force)으로 작용하여 연속적인 흡수액슬러리의 순환이 가능하다. 이렇게 하면 흡수액의 순환을 위한 별도의 펌프를 이용하지 않아도 흡수탑(120)내부의 흡수액이 기-액 분리탱크를 통하여 연속적으로 흡수탑 하부로 순환되기 때문에 흡수탑 내부의 흡수액의 pH를 연속적으로 측정하는 것이 가능하다. 또한 매우 빠른 속도로 흡수액이 순환되기 때문에 흡수액중의 고체로 인해 흡수액 하강관(190)이 막힐 우려가 전혀 없을 뿐만 아니라 기-액 분리탱크에서 기-액분리되어 배출되는 기체는 흡수탑에서 처리되어 SO2가스를 거의 포함하지 않는 가스이기 때문에 기-액 분리탱크(180)의 상부를 밀폐할 필요가 없다. 따라서 pH전극(70)을 보정하는 것이 매우 간편하다는 장점이 있다.According to the present invention, as long as the potential energy difference between the absorbent liquid in the absorption tower and the absorbent liquid in the gas-liquid separation tank 180 is maintained, the difference in potential energy acts as a driving force for the circulation of the absorbent liquid. The circulation of is possible. In this case, since the absorbent liquid in the absorption tower 120 is continuously circulated to the lower part of the absorption tower through the gas-liquid separation tank without using a separate pump for circulation of the absorbent liquid, the pH of the absorbent liquid in the absorption tower is continuously measured. It is possible to do In addition, since the absorbent liquid is circulated at a very high speed, there is no fear that the absorbent down pipe 190 is blocked due to the solid in the absorbent liquid, and the gas discharged by gas-liquid separation from the gas-liquid separation tank is treated in the absorption tower. It is not necessary to seal the upper part of the gas-liquid separation tank 180 because it contains almost no SO 2 gas. Therefore, there is an advantage that it is very easy to calibrate the pH electrode 70.

Claims (5)

흡수액 슬러리의 pH값에 따라 흡수탑내의 흡수액에 석회석 슬러리의 양을 조절하여 주입하며, 흡수액에 산화공기를 주입시킴과 아울러 흡수탑 내로 배기가스를 주입시켜 탈황시키는 배연가스 탈황장치에서 사용되는 흡수액 pH측정방법에 있어서,Absorption liquid pH used in flue gas desulfurization equipment to desulfurize by adjusting the amount of limestone slurry into the absorption liquid in the absorption tower according to the pH value of the absorption liquid slurry, injecting oxidized air into the absorption liquid and injecting exhaust gas into the absorption tower. In the measuring method, 상기 흡수탑내의 혼합흡수액이 자체의 위치에너지 상승에 의해 흡수탑의 외부로 유출되게 하는 흡수액유출단계와;An absorption liquid leakage step of allowing the mixed absorption liquid in the absorption tower to flow out of the absorption tower by rising potential energy of the absorption tower; 상기 유출된 혼합 흡수액이 비중 차이에 의해 기체와 액체로 분리되게 하는 기-액분리단계와;A gas-liquid separation step of separating the spilled mixed absorbent liquid into a gas and a liquid by a difference in specific gravity; 상기 기-액분리된 흡수액슬러리의 pH값을 측정하는 pH측정단계와;A pH measuring step of measuring a pH value of the gas-liquid separated liquid slurry; 상기 기-액분리된 흡수액이 흡수탑내부와의 위치에너지 차이에 의해 다시 흡수탑으로 유입되게 하는 흡수액재유입단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH측정방법.The method of measuring the pH of the slurry in the flue gas desulfurization process characterized in that the gas-liquid separated absorbent liquid is introduced into the absorption tower again by the potential energy difference with the inside of the absorption tower. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기-액분리단계를 수행한 후 소정의 흡수액 수위이상이 되는 경우 흡수액이 배출되게 하여 흡수액의 수위를 유지시키는 흡수액 수위유지단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH 측정방법.After performing the gas-liquid separation step, the pH of the slurry in the flue gas desulfurization process characterized in that for performing the absorbent liquid level maintenance step to maintain the level of the absorbent liquid is discharged when the absorbent liquid level is higher than the predetermined absorbent liquid level. . 흡수액의 슬러리 pH값에 따라 흡수탑내의 흡수액에 석회석 슬러리의 양을 조절하여 주입하며, 흡수액에 산화공기를 주입시킴과 아울러 흡수액내로 배기가스를 주입시켜 혼합시킴으로써 탈황시키는 배연가스 탈황장치에서 사용되는 흡수액 pH측정장치에 있어서,Absorption liquid used in flue gas desulfurization system which desulfurizes by adjusting the amount of limestone slurry into the absorption liquid in the absorption tower according to the slurry pH value of the absorption liquid, injecting oxidized air into the absorption liquid and injecting exhaust gas into the absorption liquid and mixing. pH measuring apparatus, 흡수탑으로 부터 유출되는 흡수액을 받아들여 기체-액체로 각각 분리되게 한 후 다시 흡수탑으로 유입시키시도록 일측부에 흡수탑의 중상부와 연결된 유입부가 구비되고, 하측부에 흡수탑의 하부에 연결되는 주입부가 구비된 기-액 분리순환탱크가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH 측정장치.An inlet part connected to the upper part of the absorption tower is provided at one side to receive the absorbing liquid from the absorption tower and separate the gas-liquid into the absorption tower, and then to the absorption tower. PH measuring apparatus of the slurry in the flue gas desulfurization process, characterized in that comprises a gas-liquid separation circulation tank provided with an injection portion. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 흡수탑의 중상부에 일측부가 연결된 기-액 분리순환탱크는,The gas-liquid separation circulation tank connected to one side of the upper part of the absorption tower 흡수액의 수위가 소정 수위보다 높아지는 경우 흡수액이 배출되도록 기-액 분리순환탱크의 일측에 흡수액 배출관이 부가하여 설치된 것을 특징으로 하는 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH 측정장치.An apparatus for measuring pH of a slurry in a flue gas desulfurization process, characterized in that an absorbent liquid discharge pipe is installed at one side of a gas-liquid separation circulation tank so that the absorbent liquid is discharged when the level of the absorbent liquid is higher than a predetermined level. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 기-액 분리순환탱크는,The gas-liquid separation circulation tank, 상기 흡수탑의 외벽에 일체로 하여 설치된 것을 특징으로 하는 배연탈황공정에서의 슬러리의 pH 측정장치.PH measuring apparatus of the slurry in the flue gas desulfurization process, characterized in that integrally installed on the outer wall of the absorption tower.
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