KR101574926B1 - 탈황장치 - Google Patents

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정헌회
허문수
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에이티이 주식회사
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Abstract

탈황장치가 개시된다. 개시된 탈황장치는 전후에 대향되게 유입구와 배출구가 형성되며, 바이오가스가 상기 유입구를 통해 유입되어 배출구로 배출되는 반응조; 상기 반응조 내부에 철분말이 70 중량% 이상을 차지는 금속분말과 물이 혼합된 흡수약액을 분사하는 약액공급부; 및, 상기 반응조 내부에 설치되어 상기 반응조로 유입된 상기 바이오가스에서 황화수와 상기 흡수약액의 접촉반응을 촉진시키는 폴리머재질의 폴링제로 된 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탈황장치{SULFUR REMOVAL APPARATUS}
본 발명은 탈황장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 악취를 내는 바이오가스 중에 함유된 황화수소를 제거하는 탈황장치에 관한 것이다.
축산분뇨, 음식물 쓰레기 및 하수슬러지와 같은 높은 유기물을 함유한 폐기물을 혐기성 소화 처리하면 유기물질은 분해되어 주로 메탄과 이산화탄소로 구성되는 바이오가스를 발생하게 된다. 이러한 바이오가스는 현재 신재생에너지의 일종으로 분류되어 천연가스와 함께 가까운 미래에 에너지원으로 활용될 가능성이 높다.
그러나 이와 같은 혐기성 소화를 생산하는 바이오가스는 메탄가스 외에 황화수소, 암모니아 등을 포함하고 있어 그 활용도가 제한되고 있다. 특히 황화수소는 인체에 유해할 뿐 아니라 열원 및 연료원으로 사용하는 보일러, 발전기 및 배관 등을 부식시키는 원인이 되고 있다. 또한, 황화수소는 산성가스로 부식성을 가지고 있어 분뇨와 하수 처리시설에서 콘크리트 구조물과 하수관거의 부식현상을 유발하여 시설관리의 측면에서 심각한 문제 중의 하나로 지적되고 있다. 따라서 바이오가스 순도를 낮추는 이러한 이물질을 제거하는 것이 중요한 공정으로 인식되고 있다.
황화수소 제거의 일반적인 방법으로는 크게 탈황흡착능력을 가진 메디아를 이용한 건식탈황법과 약품에 의해 황화수소를 용해시켜 제거하는 약액세정 탈황법 및 메디아 층에 미생물을 배양시켜 제거하는 생물학적 탈황법으로 나눌 수 있다.
건식탈황법은 처리효율이 우수하나 탈황메디아의 흡착력 이상일 때 급격한 처리효율 저하로 이어져 교체가 필요하며, 약액세정 탈황법은 설치비가 비싸고 과량의 약품소모가 발생하며 배관 부식 및 스케일이 발생되어 유지관리의 어려움이 있는 단점이 있다.
또한 생물학적 탈황법은 물리·화학적 방법보다 유지관리가 용이하며 소모품 재료가 거의 필요하지 않지만 미생물을 유지관리하기에 특별한 관리가 요구되어지고 있다.
아울러, 기존의 황화수소 제거방법에는 알칼리금속인 Ca(OH)2 또는 Mg(OH)2이나 철 산화물 Fe(OH)3등이 유해가스처리제로 사용하는 것을 검토하고 있으나, 이들 알칼리금속이나 철 산화물은 비표면적이 낮아 반응이 표면에서만 일어남으로 정화제 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 이를 극복하고자 활성탄에 금속염이나 알칼리 성분을 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법과 무기 금속염을 중화제로 처리한 후 이를 활성탄에 첨착하여 유해가스를 흡착 제거하는 방법 등 적용되고 있다. 그러나 이들은 반응시 심한 반응열이 발생하고, 포화점 부근에서 탈착이 일어난다는 문제점과 상기 발생한 반응열에 의하여 활성탄이 연소하는 경우가 종종 발생되어 산업 현장에서 사용이 제한적인 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 황화수소가 물에 잘 흡수된다는 성질을 이용하여 반응기내에서 알칼리 중화반응을 통한 약액세정법이 주로 사용되어 왔다.
H2S + 2NaOH -> Na2S + 2H2O
약액세정의 공정은 고농도의 황화수소(H2S)가 유입되어도 적절하게 처리가 가능하고 높은 제거효율을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 반면에 황화수소(H2S)가 반응하여 발생된 염이 고형물로 석출되어 세정탑 내부에 침적되므로 흡수탑의 선정에 많은 주의가 필요하다. 또한, 주입되는 약품이 바이오가스 내의 이산화탄소와 반응하여 다음과 같이 반응하여 약 3~5배 약품소비를 유발시킨다.
NaOH + CO2 -> NaHCO3
대한민국 공개실용신안 20-1997-0016336호 대한민국 공개특허 10-2005-0107689호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 요구를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 산화철분말을 물에 혼합한 황화수소 흡수액을 사용할 뿐 아니라, 악취를 함유한 바이오가스와 상기 흡수액의 접촉효율을 증대시켜줌으로써 황화수소 제거효율을 향상시킬 수 있는 탈황장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탈황장치는 전후에 대향되게 유입구와 배출구가 형성되며, 바이오가스가 상기 유입구를 통해 유입되어 배출구로 배출되는 반응조; 상기 반응조 내부에 철분말이 70 중량% 이상을 차지는 금속분말과 물이 혼합된 흡수약액을 분사하는 약액공급부; 및, 상기 반응조 내부에 설치되어 상기 반응조로 유입된 상기 바이오가스에서 황화수소와 상기 흡수약액의 접촉반응을 촉진시키는 폴리머재질의 폴링제로 된 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 필터는 가는 와이어 형태의 선형폴리머가 불규칙적으로 이루어진 허니컴구조로 이루어질 수 있다.
상기 약액공급부는 상기 금속분말과 상기 물을 혼합하여 상기 흡수약액을 생성하고 저장하는 약액탱크; 및, 상기 반응조 상부에 설치되며, 상기 약액탱크로부터 상기 흡수약액을 공급받아 상기 반응조의 상부에서 상기 필터를 향해 분사하는 약액분사구; 및, 상기 약액탱크와 상기 약액분사구를 연결하는 공급유로상에 설치되어 상기 흡수약액을 이송시키는 약액공급펌프;를 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 약액공급부는 상기 반응조의 하부에 배치되어 상기 반응조에서 미반응되어 상기 반응조의 저부에 떨어진 미반응 흡수약액이 저장되는 수거탱크; 상기 수거탱크와 상기 약액분사구를 연결하여, 상기 수거탱크에 수거된 상기 미반응 흡수약액을 재사용하여 상기 약액분사구로 공급하는 순환유로; 및, 상기 순환유로상에 설치되어 상기 미반응 흡수약액을 이송시키는 순환펌프;를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 수거탱크와 연결되도록 설치되며, 상기 수거탱크로부터 상기 흡수약액을 유입시키고 상기 흡수약액과 상기 황화수소와의 반응에 의해 생성된 철화합물에 공기 또는 산소를 공급하여 상기 철화합물을 철분말로 재생시키는 재생유닛;을 더 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 재생유닛은 상기 수거탱크와 연결유로를 통해 연결되도록 설치되어 상기 수거탱크로부터 상기 흡수약액을 공급받는 재생탱크; 및, 상기 재생탱크 내의 흡수약액에 공기 또는 산소를 공급하는 기체주입부;를 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 철분말은 평균사이즈가 10마이크로미터이고, 표면적은 31.5m2/g이며, 비중은 약 3.5g/cm3인 것이 바람직하다.
상기한 바에 따르면, 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 이론적으로 약품에 의한 황화수소는 제거효율과 달리 실제 운전을 통한 제거효율은 유입되는 바이오가스의 성상에 크게 좌우된다. 특히 바이오가스내의 존재하는 CO2 등은 알칼리 약품의 소모량을 크게 증가시키며 황화수소의 제거효율을 낮추는 원인이 된다. 또한 추가적인 알칼리 약품 증가는 염의 석출 증가로 나타나 반응조의 조건에 영향을 주게 된다.
그러나 본 발명은 철분말과 물을 혼합한 흡수약액으로 반응을 유도하고 필터를 통해 흡수약액과 바이오가스의 반응을 촉진해서 황화수소 제거효율을 98%이상으로 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 철분말 표면에 의한 반응이 이루어지는 상황을 고려하여 최대 접촉효율을 증대시킴으로써 흡수약액의 소비량을 줄일 수 있으며, 특히, 순환유로를 통해 흡수약액을 순환시켜 재사용함으로써 약액소모량을 줄일 수 있고, 특히, 반응 시 생성된 철화합물을 재생유닛에서 재생하여 사용해 줌으로써 약액소모량을 더욱 줄일 수 있는 효과가 있다.
아울러, 철화합물을 철분말로 재생시 생성되는 고농도의 황원소는 비료원료로서 사용이 가능하여 토질개질비료로 사용할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 평균사이즈가 10 마이크로미터 이하의 미세 철분말이 70%이상을 차지하는 금속분말을 물과 혼합하여 이루어진 흡수약액을 적용함으로써, 장시간 사용시의 문제점인 배관의 막힘 등으로 인한 유지관리의 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈황장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 탈황장치의 1차필터를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1에 탈황장치에서 다른형태의 유로연결상태를 나타낸 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈황장치에 대해 설명한다.
본 발명의 탈황장치는 반응조(11), 필터(13), 약액공급부(20)를 포함한다.
반응조(10)는 전후가 개방된 사각통형태로 형성되며, 전후단에 바이오가스가 유입되어 배출되는 유입구(11a)와 배출구(11b)가 형성된다.
필터(13)는 도 2에 도시된 바와 같이 가는 와이어와 같은 선형폴리머 재질의 폴링제가 불규칙적인 형태로 이루어져 3차원 허니컴(벌집)구조로 이루어진 형태로 이루어지며, 반응조(10) 내에 채워지도록 구성되어, 약액공급부(20)에 의해 반응조(11)의 상부에서 분사되어 낙하하는 흡수약액과 바이오가스의 접촉반응을 최대화 시킬 수 있게 되며, 약액반응생성물로 인한 패색현상을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은 반응조(11)로 유입되는 바이오가스 중의 황화수소와 흡수약액의 접촉반응을 촉진시키기 위해 내약품성의 폴리머재질의 필터메디아가 충진되어 있으며, 이는 바이오가스를 균등분배로 유도할 뿐 아니라 흡수약액과 바이오가스의 접촉회수를 증대시켜 화학반응이 충분히 이루어지게 된다.
상기에서 필터(13)는 가는 와이어와 같은 선형폴리머재질의 폴링제가 불규칙적인 형태로 이루어진 3차원 허니컴구조로 이루어진 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필터는 흡수약액과 바이오가스의 접촉반응을 촉진시킬 수 있는 구조이면 여타의 폴링제로 이루어질 수 있음은 물론이다.
약액공급부(20)는 반응조(11)의 상부에서 하방으로 흡수약액을 분사하여 반응조(11)에 유입된 바이오가스와 흡수약액이, 약액반응에 의해 바이오가스에서 황화수소가 제거되도록 한다. 본 발명에서 약액공급부(20)에서 반응조(11)에 공급되는 흡수약액은 철분말이 70 중량%이상을 차지하는 금속분말과 물을 혼합한 혼합물이다. 이때, 금속분말에서 철분말을 제외한 나머지 금속성분은 여타의 금속성분으로 이루어질 수 있다.
철분말과 황화수소와의 반응식은 다음과 같다.
Fe2O3 + 3H2S -> Fe2S3 + 3H2O
2Fe(OH)3 + 3H2S -> Fe2S3 + 6H2O
본 발명은 황화수소를 제거하는데 사용되는 산화철 분말을 물에 혼합하여 흡수약액을 제조하여, 반응조(11)에서 반응을 유도하며, 산화철을 이용한 황화수소 제거는 산화철 표면에서의 반응에 의해 이루어지며 입자의 크기가 작고 균일할 수록 제거효율이 증가되며, 10 마이크로미터 이하의 철분말을 물에 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 철분말의 평균사이즈는 10마이크로미터이고, 표면적은 31.5m2/g이며, 비중은 약 3.5g/cm3인 것으로 구성된다.
약액공급부(20)는 약액탱크(21), 약액분사구(24), 약액공급펌프(25)로 구성된다.
약액탱크(21)는 철분말이 포함된 금속분말을 물과 혼합하여 흡수약액을 제조하여 저장하는 구성으로서, 도시하지는 않았지만, 약액탱크(21) 내에는 상기 금속분말과 물을 뒤섞어 혼합시키기 위한 교반기(미도시)가 설치될 수 있다.
약액분사구(24)는 반응조(11)의 상부에 설치되며, 공급유로(23)를 통해 약액탱크(21)와 연결되도록 설치되어, 약액탱크(21)로부터 흡수약액을 공급받아, 흡수약액을 반응조(11)의 상부에서 하방으로 분사한다.
약액분사구(24)는 파이프 형태로 형성될 수 있으며, 흡수약액을 미세한 입자로 분사시킬 수 있는 구성이면 어떠한 형태가 되어도 무방하다.
약액공급펌프(25)는 공급유로(23) 상에 설치되어 흡수약액을 이송시킨다.
한편, 본 발명의 약액공급부(20)는 반응조(11)에서 미반응된 흡수약액을 순환시켜 약액분사구(24)로 공급하여 재사용할 수 있는 구성을 갖는다.
구체적으로, 반응조(11)의 하부에 연결되도록 수거탱크(27)가 설치되어, 반응조(11)에서 미반응되어 반응조(11)의 저부에 떨어진 미반응 흡수약액이 수거탱크(27)에 수거되어 저장되고, 수거탱크(27)와 약액분사구(24)를 연결하도록 순환유로(28)가 설치되고, 이 순환유로(28) 상에 순환펌프(29)가 설치된 구성을 갖는다. 이에 따라, 반응조(11)에서 미반응된 미반응 흡수약액은 수거탱크(27)에 수거되고, 수거탱크(27)에 수거된 미반응 흡수약액은 순환유로(28)를 통해 약액분사구(24)에 공급되어 반응조(11) 상부에서 분사되어 재사용됨으로써, 흡수약액의 소모량을 줄일 수 있다.
아울러, 본 발명은 흡수약액과 황화수소의 반응에 의해 생성된 철화합물(Fe2S3)에 공기 또는 산소를 공급하여 철화합물을 철분말로 재생시켜 재사용하는 재생유닛(30)을 구성할 수 있다.
구체적으로 재생유닛(30)은 재생탱크(31), 기체주입기(32), 연결유로(33)로 구성된다. 재생탱크(31)는 수거탱크(27)와 유로를 통해 연결되며, 수거탱크(27)로부터 흡수약액을 공급받는다.
기체주입기(32)는 재생탱크(31)로 유입된 흡수약액에 공기 또는 산소를 공급하여 흡수약액 내에 존재하는 철화합물을 철분말로 재생시킨다.
철화합물이 철분말로 재생되는 화학식은 다음과 같다.
기체주입기(32)는 공기를 주입하기 위한 공기발생기(콤프레셔) 또는 산소를 주입하기 위한 산소발생기로 구현될 수 있다.
2Fe2S3 + 3O2 -> Fe2O3 + 6S
2Fe2S3 + 3O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)3 + 3S2
연결유로(33)는 재생탱크(31)와 순환유로(28)를 연결하도록 설치되며, 이째, 연결유로(33) 상에는 재생탱크(31) 내의 흡수약액을 순환유로(28)로 이송시키기 위한 펌프(35)가 설치된다.
본 발명은 수거탱크(27)로부터 재생탱크(31)로 흡수약액을 유입시켜, 공기나 산소를 공급해 줌으로써, 바이오가스와 흡수약액의 반응에서 생성된 철화합물을 철분말로 재생해주고, 재생된 철분말을 포함한 흡수약액을 연결유로(33)를 통해 순환유로(28)상에 공급해 약액분사구(24)로 공급해 줌으로써, 재생된 철분말은 황화수소를 제거하는데 사용되어질 수 있으며, 철분말을 재생과정에서 생성된 황원소는 비료원료로서 사용이 가능하여 토질개질비료로 사용될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈황장치의 동작에 대해 설명한다.
황화수소를 함유한 바이오가스는 반응조(11)에 유입되어 전단에서 후단으로 이동되면서 약액분사구(24)을 통해 반응조(11)의 상부에서 분사된 흡수약액과 접촉반응하여 바이오가스 중의 황화수소가 제거되는데, 본 발명은 산화철 분말이 70 중량% 이상을 차지하는 금속분말과 물을 혼합한 흡수약액을 사용함으로써 황화수소와의 반응이 향상될 뿐 아니라, 반응조(11)에 황화수소의 제거효율을 증대시키고자 황화수소와 흡수약액의 반응을 최대화시키도록 필터(13)가 설치되고, 이 필터(13)가 선형폴리머가 3차원 허니컴구조로 이루어져 있어, 유입된 바이오가스를 균등분배하여 황화수소와 알칼리약품의 기액접촉비율을 증대시켜 접촉반응을 촉진시킬 뿐 아니라, 약액분사구(24)를 통해 반응조(11)의 상부에서 분사된 흡수약액이 필터(13)를 타고 흘러내리면서 바이오가스 내의 황화수소와 반응하게 함으로써 더욱더 접촉반응을 촉진시킬 수 있어 바이오가스 내의 황화수소 제거효율이 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 미반응된 흡수약액을 순환유로(28)를 통해 약액분사구(24)에 공급해서 재사용해 줌으로써, 약액의 소비량을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 아울러, 황화수소와 흡수약액의 반응에 의해 생성된 철화합물에 공기나 산소를 공급해 철분말을 재생해서 재사용해 줄 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 도 1과 같이, 공급유로(23)는 순환펌프(29)의 후류측에 설치될 수도 있으며, 도 3과 같이, 공급유로(29)가 순환펌프(29)의 전류측에 설치될 수 도 있음은 물론이다, 아울러, 본 발명은 도 1 및 도 3과 같은 유로구조에 한정되는 것은 아니며, 약액탱크(21)로부터 흡수약액을 약액분사구(24)에 공급하고, 수거탱크(27)에서 수거된 흡수약액을 순환시켜 약액분사구(24)에 공급할 수 있으며, 수거탱크(27)에서 흡수약액을 유입시켜 철분말을 재생하고, 재생된 철분말을 함유한 흡수약액을 약액분사구(24)에 재공급할 수 있으며, 유로의 구조는 어떠한 구조가 되어도 무방하다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
11...반응조
13...필터
20...약액공급부
21...약액탱크
23...공급유로
24...약액분사구
25...약액공급펌프
27...수거탱크
28...순환유로
29...순환펌프
30...재생유닛
31...재생탱크
32...기체주입기
33...연결유로
35...펌프

Claims (7)

  1. 전후에 대향되게 유입구와 배출구가 형성되며, 바이오가스가 상기 유입구를 통해 유입되어 배출구로 배출되는 반응조;
    상기 반응조 내부에 철분말이 70 중량% 이상을 차지는 금속분말과 물이 혼합된 흡수약액을 분사하는 약액공급부; 및,
    상기 반응조 내부에 설치되어 상기 반응조로 유입된 상기 바이오가스에서 황화수소와 상기 흡수약액의 접촉반응을 촉진시키는 폴리머재질의 폴링제로 된 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 가는 와이어 형태의 선형폴리머가 불규칙적으로 이루어진 허니컴구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액공급부는
    상기 금속분말과 상기 물을 혼합하여 상기 흡수약액을 생성하고 저장하는 약액탱크; 및,
    상기 반응조 상부에 설치되며, 상기 약액탱크로부터 상기 흡수약액을 공급받아 상기 반응조의 상부에서 상기 필터를 향해 분사하는 약액분사구; 및,
    상기 약액탱크와 상기 약액분사구를 연결하는 공급유로상에 설치되어 상기 흡수약액을 이송시키는 약액공급펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 약액공급부는
    상기 반응조의 하부에 배치되어 상기 반응조에서 미반응되어 상기 반응조의 저부에 떨어진 미반응 흡수약액이 저장되는 수거탱크;
    상기 수거탱크와 상기 약액분사구를 연결하여, 상기 수거탱크에 수거된 상기 미반응 흡수약액을 재사용하여 상기 약액분사구로 공급하는 순환유로; 및,
    상기 순환유로상에 설치되어 상기 미반응 흡수약액을 이송시키는 순환펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수거탱크와 연결되도록 설치되며, 상기 수거탱크로부터 상기 흡수약액을 유입시키고 상기 흡수약액과 상기 황화수소와의 반응에 의해 생성된 철화합물에 공기 또는 산소를 공급하여 상기 철화합물을 철분말로 재생시키는 재생유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재생유닛은
    상기 수거탱크와 연결유로를 통해 연결되도록 설치되어 상기 수거탱크로부터 상기 흡수약액을 공급받는 재생탱크; 및,
    상기 재생탱크 내의 흡수약액에 공기 또는 산소를 공급하는 기체주입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 철분말은 평균사이즈가 10마이크로미터이고, 표면적은 31.5m2/g이며, 비중은 3.5g/cm3인 것을 특징으로 하는 탈황장치.


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WO2022235915A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Entegris, Inc. Multistage gas sampling trap and detection of sulfurous species contaminant

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007136251A (ja) 2005-11-14 2007-06-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd 硫化水素含有ガスの湿式脱硫方法及び装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007136251A (ja) 2005-11-14 2007-06-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd 硫化水素含有ガスの湿式脱硫方法及び装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180083061A (ko) 2017-01-12 2018-07-20 이계영 다단 탈취 필터를 구비한 하이브리드형 2단 세정 탈취 장치
WO2022235915A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Entegris, Inc. Multistage gas sampling trap and detection of sulfurous species contaminant

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