KR100456911B1 - 반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소가스 중 유해가스를 기체상태에서 제거하는 유해가스 제거장치에 관한 것으로서, 본 발명의 유해가스 제거장치는 연소가스를 선회류를 형성하면서 하부로 안내할 수 있도록 곡률을 갖는 안내깃(12 ; guide vane)이 설치되어 있는 세정장치와, 연소가스 중 유해가스를 중화반응시키는 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치(30)와, 세정장치 내의 온도를 제어할 수 있는 물을 공급하는 물공급장치(20)와, 화학약품 및 물의 공급에 따른 분무효율을 증대시키기 위해 압축된 공기를 분사하는 공기공급장치(21)와, 배출가스 내에 함유된 다이옥신을 포함한 유해물질을 흡착 제거하는 카본분말을 카본분말 공급장치(40)로부터 공급받아 배출가스와 카본분말을 혼합 분사하는 혼합장치(50)를 포함하며, 세정장치 내로 유입되는 연소가스가 선회류를 형성하도록 유도함으로써 유해가스와 중화제 및 수증기의 혼합율을 높여 정화 및 반응효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치{Apparatus for Removal with Hazardous Gas for Semi-Dry Scrubber}

본 발명은 보일러 또는 소각로에서 발생하는 연소가스 중 유해가스를 기체상태에서 세정하는 반건식 세정장치에 관한 것이며, 특히, 케이싱 내에서 선회류를 형성하여 유해가스와 화학약품 및 수증기의 혼합율을 높여 세정효율을 향상시키는 선회류를 이용한 반건식 세정장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 선회류를 이용한 반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치에 관한 것이기도 하다.

일반적으로 사용되는 유해가스 세정장치로는 습식, 건식, 반건식 타입이 있는데, 이 중에서 반건식 세정장치는 건식 세정장치에 비해 유해가스 제거효율이 높고, 습식 세정장치에 비해 반응 생성물의 처리가 간단하며, 설치면적이 좁아 많이 사용하고 있다.

이러한 반건식 세정장치는 유해가스가 가스 유입구를 통해 유입되면, 분사노즐에서 화학약품을 분사하여 유해가스를 중화시키고, 유해가스와 화학약품이 반응하면서 발생하는 분말상태의 생성물은 하부로 배출하며, 정화된 가스는 배출구를 통해 외부로 배출하게 구성되어 있다.

위와 같은 형태로 구성된 종래의 반건식 세정장치는 가스 유입구로 유입되는 유해가스가 케이싱 내에서 바로 하부로 유동하게 되어 화학약품과 혼합되는 시간이짧아 정화효율이 낮고, 정화된 배기가스 중에서 다이옥신과 같은 유해가스를 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 케이싱 내로 유입되는 연소가스가 선회류를 형성하도록 유도함으로써 연소가스와 화학약품 및 수증기의 비거리를 증가시켜 접촉효율과 혼합율을 높여 반응효율을 향상시키는 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치의 구성요소들을 설명하기 위한 개략도이고,

도 2는 도 1에 도시된 반건식 세정장치의 A 부분의 상세도이며,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치의 구성요소들을 설명하기 위한 개략도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 케이싱 11 : 가스 유입구

12, 51 : 안내깃 13 : 미스트 분사노즐

14 : 호퍼 15 : 전기히터

16 : 가스 배출구 17 : 파이프

20 : 물공급장치 21 : 공기공급장치

30 : 화학약품 공급장치 31 : 화학약품 저장탱크

32 : 화학약품 공급탱크 40 : 카본분말 공급장치

41 : 카본분말 저장탱크 42 : 카본분말 공급부

43 : 송풍장치 50 : 혼합장치

52 : 여과집진기

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반건식 세정장치는, 케이싱과, 상기 케이싱의 일측에 형성되고 연소가스가 케이싱의 내부로 유입가능한 가스 유입구와, 상기 케이싱을 따라 유동하는 연소가스에 공기와 물을 혼합하여 분사하는 분사노즐과, 상기 연소가스 중 유해가스를 중화반응시키는 화학약품을 상기 케이싱을 따라 유동하는 연소가스에 분사하는 분사관과, 상기 케이싱의 타측에 형성되어 상기 화학약품과 유해가스가 반응하여 생성된 반응물질을 포집하는 호퍼 및, 반응하지 않은 유해가스를 함유한 연소가스를 상기 케이싱의 외부로 배출하는 가스 배출구를 포함하며, 상기 가스 유입구의 내측면에는 곡률을 갖는 안내깃이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유해가스 제거장치는, 공기와 물을 각각 공급하는 공기공급장치 및 물공급장치와, 연소가스 중 유해가스를 중화반응시키는 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치 및, 상기 공기공급장치 및 물공급장치에서 각각 공급되는 공기와 물을 혼합하여 유입되는 연소가스에 분사하고 상기 화학약품 공급장치를 통해 공급되는 화학약품을 유입되는 연소가스에 분사하여 유해가스를 세정하도록 상기와 같이 구성된 세정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치의 구성요소들을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반건식 세정장치의 A 부분의 상세도이다.

도 1에 보이듯이, 본 발명의 반건식 세정장치는 케이싱(10)을 포함한다. 이런 케이싱(10)의 상부에는 보일러 또는 소각로 등에서 생성된 연소가스가 유입되는 가스 유입구(11)가 형성되어 있고, 이런 가스 유입구(11)의 내측면에는 유입되는 연소가스가 선회류를 형성하도록 유도하는 다수의 안내깃(12 ; guide vane)이 설치되어 있다. 이런 안내깃(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 공급되는 연소가스를 유선형태로 선회유동시킬 수 있도록 곡률을 갖는 스크류 형태로 되어 있다. 즉, 스크류 형태의 안내깃(12)이 외부와 연결되는 파이프(17)를 중심축으로 하여 경사지게 케이싱(10)에 결합되어 있어서, 이런 안내깃(12)을 따라 연소가스가 공급되면, 연소가스는 경사지게 배치된 안내깃(12)을 따라 공급되면서 선회류를 형성하게 된다. 이 때, 파이프(17)는 안내깃(12) 보다 하부로 돌출되게 위치한다.

이런 파이프(17)에는 본 발명의 유해가스 제거장치의 일부분으로서 중화제의 역할을 하는 소석회(Ca(OH)₂), 가성소다(Na(OH)), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂) 등과 같은 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치(30)가 연결되어 있다. 이런 화학약품 공급장치(30)는 화학약품을 저장하는 화학약품 저장탱크(31)와, 이런 화학약품 저장탱크(31)에 저장된 화학약품을 제공하는 화학약품 공급탱크(32)를 포함한다. 이런 화학약품 공급탱크(32)에 파이프(17)가 연결되는데, 그 연결 사이에는 밸브(33, 34)가 설치되어 있다.

이렇게 중화제로 소석회 또는 가성소다를 이용할 경우에는 반응식 1 및 반응식 2와 같은 반응을 통해 연소가스 중 유해가스를 중화시킨다.

그리고, 상기 안내깃(12)의 하부에는 반건식 세정장치의 내부온도를 제어할 목적으로 공기와 물을 혼합하여 분사하는 다수의 미스트 분사노즐(13)이 케이싱(10)의 내부에 관통하게 설치되어 있고, 이런 다수의 미스트 분사노즐(13)에는 공기와 물을 각각 공급하는 공기공급장치(21)와 물공급장치(20)가 연결되어 있다. 이런 공기공급장치(21) 및 물공급장치(20)와 미스트 분사노즐(13)의 사이에는 밸브(22, 23)가 각각 설치되어 있다. 이런 미스트 분사노즐(13)은 2류체식 분사노즐이다. 그리고, 공기공급장치(21)의 공급라인은 화학약품 공급장치(30)의 공급라인에도 연결되어 화학약품의 분사형태를 미세하게 함으로써 반응효율을 증대시킨다.

그리고, 케이싱(10)의 하부에는 케이싱(10)의 내부에서 유해가스와 화학약품이 반응하면서 생성된 반응생성물 및 기타 불순물 등을 포집하였다가 외부로 배출하는 호퍼(14)가 형성되어 있다. 이런 호퍼(14)에는 분사된 물에 의해 생성된 물방울이나 수분을 증발시켜 반응생성물 및 기타 불순물이 건조상태를 유지하도록 열을 가하는 전기히터(15)가 설치되어 있다. 이런 전기히터(15)의 상부에는 대부분의 유해가스 및 불순물이 제거된 가스를 배출하는 가스 배출구(16)가 형성되어 있다.

이런 가스 배출구(16)에는 혼합장치(50)가 연결되어 있고, 이런 혼합장치(50)에는 가스 내에 함유되어 있는 다이옥신을 흡착하여 제거할 수 있도록 카본분말(활성탄)을 공급하는 카본분말 공급장치(40)가 연결되어 있다. 이런 카본분말 공급장치(40)는 미세한 분말상태의 카본을 저장하는 카본분말 저장탱크(41)와, 이런 카본분말 저장탱크(41)에 저장된 카본분말을 공급하는 카본분말 공급부(42)와, 이런 카본분말 공급부(42)를 통해 공급되는 카본분말에 공기를 주입하여 카본분말의 이송을 원활하게 하는 송풍장치(43)로 구성되어 있다.

그리고, 혼합장치(50)는 공기와 함께 이송되는 카본분말과 다이옥신이 함유된 가스를 효율적으로 혼합하여 다이옥신을 카본분말에 흡착반응하게 구성되어 있다. 즉, 혼합장치(50)에도 다이옥신 함유 가스가 선회류를 형성하도록 유도하는다수의 안내깃(51)이 설치되어 있다. 이런 혼합장치(50)의 후단에는 대부분의 다이옥신을 흡착한 카본분말을 필터링하는 여과집진기(52 ; Bag Filter)가 설치되어 있다. 이런 여과집진기(52)에는 칼슘염 또는 마그네슘염이 도포되어 있어, 카본분말을 필터링하면서 잔류하는 다이옥신을 동시에 흡착 제거한다.

아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 선회류를 이용한 반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치의 작동관계를 상세히 설명하겠다.

본 발명의 유해가스 제거장치 중에서 카본분말 공급장치(40) 및 혼합장치(50)를 가동시키지 않고, 화학약품 공급장치(30)를 가동시킬 경우에는, 연소가스가 다수의 안내깃(12)을 따라 선회류를 형성하면서 유동한다. 이 때, 공기공급장치(21)와 물공급장치(20)에서 각각 공급되는 압축된 공기와 물이 혼합되어 미스트 분사노즐(13)을 통해 분사되고, 또한, 화학약품 공급장치(30)에 연결된 파이프(17)를 통해 화학약품이 공급된다. 이렇게 미스트 분사노즐(13)을 통해 분사되는 미스트는 고온의 연소가스에 의해 수증기로 변화한다.

이렇게 선회류를 형성하면서 유동하던 연소가스와 화학약품 및 수증기가 혼합되는데, 그로 인해, 연소가스에 함유된 유해물질이 화학약품과 반응하여 반응생성물이 생성되고 분진 등과 같은 고체형태의 불순물이 연소가스에서 분리된다. 이 때, 호퍼(14)내의 물방울 및 수분은 전기히터(15)에 의해 제거된다. 그리고, 반응생성물 및 분진 등과 같은 고체형태의 불순물은 호퍼(14)에 침적되어 외부로 배출되며, 대부분의 유해가스가 제거된 가스는 가스 배출구(16)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 본 발명의 모든 구성요소들을 가동시킬 경우에는 앞서 설명한 동일한 과정을 통해 연소가스와 화학약품의 반응에 의해 생성된 반응생성물과 연소가스에서 분리된 분진 등과 같은 고체형태의 불순물은 호퍼(14)에 침적된 후 외부로 배출된다.

그리고, 대분분의 유해가스가 제거된 다이옥신 함유 가스는 가스 배출구(16)를 통해 혼합장치(50)로 이송되는데, 이 때, 카본분말 저장탱크(41)에 저장된 카본분말이 카본분말 공급부(42) 및 송풍장치(43)를 통해 혼합장치(50)에 공급된다. 그러면, 다이옥신 함유 가스와 카본분말이 혼합장치(50)에서 혼합되어, 카본분말이 다이옥신을 흡착 제거한다. 이 때, 다이옥신 함유 가스가 안내깃(51)에 의해 선회류를 형성하면서 카본분말과 접촉하기 때문에 그 접촉면적이 넓고 그로 인해 반응효율도 향상된다.

이렇게 다이옥신을 흡착한 카본분말은 혼합장치(50)의 후단에 위치하는 여과집진기(52)에 의해 필터링되고 유해가스와 분진, 다이옥신 등이 제거된 청정가스만이 높은 온도로 대기 중으로 배출된다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치의 구성요소들을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 세정장치 및 유해가스 제거장치는 처리하고자 하는 연소가스가 대용량일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 안내깃이 설치되어 선회류를 형성하는 부재를 다수개 설치하고 그 이외의 구성요소들은 동일하게 구성함으로써 구현된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치는 케이싱 내로 유입되는 유해가스가 선회류를 형성하도록 유도함으로써 유해가스와 화학약품 및 수증기와의 접촉면적을 증가시켜 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 유해가스 제거장치는 카본분말(활성탄)을 사용하여 다이옥신을 제거할 수 있으므로 보다 청정한 가스를 배출할 수 있다.

이상에서 본 발명의 선회류를 이용한 반건식 세정장치 및 이것을 구비한 유해가스 제거장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 연소가스 중 다이옥신을 포함하는 유해가스를 제거하는 유해가스 제거장치로서,

   공기와 물을 각각 공급하는 공기공급장치 및 물공급장치,

   연소가스 중 유해가스를 중화반응시키는 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치,

   상기 공기공급장치 및 물공급장치에서 각각 공급되는 공기와 물을 혼합한 미스트를 유입되는 연소가스에 분사하고 상기 화학약품 공급장치를 통해 공급되는 화학약품을 유입되는 연소가스에 분사하여 유해가스를 제거하고, 히터로 물방울 및 수분을 증발시켜 반응생성물 및 기타 불순물을 건조시키며, 세정된 세정가스를 배출하는 반건식 세정장치,

   상기 반건식 세정장치에서 배출되는 세정가스 내에 함유된 다이옥신을 포함한 유해물질을 흡착 제거하는 카본분말을 공급하는 카본분말 공급장치,

   상기 카본분말 공급장치에서 공급되는 카본분말과 상기 반건식 세정장치에서 공급되는 세정가스를 혼합하여 상기 다이옥신을 포함한 유해물질을 흡착 제거하는 혼합장치, 및

   상기 혼합장치에서 상기 다이옥신을 포함한 유해물질이 흡착된 카본분말을 필터링하는 여과집진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 화학약품 공급장치의 공급라인에는 상기 공기공급장치의 공급라인이 더 연결되어 화학약품을 미세하게 분사하는 것을 특징으로 하는 반건식 세정장치를 구비한 유해가스 제거장치.
5. 삭제