KR101772669B1 - Chemical cleaning waste fluid recycling system and method for boilers tube in thermal power plant - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and a method for recycling chemical cleaning wastewater for steam touched boiler tubes, the system and the method which are capable of minimizing the generation of wastewater due to chemical cleaning by recycling the chemical cleaning wastewater used in removing scales of the steam touched boiler tubes such as a thermoelectric power plant, thereby reusing the recycled chemical cleaning wastewater as a chemical cleaning solution. To this end, a system for recycling chemical cleaning wastewater for steam touched boiler tubes according to the present invention comprises: a vacuum evaporation concentrator which vacuums and evaporates the chemical cleaning wastewater for steam touched boiler tubes to concentrate the chemical cleaning wastewater for steam touched boiler tubes; a reaction agent feeder which feeds magnesium oxide to the vacuum evaporation concentrator; an ammonia recovery device which recovers ammonia generated from the vacuum evaporation concentrator by magnesium oxide fed by the reaction agent feeder; a first reactor which makes ammonia received in the ammonia recovery device react with ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA cleaning agent; and a vacuum pump which is connected to the ammonia recovery device to enable the inside of the vacuum evaporation concentrator to be maintained in a negative pressure state by suction of air.

Description

증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법{CHEMICAL CLEANING WASTE FLUID RECYCLING SYSTEM AND METHOD FOR BOILERS TUBE IN THERMAL POWER PLANT}Technical Field [0001] The present invention relates to a chemical cleaning wastewater recycling system and method for boiler tubes,

본 발명은 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화력발전소와 같은 증기계통 보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 재생하여 화학세정액으로 재사용함으로써, 화학세정에 의한 폐수의 발생을 최소화할 수 있는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical cleaning wastewater recycling system and method for steam-based boiler tubes, and more particularly, to a method and system for recycling chemical cleaning wastewater used to remove scale of a boiler tube, such as a thermal power plant, And to a system and method for the chemical cleaning wastewater recovery for a steam-based boiler tube capable of minimizing the generation of wastewater by chemical cleaning.

화력발전소에서 사용되는 증기계통 보일러에 연결된 수간벽 튜브는 운전시간 경과에 따라 그 내측에 스케일이 생성되는 데, 생성된 스케일은 열전도율이 낮아 전체 열효율을 감소시킨다. 또한, 상기의 스케일은 배관 과열의 원인이 되어 발전 시스템의 수명을 단축시키거나 심지어는 배관이 파열되는 사고를 일으키기도 한다.The steam tube used in the thermal power plant is connected to the boiler, and the scale tube is formed inside the tube with the operation time. The generated scale has a low thermal conductivity, which reduces the overall thermal efficiency. In addition, the scale may cause overheating of the piping, shortening the life of the power generation system, or even causing an accident that the piping ruptures.

즉, 화력 발전소 보일러 수관벽 튜브 재질은 탄소강이고, 재열기와 과열기 튜브 재질은 12% 크롬강으로서 주성분은 철(Fe)이다. 이와 같은, 철 재질은 열역학적으로 불안정하기 때문에 순수한 계통수를 사용하여도 부식을 억제할 수는 없다.That is, the wall tube material of the boiler water pipe of the thermal power plant is carbon steel, and the reheating and superheater tube material is 12% chromium steel and the main component is iron (Fe). Because such iron materials are thermodynamically unstable, corrosion can not be suppressed even with pure water.

표 1은 화력발전소에서 사용되는 보일러 튜브의 금속 성분을 나타낸 것이다.Table 1 shows the metal components of boiler tubes used in thermal power plants.

성분ingredient Fe3O4 Fe 3 O 4 SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Na2ONa 2 O CaOCaO MgOMgO MnOMnO NiONiO ZnOZnO CuOCuO 기타Other wt, %wt,% <95<95 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5 <0.5<0.5

그러므로 발전소에서는 보일러 튜브의 부식을 최소화하기 위하여 고순도(18㏁ 이상)의 물과 다양한 수처리 방법을 사용하고 있으나, 증기계통 보일러가 고온·고압의 조건(급수계통: 180 ~ 255㎏/㎠, 350℃, 증기계통: 180 ~ 255㎏/㎠, 540℃)에서 운전되기 때문에 사용시간의 누적(2 ~ 5년)에 의해 보일러 튜브 내측면에는 20 ~ 100㎎/㎠ 정도의 스케일이 발생된다. 이러한 스케일은 열전도도가 탄소강이나 12% 크롬강과 비교하여 1/40 ~ 1/50 정도로 낮기 때문에, 스케일이 다량 부착되면 열효율이 저하되고 튜브가 과열되어 파열되며, 터빈의 노즐과 블레이드에 침식(Solid Particle Erosion)을 발생시키므로 튜브 내측면에 부착된 스케일은 제거해야 한다.Therefore, the power plant uses high purity (over 18 MΩ) water and various water treatment methods in order to minimize the corrosion of the boiler tube, but steam system boiler is operated under high temperature and high pressure conditions (water system: 180 ~ 255㎏ / , Steam system: 180 ~ 255㎏ / ㎠, 540 ℃), scale of 20 ~ 100mg / ㎠ is generated on the inner side of the boiler tube due to accumulation of usage time (2 ~ 5 years). This scale has a low thermal conductivity of 1/40 to 1/50 compared to carbon steel or 12% chrome steel. Therefore, when a scale is attached to a large scale, the thermal efficiency is lowered and the tube is overheated and ruptured, Particle Erosion, so the scale attached to the side of the tube must be removed.

증기계통 보일러의 튜브 내측면에 부착된 스케일이 화학세정기준 이상으로 부착되면 AX-434, AX-424[(주)방산테크노로지, 한국]과 Vertan-665, Vertan-675[Hydrochem, 미국] 그리고 Ebafose-500, Ebafose-510[Ebara, 일본] 등과 같은 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA, 이하 'EDTA'라 한다)이 주성분인 화학세정제를 사용하여 제거하고 있다.AX-434, AX-424 (Minsan Technology, Korea) and Vertan-665, Vertan-675 [Hydrochem, USA] and Ebafose (Korea) were attached to the inner surface of the steam- (EDTA) (hereinafter referred to as "EDTA") such as Ebara-500, Ebafose-510 [Ebara, Japan]

상기 EDTA를 사용하여 증기계통 보일러의 튜브 내측면에 발생된 스케일을 제거하기 위한 방법 중의 하나로서, 등록특허공보 제10-0827789호에는 증기계통 보일러를 위한 화학세정제 및 화학세정방법이 개시되어 있다.As one of the methods for removing scale generated on the inner side of a tube of a steam system boiler by using the EDTA, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0827789 discloses a chemical cleaning agent and a chemical cleaning method for a steam system boiler.

상기 기술은 발전용 화력 보일러의 재열기 및 과열기 튜브 내면에 부착된 스케일(녹)을 용해하기 위하여 화학 세정제를 이용하여 세정하는 방법과 추가로 약품 세정 후 용해되지 않고 재열기와 과열기 튜브 내면에 잔류한 입자상 스케일 혹은 보일러 건설 중에 유입된 쇠 조각 등의 이물질을 고압 공기를 사용하여 5초 이내에 대기로 배출하는 에어 블로잉 방법 및 이 방법에 사용하는 에어 블로잉 시스템에 관한 것이다.The above-mentioned technique is a method of cleaning by using a chemical cleaning agent to dissolve the scale (rust) adhered to the inner surface of the superheater tube and the reheating of the thermal power boiler for power generation, and a method of cleaning the inner surface of the superheater tube An air blowing method for discharging foreign matter such as a granular scale or a piece of iron introduced during the construction of a boiler to the atmosphere within 5 seconds by using high-pressure air, and an air blowing system used in this method.

한편, EDTA를 이용한 화력발전소 보일러 화학세정 방식에서는 세정에 따라 화학세정폐수가 발생되는 데, 발생된 화학세정폐수는 대형 폐수저장조에 보관하게 된다. 보관된 화학세정폐수는 시기별로 수거하여 별도의 장소에서 처리하였다.On the other hand, chemical cleaning wastewater is generated by cleaning in the chemical cleaning method of the thermal power plant boiler using EDTA, and the generated chemical wastewater is stored in the large waste water storage tank. The stored chemical cleaning wastewater was collected at different times and treated at a separate site.

수거된 화학세정폐수의 처리방식에는 물리적 방식과 화학적 방식이 있다. 물리적 방식에는 고온 플라즈마를 이용한 열분해소각법, 증발 농축 방법 및 초임계수 처리법 등이 있고, 화학적 방식에는 과산화수소를 이용한 펜톤 산화법 및 산·알칼리 침전법 등이 있다.There are physical and chemical methods for the treatment of collected chemical cleaning wastewater. Physical methods include pyrolysis incineration method using high temperature plasma, evaporation concentration method and supercritical water treatment method, and the chemical method includes Fenton oxidation method using hydrogen peroxide and acid / alkali precipitation method.

상기 화학세정폐수를 화학적 방식으로 처리하기 위한 기술 중 하나로서, 등록특허공보 제10-0919771호에는 킬레이트 약품과 방사성 물질을 함유한 원전 증기발생기 화학세정폐액 처리방법 및 처리장치가 개시되었다.As one of techniques for chemically treating the chemical washing wastewater, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0919771 discloses a chemical washing waste treatment method and apparatus for a nuclear power plant steam generator containing a chelating agent and a radioactive substance.

상기 기술은 저농도 또는 고농도의 킬레이트 물질과 중금속을 함유하는 방사성 액상폐기물을 증발/농축장치를 통하여 순수한 물과 오염물로 분리하는 제1단계와, 상기 증발/농축장치에서 농축된 폐액에 과산화수소를 투입하여 펜톤반응기에서 유기물을 처리하는 제2단계와, 상기 펜톤반응기로부터 미처리된 유기물을 증발탱크로 보내는 제3단계와, 상기 증발탱크에서 증발침전 공간을 제공하여 고형물과 수분을 분리하는 제4단계와, 상기 증발탱크에서 발생되는 증기 중 미처리된 유기물을 촉매장치에서 촉매를 이용해 처리하는 제5단계 및 상기 촉매장치에서 배출되는 증기 중 기액 분리되도록 냉각시키는 제6단계를 포함하여 이루어진다.The technique includes a first step of separating low-concentration or high-concentration chelate materials and radioactive liquid wastes containing heavy metals into pure water and contaminants through an evaporation / concentration apparatus, and a step of adding hydrogen peroxide to the concentrated waste solution in the evaporation / A second step of treating the organic matter in the Fenton reactor, a third step of sending untreated organic matter from the Fenton reactor to the evaporation tank, a fourth step of separating the solid matter from the water by providing an evaporation precipitation space in the evaporation tank, A fifth step of treating the untreated organic matter in the vapor generated in the evaporation tank with a catalyst in a catalytic apparatus, and a sixth step of cooling the vapor to be separated from the vapor discharged from the catalytic apparatus.

이들 기존의 폐수처리 방법은 별도의 대형 폐수저장조가 필요하고 배출되어 냉각된 세정폐수를 처리하기 위해 열교환기 등을 이용하여 재가열한 후 처리해야 하므로, 건설비용 및 가열 비용 등의 폐수처리비용이 증가하는 문제점이 발생된다.These conventional wastewater treatment methods require a separate large-sized waste water storage tank and are required to be reheated after being treated using a heat exchanger or the like in order to treat the discharged cleaned wastewater. Therefore, the cost of wastewater treatment such as construction cost and heating cost is increased .

또한, 세정폐수 중에 포함된 암모니아가스, NH4-EDTA, M-EDTA 및 Fe-EDTA를 폐기 처분함으로써 자원을 낭비할 뿐만 아니라 화학세정 공정과 폐수처리를 별도의 공정으로 구분하여 처리해야 하므로, 폐수 처리에 따른 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 대형화된 시스템이 요구되는 단점이 있다.In addition, since the ammonia gas, NH 4 -EDTA, M-EDTA, and Fe-EDTA contained in the washing wastewater are disposed of by disposing of resources, the chemical cleaning process and the wastewater treatment must be separated and processed separately, The time required for the processing is long and a large-sized system is required.

KR 10-0827789 B1 (2008. 04. 29.)KR 10-0827789 B1 (Apr. 29, 2008) KR 10-0919771 B1 (2009. 09. 24.)KR 10-0919771 B1 (2009.09.24)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해소하고자 하는 과제는, 증기계통 보일러 튜브의 스케일을 제거하면서 발생된 화학세정폐수를 재처리하여 화학세정액으로 재사용할 수 있는 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recovering chemical cleaning wastewater generated by removing scale of a steam boiler tube, And to provide a chemical cleaning wastewater recovery system and method.

또한, 본 발명에서 해소하고자 하는 다른 과제는 세정시 발생된 화학세정폐수의 공정열을 이용하여 화학세정폐수를 농축함으로써, 외부 열원의 공급없이도 회수율을 높일 수 있는 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a chemical cleaning wastewater recovery system and method capable of increasing the recovery rate without supplying external heat source by concentrating the chemical cleaning wastewater using the process heat of the chemical cleaning wastewater generated during cleaning I have to.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템은, 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수를 진공 및 증발시켜 농축하는 진공증발 농축기; 상기 진공증발 농축기에 마그네슘 산화물을 공급하는 반응제 공급기; 상기 반응제 긍급기에 의해서 공급된 마그네슘 산화물에 의해 상기 진공증발 농축기에서 발생된 암모니아를 회수하는 암모니아 회수기; 상기 암모니아 회수기에서 회수된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 제1 반응기; 및 상기 암모니아 회수기와 연결되어, 공기의 흡입에 의해 상기 진공증발 농축기 내부를 부압 상태로 유지하게 하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a chemical cleaning wastewater recycling system for a steam boiler tube, comprising: a vacuum evaporator concentrating the chemical washing wastewater for boiler tubes by vacuum and evaporation; A reactant supply unit for supplying magnesium oxide to the vacuum evaporator; An ammonia recovery unit for recovering ammonia generated in the vacuum evaporator by the magnesium oxide supplied by the reactant supply unit; A first reactor for reacting the ammonia recovered in the ammonia recovery unit with ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA cleaning agent; And a vacuum pump connected to the ammonia recovery device for maintaining the inside of the vacuum evaporator to be in a negative pressure state by suction of air.

이때, 상기 반응제 공급기에 의해서 공급된 마그네슘 산화물에 의해 상기 진공증발 농축기에서 생성된 금속-EDTA 착물을 공급받고, 공급받은 상기 금속-EDTA 착물과 가성소다를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성하는 제2 반응기; 및 상기 제2 반응기에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하는 고액분리기를 더 포함하여 구성될 수 있다.At this time, the metal-EDTA complex generated in the vacuum evaporation concentrator is supplied by the magnesium oxide supplied by the reactant supply unit, and the metal-EDTA complex is reacted with the caustic soda to produce a refractory metal-EDTA A second reactor; And a solid-liquid separator for separating the lean metal-EDTA and water (H 2 O) produced in the second reactor.

또한, 상기 진공증발 농축기는 내측 상부에 설치되어 상기 화학세정폐수를 분사하는 분사노즐; 및 상기 분사노즐 상부에 설치되어 그 내부에서 발생된 수분 및 고상물질을 응집하여 제거하는 미스트 제거기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vacuum evaporation concentrator may include an injection nozzle installed on the inner side of the vacuum evaporator to spray the chemical cleaning wastewater; And a mist eliminator provided on the spray nozzle to agglomerate and remove moisture and solid matter generated therein.

또한, 상기 암모니아 회수기와 상기 진공펌프 사이에 설치되어, 상기 진공펌프에 의해 유입되는 공기를 응축하여 응축수를 발생시키는 응축기를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a condenser installed between the ammonia collector and the vacuum pump, for condensing the air introduced by the vacuum pump to generate condensed water.

한편, 상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법은, 보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 소정의 온도로 유지되는 상태에서 농축하는 화학세정폐수 농축단계; 상기 화학세정폐수 농축단계에서 농축된 화학세정폐수에 마그네슘 산화물을 혼합하는 암모니아를 생성하는 제1 반응단계; 상기 제1 반응단계에서 생성된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 재생단계; 상기 제1 반응단계에서 생성된 금속-EDTA 착물과 가성소다를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성하는 제2 반응단계; 및 상기 제2 반응단계에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하는 고액분리단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for regenerating a chemical cleaning wastewater for a boiler tube, comprising the steps of: Washing wastewater concentration step; A first reaction step of producing ammonia by mixing magnesium oxide in the chemical cleaning wastewater concentrated in the chemical washing wastewater concentration step; A regeneration step of reacting ammonia produced in the first reaction step with ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA detergent; A second reaction step of reacting the metal-EDTA complex produced in the first reaction step with caustic soda to produce refractory metal-EDTA; And a solid-liquid separation step of separating the poorly soluble metal-EDTA and water (H 2 O) produced in the second reaction step.

본 발명에 의하면, 물리적 또는 화학적으로 폐기되는 화학세정폐수를 재사용함으로써, 환경오염을 방지할 수 있고 자원을 재활용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that environmental pollution can be prevented and resources can be recycled by reusing chemical cleaning wastewater physically or chemically discarded.

또한, 화학세정폐수의 자체 고온을 이용함에 따라 화학세정폐수의 재생에 따른 외부 열원의 공급을 감소시킬 수 있으므로, 재생에 따른 비용을 절감할 수 있고, 재생시 발생되는 부산물을 원료로 활용할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the use of the high temperature of the chemical cleaning wastewater can reduce the supply of external heat source due to the regeneration of the chemical cleaning wastewater, the cost for regeneration can be reduced and the byproduct generated during the regeneration can be utilized as a raw material There are advantages.

도 1은 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 대한 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 응축기의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 고액 분리기의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법에 대한 흐름도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general schematic diagram of a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube according to the present invention. FIG.
2 is a configuration diagram of a condenser applied to a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube according to the present invention.
3 is a configuration diagram of a solid-liquid separator applied to a chemical washing wastewater recovery system for a steam-based boiler tube according to the present invention.
4 is a flow chart of a method for recycling chemical cleaning wastewater for a steam-based boiler tube according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 화력발전소와 같은 증기계통 보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 재생하여 화학세정액으로 재사용함으로써, 화학세정에 의한 폐수의 발생을 최소화할 수 있는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical cleaning method for a boiler tube which can minimize the generation of wastewater by chemical cleaning by recycling chemical cleaning wastewater used for removing scale of a steam boiler tube such as a thermal power plant and reusing it as a chemical cleaning liquid To a system and method for recovering wastewater.

도 1은 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 대한 전체적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general block diagram of a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube according to the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템은 진공증발 농축기(10), 반응제 공급기(20), 암모니아 회수기(30), 제1 반응기(40), 진공펌프(50), 응축기(60), 제2 반응기(70), 고액 분리기(80) 및 열교환기(90)를 포함하여 구성된다.1, a chemical washing wastewater recovery system for a steam boiler tube according to the present invention includes a vacuum evaporator 10, a reactant supply unit 20, an ammonia recovery unit 30, a first reactor 40, A vacuum pump 50, a condenser 60, a second reactor 70, a solid-liquid separator 80 and a heat exchanger 90.

또한, 상기 구성에서 폐수를 이송하거나 순환시키기 위한 제1 내지 제3 펌프(P1, P2, P3)가 구성된다.Further, the first to third pumps P1, P2, and P3 are configured to transfer or circulate the wastewater in the above configuration.

진공증발 농축기(10)는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수를 진공/증발시켜 농축하는 것으로서, 보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 제1 펌프(P1)로부터 공급받아 농축한다.The vacuum evaporation concentrator 10 concentrates the chemical washing wastewater for the steam boiler tube by vacuum / evaporation, and supplies the chemical washing wastewater used for removing the scale of the boiler tube from the first pump P1 and concentrates it.

증기계통 보일러 튜브의 내측면에 생성된 스케일을 제거하기 위해 사용되는 화학세정제는 일반적으로 암모늄-EDTA(NH4-EDTA)가 사용된다.Ammonium-EDTA (NH 4 -EDTA) is generally used as the chemical cleaner used to remove the scale produced on the inner side of the steam system boiler tube.

즉, 상기 튜브에 화학세정제를 주입하여, 90℃±5의 온도와 유속 0.2 ~ 0.8 m/sec의 조건하에서 20 시간 이상 동안 순환 또는 역순환시켜 화학세정을 실시하게 되면, 화학세정제가 튜브 내측면에 형성된 스케일(금속 산화물)과 반응하여 금속 산화물이 튜브 내측면에서 탈리되게 된다.That is, when a chemical cleaning agent is injected into the tube and the chemical cleaning is performed by circulating or reversing the circulation for 20 hours or more at a temperature of 90 ° C ± 5 and a flow rate of 0.2-0.8 m / sec, (Metal oxide) formed on the inner surface of the tube so that the metal oxide is desorbed from the inner side of the tube.

이때, 화학세정제와 스케일(금속 산화물) 중 철, 마그네슘 및 구리의 화학 반응식은 다음의 화학식 1과 같다.At this time, the chemical reaction formula of iron, magnesium and copper in the chemical cleaning agent and scale (metal oxide) is represented by the following chemical formula 1.

화학식 1)(1)

Figure 112017047551318-pat00001
Figure 112017047551318-pat00001

즉, 화학세정제는 고온의 온도에서 금속 산화물과 반응하여 금속 산화물을 튜브 내측면에서 탈리시키고, 세정이 완료되면 화학세정액은 금속 산화물이 포함된 화학세정폐수가 된다.That is, the chemical cleaning agent reacts with the metal oxide at a high temperature to desorb the metal oxide from the inner side of the tube, and when the cleaning is completed, the chemical cleaning liquid becomes the chemical cleaning wastewater containing the metal oxide.

세정에 따라 발생된 화학세정폐수는 제1 펌프(P1)에 의해 진공증발 농축기(10)로 공급되게 된다.The chemical cleaning wastewater generated by the cleaning is supplied to the vacuum evaporation concentrator 10 by the first pump P1.

이때, 상기 제1 펌프(P1)의 펌핑에 의해 진공증발 농축기(10)로 공급된 화학세정폐수는 진공증발 농축기(10)의 내측 상부에 설치된 분사노즐(11)을 통해 공급되게 된다.At this time, the chemical washing wastewater supplied to the vacuum evaporation concentrator 10 by the pumping of the first pump P1 is supplied through the injection nozzle 11 installed in the upper part of the inside of the vacuum evaporation concentrator 10.

즉, 상기 진공증발 농축기(10)로 공급된 화학세정폐수에는 소정의 물이 포함되어 있으나, 화학세정폐수 자체의 열과 분사노즐(11)을 통해 분사됨에 의해서 화학세정폐수에 포함된 물의 일부는 증발하게 된다.That is, the chemical cleaning wastewater supplied to the vacuum evaporation concentrator 10 contains predetermined water. However, since the chemical cleaning wastewater is sprayed through the nozzle and the heat of the chemical cleaning wastewater, a part of the water contained in the chemical cleaning wastewater is evaporated .

이때, 상기 진공증발 농축기(10)의 내부 압력이 대기압보다 상대적으로 낮으며, 화학세정폐수에 포함된 물의 증발은 더욱 활발히 이루어지게 된다.At this time, the internal pressure of the vacuum evaporator (10) is relatively lower than the atmospheric pressure, and the water contained in the chemical washing wastewater is more actively evaporated.

따라서, 상기 진공증발 농축기(10)의 내부는 진공상태를 유지하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the inside of the vacuum evaporator 10 may be configured to maintain a vacuum state.

여기서, 증발되는 수분을 포집하여 제거하기 위해 미스트 제거기(12)가 상기 진공증발 농축기(10)의 내부에 설치된다.Here, a mist eliminator 12 is installed inside the vacuum evaporator 10 in order to collect and remove moisture to be evaporated.

미스트 제거기(12)는 증발에 의해 발생된 수분 및 먼지를 포함한 불순물을 제거하는 것으로서, 상기 분사노즐(11)보다 높은 위치에 설치되게 된다.The mist eliminator 12 removes impurities including moisture and dust generated by evaporation, and is installed at a position higher than the spray nozzle 11. [

이에 따라, 상기 진공증발 농축기(10)로 공급된 화학세정폐수는 자체의 열, 진공 및 분사 등의 작용에 의해 농축된다.Accordingly, the chemical cleaning wastewater supplied to the vacuum evaporation concentrator 10 is concentrated by the action of heat, vacuum, spray, or the like.

반응제 공급기(20)는 상기 진공증발 농축기(10)로 제1 반응제를 공급하는 것으로서, 화학세정제로 사용된 EDTA가 튜브 내측면의 스케일과 미반응에 의해 잔존하는 EDTA를 금속-EDTA 착물로 변화시키기 위한 것이다. 이때, 상기 제1 반응제는 마그네슘 산화물로 이루어진다.The reactant supply unit 20 supplies the first reactant to the vacuum evaporation concentrator 10, wherein EDTA used as a chemical cleaning agent is removed from the scale of the inner side of the tube by EDTA as a metal-EDTA complex To change. At this time, the first reactant is made of magnesium oxide.

이때, 상기 마그네슘 산화물은 산화마그네슘(MgO) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 중에서 선택된 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The magnesium oxide may be one selected from magnesium oxide (MgO) or magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), or a mixture thereof.

여기서, 상기 화학세정폐수에 포함된 미반응 EDTA와 마그네슘 산화물과의 화학 반응식은 다음의 화학식 2와 같다.Here, the chemical reaction formula between unreacted EDTA and magnesium oxide contained in the chemical washing wastewater is represented by the following chemical formula (2).

화학식 2)(2)

Figure 112017047551318-pat00002
Figure 112017047551318-pat00002

상기 화학식 2를 참조하면, 화학세정폐수에 포함된 미반응 화학세정액(NH4-EDTA)은 마그네슘 산화물과 반응하여 금속-EDTA 착물인 마그네슘-EDTA(Mg-EDTA)와 암모니아(NH3) 및 물(H2O)로 변환된다. 이때, 암모니아(NH3)는 가스 형태로 변환되게 된다.The unreacted chemical cleaning solution (NH 4 -EDTA) contained in the chemical cleaning wastewater reacts with the magnesium oxide to form magnesium-EDTA (Mg-EDTA), ammonia (NH 3 ), and water (H 2 O). At this time, ammonia (NH 3 ) is converted into a gas form.

암모니아 회수기(30)는 상기 반응제 공급기(20)에 의해서 공급된 마그네슘 산화물에 의해 상기 진공증발 농축기에서 발생된 암모니아를 회수하는 기능을 수행한다.The ammonia recovery unit 30 recovers the ammonia generated in the vacuum evaporation concentrator by the magnesium oxide supplied by the reactant supply unit 20.

즉, 화학식 2에 따라 상기 진공증발 농축기(10)에서 농축된 화학세정폐수에 마그네슘 산화물을 공급하게 되면 화학세정폐수와 마그네슘 산화물이 반응하여 암모니아(NH3) 가스를 발생시키게 되는 데, 이 암모니아(NH3) 가스에는 다른 물질의 기체도 포함되어 있다.That is, when the magnesium oxide is supplied to the chemical washing wastewater concentrated in the vacuum evaporator 10 according to the formula (2), the chemical washing wastewater reacts with the magnesium oxide to generate ammonia (NH 3 ) gas. NH 3 ) gas contains gases of other substances.

상기 암모니아 회수기(30)는 상기 진공증발 농축기(10)의 기체를 흡인하여 암모니아(NH3)를 회수하게 된다.The ammonia recovery unit 30 sucks the gas of the vacuum evaporation concentrator 10 to recover ammonia (NH 3 ).

제1 반응기(40)는 상기 암모니아 회수기에서 회수된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 기능을 수행한다.The first reactor 40 performs a function of reacting the ammonia recovered in the ammonia recovery unit with EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) to produce a metal-EDTA detergent.

상기 EDTA(C10H16N2O8)는 4개의 카르복실산염과 2개의 아민기로 구성되어 있는 화합물로서, 거의 모든 금속이온과 여러 개의 리간드가 배위결합하는 수용성 킬레이트(chelate)를 만들어 낼 수 있다. 이때, 킬레이트는 2개 또는 그 이상의 배위결합된 배위원자를 갖고, 배위원자를 둘러싸도록 고리구조를 가진 화합물을 의미한다.The EDTA (C 10 H 16 N 2 O 8 ) is a compound composed of four carboxylic acid salts and two amine groups, which can form a water-soluble chelate in which almost all metal ions and several ligands are coordinated to each other have. Here, the chelate means a compound having two or more coordinated coordinating atoms and having a ring structure to surround coordination atoms.

이에 따라, 상기 암모니아와 EDTA가 결합하여 반응하면 암모늄-EDTA(NH4-EDTA)가 생성되게 된다.Accordingly, ammonium-EDTA (NH 4 -EDTA) is produced when ammonia and EDTA are combined and reacted.

여기서, 상기 제1 반응기(40)에는 암모니아와 EDTA의 반응을 활성화시키기 위한 교반기(41)가 구비된다.Here, the first reactor (40) is provided with a stirrer (41) for activating the reaction between ammonia and EDTA.

상기 교반기(41)는 모터 및 임펠러(impeller)를 포함하여 구성될 수 있으며, 설계조건에 따라 상기 모터는 정역회전이 가능한 것으로 구성될 수 있다. 즉, 정역회전이 가능한 모터를 사용함에 따라 상기 임펠러를 정회전과 역회전으로 구동시켜서 잔존하는 알칼리수용액과 공급된 알칼리수용액 및 물을 고르게 교반 혼합되도록 구성될 수 있다.The stirrer 41 may include a motor and an impeller, and the motor may be configured to be capable of normal / reverse rotation according to design conditions. That is, by using a motor capable of normal / reverse rotation, the impeller can be driven by normal rotation and reverse rotation so that the remaining alkali aqueous solution, the supplied aqueous alkali solution, and water are stirred and mixed evenly.

바람직하게, 상기 교반기(41)는 상기 EDTA가 투입되는 시점과 비투입 시점에 구동속도를 달리하여 운전되도록 구성될 수 있다.The agitator 41 may be configured to operate at a different driving speed from a point of time when the EDTA is introduced and a point of time when the EDTA is not inserted.

예를 들어, 통상적인 반응시에는 정회전과 역회전을 교번하면서 100 ~ 300rpm으로 회전되도록 하여 혼합되도록 하고, 상기 EDTA가 투입되는 시점에서 상기 교반기(41)의 구동속도는 수용된 EDTA와 공급되는 암모니아가 교반될 수 있는 정도인 500 ~ 800rpm으로 회전되도록 구성될 수 있다.For example, in a typical reaction, the mixture is mixed while being rotated at 100 to 300 rpm while alternating between forward rotation and reverse rotation. When the EDTA is introduced, the driving speed of the agitator 41 is controlled by the supplied EDTA and ammonia May be rotated at 500 to 800 rpm to such an extent that the stirring can be performed.

또한, 상기 제1 반응기(40)에 공급되는 암모니아는 상기 제1 반응기(40)의 하부측에 공급되도록 하여 공급된 암모니아가 상기 제1 반응기(40)에 수용된 EDTA와 직접적으로 접촉하도록 구성될 수 있다.The ammonia supplied to the first reactor 40 may be supplied to the lower side of the first reactor 40 so that the supplied ammonia may be directly contacted with the EDTA contained in the first reactor 40 have.

상기 제1 반응기(40)에서 생성된 암모늄-EDTA는 화학세정제로 사용된다.The ammonium-EDTA produced in the first reactor 40 is used as a chemical cleaner.

즉, 튜브 내측면의 스케일 세정에 사용된 화학세정제인 암모늄-EDTA(NH4-EDTA)는 진공증발 농축기(10), 반응제 공급기(20), 암모니아 회수기(30) 및 제1 반응기(40)를 거치면서 재생되게 된다.That is, ammonium-EDTA (NH 4 -EDTA), which is a chemical cleaning agent used for scale cleaning on the inner side of the tube, is connected to the vacuum evaporator 10, the reactant supplier 20, the ammonia collector 30, and the first reactor 40, And then reproduced.

진공펌프(50)는 상기 진공증발 농축기(10)의 내부를 대기압보다 상대적으로 낮은 기압인 부압 상태로 유지하기 위한 것으로서, 상기 암모니아 회수기(30)와 연결되어 공기의 흡입에 의해 상기 진공증발 농축기(10) 내부를 부압 상태로 유지되게 한다.The vacuum pump 50 is for maintaining the inside of the vacuum evaporator 10 at a negative pressure which is relatively lower than the atmospheric pressure. The vacuum pump 50 is connected to the ammonia collector 30 and is connected to the vacuum evaporator 10) to keep the inside of negative pressure.

즉, 상기 진공증발 농축기(10)의 내부 기체는 진공펌프(50)의 동작에 따라 암모니아 회수기(60)를 거처 펌핑되어 배기되게 된다.That is, the internal gas of the vacuum evaporator 10 is pumped and discharged through the ammonia collector 60 according to the operation of the vacuum pump 50.

이때, 상기 진공펌프(50)의 동작에 따라 상기 암모니아 회수기(30)로 유입되는 기체에는 암모니아(NH3)를 포함한 다른 물질의 기체도 포함되어 있으며, 고온의 열에너지를 가지고 있다.At this time, depending on the operation of the vacuum pump 50, the gas flowing into the ammonia collecting device 30 also contains gas of other materials including ammonia (NH 3 ), and has a high thermal energy.

이에, 고온의 열에너지를 응축하기 위한 구성이 요구된다.Therefore, a construction for condensing high-temperature thermal energy is required.

응축기(60)는 상기 암모니아 회수기(30)와 상기 진공펌프(50) 사이에 설치되어, 상기 진공펌프(50)에 의해 유입되는 공기를 응축하여 응축수를 발생시키는 기능을 수행한다.The condenser 60 is installed between the ammonia collector 30 and the vacuum pump 50 and functions to condense the air introduced by the vacuum pump 50 to generate condensed water.

도 2는 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 응축기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a schematic view showing the construction of a condenser applied to a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube according to the present invention.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 응축기(60)는 기체를 이송하고 지그재그로 절곡되어 설치되는 이송관(61), 상기 이송관에 직각으로 배치되는 방열핀(62), 상기 이송관(61)의 하부측 절곡부에 응축된 응축수를 배출하는 응축수 배출관(63), 내부로 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(64) 및 유입된 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(65)를 포함하여 구성된다.2, a condenser 60 applied to the chemical cleaning wastewater recovery system for a steam boiler tube according to the present invention includes a transfer pipe 61 that is installed in a zigzag fashion to transfer a gas, A condensed water discharge pipe 63 for discharging the condensed water condensed in the lower side bending portion of the transfer pipe 61, a cooling water inlet 64 for flowing the cooling water into the inside thereof, And a cooling water outlet 65.

즉, 상기 응축기(60)의 내부에는 고온의 열에너지를 가진 기체를 이송시키는 이송관(61)이 지그재그로 배치되고, 상기 이송관 주변으로는 냉각수가 유동되게 구성된다. 이에 따라, 기체가 상기 이송관(61)을 통해 유동되면서 응축되어 액체로 변환되고, 변환된 액체는 응축수 배출관(63)을 통해 배출된다.That is, in the condenser 60, a transfer pipe 61 for transferring a gas having a high thermal energy is disposed in a zigzag manner, and cooling water flows around the transfer pipe. Thus, the gas is condensed while being flowed through the transfer pipe (61) to be converted into liquid, and the converted liquid is discharged through the condensed water discharge pipe (63).

한편, 상기 화학식 1 및 2를 참조하면, 진공증발 농축기(10)의 내부에서는 세정시 금속 스케일과 반응된 금속-EDTA 착물인 Fe-EDTA, Mg-EDTA 및 Cu-EDTA와 제1 반응제와 미반응 EDTA가 반응하여 생성된 금속-EDTA 착물(Mg-EDTA)이 생성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, in the vacuum evaporator 10, Fe-EDTA, Mg-EDTA, and Cu-EDTA, which are metal-EDTA complexes reacted with metal scale during cleaning, Reaction EDTA is reacted to produce the resulting metal-EDTA complex (Mg-EDTA).

여기서, 상기 진공증발 농축기(10)의 내부에는 세정시 금속 스케일과 반응된 Mg-EDTA와 Cu-EDTA는 극히 소량이나, 세정시 발생된 Fe-EDTA와 미반응된 EDTA를 제1 반응제와의 혼합에 의해 생성된 Mg-EDTA는 다량 포함되어 있다.In the vacuum evaporator 10, Mg-EDTA and Cu-EDTA reacted with the metal scale at the time of cleaning are very small, but the unreacted EDTA and Fe-EDTA generated during the washing are mixed with the first reactant A large amount of Mg-EDTA produced by mixing is included.

이에, 생성된 상기 금속-EDTA 착물(Fe-EDTA, Mg-EDTA)을 처리하기 위한 구성이 필요하다.Thus, a construction for treating the resulting metal-EDTA complex (Fe-EDTA, Mg-EDTA) is required.

제2 반응기(70)는 상기 진공증발 농축기(10)에 의해서 공급된 금속-EDTA 착물을 공급받고, 공급받은 상기 금속-EDTA 착물과 가성소다(NaOH)를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성한다.The second reactor 70 is supplied with the metal-EDTA complex supplied by the vacuum evaporator 10 and reacts the supplied metal-EDTA complex with caustic soda (NaOH) to produce an insoluble metal-EDTA .

이때, 상기 진공증발 농축기(10)의 금속-EDTA 착물은 액체형태로 존재하므로, 펌프(P2)의 펌핑동작에 의해서 상기 제2 반응기(70)에 공급된다.At this time, the metal-EDTA complex of the vacuum evaporator 10 is in a liquid form and is supplied to the second reactor 70 by the pumping operation of the pump P2.

상기 금속-EDTA 착물(Fe-EDTA, Mg-EDTA)과 가성소다(NaOH)가 화학 반응을 하게 되면 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)이 생성된다.When the metal-EDTA complex (Fe-EDTA, Mg-EDTA) and caustic soda (NaOH) are chemically reacted, insoluble metal-EDTA and water (H 2 O) are produced.

이때, 상기 난용성 금속-EDTA는 NaFe-EDTA 및 NaMg-EDTA이며, 고체 상태로 존재하게 된다.At this time, the poorly soluble metal-EDTA is NaFe-EDTA and NaMg-EDTA and exists in a solid state.

상기 제1 반응기(40)와 마찬가지로 상기 제2 반응기(70)에도 교반기(71)가 설치될 수 있다.Like the first reactor 40, an agitator 71 may be installed in the second reactor 70.

고액 분리기(80)는 상기 제2 반응기(70)에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하여 배출시키는 것으로서, 도 3은 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 고액 분리기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.The solid-liquid separator 80 separates and discharges the poorly soluble metal-EDTA and water (H 2 O) generated in the second reactor 70, and FIG. 3 is a schematic diagram of the chemical- Liquid separator applied to the regeneration system according to the present invention.

이때, 상기 제2 반응기(70)에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)은 제3 펌프(P3)의 펌핑동작에 의해서 상기 고액 분리기(80)로 공급된다.At this time, the poorly soluble metal-EDTA and water (H 2 O) generated in the second reactor 70 are supplied to the solid-liquid separator 80 by the pumping operation of the third pump P3.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템에 적용된 고액 분리기(80)는 사각형상으로 구성되어 고정프레임에 설치되는 진동체(81), 상기 진동체(81) 하부에 위치되어 진동을 발생시키고 발생된 진동을 상기 진동체(81)에 전달하는 진동기(82), 상기 진동기(82)로부터 전달된 진동에 의해 유입된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하여 배출할 수 있도록 하측 방향으로 경사지게 배치되며, 그 면상에 다수의 배수공이 천공된 진동스크린(83), 상기 진동스크린(83) 하부에 밀착되되 상기 진동체(81)에 일체로 설치되어 진동되는 진공챔버(84), 상기 진동스크린(83)의 하부측 선단에 설치되어 난용성 금속-EDTA가 배출되는 배출관(85), 상기 진동스크린(83)의 상부로 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)이 혼합된 고액 혼합물이 투입되는 공급관(86) 및 상기 진동스크린(83) 상부에 설치되어 세척수를 분사하는 세척노즐(87)을 포함하여 구성된다.3, the solid-liquid separator 80 applied to the chemical washing wastewater recovery system for the steam-based boiler tube according to the present invention comprises a vibrating body 81 formed in a rectangular shape and installed in a fixed frame, An oscillator 82 positioned below the oscillator 82 for generating vibration and transmitting the generated oscillation to the oscillator 81, an insoluble metal-EDTA introduced by the vibration transmitted from the oscillator 82, 2 O) the separated and obliquely downwardly arranged to discharge, integral with the vibrating body 81 doedoe plurality of drain hole is a vibrating screen perforations 83, in close contact with the lower the vibrating screen 83 to the surface A discharge tube 85 installed at the lower end of the vibration screen 83 and discharging the sparingly soluble metal-EDTA, a sparger-type metal- the EDTA and water (H 2 O) in a mixed solid-liquid mixture is introduced It is configured to include a cleaning nozzle 87 for spraying the wash water feed pipe provided at the upper 86 and the vibrating screen (83).

이때, 상기 세척노즐(87)에서 분사되는 세척수로는 상기 응축기(60)에서 응축되어 배출되는 응축수가 사용될 수 있다.As the washing water sprayed from the washing nozzle 87, condensed water condensed and discharged in the condenser 60 may be used.

이와 같이, 상기 고액 분리기(80)를 통해 분리된 난용성 금속-EDTA인 NaFe-EDTA 및 NaMg-EDTA는 화력 보일러의 황화부식 방지제 또는 클링커 방지제로 사용될 수 있는 장점이 있다.Thus, the weakly soluble metal-EDTA NaFe-EDTA and NaMg-EDTA separated through the solid-liquid separator 80 can be used as a sulfidation corrosion inhibitor or a clinker inhibitor in a thermal power boiler.

아울러, 본 발명에서는 고온으로 가열된 화학세정수로 튜브 내측면을 세정하고, 세정에 따라 발생되는 화학세정폐수를 바로 재생하도록 구성됨에 따라 상기 진공증발 농축기(10)에 유입되는 화학세정폐수는 80℃±5의 범위의 열을 가지고 있다.In the present invention, the inner surface of the tube is cleaned with the chemical washing water heated to a high temperature, and the chemical washing wastewater generated in accordance with the washing is immediately regenerated. Therefore, the chemical washing wastewater flowing into the vacuum evaporation concentrator (10) Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 5 C. &lt; / RTI &gt;

그러나 동절기 또는 폐수의 이송에 따라 화학세정폐수의 온도가 저하되는 경우, 화학세정폐수에 포함된 물의 증발을 기대하기 어렵게 된다.However, when the temperature of the chemical washing wastewater is lowered due to the transportation of the winter season or the wastewater, it is difficult to expect the water contained in the chemical washing wastewater to evaporate.

이에, 진공증발 농축기(10)의 내부 온도를 일정 수준으로 유지하기 위해 열교환기(90)가 설치된다.A heat exchanger (90) is installed to maintain the internal temperature of the vacuum evaporator (10) at a certain level.

상기 열교환기(90)는 상기 진공증발 농축기(10)의 내부 온도를 검출하고, 검출된 내부 온도가 75℃ 미만으로 저하되는 경우 동작하여 상기 진공증발 농축기(10)의 내부 온도를 75℃ 이상으로 유지시키는 기능을 수행한다.The heat exchanger 90 detects the internal temperature of the vacuum evaporation concentrator 10 and operates when the detected internal temperature falls below 75 캜 so that the internal temperature of the vacuum evaporation concentrator 10 is maintained at 75 캜 or higher .

상기와 같은 구성을 통해 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법에 대하여 설명한다.The chemical cleaning wastewater regeneration method for the steam-based boiler tube will be described with the above-described structure.

도 4는 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법에 대한 흐름도이다.4 is a flow chart of a method for regenerating chemical cleaning wastewater for a steam-based boiler tube according to the present invention.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법은 화학세정폐수 농축단계(S10), 제1 반응단계(S20), 재생단계(S30), 제2 반응단계(S40) 및 고액분리단계(S50)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, the chemical cleaning wastewater reclamation method for steam-based boiler tubes according to the present invention includes a chemical washing wastewater concentration step S10, a first reaction step S20, a regeneration step S30, (S40) and a solid-liquid separation step (S50).

1. 화학세정폐수 농축단계(S10)1. Chemical cleaning wastewater concentration step (S10)

화학세정폐수 농축단계(S10)는 보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 소정의 온도로 유지되는 상태에서 농축하는 단계이다.The chemical cleaning wastewater concentration step S10 is a step of concentrating the chemical cleaning wastewater used for removing the scale of the boiler tube, while maintaining the predetermined temperature.

이때, 상기 화학세정폐수의 농축은 상기 화학세정폐수에 포함된 수분을 증발시키는 것으로서, 진공상태에서 이루어질 수 있다. 또한, 증발시 상기 화학세정폐수가 가지는 열원을 이용하여 증발되도록 구성될 수 있다.At this time, the concentration of the chemical washing wastewater is performed in a vacuum state to evaporate water contained in the chemical washing wastewater. In addition, the chemical cleaning wastewater may be evaporated when the chemical wastewater is evaporated.

2. 제1 반응단계(S20)2. First reaction step (S20)

제1 반응단계(S20)는 상기 화학세정폐수 농축단계에서 농축된 화학세정폐수에 마그네슘 산화물을 혼합하는 암모니아를 생성하는 단계이다.The first reaction step (S20) is a step of producing ammonia which mixes the magnesium oxide with the chemical cleaning wastewater concentrated in the chemical washing wastewater concentration step.

상기 화학세정폐수에는 튜브 내측면의 스케일과 반응하지 않은 미반응된 EDTA가 존재하게 된다. The chemically cleaned wastewater will have unreacted EDTA that does not react with the scale on the side of the tube.

즉, 상기 화학세정폐수에는 세정에 따라 발생된 금속-EDTA 착물(Fe-EDTA)과 미반응의 암모늄-EDTA(NH4-EDTA)가 존재한다.That is, a metal-EDTA complex (Fe-EDTA) generated in accordance with the washing and an unreacted ammonium-EDTA (NH 4 -EDTA) are present in the chemical washing wastewater.

이때, 미반응의 암모늄-EDTA(NH4-EDTA)는 투입된 마그네슘 산화물과 반응하여 금속-EDTA 착물(Mg-EDTA)과 암모니아를 생성한다.At this time, unreacted ammonium-EDTA (NH 4 -EDTA) reacts with the charged magnesium oxide to produce a metal-EDTA complex (Mg-EDTA) and ammonia.

3. 재생단계(S30)3. Playback step (S30)

재생단계(S30)는 상기 제1 반응단계(S20)에서 생성된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 단계이다.The regeneration step S30 is a step of reacting the ammonia produced in the first reaction step S20 with ethylenediamine tetracetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA detergent.

즉, 암모니아(NH3)와 EDTA를 반응시켜 암모늄-EDTA가 생성되고, 생성된 암모늄-EDTA는 회학세정제로 사용된다.That is, ammonium-EDTA is produced by reacting ammonia (NH 3 ) with EDTA, and the resulting ammonium-EDTA is used as a detergent for cleaning.

4. 제2 반응단계(S40)4. Second reaction step (S40)

제2 반응단계(S40)는 상기 제1 반응단계(S20)에서 생성된 금속-EDTA 착물과 가성소다를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성하는 단계이다.The second reaction step (S40) is a step of reacting the metal-EDTA complex produced in the first reaction step (S20) with caustic soda to produce refractory metal-EDTA.

스케일 제거 또는 마그네슘 산화물과 반응한 금속-EDTA 세정제는 금속-EDTA 착물(Fe-EDTA, Mg-EDTA)을 생성한다.Metal-EDTA cleaners that have been de-scaled or reacted with magnesium oxide produce metal-EDTA complexes (Fe-EDTA, Mg-EDTA).

상기 금속-EDTA 착물(Fe-EDTA, Mg-EDTA)은 가성소다(NaOH)와 화학 반응하여 난용성 금속-EDTA를 생성한다. 이때, 상기 난용성 금속-EDTA는 NaFe-EDTA 및 NaMg-EDTA이고, 고체 상태로 존재하게 된다.The metal-EDTA complex (Fe-EDTA, Mg-EDTA) chemically reacts with caustic soda (NaOH) to produce an insoluble metal-EDTA. At this time, the poorly soluble metal-EDTA is NaFe-EDTA and NaMg-EDTA and is present in a solid state.

5. 고액분리단계(S50)5. Solid-liquid separation step (S50)

고액분리단계(S50)는 상기 제2 반응단계(S40)에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하는 단계이다.Solid-liquid separation step (S50) is a step of separating the insoluble metal -EDTA and water (H 2 O) produced in the second reaction step (S40).

상기 고액분리(S50)에 따라 분리된 NaFe-EDTA 및 NaMg-EDTA는 화력 보일러의 황화부식 방지제 또는 클링커 방지제로 사용될 수 있다.Separation of NaFe-EDTA and NaMg-EDTA according to the solid-liquid separation (S50) can be used as a sulphide corrosion inhibitor or a clinker inhibitor in a thermal power boiler.

본 발명에 의하면, 물리적 또는 화학적으로 폐기되는 화학세정폐수를 재사용함으로써, 환경오염을 방지할 수 있고 자원을 재활용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that environmental pollution can be prevented and resources can be recycled by reusing chemical cleaning wastewater physically or chemically discarded.

또한, 화학세정폐수의 자체 고온을 이용함에 따라 화학세정폐수의 재생에 따른 외부 열원의 공급을 감소시킬 수 있으므로, 재생에 따른 비용을 절감할 수 있고, 재생시 발생되는 부산물을 원료로 활용할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the use of the high temperature of the chemical cleaning wastewater can reduce the supply of external heat source due to the regeneration of the chemical cleaning wastewater, the cost for regeneration can be reduced and the byproduct generated during the regeneration can be utilized as a raw material There are advantages.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 진공증발 농축기 20: 반응제 공급기
30: 암모니아 회수기 40: 제1 반응기
41: 교반기 50: 진공펌프
60: 응축기 61: 이송관
62: 방열핀 63: 응축수 배출관
64: 냉각수 유입구 65: 냉각수 배출구
70: 제2 반응기 71: 교반기
80: 고액 분리기 90: 열교환기
P1, P2, P3: 제1 내지 제3 펌프
10: Vacuum evaporation concentrator 20: Reactant feeder
30: Ammonia recoverer 40: First reactor
41: stirrer 50: vacuum pump
60: condenser 61: transfer pipe
62: radiating fin 63: condensate discharging pipe
64: cooling water inlet 65: cooling water outlet
70: second reactor 71: stirrer
80: Solid-liquid separator 90: Heat exchanger
P1, P2, P3: first to third pumps

Claims (5)

증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수를 진공 및 증발시켜 농축하는 진공증발 농축기;
상기 진공증발 농축기에 마그네슘 산화물을 공급하는 반응제 공급기;
상기 반응제 공급기에 의해서 공급된 마그네슘 산화물에 의해 상기 진공증발 농축기에서 발생된 암모니아를 회수하는 암모니아 회수기;
상기 암모니아 회수기에서 회수된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 제1 반응기; 및
상기 암모니아 회수기와 연결되어, 공기의 흡입에 의해 상기 진공증발 농축기 내부를 부압 상태로 유지하게 하는 진공펌프;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템.
Vacuum Evaporator for Vacuum and Evaporation of Chemical Cleaning Wastewater for Steam System Boiler Tube;
A reactant supply unit for supplying magnesium oxide to the vacuum evaporator;
An ammonia recovery unit for recovering ammonia generated in the vacuum evaporator by the magnesium oxide supplied by the reactant supply unit;
A first reactor for reacting the ammonia recovered in the ammonia recovery unit with ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA cleaning agent; And
A vacuum pump connected to the ammonia recovery unit for maintaining the inside of the vacuum evaporator to be in a negative pressure state by suction of air;
Wherein the chemical cleaning wastewater recycling system for steam-based boiler tubes comprises:
청구항 1에 있어서,
상기 반응제 공급기에 의해서 공급된 마그네슘 산화물에 의해 상기 진공증발 농축기에서 생성된 금속-EDTA 착물을 공급받고, 공급받은 상기 금속-EDTA 착물과 가성소다를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성하는 제2 반응기; 및
상기 제2 반응기에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하는 고액분리기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템.
The method according to claim 1,
EDTA complex generated in the vacuum evaporation concentrator by magnesium oxide supplied by the reactant supply unit and reacting the supplied metal-EDTA complex with caustic soda to produce a refractory metal-EDTA, A reactor; And
A solid-liquid separator for separating the poorly soluble metal-EDTA and water (H 2 O) produced in the second reactor;
Further comprising: a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube.
청구항 1에 있어서,
상기 진공증발 농축기는,
내측 상부에 설치되어 상기 화학세정폐수를 분사하는 분사노즐; 및
상기 분사노즐 상부에 설치되어 그 내부에서 발생된 수분 및 고상물질을 응집하여 제거하는 미스트 제거기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템.
The method according to claim 1,
In the vacuum evaporation concentrator,
An injection nozzle installed on the inner upper side for spraying the chemical cleaning wastewater; And
A mist eliminator provided on the spray nozzle to agglomerate and remove moisture and solid matter generated therein;
Wherein the chemical cleaning wastewater recycling system for steam-based boiler tubes comprises:
청구항 1에 있어서,
상기 암모니아 회수기와 상기 진공펌프 사이에 설치되어, 상기 진공펌프에 의해 유입되는 공기를 응축하여 응축수를 발생시키는 응축기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 시스템.
The method according to claim 1,
A condenser installed between the ammonia recovery unit and the vacuum pump, for condensing the air introduced by the vacuum pump to generate condensed water;
Further comprising: a chemical cleaning wastewater recovery system for a steam-based boiler tube.
증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법에 있어서,
보일러 튜브의 스케일을 제거하는 데 사용된 화학세정폐수를 소정의 온도로 유지되는 상태에서 농축하는 화학세정폐수 농축단계;
상기 화학세정폐수 농축단계에서 농축된 화학세정폐수에 마그네슘 산화물을 혼합하는 암모니아를 생성하는 제1 반응단계;
상기 제1 반응단계에서 생성된 암모니아와 EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)를 반응시켜 금속-EDTA 세정제를 생성하는 재생단계;
상기 제1 반응단계에서 생성된 금속-EDTA 착물과 가성소다를 반응시켜 난용성 금속-EDTA를 생성하는 제2 반응단계; 및
상기 제2 반응단계에서 생성된 난용성 금속-EDTA와 물(H2O)을 분리하는 고액분리단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기계통 보일러 튜브용 화학세정폐수 재생 방법.
A method of recycling a chemical cleaning wastewater for a steam-based boiler tube,
A chemical cleaning wastewater concentration step of concentrating the chemical wastewater used to remove the scale of the boiler tube, while maintaining the chemical wastewater at a predetermined temperature;
A first reaction step of producing ammonia by mixing magnesium oxide in the chemical cleaning wastewater concentrated in the chemical washing wastewater concentration step;
A regeneration step of reacting ammonia produced in the first reaction step with ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) to produce a metal-EDTA detergent;
A second reaction step of reacting the metal-EDTA complex produced in the first reaction step with caustic soda to produce refractory metal-EDTA; And
A solid-liquid separation step of separating the poorly soluble metal-EDTA produced in the second reaction step from water (H 2 O);
Wherein the chemical cleaning wastewater recycling method for a steam-based boiler tube is performed.
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