KR101443342B1 - APPARATUS OF REMOVING NOx - Google Patents
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Abstract
질소 산화물(NOx)을 오존(O3)으로 산화시켜 오산화질소(N2O5)를 생성하고 상기 오산화질소를 배가스로 배출하는 산화 반응기, 상기 산화 반응기에 상기 오존을 공급하는 오존 공급기, 및 상기 산화 반응기로부터 배출되는 상기 배가스에 물을 공급하여 상기 오산화질소를 질산(HNO3)의 형태로 배출하는 배가스 처리기를 포함하는 질소 산화물 제거 장치가 제공된다.An oxidation reactor for oxidizing nitrogen oxides (NOx) to ozone (O 3 ) to generate nitrogen oxides (N 2 O 5 ) and exhausting the nitrogen oxides to the exhaust gas, an ozone supply device for supplying the ozone to the oxidation reactor, And an exhaust gas processor for supplying water to the exhaust gas discharged from the oxidation reactor and discharging the nitrogen oxide in the form of nitric acid (HNO 3 ).
Description
본 발명은 질소 산화물 제거 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for removing nitrogen oxides.
스테인레스강을 생산하는 공정 중에는 열처리 과정에서 스테인레스강의 표면에 생성되는 금속산화물인 스케일 (철, 니켈 및 크롬 산화물)을 제거하는 산세공정이 있다.Among the processes for producing stainless steel, there is a pickling process for removing scales (iron, nickel, and chromium oxide), which are metal oxides generated on the surface of stainless steel during the heat treatment process.
염산이나 황산으로 표면의 산화철을 제거하는 일반 탄소강과는 달리 스테인레스강의 표면에 생성되는 금속산화물 스케일은 결합력이 매우 강하므로 강력한 산화력을 가지는 질산 및 불산의 혼산을 사용하여 제거한다.Unlike ordinary carbon steel which removes surface iron oxide with hydrochloric acid or sulfuric acid, metal oxide scale formed on the surface of stainless steel is very strong in binding force, so it is removed by using mixed acid of nitric acid and hydrofluoric acid having strong oxidizing power.
그런데, 이러한 산세공정에서 질산을 사용함으로 인하여 부산물로 고농도의 NOx 가스가 발생한다. 발생한 NOx 가스를 제거하기 위하여 현재 공정중에 과산화수소 (H2O2)를 이용하여 질소산화물을 제거하고 있다. However, since nitric acid is used in such a pickling process, a high concentration NOx gas is produced as a by-product. In order to remove the generated NOx gas, nitrogen oxide is removed using hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) during the present process.
하지만, 질소산화물 제거를 위한 과량의 과산화수소는 폐수중에 포함되어 페수처리장의 미생물을 살생하는 원인이 되기도 한다. However, excess hydrogen peroxide for nitrogen oxide removal is contained in the wastewater, which causes the microorganisms in the wastewater treatment plant to be killed.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0052853호(2011.05.19 공개, 질소산화물 저감을 위한 후처리 시스템)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0052853 (published on May 19, 2011, a post-treatment system for reducing nitrogen oxides).
본 발명은 스테인레스 생산공정 중 발생하는 금속산화물 제거를 위한 산세공정 등에서 발생되는 질소 산화물을 과산화수소를 사용하지 않고 효과적으로 제거하기 위한 질소 산화물 제거 장치를 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a nitrogen oxide removal apparatus for effectively removing nitrogen oxide generated in a pickling process or the like for removal of metal oxide generated during a stainless production process without using hydrogen peroxide.
본 발명의 실시예에 따르면, 질소 산화물(NOx)을 오존(O3)으로 산화시켜 오산화질소(N2O5)를 생성하고 상기 오산화질소를 배가스로 배출하는 산화 반응기, 상기 산화 반응기에 상기 오존을 공급하는 오존 공급기, 및 상기 산화 반응기로부터 배출되는 상기 배가스에 물을 공급하여 상기 오산화질소를 질산(HNO3)의 형태로 배출하는 배가스 처리기를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an oxidation reactor for oxidizing nitrogen oxides (NOx) to ozone (O 3 ) to generate nitrogen oxide (N 2 O 5 ) and discharging the nitrogen oxide to the exhaust gas, And an exhaust gas processor for supplying water to the exhaust gas discharged from the oxidation reactor and discharging the nitrogen oxide in the form of nitric acid (HNO 3 ).
상기 오존 공급기는 상기 오존을 기체 형태로 발생시키는 오존 발생기를 포함한다.The ozone supply device includes an ozone generator that generates the ozone gas in the form of gas.
상기 산화 반응기 내부에 설치되어 상기 산화 반응기 내의 상기 질소 산화물 및 상기 오존을 교반하는 교반 날개를 더 포함할 수 있다.And a stirring blade installed inside the oxidation reactor and stirring the nitrogen oxide and the ozone in the oxidation reactor.
상기 산화 반응기는, 상기 질소 산화물 및 상기 오존이 유입되는 반응 챔버, 및 상기 반응 챔버를 다수의 공간으로 구획하며, 상기 질소 산화물 및 상기 오존의 유동이 가능하도록 다수의 관통홀이 형성된 분리판을 포함하며, 상기 교반 날개는 상기 다수의 공간에 각각 설치되도록 복수개로 구성될 수 있다.The oxidation reactor includes a reaction chamber into which the nitrogen oxide and the ozone are introduced and a separation plate partitioning the reaction chamber into a plurality of spaces and having a plurality of through holes formed therein for allowing the flow of the nitrogen oxide and the ozone And the stirring vanes may be configured to be installed in the plurality of spaces, respectively.
상기 배가스 처리기에서 배출되는 상기 질산을 중화시키는 중화기를 더 포함할 수 있다.
And a neutralizer for neutralizing the nitric acid discharged from the exhaust gas processor.
본 발명에 따르면, 질소 산화물 제거 장치를 이용하여 스테인레스 생산 공정중 발생하는 금속산화물 제거를 위한 산세공정에서 발생하는 질소산화물을 과산화수소를 사용하지 않고도 효과적으로 제거할 수 있다.
According to the present invention, the nitrogen oxide generated in the pickling process for removing the metal oxide generated during the stainless production process can be effectively removed without using hydrogen peroxide by using the nitrogen oxide removal equipment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 제거 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 제거 장치의 분리판을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 질소 산화물 제거 장치를 나타낸 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a nitrogen oxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a cross-sectional view illustrating a separation plate of a nitrogen oxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a nitrogen oxide removal apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
In addition, the term " coupled " is used not only in the case of direct physical contact between the respective constituent elements in the contact relation between the constituent elements, but also means that other constituent elements are interposed between the constituent elements, Use them as a concept to cover each contact.
이하, 본 발명에 따른 질소 산화물 제거 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a nitrogen oxide removal apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, The description will be omitted.
스테인리스 강의 생산공정 중 스테인레스강의 표면에 생성되는 금속산화물 스케일은 결합력이 매우 강하므로 강력한 산화력을 가지는 질산 및 불산의 혼산을 사용하여 제거한다. 그런데, 이러한 산세공정에서 질산을 사용함으로 인하여 고농도의 NOx 가스가 발생한다. The metal oxide scale formed on the surface of stainless steel during the production process of stainless steel is very strong in binding force, so it is removed by using mixed acid of nitric acid and hydrofluoric acid having strong oxidizing power. However, since nitric acid is used in such a pickling process, a high concentration NOx gas is generated.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 제거 장치는 스테인레스 생산공정 중 발생하는 금속산화물 제거를 위한 산세공정에서 발생하는 질소산화물을 과산화수소를 사용하지 않고도 효과적으로 제거하기 위한 것으로 산화 반응기(100), 오존 공급기(200), 및 배가스 처리기(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for removing nitrogen oxides according to an embodiment of the present invention effectively removes nitrogen oxides generated in a pickling process for removing metal oxides generated during a stainless steel production process without using hydrogen peroxide An
산화 반응기(100)는 질소 산화물(NOx)을 오존(O3)으로 산화시켜 오산화질소(N2O5)를 생성하고 상기 오산화질소를 배가스로 배출하는 것으로서 반응식은 아래와 같다.
The
NO + O3 → NO2 + O2 (1)NO + O 3 ? NO 2 + O 2 (1)
2NO2 + O3 → N2O5 + O3 (2)
2NO 2 + O 3 ? N 2 O 5 + O 3 (2)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 산화 반응기(100)는 산화 반응기(100) 내부에 설치되는 교반 날개(110)를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the
교반 날개(110)는 회전축에 결합하여, 동력에 의하여 회전하는 회전축과 함께 회전하여 산화 반응기(100) 내의 질소 산화물과 오존을 교반하는 역할을 한다.The stirring
산화 반응기(100)는 반응 챔버(120) 및 분리판(130)을 포함할 수 있다.The
반응 챔버(120)는 원통형으로 형성되어, 질소 산화물과 유입된 오존이 반응하는 공간을 제공한다.The
분리판(130)은 반응 챔버(120)를 다수의 공간으로 구획하는 역할을 수행하며, 질소 산화물 및 오존의 챔버 간 유동이 가능하도록 다수의 관통홀(131)을 형성한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 제거 장치는 이산화질소와 오존과의 반응율을 높이기 위하여 산화 반응기(100)를 챔버별로 구간이 나누어지고, 각 반응 챔버(120)별로 교반을 가능하도록 각 반응 챔버(120) 내에 교반 날개(110)를 구비한다. The apparatus for removing nitrogen oxides according to an embodiment of the present invention includes an
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 각 반응 챔버(120) 간을 구획하는 분리판(130)에는 질소 산화물 및 오존의 유동이 가능하도록 하는 관통홀(131)이 다수 형성되어 있어, 질소산화물의 제거 효율을 높일 수 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of through
산화 반응기(100)의 하부에서 유입된 질소 산화물과 오존은 반응 챔버(120)의 하부에서 상부로 이동하면서, 각 구획된 공간내에 설치된 교반 날개(110)에 의하여 각 반응 챔버(120)별로 교반이 이루어지게 된다.The nitrogen oxide and ozone introduced from the lower part of the
이러한 구성을 통하여 질소 산화물과 오존의 반응의 효율성이 높아지게 된다.Through this configuration, the efficiency of the reaction between the nitrogen oxide and the ozone increases.
이때, 오존 공급기(200)는 오존을 기체 형태로 발생시키는 오존 발생기를 포함할 수 있다.At this time, the
산세공정 중 발생된 질소 산화물이 기체 형태로 산화 반응기(100)에 유입되고, 오존 공급기(200)를 통해 발생된 오존 또한 기체 형태로 산화 반응기(100)에 유입되어, 산화 반응기(100)내 두 기체의 교반이 이루어지게 되어, 교반의 효율성이 증대될 수 있다.The nitrogen oxide generated in the pickling process flows into the
또한, 종래에는 액상 산화제인 과산화수소를 이용하여 질소 산화물을 제거 하였으나, 액상 산화제인 과산화수소 사용시 액상 폐기물에 산화제(과산화수소)가 잔존 하여 산화제에 의해 폐수처리장의 미생물 괴사하는 문제점이 있었다.Although hydrogen peroxide, which is a liquid oxidizing agent, has conventionally been used to remove nitrogen oxides, oxidizing agents (hydrogen peroxide) remain in liquid wastes when hydrogen peroxide is used as a liquid oxidizing agent, which causes microbial necrosis of wastewater treatment sites by an oxidizing agent.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 처리 장치에 의하면 기상의 오존을 이용함으로써 액상 폐기물에 산화제(오존)가 잔류하는 것을 방지함으로써, 산화제에 의한 폐수처리장의 미생물 괴사를 방지할 수 있다.However, according to the apparatus for treating nitrogen oxides according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the oxidizing agent (ozone) from remaining in the liquid waste by using gaseous ozone, thereby preventing microbial necrosis of the wastewater treatment plant by the oxidizing agent.
배가스 처리기(300)는 산화 반응기(100)에서 질소 산화물과 오존의 반응을 통하여 배출되는 배가스를 처리하는 것이다.The
산화 반응기(100)로부터 배출되는 배가스는 배가스 처리기(300)로 보내어지고, 배가스 처리기(300)로 보내어진 배가스는 물과 반응시키게 된다.The exhaust gas discharged from the
상기 질소 산화물과 오존의 반응을 통한 배가스는 오산화 질소를 형성하고, 오산화 질소는 배가스 처리기(300)로 유입되어 물과 만나 질산 형태로 배출되게 된다.The exhaust gas through the reaction of the nitrogen oxide and the ozone forms nitrogen dioxide, and the nitrogen oxide flows into the
오산화 질소가 물과 만나 질산을 형성하게 되는 반응식은 아래와 같다.
The reaction formula that nitric oxide forms with nitric acid when it meets with water is as follows.
N2O5 + H2O → 2HNO3
N 2 O 5 + H 2 O → 2HNO 3
본 발명의 일 실시예에 따른 질소 산화물 처리 장치의 배가스 처리기(300)는 스크러버(SCRUBBER)일 수 있다.The
스크러버는 파형으로 된 판자가 여러 층을 이루고 층 사이로 증기를 흐르게 하는 것으로 오산화 질소를 제거할 수 있다. The scrubber can remove nitrogen oxides by making the corrugated boards in multiple layers and allowing steam to flow between the layers.
상기 오산화 질소가 섞인 가스를 스크러버에 통과시켜 도중에 샤워로 세척하여 오산화 질소를 물과 반응시켜 질산을 형성하는 것이다.The gas mixed with the nitrogen oxide is passed through a scrubber, washed with a shower, and nitric oxide is reacted with water to form nitric acid.
배가스 처리기(300)에서 발생한 질산이 그대로 폐수 처리기로 가게 된다면, 질산에 의한 또다른 오염이 발생할 수 있다.If the nitric acid generated in the
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질소 산화물 처리 장치는 배가스 처리기(300)에서 발생한 질산을 중화시키는 중화기(400)를 더 포함할 수 있다.3, the apparatus for treating nitrogen oxides according to the present invention may further include a
중화기(400)는 배가스 처리기(300)에서 발생한 질산에 NaOH를 공급하여 중화시킬 수 있다.The
중화기(400)에서 반응하는 질산과 NaOH의 반응식은 아래와 같다.
The reaction formula of nitric acid and NaOH reacted in the
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O
따라서, 본 발명에 따른 질소 산화물 처리 장치는 스테인레스 생산 공정 중 산세공정에서 발생하는 질소 산화물을 효율적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 폐수처리장으로 흘러 들어가 미생물을 죽이고 환경에 악영향을 미칠 수 있는 질산을 중화시켜 오염을 막고, 폐수 처리 효율도 높일 수 있게 된다.
Accordingly, the apparatus for treating nitrogen oxides according to the present invention not only can efficiently treat nitrogen oxides generated in a pickling process in a stainless steel production process, but also neutralizes nitric acid, which flows into a wastewater treatment plant and kills microorganisms and adversely affects the environment Thereby preventing the contamination and increasing the effluent treatment efficiency.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
100: 산화 반응기
110: 교반 날개
120: 반응 챔버
130: 분리판
131: 관통홀
200: 오존 공급기
300: 배가스 처리기
400:중화기100: oxidation reactor
110: stirring blade
120: reaction chamber
130: separation plate
131: Through hole
200: ozone feeder
300: Flue gas processor
400: Heavy duty machine
Claims (5)
상기 산화 반응기에 상기 오존을 공급하는 오존 공급기; 및
상기 산화 반응기로부터 배출되는 상기 배가스에 물을 공급하여 상기 오산화질소를 질산(HNO3)의 형태로 배출하는 배가스 처리기를 포함하고,
상기 산화 반응기 내부에 설치되어 상기 산화 반응기 내의 상기 질소 산화물 및 상기 오존을 교반하는 교반 날개를 더 포함하며,
상기 산화 반응기는,
상기 질소 산화물 및 상기 오존이 유입되는 반응 챔버; 및
상기 반응 챔버를 다수의 공간으로 구획하며, 상기 질소 산화물 및 상기 오존의 유동이 가능하도록 다수의 관통홀이 형성된 분리판을 포함하며,
상기 교반 날개는 상기 다수의 공간에 각각 설치되도록 복수개로 구성되는 것을 특징으로 하는 질소 산화물 제거 장치.
An oxidation reactor for oxidizing nitrogen oxides (NOx) to ozone (O 3 ) to produce nitrogen oxide (N 2 O 5 ) and discharging the nitrogen oxide to the exhaust gas;
An ozone supply unit for supplying the ozone to the oxidation reactor; And
And an exhaust gas processor for supplying water to the exhaust gas discharged from the oxidation reactor and discharging the nitrogen oxide in the form of nitric acid (HNO 3 )
And a stirring blade installed in the oxidation reactor and stirring the nitrogen oxide and the ozone in the oxidation reactor,
The oxidation reactor comprises:
A reaction chamber into which the nitrogen oxide and the ozone are introduced; And
And a separation plate partitioning the reaction chamber into a plurality of spaces and having a plurality of through holes for allowing the flow of the nitrogen oxide and the ozone,
Wherein the stirring vanes are configured to be installed in the plurality of spaces, respectively.
상기 오존 공급기는 상기 오존을 기체 형태로 발생시키는 오존 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 산화물 제거 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ozone supply device includes an ozone generator for generating the ozone gas in a gas form.
상기 배가스 처리기에서 배출되는 상기 질산을 중화시키는 중화기를 더 포함하는 질소 산화물 제거 장치.The method according to claim 1,
And a neutralizer for neutralizing the nitric acid discharged from the exhaust gas processor.
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