KR100889597B1 - Division device and mixing device for powdered reagent off-gas treatment of an incineration plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소각로의 배출가스 처리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로에서 배출되는 배출가스와 건식 반응제인 중탄산나트륨(NaHCO3)의 혼합 효과 및 배출가스에 포함된 산성가스 제거효율을 증가시킬 수 있는 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치 및 분배장치에 관한 것이다.The present invention relates to the treatment of exhaust gas in an incinerator, and more particularly, it is possible to increase the mixing effect of the exhaust gas discharged from the incinerator and the dry reactant sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) and the acid gas removal efficiency contained in the exhaust gas. An apparatus for mixing and distributing a dry reactant for incinerator flue gas treatment.
일반적으로 폐기물의 처리 방법중의 하나로서 소각로를 이용한 소각처리방법이 이용되고 있다. 이 소각처리방법은 매립방법보다 폐기물의 부피 및 무게를 줄일 수 있지만 대기오염 물질이 생기므로 철저한 오염방지 시설을 갖추어야 하는 어려움이 따른다.In general, an incineration method using an incinerator is used as one of waste treatment methods. This method of incineration can reduce the volume and weight of the waste compared to landfill, but there is a difficulty in having a thorough pollution prevention facility because air pollutants are generated.
소각처리장치는 소각로와 함께 폐기물을 균일하게 소각로로 공급하는 전처리설비, 배출가스의 열을 회수하고 배출가스를 냉각시키는 폐열보일러, 배출가스 중의 오염물질을 제거하는 배출가스처리설비 등으로 구성된다.The incinerator is composed of an incinerator and a pretreatment facility for uniformly supplying waste to the incinerator, a waste heat boiler for recovering heat from the exhaust gas and cooling the exhaust gas, and an exhaust gas treatment facility for removing contaminants in the exhaust gas.
이러한 소각처리장치에 제공된 배출가스처리설비는 배출가스에 포함된 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 등과 같은 산성물질, 분진, 중금속, 질소산화물(NOx), 다이옥신류 등의 오염물질을 대기중으로 배출되기 전에 제거하는 설비로서, 산성물질 처리공정에 따라 크게 다음의 3가지 형태로 구분할 수 있다.The exhaust gas treatment facility provided in such an incineration treatment apparatus contains acidic substances such as hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxides (SOx), dust, heavy metals, nitrogen oxides (NOx), dioxins and the like in the atmosphere. It is a facility to remove before being discharged. It can be classified into three types according to acidic treatment process.
1) 습식 공정1) wet process
전기집진기에서 분진이 제거된 배출가스가 습식세정탑에서 순환수에 의해 포화상태로 냉각됨에 따라 세정탑으로부터 배출되는 배출가스는 60-80℃로 냉각되며, 세정탑으로 유입되는 배출가스는 세정탑에 설치되어 있는 스프레이 노즐에서 살포된 수산화나트륨 용액에 의해 산성가스를 제거하는 방식으로서, 전기집진기, 수산화나트륨이 순환되고 배출되는 습식세정탑, 백필터, 가스히터 및 선택적촉매환원(SCR)부로 구성된다.As the exhaust gas from which dust is removed from the electrostatic precipitator is cooled to the saturated state by the circulating water in the wet scrubber, the exhaust gas from the scrubber is cooled to 60-80 ° C, and the exhaust gas flowing into the scrubber is scrubbed. A method of removing acid gas by the sodium hydroxide solution sprayed from the spray nozzle installed in the pump, comprising an electrostatic precipitator, a wet washing tower through which sodium hydroxide is circulated and discharged, a bag filter, a gas heater, and a selective catalytic reduction (SCR) unit. do.
2) 반건식 공정2) semi-dry process
반건식반응탑으로 공급되는 수산화칼슘 슬러리가 배출가스와 반응하는 과정에서 액상은 증발되면서 산성가스가 반응결정 상태를 형성하고, 이 고형 생성물이 후단설비인 백필터에 포집되어 배출되는 방식으로서, 수산화칼슘 슬러리를 투입하는 반건식반응탑, 백필터, 가스히터 및 선택적촉매환원(SCR)부로 구성된다.As the calcium hydroxide slurry supplied to the semi-dry reaction tower reacts with the exhaust gas, the liquid phase evaporates, acid gas forms a reaction crystal state, and the solid product is collected by the bag filter, which is a post stage equipment, and discharged. It consists of a semi-dry reaction tower, a bag filter, a gas heater, and a selective catalytic reduction (SCR) unit.
3) 건식 공정3) dry process
폐열보일러로부터 배출되는 배출가스가 물 분사식 조온탑에서 냉각되고 수산화칼슘을 미세한 분말상태로 분사시켜 백필터에서 필터케익을 형성하면서 산성가스와 반응하여 중성염으로 제거되는 방식으로, 조온탑, 덕트, 백필터, 가스히터 및 선택적촉매환원(SCR)부로 구성된다.The exhaust gas discharged from the waste heat boiler is cooled in a water spray type heating tower and sprayed with calcium hydroxide in a fine powder form to form a filter cake in the bag filter and react with acidic gas to remove it as neutral salt. It consists of a filter, a gas heater and a selective catalytic reduction (SCR) section.
상기와 같은 습식공정, 반건식공정, 건식공정을 간락하게 요약하면 아래 표 1과 같다.The wet process, semi-dry process, and the dry process briefly summarized as shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
상기에서 배출가스의 처리과정은 다음과 같다.The treatment process of the exhaust gas is as follows.
습식 공정: 전기집진기 → 습식세정탑(수산화나트륨 순환 및 배출) → 스팀가스히터 → 선택적촉매환원(SCR)Wet process: Electrostatic precipitator → Wet washing tower (sodium hydroxide circulation and discharge) → Steam gas heater → Selective catalyst reduction (SCR)
반건식 공정: 반건식반응탑(수산화칼슘 슬러리 투입) → 활성탄 투입 → 백필터 → 선택적촉매환원(SCR)Semi-dry process: Semi-dry reaction tower (calcium hydroxide slurry) → Activated carbon → Bag filter → Selective catalyst reduction (SCR)
건식 공정: 조온탑 → 수산화칼슘 분말 투입 → 활성탄 투입 → 백필터 → 선택적촉매환원(SCR)Drying process: temperature tower → calcium hydroxide powder → activated carbon → bag filter → selective catalytic reduction (SCR)
상기에서 습식 공정은 수산화나트륨 용액을 습식세정탑에 순환시켜 산성가스를 제거하며, 반건식 공정은 수산화칼슘 슬러리를 반건식 반응탑에 분무하여 산성가스를 제거하며, 건식 공정의 경우 수산화칼슘 분말을 덕트에 투입하여 산성가스를 제거한다.In the wet process, the sodium hydroxide solution is circulated in the wet washing tower to remove acid gas, and the semi-dry process sprays calcium hydroxide slurry into the semi-dry reaction tower to remove acid gas. Remove acid gas.
상기 3가지 공정에서 산성가스의 처리설비는 대형이며, 배출가스의 온도가 폐열보일러 후단 200℃에서 140 ~ 160℃로 낮아지고, 촉매탑 공정에서 촉매의 활성온도인 180 ~ 300℃까지 가열을 하여야 함으로 연료비용 문제가 발생한다.In the above three processes, the acid gas treatment facility is large, and the temperature of the exhaust gas is lowered from 200 ° C. to 140 to 160 ° C. after the waste heat boiler and heated to 180 to 300 ° C., which is the active temperature of the catalyst in the catalyst tower process. This creates a fuel cost problem.
특히, 상기 종래의 건식 공정의 문제점으로서 수산화칼슘 분말을 사용하는 경우 배출가스의 감온 및 가온설비가 필요하고, 배출가스와 반응제와의 혼합이 잘 이루어지지 못하고, 백필터에 유입된 배출가스가 국부적으로 필터 백에 흐르는 점, 등을 극복하기 위하여 반응제로 중탄산나트륨을 사용하고 반응제 혼합장치 및 백필터 분배장치를 설치하였다.In particular, when the calcium hydroxide powder is used as a problem of the conventional dry process, the temperature reduction and heating facilities of the exhaust gas are required, and the mixture of the exhaust gas and the reactant is not well achieved, and the exhaust gas introduced into the bag filter is localized. In order to overcome the flow through the filter bag, etc., sodium bicarbonate was used as a reactant, and a reactant mixer and a bag filter distributor were installed.
그리고 기존의 건식 공정은 반응제로 수산화칼륨 분말을 사용하며, 반응제의 혼합 및 백필터 분배를 위한 특별히 고안된 장치는 없다.In addition, the existing dry process uses potassium hydroxide powder as a reactant, and there is no specially designed device for mixing and distributing the bag filter.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소각로에서 배출되는 배출가스와 건식 반응제인 중탄산나트륨의 혼합 효과를 높여 배출가스에 포함된 산성가스 제거효율을 높일 수 있는 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치 및 분배장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention to increase the mixing effect of the exhaust gas discharged from the incinerator and sodium bicarbonate dry reactant to increase the acid gas removal efficiency contained in the exhaust gas It is to provide an apparatus for mixing and distributing a dry reactant for incinerator flue gas treatment that can be increased.
본 발명이 제안하는 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치는,The mixing device of the dry reactant for incinerator flue gas treatment proposed by the present invention,
소각로에서 폐기물의 소각시 발생된 배출가스를 배출가스처리시설로 안내하는 배출관로와, 상기 배출관로에 연결되어 배출가스에 포함된 산성가스 제거효율을 증가시킬 수 있도록 건식 반응제인 중탄산나트륨(NaHCO3)을 공급하는 반응제 공급관로를 포함하고,Sodium bicarbonate (NaHCO 3), which is a dry reactant for guiding the exhaust gas generated during incineration of waste in the incinerator, to the exhaust gas treatment facility, and to increase the efficiency of removing acid gas contained in the exhaust gas by connecting to the exhaust pipe. And a reactant supply line for supplying
상기 배출관로에는 상기 배출가스와 반응제가 고르게 혼합될 수 있도록 하는 혼합수단이 제공된 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치를 제공한다.The discharge pipe is provided with a mixing device of the dry reactant for incinerator flue gas treatment provided with a mixing means for allowing the exhaust gas and the reactant to be evenly mixed.
상기 혼합수단은 배출관로 내부에 설치되어 배출관로를 흐르는 배출가스를 선회류 흐름으로 만드는 나선형 블레이드로 이루어진다.The mixing means is composed of a spiral blade installed inside the discharge pipe to make the discharge gas flowing through the discharge pipe to the swirl flow flow.
상기 나선형 블레이드는 배출관로 내부에 위치하는 파이프의 내부에 설치되는 제1나선형 블레이드와, 상기 파이프 외측면과 배출관로 내측면 사이에 설치되는 제2나선형 블레이드로 이루어진다.The helical blade is composed of a first spiral blade installed inside the pipe located inside the discharge pipe passage, and a second spiral blade installed between the pipe outer surface and the discharge pipe inner surface.
또한 본 발명은, 소각로에서 폐기물의 소각시 발생된 배출가스를 배출가스처리시설로 안내하는 배출관로와, 상기 배출관로에 연결되어 배출가스에 포함된 산성가스 제거효율을 증가시킬 수 있도록 건식 반응제인 중탄산나트륨(NaHCO3)을 공급하는 반응제 공급관로와, 상기 반응제가 혼합된 배출가스가 통과하면서 배출가스에 포함된 산성물질을 제거하는 백필터를 포함하고,In another aspect, the present invention, the exhaust pipe for guiding the discharge gas generated during the incineration of the waste in the incinerator to the exhaust gas treatment facility, and is connected to the discharge pipe is a dry reactant to increase the acid gas removal efficiency contained in the exhaust gas Reactant supply pipe for supplying sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) and a bag filter for removing the acidic substances contained in the exhaust gas while passing through the exhaust gas mixed with the reactant,
상기 배출관로를 통과한 반응제가 혼합된 배출가스가 백필터로 유일될 때 반응제가 백필터의 전면적에 걸쳐서 고르게 유입될 수 있도록 하는 분배수단이 제공된 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 분배장치를 제공한다.It provides a distribution device for incinerator flue gas treatment incinerator flue gas treatment provided with a distribution means for allowing the reactant to flow evenly over the entire area of the bag filter when the exhaust gas mixed with the reactant passed through the discharge pipe is unique to the bag filter. .
상기 분배수단은 백필터의 유입부측에 설치되는 프레임과, 상기 프레임에 설치되어 배출가스와 혼합되어 유입되는 반응제를 백필터로 확산시키는 확산부재로 이루어진다.The distribution means includes a frame installed on the inlet side of the bag filter and a diffusion member installed on the frame to diffuse the reactant introduced into the bag filter into the bag filter.
상기 프레임은 백필터 방향으로 구배진 형태로 이루어져 확산부재는 백필터 방향으로 라운드 형태로 설치되며, 상기 확산부재는 백필터 방향쪽으로 점차적으로 벌어지는 경사면을 갖는 다수의 앵글로 이루어진다.The frame is formed in the shape of a gradient in the direction of the bag filter, the diffusion member is installed in a round shape in the direction of the bag filter, the diffusion member is composed of a plurality of angles having an inclined surface gradually toward the bag filter direction.
본 발명에 의한 소각로의 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합 및 분배장치는, 반응제 혼합장치를 이용하여 배출가스의 선회류 흐름을 발생시켜 반응제와의 혼합효과를 향상시켜 반응효율 증대와 함께, 배출가스와 중탄산나트륨 분말의 혼합효과를 높임으로, 덕트 상에서 산성물질의 제거를 효율을 향상시킬 수 있다.The mixing and distribution device of the dry reactant for flue gas treatment of the incinerator according to the present invention generates a swirl flow of the exhaust gas using the reactant mixing device to improve the mixing effect with the reactant and to increase the reaction efficiency. By increasing the mixing effect of the exhaust gas and sodium bicarbonate powder, the removal of acidic substances on the duct can be improved efficiency.
또한, 유입 배출가스 중에 포함된 중탄산나트륨을 필터 백에 균일하게 도포하여 백필터에 유입되는 배출가스 중에 포함된 산성가스의 유입부하변동에서 90%이상 안정적으로 제거할 수 있다.In addition, by uniformly applying the sodium bicarbonate contained in the inlet exhaust gas to the filter bag can be removed more than 90% in the inflow load variation of the acid gas contained in the exhaust gas flowing into the bag filter.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 소각로의 배출가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치를 설명하기 도면이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 소각로의 배출가스 처리용 건식 반응제의 분배장치를 설명하기 도면을 나타낸다.1 and 2 are views illustrating a mixing device of the dry reactant for treating the exhaust gas of the incinerator according to the present invention, Figures 3 to 5 is a distribution device of the dry reactant for treating the exhaust gas of the incinerator according to the present invention. To illustrate the drawing.
소각처리장치는 소각로에서 폐기물의 소각으로 발생된 배출가스(연소가스) 중의 오염물질을 제거하고 파괴하는 배출가스처리시설을 구비한다.The incineration apparatus has an exhaust gas treatment facility for removing and destroying contaminants in exhaust gas (combustion gas) generated by incineration of waste in an incinerator.
배출가스처리는 덕트와 같은 배출관로(100)를 따라서 배출가스가 소정의 경로를 따라서 이동되면서 진행되는데, 이때 도시되지 않은 폐열보일러를 통과하여 배출된 배출가스가 흐르는 배출관로(100) 상에는 건식 반응제인 중탄산나트륨(NaHCO3)을 투입하여 배출가스에 포함된 산성가스를 제거하도록 장치를 구성할 수 있다.The exhaust gas treatment proceeds while the exhaust gas is moved along a predetermined path along an
그러한 것을 위하여 상기 배출관로(100)에는 공기와 함께 건식 반응제인 중탄산나트륨(NaHCO3)을 배출관로(100)를 흐르는 배출가스에 공급할 수 있도록 건식 반응제 공급관로(200)가 연결된다.To this end, the exhaust pipe line (100) is connected to a dry reactant supply pipe (200) to supply a dry reactant sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) with air to the exhaust gas flowing through the discharge pipe line (100).
상기 건식 반응제 공급관로(200) 내부에는 나선형으로 이루어진 블레이드(210)가 설치되어 중탄산나트륨이 배출관로(100)로 공급될 때 선회류의 흐름을 유지하며 공급될 수 있도록 되어있다.In the dry
그리고 본 발명에서는 상기 배출관로(100)에는 배출가스가 상기 건식 반응제 공급관로(200) 부분을 통과할 때 배출가스와 건식 반응제가 고르게 혼합될 수 있도록 혼합수단이 제공된다.In the present invention, the
상기 혼합수단은 배출관로(100) 내부에 설치되어 배출관로(100)를 흐르는 배출가스를 선회류 흐름으로 만드는 나선형 블레이드로 이루어진다.The mixing means is composed of a spiral blade is installed in the
상기 나선형 블레이드는 배출관로(100) 내부에 위치하는 파이프(110)의 내부에 설치되는 제1나선형 블레이드(120)와, 상기 파이프(110) 외측면과 배출관로(100) 내측면 사이에 설치되는 제2나선형 블레이드(130)로 이루어진다.The spiral blade is installed between the first
상기 제1,2나선형 블레이드(120)(130)는 하나로 각각 이루어지거나 2개 이상의 다수개로 이루어질 수 있으며, 이와 같은 나선형 블레이드(120)(130)로 인하여 배출관로(100)를 흐르는 배출가스가 선회류 흐름으로 바뀌면서 흘러 그 후에 반응제 공급관로(200)를 통하여 투입되는 건식 반응제가 배출가스와 잘 섞이게 된다.The first and second
이와 같은 반응제 혼합장치를 통과한 배출가스는 배출관로(100)를 따라 흘러 백필터(미도시)를 통과하면서 배출가스 속에 포함된 산성물질(염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 등)을 제거하게 되는데, 이때, 배출가스와 같이 공급되는 건식 반응제가 백필터에 균일하게 도포될 수 있도록 하기 위하여 배출관로(100) 단부인 백필터의 유입구(140)에는 분배수단이 제공된다.The exhaust gas passing through the reactant mixing device flows along the
상기 분배수단은 백필터의 유입구(140)측에 설치되는 프레임(300)과, 상기 프레임(300)에 설치되어 배출가스와 혼합되어 유입되는 반응제를 백필터로 확산시키는 확산부재로 이루어진다.The distribution means includes a
상기 프레임(300)은 백필터 방향으로 구배진 형태로 이루어지고, 여기에 설치되는 확산부재는 백필터 방향으로 라운드 형태의 배열로 설치된다.The
상기 확산부재는 백필터 방향쪽으로 점차적으로 벌어지는 경사면을 갖는 다수의 앵글(310)로 이루어진다.The diffusion member is composed of a plurality of
상기 프레임(300)은 배출관로(100)에 일측이 고정되된 상태로 연장되는 고정부(320)에 고정되고, 이러한 프레임(300)에 앵글(310)이 간격을 유지하며 설치되어 배출가스가 앵글(310)을 통과하면서 외측으로 넓게 확산될 수 있도록 되어있다.The
상기와 같은 본 발명의 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치 및 분배장치는, 폐기물 투입 → 소각로 → 폐열보일러 → 반응제 혼합장치 → 백필터 분배장치 → 백필터 → 송풍기로 구성된 소각처리장치에 제공된다.The mixing device and distribution device of the dry reactant for incineration flue gas treatment of the present invention as described above are provided in an incineration treatment device consisting of waste input → incinerator → waste heat boiler → reactant mixing device → bag filter distribution device → bag filter → blower. do.
이러한 소각처리시 폐열보일러를 통과한 배출가스에 반응제 혼합장치를 통과하면서 나선형 블레이드(120)(130)에 의하여 배출가스는 선회류로 흐르므로, 곧바로 건식 반응제 공급관로(200)를 통하여 반응제인 중탄산나트륨 분말이 투입되면 이 반응제의 혼합이 잘 이루어지게 된다.During the incineration treatment, the exhaust gas flows into the swirl flow by the
그리고 반응제가 혼합된 배출가스는 반응제 분배장치를 통과하면서 배출가스 중에 포함된 중탄산나트륨을 백필터에 균일하게 도포하여 백필터에 중탄산나트륨 반응제가 케이크를 형성하여 잔류 산성물질인 염화수소(HCl), 이산화황(SO2), 삼산화황(SO3), 불화수소(HF) 등이 케이크를 형성하여 잔류 산성물질을 50%이상 제거한다. 이와 같은 반응제 분배장치는 산성가스의 유입부하 변동에도 산성물질을 90%이상 안정적으로 제거할 수 있다. 이때 중탄산나트륨과 배출가스 중의 산성가스의 제거반응은 하기 반응식 1과 같다.And the exhaust gas mixed with the reactant passes through the reactant distribution device and uniformly apply sodium bicarbonate contained in the exhaust gas to the bag filter, so that the sodium bicarbonate reactant forms a cake on the bag filter, so that the residual acidic substance is hydrogen chloride (HCl), Sulfur dioxide (SO 2 ), sulfur trioxide (SO 3 ), and hydrogen fluoride (HF) form a cake to remove more than 50% of residual acidic substances. Such a reagent dispensing apparatus can stably remove more than 90% of acidic substances even under fluctuating load of acidic gas. At this time, the reaction of removing the acidic gas in the sodium bicarbonate and the exhaust gas is shown in Scheme 1.
[반응식 1]Scheme 1
NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO
2 NaHCO 3 + SO 2 + ㅍ O 2 → Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 CO 2 2 NaHCO 3 + SO 2 + P O 2 → Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 CO 2
2 NaHCO 3 + SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 CO 2 2 NaHCO 3 + SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O + 2 CO 2
NaHCO 3 + HF → NaF + H 2 O + CO 2 NaHCO 3 + HF → NaF + H 2 O + CO 2
도 1은 본 발명에 따른 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 혼합장치를 설명하기 위하여 관로를 절개한 상태의 도면.1 is a view of a state in which a pipeline is cut in order to explain the mixing device of the dry reactant for incinerator flue gas treatment according to the present invention.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 A-A선 및 B-B선에서 바라본 도면.2A and 2B are views seen from line A-A and line B-B of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 분배장치를 평면에서 바라본 도면.Figure 3 is a plan view of the distribution device of the dry reactant for incinerator flue gas treatment according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 분배장치를 정면에서 바라본 도면.Figure 4 is a front view of the distribution apparatus of the dry reactant for incinerator flue gas treatment according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 소각로 배가스 처리용 건식 반응제의 분배장치를 측면에서 바라본 도면.Figure 5 is a side view of the distribution device for the dry reactant for incinerator flue gas treatment according to the present invention.
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