KR100285102B1 - 습식 연도 가스 탈황장치 및 연도 가스 탈황장치의 산소 함유가스 송풍장치 - Google Patents

습식 연도 가스 탈황장치 및 연도 가스 탈황장치의 산소 함유가스 송풍장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬러리 산화 탱크가 슬러리의 일부를 슬러리 산화 탱크의 바닥 또는 그 부근의 위치로 복귀시키기 위한 복귀 파이프라인을 구비하고, 산소 함유 가스가 복귀 파이프라인의 방출 말단에 불어넣여져서 복귀 파이프라인을 통해 복귀되는 슬러리의 작용에 의해 미세하게 분할되는 습식 연도 가스 탈황장치와, 그의 방출 말단이 유체 저장용기에 개방되도록 흡수 유체 방출용 송출관이 구비된 습식 연도 가스 탈황장치에 사용하기 위한 산소 함유 가스 송풍장치를 제공하며, 산소 함유 가스를 주입하기 위한 산소 공급 노즐이 송출관의 방출 말단의 영역에 배치된다. 본 발명에 따르면, 슬러리 산화 탱크내의 슬러리를 교반시키기 위해 과도하게 큰 전력이 요구되지 않고, 주입된 산소의 이용 효율을 향상시킬 수 있으며, 흡수 유체를 교반 및 확산시킬 수 있는 능력을 뚜렷하게 개선시킬 수 있다.

Description

습식 연도 가스 탈황장치 및 연도 가스 탈황장치의 산소 함유 가스 송풍장치
본 발명은 습식 연도 가스 탈황장치(wet flue gas desulfurizer)에 관한 것이며, 특히 보일러 등의 배기 가스로부터 습식 탈황에 의해 SO2를 제거하기 위한 습식 연도 가스 탈황장치 및 그것에 사용하기 위한 산소함유 가스 송풍장치(an oxygen-containing gas blowing device)에 관한 것이다.
황을 함유한 연료가 연소될 때, 황은 재에 붙은 것을 제외하고 이산화황(SO2)의 형태로 대기로 방출된다. 이러한 이산화황은 지구상에 산성비를 내리게 하는 것에 의해서 인체 및 동물 뿐만 아니라 환경에 상당히 해로운 영향을 미친다.
이러한 이유로, 대규모의 소각 시설 및 발전소에는 통상적으로 연도 가스 탈황장치가 설치되어 왔는데, 그들중 대부분은 습식 연도 가스 탈황장치이다.
그러한 습식 탈황 공정에 있어서, 배기 가스는 석회와 같은 알칼리를 함유한 흡수 유체와 기체 및 액체 접촉(gas-liquid contact)되고, 그에 따라 SO2가 배기 가스로부터 흡수되고 제거된다. 그 결과, 배기 가스로부터 흡수된 SO2는 흡수 유체에 아황산염을 형성한다. 이러한 아황산염을 산화시켜 안정된 아황산염을 형성하기 위해서, 공기를 흡수 유체내로 불어넣는 것에 의해 아황산염을 산화시키는 것이 통상적으로 실행되어 왔다.
통상적으로 사용되는 습식 연도 가스 탈황장치는 이른바 산화 탱크 유형의 것이다. 이러한 유형의 습식 연도 가스 탈황장치에 있어서, 산소 함유 가스(통상적으로, 공기)가 흡수 탑의 탱크내로 불어넣어지고, 상기 탱크에서 산소 함유 가스는 이산화황을 산화시키기 위해 그내부에 흡수된 이산화황을 갖는 슬러리(석회와 같은 칼슘 화합물을 함유함)와 접촉하게 된다. 따라서, 산화 탑이 필요치 않게된다.
이 경우에 있어서, 공기를 전술한 탱크내의 슬러리와 효율적으로 접촉시킬 필요가 있다. 이러한 목적을 위한 각종 방법 및 장치가 종래 기술에 공지되어 있다.
도 7은 일본 특허 가공개 제 1988-74630 호에 개시된 산소 공급 장치를 도시한 것이다. 상기 장치에 있어서, 공기는 산소 공급 수단(20)에 의해서 슬러리 산화 탱크(201)내로 불어넣어진다.
그러나, 도 7의 종래의 장치는 산화 탱크(201)내부의 슬러리를 교반시키기 위해 과도하게 큰 전력이 필요하고, 주입된 산소의 이용 효율이 낮다는 문제점이 있다.
또한, 도 8은 일본 특허 공개 제 1994-91939 호에 따라 구성된 장치를 도시한 것이다. 상기 장치에 있어서도, 공기는 산소 공급 수단(303)에 의해서 교반기(302) 주변의 영역내로 불어넣어진다. 그러나, 또한 도 8의 장치도 산화 탱크(301)내의 슬러리를 교반시키기 위해 과도하게 큰 전력이 필요하고, 주입된 산화물의 이용 효율이 낮다는 어려움이 있다.
또한, 본 발명은 종래 기술의 산화 설비(일본 특허 공개 제 1997-10546 호)에 고정 산화장치를 사용한다. 그러나, 낮은 산소 이용 효율(보통 약 20%)로 인하여, 산화 공기의 유량 또는 스파거 노즐(sparger nozzle)의 수를 증가시켜야 하므로, 설비 가격 및 보수유지성면에서 문제점이 발생된다.
더우기, 일본 특허 공개 제 1997-10546 호 등에 개시된 바와 같이 본 발명에서 전형적으로 사용되는 장치에 있어서, 스파거 자체가 회전하여 미세하게 분할된 공기 방울을 형성함과 동시에 액체를 교반시킨다. 그러나, 이러한 장치는 공기를 짓이기므로, 교반 성능의 손실이 야기되고 그리고 과도하게 큰 전력이 요구된다.
한편, 도 9는 그러한 산소 함유 가스 송풍 수단을 구비한 습식 연도 가스 탈황장치(이하, 종래 기술의 제 1 실시예로 언급함)를 도시한 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 습식 연도 가스 탈황장치는 습식 탈황을 실행하기 위한 흡수탑을 갖도록 구성되며, 알칼리성 흡수재(d)(예를 들면, 석회)를 함유하는 흡수 유체(b)를 저장하기 위한 유체 저장용기(31)는 흡수탑(2)의 하부에 배치되고, 유체 저장용기(31)내의 흡수 유체(b)는 순환 펌프(6)에 의해서 상승되고 그리고 흡수탑(2)의 하측 부분에 배치된 스프레이 파이프(30)를 통해 분무된다.
전술한 설비의 구조에 있어서, 연소 배기 가스(a)가 그의 상부에서 흡수탑(2)내로 도입되며, 스프레이 파이프(30)를 통해 분무되는 알칼리 함유 흡수 유체와 기체 및 액체간에 접촉하게 되어 배기 가스로부터 SO2를 흡수하고 제거한다. 그후에, 정화된 배기 가스(c)가 배기 덕트(38)를 통해 외부로 방출된다. 배기 가스로부터 흡수된 SO2로부터 아황산염이 형성되는 흡수 유체가 유체 저장용기(31)로 복귀되며, 여기서 전술한 아황산염은 산소 함유 가스 송풍 수단에 의해 공급되는 산소 함유 가스의 도움으로 황산염으로 산화된다. 그다음, 흡수된 SO2의 양과 화학양론적으로 동일한 양의 황산염이 순환 펌프(6) 및 파이프라인(40)을 통해 폐유체로서 방출된다. 한편, 알칼리성 흡수재(d)(예를 들면, 석회)가 파이프라인(39)을 통해 전술한 유체 저장용기(31)에 공급된다.
전술한 산소 함유 가스 송풍 수단은 유체 저장용기(31)의 측벽으로부터 하방으로 경사진 방향으로 연장되고 다수의 노즐 헤더(102)를 포함하며, 상기 다수의 노즐 헤더는 다수의 공급 노즐(101)을 구비한다. 이러한 노즐 헤더(102)는 유체 저장용기(31)의 실질적으로 전체의 하부 표면을 덮도록 배치된다. 따라서, 아황산염을 산화시키기 위해 송풍기(36)를 사용하여 산소 함유 가스를 파이프라인(37) 및 노즐 헤더(102)를 통해 공급하고 그리고 공급 노즐(101)의 주입 오리피스(35)로부터 흡수 유체(b)내로 주입한다.
도 10은 다른 산소 함유 가스 송풍 수단을 갖는 습식 연도 가스 탈황장치의 구조를 도시한 것이다. 이것은 파이프라인(37)의 끝부분에 있는 주입 오리피스(35)를 유체 저장용기(31)의 측벽에 부착된 교반기(203)의 전방에 배치하고 그리고 교반기(203)에 의해 추진되는 흡수 유체(b)의 제트에 의해 산소 함유 가스(e)의 확산을 촉진시키기 위해 송풍기(36)에 의해서 파이프라인(37)을 통해 공급되는 산소함유가스(e)를 주입 오리피스(35)로부터 흡수 유체(b)내로 주입시키는 실제적으로 사용되는 산화방법을 나타낸다. (이하, 이러한 산소 함유 가스 송풍 수단은 종래 기술의 제 2 실시예로 언급할 것이다.)
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 일본국 실용 신안 가공개 제 1992-137731 호는 유체 저장용기(150)의 대응 직경을 갖는 사전설정된 각도를 형성하는 방향으로 흡수 유체의 제트를 주입시키기 위한 다수의 젯트 노즐(151)을 포함하는 산소 함유 가스 송풍수단을 개시하고 있다. 이러한 젯트 노즐(151)은 흡수 유체를 측벽의 원주 방향으로 주입하기 위하여 사전설정된 수직 위치에서 유체 저장용기(150)의 측벽에 부착된다. 각 젯트 노즐(151)의 기저 말단에는 흡수 유체 파이프라인(153)이 제공되어 있는데, 상기 흡수 유체 파이프 라인은 유체 저장용기(150)와 연통되며 그의 중간 부분에 젯트 펌프(152)가 설치되어 있고, 또 가스 파이프(154)가 젯트 펌프(152)와 젯트 노즐(151) 사이에서 흡수 유체 파이프라인(153)에 결합되어 있다. (이하, 이러한 산소 함유 가스 송풍수단은 종래 기술의 제 3 실시예로 언급할 것이다.)
또한, 추가의 산소 함유 가스 송풍수단이 공지되어 있다. 특히, 도 12에 도시된 바와 같이, 송출관(delivery pipe)(161)이 유체 저장용기(160)의 측벽을 통해 상기 유체 저장용기내로 관통되며 그리고 흡수 유체를 유체 저장용기(160)로부터 흡인하고 또 그것을 유체 펌프(162)에 의해서 순환시키기 위해 순환 유체 파이프(163)와 결합되어 있다. 또한, 가스 송풍관(164)이 상기 순환 유체 파이프(163)의 중간 부분내로 관통되도록 부착되며, 그것의 출구 부분(164a)은 유체 흐름의 방향으로 개방되도록 순환 유체 파이프(163)의 중앙에서 절곡되어 있다. 따라서, 산소 함유 가스가 송풍기(165)에 의해서 가스 송풍관(164)을 통해 가압 상태로 공급되며, 순환 유체 파이프(163)내로 송풍되고 그리고 흡수 유체와 함께 송출관(161)로부터 배출된다. (이하, 이러한 산소 함유 가스 송풍수단은 종래 기술의 제 4 실시예로서 언급할 것이다.)
종래 기술의 제 1 내지 4 실시예에 따른 전술한 전체의 산소 함유 가스 송풍수단은 우수한 산화 방법을 제공하지만, 다음과 같은 문제점을 포함한다.
예를 들면, 도 9에 도시된 종래 기술의 제 1 실시예에 따른 단점은, 다수의 공급 노즐(101)이 유체 저장용기(31)의 하부 표면의 실질적으로 전체를 덮도록 배치되기 때문에, 이것이 유체 저장용기(31)의 점검 및 기타 작업을 방해할 수도 있다는 것이다.
도 10에 도시된 종래 기술의 제 2 실시예에 있어서는, 주입 오리피스(35)로부터 주입되는 산소 함유 가스(e)의 공기 상승 작용(air-lifting action)에 의해 유도되는 상향 흐름으로 인하여 교반 블레이드(204)가 국부적 순환을 야기하는 경향이 있는데, 상기 국부적 순환에 있어서, 적절히 반송된 유체의 일부분이 재차 흡인되어 교반 효율이 감소되는 결과가 발생된다. 또한, 이것은 배출된 유체의 행정을 감소시키므로, 그결과 교반 가능성이 줄어든다. 따라서, 교반 동력을 연장시키는 것에 의해 교반 가능성을 유지할 필요가 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 종래 기술의 제 3 및 제 4 실시예에 있어서, 가스가 젯트 노즐(151) 또는 송출관(161)에 연결된 흡수 유체 파이프라인(153 또는 163)의 중간부분에 공급된다. 그 결과, 기포가 흡수 유체와 함께 흡수 유체 파이프라인을 통해 흐르는 동안, 그들중 일부가 함께 조합되어 조악한 기포를 형성하거나, 또는 가스 및 흡수 유체가 별개의 상으로 분리될 수도 있다. 가스가 그러한 상태에서 젯트 노즐(151) 또는 송출관(161)으로부터 배출되면, 가스는 균일하게 확산될 수 없고 그리고 원만한 산화를 달성할 수 없다. 또한, 가스는 캐비테이션(cavitation)으로 인한 흡수 유체 파이프의 내부 표면의 부식의 문제점을 야기하는 경향이 있다.
이러한 현재 상태의 기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 슬러리 산화 탱크 내부의 슬러리를 교반시키기 위해 과도하게 높은 전력을 요구하지 않고 또 주입된 산소의 이용 효율을 향상시킬 수 있는 습식 연도 가스 탈황장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 단점을 극복할 목적으로 개발되었다. 따라서, 본 발명의 다른 목적은 공급 노즐의 수의 뚜렷한 감소와, 전력의 감소와 그리고 흡수 유체를 교반 및 확산시키는 능력의 뚜렷한 개선을 달성할 수 있는 습식 연도 가스 탈황장치에 사용하기 위한 산소 함유 가스 송풍수단을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 슬러리에 존재하는 아황산염을 산화시키기 위해 이산화황이 슬러리내에 흡수되고 또 산소 함유 가스가 슬러리 산화 탱크내부의 슬러리내로 송풍되는 습식 연도 가스 탈황장치를 제공하는 바, 상기 슬러리 산화 탱크는 슬러리의 일부분을 상기 슬러리 산화 탱크 하부 또는 그 부근의 위치로 복귀시키기 위한 복귀 파이프라인을 구비하며, 상기 산소 함유 가스는 복귀 파이프라인을 통해 복귀되는 슬러리의 작용에 의해 미세하게 분할되도록 복귀 파이프라인의 방출 말단에서 불어넣어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 습식 연도 가스 탈황장치에서, 슬러리 산화 탱크에 저장된 슬러리의 일부분이 복귀 파이프라인을 통해 회수되고 복귀된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 습식 연도 가스 탈황장치에서, 헤더 파이프로부터 주입된 슬러리는 복귀 파이프라인을 통해 복귀된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 습식 연도 가스 탈황장치에서, 연무 제거기에 의해 수집된 슬러리는 복귀 파이프라인을 통해 복귀된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 습식 연도 가스 탈황장치에서, 슬러리의 일부분이 슬러리 산화 탱크의 하부 근처의 위치에서 회수되고 압력 펌프에 의해서 가압상태에서 헤더 플레이트에 전달될 때, 슬러리를 헤더 파이프로 송출하기 위해 슬러리 송출관이 파이프라인으로부터 분기되고, 상기 슬러리 송출관으로부터 배출되는 슬러리의 작용에 의해서 산소 함유 가스를 미세하게 분할하기 위해 송출관의 방출 말단에 산소 함유가스가 불어넣어진다.
또한, 본 발명은 습식 탈황에 의해 연소 배기 가스로부터 SO2를 제거하도록 습식 연도 가스 탈황장치에 사용하기 위한 산소 함유 가스 송풍장치를 제공한다. 상기 산소 함유 가스 송풍장치에 있어서, 흡수 유체용 유체 저장용기는 흡수 유체를 배출하기 위한 송출관을 구비하되, 그의 방출 말단은 유체 저장용기에 개방되고, 산소 함유 가스를 주입하기 위한 산소 공급 노즐이 송출관의 방출 말단의 주변(즉, 방출 말단의 바로 뒤 또는 앞)에서 방출된 흐름의 영역에 배치된다.
본 발명에 따르면, 흡수 유체 송출관의 끝부분에서 방출 말단으로부터 방출되는 흡수 유체의 제트는 항적(wake)에 의해 수반되며 따라서 방출 방향으로 증가된 유량으로 이동한다. 따라서, 산소 공급 노즐로부터 주입되는 산소 함유 가스는 기포의 형태로 넓게 확산됨과 아울러 그의 공기 상승 작용에 의해 유도되는 상향 흐름을 극복할 수있다.
그 결과, 산소 공급 노즐의 수를 뚜렷하게 줄일 수 있다. 또한, 송출부(delivery part)가 펌프에 의해 흡수 유체를 흡착하기 위한 흡착부(suction part)로부터 이격되어 배치될 수도 있으므로, 국부적 순환이 야기되지 않는다. 또한, 흡수 유체의 방출된 제트가 항적에 의해 수반되고 따라서 방출방향으로 증가된 유량으로 이동하므로, 기포의 확산시에 별도의 전력을 필요로 함이 없이 고효율을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 산소 함유 가스는 송출관의 방출 말단의 부근(즉, 방출 말단의 바로 뒤 또는 앞)에서 방출 흐름의 영역내로 주입되는데, 이것은 산소 함유 가스가 송출관의 상류 측면상의 유체 파이프라인에 공급되는 종래 기술의 제 3 및 제 4 실시예와는 대조적이다. 따라서, 흡수 유체만이 방출 말단에 공급되며, 그에 따라 유체 파이프라인의 기포발생, 흡수 유체로부터 가스의 분리, 방출된 기포의 결과적으로 빈약한 확산 및 유체 파이프라인의 성능 악화의 조합과 같은 전술한 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 주입된 가스는 방출된 흐름이 최대 유속을 갖는 방출 말단의 바로 뒤 또는 앞의 위치에서 방출된 흐름과 충돌하므로, 주입된 가스가 미세하게 분할되고 유연하게 확산되어 넓은 영역에 걸쳐 아황산염의 원만한 산화를 이룰 수 있다.
본 발명의 장치에 있어서, 산소 공급 노즐의 끝부분의 주입 오리피스는 상기 송출관으로부터 방출되는 제트의 영역에 효과적으로 배치될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 공급 노즐로부터 주입되는 산소 함유 가스가 미세한 기포의 형태로 확산될 수 있다.
또한, 본 발명의 장치는 송출관의 끝부분의 상측 부분이 그의 하측 부분위에 배치되도록 길게 형성되고, 또 산소 공급 노즐이 상기 상측 부분을 통해 연장되도록 부착되는 방식으로 구성될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 공급 노즐로부터 주입되는 산소 함유 가스가 송풍되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 송출관은 유체 저장용기에서 하향으로 경사지게 될 수도 있다. 이렇게 하면, 흡수 유체의 순환이 펌프에 의해 정지될 때 고체 물질이 송출관에 침적되는 것을 방지할 수 있거나, 또는 송출관내로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에, 송출관은 직립상태로 될 때까지 경사질 수도 있다.
또한, 본 발명의 장치는 상기 산소 공급 노즐이 송출관의 방출 말단 뒤의 위치에서 송출관내로 관통되는 방식으로 구성될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 함유 가스가 미세한 기포의 형태로 확산될 수 있다. 또한, 송출관에서 기체와 액체간의 혼합된 흐름에 의한 송출관의 손상을 최소화함과 아울러 종래 기술의 상기 제 3 및 제 4 실시예의 단점을 극복하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 장치는 상기 송출관이 유체 저장용기의 측벽을 통해 상기 유체 저장용기내로 관통되며, 또 송출관이 접선 방향을 향하여 방사상 방향으로 기울어지게 하여 송출관으로부터 방출되는 흐름을 유체 저장용기의 측벽을 따라 흐르게 하는 방식으로 구성될 수도 있다. 그에 따라서, 상기 유체 저장용기내에 원형 흐름이 형성되어 산소 함유 가스와 흡수 유체간의 액체 및 기체의 접촉 시간을 더욱 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예(제 1 실시예)에 따른 습식 연도 가스 탈황장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예(제 2 실시예)에 따른 습식 연도 가스 탈황장치를 설명하는 개략도,
도 3a는 본 발명에 따른 습식 연도 가스 탈황장치(가스 액체 접촉장치)의 전체 구조를 도시하는 개략도,
도 3b는 유체 저장용기내의 송출관의 배치상태를 도시하는 평면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예(제 4 실시예)에 따른 도 3의 장치에 사용되는 산소 함유 가스 송풍수단의 흡수 유체 배출부의 부분 확대도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예(제 5 실시예)에 따른 도 3의 장치에 사용되는 산소 함유 가스 송풍수단의 흡수 유체 배출부의 부분 확대도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예(제 6 실시예)에 따른 도 3의 장치에 사용되는 산소 함유 가스 송풍수단의 흡수 유체 배출부의 부분 확대도,
도 7은 습식 연도 가스 탈황장치에 통상적으로 사용되어온 공급 산소의 교반의 하나의 예시적 방법을 설명하는 개략도,
도 8은 습식 연도 가스 탈황장치에 통상적으로 사용되어온 공급 산소의 교반의 다른 하나의 예시적 방법을 설명하는 개략도,
도 9는 종래 기술의 제 1 실시예에 따른 기체 액체 접촉장치의 전체 구조를 도시하는 개략도,
도 10은 종래 기술의 제 2 실시예에 따른 기체 액체 접촉장치의 전체 구조를 도시하는 개략도,
도 11은 종래 기술의 제 3 실시예에 따른 유체 저장용기내의 산소 함유 가스 송풍수단의 배치상태를 도시하는 평면도,
도 12는 종래 기술의 제 4 실시예에 따른 기체 액체 접촉장치의 산소 함유 가스 송풍수단을 포함하는 필수 부분의 구조를 도시하는 개략도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 201, 301 : 슬러리 산화 탱크 2 : 흡수탑
3 : 연무 제거기 4 : 연도 가스 출구 섹션
5 : 헤더 파이프 6 : 순환 펌프
7 : 노즐 8 : 연도 가스 입구 섹션
9, 20 : 복귀 파이프라인 10, 24 : 방출 말단
11 : 상측 회수 개구부 12, 14, 15, 21, 22, 23 : 밸브
13 : 유체 저장용기 16 : 복귀 펌프
17, 17' : 산소 공급 노즐 18, 19 : 파이프라인
25, 202, 303 : 산소 공급수단 203, 302 : 교반기
204 : 교반 블레이드 30 : 스프레이 파이프
첨부 도면에 있어서, 참조번호는 다음과 같이 규정된다. 1, 201, 301 : 슬러리 산화 탱크, 2 : 흡수탑, 3 : 연무 제거기, 4 : 연도 가스 출구 섹션, 5 : 헤더 파이프, 6 : 순환 펌프, 7 : 노즐, 8 : 연도 가스 입구 섹션, 9, 20 : 복귀 파이프라인, 10 또는 24 : 방출 말단, 11 : 상측 회수 개구부, 12, 14, 15, 21, 22, 23 : 밸브, 13 : 유체 저장용기, 16 : 복귀 펌프, 17 또는 17' : 산소 공급 노즐, 18, 19 : 파이프라인, 25, 202 또는 303 : 산소 공급수단, 203 또는 302 : 교반기, 204 : 교반 블레이드, 30 : 스프레이 파이프, 31 : 유체 저장용기, 32 : 파이프라인, 33 : 펌프, 34 : 송출관, 35 : 주입 오리피스, 36 : 송풍기, 37 : 파이프라인, 38 : 배기 덕트, 39, 40 : 파이프라인, 101 : 공급 노즐, 102 : 노즐 헤더, a : 연소 배기 가스, b : 흡수 유체, c : 정화된 배기 가스, d : 흡착제, e : 산소 함유 가스, f : 폐 유체, g : 유체 표면, A, B 또는 C : 화살표 방향의 도면.
설명을 위하여, 본 발명의 여러 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다. 이러한 실시예에 있어서, 여러 요소들의 크기, 재료, 형상 및 상대적 배열은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로만 주어진 것이며, 특별히 지정하지 않는 한 발명의 범위를 제한하지는 않는다는 것을 이해하여야 한다.
실시예 1
본 발명의 일 실시예에 따른 습식 연도 가스 탈황장치가 도 1에 도시되어 있다.
이러한 습식 연도 가스 탈황장치는 흡착 슬러리가 공급되는 슬러리 산화 탱크(1)와, 상기 슬러리 산화 탱크(1) 위로 연장된 흡수탑(2)과, 연무 제거기(3)를 갖춘 연도 가스 출구 섹션(4)을 구비한다. 또한, 흡수탑(2)은 헤더 플레이트(5)를 구비하며, 상기 헤더 플레이트는 순환 펌프(6)에 의해 전송되는 흡수 슬러리를 주입하기 위한 노즐(7)을 구비한다.
이러한 습식 연도 가스 탈황장치에 있어서, 연도 가스 입구 섹션(8)을 통해 공급되는 연도 가스(A)는 노즐(7)로부터 주입되어 하향으로 흐르는 흡수 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 되고, 그에따라 흡수 슬러리는 연도 가스내에 존재하는 이산화황을 흡수하여 그것을 슬러리 산화 탱크(1)내로 떨어뜨린다. 슬러리 산화 탱크(1)내의 흡수 슬러리에서, 흡착제로 사용되는 소량의 석회와 그에따라 형성된 석고가 부유되거나 용해된다. 흡수 슬러리 함유 석고는 회수 펌프(도시 않됨)에 의해 회수되어 고체 액체 분리기(도시 않됨)내로 도입된다. 상기 흡수 슬러리 함유 석고는 상기 고체 액체 분리기에서 고체물질(즉, 석고)과 여과액으로 분리된다. 따라서, 흡수된 이산화황이 완벽하게 산화되어 부산물로서 석고를 형성한다. 여과액은 여과 탱크(도시 않됨)로 전달되어 석회와 혼합되고, 최종 흡수 슬러리가 슬러리 산화 탱크(1)로 복귀된다.
흡수탑(2)과 슬러리 산화 탱크(1)에서 일어나는 반응은 다음과 같다.
[흡수탑(2)에서]
SO2+ H2O → H++ HSO3 -
[슬러리 산화 탱크(1)에서]
H++ HSO3 -+ 1/2O2→ 2H++ SO4 2-
2H++ SO4 2-+ CaCO3+ H2O → CaSO4·2H2O + CO2
본 발명에 따르면, 이산화황의 산화를 위해 사용되는 산소 공급 수단이 혁신적으로 개선된다. 특히, 슬러리 산화 탱크(1)는 흡수 슬러리의 일부를 그의 하부 또는 그 부근의 위치로 복귀시키기 위한 복귀 파이프라인(9)을 구비하며, 산소 함유 가스가 상기 복귀 파이프라인(9)의 방출 말단(10)에 불어넣어진다. 통상적으로, 공기가 산소 함유 가스로 사용된다.
상기 실시예에 있어서, 슬러리 산화 탱크(1)에 저장된 흡수 슬러리의 일부는 밸브(12)를 거쳐 슬러리 산화 탱크(1)의 상측 회수 개구부(11)로부터 회수되고 또 상기 복귀 파이프라인(9)을 통해 슬러리 산화 탱크(1)로 복귀될 수도 있다.
변형예로, 헤더 파이프(5)로부터 주입되는 흡수 슬러리는 유체 수용기(13)에 의해 수집되고 또 밸브(14)를 거쳐 상기 복귀 파이프라인(9)을 통해 슬러리 산화 탱크(1)로 복귀될 수도 있다.
변형예로, 연무 제거기(3)에 의해 수집되는 흡수 슬러리는 밸브(15)를 거쳐 상기 복귀 파이프라인(9)을 통해 슬러리 산화 탱크(1)로 복귀될 수도 있다. 근래의 경향에 의하면, 배기 가스를 고 유량으로 공급하는 것에 의해 처리하며, 본 발명은 연무 제거기(3)에 의해 확산되고 수집되는 흡수 슬러리의 효율적인 이용을 허용한다.
밸브(12, 14, 15)의 개방 또는 폐쇄는 설비의 작동 상태에 따라 제어된다. 흡수 슬러리는 전술한 방식으로 복귀되므로, 충분한 정적 헤드를 성취할 수 있고, 따라서 펌프의 헤드 자체를 줄일 수 있어서, 그 결과 복귀 펌프(16)의 부하가 뚜렷히 감소된다. 특히, 밸브(12)가 폐쇄되고 밸브(14, 15)만이 개방되면, 복귀 펌프(16)를 실질적으로 작동시키지 않고 흡수 슬러리를 복귀시킬 수 있다.
흡수 슬러리가 전술한 방식으로 복귀되면, 산소 공급 수단의 산소 공급 노즐(17)로부터 송풍되는 공기가 흡수 슬러리의 흐름 자체에 의해서 미세하게 분할된다. 따라서, 기포가 충분히 확산되고 혼합되며, 그에따라 이산화황의 산화시에 산소의 이용 효율이 약 20%인 종래의 수준에 비해서 뚜렷히 향상된다.
실시예 2
본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 연도 가스 탈황장치가 도 2에 도시되어 있다.
도 2에 있어서, 도 1에 도시된 것과 유사한 요소들은 도 1에 표시된 것과 동일한 참조번호로 표시된다. 동일한 참조번호로 표시된 요소들은 도 1에 도시된 것과 동일한 방식으로 작용하고 기능한다.
본 실시예에 있어서, 흡수 슬러리는 밸브(21) 및 순환 펌프(6)를 거쳐 슬러리 회수 파이프(18)를 통해 회수되고, 밸브(23)를 갖는 중간 파이프라인(19)을 통해 가압하에서 전송되며, 헤더 파이프(5)에 형성된 노즐(7)로부터 배기 가스(A)내로 주입된다. 또한, 복귀 파이프(20)가 밸브(22)의 매체를 통해 중간 파이프라인(19)으로부터 분기된다. 따라서, 파이프(10, 20)의 기능은 도 1의 실시예에서 파이프라인(11', 9)의 기능에 대응한다. 다시말하면, 흡수 슬러리가 파이프(18)를 통해 회수된 후에, 순환 펌프(6)를 거쳐 헤더 파이프(5)로 전송된 흡수 슬러리의 일부 또는 전체는 밸브(22, 23)를 작동시키는 것에 의해서 복귀 파이프(20)를 통해 슬러리 산화 탱크(1)로 복귀된다. 산소 공급 수단(25)의 산소 공급 노즐(17')은 복귀 파이프(20)의 방출 말단(24)의 주변에 배치되고, 그에따라 그로부터 주입된 공기가 흡수 슬러리 자체의 흐름에 의해 미세하게 분할된다. 그들의 기능은 앞서 언급한 산소 공급 노즐(17) 및 방출 말단(10)의 기능과 유사하다.
실시예 3
도 1을 참조하여 앞서 설명한 실시예에서는 이른바 액체 컬럼형(liquid column type)의 액체 및 기체 접촉장치를 사용하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 낙하하는 흡수 슬러리를 수용하여 기체와 액체의 접촉 면적을 증가시키기 위해 패킹 재료로 채워진 포장 섹션을 갖는 기체 액체 접촉장치에 적용될 수도 있다.
또한, 탈황장치는 기체 액체 접촉장치가 단일 슬러리 산화 탱크의 연도 가스 입구 측면 및 연도 가스 출구 측면상에 각각 장착된 평행 유동 흡수탑과 역류 흡수탑으로 이루어진 유형의 것일 수도 있다.
또한, 본 발명은 다양한 기타 유형의 습식 연도 가스 탈황장치에 적용될 수도 있으며, 도 1의 유형에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하여 전술한 실시예에 있어서, 슬러리 산화 탱크(1)에 저장된 흡수 슬러리의 일부와, 헤더 파이프(5)로부터 주입된 흡수 슬러리 및 연무 제거기(3)에 의해 수집된 흡수 슬러리가 이용된다. 그러나, 사용되는 흡수 슬러리가 본 발명의 목적에 적합하다면, 흡수 슬러리는 설비의 임의의 다른 부분으로부터 복귀될 수도 있다.
전술한 실시예에 있어서, 상기 세가지 유형의 흡수 슬러리를 이용할 수도 있다. 이러한 구조의 목적은 복귀되는 슬러리의 유형을 폭넓게 선택함으로써 본 발명을 그의 작동 상태에 따라 효과적으로 기능할 수 있게 하기 위한 것이다. 그러나, 작동 조건에 따라서, 이러한 세가지 유형의 흡수 슬러리중 단 하나가 복귀될 수도 있다. 헤더 파이프(5)로부터 주입되는 흡수 슬러리와 연무 제거기(3)에 의해 수집된 흡수 슬러리만이 사용되는 경우, 복귀 펌프(16)를 생략할 수도 있다.
또한, 도 1을 참조하여 앞서 설명한 제 2 실시예의 장치는 도 1을 참조하여 앞서 설명한 제 1 실시예의 장치와 조합하여 사용할 수도 있다.
실시예 4
본 실시예는 도 3 및 도 4를 참조하여 이하 상세히 설명한다. 도 3에 있어서, 도 9에 도시된 것과 유사한 요소들은 도 9에 도시된 것과 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 3에 있어서, 습식 연도 가스 탈황장치는 습식 탈황을 실행하기 위한 흡수탑(2)을 구비하며, 알칼리성 흡수제(d)(예를 들면, 석고)를 함유한 흡수 유체(b)를 저장하기 위한 유체 저장용기(슬러리 산화 탱크)(31)가 상기 흡수탑(2)의 하부에 배치되고 그리고 상기 유체 저장용기(31)내의 흡수 유체(b)는 순환 펌프(6)에 의해 상승되고 또 흡수탑(2)의 하측 부분에 배열된 스프레이 파이프(30)로부터 분무되도록 구성된다.
전술한 설비의 구조에 있어서, 연소 배기 가스(a)가 흡수탑(2)의 상부에서 상기 흡수탑내로 도입되고 스프레이 파이프(30)로부터 분무되는 알칼리 함유 흡수 유체와 기체 및 액체 접촉하게 되어 배기 가스를 흡수하고 또 제거한다. 그다음, 정화된 배기 가스(c)가 배기 덕트(38)를 통해 외측으로 배출된다.
한편, 배기 가스로부터 흡수된 SO2로부터 형성되는 흡수 유체는 유체 저장용기(31)로 복귀되고, 상기 유체 저장용기에서 상기 아황산염은 후술하는 산소 함유 가스 송풍수단에 의해 공급되는 공기(e)의 지원하에 황산염으로 산화된다. 그다음, 폐유체(f)는 순환 펌프(6) 및 파이프라인(40)을 거쳐 방출된다. 또한, 흡착제(d)(예를 들면, 석회)는 파이프라인(39)을 통해 유체 저장용기(31)에 공급된다.
이러한 구조는 도 9에 도시된 통상의 습식 연도 가스 탈황장치의 구조와 동일하다.
본 실시예의 산소 함유 송풍수단은 유체 저장용기(31)의 하단부 근처의 위치에서 상기 유체 저장용기(31)의 흡수 유체(b) 저장부에 개방된 파이프라인(32)과, 상기 파이프라인(32)에 접속된 펌프(33)와, 상기 펌프(33)에 의해서 유체 저장용기(31)로부터 흡인되는 흡수 유체(b)를 상기 유체 저장용기(31)로 복귀시키기 위해 펌프(33)에 결합된 송출관(34)을 포함한다.
전술한 송출관(34)은 유체 저장용기(34)의 측벽을 통과하고 또 하향으로 경사진 방향으로 연장되는 방식으로 배치된다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 송출관(34)은 유체 저장용기(31)의 측벽을 관통한 후에 2개의 분기관으로 분할되며, 각 분기관은 접선 방향을 향하여 방사상 방향으로 기울어짐으로써 그로부터 방출되는 흐름이 유체 저장용기(31)의 측벽을 따라 흐를것이다. 또한, 송풍기(36)에 의해서 파이프라인(37)을 통해 공급되는 공기(e)를 주입하기 위한 산소 공급 노즐(17)이 유체 저장용기(31)에 개방된 송출관(34)의 각 분기관의 흡수 유체 방출 말단(10)의 전방에 배치된다.
이제, 송출관(34)과 산소 공급 노즐(17)간의 위치 관계를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 산소 함유 가스 송풍수단은 도 4에 도시되어 있다.
도 4에 있어서, 산소 공급 노즐(17)은 상기 송출관(34)의 흡수 유체 방출 말단(10)의 전방에서 수직 하향으로 배치된다. 또한, 산소 공급 노즐(17)의 끝부분에 있는 주입 오리피스(35)는 상기 방출 말단(10)으로부터 적절히 방출된 제트의 영역에 배치되도록 송출관(34)의 방출 말단(10)의 하측 표면의 연장부와 그의 중심선 사이에 위치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 습식 연도 가스 탈황장치에 도 4의 산소 함유 가스 송풍수단을 사용하는 것에 의해서 실험을 수행하였다. 특히, 약 1,000 ppm의 SO2를 함유한 연소 배기 가스를 시간당 10,000 m3N의 유량으로 도 3의 흡수탑(2)내로 도입하였다. 한편, 흡수 유체(b)는 순환 펌프(6)에 의해서 시간당 200m3의 유량으로 유체 저장용기(31)로부터 흡인되고 또 스프레이 파이프(30)로부터 흡수탑(2)내로 분무되었다. 따라서, 전술한 배기 가스(a)는 습식 탈황에 의해 정화되고 또 배기 덕트(38)를 통해 정화된 배기 가스(c)로서 방출되었다.
석회암을 포함하는 흡착제(d)는 제거된 SO2의 양과 화학양론적으로 유사한 양으로 파이프라인(39)을 통해 유체 저장용기(31)로 공급된 반면에, 석고는 제거된 SO2의 양과 화학양론적으로 동일한 양으로 파이프라인(40)을 통해 폐유체(f)로서 공급되었다. 유체 저장용기(31)에서, 흡수 유체(b)는 액체 표면(g)의 높이가 약 2m가 되도록 저장되었다. 파이프라인(32)의 일단부는 액체 표면(g) 아래의 1.5m 위치에서 유체 저장용기(31)의 측벽에 결합되었고, 그것의 타단부는 펌프(33)에 결합되었다. 펌프(33)로부터 결합된 송출관(34)은 액체 표면(g) 아래의 1.3m 위치에서 유체 저장용기(31)의 측벽을 통과하고, 유체 저장용기(31)내로 약 1m의 길이로 관통되며, 또 그 내부에서 개방된 흡수 유체 방출 말단(10)을 갖는 방식으로 배치되었다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 송출관(34)은 유체 저장용기(31)의 측벽을 통과하기 전에 2개의 분기관으로 분리되고, 각 분기관은 그로부터 방출된 흐름이 유체 저장용기(31)의 측벽을 따라 흐르도록 접선 방향을 향하여 방사상 방향으로 기울어지게 배치되었다.
흡수 유체(b)는 펌프(33)를 사용하여 시간당 100m3의 유량으로 흡인되고, 송출관(34)의 2개의 분기관의 각 흡수 유체 방출 말단으로부터 흡수 유체(b)내로 주입되었다. 송출관(34)과 마찬가지로, 파이프라인(37) 또한 2개의 분기관으로 분할되었다. 공기(e)가 파이프라인(37)의 2개의 분기관의 각 끝부분에 있는 산소 공급 노즐(17)로부터 송풍기(36)에 의해서 시간당 100m3N의 유량으로 흡수 유체(b)내로 주입되었다.
본 실험에 사용된 설비의 사양은 다음과 같다.
1) 흡수탑(2)의 단면적은 1m2이고, 스프레이 파이프(30) 위의 그 높이는 12m이다.
2) 유체 저장용기(31)의 단면 크기는 2m x 3.2m이고 바닥으로부터의 높이는 3.5m이다.
3) 스프레이 파이프(30)의 공칭 직경은 100A이고, 각각의 스프레이 파이프는 공칭 직경이 40A이고, 길이가 100mm인 4개의 상향 노즐을 구비한다.
4) 파이프라인(32)의 공칭 직경은 125A이다.
5) 송출관(34)의 공칭 직경은 100A이고, 그의 두개의 분기관의 공칭 직경은 65A이다. 각 분기관은 바닥부 위의 0.7m 위치에서 그의 3.2m폭의 측벽[상기 2) 참조]을 통해 유체 저장용기(31)내로 관통되고, 약 20°의 각도로 하향으로 경사진 방향으로 1m의 길이로 연장되며, 또 개방된 흡수 유체 방출 말단(10)을 구비한다. 송출관(34)의 두 분기관 사이의 거리는 1m이다.
6) 산소 함유 가스 공급용 파이프라인(37)의 공칭 직경은 25A였으며, 그의 두 분기관의 공칭 직경은 20A이다. 이 파이프라인(37)은 유체 저장용기(31)의 액체 표면위로 3m의 높이로 상승된 다음 유체 저장용기(31)내로 삽입된다.
7) 두개의 산소 공급 노즐의 공칭 직경은 20이다.
8) 각 산소 공급 노즐(17)의 정점부에 있는 주입 오리피스(35)는 흡수 유체 방출 말단(10)의 하측 표면의 연장부 위의 2cm에 위치된다.
전술한 조건하에 수행된 실험에 있어서, 유체 표면(g)은 공기(e)의 공급을 개시한 후에 약 10cm 상승되었고, 또 아황산염의 완벽한 산화가 달성되었음을 발견했다.
실시예 5
본 실시예에 사용된 설비는 도 5에 도시된 것과 같은 산소 함유 가스 송풍수단이 구비된 것을 제외하면 도 3에 도시된 것과 실질적으로 동일한 전체 구조를 갖는다. 도 5의 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 표시된 것과 동일한 참조번호로 표시된 요소들은 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같은 방식으로 기능한다.
본 실시예에 있어서, 하방으로 연장된 흡수 유체 송출관(34)의 끝부분은 도 5에 도시된 것과 같은 실질적으로 수평 절단부를 갖도록 절단된다. 다시말하면, 송출관(34)의 방출 말단(10)의 상측 부분(34a)은 그의 하측 부분(34b)위로 돌출되도록 길게 형성되고, 산소 공급 노즐(17)은 위로부터 돌출부(34c)를 통해 수직으로 연장되도록 부착된다.
산소 공급 노즐(17)의 끝부분에 있는 주입 오리피스(35)는 수평 절단 송출관(34)의 연장부의 한계내에 놓이도록 배치된다.
따라서, 산소 공급 노즐(17)의 전술한 주입 오리피스(35)는 상기 방출 말단(10)으로부터 적절히 방출된 제트의 영역에 배치된다.
본 실시예의 산소 함유 가스 송풍수단을 사용하여, 제 4 실시예와 관련하여 전술한 것과 같은 실험 조건하에서 실험을 수행했다. 실험 결과, 아황산염의 완벽한 산화를 달성했고, 액체 표면(g)은 공기(e)의 공급을 개시한 후에 약 12cm 상승했다는 것을 발견했다.
실시예 6
본 실시예에 사용된 설비는 도 6에 도시된 것과 같은 산소 함유 가스 송풍수단이 구비된 것을 제외하면 도 3에 도시된 것과 실질적으로 동일한 전체 구조를 갖는다. 도 6의 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 표시된 것과 동일한 참조번호로 표시된 요소들은 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같은 방식으로 기능한다.
본 실시예에 있어서, 하향으로 연장된 흡수 유체 송출관(34)의 끝부분은 도 6에 도시된 것과 같이 그의 중심축에 직교하는 방향으로 절단된다. 그다음, 산소 공급 노즐(17)은 그의 방출 말단(10) 바로 앞의 위치에서 위로부터 송출관(34)의 상부 벽을 통해 수직으로 연장되도록 부착되며, 또 송출관(34)내로 관통되고, 그에따라 산소 함유 가스(e)가 송출관(34)의 방출 말단(10) 바로 앞의 위치에서 주입 오리피스(35)로부터 주입된다.
본 실시예의 산소 함유 가스 송풍 수단을 사용하여, 제 4 실시예와 연관하여 전술한 것과 같은 실험 상태하에서 실험을 수행하였다. 실험 결과, 아황산염의 완벽한 산화가 달성되었고 액체 표면(g)은 공기(e)의 공급을 개시한 후에 약 15cm상승되었다는 것을 발견했다.
따라서, 전술한 제 4 및 제 6 실시예에 따라서, 산소 공급 노즐이 흡수 유체 송출관의 방출 말단의 바로 뒤 또는 앞의 위치에 배치된다. 그 결과, 방출 말단으로부터 방출되는 흡수 유체의 제트의 유량에 비례하여 산소 공급 노즐의 하류 측면상에 와류가 발생된다. 산소 공급 노즐로부터 주입되는 산소 함유 가스는 와류의 전단 작용(shearing action)에 의해 미세한 기포로 분할되며, 그에따라 기체와 액체 접촉 면적이 증가되고 또 산화 성능이 개선된다.
또한, 산소 공급 노즐이 도 6에 도시된 방출 말단 바로 앞의 위치에서 송출관내로 관통되면, 송출관의 단면적이 관통된 산소 공급 노즐의 단면적만큼 감소되며, 그에따라 송출관을 통해 흐르는 흡수 유체의 유속이 증가된다. 한편, 흡수 유체의 유속에 비례하여 산소 공급 노즐 주변에 와류가 발생된다. 산소 공급 가스가 산소 공급 노즐로부터 송풍될 때, 이러한 산소 함유 가스는 와류의 작용에 의해 미세한 기포로 분할되고, 결과적인 기체 액체의 혼합된 흐름은 흡수 유체 송출관의 방출 말단으로부터 방출되며 유체 저장용기(31)에 확산된다.
전술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 습식 연도 가스 탈황장치는 과도하게 큰 전력을 요구하지 않는다. 왜냐하면, 슬러리 산화 탱크내의 슬러리를 교반시키기 위해 흡수 슬러리가 복귀되어 이용되기 때문이다. 다시 말하면, 슬러리가 산화 탱크 자체로부터 회수되고 거기에 복귀되므로, 슬러리의 이러한 흐름을 형성하는데 필요한 펌프 헤드를 줄일 수 있고, 따라서 필요한 전력을 줄일 수 있다.
슬러리를 복귀시키는데 필요한 설비는 단순한 구조를 가지므로, 산화 공기 공급장치의 설비 비용을 과도하게 높은 비용이 요구되는 종래 기술에 비해서 상당히 줄일 수 있다.
또한, 산소 함유 가스는 교반을 이용하지 않고 흡수 유체 자체의 흐름에 의해서 미세하게 분할된다. 따라서, 산소의 이용 정도를 종래 기술에 비해 향상시킬 수 있다.
슬러리가 종래 기술의 경우와 같이 교반기에 의해 흐르게 될 때, 교반기의 설치 위치가 제한된다. 그러나, 본 발명의 장치는 그러한 제한이 없으므로, 기포의 확산 및 혼합에 가장 적절한 배치를 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명은 산소 함유 가스를 주입하기 위한 산소 공급 노즐이 흡수 유체 전달 파이프의 방출 말단 주변의 방출 흐름의 영역에 배치되고 또 그의 주입 오리피스가 상기 방출 말단으로부터 적절히 방출된 제트의 영역에 배치되는 산소 함유 가스 송풍장치를 제공한다. 따라서, 산소 공급 노즐로부터 주입되는 산소 함유 가스는 방출 말단으로부터 방출되는 흡수 유체의 전단 작용에 의해 미세한 기포로 분할될 수 있고, 또 배기 가스의 정화의 결과로서 흡수된 SO2로부터 흡수 유체에 형성된 아황산염을 완벽하게 산화시키기 위한 목적에 사용될 수 있다. 또한, 산소 함유 가스가 흡수 유체의 제트를 이용하는 것에 의해 미세하게 분할되고 또 유체 저장용기에 확산되므로, 유체 저장용기에서 검사 및 정화 작업을 방해할 수도 있는 산소 공급 노즐의 수를 뚜렷하게 감소시킬 수 있다.
또한, 산소 함유 가스의 검사 영역을 유체 저장용기내의 모든 소정 위치에서 결정할 수도 있으므로, 기포가 펌프내로 흡인되지 않을 것이다. 그 결과, 펌프는 별도의 전력을 요구하지 않는다. 그것에도 불구하고, 충분한 양의 산소 함유 가스를 소정 위치로 공급할 수 있다. 또한, 흡수 유체의 방출된 제트가 항적에 의해서 그의 유량을 증가시킬 수 있으므로, 흡수 유체의 만족할만한 교반 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 장치는 송출관의 상측 부분이 그의 하측 부분위로 돌출되도록 길게 형성되고 또 산소 공급 노즐이 상측부를 통과하는 것에 의해 부착되는 방식으로 구성될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 공급 노즐로부터 주입된 산소 함유 가스가 송풍되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전술한 송출관은 유체 저장용기에서 하향으로 경사질 수도 있다. 이렇게 하면, 작동정지중에 송출관에 고체 물질이 침적되는 것을 최소화할 수 있고 또 재작동시에 고체 물질의 방출을 용이하게할 수도 있다. 또한, 상기 송출관은 그로부터 방출되는 흐름이 상기 유체 저장용기에 원형 흐름을 제공하도록 추가로 배치될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 함유 가스와 흡수 유체간의 기체 및 액체의 접촉 시간이 연장될 수 있다.
또한, 본 발명의 장치는 산소 공급 노즐이 송출관의 방출 말단 앞의 위치에서 송출관내로 관통되는 방식으로 구성될 수도 있다. 그에 따라서, 산소 함유 가스를 미세한 기포의 형태로 분산시킬 수 있다.
본 발명은 슬러리 산화 탱크 내부의 슬러리를 교반시키기 위해 과도하게 높은 전력을 요구하지 않고 또 주입된 산소의 이용 효율을 향상시킬 수 있으며, 공급 노즐의 수의 뚜렷한 감소와, 전력의 감소와 그리고 흡수 유체를 교반 및 확산시키는 능력을 개선시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 이산화황을 슬러리내로 흡수하고 산소 함유 가스를 슬러리내로 불어넣어서 상기 슬러리내에 존재하는 아황산염을 산화시키는 습식 연도 가스 탈황장치에 있어서,
    슬러리 산화 탱크는 슬러리의 일부를 상기 슬러리 산화 탱크의 바닥 또는 그 부근의 위치로 복귀시키기 위한 복귀 파이프라인을 구비하며, 상기 산소 함유 가스를 상기 복귀 파이프라인의 방출 말단에 불어넣어서 상기 복귀 파이프라인을 통해 복귀되는 슬러리의 작용에 의해 미세하게 분할하는 것을 특징으로 하는
    습식 연도 가스 탈황장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬러리 산화 탱크내에 저장된 슬러리의 일부가 상기 파이프라인을 통해 회수되고 복귀되는
    습식 연도 가스 탈황장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 헤더 파이프로부터 주입되는 슬러리는 상기 복귀 파이프라인을 통해 복귀되는
    습식 연도 가스 탈황장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연무 제거기에 의해 수집되는 슬러리는 상기 복귀 파이프라인을 통해 복귀되는
    습식 연도 가스 탈황장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬러리의 일부가 상기 슬러리 산화 탱크의 바닥 또는 그 부근의 위치에서 회수되고 그리고 압력 펌프에 의해 가압하에서 상기 헤더 파이프로 전송되며, 슬러리 송출관은 슬러리를 상기 헤더 파이프로 전송하기 위해 상기 파이프라인으로부터 분기되고, 상기 산소 함유 가스가 상기 송출관의 방출 말단에 불어넣어져서 상기 송출관으로부터 방출되는 슬러리의 작용에 의해 미세하게 분할되는
    습식 연도 가스 탈황장치.
  6. 습식 탈황에 의해서 연소 배기 가스로부터 SO2를 제거하기 위한 습식 연도 가스 탈황장치에 사용되는 산소 함유 가스 송풍장치에 있어서,
    유체를 흡수하기 위한 유체 저장용기에 흡수 유체를 배출하기 위한 송출관이 구비되되, 그의 방출 말단은 상기 유체 저장용기에 개방되며, 상기 송출관의 방출 말단 부근의 방출된 흐름의 영역에 산소 함유 가스를 주입하기 위한 산소 공급 노즐이 배치되는
    산소 함유 가스 송풍장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 산소 공급 노즐의 끝부분의 주입 오리피스가 상기 방출 말단으로부터 적절히 방출되는 제트의 영역에 배치되는
    산소 함유 가스 송풍장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 송출관의 끝부분의 상측부는 그의 하측부 위로 돌출되도록 길게 형성되며, 상기 산소 공급 노즐은 상기 위로 돌출된 부분을 통해 연장되는
    산소 함유 가스 송풍장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 송출관은 상기 유체 저장용기의 측벽을 통해 상기 유체 저장용기내로 관통되며, 상기 송출관은 상기 송출관으로부터 방출되는 흐름을 상기 유체 저장용기의 측벽을 따라 흐르게 하기 위해 접선 방향을 향하여 수평방향 및 방사상방향으로 경사지고 또 하향으로 경사지도록 상기 유체 저장용기에 배치되는
    산소 함유 가스 송풍장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 산소 공급 노즐은 상기 송출관의 방출 말단 앞의 위치에서 상기 송출관내로 관통되는
    산소 함유 가스 송풍장치.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 따른 산소 함유 가스 송풍장치를 구비한 습식 연도 가스 탈황장치.
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