KR101224946B1 - 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비 - Google Patents

백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비에 관한 것으로, 연소가스유입덕트와 처리가스배기덕트를 갖는 케이싱, 및 이 연소가스유입덕트에 형성되어 유입되는 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 활성카본분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 순환유동층보일러의 노 내에서 일차 탈황과 이산화황 제거 후 발생하는 연소가스를 전기집진기와 반건식 탈황장치 및 백하우스에 연이어 거치도록 함으로써 복수의 탈황 과정을 거쳐 노내 탈황 규제치를 충족할 수 있고, 백하우스에 카본을 주입하여 연소가스에 포함된 수은을 완전히 제거할 수 있다.

Description

백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비{BAG-HOUSE AND CIRCULATING FLUIDIZED BED COMBUSTION DEVICE}
본 발명은 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순환유동층보일러의 노 내에서 일차 탈황에 의한 이산화황 제거 후의 연소가스를 전기집진기와 반건식 탈황장치 및 백하우스에 연이어 거치도록 함으로써 복수의 탈황 과정 및 미세분진, 수은 제거 과정을 거쳐 대기 환경 규제치를 충족할 수 있고, 백하우스에 카본을 주입하여 연소가스에 포함된 수은을 완전히 제거할 수 있도록 하는 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비에 관한 것이다.
통상적으로, 유동층(fluidized bed) 연소 기술은 석탄을 적당한 크기로 분쇄하여 만든 석탄 입자들과 석회석 및 모래와 같은 유동 매체에 적정속도의 공기를 불어넣어 부유 유동층(suspended fluidzed bed)상태로 만들어 연소시키는 방법이다.
순환 유동층 연소는 고체 입자에 의한 직접 열전달로 열전달 효율이 매우 높고 노 내의 연소온도는 분쇄탄 연소방식의 노내 온도보다 훨씬 적어 수관 및 과열기관 등의 고온부식, 스케일 등의 설비 파손이 적은 장점이 있다.
이 기술은 그 독특한 연소 특성 때문에 기존의 분쇄탄 연소 기술이 가지는 문제점들을 극복할 수 있는데, 예를 들면 유동매체를 완전 연소 시까지 순환시키는 방식이기 때문에 분쇄탄 연소식과는 달리 낮은 발열량과 다량의 수분을 함유한 저질탄 연소가 가능하고, 비교적 낮은 온도(900℃ 이하)에서 연소가 일어나기 때문에 질소산화물의 발생이 현저하게 낮기 때문에 질소산화물 배출 규제치 준수를 위한 별도의 탈질설비(SCR or SNCR)를 필요로 하지 않는 이점이 있다.
또한, 유동매체로 석회석을 사용함으로써 연소가스 내 황과의 반응을 유도하여 노내 탈황이 가능하기 때문에 사용탄의 황 함량 조건에 따라 별도의 탈황설비 설치를 생략할 수 있다.
현재의 대기환경 배출규제기준 상 기존의 분쇄탄 연소방식의 경우 보일러 설계의 한계로 인해 필수적으로 촉매식 탈질설비(SCR-De NOx System) 및 탈황설비를 설치해야 하는 반면, 유동층 연소방식의 경우 탈질설비 및 탈황설비의 설치를 생략하거나 선택적으로 채용이 가능하게 된다.
석탄 연소보일러는 비회(Fly Ash)등의 분진이 다량 발생하기 때문에 보일러 후단에 집진설비를 설치하게 되는데 대용량 발전용 석탄보일러는 대부분 전기 집진기를 집진설비 형식으로 채용하고 있다. 전기집진기의 포집 성능을 결정하는 주요 요인 중 하나인 비회의 전기저항치는 연소가스의 온도, 습도 및 황산 함량에 따라 결정된다. 황산 함량이 증가할 수록 비회의 전기저항치는 감소하게 되어 전기집진기의 포집성능은 상대적으로 향상된다. 순환유동층 보일러의 경우에는 탈황작용에 의한 연소가스 내 황산화물 감소로 분진의 전기저항치 상승 작용을 가져오게 되어 전기집진기의 집진효율을 저하시키는 결과를 초래하게 된다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
기존 순환유동층 보일러(CFBC; Circulating Fluidized Bed Combustion)는 노내에 석회석을 투입하여 노내 탈황 처리하게 되는데 이에 따라 비회의 전기저항치가 증가하게 되어 전기집진기의 집진성능을 저하시키게 된다.
또한, 기존의 전기집진기 방식만으로는 PM10(10㎛ 미만 입자) 이상의 분진에 대해서는 우수한 포집성능과 운전신뢰성이 확보되어 발전설비에 주로 이용되어 왔으나, 최근의 지자체 대기환경 영향평가 협의 시 배출 분진 입자 기준을 PM2.5(2.5㎛ 미만 입자)로 강화하는 추세에 있어 미세분진 포집성능 확보가 집진설비 선정에 중요한 판단기준이 되고 있다.
그리고, 수은에 대한 대기 배출 기준도 현재 각종 산업분야에서 관심을 기울이고 있는 부분으로 발전설비에 있어서도 효과적인 수은 제거 설비 도입 방안이 검토되어야 한다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 순환유동층보일러의 노 내에서 일차 탈황과 이산화황 제거 후 발생하는 연소가스를 전기집진기와 반건식 탈황장치 및 백하우스로 구성되는 복합 집진설비를 통해 탈황 배출 규제치를 충족할 수 있고, 미세 분진을 모두 제거할 수 있도록 하는 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 백하우스에 활성카본을 주입하여 유입되는 연소가스와 와류를 발생한 채 혼합됨에 따라 연소가스에 포함되어 있는 수은을 제거하고자 하는 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 백하우스는: 연소가스유입덕트와 처리가스배기덕트를 갖는 케이싱, 및 상기 연소가스유입덕트에 형성되어 유입되는 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 활성카본분사노즐을 포함한다.
상기 케이싱은 낙하하는 활성카본과 비회를 모아 배출하기 위해 하측에 호퍼를 형성함이 바람직하다.
상기 활성카본분사노즐은, 상기 연소가스유입덕트 내부에 위치한 단부 둘레면에 원통 형상으로 형성되는 와류안내판, 상기 와류안내판의 둘레면에 형성되고 상기 와류안내판의 내부로 연통되어 연소가스를 안내하여 상기 활성카본과 와류를 일으키며 혼합 유도하는 주입노즐, 및 상기 와류안내판의 하측에 형성되고, 혼합된 연소가스와 활성카본에 와류를 발생시킨 상태로 상기 케이싱 내부로 유입 안내하도록 와류홀을 통공한 와류케이지를 포함한다.
상기 활성카본분사노즐은 자동 또는 수동 제어되는 주입조절밸브를 형성함이 바람직하다.
상기 활성카본분사노즐은 활성카본저장조에 연결됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비는: 유동층 보일러에서 생성된 연소가스 내에 함유되어 있는 분진을 일차 제거하는 전기집진기, 상기 전기집진기에서 처리된 연소 가스를 수용하고 솔벤트를 분사하여 탈황 처리하는 반건식 탈황장치, 및 상기 반건식 탈활장치에서 처리된 연소가스를 수용하여 미세분진을 추가적으로 포집하며, 추가 탈황 기능과 활성탄 주입에 의한 수은 제거 후 청정 연소가스 배출을 유도하는 백하우스를 포함한다.
상기 백하우스는, 연소가스유입덕트와 처리가스배기덕트를 갖는 케이싱, 및 상기 연소가스유입덕트에 형성되어 유입되는 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 활성카본분사노즐을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비는 종래 기술과 달리 순환유동층보일러의 노 내에서 생성된 연소가스를 전기집진기와 반건식 탈황장치 및 백필터로 이어지는 복수의 설비를 통해 추가 탈황, 미세입경의 분진 및 수은을 모두 제거할 수 있다.
그리고, 본 발명은 백하우스에 활성카본을 주입하여 유입되는 연소가스와 와류를 발생한 채 혼합됨에 따라 연소가스에 포함되어 있는 수은을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 활성카본분사노즐의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 활성카본분사노즐의 결합도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 백하우스 및 이를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스를 구비한 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 사시도이다.
아울러, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 활성카본분사노즐의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백하우스의 활성카본분사노즐의 결합도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비는 전기집진기(EP; Electrostatic Precipitator,200), 반건식 탈황장치(300) 및 백하우스(bag house,400)를 포함한다.
순환유동층보일러의 유동층 노(도시하지 않음)는 외부로부터 공급되는 분쇄탄과 석회석을 수용하여 연소시키는 역할을 한다.
이때, 석회석은 공급된 석탄의 연소 과정 중에서 발생하는 이산화황(SO2)을 제거하기 위해 유동층 노에 공급된다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 유동층 노는 분쇄탄과 석회석을 공급받는 포트(port)를 구비함이 바람직하고, 이 포트는 개폐 단속됨이 바람직하다.
또한, 유동층 노에서 분쇄탄과 석회석이 혼합되어 연소되기 때문에 유동층 노는 내부에서 연소가스를 배출하게 된다.
이때, 유동층 노에서 배출되는 연소가스에는 분진과 수은 및 황산화물 등 공기오염물질이 포함되어 있다.
그래서, 유동층 노에서 배출되는 연소가스는 전기집진기(200), 반건식 탈황장치(300) 및 백하우스(400)를 거치면서 공기오염물질을 제거한 후 정화된 상태로 배출된다.
먼저, 전기집진기(200)는 유동층 노에서 생산된 큰 유량의 연소가스에서 발생되는 비교적 큰 입경(2.5㎛ 이상)의 분진을 다량으로 1차 제거하는 역할을 한다.
이 전기집진기(200)는 방전극(도시하지 않음)의 하전에 의한 전계 형성으로 연소가스에 포함된 분진을 정전기력을 이용해 집진판에 부착시킨 후 이를 배출하는 역할을 한다.
특히, 전기집진기(200)에서의 분진 포집성능은 분진의 전기저항치에 의해 결정되는데 전기저항치가 높은 분진일수록 포집성능은 저하하게 된다. 이때, 연소가스 내 이산화황(SO2) 농도와 분진의 전기저항치는 반비례 관계에 있다.
즉, 순환유동층 보일러의 경우 연소가스 내 이산화황 성분은 유동층 노에서 1차 탈황작용에 의해 충분히 감소되었기 때문에 분진의 전기저항치는 증가하게 되고, 전기집진기(200)에서의 분진 포집성능, 특히 2.5㎛ 미만의 미세분진 포집율은 저하하게 된다.
그래서, 상기의 전기집진기를 통과한 처리가스는 1차의 탈황과정과 분진 포집과정을 거치게 된 후이기 때문에 황산화물과 미세먼지 함량은 상당 수준 낮아졌으나 최근의 강화되고 있는 대기환경 오염배출기준에 안정적으로 부합되는 청정 연소가스 배기를 위해 하기의 반건식 탈황장치(300)와 백하우스(400)를 구비함이 바람직하다.
반건식 탈황장치(300)는 1차 탈황 후의 소량의 잉여 황산화물만을 제거하는데 목적이 있으므로 소형, 경량의 설비구성이 가능하게 구비된다.
특히, 반건식 탈황장치(300)는 전기집진기(200)에서 처리된 연소가스를 수용하고, 솔벤트를 분사하여 이차적으로 탈황 처리하는 역할을 한다.
물론, 솔벤트는 액상 형태이고, 탈황 기능을 갖는 다른 물질로 대체 가능하다.
또한, 반건식 탈황장치(300)를 통과한 처리가스에는 탈황 반응을 모두 하지 못한 잉여 솔벤트를 포함하고 있으며, 이외에도 2.5㎛ 미만의 미세분진과 미량의 수은 및 황 성분을 함유하게 된다.
상기의 잉여 대기오염 물질 제거를 위해 반건식 탈황장치(300)에 연결되는 백하우스(400)는 잉여 탈황작용, 미세분진 포집, 수은 등을 제거하는 역할을 한다.
백하우스(400)로 유입되는 연소가스에 함유된 탈황 반응제는 백하우스(400) 내부의 백필터(430)에 분진과 함께 부착하게 되는데, 이때 부착, 성장하는 분진, 솔벤트 혼합층에 의해 백 필터(430)로 지속적으로 유입되는 연소가스 내 미소 황산화물 제거가 가능하게 된다.
아울러, 백하우스(400)의 백필터(430)는 미세 분진도 함께 부착하여 제거하는 역할을 한다.
또한, 백하우스(400)의 백필터(430)는 추가적으로 연소가스에 잔류하고 있는 황 성분을 제거하는 역할을 한다.
여기서, 백하우스(400)의 백필터(430)는 다양한 재질 및 다양한 형상으로 적용 가능하다.
한편, 백하우스(400)는 수용된 연소가스로부터 수은을 제거하기 위해 연소가스유입덕트(440) 내부에 활성카본을 주입함이 바람직하다.
즉, 백하우스(400)에 주입된 활성카본은 연소가스 내 수은과 흡착 작용을 일으키게 된다.
그래서, 연소가스는 카본과 반응을 일으킴에 따라 수은 성분을 제거하게 된다.
활성카본과 연소가스의 화학 반응에 따른 수은이 제거됨은 일반적이다.
백하우스(400)를 거친 처리가스는 최종적으로 정화된 상태로 공기 중으로 배출된다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 백하우스(400)는 케이싱(410) 및 활성카본분사노즐(420)을 포함한다.
케이싱(410)은 일측에 연소가스유입덕트(440)를 형성하여 반건식탈황장치(300)로부터 이동하는 연소가스를 내부로 유입 안내한다.
그리고, 케이싱(410)은 타측에 처리가스배기덕트(490)를 형성하여 연소가스를 내부에서 일정한 처리 후 배기 안내한다.
연소가스유입덕트(440)와 처리가스배기덕트(490)가 케이싱(410)에 형성되는 위치는 한정되지 않고, 다양한 형상으로 변형 가능하다.
아울러, 케이싱(410)은 다양한 형상 및 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 연소가스유입덕트(440)와 처리가스배기덕트(490)를 일체로 형성하거나 분리 가능하게 형성한다.
또한, 활성카본분사노즐(420)은 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 역할을 하는 것으로서, 연소가스유입덕트(440)에 형성됨이 바람직하다.
이때, 활성카본분사노즐(420)은 연소가스유입덕트(440)에 일체로 형성될 수도 있고, 분리 가능하게 형성될 수도 있다.
그리고, 활성카본분사노즐(420)은 백하우스(400)의 형성 위치에 한정하지 않는다.
특히, 케이싱(410)은 내부에서 연소가스 중의 수은과 반응을 마친 활성카본과 비회는 주기적인 탈진에 의해 하부로 낙하된다.
그래서, 케이싱(410)은 낙하하는 활성카본과 비회를 모아 배출하기 위해 하측에 호퍼(480)를 형성함이 바람직하다.
이 호퍼(480)는 활성카본과 비회를 정기적 또는 간헐적으로 배출 단속할 수 있도록 형성됨이 바람직하다.
한편, 활성카본분사노즐(420)을 통해서 분출되는 활성카본과 연소가스유입덕트(440)를 통해 이동하는 연소가스는 서로 충분히 혼합되어야 연소가스에 포함된 수은을 제거할 수 있게 된다.
그래서, 활성카본분사노즐(420)은 와류안내판(423), 주입노즐(422) 및 와류케이지(424)를 포함한다.
와류안내판(423)은 연소가스유입덕트(440) 내부에 위치한 단부 둘레면에 형성된다.
그리고, 주입노즐(422)은 와류안내판(423)의 둘레면에 형성되고, 와류안내판(423)의 내외측을 연통하게 형성된다.
따라서, 연소가스가 주입노즐(422)을 통해 와류안내판(423) 내부로 공급됨과 아울러 활성카본이 활성카본분사노즐(420)을 통해 와류안내판(423) 내부로 공급된다.
이에 따라, 연소가스와 활성카본은 와류안내판(423) 내부에서 혼합된다.
이때, 와류안내판(423)은 연소가스와 활성카본의 충분한 혼합을 위해 연소가스와 활성카본에 와류를 발생시킬 수 있도록 원통 형상으로 형성됨이 바람직하다.
아울러, 와류안내판(423)은 상광하협 형상으로 형성되고, 주입노즐(422)은 와류안내판(423)의 둘레면에 기울어지게 형성됨으로써, 활성카본은 와류를 발생한 채 와류안내판(423)으로 공급되어 연소가스와 충분히 혼합될 수 있게 된다.
여기서, 와류안내판(423)은 다양한 형상으로 변형 가능하고, 활성카본분사노즐(420)의 단부에 분리 가능하게 형성되거나 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 주입노즐(422)은 와류안내판(423)에 일체로 형성될 수도 있고, 분리 가능하게 형성될 수도 있으며, 개수에 한정하지 않는다.
또한, 와류케이지(424)는 와류안내판(423)의 하측에 형성되고, 혼합된 연소가스와 활성카본에 와류를 발생시킨 상태를 유지한 채 케이싱(410) 내부로 유입 안내하는 역할을 한다.
즉, 와류케이지(424)는 혼합된 연소가스와 활성카본에 한번 더 와류를 형성하며 연소가스유입덕트(440)를 통해 케이싱(410) 내부로 유동 안내하는 역할을 한다.
그래서, 와류케이지(424)는 둘레면에 와류홀(425)을 내외측 연통되게 형성한다.
아울러, 와류케이지(424)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 와류안내판(423)과 동일한 형상으로 형성되어 와류안내판(423)을 내측에 삽입함이 바람직하다.
특히, 와류케이지(424)와 와류안내판(423)은 서로 분리 가능하게 형성될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다.
그리고, 와류홀(425)은 개수 및 형상에 한정하지 않는다.
한편, 활성카본분사노즐(420)은 연소가스유입덕트(440)를 통해 유동하는 연소가스의 수은함량과 연소가스의 공급량 중 적어도 어느 한 요소에 따라 활성카본의 공급량을 제어함이 바람직하다.
그래서, 활성카본분사노즐(420)은 자동 또는 수동 제어되는 주입조절밸브(421)를 형성한다.
일례로, 주입조절밸브(421)는 연료 중 수은함량 및 보일러 부하에 따라 개폐량을 달리하며 연소가스유입덕트(440) 내부로 공급되는 활성카본의 양을 조절한다.
특히, 주입조절밸브(421)의 형식은 다양하게 적용 가능하다.
또한, 활성카본분사노즐(420)은 활성카본을 연소가스유입덕트(440) 내부로 안정적으로 공급하기 위해 활성카본저장조(450)에 연결되고, 활성카본저장조(450)는 충분히 활성카본을 저장함이 바람직하다.
이때, 활성카본저장조(450)와 활성카본분사노즐(420)은 일체로 형성될 수도 있고, 분리 가능하게 형성될 수도 있다.
물론, 활성카본저장조(450)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
한편, 케이싱(410) 내부에는 멤브레인 형태의 백필터(430)가 구비된다.
그래서, 반건식 탈황장치(300)에서 포함된 솔벤트 및 수은 제거를 위해 주입된 활성카본 등이 혼합된 연소가스가 백필터(430)를 통과하며 솔벤트, 활성카본 및 미세분진이 부착하게 된다.
아울러, 백필터(430)는 추가 탈황 처리 역할도 한다.
특히, 백필터(430)는 장기간의 사용으로 외측 표면에 미세 먼지와 솔벤트를 부착하게 됨으로써 연소가스의 정화력을 약화시키게 된다.
그래서, 케이싱(410)은 펄스에어주입관(460)을 형성하여 외부로부터 강한 압력의 공기를 공급받게 된다.
이 강한 압력의 공기는 백필터(430) 내측을 강타함으로써, 백필터(430) 외측 표면에 부착된 미세 먼지와 솔벤트는 이탈되어 낙하하게 된다.
따라서, 백하우스(400)는 반건식 탈황장치(300)에서 나온 연소가스에 포함된 미세분진, 수은 및 잉여의 황 산화물을 최대한 제거하는 역할을 하는 것이다.
그리고, 백하우스(400)는 내측에 백필터(430)를 구비하여 잉여 솔벤트 및 활성카본을 흡착하는 역할을 한다.
반건식 탈황장치(300)를 나온 처리가스는 연소가스유입덕트(440)를 통하여 케이싱(410) 내부로 유입된다.
이때, 연소가스유입덕트(440)에는 활성카본분사노즐(420)이 연결되어 연소가스 내에 미립자의 활성카본을 주입하게 된다.
활성카본저장조(450)에는 미립자의 활성카본이 충진되어 있으며 유입 연소가스 내 수은 함량에 따라 주입량이 변경될 수 있도록 제어 계통이 구성됨이 바람직하다.
연소가스유입덕트(440)를 통해 케이싱(410) 내부로 유입된 연소가스는 백필터(430)의 중공을 통해 상향으로 흐르며 백필터(430) 외측 표면에 연소가스 내 미세분진, 잉여 솔벤트 및 활성카본이 흡착하게 된다.
이때, 부착된 미세분진, 잉여 솔벤트 및 활성카본 혼합물은 백필터(430)에 더스트 케이크의 층을 형성하게 된다.
백필터(430)측으로 연소가스는 계속 유입되며, 연소가스 내 미세분진은 지속적으로 더스트 케이크 층에 흡착되어 성장하게 된다.
일정시간 흡착 및 성장 과정을 거친 더스트 케이크의 층은 일정 두께 이상 성장할 경우 포집 성능을 저하시키게 되므로 펄스에어를 백필터(430)에 분사시켜 부착된 더스트 케이크를 분리시킨다.
이때, 펄스에어주입관(460)을 통해 압축공기의 펄스에어를 공급하게 되며 포펫밸브(470)가 열려 백필터(430)에 펄스에어를 분사하게 된다.
펄스에어는 백하우스(400)의 입,출구 차압을 측정하여 일정 차압 도달 시 자동 분사되도록 제어 계통이 구성됨이 바람직하다.
펄스에어에 의해 백필터(430)로부터 분리된 더스트 케이크는 하부로 낙하하여 호퍼(480)를 통해 외부로 반출하게 된다.
한편, 백필터(430)에 미세분진과 함께 부착된 잉여 솔벤트에 의해 유입 연소가스 내 잉여 황산화물이 반응하여 추가적인 탈황작용을 일으키게 된다.
또한, 함께 부착된 활성카본은 연소가스 내 수은을 흡착하여 제거하게 된다.
상기의 미세분진 포집, 추가 탈황 및 수은 제거 과정을 거친 청정 가스는 처리가스배기덕트(490)를 통해 연돌로 배출된다.
한편, 활성카본저장조(450)에 저장된 활성카본 미립자는 주입조절밸브(421)를 통해 연소가스유입덕트(440)로 주입된다.
이때, 주입조절밸브(421)의 개도에 따라 활성카본의 주입량이 결정되며, 주입조절밸브(421)의 개도는 연료탄의 수은 함량, 연료탄 연소율 및 보일러 부하에 따른 제어신호를 입력신호로 받아 구동될 수 있도록 제어 계통이 구성됨이 바람직하다.
주입조절밸브(421)를 통과한 활성카본은 와류케이지(424)로 중력에 의해 낙하하게 된다.
와류안내판(423)에 부착된 4개의 주입노즐(422)에서 분사되는 압축공기는 와류케이지(424) 측으로 유입되며 와류케이지(424) 내로 낙하하는 활성카본에 선회력을 제공하여 연소가스유입덕트(440) 내부의 연소가스와 혼합이 원활하도록 한다.
활성탄소는 연소가스유입덕트(440) 내에서 일차적으로 연소가스 내 수은을 흡착, 제거한다.
이후, 백하우스(400) 내부의 백필터(430)에 분진과 함께 부착된 활성탄소는 더스트 케이크 층을 형성하여 백필터(430) 측으로 유입되는 연소가스 내 수은을 추가 흡착하는 과정을 거치게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
200: 전기집진기 300: 반건식 탈황장치
400: 백하우스 410: 케이싱
420: 활성카본분사노즐 421: 주입조절밸브
422: 주입노즐 423: 와류안내판
424: 와류케이지 430: 백필터
440: 연소가스유입덕트 450: 활성카본저장조
460: 펄스에어주입관 480: 호퍼
490: 처리가스배기덕트

Claims (9)

  1. 연소가스유입덕트와 처리가스배기덕트를 갖는 케이싱; 및
    상기 연소가스유입덕트에 형성되어 유입되는 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 활성카본분사노즐을 포함하고,
    상기 활성카본분사노즐은, 상기 연소가스유입덕트 내부에 위치한 단부 둘레면에 원통 형상으로 형성되는 와류안내판;
    상기 와류안내판의 둘레면에 형성되고, 상기 와류안내판의 내부로 연통되어 연소가스를 안내하여 상기 활성카본과 와류를 일으키며 혼합 유도하는 주입노즐; 및
    상기 와류안내판의 하측에 형성되고, 혼합된 연소가스와 활성카본에 와류를 발생시킨 상태로 상기 케이싱 내부로 유입 안내하도록 와류홀을 통공한 와류케이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 백하우스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이싱은 낙하하는 활성카본과 비회를 모아 배출하기 위해 하측에 호퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 백하우스.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 활성카본분사노즐은 자동 또는 수동 제어되는 주입조절밸브를 형성하는 것을 특징으로 하는 백하우스.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 활성카본분사노즐은 활성카본저장조에 연결되는 것을 특징으로 하는 백하우스.
  6. 유동층 보일러에서 생성된 연소가스 내에 함유되어 있는 분진을 일차 제거하는 전기집진기;
    상기 전기집진기에서 처리된 연소 가스를 수용하고 솔벤트를 분사하여 탈황 처리하는 반건식 탈황장치; 및
    상기 반건식 탈활장치에서 처리된 연소가스를 수용하여 미세분진을 추가적으로 포집하며, 추가 탈황 기능과 활성탄 주입에 의한 수은 제거 후 청정 연소가스 배출을 유도하는 백하우스를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 백하우스는,
    연소가스유입덕트와 처리가스배기덕트를 갖는 케이싱; 및
    상기 연소가스유입덕트에 형성되어 유입되는 연소가스에 포함된 수은을 제거하기 위해 활성카본을 공급하는 활성카본분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 활성카본분사노즐은,
    상기 연소가스유입덕트 내부에 위치한 단부 둘레면에 원통 형상으로 형성되는 와류안내판;
    상기 와류안내판의 둘레면에 형성되고, 상기 와류안내판의 내부로 연통되어 연소가스를 안내하여 상기 활성카본과 와류를 일으키며 혼합 유도하는 주입노즐; 및
    상기 와류안내판의 하측에 형성되고, 혼합된 연소가스와 활성카본에 와류를 발생시킨 상태로 상기 케이싱 내부로 유입 안내하도록 와류홀을 통공한 와류케이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 활성카본분사노즐은 자동 또는 수동 제어되는 주입조절밸브를 형성하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러용 하이브리드 집진설비.
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