KR101327269B1 - Improved flue gas desulfurization method with fine particles separating process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배연탈황방법에 관한 것이며, 구체적으로는 화력발전소 등의 연소장치에서 배출되는 배기가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석회석-석고 공정으로 처리하는 습식 배연탈황방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flue gas desulfurization method, and in particular, a wet method of treating sulfur oxides (SO x ), such as SO 2 and SO 3 , contained in exhaust gas discharged from a combustion apparatus such as a thermal power plant by a limestone-gypsum process. It relates to a flue gas desulfurization method.
화력발전소 및 산업생산시설에서 배출되는 배기가스 중에는 먼지, 질소산화물, 황산화물, 염화수소, 플루오르화물 등의 대기 오염물질이 포함되어 있으며, 이를 그대로 대기 중으로 방출할 경우 심각한 대기오염문제가 발생하게 되며, 특히, 배기가스 중의 황산화물은 대기 중의 수증기에 흡수되어 산성비를 유발함으로써 산림 및 토양을 황폐화시키는 주요 원인이 되고 있으므로 황산화물이 대기 중으로 방출되기 전에 황산화물을 제거하는 배연탈황공정이 널리 이용되고 있으며, 그 중에서도 흡수제로서 석회석을 사용하여 부산물로서 석고를 생산하는 습식 석회석-석고법의 배연 탈황공정이 주류를 이루고 있다.Exhaust gases emitted from thermal power plants and industrial production facilities contain air pollutants such as dust, nitrogen oxides, sulfur oxides, hydrogen chloride and fluoride, and if they are released into the atmosphere, serious air pollution problems occur. Since sulfur oxides in the exhaust gas are absorbed by water vapor in the atmosphere and cause acid rain, it is a major cause of deforestation of forests and soils. Therefore, flue gas desulfurization processes are widely used to remove sulfur oxides before they are released into the atmosphere. Among them, the flue gas desulfurization process of the wet limestone-gypsum method which produces gypsum as a by-product using limestone as an absorbent is the mainstream.
도 1은 종래의 화력 발전소 등의 보일러에서 생성된 배기가스를 처리하는 습식 배연탈황장치를 개략적으로 나타내는 도면으로써 공지된 배연탈황장치는 연소장치(보일러)에서 배출되는 고온의 배기가스는 전기집진설비(EP: Electrostatic Precipitator)에서 집진 및 가스-가스열교기(GGH)에서 열교환이 이루어진 후, 흡수탑(Absorber)으로 유입되어 액상의 흡수제인 알카리와 반응시켜 배기가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석고슬러리의 형태로 제거하고, SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)이 제거된 배기가스는 열교환기(GGH)를 거쳐 연도를 통하여 대기로 배출되며, 석고슬러리는 탈수 및 여과과정을 거쳐 석고를 분리 제거하고, 탈수여과액(최종처리수)은 흡수공정으로 일부 순환시키면서 폐수처리수단을 거쳐 배출된다.1 is a view schematically showing a wet flue gas desulfurization apparatus for treating an exhaust gas generated in a boiler such as a conventional thermal power plant. In the known flue gas desulfurization apparatus, a high temperature exhaust gas discharged from a combustion device (boiler) is an electrostatic precipitator. (EP: Electrostatic Precipitator) and dust exchange in the gas-gas heat exchanger (GGH), heat exchange is carried out to the absorber (Absorber) and reacts with alkali, a liquid absorbent SO 2 , SO 3 contained in the exhaust gas sulfur oxides such as the removal in the form of gypsum slurry (SO x) and, SO 2, SO 3, etc. the exhaust gas sulfur oxides (SO x) are removed in is discharged to the atmosphere through a flue via a heat exchanger (GGH) The gypsum slurry is dewatered and filtered through dehydration and filtration, and the dewatering filtrate (final water) is discharged through the wastewater treatment means while partially circulating through the absorption process.
상기한 화력발전소의 배연탈황설비(Flue Gas Desulfurization, FGD)는 1960년대부터 선진국을 중심으로 연구개발이 활발하게 진행되어 왔으며, 국내 화력발전소에서는 1998년경부터 습식 배연탈황설비를 설치 운영하면서 황산화물(SOx)의 처리효율이 90%로 설계된 배연탈황설비를 설치 운영되어 왔으나, 1999년 1월부터 환경규제법이 엄격하게 시행됨에 따라 환경 친화적 발전소 운영을 위해 2000년 이후에는 환경오염물질배출기준에 따라 황산화물(SOx)의 처리효율이 95%로 설계된 배연탈황설비가 설치 운영되어 오고 있다.Flue Gas Desulfurization (FGD) of thermal power plants has been actively researched and developed in advanced countries since the 1960s, while domestic thermal power plants have been operating and operating wet flue gas desulfurization facilities since 1998. SO x ) has been installed and operated with flue gas desulfurization facilities with a 90% efficiency, but since 2000, environmental regulations have been strictly enforced. Flue gas desulfurization facilities designed with 95% efficiency of sulfur oxides (SO x ) have been installed and operated.
국내 화력발전소의 배연탈황설비는 발열량이 높은 무연탄을 사용하는 것으로는 설계되었으나 현재 국제 무연탄 가격의 상승으로 인하여 당초 설계탄보다도 열량이 낮은 아역청탄을 혼소하여 사용함으로써 열량이 많이 떨어지므로 열량을 높이기 위하여 더 많은 탄을 연소시킴으로써 연소가스량(배기가스량)이 증가하지만 설계된 전기집진기의 집진능력은 배기가스 증가에 미치지 못하여 2000년 이전에 처리효율 90%로 설계된 배연탈황설비에 설치된 전기집진기의 경우에는 집진능력의 개선을 위한 설계변경이 없는 경우 흡수탑으로 순환하는 탈수여과수(석고슬러리의 탈수과정에서 생성)에 잔류하는 석고성분 및 미세입자(미반응 Ash 및 불순물)의 함유량이 증가하여 흡수공정에서의 반응성이 저하되는 문제점이 발생하고 있다.The flue gas desulfurization facilities of domestic thermal power plants are designed to use anthracite coal with high calorific value, but due to the increase in international anthracite coal price, the amount of caloric coal is lower than that of the original design coal, so that the amount of calories is much lower. By burning more coal, the amount of combustion gas (exhaust gas) increases, but the dust collection capacity of the designed electrostatic precipitator is less than the increase of the exhaust gas. If there is no design change to improve the reactivity of the absorption process, the content of gypsum and fine particles (unreacted ash and impurities) remaining in the dewatered filtration water (generated during the dehydration of gypsum slurry) circulated to the absorption tower increases. This deterioration problem has arisen.
상기 배연 탈황방법에 있어서 흡수공정과 관련된 선행기술로 예를 들면, 국내 등록실용신안공보 등록번호 20-0167349호에 흡수탑 내부의 전체영역에서 균일한 기액비를 갖고, 흡수탑의 높이를 낮추어 펌프의 양정을 낮춤으로서 펌프의 동력사용 용량을 절감할 수 있도록 분무단의 설치를 변경하여 배기가스 중의 SOx 농도가 높은 경우에도 경제적으로 또한 고효율의 탈황이 가능한 흡수탑을 겸비한 배연탈황장치를 개시하고 있고, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0508155호에 배연가스가 유입되는 유입덕트와 내부의 배연가스를 배출하는 배출덕트가 연결되고, 습분을 제거하는 습분분리기가 내부에 장착된 배연탈황설비의 흡수탑에 있어서, 상기 배출덕트가 연결된 부위의 아래에 다수 개의 관통공이 형성된 다공판이 상기 흡수탑의 내측면에 고정된 것을 특징으로 하는 배연탈황설비의 흡수탑을 개시하고 있으며, 또 국내 등록실용신안공보 등록번호 20-0412134호에는 석회석 흡수액을 흡수탑 내에 분무하여서 배기가스 중에 함유되어 있는 황산화물을 제거하는 습식배연탈황장치에 있어서, 석회석탱크에 연결된 석회석 분출관이 흡수액 순환탱크에 장치되어서 진공펌프로 작동되고, 출구가 개방된 석회석 분출관의 저면부에는 입구에서 출구 방향으로 직경이 점차 확장된 복수개의 분출공이 간격을 두고 천공되었으며, 양측 측면의 중앙에서 출구 방향으로 직경이 점차 확장된 복수개의 분출공이 상향으로 경사지게 천공된 것을 특징으로 하는 습식배연탈황장치를 개시하고 있으나, 상기한 선행기술들은 배연 탈황장치에 있어서 흡수탑의 구조 등을 개선하여 흡수공정의 효율을 향상시키는 기술이다.In the flue gas desulfurization method, as a prior art related to the absorption process, for example, in Korea Registered Utility Model Publication No. 20-0167349 has a uniform gas-liquid ratio in the entire area inside the absorption tower, lowering the height of the absorption tower pump The flue gas desulfurization system is equipped with an absorption tower that can be economically and efficiently desulfurized even when the concentration of SOx in the exhaust gas is high by changing the installation of the spray stage to reduce the power usage of the pump by lowering the head of the pump. , The absorption tower of the flue gas desulfurization facility equipped with a moisture separator connected to the inlet duct for the introduction of flue gas and the discharge duct for discharging the flue gas inside the domestic Patent Publication No. 10-0508155 In the above, the porous plate formed with a plurality of through holes under the portion connected to the discharge duct is fixed to the inner surface of the absorption tower The absorption tower of the flue gas desulfurization system which is used as a gong is disclosed. In addition, the Korean Utility Model Registration No. 20-0412134 discloses a wet flue gas desulfurization device that removes sulfur oxides contained in exhaust gas by spraying limestone absorbent into the absorption tower. In the limestone tank connected to the limestone tank is installed in the absorption liquid circulation tank is operated by a vacuum pump, the outlet portion of the bottom of the limestone ejection pipe is a plurality of outlet holes gradually expanded in diameter from the inlet to the outlet space It has been punched out, and disclosed a wet flue gas desulfurization apparatus characterized in that the plurality of ejection holes are gradually inclined upwardly in the outlet direction from the center of both sides side, but the prior art is absorbed in the flue gas desulfurization apparatus It is a technology to improve the efficiency of the absorption process by improving the structure of the tower.
본 발명은 배연탈황방법에서 석탄의 연소량 증가로 배기가스의 배기량이 증가하여도 진기집진설비의 개선에 따른 설계변경 없이 1차적으로 잔류석고 및 ash 등의 미세입자를 분리 및 회수한 다음, 미세입자분리단계에서 잔여 미세입자를 제거하는 것에 의해 흡수공정으로 순환하는 최종처리수에 잔류석고, Ash 성분 등의 미세입자의 함유량이 증가하는 것을 방지하여 흡수공정에서 발생하는 반응성 저하의 문제점을 개선하고 본 발명을 완성하였다.The present invention is to separate and recover the fine particles, such as residual gypsum and ash, without the design change according to the improvement of the dust collection equipment even if the exhaust gas of the exhaust gas increases due to the increase in the combustion amount of coal in the flue gas desulfurization method, and then fine particles By removing residual fine particles in the separation step, it is possible to prevent the content of fine particles such as residual gypsum and ash components in the final treated water circulating in the absorption process, thereby improving the problem of reactivity deterioration occurring in the absorption process. The invention has been completed.
본 발명은 화력발전소 등에서 배출되는 연소가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석회석-석고 공정으로 처리하는 습식배연탈황방법의 제공을 목적으로 하며, 상세하게는 배연탈황방법의 흡수공정에서 발생하는 석고슬러리로부터 1차적으로 석고 및 ash 등의 미세입자를 분리 및 회수한 다음, 미세입자분리공정에 의해 2차적으로 잔여 미세입자를 제거하는 단계에 의해 흡수공정의 반응성을 향상시킨 습식 배연탈황방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a wet flue gas desulfurization method for treating sulfur oxides (SO x ) such as SO 2 and SO 3 contained in combustion gas discharged from a thermal power plant by a limestone-gypsum process. Reactivity of the absorption process by separating and recovering the fine particles such as gypsum and ash from the gypsum slurry generated in the absorption process of the desulfurization method, and then removing the remaining fine particles secondaryly by the fine particle separation process. The purpose of the present invention is to provide a wet flue gas desulfurization method.
보다 구체적으로는 배연탈황방법에서 석탄의 연소량 증가로 배기가스의 배기량이 증가하여도 전기집진설비의 개선에 따른 설계변경 없이 미세입자분리공정의 조합에 의해 흡수공정으로 순환하는 최종처리수에 함유되는 잔류석고, Ash 성분 등의 미세입자의 함유량을 극소화시켜 흡수공정의 반응성을 향상시킨 습식배연탈황방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.More specifically, in the flue gas desulfurization method, even if the amount of exhaust gas is increased due to the increase in the amount of combustion of coal, it is contained in the final treated water circulated to the absorption process by the combination of the fine particle separation process without design change due to the improvement of the electrostatic precipitating facility. It is an object of the present invention to provide a wet flue gas desulfurization method in which the reactivity of the absorption process is improved by minimizing the content of fine particles such as residual gypsum and Ash components.
본 발명에서 목적하고 있는 과제를 해결하기 위한 수단으로서 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연탈황방법은 a)배기가스와 흡수제 슬러리와의 기액 접촉에 의해 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석고슬러리의 형태로 흡수, 제거하는 흡수공정과, Reactive-enhanced flue gas desulfurization method having a fine particle separation process as a means for solving the problems aimed at the present invention is a) sulfur oxides (SO 2 , SO 3, etc.) by the gas-liquid contact between the exhaust gas and the absorber slurry x ) the absorption process to absorb and remove in the form of gypsum slurry,
b)흡수공정에서 유출되는 석고슬러리로부터 석고성분을 분리하는 1차 석고분리공정 및 c)2차 석고분리공정과, d)2차 석고분리공정에서 석고성분이 분리되고, 배출되는 미세입자 부유물에 응집제를 공급 및 혼합하는 응집제 혼합공정과, e)응집제가 혼합된 미세입자 부유물로부터 잔여 미세입자를 분리하는 미세입자분리공정을 포함하는 것으로 이루어진다.b) the first gypsum separation process for separating gypsum components from the gypsum slurry discharged from the absorption process, and c) the second gypsum separation process, and d) the gypsum components are separated in the second gypsum separation process, And a coagulation agent mixing step of supplying and mixing the coagulant, and e) a fine particle separation step of separating the remaining fine particles from the fine particle suspension mixed with the coagulant.
본 발명에 따른 상기 a)흡수공정은 액상의 알칼리 흡수제를 분사하는 분사장치를 이용하여 흡수제를 분사하면서 화력발전소 및 산업생산시설 등의 연소장치에서 발생하는 배기가스와 기액접촉시켜 배기가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석고슬러리의 형태로 흡수, 제거하고, SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)이 제거된 배기가스는 연도를 통하여 대기로 배출하는 것으로 이루어지며, 알칼리 흡수제는 탄산칼슘(CaCO3)슬러리 형태로 공급되면서 배기가스와 반응하여 배기가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석고슬러리로 분리하는 것으로 이루어진다.The a) absorption process according to the present invention is included in the exhaust gas by gas-liquid contact with the exhaust gas generated from a combustion apparatus such as a thermal power plant and an industrial production facility while injecting the absorbent using an injector for injecting a liquid alkali absorbent. Sulfur oxides (SO x ) such as SO 2 and SO 3 are absorbed and removed in the form of gypsum slurry, and the exhaust gas from which sulfur oxides (SO x ) such as SO 2 and SO 3 are removed is discharged to the atmosphere through the flue. The alkali absorber is supplied in the form of calcium carbonate (CaCO 3 ) slurry and reacts with the exhaust gas to separate sulfur oxides (SO x ) such as SO 2 and SO 3 contained in the exhaust gas into gypsum slurry. Is done.
본 발명에 따른 상기 b)1차 석고분리공정 및 c)2차 석고분리공정은 상기 흡수공정에서 배출하는 석고슬러리를 유입시켜 석고를 분리하고, 미세입자 부유물을 유출하는 것으로 이루어지며, 1차 석고분리공정에서 분리, 회수되지 않고 유출되는 낮은 입도의 잔류 석고성분을 2차 석고분리공정에서 순차 분리, 회수하는 것에 의해 석고회수율을 높이면서 순환하는 최종처리수에 잔류하는 석고성분 및 미세입자(미반응 Ash 및 불순물)의 함유량을 보다 낮출 수가 있으며, 분리된 석고는 회수하여 판매가 가능하므로 부가적인 경제성을 도모할 수가 있다.B) the first gypsum separation process and c) the second gypsum separation process according to the present invention consists of injecting the gypsum slurry discharged from the absorption process to separate the gypsum, outflowing fine particles suspended solids, the first gypsum Gypsum components and fine particles remaining in the final treated water circulating while increasing the gypsum recovery rate by separating and recovering the low grit residual gypsum component that is not separated and recovered in the separation process in the secondary gypsum separation process. The content of the reaction ash and impurities) can be lowered, and the separated gypsum can be recovered and sold for further economics.
그리고 본 발명의 상기 b)1차 석고분리공정 및 c)2차 석고분리공정은 연속적으로 실시하는 것이 가능하며, 또 1차 및 2차 석고분리공정 사이에 t)안정화공정을 추가하여 1차 석고분리공정으로부터 유출되는 미세입자 부유물을 안정화공정에서 균일한 미세입자 부유물 분산액으로 형성하여 2차 석고분리공정에 의해 1차 석고분리공정에서 분리되지 않은 보다 낮은 입도의 잔류 석고성분을 분리하는 것이 보다 효과적이고 바람직하다.And the b) the first gypsum separation process and c) the second gypsum separation process of the present invention can be carried out continuously, and between the primary and secondary gypsum separation process t) stabilization process is added to the primary gypsum It is more effective to form the fine particle suspended solids flowing out from the separation process as a uniform fine particle suspended solid dispersion in the stabilization process and to separate residual gypsum components of lower particle size not separated in the primary gypsum separation process by the secondary gypsum separation process. And preferred.
상기 1차 및 2차 석고분리공정에서는 다같이 원심력 분리장치인 하이드로사이클론 분리기(hydro cyclone Separator)가 선택되며, 하이드로사이클론 분리기(hydro cyclone Separator)는 고체현탁액(懸濁液), 에멀전 등을 대상으로 하여 분급(分級), 농축, 비중선별분액(分液) 등에 적용되는 원심력 분리장치로써 상기 흡수공정에서 배출되는 석고슬러리로부터 석고를 분리하는데 특히 적합한 분리장치이며, 자체적으로 동력이 필요하지 않고, 단순히 유입펌프의 유속 및 유체의 압력에 의해 원심력을 발생시켜 원심력에 의해 고체와 액체를 비중 분리하는 사이클론 분리장치이다.In the first and second gypsum separation process, a hydrocyclone separator, which is a centrifugal force separator, is selected. The hydrocyclone separator is a solid suspension, an emulsion, or the like. As a centrifugal force separator applied to classification, concentration, specific gravity separation, etc., it is a particularly suitable separator for separating gypsum from gypsum slurry discharged from the absorption process. It is a cyclone separation device that generates centrifugal force by the flow rate of the inflow pump and the pressure of the fluid and separates the solid from the liquid by the centrifugal force.
본 발명에 따른 상기 d)응집제 혼합공정은 2차 석고분리공정의 하이드로사이클론 분리기에서 잔류 석고성분이 분리, 제거되고, 유출되는 미세입자 부유물에 고분자 응집제를 공급하고, 급속 혼합으로 부유물을 응집시키면서 플록(Floc)을 형성하는 것으로 이루어지며, 2차 석고분리공정의 하이드로사이클론 분리기의 상부로부터 유출되는 미세입자 부유물은 입자의 크기가 매우 미세하여 단순한 물리적 수단으로는 분리가 어려우므로 미세입자 부유물을 응집제에 의해 응집시켜 분리하는 것에 의해 잔류석고의 분리, 회수가 보다 효과적으로 이루어진다.In the d) coagulant mixing process according to the present invention, the remaining gypsum component is separated and removed from the hydrocyclone separator of the secondary gypsum separation process, the polymer flocculant is supplied to the fine particle suspended solids, and floc is flocculated by flocculation by rapid mixing. (Floc) is formed, and the fine particle suspended from the upper part of the hydrocyclone separator of the secondary gypsum separation process is very fine in size and difficult to separate by simple physical means. By coagulation and separation, the remaining gypsum is separated and recovered more effectively.
상기 고분자 응집제는 수처리 분야에서 널리 알려진 음이온(anion)계 및 양이온(cation)계 고분자 응집제로부터 선택되며, 아크릴아미드, 아크릴산 소다 공중합물(共重合物) 등의 음이온계 고분자 응집제와 폴리디시안디아미드계(系), 폴리디알릴아민계(系), 폴리아민계(系) 등의 공중합물 및 디시안디아미드와 포름알데히드의 중축합물(重縮合物) 등의 양이온계 고분자 응집제를 예로 들 수 있다.The polymer coagulant is selected from anion and cation polymer coagulants which are well known in the field of water treatment, and anionic polymer coagulants such as acrylamide and soda copolymer of acrylic acid and polydiciandiamide And cationic polymer coagulants such as copolymers such as polyseries, polydiallylamine series and polyamine series, and polycondensates of dicyandiamide and formaldehyde.
본 발명에서는 양이온계 고분자 응집제를 선택 사용하는 것이 바람직하며, 고분자 응집제는 용해장치 등에 의해 일정농도로 용해시켜 라인믹서(LINE MIXER)에 의해 응집제와 미세입자 부유물을 급속하게 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 라인믹서(LINE MIXER)는 배관 내에 고정되어 있는 좌, 우방향의 엘레멘트(element)를 유체가 통과하면서 혼합되는 교반장치이다.In the present invention, it is preferable to select and use a cationic polymer flocculant, and the polymer flocculant is preferably dissolved at a constant concentration by a dissolving device or the like, and the flocculant and the fine particle suspended solids are rapidly mixed by a line mixer. The line mixer (LINE MIXER) is a stirring device that is mixed while the fluid passes through the left (right) element fixed in the pipe (element).
본 발명에 따른 e)미세입자분리공정은 고분자 응집제와 혼합되어 플록을 형성한 미세입자 부유물로부터 고액을 분리하는 것으로 이루어지며, 미세입자분리공정으로부터 배출되는 탈수액은 f)여과공정을 거쳐 여과액(최종처리수)으로 배출되고, 흡수공정으로 순환되는 것으로 이루어진다.E) The fine particle separation process according to the present invention consists of separating the solids from the fine particle suspended solids are mixed with the polymer flocculant to form a floc, the dehydrating liquid discharged from the fine particle separation process is subjected to f) filtration process It is discharged to (final treatment water) and circulated to an absorption process.
상기 본 발명의 미세입자분리공정에서는 미세입자분리를 위하여 원심분리장치(Centrifuge Separator)를 선택 사용하며, 본 발명에 따른 원심분리장치(Centrifuge Separator)는 고형물이 95%이상 분리된 상태에서 탈수액을 배출한다.In the microparticle separation process of the present invention, a centrifuge separator (Centrifuge Separator) is used to separate the microparticles, and the centrifuge separator (Centrifuge Separator) according to the present invention uses a dehydration solution in a state in which solids are separated by 95% or more. Discharge.
상기 본 발명에서 배출되는 최종처리수는 석고슬러리로부터 석고성분과 연소재(Ash) 등의 미세입자가 대부분 분리된 상태에서 흡수공정으로 순환되는 되는 것이므로 전기집진기의 집진용량의 증가를 위한 설계변경이 없어도 잔류석고 등의 미세입자에 의한 흡수공정의 반응성 저하에 따른 문제점이 전혀 발생되지 않는다.The final treatment water discharged from the present invention is circulated in the absorption process in the state where the gypsum component and the combustion particles (Ash) are mostly separated from the gypsum slurry, so the design change for increasing the dust collection capacity of the electrostatic precipitator is improved. Even without the problem caused by the reactivity of the absorption process by the fine particles, such as residual gypsum does not occur at all.
본 발명의 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연탈황방법은 배기가스량이 증가하여도 전기집진기의 집진용량의 증가를 위한 설계변경이 없어도 잔류석고 등의 미세입자에 의한 흡수공정의 반응성 저하에 따른 문제점이 전혀 발생되지 않는 특징적인 효과를 나타낼 뿐 아니라 전기집진기의 설계변경에 따른 설비투자비용을 절감할 수 있는 개선된 효과를 나타낸다.Reactivity-enhanced flue gas desulfurization method having a fine particle separation process of the present invention is caused by a decrease in the reactivity of the absorption process by fine particles such as residual gypsum, even without a design change for increasing the dust collection capacity of the electrostatic precipitator even if the exhaust gas amount increases. Not only does it show a characteristic effect that no problem occurs at all, but it also shows an improved effect that can reduce the equipment investment cost according to the design change of the electrostatic precipitator.
또한 석고슬러리로 부터 석고회수율이 증가됨으로써 판매 석고량 증가에 의한 부가수익을 창출하는 장점도 가지고 있다.In addition, the increase in gypsum slurry from the gypsum slurry has the advantage of generating additional revenue by increasing sales gypsum.
도 1은 종래의 화력 발전소 등에서 배기가스를 처리하는 습식탈황장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연 탈황방법을 실시하기 위한 탈황장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view schematically showing a wet desulfurization apparatus for treating exhaust gas in a conventional thermal power plant.
Figure 2 schematically shows an embodiment of a desulfurization apparatus for carrying out the reactivity improvement flue gas desulfurization method with a fine particle separation process according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 따른 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연 탈황방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the reactivity improvement flue gas desulfurization method having a fine particle separation process according to the present invention.
도 2는 본 발명의 배연 탈황방법을 실시하기 위한 탈황장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로써, 도 2를 참조하여 본 발명의 배연탈황방법을 보다 상세하게 설명하면, FIG. 2 is a view schematically showing an embodiment of a desulfurization apparatus for implementing the flue gas desulfurization method of the present invention. Referring to FIG. 2, the flue gas desulfurization method of the present invention will be described in detail.
본 발명의 a)흡수공정은 흡수탑(1)으로 유입되는 배기가스와 흡수제(CaCO3) 슬러리가 기액접촉에 의해 배기가스 중에 포함되어 있는 SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)을 석고슬러리형태로 하여 흡수, 제거하고, SO2, SO3 등의 황산화물(SOx)이 제거된 배기가스를 연도(도시 생략)를 통하여 대기로 배출하면서 석고슬러리는 1차 석고분리공정으로 이송한다.In the a) absorption process of the present invention, sulfur dioxide (SO x ), such as SO 2 and SO 3 , in which the exhaust gas and the absorbent (CaCO 3 ) slurry introduced into the
본 발명의 b)1차 석고분리공정은 1차 하이드로 사이클론 분리기(2)에 의해 상기 흡수탑(1)에서 유입되는 석고슬러리로부터 석고를 분리 및 제거하며, 1차 하이드로 사이클론 분리기(2)의 상부로부터 유출되는 미세입자 부유물은 t)안정화 공정으로 이송되어 안정화조((Buffer tank; t)에서 미세입자 부유물은 물과 함께 균일하게 혼합 및 분산되어 균일한 미세입자 부유물 분산액으로 형성되어 2차 석고분리공정으로 이송된다.B) the first gypsum separation process of the present invention to separate and remove the gypsum from the gypsum slurry introduced from the absorption tower (1) by the first hydrocyclone separator (2), the upper portion of the primary hydrocyclone separator (2) The fine particle suspended matter flowing out from is transferred to t) stabilization process, and the fine particle suspended matter is uniformly mixed and dispersed with water in the stabilization tank (Buffer tank; t) to form a uniform fine particle suspended solid dispersion. Transferred to the process.
상기 1차 하이드로 사이클론 분리기(2)는 처리용량 36㎥/hr, Operating Pressure 3.0㎏/㎠, Design Pressure 5.0㎏/㎠, 제어입경 40㎛ 이상, 분리효율 90% 이상의 하이드로사이클론 분리기[hydro cyclone Separator. 제조사: Krebs사(미국) 모델명: gMax-6]를 사용한다.The primary hydrocyclone separator (2) has a treatment capacity of 36 ㎥ / hr, Operating Pressure 3.0 ㎏ / ㎠, Design Pressure 5.0 ㎏ / ㎠, control particle diameter of 40㎛ or more, separation efficiency 90% or more hydrocyclone Separator. Manufacturer: Krebs (USA) Model: gMax-6].
본 발명의 c)2차 석고분리공정은 미세입자 부유물로부터 1차 석고분리공정에서 분리되지 않은 보다 낮은 입도의 석고성분을 2차적으로 하이드로사이클론 분리기에 의해 분리, 제거하고, 배출되는 잔여 미세입자 부유물은 응집제 혼합공정에서 고분자 응집제와 함께 혼합되어 미세입자분리공정으로 유입된다.C) Secondary gypsum separation process of the present invention is to separate and remove the lower particle size gypsum component that is not separated in the first gypsum separation process from the fine particle suspended matter by secondary hydrocyclone separator, and the remaining fine particle suspended matter discharged Silver is mixed with the polymer flocculant in the flocculant mixing process and flows into the fine particle separation process.
상기 2차 하이드로사이클론 분리기는 처리용량 10㎥/hr, Operating Pressure 3.0㎏/㎠, Design Pressure 5.0 ㎏/㎠, 제어입경 10㎛ 이상, 분리효율 90% 이상의 하이드로사이클론 분리기[hydro cyclone Separator, 제조회사: Krebs사(미국), 모델명: gMax-4]를 사용한다.The secondary hydrocyclone separator has a treatment capacity of 10 ㎥ / hr, Operating Pressure 3.0 ㎏ / ㎠, Design Pressure 5.0 ㎏ / ㎠, control particle size of 10 μm or more, 90% or more separation efficiency of hydrocyclone separator [hydrocyclone separator, manufacturer: Krebs (USA), model name: gMax-4].
상기 1차 및 2차 석고분리공정 사이에 수행되는 t)안정화 공정은 에어교반수단(aerator)를 구비한 안정화조(Buffer tank; t)에서 1차 하이드로사이클론 분리기로부터 유입되는 미세입자 부유물을 물에 균일하게 분산, 혼합시켜 균일한 미세입자 부유물 분산액을 형성함으로써 2차 석고분리공정의 2차 하이드로사이클론 분리기에 의해 1차 석고분리공정에서 분리되지 않은 보다 낮은 입도의 잔류 석고성분을 효과적으로 분리하는 것이 가능하다.The t) stabilization process performed between the primary and secondary gypsum separation processes is performed in the stabilization tank (t) having an air agitator (t), and the fine particles suspended from the primary hydrocyclone separator in water. By uniformly dispersing and mixing to form a uniform fine particle suspension dispersion, it is possible to effectively separate residual gypsum components of lower particle size not separated in the first gypsum separation process by the second hydrocyclone separator in the second gypsum separation process. Do.
본 발명의 d)응집제 혼합공정은 2차 석고분리공정의 하이드로사이클론 분리기(3)에서 배출되는 미세입자 부유물에 고분자 응집제 용액를 혼합하여 급속하게 혼합하면서 응집에 의해 플록(Floc)을 형성시켜 미세입자분리공정으로 이송하는 것으로 이루어져 있다.D) coagulant mixing process of the present invention The flocculant (Floc) is formed by agglomeration and transported to the microparticle separation process while rapidly mixing the polymer flocculant solution with the fine particle suspended solids discharged from the
상기 고분자 응집제는 시판하는 양이온계 고분자 응집제[ 양이온계열의 고분자 응집제 제품명: K-912-C (농도:48%), 제조사: 코오롱생명과학주식회사] 원액을 응집제 용해장치(4)에서 물과 균일하게 혼합하여 0.4중량% 농도의 고분자 응집제용액으로 희석하여 사용하며, 미세입자 부유물 100중량부에 0.4중량% 농도의 응집제 용액 2.4중량부로 공급하고, 혼합수단인 라인믹서(5)로 급속하게 혼합한다.The polymer coagulant is commercially available cationic polymer coagulant [cationic polymer coagulant product name: K-912-C (concentration: 48%), manufacturer: Kolon Life Science Co., Ltd.] the stock solution is uniformly mixed with water in the coagulant dissolving unit (4). The mixture is diluted with a 0.4% by weight polymer flocculant solution, supplied to 100 parts by weight of fine particle suspended solids at 2.4 parts by weight of 0.4% by weight flocculant solution, and rapidly mixed with a
상기 라인믹서(LINE MIXER ; 5)는 배관 내에 고정되어 있는 좌, 우방향의 엘레멘트(element)를 유체가 통과하면서 혼합되는 잘 알려진 교반장치로서 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자이면 어려움 없이 선택 사용할 수 있다.The line mixer (LINE MIXER; 5) is a well-known stirring device in which fluid is mixed while the fluid passes through the left and right elements fixed in the pipe, and those skilled in the art can use it without difficulty. have.
본 발명의 e)미세입자분리공정은 d)응집제 혼합공정으로부터 이송되는 고분자응집제 용액과 혼합된 미세입자 부유물로부터 잔류석고 등 미세입자를 분리하며, 원심분리기인 데칸터(Decanter; 6)를 사용하여 상기 고분자 응집제 용액과 미세입자 부유물의 혼합액을 고액으로 분리하는 공정으로 이루어져 있다.E) fine particle separation process of the present invention is to separate the fine particles such as residual gypsum from the fine particle suspension mixed with the polymer coagulant solution transferred from the coagulant mixing step, using a decanter (Decanter; 6) centrifuge It consists of a process of separating the mixed solution of the polymer flocculant solution and the fine particle suspended solids.
상기 데칸터(Decanter; 6)는 처리용량 8 ~ 12㎥/hr, Operating Pressure 2㎏/㎠, Design Pressure 3㎏/㎠, 제어입경 0.1㎛ 이상, 분리효율 95% 이상의 Decanter[제조사: Piealisi사(이태리), 모델명: FP6002RS/M]를 사용하며, 데칸터(Decanter; 6)로부터 유출되는 액상성분인 탈수액은 f)여과공정에서 여과장치(7)를 통하여 여과되고, 여과액(최종 처리수)은 흡수공정으로 순환된다.The
기타, 도면에 도시된 8a, 8b, 8c는 각각 석고배출조이며, 분리된 석고는 제품으로 하여 시판된다.In addition, 8a, 8b, and 8c shown in the drawings are gypsum discharge tanks, respectively, and the separated gypsum is commercially available as a product.
상기 설명한 본 발명의 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연 탈황방법은 화력발전소 등의 보일러에서 연소량의 증가에 의해 배출되는 배기가스가 증가하여도 흡수공정에서 배출되는 석고슬러리로부터 석고성분과 연소재(Ash)등의 미세입자를 그의 대부분 분리 제거한 최종처리수를 흡수공정으로 순환하는 것이므로 순환되는 최종처리수에 잔류석고 등의 미세입자의 함유량 증가에 따른 문제점을 해결함으로써 배연탈황방법에서 전기집진기의 집진용량을 증가하기 위한 설계변경이 없이 흡수공정의 반응성을 향상시키는 효과를 달성할 수가 있다.Reactive-enhanced flue gas desulfurization method having the fine particle separation process of the present invention described above is a gypsum component and a combustion material from the gypsum slurry discharged from the absorption process even if the exhaust gas discharged by the increase in the combustion amount in the boiler such as a thermal power plant increases. Since the final treated water from which most of the fine particles such as (Ash) are separated is circulated through the absorption process, the electrostatic precipitator in the flue gas desulfurization method is solved by solving the problem caused by the increase of the content of fine particles such as residual gypsum in the circulated final treated water. The effect of improving the responsiveness of the absorption process can be achieved without a design change to increase the dust collection capacity.
1 : 흡수탑 2: 하이드로사이클론
3 : 하이드로사이클론 4 : 응집제 용해장치
5 : 라인믹서 6 : 원심분리기(Decanter)
7 : 여과장치 8a, 8b, 8c : 석고배출조
t : 안정화조 m : 유량계
p : 펌프 v : 벨브1: absorption tower 2: hydrocyclone
3: hydrocyclone 4: flocculant dissolving device
5
7:
t: stabilization tank m: flow meter
p: pump v: valve
Claims (7)
a). 배기가스를 유입시켜 흡수제로 CaCO3 슬러리와 기액 접촉에 의해 황산화물(SOx)을 석고슬러리의 형태로 흡수, 제거하는 흡수공정과,
b). 흡수공정에서 유출되는 석고슬러리로부터 석고성분을 분리하는 1차 석고분리공정과,
c). 1차 석고분리공정에 분리되지 않은 보다 낮은 입도의 석고를 분리하는 2차 석고분리공정과,
d). 2차 석고분리공정에서 석고성분이 분리되어 배출되는 미세입자 부유물에 고분자 응집제를 혼합하는 응집제 혼합공정과,
e). 고분자 응집제가 혼합된 미세입자 부유물로부터 잔여 미세입자를 분리하는 미세입자분리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자분리공정을 구비한 반응성 향상 배연탈황방법.In the wet flue gas desulfurization method in which the desulfurization treatment by the gas-liquid contact of the CaCO 3 slurry with the exhaust gas and the absorber discharged from the combustion device,
a). An absorption process of absorbing and removing sulfur oxides (SO x ) in the form of gypsum slurry by contacting CaCO 3 slurry with gas-liquid as an absorbent by introducing exhaust gas;
b). A first gypsum separation process for separating gypsum components from the gypsum slurry flowing out of the absorption process;
c). A second gypsum separation process for separating gypsum of lower particle size not separated in the first gypsum separation process;
d). A coagulant mixing step of mixing the polymer coagulant with the fine particle suspended solids discharged by separating the gypsum component in the second gypsum separation process;
e). Reactivity-enhanced flue gas desulfurization method comprising a fine particle separation process characterized in that it comprises a fine particle separation step of separating the remaining fine particles from the suspended fine particles mixed with the polymer flocculant.
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| KR101753823B1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-07-05 | 군산대학교산학협력단 | Manufacturing high quality desulfrutization lime method using shell for wet desulfurization |
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2013
- 2013-06-27 KR KR1020130074544A patent/KR101327269B1/en active IP Right Grant
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