KR100221916B1 - 반건식 반응기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소후에 배출되는 배기 가스속에 함유된 대기오염 물질중 염화수소(HCl)_2,황산화물(SO₂), 불화수소(HF), 휘발성 유기오염물(VOC)과 같은 산성가스를 제거하는데 사용되는 반건식 공정에서 핵심부인 반건식 반응기에 관한 것이다.

노즐로 부터 분무된 소석회 슬러리 입자가 반응기 내부 벽면에 부착 및 누적으로 인해 야기되는 오염물의 제거율 저하와 반응기 내부가 막히는 등의 문제를 해결하여, 궁극적으로 소석회 슬러리의 반응이용율의 극대화를 통한 오염물의 높은 제거율을 달성함과 동시에 반건식 반응기의 안정적 운전을 도모하고자 안출된 것이다.

본 발명의 핵심은 반건식 반응기 내부의 상단부에 매달려 있는 원통을 설치하여 슬러리 입자가 반응기 벽면에 부착 및 누적되는 현상을 적극적으로 방지하기 위한 것이다. 즉 분무되는 슬러리를 주 반응기 벽면이 아닌 내측 원통의 벽면에 누적되게 한후 이를 진동에너지와 자중에 의해 직접 분리 제거하는 것이다.

이것은 또한 반응탑내에서 소석회 슬러리가 분무될 때 벽면에 부착되는 것을 근본적으로 막을 수 없다면 부착된 소석회를 적극적이고 효율적으로 탈착하고자 하는 것이다.

반건식 반응기를 이렇게 설계함으로써 소석회 누적을 방지할 목적으로 반응탑의 지름을 과대히 설계, 시공하는 낭비를 줄일 수 있을 것이다.

Description

반건식 반응기

본 발명은 연소후에 배출되는 배기가스속에 함유된 대기오염 물질중 염화수소(HCl)_2,황산화물(SO₂), 불화수소(HF), 휘발성 유기오염물(VOC)과 같은 유해가스를 제거하기 위해 사용되는 반건식 반응기에 관한 것이며, 반응기 내부의 상단부에 매달려 있는 원통을 설치하여 슬러리 입자가 반응기 벽면에 부착 및 누적되는 현상을 적극적으로 방출하기 위한 것이다.

즉 분무되는 슬러리를 주 반응기 벽면이 아닌 내측원통의 벽면에 누적되게 한 후 이를 진동에너지와 자중에 의해 직접 분리되게 하는 것이다.

반건식 공정은 소각로, 발전소 및 기타 산업시설의 배기가스 처리시설에 적용될 수 있으며, 배기가스 처리후에도 폐수가 발생하지 않고 고효율로 유해 오염물질을 처리할 수 있는 공정이나, 기존 반건식 공정 보다 배기가스 제거효율을 높이려는 시도와 운전중 문제가 되는 분무 슬러리 입자가 반응기의 내부벽면에 누적되는 현상을 억제하려는 시도가 계속해서 이루어 지고 있다.

일반적으로 반건식 반응법은 노즐로 부터 분무된 소석회 슬러리 입자가 충분히 건조되지 못하고 반건식 반응기 내부벽면에 누적 건조되어 쌓이는 현상이 있다.

이 현상으로 인하여 오염물의 제거율이 크게 저하되는데 그 이유는 여러 가지가 있으나 첫째, 미반응 흡수제의 증가 둘째, 반응기 내부의 체적 변화로 오염가스 및 슬러리 입자간의 반응 시간이 짧아지기 때문이다. 또한 소석회 슬러리가 한 번 누적되기 시작하면 그 쌓이는 속도가 더욱더 빠르게 진행되어 반응기의 내부 폐쇄 가능성의 위험도 있을 수 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하고 소석회 슬러리의 반응 이용율을 극대화 하여 오염물의 높은 제거율을 달성함과 동시에 반건식 반응기의 안정적 운전을 도모하고자 안출된 것이다. 즉 반응탑내에서 소석회 슬러리가 분무될 때 벽면에 부착되는 것을 근본적으로 막을 수 없다면 부착된 소석회를 적극적이고 효율적으로 탈착하고자 하는 것이다.

부착된 소석회를 탈착하는 방법은 여러 가지가 있겠으나 본 발명은 반응기 벽체에 진동에너지를 줌으로써 누적된 건조 소석회가 중력에 의해 스스로 벽면으로 부터 분리되게 하는 방법이다.

이때 반응기 벽체에 직접 진동을 주는 것은 반응기 자체의 구조적 안정성의 위험이 있으며, 일반적으로 외벽을 보온 처리하기 때문에 진동을 가하기가 곤란하다. 따라서 본 발명은 반응기에 배기가스 유입덕트가 형성된 덮개를 결합함에 있어서, 반응기와 동심원을 이루는 내측원통을 형성하고, 상기 내측원통의 상단에 원주를 따라 외측으로 단부가 형성되고, 덮개와 반응기의 결합위치에 단부를 삽입시켜 볼트 체결하며, 상기 반응기 일측에 일정간격으로 다수의 바이브레이터를 설치하되, 상기 바이브레이터의 설치위치는 내측원통의 하단에 위치시키고, 상기 반응기 하부에는 배출덕트를 설치한 것을 특징으로 하는 반건식 반응기를 제공한다.

도 1은 반건식 반응기의 종단면도(하향류식)

도 2는 반건식 반응기의 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12 : 반건식 반응기 14 : 바이브 레이트

16 : 슬러리 분무 노즐 18 : 배기가스 유입 덕트

20 : 배출 덕트 22 : 내측원통

24 : 배기가스 유입 흐름 26 : 소석회의 분무 흐름

도 1은 반건식 반응기(12)의 단면도로서 배기가스가 상부에서 유입되는 하향류식의 경우이고, 도 2는 반건식 반응기의 평면도이다.

반응기(12)에 배기가스 유입덕트(18)가 형성된 덮개를 결합함에 있어서, 반응기(12)와 동심원을 이루는 내측원통(22)을 형성한다. 내측원통(22) 상단에 내측원통의 원주를 따라 외측으로 단부(28)가 형성되고, 덮개(32)와 반응기(12)의 결합위치에 단부(28)를 삽입시켜 볼트(30) 체결한다. 반응기(12) 일측면에 일정간격으로 다수의 바이브레이터(14)를 설치하되 상기한 바이브레이터(14)의 설치위치는 내측원통(22)의 하단에 위치시키고, 반응기(12) 하부에는 배출덕트(20)를 설치한다.

상기와 같은 구성의 작용은 배출덕트를 통해 유입된 배가스에 슬러리 분무노즐(16)을 통해 소석회 슬러리를 분무하면 그 하부에서 복잡한 와류가 형성되어 분무 슬러리의 일부분이 벽면으로 이동하여 내측원통(22)에 부착 및 누적이 발생하는데 일정한 시간 마다 바이브레이터(14)로 충분히 진동을 주어 부착생성물을 탈착시킨다. 이공정은 연속운전이 가능하므로 부착생성물을 탈착하기 위해 주기적으로 공정을 중단하는 불편함이 없다. 또한 내측원통(22)의 길이는 전체 반응탑의 1/2 내지 1/3 정도로 하고 약간의 두께를 유지하여야 하며, 내측원통(22)의 외경은 가급적 주 반응탑의 내경에 가깝게하되 내측원통(22)의 진동시 주 반응기와의 충돌을 피할 수 있게 유지한다.

내측원통(22)에 직접진동을 가하기 때문에 내측원통(22)을 지지하는 부위는 충분한 강도를 유지하도록 한다.

반응기 내부에 내측원통을 설치한 후 이 원통에 진동에너지를 줌으로서, 내측원통에 부착된 소석회를 효율적으로 탈착 할 수 있으며, 반응기 자체에 큰 무리를 주지 않고, 또한 반응기를 상기와 같이 설치함으로서, 소석회 누적을 방지할 목적으로 반응탑의 지름을 과대히 설계 시공하는 낭비를 줄일 수 있다.

Claims (1)

1. 반응기(12)에 배기가스 유입덕트(18)가 형성된 덮개(32)를 결합함에 있어서,

   상기 반응기(12)와 동심원을 이루는 내측원통(22)을 형성하고, 상기 내측원통(22)의 상단에 내측원통(22)의 원주를 따라 외측으로 단부(28)가 형성되고, 덮개(32)와 반응기(12)의 결합위치에 단부(28)를 삽입시켜 볼트(30) 체결하며, 상기 반응기(12) 일측에 일정간격으로 다수의 바이브레이터(14)를 설치하되, 상기 바이브레이터(14)의 설치위치는 내측원통(22)의 하단에 위치시키고, 상기 반응기 하부에는 배출덕트(20)를 설치한 것을 특징으로 하는 반건식 반응기.

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