KR101725800B1 - 소각로의 배기가스 처리시스템 - Google Patents

소각로의 배기가스 처리시스템 Download PDF

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KR101725800B1
KR101725800B1 KR1020150138395A KR20150138395A KR101725800B1 KR 101725800 B1 KR101725800 B1 KR 101725800B1 KR 1020150138395 A KR1020150138395 A KR 1020150138395A KR 20150138395 A KR20150138395 A KR 20150138395A KR 101725800 B1 KR101725800 B1 KR 101725800B1
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Abstract

본 발명은 발전설비 등의 소각로에서 배출되는 배기가스를 냉각기를 이용하여 표준상태의 온도와 압력으로 낮추어서 배기가스에 포함된 수분을 제거할 수 있고, 탄소배출량을 객관적으로 정확하게 확인할 수 있는 소각로의 배기가스 처리시스템에 관한 것이다.
본 발명의 주요구성은, 배출구(1)에 연결되어 배출되는 배기가스를 공급받는 배기가스 유입관로(100)와; 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 고온의 배기가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm의 처리가스로 배출되도록 냉각기로 냉각시켜 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 응축시키면서 배기가스에 포함된 오염물질도 응축수로 함께 포집하는 냉각응집부재(200)와; 냉각응집부재(200)에 포집된 응축수를 제공받아 응축수에 포함되어 있는 오염물질을 처리하는 응축수 처리부재(300)와; 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스를 제공받아 -60℃ 이하로 급속 냉각시켜 처리가스에 포함된 잔존 수분 또는 잔여 오염물질을 분리하는 잔여가스 포집부재(400)와; 일단이 잔여가스 포집부재(400)에서 배출되는 잔여가스가 재사용되도록 공급하거나 또는 외부로 배출되도록 배기구(510)로 제공하는 배출관로(500)를 포함하고, 냉각응집부재(200)의 최종단에는 처리가스의 유속을 일정하게 유지하기 위하여 진공압축펌프(240)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

소각로의 배기가스 처리시스템{Exhaust gas processing system of the furnace}
본 발명은 발전설비 등의 소각로에서 배출되는 배기가스를 냉각기를 이용하여 표준상태의 온도와 압력으로 낮추어서 배기가스에 포함된 수분을 제거할 수 있고, 탄소배출량을 객관적으로 정확하게 확인할 수 있는 소각로의 배기가스 처리시스템에 관한 것이다.
전세계적으로 석탄이나 오일을 연료로 사용하는 수많은 화력발전소가 가동되고 있고, 환경오염에 대한 규제가 강화되면서, 발전시스템 중 에너지 이용 효율이 높은 복합화력 발전설비의 보급이 급속하게 증가하였고, 이러한 추세는 세일가스 보급으로 더욱 가속화될 것으로 예상된다. 그리고 수많은 산업용 보일러가 가동되고 있다. 이들 연소설비의 배기가스에는 많은 폐열 및 수분과 CO가 포함되어 있어 이들의 회수 및 이용 기술 개발이 진행되고 있다.
일반적으로 발전설비의 구조를 보면 가스터빈을 운전하고, 여기서 발생하는 고열의 배기가스로 배열회수 보일러를 가열하여 고온의 증기를 발생시켜 증기터빈을 가동한다.
한편, 기력 500MW이상 발전소에서 각 호기 당 1,000T/H으로의 수분이 사용되기 때문에 고온의 배기가스는 대기오염 유발물질로 이상기온 현상을 발생시킨 원인이 되었다. 또한, 대기중으로 배출되는 배기가스의 량이 일정하지 않기 때문에 배기가스에 포함된 탄소량 등을 정확하게 확인하지 못하여 탄소배출량을 객관화 할 수 없기 때문에 대략적인 산정방식만을 사용할 수밖에 없었다.
한국특허등록 제10-0769667호(2007.10.17)
본 발명의 목적은 발전설비 등의 소각로에서 배출되는 배기가스를 냉각기를 이용하여 표준상태의 온도와 압력으로 낮추어서 배기가스에 포함된 수분을 제거할 수 있고, 탄소배출량을 객관적으로 정확하게 확인할 수 있는 소각로의 배기가스 처리시스템을 제공하는 데 있다.
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본 발명에 따른 소각로의 배기가스 처리시스템은, 배출구(1)에 연결되어 배출되는 배기가스를 공급받는 배기가스 유입관로(100)와; 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 고온의 배기가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm의 처리가스로 배출되도록 냉각기로 냉각시켜 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 응축시키면서 배기가스에 포함된 오염물질도 응축수로 함께 포집하는 냉각응집부재(200)와; 냉각응집부재(200)에 포집된 응축수를 제공받아 응축수에 포함되어 있는 오염물질을 처리하는 응축수 처리부재(300)와; 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스를 제공받아 -60℃ 이하로 급속 냉각시켜 처리가스에 포함된 잔존 수분 또는 잔여 오염물질을 분리하는 잔여가스 포집부재(400)와; 일단이 잔여가스 포집부재(400)에서 배출되는 잔여가스가 재사용되도록 공급하거나 또는 외부로 배출되도록 배기구(510)로 제공하는 배출관로(500)를 포함하고, 냉각응집부재(200)의 최종단에는 처리가스의 유속을 일정하게 유지하기 위하여 진공압축펌프(240)가 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 배기가스 유입관로(100)의 일측에는 냉각응집부재(200)로 공급되는 배기가스의 유입량을 제어하는 유량조절밸브(110)가 형성된 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게, 냉각응집부재(200)는 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 고온의 배기가스를 제공받아 25℃~35℃로 1차 냉각시키고 1차 처리가스로 배출하는 제1 냉각부재(210)와; 제1 냉각부재(210)에서 배출되는 1차 처리가스를 제공받아 10℃~20℃로 2차 냉각된 2차 처리가스로 배출하는 제2 냉각부재(220)와; 제2 냉각부재(220)에서 배출되는 2차 처리가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm으로 3차 냉각된 3차 처리가스로 배출하는 제3 냉각부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제1 냉각부재(210)는 제공되는 배기가스를 25℃~35℃로 1차 냉각시키는 제1 냉각기(211)와, 제1 냉각기(211)의 하단에 위치하면서 제1 냉각기(211)를 통과하면서 1차 냉각된 1차 처리가스와 배기가스에 포함된 수분이 응축된 1차 응축수를 포집하는 제1 응집저장조(212), 및 제1 냉각기(211)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제1 온도센서(213)를 포함하고,
제2 냉각부재(220)는 제1 냉각기(211)로부터 배출되는 25℃~35℃의 1차 처리가스를 제공받아 10℃~20℃로 2차 냉각시키는 제2 냉각기(221)와, 제2 냉각기(221)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하면서 2차 냉각된 2차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 2차 응축수를 포집하는 제2 응집저장조(222), 및 제2 냉각기(221)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제2 온도센서(223)를 포함하며,
제3 냉각부재(230)는 제2 냉각기(221)로부터 배출되는 10℃~20℃의 2차 처리가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm으로 3차 냉각시키는 제3 냉각기(231)와, 제3 냉각기(231)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하여 3차 냉각된 3차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 3차 응축수를 포집하는 제3 응집저장조(232), 및 제3 냉각기(231)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제3 온도센서(233)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제1,2,3 응집저장조(212)의 하단에는 응축수를 배출하기 위한 배출구(214,224,234)가 형성되고, 냉각응집부재(200)의 최종단에는 가스유속을 일정하게 유지하기 위하여 진공압축펌프(240)가 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 일단이 배기가스 유입관로(100)에 연결되고, 타단이 종래의 배기굴뚝(2)에 연결된 바이패스관로(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 냉각응집부재(200)로 유입되는 배기가스 유입량, 배출경로, 냉각응집부재(200) 및 잔여가스 포집부재(400)의 작동을 제어하는 제어부재(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 제어부재(700)는 배기가스 유입관로(100)로 공급된 배기가스의 경로를 제어하는 배기가스경로 관리부(710)와, 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스의 온도를 일정하게 유지되도록 제어하는 냉각온도 관리부(720)와, 잔여가스 포집부재(400)의 급냉 온도를 제어하는 급냉온도 제어부(730)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소각로의 배기가스 처리시스템은 발전설비 등의 소각로에서 배출되는 배기가스를 이상적인 온도와 압력으로 낮추어서 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 제거하여 재사용하고, 배기가스에 포함된 대기오염 물질의 대부분도 저감하여 객관화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 발전설비 등의 소각로에서 배출되는 배기가스를 낮은 온도로 처리하고 일정한 속도를 유지하기 때문에 최종 처리가스에 포함된 탄소배출량을 객관적으로 정확하게 산정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 원수사용량 절감을 기력 발전설비 500MW기준하여 굴뚝으로 1일 배출되는 수분을 1,000T/H로 적산하여 배출되기 때문에 수분의 대부분을 응축수로 포집하고 가공하여 재사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의해서 탄소배출량의 정량적 기준을 설명하기 위하여 정부에서 마련한 기관 부처의 기업별 정량적 방법을 객관화 할 수 있게 됨으로 관련 업무에 최선을 다 할 수 있게 되어 국가적 삶의 질적 개선효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소각로의 배기가스 처리시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 소각로의 배기가스 처리시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 냉각응집부재의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 제어부재의 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 액상 폐기물 소각 장치를 자세히 설명한다. 이때, 소각로의 전체적인 설비는 일반적인 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 배기가스 유입관로(100), 냉각응집부재(200), 잔여가스 포집부재(400), 응축수 처리부재(300), 배출관로(500), 바이패스관로(600), 제어부재(700)를 포함한다.
배기가스 유입관로(100)는 배출구(1)에 일단이 연결되어 배출되는 배기가스를 공급받는다. 배기가스 유입관로(100)의 일측에는 냉각응집부재(200)로 공급되는 배기가스의 유입량을 제어하는 유량조절밸브(110)가 형성된다. 이러한 유량조절밸브(110)의 오픈(open)량은 후술하는 제어부재(700)에 의해서 조절된다.
냉각응집부재(200)는 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 배기가스를 제공받아 냉각시켜 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 응축시키면서 배기가스에 포함된 오염물질도 함께 포집한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 냉각응집부재(200)는 제1 냉각부재(210), 제2 냉각부재(220), 제3 냉각부재(230)의 다단으로 이루어진다. 그리고, 냉각응집부재(200)의 최종단에는 진공압축펌프(240)가 설치되어 냉각응집부재(200)에서의 가스유속을 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 냉각응집부재(200)로 유입되는 배기가스가 증가되어도 진공압축펌프(240)를 통해 압입되어 기존 가스유속을 일정하게 유지할 수 있게 되다.
제1 냉각부재(210)는 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 배출되는 고온의 배기가스를 제공받아 1차 냉각시키고 1차 처리가스로 배출한다. 제1 냉각부재(210)는 제공되는 배기가스를 약 25℃~35℃[이하, 30℃(±5℃)라 한다]로 1차 냉각시키는 제1 냉각기(211)와, 제1 냉각기(211)의 하단에 위치하면서 제1 냉각기(211)를 통과하면서 1차 냉각된 1차 처리가스와 배기가스에 포함된 수분이 응축된 1차 응축수를 포집하는 제1 응집저장조(212), 및 제1 냉각기(211)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제1 온도센서(213)를 포함한다. 또한, 제1 응집저장조(212)의 하단에는 1차 응축수를 배출하기 위한 배출구(214)가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 응집저장조(212)의 상부에는 내부의 잔여가스 포집부재로 연결되는 과량의 배기가스가유입되는 경우에 배출하기 위한 배기관로(215)가 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 제1 냉각부재(210)에 의해서 공급받은 약 80~200℃의 고온 배기가스가 제1 냉각기(211)로 통과되면서 약 30℃(±5℃)의 1차 처리가스로 냉각되고 배기가스에 포함된 수분이 1차 응축수로 응축되면서 배기가스에 포함된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질도 함께 1차 응축수에 포집되게 된다.
제2 냉각부재(220)는 제1 냉각부재(210)에서 배출되는 1차 처리가스를 제공받아 2차 냉각된 2차 처리가스로 배출한다. 제2 냉각부재(220)는 제1 냉각기(211)로부터 배출되는 약 30℃(±5℃)의 1차 처리가스를 제공받아 약 10℃~20℃[이하, 15℃(±5℃)라 한다]로 2차 냉각시키는 제2 냉각기(221)와, 제2 냉각기(221)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하면서 2차 냉각된 2차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 2차 응축수를 포집하는 제2 응집저장조(222), 및 제2 냉각기(221)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제2 온도센서(223)를 포함한다. 또한, 제2 응집저장조(222)의 하단에는 2차 응축수를 배출하기 위한 배출구(224)가 형성될 수 있다. 그리고, 제2 응집저장조(212)의 상부에는 내부의 잔여가스 포집부재로 연결되는 과량의 배기가스가 유입되는 경우에 배출하기 위한 배기관로(225)가 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 제2 냉각부재(220)에 의해서 제1 냉각부재(210)에서 배출되는 약 30℃의 1차 처리가스가 제2 냉각기(221)를 통과되면서 약 15℃(±5℃)의 2차 처리가스로 냉각되고 2차 처리가스에 포함된 수분이 2차 응축수로 응축되면서 1차 처리가스에 포함된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질도 함께 2차 응축수에 포집되게 된다.
제3 냉각부재(230)는 제2 냉각부재(220)에서 배출되는 2차 처리가스를 제공받아 약 -5℃~+5℃[이하, 0℃(±5℃)라 한다], 1atm으로 3차 냉각된 3차 처리가스로 배출한다. 제3 냉각부재(230)는 제2 냉각기(221)로부터 배출되는 약 15℃(±5℃)의 2차 처리가스를 제공받아 약 0℃(±5℃), 1atm으로 3차 냉각시키는 제3 냉각기(231)와, 제3 냉각기(231)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하여 3차 냉각된 3차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 3차 응축수를 포집하는 제3 응집저장조(232), 및 제3 냉각기(231)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제3 온도센서(233)를 포함한다. 또한, 제3 응집저장조(232)의 하단에는 3차 응축수를 배출하기 위한 배출구(234)가 형성될 수 있다.
이러한 제3 냉각부재(230)는 제2 냉각부재(220)에서 배출되는 약 15℃의 2차 처리가스가 제3 냉각기(231)를 통과하면서 약 0℃(±5℃), 1atm으로 3차 처리가스로 냉각되고 3차 처리가스에 포함된 대부분의 수분이 3차 응축수로 응축되면서 2차 처리가스에 포함된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질도 함께 3차 응축수에 포집되게 된다.
응축수 처리부재(300)는 냉각응집부재(200)에 포집된 응축수를 제공받아 응축수에 포함되어 있는 오염물질을 처리하여 재사용하거나 또는 폐기한다. 냉각응집부재(200)가 제1,2,3 냉각부재(210,220,230)로 이루어진 경우에 응축수 처리부재(300)는 각각의 배출구(213,223,234)를 통해서 배출된 응축수를 제공받아 응축수에 포함되어 있는 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질을 처리하여 응축수를 공업용수로 재사용할 수 있게 된다. 또한, 응축수 처리부재(300)의 상부에는 외기온도에 의해서 액상의 응축수가 기상으로 변환되면 가스를 잔여가스 포집부재(400)로 제공하기 위한 가스추출관(310)이 형성되는 것이 바람직하다.
잔여가스 포집부재(400)는 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스를 제공받아 급속 냉각시켜 잔존 수분 또는 잔여 오염물질이 제거된 잔여가스를 포집한다. 이러한 잔여가스 포집부재(400)는 -60℃ 이하로 급속 냉각시켜 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스에 남아 있는 잔여 수분과 미처리된 오염물질을 거의 완전히 포집할 수 있게 된다. 잔여가스 포집부재(400)에서 분리된 가스는 다시 탈황설비 산화공정 등으로 공급되어 재사용되거나 또는 배기구를 통해 외부로 배출될 수 있다. 냉각응집부재(200)가 제1,2,3 냉각부재(210,220,230)로 이루어진 경우에, 냉각응집부재(200)로 공급되는 처리가스가 제1,2,3 냉각부재(210,220,230)를 통과하면서 거의 대부분의 수분과 잔여 오염물질이 제거되어 최종 약 0℃(±5℃), 1atm의 3차 처리가스로 배출되기 때문에 잔여가스 포집부재(400)에서 이를 -60℃ 이하로 급속 냉각시키면 남아 있는 수분과 미처리된 오염물질을 포집하게 되며 보일러에서 미반응된 가스성만을 분리할 수 있게 된다.
배출관로(500)는 일단이 잔여가스 포집부재(400)에서 배출되는 잔여가스를 배출한다. 배출관로(500)에서 배출되는 잔여가스는 배기구(510)로 제공되어 외부로 배출되거나 또는 탈황설비로 제공되어 처리될 수 있다. 이때, 배기구(510)는 잔여가스에 포함된 오염물질이 제거된 상태로 배출할 수 있기 때문에 종래의 배기굴뚝(2) 보다 낮은 위치에 형성할 수 있게 된다. 배기구의 일측에는 잔여가스의 탄소함유량을 측정하기 위한 탄소량측정센서(520)가 형성된다.
바이패스관로(600)는 일단이 배기가스 유입관로(100)에 연결되고, 타단이 종래의 배기굴뚝(2)에 연결된다. 배기가스 유입관로(100)에 연결되는 바이패스관로(600)에는 차단밸브(610)가 형성되며 제어부재(700)에 의해서 개폐가 조절된다. 이러한 바이패스관로(600)는 냉각응집부재(200)를 수리하는 등의 비상시에 배출구(1)에서 배출되는 배기가스를 종래와 같이 배기굴뚝(2)으로 제공한다.
제어부재(700)는 냉각응집부재(200)로 유입되는 배기가스 유입량, 배출경로, 냉각응집부재(200) 및 잔여가스 포집부재(400)의 작동을 제어한다. 이러한 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부재(700)는 배기가스 유입관로(100)로 공급된 배기가스의 경로를 제어하는 배기가스경로 관리부(710)와, 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스의 온도를 일정하게 유지되도록 제어하는 냉각온도 관리부(720)와, 잔여가스 포집부재(400)의 급냉 온도를 제어하는 급냉온도 제어부(730), 및 배기구를 통해 배출되는 잔여가스에 포함된 탄소배출량을 확인하는 탄소배출량 확인부(740)를 포함한다.
여기서, 배기가스경로 관리부(710)는 배기가스 유입관로(100)로 유입된 배기가스를 냉각응집부재(200)로 모두 공급하거나 또는 바이패스관로(600)로 공급하도록 제어한다. 또한, 냉각온도 관리부(720)는 냉각응집부재(200)가 제1,2,3 냉각부재(210,220,230)로 이루어진 경우에 각각의 냉각기(211,221,231)에서 배출되는 처리가스의 온도를 온도센서(213,223,233)들을 통해 확인하여 설정된 온도로 배출되도록 냉각기(211,221,231)의 작동을 조절한다. 그리고, 급냉온도 관리부(730)는 잔여가스 포집부재(400)의 냉각온도가 설정된 온도인 -60℃ 이하가 되도록 관리한다. 또한, 탄소배출량 확인부(740)는 배기구에 설치된 탄소량측정센서(520)에 의해 특정된 탄소량을 확인하여 배출되는 탄소배출량을 확인한다.
이러한 본 발명에 의해서 최종 배기되는 처리가스가 약 0℃, 1atm으로 배출하고, 유되면 종래와 같이 고온으로 배출되는 처리가스에 포함된 탄소의 농도를 낮출 수 있게 된다.
즉, 배출되는 CO, SOx, NOx 등의 가스에 대해서는 온도, 산소, 습도에 따라 아래와 같이 보정해 주어야 하는데, 온도와 습도가 낮아지면 온도 보정값은 높아지고, 습도 보정값은 낮아지게 되므로 처리가스에 포함된 탄소의 농도가 낮아지게 된다.
산소 보정값 : (21-6)/(21-실제산소농도값)
온도 보정값 : (273+배출온도)/273
습도 보정값: 100/(100-실제수)
또한, 배출되는 가스의 유량에 대해서는 온도, 산소, 습도에 따라 아래와 같이 보정해 주어야 하는데, 온도와 습도가 낮아지면 온도 보정값과 습도 보정값이 나자아지게 된다.
산소 보정값 : (21-실제산소농도값)/(21-6)
온도 보정값 : 273/(273+배출온도)
습도 보정값: (100-실제수)/100
이하, 본 발명의 굴뚝배기가스의 온도저감 시스템에서 냉각응집부재(200)가 제1,2,3 냉각부재(210,220,230)로 이루어진 경우의 작용 및 효과를 설명한다.
먼저, 배출구(1)를 통해서 약 80~200℃의 고온 배가가스가 배출되면, 배기가스는 배기가스 유입관로(100)로 공급되고, 배기가스 유입관로(100)에 장착된 측정센서에서 유입되는 배기가스의 속도를 확인한 후에 제1 냉각부재(210)의 제1 냉각기(211)로 공급된다.
그리고, 제1 냉각부재(210)의 제1 냉각기(211)에서는 고온의 배기가스를 통과시키면서 약 30℃(±5℃)의 1차 처리가스로 냉각되어 제1 응집저장조(212)로 이동한다. 배기가스에 포함된 수분은 1차 응축수로 응축되어 제1 응집저장조(212)의 하단에 모이게 되며 배기가스에 포함된 미제거된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질도 함께 1차 응축수에 포집된다. 이때, 제어부재(700)의 냉각온도 관리부(720)는 제1 온도센서(213)를 통해 1차 처리가스의 온도를 확인하여 설정된 온도범위를 벗어나면 제1 냉각기(211)의 작동을 조절하여 1차 처리가스의 온도를 유지시키게 된다.
또한, 제2 냉각부재(220)의 제1 응집저장조(212)로 이동된 약 30℃의 2차 처리가스는 다시 제2 냉각부재(220)의 제2 냉각기(221)로 공급되면서 약 15℃(±5℃)의 2차 처리가스로 냉각되어 제2 응집저장조(222)로 이동한다. 1차 처리가스에 포함된 수분은 2차 응축수로 응축되어 제2 응집저장조(222)의 하단에 모이게 되며 1차 처리가스에 포함된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 잔여 오염물질도 함께 2차 응축수에 포집된다. 이때, 제어부재(700)의 냉각온도 관리부(720)는 제2 온도센서(223)를 통해 2차 처리가스의 온도를 확인하여 설정된 온도범위를 벗어나면 제2 냉각기(221)의 작동을 조절하여 2차 처리가스의 온도를 유지시키게 된다.
한편, 제2 냉각부재(220)의 제2 응집저장조(222)로 이동된 약 15℃의 2차 처리가스는 다시 제3 냉각부재(230)의 제3 냉각기(231)로 공급되면서 약 0℃(±5℃), 1atm의 3차 처리가스로 냉각되어 제3 응집저장조(232)로 이동한다. 2차 처리가스에 포함된 수분은 3차 응축수로 응축되어 제3 응집저장조(232)의 하단에 모이게 되며 2차 처리가스에 포함된 미처리 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질도 함께 3차 응축수에 포집된다. 이때, 제어부재(700)의 냉각온도 관리부(720)는 제3 온도센서(233)를 통해 3차 처리가스의 온도를 확인하여 설정된 온도범위를 벗어나면 제3 냉각기(231)의 작동을 조절하여 3차 처리가스의 온도를 유지시키게 된다.
이러한 제3 냉각부재(230)는 제2 냉각부재(220)에서 배출되는 약 15℃의 2차 처리가스가 제3 냉각기(231)를 통과하면서 약 0℃(±5℃), 1atm으로 3차 처리가스로 냉각되고 3차 처리가스에 포함된 수분이 3차 응축수로 응축되면서 2차 처리가스에 포함된 SO2, NO2, CO2, 먼지, CH4 등이 함께 3차 응축수에 포집되게 된다.
그리고, 제3 냉각부재(230)의 제3 응집저장조(232)로 이동된 약 0℃, 1atm으로 3차 처리가스는 배출된다.
한편, 제1,2,3 냉각부재의 제1,2,3 응집저장조의 하단에 모인 응축수는 응축수 처리부재(300)로 제공되어 응축수에 포함된 SOx, NOx, CO, 먼지, CH4 등의 오염물질이 처리되어 응축수를 분리하게 된다. 분리된 응축수는 보일러 등의 발전설비에 필요한 공업용수로 다시 재사용하게 된다. 즉, 기력 500MW이상 발전소에서 사용되는 각 호기 당 1,000T/H의 수분을 대부분 포집하여 재사용할 수 있게 된다.
이러한 과정을 통해서 배출구(1)에서 배출되는 약 80~200℃의 배가가스는 제1,2,3 냉각부재를 통과하면서 약 0℃, 1atm의 이상적인 환경으로 순차적으로 냉각되면서 대부분의 수분이 응축수로 포집되고, 잔여 미처리된 오염물질도 제거할 수 있게 되며, 포집된 응축수는 오염물질 분리시설을 거친 후에 보일러 등의 발전설비에 필요한 공업용수로 다시 재사용하여 외부로부터 공급되는 수분의 량을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스는 잔여가스 포집부재(400)로 공급되어 -60℃ 이하로 급속 냉각시켜 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스에 남아 있는 잔존 수분 또는 잔여 오염물질을 제거하여 잔여가스로 분리할 수 있게 된다. 잔여가스 포집부재(400)에서 분리된 잔여가스는 배기구(510)로 제공되어 외부로 배출되거나 또는 탈황설비로 제공되어 처리될 수 있다.
또한, 그리고, 비상시에는 제어부재(700)의 배기가스경로 관리부(710)가 배출구(1)에서 배출되는 배기가스를 바이패스관로(600)로 제공하여 직접 배기굴뚝(2)으로 배출시켜 안전성을 높이게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 배기가스 유입관로 110 : 유량조절밸브
200 : 냉각응집부재 210 : 제1 냉각부재
211 : 제1 냉각기 212 : 제1 응집저장조
220 : 제2 냉각부재 221 : 제2 냉각기
222 : 제2 응집저장조 223 : 제2 온도센서
230 : 제3 냉각부재 231 : 제3 냉각기
232 : 제3 응집저장조 233 : 제3 온도센서
300 : 응축수 처리부재 400 : 잔여가스 포집부재
500 : 배출관로 510 : 배기구
600 : 바이패스관로 700 : 제어부재
710 : 배기가스경로 관리부 720 : 냉각온도 관리부
730 : 급냉온도 제어부

Claims (9)

  1. 배출구(1)에 연결되어 배출되는 배기가스를 공급받는 배기가스 유입관로(100)와;
    배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 고온의 배기가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm의 처리가스로 배출되도록 냉각기로 냉각시켜 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 응축시키면서 배기가스에 포함된 오염물질도 응축수로 함께 포집하는 냉각응집부재(200)와;
    냉각응집부재(200)에 포집된 응축수를 제공받아 응축수에 포함되어 있는 오염물질을 처리하는 응축수 처리부재(300)와;
    냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스를 제공받아 -60℃ 이하로 급속 냉각시켜 처리가스에 포함된 잔존 수분 또는 잔여 오염물질을 분리하는 잔여가스 포집부재(400)와;
    일단이 잔여가스 포집부재(400)에서 배출되는 잔여가스가 재사용되도록 공급하거나 또는 외부로 배출되도록 배기구(510)로 제공하는 배출관로(500);를 포함하고,
    냉각응집부재(200)의 최종단에는 처리가스의 유속을 일정하게 유지하기 위하여 진공압축펌프(240)가 형성된 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 배기가스 유입관로(100)의 일측에는 냉각응집부재(200)로 공급되는 배기가스의 유입량을 제어하는 유량조절밸브(110)가 형성된 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 냉각응집부재(200)는 배기가스 유입관로(100)의 타단이 연결되어 고온의 배기가스를 제공받아 25℃~35℃로 1차 냉각시키고 1차 처리가스로 배출하는 제1 냉각부재(210)와; 제1 냉각부재(210)에서 배출되는 1차 처리가스를 제공받아 10℃~20℃로 2차 냉각된 2차 처리가스로 배출하는 제2 냉각부재(220)와; 제2 냉각부재(220)에서 배출되는 2차 처리가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm으로 3차 냉각된 3차 처리가스로 배출하는 제3 냉각부재(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 제1 냉각부재(210)는 제공되는 배기가스를 25℃~35℃로 1차 냉각시키는 제1 냉각기(211)와, 제1 냉각기(211)의 하단에 위치하면서 제1 냉각기(211)를 통과하면서 1차 냉각된 1차 처리가스와 배기가스에 포함된 수분이 응축된 1차 응축수를 포집하는 제1 응집저장조(212), 및 제1 냉각기(211)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제1 온도센서(213)를 포함하고,
    제2 냉각부재(220)는 제1 냉각기(211)로부터 배출되는 25℃~35℃의 1차 처리가스를 제공받아 10℃~20℃로 2차 냉각시키는 제2 냉각기(221)와, 제2 냉각기(221)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하면서 2차 냉각된 2차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 2차 응축수를 포집하는 제2 응집저장조(222), 및 제2 냉각기(221)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제2 온도센서(223)를 포함하며,
    제3 냉각부재(230)는 제2 냉각기(221)로부터 배출되는 10℃~20℃의 2차 처리가스를 제공받아 표준상태인 -5℃~+5℃, 1atm으로 3차 냉각시키는 제3 냉각기(231)와, 제3 냉각기(231)의 하단에 위치하면서 제2 냉각기(221)를 통과하여 3차 냉각된 3차 처리가스와 2차 처리가스에 포함된 수분이 응축된 3차 응축수를 포집하는 제3 응집저장조(232), 및 제3 냉각기(231)에서 배출되는 2차 처리가스의 온도를 확인하는 제3 온도센서(233)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 제1,2,3 응집저장조(212)의 하단에는 응축수를 배출하기 위한 배출구(214,224,234)가 형성된 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 일단이 배기가스 유입관로(100)에 연결되고, 타단이 종래의 배기굴뚝(2)에 연결된 바이패스관로(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 냉각응집부재(200)로 유입되는 배기가스 유입량, 배출경로, 냉각응집부재(200) 및 잔여가스 포집부재(400)의 작동을 제어하는 제어부재(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 제어부재(700)는 배기가스 유입관로(100)로 공급된 배기가스의 경로를 제어하는 배기가스경로 관리부(710)와, 냉각응집부재(200)에서 배출되는 처리가스의 온도를 일정하게 유지되도록 제어하는 냉각온도 관리부(720)와, 잔여가스 포집부재(400)의 급냉 온도를 제어하는 급냉온도 제어부(730)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각로의 배기가스 처리시스템.
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