KR101245198B1 - Integrated removal apparatus for removing fine particulate and nitrogen oxide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치에 관한 것으로, 자세하게는 화석연료연소로, 발전소, 폐기물 소각공정, 제철제강 공정의 용광로 및 아크론, 열처리 시설, 석유정재 및 석유화학제품 제조공정 등에서 발생되는 배가스 중에 포함된 미세먼지 및 질소산화물을 다수개로 분할된 챔버에 설치된 여과집진부 및 SCR(Selective Catalytic Reduction) 반응부를 경유하면서 복합적으로 미세먼지 및 질소산화물을 효율적으로 제거하고 포집된 오염물질을 단계별로 구성된 호퍼를 통해 배출하여 장치 내부 여과집진부의 부하를 저감하여 내구성을 높인 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for removing fused fine dust and nitrogen oxides, and more specifically, fossil fuel combustion, power generation, waste incineration, steelmaking process furnaces and acrons, heat treatment facilities, petroleum refining and petrochemical products manufacturing processes. The dust and nitrogen oxides contained in the exhaust gas are efficiently separated through the dust collector and the SCR (Selective Catalytic Reduction) reaction unit installed in a plurality of chambers. The present invention relates to an apparatus for removing fused fine dust and nitrogen oxides, which discharges through a configured hopper to reduce the load of the filter bag inside the device to increase durability.
대표적인 대기오염물질 중 미세먼지는 입자크기 범위가 0.1 ~ 10μm로써 주로 화석연료연소로, 발전소, 폐기물 소각공정, 제철제강 공정의 용광로 및 아크론, 열처리 시설, 석유정재 및 석유화학제품 제조공정 등에서 발생되고 있다.Among the representative air pollutants, the fine dust has a particle size range of 0.1 ~ 10μm, mainly fossil fuel combustion, power plant, waste incineration process, blast furnace and arcon of steel making process, heat treatment facility, petroleum refining and petrochemical product manufacturing process. have.
이러한 산업공정에서 배출되는 미세먼지입자와 질소산화물을 제거하기 위해 전기집진기, 여과포집진기, SCR(선택적 촉매 환원) 등을 적용하여 사용하고 있다. 이하 구체적으로 도면을 참조하여 종래 기술을 설명한다.In order to remove fine dust particles and nitrogen oxides discharged from these industrial processes, an electrostatic precipitator, a bag filter, and an SCR (selective catalytic reduction) are used. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in the prior art.
도 4는 종래 한 실시예에 따른 4개의 챔버(Chamber)를 구비한 전기집진장치의 단면 예시도이고, 도 5는 종래 한 실시예에 따른 여과집진장치의 단면 예시도이고, 도 6은 종래 한 실시예에 따른 선택적환원촉매(SCR) 시스템의 단면 예시도이다.4 is an exemplary cross-sectional view of an electrostatic precipitator having four chambers according to a conventional embodiment, FIG. 5 is an exemplary cross-sectional view of a filter precipitator according to a conventional embodiment, and FIG. Exemplary cross-sectional view of a selective reduction catalyst (SCR) system according to an embodiment.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 전기집진기는 직류고압 전압에 의하여 방전극에 (-)전압을 인가시키면 코로나 방전이 발생하여 음(-)이온은 가스 중의 미세먼지 입자와 대전되어 전기력에 의하여 (+)전압이 인가되고 있는 집진극으로 이동되어 포집되는 정전기적인 원리를 이용하여 이는 초기 설치비와 운영비가 높으며 먼지입자의 종류에 따라 전기저항의 영향을 받으며 변화에 신속한 대처가 곤란한 단점을 가지고 있다.First, as shown in FIG. 4, when a negative electric precipitator applies a negative voltage to a discharge electrode by a DC high voltage, a corona discharge is generated, and negative ions are charged with fine dust particles in the gas, +) By using the electrostatic principle that is collected and moved to the collecting pole where the voltage is applied, it has high initial installation cost and operating cost, and it is affected by electric resistance depending on the type of dust particles, and it is difficult to cope with change quickly.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 종래 여과집진장치는 먼지 입자들이 섬유상의 집진필터를 통과하면서 섬유 또는 쌓인 먼지입자들에 의해 포집되어 제거되는 방식의 집진장치로서 먼지의 종류에 관계없이 높은 집진성능을 발휘하며 운전이 비교적 용이한 장점이 있지만, 먼지가 집진필터에 쌓여 압력손실이 증가하면 고압 압축공기의 분사로 집진필터에 물리적 충격을 가하여 포집된 먼지를 털어주어야 하기 때문에 탈진이 거듭될수록 집진필터가 손상되고 직조구조가 변화되어 집진효율이 떨어지며 이처럼 손상되고 성능이 떨어진 집진필터의 교체와 높은 집진필터 차압에서의 가스 흡인 및 탈진공기 압축에 많은 비용이 소요된다는 단점을 가지고 있다. Also, as shown in FIG. 5, the conventional filter dust collector is a dust collector in which dust particles are collected and removed by fibers or accumulated dust particles while passing through a fibrous dust filter, and have high dust collection performance regardless of the type of dust. Although there is an advantage in that it is relatively easy to operate, when the dust is accumulated in the dust collecting filter and the pressure loss increases, the dust collecting filter needs to be shaken out by applying a physical shock to the dust collecting filter by the injection of high-pressure compressed air. The damaged and woven structure is changed, so the dust collection efficiency is reduced, and thus, the damaged and poor performance of the dust collecting filter is replaced, and the gas suction and degassing air compression at high pressure of the differential filter are expensive.
또한 도 6에 도시된 바와 같이 종래 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction) 공정은 촉매를 사용하여 질소산화물을 환원하는 대표적인 배연탈질 기술이다. 여기에 사용되는 환원제로는 보통 암모니아나 우레아(Urea)를 사용하여 반응시켜 질소산화물을 질소와 수증기로 환원 시키게 된다. 이러한 선택적 환원 촉매 기술은 상기한 다른 기술에 비하여 저감효율이 70 ~ 90%로 탈질기술 중 가장 높고 안정적인 기술로 인하여 상업용 설비로서 널리 사용되고 있다.
In addition, as shown in FIG. 6, the conventional selective catalytic reduction (Selective Catalytic Reduction) process is a representative flue gas denitrification technique using a catalyst to reduce nitrogen oxides. As a reducing agent used here, ammonia or urea (Urea) is used to react to reduce nitrogen oxides to nitrogen and water vapor. This selective reduction catalyst technology is widely used as a commercial facility due to the highest and most stable denitrification technology of 70 ~ 90% reduction efficiency compared to the other techniques described above.
한편, 미세먼지 및 질소산화물 제거를 위해 상기와 같은 단일 구조 장치로는 고효율을 얻는데 한계가 있으므로, 이러한 점을 극복하기 위하여 두 가지 이상의 집진원리가 접목된 하이브리드형 집진장치가 많이 개발되어 진행되어 왔다.On the other hand, there is a limit in obtaining a high efficiency as a single structure device as described above for the removal of fine dust and nitrogen oxides, in order to overcome this point, many hybrid type dust collectors incorporating two or more dust collecting principles have been developed. .
즉, 상기에 기재된 여과 집진장치에 의한 방식은 주기적인 탈진조작에 의해 여과포 표면에 포집된 미세 먼지를 털어줘야 하는데 오히려 주기적인 탈진조작은 여과포를 손상시켜 수명이 단축 된다는 단점이 있다. That is, the method according to the filter dust collector described above has to shake off fine dust collected on the surface of the filter cloth by periodic dust-drying operation, but has a disadvantage in that the periodic dust-drying operation damages the filter cloth and shortens its lifespan.
이를 해결하기 위한 방안으로 여과 집진장치에 먼지 부하량이 증가에 따른 압력손실 상승을 저감하기 위해 여과포 진집장치 전단에 전기 집진기 또는 원심 십진기와 SCR을 설치하여 미세먼지의 부하량을 감소시키고 질소산화물을 제거하는 집진장치가 개발되었다. In order to solve this problem, in order to reduce the pressure loss caused by the increase of the dust load in the filter dust collector, an electrostatic precipitator or a centrifugal decipherer and an SCR are installed in front of the filter cloth collector to reduce the load of fine dust and remove nitrogen oxides. A dust collector has been developed.
하지만 이러한 2가지 이상의 집진 장치를 조합하여 산업공정에서 배출되는 미세먼지와 질소산화물 제거 효율을 극대화하기 위해서는 그 설치비가 증가되고 설치 면적이 넓어야 한다는 또 다른 현실적인 문제점이 있다.
However, in order to maximize the efficiency of removing dust and nitrogen oxides from industrial processes by combining two or more dust collectors, there is another practical problem that the installation cost must be increased and the installation area must be wide.
상기한 2가지 이상의 집진 기술을 결합시킨 종래 기술로, 산화구리(CuO)가 담지된 알루미나 실리게이트 세라믹 섬유여과재 기술이 개시된 고온 유해가스와 먼지를 동시에 제거하는 산화구리 촉매도포 세라믹 섬유여과재(대한민국 특허 출원번호 10-1996-08223호)가 있다.Copper oxide catalyst coated ceramic fiber filter material that simultaneously removes high temperature harmful gases and dusts disclosed in the prior art combining two or more of the above-mentioned dust collection technologies, and disclosed a copper oxide (CuO) -supported alumina silicate ceramic fiber filter technology (Korea Patent Application No. 10-1996-08223.
또한 본 출원인의 선출원 특허로 유입먼지의 부하를 저감시키기 위해 1차적으로 원심력이 적용되고, 여과집진장치 상부 부분은 촉매코팅여과체를 적용하는데, 촉매코팅여과체의 지지층 또는 후면에 질소산화물을 환원시킬 수 있는 환원촉매가 코팅되어 있는 여과집진장치(대한민국 특허 출원번호 10-2003-0024127)가 있다.In addition, the applicant's prior application patent is centrifugal force is applied primarily to reduce the load of inflow dust, and the upper part of the filter dust collector is applied to the catalytic coating filter, reducing the nitrogen oxide in the support layer or the rear of the catalyst coating filter There is a bag filter (Korean Patent Application No. 10-2003-0024127) is coated with a reducing catalyst.
하지만 상기 알루미나 실리게이트 세라믹 섬유여과재 기술은 대부분의 먼지가 집진필터로 부착되어 압력손실이 급격하게 증가되는 문제를 야기할 수 있고, 이로 인해 부착된 먼지를 털어내는 탈진조작을 빈번하게 수행하여 집진필터의 수명의 짧게 할 뿐만 아니라 이러한 조작에 의하여 집진필터 내부의 홀더(holder)에 삽입되어 있는 촉매의 활성에도 좋지 않은 영향을 미칠 것으로 예상된다.However, the alumina silicate ceramic fiber filter technology may cause a problem that most of the dust is attached to the dust collecting filter and the pressure loss is rapidly increased, and thus the dust collecting operation is performed frequently to shake off the attached dust. In addition to shortening the lifespan, it is expected that such an operation will adversely affect the activity of the catalyst inserted into the holder inside the dust collecting filter.
또한 상기 먼지부하저감형 미세먼지 및 질소산화물 동시 제거용 집진장치(대한민국 특허 출원번호 10-2003-0024127)는 탈진간격이 늘어났으며 탈진 이후의 재포집되는 문제는 해결하였으나 큰 먼지들은 여과포에 포집되는 문제로 인하여 환원촉매의 효율이 낮아지는 문제가 발생하였다.
In addition, the dust load reducing dust and dust collector for simultaneous removal of nitrogen oxides (Korean Patent Application No. 10-2003-0024127) has increased the dust removal interval and solved the problem of re-collection after exhaustion, but large dust is collected in the filter cloth Due to this problem, the efficiency of the reduction catalyst was lowered.
상기에서 살펴 본 바와 같이 종래의 미세먼지 및 질소산화물 제거 기술로 볼 때 발전소를 비롯한 중대형 배출시설에서 배출되는 배가스 중 유해물질의 배출농도 규제가 점차 강화되는 규제 수준에 대응하기 위해서는 경제적 부담이 크게 가중될 전망이어서 보다 효율적인 제거 기술의 필요성이 대두되고 있다.
As described above, in view of the conventional fine dust and nitrogen oxide removal technology, the economic burden is greatly increased to cope with the stricter regulations on the emission concentration of harmful substances in the flue gas discharged from medium and large discharge facilities including power plants. The need for more efficient removal technologies is emerging.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 내부 공간 영역을 복수개의 챔버로 분할 후, 여과집진수단과 SCR 촉매 수단을 설치하여 오염물질을 다단 여과 및 배출토록 하여 집진필터의 압력 손실 증대를 억제하면서도 여과속도를 향상시켜 높은 탈질율을 제공할 수 있는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치를 제공하는데 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is to divide the internal space region into a plurality of chambers, and to install the filter dust collecting means and SCR catalyst means to increase the pressure loss of the dust collecting filter by filtering and discharging the contaminants in multiple stages. It is to provide a fusion-type fine dust and nitrogen oxide removal apparatus that can provide a high denitrification rate while improving the filtration rate while suppressing.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 본체를 이루는 외통; 외통의 양측단에 각각 형성된 유입구 및 유출구; 외통의 하단에 순차 형성된 제 1기준호퍼, 제 2기준 호퍼, 제 1변형 호퍼, 제 2변형 호퍼로 외형을 구성하고, 상기 외형의 내부 공간 영역은 복수개의 분할벽과 1개의 분할판을 이용하여 내통을 구성하는 제 1 챔버 및 제 2 챔버 공간 영역과, 상기 내통 외부의 제 3 챔버 및 제 4 챔버 공간 영역으로 분할한 후, 분할된 상기 각 챔버 영역에 미세먼지를 제거하는 여과집진부와; 여과집진부에 걸러진 미세먼지를 탈진하는 탈진부와; 여과집진진부를 지난 배가스에 환원제를 주입하여 혼합하는 배가스 혼합부와; 배가스 혼합부를 지난 배가스 중의 질소산화물을 선택적으로 환원시켜 제거하는 SCR 반응부;를 순차적으로 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치를 제공함으로써 달성된다.
The present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for eliminating the conventional drawbacks, the outer cylinder constituting the main body; Inlets and outlets respectively formed at both ends of the outer cylinder; The outer shape is composed of a first reference hopper, a second reference hopper, a first deformed hopper, and a second deformed hopper that are sequentially formed at the lower end of the outer cylinder, and the inner space region of the outer shape is formed by using a plurality of partition walls and one partition plate. A filter dust collector configured to divide the first chamber and the second chamber space region constituting the inner cylinder, the third chamber and the fourth chamber space region outside the inner cylinder, and then remove fine dust in each of the divided chamber regions; A dust extraction unit configured to exhaust the fine dust filtered by the filter dust collecting unit; An exhaust gas mixing unit for mixing the filter dust collecting unit by injecting a reducing agent into the exhaust gas; It is achieved by providing an apparatus for removing fused fine dust and nitrogen oxides, characterized in that the exhaust gas mixing unit comprises a SCR reaction unit for selectively reducing and removing the nitrogen oxides in the past exhaust gas.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 외통 또는 내통의 구조는 사각통 구조 또는 원통형 구조로 형성할 수 있다.
In addition, the present invention is a preferred embodiment, the structure of the outer cylinder or the inner cylinder can be formed in a square cylinder structure or a cylindrical structure.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 여과집진부는 제 1 챔버 공간과 제 1 기준 호퍼 및 제 2 기준 호퍼 공간에 형성되어 배가스 중의 미세먼지를 제거토록, 상부 분할판에 형성된 복수개의 홀 하부 마다 필터 백이 설치 구성될 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the filter dust collector is formed in the first chamber space, the first reference hopper and the second reference hopper space to remove the fine dust in the exhaust gas, the filter for each of the lower hole formed in the upper partition plate The bag can be configured for installation.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 탈진부는 제 1 챔버의 상부쪽에 형성되어 필터백에 고착된 미세먼지를 제거토록, 상기 여과집진부를 구성하는 복수개의 홀과 필터 백 사이에 설치된 벤츄리와; 각 벤츄리 상부와 이격 설치된 인젝터와; 복수개의 인젝터가 설치된 고압공기 배출용 배관과; 배관의 일측단에 설치되어 고압공기를 연속 또는 주기별로 공급하는 백 펄싱 유니트;로 구성될 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the dust extraction unit is formed on the upper side of the first chamber to remove the fine dust stuck to the filter bag, venturi provided between the filter bag and the plurality of holes constituting the filter bag; An injector spaced apart from each venturi upper portion; A high pressure air discharge pipe provided with a plurality of injectors; It is installed at one end of the pipe is a back pulsing unit for supplying high-pressure air by continuous or cycle; may be configured.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 배가스 혼합부는 제 1 챔버와 제 3 챔버 사이 공간과 제 1 변형 호퍼 공간 영역에 형성되어 배가스에 암모니아를 주입 및 혼합시키도록, 암모니아 주입 그리드와; 상기 암모니아 주입 그리드의 하부에 하나 이상 설치되어 배가스를 균일하게 혼합시키고 분포시키는 정지형 믹서를 포함하여 구성될 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the exhaust gas mixing unit is formed in the space between the first chamber and the third chamber and the first deformation hopper space region to inject and mix ammonia into the exhaust gas; It may be configured to include a stationary mixer that is installed at one or more of the lower portion of the ammonia injection grid to uniformly mix and distribute the exhaust gas.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 암모니아 주입 그리드의 상부에는 배가스의 유동 균일도를 최적화시키도록 제 2 챔버의 절곡된 부분에 제 1 베인이 설치되고,In addition, the present invention is a preferred embodiment, the first vane is installed in the bent portion of the second chamber to optimize the flow uniformity of the exhaust gas on top of the ammonia injection grid,
상기 정지형 믹서의 하부 제 1 변형 호퍼 공간에는 하강한 배가스를 제 3 챔버까지 가이드하여 공급하도록 서로 대칭으로 설치되 제 2 베인 및 제 3 베인이 설치되어 구성될 수 있다.
In the lower first modified hopper space of the stationary mixer, second vanes and third vanes may be installed to be symmetrically installed to guide and supply the lower exhaust gas to the third chamber.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 1 베인, 제 2 베인, 제 3 베인은 각각 후방부에 테이퍼진 형상을 가진 확산이음부가 일체형으로 형성될 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the first vane, the second vane, and the third vane may be integrally formed with a diffusion joint having a tapered shape at the rear portion thereof.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 SCR 반응부는, 상기 제 3 챔버에서 복수개의 SCR 촉매 모듈이 상하로 일정 간격 이격 설치된 제 1 SCR 촉매 모듈부와; In another preferred embodiment of the present invention, the SCR reaction unit includes: a first SCR catalyst module unit in which a plurality of SCR catalyst modules are spaced vertically apart from each other in the third chamber;
상기 제 4 챔버 공간에서 복수개의 SCR 촉매 모듈이 상하로 일정 간격 이격되어 설치된 제 2 SCR 촉매 모듈부로 다단 구성되고, In the fourth chamber space, a plurality of SCR catalyst module is composed of a multi-stage composed of a second SCR catalyst module unit spaced apart at regular intervals up and down,
상기 제 1 SCR 촉매 모듈부의 하단과 제 2 SCR 촉매 모듈부의 상단에는 각각 배가스를 골고루 분포시키 위한 유동 정류기;가 설치되어 구성될 수 있다.
A flow rectifier for evenly distributing exhaust gas may be installed at the lower end of the first SCR catalyst module and the upper end of the second SCR catalyst module.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 1 SCR 촉매 모듈부 및 제 2 SCR 촉매 모듈부의 상단부인 제 3 챔버와 제 4 챔버의 공간부에는 제 4 베인과 제 5 베인이 대칭되게 설치되어 배가스의 흐름을 가이드 하게 구성되고, In another preferred embodiment of the present invention, the fourth vane and the fifth vane are symmetrically installed in the spaces of the third chamber and the fourth chamber, which are upper ends of the first SCR catalyst module and the second SCR catalyst module. Configured to guide the flow,
상기 제 2 SCR 촉매 모듈부의 하단 제 2 변형 호퍼 공간에는 제 6 베인이 설치되어 배가스 흐름을 유출구 방향으로 가이드하게 구성될 수 있다.
A sixth vane may be installed in the lower second modified hopper space of the second SCR catalyst module to guide the exhaust gas flow toward the outlet.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 SCR 촉매 모듈은 허니콤 형상의 SCR 촉매로 구성될 수 있다.
In addition, the present invention is a preferred embodiment, the SCR catalyst module may be composed of a honeycomb-shaped SCR catalyst.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 4 베인, 제 5 베인, 제 6 베인은 각각 후방부에 테이퍼진 형상을 가진 확산이음부가 일체형으로 형성될 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the fourth vane, the fifth vane, and the sixth vane may be integrally formed with a diffusion joint having a tapered shape at the rear portion thereof.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 1 챔버는, 상기 유입구를 지난 후 외통의 상부에서 하부 제 1 기준 호퍼 방향으로 수직하게 돌출 형성되어 방해판 역할을 겸하는 제 1 분할벽과;In another preferred embodiment of the present invention, the first chamber includes: a first partition wall protruding perpendicularly from the upper portion of the outer cylinder to the lower first reference hopper after passing through the inlet, and serving as a baffle;
상기 제 2 기준호퍼의 타측지점에서 상부로 돌출시킨 제 2 분할벽과;A second dividing wall protruding upward from another point of the second reference hopper;
상기 제 1 분할벽과 제 2 분할벽의 상부 공간을 덮는 분할판;이 이루는 공간일 수 있다.
It may be a space formed by the partition plate covering the upper space of the first partition wall and the second partition wall.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 2 챔버는, 외통의 상부에서 제 1 변형 호퍼의 중앙부 방향으로 돌출된 제 3 분할벽의 좌측과, 상기 제 1 챔버를 구성하는 분할판 및 제 2 분할벽의 바깥 사이의 공간일 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the second chamber includes a left side of the third partition wall protruding from the upper portion of the outer cylinder toward the center of the first deformation hopper, and a partition plate and a second partition constituting the first chamber. It may be a space between the outside of the wall.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 3 챔버는, 제 2 챔버를 구성하는 제 3 분할벽의 우측과; 제 1 변형 호퍼와 제 2 변형 호퍼간의 경계지점에서 상부로 돌출된 제 4 분할벽의 좌측 사이의 공간일 수 있다.
In another preferred embodiment of the present invention, the third chamber comprises: a right side of a third partition wall constituting the second chamber; It may be a space between the left side of the fourth partition wall protruding upward from the boundary point between the first deformation hopper and the second deformation hopper.
또한 본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 제 4 챔버는, 제 3 챔버를 구성하는 제 4 분할벽의 우측과, 외통의 상부에서 하부 제 2 변형 호퍼의 중앙부 방향으로 돌출된 방해판 역할을 겸하는 제 5 분할벽의 좌측 사이의 공간일 수 있다.
In addition, the present invention is a preferred embodiment, wherein the fourth chamber, the right side of the fourth partition wall constituting the third chamber, and serves as a baffle that protrudes in the direction of the center portion of the lower second deformation hopper from the upper portion of the
상기와 같이 본 발명은 4개의 챔버(chamber)를 이용하여 여과집진 원리와 허니컴 방식의 SCR 촉매로 한 개의 장치에서 순차적으로 배가스 중 미세먼지 입자의 고효율 포집과 미세먼지가 제거된 배가스 중 질소산화물의 SCR 촉매에 의한 90% 이상 제거가 가능하다는 장점과,As described above, the present invention uses the four chambers (chamber) to filter the dust collection principle and honeycomb type SCR catalyst in order to efficiently collect the fine dust particles in the exhaust gas in one device and the nitrogen oxides in the exhaust gas from which the fine dust is removed It is possible to remove more than 90% by SCR catalyst,
또한 집진필터의 압력손실의 증가가 억제되고 여과속도가 현저히 향상되며 미세한 먼지에 대한 포집율이 현저히 증대된다는 장점과,In addition, the pressure loss of the dust collecting filter is suppressed, the filtration speed is significantly improved, and the collection rate to fine dust is significantly increased.
또한, 여과면적이 넓어지면서 제거할 수 있는 먼지의 양이 많아지므로 여과속도가 낮아지고 여과지속시간이 길어져 유지관리 빈도가 낮아진다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
In addition, since the amount of dust that can be removed increases as the filtration area becomes wider, it is a useful invention having the advantage of lowering the filtration rate and lengthening the filtration duration and lowering the maintenance frequency.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치를 보인 단면 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 분할된 챔버 공간 영역을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 베인 구조를 보인 예시도이고,
도 4는 종래 한 실시예에 따른 4개의 챔버(Chamber)를 구비한 전기집진장치의 단면 예시도이고,
도 5는 종래 한 실시예에 따른 여과집진장치의 단면 예시도이고,
도 6은 종래 한 실시예에 따른 선택적환원촉매(SCR) 시스템의 단면 예시도이다.1 is an exemplary cross-sectional view showing an apparatus for removing fused fine dust and nitrogen oxide according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a divided chamber space region according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is an exemplary view showing a vane structure according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view illustrating an electrostatic precipitator having four chambers according to a conventional embodiment.
5 is an exemplary cross-sectional view of a bag filter according to the prior art,
6 is an exemplary cross-sectional view of a selective reduction catalyst (SCR) system according to an exemplary embodiment.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치를 보인 단면 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 분할된 챔버 공간 영역을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 베인 구조를 보인 예시도이다. 1 is a cross-sectional view showing a fusion type fine dust and nitrogen oxide removal device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing a divided chamber space region according to an embodiment of the present invention, 3 is an exemplary view showing a vane structure according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 융합형 먼지 및 질소산화물 제거장치는 그 외형이 본체 케이스인 외통(1)의 전단(일측단)에 형성되어 미세먼지와 질소산화물이 포함된 배가스가 유입되는 유입구(4)와 후단(타측단)에 형성되어 미세먼지와 질소산화물이 제거된 배가스가 배출되는 유출구(19)가 형성되고, 외통의 하단에는 제 1 기준호퍼(2a), 제 2 기준 호퍼(2b) 및 상기 제 1 기준호퍼(2a), 제 2 기준 호퍼(2b)에 보다 상대적으로 큰 직경을 가지게 형성된 제 1 변형 호퍼(3a), 제 2 변형 호퍼(3b)가 배가스의 흐름에 맞제 순차적으로 형성되어 구성된다.As shown, the fusion dust and nitrogen oxide removal device according to the present invention is formed at the front end (one end) of the
상기 외통(1)의 일측에 형성된 유입구(4)로는 화석연료연소로, 폐기물 소각로, 제철제강 공정의 용광로 및 아크로, 코크스 제조설비 등에서 발생되어 유입된 대기오염물질 중 미세먼지 및 질소산화물이 유입되게 된다.Inlet (4) formed on one side of the outer cylinder (1) is a fossil fuel combustion furnace, waste incinerator, blast furnace and arc furnace of the steel making process, coke production equipment, etc. to induce fine dust and nitrogen oxides from the air pollutants introduced do.
한편, 본 발명은 상기 외통; 외통의 양측단에 각각 형성된 유입구 및 유출구; 외통의 하단에 순차 형성된 제 1 기준호퍼(2a), 제 2기준 호퍼(2b), 제 1 변형 호퍼(3a), 제 2 변형 호퍼(3b)로 이루어진 외형의 내부 공간 영역을 복수개의 분할벽과 1개의 분할판을 이용하여 내통을 구성하는 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)와 내통 외부의 제 3 챔버(300) 및 제 4 챔버(400) 공간으로 분할하여, 각 챔버 영역을 지나면서 미세먼지를 제거하는 여과집진부(A)와; 여과집진부에 걸러진 미세먼지를 탈진하는 탈진부(B); 여과집진진부를 지난 배가스에 환원제를 주입하여 혼합하는 배가스 혼합부(C)와; 배가스 혼합부를 지난 배가스 중의 질소산화물을 선택적으로 환원시켜 제거하는 SCR 반응부(D);를 형성하였다. On the other hand, the present invention is the outer cylinder; Inlets and outlets respectively formed at both ends of the outer cylinder; A plurality of dividing walls and inner space regions of the outer shape consisting of the first reference hopper (2a), the second reference hopper (2b), the first deformation hopper (3a), the second deformation hopper (3b) sequentially formed on the lower end of the outer cylinder Each chamber region is divided into a space of the
상기에서 기준호퍼보다 변형 호퍼의 하부 배출구 직경을 크게 형성한 이유는 상부 챔버 공간에 설치된 SCR부로 공급되거나 배출되는 선회 공기 상승이나 하강시 급격하지 않고 좀더 골고루 유입 및 유출되도록 하기 위함이다.
The reason why the diameter of the lower outlet of the deformation hopper is larger than that of the reference hopper is to allow the inflow and outflow of the circulating air more rapidly and evenly during the rising or falling of the turning air supplied to or discharged from the SCR unit installed in the upper chamber space.
먼저, 상기 제 1 챔버(100)의 공간은 상기 외통(1)의 일측 방향에 형성된 배가스의 흐름 방향쪽으로 점차 직경이 확대되는 테이퍼진 형상을 가지는 유입구(4)를 지난 후 외통(1)의 상부 일지점에서 하부에 위치한 제 1 기준 호퍼(2a)의 일측 지점 방향으로 수직하게 돌출 형성(제 1 기준 호퍼의 일측과는 닿지 않을 정도로 하향시킴)된 제 1 분할벽(9a)과, 제 2 기준호퍼(2b)의 타측지점에서 상부로 돌출시킨(상부쪽 외통과 닿지 않을 정도로 상향 돌출) 제 2 분할벽(9b)과, 상기 제 1 분할벽(9a) 상부 일지점에서 배가스의 흐름방향으로 수평되게 돌출 후 제 2 분할벽의 끝단과 접하게 형성된 분할판(Shell plate, 6)이 이루는 공간이다. First, the space of the
상기 분할판(6)과 제 2 분할벽(9b)의 정단면 구조는 사각통 구조를 예로 들어 설명하면 "ㄱ"자 형상처럼 절곡된 구조를 가질 수 있다. 도시된 단면 구조는 정단면도로 측단면 구조는 미도시 되었으나 상기 분할벽과 분할판은 모두 외통(1)과 만나는 지점까지 연장되어 맞닿는 구조이다. 참고로 후술될 각 분할벽과 복수개의 베인들 역시 도면상에서는 미도시 되었으나 외통(1)과 만나는 지점까지 연장되거나 미도시된 브라켓 등에 의해 지지되도록 구성된다.
The front sectional structures of the
상기 제 1 분할벽(9a)은 제 1 챔버 공간을 나누는 역할 뿐만 아니라 유입구(4)를 통해 유입된 배가스의 흐름이 후술될 여과집진부(A)의 필터백(5)으로 흐르지 않고 제 1 기준 호퍼(2a) 또는 제 2 기준 호퍼(2b) 공간부를 거쳐 상부로 유입되도록 하는 방해판 역할을 한다.The
즉, 제 1 분할벽(9a)의 역할 때문에 유입구(4)를 통해 유입된 함진 배가스 중 미세먼지 입자는 필터백 방향으로 흘러가던 중, 방해판 역할을 하는 제 1 분할벽(9a)에 부딪치면서 흐름을 막아 1차적으로 잘 혼합하게 되고, 이후 제 1 기준 호퍼(2a) 또는 제 2 기준 호퍼(2b)에 의해 1차 선회류를 발생시켜 상승하게 된다.
That is, the fine dust particles of the impregnated flue gas introduced through the
상기 제 2 챔버(200)의 공간은 제 2 기준 호퍼(2b)와 접하여 형성된 제 1 변형 호퍼(3a)의 중앙부에서 상부 외통(1) 쪽으로 연장한 가상선이 맞닿는 지점의 외통에서 하부 방향으로 돌출(제 1 변형 호퍼(3a) 영역까지 돌출되지 않음)된 제 3 분할벽(9c)에 의해 형성되는 좌측공간을 말한다. 즉, 상기 분할판(6)과 외통(1)이 형성하는 공간과 제 3 분할벽(9c)의 좌측 공간을 말한다.
The space of the
상기 제 3 챔버(300) 공간은 상기 제 3 분할벽(9c)과 제 1 변형 호퍼(3a)와 제 2 변형 호퍼(3b)간의 경계지점에서 상부로 돌출(외통의 상부쪽과 닿지 않게 상향 돌출)된 제 4 분할벽(9d) 간에 형성되는 공간을 말한다.
The space of the
상기 제 4 챔버(400) 공간은 제 4 분할벽(9d)의 우측과, 제 2 변형 호퍼(3b)의 중앙부 영역 부근에서 상부 외통(1) 쪽으로 연장한 가상선이 맞닿는 지점(배가스의 흐름방향으로 하향되게 테이퍼진 유출구(19)의 시작 지점 부근)에서 하부 방향으로 돌출(제 2 변형 호퍼(3b) 영역까지 돌출되지 않음)된 제 5 분할벽(9e) 사이에 형성되는 공간을 말한다.The space of the
상기 제 4 분할벽(9d)은 제 4 챔버 공간을 나누는 역할 뿐만 아니라 후술될 SCR 반응부(D)를 지난 질소산화물이 제거된 배가스가 직접 유출구(19)쪽으로 배출되지 않고 하부 제 2 변형 호퍼(3b) 영역을 통과하여 상승되도록 하는 방해판 역할을 하게 된다. 이와 같은 이유는 배가스의 선택적 촉매 환원 과정을 안정적으로 유지시켜 주는 것 뿐만 아니라 하부의 제 2 변형 호퍼(3b)를 통해 최종적으로 유출구로 흘러가던 배가스 중 혹 미세먼지 등이 남아 있더라도 기준 호퍼보다 큰 영역으로 형성된 제 2 변형호퍼 영역을 선회하여 상승하다가 중력에 의해 하강되어 쌓이게 됨으로써 나중에 간단히 호퍼 하부를 개방하여 청소할 수 있게 된다.
The
한편, 상기 외통(1)의 구조는 정사각이나 직사각의 사각통 구조 또는 원통형 구조로 구성할 수 있다.On the other hand, the structure of the outer cylinder (1) may be of a square or rectangular square cylinder structure or a cylindrical structure.
따라서 원통형 구조로 할 경우 상기 내통을 형성하는 제 1 분할벽이나 제 2 분할벽은 평판이 아닌 곡판으로 구성해야 하고 이에 따라 상기 분할판 역시 사각 구조 평판이 아닌 원판으로 구성해야 한다. 이 제 1 분할벽이나 제 2 분할벽 그리고 분할판은 일종의 내통에 해당하는 구성이다.Therefore, in the case of the cylindrical structure, the first partition wall or the second partition wall forming the inner cylinder should be composed of a curved plate rather than a flat plate. The first partition wall, the second partition wall, and the partition plate correspond to a kind of inner cylinder.
또한 원통형 구조로 구성시 상기 제 3 분할벽 및 제 4 분할벽 역시 평판이 아닌 곡판으로 구성해야 한다.
In addition, when the cylindrical structure is configured, the third and fourth partitioning walls should also be composed of curved plates rather than flat plates.
이하 구체적으로 본 발명의 다중 집진구조를 설명한다. 다만 외통의 형상은 편의상 사각통 형상으로 설명하지만 원통형 구조일 경우에도 하기의 기술적 사상과 동일한 작용 효과를 가짐은 물론이다.
Hereinafter, the multi-dust collection structure of the present invention will be described in detail. However, the shape of the outer cylinder is described as a square cylinder shape for convenience, but of course having the same effect as the following technical idea in the case of a cylindrical structure.
본 발명에서 미세먼지를 제거하는 여과집진부(A)는 상기 제 1 챔버(100) 공간과 제 1 기준 호퍼(2a) 및 제 2 기준 호퍼(2b) 공간에 구성된다. In the present invention, the filter dust collecting unit A for removing fine dust is configured in the space of the
여과집진부는 상부에 위치한 상기 분할판(6)에 형성된 복수개의 홀(61) 마다 하부에 필터 백(Filter bag, 5)이 형성된다. 복수개의 홀은 사각판 형태(외통이 원통 구조구조로 구성시는 원판 형태)의 분할판에 규칙적으로 배열 구성한다.The filter bag (Filter bag, 5) is formed at the bottom of each of the plurality of
이와 같은 필터 백(5)이 구비됨으로써 상기 유입구(4)를 통해 유입된 후 방해판 역할을 하는 제 1 분할벽에 부딛힌후 제 1 기준 호퍼(2a) 또는 제 2 기준 호퍼(2b)의 형상에 의해 선회류 상태로 상승하던 배가스가 필터 백을 통과하면서 필터 백의 외부 표면에 배가스 중에 포함된 미세 먼지 등이 걸러지게 된다. 미세 먼지가 제거된 배가스는 필터 백 내부로 유입된 후 SCR 부를 통과 후 유출구(14)를 통해서 배출되게 된다.
Since the
본 발명의 탈진부(B)는 상기 여과집진부(A) 운전 중 상기 필터 백 외부 표면에 걸러진 미세먼지를 고압공기로 탈진하도록 제 2 챔버(200) 공간의 좌측 즉, 제 1 챔버의 상부쪽에 탈진부(B)가 구성된다.The dust removal part B of the present invention is exhausted to the left side of the space of the
탈진부(B)는 상기 분할판(6)에 형성된 복수개의 홀(61)과 필터 백(5) 사이에 벤츄리(7)가 설치되어 탈진시 공기흐름을 빠르게 하여 필터백에 붙은 미세먼지를 펄싱(pulsing)에 의해 탈진시키면서 하부로 침강시키게 된다. 침강된 미세먼지 입자는 제 1 기준 호퍼(2a) 또는 제 2 기준 호퍼(2b)로 포집된다.In the dust collecting part B, a
상기 벤츄리로 고압공기를 공급하기 위해 상기 각 벤츄리 상부 마다 일정 간격 이격되어 설치된 인젝터(8)를 통해 공급된다. 또한 복수개의 인젝터(8)는 고압공기 배출용 배관(12)에 설치되고, 배관(12)의 일측단 외부에는 고압공기를 연속 또는 주기별로 공급하는 백 펄싱 유니트(Bag pulsing unit, 11)가 설치되어 고압 공기를 배출하게 된다.In order to supply high pressure air to the venturi, the venturi is supplied through an
고압공기가 벤츄리를 통해 백필터 내부로 공급되게 되면 배가스의 유입방향과 반대 방향 즉, 백필터 내부쪽에서 바깥 방향으로 고압 공기가 압력을 가하게 되는데, 이때 미세먼지들이 압력을 견디지 못하여 백필터 표면에서 떨어지면서 하부 제 1 기준 호퍼(2a) 및 제 2 기준 호퍼(2b)로 하강하여 쌓이게 된다. 미도시 되었지만 호퍼 하부에는 배출을 위한 밸브 구성이 구비되어 일정량 이상의 먼지가 쌓이면 밸브 개방에 의해 먼지가 하부로 배출되게 구성된다.When the high pressure air is supplied into the bag filter through the venturi, the high pressure air is pressed in the direction opposite to the inflow direction of the flue gas, that is, from the inside of the bag filter to the outside direction. While being lowered and stacked in the lower
본 발명의 배가스 혼합부(C)는 여과집진부(A)를 통과한 배가스를 SCR 반응부(D)로 공급되기 전에 환원제와 균일하게 혼합시켜 다중 구성된 SCR 반응부의 촉매에 의한 질소산화물 제거 효율을 높이기 위한 구성으로 제 2 챔버(200) 공간의 우측 즉, 제 1 챔버와 제 3 챔버 사이 공간과 제 1 변형 호퍼(3a) 공간에 구성된다.The exhaust gas mixing unit C of the present invention uniformly mixes the exhaust gas passing through the filter dust collecting unit A with the reducing agent before being supplied to the SCR reaction unit D to increase the efficiency of removing nitrogen oxides by the catalyst of the multi-configured SCR reaction unit. In the configuration for the right side of the space of the
배가스 혼합부(C)의 구성은 유입되는 배가스를 가이드하여 SCR 반응부(D) 내에서 유동 균일도를 최적화시키도록 제 2 챔버의 절곡된 부분에 설치된 제 1 베인(15a)과, 그 하부에 설치되어 배가스 흐름 속에 환원제인 암모니아를 주입하고 혼합시키기 위한 암모니아 주입 그리드(Ammonia injection Grid, 14)가 설치된다. 암모니아 주입 그리드를 통해 공급되는 암모니아는 미도시되었으나, 외부 암모니아 저장 탱크 및 펌프에 의해 공급되도록 구성한다.The configuration of the exhaust gas mixing unit C is provided with a
또한 본 발명에 사용되는 상기 제 1 베인(15a)은 후방부에 확산이음부(20)가 일체형으로 형성되어 내통(제 1 분할벽(9a), 분할판(6) 및 제 2 분할벽(9b)와 하부쪽에 위치한 제 1 기준 호퍼(2a)와 제 2 기준 호퍼(2b)가 형성)을 통해 유입된 미세먼지의 원할한 확산을 도와주고 외통과 내통간의 단면 형상 차이 또는 직경 차이를 자연스럽게 연결해 주도록 구성된다. 확산이음부(20)의 형상은 일측단의 폭은 가이드 베인과 같이 작은 폭을 가지다가 후방으로 갈수록 점차 넓어지는 테이퍼진 형상을 가지게 형성하였다. 상기 제 1 베인 및 확산이음부의 형상은 배가스의 유로를 가이드하도록 필요한 각도로 절곡하여 성형된다.In addition, the
이하 설명될 제 2 베인(15b), 제 3 베인(15c), 제 4 베인(15d), 제 5 베인(15e)의 형상도 제 1 베인과 같이 확산이음부를 일체형으로 형성하되, 설치 지점의 배가스의 유로에 따라 필요한 각도로 절곡한다.The shape of the
상기 암모니아 주입 그리드(Ammonia injection Grid, 14) 하부에는 하나 이상 설치되어 배가스 중의 질소산화물과 환원제인 암모니아의 추가적인 혼합과 분포를 보장하기 위해 정지형 믹서(Static mixer)(16)가 설치된다.At least one lower portion of the
또한 정지형 믹서의 하부 공간 즉 제 1 변형 호퍼(3a) 공간에는 상기한 제 1 베인과 같은 역할을 하도록 하강한 배가스를 가이드하여 제 3 챔버에 공급하기 위한 2개의 제 2 베인(15b), 제 3 베인(15c)이 설치된다. 제 2 베인(15b), 제 3 베인(15c)은 제 2 챔버의 하부 제 1 변형 호퍼(3a) 공간쪽에서 서로 대칭되게 설치되어 하강한 배가스가 우측으로 유로가 가이드되어 상부로 상승하게 한다.
In addition, in the lower space of the stationary mixer, that is, in the space of the first deformation hopper 3a, two
본 발명의 SCR 반응부(D)는 배가스 혼합부(C)를 통해 환원제인 암모니아가 주입된 후, 질소산화물을 포함한 배가스가 유입되면 이를 촉매상에서 질소산화물과 선택적으로 반응시켜 질소산화물을 제거하도록 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)가 제 3 챔버(300)에 설치되고, 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)가 제 4 챔버(400) 공간에 설치된다. In the SCR reaction unit (D) of the present invention, when ammonia as a reducing agent is injected through the exhaust gas mixing unit (C), and when an exhaust gas including nitrogen oxide is introduced, the SCR reaction unit (D) selectively reacts with nitrogen oxide on a catalyst to remove nitrogen oxide. One SCR
상기 SCR 반응부(D)로 유입되는 배가스는 배가스 혼합부(C)의 제 1 변형 호퍼(3a) 공간을 지나면서 2차 선회류 형태로 상승하여 유입되게 된다. SCR 반응부(D)를 거치면서 질소산화물이 제거된 배가스 중의 미세먼지는 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)의 하부 제 2 변형 호퍼(3b) 쪽으로 자중에 의해 침강하거나 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 하부 제 2 변형 호퍼(3b) 쪽으로 자중에 의해 침강하여 포집된다. 이와 같이 2단계로 이루어진 SCR 반응부(D)를 지나게 되면 질소산화물은 대부분 제거되게 된다.
The exhaust gas flowing into the SCR reaction unit D is introduced into the secondary swirl flow while passing through the space of the first deformation hopper 3a of the exhaust gas mixing unit C. Fine dust in the exhaust gas from which nitrogen oxide has been removed while passing through the SCR reaction unit D is sedimented by its own weight toward the lower second deformation hopper 3b of the first SCR
상기 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a) 및 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)는 각각 복수개의 SCR 촉매 모듈(SCR Catalyst Module, 181)이 상하로 일정 간격 이격되어 설치된다.The first SCR
또한 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)의 하단과 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 상단에는 각각 유동 정류기(Flow rectifier)(17)가 설치되어 배가스가 SCR 촉매 모듈이 골고루 분포되어 일정하게 공급되게 설치된다.In addition, a
또한 상기 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a) 및 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 상단부인 제 3 챔버와 제 4 챔버의 공간부에는 제 4 베인(vane)(15d)과 제 5 베인(vane)(15e)이 대칭되게 설치되어 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)를 하부에서 상부로 통과한 배가스의 흐름이 이웃한 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 상부에서 하부로 흘러가도록 가이드하게 된다.In addition, a
또한 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 하단부에는 제 6 베인(15f)이 설치되어 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b) 하부로 통과한 배가스를 유출구(19) 방향으로 흘러가도록 가이드하게 된다.
In addition, a
상기 SCR 반응부(D)는 고정층 반응기 형태로 구성할 수도 있으나 바람직하게는 저압차 반응기 형태를 사용한다. 저압차 반응기는 반응기 전후의 압력손실을 줄이며 조업을 원활히 수행할 수 있어야 하기 때문이다. 저압차 반응기로는 허니콤(honeycomb)과 PPR(Parallel Passage Reactor) 등이 있는데, PPR 반응기는 촉매 접착과정에서 야기되는 촉매의 손실과 내구성 등 제조 및 취급상의 문제점이 있고, 본 발명에 사용된 허니콤 방식에 비해 상대적으로 낮은 접촉면적을 가지기 때문에 압력손실이 적을 뿐만 아니라 높은 접촉면적을 가지는 허니콤형 반응기가 바람직하다.
The SCR reaction unit (D) may be configured in the form of a fixed bed reactor, but preferably uses a low pressure reactor. This is because the low-pressure differential reactor should be able to smoothly perform operations while reducing pressure loss before and after the reactor. Low pressure differential reactors include honeycomb and PPR (Parallel Passage Reactor). The PPR reactor has problems in manufacturing and handling such as catalyst loss and durability caused by the catalyst adhesion process, and the honey used in the present invention A honeycomb reactor having a high contact area as well as a low pressure loss is preferable because of the relatively low contact area compared to the comb method.
본 발명에 사용된 복수개의 SCR 촉매 모듈(181)은 허니콤 형상의 SCR 촉매로 구성된다. 이와 같은 허니콤 구조를 가지는 SCR 촉매 모듈(181)은 이를 통과하는 질소산화물이 포함된 배가스 및 환원제 암모니아와 반응하여 선택적 환원에 의해 질소산화물을 제거하게 된다.
A plurality of
상기와 같이 구성된 본 발명의 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치는 소각장에 설치시는 중력집진장치 및 냉각장치를 지난 다음 설치되어 미세먼지 및 질소산화물을 제거 후 배기되도록 구성한다.The fusion-type fine dust and nitrogen oxide removal device of the present invention configured as described above is installed after the gravity dust collector and the cooling device when installed in the incinerator, and is configured to be exhausted after removing the fine dust and nitrogen oxide.
또한 폐기물 소각장치에 설치시는 폐열보일러 다음에 설치되어 미세먼지 및 질소산화물을 제거 후 배기되도록 구성한다.In addition, when installed in the waste incinerator is installed after the waste heat boiler is configured to remove the fine dust and nitrogen oxides and to exhaust.
또한 유리 용해로에 설치시는 배가스 냉각 장치 및 반건식탈황장치 다음에 설치되어 미세먼지 및 질소산화물을 제거 후 배기되도록 구성한다.
In addition, when installed in the glass melting furnace is installed after the exhaust gas cooling device and semi-dry desulfurization device is configured to remove the fine dust and nitrogen oxides and to exhaust.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 외통 (2a) : 제 1 기준 호퍼
(2b) : 제 2 기준 호퍼 (3a) : 제 1 변형 호퍼
(3b) : 제 2 변형 호퍼 (4) : 유입구
(5) : 필터 백(Filter bag) (6) : 분할판
(7) : 벤츄리 (8) : 인젝터
(9a) : 제 1 분할벽 (9b) : 제 2 분할벽
(9c) : 제 3 분할벽 (9d) : 제 4 분할벽
(9e) : 제 5 분할벽 (11) : 백 펄싱 유니트
(12) : 배관 (14) : 암모니아 주입 그리드
(15a) : 제 1 베인 (15b) : 제 2 베인
(15c) : 제 3 베인 (15d) : 제 4 베인
(15e) : 제 5 베인 (15f) : 제 6 베인
(16) : 정지형 믹서 (17) : 유동 정류기
(19) : 유출구 (18a) : 제 1 SCR 촉매 모듈부
(18b) : 제 2 SCR 촉매 모듈부 (20) : 확산이음부(baffle)
(61) : 홀 (181) : SCR 촉매 모듈
(100) : 제 1 챔버 (200) : 제 2 챔버
(300) : 제 3 챔버 (400) : 제 4 챔버
(A) : 여과집진부 (B) : 탈진부
(C) : 배가스 혼합부 (D) : SCR 반응부Description of the Related Art
(1): outer cylinder (2a): first reference hopper
(2b): 2nd reference hopper (3a): 1st deformation hopper
(3b): Second Modified Hopper 4: Inlet
(5): filter bag (6): divider
(7): Venturi (8): Injector
(9a):
9c:
(9e): fifth partition wall 11: back pulsing unit
12: piping 14: ammonia injection grid
15a:
15c:
15e:
(16): static mixer 17: flow rectifier
19:
18b: second SCR catalyst module portion 20: diffusion baffle
61: hole 181: SCR catalyst module
100: first chamber 200: second chamber
300: third chamber 400: fourth chamber
(A): bag filter (B): dust collector
(C): flue gas mixing part (D): SCR reaction part
Claims (15)
An outer cylinder 1 constituting the main body; Inlets and outlets respectively formed at both ends of the outer cylinder; The first reference hopper 2a, the second reference hopper 2b, the first deformed hopper 3a, and the second deformed hopper 3b, which are sequentially formed at the lower end of the outer cylinder, form an outer shape. The first chamber 100 and the second chamber 200 space region constituting the inner cylinder using a plurality of partition walls and one partition plate, and the third chamber 300 and the fourth chamber 400 outside the inner cylinder. A filter dust collecting part A for dividing the space into regions and removing fine dust from each of the divided chamber regions; A dust extraction unit (B) for dedusting fine dust filtered through the filter dust collecting unit; An exhaust gas mixing unit (C) for injecting and mixing a reducing agent into the exhaust gas past the filter dust collecting unit; SCR reaction unit (D) for selectively reducing and removing the nitrogen oxides in the exhaust gas past the exhaust gas mixing unit; fusion type fine dust and nitrogen oxide removal apparatus characterized in that it comprises a configuration sequentially.
상기 외통(1) 또는 내통의 구조는 사각통 구조 또는 원통형 구조로 형성한 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The outer cylinder (1) or the inner cylinder structure is a fusion-type fine dust and nitrogen oxide removal device, characterized in that formed in a rectangular cylinder structure or a cylindrical structure.
상기 여과집진부(A)는 제 1 챔버(100) 공간과 제 1 기준 호퍼(2a) 및 제 2 기준 호퍼(2b) 공간에 형성되어 배가스 중의 미세먼지를 제거토록, 상부 분할판(6)에 형성된 복수개의 홀(61) 하부 마다 필터 백(5)이 설치 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The filter dust collecting part A is formed in the space of the first chamber 100 and the space of the first reference hopper 2a and the second reference hopper 2b to remove fine dust in the exhaust gas, and formed on the upper partition plate 6. Apparatus for removing particulate matter and nitrogen oxides, characterized in that the filter bag (5) is installed at each lower portion of the plurality of holes (61).
상기 탈진부(B)는 제 1 챔버의 상부쪽에 형성되어 필터백에 고착된 미세먼지를 제거토록, 상기 여과집진부(A)를 구성하는 복수개의 홀(61)과 필터 백(5) 사이에 설치된 벤츄리(7)와; 각 벤츄리 상부와 이격 설치된 인젝터(8)와; 복수개의 인젝터(8)가 설치된 고압공기 배출용 배관(12)과; 배관(12)의 일측단에 설치되어 고압공기를 연속 또는 주기별로 공급하는 백 펄싱 유니트(11);로 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The dust collecting part B is formed between the plurality of holes 61 and the filter bag 5 constituting the filter dust collecting part A to remove the fine dust stuck to the filter bag formed on the upper side of the first chamber. A venturi 7; An injector 8 spaced apart from each venturi upper portion; A high pressure air discharge pipe 12 having a plurality of injectors 8 installed therein; Convergence type fine dust and nitrogen oxide removal apparatus, characterized in that consisting of ;;
상기 배가스 혼합부(C)는 제 1 챔버와 제 3 챔버 사이 공간과 제 1 변형 호퍼(3a) 공간 영역에 형성되어 배가스에 암모니아를 주입 및 혼합시키도록, 암모니아 주입 그리드(14)와; 상기 암모니아 주입 그리드(14)의 하부에 하나 이상 설치되어 배가스를 균일하게 혼합시키고 분포시키는 정지형 믹서(16)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The exhaust gas mixing unit (C) is formed in the space between the first chamber and the third chamber and the first deformation hopper (3a) space region to inject and mix ammonia into the exhaust gas, 14 ammonia injection grid (14); Apparatus for removing fine dust and nitrogen oxides, characterized in that it comprises a stationary mixer (16) which is installed at one or more lower portions of the ammonia injection grid (14) to uniformly mix and distribute the exhaust gas.
상기 암모니아 주입 그리드(14)의 상부에는 배가스의 유동 균일도를 최적화시키도록 제 2 챔버의 절곡된 부분에 제 1 베인(15a)이 설치되고,
상기 정지형 믹서(16)의 하부 제 1 변형 호퍼(3a) 공간에는 하강한 배가스를 제 3 챔버까지 가이드하여 공급하도록 서로 대칭으로 설치되 제 2 베인(15b) 및 제 3 베인(15c)이 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 5,
The first vane 15a is installed at the bent portion of the second chamber to optimize the flow uniformity of the exhaust gas at the upper portion of the ammonia injection grid 14,
The second vane 15b and the third vane 15c are installed symmetrically with each other so as to guide and supply the lower exhaust gas to the third chamber in the space of the lower first deformation hopper 3a of the stationary mixer 16. Fusion type dust and nitrogen oxide removal device, characterized in that configured.
상기 제 1 베인(15a), 제 2 베인(15b), 제 3 베인(15c)은 각각 후방부에 테이퍼진 형상을 가진 확산이음부(20)가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method of claim 6,
The first vane (15a), the second vane (15b), the third vane (15c) is a fusion-type fine dust, characterized in that the diffusion joint 20 is formed integrally with a tapered shape in the rear portion, respectively; NOx removal device.
상기 SCR 반응부(D)는,
상기 제 3 챔버(300)에서 복수개의 SCR 촉매 모듈(181)이 상하로 일정 간격 이격 설치된 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)와;
상기 제 4 챔버(400) 공간에서 복수개의 SCR 촉매 모듈(181)이 상하로 일정 간격 이격되어 설치된 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)로 다단 구성되고,
상기 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a)의 하단과 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 상단에는 각각 배가스를 골고루 분포시키 위한 유동 정류기(17);가 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The SCR reaction unit (D),
A first SCR catalyst module unit 18a having a plurality of SCR catalyst modules 181 spaced vertically apart from each other in the third chamber 300;
In the space of the fourth chamber 400, the plurality of SCR catalyst modules 181 are multistage composed of the second SCR catalyst module unit 18b spaced apart by a predetermined interval up and down,
Fusion rectifier, characterized in that the; is installed on the lower end of the first SCR catalyst module unit 18a and the upper end of the second SCR catalyst module unit 18b, respectively, a flow rectifier 17 for evenly distributing exhaust gas. And nitrogen oxide removal apparatus.
상기 제 1 SCR 촉매 모듈부(18a) 및 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 상단부인 제 3 챔버와 제 4 챔버의 공간부에는 제 4 베인(15d)과 제 5 베인(15e)이 대칭되게 설치되어 배가스의 흐름을 가이드 하게 구성되고,
상기 제 2 SCR 촉매 모듈부(18b)의 하단 제 2 변형 호퍼(3b) 공간에는 제 6 베인(15f)이 설치되어 배가스 흐름을 유출구(19) 방향으로 가이드하게 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 8,
The fourth vane 15d and the fifth vane 15e are symmetrically disposed in the spaces of the third chamber and the fourth chamber, which are upper ends of the first SCR catalyst module unit 18a and the second SCR catalyst module unit 18b. Installed to guide the flow of exhaust gas,
Fusion vane dust, characterized in that the sixth vane (15f) is installed in the space of the second modified hopper (3b) of the bottom of the second SCR catalyst module unit 18b to guide the exhaust gas flow toward the outlet 19. And nitrogen oxide removal apparatus.
상기 SCR 촉매 모듈(181)은 허니콤 형상의 SCR 촉매로 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 8,
The SCR catalyst module (181) is a fusion type dust and nitrogen oxide removal device, characterized in that consisting of a honeycomb-shaped SCR catalyst.
상기 제 4 베인(15d), 제 5 베인(15e), 제 6 베인(15f)은 각각 후방부에 테이퍼진 형상을 가진 확산이음부(20)가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 9,
The fourth vane 15d, the fifth vane 15e, and the sixth vane 15f are fused fine dusts, characterized in that the diffusion joints 20 having a tapered shape are integrally formed at the rear portions thereof. NOx removal device.
상기 제 1 챔버(100)는 상기 유입구(4)를 지난 후 외통(1)의 상부에서 하부 제 1 기준 호퍼(2a) 방향으로 수직하게 돌출 형성되어 방해판 역할을 겸하는 제 1 분할벽(9a)과;
상기 제 2 기준호퍼(2b)의 타측지점에서 상부로 돌출시킨 제 2 분할벽(9b)과;
상기 제 1 분할벽(9a)과 제 2 분할벽의 상부 공간을 덮는 분할판(6);이 이루는 공간인 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The first chamber 100 protrudes vertically in the direction of the lower first reference hopper 2a from the top of the outer cylinder 1 after passing through the inlet 4 and serves as a baffle plate 9a. and;
A second dividing wall 9b protruding upward from the other side of the second reference hopper 2b;
Apparatus for removing fine dust and nitrogen oxides, characterized in that the space formed by the partition plate (6) covering the upper space of the first partition wall (9a) and the second partition wall.
상기 제 2 챔버(200)는 외통의 상부에서 제 1 변형 호퍼(3a)의 중앙부 방향으로 돌출된 제 3 분할벽(9c)의 좌측과, 상기 제 1 챔버를 구성하는 분할판(6) 및 제 2 분할벽(9b)의 바깥 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The second chamber 200 has a left side of the third partition wall 9c protruding from the upper portion of the outer cylinder toward the center of the first deformable hopper 3a, the partition plate 6 constituting the first chamber, and the first chamber. 2. The apparatus for removing fused fine dust and nitrogen oxides, which is a space between the outside of the two dividing walls 9b.
상기 제 3 챔버(300)는 제 2 챔버를 구성하는 제 3 분할벽(9c)의 우측과; 제 1 변형 호퍼(3a)와 제 2 변형 호퍼(3b)간의 경계지점에서 상부로 돌출된 제 4 분할벽(9d)의 좌측 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
The third chamber 300 is the right side of the third partition wall (9c) constituting the second chamber; Apparatus for removing particulate matter and nitrogen oxides, characterized in that the space between the left side of the fourth dividing wall (9d) protruding upward from the boundary point between the first deformation hopper (3a) and the second deformation hopper (3b).
상기 제 4 챔버(400)는 제 3 챔버를 구성하는 제 4 분할벽(9d)의 우측과, 외통의 상부에서 하부 제 2 변형 호퍼(3b)의 중앙부 방향으로 돌출된 방해판 역할을 겸하는 제 5 분할벽(9e)의 좌측 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치.The method according to claim 1,
The fourth chamber 400 has a right side of the fourth partition wall 9d constituting the third chamber and a fifth barrier that protrudes from the upper portion of the outer cylinder toward the center portion of the lower second deformable hopper 3b. Apparatus for removing particulate matter and nitrogen oxides, characterized in that the space between the left side of the dividing wall (9e).
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