KR100489292B1 - Apparatus for with a gas layered sieve plate for wet desulfurization from flue gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화력발전소 및 산업시설에서 배출되는 배가스의 기-액 접촉 효율과 탈황율을 최대로 할 수 있는 가스층 다공판형 배연 탈황 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a gas-phase porous plate type flue gas desulfurization apparatus capable of maximizing gas-liquid contact efficiency and desulfurization rate of flue gas discharged from thermal power plants and industrial facilities.
본 발명은 가스층 다공판형 배연 탈황 장치에 있어서, 흡수탑 중심부에 사이드 엔트리 방식의 교반기 대신에 탑 엔트리 방식의 교반기를 설치함으로써 흡수탑 내 슬러리의 수면을 일정하게 유지하여 흡수탑에 유입되는 배가스가 전체 흡수탑 내 배가스 도입관에 저항이 일정하고 골고루 분산될 수 있도록 하고, 또한, 산화용 공기는 흡수탑 위에서 석회석 슬러리 내로 가지관 형태의 파이프를 꽂아 공급하도록 함으로써 에어 홀의 막힘 현상을 최소화할 수 있는 특징이 있다.The present invention relates to a gas-phase porous plate type flue gas desulfurization apparatus, wherein a stirrer of a top entry system is provided in the center of an absorption tower in place of a side entry type stirrer to maintain the water surface of the slurry in the absorption tower constant, The resistance to the exhaust gas introduction pipe in the absorption tower can be uniformly dispersed and the oxidizing air can be supplied to the limestone slurry on the absorption tower by inserting a pipe in the shape of a pipe, thereby minimizing clogging of the air holes .
Description
본 발명은 화력 발전소 및 산업 생산 시설에서 배출되는 배가스 중의 황산화물을 제거할 수 있는 가스층 다공판형 배연 탈황 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 탑 엔트리 방식의 교반기와 가지관 형태의 파이프로 이루어진 산화용 공기 분배기를 채택함으로써 배가스의 기-액 접촉 효율과 탈황율을 최대로 할 수 있는 가스층 다공판형 배연 탈황 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a gas layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus capable of removing sulfur oxides in flue gas discharged from thermal power plants and industrial production facilities. More particularly, the present invention relates to a gas-phase porous plate type flue gas desulfurization apparatus capable of maximizing gas-liquid contact efficiency and desulfurization rate of an exhaust gas by employing an oxidation air distributor composed of a stirrer of a top entry type and a pipe of a branch pipe type .
일반적으로 화석연료를 연소하는 화력발전소 및 산업생산시설에서 배출되는 배가스 중에는 먼지, 질소산화물, 황산화물, 염화수소, 플루오르화물 등의 대기 오염물질이 포함되어 있으며, 이를 그대로 대기 중으로 방출할 경우 심각한 대기오염문제가 발생하게 된다. 이중에서도 특히 황산화물은 대기중의 수증기에 흡수되어 산성비를 유발함으로써 산림 및 토양을 황폐화시키는 주요 원인이 되고 있다. Generally, exhaust gas from fossil fuel-fired power plants and industrial production facilities contains air pollutants such as dust, nitrogen oxides, sulfur oxides, hydrogen chloride, and fluorides. When released into the atmosphere, serious air pollution problems . In particular, sulfur oxides are absorbed in the atmospheric water vapor and cause acid rain, which is a major cause of degradation of forests and soils.
따라서, 배가스 중의 황산화물이 대기 중으로 방출되기 전에 황산화물을 제거하는 배연 탈황 공정이 널리 이용되고 있으며, 그 중에서도 특히 흡수제로서 석회석을 사용하여 부산물로서 석고를 생산하는 습식 석회석-석고법이 배연 탈황 공정의 주류를 이루고 있다. 배연 탈황 공정은 여러 개의 단위공정으로 구성되어 있으며, 이중 배가스 중의 황산화물을 기체와 액체의 접촉을 통해 제거하는 가장 중요한 공정은 흡수탑에서 이루어지고 있다.Therefore, a flue gas desulfurization process for removing sulfur oxides before discharge of sulfur oxides into flue gas is widely used. In particular, a wet limestone-gypsum process for producing gypsum as a by-product using limestone as an absorbent is a flue gas desulfurization process . The flue gas desulfurization process consists of several unit processes, and the most important process for removing sulfur oxides in flue gas through gas-liquid contact is the absorption tower.
일반적인 습식 석회석-석고법 배연 탈황 공정에 있어서 전기 집진기를 통과한 비교적 높은 온도를 가지는 배가스는 가압팬(Booster Fan)에서 가압되고 가스 덕트와 가스 재열기를 거쳐 흡수탑을 통과하게 된다. 흡수탑으로 유입된 배가스는 흡수탑에서 석회석을 포함하는 흡수액과 기-액 접촉되며 교반기의 운동에 의하여 기체와 액체의 접촉을 통해 기상 중에 포함되어 있는 황산화물이 액상으로 이동하고 별도로 공급되는 산화용 공기 중의 산소와 반응하여 황산을 생성하게 된다.In a typical wet limestone-gypsum flue gas desulfurization process, the flue gas having a relatively high temperature passed through an electrostatic precipitator is pressurized by a booster fan, passes through a gas duct and gas reheater, and passes through an absorption tower. The flue gas introduced into the absorption tower is vapor-liquid contacted with the absorption liquid containing limestone in the absorption tower, and the sulfur oxide contained in the gas phase is moved to the liquid phase through the contact of the gas and the liquid by the movement of the stirrer, It reacts with oxygen in the air to produce sulfuric acid.
한편, 흡수탑 내에서 생성되는 부산 석고는 일정속도로 흡수탑으로부터 배출되며 흡수탑에서 처리된 배가스는 흡수탑 외부로 배출되어 습분 분리기를 통과하고 가스 재열기를 거쳐 굴뚝으로 배출된다. Meanwhile, the gypsum produced in the absorption tower is discharged from the absorption tower at a constant speed, and the exhaust gas treated in the absorption tower is discharged to the outside of the absorption tower, passes through the moisture separator, is discharged through the gas reheater, and discharged to the chimney.
기상 또는 액상중의 물질을 다른 한 상으로 이동시키기 위한 기-액 접촉 장치에는 다양한 방법이 사용되고 있으며, 분사방법에 따라 액 분사방식과 가스 분사방식으로 크게 나눌 수 있다. 액 분사방식은 연속적인 가스 흐름에 알칼리 물질을 포함하는 흡수액을 연속적으로 분무하는 방식으로서 대표적인 공정으로는 단탑(Sprary Tower)이 있다. 이 방식은 장치의 내부가 단순하고 압력손실이 비교적 적기 때문에 팬(Fan)의 동력소모가 비교적 적다는 장점이 있다. 단탑에서 SO2의 제거율을 높이기 위해서는 흡수탑 내에서 기체와 액체의 접촉면적을 크게 하든가 접촉시간을 크게 하여야 한다.A variety of methods are used for gas-liquid contact devices for moving gas phase or liquid phase materials to the other phase, and can be broadly classified into a liquid injection method and a gas injection method depending on the injection method. The liquid spraying method is a method of continuously spraying an absorbing solution containing an alkali material to a continuous gas flow, and a typical process is a spire tower. This method has a merit that the power consumption of the fan is relatively small because the inside of the device is simple and the pressure loss is relatively small. In order to increase the removal rate of SO 2 from the tower, it is necessary to increase the contact area between the gas and the liquid in the absorption column or to increase the contact time.
기- 액 접촉면적을 증가시키기 위하여 대용량의 순환펌프를 사용하는 경우에는 배가스에 대한 슬러리의 비(L/G비)를 크게 하여야 하기 때문에 펌프의 동력소모가 증가하며 기-액 접촉시간을 증가시키기 위하여 배가스의 체류시간을 증가시키고 흡수탑의 높이가 커져야 한다는 단점이 있다. When a large-capacity circulation pump is used to increase the gas-liquid contact area, the power consumption of the pump is increased and the gas-liquid contact time is increased because the ratio of the slurry to the exhaust gas (L / G ratio) The residence time of the flue gas is increased and the height of the absorption tower must be increased.
가스 분사 방식은 흡수액에 배가스를 연속적으로 분사하는 방식으로 대표적인 공정으로는 제트버블링 리액터(미국특허 제 4,368,060호)와 가스층 다공판형 배연 탈황 장치(미국특허 제 5,660,616호)가 있다. 이러한 방식은 그 장치 특성상 기-액 접촉면적이 크기 때문에 기-액 접촉효율은 매우 높으나 접촉시간이 짧다는 단점이 있다. 따라서, 기-액 접촉효율을 높이기 위해서는 접촉시간을 증가시켜야 하는데 그러기 위해서는 흡수탑의 압력손실이 커지므로 가압 송풍기(Booster Fan)의 동력소모가 크다는 단점이 있다. The gas injection system is a system in which an exhaust gas is continuously injected into an absorption liquid. Typical processes include a jet bubbling reactor (US Pat. No. 4,368,060) and a gas-phase porous plate type flue gas desulfurization apparatus (US Pat. No. 5,660,616). This method is disadvantageous in that the gas-liquid contact efficiency is very high but the contact time is short because the gas-liquid contact area is large due to the characteristics of the apparatus. Therefore, in order to increase the gas-liquid contact efficiency, the contact time must be increased. In order to increase the gas-liquid contact efficiency, the pressure loss of the absorption tower becomes large, which causes a drawback in that the power consumption of the booster fan is large.
배연 탈황 공정에서 황산화물의 제거율은 장치의 특성에 따라 달라지며, 장치 내에서 발생할 수 있는 문제점들을 최소화하면서 기체와 액체의 접촉을 어떻게 효율적으로 유지하느냐에 달려있다. The rate of sulfur oxides removal in a flue gas desulfurization process depends on the characteristics of the apparatus and on how to maintain gas-to-liquid contact efficiently while minimizing problems that may occur in the apparatus.
종래 개발된 가스층 다공판형 배연 탈황 장치 및 방법(대한민국 특허 제 130,410호, 미국특허 제 5,660,616호)과 배기 가스 처리를 위한 기-액 접촉 장치(대한민국 특허 제219,728호)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다수의 가스 분출공(11)이 천공된 단일단의 가스 분산판(12)을 사용하여 가스 분산판(12) 하부에 화살표 방향으로 도입되는 배가스의 압력에 의하여 가스 분산판(12) 하부에 가스층(13)이 형성되고, 가스 분출공(11)을 통해서 가스가 분출되도록 함으로써 가스 분산판(12) 위에 미세 기포로 이루어진 기포층(14)이 형성되도록 하였다. In a conventionally developed gas-layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus and method (Korean Patent No. 130,410, US Patent No. 5,660,616) and a gas-liquid contact apparatus for exhaust gas treatment (Korean Patent No. 219,728) A plurality of gas ejection holes 11 are formed in the lower portion of the gas distribution plate 12 by the pressure of the exhaust gas introduced in the direction of the arrow in the lower portion of the gas distribution plate 12 by using the single- A gas layer 13 is formed and gas is ejected through the gas ejection holes 11 to form a bubble layer 14 made of fine bubbles on the gas dispersion plate 12. [
그리고, 흡수탑(10) 내에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 다수의 가스층 다공판형과 각 분사면별로 흡수탑 내 총 4대의 사이드 엔트리(Side Entry) 방식의 교반기(15)를 설치하였고, 산화용 공기 분배기(16)는 랜스 파이프(lance pipe)를 사용하여 혼합과 물질전달을 촉진할 수 있도록 하였다. In the absorption tower 10, as shown in FIG. 2, a total of four side entry type agitators 15 are provided in a plurality of gas layer porous plate type and each absorption plane in the absorption tower, The air distributor 16 uses a lance pipe to facilitate mixing and mass transfer.
그러나, 이러한 방식의 흡수탑을 실제 적용하여 운전해 본 결과 흡수탑(10)의 중심부에 4대의 사이드 엔트리(Side Entry) 방식의 교반기(15) 추진력에 의해 일정한 방향으로 슬러리가 유동하면서 흡수탑 중심부에 슬러리가 집중되어 수면이 높아져 이 지역에 분포하는 가스 도입관(17)의 저항이 증가하여 배가스가 유입되지 않아 흡수탑 전체의 기-액 접촉면적이 줄어들어 탈황율이 저하되는 문제점이 발생하였다. However, when the absorption tower of this type was actually applied and operated, the slurry flowed in a certain direction due to the driving force of the four side entry type stirrer 15 at the center of the absorption tower 10, The slurry is concentrated on the surface of the absorption tower 17 and the surface of the slurry is concentrated, so that the resistance of the gas introduction pipe 17 distributed in the area is increased to prevent the exhaust gas from flowing into the absorption tower 17.
또한, 산화용 공기 분배기는 흡수탑 슬러리 내에 흡수된 SO2 가스가 물과 반응하여 생성된 HSO3 - 이온이나 SO3 2- 이온을 용액 내에서 SO 2 분압을 가지지 않는 SO4 2- 이온으로 산화시켜 흡수제인 석회석과 반응하여 최종적으로 석고를 생성할 수 있도록 하기 위하여 산소를 제공하기 위한 장치로서 단탑과 같은 경우에는 흡수탑내의 슬러리의 수면 분포가 탈황율에 거의 영향을 미치지 않으나, 가스 분사형 흡수탑의 경우에는 흡수탑 내의 수면 분포가 탈황율에 매우 큰 영향을 미친다.In addition, the oxidation air distributor oxidizes HSO 3 - ions or SO 3 2- ions formed by the reaction of SO 2 gas absorbed in the absorption tower slurry with water to SO 4 2- ions having no SO 2 partial pressure in the solution In the case of a tower, the water surface distribution of the slurry in the absorption tower hardly affects the desulfurization rate. However, in the case where the gas-spray type absorption tower is used as the apparatus for providing oxygen, The water surface distribution in the absorber has a great influence on the desulfurization rate.
대부분의 산화용공기 분배관은 흡수탑 내로 분사되는 산화용 공기가 교반기의 추진력에 의해 슬러리와 혼합, 분쇄되어 미세한 기포를 형성하여 슬러리와 함께 유동하면서 일정시간 이상의 체류시간 및 흡수 효율 향상을 위하여 수평방향으로 설치 운용하고 있으나, 산화용 공기 분사노즐이 습식상태와 건식상태가 반복되거나 또는 기체와 액체상의 계면에서 발생하는 화학반응에 의한 경질의 석고스케일에 의해 플러깅(plugging)이 발생됨으로써 에어 홀의 막힘 현상이 발생하고, 부력이 더 크게 작용하기 때문에 분사노즐 설치 위치 상부 수면에서 폭기 현상이 발생하며, 이러한 폭기 현상 발생으로 특정 지역의 슬러리의 수면이 높아질 경우 이 지역에 분포하는 가스 도입관의 저항이 증가하여 배가스가 유입되지 않아 전체 반응기 단면 중 반응에 소요될 유효 면적을 감소시키게 되며 배가스가 유입되지 않는 가스배관의 수가 증가할수록 나머지 가스배관에서 처리해야 하는 가스 유량이 증가함으로써 탈황율 저하는 물론 소요동력의 증가를 초래하게 된다. Most of the oxidizing air distribution pipes are arranged in such a manner that the oxidizing air injected into the absorption tower is mixed and crushed with the slurry by the driving force of the agitator to form fine bubbles and flows together with the slurry, However, plugging is caused by the hard gypsum scale due to the chemical reaction occurring at the interface between the gas and the liquid, or repeatedly in the wet state and the dry state for the oxidation air spray nozzle, The phenomenon occurs and the buoyancy acts more and the aeration phenomenon occurs at the upper water surface of the spray nozzle installation position. When the water surface of the slurry in the specific region becomes higher due to the aeration phenomenon, the resistance of the gas introduction pipe distributed in this region And the flue gas does not flow into the reactor. And it reduces the effective area of the exhaust gas is the greater the number of non-flowing gas line leads to an increase in required by the gas flow rate increase that must be processed in the remaining gas lines as well as the desulfurization rate decreased power.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡수탑의 상부에 1대의 탑 엔트리(Top Entry) 방식의 교반기를 설치함으로써 흡수탑 내 슬러리의 수면을 일정하게 유지할 수 있어 흡수탑에 유입되는 배가스가 전체 흡수탑 내 가스배관에 저항이 일정하여 골고루 분산될 수 있으며, 또한, 흡수탑 위에서 석회석 슬러리 내로 가지관 형태의 파이프를 꽂아 산화용 공기를 공급하도록 함으로써 산화용 공기 공급관의 막힘 현상을 최소화하고, 그로 인해 흡수액 슬러리로의 산소전달 및 기-액 접촉효율을 최대화 할 수 있는 가스층 다공판형 배연 탈황 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a top entry type agitator at the upper part of an absorption tower so that the water surface of the slurry in the absorption tower can be maintained constant, It is possible to distribute the flue gas uniformly with a constant resistance to the gas piping in the entire absorption tower and also to supply the oxidizing air by inserting the pipe in the form of a pipe into the limestone slurry on the absorption tower to minimize clogging of the air supply pipe for oxidation Layer type flue gas desulfurization apparatus capable of maximizing oxygen transfer and gas-liquid contact efficiency to the absorbent slurry.
본 발명은 흡수탑의 내부 중앙부위에 다수의 가스 분출공이 천공되어 있는 편평한 구조의 가스 분산판; 일측이 상기 가스분산판에 연결되어 외부로부터 도입되는 소정 개수의 배가스 도입관; 상기 가스 분산판의 가장자리 둘레에 적정 높이를 갖는 흡수액의 월류를 위한 월류관; 상기 가스 분산판과 각각 연결되어 있으면서 그의 하부에서 소정 간격을 두고 있는 흡수액이 분출될 수 있도록 일정 간격을 두고배치되어 있고, 상기 가스 분산판의 상면과 통하도록 구성된 소정 개수의 흡수액 상승관; 상기 흡수액으로 산화용 공기를 공급하기 위한 산화용 공기 분배기; 상기 산화용 공기와 흡수액을 교반시켜주기 위한 교반기로 구성된 배가스 처리를 위한 가스층 다공판형 배연 탈황 장치에 있어서, The present invention relates to a gas distribution plate having a flat structure in which a plurality of gas ejection holes are perforated at an inner central portion of an absorption tower; A predetermined number of flue gas introduction pipes, one side of which is connected to the gas distribution plate and introduced from the outside; A wall flow pipe for overflowing the absorption liquid having an appropriate height around an edge of the gas distribution plate; A predetermined number of absorption liquid ascending tubes connected to the gas dispersion plate and arranged at regular intervals so that an absorption liquid spaced apart from the lower portion of the gas dispersion plate can be ejected and communicating with the upper surface of the gas dispersion plate; An oxidation air distributor for supplying oxidation air to the absorption liquid; And a stirrer for agitating the oxidizing air and the absorbing liquid, wherein the gas-
상기 교반기는 배가스가 전체 흡수탑 내 가스 도입관에 저항이 일정하게 분산될 수 있도록 흡수탑의 중심부에 탑 엔트리 방식의 교반기이고, 상기 산화용 공기 분배기는 가지관형의 파이프로 이루어진 것을 특징으로 한다. The stirrer is a top entry type stirrer at the center of the absorption tower so that the flue gas can be uniformly dispersed in the gas introduction pipe in the overall absorption tower, and the oxidation air distributor is made of a pipe having a tubular shape.
이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면 중 도 3은 본 발명에 따른 가스층 다공판형 배연 탈황 장치의 내부구조와 작동상태를 보여주기 위한 단면 개략도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다. 3 is a cross-sectional schematic view showing the internal structure and operating state of the gas-layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
본 발명의 가스층 다공판형 배연 탈황 장치는 도 3에 예시한 바와 같이, 다수의 가스 분출공(31)이 천공되어 있는 가스 분산판(32)이 편평한 구조로 흡수탑(30)의 내부 중앙 부위에 위치하고 있고, 가스 분산판(32)의 가장자리 둘레에는 적정한 높이를 갖는 석회석을 포함하는 흡수액(33)의 월류를 위한 월류관(34)이 일체로 형성되어 있되 가스 분산판(32)의 하부까지 연장되어 있고, 상기 가스 분산판(32)의 하부에는 일정한 간격을 두고 하부의 흡수액(33)이 가스 분산판(32) 상부로 상승할 수 있도록 액 상승관(35)이 설치되어 있어 가스 분산판(32)의 상면과 통하도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, in the gas-layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus of the present invention, the gas distribution plate 32, in which a plurality of gas ejection holes 31 are perforated, And an overflow pipe 34 for overflowing the absorption liquid 33 including limestone having an appropriate height is integrally formed around the edge of the gas distribution plate 32 and extends to the lower portion of the gas dispersion plate 32 And a liquid ascending pipe 35 is installed at a lower portion of the gas distributor plate 32 so that the lower absorbing liquid 33 can rise above the gas distributor plate 32, 32).
도 3에서 화살표로 나타낸 바와 같이, SO2 가스가 포함된 배가스가 가압팬(도면에 도시하지 않음)에 의해 가압되어 수 많은 가스 도입관(36) 하부로 도입되면, 가스 분산판(32)의 하부에는 가스층(37)이 형성되고, 가스 분출공(31)을 통해 가스가 분사되게 된다. 분사된 가스는 가스 분산판(32) 상부에서 액체(흡수제를 포함한 흡수액)와의 격렬한 혼합으로 인해 기-액 혼합물인 기포층이 형성되고, 기상의 황산화물은 액상으로의 물질 전달을 통하여 흡수액(33) 중으로 흡수된다. 기포층 형성으로 인해 배가스 도입 전보다 위치에너지가 높아진 기-액 혼합물은 월류관(34)을 넘어 액 하강부(38)를 통해 흡수탑(30)의 하부로 하강하게 된다. 이렇게 되면 월류관(34) 안팎에 수두차가 발생하여 이 수두차가 유지되는 한 월류관(34)을 넘어간 양만큼의 흡수액이 액 상승관(35)을 통해 분산판 상부로 상승하게 된다.3, the exhaust gas containing the SO 2 gas is pressurized by a pressurizing fan (not shown) and introduced into the lower portion of the gas introduction pipes 36, A gas layer 37 is formed in the lower part, and gas is injected through the gas ejection hole 31. The injected gas forms a bubble layer as a gas-liquid mixture due to intense mixing with the liquid (absorbing solution including an absorbent) at the upper part of the gas distribution plate 32, and the gaseous sulfur oxide in the gaseous phase is absorbed through the absorption liquid 33 ). The gas-liquid mixture having a higher potential energy than that before the introduction of the exhaust gas due to the formation of the bubble layer is lowered to the lower portion of the absorption tower 30 through the liquid descending portion 38 beyond the overflow pipe 34. In this case, a water head difference occurs in the inside and outside of the overflow pipe 34, and as much as the water head difference is maintained, the amount of the absorbed solution exceeding the overflow pipe 34 rises to the top of the dispersion plate through the uprising pipe 35.
이때, 종래와 같이 흡수탑에 4대의 사이드 엔트리 방식의 교반기를 사용할 경우에는 추진력에 의해 흡수탑 중심부에 슬러리가 집중되어 수면이 높아져 이 지역에 분포하는 가스 도입관의 저항이 증가하여 배가스가 유입되지 않아 흡수탑 전체의 기-액 접촉면적이 줄어들어 탈황율이 저하되는 문제점이 있으므로 본 발명에서는 흡수탑(30) 내에 도 3과 4에 나타낸 바와 같이, 1대의 탑 엔트리 방식의 교반기(39)를 설치한다. 이에 따라, 흡수탑(30) 내 흡수액의 수면을 일정하게 유지하여 흡수탑(30)에 유입되는 배가스가 전체 흡수탑(30) 내 가스 도입관(36)에 저항이 일정하여 골고루 분산될 수 있게 된다. At this time, when four side entry type agitators are used in the absorption tower as in the prior art, the slurry is concentrated at the center of the absorption tower due to the thrust, so that the water level increases and the resistance of the gas introduction pipe distributed in this region increases, There is a problem that the gas-liquid contact area of the entire absorption tower is reduced and the desulfurization rate is lowered. Therefore, in the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, one tower-type stirrer 39 is installed in the absorption tower 30 do. This makes it possible to keep the water surface of the absorption liquid in the absorption tower 30 constant so that the exhaust gas flowing into the absorption tower 30 can be uniformly dispersed in the gas introduction pipe 36 in the entire absorption tower 30, do.
또한, 가스분사방식에서는 배가스가 용존 산소가 포화되어 있는 흡수액 슬러리에 직접 분사되므로 흡수액 슬러리중의 SO2 평형분압이 매우 낮게 유지되며 이로 인해 SO2 제거율이 비교적 높은 장점이 있으나 기-액 접촉시간이 매우 짧은 특징이 있기 때문에 자연 산화율이 매우 낮아 흡수탑 슬러리내의 용존산소 농도를 항상 포화상태로 유지시켜 주고 충분한 양의 산화용 공기를 공급해 주기 위해 도 4와 5에 예시한 바와 같이 산화용공기 분배기(40)을 흡수탑 상부에서 가스층 다공판형 하부로 가지관형태로 설치함으로써 흡수탑 내에서 전체적으로 고르게 기-액 접촉 및 탈황효율이 최대화 될 수 있게 된다.Further, in the gas injection system, since the exhaust gas is directly injected into the absorbent slurry in which the dissolved oxygen is saturated, the SO 2 equilibrium partial pressure in the absorbent slurry is kept very low and the SO 2 removal rate is relatively high. Because of its very short nature, the natural oxidation rate is very low, so that the dissolved oxygen concentration in the absorption tower slurry is always kept saturated and the oxidizing air is supplied as shown in FIGS. 4 and 5 40) from the upper part of the absorption tower to the gas-layer porous plate-like lower part in the form of a branch pipe, the gas-liquid contact and the desulfurization efficiency can be maximized evenly throughout the absorption tower.
도 3에서 미설명부호 41은 열교환기이고, 부호 42는 연돌이다. 3, reference numeral 41 denotes a heat exchanger, and reference numeral 42 denotes a stack.
첨부 도면 중 도 5는 도 3의 산화용 공기 분배기의 단면 개략도를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 산화용 공기 분배기에서의 분배관의 배치상태를 보여주기 위한 평면도이다. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the oxidation air distributor of FIG. 3, and FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the distribution pipes in the oxidation air distributor of FIG.
도 5에서 본 발명에 따른 가지관 형태의 산화용 공기 분배기(40)은 흡수탑 내 산화용 공기가 골고루 분사될 수 있도록 1개의 분사면에 서로 다른 4개 타입의 분배관으로 구성된 분배 장치로서, 공기 흐름의 압력 손실을 최소화하고 전단면적에 걸쳐 고르게 전달하기 위해 8"의 직경을 갖는 주 분배관(51), 6"의 직경을 갖는 제 1분배관(52), 2"의 직경을 갖는 제 2분배관(53)이 서로 연결된 상태로 구성되어 있다.5, a branch pipe-shaped oxidation air distributor 40 according to the present invention is a distributing device composed of four types of distribution pipes on one spray surface so that air for oxidation in the absorption tower can be uniformly sprayed, The main distribution pipe 51 having a diameter of 8 ", the first distribution pipe 52 having a diameter of 6 ", the second distribution pipe 52 having a diameter of 2 " And the two-minute piping 53 are connected to each other.
예컨대, 도 6에 예시한 바와 같이, 산화용 공기 분배기(40)은 4개 단위(A, B, C, D)의 주 분배관(51)을 가지며, 한 단위의 주 분배관(51)에는 흡수탑 전단면적에 가스가 골고루 분사될 수 있도록 분사면 별로 길이가 다른 4개의 제 1분배관(52)이 연결되어 있고, 각각의 제 1분배관(52)은 조정조(54)를 경유해서 역시 4개의 제 2분배관(53)과 연결되어 있다. 6, the oxidizing air distributor 40 has a main distribution pipe 51 of four units (A, B, C, and D), and one unit of the main distribution pipe 51 Four first distribution pipes 52 having different lengths are connected to each other along the spraying surface so that gas can be uniformly sprayed to the front end area of the absorption tower. Each of the first distribution pipes 52 is connected via a control tank 54 And is connected to the four second distribution pipes 53.
상기 조정조(54)는 산화용 공기를 흡수탑(30) 전단면적에 걸쳐 고르게 일정한 압력으로 공급되게 해주며, 이 조정조(54)를 통해서 제 1분배관(52)이 4개의 제 2분배관(53)과 연결되며, 공급되는 공기중의 불순물도 제거하게 된다.The adjustment tank 54 allows the oxidation air to be supplied at a uniform pressure over the front end area of the absorption tower 30 and the first distribution pipe 52 is connected to the four second distribution pipes 53 to remove impurities in the air.
산화용 공기의 공급은 도 6에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 각 분사면 별로 8" 헤더(61)에 연결된 주 분배관(51)을 통해 각 분사면 별로 여러개의 제 1분배관(52)을 지난 후 조정조(54)를 거쳐 4개의 제 2분배관(53)을 통과하게 된다. 각각의 제 2분배관(53)에는 분배관 끝으로부터 150cm 높이에 산화용 공기 분사에 필요한 공기 주입 기포 크기를 고려하여 도 5에 예시한 바와 같이 직경 25mm의 원형 슬롯(55)이 제 2분배관(53) 당 4개씩 대각으로 배치되어 있다.As shown by the arrow in FIG. 6, the supply of oxidizing air passes through the first distribution pipe 52 connected to the 8 "header 61 and the first distribution pipe 52 for each of the spray surfaces through the main distribution pipe 51 connected to the 8 & And then passes through the four second distribution pipes 53 through the rear adjustment tank 54. The air injection bubble sizes required for the oxidation air injection are taken into consideration in the respective second distribution pipes 53 at a height of 150 cm from the end of the distribution pipe As shown in FIG. 5, four circular slots 55 each having a diameter of 25 mm are arranged diagonally for each second distribution pipe 53.
흡수탑(30)에 설치된 각각의 산화용 공기 공급 헤더(61)에 동일한 양의 산화용 공기 유입을 달성하기 위하여 각각의 공기 분배관 헤더(61)에는 버터플라이 밸브(62)가 설치되어 있다. A butterfly valve 62 is provided in each of the air distribution pipe headers 61 in order to achieve an inflow of the same amount of oxidizing air into each oxidation air supply header 61 provided in the absorption tower 30.
본 발명은 흡수탑 중심부에 1대의 탑 엔트리 방식의 교반기를 설치함으로써 흡수탑내 슬러리의 수면을 일정하게 유지하여 흡수탑에 유입되는 배가스가 전체 흡수탑내 배가스 도입관에 저항이 일정하여 골고루 분산될 수 있도록 함으로써 기-액 접촉효율 및 탈황효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, a single top entry type agitator is installed in the center of the absorption tower so that the water surface of the slurry in the absorption tower is kept constant so that the exhaust gas flowing into the absorption tower is uniformly dispersed in the entire absorption tower Whereby the gas-liquid contact efficiency and the desulfurization efficiency can be maximized.
또한, 산화용 공기 주입방식을 흡수탑 위에서 석회석 슬러리내로 가지관형태의 파이프를 꽂아 산화용공기를 공급하는 방식으로 함으로써 에어 홀의 막힘현상이 최소화 될 수 있도록 한 효과가 있다. In addition, the oxidizing air injection system has an effect of minimizing the clogging of the air hole by supplying the oxidizing air by inserting a tube-shaped pipe into the limestone slurry on the absorption tower.
도 1은 종래의 가스층 다공판형 배연 탈황 장치의 내부구조와 작동상태를 보여주기 위한 단면 개략도이다. 1 is a schematic cross-sectional view showing an internal structure and an operation state of a conventional gas-layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.2 is a sectional view taken along the line I-I in Fig.
도 3은 본 발명의 가스층 다공판형 배연 탈황 장치의 내부구조와 작동상태를 보여주기 위한 단면 개략도이다. 3 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure and operation state of the gas-layer porous plate type flue gas desulfurization apparatus of the present invention.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.4 is a sectional view taken along a line II-II in Fig.
도 5는 도 3의 산화용 공기 분배기의 단면 개략도이다. 5 is a schematic cross-sectional view of the oxidizing air distributor of Fig.
도 6은 도 5의 산화용 공기 분배기에서의 분배관의 배치 상태를 보여주기 위한 평면도이다. FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of distribution tubes in the oxidation air distributor of FIG. 5; FIG.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Description of the Related Art [0002]
10,30 ---- 흡수탑 11,31 ---- 가스 분출공10,30 ---- Absorption tower 11,31 ---- Gas spouting ball
12,32 --- 가스 분산판 13,37 --- 가스층12,32 --- Gas distribution plate 13,37 --- Gas layer
14 --- 기포층 15 --- 교반기14 --- Bubble layer 15 --- Agitator
16 --- 산화용공기 주입관 33 --- 흡수액16 --- Oxidation air inlet tube 33 --- Absorbent
34 --- 월류관 35 --- 액 상승관34 --- Wall pipe 35 --- Liquid rising pipe
36 --- 가스 도입관 38 --- 액 하강부36 --- Gas introduction pipe 38 --- Liquid descending part
39 --- 교반기 40 --- 산화용공기 분배기39 --- stirrer 40 --- oxidizing air distributor
51 --- 주 분배관 52 --- 제 1분배관51 --- Main piping 52 --- First piping
53 --- 제 2분배관 54 --- 조정조53 --- Second branch piping 54 --- Adjustment tank
55 --- 원형 슬롯 61 --- 헤더55 --- Circular slot 61 --- Header
62 --- 버터플라이 밸브62 --- Butterfly valve
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