KR101603183B1 - 석탄 정제를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

물에 대해 선택된 농도 범위(3-5%의 바람직한 범위)의 암모니아를 갖는 수성 암모니아의 용액에 석탄을 반응 용기에서 혼합함으로써 황 및 다른 오염물을 제거하는 석탄 처리 방법. 상기 혼합은 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 접촉하도록 한다. 상기 방법은 반응 용기내 수성 암모니아의 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하도록 모니터되며, 선택된 범위 내의 또는 이상의 암모니아 농도를 갖는 수성 암모니아는 상기 용액을 선택된 범위내로 복귀시키기 위해 반응 용기내로 공급된다. 세척된 석탄은 린스 및 건조되거나, 석탄 표면 및 구멍상에 암모니아 코팅을 형성하기 위해 린스없이 건조될 수 있다. 상기 방법을 수행하기 위한 여러 설비 배치가 개시된다.

Description

석탄 정제를 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for refining coal}
본 발명은 2008년 7월 16일에 출원된 미국 가출원 번호 61/134,991에 대해 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참고 문헌으로 편입된다.
본 발명은 석탄 정제의 일반적인 분야에 관한 것이고, 보다 상세하게는 석탄을 처리하여 석탄의 연소 산물 내 환경 오염을 유발할 수 있는 오염물을 제거하는 분야에 관한 것이다.
본 발명은 무연탄, 역청탄, 및 갈탄 등의 다양한 유형의 석탄을 정제하는데 적용할 수 있다. 주된 적용은 산업적 목적으로 연소되는 석탄에 관한 것이다. 공급원에 따라 이러한 석탄은 연소 가스 또는 남은 재 내에서 환경 오염을 유발할 수 있는 다양한 오염물을 함유한다. 다양한 방법의 세척, 기계적 분리 및 화학적 반응이 석탄 연소 전에 이러한 오염물의 제거를 위해 사용되었다.
황은 산업적 석탄 연소 공장에서 특히 고려되는 중요한 오염물이다. 높은 황 함량을 포함하는 석탄은 다량의 황 산화물를 연소 가스 내로 방출할 수 있다. 연소 가스 내 황 산화물의 가장 일반적인 형태는 이산화황이며(SO2), 그리고 이는 특히 환경적인 문제와 관련되어 있다. 이산화황은 일반적으로 이산화질소(NO2)와 같은 촉매 하에서 산소와 반응하여 삼산화황(SO3)을 형성하며, 이는 그 후 물 분자와 대기 중에서 반응하여 황산(H2SO4)을 형성하고, 이는 산성비의 형태로 지구로 돌아간다. 결과적으로, 석탄 연소 가스 내 이러한 오염물에 관한 환경적 문제는 황산화물(SOx) 및 질소 산화물(NOx)의 방출을 제한하는 정부 규제를 만들어냈다. 석탄 연소로부터의 질소 산화물 배출은 유동층 연소(fluidized bed combustion)와 같은 버너(burner) 기술에 의해 감소될 수 있다. 황산화물의 감소를 위해, 현대의 화력 발전소의 연통 스택(flue stacks) 내에 석탄 연소 가스로부터의 황 산화물의 스크러빙(scrubbing)을 위한 연통 가스(flue gas) 탈황 시스템이 존재하지만, 일반적으로 연소 전에 높은 황 석탄의 황 함량을 감소시키는 것이 보다 효율적이다.
석탄의 화학적 분석은 일반적으로 설페이트 황(sulfate sulfur), 황철광(pyritic sulfur) 및 유기 황(organic sulfur)의 3 범주의 황 함량을 보고하며, 이들이 조합되어 석탄 시료의 총 황 함량을 나타낸다. 대부분의 분석 프로토콜은 총 황 함량에 따라 황철광 및 유기 황을 측정한다. 황철광과 유기 황의 기여와 상기 총 황 사이의 차이는 그 후 황산염에 기인한다. 상기 황산염의 유형은 석고, 또는 노출된 석탄의 풍화에 의해 제조되는 황산제1철과 같은 칼슘 설페이트일 수 있다. 유형에 상관없이, 황산염은 희석된 산 용액 또는 다른 용제(solvent) 내에 용해될 수 있기 때문에 석탄으로부터 황산염을 분리하는 단계는 상대적으로 용이하다.
황철광은 주로 황철석으로 알려진 크리스탈 광물(crystalline mineral)인 이황화철(FeS2)이다. 황철석은 빈번하게 탄층 가까이 혹은 이를 통해 섞여 있는 맥(vein) 및 베드(bed) 내에서 발생한다. 황철석은 물 혹은 약 산성 용액에 불용성이다. 그러나, 황철광은 석탄보다 3 내지 4배 큰 비중을 갖는다. 따라서, 황의 황철광 형태의 대부분은 전통적인 비중 선별기(dense medium separators) 또는 석탄 세척에 일반적으로 사용되는 원심분리기와 같은 비중 선별 방법에 의해 석탄으로부터 분리될 수 있다.
유기황은 그 자체로 화학적 결합에 의해 연결된 석탄의 일부이다. 유기 황은 상기 화학적 결합의 파괴 없이는 석탄으로부터 분리할 수 없기 때문에 전통적으로 제거가 어렵다. 산화 반응이 상기 결합을 파괴하여 황을 석탄 매트릭스로부터 제거하기 위해 다른 형태로 자유롭게 하는데 사용될 수 있다.
결과적으로, 황 함량의 이러한 상이한 형태의 관점에서, 황 감소를 위한 석탄 정제의 공지 기술은 용제 용액 내에서의 단순한 세척 또는 중액선별(dense media separation) 및/또는 황산염의 대부분을 용해하고 황철광의 대부분을 석탄으로부터 분리하는 포말부선법(froth flotation)으로부터 화학적 산화제, 산화적 효소 및 미생물적인 탈황 방법까지 넓은 범위를 포함한다.
황철광에 대한 보다 공격적인 환원을 위한 화학적 시약이 또한 제안되었다. 예를 들어, Chemical Removal of Prytic Sulfur from Coal 및 미국 특허 번호 3,926,575 및 3,917,465 (Meyers)의 문헌에 기술되어 있는 메이어 방법(Meyers Process)은 화학적 방법에 의해 염화제2철 또는 황산 제2철을 산화제로 이용한 황철광의 제거에 관한 것이다. 황철석은 물에 불용성이고, 대부분의 무기염(및 황산염)을 용해하는데 일반적으로 사용되는 산이 황철광을 용해하지 않는 것이 알려져 있다. 따라서, 상기 메이어 방법에서 황철석(pyrite)을 황산염 또는 원소적인 황으로 변환하기 위해 산화제가 사용되며, 이는 희석된 산 용액에 용해성이다. 상기 메이어 방법은 염화제 2철 및 황산 제2철이 황철석의 산화에 석탄 산화 보다 선택적이라는 공준(postulate)에 기초하며, 황산 제2철이 바람직한 시약이다. 약 100°C의 반응 온도를 사용하여, 톨루엔 내에서의 중화 세척에 후속적으로 염화제 2철 및 황산 제2철을 산화제로 이용하여 메이어는 40 내지 70%의 황철광(pyritic sulfur)을 역청탄으로부터 제거하였음을 보고하였다.
황철석과 함께 유기 황을 감소시키기 위한 화학적 공정도 있다. su 등에 의해 미국 특허 번호 4,081250에 기재된 석탄 탈황 공정은 염소화된 용매 내에서 습윤 석탄의 슬러리를 통해 버블된(bubbled) 염소 기체를 이용하여 황철석을 세척하여 제거하고 유기 황을 가용성 황산염으로 변환한다. 상기 염소화된 석탄은 그 후 500°C에서의 가열에 의해 분리되고, 수소화되고 탈-염소화된다.
다른 공정은 석탄 내에서 짧은 기간 동안 발열성 산화 반응을 유발함으로써 외부 열의 필요를 제거한다. 미국 특허 번호 4,328,002(Bender)는 이러한 유형의 공정을 기술하며, 여기서 상기 석탄은 산화제의 희석된 수성 서스펜션으로 전처리되고, 물로 세척되고, 그리고 산화제의 농축된 용액으로 1 내지 2분간 스프레이 또는 침지되며, 이러한 시간 동안 발열성 반응이 보인다. Bender에 의한 후의 특허인 특허 번호 4,560,390는 그러나 상기 반응이 하이드로사이클론(hydrocyclone) 또는 중액분류기(dense media classifier) 내에서 이루어지는 경우 산화제 용액에 대한 노출 시간이 22-30초의 노출 시간으로 감소될 수 있는 것을 기술한다.
처리와 관련한 이러한 다양한 공지 기술의 관점에서, 본 발명의 목적은 산업적 규모로 실행할 수 있으며 실질적으로 석탄으로부터 유기 황을 포함하는 총 황 함량을 감소시키는 효과적이고 비용 효율적인 석탄 정제 공정을 발견하는 것이다. 다른 공존하는 석탄 오염물의 및 상기 공정 내의 BTU 산출량의 증가는 유리한 추가의 효과이다.
본 발명은 (a) 반응 용기에 선택된 농도 범위의 암모니아로 수성 암모니아의 용액을 제공하는 단계; (b) 석탄을 반응 용기내에 첨가하는 단계; (c) 석탄과 용액을 혼합하기 위해 반응 용기내부의 석탄을 교반하여 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 접촉되도록 하는 단계; (d) 처리된 석탄을 용기로부터 방출시키는 단계; (e) 반응 용기내 수성 암모니아의 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 프로세스 모니터단계; 및 (d) 상기 선택된 범위 내의 또는 이상의 암모니아 농도를 갖는 수성 암모니아를 상기 반응 용기에 공급하여 상기 용액을 선택된 범위내로 복귀시키는 단계를 포함하는 오염물을 제거하는 석탄 처리방법을 제공한다.
도 1은 본 발명을 사용한 석탄 정제 설비의 플로우 시이트 다이아그램이다.
도 2는 이동식 석탄 정제 설비의 측면도이다.
도 3은 공급 오거(feed auger)가 구비된 이동식 석탄 정제 설비의 정면도이다.
본 발명의 석탄 정제 방법은 석탄내 황 오염물을 감소시키기 위한 용매로서 그리고 산화제로서 암모늄 히드록시드(NH4OH)(보다 일반적으로 수성 암모니아로 알려짐)를 사용한다. 암모니아는 상기 Bender 특허에서 산화제의 성분으로 제시되었으나, 본 발명의 방법은 Bender 특허에서 기재된 강한 발열 반응을 제거하기 위해 보다 희석된 농도의 수성 암모니아로 수행된다. 본 발명의 방법에서 비용 효율 및 환경 보호는 처리용액을 재순환시키고 재사용하면서 선택된 NH4OH 농도를 유지함으로써 달성된다. 또한, 선택된 농도의 재순환 및 유지를 자동화하기 위해 프로세스 컨트롤러가 사용될 수 있다.
기술적으로 암모늄 히드록시드의 분리가능한 화합물이 존재하지 않지만, NH4OH 표현은 암모니아/물 용액이 어떻게 거동하는지 정확한 성상을 제공하므로, 상기 표현이 일반적으로 사용된다. 물에 첨가될 경우, 암모니아는 물의 일부 소분획을 탈양성자화하여 암모니아 이온(NH4+) 및 히드록시 이온(OH-)을 제공한다. 결국, 본 발명의 방법에서 수성 암모니아 농도를 측정하는 센서는 용액내 NH4+ 이온 농도를 측정함으로써 작동할 수 있다.
일반적인 면에서, 본 발명은 (a) 반응 용기에 선택된 농도 범위의 암모니아로 수성 암모니아의 용액을 제공하는 단계; (b) 석탄을 반응 용기내에 첨가하는 단계; (c) 석탄과 용액을 혼합하기 위해 반응 용기내부의 석탄을 교반하여 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 접촉되도록 하는 단계; (d) 처리된 석탄을 용기로부터 방출시키는 단계; (e) 반응 용기내 수성 암모니아의 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 프로세스 모니터단계; 및 (d) 상기 선택된 범위 내의 또는 이상의 암모니아 농도를 갖는 수성 암모니아를 상기 반응 용기에 공급하여 상기 용액을 선택된 범위내로 복귀시키는 단계를 포함하는 오염물을 제거하는 석탄 처리방법을 포함한다.
본 발명의 방법에 사용되는 수성 암모니아는 무수 암모니아(NH3)를 물에 혼합시킴으로써 제조될 수 있다. EPA, OSHA 및 다른 규제 보고 및 취급 요건을 회피하기 위해, 농도 범위는 NH3 19중량%이하이어야 한다. 실제로, 상기 방법은 10%이하의 선택 범위내로 유지되는 경우에 효과적이며, 상기 방법의 바람직한 구현은 물에 대해 무수 암모니아 약 3-5중량%로 유지되는 농도이다.
상기 수성 암모니아는 반응 용기(또는 연속 흐름 공정에서 연속 반응 용기에) 내부의 석탄에 적용된다. 본 명세서에 기재된 일 구현으로, 상기 반응 용기는 용액 밖으로 석탄을 들어올리고 드럼이 회전함에 따라 이를 다시 용액내로 떨어뜨리기 위한 패들을 가진 회전식 드럼 스크러버와 같은 믹서/세퍼레이터 용기이다. 이러한 물리적 혼합은 보다 고밀의 황철석이 드럼의 바닥에서 용액 밖으로 걸러질 수 있도록 유착상태의 석탄을 석탄 입자로 황철광을 부수는 것을 돕는다. 회전 교반은 또한 암모니아 용액이 노출된 표면에 있는 구멍을 포함하는 모든 석탄과 접촉하도록 하며, 석탄이 들어올려지고 떨어짐에 따라 공기에 노출되도록 하여, 암모니아가 유기 황을 용액내에 용해되는 황산염으로 산화시킬 수 있도록 한다.
택일적인 설비 구현으로서, 교반 및 혼합은 황철석의 동시 분리 없이 반응 용기에서 수행될 수 있다. 반응 용기는 만일 용기 외부의 슬러리가 별도의 비중 클래러파이 장치로 이송되는 경우에는 보다 무거운 황철석 및 다른 고밀 매체로부터 보다 가벼운 석탄을 클래러파이하는 능력을 가질 필요가 없다.
또 다른 설비 구현으로, 보다 거친 크기 석탄 및 보다 무거운 황철석으로부터 미세한 석탄 입자를 부상시키면서 암모니아 용액에서의 필요한 교반, 에어레이션 및 노출 시간을 제공하기 위해 코스 매터리얼 스크류 워셔(또는 연속 스크류 워셔)가 사용될 수 있다. 그 다음, 스크류 워셔 후에 보다 거친 석탄으로부터 황철석 플래이크를 제거하기 위해 고밀 물질 분리 프로세스가 사용될 수 있다. 이러한 장치 및 다른 대체 장치 및 설비 배치는 도면 및 상세한 설명에 기술된다.
암모니아 회수 및 재사용
본 발명의 다른 견지는 암모니아 용액의 회수 및 재사용을 포함한다. 오염된 암모니아 용액은 인터발 방출 또는 연속 계량 흐름으로 반응 용기로부터 배출된다. 유용한 량의 석탄 미립자는 스캐빈저 벤드 스크린 또는 스크린 보울 원심분리기와 같은 알려진 입자 분리기에 의해 오염 용액으로부터 회수될 수 있다. 상기 용액은 석탄 미립자 분리기 전에 또는 하류에서 암모니아 농도를 검출하기 위해 센서나 다른 모니터 장치에 의해 샘플링된다. 석탄 미립자의 회수 후, 상기 용액은 반응 용기(들)에 재순환되고, 만일 암모니아 농도가 선택된 범위보다 낮아지는 경우에 선택된 범위 내의 또는 이상의 암모니아 농도를 갖는 수성 암모니아가 반응 용기에 첨가되어 상기 용액을 선택된 범위내로 복귀시킬 수 있다.
물 회수
회수가능한 미립자를 포함하는 처리된 석탄은 탈수 및 건조될 때까지 고밀 슬러리 형태로 존재할 것이다. 슬러리는 또한 탈수 및 건조 전에 탈염수로 린스될 수 있다. 어느 린스수를 포함하는 슬러리로부터 압착된 물은 잔류 석탄, 황철석 또는 다른 미네랄과 같은 불용성 입자를 제거하기 위해 또 다른 분리기를 통해 이송된다. 상기 물은 반응 용기로 재순환되거나 재순환 용액을 함유하는 저장조로 재순환될 수 있다. 분리된 불용성 입자를 제거하는 물은 침전조로 이송된다.
상기 방법은 또한 주 정화기로부터 황철석 증류액을 운반하기 위해 암모니아 용액을 방출할 것이다. 증류액은 또한 침전조로 이송되고, 여기서 황철석 및 다른 고밀 입자 물질이 증류액으로부터 침전 제거된다. 침전조로부터 회수된 물은 탈염되고 상기 방법에 재사용될 수 있다.
상기 방법은 암모니아가 대기로 방출되지 않거나 오염 폐수로서 방출되지 않고 다량 회수되고, 재사용되는 점에서 환경친화적이다. 바람직한 설비 자동화시, 프로그램가능한 조절은 반응기 용기에서 원하는 범위내로 NH4 이온 농도를 유지하면서 처리용액 및 원료 물질의 매립 및 재혼합을 수행한다.
설비 배치
상기 방법을 수행하기 위해 다양한 설비 배치가 이용될 수 있다. 가장 큰 스케일의 설비는 고정된 현장이지만, 외부 암모니아 및 물 공급 라인, 폐 석탄 더미 또는 석호 주변에서 제거되는 침전조 등이 연결될 수 있는 이동성 장치에 설비가 주로 포함된 일 구현에 대해 기술한다.
상기 설비는 또한 선택된 농도 범위내로 암모니아 수준의 모니터 및 이를 상기 범위내로 들어오게 하기 위한 새로운 용액의 첨가를 제어하기 위한 처리 논리 제어기 또는 프로그램가능한 일반 컴퓨터의 자동화하에 운행될 수 있다. 자동화는 또한 일괄적으로 또는 간격적으로 샘플링하고 감소 기준에 대한 준수를 이행하기 위한 연소 가스 시험 장치를 포함할 수 있다.
BTU 포텐셜의 증가
특정 부수적으로 유익한 변화가 상기 방법에 의해 정제된 석탄에서 관찰된다. 상기한 바와 같이, 처리된 석탄은 린스된 다음 탈수 및 건조될 수 있으며; 또는 택일적으로, 석탄 표면상에 수성 암모니아 코팅을 남기기 위해 린스없이 건조될 수 있다. 두 프로세스 모두 비세척 석탄에 비해 열 산출 포텐셜이 증가한다. 열 증가에 대한 정확한 메카니즘은 규명되지 않았지만, 석탄 구멍으로부터 비-가연성 또는 저열 물질을 제거하는 암모니아 용액에 의해 일부 기인하여 연소가 일어나는 표면 영역의 증가를 일으키고, 일부는 석탄 표면상 및 석탄 구멍내의 잔류 암모니아 코팅이 석탄이 수분을 재흡수하는 경향을 감소시키기 때문인 것으로 여겨진다. 만일 이것이 BTU 증가에 대한 2-파트 메카니즘이라면, 이는 석탄 표면상에 암모니아의 코팅을 남기는 것이 보다 큰 BTU 증가(종종 BTUs의 20-40% 증가 범위로)를 생성하는 것으로 보여지는 관찰에 대한 이유를 설명해 준다. 공극-세척 메카니즘은 또한 이러한 방법에 의해 처리된 스팀 등급 석탄으로부터 제조된 코크스 버튼이 금속 석탄 사양에 부합하기에 충분한 자유 팽창 지수의 증가를 나타내는 관찰에 대한 이유를 설명해 준다.
알칼리 산화물의 감소
석탄 표면상에 암모니아 코팅을 남기는 두 번째 이익은 연소 도중에 형성되는 알칼리 산화물의 감소이다. 상기 세척 프로세스로부터 잔류 암모니아 코팅을 갖는 석탄 애쉬의 분석 결과, 린스 세척으로 처리된 석탄에 비해 삼산화황, 실리콘 디옥시드 및 다른 알칼리 산화물의 감소를 나타낸다.
연통 집진기의 효율 증가
상기 세척 프로세스로부터 형성된 잔류 암모니아 코팅은 NO2 공기 집진기를 보조하기 위해 연통 가스에 암모니아 공급원을 제공할 수 있다. 암모니아는 종종 질소 및 물로의 전환(DeNOx 프로세스)에 의해 가스의 질소 산화물 함량을 감소시키기 위해 연도 기체에 첨가된다. 가스 시료에 존재하는 경우 암모니아는 시료내 이산화황과 같은 다른 성분들과 쉽게 반응하여 암모늄 염을 형성할 것이다. 이러한 염은 상대적으로 끓는점이 낮아 연도에서 보다 높은 온도에서 기체로 존재한다. 이러한 프로세스로부터 형성되는 건조 석탄상의 잔류 암모니아는 연도 기체에 부가 암모니아를 제공함으로써 공기 집진기를 보조할 수 있다.
기타 오염물의 감소
황 함량 감소에 부가적으로, 상기 수성 암모니아 용액은 또한 석탄으로부터 제거하기 위해 기타 오염물을 용해하거나 그리고/또는 이온화한다. 이러한 기타 오염물 중에서, 보다 중요한 것은 염소, 수은 및 비소이다. 다수의 석탄은 석탄이 생성된 초목을 형성하는 오래된 염 습지의 증발된 소금으로부터 고 염소 오염을 갖는다. 염소는 암모니아 세척 용액에 용해가능하다. 다른 감소되는 오염물은 셀레늄, 탄소계 오염물 및 산화 화합물을 포함한다. 이러한 및 다른 견지의 정제 방법, 설비 배치 및 석탄 개선은 하기 바람직한 구현의 설명에서 명확해질 것이다.
도 1의 다이아그램은 본 발명에 의한 석탄 정제 방법의 실시에 사용될 수 있는 석탄 정제 설비(10)의 배치를 나타낸다. 도 1에서, 석탄배치의 경로(path)는 좌측에 화살표로 나타낸 "석탄"에서 시작되며, 이는 석탄이 공급 호퍼(12)에 버려지는 것을 나타낸다. 상기 석탄은 공급 호퍼에 놓여지기 전에 예비-세척(pre-washed)될 수 있다. 처리되는 석탄이 폐석탄, 예컨대 고브 뱅크(gob bank) 혹은 라군(lagoon)으로 부터와 같은 폐석탄이면, 다량의 목근(root) 및 식물 재료 및 장기간의 풍화작용에 의한 과다한 설페이트 코팅을 포함할 수 있다. 상기 폐석탄을 상기 공급 호퍼에 놓기 전에, 이러한 목재 및 식물 재료는 예비-세척에서 부유(float)되어 걸러진다. 예비세척이 사용되면, 예비세척시의 물은 상업용 수 연화제(water softener)로 탈-광물화되는 것이 바람직하다. 예비-세척에서 설페이트 코팅 및 다른 가용성 물질을 용해시키기위해 가성 소다(caustic soda)가 상기 탈-광물화된 물에 첨가될 수 있다. 그 후, 상기 젖은 석탄은 공급 호퍼(12)로 버려지기 전에 배수된다.
상기 석탄은 컨베이어 슈트(conveyer chute)(14) 혹은 벨트에 의해 상기 호퍼(12)로 부터 반응 용기(18)의 유입 포트(16)로 운반된다. 상기 구현에서 반응 용기(18)은 결합된(combined) 반응 및 분리 챔버, 예컨대 미국 특허 4,159,242에 기술되어 있는 회전 드럼 스크러빙 챔버 혹은 이러한 회전 드럼 스크러버의 업데이트된 디자인이다. 상기 회전 드럼 스크러버는 가용성 오염물을 용액으로 제거하기 위해 상기 석탄을 수성 암모니아 용액에서 혼합하고, 상기 유기 황을 가용성 형태로 산화시키고 석탄 매트릭스로 부터 황철석 및 다른 고비중 입자를 분리하는데 사용된다. 이러한 타입의 장치는 석탄 매트릭스를 적극적으로 텀블링(tumbling)하고 석탄이 전체에 걸쳐서 암모니아 용액과 완전히 혼합되도록 하는 조절가능한 리프터 선반이 구비된 McLanahan Corporation에서 제조된 드럼 스크러버이다. 대규모 설비에서는, 상기 모든 용기에 대하여 작용하도록, 수성 암모니아 공급 및 재순환 구성요소가 다수의 반응 용기에 평행하게 설치될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상기 반응물은 암모늄 히드록사이드(NH4OH) 용액이며, 이는 또한 본 명세서에서 수성 암모니아로 칭하여지기고 하며, 이는 석탄 정제 용액에서 용매로서 그리고 산화제로서 사용된다. 다른 용매 및 산화제가 반응물 용액에 포함될 수 있다; 그러나, 효과적인 용액은 10% 보다 낮은 선택된 농도 범위의 수성 암모니아에 의해 얻어진다. 수성 암모니아에 대한 바람직한 농도 범위는 물에 대하여 암모니아 3% 내지 5%이다.
상기 범위의 용액을 제조하기 위해, 본래 수성 암모니아는 벌크 저장 탱크(20)로 부터 버블링 탱크(22)로 무수 암모니아(NH3)를 측량하여서 제조되며, 상기 버블링 탱크(22)는 또한, 수성 암모니아 용액이 상기 바람직한 농도 범위의 상한값의 희석 비율(즉, 반응 용기에서 3% 내지 5% 범위를 유지하도록 버블 탱크에서 5% 혹은 거의 5%)이 되도록 충분한 탈-광물화 수(워터 라인(water line) 24 경유)을 또한 수신한다. 센서(26)는 버블 탱크에서 농도를 감지하여 수성 암모니아 농도를 측정하는데 사용될 수 있으며, 따라서, 밸브 콘트롤(28)은 버블 탱크내로의 물 및 NH3의 측량(metering)을 조절하는데 사용된다. 또한, 고농도 수성 암모니아 용액(즉, 보고 및 핸들링 필요가 없도록 19%)을 보유하는 탱크로 부터의 공급은 바람직한 농도가 되도록 탈-광물화 수와 혼합되도록 사용될 수 있다.
버블링 탱크(22)로 부터의 새로운 암모니아 용액은 프로세스 제어기(34)에 의해 제어되는 계기 펌프(metering pump)(32)에 의해 반응 용기(라인 30 경유)로 보내진다. 상세하게 후술하는 바와 같이, 상기 프로세스 제어기는 반응 용기에서 재사용되도록 이용가능한 재순환되는 용액의 체적에 대한 표시(indication) 및 하나 이상의 센서로 부터 이용가능한 되돌아갈 수 있는 용액중의 NH4 농도의 표시를 수신한다. 상기 콘트롤러는 석탄 슬러리 및 불용성 황철석 증류물에서 손실된 액체 부피를 대체하도록 버블링 탱크로 부터 새로운 용액을 첨가할 수 있다. 더욱이, 수성 암모니아 농도가 목표 범위 보다 낮아지는 경우에(즉, 3% 미만), 상기 콘트롤러는 재순환되는 용액의 일부가 폐수 침전 탱크(waste water flocculation tank)로 전환되도록 하며 상기 반응용기 내의 농도가 상기 원하는 범위가 되도록 상기 버블링 탱크로 부터 칭량된 체적의 새로운 용액을 상기 반응 용기에 보충할 수 있다.
상기 회전 드럼 스크러버 반응 용기(18)는 상기 수성 암모니아 용액을 상기 석탄과 완전히 혼합한다. 상기 석탄 입자는 상기 드럼내의 리프터 선반에 의해 반복적으로 상기 용액으로 부터 들어올려지고 다시 용액내로 떨어진다. 상기 석탄의 조각(fragments), 덩어리(lumps) 및 응집물(afflomerates)의 적극적인 기계적 혼합은 상기 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 가까이 그리고 반복적으로 접촉되도록 한다. 석탄으로 부터의 유기 황의 산화뿐만 아니라, 수성 암모니아의 용매 특성은 상기 구멍에서 공극에서의 먼지 및 다른 저 연소 물질을 씻어 내고 용해시킨다. 상기 패들(paddles)의 리프팅 작용(lifting action)은 또한, 열이 소실되도록 석탄을 드럼 내의 공기에 노출시키고 산화공정에 대한 산소를 공급한다. 배치 작용이 완료되는 경우에, 오염 용액은 드럼에서 배수되고 후술하는 바와 같이 재사용되도록 재순환될 수 있다.
반응 용기 드럼에서의 체류 시간(duration time)은 석탄 시료의 화학적 분석 전에 사용하여 얻어진 예측에 기초하여 설정될 수 있다. NH4OH는 잔류 설페이트에 대한 용매로서 그리고 석탄에 들러붙는 유리 황철석 입자에 대한 계면활성제로서 작용하며, 따라서, 중력 및 스크리닝에 의해 고밀한 황철석이 가벼운 석탄으로 부터 분리될 수 있다. 이는 또한 유기 황에 대한 산화제로서 작용한다. 3-5% 농도의 NH4OH는 발열산화에 의한 급격한 온도 상승을 일으키기에 충분하지 않으며 소량의 반응열이 소멸되므로 반응 용기에서 보조적인 냉각을 필요로 하지 않거나 혹은 용액중의 석탄의 짧은 체류가 요구된다. 용기중에서의 체류는 유기 황의 완전히 산화 및 파이라이트 황의 분리가 확실시되도록 전형적으로 3-5분일 수 있다. 더 높은 농도 범위의 NH4OH는 드럼에서의 혼합 체류 시간을 단축시킬 수 있으나, 3-5% 농도가 우수한 최적화로서 바람직하다.
체류 시간 종결시에, 용기는 배수되고 석탄은 용기로 부터 슬러리(라인 36 경유)로 린스 및 탈수 스테이션(rinse and dewatering station)으로 배출되며, 상기 린스 및 탈수 스테이션은 잔류 수성 암모늄 용액의 세척이 요구되면, 탈이온수를 사용한 클린 린스(clean risne)를 제공하는 노즐을 갖는 통상의 스크린 탈수기일 수 있다. 그러나, 물은 증발되고 석탄 표면에 암모니아 코팅이 남도록 석탄이 탈수 스크린으로 부터 컨베이어 드라이어 상으로 통과하도록(라인 40 경유), 상기 클린 워터 린스(clean water rinse)는 의도적으로 생략될 수 있다. 상술한 바와 같이, 코팅에서의 잔류 암모니아는 석탄의 BTU 산출물을 증가시키고 동시에 석탄 연소 도중에 형성되는 알칼리 산화물을 감소시키는 것으로 여겨진다. 상기 클리닝 프로세스로 부터의 잔류 암모니아 코팅은 또한, NO2 에어 스크러버를 돕는 플루 가스(flue gas)에서의 이로운 암모니아 공급원을 제공할 수 있다. 암모니아는 질소 및 물로의 전환(DeNOx 프로세스)에 의해 질소 산화물 가스 함량을 감소시키기위해 플루 가스에 종종 첨가된다. 가스 시료에 존재하는 경우에, 암모니아는 시료 중의 다른 성분, 예컨대 이산화황과 쉽게 반응하여 암모늄 염을 형성할 수 있다. 상기 염은 비교적 비점이 낮으며, 따라서, 플루 스택(flue stack)에서의 온도에서 가스로 존재한다. 마찬가지 방식으로 상기 프로세스의 결과에 따른 건조된 석탄상의 잔류 암모니아는 또한 상기 플루 가스에 암모니아를 추가할 수 있으며 에어 스크러버를 돕는다.
반응 용기(18)로 부터 배수된 오염 반응물 용액은 섬 탱크(sump tank)(46)내로 통과한다(배수 라인 44 경유). 섬 탱크에서의 용액중의 NH4+ 농도는 센서(48)로 측정될 수 있으며, 센서(48)는 농도를 나타내는 신호를 프로세스 제어기(34)로 보낸다. 프로세스 제어기(34)는 PLC 제어기 혹은 공정 제어 프로그램이 실행되는 범용 컴퓨터일 수 있다.
섬 탱크(46)내의 오염 용액은 회수가능한 미세 석탄(fine coal)을 포함할 수 있다. 재사용 가능한 석탄 분말을 회수하기 위해서, 펌프(50)은 섬 탱크에서 배출되는 오염 용액의 흐름(라인 52 경유)을 분말 입자 분리기, 예컨대 스캐빈져 벤드 스크린(54)으로 향하도록 한다. 그 후, 상기 분말은 분리기(54)로 부터 석탄 린스 및 탈수 스크린(38)로 향하며(라인 56 경유) 탈수된 석탄 벌크(bulk)와 혼합된다.
스캐빈져 벤드 스크린에서 배출되는 수성 암모니아 용액은 재순환 탱크(60)에 수집된다(라인 58 경유). 석탄의 다음 배치가 반응 용기에 투입되도록 준비되는 경우에, 상기 프로세스 제어기는 재순환 탱크중의 용액이 사용하기에 충분한지 여부를 결정하며, 재순환 탱크에서 충분하지 않으면, 상기 제어기는 상기 버블링 탱크(22)로 부터 반응용기 중의 재순환된 용액과 혼합하는데 필요한 소정의 새로운 암모니아 용액을 운반하도록 상기 펌프(32)를 작동시킨다. 상기 재순환 탱크(60)로 부터의 용액은 다음 배치의 석탄에 사용되도록 반응 용기로 재순환된다(라인 62 경유).
재순환되는 용액중의 NH4+의 수준이 너무 낮아지면, 반복 사이클 후에, 상기 프로세스 제어기(34)는 사용된 용액의 일부 혹은 전부가 재순환 탱크(60)로 부터 폐수 농축 탱크(68)로 향하도록(라인 66 경유) 배출 밸브(64)를 오픈할 수 있다.
또한, 상기 린스 및 탈수 스크린(38)에서 배수된 액체가 폐수 탱크로 보내지며, 이는 다른 섬 탱크(sump tank)(70)에 수집된다(라인 68 경유). 석탄이 탈이온수 린스되면, 상기 액체는 매우 묽을 수 있다(낮은 NH4+ 농도). 펌프(72)는 석탄 입자를 제거하기 위해 상기 액체를 사이클론 세러페이터(76)으로 이동시킨다 (라인 74 경유). 그 후, 상기 액체는 폐수 농축 탱크(68)로 향하게 된다(라인 78 경유).
상기 농축 탱크(68)은 폐수중의 어떠한 입자상 물질이 응집되도록 침전 용액(flocculation solution)을 수신한다(라인 80 경유). 침전제(flocculation agent)(라인 82 경유)는 깨끗한 공정수(process water)(라인 84 경유)와 혼합 탱크(86)에서 혼합되며, 이로 부터 필요한 경우에 폐수 농축 탱크로 공급될 수 있다 (라인 80 경유). 작은 입자가 큰 응집체로 밀집(cluster)되어 바닥에 가라앉고, 여기서 이들은 펌프(88)에 의해 슬러지로 폐기 콘테이너(refuse container)로 제거된다. 상기 슬러지는 비료로 프로세스될 수 있는 농도의 설페이트를 포함한다.
농축 탱크로 부터 배출된 깨끗한 물은 액체 암모니아 스크러버(90)을 통해 통과되어 용액중에 남아있는 암모니아가 침전,제거되도록 한다. 상기 물은 여과, 탈이온화되어 공정수로 재사용될 수 있다. 상기 액체 암모니아는 비료 성분으로서 설페이트 슬러지에 혼합될 수 있다.
고온 튜브 퍼니스(tube furnace) 및 방출 모니터링 장치(도시하지 않음)가 상기 석탄의 연소 생성물의 화학적 분석을 감지 및 기록하기 위해 프로세스된 석탄의 시료에 사용될 수 있다. 예로서, 1200℃ 튜브 퍼니스가 석탄 시료를 전력을 발생시키도록 사용되는 유체화 베드 버너(fluidized bed burner)의 높은 범위의 바로 위의 온도이지만, 질소 산화물이 형성되는 한계점(threshold) 보다 충분히 낮은 온도 보다 낮은 온도(대략 1400℃)에서 연소시킬 수 있다. 상기 타입의 튜브 퍼니스는 SentroTech(Berea, Ohio)에서 구입할 수 있다. 튜브 퍼니스에서 연소된 석탄으로 부터의 연소가스는 VARIOplus Industrial에서 판매되는 것과 같은 방출 모니터링 장치로 자동 분석될 수 있다. 상기 모니터링 장치는 흔적량의 SO2, NOx, CO2 및 다른 가능한 대기 오염물질을 검출할 수 있다. 상기 장치는 RS 232 데이타 전송 캐이블에 의해 컴퓨터에 연결되어 테이타를 기록할 수 있다. 상기 데이타는 세금 공제(tax credits) 및 품질 관리를 위한 석탄 품질개선 증명으로 사용될 수 있으며 방출 한계치를 초과하는 석탄 배치(batch)를 거절하도록 프로그램된 특정한 한계치를 가질 수 있다.
택일적인 설비 배치(Alternative Plant Layout)
회전식 드럼 스크러버에 의해 수행되는 고밀 입자 작용(dense particle functions)의 혼합 및 비중 분리(gravity separation)하는 반응 용기는 상기 반응 용기를 단순히 수성 암모니아 용액을 완전히 석탄 내로 혼합하는 것에 의해 연속화(serialized)되어 상기 유기 황을 산화하고 그리고 또한 상기 드럼 내 석탄 슬러리로부터 황철석의 정화(clarifying) 없이 발열성 황이 석탄에 부착하는 것으로 부터 자유롭게 할 수 있다. 이러한 택일적인 배치에서, 상기 석탄 슬러리는 상기 반응 용기로부터 중력식 분리기로 통과하여 상기 황철석 및 다른 고밀 물질을 제거할 수 있다.
회전식 드럼 믹서에 택일적으로, 상기 반응 용기는 스크류(screw) 또는 패들(paddle) 믹서일 수 있다. 예를 들어, 부수어진 돌 혹은 모래로무터 흙(dirt)을 스크럽(scrub)하기 위한 상기 유형의 듀얼 오거 스크류 세척기(dual auger screw washer)가 상기와 같은 연속 공정 내 반응 용기의 목적으로 변형될 수 있다. 세척의 각도 및 깊이는 수성 암모니아 용액의 충분한 깊이를 제공하도록 맞춰질 수 있고, 메싱 패들(meshing paddles)의 수와 형태가 선택되어 적절한 혼합 및 체류 시간을 제공할 수 있다. 그 다음, 혼합기의 배쓰(bath)로 직접 공급되는 하나의 세척기의 높은 말단의 방출을 갖는 2 이상의 스크류 세척기가 연속적으로 사용될 수 있다. 상기 세척기의 후방의 보(weir)로부터 배수되는 상기 흙 용액은 배수 라인을 통해 섬프(sump)로 전송되고 회전식 드럼 배열에서 기술된 바와 같이 회수가능한 미세 석탄 및 재사용가능한 용액으로 정화될 수 있다. 프로세스 제어기가 상기 스크류 세척기 내로 흐르는 양을 조절할 수 있고 보를 넘어 연속적인 후방 흐름을 만들고, 깨끗한 용액을 재활용 서플라이(supply)로 전송하여 필요한 경우 농도 범위를 유지할 수 있다.
모든 가능한 배열로 상기 반응 용기의 포트(ports)뿐만 아니라 다운스트림 설비의 일부가 진공 후드로 덮여서 상기와 같은 공정에서 방출되는 증기를 가둘 수 있다.
이동식 설비 배치(Mobile Plant Layout)
도 2 및 도 3은 이동식 설비 배치(100)를 도시하며 여기서 혼합/반응 용기(120) 및 고밀 입자 분리기(dense particle separator)(130)를 휠 트레일러(140) 상에 배치하였다. 암모니아 및 물 탱크, 그리고 서플라이(supply) 및 배수 라인이 다른 비히클(vehicle)에 탑재되고 상기 반응 용기 및 분리기와 연결될 수 있다.
본 구현에 있어서 상기 혼합/반응 용기(120)는 DEL Tank and Filtration Systems에 의해 TOTAL CLEAN의 상품명으로 판매되는 변형된 믹서 및 정화기(clarifier)이다. 이는 침전된 고체를 이동시키기 위해 바닥에 통로(shaft-less) 스크류(124)를 갖는 V-모양 믹싱 탱크(122)를 갖는다. 상기 공정은 연속 공정이며, 여기서 상기 탱크는 석탄이 이를 통해 가공되는 동안 암모니아 수용액이 남이 있는 채로 잔존한다.
상기 석탄은 도 3에 도시된 바와 같이 V-탱크를 통해 공급 어거(feed auger)(150)로 도입된다. 상기 어거의 호퍼 탱크(152)는 전세척(prewash) 장소로서 사용될 수 있다. 다른 배치에서, 전세척이 사용되는 경우, 상기 전세척 내의 물은 바람직하게는 상업적인 물 연수기(softener)로 탈-광물화된다(de-mineralize). 추가의 부식성 소다가 상기 탈-광물화된 물에 첨가되어 황산염 코팅 및 다른 가용성 물질을 상기 석탄의 표면으로부터 용해할 수 있다.
상기 공급 어거(feed auger)(150)가 석탄을 암모니아 수가 충전된 V-탱크로 떨어뜨린다. 믹싱 모터(158)에 의해 구동되는 믹싱 패들(156)이 상기 탱크를 따라 배열된다. 상기 패들은 석탄을 상기 용액 내에서 휘젓고, 올리고 그리고 떨어뜨린다. 보다 무거운 입자가 바닥에 가라앉음에 따라, 이들은 스크류에 의해 탱크의 반대편 말단으로 이동되고, 여기에는 분리기(130)로 이끄는 도관(160)을 향한 펌프 및 픽업 포트가 있다. 상기 석탄은 슬러리로서 회수되고 이는 상기 분리기로 펌프될 수 있다.
다른 구현으로서, 상기 V-탱크 내 용액의 희석 비율은 물에 대해 3% 내지 5% 암모니아의 바람직한 범위로 유지된다. 버블링 탱크(bubbling tank)와 같은 외부의 연결로부터의 수성 암모니아가 상기 V-탱크로 전송되고 슬러리 대신 용액으로 대체하고 상기 분리기로부터 재순환된 반환 흐름(return flow) 및 부분적으로 고갈된 수성 암모니아로 전체적으로 대체되지 않는다. 제 1 구현으로, 프로세스 제어기를 통해 조절되는 센서, 계기 펌프(metering pump) 및 밸브는 상기 농도 범위를 유지하기 위해 약한(weak) 용액의 방출 및 새로운 암모니아의 첨가를 조절하는 데 사용될 수 있다. NH4 농도가 표적 범위 아래(즉, 3% 미만)로 떨어지는 경우 또는 용액의 부피가 낮아지는 경우, 상기 컨트롤러는 새로운 용액의 계량된 부피를 공급하여 상기 총 용액을 바라는 범위 내로 가져오게 한다.
본 구현 내에서 상기 분리기(130)는 Decanter Machine Inc에 의해 판매되는 것와 같은 스크린 보울 원심분리기(screen bowl centrifuge)이다. 상기 원심분리기의 제 1 단계는 폐수로서 상기 암모니아 용액의 대부분을 추출한다. 상기 폐수는 상기 V-탱크로 다시 전송되고, 바람직하게는 섬프(sump)를 통해서 전송되며 여기서 상기 용액 내 NH4+의 농도는 특정될 수 있고 프로세스 제어기에 신호를 주고, 이는 V-탱크로 되돌아오는 폐수 및 새로운 용액 양자의 흐름을 조절한다.
스크린 보울 분리기의 후자의 단계는 린스 노즐(rinse nozzles) 및 스크린 분리기를 갖는다. 새로운 물 린스가 적용될 수 있고 이 단계에서 배수될 수 있다. 상기 원심분리기로부터 나오는 석탄은 축축하지만, 본질적으로 단단한 고체(packed solid)이다. 필요한 경우 프레스(press) 또는 다른 건조기가 사용되어 수분을 더욱 추출할 수 있다.

Claims (15)

  1. 반응 용기에 선택된 농도 범위의 암모니아로 수성 암모니아의 용액을 제공하는 단계;
    석탄을 반응 용기 내에 첨가하는 단계;
    석탄과 용액을 혼합하기 위해 반응 용기 내부의 석탄을 교반하여 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 접촉되도록 하는 단계;
    처리된 석탄을 용기로부터 방출시키는 단계;
    반응 용기 내 수성 암모니아의 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 프로세스 모니터단계; 및
    상기 선택된 범위 내의 또는 이상의 암모니아 농도를 갖는 수성 암모니아 용액을 상기 반응 용기에 공급하여 용액을 선택된 범위 내로 복귀시키는 단계를 포함하며,
    중력 또는 원심 스크린 분리 장치에 의해 석탄으로부터 황철광 및 석탄 입자보다 밀도가 높은 나머지를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오염물을 제거하는 석탄 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 선택된 범위는 암모니아 3-5중량%인, 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반응 용기로부터 석탄 미립자를 함유하는 오염 용액을 배수하는 단계;
    상기 오염 용액으로부터 석탄 미립자를 회수하는 단계, 및
    상기 용액을 상기 반응 용기로 재순환시키는 단계를 더 포함하며,
    여기서 암모니아 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 모니터 단계는 석탄 미립자를 회수하기 전 또는 후에 배수된 용액내 암모니아 농도를 모니터함으로써 수행되는, 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 회수된 석탄 미립자는 처리된 석탄에 다시 혼합되는, 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    처리된 석탄을 탈수하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 탈수 단계로부터 얻어진 배출물을 수집하는 단계 및 배출물로부터 미세 석탄을 분리하는 상기 배출물 처리단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 중력 또는 원심 스크린 분리 장치는 반응 용기 내에 있는, 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 처리된 석탄을 반응 용기로부터 제거하는 단계는 수성 암모니아 용액 내 석탄 슬러리에서 석탄을 제거하는 단계, 상기 슬러리를 반응 용기 밖의 중력 또는 원심 스크린 분리 장치에 적용하여 슬러리로부터 황철광 및 석탄 입자보다 밀도가 높은 나머지를 분리하는 단계, 및 슬러리를 배수하여 상기 용액으로부터 석탄을 분리하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 슬러리로부터 배수된 용액을 상기 반응 용기로 다시 재순환시키는 단계를 더 포함하며, 여기서 암모니아 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 모니터 단계는 슬러리로부터 배수된 용액 내 암모니아 농도를 모니터함으로써 수행되는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    처리된 석탄을 린스하는 단계(rinsing) 없이 건조하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 수성 암모니아의 용액을 선택된 농도 범위로 유지시키는 저장조;
    상기 저장조의 용액 및 처리하고자 하는 석탄을 받도록 적응된 반응 용기로서, 상기 석탄과 용액을 혼합하여 용액이 석탄의 표면 및 구멍과 접촉하도록 하기 위한 기계적 교반 요소와 처리된 석탄에 대한 토출구를 갖는 반응 용기;
    상기 반응 용기에서 수성 암모니아의 농도가 선택된 범위 아래로 감소하는 시기를 검출하는 모니터 시스템; 및
    상기 용액을 선택된 범위 내로 복귀시키기 위해 상기 저장조로부터 수성 암모니아 용액을 반응 용기로 공급하는 제어기를 포함하며,
    석탄으로부터 황철광 및 석탄 입자보다 밀도가 높은 나머지를 분리하는 중력 또는 원심 스크린 분리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오염물을 제거하기 위한 석탄 처리용 석탄 처리 설비.
  12. 제11항에 있어서,
    처리된 석탄을 린스하는 단계(rinsing) 없이 건조하여 석탄 표면 상에 암모니아 코팅을 남기는 건조기를 더 포함하는, 설비.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 선택된 범위는 암모니아 3-5중량%인, 설비.
  14. 제 11항에 있어서,
    석탄 미립자를 함유하는 오염 용액을 반응 용기로부터 배수하기 위한 제 2 토출구를 갖는 반응 용기; 및
    오염 용액으로부터 석탄 미립자를 회수하고, 석탄 회수 후에 상기 용액을 환수 시스템으로 흐르게 하여 상기 용액을 반응 용기 내로 재순환시키는 분리 장치를 더 포함하는, 설비.
  15. 제 11항에 있어서, 이동식 플랫폼 상에 설치되는 반응 용기 및 분리 장치를 더 포함하는, 설비.

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