KR101800517B1 - Wet-type Apparatus and Method for Removing Harmful Substance from Exhaust Gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배가스에 포함된 질소산화물과 황산화물에 대해 습식으로 탈질공정과 탈황공정을 병행하여 수행하기 위해, 배가스를 플라즈마 반응시켜서 배가스에 포함된 일산화질소로부터 이산화질소를 생성하는 1차 처리공정을 수행하는 플라즈마 반응부, 상기 플라즈마 반응부로부터 배출된 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정이 병행하여 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 습식반응부, 및 상기 2차 처리공정이 습식으로 수행되도록 상기 습식반응부에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급하는 첨가제 공급부를 포함하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방법에 관한 것이다.In the present invention, in order to carry out the denitrification process and the desulfurization process wet with the nitrogen oxide and the sulfur oxide contained in the exhaust gas, a primary treatment process is performed in which the exhaust gas is subjected to a plasma reaction to generate nitrogen dioxide from the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas And a secondary reaction step of performing a secondary treatment step in which a denitration step and a desulfurization step are performed in parallel with the exhaust gas discharged from the plasma reaction part, And an additive supply unit for supplying an additive in the form of an aqueous solution or a slurry to the reaction unit. The present invention also relates to a wet removal apparatus and a wet removal method for an exhaust gas.
Description
본 발명은 배가스로부터 황산화물, 질소산화물 등의 유해물질을 제거하기 위한 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing harmful substances from a flue gas and a wet removal method for removing harmful substances such as sulfur oxides and nitrogen oxides from the flue gas.
일반적으로 제철소, 발전소, 소각로 등의 사업장에서는 유해물질이 포함된 배가스가 생성된다. 예컨대, 배가스에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질이 포함되어 있다. 이러한 유해물질은 스모그(Smog), 산성비(Acid Rain), 지구온난화(Global Warming), 오존층 파괴 등의 환경문제를 야기한다. 최근에는 배가스에 포함된 유해물질로 인한 환경문제를 해결하기 위해 사업장에 대한 유해물질 배출기준이 엄격히 강화되면서, 사업장으로부터 배출되는 배가스로부터 오염물질을 제거하기 위한 기술이 활발하게 개발되고 있다.Generally, in a workplace such as a steel mill, a power plant, or an incinerator, an exhaust gas containing harmful substances is generated. For example, the exhaust gas contains harmful substances such as sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx). These harmful substances cause environmental problems such as smog, acid rain, global warming and ozone layer destruction. In recent years, in order to solve environmental problems caused by harmful substances contained in flue gas, the emission standard for harmful substances has been strictly strengthened, and technologies for removing pollutants from the exhaust gas discharged from the business sites have been actively developed.
배가스에 포함된 황산화물과 질소산화물을 제거하기 위해, 종래 기술에 따른 배가스 처리시스템은 탈황설비 및 탈질설비를 포함한다.To remove sulfur oxides and nitrogen oxides contained in the flue-gases, prior art flue-gas treatment systems include desulfurization and denitrification plants.
상기 탈황설비는 배가스로부터 황산화물을 제거하는 탈황공정을 수행한다. 가장 대표적인 탈황설비는 배연탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)를 들 수 있는데, 습식법이 주로 적용되고 있다. 습식법은 물 또는 알칼리성 용액을 흡수제로 사용하여 배가스 중의 황산화물(SOx) 등의 용해성 오염물질들을 흡수하고, 알칼리성분과 반응시켜 처리하는 방법이다. 해당 기술은 황산화물에 대한 제거효율이 90% 이상으로 높은 장점이 있으나, 탈질은 되지 않아 추가로 탈질설비가 필요한 제한사항이 있다.The desulfurization facility performs a desulfurization process to remove sulfur oxides from the exhaust gas. The most typical desulfurization equipment is FGD (Flue Gas Desulfurization), which is mainly applied by wet process. The wet method is a method in which water or an alkaline solution is used as an absorbent to absorb soluble contaminants such as sulfur oxides (SOx) in an exhaust gas, and reacted with an alkaline component. The technology has the advantage that the removal efficiency of sulfur oxides is higher than 90%, but there is a restriction that further denitrification equipment is necessary because denitrification is not performed.
상기 탈질설비는 배가스로부터 질소산화물을 제거하는 탈질공정을 수행한다. 상기 탈질설비는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 또는 SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)을 포함한다. SCR은 V2O5/TiO2 계 촉매에 환원제인 암모니아를 주입하고, 질소산화물과 반응시켜 무해한 질소 가스로 변환함으로써 배가스로부터 질소산화물을 제거한다. 그러나 SCR은 촉매 반응을 위해서는 고온의 온도(300℃)가 필요하며, 고가의 촉매를 이용하기 때문에 운영 비용이 상승하는 문제가 있다. 반면, SNCR은 고온의 배가스에 촉매없이 환원제를 직접 주입함으로써 질소산화물을 제거한다. SNCR은 촉매를 이용하지 않기 때문에 촉매에 대한 운영비용이 저렴한 장점이 있으나, 반응온도(850~1,050℃)가 높게 유지되어야 하며, 질소산화물의 제거 효율이 60% 미만으로 낮은 제한점이 있다. The denitration facility performs a denitration process for removing nitrogen oxides from the exhaust gas. The denitrification facility includes Selective Catalytic Reduction (SCR) or Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR). SCR removes nitrogen oxides from the exhaust gas by injecting ammonia, a reducing agent, into the V 2 O 5 / TiO 2 catalyst and converting it into harmless nitrogen gas by reacting with nitrogen oxides. However, SCR requires a high temperature (300 ° C) for the catalytic reaction, and there is a problem that the operating cost is increased because it uses an expensive catalyst. SNCR, on the other hand, removes nitrogen oxides by injecting a reducing agent directly into the hot exhaust gas without a catalyst. The SNCR does not use a catalyst, so it has a low operating cost for the catalyst, but the reaction temperature (850 ~ 1,050 ℃) must be kept high and the removal efficiency of nitrogen oxide is lower than 60%.
이와 같은 종래 기술에 따른 배가스 처리시스템은 상기 탈황설비와 상기 탈질설비로 구분되어 설치됨으로써, 배가스로부터 황산화물과 질소산화물을 제거하였다. 이와 같이 탈황설비와 탈질설비를 각각 설치되고 운영됨에 따라, 종래 기술은 운영상의 비효율성이 증가한다. 일례로 탈질의 경우 높은 온도가 필요하므로 승온의 과정을 거치게 되는 반면, 탈황의 경우는 습식공정의 특성으로 인해 배가스의 온도가 낮은 상태에서 운전되는데, 이 과정에서 에너지의 손실이 발생하게 된다. 그리고 탈질과 탈황의 효율적 운전에 필요한 배가스의 조건이 서로 상이하고, 독립된 기술이 적용되기 때문에 각각의 운전 조건이 상호 제거 효율에 악영향을 미치는 경우도 발생한다.The conventional flue gas treating system is divided into the desulfurization facility and the denitrification facility to remove sulfur oxides and nitrogen oxides from the flue gas. As the desulfurization facility and the denitrification facility are respectively installed and operated as described above, the conventional technology has increased operational inefficiency. For example, in the case of denitrification, a high temperature is required, so that the process goes through a temperature increase. In the case of desulfurization, the flue gas is operated at a low temperature due to a wet process characteristic. Since the exhaust gas conditions required for the efficient operation of denitrification and desulfurization are different from each other and independent technologies are applied, there are cases where the respective operating conditions adversely affect the mutual removal efficiency.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 배가스로부터 황산화물과 질소산화물을 동시에 제거할 수 있는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방법을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a device for removing harmful substances from a flue gas and a wet removal method for removing sulfur oxide and nitrogen oxides from the flue gas simultaneously.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention includes the following configuration.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치는 배가스에 포함된 질소산화물과 황산화물에 대해 습식으로 탈질공정과 탈황공정을 병행하여 수행하기 위해, 배가스를 플라즈마 반응시켜서 배가스에 포함된 일산화질소로부터 이산화질소를 생성하는 1차 처리공정을 수행하는 플라즈마 반응부; 상기 플라즈마 반응부에 연결되고, 상기 플라즈마 반응부로부터 배출된 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정이 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 습식반응부; 및 상기 2차 처리공정이 습식으로 수행되도록 상기 습식반응부에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급하는 첨가제 공급부를 포함할 수 있다.In order to perform the denitrification process and the desulfurization process in combination with the nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the exhaust gas, the exhaust gas is subjected to a plasma reaction to remove the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas from the nitrogen monoxide A plasma reaction unit for performing a primary treatment process for generating nitrogen dioxide; A wet reaction unit connected to the plasma reaction unit and performing a secondary treatment process in which the exhaust gas discharged from the plasma reaction unit is subjected to a denitration process and a desulfurization process; And an additive supply unit for supplying an aqueous solution or an additive in a slurry state to the wet reaction unit such that the secondary treatment process is performed in a wet manner.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 배가스에 포함된 일산화질소로부터 이산화질소를 생성하는 1차 처리공정이 수행하도록 배가스를 플라즈마 반응시키는 단계; 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급하는 단계; 및 상기 첨가제를 이용하여 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정이 병행하여 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A method for removing harmful substances from an exhaust gas according to the present invention comprises: plasma-reacting an exhaust gas to perform a primary treatment process for producing nitrogen dioxide from nitrogen monoxide contained in an exhaust gas; Supplying an additive in an aqueous solution state or a slurry state to an exhaust gas passed through the primary treatment step; And performing a secondary treatment process in which a denitration process and a desulfurization process are performed in parallel with the exhaust gas that has undergone the primary treatment process using the additive in a wet process.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 이룰 수 있다.According to the present invention, the following effects can be achieved.
본 발명은 하나의 습식 처리 설비를 통해 탈질공정 및 탈황공정을 수행할 수 있도록 구현됨으로써, 설치면적의 규모를 줄여서 부지면적에 대한 제약을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라 유해물질에 대한 처리 설비를 구축하는데 드는 구축비용을 줄일 수 있다.The present invention is implemented to perform a denitration process and a desulfurization process through a single wet processing facility, thereby reducing the size of the installation area, thereby alleviating the restriction on the site area and constructing a treatment facility for harmful substances Can reduce the construction cost.
본 발명은 탈질공정을 습식으로 수행하도록 구현됨으로써, 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비에 대한 개조를 통해 탈질탈황설비를 구축할 수 있으므로, 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비를 재사용하여 구축비용을 더 줄일 수 있다.Since the present invention is implemented to perform the denitrification process in a wet manner, it is possible to construct a desulfurization desulfurization facility through remodeling of the existing desulfurization desulfurization facility, so that the existing desulfurization desulfurization facility can be reused, Can be reduced.
본 발명은 배가스 온도 이하에서 탈질공정 및 탈황공정을 병행하여 습식으로 수행할 수 있도록 구현됨으로써, 승온 과정 및 승온 설비를 생략할 수 있으므로 구축비용을 더 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 승온을 위한 연료 소모가 없으므로 에너지 절감을 통해 운영비용을 줄일 수 있다.The present invention can be carried out in a wet manner by performing the denitration process and the desulfurization process simultaneously at the exhaust gas temperature and below, thereby omitting the temperature raising process and the temperature raising device, so that the construction cost can be further reduced, Because there is no energy savings, operating costs can be reduced.
본 발명은 질소산화물을 용해성이 높은 이산화질소로 전환하므로, 탈질공정을 탈황공정과 함께 병행하여 습식으로 수행함에도 높은 탈질효율을 구현할 수 있다.Since the present invention converts nitrogen oxide into nitrogen dioxide having high solubility, high denitrification efficiency can be achieved even if the denitration process is performed in combination with the desulfurization process and wet.
본 발명은 동일 운전 조건에서 습식으로 탈질공정 및 탈황공정을 모두 수행할 수 있도록 구현됨으로써, 탈질 공정 및 탈황공정 각각에 대해 다른 운전 조건을 적용할 경우에 나타나는 비효율성 및 부작용을 줄일 수 있다.The present invention can be implemented to perform both the denitrification process and the desulfurization process in a wet manner under the same operating conditions, thereby reducing inefficiency and side effects that are caused when different operating conditions are applied to each of the denitrification process and the desulfurization process.
도 1은 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치의 블록도
도 3은 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법의 개략적인 순서도1 is a schematic view of a device for removing harmful substances from a waste gas according to the present invention
2 is a block diagram of an apparatus for removing harmful substances from a waste gas according to the present invention
3 is a schematic flowchart of a method for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention
이하에서는 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a device for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치의 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스로부터 유해물질을 제거하기 위한 것이다. 상기 배가스 발생원(10)은 제철소, 발전소, 소각로 등일 수 있다. 예컨대, 상기 배가스 발생원(10)은 제철소에서 철광석을 고로 등에 장입하기 쉬운 괴상의 형태로 가공하기 위한 소결공정이 이루어지는 소결설비일 수 있다. 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스에는 유해물질로 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)이 포함되어 있다.1 and 2, an
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 배가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물에 대해 습식으로 탈질공정과 탈황공정을 병행하여 수행함으로써 배가스로부터 유해물질을 제거한 후에, 유해물질이 제거된 배가스가 스택(20)을 통해 대기로 방출되도록 한다.The
이를 위해, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 배가스를 플라즈마 반응시켜서 1차 처리공정을 수행하는 플라즈마 반응부(2), 첨가제를 공급하는 첨가제 공급부(3), 및 상기 플라즈마 반응부(2)로부터 배출된 배가스에 대해 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 습식반응부(4)를 포함한다.To this end, the
상기 플라즈마 반응부(2)는 상기 배가스에 포함된 일산화질소(NO)로부터 이산화질소(NO2)를 생성하는 1차 처리공정을 수행한다. 이에 따라, 상기 플라즈마 반응부(2)는 반응성 및 용해성이 낮아서 습식 처리가 어려운 일산화질소를 상대적으로 반응성 및 용해성이 높아서 습식 처리가 가능한 이산화질소로 전환한다.The plasma reactor 2 performs a primary treatment process for generating nitrogen dioxide (NO 2 ) from nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas. Accordingly, the
상기 첨가제 공급부(3)는 상기 습식반응부(3)에 수용액 상태 또는 슬러리(Slurry) 상태의 첨가제를 공급한다. 이에 따라, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 2차 처리공정에서 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정이 습식으로 이루어지도록 한다.The
이와 같이, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 상기 1차 처리공정을 통해 습식 처리가 어려운 일산화질소를 습식 처리가 가능한 이산화질소로 전환한 후에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급함으로써, 습식으로 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행하도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.As described above, the
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 하나의 습식 처리 설비를 통해 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 수행하므로, 설치면적의 규모를 줄여서 부지면적에 대한 제약을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라 유해물질에 대한 처리 설비를 구축하는데 드는 구축비용을 줄일 수 있다.Since the
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 상기 탈질공정을 습식으로 수행하도록 구현되므로, 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비에 대한 개조를 통해 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행하는 설비를 구축하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비를 재사용함으로써, 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 모두 수행할 수 있는 탈질탈황설비를 구축하는데 드는 구축비용을 더 줄일 수 있다.Since the
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 습식으로 수행하도록 구현되므로, 배가스 온도 이하에서 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 종래에 탈질공정에서 요구되었던 승온 과정 및 승온 설비를 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 구축비용을 더 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 승온을 위한 연료 소모가 없으므로 에너지 절감을 통해 운영비용을 줄일 수 있다.Since the
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 상기 1차 처리공정을 통해 질소산화물을 용해성이 높은 이산화질소로 전환하므로, 상기 탈질공정을 상기 탈황공정과 함께 병행하여 습식으로 수행함에도 높은 탈질효율을 구현할 수 있다.Since the
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 동일 운전 조건에서 습식으로 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 모두 수행할 수 있으므로, 상기 탈질 공정 및 상기 탈황공정 각각에 대해 다른 운전 조건을 적용할 경우에 나타나는 비효율성 및 부작용을 줄일 수 있다.Since the
이하에서는 상기 플라즈마 반응부(2), 상기 첨가제 공급부(3), 및 상기 습식반응부(4)에 관해 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 플라즈마 반응부(2)는 상기 배가스 발생원(10) 및 상기 습식반응부(4) 사이에 위치하도록 설치된다. 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스는, 상기 플라즈마 반응부(2)로 공급된 후, 상기 플라즈마 반응부(2)를 거쳐 상기 습식반응부(4)로 공급된다.1 and 2, the
상기 플라즈마 반응부(2)는 배가스를 방전시킴으로써, 플라즈마를 발생시킨다. 이에 따라, 상기 플라즈마반응부(2)는 배가스를 플라즈마 반응시킴으로써, 상기 배가스에 포함된 질소산화물에 대해 상기 1차 처리공정을 수행한다. 상기 1차 처리공정을 통해, 상기 플라즈마 반응부(2)는 배가스에 포함된 일산화질소로부터 이산화질소를 생성함으로써, 배가스에 포함된 일산화질소를 이산화질소로 전환할 수 있다.The
따라서, 상기 플라즈마 반응부(2)는 반응성 및 용해성이 낮아서 습식 처리가 어려운 일산화질소를 상대적으로 반응성 및 용해성이 높아서 습식 처리가 가능한 이산화질소로 전환함으로써, 상기 2차 처리공정에서 탈질공정에 대한 탈질효율을 높일 수 있다.Therefore, the
예컨대, 상기 1차 처리공정을 통해, 배가스에 포함된 일산화질소는 아래 반응식 1에 따라 이산화질소로 전환될 수 있다.For example, through the primary treatment process, the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas can be converted into nitrogen dioxide according to the following reaction formula (1).
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
상기 반응식 1에서 [O]는 여러 가지 종류의 산화물을 의미한다. 예컨대, [O]는 배가스가 방전되어 플라즈마 상태로 유도됨에 따라 형성된 산소원자(O), 오존(O3) 등일 수 있다.[O] in the
상기 플라즈마 반응부(2)는 상기 1차 처리공정에서 일산화질소를 이산화질소로 전환하는 것에 추가로, 이산화질소로부터 질산(HNO3)이 생성되도록 배가스를 플라즈마 반응시킬 수도 있다. 즉, 상기 1차 처리공정은, 일산화질소를 이산화질소로 전환하는 전환 반응, 및 이산화질소 중에서 일부로부터 질산을 생성하는 질산 반응을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 1차 처리공정에서 질산 반응은 아래 반응식 2에 따라 이루어질 수 있다.In addition to the conversion of nitrogen monoxide to nitrogen dioxide in the primary treatment step, the
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
상기 반응식 2과 같이, 이산화질소의 일부는 수산화기(OH)와 반응하여 질산으로 생성될 수 있다. 수산화기는 배가스 및 상기 플라즈마 반응기(2)의 내부에 존재하는 공기에 포함된 물분자(H2O)로부터 생성된 것일 수 있다.As shown in
상기 플라즈마 반응부(2)는 플라즈마챔버(21), 및 조절유닛(22)을 포함할 수 있다.The
상기 플라즈마챔버(21)에서는 상기 1차 처리공정이 이루어진다. 상기 플라즈마챔버(21)는 상기 조절유닛(22)으로부터 공급된 전력을 이용하여 배가스를 방전시키기 위한 방전 전극 등을 포함할 수 있다. 상기 플라즈마챔버(21)는 배가스가 균일하게 유입 및 배출될 수 있도록 입구 측과 출구 측에 설치되는 다공판을 포함할 수도 있다. 상기 플라즈마반응부(2)는 저온 플라즈마 반응기일 수 있다.In the
상기 플라즈마챔버(21)는 연결덕트(30)를 통해 상기 배가스 발생원(10)에 연결될 수 있다. 상기 연결덕트(30)는 일측이 상기 배가스 발생원(10)에 연결되고, 타측이 상기 플라즈마챔버(21)에 연결된다. 배가스는 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 후, 상기 연결덕트(30)를 통해 상기 플라즈마챔버(21)로 공급된다. 상기 연결덕트(30)에는 배가스를 이동시키기 위한 송풍팬(미도시)이 결합될 수 있다. 상기 송풍팬은 흡입력 및 송풍력을 이용하여 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배가스를 배출시키고, 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스를 상기 플라즈마반응부(2)에서 상기 습식반응부(4)로 이동시킬 수 있다.The
상기 조절유닛(22)은 상기 플라즈마챔버(21)에 결합된다. 상기 조절유닛(22)은 상기 플라즈마챔버(21) 내부에 위치한 배가스에 전력을 공급함으로써, 상기 플라즈마챔버(21) 내부에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 조절유닛(22)은 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력량을 조절함으로써, 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력의 에너지밀도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 조절유닛(22)은 상기 1차 처리공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절할 수 있다. 상기 조절유닛(22)은 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력량을 증대시킴으로써, 상기 1차 처리공정에서 이산화질소로에 대한 전환비율을 증대시킬 수 있다. 상기 조절유닛(22)은 탈질효율에 관계된 전환비율, 운영비용에 관계된 전력 소비량 등의 공정 조건 및 운영 조건에 따라 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력의 에너지밀도를 조절할 수 있다.The
상기 조절유닛(22)은 전원공급장치(미도시) 및 펄스발생기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전원공급장치에서 발생된 전기가 상기 펄스발생기에 인가되고, 상기 펄스발생기에서 발생된 고전압 펄스가 상기 플라즈마챔버에 인가됨으로써, 상기 플라즈마챔버 내부에는 플라즈마가 발생될 수 있다. 상기 고전압 펄스는 동파이프를 통해 상기 플라즈마챔버(21)에 공급될 수 있다.The regulating
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 습식반응부(4)에 첨가제를 공급하기 위한 것이다. 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 습식반응부(4)에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급한다. 이에 따라, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 2차 처리공정에서 탈질공정 및 탈황공정이 습식으로 수행되도록 한다.1 and 2, the
상기 첨가제 공급부(3)는 연결배관(40)을 통해 상기 습식반응부(4)에 연결될 수 있다. 상기 연결배관(40)은 일측이 상기 첨가제 공급부(3)에 연결되고, 타측이 상기 습식반응부(4)에 연결된다. 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 연결배관(40)을 통해 상기 습식반응부(4)의 내부에 첨가제를 공급할 수 있다.The
상기 첨가제 공급부(3)는 탈황용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다. 상기 탈황용 첨가제는 배가스에 포함된 이산화황(SO2)과 반응하여 알칼리염을 생성함으로써, 배가스로부터 황산화물을 제거할 수 있다. 예컨대, 상기 첨가제 공급부(3)는 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화나트륨(NaOH), 탄산칼슘(CaCO3), 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 중에서 어느 하나가 포함된 탈황용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다. The
상기 첨가제 공급부(3)는 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다. 상기 탈질용 첨가제는 상기 1차 처리공정을 거쳐 생성된 이산화질소와 반응하여 질소(N2)를 생성함으로써, 배가스로부터 질소산화물을 제거할 수 있다. 예컨대, 상기 첨가제 공급부(3)는 황화나트륨(Na2S) 또는 아황산나트륨(Na2SO3)이 포함된 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다.The
상기 첨가제 공급부(3)는 상기 탈황용 첨가제 및 상기 탈질용 첨가제 모두를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 탈황용 첨가제 및 상기 탈질용 첨가제를 수용액 상태 또는 슬러리 상태로 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 습식으로 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행할 수 있다.The
상기 첨가제 공급부(3)는 저장챔버(31), 및 교반유닛(32)을 포함할 수 있다.The
상기 저장챔버(31)는 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제를 저장하기 위한 것이다. 상기 저장챔버(31)는 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제를 수용액 상태 또는 슬러리 상태로 저장할 수 있다. 상기 저장챔버(31)는 상기 연결배관(40)을 통해 상기 습식반응부(4)에 연결될 수 있다.The
상기 교반유닛(32)은 상기 저장챔버(31)에 설치된다. 상기 교반유닛(32)은 상기 저장챔버(31)에 저장된 탈질용 첨가제 및 탈황용 첨가제를 교반함으로써, 상기 습식반응부(4)에 혼합 첨가제가 공급되도록 할 수 있다. 상기 교반유닛(32)은 상기 저장챔버(31)의 내부에 설치된 교반날개를 회전시킴으로써, 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제를 교반할 수 있다.The stirring unit (32) is installed in the storage chamber (31). The agitating
도시되지 않았지만, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 저장챔버(31)를 복수개 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 탈질용 첨가제를 저장하는 제1저장챔버, 및 상기 탈황용 첨가제를 저장하는 제2저장챔버를 포함할 수 있다. 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제는 개별적으로 상기 습식반응부(4)에 공급될 수 있다. 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제는 각각 상기 제1저장챔버 및 상기 제2저장챔버로부터 배출된 후에 혼합된 상태로 상기 습식반응부(4)에 공급될 수도 있다.Although not shown, the
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 습식반응부(4)는 상기 플라즈마 반응부(3)에 연결된다. 상기 습식반응부(4)는 반응덕트(50)를 통해 상기 플라즈마 반응부(3)에 연결될 수 있다. 상기 반응덕트(50)는 일측이 상기 플라즈마챔버(21)에 연결되고, 타측이 상기 습식반응부(4)에 연결될 수 있다. 상기 플라즈마 반응부(3)로부터 배출된 배가스는 상기 반응덕트(50)를 통해 이동하여 상기 습식반응부(4)로 공급될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
상기 습식반응부(4)는 상기 플라즈마 반응부(3)로부터 배출된 배가스에 대해 상기 탈질공정과 상기 탈황공정이 병행하여 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행한다. 상기 습식반응부(4)는 상기 첨가제 공급부(3)로부터 공급된 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 이용하여 습식으로 상기 1차 처리공정을 통해 생성된 이산화질소 및 배가스에 포함된 이산화황에 대해 상기 2차 처리공정을 수행함으로써, 배가스로부터 유해물질을 제거할 수 있다.The wet reacting
상기 습식반응부(4)는 상기 첨가제 공급부(3)로부터 황화나트륨이 포함된 탈질용 첨가제가 공급된 경우, 아래 반응식 3에 따라 상기 탈질공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 황화나트륨만을 탈질용 첨가제로 하여 상기 습식반응부(4)에 공급할 수도 있다.When the denitration additive containing sodium sulfide is supplied from the
[반응식 3][Reaction Scheme 3]
상기 습식반응부(4)는 상기 첨가제 공급부(3)로부터 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제가 공급된 경우, 아래 반응식 4에 따라 상기 탈질공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 아황산나트륨만을 탈질용 첨가제로 하여 상기 습식반응부(4)에 공급할 수도 있다.When the denitration additive containing sodium sulfite is supplied from the
[반응식 4][Reaction Scheme 4]
상기 반응식 3 및 반응식 4와 같이, 상기 1차 처리공정을 거쳐 생성된 이산화질소는 황화나트륨 또는 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제와 반응하여 질소 및 나트륨염인 황산나트륨(Na2SO4)으로 생성될 수 있다. 이에 따라, 이산화질소는 질소 가스로 전환되면서 청정화된 후에 상기 습식반응부(4)로부터 배출되어 상기 스택(20)을 통해 배출된다. 이 과정에서 생성된 나트륨염은 수용액 상태로 상기 습식반응부(4)에 잔류하고, 폐수처리설비(미도시)로 배출되어 수처리(Water Treatment)될 수 있다.As shown in
상기 습식반응부(4)는 상기 첨가제 공급부(3)로부터 수산화칼슘이 포함된 탈황용 첨가제가 공급된 경우, 아래 반응식 5 및 반응식 6에 따라 상기 탈황공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 수산화칼슘만을 탈황용 첨가제로 하여 상기 습식반응부(4)에 공급할 수도 있다.When the additive for desulfurization containing calcium hydroxide is supplied from the
[반응식 5][Reaction Scheme 5]
[반응식 6][Reaction Scheme 6]
상기 반응식 5 및 반응식 6과 같이, 상기 플라즈마 반응부(2)로부터 배출된 배가스에서 이산화황은 수산화칼슘이 포함된 탈황용 첨가제와 반응하여 칼슘염인 황산칼슘(CaSO4) 및 아황산칼슘(CaSO3)으로 생성될 수 있다. 이에 따라, 이산화황은 칼슘염으로 전환되면서 배가스로부터 제거된다. 이산화황이 제거된 배가스는 상기 습식반응부(4)로부터 배출되어 상기 스택(20)을 통해 배출된다. 이 과정에서 생성된 칼슘염은 수용액 상태로 상기 습식반응부(4)에 잔류하고, 상기 폐수처리설비로 배출되어 수처리될 수 있다.As shown in
상기 습식반응부(4)는 습식반응챔버(41), 유입구(42), 및 분사기구(43)를 포함할 수 있다.The
상기 습식반응챔버(41)에서는 상기 2차 처리공정이 이루어진다. 상기 습식반응챔버(41)는 상기 반응덕트(50)를 통해 상기 플라즈마 반응부(2)에 연결될 수 있다. 상기 습식반응챔버(41)는 상기 연결배관(40)을 통해 상기 첨가제 공급부(3)에 연결될 수 있다.In the
상기 유입구(42)는 상기 습식반응챔버(41)의 내부에 상기 플라즈마 반응부(2)로부터 배출된 배가스가 공급되도록 상기 습식반응챔버(41)에 형성된다. 상기 유입구(42)는 상기 반응덕트(50)에 연결될 수 있다. 상기 유입구(42)는 배가스에 대한 통로로 기능한다.The
상기 분사기구(43)는 상기 첨가제 공급부(3)에 연결된다. 상기 분사기구(43)는 상기 연결배관(40)을 통해 상기 첨가제 공급부(3)에 연결될 수 있다. 상기 분사기구(43)는 상기 첨가제 공급부(3)로부터 공급되는 첨가제를 상기 습식반응챔버(41)의 내부에 분사할 수 있다. 이에 따라, 상기 습식반응챔버(41)에서는 상기 첨가제를 이용하여 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정이 병행하여 이루어지는 2차 처리공정이 이루어질 수 있다.The injection mechanism (43) is connected to the additive supply part (3). The
상기 분사기구(43)는 상기 유입구(42)에 비해 더 높은 위치에 위치하도록 상기 습식반응챔버(41)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사기구(43)는 상기 유입구(42)를 통해 상기 습식반응챔버(41)의 내부로 유입되어 상승하는 배가스를 향해 첨가제를 분사할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 배가스가 상승하는 특성 및 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제가 중력에 의해 낙하하는 특성을 이용하여 배가스 및 첨가제 간의 접촉을 증가시킴으로써, 상기 탈질공정에 대한 탈질효율 및 상기 탈황공정에 대한 탈황효율을 높일 수 있다.The
상기 분사기구(43)는 상기 첨가제를 분사하기 위한 복수개의 노즐을 포함할 수 있다. 상기 노즐들은 상기 습식반응챔버(41)의 내부로 유입되어 상승하는 배가스에 첨가제가 고르게 분사되도록 서로 이격되게 배치될 수 있다.The
상기 습식반응부(4)는 충진기구(44)를 포함할 수 있다.The
상기 충진기구(44)는 상기 습식반응챔버(41)의 내부에 위치하도록 상기 습식반응챔버(41)에 결합된다. 상기 충진기구(44)는 상기 유입구(42) 및 상기 분사기구(43)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 충진기구(44)는 소정의 공극을 갖는 충진물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 충진기구(44)는 배가스의 이동 및 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제의 이동을 지연시킴으로써, 배가스 및 첨가제 간의 접촉을 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 상기 탈질공정에 대한 탈질효율 및 상기 탈황공정에 대한 탈황효율을 더 높일 수 있다.The filling mechanism (44) is coupled to the wet reaction chamber (41) so as to be located inside the wet reaction chamber (41). The filling mechanism (44) may be located between the inlet (42) and the injection mechanism (43). The
상기 습식반응부(4)는 배출덕트(60)를 통해 상기 스택(20)에 연결될 수 있다. 배가스는 상기 습식반응부(4)에서 상기 2차 처리공정을 거처 유해물질이 제거된 후에, 상기 배출덕트(60)를 따라 이동하여 상기 스택(20)을 통해 대기로 배출될 수 있다. 상기 배출덕트(60)에는 배가스를 이동시키기 위한 송풍팬(100)이 결합될 수 있다. 상기 송풍팬(100)은 흡입력 및 송풍력을 이용하여 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배가스를 배출시키고, 상기 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스를 상기 플라즈마반응부(2), 상기 습식반응부(4), 및 상기 스택(20)으로 이동시킬 수 있다.The wet reacting
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 탄화수소 공급부(5)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 플라즈마 반응부(2)로 공급되는 배가스에 탄화수소를 공급한다. 예컨대, 상기 탄화수소는 프로필렌(C3H6)일 수 있다. 배가스에 공급된 탄화수소는, 상기 플라즈마 반응부(2)의 내부에 위치한 산소원자, 오존 등과 반응함으로써 RO2 과산화물(R=H, CH3, HCO3, C2H3, C2H5 등)을 형성한다. 이러한 RO2 과산화물은 일산화질소를 이산화질소로 더 효과적으로 산화시킴으로써, 상기 1차 처리공정에 대한 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 조절유닛(22)이 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력의 사용량당 상기 1차 처리공정이 이루어지는 효율을 향상시킴으로써, 상기 플라즈마 반응부(2)가 소모하는 전력량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)는 운영비용을 줄일 수 있다.The
상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 플라즈마챔버(21)의 내부에 탄화수소를 공급할 수 있다. 상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 연결덕트(30)에 탄화수소를 공급할 수도 있다. 이 경우, 상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 연결덕트(30)에 연결된다.The
상기 탄화수소 공급부(5)는 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 탄화수소 공급량을 조절함으로써, 상기 1차 처리공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절할 수 있다. 상기 탄화수소 공급부(5)는 탈질효율에 관계된 전환비율, 운영비용에 관계된 전력 소비량 등의 공정 조건 및 운영 조건에 따라 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 탄화수소 공급량을 조절할 수 있다.The
도시되지 않았지만, 상기 탄화수소 공급부(5)는 탄화수소가 저장되는 탄화수소저장부, 및 상기 탄화수소저장부에 저장된 탄화수소를 배가스에 공급하기 위한 탄화수소공급수단을 포함할 수 있다. 상기 탄화수소공급수단은 배가스에 공급하는 탄화수소 공급량을 조절하기 위해 댐퍼, 유량조절밸브 등을 포함할 수 있다.Although not shown, the
이하에서는 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a method for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법의 개략적인 순서도이다.3 is a schematic flow chart of a method for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 배가스 발생원(10)으로부터 배출된 배가스로부터 유해물질을 제거하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상술한 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치(1)를 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.1 to 3, the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention is for removing harmful substances from the exhaust gas discharged from the exhaust
우선, 배가스를 플라즈마 반응시킨다(S10). 이러한 공정(S10)은, 상기 플라즈마 반응부(2)가 상기 배가스 발생원(10)으로부터 공급된 배가스를 방전시켜서 플라즈마 반응시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 배가스를 플라즈마 반응시키는 공정(S10)을 통해, 상기 1차 처리공정이 수행될 수 있다. 상기 1차 처리공정은 상기 반응식 1 및 반응식 2에 따라 이루어질 수 있다.First, the exhaust gas is subjected to a plasma reaction (S10). This step S10 may be performed by causing the
다음, 첨가제를 공급한다(S20). 이러한 공정(S20)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수 있다.Next, the additive is supplied (S20). This step (S20) may be performed by supplying the additive in the form of an aqueous solution or a slurry to the wet reacting section (4).
다음, 2차 처리공정을 습식으로 수행한다(S30). 이러한 공정(S30)은, 상기 습식반응부(4)가 상기 첨가제 공급부(3)로부터 공급된 첨가제를 이용하여 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정을 병행하여 수행함으로써 이루어질 수 있다.Next, the secondary treatment process is performed wet (S30). This step (S30) can be achieved by performing the denitrification process and the desulfurization process in parallel on the exhaust gas that has undergone the primary treatment process using the additive supplied from the additive supplier (3) have.
이와 같이, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상기 1차 처리공정을 통해 습식 처리가 어려운 일산화질소를 습식 처리가 가능한 이산화질소로 전환한 후에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급함으로써, 습식으로 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.As described above, in the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention, nitrogen monoxide, which is difficult to wet process, is converted into nitrogen dioxide which can be subjected to wet treatment through the primary treatment step, and then the aqueous solution or slurry- The denitrification process and the desulfurization process may be performed in parallel with the wet process. Therefore, the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention can achieve the following operational effects.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상기 탈질공정을 습식으로 수행하도록 구현되므로, 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비에 대한 개조를 통해 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행하는 설비를 구축하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 기존에 운영되고 있던 습식 탈황설비를 재사용함으로써, 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 모두 수행할 수 있는 탈질탈황설비를 구축하는데 드는 구축비용을 줄일 수 있다.Since the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention is implemented to perform the denitrification process in a wet manner, it is possible to provide a facility for simultaneously performing the denitrification process and the desulfurization process . Therefore, the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention can reduce the construction cost for constructing the denitrification equipment capable of performing both the denitrification process and the desulfurization process by reusing the existing wet desulfurization facility Can be reduced.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 습식으로 수행하도록 구현되므로, 배가스 온도 이하에서 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 병행하여 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 종래에 탈질공정에서 요구되었던 승온 과정 및 승온 설비를 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 구축비용을 더 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 승온을 위한 연료 소모가 없으므로 에너지 절감을 통해 운영비용을 줄일 수 있다.Since the denitrification process and the desulfurization process are implemented as wet processes, the denitrification process and the desulfurization process can be performed simultaneously with the flue gas temperature and below. Accordingly, the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention does not require the temperature raising process and the temperature raising process required in the conventional denitrification process. Therefore, the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention can reduce the construction cost and the operation cost by energy saving because there is no fuel consumption for heating.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상기 1차 처리공정을 통해 질소산화물을 용해성이 높은 이산화질소로 전환하므로, 상기 탈질공정을 상기 탈황공정과 함께 병행하여 습식으로 수행함에도 높은 탈질효율을 구현할 수 있다.Since the method for removing harmful substances from the exhaust gas according to the present invention converts nitrogen oxide into nitrogen dioxide having a high solubility through the primary treatment process, the denitrification process is carried out simultaneously with the desulfurization process, Can be implemented.
본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 동일 운전 조건에서 습식으로 상기 탈질공정 및 상기 탈황공정을 모두 수행할 수 있으므로, 상기 탈질 공정 및 상기 탈황공정 각각에 대해 다른 운전 조건을 적용할 경우에 나타나는 비효율성 및 부작용을 줄일 수 있다.Since the denitrification process and the desulfurization process can be both wet type and the desulfurization process are performed under the same operation condition, when the different operating conditions are applied to the denitrification process and the desulfurization process, ≪ / RTI > can be reduced.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 배가스를 플라즈마 반응시키는 공정(S10)은, 에너지밀도를 조절하는 공정(S11)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the step (S10) of plasma-reacting the exhaust gas may include a step (S11) of controlling the energy density.
상기 에너지밀도를 조절하는 공정(S11)은, 상기 조절유닛(22)이 상기 플라즈마챔버(21)에 공급하는 전력량을 조절함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 에너지밀도 조절을 통해 공정 조건 및 운영 조건에 따라 상기 1차 처리공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절할 수 있다.The step of adjusting the energy density S11 may be performed by adjusting the amount of power supplied to the
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 첨가제를 공급하는 공정(S20)은, 탈질용 첨가제를 공급하는 공정(S21), 및 탈황용 첨가제를 공급하는 공정(S22)을 포함할 수 있다.1 to 3, the step (S20) of supplying the additive may include a step (S21) of supplying an additive for denitration and a step (S22) of supplying an additive for desulfurization.
상기 탈질용 첨가제를 공급하는 공정(S21)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 상기 1차 처리공정을 거쳐 생성된 이산화질소와 반응하여 질소를 생성하는 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 습식반응부(4)에 공급된 탈질용 첨가제는, 상기 분사기구(43)를 통해 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 분사됨으로써 상기 탈질공정에 이용될 수 있다.The step (S21) of supplying the denitration additive supplies the denitration additive that reacts with the nitrogen dioxide produced through the primary treatment step to generate nitrogen, to the wet reaction part (4) . The denitration additive supplied to the
상기 탈질용 첨가제를 공급하는 공정(S21)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 황화나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 공정(S30)에서, 상기 탈질공정은 상기 반응식 3에 따라 이루어질 수 있다.The step (S21) of supplying the denitration additive may be performed by supplying the denitration additive containing sodium sulfide to the wet reaction section (4). In this case, in the step (S30) of performing the secondary treatment process wet, the denitrification process may be performed according to the reaction formula (3).
상기 탈질용 첨가제를 공급하는 공정(S21)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 공정(S30)에서, 상기 탈질공정은 상기 반응식 4에 따라 이루어질 수 있다.The step (S21) of supplying the denitration additive may be performed by supplying the denitration additive containing sodium sulfite to the wet reaction section (4). In this case, in the step (S30) of performing the secondary treatment process wet, the denitrification process may be performed according to the reaction formula (4).
상기 탈황용 첨가제를 공급하는 공정(S22)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 포함된 이산화황과 반응하여 알칼리염을 생성하는 탈황용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 습식반응부(4)에 공급된 탈황용 첨가제는, 상기 분사기구(43)를 통해 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 분사됨으로써 상기 탈황공정에 이용될 수 있다.The step (S22) of supplying the desulfurizing additive is performed by supplying the desulfurizing additive, which reacts with the sulfur dioxide contained in the exhaust gas passed through the primary treatment step, to form an alkali salt, ). ≪ / RTI > The desulfurization additive supplied to the
상기 탈황용 첨가제를 공급하는 공정(S22)은, 상기 첨가제 공급부(3)가 수산화마그네슘, 수산화나트륨, 탄산칼슘, 및 수산화칼슘 중에서 어느 하나가 포함된 탈황용 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 상기 첨가제 공급부(3)가 수산화칼슘이 포함된 탈황용 첨가제를 공급하는 경우, 상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 공정(S30)에서, 상기 탈황공정은 상기 반응식 5 및 반응식 6에 따라 이루어질 수 있다.The step of supplying the desulfurizing additive (S22) is a step of supplying the desulfurizing additive containing any one of magnesium hydroxide, sodium hydroxide, calcium carbonate and calcium hydroxide to the wet reacting section (4) . In the case where the
상기 탈황용 첨가제를 공급하는 공정(S22) 및 상기 탈질용 첨가제를 공급하는 공정(S21)은 동시에 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 첨가제 공급부(3)는 상기 탈질용 첨가제 및 상기 탈황용 첨가제를 교반한 혼합 첨가제를 상기 습식반응부(4)에 공급할 수 있다.The step (S22) of supplying the desulfurization additive and the step (S21) of supplying the denitration additive can be performed simultaneously. In this case, the
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은, 탄화수소를 공급하는 공정(S40)을 포함할 수 있다.1 to 3, a method for removing harmful substances from a flue gas according to the present invention may include a step (S40) of supplying hydrocarbon.
상기 탄화수소를 공급하는 공정(S40)은, 상기 탄화수소 공급부(5)가 탄화수소의 공급량을 조절하여 배가스에 공급함으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법은 상기 탄화수소의 공급량 조절을 통해 공정 조건 및 운영 조건에 따라 상기 1차 처리공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절할 수 있다. 상기 탄화수소 공급부(5)는 탄화수소를 상기 연결덕트(30) 또는 상기 플라즈마챔버(21)에 공급할 수 있다. 상기 탄화수소를 공급하는 공정(S40)은, 상기 배가스를 플라즈마 반응시키는 공정(S10)이 수행되기 이전에 수행될 수 있다.The step (S40) of supplying the hydrocarbon may be performed by adjusting the amount of hydrocarbon supplied to the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It will be obvious to those with knowledge.
1 : 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치 2 : 플라즈마 반응부
3 : 첨가제 공급부 4 : 습식반응부
5 : 탄화수고 공급부 10 : 배가스 발생원1: Hazardous substance wet-type removal device for flue gas 2: Plasma reaction part
3: additive supply part 4: wet reaction part
5: Carbonization water supply unit 10: Flue gas generator
Claims (11)
상기 플라즈마 반응부에 연결되고, 상기 플라즈마 반응부로부터 배출된 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정이 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 습식반응부; 및
상기 2차 처리공정이 습식으로 수행되도록 상기 습식반응부에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급하는 첨가제 공급부를 포함하고,
상기 습식반응부는 상기 플라즈마 반응부로부터 배출된 배가스가 공급되도록 형성된 유입구, 상기 유입구에 비해 더 높은 위치에서 상기 첨가제를 분사하는 분사기구, 및 상기 유입구와 상기 분사기구 사이에 위치하는 충진기구를 포함하고,
상기 충진기구는 공극을 갖는 충진물을 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치.In order to carry out the denitrification process and the desulfurization process wet with the nitrogen oxides and the sulfur oxides contained in the exhaust gas in parallel, a plasma reaction is performed in which the exhaust gas is plasma-reacted to produce nitrogen dioxide from the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas part;
A wet reaction unit connected to the plasma reaction unit and performing a secondary treatment process in which the exhaust gas discharged from the plasma reaction unit is subjected to a denitration process and a desulfurization process; And
And an additive supply unit for supplying an aqueous solution or an additive in a slurry state to the wet reaction unit so that the secondary treatment process is performed in a wet manner,
The wet reacting portion includes an inlet formed to supply the exhaust gas discharged from the plasma reactor, a sprayer configured to spray the additive at a higher position than the inlet, and a filling mechanism positioned between the inlet and the sprayer ,
Wherein the filling mechanism comprises a filling material having a void.
상기 첨가제 공급부는 배가스에 포함된 이산화황과 반응하여 알칼리염을 생성하는 탈황용 첨가제 및 상기 1차 처리공정을 거쳐 생성된 이산화질소와 반응하여 질소를 생성하는 탈질용 첨가제를 상기 습식반응부에 공급하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치.The method according to claim 1,
The additive supply unit may include an additive for desulfurization that reacts with sulfur dioxide contained in the exhaust gas to generate an alkali salt and a denitration additive that reacts with the nitrogen dioxide produced through the primary treatment to produce nitrogen, A device for removing harmful substances from a flue gas.
상기 플라즈마반응부로 공급되는 배가스에 탄화수소를 공급하는 탄화수소 공급부, 및 상기 플라즈마 반응부에 공급하는 전력의 에너지밀도를 조절하기 위한 조절유닛을 더 포함하고,
상기 탄화수소 공급부 및 상기 조절유닛은 상기 1차 처리 공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절하기 위해 각각 탄화수소 공급량 및 전력량을 조절하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치.The method according to claim 1,
A hydrocarbon supply part for supplying hydrocarbon to the exhaust gas supplied to the plasma reaction part, and a control unit for controlling an energy density of electric power to be supplied to the plasma reaction part,
Wherein the hydrocarbon supply unit and the control unit adjust the hydrocarbon supply amount and the electric power amount, respectively, to control the conversion ratio at which nitrogen dioxide is produced from nitrogen monoxide in the primary treatment process.
상기 첨가제 공급부는 상기 2차 처리공정에서 이산화질소와 반응하여 질소 및 나트륨염이 생성되도록 황화나트륨 또는 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 공급하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치.The method according to claim 1,
Wherein the additive supplying unit supplies a denitration additive containing sodium sulfide or sodium sulfite so that nitrogen and sodium salt are generated by reacting with nitrogen dioxide in the secondary treatment step.
상기 첨가제 공급부는 수산화마그네슘, 수산화나트륨, 탄산칼슘, 및 수산화칼슘 중에서 어느 하나가 포함된 탈황용 첨가제를 공급하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치.The method according to claim 1,
Wherein the additive supply unit supplies an additive for desulfurization containing any one of magnesium hydroxide, sodium hydroxide, calcium carbonate, and calcium hydroxide.
배가스에 포함된 일산화질소로부터 이산화질소를 생성하는 1차 처리공정이 수행하도록 배가스를 플라즈마 반응시키는 단계;
상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 수용액 상태 또는 슬러리 상태의 첨가제를 공급하는 단계; 및
상기 첨가제를 이용하여 상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 대해 탈질공정 및 탈황공정이 병행하여 이루어지는 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 단계를 포함하고,
상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 단계에서, 상기 첨가제는 상기 배가스에 비해 더 높은 위치에서 분사기구에 의해 상기 배가스를 향해 분사되고, 상기 배가스 및 상기 첨가제는 상기 배가스가 유입되는 유입구와 상기 분사기구 사이에 위치하며 공극을 갖는 충진물을 포함하는 충진기구에 의해 이동이 지연되는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법.A method for removing harmful substances from a flue gas by performing a denitrification process and a desulfurization process in combination with nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the flue gas,
Subjecting the exhaust gas to a plasma reaction so as to perform a primary treatment process for producing nitrogen dioxide from the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas;
Supplying an additive in an aqueous solution state or a slurry state to an exhaust gas passed through the primary treatment step; And
And performing a secondary treatment process in which the denitration process and the desulfurization process are performed in parallel with the exhaust gas that has undergone the primary treatment process using the additive in a wet manner,
Wherein the additive is injected toward the exhaust gas by an injection mechanism at a position higher than that of the exhaust gas in the step of performing the secondary treatment step in a wet manner, and the exhaust gas and the additive are mixed with an inlet through which the exhaust gas flows, Wherein the movement is delayed by a filling mechanism which is located between the devices and includes a filling material having a void.
배가스에 포함된 이산화황과 반응하여 알칼리염을 생성하는 탈황용 첨가제를 공급하는 단계; 및
상기 1차 처리공정을 거쳐 생성된 이산화질소와 반응하여 질소를 생성하는 탈질용 첨가제를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법.8. The method of claim 7, wherein supplying the additive comprises:
Providing an additive for desulfurization that reacts with sulfur dioxide contained in the flue gas to produce an alkali salt; And
And supplying a denitration additive that reacts with the nitrogen dioxide generated through the primary treatment process to generate nitrogen, thereby removing harmful substances from the exhaust gas.
상기 배가스를 플라즈마 반응시키는 단계 이전에, 상기 1차 처리 공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절하기 위해 탄화수소의 공급량을 조절하여 배가스에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 배가스를 플라즈마 반응시키는 단계는, 상기 1차 처리 공정에서 일산화질소로부터 이산화질소가 생성되는 전환비율을 조절하기 위해 배가스를 플라즈마 반응시키기 위한 전력의 에너지밀도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법.8. The method of claim 7,
And adjusting the supply rate of the hydrocarbon to regulate the conversion rate at which nitrogen dioxide is produced from the nitrogen monoxide in the primary treatment step before supplying the exhaust gas to the exhaust gas before the plasma reaction of the exhaust gas,
Wherein the step of subjecting the exhaust gas to a plasma reaction includes the step of adjusting an energy density of electric power for plasma reaction of the exhaust gas to control a conversion ratio at which nitrogen dioxide is produced from nitrogen monoxide in the primary treatment step For removing harmful substances.
상기 첨가제를 공급하는 단계는, 황화나트륨 또는 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 공급하는 단계를 포함하고,
상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 단계는,
상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 황화나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 공급하는 경우 탈질공정이 반응식 2NO2 + Na2S → N2 + Na2SO4로 처리되고,
상기 1차 처리공정을 거친 배가스에 아황산나트륨이 포함된 탈질용 첨가제를 공급하는 경우 탈질공정이 반응식 2NO2 + 4Na2SO3 → N2 + 4Na2SO4로 처리되는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of supplying the additive comprises the step of supplying a denitration additive containing sodium sulfide or sodium sulfite,
The step of performing the secondary treatment process wet-
When the denitration additive containing sodium sulfide is supplied to the exhaust gas after the primary treatment, the denitrification process is performed with the reaction formula 2NO 2 + Na 2 S → N 2 + Na 2 SO 4 ,
Wherein a denitration additive containing sodium sulfite is supplied to the exhaust gas that has undergone the primary treatment, the denitrification process is performed with the reaction formula 2NO 2 + 4Na 2 SO 3 → N 2 + 4Na 2 SO 4 Wet removal method of harmful substances.
상기 첨가제를 공급하는 단계는, 수산화칼슘이 포함된 탈황용 첨가제를 공급하는 단계를 포함하고,
상기 2차 처리공정을 습식으로 수행하는 단계는, 탈황공정이 반응식 2SO2 + 2Ca(OH)2 + O2 → 2CaSO4 + 2H2O 및 SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O로 처리되는 것을 특징으로 하는 배가스에 대한 유해물질 습식제거방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of supplying the additive comprises the step of supplying an additive for desulfurization containing calcium hydroxide,
Performing the second treatment step with liquid, the desulfurization process scheme 2SO 2 + 2Ca (OH) 2 + O 2 → 2CaSO 4 + 2H 2 O and SO 2 + Ca (OH) 2 → CaSO 3 + H 2 O to the flue gas.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |