KR100285294B1 - Removal device of sulfur oxides in exhaust gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전소, 산업생산시설에서 배출되는 배기가스중 배기가스가 포함하고 있는 황산화물을 효과적으로 제거하기 위한 배기가스중 황산화물의 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing sulfur oxides in exhaust gases for effectively removing sulfur oxides contained in exhaust gases from exhaust gases emitted from power plants and industrial production facilities.
종래의 습식 석회석-석고법 배연탈황공정에 있어서 배기가스를 흡수액 슬러리에 직접 분사하는 가스분사식 구조는 흡수탑의 상부 공간 바닥에 석고입자가 침적되고 가스유도관 내부에 석고스케일이 생성되는 문제점이 빈번하게 발생하고 있다.In the conventional wet limestone-gypsum flue gas desulfurization process, the gas injection structure in which the exhaust gas is directly injected into the absorbent slurry has a problem in that gypsum particles are deposited on the bottom of the upper space of the absorption tower and gypsum scale is generated inside the gas induction pipe. Is happening.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하는 방안으로 전단세정기를 제거하고 흡수탑의 상부에 전단세정기의 역할을 할 수 있는 슬러리 분사장치를 설치하고, 분무된 슬러리가 배기가스 유도관을 통하여 반응기 하부로 잘 내려갈 수 있도록 배기가스가 유입되는 배기가스 유도관의 형상을 깔때기 형태로 구성함으로써 기-액 접촉효율을 최대화 할 수 있는 장치를 구현하였다.The present invention is to solve the above problems by removing the shear cleaner and installing a slurry injector that can act as a shear cleaner on the upper part of the absorption tower, the sprayed slurry is well to the bottom of the reactor through the exhaust gas induction pipe By configuring the shape of the exhaust gas induction pipe into which the exhaust gas flows in the form of a funnel, a device capable of maximizing gas-liquid contact efficiency is realized.
또한 가스 분산공의 구조를 변화시켜 가스분산판의 가스분산공을 통해 분사되는 배기가스와 가스분산판 위의 슬러리의 혼합이 격렬하게 일어나 기-액 접촉면적이 증가될 수 있도록 하였다.In addition, the structure of the gas dispersion hole was changed so that the mixing of the exhaust gas injected through the gas dispersion hole of the gas distribution plate and the slurry on the gas distribution plate was intense, so that the gas-liquid contact area was increased.
Description
본 발명은 발전소, 산업생산시설에서 배출되는 배기가스중 배기가스가 포함하고 있는 황산화물을 효과적으로 제거하기 위한 배기가스중 황산화물의 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing sulfur oxides in exhaust gases for effectively removing sulfur oxides contained in exhaust gases from exhaust gases emitted from power plants and industrial production facilities.
일반적으로 화석연료를 사용하는 화력발전소나 기타 산업생산시설에서 배출되는 배기가스 중에는 먼지, 질소산화물, 황산화물, 염화수소, 플루오르화물 등의 대기오염물질이 포함되어 있으며 이를 그대로 대기중으로 방출할 경우 심각한 대기오염문제가 발생하게 된다. 이중에서도 특히 황산화물은 대기중의 수증기에 흡수되어 산성비를 유발함으로써 산림 및 토양을 황폐화시키는 주요 원인이 되고 있다. 따라서 배기가스중의 황산화물이 대기중으로 방출되기 전에 황산화물을 제거하는 배연탈황공정이 널리 이용되고 있으며 그 중에서도 특히 흡수제로서 석회석을 사용하여 부산물로서 석고를 생산하는 습식 석회석-석고법이 배연탈황공정의 주류를 이루고 있다.In general, exhaust gases emitted from fossil fuel-fired power plants and other industrial production facilities contain air pollutants such as dust, nitrogen oxides, sulfur oxides, hydrogen chloride, and fluoride. Problems will arise. In particular, sulfur oxides are absorbed by water vapor in the atmosphere, causing acid rain, which is a major cause of deforestation of forests and soils. Therefore, the flue gas desulfurization process that removes sulfur oxides before the sulfur oxides in the exhaust gas are released into the atmosphere is widely used. Among them, the wet limestone-gypsum process that produces gypsum as a by-product using limestone as an absorbent is particularly widely used. Is the mainstream.
배연탈황공정은 여러 개의 단위공정으로 구성되어 있으며 이중 배기가스중의 황산화물을 기체와 액체의 접촉을 통해 제거하는 가장 중요한 공정은 흡수탑에서 이루어지고 있다.The flue gas desulfurization process consists of several unit processes, and the most important process for removing sulfur oxides in the exhaust gas through the contact of gas and liquid is performed in the absorption tower.
일반적인 습식 석회석-석고법 배연탈황공정에 있어서, 전기집진기를 통과하고 비교적 높은 온도를 가지는 배기가스는 가압팬(Booster Fan)에서 가압되어 가스덕트와 가스재열기를 거쳐 전단세정기를 통과한다. 흡수탑으로 유입되기 바로 직전의 전단세정기에서 배기가스는 단열포화온도로 단열 냉각되고 먼지와 염화수소, 플르오르화물 등의 대부분이 제거되며 일부 황산화물도 제거된다. 흡수탑으로 유입된 배기가스는 흡수탑에서 흡수액과 기-액 접촉되며 배기가스와 흡수액의 접촉을 통해 배기가스중에 포함되어 있는 황산화물이 액화되어 별도로 공급되는 산화용 공기중의 산소와 반응하여 황산을 생성하고 석회석과 반응하여 석고를 생성한다.In a general wet limestone-gypsum flue gas desulfurization process, exhaust gas having a relatively high temperature through an electrostatic precipitator is pressurized in a booster fan and passed through a gas duct and a gas reheater to a shear cleaner. In the shear cleaner just before entering the absorption tower, the exhaust gas is adiabatic cooled to the adiabatic saturation temperature, most of the dust, hydrogen chloride, and fluoride are removed, and some sulfur oxides are also removed. The exhaust gas introduced into the absorption tower is contacted with the absorption liquid and gas-liquid in the absorption tower, and sulfuric acid reacts with oxygen in the oxidizing air supplied separately by liquefying sulfur oxides contained in the exhaust gas through contact between the exhaust gas and the absorption liquid. Produces and reacts with limestone to produce gypsum.
한편, 흡수탑 내에서 생성되는 부산 석고는 일정속도로 흡수탑으로부터 배출되며 흡수탑에서 처리된 배기가스는 흡수탑 외부로 배출되어 습분 분리기를 통과하고 가스재열기를 거쳐 굴뚝으로 배출된다.Meanwhile, Busan gypsum produced in the absorption tower is discharged from the absorption tower at a constant speed, and the exhaust gas treated in the absorption tower is discharged to the outside of the absorption tower, passes through the moisture separator, and is discharged to the chimney through the gas reheater.
기체와 액체 상태의 물질을 서로 혼합하기 위한 기-액 접촉 장치는 다양한 방법이 사용되고 있으며 분사방법에 따라 액 분사방식과 가스 분사방식으로 크게 나눌 수 있다. 액 분사방식은 연속적인 가스 흐름에 알칼리 물질을 포함하는 흡수액을 연속적으로 분무하는 방식으로서 대표적인 공정으로는 단탑(Spray Tower)이 있다. 이 방식은 장치의 내부가 단순하고 압력손실이 비교적 적기 때문에 팬(Fan)의 동력소모가 비교적 적다는 장점이 있다. 단탑에서 이산화황(SO2)의 제거율을 높이기 위해서는 흡수탑 내에서 기체와 액체의 접촉면적을 크게 하거나 접촉시간을 증가시켜야 한다. 기- 액 접촉면적을 증가시키기 위하여 대용량의 순환펌프를 사용하는 경우에는 배기가스에 대한 슬러리의 비(L/G비)를 크게 하여야 하기 때문에 펌프의 동력소모가 증가하며 기-액 접촉시간을 증가시키기 위하여 배기가스의 체류시간을 증가시키고 흡수탑의 높이가 커져야 한다는 단점이 있다.As a gas-liquid contact device for mixing gas and liquid substances with each other, various methods are used, and the gas-liquid contacting apparatus can be roughly divided into a liquid injection method and a gas injection method according to the injection method. The liquid injection method is a method of continuously spraying an absorbent liquid containing alkali material in a continuous gas stream, and a representative process is a spray tower. This method has the advantage that the fan power consumption is relatively low because the inside of the device is simple and the pressure loss is relatively low. In order to increase the removal rate of sulfur dioxide (SO 2 ) in the single column, the contact area of gas and liquid in the absorption tower must be increased or the contact time can be increased. In the case of using a large-capacity circulation pump to increase the gas-liquid contact area, the ratio of slurry to exhaust gas (L / G ratio) must be increased, thereby increasing the power consumption of the pump and increasing the gas-liquid contact time. In order to achieve this, there is a disadvantage that the residence time of the exhaust gas must be increased and the height of the absorption tower must be increased.
가스 분사방식은 흡수액에 배기가스를 연속적으로 분사하는 방식으로서 대표적인 공정으로는 제트버블링 리액터(US Pat. 4,368,060)와 가스층 다공판형 배연탈황장치(US Pat. 5,660,616)가 있다. 이러한 방식은 그 장치특성상 기-액 접촉면적이 크기 때문에 기-액 접촉효율은 매우 높으나 접촉시간이 짧다는 단점이 있다. 따라서 기-액 접촉효율을 높이기 위해서는 접촉시간을 증가시켜야 하는데 그러기 위해서는 흡수탑의 압력손실이 커지므로 가압송풍기(Booster Fan)의 동력소모가 커져야 한다는 단점이 있다. 배연탈황공정에서 황산화물의 제거율은 장치의 특성에 따라 달라지며 장치내에서 발생할 수 있는 문제점들을 최소화하면서 기체와 액체의 접촉을 어떻게 효율적으로 유지하느냐에 달려있다.The gas injection method is a method of continuously injecting exhaust gas into the absorbent liquid, and typical examples thereof include a jet bubbling reactor (US Pat. 4,368,060) and a gas layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus (US Pat. 5,660,616). This method has the disadvantage that the gas-liquid contact efficiency is very high but the contact time is short because the gas-liquid contact area is large due to its device characteristics. Therefore, in order to increase the gas-liquid contact efficiency, the contact time must be increased. In order to increase the pressure loss of the absorption tower, the power consumption of the booster fan must be increased. The removal rate of sulfur oxides in flue gas desulfurization process depends on the characteristics of the device and depends on how efficiently the gas and liquid contact can be maintained while minimizing the problems in the device.
종래 개발된 가스층 다공판형 배연탈황 장치 및 방법(대한민국 특허 제 1304410호, US Pat. 5,660,616)과 배기가스 처리를 위한 기-액 접촉장치(국내 출원번호 97-26901)에서는 다수의 가스분출공이 천공된 단일 단의 가스 분산판을 사용하여 가스분산판 하부에 도입되는 배기가스의 압력에 의하여 가스분산판 하부에 가스층이 형성되고 가스분출공을 통하여 가스가 분출되도록 함으로써 가스분산판 위에 미세 기포로 이루어진 기포층이 형성되도록 하였다. 기포층 형성에 따라 높은 위치에너지를 가지게 되는 분산판 상부의 기-액 혼합물이 적정높이로 설치된 다수의 V홈을 가지는 월류판을 넘어 액 하강부로 월류되면 액 하강부와 기포층 사이에 수두차가 발생하게 되고 이 수두차가 분산판 상부와 하부의 흡수액이 연속적으로 순환되도록 하는 추진력으로 작용하게되어 별도의 순환펌프가 없이 가스분산판 상하부의 흡수액이 액 상승관과 액 하강관을 통하여 매우 빠른 속도로 순환되도록 하였다. 그러나 이러한 방식의 흡수탑을 실제 적용하여 운전해본 결과 흡수탑의 상부공간 바닥에 석고입자가 침적되고 가스유도관 내부에 석고스케일이 생성되는 문제점이 발생하였다. 이를 방지하기 위하여 흡수탑의 상부 공간에 종자결정(Seed Crystal)용 석고를 포함하는 슬러리를 분사하는데 이때에도 흡수탑 공간 바닥의 전체면적중 가스유도관이 차지하는 면적이 작기 때문에 바닥에서 석고의 침적이 발생할 가능성이 높은 단점이 있다.In the conventionally developed gas layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus and method (Korean Patent No. 1304410, US Pat. 5,660,616) and a gas-liquid contact device for exhaust gas treatment (Domestic Application No. 97-26901), a plurality of gas ejection holes are drilled. Bubbles made of fine bubbles on the gas distribution plate by forming a gas layer under the gas distribution plate and ejecting the gas through the gas ejection hole by the pressure of the exhaust gas introduced into the gas distribution plate using a single stage gas dispersion plate. The layer was allowed to form. When the gas-liquid mixture on the top of the dispersion plate having a high potential energy is bubbled over the overflow plate having a large number of V-grooves installed at an appropriate height as the bubble layer is formed, a water head difference occurs between the liquid drop portion and the bubble layer. This head difference acts as a driving force to continuously circulate the absorbent liquid in the upper and lower part of the dispersion plate, so that the absorbent liquid in the upper and lower parts of the gas distribution plate circulates very quickly through the liquid rising pipe and the liquid descending pipe without a separate circulation pump. It was made. However, as a result of operating the absorption tower in this manner, gypsum particles were deposited on the bottom of the upper space of the absorption tower and a gypsum scale was generated inside the gas induction pipe. In order to prevent this, a slurry containing seed crystal gypsum is sprayed into the upper space of the absorption tower. In this case, since the gas induction pipe occupies a small area of the total area of the bottom of the absorption tower space, deposition of gypsum on the floor is performed. There is a disadvantage that is likely to occur.
본 발명은 흡수탑의 상부에 전단세정기의 역할을 할 수 있는 슬러리 분사장치를 설치하고 가스유도관을 통하여 반응기 하부로 잘 내려갈 수 있도록 흡수탑의 상부공간에 위치하고 있는 배기가스 유도관의 도입부 형태를 깔때기 구조로 구성함으로써 분무된 슬러리가 흡수탑 상부공간 바닥에 침적되지 않도록 함과 동시에 액 분무식 흡수탑의 장점과 가스분사식 흡수탑의 장점을 살리면서 기-액 접촉효율을 최대화 할 수 있도록 장치를 구성하여 배기가스 중의 황산화물을 효과적으로 제거하고자 한다.The present invention is to install a slurry injection device that can act as a shear cleaner in the upper part of the absorption tower and the shape of the introduction portion of the exhaust gas induction pipe located in the upper space of the absorption tower so as to go down to the bottom of the reactor through the gas induction pipe The funnel structure ensures that the sprayed slurry is not deposited on the bottom of the upper space of the absorption tower, while maximizing the gas-liquid contact efficiency while taking advantage of the liquid spray absorption tower and the gas-jet absorption tower. To effectively remove sulfur oxides in the exhaust gas.
도 1은 본 발명에 따른 흡수탑의 개략도.1 is a schematic view of an absorption tower according to the present invention.
도 2는 도 1의 가스분사판의 구성을 나타낸 사시도.2 is a perspective view showing the configuration of the gas injection plate of FIG.
도 3는 도 2의 가스분산판의 단면도.3 is a cross-sectional view of the gas distribution plate of FIG.
도 4는 도 2의 배기가스 유도관의 구성을 나타낸 절개사시도.4 is a cutaway perspective view showing the configuration of the exhaust gas induction pipe of FIG.
도 5는 종래 습식 석회석-석고법의 배연탈황 공정을 나타내는 개략도.5 is a schematic view showing a flue gas desulfurization process of the conventional wet limestone-gypsum method.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
100 : 배기가스 도입부 110 : 슬러리 분사노즐 120 : 배기가스 유도관100: exhaust gas introduction unit 110: slurry injection nozzle 120: exhaust gas induction pipe
130 : 1차 가지관 140 : 2차 가지관 150 : 펌프130: primary branch pipe 140: secondary branch pipe 150: pump
160 : 가스분산판 161 : 월류판 162 : 액 상승관160 gas distribution plate 161 wall plate 162 liquid riser
163 : 가스분산공 170 : 석회석주입구 180 : 공기주입구163 gas distribution hole 170 limestone inlet 180 air inlet
190 : 교반기 200 : 흡수탑 210 : 부산 석고190: agitator 200: absorption tower 210: Busan gypsum
230 : 격자형 지지대 240 : 배기구230: grid support 240: exhaust port
전단세정기를 대체하여 흡수탑의 상부에 전단세정기의 역할을 할 수 있는 슬러리 분사장치(110)를 설치하고 분무된 슬러리가 가스유도관(120)을 통하여 잘 내려갈 수 있도록 흡수탑의 상부공간에 위치하고 있는 배기가스 유도관(120)의 도입부 형상을 깔때기 구조로 구성한다.Install a slurry injector 110 that can act as a shear cleaner on top of the absorption tower to replace the shear cleaner, and located in the upper space of the absorption tower so that the sprayed slurry can go down well through the gas induction pipe 120. The shape of the introduction portion of the exhaust gas induction pipe 120 is configured as a funnel structure.
또한 배기가스 유도관을 가지관화함으로써 하나의 배기가스 유도관을 제작하는 것에 비하여 재료비를 감소시킴과 더불어 배기가스 유도관을 세 부분으로 나누어 설치하도록 하여 시공의 편리성을 도모한다. 한편 가스분산판(160)에는 상광하협의 가스분사공(163)을 형성하여 상기 가스분산판(160)의 가스분산공(163)을 통해 분사되는 배기가스와 액 상승관(162)을 통해 가스분산판(160) 위로 이동하는 흡수액 슬러리가 가스분산판(160) 위에서 격렬한 기-액 접촉이 발생할 수 있도록 한다.In addition, the branch pipe of the exhaust gas induction pipe reduces the material cost as compared to the production of one exhaust gas induction pipe and installs the exhaust gas induction pipe in three parts for the convenience of construction. On the other hand, the gas distribution plate 160 through the gas dispersion hole 163 of the gas distribution plate 160 to form a gas injection hole 163 of the upper and lower straits and the gas through the liquid riser tube 162 Absorbent slurry that travels over the dispersion plate 160 allows violent gas-liquid contact to occur above the gas distribution plate 160.
이와 같은 기본적 구성을 갖는 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.The configuration of the present invention having such a basic configuration will be described in more detail.
도 1에서처럼 본 발명의 황산화물 배기가스 제거장치중에 가장 중요한 역할을 하는 흡수탑(200)의 내부는 가스분산판(160)을 기준으로 상부에 흡수액 슬러리를 분사하는 슬러리 분사노즐(110), 배기가스 유도관(120), 1차 가지관(130)과 가스분산판(160) 및 월류판(161)과 일체를 이루는 2차 가지관(140)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, the inside of the absorption tower 200, which plays a most important role in the sulfur oxide exhaust gas removing apparatus of the present invention, is a slurry injection nozzle 110 for injecting an absorption liquid slurry on the basis of the gas distribution plate 160 and exhaust gas. The gas induction pipe 120, the primary branch pipe 130 and the gas distribution plate 160 and the second branch pipe 140 is formed integrally with the overflow plate 161.
이 배기가스 유도관(120)이 1, 2차 가지관(130)(140)으로 연결될 때마다 배기가스 유도관(120)의 직경은 1/2로 감소되고 개수는 4배씩 증가되도록 구성하여 배기가스 유도관(120), 1차 가지관(130), 2차 가지관(140)에서의 배기가스와 흡수액 슬러리가 혼합된 혼합물의 유속을 항상 일정하게 유지되도록 한다. 한편 배기가스와 슬러리 분사노즐(110)에서 분사된 흡수액 슬러리가 혼합된 혼합물이 유입되는 배기가스 유도관(120)의 형상을 도 4와 같이 깔때기 형상으로 구성하여 흡수액 슬러리가 배기가스 유도관(120)의 상부공간 바닥에 침적되지 않게 하고 그 하부에 H 빔(Beam) 또는 사각형강으로된 격자형 지지대(230)를 설치하여 그 위에 플렌지를 현가할 수 있게 한다.Whenever the exhaust gas induction pipe 120 is connected to the primary and secondary branch pipes 130 and 140, the diameter of the exhaust gas induction pipe 120 is reduced to 1/2 and the number is increased by four times. The flow rate of the mixture of the exhaust gas and the absorbent slurry in the gas induction pipe 120, the primary branch pipe 130, and the secondary branch pipe 140 is always kept constant. Meanwhile, the shape of the exhaust gas induction pipe 120 into which the mixture of the absorbent liquid slurry injected from the exhaust gas and the slurry injection nozzle 110 flows is formed in a funnel shape as shown in FIG. 4, so that the absorbent liquid slurry is the exhaust gas induction pipe 120. It is possible to suspend the flange thereon by installing a lattice-shaped support 230 made of H beam or square steel at the bottom of the upper space of the upper space.
또한 가스분산판(160) 하부에 배기가스중의 SO2가스가 흡수액에 흡수되어 형성된 H2SO3를 산화시키기 위한 산화용 공기주입구(180), 흡수액중의 H2SO3가 산화되어 생성된 황산을 중화시키기 위한 석회석 슬러리 주입구(170), 산화용 공기를 균일하게 분산시키고 황산과 석회석의 반응으로 생성된 석고를 균일하게 혼합시키기 위한 교반기(190)를 설치한다. 한편 슬러리 형태의 흡수액을 상기의 슬러리 분사노즐(110)로 보내는 역할을 하는 펌프(150)를 흡수탑(200) 외부에 설치한다.Additionally, the gas distribution plate 160 is lower in the air for oxidation inlet for SO 2 gas in the exhaust gas to oxidize the H 2 SO 3 formed is absorbed in the absorption liquid 180, the absorbing solution H 2 SO 3 is oxidized and the resulting Limestone slurry inlet 170 for neutralizing sulfuric acid, agitator 190 for uniformly dispersing air for oxidation and uniformly mixing gypsum produced by the reaction of sulfuric acid and limestone is installed. On the other hand, the pump 150, which serves to send the slurry-absorbing liquid to the slurry injection nozzle 110 is installed outside the absorption tower 200.
이하 본 발명의 작용을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described as follows.
먼저 석회석 주입구(170)를 통해 흡수탑(200) 내부로 유입시킨 슬러리 흡수액을 가스분산판(160)과 연결된 액 상승관(162)을 통해 가스분산판(160) 상부의 일정 높이(h)까지 채운다음 배기가스 도입부(100)로부터 배기가스를 흡수탑(200)내로 유입시킴과 동시에 흡수탑(200) 외부에 있는 펌프(150)를 작동시켜 알칼리 흡수제인 석회석이 혼합된 흡수액 슬러리가 흡수탑(200)의 상부공간에 설치된 슬러리 분사노즐(110)을 통하여 분사되도록 함으로써 배기가스의 온도를 단열 포화온도까지 냉각시킨다. 이때 배기가스중에 포함된 이산화황(SO2)의 일부가 기-액 접촉작용에 의해 흡수액 슬러리에 흡수되며 흡수액 슬러리와 혼합된 배기가스는 배기가스 유도관(120)과 1차 가지관(130), 2차 가지관(140)을 통해 가스분산판(160) 하부로 내려가면서 배기가스와 흡수액 슬러리의 계속적인 기-액 접촉이 일어난다.First, the slurry absorbent liquid introduced into the absorption tower 200 through the limestone inlet 170 to the predetermined height h of the upper portion of the gas distribution plate 160 through the liquid riser tube 162 connected to the gas distribution plate 160. After filling, the exhaust gas is introduced into the absorption tower 200 from the exhaust gas introduction unit 100, and at the same time, the pump 150 outside the absorption tower 200 is operated to absorb the slurry of the absorbent liquid mixed with limestone as an alkali absorber. The exhaust gas is cooled to the adiabatic saturation temperature by being injected through the slurry injection nozzle 110 installed in the upper space of the 200. At this time, a part of sulfur dioxide (SO 2 ) contained in the exhaust gas is absorbed into the absorbent liquid slurry by the gas-liquid contact action, and the exhaust gas mixed with the absorbent liquid slurry is the exhaust gas induction pipe 120 and the primary branch pipe 130, As the gas branch plate 160 is lowered through the secondary branch pipe 140, continuous gas-liquid contact between the exhaust gas and the absorbent slurry occurs.
배기가스 유도관(120)을 통해 내려간 배기가스와 흡수액 슬러리는 가스분산판(160) 하부의 흡수액 슬러리와 혼합되고 배기가스는 가스분산판(160)의 가스분산공(163)을 통해 가스분산판(160) 위로 분출되어 가스분산판(160) 위에 있던 흡수액 슬러리와 접촉하여 2차 기-액 접촉에 의한 기포층을 형성함으로써 계속적인 배기가스 중의 SO2의 흡수가 일어나게 된다.The exhaust gas and the absorbent slurry that are lowered through the exhaust gas induction pipe 120 are mixed with the absorbent slurry below the gas distribution plate 160, and the exhaust gas is discharged through the gas dispersion hole 163 of the gas distribution plate 160. Continuously absorbing SO 2 in the exhaust gas occurs by blowing above 160 to contact the absorbent liquid slurry on the gas dispersion plate 160 to form a bubble layer by secondary gas-liquid contact.
한편 가스분산판(160) 상부의 배기가스-흡수액 슬러리 혼합물은 가스분산판(160)과 일체를 이루는 월류판(161)의 V홈을 넘어 액 하강통로를 통해 다시 가스분산판(160) 하부로 순환된다.On the other hand, the exhaust gas-absorbing liquid slurry mixture on the upper portion of the gas distribution plate 160 passes through the V groove of the overflow plate 161 integrally with the gas distribution plate 160 and passes back to the lower portion of the gas distribution plate 160 through the liquid drop passage. Circulated.
또한, 흡수액 슬러리에 흡수된 이산화황(SO2)은 흡수탑(200) 하부로부터 공기주입구(180)를 통해 별도로 공급되는 산화용 공기중의 산소와 반응하여 황산용액을 생성하고 이 황산용액은 석회석주입구(170)로부터 슬러리 형태로 공급되는 석회석과 반응하여 석고를 생성시킨다. 생성된 석고는 흡수탑(200) 외부로 연결된 파이프를 통해 회수하는 한편 반응에 필요한 석회석은 슬러리 형태로 계속적으로 석회석주입구(170)를 통해 흡수탑(200) 내부로 공급된다. 그리고 상기와 같은 과정을 거쳐 흡수탑(200) 내부에서 이산화황(SO2)이 제거된 처리가스는 배기구(240)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 동작은 연속적으로 이루어져 계속적인 배기가스중의 황산화물을 제거할 수 있다.In addition, sulfur dioxide (SO 2 ) absorbed in the absorber slurry reacts with oxygen in the air for oxidation, which is separately supplied through the air inlet 180 from the lower portion of the absorption tower 200 to generate a sulfuric acid solution, and the sulfuric acid solution is a limestone inlet. Reacts with limestone supplied in slurry form from 170 to produce gypsum. The generated gypsum is recovered through a pipe connected to the outside of the absorption tower 200 while limestone required for the reaction is continuously supplied into the absorption tower 200 through the limestone inlet 170 in the form of a slurry. In addition, the process gas in which sulfur dioxide (SO 2 ) is removed from the absorption tower 200 through the above process is discharged to the outside through the exhaust port 240. This operation can be performed continuously to remove sulfur oxides in the continuous exhaust gas.
보통 가스 분사구멍(163)에서 가스분산판(160) 상부로 분사되는 배기가스는 10∼20m/s의 빠른 속도로 역류되며 거의 제트기류를 형성하기 때문에 가스구멍으로부터 일정거리의 제트 투과길이(Jet penetration length)를 경과한 후에야 기포를 형성하게 된다. 따라서 도 3에 나타낸 것과 같이 각도가 약 45∼60。 깔때기 모양의 가스 분산공(163)을 통하여 배기가스가 분사될 경우 가스분산판(160) 위의 가스 분산공(163) 부분에서 부압이 발생하게 되고 이로 인해 흡수액 슬러리가 배기가스의 흐름쪽으로 용이하게 빨려들어감으로써 격렬한 2차 기-액 접촉이 발생하게 된다.In general, the exhaust gas injected from the gas injection hole 163 to the upper portion of the gas dispersion plate 160 flows back at a high speed of 10 to 20 m / s and forms a jet stream. Only after the penetration length has passed will bubbles form. Therefore, as shown in FIG. 3, when the exhaust gas is injected through the gas dispersion hole 163 having a funnel shape of about 45 to 60 degrees, negative pressure is generated in the gas dispersion hole 163 on the gas dispersion plate 160. This results in intensive secondary gas-liquid contact as the absorbent slurry is easily sucked into the flow of exhaust gas.
본 발명에서는 흡수탑의 상부공간에 위치하고 있는 배기가스 유도관의 도입부가 깔때기 형상으로 이루어져 있기 때문에 상부공간에 슬러리가 침적되지 않는다. 또한, 배기가스 유도관이 가지관으로 연결될 때마다 직경은 1/2로 감소되고 개수는 4배씩 증가되도록 하여 배기가스 유도관에서의 배기가스와 흡수액 슬러리가 혼합된 혼합물의 유속은 항상 일정하게 유지시킬 수 있으며 상기의 혼합물이 하나의 관이 아닌 1, 2차 가지관(130)(140)에 분리되어 통과함으로써 배기가스와 흡수액 슬러리가 충돌되는 빈도수가 증가하여 배기가스가 흡수액 슬러리에 흡수되는 흡수율이 향상된다.In the present invention, since the introduction portion of the exhaust gas induction pipe located in the upper space of the absorption tower has a funnel shape, the slurry is not deposited in the upper space. In addition, each time the exhaust gas guide pipe is connected to the branch pipe, the diameter is reduced to 1/2 and the number is increased by 4 times so that the flow rate of the mixture of the exhaust gas and the absorbent slurry in the exhaust gas guide pipe is always kept constant. As the mixture passes through the first and second branch pipes 130 and 140 instead of one pipe, the frequency of collision between the exhaust gas and the absorbent slurry increases, so that the exhaust gas is absorbed into the absorbent slurry. This is improved.
한편 배기가스 유도관(120)과 1, 2차 가지관(130)(140)의 길이를 3:2:1의 비율로 구성할 경우 2차 가지관(140) 만을 사용하여 흡수탑 상부공간 바닥과 가스분산판을 연결하였을 경우와 비교하면 가스유도관의 재료 사용량을 1/2이하로 감소시킬 수 있고 배기가스 유도관(120), 1차 가지관(130), 2차 가지관(140) 세 부분을 각각 저가의 FRP(Fiber Reinforced Plastic)로 가압 성형하여 조립할 경우 막대한 재료비의 절감을 기대할 수 있다.Meanwhile, when the exhaust gas induction pipe 120 and the first and second branch pipes 130 and 140 have a length of 3: 2: 1, only the secondary branch pipe 140 is used and the bottom of the upper space of the absorption tower. Compared with the case where the gas dispersion plate is connected, the material usage of the gas induction pipe can be reduced to 1/2 or less, and the exhaust gas induction pipe 120, the primary branch pipe 130, and the secondary branch pipe 140 are used. When the three parts are press-molded with low-cost fiber reinforced plastic (FRP), significant material cost reduction can be expected.
그리고 배기가스와 흡수액 슬러리가 통과하는 관이 하나로 되어있지 않고 배기가스유도관(120), 1차 가지관(130), 2차 가지관(140)으로 나뉘어져 있어 시공이 매우 간편하고 단순해질 뿐만 아니라 가스처리 용량이 증가함에 따라 흡수탑의 스케일-업(Scale-Up)이 매우 용이하다.In addition, the pipes through which the exhaust gas and the absorbent slurry pass are not divided into one, but are divided into an exhaust gas induction pipe 120, a primary branch pipe 130, and a secondary branch pipe 140, thereby making construction simple and simple. As the gas treatment capacity increases, the scale-up of the absorption tower becomes very easy.
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