KR100310109B1 - Absorption of sulfur oxides and simultaneous production of ammonium sulfate - Google Patents

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데이빗 지. 올슨
마르설렉스 인바이런멘탈 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 이산화황 함유 기체로부터 산화황을 제거하고 동시에 황산암모늄을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 우선 고온의 산화황 함유 기체를 예비세정기에 통과시켜 기체를 예비세정기에 재순환되는 포화 황산암모늄 수용액과 접촉시키고 예비세정된 기체를 흡수기에 통과시켜 예비세정한 기체가 묽은 황산암모늄 수용액과 접촉시킴으로써 수행된다. 산화황 함유 기체 내의 산화황을 흡수기 내의 묽은 황산암모늄 수용액으로 흡수시키고, 세정된 기체를 흡수기로부터 제거한다. 묽은 황산암모늄 수용액을 암모니아 및 공기로 처리하고 흡수된 이산화황을 액체중에서 황산암모늄으로 전환시킨다. 묽은 황산암모늄 수용액을 재순환시켜 흡수기 중에서 예비세정된 기체와 접촉시킨다. 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기로부터 제거하여 예비세정기 내의 포화 황산암모늄 수용액에 가하여 고온의 기체에 의해 발생하는 증발로 인하여 포화시킨다. 예비세정기 내의 포화 황산암모늄 수용액 중의 황산암모늄 결정 형태를 예비세정기로부터 취출한 포화 황산암모늄 수용액으로부터 생성물로서 회수한다.The present invention relates to a process for removing sulfur oxides from a sulfur dioxide containing gas and simultaneously producing ammonium sulfate. The process involves first passing a hot sulfur oxide containing gas through a precleaner to bring the gas into contact with a saturated aqueous ammonium sulphate solution that is recycled to the precleaner and passing the precleaned gas through an absorber to contact the precleaned gas with a diluted aqueous ammonium sulphate solution. Is performed. Sulfur oxide in the sulfur oxide containing gas is absorbed with a dilute aqueous solution of ammonium sulfate in the absorber and the washed gas is removed from the absorber. The diluted aqueous ammonium sulfate solution is treated with ammonia and air and the absorbed sulfur dioxide is converted to ammonium sulfate in the liquid. The diluted aqueous ammonium sulphate solution is recycled to contact the precleaned gas in the absorber. The diluted aqueous ammonium sulphate solution is removed from the absorber and added to the saturated aqueous ammonium sulphate solution in the precleaner to saturate due to the evaporation generated by the hot gas. The ammonium sulfate crystal form in the saturated aqueous ammonium sulfate solution in the precleaner is recovered as a product from the saturated aqueous ammonium sulfate solution extracted from the precleaner.

Description

황산화물의 흡수와 황산암모늄의 동시 제조 방법Absorption of sulfur oxides and simultaneous production of ammonium sulfate

본 발명은 황산화물-함유 기체로부터 황산화물을 제거하는 개선된 방법, 더 구체적으로는 황산화물을 함유하는 기체로부터 황산화물을 흡수하고 동시에 황산암모늄을 제조하는 개선된 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved method of removing sulfur oxides from a sulfur oxide-containing gas, more particularly an improved method of absorbing sulfur oxides from a gas containing sulfur oxides and simultaneously producing ammonium sulfate.

이산화황과 관련된 심각한 환경 및 건강상의 손상을 완화시키기 위해서, 화석 연료 연소 보일러, 제련소, 황산 공장, 펄프 및 제지 분쇄 조작 분야 등의 근원지로부터 이산화황의 방출을 제어할 것을 많은 나라에서 법으로 요구하고 있다. 가장 널리 실행되고 있는 이산화황의 제어 방법은 수성 슬러리 형태의 연도 기체를 석회암 또는 석회와 접촉시키는 것을 토대로 한다. 대부분의 경우, 부산물은 도로 충진재로 사용되어 폐기되거나 또는 벽판 및 시멘트 제조에 사용되는 석고로 전환된다. 몇몇 경우에 있어서, 다른 알칼리성 시약, 예를 들어 나트륨 화합물, 마그네슘 화합물 및 암모니아를 사용하여 순수한 이산화황, 황산 및 황 등의 유용한 부산물을 회수한 바 있다.To alleviate the severe environmental and health damage associated with sulfur dioxide, many countries require legislation to control the release of sulfur dioxide from sources such as fossil fuel fired boilers, smelters, sulfuric acid plants, pulp and paper milling operations. The most widely used method of controlling sulfur dioxide is based on contacting the flue gas in the form of an aqueous slurry with limestone or lime. In most cases, the by-products are used as road fillers to be disposed of or converted to gypsum, which is used to make wallboard and cement. In some cases, useful alkaline by-products such as pure sulfur dioxide, sulfuric acid and sulfur have been recovered using other alkaline reagents such as sodium compounds, magnesium compounds and ammonia.

암모니아 또는 암모니아성 세정 용액이 또한 연도 기체의 탈황제로 주지되어 있다. 본 명세서에 참조 문헌으로 인용되는 미합중국 특허 제4,690,807호에서는, 1종 이상의 황산화물을 함유하는 기체를 암모니아수로 처리하여, 흡수탑 및 액체 저장소를 포함하는 단일 용기 내에서 황산암모늄을 생성한다. 황산암모늄 수용액의 접촉에 의하여 황산화물을 함유하는 기체로부터 황산화물 기체(들)을 제거한다. 이산화황 등의 황산화물 기체가 황산암모늄 용액에 흡수됨에 따라 산성으로 된다. 미합중국 특허 제4,690,807호에서는 암모니아를 황산암모늄 용액 중에 주입함으로써 산성 용액을 중화시켜 과도한 암모니아 손실을 방지하기에 충분한 바람직한 pH 수준을 유지한 바 있다. 황산화물 기체가 흡수된 중화된 황산암모늄 용액 중에는 공기 등의 산화 매질이 주입되며, 이로 인하여 황산암모늄이 형성된다. 황산암모늄 생성물은 황산암모늄 결정 현탁액으로서, 포화 용액으로서 및(또는) 불포화 용액으로서 회수될 수 있다. 미합중국 특허 제4,690,807호에서는, 회수된 황산암모늄을 취급 및 저장의 편의를 위하여 추가로 결정화 및(또는) 탈수시키고 건조시킬 수 있다.Ammonia or ammonia cleaning solutions are also well known as desulfurization agents of flue gases. In US Pat. No. 4,690,807, incorporated herein by reference, gas containing one or more sulfur oxides is treated with ammonia water to produce ammonium sulfate in a single vessel comprising an absorption tower and a liquid reservoir. The sulfur oxide gas (es) are removed from the gas containing sulfur oxides by contact with aqueous ammonium sulfate solution. Sulfur oxide gases such as sulfur dioxide become acidic as they are absorbed into the ammonium sulfate solution. In US Pat. No. 4,690,807, ammonia is injected into ammonium sulfate solution to maintain the desired pH level sufficient to neutralize the acidic solution to prevent excessive ammonia loss. In the neutralized ammonium sulfate solution in which sulfur oxide gas is absorbed, an oxidizing medium such as air is injected, thereby forming ammonium sulfate. The ammonium sulfate product can be recovered as ammonium sulfate crystal suspension, as saturated solution and / or as unsaturated solution. In US Pat. No. 4,690,807, the recovered ammonium sulfate can be further crystallized and / or dehydrated and dried for convenience in handling and storage.

일반적으로, 산화 속도에 의존하는 방법에 있어서는 산화 속도가 빠를수록 더 경제적인 방법이 되는 것으로 알려져 있다. 황산암모늄 용액 중에 이산화황을 흡수시켜서 암모니아와 반응시킴으로써 형성된 아황산암모늄/아황산수소암모늄의 산화 속도는 황산암모늄 용액 중의 황산암모늄의 농도에 따르고 산화 속도는 농도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 밝혀졌다. 미합중국 특허 제4,690,807호의 시스템 및 방법에서 연도 기체로부터 이산화황을 제거하고 그와 동시에 황산암모늄을 제조하는 것이 효율적이나, 기체의 세정 효율을 개선시키는 것이 항상 바람직하고 유리하다. 따라서, 황산화물 기체를 흡수하는데 사용된 황산암모늄의 농도를 감소시킴으로써 산화 속도를 증가시키는, 황산암모늄의 제조와 동시에 황산화물 함유 기체로부터 황산화물을 제거하는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다.In general, it is known that the faster the oxidation rate, the more economical the method depends on the oxidation rate. It has been found that the rate of oxidation of ammonium sulfite / ammonium sulfite formed by absorbing sulfur dioxide in ammonium sulfate solution and reacting with ammonia depends on the concentration of ammonium sulfate in the ammonium sulfate solution and the rate of oxidation decreases with increasing concentration. Although it is efficient to remove sulfur dioxide from flue gas and simultaneously produce ammonium sulfate in the system and method of US Pat. No. 4,690,807, it is always desirable and advantageous to improve the cleaning efficiency of the gas. It would therefore be advantageous to provide a method and apparatus for removing sulfur oxides from a sulfur oxide containing gas simultaneously with the production of ammonium sulfate, which increases the rate of oxidation by reducing the concentration of ammonium sulfate used to absorb the sulfur oxide gas. .

상기 및 다른 이점을 달성하기 위해서, 그리고 본 발명의 목적에 따라서, 본 명세서에 구체화되고 명백히 기재된 바와 같이, 황산화물을 함유하는 기체로부터 황산화물을 제거하기 위한 개선된 방법 및 시스템이 제공된다. 연도 기체로부터 황산화물을 제거하는 효율은 묽은 황산암모늄 용액 또는 황산암모늄 희석액 중에 이산화황을 흡수시키고 아황산암모늄을 산화시킴으로써 개선되었다. 생성된 황산암모늄 희석액을 예비세정 용기 내에서 증발시켜 황산암모늄 결정의 현탁액을 함유하는 포화 황산암모늄 수용액을 형성한다.In order to achieve these and other advantages, and in accordance with the purpose of the present invention, an improved method and system for removing sulfur oxides from gases containing sulfur oxides, as embodied and explicitly described herein, is provided. The efficiency of removing sulfur oxides from the flue gas was improved by absorbing sulfur dioxide in dilute ammonium sulfate solution or dilute ammonium sulfate and oxidizing ammonium sulfite. The resulting ammonium sulfate dilution is evaporated in a preclean vessel to form a saturated aqueous ammonium sulfate solution containing a suspension of ammonium sulfate crystals.

이산화황 및 임의로 HCl 및 HF를 함유하는 고온의 연도 기체를 고온의 연도기체와 포화 황산암모늄 수용액의 밀접한 접촉을 제공하는 예비세정 용기 내에서포화 황산암모늄 수용액과 접촉시킨다. 예비세정 용기에는 이산화황 흡수 용기로부터 묽은 황산암모늄 수용액이 공급된다. 예비세정 용기 중에서 고온의 연도 기체를 냉각시키고 수증기로 포화시킨다. HCl 또는 HF가 존재할 때, 이들을 또한 예비세정기 중에서 제거한다. 예비세정액의 pH는 낮으며(예, 약 pH 0.5 내지 3.0) 따라서 예비세정기 중의 이산화황은 거의 제거되지 않는다.The hot flue gas containing sulfur dioxide and optionally HCl and HF is contacted with saturated aqueous ammonium sulfate solution in a preclean vessel providing close contact between the hot flue gas and saturated aqueous ammonium sulfate solution. The preliminary washing vessel is supplied with a dilute aqueous ammonium sulfate solution from a sulfur dioxide absorption vessel. The hot flue gas is cooled in a preclean vessel and saturated with water vapor. When HCl or HF are present, they are also removed in the precleaner. The pH of the preclean solution is low (eg about pH 0.5 to 3.0) and therefore sulfur dioxide in the precleaner is rarely removed.

디미스터(demister) 중에서 연행된 액적을 제거한 다음, 냉각된 기체를 이산화황 흡수 용기에 도입하여 이산화황을 묽은 황산암모늄 수용액을 사용하여 기체로부터 제거한다. 흡수된 이산화황을 액체 중에서 암모니아와 반응시켜 아황산암모늄을 형성하고 산소-함유 기체, 바람직하게는 공기를 주입하여 산화시킴으로써 황산암모늄을 형성한다. 암모니아를 산화용 공기와 함께 액체에 도입하거나 또는 암모니아와 공기를 분리하여 주입할 수 있다. 이산화황 흡수 용기는 이산화황 함유 기체와 묽은 황산암모늄 수용액의 밀접한 접촉을 제공한다.The droplets entrained in the demister are then removed, and the cooled gas is then introduced into a sulfur dioxide absorption vessel to remove sulfur dioxide from the gas using a dilute aqueous ammonium sulfate solution. The absorbed sulfur dioxide is reacted with ammonia in the liquid to form ammonium sulfite and ammonium sulfate is formed by oxidizing by injecting an oxygen-containing gas, preferably air. Ammonia may be introduced into the liquid together with the air for oxidation, or ammonia and air may be injected separately. The sulfur dioxide absorption vessel provides intimate contact of the sulfur dioxide containing gas with a dilute aqueous ammonium sulfate solution.

본 발명에 따르면, 예비세정 용기 중에서 황산화물을 함유하는 고온의 기체를 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액과 접촉시키고, 기체 스트림을 단열 냉각시켜서 물을 증발시킴으로써 추가의 황산암모늄 결정과 황산화물 및 수증기를 함유하는 예비세정된 기체를 형성한다. 황산화물-함유 기체 스트림 중의 임의의 HCl 및(또는) HF는 예비세정기 중에서 제거된다. 황산화물-함유 기체가 통과한 포화 황산암모늄 수용액은 예비세정기 저장소에 수집된다. 예비세정용기 내에서 황산화물을 함유하는 고온의 기체가 통과하게 되는 포화 황산암모늄 수용액은 예비세정기 저장소로부터 재순환된 포화 황산암모늄 수용액이며, 황산암모늄 결정이 현탁되어 있는 포화 황산암모늄 수용액은 황산암모늄 생성물의 회수를 위해서 예비세정기 저장소로부터 제거된다.According to the present invention, further ammonium sulfate crystals and sulfur oxides are contacted by contacting a hot gas containing sulfur oxides in a preclean vessel with a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended, and by adiabatic cooling the gas stream to evaporate water. And a precleaned gas containing water vapor. Any HCl and / or HF in the sulfur oxide-containing gas stream is removed in the precleaner. Saturated aqueous ammonium sulphate solution, through which the sulfur oxide-containing gas has passed, is collected in a preclean reservoir. The saturated aqueous ammonium sulfate solution through which hot gas containing sulfur oxides passes in the preclean container is the saturated aqueous ammonium sulfate solution recycled from the pre-cleaner reservoir, and the saturated aqueous ammonium sulfate solution in which the ammonium sulfate crystals are suspended is It is removed from the precleaner reservoir for recovery.

황산화물 및 수증기를 함유하는 예비세정된 기체는 디미스터를 통과시켜 연행된 포화 황산암모늄 수용액 및 그에 현탁되어 있는 황산암모늄 결정을 제거한다. 황산화물 및 수증기를 함유하는 예비세정된 기체는 디미스터를 통과시킨 다음, 황산화물 흡수기 중의 묽은 황산암모늄 수용액과 접촉시켜 흡수된 황산화물 및 세정된 기체를 함유하는 묽은 황산암모늄 수용액을 형성한다. 황산화물 기체가 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액은 흡수기 저장소 내에 수집한다. 황산화물 기체가 흡수된 묽은황산암모늄 수용액에 암모니아를 도입하고, 흡수기 저장소 중의 황산화물이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액 중에 산소-함유 기체를 도입함으로써, 흡수된 황산화물 기체를 암모니아 및 산소-함유 기체 중의 산소와 반응시켜 흡수기 저장소 내에 함유된 묽은 황산암모늄 수용액중에 황산암모늄을 형성시킨다. 황산화물을 함유하는 예비세정된 기체가 황산화물 흡수기 내에서 접촉하는 묽은 황산암모늄 수용액은 흡수기 저장소로부터 재순환된 묽은 황산암모늄 수용액으로부터 형성되고, 세정된 기체를 황산화물 흡수기로부터 회수된다.The precleaned gas containing sulfur oxides and water vapor passes through a demister to remove entrained saturated aqueous ammonium sulfate solution and the ammonium sulfate crystals suspended therein. The precleaned gas containing sulfur oxides and water vapor is passed through a demister and then contacted with a dilute aqueous solution of ammonium sulfate in the sulfur oxide absorber to form a dilute aqueous solution of ammonium sulfate containing the absorbed sulfur oxides and the cleaned gas. Dilute ammonium sulphate aqueous solution in which sulfur oxide gas is absorbed is collected in the absorber reservoir. By introducing ammonia into the diluted aqueous ammonium sulfate solution absorbed by the sulfur oxide gas and introducing the oxygen-containing gas into the diluted aqueous ammonium sulfate solution absorbed by the sulfur oxide in the absorber reservoir, the absorbed sulfur oxide gas was absorbed into the ammonia and oxygen-containing gas. Reaction with oxygen forms ammonium sulfate in a dilute aqueous solution of ammonium sulfate contained in the absorber reservoir. The dilute ammonium sulfate aqueous solution in which the precleaned gas containing sulfur oxides is contacted in the sulfur oxide absorber is formed from the dilute ammonium sulfate aqueous solution recycled from the absorber reservoir, and the washed gas is recovered from the sulfur oxide absorber.

한편 본 발명의 특정 면에 따르면, 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기 저장소로부터 제거한 후 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액으로부터 황산암모늄 결정을 분리하고, 임의로 황산암모늄 결정이 제거된 포화 황산암모늄수용액은 예비세정기 및(또는) 예비세정기 저장소로 재순환시킨다. 본 발명의 또다른 면에 따르면, 포화 황산암모늄 수용액의 추출(抽出) 스트림은 임의로 예비세정기로부터 제거되어, 기체로부터 포획된 또는 기체 내에 함유된 다른 성분들로부터의 반응 생성물로서 존재하는 불순물, 염화물 및(또는) 불화물을 제거하기 위해 처리된다. 본 발명의 또다른 면에 따르면, 흡수기 저장소로부터 회수된 묽은 황산암모늄 수용액을 보충수로서 예비세정기 중의 포화 황산암모늄 수용액에 가하고, 임의로 흡수기 저장소로부터 회수된 묽은 황산암모늄 수용액을 사용하여 포화 황산암모늄 수용액에 가하기 전에 예비세정기와 흡수기 사이에 있는 디미스터를 세정한다. 본 발명의 또 다른 면에 따르면, 보충수가 흡수기 중의 묽은 황산암모늄 수용액에 첨가된다.Meanwhile, according to a specific aspect of the present invention, after removing the saturated ammonium sulfate solution from the pre-cleaner reservoir, the ammonium sulfate crystals are separated from the saturated ammonium sulfate solution in which the ammonium sulfate crystals are suspended, and the saturated ammonium sulfate aqueous solution optionally removed from the ammonium sulfate crystals. Recycle to the precleaner and / or prewasher reservoir. According to another aspect of the present invention, the extraction stream of saturated aqueous ammonium sulfate solution is optionally removed from the precleaner, such as impurities, chlorides and chlorides present as reaction products from other components trapped in or contained in the gas. (Or) treated to remove fluoride. According to another aspect of the present invention, dilute aqueous ammonium sulphate solution recovered from the absorber reservoir is added to the saturated aqueous ammonium sulfate solution in the precleaner as supplemental water, and optionally to the saturated aqueous ammonium sulphate solution recovered from the absorber reservoir. Clean the demister between the precleaner and the absorber before application. According to another aspect of the invention, make-up water is added to the dilute aqueous ammonium sulfate solution in the absorber.

본 명세서에서 사용한 바와 같이, 황산화물은 일반적으로 편의상, 이산화황을 지칭한다. 황산화물 기체는 또한 황산암모늄과 반응하는 기체를 포함한 다른 성분, 예를 들어 염화수소, 불화수소 등과 기타 이들의 혼합물 등을 함유할 수 있다.As used herein, sulfur oxides generally refer to sulfur dioxide for convenience. The sulfur oxide gas may also contain other components, including gases that react with ammonium sulfate, such as hydrogen chloride, hydrogen fluoride, and the like, and mixtures thereof.

황산암모늄 생성물을 비료로서 직접 또는 다른 비료와 혼합하여 사용할 수 있다.The ammonium sulfate product can be used directly as a fertilizer or in admixture with other fertilizers.

전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 예시적이고 설명을 위한 것이며, 청구될 본 발명을 추가로 설명하기 위한 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to further explain the invention as claimed.

본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명을 구체적으로 설명하며, 본 발명에 대한 서술과 함께 본 발명의 장점과 특징을 설명하는 역할을 한다.The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, describe the present invention in detail, and together with the description of the present invention, serve to explain the advantages and features of the present invention.

본 발명에서는, 1 종 이상의 황산화물을 함유하는 기체를 황산화물을 제거하기 위한 황산화물 흡수기(흡수 용기) 내에서 분무액, 연무(소적 형태로) 또는 다른적합한 형태의 묽은 황산암모늄 수용액과 접촉시킴으로써 처리하여 흡수된 황산화물 및 세정된 기체를 갖는 황산암모늄 수용액을 형성시킨다. 황산화물이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액은 일반적으로 본 명세서에서 흡수기 저장소로 지칭되는 저장소 내에 수집된다. 암모니아를 황산화물 기체가 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액에 도입한다. 암모니아는 흡수기의 여러 지점, 바람직하게는 흡수기 저장소 및(또는) 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기 저장소로부터 흡수 용기 내의 묽은 황산암모늄 수용액 세정 영역으로 순환 또는 재순환시키는 시스템 내의 여러지점에서 황산암모늄 수용액에 도입되어도 좋다. 암모니아는 이산화황이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액의 산도를 감소시킨다. 암모니아로 처리되고 산도가 감소된 묽은 황산암모늄 수용액을 본 명세서에서는 중화된 묽은 황산암모늄 수용액으로 부른다.In the present invention, a gas containing one or more sulfur oxides is contacted with a spray solution, mist (in droplet form), or a dilute aqueous ammonium sulfate solution in a suitable form in a sulfur oxide absorber (absorption vessel) for removing sulfur oxides. The treatment forms an aqueous ammonium sulphate solution with absorbed sulfur oxides and a cleaned gas. Dilute ammonium sulfate aqueous solution in which sulfur oxides are absorbed is collected in a reservoir, commonly referred to herein as an absorber reservoir. Ammonia is introduced into a dilute aqueous ammonium sulfate solution in which sulfur oxide gas is absorbed. Ammonia may be introduced into the aqueous ammonium sulphate solution at several points in the absorber, preferably at several points within the system where the absorber reservoir and / or the dilute aqueous ammonium sulphate solution is circulated or recycled from the absorber reservoir to the dilute ammonium sulphate aqueous solution cleaning zone in the absorption vessel. . Ammonia reduces the acidity of dilute aqueous ammonium sulfate solution with sulfur dioxide absorbed. Dilute ammonium sulfate aqueous solution treated with ammonia and with reduced acidity is referred to herein as neutralized dilute aqueous ammonium sulfate solution.

산화제, 일반적으로 공기와 같은 산소-함유 기체를 흡수기 저장소 중의 이산화황이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액에 도입함으로써 흡수된 황산화물 기체를 암모니아 및 산소 함유 기체 중의 산소와 반응시켜 흡수기 저장소 중에 황산암모늄을 형성한다.Oxygen-containing gases, such as air, generally air, are introduced into a dilute aqueous solution of ammonium sulfate absorbed by sulfur dioxide in the absorber reservoir to react the absorbed sulfur oxide gas with oxygen in the ammonia and oxygen-containing gas to form ammonium sulfate in the absorber reservoir. .

황산화물 흡수기 중에서 황산화물을 함유하는 기체와 접촉하는 묽은 황산암모늄 수용액은 흡수기 저장소로부터 제거되고(재순환된) 묽은 황산암모늄 수용액으로부터 형성되어, 파이프 등의 적당한 도관을 통하여 펌프 등의 적합한 수단에 의해 순환된다. 세정된 기체는 황산화물 흡수기로부터 회수하고, 황산화물 흡수기로부터 회수된 묽은 황산암모늄 수용액은 흡수기 저장소에 수집되고 그로부터 회수하여 황산암모늄 보충액으로서 예비세정기에 공급된다, 묶은 황산암모늄 수용액은 예비세정기 중에서의 물의 증발에 의해 포화된다.The dilute aqueous ammonium sulfate solution in contact with the gas containing sulfur oxides in the sulfur oxide absorber is removed from the absorber reservoir and formed from the dilute aqueous ammonium sulfate solution and circulated by suitable means such as a pump through a suitable conduit such as a pipe. do. The washed gas is recovered from the sulfur oxide absorber, and the diluted aqueous ammonium sulfate solution recovered from the sulfur oxide absorber is collected in the absorber reservoir and recovered therefrom and supplied to the precleaner as an ammonium sulfate supplement solution. Saturated by evaporation.

황산화물을 제거하기 위해서 기체를 황산화물 흡수기에 도입하기 전에, 기체를 예비세정 용기 중에서 예비세정하며, 이 용기는 기체 스트림을 단열 냉각시켜 결과적으로 포화 황산암모늄 수용액 중의 물을 증발시키기 때문에, 황산암모늄 결정이 현탁된 농축 또는 포화 황산암모늄 수용액이 형성된다. 황산화물을 함유하는 고온의 기체를 예비세정 용기 중에서 분무액, 연무(소적 형태) 또는 다른 적합한 형태의 포화 황산암모늄 수용액과 접촉시키고, 황산화물을 함유하는 냉각된 예비세정 기체 및 수증기를 예비세정 용기로부터 회수하여 예비세정기 디미스터를 통과시킴으로써, 황산화물 및 수증기를 함유한 예비세정한 기체를 황산화물 흡수기에 통과시키기 전에, 그로부터 결정을 함유하는 연행된 포화 황산암모늄 수용액을 제거한다. 따라서, 예비세정된 기체 스트림에서 수증기가 제거되기 때문에, 예비세정기 중의 포화 황산암모늄 수용액이 농축되어 황산암모늄의 결정화가 일어나고 예비세정기 중에 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액이 형성되게 된다.Before introducing the gas into the sulfur oxide absorber to remove the sulfur oxides, the gas is prewashed in a preclean vessel, which adiabatically cools the gas stream and consequently evaporates water in a saturated aqueous ammonium sulfate solution. A concentrated or saturated aqueous solution of ammonium sulfate is formed in which the crystals are suspended. Hot gases containing sulfur oxides are contacted with a spray, mist (droplet form) or other suitable form of saturated aqueous ammonium sulfate solution in a preclean vessel, and the cooled preclean gas and water vapor containing sulfur oxides are precleaned. By recovering from and passing through a precleaner demister, the entrained saturated aqueous ammonium sulfate solution containing crystals is removed therefrom before the precleaned gas containing sulfur oxides and water vapor is passed through the sulfur oxide absorber. Thus, since water vapor is removed from the precleaned gas stream, the saturated aqueous ammonium sulphate solution in the precleaner is concentrated to crystallize the ammonium sulphate and a saturated aqueous ammonium sulphate solution in which the ammonium sulphate crystals are suspended in the precleaner is formed.

황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액은 일반적으로 예비세정기 저장소라고 부르는 저장소에 수집된다.Saturated ammonium sulphate aqueous solution in which the ammonium sulphate crystals are suspended is collected in a reservoir commonly referred to as a preclean reservoir.

예비세정 용기 중에서 황산화물을 함유하는 고온의 연도 기체와 접촉하는 포화 황산암모늄 수용액은, 예비세정기 저장소로부터 제거된(재순환된) 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액으로부터 형성되며, 파이프 등의 적합한 도관을 통하여 펌프 등의 적합한 수단에 의해 순환된다. 고온의 기체와 접촉함으로써 수증기가 제거된 포화 황산암모늄 수용액은 예비세정기 저장소에 수집되며, 그로부터 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액으로서 회수하여 황산암모늄 결정을 생성물로서 회수할 수 있다.A saturated ammonium sulfate aqueous solution in contact with a hot flue gas containing sulfur oxides in a preclean vessel is formed from a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which suspended (recirculated) ammonium sulfate crystals removed from the prewasher reservoir are suspended, It is circulated through a conduit by suitable means, such as a pump. The saturated aqueous ammonium sulphate solution, in which water vapor has been removed by contact with a hot gas, is collected in a prewasher reservoir, from which the ammonium sulphate crystals can be recovered as a saturated aqueous ammonium sulphate solution to recover the ammonium sulphate crystals as a product.

포화 황산암모늄 수용액은 하나 또는 수 개의 교반기 등의 임의의 적합한 교반 수단에 의해 회수 대역의 영역 내에서 교반시킬 수 있다. 회수 대역에서 포화 황산암모늄 수용액을 교반시킴으로써 황산암모늄 결정의 슬러리를 포화 황산암모늄 수용액 중에 유지시키고, 예비세정기 저장소의 바닥에 황산암모늄 결정이 침적하는 것을 방지한다. 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액은 임의의 적합한 방법, 예를 들어 펌프 또는 예비세정기 저장소의 바닥 또는 그 근처에 존재하는 중력 제거 수단에 의해 회수 대역으로부터 제거할 수 있다. 포화 황산 암모늄 수용액에 함유된 임의의 결정은, 예를 들어 여과에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 생성물은 취급 및 저장상의 편의를 위해서 분급, 재결정 및(또는) 탈수 및 건조시킬 수 있다.The saturated aqueous ammonium sulfate solution may be stirred in the region of the recovery zone by any suitable stirring means such as one or several stirrers. By stirring the saturated aqueous ammonium sulfate solution in the recovery zone, a slurry of ammonium sulfate crystals is maintained in saturated aqueous ammonium sulfate solution and prevents the deposition of ammonium sulfate crystals at the bottom of the prewasher reservoir. The saturated aqueous ammonium sulfate solution in which the ammonium sulfate crystals are suspended may be removed from the recovery zone by any suitable method, for example by gravity removal means present at or near the bottom of the pump or prewash reservoir. Any crystals contained in a saturated aqueous ammonium sulfate solution can be easily removed, for example, by filtration. The product may also be classified, recrystallized and / or dehydrated and dried for convenience in handling and storage.

본 발명의 일면에 따르면, 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기로부터 분급기(classifier)로 통과시키고; 황산암모늄의 조대 결정을 분급기에서 액체와 분리하고; 조대 결정 보다 작은 입도를 갖는 황산암모늄의 결정을 함유한 액체는 예비세정 용기 또는 예비세정기 저장소로 재순환시킨다.According to one aspect of the present invention, a saturated ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended is passed from a precleaner to a classifier; Coarse crystals of ammonium sulfate are separated from the liquid in a classifier; Liquid containing crystals of ammonium sulfate having a particle size smaller than the coarse crystals is recycled to a preclean vessel or prewasher reservoir.

분급기, 예를 들어 히드로클론 내에서 분리되는 입자의 입도에 대한 특정한 제한은 없으나, 당 업자들은 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액으로부터 분리되는 황산암모늄 결정의 소정의 크기를 용이하게 선택할 수 있다. 본 명세서에서, 액체로부터 분리된 황산암모늄 결정의 특정 크기를 제한할 의도는 없으나, 조대 결정은 일반적으로 예를 들어 약 300 미크론 이상의 크기를 갖는 것으로 정의될 수 있다. 통상적으로는, 본 명세서에서 사용한 바와 같이 조대 결정보다 작은 입도를 갖는 황산암모늄 결정을 함유하는 즉, 예를 들어 약 300 미크론 이하의 결정을 함유하는 액체는 예비세정 용기 또는 예비세정기 저장소로 재순환시킬 수 있다.There are no specific restrictions on the particle size of the particles that are separated in the classifier, for example the hydroclone, but those skilled in the art can easily select the desired size of the ammonium sulfate crystals from which the ammonium sulfate crystals are separated from the saturated aqueous ammonium sulfate solution. have. In the present specification, there is no intention to limit the specific size of the ammonium sulfate crystals separated from the liquid, but the coarse crystals may generally be defined as having a size of about 300 microns or more, for example. Typically, liquids containing ammonium sulfate crystals having a particle size smaller than coarse crystals as used herein, i.e., containing crystals of about 300 microns or less, can be recycled to a preclean vessel or prewasher reservoir. have.

본 발명의 방법은 연속적인 방법으로 용이하게 수행된다. 연도 기체 또는 바람직하게는 분진 또는 그로부터 제거된 다른 입자를 갖는 임의의 다른 공급원으로부터 얻어진 임의의 다른 황산화물-함유 기체를 예비세정기에 도입하고 포화 황산암모늄 수용액 유동류와 함께 병류 유동시킨다. 냉각되고 예비세정된 기체는 예비세정기 디미스터를 통하여 예비세정 용기를 빠져나와 연속 방식으로 황산화물 흡수 용기에 도입되어 묽은 황산암모늄 수용액 유동류에 역류한다. 세정된 기체는 흡수 용기로부터 연속적으로 유동하고 적합한 수단, 예를 들어 굴뚝(Stack)을 통하여, 바람직하게는 세정한 기체를 디미스터를 통과시켜 그로부터 묽은 황산암모늄 수용액을 제거함으로써 제거된다. 일반적으로, 기체를 하나 이상의 팬, 예를 들어 유도 기체 팬을 사용하여 시스템을 통하여 연속적으로 이동시킨다.The process of the invention is easily carried out in a continuous manner. Any other sulfur oxide-containing gas obtained from flue gas or preferably any other source having dust or other particles removed therefrom is introduced into the precleaner and co-flowed with a saturated ammonium sulfate aqueous solution flow. The cooled and precleaned gas exits the preclean vessel through a precleaner demister and is introduced into the sulfur oxide absorption vessel in a continuous manner to countercurrent to a dilute aqueous ammonium sulphate flow. The cleaned gas flows continuously from the absorption vessel and is removed through suitable means, for example a stack, by passing the cleaned gas through a demister to remove the dilute aqueous ammonium sulfate solution therefrom. Generally, the gas is continuously moved through the system using one or more fans, for example an induction gas fan.

기체는 예비세정기 및 흡수기를 통하여 연속 통과하는 반면, 각각의 액체는 분무액, 연무 또는 적합한 다른 형태로 연속 재순환되어, 각 반응 용기 내의 기체와 액체 사이에 밀접한 접촉을 제공하고 황산암모늄 결정을 갖는 포화 황산암모늄수용액을 예비세정기로부터 연속 회수하면서 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기로부터 연속 회수하여 예비세정기에 공급한다.Gases pass continuously through the precleaner and absorber, while each liquid is continuously recycled to a spray, mist or other suitable form, providing intimate contact between the gas and the liquid in each reaction vessel and saturating with ammonium sulfate crystals. The aqueous ammonium sulphate solution is continuously collected from the precleaner, and the diluted aqueous ammonium sulfate solution is continuously collected from the absorber and fed to the precleaner.

액체 양은 예비세정 용기 및 예비세정기 저장소에서, 그리고 황산화물 흡수용기 및 저장소에서 임의의 적합한 수단에 의해 유지된다. 한편, 본 발명에 있어서 예비세정 용기 및(또는) 예비세정기 저장소 내의 액체 양은 물의 증발 및 황산암모늄 결정을 함유한 액체 생성물의 회수에 기인하여 감소하는 경향이 있다. 이러한 경향을 역전시키고 예비세정 용기 내에서 일정한 액체 양을 유지하기 위해서 적절한 양의 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기 저장소로부터 회수하여 예비세정기 저장소에 가한다. 이러한 회수는 흡수기 저장소 내의 액체 양을 감소시키는 경향이 있으므로, 적합한 양의 보충수를 흡수 용기 또는 흡수기 저장소에 가하여 일정한 액체 양을 유지한다. SO2흡수 용기 중에 저장될 수 있는 황산암모늄의 정확한 농도는 흡수되고 황산암모늄으로 산화된 SO2의 양 및 흡수 용기에 가하는 물의 양의 함수이다. 흡수 용기에 가하는 물의 양은 회수되는 액체의 양과 같고, 이 물이 예비세정 용기에 가하여져서 증발로 인한 손실을 보충하게 되므로 허용가능한 물의 양을 조절하는 인자는 증발 속도이다. 증발 속도는 예비세정 용기로 도입되는 고온 기체의 온도의 함수이다. 제3도는 흡수 용기의 액체 내에 유지될 수 있는 황산암모늄의 농도에 대한 SO2농도 및 기체 온도에 대한 효과를 나타낸다.The liquid amount is maintained by any suitable means in the preclean vessel and prewash reservoir and in the sulfur oxide absorption vessel and reservoir. On the other hand, in the present invention, the amount of liquid in the preclean vessel and / or prewasher reservoir tends to decrease due to the evaporation of water and the recovery of the liquid product containing ammonium sulfate crystals. To reverse this tendency and maintain a constant amount of liquid in the preclean vessel, an appropriate amount of dilute aqueous ammonium sulfate solution is withdrawn from the absorber reservoir and added to the prewasher reservoir. This recovery tends to reduce the amount of liquid in the absorber reservoir, so that an appropriate amount of make-up water is added to the absorber vessel or absorber reservoir to maintain a constant amount of liquid. SO exact concentration of ammonium sulfate that can be stored in the second absorption vessel is a function of the amount of water absorbed and the amount applied to the container and absorption of SO 2 oxidation with ammonium sulfate. The amount of water added to the absorption vessel is equal to the amount of liquid recovered and the factor controlling the amount of water acceptable is the evaporation rate since this water is added to the preclean vessel to compensate for the loss due to evaporation. The evaporation rate is a function of the temperature of the hot gas introduced into the preclean vessel. 3 shows the effect on SO 2 concentration and gas temperature on the concentration of ammonium sulfate that can be maintained in the liquid of the absorption vessel.

바람직하게는 흡수 용기 내의 흡수기 디미스터를 통하여 보충수를 흡수 용기에 가하여 흡수기 디미스터 블레이드 상의 임의의 침적물을 세정하고 흡수 용기에 수집한다. 이와 유사하게, 흡수 용기로부터 회수한 묽은 황산암모늄 수용액을 보충수로서 예비세정 용기에 가하기 전에 우선 예비세정기 디미스터를 세정하는데 사용한다.Replenishment water is preferably added to the absorption vessel through the absorber demister in the absorption vessel to clean any deposits on the absorber demister blade and collect it in the absorption vessel. Similarly, dilute aqueous ammonium sulfate solution recovered from the absorption vessel is first used to clean the precleaner demister before adding it to the preclean vessel as supplemental water.

본 발명의 방법에 있어서, 흡수 용기 및 흡수기 저장소 내의 황산암모늄 수용액을 묽은 황산암모늄 수용액으로 유지시켜 유체 내에 흡수된 이산화황의 산화효율을 개선시키는 것이 중요하다. 이와 같은 사항은, 흡수기로부터 묽은 황산암모늄 수용액을 제거하고 보충수를 가함으로써 흡수기 액체 내에 황산암모늄의 희석 농도를 유지시켜서 제1도의 그래프에서 나타낸 바와 같이 이산화황이 최대 또는 최대치에 근접한 정도로 산화되도록 함으로써 달성된다. 제1도에 나타낸 바와같이, 아황산암모늄/황산수소안모늄의 황산암모늄 수용액을 시험한 결과 산화 속도는 액체 중의 황산암모늄의 농도에 의존한다는 것이 입증되었다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 황산암모늄이 포화됨에 따라, 예를 들어 수용액 중의 황산암모늄 농도가 약 40 중량% 이상에 접근함에 따라 mM/l/분의 산화 속도는 실질적으로 감소한다. 본 발명은 이산화황 흡수 방법 및 예비세정기 유닛 내의 묽은 황산암모늄 수용액의 농축과 함께 일어나는 흡수 유닛 내의 묽은 황산암모늄 수용액의 신속한 산화 방법을 제공한다.In the method of the present invention, it is important to maintain the aqueous ammonium sulfate solution in the absorption vessel and the absorber reservoir with the diluted aqueous solution of ammonium sulfate to improve the oxidation efficiency of sulfur dioxide absorbed in the fluid. This is accomplished by maintaining the dilute concentration of ammonium sulfate in the absorber liquid by removing the dilute aqueous ammonium sulfate solution from the absorber and adding supplemental water so that sulfur dioxide is oxidized to the maximum or near maximum as shown in the graph of FIG. do. As shown in FIG. 1, an aqueous ammonium sulphate solution of ammonium sulfite / anmonium bisulfite was tested to demonstrate that the rate of oxidation depends on the concentration of ammonium sulphate in the liquid. As shown in Figure 1, as the ammonium sulfate is saturated, the oxidation rate of mM / l / min decreases substantially, for example as the concentration of ammonium sulfate in the aqueous solution approaches at least about 40% by weight. The present invention provides a process for the absorption of sulfur dioxide and a rapid oxidation of the aqueous solution of dilute ammonium sulphate in the absorption unit, which occurs with the concentration of the diluted aqueous solution of ammonium sulphate in the preclean unit.

본 발명의 방법에 있어서, 일반적으로 포화 황산암모늄 수용액은 물중의 약 45 내지 약 50 중량%의 황산암모늄을 함유하며 묽은 황산암모늄 수용액은 일반적으로 포화에 요구되는 양보다 적은 양으로 황산암모늄을 함유할 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시태양에 있어서, 묽은 황산암모늄 수용액 또는 희석액은 물중의 약 35 중량% 이하의 황산암모늄을 함유한다. 묽은 황산암모늄 수용액 또는 희석액의 농도에 대한 하한가는 없으나 일반적으로 물중의 약 5 중량% 미만, 더 바람직하게는 약 15 중량% 미만의 황산암모늄을 함유한 묽은 황산암모늄 수용액을 사용하는 것은 전혀 또는 거의 유리하지 않다. 본 발명의 가장 바람직한 실시태양에 있어서, 묽은 황산암모늄 수용액의 농도를 물중의 약 10 내지 35 중량%의 황산암모늄 농도로 유지시킨다.In the process of the present invention, a saturated aqueous ammonium sulphate solution generally contains from about 45 to about 50% by weight of ammonium sulfate in water and the dilute aqueous ammonium sulphate solution will generally contain ammonium sulfate in an amount less than that required for saturation. will be. However, in a preferred embodiment of the present invention, the dilute ammonium sulfate aqueous solution or diluent contains up to about 35% by weight of ammonium sulfate in water. There is no lower limit to the concentration of dilute aqueous ammonium sulphate solution or diluent, but it is generally or almost advantageous to use dilute aqueous ammonium sulphate solution containing less than about 5 wt%, more preferably less than about 15 wt% ammonium sulphate in water. Not. In a most preferred embodiment of the invention, the concentration of dilute aqueous ammonium sulfate solution is maintained at a concentration of about 10 to 35% by weight of ammonium sulfate in water.

예비세정기 저장소에 있어서, 포화 황산암모늄 수용액은 상기 언급한 바와같이 황산암모늄 결정이 성장되게 하는 과포화 상태가 되는 경향이 있으며 이러한 결정은 포화 황산암모늄 수용액으로부터 목적하는 바에 따라 연속적으로 또는 간헐적으로 제거된다. 따라서, 예비세정기 저장소는 황산암모늄 결정의 성장을 위한 것이고 황산암모늄 수용액의 과포화를 방지하기 위한 용기로서 작용한다.In the prewasher reservoir, the saturated aqueous ammonium sulfate solution tends to be supersaturated to allow the growth of the ammonium sulfate crystals as mentioned above and such crystals are removed continuously or intermittently as desired from the saturated aqueous ammonium sulfate solution. Thus, the prewasher reservoir is for the growth of ammonium sulfate crystals and serves as a container to prevent supersaturation of the aqueous ammonium sulfate solution.

상기 언급한 바와 같이, 고온의 연도 기체는 또한 염화수소 및(또는) 불화수소 기체를 함유할 수 있다. 이러한 기체가 고온의 황산화물-함유 연도 기체에 존재할 경우, 상기는 예비세정 용기에서 제거되어 암모늄 염을 형성한다. 상기 염은 황산암모늄 생성물과 함께 제거될 수 있거나 또는 예비세정기로부터 황산암모늄 수용액의 추출 스트림을 취함으로써 별도로 제거될 수 있다.As mentioned above, the hot flue gas may also contain hydrogen chloride and / or hydrogen fluoride gas. If such gas is present in the hot sulfur oxide-containing flue gas, it is removed from the preclean vessel to form an ammonium salt. The salts can be removed together with the ammonium sulphate product or separately by taking the extract stream of the aqueous ammonium sulphate solution from the precleaner.

일반적으로, 고온의 황산화물-함유 기체로부터 황산화물 기체를 제거하고 황산암모늄을 동시에 제조하기 위한 본 발명의 장치는 적합한 예비세정기 저장소와 연합된 예비세정기 유닛 또는 탑, 및 적절한 흡수기 저장소와 연합된 황산화물 흡수기 유닛 또는 탑을 포함한다. 예비세정기 저장소는 황산암모늄 생성물 회수 대역을 갖는다. 분진 수집기 또는 다른 입자 제거 수단이 통상적으로 예비세정 용기의 상향 스트림에 위치한다. 기체를 분진 수집기로부터 예비세정 용기로, 그리고 예비세정 용기로부터 세정된 기체를 제거하기 위한 수단을 갖는 황산화물 흡수 용기 또는 탑에 전달하기 위한 수단이 제공된다. 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기 저장소로부터 예비세정기 저장소로 이동시키고 흡수기 유닛에 보충수를 가하기 위한 수단이 제공된다.In general, the apparatus of the present invention for the removal of sulfur oxide gas from high temperature sulfur oxide-containing gases and for the simultaneous production of ammonium sulphate is characterized in that a precleaner unit or tower associated with a suitable precleaner reservoir, and sulfuric acid associated with a suitable absorber reservoir A cargo absorber unit or tower. The prewasher reservoir has an ammonium sulfate product recovery zone. Dust collectors or other particle removal means are typically located in an upstream stream of the preclean vessel. Means are provided for delivering gas from a dust collector to a preclean vessel and to a sulfur oxide absorption vessel or tower having means for removing the cleaned gas from the preclean vessel. Means are provided for transferring the dilute aqueous ammonium sulphate solution from the absorber reservoir to the precleaner reservoir and adding supplemental water to the absorber unit.

예비세정기 유닛은 고온의 황산화물 기체를 포화 황산암모늄 수용액으로 세정하고 예비세정 용기, 예비세정기 저장소, 예비세정기 디미스터, 예비세정기 저장소로부터 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액을 추출 또는 제거하기 위한 수단, 묽은 황산암모늄 수용액을 도입하기 위한 수단, 기체를 예비세정기 내의 포화 황산암모늄 수용액과 접촉시키기 위한 수단, 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기 저장소로부터 회수하여 예비세정기 내의 기체와 접촉시키기 위한 수단, 고온의 황산화물-함유 기체를 예비세정기 내의 포화 황산암모늄 수용액의 유동류와 병류하여 유동시키기 위한 수단 및 예비세정기 저장소 내의 포화 황산암모늄 수용액을 교반시키기 위한 수단을 포함하는 임의의 적합한 설계로 될 수 있다. 예비세정 용기 및 예비세정기 저장소는 예비세정 용기의 바닥에 위치한 예비세정기 저장소를 갖는 단일 유닛일 수 있거나 또는 예비세정기 저장소는 예비세정용기로부터 분리된 용기 또는 탱크로서 적합한 수단에 의해 연결되어 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정 용기로부터 바람직하게는 중력에 의해 예비세정기 저장소로 이동하도록 할 수 있다.The precleaner unit is for washing hot sulfur oxide gas with a saturated aqueous ammonium sulfate solution and for extracting or removing a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended from a preclean vessel, a preclean reservoir, a prewash demister, and a prewash reservoir. Means, means for introducing a dilute aqueous ammonium sulphate solution, means for contacting a gas with a saturated aqueous solution of ammonium sulphate in the precleaner, means for recovering a saturated ammonium sulphate solution from the precleaner reservoir and contacting the gas in the precleaner, Any suitable design may be included, including means for flowing the sulfur oxide-containing gas in parallel with a flow of saturated aqueous ammonium sulphate solution in the precleaner and means for stirring the saturated aqueous ammonium sulphate solution in the preclean reservoir. The preclean vessel and prewash reservoir may be a single unit with a preclean reservoir located at the bottom of the preclean vessel, or the prewash reservoir may be connected by suitable means as a vessel or tank separate from the preclean vessel and saturated aqueous ammonium sulphate solution. Can be brought from the preclean vessel to the prewasher reservoir, preferably by gravity.

흡수기 유닛은 황산화물 기체가 묽은 황산암모늄 수용액 중에서 밀접하게 접촉된 형태, 예를 들어 분무액 또는 연무의 형태로 흡수되도록 하고 흡수기 저장소와 유통하여 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수 용기로부터 흡수기 저장소로 유동시키도록 하는 흡수 용기, 기체를 흡수 용기 내의 묽은 황산암모늄 수용액과 접촉시키는 수단, 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기 저장소로부터 회수하여 흡수기 내의 기체와 접촉시키기 위한 수단, 흡수 용기에 진입하는 기체를 묽은 황산암모늄 수용액에 역류 방향으로 통과시키기 위한 수단, 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수저장기로부터 제거하기 위한 수단, 묽은 황산암모늄 수용액을 세정한 기체로 부터 제거하기 위한 흡수기 디미스터,암모니아 및(또는) 수성 암모니아 및 공기를 흡수기 저장소로 주입하기 위한 수단, 세정한 기체를 흡수 용기로부터 제거하기 위한 수단 및 보충수를 흡수기 유닛에 가하기 위한 수단을 포함하는 임의의 설계로 될 수 있다. 흡수 용기 및 흡수기 저장소는 단일 유닛일 수 있거나 또는 서로 유통하여 묽은 황산암모늄 수용액을 바람직하게는 중력에 의해 흡수 용기로부터 흡수기 저장소로 유동을 허용하는 분리된 유닛일 수 있다.The absorber unit allows the sulfur oxide gas to be absorbed in intimate contact in dilute aqueous ammonium sulfate solution, for example in the form of a spray solution or mist and flows through the absorber reservoir to flow the dilute ammonium sulfate aqueous solution from the absorption vessel to the absorber reservoir. Means for contacting the gas with a dilute aqueous solution of ammonium sulphate in the absorption vessel, means for recovering the dilute aqueous ammonium sulphate solution from the absorber reservoir and contacting the gas in the absorber, and refluxing the gas entering the absorption vessel into the dilute aqueous solution of ammonium sulphate. Means for passing in a direction, means for removing the dilute aqueous ammonium sulfate solution from the absorber, absorber demister, ammonia and / or aqueous ammonia and air for removing the diluted aqueous ammonium sulfate solution from the cleaned gas. To inject It can be of any design, including means, means for removing the cleaned gas from the absorbent vessel, and means for applying replenishment water to the absorber unit. The absorbent vessel and absorber reservoir may be a single unit or may be separate units that flow through one another to allow dilute aqueous ammonium sulfate solution to flow from the absorber vessel to the absorber reservoir, preferably by gravity.

제2도에 있어서, 이산화황 기체를 함유한 고온의 기체 스트림은 공급원 (3) 및 기체 (4)로부터 보일러 (2)에 의해 발생된다. 고온의 이산화황은 보일러 (2)로부터 적합한 연도 기체 도관 (5)를 통하여 분진 수집기 (4)로 통과하여 입자 물질이 당 업계에 공지된 방법, 예를 들어 싸이클론(cyclone) 분리기 및(또는) 백하우스(bag house)에 의해 제거되고 회분은 회수 유닛 (6)에서 적합한 호퍼(hopper)를 통하여 제거된다. 분진 입자가 제거된 고온의 이산화황 함유 기체는 기체 도관 (7)을 통하여 시스템에 기체를 추진시키는 유도 기체 팬 (8)에 전달된다. 고온의 이산화황 함유 기체는 팬 (8)로부터 기체 도관 (9)를 통하고 기체 도관 (32)를 통하여예비세정기 (10) 내에 전달된다.In FIG. 2, a hot gas stream containing sulfur dioxide gas is generated by boiler 2 from source 3 and gas 4. The hot sulfur dioxide passes from the boiler (2) through a suitable flue gas conduit (5) to the dust collector (4) so that the particulate material is known in the art, for example cyclone separators and / or bags. The ash is removed by a bag house and the ash is removed via a suitable hopper in the recovery unit 6. The hot sulfur dioxide containing gas from which the dust particles have been removed is delivered to the induction gas fan 8 which propels the gas through the gas conduit 7. The hot sulfur dioxide containing gas is delivered from the fan 8 through the gas conduit 9 and through the gas conduit 32 into the precleaner 10.

예비세정기 (10)은 본 명세서에서 예비세정 용기 (12)로 정의된 상부 (12) 및 본 명세서에서 예비세정기 저장소 (14)로 정의된 하부 (14)를 갖는다. 예비세정기 저장소 (14)는 포화 황산암모늄 수용액을 가지며, 이 수용액은 예비세정기 저장소 (14)로부터 펌프 (22)에 의해 적합한 도관 (24)를 통하여 제거되어 예비세정 용기 (12)에 위치한 분사 수단 (16)에 의해서 분무액 또는 연무로서 회수된다. 도관 (26)은 회수된 포화 황산암모늄 수용액을 분포기(도시하지 않음)에 분포하여 예비세정 용기 (12)의 내부 벽을 액의 예비세정기 벽 하향 세정 스트림으로 세정하여 고상 물질이 적층되거나 용기의 벽에 침적하는 것을 방지한다. 분사 수단(16)은 기체 도관 (32)에서 예비세정기 (10)으로 진입하는 고온의 이산화황 기체의 유동류와 병류 방향으로 포화 황산암모늄 수용액 (34)를 예비세정 용기 (12)내로 유입시키고, 기체 도관 (36)에는 예비세정기 (10)의 출구가 있다.The precleaner 10 has a top 12 defined herein as a preclean vessel 12 and a bottom 14 defined herein as a preclean reservoir 14. The precleaner reservoir 14 has a saturated aqueous ammonium sulphate solution, which is removed from the precleaner reservoir 14 by means of a pump 22 via a suitable conduit 24 and located in the precleaning vessel 12. 16) is recovered as a spray liquid or mist. Conduit 26 distributes the recovered saturated aqueous ammonium sulphate solution into a distributor (not shown) to clean the inner wall of the preclean vessel 12 with a preclean wall of the liquid down the stream to deposit solid material or To prevent deposition on walls; The injection means 16 introduces a saturated aqueous ammonium sulphate solution 34 into the preclean vessel 12 in a co-current direction with a flow of hot sulfur dioxide gas entering the precleaner 10 from the gas conduit 32. Conduit 36 has the outlet of precleaner 10.

일반적으로 약 93 ℃(200 ℉) 내지 204 ℃(400 ℉) 온도에서 고온의 이산화황 함유 연도 기체를 예비세정 용기 (12) 내에서 단열 냉각시킨다. 냉각은 일정한 온도에서 이루어지고 기체를 함유한 고온의 이산화황으로부터 열을 증발열로서 흡수하고, 온도는 일정하게 유지된다. 포화 황산암모늄 수용액으로부터의 물은 고온의 이산화황 함유 기체 중에서 수증기가 되고 이산화황 함유 기체는 이산화황 및 수증기를 함유한 냉각된 예비세정 기체로서 다른 성분들 중에서 예비세정기 (10)로부터 유출된다. 포화 황산암모늄 수용액으로부터의 물의 증발은, 황산암모늄 수용액을 농축시켜 액중에서 황산암모늄 결정이 형성되게 된다. 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기 저장소 (14)에 수집하고 펌프 (22)에 의해 도관 (24)를 통하여 상기 언급한 바와 같이 예비세정기 (10)의 상부 (12) 내의 분사 수단 (16) 내로 회수한다. 예비세정기 (10)을 빠져나갈 때 예비세정된 이산화황 함유 기체의 온도는 약 43 ℃(110 ℉) 내지 약 66 ℃(150 ℉)이다. 기체 도관 (36) 내의 예비세정된 연도 기체는 예비세정기 디미스터 (20)을 통과하고, 여기서 황산암모늄 결정이 현탁된 연행 포화 황산암모늄 수용액은 예비세정된 기체로부터 제거되고 액체 및 현탁된 결정은 적합한 도관 (38)을 통하여 예비세정기 저장소 (14)로 회수된다.The hot sulfur dioxide containing flue gas is generally adiabatic cooled in the preclean vessel 12 at a temperature of about 93 ° C. (200 ° F.) to 204 ° C. (400 ° F.). Cooling takes place at a constant temperature and absorbs heat as evaporative heat from hot sulfur dioxide containing gas, and the temperature is kept constant. Water from saturated aqueous ammonium sulphate solution is water vapor in the hot sulfur dioxide containing gas and the sulfur dioxide containing gas flows out of the precleaner 10 among other components as a cooled precleaning gas containing sulfur dioxide and water vapor. Evaporation of water from saturated aqueous ammonium sulphate solution concentrates the aqueous ammonium sulphate solution to form ammonium sulfate crystals in the liquid. Saturated ammonium sulphate aqueous solution in which the ammonium sulphate crystals are suspended is collected in the precleaner reservoir 14 and sprayed in the upper portion 12 of the precleaner 10 as mentioned above via a conduit 24 by means of a pump 22. (16) Recover into. The temperature of the precleaned sulfur dioxide containing gas upon exiting precleaner 10 is from about 43 ° C. (110 ° F.) to about 66 ° C. (150 ° F.). Precleaned flue gas in gas conduit (36) is passed through precleaner demister (20), where the entrained saturated aqueous ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended is removed from the precleaned gas and the liquid and suspended crystals are suitable. The conduit 38 is withdrawn to the prewasher reservoir 14.

예비세정기 디미스터 (20)를 통과한 예비세정된 기체는 기체 도관 (75)를 통과해서 흡수기 (40)에 도달하고, 여기서 기체로부터 이산화황이 흡수에 의해 제거된다.The precleaned gas passing through precleaner demister 20 passes through gas conduit 75 to reach absorber 40, where sulfur dioxide is removed from the gas by absorption.

흡수기 (40)은 흡수 용기 (42)로 정의되는 상부 및 흡수기 저장기 (44)로 정의되는 하부를 가진다. 흡수기 저장소 (44)는 묽은 황산암모늄 수용액 (48)을 함유한다. 연도 기체는 흡수 용기 (42)의 하부에서, 그러나 묽은 황산암모늄 수용액 (48) 액체의 높이 이상에서 기체 도관 (75)를 통하여 흡수기 (40)에 유입된다.Absorber 40 has a top defined as absorbent vessel 42 and a bottom defined as absorber reservoir 44. Absorber reservoir 44 contains dilute aqueous ammonium sulfate solution 48. Flue gas enters absorber 40 through gas conduit 75 at the bottom of absorption vessel 42 but above the height of the dilute aqueous ammonium sulfate solution 48.

묽은 황산암모늄 수용액 (48)은 펌프 (54)의 수단에 의해 흡수기 저장소(44)로부터 도관 (72)를 통하여 재순환되고 도관 (52) 및 (50)을 통과해서 흡수기 분사 용기 (74)에 도달하고, 여기서 묽은 황산암모늄 수용액은 기체 도관 (75)에서 흡수기 (40)에 유입되고 기체 도관 (77)에서 흡수기 (40)을 빠져나가는 세정된 기체인 예비세정된 기체 스트림의 유동류와 역류 방향으로 흡수 용기 (42) 내로 통과하는연무 또는 분무액을 형성한다.Dilute aqueous ammonium sulfate solution 48 is recycled from absorber reservoir 44 through conduit 72 by means of pump 54 and through conduits 52 and 50 to reach absorber injection vessel 74. Where the dilute aqueous ammonium sulphate solution is absorbed in the direction of flow and countercurrent of the pre-cleaned gas stream, which is a washed gas entering the absorber 40 in the gas conduit 75 and exiting the absorber 40 in the gas conduit 77. Form mist or spray liquid that passes into the vessel 42.

묽은 황산암모늄 수용액은 이산화황을 흡수하고, 이산화황이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액은 흡수기 저장소 (44)를 바람직하게는 중력에 의해 통과하여 저장기 내에 축적되고 흡수기 저장소 (44)로부터 흡수기 분사 수단 (74)로 회수된다.The diluted aqueous ammonium sulfate solution absorbs sulfur dioxide, and the diluted aqueous ammonium sulfate solution absorbed sulfur dioxide passes through the absorber reservoir 44, preferably by gravity, and accumulates in the reservoir and absorber spray means 74 from the absorber reservoir 44. Is recovered.

흡수기 (40)에 있어서, 공급원 (60)으로부터의 암모니아 기체는 적합한 펌프(62)에 의해 도관 (63) 및 (58)을 통하여 흡수기 저장소 (44)에 전달된다. 이와 동시에, 공급원 (80)으로부터의 공기 등의 산소 공급원은 도관 (82)를 통하여 흡수기 저장소 (44)으로 전달된다. 묽은 황산암모늄 수용액 중에 흡수된 이산화황과 암모니아 및 공기와의 반응 결과 황산암모늄이 생성된다.In absorber 40, ammonia gas from source 60 is delivered to absorber reservoir 44 via conduits 63 and 58 by suitable pump 62. At the same time, an oxygen source, such as air from source 80, is delivered to absorber reservoir 44 through conduit 82. The reaction of sulfur dioxide absorbed in dilute aqueous ammonium sulfate solution with ammonia and air produces ammonium sulfate.

묽은 황산암모늄 수용액(48)은 도관 (68)을 통하여 흡수기 저장소 (44)로부터 회수되어 펌프 (64)에 의해 도관 (46)을 통하여 예비세정기 디미스터 (20)에 전달되고 이어서 도관 (38)을 통하여 예비세정기 저장소 (14)에 전달되어, 증발 및 예비세정기 (10) 내의 생성물의 회수를 통하여 손실된 보충액이 제공된다. 묽은황산암모늄 수용액이 흡수기 저장소 (44)로부터 제거됨에 따라 공급원 (78)로부터 보충수를 도관 (88) 및 (89)를 통하여 흡수기 (40)에 가하며 이는 각각의 분사 수단 (92) 및 (76)에 의해서 흡수 용기 (42)에 분사된다. 상기 도관을 통하여 흡수 용기 (42)에 진입하는 물은 바람직하게는 분무액 제거기 (95), 즉 흡수기 디미스터 (95)에 연계되어 사용된다. 세정된 기체는 기체 도관 (77)에서 흡수기(40)으로부터 빠져나오고, 임의의 기체 재가열기 (90)을 통과하고 이어서 기체 도관 (86)을 통하여 굴뚝 (84)에 전달될 수 있으며 세정된 기체는 대기중으로 방출된다.The diluted aqueous ammonium sulphate solution 48 is withdrawn from the absorber reservoir 44 through conduit 68 and delivered by pump 64 through conduit 46 to precleaner demister 20 and then conduit 38. Delivered to prewasher reservoir 14 to provide supplemental liquid lost through evaporation and withdrawal of product in prewasher 10. As the dilute aqueous ammonium sulfate solution is removed from the absorber reservoir 44, supplemental water from source 78 is added to the absorber 40 via conduits 88 and 89, which are respectively sprayed means 92 and 76. Is injected into the absorption vessel 42. The water entering the absorption vessel 42 through the conduit is preferably used in conjunction with the spray remover 95, ie the absorber demister 95. The cleaned gas may exit the absorber 40 in the gas conduit 77, pass through any gas reheater 90 and then pass through the gas conduit 86 to the chimney 84 and the cleaned gas may be Emitted into the atmosphere.

예비세정기 저장소 (14)에는 하나 이상의 교반기 (18)이 장치되어 있고, 흡수기 저장소 (44)에는 하나 이상의 교반기 (70)이 장치되어 각각의 저장기 내에서 액을 계속 교반시킨다.The prewasher reservoir 14 is equipped with one or more agitators 18, and the absorber reservoir 44 is equipped with one or more agitators 70 to continue stirring the liquid in each reservoir.

도면에는 도시되어 있지 않으나, 예비세정기 저장소 (14)는 예비세정 용기(12)로부터 분리된 탱크 또는 유닛일 수 있고 흡수기 저장소 (44)는, 적절한 수단이 용기로부터 각각의 저장소로 액을 유동시키기 위해 제공되는 한 흡수 용기(42)로부터 분리된 유닛 또는 탱크일 수 있다.Although not shown in the figure, the prewasher reservoir 14 can be a tank or unit separate from the preclean vessel 12 and the absorber reservoir 44 is adapted to allow liquid to flow from the vessel to each reservoir. It may be a unit or tank separate from the absorbent vessel 42 as provided.

황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액은 도관 (28)을 통하여 예비세정기 저장소 (14)로부터 제거될 때, 포화 황산암모늄 수용액으로부터 황산암모늄 결정을 분리하는 다양한 수단을 사용할 수 있다. 제2도에서 나타낸 바와 같이, 펌프 (30)을 사용하여 황산암모늄 결정을 함유한 액이 도관 (138)을 통해 생성물 회수 유닛 (100)에 전달된다. 황산암모늄 결정을 함유한 액은 1차 탈수 장치, 예를 들어 히드로클론 (120)에 전달된다. 히드로클론 (120) 및 황산암모늄결정 괴를 함유한 복류 (122)는 원심 분리기 (123) 내에서 추가로 탈수되어 약 2%의 수분을 함유한 황산암모늄 결정 점결체를 형성한다. 이어서 점결체를 압분기/제분기(도시하지 않음)에 공급하고 건조기 (124)에 의해, 또는 직접 건조기(124)에 투입하여 건조한 황산암모늄 생성물을 제공한다. 건조한 황산암모늄 생성물 (126)은 저장되는 반면, 미립자 및 결정을 함유한 포화 황산암모늄 수용액은 도관 (136)을 통과하여 재순환 탱크 (128)에 회수된다. 원심분리기 (123)에서 제거된 액은 펌프 (142)의 작용에 의해 도관 (140)을 통과하여 재순환 탱크 (128)에 회수된다. 임의로 소량의추출 스트림 (143)을 제거하여 시스템으로부터 임의의 불순물을 제거할 수 있다. 목적하는 바와 같이, 재순환 탱크 (128) 내에서 교반기 (132)에 의해 교반 상태로 유지되는 포화 황산암모늄 수용액을, 펌프 (130)에 의해 제거하여 도관 (134) 및 (15)를 통하여 예비세정기 저장소 (14)에 전달하여 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액 (34)에 가한다.Saturated ammonium sulphate aqueous solution in which the ammonium sulphate crystals are suspended can be used in various ways to separate the ammonium sulphate crystals from the saturated aqueous ammonium sulphate solution when removed from the precleaner reservoir 14 through the conduit 28. As shown in FIG. 2, the liquid containing ammonium sulfate crystals is delivered to the product recovery unit 100 via conduit 138 using pump 30. The liquid containing ammonium sulfate crystals is delivered to a primary dehydration device, for example hydroclone 120. The backflow 122 containing the hydroclone 120 and the ammonium sulfate crystal mass is further dehydrated in the centrifuge 123 to form an ammonium sulfate crystal coke containing about 2% water. The caking binder is then fed to a mill / mill (not shown) and fed by the dryer 124 or directly into the dryer 124 to provide a dry ammonium sulfate product. Dry ammonium sulphate product 126 is stored, while saturated aqueous ammonium sulphate solution containing particulates and crystals is passed through conduit 136 and recovered to recycle tank 128. The liquid removed in the centrifuge 123 is recovered through the conduit 140 to the recirculation tank 128 by the action of the pump 142. Optionally, a small amount of extraction stream 143 can be removed to remove any impurities from the system. As desired, the saturated ammonium sulphate aqueous solution maintained by the stirrer 132 in the recirculation tank 128 is kept in the agitated state by the pump 130 to remove the pre-cleaner reservoir through the conduits 134 and 15. Transfer to (14) and add to the saturated aqueous ammonium sulfate solution (34) in which the ammonium sulfate crystals are suspended.

공기를 임의의 적합한 공기 주입 시스템, 예를 들어 당 업계에 공지되어 있고, 미합중국 특허 제4,690,807호에 개시된 다공관식 파이프(도시되지 않음)의 망상 구조로 배열된 공기 산포기에 의해 흡수기 저장소 (44) 내기 묽은 황산암모늄 수용액에 주입한다.The air is absorbed into the absorber reservoir 44 by any suitable air injection system, for example an air spreader arranged in a network structure of perforated pipes (not shown) known in the art and disclosed in US Pat. No. 4,690,807. Pour into a dilute aqueous ammonium sulfate solution.

상기 설명한 바와 같이, 흡수기 저장소 (44) 내에서 묽은 황산암모늄 수용액중의 흡수된 이산화황의 산도가 감소되도록 pH가 유지된다. 흡수기 내의 묽은 황산암모늄 수용액의 pH는 일반적으로 약 5 내지 6, 보다 바람직하게는 약 5.2 내지 약 5.8로 유지된다. 바람직하게는 기체 암모니아의 형태로 주입된 암모니아는, 당 업계에 공지된 임의의 적합한 수단, 예를 들면 미합중국 특허 제4,690,807호에 개시된 다공관식 파이프(도시되지 않음)의 망상 구조로 배열된 산포기에 의해 흡수기 저장소 (44)에 내에 주입된다.As described above, the pH is maintained such that the acidity of the absorbed sulfur dioxide in the dilute aqueous ammonium sulfate solution in the absorber reservoir 44 is reduced. The pH of the dilute aqueous ammonium sulfate solution in the absorber is generally maintained at about 5-6, more preferably at about 5.2 to about 5.8. The ammonia, preferably injected in the form of gaseous ammonia, is applied to a spreader arranged in the network structure of any suitable means known in the art, for example the perforated pipe (not shown) disclosed in US Pat. No. 4,690,807. By injection into the absorber reservoir 44.

하기의 구체적인 실시예는 본 발명의 방법을 설명한다. 이들 실시예는 단지 설명을 목적으로 한 것이며 본 발명을 제한하고자 한 것이 아니다.The following specific examples illustrate the method of the present invention. These examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention.

실시예 1Example 1

본 실시예는 본 발명의 방법을 설명하지 않고, 단지 상기에서 상세히 설명한제1도의 그래프에 대한 자료를 얻은 방법을 설명한 것이다.This example does not describe the method of the present invention but merely describes a method of obtaining data for the graph of FIG. 1 described in detail above.

본 실시예는 벤치 스케일(bench scale)로서 선행 기술의 산화 속도가 변수가 되는 원인을 규명하는 연구로서, 구체적인 경우에 있어서, 일반적으로 예상하는 산화 속도 이하에서 수행되었다.This example is a study to determine the cause of the variable oxidation rate of the prior art as a bench scale, in a specific case, was carried out below the generally expected oxidation rate.

다양한 농도의 황산암모늄을 갖는, 제1철 촉매로서 철 20 ppm을 함유하고 촉매를 함유하지 않은 수용액을 수 개의 비이커에 투입하였다. 다양한 농도의 아황산나트륨을 황산암모늄 수용액에 가하고(아황산염 10,000 ppm에서 출발하여) pH를 황산으로 pH 5 까지 조정하였다. 온도를 54 ℃(130 ℉)로 유지시켰다. 공기를 비이커에 통과시키고, 각 시료에서 아황산나트륨이 소실되는 속도를 측정하였다. 이러한 실험으로부터 자료를 얻어 제1도에 나타내고 하기에서 논의하였다.An aqueous solution containing 20 ppm iron as a ferrous catalyst with varying concentrations of ammonium sulfate and no catalyst was added to several beakers. Various concentrations of sodium sulfite were added to the aqueous ammonium sulfate solution (starting at 10,000 ppm sulfite) and the pH was adjusted to pH 5 with sulfuric acid. The temperature was maintained at 54 ° C. (130 ° F.). Air was passed through a beaker and the rate at which sodium sulfite disappeared in each sample was measured. Data from these experiments were obtained and shown in FIG. 1 and discussed below.

실시예 2-7Example 2-7

하기에 설명한 실시예는 제2도에서 나타낸 중간 시험 공장 규모의 흡수기에서 수행되었다. 연도 기체의 공급원은 보일러 도관의 파열구이고, 이산화황의 농도는 적절한 계량기가 장치되고 연도 기체 도관 작업과 연결전 이산화황 탱크를 사용함으로써 증가되었다.The examples described below were carried out in an intermediate test plant scale absorber shown in FIG. The source of flue gas is the rupture port of the boiler conduit, and the concentration of sulfur dioxide was increased by the use of a suitable meter and by the use of sulfur dioxide tanks before the flue gas conduit operation.

제2도의 장치내에서 황산암모늄 수용액을 사용하여, 이산화황 제거 효율을 하기 표에서 백만분의 일(ppm) 유닛으로 나타낸 이산화황의 다양한 농도에서 비교하였다. 사례 Ⅰ에 있어서, 6 개의 작동 분사 뱅크 74를 흡수 용기 42에 사용하였고, 사례 Ⅱ에 있어서, 4 개의 작동 분사 뱅크 74를 흡수 용기 42에 사용하였다. 흡수기 40에서 사용한 묽은 황산암모늄 수용액 48의 pH를 하기 표의 사례 Ⅱ에 나타낸다. 황산암모늄 수용액 48 내에 존재하는 아황산암모늄의 양을 또한 하기 표에 나타낸다.Using aqueous ammonium sulfate solution in the apparatus of FIG. 2, sulfur dioxide removal efficiencies were compared at various concentrations of sulfur dioxide, expressed in parts per million (ppm) in the table below. In Case I, six working injection banks 74 were used for absorption vessel 42 and in Case II four working injection banks 74 were used for absorption vessel 42. The pH of the dilute ammonium sulfate aqueous solution 48 used in the absorber 40 is shown in Example II of the table below. The amount of ammonium sulfite present in the ammonium sulfate aqueous solution 48 is also shown in the table below.

상기 표의 자료로부터, 이산화황 제거 효율은 흡수기로서 암모니아를 사용한 본 발명의 방법을 사용할 때 매우 높다는 것을 알 수 있다. 상기 표에서 나타난 바와 같이, 이산화황 제거 효율은 이산화황 농도에 따라 변한다. 더우기, 액체중의 아황산염(아황산암모늄의 형태로)은 제거 효율을 상당히 증가시킨다. pH 범위 5.2-5.8에서는 암모니아 농도 구배는 0-3 ppm으로서 낮다. 작동중에 혼탁도는 증가하지않았다. 상기 과정으로부터 (결정)으로서 단리된 황산암모늄 생성물은 1.2 % 미만의 수분 함량과 함께 99.5 % 이상의 순도를 나타냈고, 90 %의 입자 결정이 300 미크론 이상의 입도를 나타냈다.From the data in the table, it can be seen that the sulfur dioxide removal efficiency is very high when using the method of the present invention using ammonia as the absorber. As shown in the table above, sulfur dioxide removal efficiency varies with sulfur dioxide concentration. Moreover, sulfites in the liquid (in the form of ammonium sulfite) significantly increase the removal efficiency. In the pH range 5.2-5.8, the ammonia concentration gradient is low, 0-3 ppm. Turbidity did not increase during operation. The ammonium sulphate product isolated as (crystal) from the above process had a purity of at least 99.5% with a moisture content of less than 1.2% and 90% of the grain crystals showed a particle size of at least 300 microns.

당 업자에게는 본 발명의 취지과 범위를 이탈하지 않는 한 본 발명의 방법에 다양한 변경 및 변형을 수행할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명에는 청구한 특허 청구 범위 및 그와 동등한 범위에 포함되는 본 발명의 변경 및 변형된 방법이 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the methods of the invention without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

제1도는 아황산암모늄의 산화 속도와 용액 중의 황산암모늄의 농도의 상관관계를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the correlation between the rate of oxidation of ammonium sulfite and the concentration of ammonium sulfate in solution.

제2도는 이산화황 공급원, 이산화황 예비 세정기, 황산암모늄 결정 분리기, 이산화황 흡수 유닛 및 세정 기체 처리기 등을 나타낸 도면.2 shows a sulfur dioxide source, a sulfur dioxide pre-cleaner, an ammonium sulfate crystal separator, a sulfur dioxide absorption unit, a cleaning gas processor, and the like.

제3도는 2 개의 상이한 투입 기체 온도에서 투입 기체인 이산화황의 농도와 이산화황 흡수기 중의 황산암모늄 농도의 상관관계를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the correlation between the concentration of sulfur dioxide, the input gas, and the ammonium sulfate concentration in the sulfur dioxide absorber at two different input gas temperatures.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

2: 보일러 3: 공급원2: boiler 3: source

4: 분진 수집기 6: 재순환 유닛4: Dust Collector 6: Recirculation Unit

8: 유도 기체 팬 10: 예비세정기8: Induction gas fan 10: Precleaner

12: 예비세정 용기 14: 예비세정기 저장소12: prewash container 14: prewash reservoir

16: 분사 수단 18: 교반기16: injection means 18: stirrer

20: 예비세정기 디미스터 34: 포화 황산암모늄 수용액20: prewasher demister 34: saturated aqueous ammonium sulfate solution

40: 흡수기 42: 흡수 용기40: absorber 42: absorption vessel

44: 흡수기 저장소 48: 묽은 황산암모늄 수용액44 absorber reservoir 48 dilute aqueous ammonium sulfate solution

60: 암모니아 공급원 70: 교반기60: ammonia source 70: stirrer

74: 흡수기 분사 용기 76: 분사 수단74 absorber injection container 76 injection means

78: 보충수 공급원 80: 산소 공급원78: supplemental water source 80: oxygen source

84: 굴뚝 90: 기체 재가열기84: chimney 90: gas reheater

92: 분사 수단 95: 디미스터92: injection means 95: demister

100: 생성물 회수 유닛 120: 1차 탈수장치 (히드로클론)100: product recovery unit 120: primary dehydrator (hydroclone)

122: 복류 123: 원심 분리기122: reflux 123: centrifuge

124: 건조기 126: 건조한 황산암모늄 생성물124: dryer 126: dry ammonium sulfate product

132: 교반기 143: 추출 스트림132: stirrer 143: extraction stream

5,15,24,26,28,38,46,50,52,53, 58, 63,68,72,82,88,89,134,136,138,140: 도관5,15,24,26,28,38,46,50,52,53, 58, 63,68,72,82,88,89,134,136,138,140: conduit

7,9,32,33,36,75,77,86: 기체 도관 22,30,62,64,128,130,142: 펌프7,9,32,33,36,75,77,86: gas conduits 22,30,62,64,128,130,142: pumps

Claims (14)

(a) 황산화물을 함유하는 고온의 기체를 예비세정 용기 중에서 포화 황산암모늄 수용액과 접촉시키고, 기체를 단열 냉각시킴으로써 물을 증발시켜서, 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액을 형성하고, 황산화물 및 수증기를 함유하는 예비세정된 기체를 형성하는 단계;(a) The hot gas containing sulfur oxides is contacted with a saturated aqueous ammonium sulfate solution in a pre-cleaning vessel and the gas is evaporated by adiabatic cooling of the gas to form a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended. And forming a precleaned gas containing water vapor; (b) 상기 예비세정 용기 중에서 황산화물을 함유하는 기체가 통과한 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기 저장소 내에 수집하고, 이 포화 황산암모늄 수용액을 황산화물을 함유한 고온의 기체와 접촉시키기 위하여 예비세정기 저장소로부터 예비세정 용기로 재순환시키는 단계;(b) collecting a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which the gas containing sulfur oxides has passed in the pre-cleaner reservoir in the pre-cleaning container, and storing the saturated ammonium sulfate solution in contact with a hot gas containing sulfur oxides. Recirculating from the pre-clean container; (c) 황산암모늄 결정이 현탁된 상기 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기 저장소로부터 제거하는 단계;(c) removing the saturated aqueous ammonium sulfate solution from which the ammonium sulfate crystals are suspended from the precleaner reservoir; (d) 황산화물 및 수증기를 함유하는 상기 예비세정된 기체를 디미스터(demister)에 통과시켜 그로부터 황산암모늄 결정을 함유하는 연행된 포화 황산암모늄 수용액을 제거하는 단계;(d) passing said precleaned gas containing sulfur oxides and water vapor through a demister to remove entrained saturated aqueous ammonium sulfate solution containing ammonium sulfate crystals therefrom; (e) 디미스터를 통과한 황산화물 및 수증기를 함유하는 상기 예비세정된 기체를 황산화물 흡수기 중에서 묽은 황산암모늄 수용액과 접촉시켜 황산화물이 흡수된 묽은 황산암모늄 수용액 및 세정된 기체를 형성하는 단계;(e) contacting the precleaned gas containing sulfur oxide and water vapor passed through the demister with a diluted aqueous ammonium sulfate solution in a sulfur oxide absorber to form a diluted aqueous ammonium sulfate solution and a cleaned gas; (f) 황산화물 기체가 흡수된 상기 묽은 황산암모늄 수용액을 흡수기 저장소 내에 수집하는 단계;(f) collecting the diluted aqueous ammonium sulfate solution in which the sulfur oxide gas is absorbed into an absorber reservoir; (g) 황산화물 기체가 흡수된 상기 묽은 황산암모늄 수용액에 암모니아를 도입하는 단계;(g) introducing ammonia into the diluted aqueous ammonium sulfate solution in which sulfur oxide gas is absorbed; (h) 흡수기 저장소 중의 황산화물이 흡수된 상기 묽은 황산암모늄 수용액에 산소-함유 기체를 도입함으로써, 흡수된 황산화물 기체를 암모니아 및 산소-함유 기체 중의 산소와 반응시켜 흡수기 저장소 내에 황산암모늄 생성물을 형성하는 단계;(h) introducing an oxygen-containing gas into the dilute aqueous ammonium sulfate solution in which the sulfur oxide in the absorber reservoir is absorbed, thereby reacting the absorbed sulfur oxide gas with oxygen in the ammonia and oxygen-containing gas to form an ammonium sulfate product in the absorber reservoir. Doing; (i) 흡수기 저장소로부터 재순환된 상기 묽은 황산암모늄 수용액을 황산화물 흡수기 중에서 황산화물을 함유하는 예비세정된 상기 기체와 접촉시키는 단계; 및(i) contacting the diluted aqueous ammonium sulfate solution recycled from the absorber reservoir with the precleaned gas containing sulfur oxides in a sulfur oxide absorber; And (j) 세정된 기체를 회수하는 단계를 포함하는, 황산화물을 함유하는 고온 기체의 처리 방법.(j) A method for treating hot gas containing sulfur oxides, comprising recovering the cleaned gas. 제1항에 있어서, 흡수기 저장소로부터 묽은 황산암모늄 수용액을 회수하여 보충 황산암모늄 수용액으로 예비세정 용기에 가하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising recovering the diluted aqueous ammonium sulfate solution from the absorber reservoir and adding the diluted aqueous ammonium sulfate solution to the preclean vessel. 제2항에 있어서, 흡수기 저장소로부터 회수된 묽은 황산암모늄 수용액을, 예비세정 용기에 가하기 전에, 흡수기 저장소로부터 디미스터에 공급하는 방법.The method of claim 2, wherein the diluted aqueous ammonium sulfate solution recovered from the absorber reservoir is fed from the absorber reservoir to the demister before adding to the preclean vessel. 제1항에 있어서, 보충수를 흡수기에 가하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1 further comprising adding supplemental water to the absorber. 제1항에 있어서, 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액으로부터황산암모늄의 결정을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1 further comprising removing the crystal of ammonium sulfate from a saturated aqueous ammonium sulfate solution in which the ammonium sulfate crystals are suspended. 제5항에 있어서, 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정 용기 또는 예비세정기 저장소에 재순환시키는 방법.The method of claim 5 wherein the saturated aqueous ammonium sulfate solution is recycled to a preclean vessel or prewasher reservoir. 제1항에 있어서, 황산암모늄 결정이 현탁된 포화 황산암모늄 수용액을 예비세정기로부터 분급기로 전달하고, 이 수용액으로부터 황산암모늄의 조대 결정을 분리하고, 상기 조대 결정보다 작은 입도를 갖는 황산암모늄 결정을 함유하는 수용액을 예비세정 용기 또는 예비세정기 저장소로 재순환시키는 단계를 더 포함하는 방법.2. The saturated ammonium sulfate solution in which ammonium sulfate crystals are suspended is transferred from a precleaner to a classifier, separating coarse crystals of ammonium sulfate from the aqueous solution, and containing ammonium sulfate crystals having a smaller particle size than the coarse crystals. Recycling the aqueous solution to a preclean vessel or prewasher reservoir. 제1항에 있어서, 황산화물이 이산화황인 방법.The method of claim 1 wherein the sulfur oxide is sulfur dioxide. 제1항에 있어서, 산소 함유 기체가 공기인 방법.The method of claim 1 wherein the oxygen containing gas is air. 제1항에 있어서, 묽은 황산암모늄 수용액에 도입되는 암모니아의 양이 황산화물이 흡수된 황산암모늄 수용액의 산도를 감소시키기에 충분한 양인 방법.The method of claim 1 wherein the amount of ammonia introduced into the dilute aqueous ammonium sulphate solution is an amount sufficient to reduce the acidity of the ammonium sulphate solution absorbed sulfur oxides. 제1항에 있어서, 묽은 황산암모늄 수용액에 도입되는 암모니아의 양이 묽은 황산암모늄 수용액으로부터의 암모니아의 손실을 방지하기에 충분한 양인 방법.The method of claim 1 wherein the amount of ammonia introduced into the dilute aqueous ammonium sulphate solution is an amount sufficient to prevent loss of ammonia from the dilute aqueous ammonium sulphate solution. 제1항에 있어서, 세정된 기체를 디미스터에 통과시켜 그로부터 연행된 묽은 황산암모늄 수용액의 액적을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising passing the cleaned gas through a demister to remove droplets of the diluted aqueous ammonium sulfate solution. 제1항에 있어서, 예비세정기에 도입되는 고온의 기체가 예비세정기 내에서 제거되는 HCl, HF 또는 그의 혼합물을 함유하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the hot gas introduced into the precleaner contains HCl, HF, or mixtures thereof, which are removed in the prewasher. 제1항에 있어서, 묽은 황산암모늄 수용액 중의 황산암모늄의 농도를 액체의 총 중량을 기준으로 5 내지 35 중량%의 농도로 유지시키는 방법.The method of claim 1, wherein the concentration of ammonium sulfate in the dilute aqueous ammonium sulfate solution is maintained at a concentration of 5 to 35 weight percent based on the total weight of the liquid.
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