KR100890854B1 - 기체로부터 이산화황을 분리하는 방법 및 장치 - Google Patents

기체로부터 이산화황을 분리하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기체(4)용 유입구(2) 및 이산화황이 분리된 기체(40)용 배출구(42)를 갖는 이산화황 분리 장치(1)에 관한 것이다. 천공판(20)이 유입구(2)와 배출구(42) 사이에 위치하여 기체(4)가 아래쪽으로부터 통과하도록 한다. 천공판은 그 윗면(22)에서 흡수 액체의 유동층(24)을 나른다. 유입관(12)은 흡수 액체용 용기(6)를 천공판(20)의 윗면(22)에 연결한다. 수단(10)은 용기(6)로부터 유입관(12)을 통해, 천공판(20)의 윗면(22)까지 천공판(20)을 따라 흡수 액체(8)를 운반한다. 또한 장치는 천공판(20) 상을 흐르는 흡수 액체(8)를 수집하기 위한 배출구 상자(30) 및, 기체(4)가 천공판(20)을 통과하기 전에, 유입구(2)를 통해 장치(1)에 공급된 기체(4)를 배출구 상자(30)로부터 용기(6)로 흐르는 액체(8)와 접촉시키기 위해 배치된 하나 이상의 분배 수단(34)을 갖는다.

Description

기체로부터 이산화황을 분리하는 방법 및 장치 {A METHOD AND A DEVICE FOR THE SEPARATION OF SULPHUR DIOXIDE FROM A GAS}
본 발명은 수성의 흡수 액체에 의해 기체로부터 이산화황을 분리하는 방법 에 관한 것이고, 이 방법에서 기체는 흡수 액체의 유동층이 그 위에 제공되는 실질적으로 수평인 천공판(apertured plate)을 통해 위쪽으로 운반된다.
또한, 본 발명은 수성의 흡수 액체에 의해 기체로부터 이산화황을 분리하는 장치에 관한 것이고, 이 장치는 이산화황을 함유하는 기체용 유입구 및 이산화황이 분리된 기체용 배출구, 유입구와 배출구 사이에서 실질적으로 수평인 천공판, 흡수 액체용 용기, 용기를 천공판의 윗면에 연결하는 하나 이상의 유입관, 및 용기에서 유입관을 통해 천공판의 윗면까지 천공판을 따라 흡수 액체를 운반하기 위한 하나 이상의 수단을 포함하며, 천공판은 이산화황을 함유하는 기체가 아래로부터 통과하여 이의 윗면 상에서 흡수 액체의 유동층을 나르도록 배치된다.
이산화황은 황-함유 물질, 예컨대 석탄, 오일, 천연 가스, 산업 및 가정용 폐기물, 토탄 등의 산화에서 형성되는 기체이다. 또한 이산화황은 야금 공정 등의 화학 공정에서 잔여 생성물로서 형성될 수 있다. 일반적으로, 다량의 이산화황을 대기로 방출하는 것은 허용되지 않으며, 이는 상당한 종류의 세정이 필요하다는 것 을 의미한다. 이의 일 구체예는 발전 장치 및 그밖의 연소 장치에서의 배연의 세정이다. 이러한 장치에서 연소로 형성되는 배연은, 다른 무엇보다도, 흡수 액체로의 이산화황의 흡수에 의해 대개 세정된다. 예를 들어, 흡수 액체는 물과, 이산화황의 흡수에 적합한 물질들, 석회, 석회석, 백운석암, 수산화 나트륨 용액 및 이와 유사한 물질을 하나 이상 함유할 수 있다. 배연은, 예를 들어 EP 0 162 536호에 기재된 분무 타워에서, 또는 예를 들어 US 5,246,471호에 기재된 천공 트레이에 의해 세정될 수 있다. 그러나, 이산화황으로부터 기체, 특히 배연을 세정하기 위한 상기 장치들은, 다량의 흡수 액체가 비교적 고압에서 펌핑되므로 매우 많은 에너지를 필요로 하는 것이 발견되었다.
US 4,099,925호, US 5,660,616호, US 4,239,515호 및 WO 96/00122호에서는 에너지 소비가 낮은 세정 장치에 대해 기술한다. 배연은 흡수 액체의 유동층이 제공되는 천공판을 통해 위쪽으로 운반된다.
만약 배연이 수증기로 포화되지 않으면, 세정 과정 동안 물이 흡수 액체로부터 증발하여 배연에 가해질 것이다. 배연이 천공판을 통과할 때 이러한 증발이 부분적으로 발생하는 것이 발견되었다. 한가지 문제는, 흡수 액체에 용해되거나 현탁되는 석회, 석회석, 석고, 칼슘 술파이트, 황산 나트륨 등의 물질이 증발하여 천공판의 밑면 및 천공판의 구멍에 침전되는 경향을 나타내는 것이다. 이는 천공판을 가로지르는 압력 강하를 증가시키고 천공판의 영역에 걸친 압력 강하를 변화시킨다. 그 결과, 증가된 압력 강하로 인한 에너지 소비가 증가되고 천공판 상의 흡수 액체 층에서 배연의 균질하지 않은 분포로 인해 이산화황의 흡수가 감소된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 방안은, 천공판을 갖는 세정 장치 앞에, 예를 들어 US 5,753,012호에 기재된 유형의, 별도의 분무 타워 형태의 냉각기를 배치하는 것이다. 별도의 분무 타워에 배연이 먼저 도입되고, 수성 액체가, 액체의 흐름 대 배연의 흐름의 비(소위 L/G)가 통상적으로 약 0.2 내지 1ℓ의 액체/m3의 배연이 되도록, 액체가 분무되어 배연을 수증기로 포화시키는 높은 압력에서 주입된다. 배연이 수증기로 포화된 후, 고체의 침전 위험 없이 배연을 천공판으로 통과시킬 수 있다. 그러나 별도의 분무 타워는 펌프, 파이프, 탱크, 제어 시스템 및 별도의 타워를 포함하는 복잡하고도 에너지 소모적인 해결책이다. 또한, 이러한 분무 타워 이용시, 반건조 입자가 형성되어 천공판의 밑면에 부착될 수 있다. 따라서, 종종 천공판의 밑면을 간헐적으로 세척하기 위해 시스템을 처리할 필요가 있다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급한 종래 기술의 단점을 제거하거나 대부분 경감시킨 이산화황의 분리에 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 이러한 목적은 도입부에 언급한 유형의 방법에 의해 달성되고, 이 방법은 흡수 액체를 천공판 상에서 유입구 영역으로부터 배출구 영역까지 이동시키고, 여기서 흡수 액체는 수집되어 아래쪽의 흡수 액체용 용기로 흐르고, 기체는 먼저 접촉 영역을 통해 운반되고, 여기서 배출구 영역에서 아래쪽의 용기로 흐르고 있는 흡수 액체와 접촉하고, 이후 기체는 천공판을 통해 위쪽으로 이동하고 유동층은 이산화황의 분리를 위해 그 위에 제공됨을 특징으로 한다. 접촉 영역은 실질적으로 기체를 수증기로 포화시킴으로써, 천공판 상에서의 침전 위험을 감소시킨다. 또한 접촉 영역은 이산화황의 흡수를 가능하게 한다. 이산화황의 흡수가, 먼저 접촉 영역에서 그리고 천공판상에 제공된 흡수 액체 층에서 두 단계로 발생할 때, 이산화황의 총 흡수가 개선될 것이다. 흡수 액체가 먼저 천공판 상을 흘러 접촉 영역에 도달하므로, 흡수에 유리한 역류가 제공될 것이다.
바람직한 구체예에 따라, 석회, 석회석 및 이의 현탁액에서 선택된 흡수제가 흡수 액체에 가해진다. 석회 및 석회석은, 이산화황이 많은 유량의 배연으로부터 분리되기 때문에 경제적인 관점에서 바람직한 흡수제이다. 석회 또는 석회석을 함유하는 흡수 액체는 석회석, 석고 및 칼슘 술파이트 등의 포함된 화합물의 제한된 용해성으로 인해 고체 현탁액의 형태로 존재한다. 본 발명에 따른 방법에서, 상기 현탁액 중의 고체가 천공판에 부착하여, 이의 막힘을 초래할 위험이 보다 적다.
적절하게는, 용기 중의 흡수 액체의 표면이 접촉 영역 아래의 높이에 위치하고, 기체를 운반하는 통로가 흡수 액체의 표면 및 배출 영역 사이에 제공되며, 대표적인 파라미터인 흡수 액체의 표면 높이, 이에 따른 통로의 높이는, 통로 중의 기체의 평균 속도가 5 내지 35 m/s의 범위가 되도록 조절된다. 이 범위는 기체와 흡수 액체 사이의 양호한 접촉을 초래하여, 기체 중의 수증기의 함량과 관련하여 충분한 정도의 포화 뿐 아니라 낮은 압력 강하를 야기하는 것으로 발견되었다. 다양한 기체 흐름에서, 통로의 높이를 조절함에 의해 기체 속도를 상기 바람직한 범위내로 유지하는 것이 가능하다.
바람직한 방법에서, 배출구 영역은 배출구 영역에서 용기로 흐르는 액체를 접촉 영역에 분배시키기 위한 하나 이상의 분배 수단을 지닌 배출구 상자를 포함하고, 배출구 상자 중의 수압 대, 접촉 영역 직전의 제 1 지점 및 천공판 상의 흡수 액체의 유동층 상위의 제 2 지점 간의 기체의 압력 차이의 비는, 상기 수압이 기체의 상기 압력 차이보다 크도록 하는 방식으로 조절된다. 이는, 기체가 배출구 상자로 흐르지 않고 액체가 분배 수단 밖으로 흘러 접촉 영역에서 기체와 접촉하도록 보장한다. 기체의 상기 압력 차이에 대한 수압의 비는, 분배 수단을 떠나는 흡수 액체의 속도가 0.2 내지 3 m/s가 되도록 조절되는 것이 보다 바람직하다. 흡수 액체가 상기 속도를 가질 때, 접촉 영역에서 기체와 흡수 액체간의 유효한 접촉이 이루어진다. 이러한 속도를 수득하는데 요구되는 수압은 비교적 낮고, 이는 낮은 전력 소비를 초래한다. 이는, 배출구 상자 중의 높은 수압이 용기로부터 유입구 영역으로 되돌아오는 흡수 액체의 큰 양력 높이를 초래하기 때문이다.
바람직한 구체예에 따라, 기체는 접촉 영역으로 도입되기 전에 불포화 상태이고, 기체는 실질적으로 접촉 영역에서 아래쪽으로 흐르는 흡수 액체와 접촉할 때 실질적으로 수증기로 포화된다. 수증기로의 포화는, 흡수 액체 중에 용해되거나 현탁된 여하한 물질이 천공판의 밑면에 침전되어 천공판의 증가된 압력 강하 문제를 일으킬 위험을 상당히 감소시킨다.
본 발명의 또다른 목적은, 종래 기술의 상기 단점을 제거하거나 상당히 감소시키며 이산화황을 분리하는 간단한 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따라, 이 목적은 도입부에서 언급한 유형의 장치로서, 천공판 상을 흐르는 흡수 액체를 수집하는 하나 이상의 배출구 상자 및, 유입구를 통해 장치로 공급된 기체를 배출구 상 자로부터 용기로 흐르는 액체와, 기체가 천공판을 통과하기 전에 접촉시키기 위해 배치된 하나 이상의 분배 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치에 의해 달성된다.
적절하게도, 분배 수단은 하나 이상의 노즐을 포함한다. 다양한 수단으로 고안될 수 있는 노즐은 종종 흡수 액체의 분사를 야기하기에 매우 적절하며, 이의 주요 부분(main part)은 용기에 도달하고 소 부분(minor part)이 기체를 동반하며, 흡수 액체는 기체에 양호한 접촉을 제공한다. 대부분의 노즐 유형은 낮은 압력 강하 및 양호한 액체의 분배를 제공할 뿐 아니라 막힘의 위험을 저하시키도록 고안된다. 가장 작은 홀 직경 또는 가장 작은 갭의 폭 등의 노즐의 특징적인 치수는 1 내지 8cm 이어야 한다. 이러한 노즐 크기는 양호한 분배, 낮은 압력 강하 및 흡수 액체와의 접촉에서 형성되는 적합한 크기의 소적을 생성한다. 흡수 액체와의 접촉에서, 소적은 광범한 범위내의 크기로 형성된다. 적절하게는, 이러한 범위의 크기가 특정량의 소적을 함유하고, 이는 수증기로 포화되지 않은 기체와 접촉시 신속하게 증발된다. 그러나, 액체의 주요 부분은 기체를 동반하지 않으며, 용기내로 흘러 들어가야 한다.
배출구 상자는 기부를 갖는 것이 편리한데, 이는 천공판의 윗면 높이 아래에 위치한다. 따라서, 놓여진 기부는 분배 수단으로부터 요망하는 액체 속도를 수득하기에 충분히 높은 수압을 유효한 방식으로 제공한다.
바람직한 구체예에 따라, 용기 중의 액체의 표면은 배출구 상자 밑에 놓여지고, 흡수 액체의 표면과 배출구 상자 사이에 통로가 제공된다. 이러한 구체예에서 용기 중의 흡수 액체의 표면 높이를 변경함에 의해 통로를 변화시킬 수 있다. 동시에, 편리한 수집 장치가 수득되고, 여기서 통로를 통과하는 흡수 액체는 용기내에 용이하게 수집된다. 분배 수단으로부터 아래쪽으로 흐르는 흡수 액체와 함께, 흡수 액체의 표면은 통로의 유효한 실링(sealing)을 제공하고, 이는 흡수 액체와의 접촉없이 기체가 통과할 위험성을 감소시킨다. 용기 중의 흡수 액체의 표면은 또한 실질적으로 전체 천공판 밑으로 연장되는 것이 특히 바람직하다. 이는, 용기가 분배 수단의 밖으로 흐르는 흡수 액체 및 천공판의 구멍을 통해 아래쪽으로 흐를 수 있는 흡수 액체 둘 모두를 수집한다는 이점을 갖는다. 특히, 기체의 흐름이 장치로 치수화된 흐름 보다 낮을 경우, 천공판 상을 흐르는 층의 상당 부분이 천공판의 구멍을 통해 아래쪽으로 흐를 것이다. 용기 중의 액체 표면이 전체 천공판의 표면 아래로 연장될 때, 분배 수단을 거쳐 천공판의 구멍을 통하여 아래쪽으로 흐르는 모든 흡수 기체는 펌프, 파이프 등의 여하한 보조 수단을 필요로 하지 않으며 용기내에 수집될 것이다.
바람직한 구체예에 따라, 천공판과 배출구 상자 사이에 오버플로우 림이 배치된다. 오버플로우 림은 천공판 상을 흐르는 특정의 가장 작은 두께의 층을 제공한다. 이는, 달리 말해 배출구 상자가 전체 층을 유출시킬 위험이 있으므로, 저유량의 기체인 경우에 특히 바람직하다.
또다른 바람직한 구체예에 따라, 배출구 상자는 분배 수단을 통한 액체 흐름의 속도를 조절하기 위한 오리피스판 등의 조절 수단을 포함한다. 조절 수단은 현재의 구동 방식에 배출구 상자의 기능을 맞추어, 장치의 대부분의 유효한 구동을 상이한 기체 흐름 속도에서 수득하는데 이용될 수 있다.
바람직하게는, 천공판의 윗면으로의 흡수 액체의 공급 수단이 거대 펌프를 포함한다. 거대 펌프는 흡수 액체의 수송과, 그 안에서 생길 수 있는 술파이트 등의 여하한 산화가능한 물질의 동시 산화를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 장치 중의 거대 펌프는, 많은 유량의 기체인 경우, 보통은 큰 높이의 통로와 함께 산화도가 높은 술파이트가 요구된다는 점에서 특히 이롭다. 또한 거대 펌프의 특징은 큰 높이의 통로를 수득하는데 필수적인, 흡수 액체의 큰 유량에서 큰 산화 용량을 제공하는 것이다.
흡수 액체의 유출을 위한 유출 영역이 적절하게 천공판과 분배 수단 사이에 배치된다. 유출은 흡수 액체의 밀도를 증가시키고, 이는 배출구 상자에서 수압을 증가시킨다. 증가된 수압은 분배 수단을 통과하는 액체의 속도를 증가시키는데 이용될 수 있다. 또한, 유출에 의해 일정한 수압에서 배출구 상자의 깊이를 감소시키는 것이 가능하다.
다수의 구체예 및 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 부분 II를 확대하여 도시한 측단면도이다.
도 3a는 도 1 및 도 2에 도시된 배출구 상자의 기부를 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 기부의 선택적인 구체예를 도시한 평면도이다.
도 4a는 오버플로우 림이 제공된 배출구 상자를 도시한 측단면도이다.
도 4b는 오리피스판이 제공된 도 3a에 도시된 기부의 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 구체예를 원형 장치 형태로 도시한 측단면도이다.
도 5b는 선 V-V에 따른 도 5a에 도시된 장치의 평단면도이다.
도 6a는 본 발명의 또다른 선택적인 구체예를 원형 장치 형태로 도시한 측단면도이다.
도 6b는 선 VI-VI에 따른 도 6a에 도시된 장치의 평단면도이다.
바람직한 구체예의 설명
도 1은 본 발명에 따른 장치(1)를 도시한다. 장치(1)는 보일러(도시되지 않음)로부터의 배연(4)용 유입구(2)를 갖는다. 장치(1)의 하부 부분은 탱크(6)이고, 이는 흡수 액체(8)를 함유하도록 배치된다. 또한 장치(1)는 흡수 액체(8)를 탱크(6)로부터 유입관(12)을 거쳐 유입구 영역(14)까지 운반하는 거대 펌프(10)를 갖는다. 거대 펌프(10)는, 압축된 공기 용기(도시되지 않음)로부터 압축된 공기를 운반하는 파이프(16)와 흡수 액체(8) 중의 압축된 공기를 분배하기 위한 다수의 압축된 공기 노즐(18)로 구성된다. 유입구 영역(14)은 천공판(20)과 연결된다. 천공판(20)은 윗면(22) 상을 흐르는 흡수 액체(8)의 층(24)을 이의 윗면(22)에서 나르도록 배치된다. 천공판(20)은 다수의 홀(26)을 갖는데, 이는 균일하게 분포되고, 이를 통해 배연(4)이 통과할 수 있다. 천공판(20)의 전체 수평면의 투영은 탱크(6)의 벽 내부에 위치하고, 이에 의해 천공판(20)의 홀(26)을 통해 아래로 떨어지는 흡수 액체(8)는 효과적으로 탱크(6)내에 수집된다. 더욱이 장치(1)는 천공판(20)의 윗면(22)에 연결된 배출구 영역(28)을 갖는다. 배출구 영역(28)은, 유입구 영역(14)에 반대되는 천공판(20)의 말단에 유입구 영역(14)으로부터 L의 거리에 위치한다. 배출구 영역(28)은 천공판(20) 상에서 층(24)의 형태로 흐르는 흡수 액체(8)를 수집하기 위한 배출구 상자(30)를 포함한다. 배출구 상자(30)는 노즐(34) 형태의 분배 수단이 제공된 기부(32)를 갖는다. 배출구 상자(30)의 기부(32)와 탱크(6)내 흡수 액체의 표면(36) 사이에, 배연(4)이 통과할 수 있는 갭(38) 형태의 통로가 존재한다. 장치(1)를 통과한 기체(40)는 기체용 배출구(42)를 통해, 예를 들어 기체로부터 소적을 분리하고 기체를 수증기의 포화 온도 이상의 온도까지 재가열하는 것을 포함할 수 있는 후처리(도시되지 않음)를 위해 운반된다. 흡수 액체(8)는 대체로 물, 석회석 현탁액의 용기(도시되지 않음)로부터 탱크로 공급되는 석회석, 석고, 및 배연(4)에서 이산화황 분리시 형성되는 칼슘 술파이트의 혼합물이다. 흡수 액체(8)는, 예를 들어 WO 96/00122호에 기술된 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 배연(4)은 따라서 유입관(2)을 통해 갭(38)으로 운반된다. 갭(38)과 관련하여, 흡수 액체(8)가 노즐(34)을 통해 가해진다. 흡수 액체(8)는 이후 배연(4)과 접촉하고 혼합됨으로써 접촉 영역(44)을 형성한다. 접촉 영역(44)에서, 흡수 액체(8)는 부분적으로 증발되며, 배연(4)은 실제로 수증기로 포화된다. 따라서, 접촉 영역(44) 중의 배연(4)이 천공판(20)의 윗면(22)을 흐르는 실제로 모든 양의 흡수 액체(8)와 접촉할 때, 기체에서 만족스러운 정도의 포화가 이루어진다. 이후 배연(4)은 추가로 흡수 액체의 표면(36)과 천공판(20) 사이의 공간(46)으로 운반된다. 갭(38)을 통과한 후 실질적으로 포화된 배연(4)은 또한 접촉 영역(44)으로부터 동반된 흡수 액체(8)의 소적을 함유한다. 이렇게 동반된 소적은 천공판의 밑면(47)에 수세 효과를 초래하여, 천공판(20)의 밑면(47)과 홀(26)에 대한 고체의 침전 위험을 감소시킨다. 후속적으로 배연(4)은 천공판(20)의 홀(26)을 통과하여 천공판(20)의 윗면(22) 상의 흡수 액체(8)의 유동층(24)과 접촉하는 동안 분산되며, 이산화황은 배연(4)으로부터 분리되어 흡수 액체(8)에 용해된다. 이산화황이 분리된 기체(40)는 이후 기체 배출구(42)를 통해 장치 밖으로 나온다.
거대 펌프(10)의 노즐(18)에 의해 형성된 압축된 기포는 유입관(12)에서 흡수 액체(8)의 밀도를 감소시킨다. 흡수 액체(8)는 따라서 유입관(12)의 위쪽으로 흘러, 유입구 영역(14)에 도달하고, 배연(4)으로부터 이산화황을 흡수하는 천공판(20)의 윗면(22)을 흐른다. 이산화황의 흡수로, 흡수 액체(8) 중에 술파이트 이온이 형성된다. 고농도의 술파이트 이온은, 침전의 위험과 칼슘 술파이트의 외피화를 증가시키기 때문에 바람직하지 않다. 거대 펌프(10)는 공기를 공급하기 때문에, 흡수 액체(8)가 위쪽으로 운반됨과 동시에 술파이트 이온의 강력한 산화가 유입관(12)에서 이루어질 것이다. 추가의 산화가 요구되면, 압축된 공기 용기(도시되지 않음)로부터의 압축된 공기를 공급하는 산화 장치(48)를 탱크(6)의 기부에 가깝게 설치할 수 있다. 흡수 액체가 전체 천공판(20) 위를 흘러서, 배출구 영역(28)으로 운반된다. 배출구 영역(28)에서, 배연(4)이 흡수 액체(8)를 통해 버블링되지 않음으로써, 흡수 액체(8)가 다소간 유출되고, 이는 밀도의 증가를 수반한다. 흡수 액체는 배출구 상자(30)에 수집된 다음 노즐(34) 밖으로 흐르고, 배연(4)과 접촉하여 부분적으로 증발된다. 노즐(34) 밖으로 흐르는 흡수 액체(8)의 증발되지 않은 부분이 액체 표면(36)에 가해지고 탱크(6)에서 흡수 액체와 합쳐진다.
결과적으로, 흡수 액체(8)는 천공판(20)의 윗면(22)으로 운반되고, 이후 접촉 영역(44)을 통해 탱크(6)로 되돌아와, 흡수 액체(8)가 천공판(20)의 윗면(22)으로 다시 운반되기 전에 술파이트 산화용 공기로 처리된다. 따라서, 천공판(20)의 윗면(22) 상에서 이산화황을 흡수함에 의해 세정된 기체(40)와 접촉한 흡수 액체(8)가 접촉 영역(44)으로 운반되어, 여기서 비세정된 배연(4)과 접촉하는 역류 공정이 제공된다. 비세정된 배연(4)이 세정된 기체(40) 보다 다량의 이산화황을 함유하기 때문에, 흡수 액체(8)가 천공판(20) 상에서 이미 많은 양의 이산화황을 흡수했음에도 불구하고, 역류 공정으로 인해 접촉 영역(44)에서 현저한 이산화황의 흡수가 추가로 발생한다. 따라서, 이러한 역류 공정은 종래 기술과 비교하여, 필적하는 양의 흡수 기체가 천공판(20) 상을 흐를 때 이산화황을 흡수하는 개선된 용량의 장치(1)를 초래한다.
도 2는 도 1 중의 부분 II의 확대도를 도시하다. 분명히, 배연(4)은 액체의 표면(36)에 작용하여 배연(4)용 유입구(2) 근처에 아래로 휜 표면(50)을 형성할 것이다. 이러한 표면의 정확한 외형은 기체(4)의 유속과 장치(1)의 정확한 설계에 따라 다양하므로, 도 2에 도시된 외형의 표면(50)은 도식적인 예로서 고려된다. 또한 배연(4)은 흡수 액체(8)의 흐름(35)에 영향을 미치는데, 이 흐름(35)은 그 하부 부분에 수직이 아니라 비스듬하게 되도록 노즐(34)을 통과한다. 이 흐름(35)이 소적의 크기 및 유동 속도와 관련하여 매우 강력하여, 배출구 상자(30)에서 흡수 액체의 표면(36)까지 내내 흡수 액체(8)의 농축된 커튼(curtain)을 제공하는 것이 중요하다. 흡수 액체의 표면(36)과 배출구 상자(30) 사이의 갭(38)은 높이가 H인 노즐(34)을 갖고, 이는 탱크(6)내 흡수 액체의 높이, 즉 액체의 표면(36) 높이에 의해 조절된다. 배연(4)의 특정 흐름에서, 특정한 높이 H는 갭(38)에서의 기체(4)의 특정 속도를 초래할 것이다. 이 기체 속도가 약 35 m/s를 초과해서는 안된다는 것이 발견되었다. 보다 높은 기체 속도에서는, 갭(38)의 압력 강하가 증가한다. 보다 높은 속도에서의 더 중요한 단점은 배연(4)이 노즐(34)을 떠나는 흡수 액체(8)의 주요 부분을 동반할 것이라는 점이다. 이는 공간(46)에서 압력 강하를 증가시키고, 홀(26)을 흡수 액체로 채움으로써, 또한 홀의 압력 강하를 증가시킨다. 갭(38)에서의 기체 속도는 배연(4)과, 노즐(34)에 의해 분배된 흡수 액체(8) 간의 양호한 접촉을 보장하기 위해 약 5 m/s를 초과하여야 한다. 도 2에 도시된 경우에서, 탱크(6) 중의 액체 표면(36)이 천공판(20)과 동일한 수평면 상에서 연장될 때, 높이 H는 층의 길이, 즉 유입구 영역(14)에서 배출구 영역(28)까지의 길이 L의 약 10% 이상인 것이 적절한 것으로 발견되었다. 거대 펌프(10)로의 압축된 공기의 흐름을 조절하여 높이 H를 현재의 구동 방식에 적합한 적합한 수치로 조정한다. 배연(4)의 흐름이 증가하면, 거대 펌프(10)로의 공기의 흐름이 증가하고, 이는 유입구 영역(14)으로의 흡수 액체(8)의 흐름을 증가시킨다. 이로 인해, 층(24)의 두께가 증가하고, 탱크(6) 중의 액체량이 감소하며 높이 H는 증가한다. 따라서, 갭(38) 중의 기체 속도는 바람직한 범위내에서 유지될 수 있다. 동시에, 층(24)이 보다 두꺼우면 보다 많은 흐름의 배연(4)에서 이산화황을 충분히 흡수할 수 있다.
배출구 상자(30)는, 요망하는 흐름의 흡수 액체(8)가 노즐(34)을 떠나도록 하는 방식으로 설계된다. 배연(4)이 홀(26) 대신 노즐(34)을 통과하는 것을 방지하기 위해, 배출구 상자는 특정 수압 P1을 가져야 한다. 배연 중의 압력 차이 dPr은 접촉 영역(44) 직전에 위치한 지점 A와 층(24) 바로 위의 지점 B에서 측정될 수 있다. 이후, 배출구 상자(30)의 수압 P1은, 배출구 상자(30)의 기부(32)로부터 기부(32) 상위에 위치한 흡수 액체(8)의 표면 상의 지점 S까지를 측정한 높이 h1에 배출구 상자(30) 중의 액체의 밀도와 중력 가속도 g를 곱함으로써 산출될 수 있다.
노즐(34)을 떠나는 흡수 액체(8)는 이 액체와, 접촉 영역(44) 중의 배연(4) 사이에 양호한 접촉을 야기하는 특정 속도를 가져야 한다. 0.2 내지 3 m/s의 액체 속도가 편리한 것으로 발견되었다. 이 액체 속도를 제공하기 위해, 배출구 상자(30) 중의 수압 P1은 dPr 보다 상당히 커야만 한다. dPr에 필적하는데 요구되는 높이보다 약 100 mm 이상 높은 h1이 상기 액체 속도를 제공하는데 적합하다는 것이 발견되었다. 또한, 높이 H가 작은 경우, 갭(38) 중에 높은 압력 강하가 존재하여 압력 차이 dPr을 증가시키며, 바꾸어 말해 배출구 상자(30)에서 큰 높이 h1이 필요하다는 것을 이해할 것이다.
층(24)의 흡수 액체(8)는 비교적 많은 양의 기포를 함유할 것이다. 바람직하게는, 천공판(20)의 밑면(47)과, 갭(38)에서의 요망되는 높이 H를 수득하기 위해 거대 펌프(10)에 의해 생성되어야만 하는 액체의 표면(36) 간의 높이 차이 H1이 보다 작아져서 거대 펌프(10)에서 압축된 공기의 소비를 감소시키기 때문에, 높이 h1 은 상기 조건을 만족시키며 가능한 한 작아야 한다. 배출구 상자(30)의 수압 P1이, 배출구 상자(30)의 높이 h1과 흡수 액체(8)의 밀도의 생성치에 비례할 때, 동일한 수압을 얻기 위해, 높이 h1을 감소시키며 밀도를 증가시키는 것이 필수적이다. 이러한 목적을 위해, 배출구 상자(30)에서 아래쪽으로 유도된 수직의 액체 속도는 약 0.1 내지 1 m/s, 바람직하게는 약 0.5 m/s인 것이 적절하다. 이러한 속도가 액체의 충분한 유출을 제공하여, 액체의 밀도를 증가시키는데 적절한 것으로 발견되었다. 동일한 목적을 위해, 유출 영역(51)이, 층(24)의 흐름 P의 방향으로 도시된 마지막 홀인 천공판(20)의 홀(27)과 배출구 상자(30) 사이에 배치된다. 흡수 액체(8)가 유출 영역(51)을 흐를 때, 기포가 흡수 액체(8)를 떠나면서 이의 밀도를 증가시킨다.
천공판(20) 상을 흐르는 흡수 액체의 전체 흐름이 접촉 영역(44)에서 배연(4)과 접촉하는데 이용된다. 천공판(20) 상의 층(24) 형태의 흡수 액체의 흐름 대 천공판(20) 상에 제공된 층(24)을 통과하는 배연(4)의 흐름의 적합한 비(소위 L/G)는 흡수 액체 10 내지 50ℓ/배연 m3이다. 비교적으로 많은 유량의 흡수 액체가 접촉 영역(44)에서 배연(4)과 접촉할 때, 접촉 영역(44)에서 수증기에 의한 만족스러운 포화 및 이산화황의 현저한 흡수가 수득된다.
도 3a는 도 2의 선 III-III을 따라 보여지는 배출구 상자(30)의 기부(32)를 도시한다. 기부(32)는 배연(4) 흐름의 수평 방향으로 도시된 노즐(52)의 제 1열과, 동일한 흐름 방향으로 도시된 노즐(54)의 제 2 열을 지니도록 제공된다. 노즐은 각각 원형 홀(55) 및 (56)의 형태이다. 원형 홀 (55) 및 (56)은 원통형일 수 있거나, 한쪽 말단이 원형이거나, 경사지거나, 노즐에 적합한 그밖의 특정 형태를 가질 수 있다. 가장 작은 직경 D, 즉 홀(55) 및 (56)의 가장 작은 단면은 약 1 내지 8cm, 바람직하게는 약 1 내지 5cm 이어야 한다. 만약 홀의 직경이 약 1cm 보다 작으면, 흡수 액체(8)가 배연(4)에 접촉하기 때문에 소적이 형성되고, 이 소적은 매우 작아서 배연(4)에 의해 큰 한도까지 동반되어 공간(46) 및 홀(26)에서 상기 언급한 증가된 압력 강하를 수반한다. 약 8cm 보다 큰 직경의 홀(55) 및 (56) 이용시, 흡수 액체(8)와 배연(4)간의 접촉이 불량하여, 수증기에 의한 배연의 포화가 불충분하게 초래된다. 도 3a로부터 명백하듯이, 열(52)의 홀(55)이 열(54)의 홀(56)과 상관적으로 배치된다. 이는, 최적의 적용 범위를 수득하여 흡수 액체(8)와 배연(4)을 접촉시킴으로써 스트리크(streak)가 없는 배연(4)이 수증기의 공급 없이 접촉 영역(44)을 통과할 수 있도록 하기 위함이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 배출구 상자(30)의 대안적인 구체예를 도시한다. 도 3b에 도시된 배출구 상자(130)는, 배연(4) 흐름의 수평 방향으로 도시된, 제 1 갭(152)이 제공된 기부(132) 및 동일한 흐름 방향으로 도시된 제 2 갭(154)을 갖는다. 두개의 갭(152) 및 (154)은 서로 중복하여, 스트리크가 없는 배연(4)이 흡수 액체(8)와의 접촉 없이 접촉 영역(44)을 통과하도록 한다. 갭(152) 및 (154)은 직사각형 단면이거나, 원형이거나, 경사지거나, 유입구 및/또는 배출구에서 노즐에 적합한 그밖의 특정 형태를 가질 수 있다. 가장 작은 갭의 폭 V, 즉 갭(152) 및 (154)의 가장 작은 단면은 원형 홀(55) 및 (56)과 관련하여 상기 언급한 것과 동일한 이유로 약 1 내지 5cm이어야 한다.
도 4a는 도 2에 도시된 배출구 상자의 대안적인 구체예를 도시한다. 저-부하 구동에서, 즉 배연(4)의 흐름이 장치(1)로 치수화된 흐름 보다 적을 때, 층(24)이 매우 고속에서 천공판(20) 상을 흐르는 것이 종종 문제가 된다. 이는, 기체의 흐름이 또한 압력 차이 dPr의 강하를 감소시키기 때문이다. 결과적으로 노즐(34)의 유속은 증가하고, 따라서 층(24)은 배출구 상자(30)를 통해 급속히 배수된다. 이러한 조건하에, 이산화황의 흡수에 요구되는 정도로 충분히 두꺼운 층(24)을 제공하기 위해, 거대 펌프(10)에서 압축된 공기의 흐름을 증가시켜야 하는데, 이는 저-부하 구동의 구동 비용을 증가시킨다. 이것이, 도 4a에 도시된 배출구 상자(230)의 구체예가 오버플로우 림(258)을 구비하는 이유이다. 평균적인 배연(4)의 흐름을 갖는 보통의 부하 구동에서, 층(24)의 전형적인 높이(224)는 오버플로우 림(258)에 의해 전혀 영향을 받지 않을 것이다. 배연(4)의 흐름이 적은 저-부하 구동에서, 층(24)의 저-부하 높이(225)는 오버플로우 림(258)에 의해 배출구 상자(230) 중의 높이(227) 보다 상당히 높아질 것이다. 배출구 상자(230)의 낮은 높이(227)는 또한 수압과, 이에 따라 흡수 액체(8)가 배출구 상자(230) 밖으로 흐르는 속도를 감소시킨다. 결과적으로, 균형이 이루어져, 배출구 상자(230) 밖으로의 액체의 흐름은 높이(227)에 의해 균형을 이룬다. 따라서, 층(24)이, 오버플로우 림(258)으로 인해 높이(225)에 이를 수 있다는 것으로부터, 저-부하 구동에서 거대 펌프(10)에서 압축된 공기의 소비를 감소시킬 수 있다.
도 4b는 도 3a에 도시된 기부의 또다른 대안적인 구체예를 도시한다. 상기에 도시된 도 4b의 배출구 상자(430)는 도 3a에 도시된 것과 유사한 방식으로 원형 홀(455) 및 (466)을 지닌 기부(432)를 갖는다. 배출구 상자(430)의 기부(432) 바로 윗면에 오리피스판(458)이 배치된다. 기부(432) 대신 놓여질 수 있는 오리피스판(458)은 각각 홀(455) 및 (456)에 상응하는 원형 홀(459) 및 (460)을 갖는다. 오리피스판(458)을 대치함에 의해, 홀(455) 및 (456) 각각의 개구의 보다 크거나 보다 작은 감소를 제공할 수 있다. 저-부하 구동에서, 홀(455) 및 (456)을 감소시켜 배출구 상자(430)로부터 흡수 액체(8)의 유출을 감소시키는 것이 가능하다.
도 5a는 본 발명에 따른 장치(501)의 원형 구체예를 도시한다. 도 5b에서, 선 V-V에 따른 도 5a의 장치(501)의 단면을 도시한다. 장치(501)는 배연(504)용 중앙 유입구(502)를 갖는다. 장치(501)의 하부 부분은 탱크(506)이고, 이는 흡수 액체(508)를 함유하도록 배치된다. 장치(501)는 추가로 흡수 액체(508)를 탱크(506)로부터 유입관(512)을 통해 유입구 영역(514)으로 운반하기 위한 거대 펌프(510)을 갖는다. 유입구 영역(514)은 흡수 액체(508)를 상기 기술한 유형의 천공판(520)으로 운반하는 8개의 파이프(515)를 지닌다. 천공판(520)은 다수의 균일하게 분포된 홀(526)(이의 단지 소수만이 도 5b에 도시되어 있음)을 가지며, 이를 통해 배연(504)이 통과할 수 있다. 장치(501)는 추가로 배출구 영역(528)을 갖는데, 이는 천공판(520)의 윗면과 연결된다. 배출구 영역(528)은 천공판(520) 상을 흐르는 흡수 액체(508)를 수집하기 위한 배출구 상자(530)를 포함한다. 유입구(502) 주위로 연장되는 배출구 상자(530)는 배출구 상자와 관련하여 상기 기 술된 방식으로 적절하게 설계된다. 배출구 상자(530)의 기부 및 탱크(506) 중의 흡수 액체의 표면(536) 사이에, 통로가 갭(538)의 형태로 존재하고, 이를 통해 배연(504)이 통과할 수 있다. 장치(501)를 통과한 기체(540)는 후처리(도시되지 않음)를 위해 기체 배출구(542)를 통해 운반된다. 중앙에 배치된 관(512) 및 파이프(515)는 선택적으로 천공판(520)의 외변을 따라 위치한 다수의, 예를 들어 6개의 거대 펌프에 의해 대체될 수 있다.
도 6a는 본 발명에 따른 장치(601)의 또다른 구체예를 도시한다. 도 6b에서, 선 VI-VI에 따른 도 6a의 장치(601)의 단면을 도시한다. 장치(601)는 배연(604)용으로 전방으로 배치된 유입구(602)를 갖는다. 장치(601)의 하부 부분은 흡수 액체(608)를 함유하도록 배치된 탱크(606)로 구성된다. 장치(601)는 또한 흡수 액체(608)를 탱크(606)로부터 중앙 유입관(612)을 통해 유입구 영역(614)으로 운반하기 위한 거대 펌프(610)를 갖는다. 유입구 영역(614)은 흡수 액체(608)를 상기 기술한 유형의 천공판(620)으로 운반한다. 천공판(620)은 다수의 균일하게 분포된 홀(626)(이의 단지 소수만이 도 6b에 도시되어 있음)을 가지며, 이를 통해 배연(604)이 통과할 수 있다. 장치(601)는 추가로 배출구 영역(628)을 갖는데, 이는 천공판(620)의 윗면과 연결된다. 배출구 영역(628)은 천공판(620) 상을 흐르는 흡수 액체(608)를 수집하기 위한 배출구 상자(630)를 포함한다. 배출구 상자(630)는 배출구 상자와 관련하여 상기 기술된 방식으로 적절하게 설계된다. 배출구 상자(630)의 기부 및 탱크(606) 중의 흡수 액체의 표면(636) 사이에, 통로가 갭(638)의 형태로 존재하고, 이를 통해 배연(604)이 통과할 수 있다. 장치(601)를 통과한 기체(640)는 후처리(도시되지 않음)를 위해 중앙의 기체 배출구(642)를 통해 운반된다.
본 발명의 상기 구체예의 수많은 변형이, 첨부된 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위내에서 고려될 수 있음을 이해할 것이다.
다수의 상이한 흡수 액체를 이용하여 이산화황의 흡수를 수행할 수 있다. 이산화황을 분리하기에 적합한 물과 혼합된 물질의 예로는 석회석, 석회, 백운석암, 수산화 나트륨 등이 있다. 따라서, 본 장치는 흡수 액체의 특정 조성에 따라 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 장치는 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 상기 기술한 원형 설계 외에도, 직사각형, 정사각형 및 선형 장치를 또한 고려할 수 있다.
거대 펌프를 상이한 유형의 펌프, 예를 들어 프로펠러 펌프로 대신할 수 있다. 그러나, 동시적인 산화 효과로 인해 거대 펌프가 특히 바람직하다. 또한 다수의 소형 거대 펌프에 의해 흡수 액체를 천공판에 공급하는 것이 가능하다. 이는, 본 장치의 특정 구체예에서 천공판의 윗면 상에 흡수 액체가 보다 평평하게 분포되기 때문에 보다 바람직하다.
천공판은 다양한 다른 방식으로 설계될 수 있고, 상이한 수많은 재료로 제조될 수 있다. 천공판을 제조하는 특히 바람직한 방법이 WO 96/00122호에 기술되어 있다. 중합체 재료로 된 천공판을 이용할 때, 유입 기체는 천공판을 손상시키지 않도록 낮은 온도를 가져야 하며, 이는 본 발명에 의해 달성될 수 있다. 접촉 영역이 장치에 제공될 수 있으며, 이는 기체와 액체간의 접촉을 개선시킨다. 예를 들어, 이러한 장치는 수직의 그리드 또는 정적 혼합기일 수 있다. 그러나, 종종 접촉 영역이, 막힘에 의해 탱크내 배출구 상자와 흡수 액체의 표면 사이의 갭에서의 증가된 압력 강하를 초래할 수 있는 임의의 부분을 포함하지 않는 개방 설계를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 구체예는 석탄-연소 보일러에서 배연을 세정하는데 이용된다. 본 발명이 또한, 이산화황을 기체로부터 분리하는 그밖의 공정에 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 공정의 예로는, 오일, 토탄, 생물 연료 및 폐기물, 에컨대 산업 및 가정용 폐기물을 연소시키는 것; 강 및 구리 제조 공정 등의 야금 공정; 오일 정제 및 천연 가스 정제 등의 콘크리트 제조 및 정제 공정이 있다. 이산화황과 함께 그밖의 물질을 흡수하는데 본 장치를 이용할 수 있다. 이러한 물질의 예로는, 수소 할로겐화물, 예컨대, 염화 수소, 불화 수소, 브롬화 수소 및 요오드화 수소; 브롬; 중금속, 예컨대 수은; 및 그밖의 화합물이 있다.
상기 언급한대로, 접촉 영역(44)은 배연(4)이 수증기로 포화되게 할 뿐 아니라 배연(4)으로부터 이산화황을 흡수할 수 있다. 본 발명은, 접촉 영역(44)에서 배연(4)이 수증기로 포화되는 것만이 요망될 때, 배연(4)이 이미 수증기로 포화되어 접촉 영역(44)에서 단지 이산화황의 흡수만이 요망될 때, 및 접촉 영역(44)에서 배연(4)을 수증기로 포화시키는 동시에 배연(4)으로부터 이산화황의 흡수가 요망될 때 이용할 수 있다.
본 실시예는 도 1-2 및 3a를 참고로 상기 기술한 유형의 장치를 이용한 파일 럿 테스트에 관한 것이다.
장치의 층의 길이 L은 약 3m이다. 폴리프로필렌으로 제조된 천공판(20)은 30mm의 두께를 갖고 약 3.6%의 홀 없는 영역을 가지며, 홀(26)은 22mm의 직경을 갖는다. 홀(26)은 천공판(20)의 밑면(47) 상에서 경사를 이룬다. 44㎛의 메시 크기를 약 96%가 통과하는 입자 크기를 지닌 석회석을 수성 현탁액중 25 중량%의 형태로 탱크(6)에 공급하였다. 더 많은 물을 탱크(6)에 가하였다. 구동하는 동안, 탱크 중의 흡수 액체(8)는 약 13 중량%의 고체를 함유하였고 pH는 약 4.5였다.
오일-연소된 발전 장치로부터의 배연(4)을 세정하였으며, 유입 기체는 온도가 약 191℃인 수증기로 불포화되었고, 이산화황의 농도는 약 732ppm이었다. 배연(4)을 유입구(2)를 통해 갭(38)까지 수송하였다. 탱크(6) 중의 액체 표면(36)을, 갭(38)에서의 기체 속도가 12 m/s가 되는 수준까지 조정하였다. 이러한 기체 속도에서, 높이 H는 층 길이 L의 15%를 구성한다. 지점 A 및 지점 B 사이의 압력 차이를 4600 Pa에서 측정하였다. 배출구 상자(30)의 높이 h1은 700mm 이었고, 이는 약 6000 Pa의 수압에 상응하는 것이다. 배출구 상자 기부의 원형 홀(55) 및 (56)은 약 2cm의 직경을 갖는다. 다수의 원형 홀(55) 및 (56)을 선택하여, 현재의 수압에서 홀(55) 및 (56)을 떠나는 액체의 속도가 약 1.5 m/s가 되게 하였다. 시각적인 검사에 의해 판단할 수 있는 한, 기체(4)는 배출구 상자(30)의 기부(32)에서 원형 홀(55) 및 (56)을 떠나는 약 10%의 흡수 기체를 동반한 한편, 흡수 액체의 수면은 액체 표면(36)에 도달하였다. 시험 동안, 천공판(20)의 홀(26)의 막힘은 없었고, 천공판(20)의 밑면(47) 상에 외피화도 탐지할 수 없었다. 기체(4)에 동반된 흡수 액체가 제공하는 별개의 세정 효과가 또한 밑면(47) 상에서 관찰될 수 있었다. 관찰 결과, 기체(4)가 천공판(120) 바로 밑에서 약 57℃의 온도를 가졌고, 실질적으로 수증기로 포화되었다. 장치(1) 밖으로 나온 기체(40)의 온도는 약 55℃ 이었고, 약 6 ppm의 이산화황을 함유하였다.

Claims (16)

  1. 수성 흡수 액체(8, 508, 608)의 유동층(24)을 실질적으로 수평인 천공판(20, 520, 620) 상에 제공하고, 기체(4, 504, 604)를 실질적으로 수평인 천공판(20, 520, 620)을 통해 위쪽으로 운반시켜서 수성 흡수 액체(8, 508, 608)에 의해 기체(4, 504, 604)로부터 이산화황을 분리하는 방법으로서, 흡수 액체(8, 508, 608)가 천공판(20, 520, 620) 상에서 유입구 영역(14, 514, 614)으로부터 배출구 영역(28, 528, 628)까지 운반되는데, 여기서 흡수 액체(5, 508, 608)는 수집되어 흡수 액체(8, 508, 608)용 용기(6, 506, 606)로 아래쪽을 향해 흐르고, 기체(4, 504, 604)는 먼저 접촉 영역(44)을 통해 운반되어 배출구 영역(28, 528, 628)으로부터 용기(6, 506, 606)를 향해 아래쪽으로 흐르는 흡수 액체(8, 508, 608)와 접촉하고, 이후 기체(4, 504, 604)는 천공판(20, 520, 620)을 통해 위쪽으로 운반되고 이산화황을 분리하기 위해 유동층(24)이 그 위에 제공됨을 특징으로 하는 이산화황의 분리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 석회, 석회석 및 이의 현탁액에서 선택된 흡수제가 흡수 액체에 가해짐을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 용기(6, 506, 606) 중의 흡수 액체의 표면(36, 536, 636)이 접촉 영역(44) 보다 아래의 높이에 위치하고, 기체(4, 504, 604)가 운반되는 통로(38, 538, 638)가 흡수 액체의 표면(36, 536, 636) 및 배출구 영역(28, 528, 628)의 사이에 제공되며, 대표적인 파라미터인 흡수 액체의 표면(36, 536, 636) 높이, 이에 따른 통로(38, 538, 638)의 높이(H)는, 통로(38, 538, 638) 중의 기체(4, 504, 604)의 평균 속도가 5 내지 35 m/s의 범위가 되도록 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 배출구 영역(28, 528, 628)은 배출구 영역(28, 528, 628)으로부터 용기(6, 506, 606)로 흐르는 액체를 접촉 영역(44)에 분배시키기 위한 하나 이상의 분배 수단(34)을 지닌 배출구 상자(30, 530, 630)를 포함하고, 배출구 상자(30, 530, 630) 중의 수압 대, 접촉 영역(44) 직전의 제 1 지점(A)과 천공판(20, 520, 620) 상의 흡수 액체(8, 508, 608)의 유동층(24) 상위의 제 2 지점(B) 간의 기체의 압력 차이의 비는, 상기 수압이 기체의 압력 차이보다 크도록 하는 방식으로 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 수압 대 기체의 압력 차이의 비가, 분배 수단(34)을 떠나는 흡수 액체(8, 508, 608)의 속도가 0.2 내지 3 m/s가 되도록 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기체가 접촉 영역(44)에 도입되기 전에 불포화이고, 아래쪽으로 흐르는 흡수 액체(8)와 접촉 영역(44)에서 접촉할 때 수증기에 의해 실제로 포화됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 수성 흡수 액체(8, 508, 608)에 의해 기체(4, 504, 604)로부터 이산화황을 분리하는 장치로서, 상기 장치는
    a) 이산화황을 함유하는 기체(4, 504, 604)용 유입구(2, 502, 602) 및 이산화황이 분리된 기체(40, 540, 640)용 배출구(42, 542, 642),
    b) 이산화황을 함유하는 기체가 아래로부터 통과하여 천공판의 윗면(22) 상에서 흡수 액체(8, 508, 608)의 유동층(24)을 지지하도록 배치된, 유입구(2, 502, 602)와 배출구(42, 542, 642) 사이에서 실질적으로 수평인 천공판(20, 520, 620),
    c) 흡수 액체(8, 508, 608)용 용기(6, 506, 606),
    d) 용기(6, 506, 606)를 천공판(20, 520, 620)의 윗면(22)에 연결하는 하나 이상의 유입관(12, 512, 612), 및
    e) 용기(6, 506, 606)로부터 유입관(12, 512, 612)을 통해 천공판(20, 520, 620)의 윗면(22)까지 천공판(20, 520, 620)을 따라 흡수 액체(8, 508, 608)를 운반하기 위한 하나 이상의 수단(10, 510, 610)을 포함하고,
    f) 천공판(20, 520, 620) 상을 흐르는 흡수 액체(8, 508, 608)를 수집하기 위한 하나 이상의 배출구 상자(30, 530, 630), 및
    g) 기체(4, 504, 604)가 천공판(20, 520, 620)을 통과하기 전에, 유입구(2, 502, 602)를 통해 장치에 공급된 기체(4, 504, 604)를 배출구 상자(30, 530, 630)로부터 용기(6, 506, 606)로 흐르는 액체(8, 508, 608)와 접촉시키기 위해 배치된 하나 이상의 분배 수단(34)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 분배 수단(34)이 하나 이상의 노즐(55, 56, 152, 154)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 가장 작은 홀 직경(D) 또는 가장 작은 갭의 폭(V)과 같은 노즐(55, 56, 152, 154)의 특징적인 수치가 1 내지 8cm임을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 배출구 상자(30, 530, 630)가 천공판(20, 520, 620)의 윗면(22) 높이 아래에 위치한 기부(32)를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 용기(6, 506, 606) 중의 액체 표면(36, 536, 636)이 배출구 상자(30, 530, 630) 밑에 위치하고, 흡수 액체의 표면(36, 536, 636) 및 배출구 상자(30, 530, 630) 사이에 통로(38, 538, 638)가 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 용기(6, 506, 606) 중의 흡수 액체의 표면(36, 536, 636)이 실질적으로 전체 천공판(20, 520, 620)의 밑으로 연장됨을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 오버플로우 림(258)이 천공판(20) 및 배출구 상자(230) 사이에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 배출구 상자(430)가 분배 수단(459, 460)을 통해 액체 흐름의 속도를 조절하기 위한 오리피스판(458)과 같은 조절 수단을 포함함을 특징으로 장치.
  15. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 천공판(20, 520, 620)의 윗면(22)에 흡수 액체(8, 508, 608)를 공급하기 위한 수단이 거대 펌프(10, 510, 610)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 7항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 흡수 액체(8)를 유출시키기 위한 유출 영역(51)이 천공판(20)과 분배 수단(34)의 사이에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1383191B1 (de) 2002-07-01 2007-01-03 SFC Smart Fuel Cell AG Fluidtrennvorrichtung
SE525344C2 (sv) 2003-06-26 2005-02-08 Alstom Technology Ltd Sätt och anordning för avskiljning av svaveldioxid från en gas
KR100651218B1 (ko) * 2005-12-13 2006-11-30 한국전력공사 단일단의 가스분산판을 갖는 배가스 처리장치
EP1968729A2 (en) * 2005-12-14 2008-09-17 Atkins Limited An extraction device
EP1800732A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-27 ALSTOM Technology Ltd Bubbling bed reactor and a method of separating a gaseous pollutant from a gas
US7560084B2 (en) * 2007-03-30 2009-07-14 Alstom Technology Ltd Method and device for separation of sulphur dioxide from a gas
DE102008039947A1 (de) 2008-08-27 2010-03-04 Bayer Materialscience Ag Verfahren zum Aufteilen von Fluidströmen
DE102008057819B4 (de) 2008-11-18 2016-05-19 Lactocorder Ag Vorrichtung und Verfahren zum Messen einer von einem Tier bei einem Melkvorgang abgegebenen Milchmenge
IT1392985B1 (it) * 2009-02-23 2012-04-02 Mazzega Dispositivo per il recupero energetico.
SE533938C2 (sv) * 2009-07-14 2011-03-08 Marketing I Konsulting Per Anders Brattemo Förfarande samt anordning för rening av gaser
US8440006B2 (en) * 2009-08-21 2013-05-14 Alstom Technology Ltd System and method for flue gas scrubbing
EP2556879A1 (en) 2011-08-12 2013-02-13 Alstom Technology Ltd A method for monitoring a cleaning of a process gas
KR101102862B1 (ko) * 2011-10-27 2012-01-11 남기홍 형광등 낙하방지용 회전접촉식 안전소켓
CN104128052B (zh) * 2014-04-21 2016-04-20 南京炼油厂有限责任公司 一种气虹洗涤式沥青尾气处理的方法
RU2649442C2 (ru) * 2016-04-25 2018-04-03 Общество с ограниченной ответственностью "Старт-Катализатор" Установка, способ и катализатор очистки газообразного углеводородного сырья от сероводорода и меркаптанов
RU2649444C2 (ru) * 2016-04-25 2018-04-03 Общество с ограниченной ответственностью "Старт-Катализатор" Установка, способ и катализатор осушки и очистки газообразного углеводородного сырья от сероводорода и меркаптанов
CN110721585A (zh) * 2019-09-23 2020-01-24 上海蓝魂环保科技有限公司 一种碰撞式船舶海水脱硫设备
US20230194085A1 (en) * 2020-05-15 2023-06-22 4 Symbioses Inc. Apparatus for capturing combustion products and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099925A (en) 1976-09-29 1978-07-11 Chiyoda Chemical Engineering & Construction Co., Ltd. Apparatus for desulfurization of flue gas
WO1996000122A1 (en) * 1994-06-23 1996-01-04 ABB Fläkt Industri AB Method and device for removing sulphur dioxide from a gas

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1565366A (en) 1922-12-06 1925-12-15 Grasselli Chemical Co Apparatus for the absorption of gases in liquids
GB357599A (en) 1929-04-22 1931-09-22 Industrikemiska Ab Improvements in methods of and bubbling apparatus for treating liquids with gases
US4263021A (en) 1972-12-05 1981-04-21 The Babcock & Wilcox Company Gas-liquid contact system
JPS5915688B2 (ja) 1976-08-10 1984-04-11 千代田化工建設株式会社 気液接触装置
JPS60172335A (ja) * 1984-02-20 1985-09-05 Babcock Hitachi Kk 湿式排煙脱硫方法
US5168065A (en) * 1991-11-27 1992-12-01 The Babcock & Wilcox Company Forced oxidation monitoring and control system
US5246471A (en) * 1992-02-07 1993-09-21 The Babcock & Wilcox Company Method and apparatus for gas liquid contact
SE508258C2 (sv) * 1994-03-31 1998-09-21 Flaekt Ab Sätt att avlägsna svaveldioxid från en gas
JP2715059B2 (ja) 1994-05-06 1998-02-16 韓国電力公社 排煙と脱硫を行なう方法およびその装置
DE59509540D1 (de) 1995-12-06 2001-09-27 Lurgi Lentjes Bischoff Gmbh Anlage zur Reinigung von Rauchgasen mit unterschiedlichen Gehalten an sauren Komponenten und Verfahren zum Betrieb der Anlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099925A (en) 1976-09-29 1978-07-11 Chiyoda Chemical Engineering & Construction Co., Ltd. Apparatus for desulfurization of flue gas
WO1996000122A1 (en) * 1994-06-23 1996-01-04 ABB Fläkt Industri AB Method and device for removing sulphur dioxide from a gas

Also Published As

Publication number Publication date
CA2451118C (en) 2007-06-19
KR20040030789A (ko) 2004-04-09
US7094382B2 (en) 2006-08-22
RU2286838C2 (ru) 2006-11-10
EP1412059A1 (en) 2004-04-28
RU2004103189A (ru) 2005-06-27
JP4112489B2 (ja) 2008-07-02
CA2451118A1 (en) 2003-01-16
EP1412059B1 (en) 2011-03-09
CN1270807C (zh) 2006-08-23
ES2361299T3 (es) 2011-06-15
ATE500877T1 (de) 2011-03-15
US20040156769A1 (en) 2004-08-12
DK1412059T3 (da) 2011-05-23
CN1524010A (zh) 2004-08-25
JP2004533923A (ja) 2004-11-11
WO2003004137A1 (en) 2003-01-16
SE0102412D0 (sv) 2001-07-05
SE519545C2 (sv) 2003-03-11
SE0102412L (sv) 2003-01-06
ZA200309807B (en) 2004-12-20
DE60239405D1 (de) 2011-04-21

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