KR100294625B1 - 액발취장치및습식배연탈황시스템내의현탁액농도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 탱크 내의 현탁액으로부터 액체 성분만을 방출 가능하게 하는 간단한 액 발취 장치 및 그러한 장치를 사용하여 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하는 방법을 제공하는데 있다. 특히, 본 발명은, 그 내측에서 부유되는 고체 물질을 포함하고 있는 액체를 포함하고 있는 현탁액을 담고 있는 탱크로 부터 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 방출하기 위한 액 발취장치를 제공하며, 상기 액 발취 장치는, (1) 현탁액의 수준보다 낮은 위치에서 탱크의 측벽내에 형성되어 있는 현탁액 출구 부재를 포함하고 있는 압력 수두 차이의 작용 하에 탱크 내의 현탁액을 유출될 수 있도록 하는 액 발취기와, (2) 그 상단부가 액 발취기의 출구 부재의 내측부에 연결되어 있고 그 하단부가 탱크의 바닥을 향해서 연장하여 개방되어 있는 액체 성분 유도 통로를 포함하고 있고, 상기 액체 성분 유도 통로의 횡단면 치수 및 길이는, 현탁액이 압력 수두 차이의 작용 하에 액체 성분 유도 통로에 의해서 액 발취기로부터 유출할 때, 그 내측의 액체 성분의 유동 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 더 낮을 수 있도록 결정되어 있다. 더욱, 습식 배연 탈황 시스템의 사용 방법을 위해서, 흡수제와 같은 칼슘 혼합물을 포함하고 있는 현탁액은 흡수 탑의 바닥에 형성되어 있는 흡수 탑 탑 탱크로부터 공급되어서 흡수 탑의 상부 부분 내에 형성되어 있는 가스-액체 접촉 영역을 통해서 재 순환되는데, 이는, 미 처리 배연이 현탁액 내로의 흡수에 의해서 미 처리 배연내에 존재하는 적어도 제 2 황 산화물을 제거하는 가스-액체 접촉을 위해서 현탁액과 접촉되기 위한 것이다. 본 발명은, 또한 본 발명의 액 발취 장치를 흡수 탑 탱크에 장착하는 것을 포함하고 있는 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하고, 액 발취 장치에 의해서 흡수 탑 탱크로부터 방출되는 액체 성분의 양 및 흡수탑 탱크에 공급되는 액체 성분의 양을 조절함으로서 흡수 탑 탱크 내의 현탁액이 농도를 제어하기 위한 방법을 제공한다.

Description

액 발취 장치 및 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액 농도 제어 방법

본 발명은, 예를 들면, 습식(濕式) 배연(排煙) 탈황(脫黃) 시스템의 흡수 탱크에 적절하게 적용될 수 있는 액 발취(液 拔取) 장치 및 그 장치를 사용하여 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액(懸탄液)의 농도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안, 인-시튜(in-situ) 산화 타입의 습식 석회-석고(lime-gypsum) 공정은, 열 전력 발생 장비에서 생성되는 배연으로부터 황 산화물(일반적으로는, 제 2 황 산화물)을 제거하는 배연 탈황 기술로서 널리 알려져 있다. 상기 공정에 의하면, 그 내측에 부유하는 칼슘 혼합물(즉, 석회석)을 가지고 있는 습수성 현탁액은, 흡수 탑의 바닥에 장착된 흡수 탑 탱크로부터 공급되어서 흡수 탑의 상부에 형성된 가스-액체 접촉 부위를 통해서 재 순환된다. 동일한 시간에, 배연은 흡수 탑으로 유입되어 가스-액체 접촉을 초래하기 위하여 흡수성 현탁액과 접촉된다. 다른 한편으로, 산화 공기는 흡수 탑 탱크로 강제로 유입되는데, 이는, 가스-액체 접촉을 하는 현탁액이 부산물로서 석고를 형성하기 위해서 습수 탑 탱크내에서 산화되기 위한 것이다.

상기 배연 탈항 시스템 내에서의 안정된 작동을 이룰 수 있도록, 흡수 탑 탱크 내에 존재하는 현탁액의 양(즉, 정도)을, 예를 들면, 석고의 회수를 위해서 방출된 현탁액의 양을, 제어하여 소정 범위 내에 있게 하는 것이 필요하다. 다른 한편으로, 흡수 탑 탱크 내에 있는 현탁액의 농도(즉, 주로 석고로 구성된 고체 물질의 농도)가 한정된 범위(일반적으로, 20 내지 30 wt%)내에 유지되는 것이 또한 필요하다.

현탁액의 농도가 상당히 높은 경우, 현탁액을 흡수 탑의 상부로 공급하는 재 순환 시스템 내에서 또는 흡수 탑 탱크로부터 현탁액을 방출하는 라인 내에서, 관 및 펌프의 막힘과 같은 고장이 생겨서, 작동을 어렵게 한다. 다른 한편으로, 현탁액의 농도가 상당히 낮을 경우, 현탁액에 존재하는 소위 석고의 씨 결정들(seed crystals)이 감소하는데, 이는, 흡수 탑 탱크 내에서의 제 2 황 산화물의 흡수 및 후속 반응들의 결과로서 연속적으로 생기는 많은 양의 석고가 침전하여, 관의 막힘과 같은 고장을 또한 일으킬 수 있는 스케일(scale)을 형성하는 흡수 탑 탱크의 내벽표면과 같은 장비 구성 요소들의 표면들에 들러붙기 위한 것이다. 더욱, 현탁액의 낮은 농도는, 무게의 증가가 석고의 회수를 위한 고체-액체 분리 처리를 야기하기 때문에, 작동 비용의 견지에서 상당히 불리하다.

한편, 배연내의 제 2 황 산화물 함유량은 동력 발생 부하와 같은 것에 의해서 규칙적으로 변동하는데, 이는, 흡수 탑 탱크 내로 안내되는 흡수제(즉, 석회석)의 공급율이 변동하는 입구 제 2 산화물 함유량에 대응하는 가장 낮은 필요 수준과 동일할 수 있도록 항상 제어되기 위한 것이다. 더욱, 산화 공기 등과 같은 것을 불어넣기 위한 공기 살포기용 세척 수는 항상 일정한 유동 율로 흡수 탑 탱크 내로 항상 유입된다.

이 같은 이유 때문에, 탱크 내로 유입되거나 탱크 내에서 형성된 고체는, 예를들면 배연내의 제 2 황 산화물 함유량이 낮은 상태에서(즉, 낮은-부하 상태에서), 감소된다. 다른 한편으로, 상기 세척수는 항상 일정한 유동 량으로 유입되는데, 이는, 탱크 내의 현탁액의 농도가 더 낮아지기 위한 것이다. 특히 미립자들을 냉각 하여 분리하는 퀀처(quencher)가 흡수 탑(즉, 시스템이 이중-루프 타입으로 구성되어 있다)의 유동 방향에 장착되어 있는 곳에서, 흡수 탑으로 들어가는 배연은 수증기로 거의 포화되는데, 이는, 적은 양의 물이 흡수 탑내에서 증발되어 배연에 의해서 휩쓸려 가기 위한 것이다. 결과적으로, 탱크 내의 현탁액의 농도는, 작동하는 동안, 상기 한정된 범위를 초과해서 줄어들 수 있을 것 같다.

더욱, 심지어 시스템의 정지 동안에도(즉, 탈황의 중단 동안)연속적으로 상기 세척수를 제공하는 것은 일반적인 관례이다. 따라서, 상기 시스템이 이중-루프 타입이 아닐지라도, 탱크 내의 현탁액의 농도는 상기 한정된 범위를 넘어서 줄어 들 수 있다.

그러나, 흡수 탑 탱크 내에서의 현탁액의 액체 성분만을 방출하는 단순 수단은 종래 기술에서 사용할 수 없다. 따라서, 현탁액의 농도가 물의 균형에 있어서의 상기 변화에 기인하여 감소될 때, 예를 들면, 흡수 탑 탱크에 공급된 화장 수 양(또는, 석고의 분리에 의해서 얻게 되어 흡수 탑 탱크로 복귀되는 여과 액의 양)을 감소시키거나, 그러한 공급을 차단함으로서, 수동 측정(passive measure)이 행해진다.

결과적으로, 그러나 낮은-부하 조건 또는 조업 정지에서의 작동이 연장된 시간 주기 동안 계속된다면, 현탁액의 농도는 부적당한 범위로 점점 줄어든다. 만약 시스템이 현탁액의 상기 조건으로 작동된다면, 상기 스케일의 형성은 피하기 어렵고, 내부 세척 등과 같은 매우 성가신 유지 작업들은 짧은 시간 간격으로 필요하게 된다. 더욱, 부하의 증가는 석고 회수를 위한 고체-액체 분리 처리를 야기해서, 작동 비용의 증가를 가져온다.

일본 특허 공개 공보 제 230620/'84에 개시된 바와 같이, 출원인은 현탁액이 고 농도 및 저 농도를 가지고 있는 두 개의 현탁액 부분들로 분리되어, 이 같은 현탁액 부분들이 독립적인 제어 유동 량으로 방출될 수 있도록, 현탁액 농도 제어 방법을 이미 제안했다. 그러나, 펌프 또는 특별한 원동력(motive power)을 사용하지 않고서 단지 액체 성분만을 방출하기 위한 단순 수단은 아직까지 제안되지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은, 탱크 내의 현탁액 중 액체 성분만을 방출할 수 있게 하는 단순한 액 발취 장치 및 상기 장치를 사용하여 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액 농도를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 내측에서 부유하는 고체 물질을 가지고 있는 액체를 포함하고 있는 현탁액을 담고 있는 탱크로부터 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 방출하기 위한 액 발취 장치를 제공하는데, 상기 액 발취 장치, (1) 현탁액의 표면보다 낮은 위치에 있는 탱크의 측벽내에 형성되어 있는 현탁액 출구 부재를 포함하고 있고 탱크 내의 현탁액을 압력 수도(壓力 水頭) 차이의 작용 하에서 유출 가능하게 하는 액 발취기 및 (2) 그 상단부는 액 발취기의 출구 부재의 내측부에 연결되어 있고 그 하단부는 탱크의 바닥부를 향하여 연장하여 개방되어 있는 액체 성분 유도 통로를 포함하고 있으며, 상기 액체 성분 유도 통로의 횡단면 치수 및 길이는, 현탁액이 압력 수두 차이의 작용 하에 액체 성분 유도 통로에 의해서 상기 액 발취기로부터 방출될 때, 그 내측의 액체 성분의 흐름 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 낮을 수 있도록 결정된다.

비록, 본 발명의 액 발취 장치는, 그에 연결되어 있는 액체 성분 유도 통로를 구비하고 있는 액 발취기를 포함하고 있고, 매우 간단하고 값싼 구조를 가지고 있을지라도, 단지 액체 성분만이 아래에서 설명되는 탱크로부터 방출될 수 있다.

먼저, 상기 액 발취기는 현탁액의 수준보다 낮은 위치에 있는 탱크의 측벽에 형성되어 있는 현탁액 출구 부재를 포함하여 탱크 내의 현탁액이 압력 수두의 작용 하에 방출 가능하도록 하기 때문에, 액체는 어떠한 동력 없이도 액체 성분 유도 통로에 의해서 액 발취기로부터 방출될 수 있다. 더욱, 액체 성분 유도 통로의 횡단 치수 및 길이는, 그 내측의 액체 성분의 유동 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 더 낮을 수 있도록 결정되어 있기 때문에, 상기 고체 물질은 액체 성분 통로 내에서 분리되고, 결과적으로, 액 발취기로부터 방출되는 액체는 낮은 고체 성분을 가지고 있는 액체 성분을 포함한다.

더욱, 습식 배연 탈황 시스템의 사용을 위해서, 흡수제로서 칼슘 혼합물을 포함하고 있는 현탁액은 흡수 탑의 바닥에 형성되어 있는 흡수 탑 탱크로부터 공급되어 흡수 탑의 상부에 한정되어 있는 가스-액체 접촉 영역을 통해서 순환되는데, 이는, 미 처리 배연이 흡수에 의해서 미 처리 배연내에 존재하는 적어도 제 2 황 산화물을 재 순환 현탁액 내로 제거하는 가스-액체 접촉을 위해서 현탁액과 접촉하기 위한 것이며, 본 발명은 또한 본 발명의 액 발취 장치를 흡수 탑 탱크에 갖추어 구비하고 있는 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하고, 액 발취 장치에 의해서 흡수 탑 탱크로부터 방출되는 액체 성분의 양 및 흡수 탑 탱크로 공급되는 액체 성분의 양을 조절함으로서 흡수 탑 탱크 내의 현탁액내의 농도를 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 흡수 탑 탱크에는 본 발명의 액 발취 장치가 갖추어져 있고, 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도는 액 발취 장치에 의한 흡수 탑 탱크로부터 방출되는 액체 성분의 양 및 흡수 탑 탱크에 공급되는 액체 성분의 양을 조절함으로서 제어된다.

따라서, 본 발명은, 종래 기술에서는 불가능했던, 단순 장치에 의해서 탱크로부터 액체 성분을 방출함으로서 실제적인 농도 제어를 가능하게 한다. 결과적으로, 적은-부하 조건하 또는 조업 정지 동안 감소되는 농도의 문제는 제거되고, 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 적절한 농도 제어는 높은 신뢰성과 낮은 비용으로서 성취될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 내측에서 부유하는 고체 물질을 가지고 있는 액체를 포함하고 있는 현탁액을 담고 있는 탱크로부터 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 방출하는 액 발취 장치를 제공하고, 상기 액 발취 장치는, (1) 현탁액의 표면보다 낮은 위치에 있는 탱크의 측벽내에 형성되어 있는 현탁액 출구 부재를 포함하여서, 상기 탱크 내에 있는 현탁액을 압력 수두 차이의 작용 하에 방출 가능하게 하는 액 발취기 및 (2) 그 상단부가 액 발취기의 출구 부재의 내측부에 연결되어 있고, 그 하단부가 탱크의 바닥을 향해서 연장되어 열려 있는 액체 성분 유도 통로를 포함하고 있고, 상기 액체 성분 유도 통로의 횡단 치수 및 길이는, 현탁액이 압력 수두 차이의 작용 하에 액체 성분 유도 통로를 통해서 액 발취기로 부터 방출될 때, 그 내측의 액체 성분의 유동 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 낮을 수 있도록 결정되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 액 발취 장치는 현탁액의 통로에 적합한 개구부를 구비하고 있는 칸막이 벽을 갖추고 있고, 액체 성분 유도 통로를 감싸기 위하여 수직으로 장착되어 있다.

상기 탱크가 현탁액의 통로에 적합한 개구부를 구비하고 있는 칸막이 벽을 갖추고 있고, 액체 성분 유도 통로를 감싸기 위하여 수직으로 장착되어 있을 때, 탱크 내에서 현탁액에 실린 공기 방울의 선택적 교반(攪拌)에 의해서 야기되는 유동의 유도 통로로의 유입은 막아진다. 결과적으로, 교반에 의해서 야기되는 유동 량의 유입에 기인하는 현탁액에 실리는 공기 방울의 교류(攪流)는 액체 성분 유도 통로에 도달되는 것이 확실히 방지된다. 더욱, 액 발취동안, 탱크 내의 현탁액은 상기 개구부를 통해서 칸막이 벽의 내측부로 흘러들어가서 그 개구부 하단부를 통해서 액체 성분 유도 통로로 들어간다. 따라서, 낮은 고체 성분을 가지고 있는 상기 액체 성분의 방출은 매우 높은 신뢰성으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 액 발취기는 그 출구 부재와 연결되어 있는 개방/폐쇄 부재(예를 들면, 밸브)를 구비하고 있다.

액 발취장치가 그 출구 부재에 연결되어 있는 개방/폐쇄 부재를 구비하고 있을 때, 현탁액 액체 성분의 방출은 조절될 수 있거나(즉, 시작 또는 정지)제어될 수 있다(그 방출 유동 량을 조절하기 위하여).

본 발명의 또 다른 실시예에서, 액 발취기의 개방/폐쇄 부재는 현탁액 입구 부분 및 출구 부분을 구비하고 있는 유동 경로 형성 부재(예를 들면, 관 또는 호수)를 포함하고 있고, 상기 입구 부분은 액 발취기의 출구 부재에 연결되어 있고, 출구 부분의 수직 위치는 현탁액의 표면 수준에 대해서 변경될 수 있다.

상기 개방/폐쇄 부재가, 입구 부분은 상기 출구 부재에 연결되어 있고, 출구 부분의 수직 위치는 현탁액의 표면 수준에 대해서 변경될 수 있는 현탁액 입구 부분 및 출구 부분들을 구비하는 유동 통로 형성 부재를 포함하고 있을 때, 개방/폐쇄 부재의 유동 통로 내의 스케일의 침전은 현저하게 억제되며, 심지어 스케일 침전의 경우에, 개방/폐쇄 부재의 보수 유지는 촉진된다. 어구, 밸브 메커니즘의 생략은 대응하는 비용 감소를 가져온다.

이 경우, 현탁액 액체 성분의 방출은 현탁액 표면 수준 위로 상기 유동 통로 형성 부재의 출구 부분의 위치를 상승시킴으로서 정지될 수 있고, 현탁액 액체 성분의 방출은 현탁액의 수평 수준 아래로 상기 유동 통로 형성 부재의 출구 부분의 위치를 낮춤으로서 시작될 수 있다. 더욱, 방출 유동 량은 현탁액의 표면과 상기 유동 통로 형성 부재의 출구 부분 사이의 압력 수두 차이를 제어함으로서 조절될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 액 발취기의 적어도 출구 부재 내의 현탁액 유동 통로는 수평 평면에 대해서, 약 5° 또는 현탁액의 유동 방향 내로 연장하는 것보다 더 크게 상향으로 기울어져 있다.

액 발취기의 적어도 출구 부재 내의 현탁액 유동 통로가 수평 평면을 기준으로 5 또는 현탁액의 유동 방향에서 연장하는 것보다 더 크게 기울어질 때, 석고 입자들의 침전 및 그러한 스케일로 인한 그의 막힘에 기인한 액 발취기의 유동 통로 내의 스케일의 형성이 방지된다. 또한 그러한 관점에서, 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 성분의 방출은 매우 쉽게 그리고 매우 큰 신뢰성을 가지고 이루어지 질 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 액 발취 장치에는 액체 성분 유도 통로이 상단부로부터 상향으로 연장되어 있고, 현탁액 표면의 상부에 위치되어 있는 개방 상단부를 구비하고 있는 입출 파이프(vent pipe)가 갖추어져 있고, 현탁액 액체 성분은, 공기 방울들이 액체 성분 유도 통로 내로 들어갈 경우, 그것들은 그 상단부로부터 방출되기 때문에, 더욱 부드럽게 방출될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 액 발취기에는 액체 성분 유도 통로 아래의 탱크의 영역 내에 존재하는 현탁액을 교반시키는 교반기가 갖추어져 있다.

액 발취기가 상기 액체 성분 유도 통로 아래의 탱크 영역 내에 존재하는 현탁액을 교반시키기 위한 교반기를 갖추었을 때, 액체 성분 유도 통로 내에서 분리되어 그를 통하여 침전하는 고체 물질은, 상기 교반기의 교반 작용에 의한 상기 액체 성분 유도 통로 아래 영역 내에서의 정체 또는 침전이 방지된다. 결과적으로, 그러한 정체 또는 침전(예를 들면, 방출 액체의 농도 및 탱크 바닥 상의 스케일 형성의 변화)에 기인한 고장은 확실히 방지될 수 있다.

더욱, 습식 배연 탈황 시스템의 사용을 위하여, 흡수제로서 칼슘 혼합물을 포함하고 있는 현탁액은 흡수 탑의 바닥에 형성되어 있는 흡수 탑 탱크로부터 공급되어 흡수 탑의 상부에 한정되어 있는 가스-액체 접촉 영역을 통하여 순환되는데, 이는, 미 처리 배연이 흡수에 의해서 미 처리 배연내에 존재하는 적어도 제 2 황 산화물을 현탁액 내로 제거하기 위하여 가스-액체 접촉을 위한 현탁액과 접촉하기 위한 것이며, 또한 본 발명은, 상기 흡수 탑 탱크에 본 발명에 의한 액 발취 장치의 장착을 포함하고 있는 습식 배연 탈황 시스템 내에서의 현탁액의 농도를 제어하고, 액 발취 장치에 의해서 상기 흡수 탑 탱크로부터 방출되는 액체 성분의 양 및 상기 흡수 탑 탱크에 공급되는 액체 성분의 양을 조절함으로서 상기 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도를 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하는 방법에 있어서, 농도 검출기를 구비하고 있는 상기 흡수 탐 탱크 내의 현탁액의 농도를 검출하고, 방출되는 액체 성분의 양 또는 상기 농도 검출기의 검출 결과에 응답하여 공급되는 상기 액체 성분의 양을 자동적으로 조절하는 제어기를 사용함으로서, 상기 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도는, 원하는 농도에 동일할 수 있도록 자동적으로 제어된다.

농도 검출기를 가지고 있는 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도를 검출하고, 방출되는 상기 액체 성분의 양 또는 상기 농도 검출기에 의한 검출 결과에 응답하여 공급되는 상기 액체 성분의 양을 자동적으로 제어하기 위한 제어기를 사용함으로서, 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도가 원하는 농도와 동일해질 수 있도록 자동적으로 제어될 때, 위험을 등을 수반하지 않는(unattended) 제어가 이루어질 수 있고, 노동력 등과 같은 것의 절감을 가져온다.

도 1은 본 발명에 적용된 습식 배연 탈황 시스템의 일 실시예(제 1 실시 예)를 도시한 개략도.

도 2는 도1에 사용된 액 발취 장치를 도시한 확대도.

도 3은 본 발명의 액 발취 장치의 또 다른 실시예(제 2 실시예)를 도시한 확대도.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 의한 액 발취 장치의 실시예(제 2 실시예)를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 액 발취 장치의 또 다른 실시예 (제 3 실시예)를 도시한 확대도.

도 6은 본 발명의 작용을 설명하는 실험 장치를 도시한 개략도.

도 7은 본 발명의 작용을 설명하기 위하여 실행된 실험의 결과치를 도시한 그래프.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예를 살펴보기로 하자.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명이 적용되는 인-시튜(in-situ) 산화 타입의 습식 배연 탈황 시스템의 일 실시예(제 1 실시예)를 도시하고 있는 개략도이다

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은, 흡수 탑(1) 및 상기 흡수 탑(1)의 바닥에 장착되어 있는 탱크(2)를 포함하고 있다. 상기 탱크(2)는 현탁액을 교반시킴과 동시에 미세한 공기 방울 형태로 산화 공기(K)를 탱크(2)내의 현탁액(S)내로 불어 넣기 위한 소위 공기 회전 살포기(3)를 갖추고 있는데, 이는, 그 내측에서 흡수된 제 2 황 산화물을 가지고 있는 흡수성 현탁액이 탱크(2)내의 공기와 효과적인 접촉을 하여서 석고를 형성하기 위하여 완전히 산화되기 위한 것이다.

더욱, 상기 시스템내에서, 미 처리 배연(A)은 흡수 탑(1)의 배연 입구 부분(1a) 내로 안내되어서, 재 순환 펌프(4)에 의해서 헤더 관(heaader pipe)(5)들로부터 분사되는 흡수성 현탁액과 접촉되는데, 이는 미 처리 배연(A)내에 존재하는 적어도 제 2 황 산화물이 흡수 현탁액으로의 흡수에 의해서 제거되기 위한 것이다. 최종적인 배연은 배연(B)으로서 처리되는 것처럼 배연 출구 부분(1b)을 통해서 방출된다. 헤더 관(5)들로부터 뿌려지는 흡수성 현탁액은 제 2 황 산화물을 흡수함과 동시에 유동 방향으로 흘러가, 공기 살포기(3)로 교반되는 흡수성 현탁액으로 날려 들어가는 많은 수의 공기 방울과의 접촉에 의해서 산화되어서, 석고를 형성하는 중화 반응을 겪는 탱크(2)로 들어간다.

이 같은 처리 과정에서 일어나는 주된 반응들은 아래의 반응 식 (1) 내지 (3)으로 나타난다. 소위 공기 회전 살포기대신에, 복수 개의 고정 공기 분배 관들을 포함하고 있는 소위 고정 공기 살포기는 살포기(3)로서 사용될 수 있다.

(흡수 탑의 배연 입구 부분)

SO₂+ H₂O → H⁺SO₃ ^-(1)

(탱크)

H⁺+ HSO₃ ^-+ 1/20₂→ 2H⁺+ SO₄ ^2-(2)

2H⁺+ SO₄ ^2-+ CaCO₃+ H₂O → CaSO₄2H₂O + CO₂(3)

따라서, 석고 및 석회석의 적은 양은(흡수제로서 사용되는) 탱크(2)내의 현탁액(S) 내를 주로 부유한다. 바람직한 실시 예에서, 현탁액(S)은 탱크(2)의 측벽으로부터 연장되어 있는 관 라인(6)을 통해서 방출되어 고체-액체 분리기(7)로 공급된다. 여과 작용의 결과,낮은 수분 함유량(일반적으로 약 10%)을 가지고 있는 석고(C)는 회수된다. 다른 한편으로, 고체-액체 분리기(7)로부터 여과된 것을 흡수성 현탁액을 구성하고 있는 물(W1)로서 현탁액 조제 탱크(8)로 공급된다. 일반적으로, 고체-액체 분리기(7)로부터의 여과물의 일부는, 재 순환 현탁액 내의 불순물의 축적을 방지하기 위하여 탈황 폐수로서 시스템으로부터 방출된다.

현탁액 조제 탱크(8)에는 교반기(9)가 갖추어져, 상기 석회석 사일로(Silo)(미 도시)로부터 유입된 미세한 분말의 석회석(D)을 상기 여과수(W1) 또는 교반에 의해서 분리되어 공급되는 물(W2)을 섞음으로서 흡수 현탁액을 조제하는 역할을 한다. 현탁액 조제 탱크(8)내의 흡수 현탁액은, 필요에 따라, 현탁액 펌프(10)에 의해서, 흡수 탑(1)의 탱크(2)로 공급된다.

작동하는 동안, 현탁액 조제 탱크(8)에 공급되는 물의 양은, 예를 들면 제어기(미도시) 및 유동 조절 밸브(미 도시)에 의해서, 조절된다. 더욱, 회전 밸브(미 도시)의 작동을 제어함으로서, 석회석은 공급되는 물의 양에 대응하는 양으로 석회석 사일로부터 적절하게 공급된다. 따라서, 현탁액 조제 탱크(8)는 소정의 농도(예를 들면, 무게의 약 20 내지 30%)를 가지고 있는 흡수성 현탁액이 소정 범위 내에서 소정 수준으로 그 내측에 항상 조절될 수 있는 상태로 유지된다.

더욱, 작동하는 동안의 높은 탈황도 및 석도의 높은 순도를 유지하기 위하여, 미처리 배연 가스(A)의제 2 황 산화물 농도 및 탱크(2)내의 흡수성 현탁액의 페하(PH) 및 석회석 농도들은 센서들에 의해서 감지된다. 따라서, 석회석(D)의 공급율, 흡수성 현탁액의 공급율 및 변수들은 제어기(미 도시)에 의해서 적절하게 제어된다.

더욱, 관 라인(6)을 통해서 방출되는 현탁액의 양은, 예를 들면, 탱크(2)내의 현탁액의 양이 일정한 수준으로 유지될 수 있도록 유동 제어 밸브(미 도시)에 의해서 제어된다.

더욱, 흡수 탑(1) 등의 내부에 증발에 의해서 점차적으로 손실되는 물을 보상하기 위하여, 보충 수(공업 수)는, 예를 들면, 필요한 만큼 탱크(2)에 공급된다.

더욱, 공기(K)와 더불어, 세척수(W3)는, 고체 물질이 공기를 밖으로 방출하는 노즐들과 같은 것에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 공기 살포기내로 공급된다. 공기(K)와 더불어, 세척수(W3)는 현탁액 내로 흐른다.

예를 들면, 배연 가스를 약 1,000,000m³N/h로 처리할 수 있을 정도의 스케일(scale)에 바탕을 둔 탈황 시스템들을 위해서, 세척수(W3)의 유동 율은 일반적으로 약 4m³/h로 결정된다.

확대 비율로 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(2)는, 매우 간단한 구조를 가지고 있고, 값싸게 장착될 수 있는 액 발취 장치(20)를 더 구비하고 있다.

상기 액 발취 장치(20)는 탱크(2)로부터 낮은 고체 함유 율을 가지는 현탁액 액체 성분을 배출하기 위한 장치이고, 탱크(2)내의 현탁액이 압력 수두 차이 아래에서 방출될 수 있게 하는 액 발취 부분(20a), 액 발취 부분(20a)으로 유입된 현탁액으로부터 고체 물질을 분리하기 위한 액체 성분 유도 파이프(또는 액체 성분 유도 통로) 및 액체 성분 유도 파이프(22)아래의 탱크(2) 영역 내에 존재하는 현탁액을 교반하기 위한 교반기(25)를 포함하고 있다.

본 실시예에서, 액 발취 부분(20a)은, 현탁액의 표면보다 낮은 위치에 있는 탱크(2)의 측벽내에 형성되어 있는 개구부에 연결되어 있는 출구 파이프(21)(또는 출구 부재)로 구성되어 있고, 탱크(2)의 측벽으로부터 외향으로 연장되어 있는 단부와 출구 파이프(21)의 외부 단부에 연결되어 있는 밸브(23)(또는 개방/폐쇄 부재)를 구비하고 있다.

더욱 본 실시예에서, 출구 파이프(21), 밸브(23) 및 밸브(23)에 연결되어 있는 관으로 구성되어 있는 전체 유동 통로는 외향으로 연장되는(즉, 현탁액이 유동 방향으로) 소정 각(θ)으로 수평 평면에 대해서 상향으로 기울어져 있다.

상기 각(θ)은 액체 내에 있는 석고 입자들의 정지 각(5∴)보다 더 클 수 있도록 결정된다. 따라서, 상기 유동 통로는 어떠한 수평 부분도 갖지 않고, 전체 유동 통로는 적어도 상기 정기 각만큼 기울어져 있기 때문에, 상기 액 발취 장치(20)는, 출구 파이프(21), 밸브(23) 등과 같은 것이 석고 입자들의 침전 때문에 스케일이 형성되거나, 그러한 스케일로 막히는 것을 방지하는 장점이 있다.

본 실시예에서, 압력 수두 차이(h)는 밸브(23)의 출구 측부에 연결되어 있는 파이프의 개구부 방출 단부의 위치와 현탁액의 수준 사이의 높은 차이에 의해서 한정되고, 원하는 유동 율(Q)을 얻는 것을 가능하게 하는 값을 가진다. 상기 값은 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)에 따라서 그리고 유동 저항의 계산 치에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들면, 본 발명자들에 의한 계산치는, 만약 압력 수두 차이(h)가 약 1m로 결정될 경우, 상기 세척수(W3)의 유동 율에 실질적으로 동일한 약 4m³/h의 방출 유동 율(Q)이 얻어진다는 것을 나타낸다.

액체 성분 유도 파이프(22)는, 그 상단부가 액 발취 부분(20a)을 구성하는 상기 출구 파이프(21)의 내부 단부에 연결되어 있고, 그 하단부가 탱크(2)의 바닥을 향하여 연장되어 있는 파이프이고, 개방 상태에 있다. 상기 액체 성분 유도 파이프(22)는, 그 상단부에 수직으로 연장되어 있고, 현탁액의 수준 위에 위치되어 있는 상단부를 구비하고 있는 입출 파이프(24)(vent pipe)를 구비하고 있다. 만약, 공기 방울들이 액체 성분 유도 파이프(22)내로 흘러 들어갈 경우, 입출 파이프(24)는 그것들이 상단부로부터 탈출하게 하는 기능을 하여서, 현탁액 액체 성분의 방출을 더욱 부드럽게 한다.

액체 성분 유도 파이프(22)의 길이(L)는, 교반의 결과로서 탱크(2)내에서 흐르는 현탁액(S)의 난류 운동이 적어도 그 내부 공간의 상단부에 도달하지 않도록 하는 값(예를 들면, 약 1m)으로 결정된다. 더욱, 액체 성분 유도 파이프(22)의 내경(D)은, 현탁액의 압력 수두 차이(h)의 작용 하에, 액체 성분 유도 파이프(22) 및 액 발취기 부분(20a)에 의해서 밸브(23)로부터 유출될 때, 그 내부 공간의 상부 교반-자유 영역 내의 액체 성분의 유동 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 낮을 수 있도록, 결정된다.

특히, 현탁액(S)내의 고체 물질은 약 40μ의 평균 입자 직경을 가지고 있다. 따라서, 액체 성분 유도 파이프(22)내의 액체 성분의 평균 유동 속도(V)가, 예를 들면, 약 10m/h로 결정될 경우, 그것은 고체 물질의 침전 속도보다 더 적어질 것이다. 액체 성분 유도 파이프(22)의 내부 면적이 Q/V로 정의된다. 따라서, Q가, 예를 들면, 위에서 언급한 바와 같이 4m³/h와 동일한 경우, 내부 면적은 4/10=0.4㎡이다. 그러나, 이 경우 내경(D)의 0.4의 내부 면적을 부여하기 위하여 결정할 수 있다.

만약 상기 내경(D)이 더 커지고, 액체 성분 유도 파이프(또는 액체 성분 유도 통로)내에서 상승하는 현탁액의 유동 속도(V)가 적어지는 경우, 더 적은 고체 함유량을 가지고 있는 액체는 방출될 수 있다. 따라서, 상기 내경(D)(즉, 유동 속도 V)이 방출되는 액체의 필요한 고체 함유량에 따라서 적절하게 결정할 수 있다. 예를 들면, 만약 유동 속도 (V)가 4m/h 또는 그보다 적게 결정될 경우, 방출 액체의 고체 함유량은, 이후 주어지게 될 예시 데이터에 의해서 증명된 것처럼 약 10g/1으로 또는 그 보다 적은 양으로 줄어들 수 있다.

상기 실시예에서, 교반기(25)는, 액체 성분 유도 파이프(22) 아래에 있는 탱크(2)의 영역 내 또는 탱크(2)의 영역을 향하여 배치되어 있는 축방향-유동 임펠러, 상기 임펠러를 구동시키기 위한 탱크(2)의 외측 상에 배치되어 있는 모터 및 그것들을 연결하고 있는 축을 회전시키기 위한 밀봉 수단을 포함하고 있다. 상기 교반기(25)는 액체 성분 유도 파이프(22) 아래의 영역 내에 존재하는 현탁액을 교반시켜서, 상기 영역 내에서 분리된 고체 물질이 정체 또는 침전되는 것을 방지한다.

다음으로, 상기 액 발취 장치(20)의 작동 및 그것을 이용하여 탱크(2)내의 현탁액의 농도를 제어하는 방법을 기술하기로 한다.

상기 액 발취 장치(20)가 사용될 때, 액 발취 장치(20)(밸브(23)의 저항을 포함하고 있는)의 유동 저항 및 압력 수두(h)에 의해서 결정되는 고정 유동 율을 갖지고 있는 액체의 유동(stream)은 개방 밸브(23)에 의해서 생성된다. 결과적으로, 액체는 액체 성분 유도 파이프(22) 및 액 발취 부분(20a)에 의해서 상기 고정 유동율로 방출된다.

액체 성분 유도 파이프(22)의 치수들은 상기와 같이 결정되기 때문에, 탱크(2)내의 현탁액(S)의 교반은 액체 성분 유도 파이프(22)에 도달하지 않고, 적어도 상기 교반-자유 영역 내에서, 액체 성분 유도 파이프(22)내의 액체 성분의 유동 속도는 고체물질의 침전 속도보다 더 낮다. 결과적으로, 현탁액 내의 고체 물질은 액체 성분 유도 파이프(22)의 상단부로 올라가지 않아서, 액체 성분으로부터 그 내측에서 분리된다. 결과적으로, 밸브(23)로부터 방출되는 액체는, 실질적으로 고체 물질을 전혀 포함하고 있지 않은데, 이는 현탁액의 액체 성분만이 소정의 유동 율로 방출되기 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 액 발취 장치는 명확한 농도 제어가 다음과 같이 이루어질 수 있도록 한다: 탱크(2)내의 현탁액(S)의 농도가, 낮은 부하 상태에서 작동하거나 일시 정지되는 동안, 그의 최적 범위 아래로 떨어지거나 떨어질 것 같을 때, 관 라인(6)을 통해서 방출되는 현탁액(S)의 유동 량은 감소하거나 방출은 정지되고, 액 발취 장치(20)의 밸브(23)는 농도의 감소율에 대응하는 범위로 개방된다. 이 같은 작동은, 농도 센서(14)의 도움으로 그러한 상태를 감지하는 제어기(15)에 의해서 자동적으로 실행되거나 그러한 상태의 발생을 판단하는 작동자에 의해서 수동으로 실행된다.

위에서 언급한 바와 같이, 액 발취 장치(20)의 최대 배출 용량은, 탱크(2)로 유입되어서 현탁액(S)의 액체 성분을 증가시키는 세척수(W3) 및 화장 수 (make-up water)가 공급 율의 합과 같거나 적게 결정될 수 있다. 결과적으로, 심지어 낮은 부하 상태 또는 일시 정지 동안에, 현탁액(S)의 농도는 개구 밸브(23)의 상기 최적 범위 내에서 확실히 유지될 수 있다.

다른 한편으로, 탱크(2)내의 현탁액(S)의 농도가, 그의 최적 범위를 초과하거나 초과할 것 같을 때, 액 발취 장치(20)의 밸브(23)는 부분적으로 또는 전체적으로 폐쇄되고, 탱크(2)로 공급되는 물의 공급율은 농도의 증가율에 따라서 증가되고, 관라인(6)을 통해서 방출되는 현탁액(S)의 유동 량은 증가된다. 이 같은 작동들은, 농도 센서(14)의 도움으로 그러한 상태를 감지하는 제어기(15)에 의해서 자동적으로 실행되거나 그러한 상태의 발생을 판단하는 작동자에 의해서 수동으로 실행된다.

액 발취 장치(20)에 의해서 배출되는 잔여 액체는 물 기준(Water standards)을 충족시키는데 필요한 폐수 처리를 받은 후에 시스템의 밖으로 배출될 수 있다. 그러나 만약 물 균형이 유지될 수 있다면, 잔여 액체는, 예를 들면 도 1에 도시된 현탁액 조제 탱크(8)내로 안내되어서, 흡수성 현탁액을 구성하는 액체 성분의 일부로서 재 사용될 수 있다. 따라서, 상기 폐수 처리를 위한 요구는 제거되고, 더욱, 현탁액 조제 탱크(8)내로 유입되는 물(W2)은 절약될 수 있다.

선택저으로, 상기 잔여 액체는, 예를 들면, 흡수 탑의 공기 살포기를 위한 세턱수, 또는 흡수 탑의 배연 가스 출구에 장착되어 있는 안개 제거기(미 도시)를 위한 세척수와 같은, 탈황 시스템의 다양한 구성 요소를 위한 세척수로서 또한 사용될 수 있다.

비록, 액체 성분 유도 파이프(22)내에서 분리되는 고체 물질은 액체 성분 유도 파이프(22)를 통해서 안착하고, 본 실시예에서 사용되는 교반기(25)의 교반 작용은 그것이 액체 성분 유도 파이프(22)내에서 정체 또는 침전하는 것을 방지한다. 따라서, 본 실시예에서, 상기 정체 또는 침전과 같은 문제들(예를 들면, 방출 액체의 농도 및 탱크 바닥 상의 스케일 형성의 변화)은 확실히 방지될 수 있다.

(제 2 실시예)

도 3 및 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액 발취 장치(30)를 도시하고 있는 도면들이다. 상기 액 발취 장치(30)는 탈황 시스템에 적용되어 있고, 그것을 사용함으로서 현탁액의 농도를 조절하는 방법은 제 1 실시예와 관련되어 기술된 것과 동일하여서, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 더욱, 상기 제 1 실시예와 관련하여 위에서 언급한 것과 동일한 요소들은 동일한 참조 번호를 표시되어 있고, 그에 대한 반복된 설명은 생략되어 있다.

상기 액 발취 장치(30)는 탱크(2)로부터의 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 배출하기 위한 장치이고, 압력 수두(h)의 작용 하에 탱크(2) 내의 현탁액을 방출할 수 있도록 액 발취 부분(30a), 그 상단부가 액 발취 부분(30a)을 구성하고 있는 출구 파이프(또는 출구 부재)에 연결되어 있고 그 하단부구 탱크(2)의 바닥을 향하여 연장하여 개발되어 있는 액체 성분 유도 통로(32) 및 액체 성분 유도 통로(32)를 에워싸고 있는 분할 벽(33)(미 도시)을 포함하고 있다.

도 3 및 도 4에서, 참조 번호(35)는 제 1 실시예와 관련되어 기술되어 있는 입출 파이프(24)와 유사한 입출 파이프를 나타낸다.

본 실시예에서, 액 발취 부분(30a)은 탱크(2)의 측벽내에 형성되어 있는 개구부에 연결되어 있는 출구 파이프(31)를 구성하고 있고, 탱크(2)의 측벽으로부터 외향으로 연장되어 있는 단부, 그리고 출구 파이프(31)의 외부 단부에 연결되어 있는 밸브(23)를 구비하고 있다. 더욱 출구 파이프(31), 밸브(23) 및 밸브(23)에 연결되어 있는 관(piping)으로 구성되어 있는 전체 유동 경로는 외향으로 연장되어 있는 것처럼(즉, 현탁액의 유동 방향으로) 각(θ)으로 수평면에 대해서 상향으로 기울어져 있다.

제 1 실시예와 유사하게, 각(θ)은 액체 내의 석고 입자들의 정지 각(5°)보다 클 수 있도록 결정되어 있다.

본 실시예에서, 액체 성분 유도 통로(32)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 그에 출구 파이프(31)가 연결되어 있는 탱크(2)의 내부 측벽에 고정된 박스 형상 부재(34)의 내부 공간으로서 형성되어 있다. 상기 박스 형상 부재(34)의 바닥은 개방되어서 액체 성분 유도 통로(32)의 개방 하부 단부를 형성한다.

분할 벽(33)은 현탁액 통로를 위해서 개구부(33a)를 구비하고 있고, 본 실시예에서는, 상기 박스 형상 부재(34)를 감싸기 위하여 탱크의 측면 부분 내에 수직으로 장착되어 있다. 도 4에서, 분할 벽(33)의 상부 단부는 탱크(2)내의 현탁액(S)의 수면의 훨씬 위로 연장하고 있다. 그런, 현탁액(S)의 수면은 상기 분할 벽의 상부 단부 위에 위치될 수 있다.

상기 분할 벽(33)은 탱크(2)내에서 비말(飛沫)되는 공기 방울의 교반에 의해서 야기된 유동을 막는 역할을 한다. 결과적으로, 분할 벽(33)은, 교반에 의해서 야기되는 유동을 막는 역할을 한다. 결과적으로, 분할 벽(33)은, 교반에 의해서 야기되는 유동의 유입에 기인하여 비말되는 공기 방울 현탁액의 난류가 박스 형상 부재(34)의 내부 공간(즉, 액체 성분 유도 통로(32))에 도달하는 것을 확실히 방지하는 효과를 갖는다.

액 발취 과정 중, 탱크(2)내의 현탁액은, 개구부(33a)를 통해서 분할 벽(33)내로 흘러서, 박스 형상 부재(34)의 개방된 하부 단부를 통해서 액체 성분 유도 통로(32)로 들어간다.

제 1 실시예와 유사하게, 액체 성분 유도 통로(32)의 길이(L)는, 교반의 결과로서 탱크(2)내에서 흐르는 현탁액(S)의 난류가 적어도 그 내부 공간의 상단부에 도달하는 것을 허야하지 않는 값으로 결정되어 있다.

더욱, 액체 성분 유도 통로(32)의 내부 폭(W)은, 압력 수두 차이가 작용하는, 액체 성분 유도 통로(32) 및 액 발취 부분(30a)에 의해서 현탁액이 방출될 때, 그 내부공간 내에서 상승하는 액체 성분의 유통 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 더 적을 수 있도록, 결정되어 있다.

상기 액 발취 장치(30)는 상기 제 1 실시예와 관련되어 기술된 방식과 동일하게 작용한다. 특히, 액 발취 장치(30)의 유동 저항에 의해서 결정되는 고정된 유동 율과 압력 수두 차이(h)를 가지고 있는 액체의 유출(a stream)은 개방 밸브(23)에 의해서 생성된다. 결과적으로, 액체는 액체 성분 유도 통로(32) 및 액 발취 부분(30a)에 의해서 상기 고정된 유동 율로 방출된다.

상기 분할 벽(33)의 작용 및 액체 성분 유도 통로(32)의 상기 치수들 때문에, 탱크(2)내의 현탁액(S)의 난류는 액체 성분 유도 통로(32)의 내부 부분에 도달하지 않고, 적어도 비 난류 영역에서, 액체 성분 유도 통로(32)의 액체 성분의 유동 속도는 고체 물질의 침전 속도보다 적은 것은 확실하다. 결과적으로, 현탁액 내의 고체 물질은 액체 성분 유도 통로(32)의 상단부로 거슬러 올라가지 않고, 결과적으로, 액체 성분으로부터 그 내측에서 분리된다. 결과적으로, 밸브(23)로부터 방출되는 액체는 실질적으로 고체 물질을 함유하지 않고 있는데, 이는 현탁액의 액체 성분만이 고정된 유동 율로 방출되기 위한 것이다.

(제 3 실시예)

도 5는 본 발명에 의해 제 3 실시예에 의한 액 발취 장치(50)를 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 액 발취 장치(50)가 사용되는 탈황 시스템과 그것을 사용하여 현탁액의 농도를 조절하는 방법은 제 1 실시예와 관련하여 기술된 것과 동일하기 때문에 그 설명은 여기에서 생략하기로 한다. 더욱, 상기 제 1 실시예와 관련하여 위에서 언급된 것과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호로 표시되어 있고, 그것들에 대한 반복된 설명은 생략하기로 한다.

액 발취 장치(50)는 탱크(2)로부터 적은 고체 성분을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 배출하는 장치이고, 압력 수두 차이(h)의 작용 하에 탱크(2)내의 현탁액을 유출시킬 수 있게 하는 액 발취 부분품(50a)과, 액 발취 부분품(50a)으로 유입되는 현탁액으로부터 고체 물질을 분리히가 위한 상기 액체 성분 유도 파이프(22)를 포함하고 있다.

본 실시예에서, 액 발취 부분품(50a)은, 상기 출구 파이프(21)와 상기 출구 파이프(21)의 외부 단부에 연결되어 있는 호스(51)(유동 경로 형성 부재)로 구성되어 있다.

호스(51)는 본 발명의 유도 경로 부재에 대응하고 본 발명의 개방/폐쇄 부재로서 기능을 한다. 그 일단부(또는 현탁액 입구 부분)는 출구 파이프(21)에 연결되어 있다. 이 같은 상태에서, 호스(51)는 그것의 타단부(또는 현탁액 출구)가 현탁액 표면 수준에 대해서 수직으로 이동될 수 있도록 하는 유연성을 가지고 있다.

이 같은 구성에 의해서, 현탁액 액체 성분의 배출은 호스(51)의 타단부의 수직 위치를 현탁액의 수면 위에 있는 높이로 유지시킴으로서 정지될 수 있고, 현탁액 액체 성분의 배출은 호스(51)의 타단부의 수직 위치를, 도 5에 도시된 참조 번호 51a로 보여준 바와 같이, 현탁액의 수준 아래의 높이로 유지시킴으로서 시작될 수 있다. 더욱, 현탁액 액체 성분이 배출될 때, 그 배출 유동 율은 호스(51)의 타단부의 수직 위치를 변경함으로서 조절될 수 있어서, 압력 수두 차이(h)를 제어할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서, 호스(51)는 현탁액 액체 성분의 배출을 정지시키고 또는 시작시키며, 그의 유동 율을 조절하는 개방/폐쇄 수단으로서 기능을 한다. 결과적으로, 밸브가 사용되는 경우와 비교할 때 비용 절감을 가져올 수 있다. 더욱, 본 실시예는, 또한, 스케일9scale)로 밸브 메커니즘을 막는 것과 같은 어려움이 최종적으로 일어나지 않는 큰 이점을 가지고 있고, 스케일이 호스(51)에 부착되는 경우, 그 유지 보수(즉, 청소)는 쉽게 실행될 수 있다.

호스(51)의 타단부(또는 출구)의 수직 위치의 변경 및 조절은, 예를 들면, 여러 위치에서 호스(51)를 고정하는 적절한 수단을 사용함으로서, 수동으로 실행될 수 있거나, 모터 및 공기 실린더와 같은 작동기의 도움으로 호스(51)를 수직으로 이동시킴으로서 기계적으로 실행될 수 있다. 그러한 기계적 수단이 사용되는 경우, 호스(51)이 타단부의 수직 위치는 현탁액 농도 센서(14)로부터의 신호에 응답하는 제어기(15)에 의해서 자동적으로 제어될 수 있다는 것은 말할 필요가 없다.

(입증 데이타)

이하, 본 발명에 의한 액 발취 장치의 작용 및 효과를 나타내는 실험 데이터를 기술하기로 한다. 도 6에 도시된 구성을 가지고 있는 실험 장치는 상기 목적을 위해서 사용되었다.

특히, 탈황 시스템의 흡수 탑 탱크를 모의 실험하는 현탁액 탱크(41)에는 초기 현탁액이 채워져 있고, 본 발명의 액체 성분 유도 통로로서 역할을 하는 액 발취 파이프(42)는, 직립으로 설치되어서 현탁액 탱크(41)의 상단부 위의 상향으로 돌출되어 있다. 흡입 펌프(43)를 사용함으로서, 현탁액 탱크(41)내의 현탁액의 액체 성분은 그것을 액 발취 파이프(42)를 통해서 흐르게 하고 그것을 현탁액 탱크(41)로 귀환시킴으로서 재 순환된다.

초기 현탁액처럼, 탈황 시스템(실제 장비)의 흡수 탑 탱크로부터 얻어지는 실제 흡수 탑 현탁액이 사용된다. 상기 테스트 현탁액은, 240.7 g/1의 고체 성분, 1,309,0mmol/1의 석고 농도 및 126.0mmol/1의 미 반응 석회석 농도를 가지고 있다. 현탁액 탱크(41) 및 액 발취 파이프(42)에는, 각각 물의 통로에 적합한 재킷(41a,42a)이 구비되어 있다. 온수 공급 파이프(45)를 사용함으로서, 자동 온도 조절 탱크(44)내의 온수는 재킷(41a, 42a)을 통해서 그것을 연속적으로 통과시킴으로서 재 순환된다. 자동 온도 조절 탱크(44)내의 온수를 가열하기 위한 가열기(46)의 출력을 제어함으로서, 현탁액 탱크(41)내의 현탁액의 온도 및 액 발취 파이프(42)를 통해서 재 순환되는 현탁액의 온도는 탈황 시스템(실제 장비)의 흡수 탑 탱크의 정상 작동 온도(50℃)로 유지된다.

교반기(47)를 사용함으로서, 현탁액 탱크(41)내의 현탁액은 탈황 시스템(실제 장비)의 흡수 탑과 동일한 방식으로 교반된다.

액 발취 파이프(42)는 35mm의 내경(D), 1000mm의 길이(L) 및 현탁액 수준 위의 800mm의 높이(H)를 가지고 있다.

실험들은, 액 발취 파이프(42)내의 현탁액의 상승 속도(V)를 1,2,4,7 또는 10m/h로 조절하기 위하여 흡수 펌프(43)의 유동 율을 제어함으로서 실행된다. 그러면, 액 발취 파이프(42)로부터 방출된 넘쳐흐른 현탁액(또는 흘러나온 액체)의 고체 함유량은 각 상승 속도에서 측정된다.

상기 실험들의 결과치는 도 7에 도시되어 있다. 특히, 각각의 상승 속도에서의 넘쳐흐른 현탁액의 고체 함유량은 1.4, 5.4, 10.4, 83.5 및 144.0g/1이다. 따라서, 만약 상승 속도(V)가 10m/h 또는 그보다 적게 결정된다면, 액체 성분은 초기 현탁액이 액 발취될 수 있는 고체 함유량보다 상당히 적은 고체 함유량을 갖는다. 특히, 속도(V)가 4m/h 또는 그보다 적게 결정된다면, 흘러나온 액체의 고체 함유량은 상당히 적게 감소될 수 있다.

이와 관련하여, 각 상승 속도에서 흘러나오는 석고 농도는 7.2, 10.0, 8.7, 454.7 및 784.9mmol/1이다. 더욱, 각 상승 속도에서 밖으로 흘러나오는 액체 내의 미 반응 석회석 농도는 0.8, 31.4, 78.3, 49.3, 49.3 및 85.1 mmol/1이다.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않지만, 또한 다양한 방식으로 실행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 액 발취 장치는 위에서 언급된 것과 같은 탈황 시스템의 흡수 탑 탱크에만 적용될 수 있는 것이 아니고, 단순한 수단에 의해서 현탁액으로부터 액체 성분의 배출을 필요로 하는 어떠한 장치 또는 기계 장치에도 적용될 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 본 발명의 액 발취 장치는 유사한 효과들을 낳을 수 있다.

더욱, 본 발명의 액 발취 장치는 도 2에 도시된 밸브(23)와 같은 개방/폐쇄 부재를 필수적으로 구비할 필요는 없다. 액체 성분이 일정한 유동 율로 탱크로부터 연속적으로 방출되는 방식으로 그것을 사용하는 것이 가능하다.

더욱, 본 발명의 액 발취기의 개방/폐쇄 부재를 구성하고 있는 유동 통로 형성 부재는 상기 신축성 호스에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 딱딱한 호스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 파이프의 개방 일단부는, 예를 들면, 파이프가 회전 이음매에 의해서 탱크의 벽 표면을 따라서 회전할 수 있도록 회전 이음매 내의 매체를 통해서 도 5의 파이프(21)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 회전 운동은 상기 파이프의 타 개방 단부(또는 출구)가 현탁액 표면의 높이에 대해서 수직으로 이동할 수 있도록 한다.

Claims (9)

1. 그 내측에서 부유되는 고체 물질을 가지고 있는 액체를 포함하고 있는 현탁액을 담고 있는 탱크로부터 낮은 고체 함유량을 가지고 있는 현탁액 액체 성분을 배출하기 위한 액 발취 장치에 있어서,

   상기 액 발취 장치는,

   (1) 현탁액의 표면보다 낮은 위치에 있는 상기 측벽내에 형성되어 있는 현탁액 출구 부재를 포함하고 있고, 상기 탱크 내에 있는 현탁액이 압력 수두 차이의 작용하에 유출될 수 있도록 하는 액 발취기와, (2) 그 상단부가 상기 액 발취기의 출구 부재의 내측부에 연결되어 있고, 그 하단부가 상기 탱크의 바닥을 향하여 연장되어 개방되어 있는 액체 성분 유도 통로를 포함하고 있고,

   상기 액체 성분 유도 통로의 횡단면 치수 및 길이는, 상기 현탁액이 압력 수두 차이의 작용 하에 상기 액체 성분 유도 통로에 의해서 상기 액 발취기로부터 유출될 때, 그 내측의 액체 성분 유동 속도가 고체 물질의 침전 속도보다 적을 수 있도록 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
2. 제 1 항에 있엇,

   현탁액의 통로에 적합한 개구부를 구비하고 있는 분할 벽이 구비되어서 상기 액체 성분 유도 통로를 감싸기 위하여 수직으로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 액발취 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액 발취기는 그 출구 부재에 연결되어 있는 개방/폐쇄 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 액 발취기의 개방/폐쇄 부재는 현탁액 입구 부분 및 출구 부분을 구비하고 있는 유동 통로 형성 부재를 포함하고 있고, 상기 입구 부분은 상기 액 발취기의 출구 부재에 연결되어 있고, 상기 출구 부분의 수직 위치는 현탁액의 표면 높이에 대해서 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액 발취기의 적어도 출구 부재 내에 있는 현탁액 유동 통로는 수평면에 대해서 5°정도 상향으로 기울어져 있거나, 현탁액 유동 통로가 현탁액의 유동 방향으로 연장하는 것보다 더 크게 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액체 성분 유도 통로의 상단부로부터 상향으로 연장되어 있고, 상기 현탁액의 수면 위로 위치되어 있는 개방 상단부를 구비하고 있는 입출 파이프를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액체 성분 유도 통로 아래의 상기 탱크의 영역 내에 존재하는 현탁액을 교반시키기 위한 교반기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액 발취 장치.
8. 흡수제와 같은 칼슘 혼합물을 포함하고 있는 현탁액은 흡수 탑의 바닥에 형성되어 있는 흡수 탑 탱크로부터 공급되어, 상기 흡수 탑의 상부 부분 내에 한정되어 있는 가스-액체 접촉 영역을 통해서 재 순환되는데, 이는 미 처리 배연이 현탁액으로의 흡수에 의해서 미 처리 배연내에 존재하는 적어도 제 2 황 산화물을 제거하는 가스-액체 접촉을 위해서 현탁액과 접촉할 수 있도록 하며,

   제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에서 청구된 것과 같은 액 발취 장치를 구비하는 상기 흡수 탑 탱크를 장착하는 것을 포함하고 있는 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액의 농도를 제어하고,

   상기 액 발취 장치에 의해서 상기 흡수 탑 탱크로부터 방출되는 소정 양의 액체 성분 및 상기 흡수 탑 탱크로 공급되는 소정 양의 액체 성분을 조절함으로서 상기 흡수 탑 탱크내의 현탁액의 농도를 제어하는 것을 특징으로 하는 습식 배연 탈황 시스템 사용 방법.
9. 상기 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도는 농도 검출기로서 상기 흡수 탑 탱크 내의 현탁액의 농도를 검출하고, 방출되는 소정 양의 액체 성분 또는 상기 농도 검출기에 의한 검출 결과치에 대응하여 공급되는 소정 양의 액체 성분을 자동적으로 조절하는 제어기를 사용함으로서, 원하는 농도에 동일해질 수 있도록 자동적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 제 8 항에서 청구된 습식 배연 탈황 시스템 내의 현탁액 농도를 제어하는 방법.