KR100875519B1 - 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트 - Google Patents

활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트 Download PDF

Info

Publication number
KR100875519B1
KR100875519B1 KR1020080058039A KR20080058039A KR100875519B1 KR 100875519 B1 KR100875519 B1 KR 100875519B1 KR 1020080058039 A KR1020080058039 A KR 1020080058039A KR 20080058039 A KR20080058039 A KR 20080058039A KR 100875519 B1 KR100875519 B1 KR 100875519B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
harmful
incineration
activated carbon
tower
Prior art date
Application number
KR1020080058039A
Other languages
English (en)
Inventor
오종택
Original Assignee
인선이엔티 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인선이엔티 주식회사 filed Critical 인선이엔티 주식회사
Priority to KR1020080058039A priority Critical patent/KR100875519B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100875519B1 publication Critical patent/KR100875519B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/14Gaseous waste or fumes

Abstract

본 발명은 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 관한 것으로, 반건식 및 습식을 병행하여 소각로에서 발생되는 배기가스로부터 다이옥신 등의 유해물질을 효율적으로 제거함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트는, 폐기물을 소각하는 소각부(100)와; 상기 소각부에 의한 소각시 발생되는 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 반건식 유해물질 제거부(200)와; 그리고, 상기 반건식 유해물질 제거부를 통과한 배기가스의 유해물질을 세정수와 유해물질 제거제에 의해 제거하는 습식 유해물질 제거부(300)를 포함하며, 상기 습식 유해물질 제거부는, 가성소다 공급부(313)와 활성탄 분말을 세정수와 혼합하는 교반기(310), 가성소다와 분말 활성탄 용액을 혼합하여 유해물질 제거제를 제조 저장하는 수조(320), 상기 소각로의 소각시 발생되는 배기가스가 통과하는 타워(330), 상기 수조에 저장된 유해물질 제거제(가성소다, 분말 활성탄 용액)를 상기 타워 내부에 분사하여 상기 타워를 통과하는 배기가스의 유해물질을 제거토록 하는 분사수단(340)을 포함하여 이루어진다.
Figure R1020080058039
소각로, 배기가스, 다이옥신, 활성탄

Description

활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트{A PLANT FOR REDUCING HAZARDOUS ARTICLES OF EXHAUST GAS IN A INCINERATOR USING ACTIVATED CARBON}
본 발명은 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로에서 폐기물을 소각할 때 발생되는 다이옥신, 미분 등의 유해물질을 제거하여 정화된 배기가스를 공기 중에 배출토록 함으로써 환경오염을 방지할 수 있는 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 관한 것이다.
급속한 산업발달과 더불어 각종의 산업폐기물과 생활폐기물 등의 각종 폐기물이 대량으로 쏟아지고 있으며, 이는 여러 환경오염의 주요 요인으로 작용하고 있다. 이에 따라 소각 가능한 폐기물, 특히 분해에 장기간이 소요되는 폐기물들은 매립 대신 소각에 의해 처리하고 있는 것이 일반적이다. 그런데. 이와 같이 폐기물을 소각하는 과정에서는 연소에 의한 배출가스 발생이 필연적으로 수반되는데, 이러한 배출가스에는 여러 유해물질이 포함되어 있는 것으로 알려지고 있다.
예컨대, 폐기물에 포함된 질소, 황, 염소 및 기타 유기성물질에 의해 폐기물이 소각된 소각로의 배출가스에는 질소산화물, 아황산가스, 염화수소, 다이옥신 등과 같은 각종 유해물질을 비롯하여 다량의 분진이 포함되어 있으며, 이러한 유해물질은 인체에 직접적인 악영향을 미칠 뿐 아니라 스모그 현상과 산성비의 원인이 되어 심각한 환경문제를 야기시키게 된다.
따라서, 국민건강과 환경보호를 위해서는 소각로의 배출가스에서 위와 같은 유해물질들을 제거한 후 대기로 배출해야 되며, 이를 위해 소각로에서 배출되는 배출가스중의 유해물질 농도를 법으로 규제하고 있다. 따라서 폐기물 소각시설에는 통상 폐열보일러와 굴뚝 사이에는 소각로에서 배출되는 배출가스중의 유해물질을 제거하기 위한 유해물질 방지시설을 갖추고 있다.
그러나, 상기 유해물질 방지시설이 소기의 목적을 달성하기 위해서는 소각로의 내부에서 다이옥신 등 유해물질이 생성되는 원인과 거동 및 발생량 등에 대한 정확한 파악이 선행되어야 하며, 이를 위해서 시료 채취장치로 배출가스의 시료를 채취하여 분석한 뒤 그 결과를 토대로 유해물질 방지시설을 구성하였다.
본 발명은 다이옥신을 효과적으로 제거하는 것을 주요 특징으로 하고 있으므로 이하 다이옥신에 대해 설명한다.
다이옥신은 다염소화된 방향족화합물로 다이옥신계화합물(PCDDs : Polychorinated Dibenzo-p-dioxins)과 퓨란계화합물(PCDFs : Polychorinated Dibenzo-furans)을 통칭한다. 염소의 위치와 개수에 따라 여러종류의 이성체가 존 재하며, PCDDs의 경우에는 75개, PCDFs의 경우에는 135개의 이성체가 존재하며 총 210개의 이성체가 존재한다.
주요 배출원은 염화페놀 관련물질 제조 공정(제초, 곰팡이방지, 살충제의 용도), 염소화합물에 의한 표백처리공정, 휘발유 첨가제(사에틸납), 포착제(이클로로, 이브로모 에탄)에서 발생되고, 주로 도시폐기물, 산업폐기물, 의료폐기물, 오니 등의 소각공정에서 다량 발생되고 있다.
다이옥신은 열적·화학적으로 안정하고 고온(700℃ 이상)에서는 분해가 잘되며, 녹는점과 끓는점이 높고, 지용성, 증기압이 낮고, 물에 대한 용해도가 매우 낮으며(소수성), 저온에서 재생성(250~600℃, 400~450℃사이에서 최고치)을 가지고 있으며, 비산재 같은 입자상물질에 의해 재생촉매작용을 받으며, 입자상 물질에 강하게 침적되는 경향을 가지고 있다.
소각시설에서의 다이옥신 발생을 저감하기 위한 방법은 연소전 폐기물에 포함되어 있는 전구물질(PVC, PCB, 클로로페놀, 유기염소계 화합물 등)과 Nacl과 같은 무기물 형태의 염소화합물, 촉매역할 금속성분(Cu, Fe 등)을 사전분리하여 제거하여야 한다. 폐기물은 소각시설에 투입하기 전에 균질화, 균일화한 다음, 일정량의 폐기물을 일정간격으로 투입하여 폐기물의 연소속도 및 발열량 등을 일정하게 유지하면 소각시설 내부 온도 및 압력을 일정하게 유지할 수 있어 안정연소에 의한 다이옥신의 발생을 줄일 수 있고(폐기물의 균질화 및 균일화, 전구물질 제거), 연소중 완전연소를 유도하는 조건 "3T"의 우수연소조건(GCP: Good Combustion Practice)인 온도(Temperature), 시간(Time), 난류(Turbulence)을 충족시켜 미연탄 소(Soot)의 생성을 줄이고, 소각로내 적절한 1차 공기량, 고온의 연소온도(900~1,000℃) 유지, 충분한 산소농도(6~12%) 확보, 충분한 2차 연소실 확보, 고온에서 2초 이상 체류, 2차 공기 공급에 의한 미연분의 완전연소 및 연소가스 교반 효율 증대, 자동연소 제어시스템 등 적정 제어시스템 적용에 의한 로 내 안정연소를 유도(소각로내 안정한 연소분위기 유지)하여 다이옥신류를 소각로 내에서 파괴시키고(다이옥신 발생의 최소화), 연소 후 공정을 지나면서 비산재의 촉매효과, 다이옥신류 생성이 적정조건에 의해 재생성 되는 것을 막아야 한다. 가스 냉각기(폐열보일러, 절탄기, 공기예열기, 수분사장치 등)에서는 연소가스 온도를 200℃ 이하로 체류시간이 최대한 단축되도록 급냉, 연소실을 보일러 수관벽으로 구성, 보일러 전열면 먼지퇴적 억제, 보일러 출구 배출가스 온도 저온화, 공기예열기내 먼지퇴적 억제 등을 통하여 저감시킬 수 있다(다이옥신 재합성 억제).
기존 소각시스템에는 여과 집진시설 전단에서 활성탄을 분사하여 다이옥신을 제거 하거나 SCR의 촉매를 활용하여 다이옥신을 제거 하지만 소각시설의 배출허용기준 강화와 수도권지역의 총량관리제 도입으로 인하여 할당된 배출량 대비 산성가스 제거에 어려움이 많아 반건식타입에서 습식타입으로 변화는 추세인데 습식 전후단의 다이옥신 배출농도를 다 년간 측정해본 결과 세정수에 활성탄을 사용하지 않을 때와 사용할 때의 다이옥신 배출농도가 크나 큰 차이를 보이고 있음을 확인하였다.
소각시설의 일반적인 공정으로는 도표 1과 같이 공정을 갖추고 있다.
[표 1] 종래 소각시설의 종류
타입1 소각로→폐열보일러→ESP→WS(가성소다 사용)-가스히터→SCR→굴뚝
타입2 소각로(SNCR)→폐열보일러→SDR(소석회,활성탄 분사)→BF→굴뚝
타입3 소각로→폐열보일러→SDR(소석회,활성탄 분사)→BF→SCR→굴뚝
타입4 소각로→폐열보일러→ESP→WS(가성소다 사용)→백연방지시설→굴뚝
타입5 소각로(SNCR)→폐열보일러→SDR→B/F(소석회 사용)→B/F(활성탄 사용)→굴뚝
소각로에서 발생되는 배출가스의 처리장치중 타입2의 경우 SNCR(Selective Non Catalytic Reduction, 요소수 또는 암모니아수 분사)/SDR(Semi Dry Reactor, 소석회 슬러리, 활성탄 슬러리 분사)/BF(Bag Filter)를 구비한 배출가스 처리장치의 일 예로서 표 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
소각로에 폐기물을 투입하여 연소시 배출되는 각종 오염물질이 2차 연소실에 위치한 SNCR에서 4~10%의 암모니아수 혹은 요소수를 분무노즐로 공기압축기에서 생산된 고압의 공기(3~5kg/㎠)를 이용하여 직접분사하여 질소산화물을 제거하고, 암모니아가 염소의 활성도를 억제하기 때문에 다이옥신류의 제어에 간접적으로 효과가 있다.
SDR 상부에는 소석회 슬러리(3~6%) (Ca(OH)2)/활성탄 슬러리(3~6%)를 이류체분사노즐을 이용하여 고압의 공기로 분무된다. 이때 HCL(염화수소), 황산화물(SOx), 황화수소(H2S) 등의 산성가스 중화와 중금속(Pb, Cd, Cu, Cr, Hg 등)과 휘발성유기화합물질(VOC)을 흡착하게 되고, 내부온도가 200~250℃로 발생된 반응물과 소석회 슬러리 및 활성탄 슬러리는 건조하여 하부 호퍼로 배출되고, 나머지 입자상 물질은 여과집진시설에서 필터를 통하여 제거된다.
여과집진시설에서 제거되는 입자상 물질은 연소실에서 발생된 비산재와 SDR에서 발생된 반응생성물이 이에 속하며 이들 물질에는 다이옥신류, 중금속, 휘발성유기화합물질이 다량 포함되어 있다.
또한 타입1과 타입3 공정중 SCR 공정은 촉매제로 V2O5의 산화촉매제를 가장 많이 사용하고, 250~400℃의 온도범위에서 운전하여 다이옥신 및 질소산화물을 제거한다.
종래 기술은 반건식타입의 위주로 다이옥신을 제거하였고, 습식타입을 적용시 발생되는 폐수는 전량 방류하는 시스템이었다. 소각시설에서 다이옥신 제거 공정은 도표1 공정이나 공정순서를 일부 변경한 것에 불과하다
현재 대기1종 사업장의 경우 굴뚝자동측정시스템을 부착하여 소각시설 가동에 따른 배출가스의 농도를 24시간 모니터링 하는 시스템이 도입되어 시행되고 있다.
소각시설의 굴뚝자동측정시스템에 의해 폐기물의 성상별 종류별로 투입함에 따른 배출가스 농도 변화는 즉시 알 수 있다.
소각시설의 건식공정인 경우 백연이 없고 폐수처리장이 없는 장점은 있으나, 순간적으로 산성가스(HCL 등)와 다이옥신 등이 다량 배출시 산성가스는 굴뚝자동측정시스템 수치와 SDR 분사노즐을 연동시켜 소석회 슬러리 분사량을 조절하여 처리 하지만, 다이옥신은 순간 분석이 불가능하여 활성탄 분사량을 조절하기에는 불가능하다. 불완전연소시 다량 배출되는 다이옥신은 반건식타입으로 배출허용기준까지 제거할 수 있는 것은 한계가 있게 마련이다.
이에 기존 반건식공정 SNCR+SDR(활성탄 슬러리, 소석회 슬러리)+Dry Venturi(분말 소석회, 분말 활성탄)+B/F 또는 SNCR+SDR(소석회분사)+B/F+B/F(활성탄 분사) 후단에 습식공정을 추가하고 있는 추세로 바뀌고 있다.
습식세정장치는 산성가스(HCL, SOx 등) 및 중금속(Hg, Cd, Pb, Cu) 제거에는 아주 우수한 효율(HCl: 99%이상, SO2 :95%이상, Hg: 90%이상)을 나타내지만 추가적인 폐수처리시스템이 필요하고 산성 세정수에 의한 장치의 부식문제와 중화약품으로 고가의 가성소다를 사용하고 있다.
특히 낮은 농도의 다이옥신류를 함유하고 있는 연소가스가 유입시 세정수 및 세정탑 내부의 피복재(PP, PE, Rubber 등) 및 충전물질 등에 함유되어 있는 다이옥신류 등에 의해 오히려 배출가스중의 농도가 증가하는 현상, 즉 Memory Effect에 의한 농도의 증가가 나타나고 있어 배출가스중 다이옥신 배출농도초과 및 폐수를 방류시 주변하천의 오염뿐만 아니라 공공수역을 오염시키고 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐기물의 소각시 발 생되는 배기가스에 포함된 다이옥신 등의 유해물질을 촉매의 교환이나 배기가스의 재가열없이 효과적으로 제거하며 유지비용을 절감할 수 있는 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트는, 폐기물을 소각하는 소각부와; 상기 소각부에 의한 소각시 발생되는 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 반건식 유해물질 제거부와; 그리고, 상기 반건식 유해물질 제거부를 통과한 배기가스의 유해물질을 세정수와 유해물질 제거제에 의해 제거하는 습식 유해물질 제거부를 포함하며,
상기 습식 유해물질 제거부는, 가성소다, 활성탄 분말, 세정수로 이루어진 유해물질 제거제를 저장하는 수조, 상기 소각로의 소각시 발생되는 배기가스가 통과하는 타워, 상기 수조에 저장된 유해물질 제거제와 세정수를 상기 타워 내부에 분사하여 상기 타워를 통과하는 배기가스의 유해물질을 제거토록 하는 분사수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 의하면, 첫째, 선택적 촉매환원법(SCR ; Selective Catalytive Reduction)의 경우 반응온도 200~400℃로 소각시설 가동시 SCR 전단에 배출가스를 재가열 시켜야 함으 로 연료비가 많이 소요되고, 촉매는 산화철계, zeolite, Pt 등의 귀금속계, Al2O3계, TiO2계, V2O5계, 활성탄계 등이 있으나 주로 TiO2의 담체에 V2O5을 입힌 촉매를 사용하고 있으나, 촉매의 교환으로 인한 정비시간이 길며 촉매 비용이 고가이고 교환된 촉매는 다이옥신을 함유하고 있어 고형화후 매립시켜야 안정적인 처리가 되지만 본 발명의 설비는 배출가스 재가열이 필요없고, 촉매교환이 필요없는 설비로 되어 경제적이다.
둘째, 이중 백필터 설비의 경우 1차 백필터 전단에 소석회를 분사하고, 2차 백필터 전단에 분말 활성탄을 분사후 발생되는 활성탄의 일부를 재활용하는 시스템으로 굴뚝자동측정기기와 연동하여 분말 소석회의 분사량을 조절하여 산성가스를 중화시키지만 순간 다량의 불완전연소된 가스(다이옥신 다량 함유)가 배출될 시 다이옥신의 경우 배출되는 농도를 바로 알 수 없어 처리에 한계가 있고, 필터의 교환비용이 많아 비경제적이며, 정비로 인한 필터의 교환시 교환기간이 너무 길어 가동율에 문제가 있지만 본 발명 반건식공정의 경우 분말 활성탄을 Dry Venturi에서 분사하고, 습식공정 수조에 세정수와 혼합된 활성탄과 가성소다를 공급하여 가스중의 다이옥신과 중금속, VOC 등을 흡착제거하는 방식으로 별도의 정비를 위하여 소각시설을 가동중지 할 필요가 없어 경제적이다.
셋째, 본 설비는 습식공정의 수조에 투입된 활성탄 슬러리는 한번 분사후 버리는 타입이 아닌 수조 내에서 폐수처리장으로 폐수를 유입시키기 전까지 수조에서 폐수중의 다이옥신, 중금속 등을 흡착하는 설비로 접촉공간이나 접촉시간을 크게 할 수 있으며, 특히 다이옥신 제거에 성능이 우수하다.
넷째, 습식공정에서 제거되지 않은 다이옥신, 중금속은 폐수처리장에 설치되어 있는 입자상 활성탄 여과기에서 추가로 제거되는 설비구조로 오염물질 제거 성능을 향상시키고, 이때 처리가 완료된 폐수는 습식공정(Wet Scrubber+Packed Tower)과 재처리장의 공정수로 재사용하여 용수 사용량을 대폭 절감시킬 수 있어 경제적인 측면의 효과가 우수하다.
다섯째, 본 발명의 설비 일부를 적용하여 본 결과 소각시설의 습식공정 전단(여과집진시설 후단(전단에 활성탄 분사))과 후단(굴뚝)에서 다이옥신을 측정분석해본 결과 세정수에 활성탄을 혼합사용하지 않은 경우 습식공정을 통과하면서 시간이 지나감에 따라 Memory Effect 효과에 의해 다이옥신류의 농도가 증가하는 경향을 나타내지만(제거효율 : -5,668.59∼-280.74%(평균 -1,588.90%)) 세정수에 활성탄을 섞어 배가스를 처리한 결과 활성탄의 혼합비율이 증가됨에 따라 다이옥신류의 제거효율이 증가되는 것으로 나타났다.
본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트는, 크게 소각부(100), 반건식 유해물질 제거부(200) 및 습식 유해물질 제거부(300)로 구분될 수 있다.
먼저 본 발명에서 말하는 유해물질은 다이옥신, 먼지 등을 말한다.
소각부(100)는 소각 대상물인 사업장 폐기물을 소각하는 것으로, 현재 소각 시설에서 사용되고 있는 모든 시설이 사용 가능하다.
소각부(100)는 폐기물을 투입하여 화격자에서 연소시 연소용 보조 공기를 투입하여 완전연소가 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 경유버너를 별도로 설치하여 불완전연소된 가스를 재연소하여 완전연소를 이루도록 하고 있다.
반건식 유해물질 제거부(200)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 SNCR(210), 배기가스를 냉각하는 냉각부(220), 원심력에 의해 유해물질 중 먼지를 제거하는 원심분리부(230), 유해물질 중 산성가스를 제거하고 가스상 다이옥신을 흡착하는 반건식 세정부(240), 분말 활성탄과 분말 소석회에 의해 다이옥신과 중금속 및 산성가스를 제거하는 건식 유해물질 제거부(250), 유해물질 중 분진을 흡착 제거하는 분진 여과부(260)를 포함하여 구성된다.
SNCR(210)은 암모니아수 또는 요소수를 혼합하여 소각부(100)에서 발생된 배기가스에 분사하여 질소산화물을 제거하는 것으로, 4~10%의 암모니아수 또는 요소수가 저장된 탱크(211), 탱크(211)에 저장된 암모니아수 또는 요소수를 펌핑에 의해 소각부(100)의 2차 연소실(110)에 분무하는 분무노즐(212)로 구성된다.
소각부(100)의 2차 연소실(110)은 질소산화물의 제거에 적합한 950~1,000℃ 범위를 유지하며, 암모니아수와 요소수의 분무는 공기압축기에서 생산된 고압의 공기(3~5kg/㎠)를 이용하여 분무한다.
냉각부(220)는 소각부(100)의 2차 연소실(110)과 유체 연통 가능하게 연결되는 중공의 냉각탱크(221), 냉각탱크(221) 내부에 냉각수를 공급하는 급수탱크(222)로 구성된다. 냉각탱크(221)는 내부에 급수된 냉각수와 냉각된 유해물질을 배출하기 위한 배출구조가 갖추어진다.
원심분리부(230)는 사이클론일 수 있으며 냉각부(220)에서 배출된 배기가스가 유입되는 분리탱크, 상기 분리탱크 내부에 제자리 회전 가능하게 장착되어 상기 분리탱크 내부에 유입되는 배기가스에 회전력을 부여함으로써 원심력에 의해 먼지를 분리한다. 여기서, 분리된 먼지는 상기 분리탱크의 저부로 배출되고 배기가스는 상부를 통해 반건식 세정부(240)에 공급된다.
반건식 세정부(240)는 원심분리부(230)와 건식 유해물질 제거부(250)의 사이에 설치되는 세정탱크(241), 소석회(Ca(OH)2) 슬러리(3~6%) 저장탱크(242), 소석회 슬러리를 세정탱크(241) 내부에 분사하는 분사노즐(243)로 구성된다.
반건식 세정부(240)의 입구온도는 약 250℃이고 공기압축기에서 생산된 고압의 공기(3~5kg/㎠)로 소석회 슬러리를 분사한다. 이때 HCL(염화수소), 황산화물(SOx), 황화수소(H2S) 등의 산성가스 중화와 중금속(Pb, Cd, Cu, Cr, Hg 등)과 휘발성유기화합물질(VOC), 다이옥신을 1차로 흡착하게 되고, 이때 발생된 반응물과 소석회 슬러리는 건조하여 하부 호퍼(244)로 배출되고, 출구온도는 약190℃이다.
건식 유해물질 제거부(250)는 반건식 세정부(240)의 세정탱크(241)와 연통되는 건식 벤튜리관(Dry Venturi)(251), 건식 벤튜리관(251)의 내부에 활성탄 분말과 소석회 분말을 각각 공급하는 공급부(252,253)로 구성된다.
건식 벤튜리관(251)의 입구온도는 약 190℃로 소석회(Ca(OH)2)분말과 활성탄 분말을 반건식 세정부(240)와 동일 방법으로 분사하여 흡착한다.
분진 여과부(260)는 예컨대 백필터로서 건식 유해물질 제거부(250)에서 생성된 입자상 반응물을 공급받아 예컨대 메쉬구조의 필터를 통해 입자상 반응물을 포집 제거한다.
분진 여과부(260)에서 제거되는 입자상 물질은 소각부(100)에서 발생된 비산재와 반건식 세정부(240)와 건조 벤튜리관(251)에서 발생된 반응생성물이 이에 속하며 이들 물질에는 다이옥신류, 중금속, 휘발성유기화합물질이 다량 포함되어 있다.
도 1과 도 2에서와 같이, 습식 유해물질 제거부(300)는 반건식 유해물질 제거부(200)에서 제거되지 못한 유해물질을 가성소다와 활성탄 분말 및 세정수를 이용하여 제거하는 것으로, 33% 또는 50% 가성소다(NaOH) 공급부(313), 활성탄 분말과 세정수가 혼합되는 교반기(310), 가성소다와 분말 활성탄 용액을 공급받는 수조(320), 내부에 배기가스가 통과하는 타워(330), 수조(320)에 저장된 유해물질 제거제(가성소다, 활성탄, 세정수가 혼합된 것을 말함)를 타워(330) 내부의 배기가스에 분사하여 유해물질을 제거하는 분사수단(340), 배기가스와 유해물질 제거제의 접촉 면적을 넓게 하여 유해물질의 제거율을 높이는 충진재(350), 타워(330)내에서 포화된 물방울을 제거하는 체브론 제거기(Chevron Eliminator)(360)로 구성된다.
교반기(310)는 분말 활성탄과 세정수가 담기는 교반탱크(311), 구동모터 등을 구동원으로 하여 교반탱크(311) 내부에 담긴 분말 활성탄을 골고루 교반하는 교반날개(312)로 구성된다.
활성탄 분말은 350~450ppm, 바람직하게 400ppm의 농도를 유지하는 것이 좋으 며, 350ppm 이하이면 유해물질 제거효율이 떨어지고 450ppm 이상이면 유해물질 제거효율에 큰 차이가 없으며 400ppm의 경우 83.17%의 유해물질이 제거됨을 확인하였다.
수조(320)는 세정수가 담기는 통 구조이며, 배관을 통해 가성소다와 교반기에서 세정수에 희석된 활성탄을 공급받아 저장한다.
수조(320)에 회수된 세정수와 유해물질 제거제는 후술하는 폐수정화부(500)를 거쳐 정화 후 방류될 수 있다.
타워(330)는 배기가스의 유입부와 배출부가 구비된 중공 구조이며 분사수단(340)에 의해 분사되는 유해물질 제거제를 수조(320)에 회수하기 위하여 수조(320)의 상부에 연통 형성될 수 있다.
충진재(pall ring)(350)는 배기가스와 유해물질이 통과하도록 유도하는 것으로, 격자형 지지대(351,352)(FRP 등을 재질로 함)에 채워질 수 있다. 이와 같은 구성의 충진재(350)는 하나 이상(도면에는 2단으로 도시됨)이 제1분사헤드(342)의 저부에 설치되어 상부의 제1분사헤드(342)에서 분무된 유해물질제거제와 배기가스의 접촉면적을 넓게 한다.
체브론 제거기 (360)는 타워(330)에서 배출되는 가스 속에 포화된 물방울을 관성력과 중력에 의하여 제거하는 구조로서, 지그재그형의 유로(361)가 다수개 형성된다. 즉, 가스는 지그재그형의 유로(361)를 따라 방향을 바꾸면서 통과할 수 있지만 물방울은 유로(361)에 부딪쳐 진행을 하지 못함으로써 체브론 제거기(360)에 포집된다.
체브론 제거기(360)의 유로(361)에는 제2분사헤드(343)에서 분무되는 청정용수 또는 유해물질 제거제와 배기가스가 통과하도록 하며, 이 과정에서 포화된 물방울이 포집된다.
충진재(350)와 체브론 제거기(360)는 타워(330)의 내부에 다단으로 장착될 수도 있고, 아울러, 유해물질이 고착될 수도 있을 것이므로 타워(330)에 교체 가능하게 수납될 수도 있다.
도 2와 도 3에서 보이는 것처럼, 분사수단(340)은 수조(320)에 저장된 유해물질 제거제를 펌핑하는 예컨대 FRP 펌프(341), FRP펌프(341)에 의해 펌핑된 유해물질 제거제를 타워(330) 내부에 분사하는 제1,2분사헤드(342,343)로 구성된다.
제1분사헤드(342)는 충진재(350)의 상부에서 청정용수 또는 유해물질 제거제를 분무하고, 제2분사헤드(343)는 체브론 제거기(360)의 상부에서 청정용수 또는 유해물질 제거제를 분무한다.
이와 같은 구성의 습식 유해물질 제거부(300)를 거친 배기가스는 습식 공정에 의해 수분이 함유될 수밖에 없으며, 이 수분은 유해물질을 포함할 수 있으므로 배기가스를 배출하기 전에 수분의 제거를 위하여 응축기(400)가 더 갖추어질 수 있다.
응축기(400)는 냉풍을 배기가스에 공급하여 배기가스에 함유된 수분을 응축한다. 즉, 응축을 통해 유해물질의 수분이 제거됨에 따라 청정의 배기가스가 배출되는 것이다.
응축수는 폐수로 처리되며, 앞서 설명한 것처럼, 유해물질이 포함되어 있기 때문에 폐수정화부(500)(도 4참고)를 통해 정화를 거쳐 방류된다.
폐수정화부(500)는 유량조정조→PH조정조→반응조→응집조→침전조→2차유량조정조→쿨링타워→3차유량조정조→모래여과기→활성탄여과기→킬레이트수지탑→재활용수조로 구성될 수 있다.
이중 탈수기에서는 오염물질을 흡착하고 있는 활성탄과 폐수속의 응집된 부유물질을 제거하는 설비이다. 또한 활성탄 여과기는 습식공정의 세정수(활성탄+NaOH+용수+응집제)로 인한 미반응된 오염물질(다이옥신, 중금속, VOC물질 등)을 추가로 제거하기 위한 것으로, 폐수중의 다이옥신, 색도, 중금속류를 활성탄에 흡착하여 추가로 제거하는 설비이다.
활성탄 여과기를 제외한 구성들은 구체적으로 설명하지 아니하여도 당업자라면 충분히 실시할 수 있을 것이다.
아래의 표 1은 본 발명에 의한 다이옥신 제거율을 보인 것으로, 세정수에 활성탄을 혼합사용하지 않은 경우 습식공정을 통과하면서 시간이 지나감에 따라 Memory Effect 효과에 의해 다이옥신류의 농도가 증가하는 경향을 나타내지만(제거효율 : -5,668.59∼-280.74%(평균 -1,588.90%)) 세정수에 활성탄을 섞어 배가스를 처리한 결과 활성탄의 혼합비율이 증가됨에 따라 다이옥신류의 제거효율이 증가되는 것으로 나타났다. 특히, 활성탄을 400ppm 정도 혼합ㆍ사용한 경우 다이옥신류가 약 83.17% 정도 제거되는 것으로 측정결과 조사되었다.
[표 1] 다이옥신 제거효율
Figure 112008044064123-pat00001
하기의 표 2는 다이옥신 제거에 소요되는 비용을 비교한 것으로, 다이옥신 제거효율 측면 뿐만 아니라 경제적 측면에서도 본 발명에 의한 비용이 기존 다이옥신 방지시설보다 대폭 절감됨을 알 수 있다.
[표 2] 본 발명에 의한 경제적 비용 비교
Figure 112008044064123-pat00002
도 1은 본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 적용된 습식 유해물질 제거부의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 적용된 분사수단의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트에 적용된 폐수정화부의 구성도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 소각부, 200 : 반건식 유해물질 제거부
300 : 습식 유해물질 제거부, 400 : 응축기
500 : 폐수정화부,

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 폐기물을 소각하는 소각부(100)에 의한 소각시 발생되는 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 반건식 유해물질 제거부(200)와; 그리고, 상기 반건식 유해물질 제거부를 통과한 배기가스의 유해물질을 세정수와 유해물질 제거제에 의해 제거하는 습식 유해물질 제거부(300)를 포함하며,
    상기 습식 유해물질 제거부는, 가성소다 공급부(313), 활성탄 분말과 세정수를 혼합하는 교반기(310), 상기 가성소다 공급부와 교반기로부터 가성소다와 분말 활성탄 용액을 공급받아 유해물질 제거제를 제조 저장하는 수조(320), 상기 소각부의 소각시 발생되는 배기가스가 통과하는 타워(330), 상기 수조에 저장된 유해물질 제거제 또는 청정용수를 상기 타워 내부에 분사하여 상기 타워를 통과하는 배기가스의 유해물질을 제거토록 하는 분사수단(340)을 포함하고,
    상기 타워에서 배출되는 배기가스에 간접적으로 냉풍을 불어넣어 온도차에 의해 상기 배기가스에 함유된 수분을 응축하는 응축기(400)와;
    상기 타워의 내부에 1단 이상 장착되어 배기가스와 유해물질 제거제가 통과하면서 상호 간의 접촉면적을 크게 하는 충진재(350)와;
    상기 충진재의 상부에는 지그재그형 유로(361)가 구비되어 포화된 물방울을 포집하는 체브론 제거기(360)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 응축기에서 생성되는 응축수 또는 수조에 회수된 세정수를 정화하는 폐수정화부(500)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트.
  7. 삭제
KR1020080058039A 2008-06-19 2008-06-19 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트 KR100875519B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080058039A KR100875519B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080058039A KR100875519B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100875519B1 true KR100875519B1 (ko) 2008-12-23

Family

ID=40373059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080058039A KR100875519B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100875519B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200480366Y1 (ko) * 2015-07-07 2016-05-31 백병덕 Al-PE 폐기물의 저온 연소처리장치
KR200490715Y1 (ko) 2018-10-23 2019-12-23 (주)창원에너텍 활성탄과 열가소성 수지를 이용한 다이옥신 저감 제품
KR102086120B1 (ko) * 2019-10-30 2020-05-27 (주)삼중나비스 쓰레기 소각장 폐수 무방류 시스템
KR20200124097A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 비엔지코리아(주) 유기성 잔재 폐자원의 혼합 연소 처리장치
KR20210000586U (ko) 2019-08-28 2021-03-11 최경옥 활성탄과 열가소성 수지를 이용한 다이옥신 저감 제품과 그 제조방법
KR102322020B1 (ko) * 2021-07-09 2021-11-08 주식회사 대한플랜트 소각 보일러의 집진 및 폐열회수 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55152524A (en) 1979-05-18 1980-11-27 Toshiba Corp Disposal method for malodorous gas
KR100769667B1 (ko) * 2006-05-22 2007-10-29 지이큐솔루션 주식회사 소각 및 연소로의 배기가스 일괄 처리시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55152524A (en) 1979-05-18 1980-11-27 Toshiba Corp Disposal method for malodorous gas
KR100769667B1 (ko) * 2006-05-22 2007-10-29 지이큐솔루션 주식회사 소각 및 연소로의 배기가스 일괄 처리시스템

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200480366Y1 (ko) * 2015-07-07 2016-05-31 백병덕 Al-PE 폐기물의 저온 연소처리장치
KR200490715Y1 (ko) 2018-10-23 2019-12-23 (주)창원에너텍 활성탄과 열가소성 수지를 이용한 다이옥신 저감 제품
KR20200124097A (ko) * 2019-04-23 2020-11-02 비엔지코리아(주) 유기성 잔재 폐자원의 혼합 연소 처리장치
KR102254637B1 (ko) * 2019-04-23 2021-05-21 비엔지코리아(주) 유기성 잔재 폐자원의 혼합 연소 처리장치
KR20210000586U (ko) 2019-08-28 2021-03-11 최경옥 활성탄과 열가소성 수지를 이용한 다이옥신 저감 제품과 그 제조방법
KR102086120B1 (ko) * 2019-10-30 2020-05-27 (주)삼중나비스 쓰레기 소각장 폐수 무방류 시스템
KR102322020B1 (ko) * 2021-07-09 2021-11-08 주식회사 대한플랜트 소각 보일러의 집진 및 폐열회수 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105716092B (zh) 一种油田落地油泥的系统处理方法
CN105080310B (zh) 废弃物焚烧烟气净化系统及整体解决工艺
KR100875519B1 (ko) 활성탄을 이용한 소각로 배기가스의 유해물질 저감 플랜트
CN101810992A (zh) 废弃物焚烧烟气净化系统及其净化工艺
KR100949037B1 (ko) 유기성 슬러지 처리시 발생하는 배출가스처리장치
CN203750409U (zh) 一种垃圾焚烧过程中产生的烟气的净化处理装置
CN101869800B (zh) 废弃物焚烧产生的烟气的净化方法及净化系统
CN201701866U (zh) 废弃物焚烧烟气净化系统
JP5961514B2 (ja) 飛灰循環型排ガス処理方法
Moretti et al. Advanced emissions control technologies for coal-fired power plants
CN103768929A (zh) 一种垃圾焚烧过程中产生的烟气的净化处理装置及其应用
US6018090A (en) Process and plant for the thermal treatment of waste material
WO2003001113A1 (en) An incineration process using high oxygen concentrations
KR100391369B1 (ko) 이중 백필터를 갖는 소각 배출가스 처리장치
Le Cloirec Treatments of polluted emissions from incinerator gases: a succinct review
EP1399695B1 (en) Flue gas purification device for an incinerator
Liberti et al. Mercury removal with powdered activated carbon from flue gases at the Coriano municipal solid waste incineration plant
CN204973575U (zh) 废弃物焚烧烟气净化系统
Ruegg et al. Dioxin removal in a wet scrubber and dry particulate remover
KR20040001100A (ko) 반건식 반응탑과 백필터를 일체화한 연소배기가스처리시스템
JP2004024979A (ja) 排ガス処理方法および装置
Hartenstein Dioxin and furan reduction technologies for combustion and industrial thermal process facilities
KR100771369B1 (ko) 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치
Male Small Scale Plasma Gasification of Municipal Solid Waste
CN211189738U (zh) 一种用于危废焚烧尾气清洁排放的净化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121101

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121213

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141215

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151216

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181210

Year of fee payment: 11