KR101149291B1 - 선택적 촉매환원 설비 - Google Patents

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Abstract

선택적 촉매환원 설비가 개시된다. 일측에 배가스의 취입구가 형성되고 타측에 배가스 배출구가 형성된 챔버, 상기 챔버의 내부에 삽입된 복수개의 활성탄 클러스터, 상기 복수개의 활성탄 클러스터 사이에 설치되고, 일측에 배가스 통로를 포함하는 차폐판 및 상기 차폐판 상부의 활성탄 클러스터와 상기 차폐판 사이에 형성된 용매 분사장치를 포함하는 선택적 촉매환원 설비는 배가스 중 암모니아와 접촉비율을 높여 NOx를 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

선택적 촉매환원 설비{Selective Catalytic Reduction(SCR) Equipment}
소결 배가스 중의 SOx, NOx를 제거하는 챔버 내에서 효과적으로 균일하게 약품을 분사할 수 있는 선택적 촉매환원 설비에 관한 것이다.
일반적으로 소결 공정은 주원료인 미립의 철광석에 부원료인 석회석, 사문암, 규사 등과 연료로서 코크스 또는 유연탄, 무연탄을 일정비율로 사용하여 제조한다.
소결 과정에서 철광석이나 연료 중에 포함되어 있는 황(S) 성분과 질소(N) 성분은 소결기에 흡인되는 공기 중의 산소와 반응하여 황산화물(SOx)과 질산화물(NOx)를 형성하게 된다.
대기로 그대로 배출될 경우 환경오염을 초래할 수 있기 때문에, 추가적인 탈황 및 탈질 공정을 거쳐서 상기 SOx 및 NOx를 제거한 후 배가스를 대기중으로 배출하기 위해 다양한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 배가스 중의 NOx의 제거 효율을 높일 수 있는 구조를 가진 비(Selective Catalytic Reduction(SCR) Equipment)를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 선택적 촉매환원 설비는
일측에 배가스의 취입구가 형성되고 타측에 배가스 배출구가 형성된 챔버;
상기 챔버의 내부에 삽입된 제1 활성탄 클러스터;
상기 챔버의 내부에 삽입되며 상기 제1 활성탄 클러스터의 상부에 형성된 제2 활성탄 클러스터;
상기 제1 활성탄 클러스터 및 상기 제2 활성탄 클러스터 사이에 설치된 차폐판;
상기 차폐판의 일측에 형성된 배가스 통로; 및
제2 활성탄 클러스터와 상기 차폐판 사이에 형성된 용매 분사장치를 포함한다.
또한, 상기 용매 분사장치는 용매 분사구에 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차폐판의 상부에 이격하여 설치되고, 복수의 홀이 형성된 보조 차폐판을 더 포함할 수 있다.
또한, 배가스 통로와 상기 복수의 홀은 각 홀에 균일하게 배가스가 유입되도록 파이프로 연결될 수 있다.
또한, 상기 차폐판과 연결되며, 상기 용매를 포집하는 배수관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배가스 중 암모니아와 접촉비율을 높여NOx를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비의 일부분을 나타낸 단면 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일 실시예로서 선택적 촉매환원 설비의 배가스 통로와 홀을 연결하는 배가스 파이프를 나타낸 개념도.
이하, 본 발명에 따른 선택적 촉매환원 설비의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비를 나타낸 단면도로서, 챔버(10), 배가스 배출구(11), 배가스 취입구(12), 제1 활성탄 클러스터 (21), 제2 활성탄 클러스터(22), 활성탄 취입구(23), 활성탄 배출구(24), 용매 분사장치(40), 용매 분사파이프(43), 노즐(45), 차폐판(50), 배가스 통로(55) 및 배수관(70)이 도시되어 있다.
챔버(10)는 일측에 배가스 취입구(12)가 형성되어 있으며 타측에는 배가스 배출구(11)가 형성되어 있다.
제1 활성탄 클러스터(21) 및 제2 활성탄 클러스터22)는 챔버(10) 내부에 채워진 활성탄 군집으로서, 용도에 별로 별도의 군집을 이루고 있다. 도 1을 참조하면, SOx를 제거하는 제1 활성탄 클러스터(21)와 NOx를 제거하는 제2 활성탄 클러스터(22)가 도시되어 있으며 필요한 경우 활성탄 클러스터가 추가적으로 삽입될 수 있다.
도 1을 참조하면 화살표로 배가스가 통과하는 유로가 화살표로 도시되어 있다. 배가스 취입구(12)를 통해 소결 배가스가 챔버(10) 내로 유입되고 챔버(10) 내부의 제1 활성탄 클러스터(21) 및 제2 활성탄 클러스터(22)를 통과함으로써, 소결 배가스 내의 SOx나 NOx가 활성탄(20)에 흡착이 되어 제거될 수 있다.
활성탄 취입구(23)와 활성탄 배출구(24)는 활성탄(20)을 주기적으로 교체해주기 위한 통로이다. 활성탄(20)은 흡착이 일정 량 이상 되면 흡착 효율이 떨어지기 때문에 활성탄(20)을 교체해줌으로써, SOx와 NOx 제거공정의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
용매 분사장치(40)는 배가스 내의 오염 물질을 녹이기 위해 투입되는 용매를 분사하는 장치이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 질소를 제거하기 위해서 용매로서 암모니아를 공급한다.
용매 분사장치(40)는 암모니아를 고르게 분사할 수 있도록 용매분사 파이프(43)와 같이 관형 부재를 사용할 수 있으며, 파이프에 형성된 구멍(미도시)을 통해 미스트(mist)형태로 분사된다. 분사된 암모니아는 배가스와 섞여 활성탄에 결합되어 제2 활성탄 클러스터(22)를 통과하면서 활성탄에 흡착되어 제거된다.
보다 효과적으로 암모니아가 배가스와 섞이도록 하기 위해서는 분사하는 암모니아의 입자를 작게 하는 것이 바람직하므로, 노즐(45)을 통해 분사하면 챔버(10) 내부에 고르게 분사 가능하다. 노즐(45)은 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로(流路) 끝에 다는 가는 관을 의미한다.
차폐판0)(50)은 용매 분사장치(40)에서 분사된 용매가 제1 활성탄 클러스터(21)로 흘러들어가지 않도록 하기 위한 장치로서 제1 활성탄 클러스터(21)와 제2 활성탄 클러스터(22) 사이에 배치된다.
배가스 통로(55)는 차폐판(50)의 일측에 형성되어 챔버(10)가 차폐판(50)에 의해 가로 막혀 있음에도 배가스가 챔버(10)의 상부로 이동할 수 있는 길을 제공한다. 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(10)의 측면이 돌출된 형태로 우회 하도록 하는 방법도 가능하고, 차폐판(50)의 일측에 구멍을 형성하는 방법으로 배가스 통로를 형성할 수 있다.
제1 활성탄 클러스터(21)를 통과한 배가스는 배가스 통로(55)를 통해 상부로 이동하며 용매 분사장치(40)에서 분사되는 암모니아와 섞이게 된다.
배수관(70)은 차폐판(50)과 연결되어 외부로 여분의 암모니아를 배출해준다. 배수관(70)으로 암모니아가 잘 모일 수 있도록 가이드가 될 수 있는 홈을 차폐판(50)에 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매환원 설비의 일 부분을 나타낸 단면 사시도 이다.
도 2 및 도 3을 참조하면 챔버(10), 배가스 배출구(11), 배가스 취입구(12), 제1 활성탄 클러스터 (21), 제2 활성탄 클러스터(22), 활성탄 취입구(23), 활성탄 배출구(24), 용매 분사장치(40), 용매 분사 파이프(43), 노즐(45), 차폐판(50), 배가스 통로(55), 보조 차폐판(60), 홀(65) 및 배수관(70)이 도시되어 있다.
챔버(10), 배가스 배출구(11), 배가스 취입구(12), 제1 활성탄 클러스터 (21), 제2 활성탄 클러스터(22), 활성탄 취입구(23), 활성탄 배출구(24), 용매 분사장치(40), 용매 분사 파이프(43), 노즐(45), 차폐판(50), 배가스 통로(55) 및 배수관(70)는 도 1에 도시된 구성에 대응 되므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
보조 차폐판(60)은 차폐판(50)의 상부에 소정 거리 이격되어 설치되며, 복수의 홀(65)이 보조 차폐판(60) 전체에 균일하게 형성되어 있다. 차폐판(50)의 배가스 통로(55)가 일측으로 치우쳐 있어 배가스와 암모니아와 균일하게 섞이지 못하게 되므로, 보조 차폐판(60)은 배가스가 챔버(10)의 단면을 균일하게 통과할 수 있도록 도와준다. 즉 배가스 통로(55)와 홀(65)은 기류적으로 연결되어 있어, 배가스 통로(55)로 유입된 배가스는 보조 차폐판(60)의 홀(65)을 통해 상부로 이동 가능하므로 챔버(10)의 단면에 균일하게 배가스가 유입될 수 있다.
균일하게 배가스가 통과될 수 있도록 배가스 통로(55)와 홀(65)을 배가스 파이프로 연결함으로써 배가스의 흐름을 제어할 수 있다. 도 4는 이러한 배가스 파이프의 일 실시예로서 선택적 촉매환원 설비의 배가스 통로(55)와 홀(65)을 연결하는 배가스 파이프를 나타낸 개념도이다. 배가스 파이프(62)의 형상은 챔버(10)의 단면적에 균일하게 배가스를 공급할 수 있는 형상이면 도면에 도시된 형상에 국한되지 아니하고 다양하게 변형 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
10: 챔버 11: 배가스 배출구
12: 배가스 취입구 21: 제1 활성탄 클러스터
22: 제2 활성탄 클러스 23: 활성탄 취입구
24: 활성탄 배출구 40: 용매 분사장치
43: 용매 분사 파이프 45: 노즐
50: 차폐판 55: 배가스 통로
60: 보조 차폐판 62: 배가스 파이프
65: 홀 70: 배수관

Claims (5)

  1. 일측에 배가스의 취입구가 형성되고 타측에 배가스 배출구가 형성된 챔버;
    상기 챔버의 내부에 삽입된 제1 활성탄 클러스터;
    상기 챔버의 내부에 삽입되며 상기 제1 활성탄 클러스터의 상부에 형성된 제2 활성탄 클러스터;
    상기 제1 활성탄 클러스터 및 상기 제2 활성탄 클러스터 사이에 설치된 차폐판;
    상기 차폐판의 일측에 형성된 배가스 통로; 및
    상기 제2 활성탄 클러스터와 상기 차폐판 사이에 형성된 용매 분사장치를 포함하고,
    상기 차폐판의 상부에 이격하여 설치되고, 복수의 홀이 형성된 보조 차폐판을 더 포함하며,
    상기 배가스 통로와 상기 복수의 홀은 기류적으로 연결된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매환원 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용매 분사장치는
    상기 챔버내에 배치되는 용매 분사 파이프와
    관형부재상에 형성된 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매환원 설비.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    각 홀에 균일하게 배가스가 유입되도록
    상기 배가스 통로와 상기 복수의 홀은 배가스 파이프로 연결된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매환원 설비.
  5. 제1항에 있어서
    상기 차폐판과 연결되며, 상기 용매를 포집하는 배수관을 더 포함하는 선택적 촉매환원 설비.
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