KR100508155B1 - 배연탈황설비의 흡수탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배연탈황설비의 흡수탑에 있어서, 흡수탑에서 배출되는 배연가스에 포함된 수분 및 미세액적을 보다 효과적으로 제거하는 배연탈황설비의 흡수탑을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배연가스가 유입되는 유입덕트(11)와 내부의 배연가스를 배출하는 배출덕트(119)가 연결되고, 습분을 제거하는 습분분리기(17)가 내부에 장착된 배연탈황설비의 흡수탑에 있어서, 배출덕트(119)가 연결된 부위의 아래에 다수 개의 관통공(111)이 형성된 다공판(110)이 흡수탑(100)의 내측면에 고정된된 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 배연탈황설비의 흡수탑은 흡수탑 내부의 습분분리기를 통과하는 배연가스의 유속을 늦춰 습분분리기의 유속한계치를 넘지 않도록 함으로써, 배연가스에 포함된 수분 및 미세액적을 제거하여 배관 및 가스재열기가 막히거나 또는 부식되는 것을 방지할 수 있다.

Description

배연탈황설비의 흡수탑{Scrubber of Desulfurization System}

본 발명은 배연탈황설비의 흡수탑에 관한 것으로, 특히, 흡수탑에서 배출되는 배연가스에 포함된 수분 및 미세액적을 보다 효과적으로 제거하기 위한 것이다.

화력발전소에는 배연탈황설비가 설치되어 배연가스에 포함된 SOx를 흡수, 산화, 환원, 흡착 등의 공정으로 제거한다.

일반적으로 보일러의 연소과정에서 생성된 배연가스에는 아황산가스(SO₂)가 함유되어 있다. 이런 아황산가스(SO₂)는 석회석과 접하면, 석회석이 아황산가스를 흡수하여 석고로 변하는데, 이런 화학반응을 이용하여 배연가스를 탈황처리한다.

도면에서, 도 1은 일반적인 배연탈황설비의 개략도이며, 도 2는 도 1에 도시된 종래의 흡수탑의 단면을 나타낸 개략도이다.

보일러에서 배출된 배연가스는 각종 유해물질이 포함되어 있다. 이런 유해물질을 포함한 배연가스를 바로 대기중으로 배출하면 위험하기 때문에 다양한 처리공정을 거쳐 유해물질을 제거한 후에 대기 중으로 배출한다. 그 한 예로서 배연가스에 포함된 황성분을 제거하기 위한 설비가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 보이듯이, 보일러(1)에서 배출된 배연가스는 가스재열기(3)를 거쳐 흡수탑(10)으로 유입되고, 흡수탑(10)에서 배출된 배연가스는 다시 가스재열기(3)를 거쳐 굴뚝(5)을 통해 배출된다. 여기에서 가스재열기(3)는 탈황처리된 배연가스를 재가열하여 굴뚝(5)에서 확산을 향상시켜 원활한 대기로의 배출을 도모하고, 흡수탑으로 유입되는 배연가스의 온도를 저감시켜 탈황효율을 향상시키는 설비이다.

한편, 흡수탑(10)은 도 2에 보이듯이, 배연가스가 흡수탑(10)의 하단에 연결된 유입덕트(11)를 통해 흡수탑(10)의 내부로 유입되고, 흡수탑(10)의 상단 측부에 연결된 배출덕트(19)를 통해 배출된다. 이런 흡수탑(10)의 중간부에는 하부에서 상부방향으로 하단다공판(13), 흡수액분사노즐(15), 습분분리기(17)가 순차적으로 설치된다.

유입덕트(11)로 유입된 배연가스는 하단다공판(13)의 관통공을 통해 상향 유동하며, 흡수액분사노즐(15)에서 분사되는 석회석 슬러리와 배연가스에 포함된 아황산가스는 화학반응하여 액체 상태의 석고를 형성한다. 이때 하부에 위치한 하단다공판(13)은 슬러리가 흡수탑(10)의 내측면을 따라 흘러내리는 것을 일부 방지함과 동시에 배가스와의 균일한 유동분포를 유도하고 슬러리 액적과의 접촉성을 크게 향상시켜 석회석 슬러리와 아황산가스의 반응성을 향상시킨다.

한편, 흡수액분사노즐(15)을 통과한 배연가스는 분사된 슬러리에 의해 상당한 양의 수분 및 미세액적을 함유하게 된다. 이와 같이 수분 및 미세액적을 포함한 배연가스는 습분분리기(17)를 통과하면서, 함유된 습분 및 미세액적이 제거된다. 이와 같이 습분 및 미세액적이 제거된 배연가스는 배출덕트(19)를 통해 가스재열기(3)로 유동한 후, 가열된 상태로 대기중으로 배출된다.

이런 습분분리기(17)를 통과하는 배연가스의 유속은 습분분리기(17)의 사양에 따라 약 4~5m/s로 설정된다. 배연가스가 유속사양 보다 더 빠른 유속으로 습분분리기(17)를 통과하게 되면, 습분이 충분히 제거되지 못한 상태로 배출덕트(19)를 따라 가스재열기(3)로 유동하기 때문에 배출덕트(19) 및 가스재열기(3)가 습분에 의해 막히거나 부식된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 흡수탑(10)의 측부에 연결된 배출덕트(19)에 있어서, 배출덕트(19)에 근접해 위치한 습분분리기(17)의 일측에서는 배연가스의 유속이 빠르며, 반대로 배출덕트(19)와 떨어진 습분분리기(17)의 타측에서는 배연가스의 유속이 느리다.

이와 같이 배연가스의 유속이 편중됨에 따라, 배연가스의 유속이 빠른 부위에서는 습분분리기(17)의 유속한계치인 4~5m/s보다 더 빠른 속도로 습분분리기(17)를 통과하게 되어, 배출덕트(19) 및 가스재열기(3)가 막히거나 부식되는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 흡수탑에서 배출덕트로 유동하는 배연가스의 유속을 균일하게 제어하여 유속이 습분분리기의 유속한계치를 넘지 않도록 함으로써, 배관 및 가스재열기가 막히거나 또는 부식되는 것을 방지하는 배연탈황설비의 흡수탑을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배연가스가 유입되는 유입덕트와 내부의 배연가스를 배출하는 배출덕트가 연결되고, 습분을 제거하는 습분분리기가 내부에 장착된 배연탈황설비의 흡수탑에 있어서, 상기 배출덕트가 연결된 부위의 아래에 다수 개의 관통공이 형성된 다공판이 상기 흡수탑의 내측면에 고정된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 다공판은 상기 배출덕트와 상대적으로 근접한 부위의 다공율이 상기 배출덕트와 상대적으로 먼 부위의 다공율보다 작다.

아래에서, 본 발명에 따른 배연탈황설비의 흡수탑의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 흡수탑의 단면을 나타낸 개략도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 상단다공판의 한 예를 나타낸 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 상단다공판과 다른 예를 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 흡수탑(100)의 내측 상단에는 습분분리기(17)와 배출덕트(119)의 사이에 상부다공판(110)이 흡수탑(100)의 내측에 고정된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 습분분리기(17)에서 배출덕트(119)로 유동하는 배연가스에 있어서, 배출덕트(119)와 근접한 쪽에서의 배연가스 유속은 먼 쪽의 배연가스 유속보다 빠르다. 따라서 이와 같은 상단다공판(110)은 유속이 빠른 부위인 배출덕트(119)의 하부에 고정됨으로써, 빠른 배연가스 유속을 느리게 한다.

이런 상단다공판(110)을 보다 상세히 살펴보면, 2종류로 구분할 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 상단다공판(110)에 형성된 관통공(111)들의 간격(H1=H2=H3=H4=H5)이 일정할 경우에 있어서는, 배출덕트(119)와 근접한 부위에 위치한 관통공(Φ5)의 직경이 먼 쪽에 위치한 관통공(Φ1)의 직경보다 상대적으로 작고(Φ1 < Φ2 < Φ3 < Φ4 < Φ5), 도 4b에 도시된 바와 같이, 상단다공판(110)에 형성된 관통공(111)들의 직경이 일정할 경우에 있어서는, 배출덕트(119)에 근접한 부위에 형성된 관통공(111)의 간격(H1)이 먼 쪽에 형성된 관통공의 간격(H5)보다 상대적으로 더 떨어져 형성된다(H1 > H2 > H3 > H4 > H5).

즉, 상단다공판(110)의 다공율은 배출덕트(119)에 근접할수록 낮으며, 배출덕트(119)와 멀리 떨어져 있을수록 다공율은 높다. 이는 상단다공판(110)에 있어서, 배연가스의 유속이 빠른 부위에 위치한 부분은 다공율이 작아 유속을 크게 늦추며, 반대로 유속이 상대적으로 느린 부위에 대응하는 부분은 다공율이 커서 유속이 조금 늦춰지도록 하여 균일한 배연가스의 유속을 유지할 수 있도록 하기 위해서이다.

이런 상단다공판(110)은 흡수판의 전단면적에 걸쳐 고정될 수 있지만, 흡수탑(100)의 직경에 대해 1/3 ~ 1/2의 폭을 갖는 상단다공판(110)이 흡수탑(100)의 내측면에 고정되는 것이 바람직하다. 이는 배연가스의 유속에 있어서, 배출덕트(119)가 연결된 부위의 반대쪽부위에서는 배연가스의 유속을 떨어뜨릴 필요가 없기 때문이다.

[제2 실시예]

제2 실시예를 제1 실시예와 비교하였을 때에, 2개의 배출덕트가 흡수탑의 상단에 연결된다는 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하다. 따라서 아래에서는 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하며, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대용량 흡수탑에 단면을 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 흡수탑(100)의 상단에는 양측부로 배출덕트(119)가 연장된다. 그리고 흡수탑(100)의 내부에는 2장의 상단다공판(110)이 각각의 배출덕트(119)의 하부에 위치하여 흡수탑(100)의 내측면에 고정된다. 이와 같이 배출덕트(119)가 흡수탑(100)의 양측에 연장된 경우에는 흡수탑(100) 중심부의 배연가스 유속이 가장 느리며, 배출덕트(119)가 위치한 흡수탑(100)의 직경 양단부의 유속이 가장 빠르다. 따라서 유속이 가장 빠른 배출덕트(119)의 하부에 상단다공판(110)을 설치하여 배연가스 유속이 흡수탑(100)의 단면적 전체적으로 거의 균일하도록 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 배연탈황설비의 흡수탑은 흡수탑의 습분분리기를 통과하는 배연가스의 유속을 늦춰 습분분리기의 유속한계치를 넘지 않도록 함으로써, 배연가스에 포함된 수분 및 미세액적을 제거하여 배관 및 가스재열기가 막히거나 또는 부식되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 배연탈황설비의 흡수탑에서는 상단다공판이 흡수탑의 전단면적을 덮는 크기가 아니라, 배출덕트 하부에만 위치함으로써 다공판의 제작비용을 절감할 수 있으며, 또한 다공판을 설치함에 있어 용접길이를 단축하여 제작시간을 단축할 수 있다.

이상에서 본 발명의 배연탈황설비의 흡수탑에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 1은 일반적인 배연탈황설비의 개략도이고,

도 2는 도 1에 도시된 종래의 흡수탑의 단면을 나타낸 개략도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 흡수탑의 단면을 나타낸 개략도이고,

도 4a는 도 3에 도시된 상단다공판의 한 예를 나타낸 사시도이고,

도 4b는 도 4a에 도시된 상단다공판과 다른 예를 나타낸 사시도이며,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대용량 흡수탑에 단면을 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 보일러 3 : 가스재열기

5 : 굴뚝 10, 100 : 흡수탑

11 : 유입덕트 13 : 하부다공판

15 : 석회석분사노즐 17 : 습분분리기

19, 119 : 배출덕트 111 : 관통공

Claims (2)

1. 배연가스가 유입되는 유입덕트와 내부의 배연가스를 배출하는 배출덕트가 연결되고, 습분을 제거하는 습분분리기가 내부에 장착된 배연탈황설비의 흡수탑에 있어서,

   상기 배출덕트가 연결된 부위의 아래에 다수 개의 관통공이 형성된 다공판이 상기 흡수탑의 내측면에 고정된 것을 특징으로 하는 배연탈황설비의 흡수탑.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다공판은 상기 배출덕트와 상대적으로 근접한 부위의 다공율이 상기 배출덕트와 상대적으로 먼 부위의 다공율보다 작은 것을 특징으로 하는 배연탈황설비의 흡수탑.