KR101226386B1 - 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 중조, 소석회를 덕트에 주입하여 배가스의 폐열로 활성화시킴으로써 별도의 반응조(흡수탑)없이 배가스 덕트내에서 SOx를 흡착, 제거할 수가 있으므로 덕트(Duct)내 액체상 약품이 흡착되는 것을 방지할 수 있으며, 배가스 덕트 내부가 탈황이 일어나는 반응조(흡수탑)의 역할을 하기 때문에 설비가 단순화되고 컴팩트하게 되어 소요 부지를 적게 필요로 하고 설치비용이 저렴하게 되며, 보일러 배가스의 폐열을 흡착제의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비를 최소화시킬 수 있는, 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치에 관한 것으로서,
고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)를 공급하는 솔벤트 사일로와, 회전동력을 제공하기 위한 모터와, 상기한 솔벤트 사일로로부터 공급되는 고체 흡착제를 상기한 모터의 회전동력에 의해 운반하는 컨베이어와, 상기한 컨베이어로부터 공급되는 고체 흡착제를 미세분말로 그라인딩하기 위한 그라인더와, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 공기압을 제공하기 위한 팬과, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 통로를 제공하는 덕트와, 상기한 덕트의 끝단이 내부에 설치되어 있으며 배가스가 통과하기 위한 통로를 제공하는 보일러를 포함하여 이루어진다.

Description

발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치{dry-type desulfurization apparatus for waste heat of flue gas at the power plant boiler}
이 발명은 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 중조, 소석회를 덕트에 주입하여 배가스의 폐열로 활성화시킴으로써 별도의 반응조(흡수탑)없이 덕트내에서 SOx를 흡착, 제거할 수가 있으므로 덕트(Duct)내 액체상 약품이 흡착되는 것을 방지할 수 있으며, 덕트 내부가 탈황이 일어나는 반응조(흡수탑)의 역할을 하기 때문에 설비가 단순화되고 컴팩트하게 되어 소요 부지를 적게 필요로 하고 설치비용이 저렴하게 되며, 보일러 배가스의 폐열을 흡착제의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비를 최소화시킬 수 있는, 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치에 관한 것이다.
발전소에서 연소 배가스에 포함되어 있는 대기 오염 성분인 황을 제거하기 위한 배가스 탈황방법으로서, 습식 석회석법 탈황(FGD) 방법, 습식 슬러리형 간이탈황 방법, 유동층 연소 방법 등이 있다.
상기 습식 석회석법 탈황(FGD) 방법은 현재 국내 발전소에 가장 많이 적용하고 있는 배가스 탈황 방법으로서, 석회석 슬러리가 들어있는 반응기(흡수탑)에 배가스를 통과시켜 SOx를 제거하는 공정이다.
상기 습식 슬러리형 간이탈황 방법은 중조(NaHCO3) 슬러리를 배가스가 지나는 덕트(Duct)에 분사함으로써 SOx를 제거하는 공정이다.
상기 유동층 연소는 보일러 내부에서 연료(무연탄, 유연탄)와 고체 흡착제(주로 석회석)를 동시에 연소함으로써 배가스 중의 SOx를 제거하는 일종의 노내탈황 방법이다.
그러나, 상기 습식 슬러리형 간이탈황 방법은 덕트(Duct)의 내벽 및 유량 조절용 가이드 베인(Guide Vane)에 액체상 약품과 슬러리가 부착되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 배가스 탈황방법은 별도의 반응조(흡수탑)과 설치 부지를을 필요로 하기 때문에 설치비용이 커지게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 배가스 탈황방법은 흡착제를 활성화시키기 위한 에너지를 필요로 함으로써 상대적으로 에너지 소비가 커지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중조, 소석회를 덕트에 주입하여 배가스의 폐열로 활성화시킴으로써 별도의 반응조(흡수탑)없이 덕트내에서 SOx를 흡착, 제거할 수가 있으므로 덕트(Duct)내 액체상 약품이 흡착되는 것을 방지할 수 있는, 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 덕트 내부가 탈황이 일어나는 반응조(흡수탑)의 역할을 하기 때문에 설비가 단순화되고 컴팩트하게 되어 소요 부지를 적게 필요로 하고 설치비용이 저렴하게 되는, 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 보일러 배가스의 폐열을 흡착제의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비를 최소화시킬 수 있는, 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)를 공급하는 솔벤트 사일로와, 회전동력을 제공하기 위한 모터와, 상기한 솔벤트 사일로로부터 공급되는 고체 흡착제를 상기한 모터의 회전동력에 의해 운반하는 컨베이어와, 상기한 컨베이어로부터 공급되는 고체 흡착제를 미세분말로 그라인딩하기 위한 그라인더와, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 공기압을 제공하기 위한 팬과, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 통로를 제공하는 덕트와, 상기한 덕트의 끝단이 내부에 설치되어 있으며 배가스가 통과하기 위한 통로를 제공하는 보일러를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 배가스의 폐열에 의해 덕트내에서 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)가 활성화되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 중조(NaHCO3)는 120~300℃에서 다음과 같은 반응을 통해 활성화되면 바람직하다.
2NaHCO3 + SO2 + 1/2 O2 + 열 -> Na2SO4 +H2O +2CO2
이 발명의 구성은, 소석회(Ca(OH)2)는 200℃ 이상에서 다음과 같은 반응을 통해 분해되면 바람직하다.
Ca(OH)2 + SO2 + 열 -> CaO + H2O + SO2 -> CaSO3 + H2O
이 발명은, 중조, 소석회를 덕트에 주입하여 배가스의 폐열로 활성화시킴으로써 별도의 반응조(흡수탑)없이 배가스 덕트내에서 SOx를 흡착, 제거할 수가 있으므로 덕트(Duct)내 액체상 약품이 흡착되는 것을 방지할 수 있으며, 덕트 내부가 탈황이 일어나는 반응조(흡수탑)의 역할을 하기 때문에 설비가 단순화되고 컴팩트하게 되어 소요 부지를 적게 필요로 하고 설치비용이 저렴하게 되며, 보일러 배가스의 폐열을 흡착제의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비를 최소화시킬 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치의 구성도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치의 구성은, 고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)를 공급하는 솔벤트 사일로(1)와, 회전동력을 제공하기 위한 모터(2)와, 상기한 솔벤트 사일로(1)로부터 공급되는 고체 흡착제를 상기한 모터(2)의 회전동력에 의해 운반하는 컨베이어(3)와, 상기한 컨베이어(3)로부터 공급되는 고체 흡착제를 미세분말로 그라인딩하기 위한 그라인더(4)와, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 공기압을 제공하기 위한 팬(5)과, 상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 통로를 제공하는 덕트(6)와, 상기한 덕트(6)의 끝단이 내부에 설치되어 있으며 배가스가 통과하기 위한 통로를 제공하는 보일러(7)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치의 작용은 다음과 같다.
모터(2)의 회전동력에 의해 컨베이어(3)가 구동되며, 솔벤트 사일로(1)로부터 공급되는 고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)가 컨베이어(3)를 통해서 그라인더(4)로 운반되고, 그라인더(4)에 의해 직경 45㎛ 이하의 미세분말로 그라인딩된다.
이와 같이 그라인딩된 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)는 팬(5)에 의해서 형성되는 공기압력에 의해 덕트(6)를 통과하여 보일러(7)의 내부로 공급된다.
상기한 보일러(7)는 배가스가 통과하게 되는데, 배가스의 폐열이 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)를 활성화시키게 된다. 이와 같이 보일러 배가스의 폐열을 고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비가 최소화된다.
중조(NaHCO3)는 120~300℃에서 다음과 같은 반응을 통해 활성화된다.
2NaHCO3 + SO2 + 1/2 O2 + 열 -> Na2SO4 +H2O +2CO2
그리고, 소석회(Ca(OH)2)는 200℃ 이상에서 다음과 같은 반응을 통해 분해된다.
Ca(OH)2 + SO2 + 열 -> CaO + H2O + SO2 -> CaSO3 + H2O
이에 따라 배가스중의 SOx 가 제거된다.
본 발명은 중조, 소석회를 덕트에 주입하여 배가스의 폐열로 활성화시킴으로써 별도의 반응조(흡수탑)없이 덕트내에서 SOx를 흡착, 제거할 수가 있기 때문에 기존의 석회석 슬러리를 이용한 습식 석회석법 탈황장치가 없거나 설치를 위한 부지가 협소할 경우, 또는 운영중이던 탈황장치의 정상운전이 불가한 경우에 비상용 탈황장치로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 액체상 약품을 덕트(Duct)에 주입하는 습식 간이 탈황방식에서의 덕트(Duct)내 액체상 약품의 흡착 문제점도 해결할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 덕트 내부가 탈황이 일어나는 반응조(흡수탑)의 역할을 하기 때문에 설비가 단순화되고 컴팩트하게 되어 소요 부지를 적게 필요로 하고 설치비용이 저렴하게 된다.
또한, 본 발명은 보일러 배가스의 폐열을 흡착제의 활성화 에너지로 활용함으로써 탈황을 위한 별도의 에너지 소비가 최소화된다.
1 : 솔벤트 사일로 2 : 모터
3 : 컨베이어 4 : 그라인더
5 : 팬 6 : 덕트
7 : 보일러

Claims (4)

  1. 고체 흡착제인 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)를 공급하는 솔벤트 사일로와,
    회전동력을 제공하기 위한 모터와, 상기한 솔벤트 사일로로부터 공급되는 고체 흡착제를 상기한 모터의 회전동력에 의해 운반하는 컨베이어와,
    상기한 컨베이어로부터 공급되는 고체 흡착제를 미세분말로 그라인딩하기 위한 그라인더와,
    상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 공기압을 제공하기 위한 팬과,
    상기한 미세분말 고체 흡착제를 이송하기 위한 통로를 제공하는 덕트와,
    상기한 덕트의 끝단이 내부에 설치되어 있으며 배가스가 통과하기 위한 통로를 제공하는 보일러를 포함하여 이루어지며,
    상기한 중조(NaHCO3)는 120~300℃에서 다음과 같은 반응을 통해 활성화되며,
    2NaHCO3 + SO2 + 1/2 O2 + 열 -> Na2SO4 +H2O +2CO2
    상기한 소석회(Ca(OH)2)는 200℃ 이상에서 다음과 같은 반응을 통해 분해되며,
    Ca(OH)2 + SO2 + 열 -> CaO + H2O + SO2 -> CaSO3 + H2O
    상기한 배가스의 폐열에 의해 상기한 덕트내에서 상기한 중조(NaHCO3)와 소석회(Ca(OH)2)가 활성화되는 것을 특징으로 하는 발전소 보일러 배가스의 건식 탈황장치.

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