KR101404800B1 - Turbo reactor for acid gas removal - Google Patents

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한방희
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Abstract

A turbo reactor capable of removing acidic exhaust gas of the present invention comprises: a gravity sedimentation box which removes dusts with high density among exhaust gas; a venturi part which increases the flow velocity of the exhaust gas by being installed on the upper part of the gravity sedimentation box; a reactor body which includes a conical flowing part removing acidic exhaust gas while flowing with power adsorption agents by being combined to the upper part of the venturi part, and a cylindrical flowing part removing acidic exhaust gas while exhaust gas, power absorption agents and water sprayed towards an upper part from the conical flowing part perform flowing and circulating; a powder absorption agent supply device which includes a screw feeder pipe being installed in the conical flowing part by penetrating the conical flowing part, including an absorption agent spray nozzle formed on end in order to discharge the powder absorption agents and supplying the powder absorption agents and compressed air to the absorption agent spray nozzle, and a powder absorption agent storage hopper supplying the power absorption agents to the screw feeder pipe; a water spray supply device which sprays compressed air and water upwards towards an upper flowing part through a water spray nozzle installed in the inner space of the conical flowing part; and a filter dust collector which includes an induction duct being connected to an outlet formed on the upper part of the reactor body and allowing exhaust gas non-reacted with the powder absorption agents to being induced into the inner space, a back filter filtering the induced exhaust gas by being installed at an inner upper part, and a discharge duct discharging the exhaust gas passing the back filter. The absorption agent spray nozzle penetrates the inner side and the outer side of the screw feeder pipe, is formed in plurality and includes a protrusion formed at the inner periphery in a spiral shape while the protrusion protrudes from the inner periphery. The powder absorption agents are supplied to the inner space of the conical flowing part while being circled in a spiral direction with the compressed air by the protrusion.

Description

산성배가스 제거 가능한 터보 리액터{Turbo reactor for acid gas removal}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a turbo-

본 발명은 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화석연료 연소 배가스 또는 폐기물 소각 배가스 중에 함유된 산성배가스를 제거하기 위해 배가스가 유동화하는 방향으로 고온용 Ca(OH)2 알칼리성 분말 흡수제와 물을 주입하여 반응시켜 제거하고, 산성배가스의 농도에 따라 주입하는 고온용 알칼리성 분말 흡수제의 양을 제어함으로써, 산성배가스의 제거율이 거의 100%가 되도록 한 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터에 관한 것이다.
The present invention, more particularly fossil fuel combustion flue gas or waste incineration flue gas with Ca (OH) for high temperature in the direction in which the exhaust gas is fluidized in order to remove the acid-gas two alkaline powder sorbent contained in the instructions for removing acidic exhaust gas available turbo reactor And an acidic flue gas removing device which removes the acidic flue gas by controlling the amount of the alkaline powder absorbent for high temperature to be injected according to the concentration of the acidic flue gas.

배연탈황 기술은 1960년대부터 미국, 일본, 독일 등 선진국을 중심으로 활발하게 연구개발이 진행되어 왔으며, 기술개발 초기부터 현재에 이르기까지 수많은 종류의 배연탈황 공정이 개발되었으나 이들 중 경제성, 신뢰성 측면에서 기술적인 우위를 나타낸 소수의 공정들만이 상용화에 성공하였다. Since the 1960s, flue gas desulfurization technologies have been actively developed and developed mainly in advanced countries such as the USA, Japan, and Germany. Numerous types of flue gas desulfurization processes have been developed from the early stage of technology development to the present. However, Only a few processes with technological superiority succeeded in commercialization.

국내 화력발전소, 폐기물 소각공정, 제철제강 공정의 용광로 및 아크론, 석유화학제품 제조공정 등에서 운영 중인 일부 배연탈황설비는 건설비 절감을 위해 설계시 여유율을 축소하여 비정상상태에 대응이 어렵고, 노후화 등으로 탈황 효율이 저하하는 등 일부의 문제점이 제기되고 있다.
Some flue gas desulfurization facilities operating in domestic thermal power plants, waste incineration processes, steelmaking process furnaces, and acrylonitrile and petrochemical manufacturing processes are difficult to respond to abnormal conditions by reducing the margin in designing in order to reduce construction cost. Desulfurization And the efficiency is lowered.

현재, 전 세계적으로 사용되고 있는 배연 탈황기술에는 습식, 반건식, 건식의 3종류가 있다.Currently, there are three types of flue gas desulfurization technologies used worldwide, namely, wet type, semi-dry type and dry type.

상기 습식 탈황법은 물, 알칼리 용액 등으로 배연가스를 세정하여 흡수하는 방법으로 1차 생성물이 용액 또는 슬러리 형태로 되고 SO2와 약체 반응제의 혼합이기 때문에 반응속도가 빨라 SO2 제거율이 높고 부속 장치가 작아 부지 확보가 용이하지만, 공정과정에서 배출되는 가스의 온도가 낮아 연돌에서의 상승력을 위해서는 재가열이 필요하고 공정에 따라 다량의 폐수가 생성되는 단점이 있다.
The wet desulfurization method is the reaction rate is faster because it is water, an alkaline solution or the like with flue gas is a method for absorbing and cleaning the gas first product is in solution or slurry form SO 2 and the mixture of weak reagents high SO 2 removal rate Parts However, since the temperature of the gas discharged from the process is low, reheating is required for the upward force of the stack, and a large amount of wastewater is generated depending on the process.

상기 반건식 탈황법은 배출가스에 알칼리성(수산화나트륨, 소석회, Ca(OH)2 등) 용액이나 슬러리를 분사하여 고온의 배출가스가 알칼리성 물질과 접촉하도록 함으로써, 가스 내의 산성 물질을 알칼리성 물질로 흡수 및 중화시키는 방식으로 산성배가스의 높은 제거효율 뿐만 아니라 폐수의 발생이 없고 장치의 부식 및 백연현상이 거의 없다는 장점을 가지고 있다.The semi-dry desulfurization method is a method in which alkaline (sodium hydroxide, calcium hydroxide, Ca (OH) 2, etc.) solution or slurry is sprayed to the exhaust gas so that the hot exhaust gas comes into contact with the alkaline substance, The neutralization method has advantages such as high removal efficiency of acidic flue gas, no generation of wastewater, and almost no corrosion or whitening of the apparatus.

하지만 반건식 탈황법은 배가스와 슬러리상 흡수제와 함께 장치의 하부방향으로 하강하기 때문에 배가스와 슬러리상 흡수제와의 접촉율이 낮아 탈황효율이 60%에서 70% 정도 범위로 낮고, 반응시간을 10초 이상 길게 유지하여 탈황효율을 상승시키기 위해서는 장치의 높이가 높아야 한다는 단점과, 반건식 배연탈황장치에 유입하는 배가스의 유입온도가 160 이상 높아지면 슬러리상 흡수제에 함유된 수분의 건조가 신속히 일어나 기-액반응이 일어나는 시간이 짧아져서 탈황효율이 낮아지고, 배가스의 유입온도를 낮게 유지하면 배가스 중에 함유된 수증기가 응축하여 장치의 내벽면에 응축하게 되어 반응장치 내벽면에 고착 반응 고형물의 고착량이 증가할 뿐 만 아니라 장치의 부식을 초래하는 단점과, 반건식 탈황장치의 내벽면에 고착 반응 고형물이 증가하면 장치의 내부 직경이 감소되어 탈황효율은 더욱더 저하되어 장치의 운전을 중단한 후 반응장치 내 벽면 고착 반응 고형물 제거작업을 주기적으로 실시해야 한다는 단점이 있다.
However, since the semi-dry desulfurization method is lowered toward the lower part of the apparatus together with the exhaust gas and the slurry absorbent, the desulfurization efficiency is low from 60% to 70% and the reaction time is more than 10 seconds It is necessary to increase the height of the apparatus in order to increase the desulfurization efficiency and to increase the inflow temperature of the flue gas flowing into the semi-dry flue gas desulfurization apparatus to 160 or more, the moisture contained in the slurry- , The desulfurization efficiency is lowered. When the inflow temperature of the flue gas is kept low, the steam contained in the flue gas is condensed and condensed on the inner wall surface of the apparatus, so that the fixing amount of the reaction solid in the reactor is increased But also the corrosion of the apparatus, and the disadvantage that the fixing reaction solid matter on the inner wall surface of the semi- Applying the inside diameter of the apparatus is reduced there is a disadvantage that the desulfurization efficiency is further lowered after the suspension of operation of the apparatus the reactor inner wall surface of the solid reaction product sticking removal operation must be carried out periodically.

상기 건식 탈황법은 배연가스를 분말이나 펠릿(Pellet) 형태의 알칼리성(수산화나트륨, 소석회, Ca(OH)2 등) 촉매층을 통과시키는 방법으로, 습식 공정에 비해 용수 사용이 거의 없고 SO2 제거 후 배출가스의 온도 변화가 거의 없어 재가열이 필요 없다는 장점이 있으나 반응속도가 느리기 때문에 반응영역 확장에 따른 대형장치가 필연적이며 SO2 제거율이 낮고 경제성이 떨어지는 단점이 있다. The dry desulfurization method of the flue gas a powder or pellets (Pellet) form alkali (sodium hydroxide, calcium hydroxide, Ca (OH) 2, etc.) in a manner to pass through the catalyst layer, the use of water very little compared to the wet process, SO 2 was removed It has a merit that reheating is not necessary because there is no temperature change of exhaust gas. However, since the reaction rate is slow, a large apparatus due to the expansion of the reaction zone is inevitable, the SO 2 removal rate is low, and the economical efficiency is low.

또한, 건식 탈황법은 황산화물 외에 산성배가스 HCL, HF를 제거할 수 있으나, Ca(OH)2 와 HCl과의 반응율이 낮아 대부분이 소각 배가스의 온도 저감용으로 사용하고 있고, Ca(OH)2를 가성소오다로 대체하고 있어 약품비용의 상승요인이 되고 있다. In addition, the dry desulfurization method may, and to remove the acid-gas HCL, HF besides sulfur oxides. However, the lower the reaction rate of Ca (OH) 2 and HCl mostly used for the temperature reduction of the incineration exhaust gas, Ca (OH) 2 Is replaced by caustic soda, which is a factor in rising drug costs.

그리고, 고농도 HCl 배출시 효율적인 제거가 불가능하여 대기 중 배출이 이루어지고 있고, Ca(OH)2와 산성배가스와 반응한 반응물이 반응로의 벽면에 부착되며 주기적인 제거 작업을 필수적으로 해야 할 뿐만 아니라 반응기의 높이가 높아 반응물 제거 작업으로 인한 인명 피해의 위험성이 항상 내재하고 있는 등이 있다.
In addition, since it is impossible to efficiently remove HCl at high concentration, it is discharged into the atmosphere, and reactants reacting with Ca (OH) 2 and acidic flue gas are attached to the wall of the reactor, The height of the reactor is so high that the risk of personal injury due to the removal of reactants is always present.

국내 등록특허공보 등록번호 10-1015154(2011.02.09.)Korean Patent Registration No. 10-1015154 (Feb. 국내 등록특허공보 등록번호 10-1231923(2013.02.04.)Registered Patent Registration No. 10-1231923 (2013.02.04.) 국내 등록특허공보 등록번호 10-0426497(2004.03.29.)Korean Registered Patent Publication No. 10-0426497 (Mar. 29, 2004) 국내 등록특허공보 등록번호 10-1227631(2013.01.23.)Korean Patent Registration No. 10-1227631 (Jan. 23, 2013)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 산성배가스가 포함된 배가스 중의 밀도가 큰 먼지의 제거, 배가스의 반응기내 유입속도 개선 및 반응기 내부에 유동되는 범위 확대를 통해 산성배가스가 반응기 내로 주입된 분말 흡수제와의 접촉 반응율을 높일 수 있도록 한 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, which has been devised to solve the problems as described above, to provide a method for removing acidic flue gas from a flue gas containing acidic flue gas, The present invention provides a turbo reactor capable of removing the acidic flue gas so as to increase the contact reaction rate with the powder absorbent injected into the reactor.

또한, 본 발명의 목적은, 반응기 내부에 유입되는 배가스의 산성배가스(HCL) 농도에 따라 분말 흡수제의 공급을 조절함으로써 산성배가스와 분말 흡수제의 분말 흡수제분말 흡수제지하여 산성배가스제거율을 높이고, 그 산성배가스제거율이 거의 100%가 되도록 하는 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 제공하기 위함이다.
It is another object of the present invention to improve the acidic flue gas removal rate by controlling the supply of the powder absorbent in accordance with the concentration of the acidic flue gas (HCL) of the flue gas introduced into the reactor to thereby absorb the powdery absorbent powder of the acidic flue gas and the powdery absorbent, And to provide an acidic flue gas removing turbo reactor capable of reducing the flue gas removal rate to almost 100%.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터에 따르면, 배가스 중 밀도가 큰 먼지를 침강시켜 제거하는 중력식 침강박스; 중력식 침강박스 상부에 장치되어 배가스의 유속을 증가시키는 벤츄리부; 벤츄리부 상부와 결합되어 분말 흡수제와 유동하면서 산성배가스를 제거하는 원추형 유동화부와, 원추형 유동화부에서 상부방향으로 분사된 물, 배가스 및 분말 흡수제가 순환 유동하면서 산성배가스를 제거하는 원통형 유동화부로 이루어진 반응기 본체; 원추형 유동화부에 관통 설치되고, 끝단에 분말 흡수제가 배출되는 흡수제분사노즐이 형성되며 상기 흡수제분사노즐에 분말 흡수제 및 압축공기를 공급하는 스크류피더관과, 상기 스크류피더관에 상기 분말 흡수제를 공급하는 분말흡수제 저장호퍼로 이루어진 분말 흡수제 공급장치; 상기 원추형 유동화부 내부에 설치된 물분사노즐을 통해 상부 유동화부 방향으로 압축공기와 물을 상향 분사하는 물분사 공급장치와; 상기 반응기 본체의 상부에 형성된 배출구에 연결되고 분말 흡수제와 미반응된 배가스가 내부로 유입하는 유입덕트와, 내부 상부에 설치되어 유입된 배가스를 필터링하는 백필터 및 상기 백필터를 통과한 배가스를 배출시키는 배출덕트로 이루어진 여과집진기;를 포함하고, 상기 흡수제분사노즐은, 상기 스크류피더관의 내부와 외부를 관통하며 복수개로 형성되고, 내주면에 나선으로 돌기가 돌출형성되고, 상기 분말 흡수제는, 상기 압축공기와 함께 상기 돌기에 의해 나선방향으로 선회되면서 원추형 유동화부의 내부로 공급되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a turbo reactor capable of removing acidic flue gas, comprising: a gravity type settling box for removing dust having a high density among flue gases by being settled; A venturi unit disposed above the gravity type settling box to increase the flow rate of the exhaust gas; A conical fluidizing portion which is combined with the upper portion of the venturi portion and removes the acidic flue gas while flowing with the powder absorbent agent; and a cylindrical fluidizing portion which comprises a cylindrical fluidizing portion for circulating the water, the flue gas and the powder absorbent injected upward in the conical fluidizing portion, main body; A screw feeder tube which is provided through the conical fluidizing portion and has an absorbent spray nozzle for discharging a powder absorbent at an end thereof and supplies powder absorbent and compressed air to the absorbent spray nozzle; A powder absorber feeder comprising a powder absorber storage hopper; A water injection and supply device for injecting compressed air and water upwardly in the direction of the upper fluidizing portion through a water injection nozzle installed in the conical fluidizing portion; An inflow duct connected to an outlet formed in the upper portion of the reactor body and having an unreacted flue gas with the powder absorbent introduced therein; a bag filter installed in the upper portion of the reactor for filtering the inflowed flue gas; Wherein the absorbent spray nozzles are formed in a plurality of through holes extending in and out of the screw feeder tube and protrusions are formed on the inner circumferential surface of the absorbent spray nozzles in a spiral manner, And is supplied to the inside of the conical fluidizing portion while being pivoted in the spiral direction by the protrusions together with the compressed air.

또한, 상기 흡수제분자노즐은, 상기 스크류피더관의 내부에서 외부로 갈수록 내경의 직경이 커지도록 관통형성되어, 상기 분말 흡수제가 원추형 유동화부의 내부로 압축공기와 함께 선회되는 동시에 확산되며 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, the absorbent molecular nozzle is formed so as to penetrate through the inside of the screw feeder tube so that the diameter becomes larger toward the outside from the inside of the screw feeder tube, and the powder absorbent is swirled together with the compressed air into the inside of the conical fluidizing portion, .

또한, 상기 분말 흡수제 공급장치는, 복수개로 이루어지고, 상기 반응기 본체로 유입되는 배가스 중 산성배가스의 농도에 따라 상기 분말 흡수제 공급장치의 작동을 개별적으로 제어하여 상기 원추형 유동화부의 내부로 공급되는 분말 흡수제의 양을 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
The powder absorbent supply device may include a plurality of powder absorbent supply devices, and the operation of the powder absorbent supply device may be individually controlled according to the concentration of the acidic exhaust gas in the exhaust gas flowing into the reactor main body, And a control unit for controlling the amount of the battery.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 터보 리액터는 반응 흡수제와 물 분사로 인한 터보 리액터의 내벽면에 반응 흡수제가 고착되는 것을 원천적으로 방지하기 위해 원추형 유동화부 입구 직경에서 상부방향으로 유동화부와 접하는 부분까지를 경사각이 60 ~ 70° 내외가 되도록 호퍼 형상으로 구성하고, 상부 유동화부와 원추형 유동화부간의 경계에 벤츄리부를 설치하여 분말 흡수제가 유입된 배가스의 강한 상승력에 의해 격렬한 유동화 반응을 일어나도록 하여 유동화에 의해 반응 흡수제의 장치 내벽면 부착을 원천 차단하였고, 이로 인해 고착 반응물의 주기적인 제거 작업이 필요 없다는 장점과;As described above, in order to prevent the reaction absorbent from sticking to the inner wall surface of the turbo reactor due to the water absorbing agent and the reaction absorbent, the turbo reactor of the present invention is designed to prevent the reaction absorbent from sticking to the fluidized portion And a venturi portion is provided at the boundary between the upper fluidized portion and the conical fluidized portion so that a strong fluidizing reaction occurs due to the strong upward force of the flue gas into which the powdery absorbent flows, Thereby preventing the adhesion of the reaction absorbent to the inner wall of the device, thereby eliminating the need for periodic removal of the adhesion reactant;

또한 분류층 반응기 내부에 반응 흡수제를 공급하는 노즐의 내측면에 나선형의 돌기를 형성함으로써, 압축공기와 반응흡수제가 나선방향으로 선회되며 난류되면서 반응기 내부에 공급되어 반응 흡수제의 확산과 더불어 더 넓은 범위까지 확산되어 유동화 반응이 더욱 효과적으로 일어나도록 할 뿐만 아니라, 산성배가스와의 반응범위를 확대한 장점과, Further, by forming spiral protrusions on the inner surface of the nozzle for supplying the reaction absorbent into the inside of the classification layer reactor, the compressed air and the reaction absorbent are circulated in the spiral direction and are supplied to the inside of the reactor while being spread in the spiral direction, So that the fluidization reaction can be more effectively carried out and the range of reaction with the acidic flue gas is enlarged,

또한 분말 흡수제의 유동화와 터보 리액터 내부의 순환 및 재순환으로 흡수제의 반응이 극대화 되어 산성배가스 제거 효율이 월등히 높게 유지된다는 장점과;In addition, the advantage of fluidization of the powder absorbent and circulation and recirculation inside the turbo reactor maximizes the reaction of the absorbent to maintain the acid flue gas removal efficiency at an extremely high level;

또한 본 발명의 산성배가스 제거는 배가스가 분류층 반응기의 초입부에 구성한 중력식 침강박스(settling box)를 지나가면서 유로의 확대 및 축소 그리고 유로 흐름을 단속하는 배플에 의해 배가스 중에 포함된 밀도가 큰 먼지 입자가 하부로 침강케 한 다음, 먼지가 제거된 배가스를 다시 벤츄리부를 통해 터보 리액터의 하부에 설치된 원추형 유동화부로 공급함으로써 배가스 유동화의 강한 상승력으로 분말 흡수제와 서로 혼합하면서 유동화되어 분말흡수제와 배가스 중에 함유된 산성배가스와 접촉하여 산성배가스를 1차 제거하고, 상부방향으로 분사된 물 액적에 의해 배가스 중에 제거되지 않은 산성배가스를 2차 제거하고, 배가스 온도를 조절하면서 배가스와 흡수제가 터보 리액터의 유동화부에서 순환되도록 하여 미제거된 산성배가스를 3차 제거함으로써 거의 100 % 가까이 제거할 수 있는 장점과,In addition, the acidic flue gas removal of the present invention is carried out in such a manner that the flue gas passes through a gravity type settling box constituted at the inlet of the fractionation bed reactor and is expanded and contracted by the baffle, After the particles have settled downward, the flue gas from which the dust has been removed is supplied again to the conical fluidizing portion provided at the lower portion of the turbo reactor through the venturi portion, so that it is fluidized while being mixed with the powder absorbent due to the strong upward force of the flue gas fluidization, The acidic flue gas is firstly removed by contact with the acidic flue gas and the acidic flue gas that has not been removed in the flue gas is secondarily removed by the water droplet sprayed in the upward direction and the flue gas and the absorbent are removed from the fluidized portion of the turbo- So that the unburned acidic flue gas is subjected to tertiary elimination And the advantage of being able to remove nearly 100% by,

또한, 본 발명의 분말 흡수제 공급장치가 복수개로 이루어지고, 개별적으로 제어가능한 제어부가 구비됨으로써, 분말 흡수제의 공급양을 증대시킬 수 있으므로 응급상황시 즉각적인 대체가 가능하고, 배가스 중 산성배가스(HCL) 농도에 따라 분말 흡수제의 공급양을 조절 가능하여, 종래의 미반응 분말 흡수제를 재순환시키는 재순환 분말 흡수제 공급장치를 설비하지 않아도 되므로 설비비용을 절감시킬 수 있고, 설치면적에 제한을 받지 않는 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
In addition, since the powder absorbent supply device of the present invention is provided in a plurality of units and the individually controllable control unit is provided, the supply amount of the powder absorbent can be increased, It is possible to adjust the supply amount of the powdery absorbent according to the concentration and thus it is not necessary to provide a recycle powder absorbent feeding device for recirculating the conventional unreacted powdery absorbent so that the facility cost can be reduced and the useful invention It is a highly anticipated invention in the industry.

도 1은 본 발명의 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 보인 단면 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 중력 침강박스(Settling Box)의 구조를 보인 단면 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 벤츄리부 구조를 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 벤츄리부 구조에서 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)의 유체 흐름을 나타낸 예시도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 분말 흡수제 공급 장치를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 물 분사 장치를 보인 예시도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a turbo reactor capable of removing acidic flue gas of the present invention,
2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a gravity settling box according to an embodiment of the present invention,
3 is an exemplary view showing a venturi structure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is an exemplary view showing a fluid flow of CFD (Computational Fluid Dynamics) in a venturi structure according to an embodiment of the present invention,
5 and 6 are views illustrating an example of a powder absorbent supply apparatus according to an embodiment of the present invention,
7 is an exemplary view showing a water injection device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which illustrate a turbine reactor capable of removing acidic flue gas according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 보인 단면 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 중력 침강박스(Settling Box)의 구조를 보인 단면 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 벤츄리부 구조를 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 벤츄리부 구조에서 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)의 유체 흐름을 나타낸 예시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 분말 흡수제 공급 장치를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 물 분사 장치를 보인 예시도이다.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a turbo reactor capable of removing acidic flue gas of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a gravity settling box according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an exemplary view showing a fluid flow of CFD (Computational Fluid Dynamics) in a venturi structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are views illustrating an apparatus for supplying powdered absorbent according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view illustrating a water injection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터는, 중력식 침강박스, 벤츄리부, 반응기 본체, 분말 흡수제 공급장치, 물분사 공급장치, 여과집진기 및 제어부를 포함한다.1 and 7, an acidic flue gas removing turbo reactor according to the present invention includes a gravity type settling box, a venturi unit, a reactor body, a powder absorbent supply unit, a water injection supply unit, a filter and a control unit.

상기 중력식 침강박스(Settling Box, 1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 먼지 등이 포함된 배가스의 속도를 갑자기 느리게 하면 미세한 입자들이 중력에 의해 바닥으로 떨어지게 하는 중력집진장치와 운동량 분리기를 유기적으로 결합하여 개량한 장치이다. As shown in FIGS. 1 and 2, the gravity type settling box 1 includes a gravity dust collecting device and a momentum separating device for allowing fine particles to fall to the bottom due to gravity when the speed of the exhaust gas containing the dust or the like is suddenly slowed down. Which is an improved device.

그 형태를 보면 유입부(11)와 유출부(12)의 방향이 수평방향에서 수직방향으로 절곡되어 배가스 유로를 전환시키게 구성된다. 그리고, 수평방향에서 수직방향으로 절곡될 때 경계지점에 배플(13)이 형성되어 배가스가 하부 호퍼(14)쪽으로 이동하면서 운동량이 저하되어 밀도가 큰 먼지 등의 입자가 하부 호퍼(14)로 떨어진다.The shape of the inlet 11 and the outlet 12 is bent in the vertical direction in the horizontal direction to switch the exhaust gas flow path. The baffle 13 is formed at the boundary point when the web is bent in the vertical direction in the horizontal direction so that the exhaust gas moves toward the lower hopper 14 to decrease the momentum and particles such as dust having a large density fall down into the lower hopper 14 .

또한 유입부(11)는 좁은 입구 구멍이 점차 경사지게 넓어져 박스 본체(15)의 구멍 크기와 같게 되고, 유출부(12)는 박스 본체(15)의 구멍 크기와 같게 시작하여 점차 경사지게 좁아져 벤츄리부(2)의 입구 구멍 크기에 맞도록 형성하였다. 이로 인해 배가스의 속도가 유입부(11)에서 박스본체(15)로 유입되면서 느려지게 되어 중력에 의해 하부 호퍼(14) 떨어진다. 그리고, 박스 본체(15)를 지난 후 유출부(12)쪽에서는 좁아지게 형상된 구조 때문에 벤츄리부(2)로 배가스의 공급시 속도가 다시 증가하게 된다.In addition, the narrow inlet opening of the inlet 11 is gradually inclined to be equal to the size of the hole of the box body 15, and the outlet 12 starts to be equal to the hole size of the box body 15 and gradually becomes narrower, (2). As a result, the velocity of the flue gas flows into the box body 15 from the inflow section 11 and becomes slow, so that the lower hopper 14 is dropped by gravity. The exhaust gas is supplied to the venturi unit 2 again at a speed higher than that of the venturi unit 2 due to the narrowed shape of the outflow unit 12 after passing through the box body 15.

상기 박스본체(15)의 하부에서 침강한 고밀도 먼지 등의 입자들을 포집하는 호퍼(14)의 하단부에는 로터리밸브(16)가 설치되어 포집된 입자를 개방시켜 외부로 배출할 수 있다.
A rotary valve 16 is provided at the lower end of the hopper 14 for collecting particles such as high-density dust precipitated from the lower portion of the box body 15, and the collected particles can be opened and discharged to the outside.

상기 원추형 유동화부(31)의 하부에 설치된 벤츄리부(2)는 원추형 유동화부(31)와 하부 중력식 침강박스(1)와 접하여 결합되도록 양단에 플렌지가 형성된 원통 케이스(21)의 내부에 단위 벤츄리관(22)이 설치되어 구성된다. The venturi portion 2 provided at the lower portion of the conical fluidization portion 31 is provided with a unit venturi portion 21 in a cylindrical case 21 having flanges at both ends thereof to be in contact with the conical fluidizing portion 31 and the gravity- And a pipe (22) is installed.

또한 단위 벤츄리관(22)과 원통 케이스(21) 사이의 공간부로 배가스 누출이 없도록 함과 동시에 단위 벤츄리관(22)을 원통케이스(21)에 지지시켜 일체화 하기 위해 원통 케이스(21)의 상단부 및 하단부에는 단위 벤츄리관(22)의 입구 및 출구에 맞게 천공된 홀을 가지는 원판형 지지체(23)가 각각 설치된다. 일체화 방법은 여러 가지 방식이 있을 수 있으나 바람직한 실시예로 끼워맞춤 방식으로 구성하였다. 이러한 결합 방식에 따른 배가스 누출은 거의 발생하지 않는다. 또한 교체가 필요할 경우에는 벤츄리부(2) 전체를 측방향으로 빼내 새로운 것으로 교체하거나 수리하면 된다.In order to prevent exhaust gas from leaking into the space between the unit venturi pipe 22 and the cylindrical case 21 and to integrally support the unitary venturi pipe 22 to the cylindrical case 21, And a disk-shaped supporting body 23 having a hole drilled in accordance with the inlet and the outlet of the unitary venturi tube 22 are provided at the lower end, respectively. The integrating method may be various methods, but the preferred embodiment is a fitting method. The leakage of the exhaust gas due to this coupling method hardly occurs. If replacement is necessary, the entire venturi portion 2 may be taken out laterally and replaced or repaired.

단위 벤츄리관(22)은 하단 입구 직경을 상단 출구 직경의 최저 1/3에서 최고 1/2 범위로 구성한다. 또한 원추형 유동화부(31) 입구의 크기에 따라 여러개의 단위 벤츄리관(22)을 배열하여 설치할 수 있다. 이와 같은 벤츄리부(2)를 구성함으로써 배가스가 단위 벤츄리관(22)을 지나면서 빠른 유속에 의해 원추형 유동화부(31)로 확산되면서 공급되는 분말 흡수제와 격렬하야 유동화하면서 혼합되어 산성배가스를 제거하게 된다.The unitary venturi tube 22 constitutes the lower inlet diameter in the range from the lowest one third to the upper one half of the upper outlet diameter. In addition, a plurality of unitary venturi pipes 22 may be arranged in accordance with the size of the inlet of the conical fluidizing unit 31. By configuring the venturi portion 2 as described above, the exhaust gas is diffused into the conical fluidizing portion 31 at a high flow rate through the unitary venturi tube 22, mixed with the powder absorbent supplied while being fluidized while being vigorously stirred to remove the acidic exhaust gas do.

상기와 같은 구조를 가지는 벤츄리부(2)를 통과하는 배가스의 흐름에 의한 원추형 유동화부(31) 내지 원통형 유동화부(32)의 유동화 모습을 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)적으로 표현하면 도 4와 같다. 도 4는 한 실시예에 따라 원추형 원사각을 70°로 했을 때의 CFD로 실험인데, 분류층 반응기 차압이 적게 걸리면서, 격렬하게 유동화되고 체류시간이 길어지는 효과를 나타낸다.
When the fluidized state of the conical fluidizing portion 31 through the cylindrical fluidizing portion 32 by the flow of the exhaust gas passing through the venturi portion 2 having the above structure is expressed in terms of Computational Fluid Dynamics (CFD) 4. FIG. 4 is a graph showing an effect of CFD when the conical arc angle is 70 ° according to one embodiment.

상기 원추형 유동화부(31)는 하부 입구 직경을 상부에 위치한 원통형 유동화부(32) 직경의 최저 1/3.0에서 최고 1/2.5 범위 크기로 형성하며, 원추형 유동화부(31) 입구 직경에서 상부방향으로 원통형 유동화부(32)와 접하는 부분까지의 원추형 경사각이 60 ~ 70°를 이루게 구성하였다. 이와 같은 직경비율과 경사각을 가질 때 연소배가스와 분말 흡수제간의 혼합과 유동화 효과가 가장 컸다(도 4 참조).
The conical fluidizing portion 31 has a lower inlet diameter in the range of 1 / 3.0 to 1 / 2.5 of the diameter of the upper portion of the cylindrical fluidizing portion 32, And the conical inclination angle to the portion in contact with the cylindrical fluidizing portion 32 is made 60 to 70 °. The mixing and fluidizing effect between the flue gas and the powdery sorbent was greatest at such a diameter ratio and inclination angle (see FIG. 4).

상기 원추형 유동화부(31)와 원통형 유동화부(32)로 이루어진 반응기 본체(3)의 높이는 분말 흡수제 저장호퍼(43)에서 공급된 분말 흡수제가 압축공기에 의해 원추형 유동화부(31)로 공급되어 격렬한 유동화 반응 후 상승시 원통형 유동화부(32) 내부에서 충분히 순환이 이루어지도록 원통형 유동화부(32) 직경의 최저 5.4에서 최고 8.8 범위의 비로 이루어진다. 이와 같은 비례일 때 유동화 내지 순환 유동이 잘 일어나게 된다.The height of the reactor main body 3 composed of the conical fluidizing portion 31 and the cylindrical fluidizing portion 32 is such that the powder absorbent supplied from the powder absorbent storage hopper 43 is supplied to the conical fluidizing portion 31 by the compressed air, And a ratio of the diameter of the cylindrical fluidizing portion 32 ranging from a minimum of 5.4 to a maximum of 8.8 so that circulation can be sufficiently performed inside the cylindrical fluidizing portion 32 upon ascending after the fluidizing reaction. In this proportion, fluidization or circulation flow occurs well.

상기 원추형 유동화부(31)에는 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41) 및 물분사 공급장치(6)의 물분사노즐(61)이 관통 설치된다. 이때, 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)은 전방향으로 분사되도록 스크류피더관(42)의 외주면에 복수개로 형성되고, 물은 상부방향 즉, 유동화 방향으로 분사되게 형성된다.
The absorbent injection nozzle 41 of the powder absorbent supply device 4 and the water injection nozzle 61 of the water injection and supply device 6 penetrate through the conical fluidization portion 31. At this time, a plurality of the absorbent injection nozzles 41 of the powder absorbent supply device 4 are formed on the outer circumferential surface of the screw feeder tube 42 so as to be sprayed in all directions, and the water is sprayed in the upward direction, that is, in the fluidizing direction.

상기 분말 흡수제 공급장치(4)는 원추형 유동화부(31)에 관통 설치된 흡수제분사노즐(41)과, 이 노즐에 분말흡수제 및 압축공기를 공급하도록 내부에 스크류피더가 설치된 스크류피더관(42)과, 스크류피더관(42)의 일지점에 형성된 홀을 통해 저장된 분말 흡수제를 공급하는 분말흡수제 저장호퍼(43)와 스크류피더의 일측단에 축결합되어 회전력을 제공하는 모터(44)와, 스크류피더관(42)의 일측단에서 내부로 압축공기를 공급하는 컴퓨레셔 또는 압축공기 저장탱크로부터 밸브 개폐에 의해 압축공기를 공급하는 압축공기 공급수단(45)으로 구성된다. The powder absorbent supply device 4 includes an absorbent injection nozzle 41 penetrating the conical fluidization portion 31, a screw feeder tube 42 having a screw feeder installed therein for supplying powder absorbent and compressed air to the nozzle, A powder absorbent storage hopper 43 for supplying a powder absorbent stored through a hole formed at one point of the screw feeder pipe 42 and a motor 44 for providing a rotational force axially coupled to one end of the screw feeder, And a compressed air supply means (45) for supplying compressed air from a compressor or a compressed air storage tank that supplies compressed air to the inside at one end of the pipe (42) by valve opening and closing.

여기서, 분말 흡수제는, 소석회(Ca(OH)2)로써, 표면적은 37.3 m2/g이고 평균공극크기는 10.0nm이며 총 공극용적은 0.181 cm3/g이다.Here, the powdery absorbent is calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) having a surface area of 37.3 m 2 / g, an average pore size of 10.0 nm and a total pore volume of 0.181 cm 3 / g.

도 6을 참조하면, 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)은, 상기 스크류피더관(42)의 내부와 외부를 관통하며 복수개로 형성되고, 내주면에 나선으로 돌기(46)가 돌출형성된다.6, the absorbent injection nozzles 41 of the powder absorbent supply device 4 are formed in a plurality of through holes penetrating the inside and the outside of the screw feeder tube 42, and projections 46 are formed on the inner circumferential surface thereof in a spiral manner Respectively.

이때, 분말 흡수제는, 압축공기와 함께 상기 돌기(46)에 의해 나선방향으로 선회되면서 원추형 유동화부(31)의 내부로 공급된다. 즉, 분말 흡수제는 나선방향으로 선회되면서 스크류피더관(42)의 외부로 배출되기 때문에 그 주위로 순간적으로 확산된다.At this time, the powder absorbent is supplied to the inside of the conical fluidizing portion 31 while being rotated in the spiral direction by the protrusions 46 together with the compressed air. That is, the powder absorbent is swirled in the spiral direction and is instantaneously diffused around the screw feeder tube 42 because it is discharged to the outside of the screw feeder tube 42.

그리고, 흡수제분자노즐(41)은, 상기 스크류피더관(42)의 내부에서 외부로 갈수록 내경의 직경이 커지도록 관통형성되어, 상기 분말 흡수제가 원추형 유동화부(31)의 내부에 공급될 때 압축공기와 함께 선회 또는 와류되는 동시에 더욱 더 폭 넓게 확산되며 공급된다.The absorbent molecular nozzle 41 is formed so as to pass through the inside of the screw feeder tube 42 so as to have a larger inner diameter as going outward. When the powder absorbent is supplied into the conical fluidizing portion 31, Is pivoted or vortexed with air, and at the same time is spread and spread even more widely.

한편, 분말 흡수제 공급장치(4)는, 복수개로 이루어진다.On the other hand, the powder absorbent supply device 4 is composed of a plurality of powder absorbent supply devices.

그리고, 본 발명에 따른 제어부(미도시)는 반응기 본체(3)로 유입되는 배가스 중 산성배가스의 농도에 따라 상기 분말 흡수제 공급장치(4)의 작동을 개별적으로 제어하여 상기 원추형 유동화부(31)의 내부로 공급되는 분말 흡수제의 양을 제어한다.The control unit (not shown) controls the operation of the powder absorbent supply device 4 according to the concentration of the acidic flue gas in the flue gas flowing into the reactor body 3 to control the operation of the conical fluidizing unit 31, The amount of the powdery absorbent supplied to the inside of the container is controlled.

그리고, 반응기 본체(3)에는 산성배가스 HCL의 농도를 측정하는 측정센서(미도시)가 설치되어 측정되는 HCL 농도를 제어부로 제공한다. 이에 따라, 제어부는 분말 흡수제 공급장치(4)의 모터와 압축공기 공급수단의 작동여부를 판단한다.The reactor main body 3 is provided with a measurement sensor (not shown) for measuring the concentration of the acidic flue-gas HCL, and provides the measured HCL concentration to the control unit. Accordingly, the control unit judges whether or not the motor of the powder absorbent supply device 4 and the compressed air supply means are operated.

즉, 제어부는 HCL의 농도(단위:ppm)와 소석회의 투입량(단위:kg/hr)을 약 10:1의 비율에 맞도록, 측정센서로부터 측정되는 HCL의 농도값에 따라서 복수개로 이루어진 분말 흡수제 공급장치(4)를 제어한다. 이때, HCL의 산성배가스 제거율은 100%를 달성할 수 있다.
That is, in accordance with the concentration value of HCL measured from the measurement sensor, the controller adjusts the concentration of HCL (unit: ppm) and the amount of calcium hydroxide (unit: kg / hr) And controls the feeder 4. At this time, the acidic flue gas removal rate of HCL is 100%.

상기 여과집진기(7)는 일단이 상기 원통형 유동화부(32)의 상단부에 형성된 배출구에 연결되고, 분말 흡수제와 미반응 배가스가 내부로 유입되도록 하부에 타단이 연결된 유입덕트(34)를 포함한다.The filter dust collector 7 includes an inlet duct 34 connected at one end to a discharge port formed at the upper end of the cylindrical fluidizing section 32 and connected at the other end to the powder absorbent and the unreacted flue gas.

그리고, 여과집진기(7)는 배출덕트(34)의 타단이 여과집진기(7)의 하부 호퍼(73) 상부쪽과 연결되어 배가스가 하부에서 상부쪽으로 배출되도록 구성된다. 이러한 배가스 유로 때문에 재차 배가스 중에 포함된 먼지를 포함한 이물질이 상승하면서 복수개의 백필터(71) 표면에 부착되고, 이물질이 제거된 배가스는 백필터의 내부를 통해 상승 후 여과집진기 배출덕트(72)를 통해 후단 공정 또는 대기로 배출되게 된다.
The other end of the discharge duct 34 is connected to the upper side of the lower hopper 73 of the filter and dust collector 7 so that the exhaust gas is discharged from the lower side to the upper side. The foreign matter including the dust contained in the exhaust gas rises again due to the exhaust gas flow, and is adhered to the surfaces of the plurality of bag filters 71. The exhaust gas from which the foreign substances have been removed is lifted through the inside of the bag filter, So that it is discharged to the back end process or the atmosphere.

한편, 종래에 여과집진기(7)에 설비되어 미반응한 분말 흡수제를 포집하여 원추형 유동화부(31)로 재공급하는 재순환 분말흡수제 공급장치가 더 구비되었는데, 실제로 분말 흡수제가 미반응하여 포집되는 양이 미비하기 때문에, 재순환 분말흡수제 공급장치의 효율이 없었다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명에서는 재순환 분말흡수제 공급장치를 설비하지 않고, 산성배가스의 농도에 따라 분말 흡수제를 공급하는 분말흡수제 공급장치를 복수개 구비하는 것이 더 효율적이다.
On the other hand, there is further provided a recirculating powder absorbent supply device which is conventionally provided in the filter dust collector 7 to collect unreacted powder absorbent and re-supply the unreacted powder absorbent to the conical fluidization portion 31. In practice, The efficiency of the recycled powder absorbent feeder was not obtained. Taking this into consideration, in the present invention, it is more efficient to provide a plurality of powdery absorbent supply devices for supplying the powdery absorbent according to the concentration of the acidic flue gas, without providing a recycle powder absorbent supply device.

상기 물분사 공급장치(6)는 원추형 유동화부(31) 내부에 설치되어 상부방향으로 물과 공기를 분사하도록 각각의 유로가 형성된 물분사노즐(61)과, 이 노즐에 물을 공급하는 물 공급용 내부관(621) 및 이 내부관 외부를 감싸면서 압축공기를 공급하는 외부관(622)으로 이루어지고 일측단이 상부방향으로 절곡된 이중공급관(62)과, 내부관으로 물을 공급하는 펌프 등의 물공급 수단(63)과, 외부관으로 압축공기를 공급하도록 컴퓨레셔 또는 압축공기 저장탱크로부터 밸브 개폐에 의해 압축공기를 공급하는 압축공기 공급수단(64)으로 구성된다.
The water jet supply device 6 includes a water jet nozzle 61 provided inside the conical fluidized portion 31 and having respective flow passages for jetting water and air in an upward direction, A double supply pipe 62 having an inner pipe 621 and an outer pipe 622 for supplying compressed air while enclosing the inner pipe 621 and having one end bent upward, And a compressed air supply means 64 for supplying compressed air from the compressor or compressed air storage tank by valve opening and closing so as to supply compressed air to the outer pipe.

상기 분말 흡수제와 압축공기를 공급하는 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)의 위치는 원추형 유동화부 높이의 최저 60% 에서 최고 70% 범위에 설치되도록 구성하였다. 이와 같은 범위내에서 설치될 때 원추형 유동화부 공간에서의 분말 흡수제 유동화가 가장 잘 일어나게 된다.
The position of the absorbent injection nozzle 41 of the powder absorbent supply device 4 for supplying the powdery absorbent and the compressed air is configured to be set within a range of minimum 60% to maximum 70% of the height of the conical fluidizing portion. When installed within this range, the fluidized bed of the absorbent of the powder in the conical fluidization space is most likely to occur.

또한 압축공기와 물을 분사하는 물분사 공급장치(6)의 물분사노즐(61)의 위치는 상기 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)의 위치보다 상부에 위치하게 구성한다. The position of the water injection nozzle 61 of the water jetting device 6 for jetting compressed air and water is located above the position of the absorbent injection nozzle 41 of the powder absorbent supply device 4.

상기 물분사 물분사노즐(61)의 분사 방향을 상부방향으로 분사되도록 한 이유는 하부에 위치한 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)에 물이 직접 분사되어 엉기지 않도록 함과 동시에 상부방향으로 유동화가 극대화 되도록 한다.
The reason why the jetting direction of the water jetting water jetting nozzle 61 is injected in the upward direction is that water is directly injected into the absorbent jetting nozzle 41 of the powder absorbing material supplying device 4 located at the bottom, Thereby maximizing fluidization in the upward direction.

상기 본 발명에 사용되는 알칼리성 분말 흡수제로는 Ca(OH)2를 사용한다. Ca(OH)2를 사용한 일례를 보면 산성배가스인 HCl, HF는 다음의 반응식과 같이 Ca(OH)2와 반응하여 CaCl2와 CaF와 같은 칼슘염이 반응물로 생성되며 제거된다.Ca (OH) 2 is used as the alkaline powder absorbing agent used in the present invention. As an example of using Ca (OH) 2 , HCl and HF, which are acidic flue gases, react with Ca (OH) 2 to form calcium salts such as CaCl 2 and CaF as reaction products.

Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O Ca (OH) 2 + 2HCl CaCl 2 + 2H 2 O

Ca(OH)2 + 2HF CaF2 + 2H2O
 Ca (OH) 2 + 2HF CaF 2 + 2H 2 O

또한, 황산화물인 SO2 ,SO3는 다음의 반응식과 같이 Ca(OH)2와 반응하여 CaSO3, CaSO4와 같은 칼슘염이 반응물로 생성되면서 제거된다.SO 2 and SO 3 , which are sulfur oxides, are reacted with Ca (OH) 2 as shown in the following reaction formula, and calcium salts such as CaSO 3 and CaSO 4 are formed as reactants and removed.

Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2OCa (OH) 2 + SO 2 CaSO 3 + H 2 O

Ca(OH)2 + SO3 CaSO4 + H2O
Ca (OH) 2 SO 3 + CaSO 4 + H 2 O

한편, 상기에서는 배가스 중에 포함된 산성배가스와 황산화물 제거만을 위한 고온용 Ca(OH)2 알칼리성 분말 흡수제를 예시하였으나, 화석연료 연소 배가스 또는 폐기물 소각 배가스 중에 함유된 기타 산성배가스를 제거할 수 있고 또한 알칼리성 분말 흡수제로 NaOH, KOH, Na2CO3 중에서 선택된 하나를 사용하여 유리 용해로에서 배출되는 붕소화합물을 제거할 수 있음은 물론이다.
On the other hand, although the acidic flue gas contained in the flue gas and the alkaline powder absorbent Ca (OH) 2 for high temperature only for sulfur oxide removal are exemplified in the above, other acidic flue gas contained in the fossil fuel combustion exhaust gas or the waste incineration flue gas can be removed It is of course possible to remove the boron compound discharged from the glass melting furnace by using one selected from NaOH, KOH and Na 2 CO 3 as the alkaline powder absorbent.

또한 분말 흡수제를 유리용해로에서 배출되는 붕소화합물(B2O3)을 제거하기 위해 NaOH를 사용한 일례를 보면 붕소화합물은 다음과 같이 NaOH와 분사한 물과 반응하여 온도에 안정적이며 입자상 물질인 NaBO2로 생성되어 제거된다.As an example of using NaOH to remove the boron compound (B 2 O 3 ) discharged from the glass melting furnace, the boron compound reacts with water sprayed with NaOH as follows to stabilize the temperature and to remove NaBO 2 And is removed.

B2O3 + 3H2O B(OH)4 - + H+ B 2 O 3 + 3H 2 OB (OH) 4 - + H +

HBO2 + 2H2O B(OH)4 - + H+ HBO 2 + 2H 2 OB (OH) 4 - + H +

H3BO3 + H2O B(OH)4 - + H+ H 3 BO 3 + H 2 OB (OH) 4 - + H +

Na+ + OH- + H3BO3 Na+ + B(OH)4 - Na + + OH - + H 3 BO 3 Na + + B (OH) 4 -

NaB(OH)4 NaBO2 + 2H2O
 NaB (OH) 4 NaBO 2 + 2H 2 O

이하, 상술한 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 이용한 산성배가스 제거 방법은 다음과 같다.Hereinafter, the acidic flue gas removal method using the turbo reactor capable of removing the acidic flue gas as described above is as follows.

본 발명에 따른 터보 리액터를 이용한 산성배가스를 제거하는 방법은 5단계로 이루어진다. The method for removing the acidic flue gas using the turbo reactor according to the present invention comprises five steps.

먼저, 산성배가스를 제거하는 방법은 화석연료 연소 배가스 또는 폐기물 소각 배가스 중에 함유된 산성배가스를 제거하는 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터를 이용하여 이루어지고, 터보 리액터에 대한 상세한 설명은 상술하였으므로 생략하기로 한다.First, the method of removing the acidic flue gas is performed using a fossil fuel combustion exhaust gas or an acidic flue gas removing turbo reactor for removing the acidic flue gas contained in the waste incineration flue gas, and a detailed description of the turbo reactor has been described in detail .

제1단계 : 중력침강 박스(1)를 이용하여 유입되는 배가스 중 밀도가 큰 먼지를 침강시켜 제거한다.Step 1: Dust with high density among the exhaust gas flowing into the gravity settling box 1 is settled and removed.

제2단계 : 중력식 침강박스(1)를 통해 큰 먼지가 제거된 배가스가 벤츄리부(2)를 통과하며 유속이 증가되고, 유속이 증가된 배가스를 분말 흡수제가 공급되는 원추형 유동화부(31)로 내보낸다.Step 2: The flue gas from which large dust has been removed through the gravity type settling box 1 passes through the venturi portion 2, the flow velocity is increased, and the flue gas of which flow rate is increased is supplied to the conical fluidizing portion 31 Export.

제3단계 : 벤츄리부(1)를 통과하여 원추형 유동화부(2)로 유입되는 배가스와 유동화되도록 분말 흡수제 공급장치(4)의 흡수제분사노즐(41)을 통해 원추형 유동화부(31)의 내부로 분말 흡수제가 공급한다. 그리고, 상기 배가스에 포함된 산성배가스와 분말 흡수제가 서로 반응함에 따라 산성배가스를 1차로 제거한다.The third step is to pass the inside of the conical fluidizing section 31 through the absorbent injection nozzle 41 of the powder absorbent feeding device 4 so as to be fluidized with the exhaust gas flowing into the conical fluidizing section 2 through the venturi section 1 Powder absorbent is supplied. The acidic flue gas contained in the flue gas and the powdery absorbent react with each other to remove the acidic flue gas first.

이때, 상기 원추형 유동화부(31)로 유입되는 배가스 중 산성배가스의 농도를 실시간 체크하여, 체크되는 산성배가스의 농도에 따라 제어부를 통해 상기 분말 흡수제 공급장치(4)의 작동을 개별적으로 제어하여 상기 배가스에 포함된 산성배가스의 농도를 기 설정된 일정비율로 맞도록 상기 원추형 유동화부(31)의 내부로 공급되는 분말 흡수제의 양과 제어한다. 즉, 제3단계는 산성배가스의 농도와 분말 흡수제를 일정한 비율로 반응시킨다.At this time, the concentration of the acidic flue gas in the flue gas flowing into the conical fluidization unit 31 is checked in real time, and the operation of the powdery absorbent supply device 4 is individually controlled through the control unit according to the concentration of the acidic flue gas to be checked, And the amount of the powdery absorbent supplied to the interior of the conical fluidizing unit 31 to control the concentration of the acidic flue-gas contained in the flue-gas to a predetermined constant ratio. That is, in the third step, the concentration of the acidic flue gas and the powdery absorbent react at a certain ratio.

또한, 흡수제분사노즐(41)을 통해 원추형 유동화부(31)의 내부로 공급되는 분말 흡수제는, 상기 흡수제분사노즐(41)의 내주면에 나선으로 돌출형성된 돌기(46)에 의해 압축공기와 함께 나선방향으로 선회되면서 원추형 유동화부(31)의 내부로 공급되어 확산되면서 상기 배가스의 산성배가스와 반응한다.The powder absorbent supplied to the inside of the conical fluidizing portion 31 through the absorbent injection nozzle 41 is spirally wound together with the compressed air by the protrusions 46 protruding in a spiral form on the inner peripheral surface of the absorbent injection nozzle 41, And is supplied to the inside of the conical fluidizing portion 31 and diffused and reacts with the acidic exhaust gas of the exhaust gas.

제4단계 : 산성배가스가 1차로 제거된 배가스가 원추형 유동화부(31)의 상부에 결합된 원통형 유동화부(32)로 유입되고, 유입된 배가스와 서로 유동화되도록 물분사 공급장치(6)의 물분사노즐(61)을 이용하여 물과 압축공기를 함께 상향 분사시켜 배가스에 포함된 산성배가스를 2차로 제거한다.Step 4: The flue gas from which the acidic flue gas has been removed first flows into the cylindrical fluidizing portion 32 coupled to the upper portion of the conical fluidizing portion 31, and the water of the water injection and supply device 6 Water and compressed air are injected upward together using the injection nozzle 61 to remove the acidic exhaust gas contained in the exhaust gas secondarily.

제5단계 : 상기 원통형 유동화부(32)의 온도 조절을 통해 배가스 온도를 조절하여 배가스와 분말 흡수제를 순환시키면서 배가스에 포함된 산성배가스를 3차로 제거한다.Step 5: The temperature of the flue gas is adjusted through the temperature control of the cylindrical fluidizing portion 32 to circulate the exhaust gas and the powder absorbent, thereby removing the acidic flue gas included in the flue gas by the third order.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

1: 중력식 침강박스 2: 벤츄리부
3: 반응기 본체 4: 분말 흡수제 공급장치
6: 물분사 공급장치 7: 여과집진기
11: 유입부 12: 배출부
13: 배플 14: 하부호퍼
15: 박스본체 16: 로터리밸브
21: 원통케이스 22: 단위 벤츄리관
23: 원판형 지지체 31: 원추형 유동화부
32: 원통형 유동화부 33: 배출구
34: 유입덕트 41: 흡수제분사노즐
42: 스크류피더관 43: 분말흡수제 저장호퍼
44: 모터 45: 압축공기 공급수단
46: 돌기 61: 물분사노즐
62: 이중공급관 63: 물공급 수단
64: 압축공기 공급수단 621: 내부관
622: 외부관 71: 백필터
72: 배출덕트 73: 하부 호퍼1: gravity type sedimentation box 2: venturi part
3: Reactor main body 4: Powder absorbent feeder
6: Water jet supply device 7: Filter and dust collector
11: inlet portion 12: outlet portion
13: Baffle 14: Lower hopper
15: box body 16: rotary valve
21: cylindrical case 22: unit venturi tube
23: disk-shaped support 31: conical fluidization part
32: cylindrical fluidizing portion 33: outlet
34: inlet duct 41: absorbent injection nozzle
42: screw feeder tube 43: powder absorbent storage hopper
44: motor 45: compressed air supply means
46: projection 61: water jet nozzle
62: double supply pipe 63: water supply means
64: Compressed air supply means 621: Inner tube
622: outer tube 71: bag filter
72: exhaust duct 73: lower hopper

Claims (3)

배가스 중 밀도가 큰 먼지를 침강시켜 제거하는 중력식 침강박스;
중력식 침강박스 상부에 장치되어 배가스의 유속을 증가시키는 벤츄리부;
벤츄리부 상부와 결합되어 분말 흡수제와 유동하면서 산성배가스를 제거하는 원추형 유동화부와, 원추형 유동화부에서 상부방향으로 분사된 물, 배가스 및 분말 흡수제가 순환 유동하면서 산성배가스를 제거하는 원통형 유동화부로 이루어진 반응기 본체;
원추형 유동화부에 관통 설치되고, 끝단에 분말 흡수제가 배출되는 흡수제분사노즐이 형성되며 상기 흡수제분사노즐에 분말 흡수제 및 압축공기를 공급하는 스크류피더관과, 상기 스크류피더관에 상기 분말 흡수제를 공급하는 분말흡수제 저장호퍼로 이루어진 분말 흡수제 공급장치;
상기 원추형 유동화부 내부에 설치된 물분사노즐을 통해 원통형 유동화부 방향으로 압축공기와 물을 상향 분사하는 물분사 공급장치와;
상기 반응기 본체의 상부에 형성된 배출구에 연결되고 분말 흡수제와 미반응된 배가스가 내부로 유입하는 유입덕트와, 내부 상부에 설치되어 유입된 배가스를 필터링하는 백필터 및 상기 백필터를 통과한 배가스를 배출시키는 배출덕트로 이루어진 여과집진기;를 포함하고,
상기 흡수제분사노즐은, 상기 스크류피더관의 내부와 외부를 관통하며 복수개로 형성되고, 내주면에 나선으로 돌기가 돌출형성되고,
상기 분말 흡수제는, 상기 압축공기와 함께 상기 돌기에 의해 나선방향으로 선회되면서 원추형 유동화부의 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터.
A gravity type sedimentation box that removes densified dust from the flue gas;
A venturi unit disposed above the gravity type settling box to increase the flow rate of the exhaust gas;
A conical fluidizing portion which is combined with the upper portion of the venturi portion and removes the acidic flue gas while flowing with the powder absorbent agent; and a cylindrical fluidizing portion which comprises a cylindrical fluidizing portion for circulating the water, the flue gas and the powder absorbent injected upward in the conical fluidizing portion, main body;
A screw feeder tube which is provided through the conical fluidizing portion and has an absorbent spray nozzle for discharging a powder absorbent at an end thereof and supplies powder absorbent and compressed air to the absorbent spray nozzle; A powder absorber feeder comprising a powder absorber storage hopper;
A water injection and supply device for upwardly injecting compressed air and water in the direction of the cylindrical fluidizing part through a water injection nozzle installed inside the conical fluidizing part;
An inflow duct connected to an outlet formed in the upper portion of the reactor body and having an unreacted flue gas with the powder absorbent introduced therein; a bag filter installed in the upper portion of the reactor for filtering the inflowed flue gas; And a filtration dust collector made of a discharge duct,
Wherein the absorbent injection nozzles are formed in a plurality of through holes penetrating the inside and the outside of the screw feeder tube, protrusions are formed on the inner circumferential surface in a spiral manner,
Wherein the powder absorbent is supplied to the inside of the conical fluidized portion while being rotated in the spiral direction by the protrusion together with the compressed air.
제1항에 있어서,
상기 흡수제분사노즐은, 상기 스크류피더관의 내부에서 외부로 갈수록 내경의 직경이 커지도록 관통형성되어, 상기 분말 흡수제가 원추형 유동화부의 내부로 압축공기와 함께 선회되는 동시에 확산되며 공급되는 것을 특징으로 하는 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터.
The method according to claim 1,
The absorbent injection nozzle is formed so as to pass through the screw feeder tube so as to have a larger inner diameter from the inside to the outside of the screw feeder tube so that the powder absorbent is circulated together with the compressed air into the conical fluidized portion and diffused and supplied Acid Flue Gas Removable Turbo Reactor.
제1항에 있어서,
상기 분말 흡수제 공급장치는, 복수개로 이루어지고,
상기 반응기 본체로 유입되는 배가스 중 산성배가스의 농도에 따라 상기 분말 흡수제 공급장치의 작동을 개별적으로 제어하여 상기 원추형 유동화부의 내부로 공급되는 분말 흡수제의 양을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 산성배가스 제거 가능한 터보 리액터.
The method according to claim 1,
Wherein the powder absorbent supply device comprises a plurality of powder absorbent supply devices,
And a controller for controlling the operation of the powdery absorbent feeder depending on the concentration of the acidic flue gas in the flue gas flowing into the reactor body to control the amount of the powdery absorbent supplied to the inside of the conical fluidized section, Possible turbo reactor.
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