KR100733075B1 - 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치 - Google Patents

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Abstract

가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치가 개시된다. 개시된 배연 탈황장치는 흡수탑을 포함하며, 상기 흡수탑은, 가스 유입구와, 다수의 분사노즐을 구비하는 슬러리 분배관과, 상기 흡수탑의 길이방향으로 설치되는 가스/슬러리 하강관과, 다수의 홀이 형성된 가스 분산판과, 상기 가스 분산판의 하부 공간에 충진되는 슬러리층과, 다수의 분사노즐을 구비하는 산화용 공기 분배관과, 탈황처리된 크린 가스(clean gas)를 외부로 배출시키는 가스 배출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 개시된 배연 탈황장치는 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있고 탈황효율을 향상시킬 수 있으며 운전비용을 절감할 수 있다.

Description

가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치{Wet-type flue gas desulfurization apparatus equipped with a gas layered sieve plate}
도 1은 종래의 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치의 내부구조와 작동상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치가 이용되는 탈황공정을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 흡수탑의 내부구조와 작동상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4a는 도 3의 I-I 선을 따라 절취한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 II-II 선을 따라 절취한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 가압 송풍기 111: 가스 분산판
111b: 제2홀 111c: 제3홀
112: 가스층 113: 기포층
114: 가스/슬러리 하강관 111a: 제1홀
115: 교반기 116: 슬러리층
120: 흡수탑 120a: 상부층
120b: 중간층 120c: 가스 분산판 설치부
120d: 하부층 121: 가스 유입구
122: 가스 배출구 130: 석회석 슬러리 공급부
131: 석회석 슬러리 유입구 132: 슬러리 분배관
132a, 141a: 분사노즐 133: 슬러리 순환관
133a: 슬러리 순환펌프 134: 석고 배출구
140: 산화용 공기 공급부 141: 산화용 공기 분배관
150: 탈수설비
본 발명은 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있고 탈황효율을 향상시킬 수 있으며 운전비용을 절감할 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치에 관한 것이다.
일반적으로 화석연료를 연소하는 화력발전소 및 산업생산시설에서 배출되는 배기가스 중에는 먼지, 질소산화물, 황산화물, 염화수소, 플루오르화물 등의 대기 오염물질이 포함되어 있으며, 이러한 오염물질이 대기 중으로 그대로 방출될 경우에는 심각한 대기오염문제가 발생하게 된다. 이중에서도 특히 황산화물은 대기 중의 수증기에 흡수되어 산성비를 유발함으로써 산림 및 토양을 황폐화시키는 주요 원인이 되고 있다.
따라서, 배기가스 중의 황산화물이 대기 중으로 방출되기 전에 이를 제거하는 배연 탈황장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 배연 탈황장치는 배기가스에 흡수제가 포함된 액을 분무하는 액분사방식과 배기가스를 흡수액에 직접 분사하는 가스분사방식으로 대별된다. 대표적으로 액분사 방식에는 분무탑(spray tower)이 있고, 가스분사 방식에는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치 및 제트 버블링 리액터가 있다.
이러한 배연 탈황장치 중 가스분사 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 하고, 이를 위해서는 흡수탑의 압력손실이 커지므로 가압 송풍기의 동력 소모가 커지는 문제점이 있다.
배연 탈황장치에서 황산화물의 제거율은 장치의 특성이나, 장치 내에서 발생할 수 있는 문제점을 최소화하면서 기체와 액체의 접촉을 어떻게 효율적으로 유지하는가에 강하게 의존한다.
가스분사 방식 중 종래의 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치를 도 1에 나타내었다.
도 1을 참조하면, 종래의 배연 탈황장치는 가스 유입구(21), 가스 배출구(22),가스 하강관(17), 가스 분산판(11), 석회석 슬러리 유입구(31), 슬러리층(19), 슬러리 상승관(15), 슬러리 하강관(16), 교반기(18), 산화용 공기 분배관(12), 및 석 고 배출구(32)를 포함하는 흡수탑(20)을 구비한다.
이러한 흡수탑(20)은 배기가스가 유입되는 상부층(20a), 가스 하강관(17)이 설치되는 중간층(20b), 슬러리층(19)을 충진하는 하부층(20d)으로 구분되며, 중간층(20b)의 하부에는 가스 분산판(11)이 설치된다. 이하에서는, 가스 분산판(11)이 설치되는 흡수탑(20)의 부분을 가스 분산판 설치부(20c)로 지칭하기로 한다.
가스 분산판(11)에는 다수의 가스 분출공(11a)이 형성되어 있다.
먼저, 배기가스는 흡수탑(20)의 외부에서 가압된 후 가스 유입구(21)를 통해 흡수탑(20)의 내부로 유입되어 상부층(20a)을 채운다.
이어서, 상부층(20a)을 채운 가스는 가스 하강관(17)을 통해 슬러리층(19)쪽으로 하강하여 슬러리층(19)과 접촉하고 슬러리층(19)을 가압하여 슬러리층(19)과의 사이에 가스층(13)을 형성하게 된다. 이 때, 가스층(13) 아래의 슬러리층(19) 부분은 배기가스에 의해 가압된 압력에 의해 하강하고, 다른 부분의 슬러리가 압력 평형을 유지하기 위해 슬러리 상승관(15)을 타고 가스 분산판(11) 위로 상승하게 된다. 여기서, 슬러리층(19)은 석회석을 포함한다.
또한, 가스층(13)을 이루는 가스는 가스 분출공(11a)을 통해 가스 분산판(11) 위로 분출되어 가스 분산판(11) 위로 상승해 있던 슬러리와 격렬하게 혼합된다. 이와 같은 가스-슬러리의 혼합으로 인해 가스 분산판(11) 상부에 기-액 혼합물인 기포층(14)이 형성되게 된다. 이 때, 기상의 황산화물은 액상으로의 물질전달을 통하여 슬러리로 흡수되고, 황산화물이 제거된 크린 가스(clean gas)는 가스 배출구(22)를 통해 흡수탑(20)의 외부로 배출되게 된다. 슬러리로 흡수된 황산화물, 특히 SO2는 물과 반응하여 HSO3 - 이온이나 SO3 2- 이온을 생성하고 이러한 이온들은, 산화용 공기 분배관(12)을 통해 유입되어 분사노즐(12a)을 통해 분사되는 산화용 공기에 의해 산화됨으로써 H2SO4를 생성한다. H2SO4는 석회석과 반응하여 석고를 생성하고, 생성된 석고는 석고 배출구(32)를 통해 흡수탑(20)의 외부로 배출된다.
가스 분산판(11) 위로 상승한 슬러리는 기포층(14) 형성으로 인해 배기가스 유입전 보다 위치에너지가 높아지게 되어 슬러리 하강관(16)으로 유입되고, 이는 결국 흡수탑의 하부층(20d)에 위치한 슬러리층(19)으로 합류하게 된다.
석회석 슬러리는 중간층(20b)에 위치한 석회석 슬러리 유입구(31)를 통해 일정한 양으로 흡수탑(20) 내부로 유입되고 교반기(18)에 의해 교반된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 배연 탈황장치는 흡수탑의 중간층(20b), 구체적으로는 가스 분산판 설치부(20c) 주변에서만 탈황이 이루어지므로 탈황율을 높이기 위해서는 탈황이 이루어지는 유일한 공간인 기포층의 높이(h14)를 증가시켜야 한다. 그러나, 기포층의 높이(h14)를 증가시키기 위해서는 가스 하강관(17)으로 유입되는 배기가스의 압력을 증가시켜야 하고, 이는 가압 송풍기(미도시)의 소비동력의 증가를 가져와 장치의 운전비를 증가시키는 원인이 된다. 또한, 흡수탑의 상부층(20a)은 탈황이 이루어지지 않는 무효공간이 되어 장치의 대형화와 설치공간의 확대 등 부정적인 결과를 초래하게 된다. 더욱이, 이러한 배연 탈황장치에 있어서는 슬러리 상승관(15) 및 슬러리 하강관(16)의 설치로 인해 장치의 구조가 복잡해 지고 장치의 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 탈황효율을 향상시킬 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 운전비용을 절감할 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면,
흡수제 슬러리와 배기가스를 기-액 접촉시켜 배기가스의 탈황처리를 행하며 흡수탑을 포함하는 습식 배연 탈황장치에 있어서,
상기 흡수탑은, 그 상부층에 형성된 가스 유입구와; 상기 가스 유입구의 하부에 설치되며 다수의 분사노즐을 구비하는 슬러리 분배관과; 상기 슬러리 분배관의 하부에 상기 흡수탑의 길이방향으로 설치되는 가스/슬러리 하강관과; 상기 가스/슬러리 하강관의 하단부에 인접하여 설치되며 다수의 홀이 형성된 가스 분산판과; 상기 가스 분산판의 하부 공간에 충진되는 슬러리층과; 상기 슬러리층 내에 설치되어 상기 슬러리층에 산화용 공기를 분배하며 다수의 분사노즐을 구비하는 산화용 공기 분배관과; 상기 가스 분산판의 상부에 설치되어 탈황처리된 크린 가스(clean gas)를 외부로 배출시키는 가스 배출구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스층 다 공판 장착 배연 탈황장치가 제공된다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 슬러리 분배관에 구비된 분사노즐은 상기 흡수탑의 상부쪽 면에 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 흡수탑은 그 하부층에 충진된 슬러리층으로부터 일부의 슬러리를 상기 슬러리 분배관으로 연속적으로 순환시키는 슬러리 순환관을 더 구비한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 슬러리 순환관에는 슬러리 순환펌프가 설치되어 상기 슬러리층의 슬러리를 상기 슬러리 분배관으로 순환시키는 동력을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스/슬러리 하강관은 적어도 네개가 설치되되, 각 네개의 가스/슬러리 하강관들은 각각의 길이방향에 수직한 횡단면의 중점들이 정사각형 또는 직사각형 구조를 갖도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스 분산판에는 상기 가스/슬러리 하강관과 연통되는 제1홀과; 상기 가스/슬러리 하강관을 통해 유입된 가스 또는 슬러리가 상방으로 분출되거나 상기 슬러리층의 슬러리가 상하로 유통하는 제2홀 및 제3홀;이 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2홀은 상기 제1홀과 지그재그 방식으로 교대로 형성되고, 상기 제3홀은 상기 제2홀 및 제3홀이 형성되지 않은 공간에 소정 간격으로 다수개 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1홀은 직경이 상기 제2홀 보다 는 작고, 상기 제3홀 보다는 크다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스/슬러리 하강관의 하단부와 이에 대응되는 상기 슬러리층의 상단부 사이에는 가스압에 의해 가스층이 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스층과 접촉하는 상기 슬러리층의 부분은 가스압에 의해 하강하고, 상기 슬러리층의 다른 부분은 압력 평형을 유지하기 위해 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 가스 분산판 위로 상승한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 가스층의 일부 가스는 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 가스 분산판 위로 분출되고 상기 가스 분산판 위로 상승한 슬러리와 혼합되어 탈황이 일어나는 기포층을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기포층의 높이가 소정의 임계치에 도달한 후에는, 상기 기포층에 포함된 슬러리의 일부가 중력 작용에 의해 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 분산판 아래로 하강한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡수탑의 하부에는 상기 슬러리층과 상기 산화용 공기의 혼합을 촉진시키기 위한 교반기가 더 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡수제는 석회석이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡수탑의 하부층에는 배기가스의 탈황처리 과정을 통해 석고가 형성되어 침전되며, 상기 흡수탑의 하부층 일측면에는 상기 석고를 배출하기 위한 석고 배출구가 더 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치가 이용되는 탈황공정을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 흡수탑의 내부구조와 작동상태를 도시한 개략적인 단면도이며, 도 4a는 도 3의 I-I 선을 따라 절취한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 II-II 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 탈황공정은 가압 송풍기(110), 흡수탑(120), 석회석 슬러리 공급부(130), 산화용 공기 공급부(140), 및 탈수설비(150)를 구비한다.
가압 송풍기(110)는 배기가스를 가압하여 흡수탑(120)에 공급한다.
흡수탑(120)은 공급된 배기가스 내의 황산화물을 흡수하고 흡수된 황산화물을 석회석 슬러리와 반응시켜 석고를 생성한다. 본 실시예에서는, 슬러리의 일예로서 석회석 슬러리만을 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 슬러리는 배기가스 중의 황산화물을 흡수할 수 있는 것이라면 어떤 형태의 슬러리라도 관계없다. 즉, 슬러리란 황산화물을 흡수할 수 있는 흡수제 슬러리를 의미한다.
석회석 슬러리 공급부(130)는 석회석 저장조, 석회석 슬러리탱크, 및 석회석 공급펌프를 포함한다. 석회석 슬러리 공급부(130)에 의해 흡수탑(120)에 공급된 슬러리의 일부는 재순환펌프에 의해 흡수탑(120)의 상부로 재순환된다.
산화용 공기 공급부(140)는 흡수탑(120) 내에 충진된 슬러리층(미도시) 내에 산화용 공기를 공급한다. 산화용 공기의 기능에 관하여는 후술하기로 한다.
흡수탑(120)에서 생성된 석고는 석고 배출펌프에 의해 배출되어 탈수설비(150)로 유입되며, 탈수설비(150)에서는 석고의 탈수가 이루어지게 된다. 탈수설비(150)로부터 배출된 폐수는 대부분 폐수처리시설로 공급되나 일부는 석회석 슬러리탱크로 재순환된다.
한편, 소정량의 물이 흡수탑(120)의 내부로 공급되며, 탈황처리된 크린 가스(clean gas)는 흡수탑(120)으로부터 배출된다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 습식 배연 탈황장치는 흡수제 슬러리와 배기가스를 기-액 접촉시켜 배기가스의 탈황처리를 행하는 것으로 흡수탑(120)을 포함한다.
이러한 흡수탑(120)은 배기가스가 유입되는 상부층(120a), 가스/슬러리 하강관(114)이 설치되는 중간층(120b), 슬러리층(116)을 충진하는 하부층(120d)으로 구분되며, 중간층(120b)의 하부에는 가스 분산판(111)이 설치된다. 이하에서는, 가스 분산판(111)이 설치되는 흡수탑(120)의 부분을 가스 분산판 설치부(120c)로 지칭하기로 한다.
흡수탑(120)은 가스 유입구(121), 슬러리 분배관(132), 가스/슬러리 하강관(114), 가스 분산판(111), 슬러리층(116), 산화용 공기 분배관(141), 가스 배출구(122), 슬러리 순환관(133), 교반기(115), 및 석고 배출구(134)를 포함한다.
가스 유입구(121)는 흡수탑의 상부층(120a)에 형성되어 가압된 배기가스를 흡수탑(120)의 내부로 유입시키는 통로로 작용한다.
슬러리 분배관(132)은 가스 유입구(121)의 하부 위치에 흡수탑(120)의 폭방 향으로 길게 연장되어 설치되며, 흡수탑(120)의 상부쪽 면에는 다수의 분사노즐(132a)이 설치된다. 슬러리는 이러한 분사노즐(132a)을 통해 흡수탑(120)의 상방으로 분사되어 유입된 배기가스와 기-액 접촉면을 형성하게 된다. 이로써, 배기가스 중의 황산화물이 석회석 슬러리 안으로 흡수된다. 슬러리 안으로 흡수된 황산화물, 특히 SO2는 물과 반응하여 HSO3 - 이온이나 SO3 2- 이온을 형성한다.
이러한 슬러리 분배관(132)은 흡수탑의 하부층(120d)에 충진된 슬러리층(116)으로부터 일부의 슬러리를 연속적으로 순환시키는 슬러리 순환관(133)과 연결된다. 또한, 슬러리 순환관(133)에는 슬러리 순환펌프(133a)가 설치되어 슬러리를 순환시키는 동력을 제공한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 슬러리 분배관(132)은 외부의 슬러리 소스(미도시)와 연결될 수도 있다.
가스/슬러리 하강관(114)은 슬러리 분배관(132)의 하부 위치에, 흡수탑(120)의 길이방향으로 길게 연장되어 설치된다.
도 4a를 참조하면, 가스/슬러리 하강관(114)은 적어도 네개가 설치되되, 각 네개의 가스/슬러리 하강관들(114)은 각각의 길이방향에 수직한 횡단면의 중점들이 정사각형 또는 직사각형 구조를 갖도록 형성된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 가스/슬러리 하강관(114)은 다른 다양한 개수와 형태로 배열될 수 있다. 흡수탑의 상부층(120a)에서 기-액 접촉 상태에 있는 배기가스-슬러리 혼합물은 중력의 작용에 의해 가스/슬러리 하강관(114)을 타고 흡수탑(120)의 하부로 하강하게 된다. 또한, 배기가스-슬러리 혼합물은 가스/슬러리 하강관(114)을 통해 하 강할 때 여전히 기-액 접촉 상태를 유지하므로, 이와 같은 하강 과정에서도 배기가스의 추가적인 탈황이 이루어지게 된다.
가스 분산판(111)은 가스/슬러리 하강관(114)의 하단부에 인접하여 설치되며, 그 평활면에 다수의 홀이 형성되어 있다. 상기 홀들은 가스/슬러리 하강관(114)과 연통되는 제1홀(111a)과, 가스/슬러리 하강관(114)을 통해 유입된 가스 또는 슬러리가 상방으로 분출되거나 상기 슬러리층(116)의 슬러리가 상하로 유통하는 제2홀(111b) 및 제3홀(111c)로 구분된다.
도 4b를 참조하면, 제2홀(111b)은 제1홀(111a)과 지그재그 방식으로 교대로 형성되고, 제3홀(111c)은 제2홀(111b) 및 제3홀(111c)이 형성되지 않은 가스 분산판(111)의 공간에 소정 간격으로 다수개 형성된다. 또한 여기서, 제1홀(111a)은 직경이 제2홀(111b) 보다는 작고, 제3홀(111c) 보다는 크다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 분산판(111)에는 다른 다양한 크기의 홀들이 다른 다양한 형태로 형성될 수 있다.
가스/슬러리 하강관(114)을 통해 하강한 배기가스-슬러리 혼합물 중에서, 슬러리는 흡수탑의 하부층(120d)에 충진된 슬러리층(116)으로 합류하고, 배기가스는 슬러리층(116)의 상단부와 접촉한다. 그런데, 이 배기가스는 소정의 압력으로 가압된 상태이므로 이와 접촉하는 슬러리층(116)을 하방으로 일정 간격만큼 밀어 내게 된다. 따라서, 가스/슬러리 하강관(114)의 하단부와 이에 대응되는 슬러리층(116)의 상단부 사이에는 소정의 가스층(112)이 형성되게 된다.
한편, 상기 가스층(112)과 접촉하는 슬러리층(116)의 부분이 가스압에 의해 하강할 때, 슬러리층(116)의 다른 부분은 압력 평형을 유지하기 위해 가스 분산판(111)에 형성된 홀을 통해 가스 분산판(111) 위로 상승하게 된다. 이 경우, 슬러리는 주로 제2홀(111b)의 가장자리 부분, 및 제3홀(111c)을 통해 상승하게 된다.
상기 가스층(112)의 가스는 가스 분산판(111)에 형성된 홀을 통해 가스 분산판(111) 위로 분출되고 가스 분산판(111) 위로 상승해 있던 슬러리와 혼합되게 된다. 이 경우, 가스는 제3홀(111c)을 통해 상방으로 분출되게 된다. 가스 분산판(111)의 상부에서는 가스와 슬러리가 만나 격렬하게 혼합되어 기포층(113)을 형성하고, 이 기포층(113)에서 배기가스의 탈황이 일어나게 된다.
상기 기포층의 높이(h113)가 소정의 임계치에 도달한 후에는, 기포층(113)에 포함된 슬러리의 일부가 중력 작용에 의해 가스 분산판(111)에 형성된 홀을 통해 가스 분산판(111) 아래로 하강하게 된다. 여기서, 소정의 임계치가 되는 기포층의 높이(h113)란 기포층(113) 자체의 중력과 평형을 이루는 기포층의 최대 높이를 의미한다. 또한 여기서, 소정의 임계치가 되는 기포층의 높이(h113)는 가스층 압력의 크기, 가스 분산판(111)의 구조 및 크기, 홀들(111a, 111b, 111c)의 갯수 및 크기, 그리고 가스/슬러리 하강관(114)의 갯수 및 크기 등에 의해 결정되는 가변적인 인자이다. 이 경우, 슬러리는 주로 제2홀(111b)의 가장자리를 제외한 부분을 통해 하강하게 된다.
슬러리층(116)은 가스 분산판(111)의 하부 공간에 충진된다. 구체적으로, 슬러리층(116)은 소정의 석회석 슬러리가 흡수탑의 중간층(120b) 일측에 형성된 석회 석 슬러리 유입구(131)를 통해 유입됨으로써 흡수탑의 하부층(120d)에 충진되게 된다.
산화용 공기 분배관(141)은 다수의 분사노즐(141a)을 구비하며, 슬러리층(116) 내에 설치되어 슬러리층(116)에 산화용 공기를 분배한다. 산화용 공기는 슬러리층(116)에 형성된 황산화물의 이온들, 특히 HSO3 - 이온이나 SO3 2- 이온을 산화시켜 H2SO4를 형성한다. H2SO4는 석회석과 반응하여 석고를 생성한다. 생성된 석고는 흡수탑(120)의 바닥쪽으로 침전되고, 이 석고는 흡수탑의 하부층(120d) 일측면에 형성된 석고 배출구(134)를 통해 외부로 배출된다.
가스 배출구(122)는 가스 분산판(111)의 상부에 설치되어 기포층(113)을 통과한 크린 가스를 외부로 배출시킨다. 여기서, 크린 가스란 탈황처리된 배기가스를 의미한다.
교반기(115)는 흡수탑(120)의 하부에 설치되어 슬러리층(116)의 상하 순환과 산화용 공기의 혼합을 촉진시킨다. 여기서, 교반기(115)는 사이드 엔트리(side entry) 방식 등 임의의 공지된 것이 사용될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 배연 탈황장치는 흡수탑의 상부층(120a)에서 1차적인 탈황이 이루어지고, 가스/슬러리 하강관(114)에서 2차적인 탈황이 이루어지며, 가스 분산판(111) 상부의 기포층(113)에서 3차적인 탈황이 이루어지므로 탈황효율이 매우 높다. 따라서, 본 발명에 따른 배연 탈황장치에서는 기포층의 높이(h113)를, 기포층에서만 탈황이 이루어지는 종래의 장치에서 보다 낮게 유지할 수 있다. 이는, 결국 종래의 장치에서 요구되었던 가스 분산판 주변의 구조물들(슬러리 상승관, 슬러리 하강관(도 1의 15, 16))을 불필요하게 만들어 장치의 구조 단순화와 이에 따른 제조비용의 절감을 가능하게 하고, 게다가 흡수탑의 압력 손실을 저감시켜 가압 송풍기의 동력 소모의 절감을 가능하게 한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 탈황효율을 향상시킬 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 운전비용을 절감할 수 있는 가스층 다공판 장착 습식 배연 탈황장치가 제공될 수 있다.

Claims (15)

  1. 흡수제 슬러리와 배기가스를 기-액 접촉시켜 배기가스의 탈황처리를 행하며 흡수탑을 포함하는 습식 배연 탈황장치에 있어서,
    상기 흡수탑은, 그 상부층에 형성된 가스 유입구와; 상기 가스 유입구의 하부에 설치되며 다수의 분사노즐을 구비하는 슬러리 분배관과; 상기 슬러리 분배관의 하부에 상기 흡수탑의 길이방향으로 설치되는 가스/슬러리 하강관과; 상기 가스/슬러리 하강관의 하단부에 인접하여 설치되며 다수의 홀이 형성된 가스 분산판과; 상기 가스 분산판의 하부 공간에 충진되는 슬러리층과; 상기 슬러리층 내에 설치되어 상기 슬러리층에 산화용 공기를 분배하며 다수의 분사노즐을 구비하는 산화용 공기 분배관과; 상기 가스 분산판의 상부에 설치되어 탈황처리된 크린 가스(clean gas)를 외부로 배출시키는 가스 배출구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 분배관에 구비된 분사노즐은 상기 흡수탑의 상부쪽 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡수탑은 그 하부층에 충진된 슬러리층으로부터 일부의 슬러리를 상기 슬러리 분배관으로 연속적으로 순환시키는 슬러리 순환관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬러리 순환관에는 슬러리 순환펌프가 설치되어 상기 슬러리층의 슬러리를 상기 슬러리 분배관으로 순환시키는 동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스/슬러리 하강관은 적어도 네개가 설치되되, 각 네개의 가스/슬러리 하강관들은 각각의 길이방향에 수직한 횡단면의 중점들이 정사각형 또는 직사각형 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 분산판에는 상기 가스/슬러리 하강관과 연통되는 제1홀과; 상기 가스/슬러리 하강관을 통해 유입된 가스 또는 슬러리가 상방으로 분출되거나 상기 슬러리층의 슬러리가 상하로 유통하는 제2홀 및 제3홀;이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2홀은 상기 제1홀과 지그재그 방식으로 교대로 형성되고, 상기 제3홀은 상기 제2홀 및 제3홀이 형성되지 않은 공간에 소정 간격으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1홀은 직경이 상기 제2홀 보다는 작고, 상기 제3홀 보다는 큰 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스/슬러리 하강관의 하단부와 이에 대응되는 상기 슬러리층의 상단부 사이에는 가스압에 의해 가스층이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스층과 접촉하는 상기 슬러리층의 부분은 가스압에 의해 하강하고 상기 슬러리층의 다른 부분은 압력 평형을 유지하기 위해 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 가스 분산판 위로 상승하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가스층의 가스는 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 가스 분산판 위로 분출되고 상기 가스 분산판 위로 상승한 슬러리와 혼합되어 탈황이 일어나는 기포층을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기포층의 높이가 소정의 임계치에 도달한 후에는, 상기 기포층에 포함된 슬러리의 일부가 중력 작용에 의해 상기 가스 분산판에 형성된 홀을 통해 상기 분산판 아래로 하강하는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 흡수탑의 하부에는 상기 슬러리층의 상하 순환과 상기 산화용 공기의 혼합을 촉진시키기 위한 교반기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 흡수제는 석회석인 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 흡수탑의 하부층에는 배기가스의 탈황처리 과정을 통해 석고가 형성되 어 침전되며, 상기 흡수탑의 하부층 일측면에는 상기 석고를 배출하기 위한 석고 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 가스층 다공판 장착 배연 탈황장치.
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