KR101832359B1 - Wet exhaust gas cleaning apparatus and method - Google Patents

Wet exhaust gas cleaning apparatus and method Download PDF

Info

Publication number
KR101832359B1
KR101832359B1 KR1020170139079A KR20170139079A KR101832359B1 KR 101832359 B1 KR101832359 B1 KR 101832359B1 KR 1020170139079 A KR1020170139079 A KR 1020170139079A KR 20170139079 A KR20170139079 A KR 20170139079A KR 101832359 B1 KR101832359 B1 KR 101832359B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
cleaning
temperature range
temperature
combustion gas
Prior art date
Application number
KR1020170139079A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
길상인
윤진한
이정규
허필우
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020170139079A priority Critical patent/KR101832359B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101832359B1 publication Critical patent/KR101832359B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06Spray cleaning
    • B01D47/063Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/60Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/79Injecting reactants
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

The present invention relates to a wet combustion gas cleaning apparatus and method. According to an embodiment of the present invention, disclosed are the wet combustion gas cleaning apparatus including: a high temperature cleaning unit for removing sulfur trioxide (SO_3) and ammonia (NH_3) in a combustion gas of a first temperature range of 100 degrees centigrade or less by wet cleaning; a temperature control unit for cooling a gas discharged from the high temperature cleaning unit to a second temperature range lower than the first temperature range; and a low temperature cleaning unit for removing sulfur dioxide (SO_2) from a gas discharged from the temperature control unit by wet cleaning, and a cleaning method using the same. Accordingly, the present invention can maximize the removal of sulfur oxides.

Description

연소가스 습식 세정 장치 및 방법 {Wet exhaust gas cleaning apparatus and method} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flue gas cleaning apparatus,

본 발명은 연소가스 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연소과정에서 발생한 황산화물을 강산성의 삼산화황(SO3)과 약산성인 이산화황(SO2)으로 분리 제거하고 또한 질소산화물 제거를 위해 사용된 환원제인 암모니아(NH3)도 함께 제거할 수 있는 연소가스 습식 세정 장치 및 이를 이용한 습식 세정 방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a flue gas treating system for separating sulfur oxides generated in a combustion process into sulfuric acid (SO 3 ) with a strong acidity and sulfuric acid (SO 2 ) (NH 3 ) as a reducing agent, and a wet cleaning method using the same.

일반적으로 공장이나 발전소의 연소로 또는 소각로나 내연기관 등에서 화석연료나 폐기물 등을 연소시켜 에너지를 얻을 때 배출되는 연소가스에는 질소산화물, 황산화물 등의 유해물질이 함유되어 있으며 이러한 유해물질을 제거하고 저감시키기 위해 다양한 기술이 사용되고 연구되고 있다. In general, harmful substances such as nitrogen oxides and sulfur oxides are contained in the combustion gas discharged when the energy is obtained by burning the fossil fuel or the waste in the combustion furnace of a factory or a power plant, or an incinerator or an internal combustion engine. A variety of techniques are being used and studied to reduce.

도1은 종래의 습식탈황설비(FGD)가 설치된 연소가스 처리 시스템의 블록도이다. 이 처리 시스템은 연소실(10)에서 배출되는 연소가스를 탈질장치(20), 집진장치(30), 및 탈황장치(40)를 통과시키면서 미세입자, 및 황산화물을 제거한다. 이 때 사용되는 습식 탈황장치(40)는 석회석 슬러리를 이용하는데, 탈황 반응을 위해 넓은 공간이 필요하고 장치 내에 복잡한 노즐을 배치해야 하고 많은 양의 공정수를 사용해야 한다. 따라서 고가의 설비비와 운영비가 소요되고 많은 양의 폐수가 발생하는 단점이 있다. 1 is a block diagram of a conventional flue gas treating system equipped with a wet desulfurization facility (FGD). This treatment system removes fine particles and sulfur oxides while passing the combustion gas discharged from the combustion chamber 10 through the denitration unit 20, the dust collector 30, and the desulfurization unit 40. The wet desulfurization apparatus 40 used in this case uses limestone slurry, which requires a large space for the desulfurization reaction, a complicated nozzle should be disposed in the apparatus, and a large amount of process water must be used. Therefore, there is a disadvantage that expensive equipment cost and operation cost are required and a large amount of waste water is generated.

한편 도2는 종래의 로내탈황시스템이 설치된 연소가스 처리 시스템의 블록도이다. 이 처리 시스템은 연료와 함께 탈황제를 연소실(10)에 투입하여 로내에서 황산화물을 제거하는 방식이며, 비교적 안정된 제거율을 가진다. 그러나 이 방법은 황함유량이 높은 연료에 적용하기 힘들고 연소실이 고온인 경우 슬래깅(slagging), 파울링(fouling) 등의 문제가 발생하는 단점이 있다. 2 is a block diagram of a conventional combustion gas treatment system equipped with an in-furnace desulfurization system. This treatment system is a method of removing sulfur oxides in the furnace by injecting a desulfurizing agent into the combustion chamber 10 together with the fuel, and has a relatively stable removal rate. However, this method is disadvantageous in that it is difficult to apply to a fuel having a high sulfur content and problems such as slagging and fouling occur when the combustion chamber is at a high temperature.

특허문헌1: 한국 공개특허공보 제-2004-0022415호 (2004년 3월 12일 공개)Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0022415 (published on March 12, 2004) 특허문헌2: 한국 등록특허 제10-1334935호 (2013년 11월 25일 등록)Patent Document 2: Korean Patent No. 10-1334935 (registered on Nov. 25, 2013)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이산화황과 삼산화황을 분리하여 제거함으로써 황산화물의 제거를 극대화하고 세정수의 수처리를 용이하게 할 수 있는 습식 세정장치를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a wet cleaning apparatus capable of separating sulfur dioxide and sulfur trioxide from each other, thereby maximizing the removal of sulfur oxides and facilitating the water treatment of the cleaning water.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼산화황과 암모니아를 동시에 제거함으로써 탈질반응에 사용되지 않은 암모니아가 대기로 배출되는 암모니아 슬립 현상을 방지하는 습식 세정장치를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a wet scrubber for preventing the ammonia slip phenomenon in which ammonia, which has not been used for denitrification, is discharged to the atmosphere by simultaneously removing sulfur trioxide and ammonia.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템 전단의 집진장치를 통과한 미세먼지나 초미세먼지를 추가적으로 제거할 수 있는 습식 세정장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a wet cleaning apparatus capable of additionally removing fine dust or ultrafine dust that has passed through a dust collecting apparatus at a front end of a system.

본 발명의 실시예에 따르면, 연소가스를 세정하는 습식 세정장치로서, 섭씨 100도 이하의 제1 온도범위의 연소가스에서 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)를 습식 세정에 의해 제거하는 고온 세정부; 상기 고온 세정부에서 배출되는 가스를 상기 제1 온도범위 보다 낮은 제2 온도범위로 냉각하는 온도 조절부; 및 상기 온도 조절부에서 배출되는 가스에서 이산화황(SO2)을 습식 세정에 의해 제거하는 저온 세정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a wet scrubber for scrubbing a combustion gas, comprising: a high-temperature (high-temperature) scrubber for removing sulfur trioxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) from a combustion gas in a first temperature range of 100 ° C or less, The three governments; A temperature regulator for cooling the gas discharged from the high temperature cleaning unit to a second temperature range lower than the first temperature range; And a low temperature cleaning unit for removing sulfur dioxide (SO 2 ) from the gas discharged from the temperature control unit by wet cleaning.

본 발명의 실시예에 따르면, 연소가스를 세정하는 습식 세정 방법으로서, 제1 챔버에서, 섭씨 100도 이하의 제1 온도범위의 연소가스로부터 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)를 습식 세정에 의해 제거하는 고온 세정 단계; 제2 챔버에서, 상기 제1 챔버에서 배출된 가스를 상기 제1 온도범위 보다 낮은 제2 온도범위로 냉각하는 온도 조절 단계; 및 제3 챔버에서, 상기 제2 챔버에서 배출된 가스에서 이산화황(SO2)을 습식 세정에 의해 제거하는 저온 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a wet cleaning method for cleaning a combustion gas, comprising the steps of: in a first chamber, cleaning sulfur trioxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) from a combustion gas in a first temperature range, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > Cooling the gas discharged from the first chamber to a second temperature range lower than the first temperature range in the second chamber; And a low temperature cleaning step of removing sulfur dioxide (SO 2 ) from the gas discharged from the second chamber by a wet cleaning in the third chamber and the second chamber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 황산화물을 강산성의 삼산화황과 약산성의 이산화황으로 분리하여 제거함으로써 황산화물 제거를 극대화하고 세정수의 수처리를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다. According to one embodiment of the present invention, there is an advantage that sulfur oxide is separated and removed by strongly acidic sulfuric acid and slightly acidic sulfuric acid to maximize removal of sulfuric acid and facilitate water treatment of cleaning water.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼산화황 제거시 암모니아와 반응시켜 제거함으로써 앞단의 탈질장치에서 질소산화물 제거에 사용되지 않고 배출된 여분의 암모니아를 습식 세정장치에서 제거할 수 있어 암모니아 슬립 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다. According to an embodiment of the present invention, the ammonia can be removed by reacting with ammonia during the removal of sulfur trioxide, so that the excess ammonia discharged from the denitration unit at the front end, which is not used for nitrogen oxide removal, can be removed from the wet scrubber, There is an advantage to be able to.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고온 세정부와 저온 세정부의 습식 세정에 의해 미세먼지나 초미세먼지를 추가적으로 제거함으로써 연소가스 처리 시스템의 집진 효과를 더 높일 수 있는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, fine dust or ultrafine dust may be additionally removed by wet cleaning of the high-temperature cleaning section and the low-temperature cleaning section, thereby further enhancing the dust collection effect of the combustion gas processing system.

도1은 종래의 습식탈황설비(FGD)가 설치된 연소가스 처리 시스템의 블록도,
도2는 종래의 로내탈황시스템이 설치된 연소가스 처리 시스템의 블록도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치가 적용된 제1 연소가스 처리 시스템의 블록도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치가 적용된 제2 연소가스 처리 시스템의 블록도,
도5는 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치의 블록도,
도6은 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치의 예시적인 장치 구성을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도7은 일 실시예에 따른 채널부(116)의 예시적 구성을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram of a conventional flue gas treating system equipped with a wet desulfurization facility (FGD)
2 is a block diagram of a conventional combustion gas processing system equipped with an in-
3 is a block diagram of a first flue gas treating system to which a flue gas wet scrubber is applied in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a second combustion gas processing system to which a combustion gas wet scrubber is applied in accordance with an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram of a combustion gas wet scrubber according to one embodiment,
6 is a view for explaining an exemplary apparatus configuration of a combustion gas wet scrubber according to an embodiment,
7 is a view for explaining an exemplary configuration of the channel unit 116 according to an embodiment.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Where the terms first, second, etc. are used herein to describe components, these components should not be limited by such terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서, 명사 또는 대명사의 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular forms of nouns or pronouns include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. The terms "comprise" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some cases, it should be mentioned in advance that it is common knowledge in describing an invention that parts not significantly related to the invention are not described in order to avoid confusion in explaining the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치가 적용된 제1 연소가스 처리 시스템의 블록도이다. 도면을 참조하면, 제1 연소가스 처리 시스템은 연소실(10), 탈질장치(20), 산성가스 세정설비(25), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)을 포함할 수 있다. 3 is a block diagram of a first flue gas treating system to which a flue gas wet scrubber is applied in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, a first combustion gas treatment system includes a combustion chamber 10, a denitration unit 20, an acid gas cleaning unit 25, a dust collecting unit 30, a wet scrubber 100 and a stack 50 .

연소실(10)은 화석연료나 바이오매스, 폐기물 등의 연료원을 소각하고 이 때 발생하는 소각열을 에너지원으로 이용할 수 있으며, 예를 들어 폐기물 처리 시스템 또는 발전 시스템일 수 있다. 연소실(10)에서 발생되는 연소가스는 탈질장치(20), 산성가스 세정설비(25), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)을 통해 외부로 배출될 수 있다. The combustion chamber 10 may burn a fuel source such as fossil fuel, biomass, or waste, and use incineration heat generated at this time as an energy source, for example, a waste treatment system or a power generation system. The combustion gas generated in the combustion chamber 10 can be discharged to the outside through the denitration unit 20, the acidic gas cleaning unit 25, the dust collecting unit 30, the wet scrubber 100 and the stack 50 .

탈질장치(20)는 연소가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 제거하는 장치이다. 현재 공지된 질소산화물의 대표적인 저감 방법으로 선택적무촉매환원(SNCR)과 선택적촉매환원(SCR)이 있으며, 일 실시예에서 탈질장치(20)는 SNCR 또는 SCR 방식의 탈질장치일 수 있다. 탈질장치(20)는 연소가스의 질소산화물을 제거하기 위해 암모니아수 또는 요소수를 환원제로 사용할 수 있다.The denitration unit 20 is a unit for removing nitrogen oxides (NOx) contained in the combustion gas. As a representative reduction method of currently known nitrogen oxides, selective non-catalytic reduction (SNCR) and selective catalytic reduction (SCR) are available. In one embodiment, the denitration unit 20 may be an SNCR or SCR type denitration unit. The denitration unit 20 may use ammonia water or urea water as a reducing agent to remove nitrogen oxides in the combustion gas.

암모니아(NH3)를 환원제로 사용하는 경우 탈질장치(20)에 투입된 암모니아 중 일부만 환원반응에 사용되기 때문에, 종래에는 필요한 양보다 훨씬 많은(예컨대 2~3배 많은) 양을 주입하기도 하였다. 그러나 이 경우 반응에 사용되지 않은 암모니아가 연소가스와 함께 장치 후단으로 배출되는 '암모니아 슬립' 현상이 발생하여, 장치 후단에서 암모니아를 제거하는 별도 공정이 필요한 문제가 있었다. 그러나 후술하는 바와 같이, 도시한 실시예의 경우 본 발명에 따른 습식 세정장치(100)에서 황산화물 뿐만 아니라 암모니아도 함께 제거할 수 있으며, 따라서 이러한 암모니아 슬립 현상의 발생을 염려할 필요없이 탈질장치(20)에 암모니아를 충분히 주입할 수 있다. When ammonia (NH3) is used as a reducing agent, only a part of the ammonia introduced into the denitration unit 20 is used for the reduction reaction, so that much more amount (for example, 2 to 3 times as much) as the conventional amount is injected. However, in this case, the ammonia slip phenomenon occurs in which unused ammonia is discharged together with the combustion gas to the downstream end of the apparatus, thereby necessitating a separate process for removing ammonia from the downstream end of the apparatus. However, as will be described later, in the illustrated embodiment, not only sulfur oxides but also ammonia can be removed together in the wet scrubber 100 according to the present invention. Therefore, it is possible to eliminate the ammonia slip phenomenon, ) Can be sufficiently injected with ammonia.

산성가스 세정설비(25)는 연소가스 내의 황산화물(SOx)을 제거하는 장치이며, 기존의 임의의 탈황장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 산성가스 세정설비(25)는 반건식 반응기(SDR)로 구현될 수 있으며, 소석회 슬러리를 연소가스에 분사하여 황산화물을 제거할 수 있다. The acid gas scrubbing apparatus 25 is a device for removing sulfur oxides (SOx) in the combustion gas and can be realized by any conventional desulfurization apparatus. For example, the acidic gas scrubbing unit 25 may be implemented in a semi-dry reactor (SDR), and the slurry may be sprayed into the combustion gas to remove sulfur oxides.

집진장치(30)는 탈질장치(20)와 산성가스 세정설비(25)를 통과한 연소가스에서 분진과 같은 이물질을 집진하여 이를 제거하는 역할을 하며, 사이클론이나 백필터 집진기 등과 같은 기존의 집진장치로 구현될 수 있다. The dust collecting device 30 collects and removes foreign matter such as dust from the combustion gas that has passed through the denitration device 20 and the acid gas scrubbing device 25 and removes foreign matter such as dust from the combustion gas through the conventional dust collecting device . ≪ / RTI >

습식 세정장치(100)는 연돌(50) 전단에 배치될 수 있고, 집진장치(30)에서 배출되는 연소가스에 포함된 잔여 유해물질을 제거할 수 있다. 일 실시예에서 습식 세정장치(100)는 연소가스에 남아있는 황산화물(SOx)과 암모니아(NH3)를 제거할 수 있고, 추가적으로, 염화수소(HCl)와 미세먼지도 제거할 수 있다. 습식 세정장치(100)에 대해서는 도5 내지 도7을 참조하여 후술하기로 한다. 습식 세정장치(100)를 통과한 연소가스는 배기가스(flue gas)로서 연돌(50)(예컨대, 굴뚝)을 통해 외부로 배출된다.The wet scrubber 100 may be disposed upstream of the stack 50 and may remove residual harmful substances contained in the combustion gas discharged from the dust collector 30. In one embodiment, the wet scrubbing apparatus 100 may remove sulfur oxides (SOx) and ammonia (NH 3) remaining in the combustion gas, it is possible to additionally, hydrogen chloride (HCl) and remove fine dust. The wet scrubber 100 will be described later with reference to Figs. 5 to 7. The combustion gas that has passed through the wet scrubber 100 is discharged to the outside through the stack 50 (e.g., a chimney) as a flue gas.

한편, 도3에 도시한 실시예에서 연소실(10)의 후단에 탈질장치(20), 산성가스 세정설비(25), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)이 차례로 배치되어 연소가스를 처리하는 것으로 도시하였지만 이러한 배치는 예시적인 일 실시예이며 구체적 실시 형태에 따라 연소실(10)의 후단에 다른 여러 다양한 처리부가 추가될 수 있으며, 또 다르게는, 탈질장치(20), 산성가스 세정설비(25), 집진장치(30) 중 일부가 생략되거나 이들 장치의 배치 순서가 바뀔 수도 있음을 이해할 것이다. 3, the denitration unit 20, the acidic gas cleaning unit 25, the dust collecting unit 30, the wet scrubber 100, and the stack 50 are provided at the rear end of the combustion chamber 10 But this arrangement is only an exemplary embodiment, and various other various processing units may be added to the rear end of the combustion chamber 10 according to the specific embodiment, or alternatively, the denitration unit 20 ), The acid gas scrubbing apparatus 25, and the dust collecting apparatus 30 may be omitted or the order of arrangement of these devices may be changed.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치가 적용된 제2 연소가스 처리 시스템의 블록도이다. 도면을 참조하면, 제2 연소가스 처리 시스템은 연소실(10), 탈질장치(20), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)을 포함할 수 있다. 4 is a block diagram of a second flue gas treating system to which a flue gas wet scrubber is applied in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the second combustion gas treatment system may include a combustion chamber 10, a denitration unit 20, a dust collector 30, a wet scrubber 100, and a stack 50.

도4의 연소가스 처리 시스템은 로내탈황처리가 가능한 연소실(10)을 사용하는 점에서 도3의 실시예와 구별된다. 즉 도4에서 연소실(10)은 탈황제 공급부를 더 포함할 수 있으며, 일 실시예에서 연료와 함께 탈황제로서 석회석이나 석회석 슬러리 등을 연소실(10)에 주입할 수 있다. The combustion gas treatment system of FIG. 4 is distinguished from the embodiment of FIG. 3 in that a combustion chamber 10 capable of in-furnace desulfurization treatment is used. That is, in FIG. 4, the combustion chamber 10 may further include a desulfurizing agent supply unit. In one embodiment, limestone or limestone slurry may be injected into the combustion chamber 10 together with the fuel as a desulfurizing agent.

도4의 탈질장치(20), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)은 도3의 각 대응 구성요소와 동일 또는 유사한 구성과 기능을 가지므로 설명을 생략하기로 한다. The denitration apparatus 20, the dust collecting apparatus 30, the wet scrubber 100, and the stack 50 in FIG. 4 have the same or similar functions and functions as those in FIG. 3, do.

또한 도4의 실시예에서 연소실(10)의 후단에 탈질장치(20), 집진장치(30), 습식 세정장치(100), 및 연돌(50)이 차례로 배치된 것으로 도시하였지만, 이러한 배치 역시 예시적인 일 실시예이며 구체적 실시 형태에 따라 처리장치의 순서가 변경되거나 다른 여러 다양한 처리부가 추가될 수 있다. 4, the denitration unit 20, the dust collecting unit 30, the wet scrubber 100, and the stack 50 are sequentially arranged at the rear end of the combustion chamber 10. However, And the order of the processing apparatus may be changed or various other various processing units may be added according to a specific embodiment.

이제 도5 내지 도7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 세정장치(100)에 대해 상술하기로 한다. Now, the wet cleaning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7. FIG.

도5는 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치(100)의 블록도이다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 습식 세정장치(100)는 고온 세정부(110), 온도 조절부(120), 및 저온 세정부(130)를 포함할 수 있다. 5 is a block diagram of a flue gas wet scrubber 100 according to one embodiment. Referring to the drawings, a wet scrubber 100 according to an embodiment may include a high temperature cleaning section 110, a temperature control section 120, and a low temperature cleaning section 130.

일 실시예에서 고온 세정부(110)는 공급되는 연소가스를 제1 온도범위로 냉각/가열한 후 이 온도범위 내의 연소가스에서 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)를 습식 세정에 의해 제거할 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 온도범위는 예컨대 섭씨 90도 내지 100도 미만일 수 있다. 아래의 반응식과 같이, 습식 세정에 의해 삼산화황과 물이 반응하여 황산(H2SO4)이 생성되고, 암모니아는 황산과 반응하여 황산암모늄((NH4)2SO4)을 생성한다. 황산암모늄은 염의 형태로 침전되어 제거될 수 있다. In one embodiment, the hot cleaning section 110 is configured to cool / heat the supplied combustion gas to a first temperature range and remove sulfur trioxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) from the combustion gas within this temperature range can do. In one embodiment, the first temperature range may be, for example, 90 degrees to less than 100 degrees. As shown in the following reaction formula, sulfur trioxide reacts with water to form sulfuric acid (H 2 SO 4 ) by wet cleaning, and ammonia reacts with sulfuric acid to produce ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ). Ammonium sulfate can be precipitated and removed in the form of a salt.

SO3 + H2O → H2SO4 SO 3 + H 2 O - > H 2 SO 4

NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4

또한 예컨대 수산화나트륨을 중화제로서 투입하여 아래 반응식과 같이 황산나트륨을 염의 형태로 생성하여 제거할 수도 있다. In addition, sodium hydroxide may be added as a neutralizing agent, and sodium sulfate may be formed in a salt form and removed as shown in the following reaction formula.

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O

또한 연소가스에 염화수소(HCl)가 함유된 경우, 아래 반응식과 같이 염화수소와 암모니아가 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)이 염의 형태로 생성되어 제거될 수 있고, 탄산수소 나트륨이나 수산화나트륨을 중화제로 투입한 경우, 염화나트륨(소금)을 생성할 수도 있다. In addition, when hydrogen chloride (HCl) is contained in the combustion gas, ammonium chloride (NH 4 Cl) can be formed in the form of a salt and can be removed by reacting hydrogen chloride with ammonia as shown in the following reaction formula, and sodium hydrogencarbonate or sodium hydroxide is neutralized When added, sodium chloride (salt) may be produced.

HCl + NH3 → NH4ClHCl + NH 3 → NH 4 Cl

HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2OHCl + NaHCO 3 → NaCl + CO 2 + H 2 O

HCl + NaOH → NaCl + H2O HCl + NaOH → NaCl + H 2 O

한편 이 때 고온 세정부(110)의 내부의 온도도 예컨대 섭씨 90도 내지 100도 사이로 유지되는 것이 바람직하며, 이러한 고온 세정부(110)의 분위기 하에서 연소가스 내의 이산화황(SO2)의 대부분은 물에 용해되지 않고 고온 세정부(110)를 통과하게 된다. On the other hand, most of the sulfur dioxide (SO 2) within the time hot preferable that the cleaning section 110, temperature is for example held between ° C 90 ° to 100 inside of, and combustion gas in the atmosphere of such a high-temperature cleaning section 110 is water And passes through the high temperature cleaning section 110 without being dissolved in the high temperature cleaning section 110.

따라서 고온 세정부(110)는 연소가스에서 삼산화황(SO3), 암모니아(NH3), 염화수소(HCl), 및 미세먼지를 제거한 후 연소가스를 배출하고, 배출된 연소가스는 온도 조절부(120)로 공급된다. Therefore, the high temperature cleaning section 110 removes sulfur trioxide (SO 3 ), ammonia (NH 3 ), hydrogen chloride (HCl), and fine dust from the combustion gas and discharges the combustion gas. ).

온도 조절부(120)는 연소가스의 상기 제1 온도범위 보다 낮은 소정 온도, 즉 제2 온도범위로 조절하며, 일 실시예에서 제2 온도범위는 예컨대 섭씨 40도 내지 60도일 수 있다. 온도 조절부(120)는 공지의 열교환기나 냉각장치로 구현될 수 있다. The temperature regulating unit 120 regulates a predetermined temperature lower than the first temperature range of the combustion gas, that is, a second temperature range, and in one embodiment, the second temperature range may be, for example, 40 to 60 degrees. The temperature regulating unit 120 may be realized by a known heat exchanger or a cooling device.

온도 조절부(120)에서 제2 온도범위로 냉각된 연소가스는 저온 세정부(130)로 공급된다. 저온 세정부(130)는 습식 세정에 의해 연소가스에서 이산화황(SO2)을 제거할 수 있다. 즉 아래의 반응식과 같이, 습식 세정에 의해 이산화황과 물이 반응하여 아황산(H2SO3)이 생성되고, 수산화나트륨을 중화제로 투입한 경우 아황산이 중화제와 반응하여 아황산나트륨(Na2SO3) 또는 황산나트륨(Na2SO4)이 생성되고 이들은 염의 형태로 침전되어 제거될 수 있다. The combustion gas cooled to the second temperature range in the temperature regulating unit 120 is supplied to the low temperature cleaning unit 130. The low temperature cleaning section 130 can remove sulfur dioxide (SO 2 ) from the combustion gas by wet scrubbing. That is, sulfurous acid (H 2 SO 3 ) is produced by reacting sulfur dioxide with water by wet washing as shown in the following reaction formula, and when sodium hydroxide is added as a neutralizing agent, sulfurous acid reacts with a neutralizing agent to form sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) Or sodium sulphate (Na 2 SO 4 ) are produced and they can be precipitated and removed in the form of a salt.

SO2 + H2O → H2SO3 SO 2 + H 2 O - > H 2 SO 3

H2SO3 + 2NaOH → Na2SO3 + 2H2OH 2 SO 3 + 2 NaOH → Na 2 SO 3 + 2H 2 O

Na2SO3 + ½O2 → Na2SO4 Na 2 SO 3 + ½O 2 → Na 2 SO 4

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 세정장치(100)에 의하면, 황산화물(SOx)을 강산성의 삼산화황(SO3)과 약산성의 이산화황(SO2)로 분리하여 제거할 수 있으므로 세정수의 수처리가 용이한 이점이 있다. 또한 삼산화황 제거시 암모니아와 반응시켜 제거하기 때문에, 앞단의 탈질장치(20)에서 질소산화물 제거에 사용되지 않고 배출된 여분의 암모니아를 습식 세정장치(100)에서 제거할 수 있으므로 암모니아 슬립 현상을 방지할 수 있다. As described above, according to the wet scrubber 100 according to the embodiment of the present invention, sulfur oxide (SOx) can be separated and removed by strongly acidic sulfur trioxide (SO 3 ) and slightly acidic sulfur dioxide (SO 2 ) There is an advantage that water treatment is easy. In addition, since ammonia is removed by the removal of sulfur trioxide, the excess ammonia discharged from the denitration unit 20 at the front end, which is not used for nitrogen oxide removal, can be removed from the wet scrubber 100, .

이제 도6을 참조하여 일 실시예에 따른 연소가스 습식 세정장치(100)의 구체적인 예시적 구성을 설명하기로 한다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 습식 세정장치(100)는 고온 세정부(110), 온도 조절부(120), 및 저온 세정부(130)로 구성된다. Referring now to FIG. 6, a specific exemplary configuration of the combustion gas wet scrubber 100 according to one embodiment will be described. Referring to the drawings, a wet scrubber 100 according to an embodiment includes a high temperature cleaning section 110, a temperature control section 120, and a low temperature cleaning section 130.

고온 세정부(110)는 챔버(111)와 챔버(111)의 내부에 배치되는 열교환기(114), 세정수 분사노즐(115), 및 채널부(116)를 포함할 수 있다. The high temperature cleaning section 110 may include a chamber 111 and a heat exchanger 114 disposed inside the chamber 111, a cleaning water injection nozzle 115 and a channel section 116.

챔버(111)는 밀폐된 내부 공간을 가지며, 연소가스를 챔버 내부로 주입하는 주입구(112) 및 챔버 외부로 배출하는 배출구(113)를 구비할 수 있다. 열교환기(114)는 세정수 분사노즐(115)의 상부에 배치될 수 있고, 주입구(112)를 통해 챔버(111) 내로 주입된 연소가스의 온도를 제1 온도범위로 낮추는 역할을 한다. 일 실시예에서 제1 온도범위는 섭씨 90도 내지 100도일 수 있고, 보다 바람직하게는 95도를 중심으로 ±3도 내외일 수 있다. The chamber 111 has a closed inner space and may have an inlet 112 for injecting the combustion gas into the chamber and an outlet 113 for discharging the combustion gas to the outside of the chamber. The heat exchanger 114 may be disposed above the rinse water injection nozzle 115 and serves to lower the temperature of the combustion gas injected into the chamber 111 through the injection port 112 to the first temperature range. In one embodiment, the first temperature range may be from 90 degrees centigrade to 100 degrees centigrade, more preferably from about 3.degree. Centered at 95 degrees.

연소가스의 온도가 제1 온도범위 보다 낮은 경우, 열교환기(114)가 연소가스를 가열할 수도 있으며, 대안적으로, 연소가스의 가열을 위해 별도의 가열수단(도시 생략)이 설치될 수도 있다. 또한 주입구(112)로 주입되는 연소가스의 온도를 측정하기 위한 온도센서(도시 생략)가 주입구(112) 전단이나 후단에 설치될 수 있고, 이러한 구성에 의해, 온도센서의 측정 결과에 기초하여 열교환기(114)나 가열수단을 이용하여 연소가스를 냉각하거나 가열할 수 있다. When the temperature of the combustion gas is lower than the first temperature range, the heat exchanger 114 may heat the combustion gas, or alternatively, a separate heating means (not shown) may be provided for heating the combustion gas . A temperature sensor (not shown) for measuring the temperature of the combustion gas injected into the injection port 112 can be provided at the front end or the rear end of the injection port 112. With this configuration, The combustion gas can be cooled or heated using the heater 114 or the heating means.

세정수 분사노즐(115)은 챔버(111) 내에서 열교환기(114)의 하류에 배치된다. 본 명세서에서 임의의 구성요소의 '상류' 또는 '전단'은 연소가스의 흐름방향을 기준으로 해당 구성요소의 위쪽을 의미하고 '하류' 또는 '후단'은 해당 구성요소의 아래쪽을 의미한다. The rinsing water injection nozzle 115 is disposed in the chamber 111 downstream of the heat exchanger 114. The term 'upstream' or 'front end' of any component herein refers to the upper side of the component relative to the flow direction of the combustion gas and the term 'downstream' or 'downstream' refers to the lower side of the component.

도시한 실시예에서 열교환기(114)의 하부에 세정수 분사노즐(115)이 배치되고, 세정수 분사노즐(115)의 하부에 채널부(116)가 각각 배치된다. 채널부(116)의 아래쪽, 즉 챔버(111)의 하단부에는 세정수를 소정 수위만큼 유지하는 저장조(117)가 설치된다. 세정수로는 예컨대 물(H2O)을 사용할 수 있고, 필요에 따라 수산화나트륨 또는 중탄산나트륨 등과 같은 중화제나 첨가제 등을 함께 주입할 수 있다. In the illustrated embodiment, a cleaning water injection nozzle 115 is disposed below the heat exchanger 114, and a channel portion 116 is disposed below the cleaning water injection nozzle 115. At a lower portion of the channel portion 116, that is, at a lower end portion of the chamber 111, a reservoir 117 for maintaining a predetermined amount of washing water is provided. For example, water (H 2 O) can be used as the washing water, and a neutralizing agent such as sodium hydroxide or sodium bicarbonate, an additive, etc. can be injected together if necessary.

세정수 분사노즐(115)은 배관(L1)에 의해 저장조(117)에 연결되고, 펌프(P1)를 작동하여 저장조(117)의 세정수를 분사노즐(115)로 공급하고 분사노즐(115)을 통해 챔버 내부로 세정수를 분사할 수 있다. The cleaning water injection nozzle 115 is connected to the reservoir 117 by a pipe L1 and operates the pump P1 to supply rinse water of the reservoir 117 to the injection nozzle 115, The washing water can be sprayed into the chamber through the shower head.

채널부(116)는 수직으로 배열된 다수의 관통구를 갖는 구조물로서, 도7(a)와 도7(b)는 각각 채널부(116)의 예시적 구성을 나타낸다. 도7(a)는 허니컴 구조의 채널부로서, 육각형의 단면을 갖는 통형상의 채널(1161)이 상하방향으로 복수개 형성된 구조를 가진다. 도7(b)의 채널부는 원형 단면을 갖는 통형상의 채널(1163)이 상하방향으로 복수개 형성된 구조를 가진다. 대안적 실시예에서 각 채널(1161,1163)의 단면 형상은 예컨대 원형, 타원형, 다각형 등 임의의 형상을 가질 수 있다.The channel portion 116 is a structure having a plurality of vertically arranged through-holes. Figs. 7 (a) and 7 (b) show an exemplary configuration of the channel portion 116, respectively. 7 (a) is a channel portion of a honeycomb structure, and has a structure in which a plurality of tubular channels 1161 having a hexagonal cross section are formed in the vertical direction. 7 (b) has a structure in which a plurality of tubular channels 1163 having a circular cross-section are formed in the vertical direction. In alternative embodiments, the cross-sectional shape of each of the channels 1161 and 1163 may have any shape, e.g., a circle, an ellipse, or a polygon.

각 채널(1161,1163)의 직경과 상하방향 길이는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서 채널(1161,1163)의 직경은 예컨대 1cm이고 상하방향 길이는 50cm일 수 있다. 분사노즐(115)에서 분사되는 세정수는 채널부(116)로 떨어져서 각 채널(1161,1163)의 내부 표면에 수막을 형성한다. The diameter and the vertical length of each of the channels 1161 and 1163 may vary depending on the specific embodiment. In one embodiment, the diameter of the channels 1161, 1163 may be 1 cm, for example, and the length in the up and down direction may be 50 cm. The cleansing water sprayed from the spray nozzle 115 falls on the channel portion 116 to form a water film on the inner surfaces of the channels 1161 and 1163.

제1 온도범위의 온도를 갖는 연소가스는 채널부(116)를 통과할 때 이와 같이 수막이 형성된 좁은 채널 내부를 관통하게 되며, 연소가스의 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)가 채널의 표면이나 수막과 접촉하면서 표면에 흡착되거나 세정수에 용해된다. 예를 들어, 삼산화황(SO3)은 채널(1161,1163)의 표면에 흡착된 후 세정수에 용해될 수 있고, 암모니아(NH3)는 세정수의 수막과 접촉하여 용해될 수 있다. 또한 연소가스에 포함된 미세입자도 채널부(116)의 통과시 세정수와 접촉하면서 대부분 세정수에 용해될 수 있다. 그러나 이산화황(SO2)은 제1 온도범위에서 물에 대한 용해도가 높지 않으므로, 이산화황의 대부분은 용해되지 않고 채널부(116)를 통과하게 된다. 채널부(116)를 통과한 연소가스를 배출구(113)를 통해 온도 조절부(120)로 공급될 수 있다. The combustion gas having the temperature in the first temperature range passes through the narrow channel formed with the water film as it passes through the channel part 116 and the sulfur trioxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) It is adsorbed on the surface while being in contact with the surface or the water film, or dissolved in the washing water. For example, sulfur trioxide (SO 3 ) can be adsorbed on the surfaces of the channels 1161 and 1163 and dissolved in the washing water, and ammonia (NH 3 ) can be dissolved in contact with the water film of the washing water. In addition, the fine particles contained in the combustion gas can be dissolved in most of the washing water in contact with the washing water when passing through the channel portion 116. However, most of the sulfur dioxide (SO 2 ) does not dissolve and passes through the channel portion 116 because the solubility in water is not high in the first temperature range. The combustion gas passing through the channel portion 116 can be supplied to the temperature regulating portion 120 through the exhaust port 113. [

삼산화황과 암모니아가 용해된 세정수는 저장조(117)에 떨어지며, 저장조 내에서 삼산화황과 세정수가 반응하여 황산(H2SO4)이 생성되고, 암모니아는 황산과 반응하여 황산암모늄((NH4)2SO4)을 생성한다. 황산암모늄은 염의 형태로 저장조(117) 바닥에 침전되고, 예컨대 바닥에 설치된 침전물 배출구(118)을 통해 외부로 배출하여 처리할 수 있다. The cleansing water in which sulfur trioxide and ammonia are dissolved falls into the reservoir 117. In the storage tank, sulfur trioxide reacts with the washing water to generate sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and ammonia reacts with sulfuric acid to form ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ). The ammonium sulfate can be precipitated in the form of a salt in the bottom of the storage tank 117 and discharged to the outside through a sediment outlet 118 installed on the floor for example.

일 실시예에서 고온 세정부(110)는 저장조(117)에 저장된 세정수의 온도가 낮은 경우 세정수를 제1 온도범위로 가열하기 위한 히터(119)를 더 포함할 수 있다. 또한 도면에 도시하지 않았지만, 세정수가 부족할 경우 저장조(117)에 세정수를 공급하는 공급 배관 및 세정수를 배출하여 처리하는 처리수단 등을 더 포함할 수 있음을 이해할 것이다. In one embodiment, the hot cleaning section 110 may further include a heater 119 for heating the wash water to a first temperature range when the temperature of the wash water stored in the reservoir 117 is low. Although not shown in the drawing, it will be understood that the present invention may further include a supply pipe for supplying wash water to the storage tank 117 when the wash water is insufficient, and a processing means for discharging and processing the wash water.

온도 조절부(120)는 챔버(121)와 챔버(121)의 내부에 배치되는 물 분사노즐(124) 및 열교환기(125)를 포함할 수 있다. The temperature regulating unit 120 may include a chamber 121 and a water injection nozzle 124 and a heat exchanger 125 disposed inside the chamber 121.

챔버(121)는 밀폐된 내부 공간을 가지며, 연소가스를 챔버 내부로 주입하는 주입구(122) 및 챔버 외부로 배출하는 배출구(123)를 구비할 수 있다. 열교환기(125)는 연소가스를 제2 온도범위의 온도로 냉각하기 위한 것으로, 공지의 열교환 방식이 사용될 수 있다. 일 실시예에서 열교환기(125)는 냉매로 채워진 배관으로 구성되고, 연소가스가 배관의 표면과 접촉하면서 냉매와 열교환하여 제2 온도범위로 냉각될 수 있다. 냉매는 임의의 기체(예컨대 공기)나 액체(예컨대 물)가 사용될 수 있다. The chamber 121 has a closed inner space and may have an inlet 122 for injecting combustion gas into the chamber and an outlet 123 for discharging the combustion gas to the outside of the chamber. The heat exchanger 125 is for cooling the combustion gas to a temperature within the second temperature range, and a known heat exchange system can be used. In one embodiment, the heat exchanger 125 is comprised of a pipe filled with refrigerant, and the combustion gas can be cooled to a second temperature range by heat exchange with the refrigerant while contacting the surface of the pipe. The refrigerant may be any gas (e.g., air) or liquid (e.g., water).

이 때 열교환 효율을 높이기 위해 배관의 표면에 물을 분사하여 수막을 형성할 수 있으며, 이를 위해 물 분사노즐(124)이 열교환기(125)의 상부에 배치될 수 있다. 열교환기(125)의 하부에는 분사된 물을 저장하는 저장조(126)가 배치된다. 물 분사노즐(124)은 배관(L2)에 의해 저장조(126)에 연결되고, 펌프(P2)를 작동하여 저장조(126)의 물을 분사노즐(124)로 공급하고 분사노즐(124)을 통해 열교환기(125)의 배관을 향해 분사할 수 있다. 배관에 분사된 물은 연소가스와 배관내 냉매 사이의 열전달 계수를 높일 수 있으므로 열교환 효율을 향상시킬 수 있다. At this time, in order to increase heat exchange efficiency, water can be formed on the surface of the pipe to form a water film. For this purpose, the water injection nozzle 124 can be disposed above the heat exchanger 125. At a lower portion of the heat exchanger 125, a reservoir 126 for storing the sprayed water is disposed. The water injection nozzle 124 is connected to the reservoir 126 by a pipe L2 and operates the pump P2 to supply the water in the reservoir 126 to the injection nozzle 124 and through the injection nozzle 124 Can be injected toward the pipe of the heat exchanger (125). Water injected into the piping can increase the heat transfer coefficient between the combustion gas and the refrigerant in the piping, thereby improving the heat exchange efficiency.

이산화황의 세정수(예컨대 물)에 대한 용해도는 온도가 낮아질수록 높아지지만 연소가스의 온도를 많이 낮추기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하다. 따라서 제2 온도범위는 이산화황의 용해도 및 연소가스의 냉각에 소요되는 에너지를 고려하여 설정될 수 있다. 일 실시예에서 제2 온도범위는 섭씨 40도 내지 60도일 수 있고, 보다 바람직하게는 50도 내지 55도일 수 있다. The solubility of sulfur dioxide in cleansing water (such as water) increases with decreasing temperature, but more energy is required to lower the temperature of the combustion gas. Therefore, the second temperature range can be set in consideration of the solubility of sulfur dioxide and the energy required for cooling the combustion gas. In one embodiment, the second temperature range may be from 40 degrees Celsius to 60 degrees Celsius, and more preferably from 50 degrees Celsius to 55 degrees Celsius.

저온 세정부(130)는 챔버(131)와 챔버(131)의 내부에 배치되는 세정수 분사노즐(134) 및 채널부(135)를 포함할 수 있다. The low temperature cleaning section 130 may include a cleaning water injection nozzle 134 and a channel section 135 disposed inside the chamber 131 and the chamber 131.

챔버(131)는 밀폐된 내부 공간을 가지며, 연소가스를 챔버 내부로 주입하는 주입구(132) 및 챔버 외부로 배출하는 배출구(133)를 구비할 수 있다. The chamber 131 has a closed inner space and may have an inlet 132 for injecting combustion gas into the chamber and an outlet 133 for discharging the combustion gas to the outside of the chamber.

도시한 실시예에서 세정수 분사노즐(134)의 하부에 채널부(135)가 배치된다. 채널부(135)의 하부에는 세정수를 소정 수위만큼 유지하는 저장조(136)가 설치된다. 세정수로는 고온 세정부(110)에서 사용되는 것과 동일한 세정수가 사용될 수 있다. In the illustrated embodiment, the channel portion 135 is disposed below the cleaning water injection nozzle 134. In the lower portion of the channel portion 135, a reservoir 136 for maintaining the washing water for a predetermined level is provided. As the washing water channel, the same washing water as that used in the high temperature washing section 110 may be used.

세정수 분사노즐(134)은 배관(L3)에 의해 저장조(136)에 연결되고, 펌프(P3)를 작동하여 저장조(136)의 세정수를 분사노즐(134)로 공급하고 분사노즐(134)을 통해 챔버 내부로 세정수를 분사할 수 있다. The cleaning water injection nozzle 134 is connected to the reservoir 136 by a pipe L3 and operates the pump P3 to supply the rinse water of the reservoir 136 to the injection nozzle 134, The washing water can be sprayed into the chamber through the shower head.

채널부(135)는 수직으로 배열된 다수의 관통구를 갖는 구조물로서, 고온 세정부(110)의 채널부(116)와 동일 또는 유사한 구조와 기능을 가진다. 따라서 예컨대 도7(a) 또는 도7(b)에 도시한 채널부가 사용될 수 있으며, 상세한 설명은 생략한다. The channel portion 135 is a structure having a plurality of vertically arranged through holes and has the same or similar structure and function as the channel portion 116 of the high temperature cleaning portion 110. Therefore, for example, the channel portion shown in Fig. 7 (a) or 7 (b) can be used, and a detailed description thereof will be omitted.

제2 온도범위의 온도를 갖는 연소가스는 채널부(135)를 통과할 때 세정수의 수막이 형성된 좁은 채널 내부를 관통하게 되며, 연소가스의 이산화황(SO2)이 채널의 수막과 접촉하면서 세정수에 용해된다. 또한 연소가스에 포함된 미세입자도 채널부(135)를 통과하면서 세정수와 접촉하여 용해된다. The combustion gas having the temperature in the second temperature range passes through the narrow channel in which the water film of the washing water is formed as it passes through the channel portion 135. When sulfur dioxide (SO 2 ) of the combustion gas contacts with the water film of the channel, Soluble in water. In addition, the fine particles contained in the combustion gas are also dissolved in contact with the washing water while passing through the channel part 135.

이산화황이 용해된 세정수는 저장조(136)에 떨어지며, 저장조 내에서 물과 반응하여 아황산이 되고, 아황산은 예컨대 중화제인 수산화나트륨과 반응하여 아황산나트륨이 된다. 아황산나트륨은 저장조(136)의 바닥에 침전된 후 외부로 배출되어 처리될 수 있다. The cleansing water in which the sulfur dioxide has dissolved falls into the storage tank 136, reacts with water in the storage tank to become sulfurous acid, and the sulfurous acid reacts with, for example, sodium hydroxide, which is a neutralizing agent, to form sodium sulfite. Sodium sulfite can be deposited on the bottom of the reservoir 136 and then discharged to the outside for treatment.

이상과 같이 도면을 참고하여 실시예를 설명하였으나, 상술한 실시예 외에도 다양한 변형례가 있을 수 있다. 이와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the embodiments have been described with reference to the drawings, various modifications may be made in addition to the above-described embodiments. 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. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

10: 연소실 20: 탈질장치
25: 산성가스 세정설비 30: 집진장치
50: 연돌 100: 습식 세정장치
110: 고온 세정부 120: 온도 조절부
130: 저온 세정부
10: combustion chamber 20: denitration device
25: Acid gas cleaning facility 30: Dust collector
50: stack 100: wet cleaning device
110: high temperature cleaning section 120: temperature control section
130:

Claims (14)

연소가스를 세정하는 습식 세정장치(100)로서,
섭씨 100도 이하의 제1 온도범위의 연소가스에서 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)를 습식 세정에 의해 제거하는 고온 세정부(110);
상기 고온 세정부에서 배출되는 가스를 상기 제1 온도범위 보다 낮은 제2 온도범위로 냉각하는 온도 조절부(120); 및
상기 온도 조절부(120)에서 배출되는 가스에서 이산화황(SO2)을 습식 세정에 의해 제거하는 저온 세정부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
1. A wet scrubber (100) for cleaning a combustion gas,
A high temperature cleaning section 110 for removing wet sulfur oxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) from a combustion gas in a first temperature range of 100 ° C or less;
A temperature regulator 120 for cooling the gas discharged from the high temperature cleaning unit to a second temperature range lower than the first temperature range; And
And a low temperature cleaning section (130) for removing sulfur dioxide (SO 2 ) from the gas discharged from the temperature regulating section (120) by wet cleaning.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 온도범위가 섭씨 90도 내지 100도이고, 상기 제2 온도범위가 섭씨 40도 내지 60도인 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first temperature range is from 90 degrees to 100 degrees Celsius and the second temperature range is from 40 degrees Celsius to 60 degrees Celsius.
제 1 항에 있어서, 상기 고온 세정부(110)가,
밀폐된 내부 공간을 갖는 제1 챔버(111);
상기 제1 챔버 내로 세정수를 분사하는 제1 세정수 분사노즐(115); 및
상기 제1 세정수 분사노즐의 하단에 배치되고, 원, 타원, 또는 다각형의 단면을 갖는 통형상의 채널이 상하방향으로 복수개 형성된 제1 채널부(116);를 포함하고,
상기 연소가스가 상기 제1 채널부를 통과할 때 연소가스 내의 삼산화황과 암모니아가 상기 제1 채널부의 표면을 따라 흐르는 세정수에 용해되어 제거되는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
The apparatus of claim 1, wherein the high temperature cleaning section (110)
A first chamber (111) having a closed interior space;
A first cleaning water injection nozzle (115) for spraying cleaning water into the first chamber; And
And a first channel part (116) disposed at a lower end of the first cleaning water injection nozzle and having a plurality of tubular channels each having a circular, elliptical, or polygonal cross section in the vertical direction,
And sulfur dioxide and ammonia in the combustion gas are dissolved and removed in the washing water flowing along the surface of the first channel portion when the combustion gas passes through the first channel portion.
제 3 항에 있어서, 상기 고온 세정부(110)가,
상기 제1 세정수 분사노즐(115)의 전단에 배치되고, 상기 제1 온도범위 보다 높은 온도의 연소가스를 상기 제1 온도범위로 냉각하기 위한 열교환기(114); 또는,
상기 제1 세정수 분사노즐(115)의 전단에 배치되고, 상기 제1 온도범위 보다 낮은 온도의 연소가스를 상기 제1 온도범위로 가열하기 위한 가열부; 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the high temperature cleaning section (110)
A heat exchanger (114) disposed at a front end of the first washing water injection nozzle (115) for cooling the combustion gas at a temperature higher than the first temperature range to the first temperature range; or,
A heater for heating the combustion gas at a temperature lower than the first temperature range to the first temperature range, the heating unit being disposed at a front end of the first cleaning water injection nozzle; ≪ / RTI > further comprising at least one of the following: < RTI ID = 0.0 >
제 1 항에 있어서, 상기 온도 조절부(120)가,
밀폐된 내부 공간을 갖는 제2 챔버(121); 및
상기 제2 챔버 내에 배치되며 냉매가 흐르는 배관;을 포함하고,
상기 제2 챔버로 유입된 가스가 상기 배관 사이를 통과하면서 냉매와 열교환하여 상기 제2 온도범위로 냉각하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
The apparatus of claim 1, wherein the temperature regulator (120)
A second chamber (121) having a closed inner space; And
And a pipe disposed in the second chamber and through which refrigerant flows,
Wherein the gas introduced into the second chamber exchanges heat with the refrigerant while passing between the pipes, and is cooled to the second temperature range.
제 5 항에 있어서,
상기 온도 조절부(120)가, 상기 배관의 상부에 배치되고, 상기 제2 챔버 내로 물을 분사하는 물 분사노즐(124);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the temperature regulating unit (120) further comprises: a water spray nozzle (124) disposed at an upper portion of the pipe and spraying water into the second chamber.
제 3 항에 있어서, 상기 저온 세정부(130)가,
밀폐된 내부 공간을 갖는 제3 챔버(131);
상기 제3 챔버 내로 세정수를 분사하는 제2 세정수 분사노즐(134); 및
상기 제2 세정수 분사노즐의 하단에 배치되고, 원, 타원, 또는 다각형의 단면을 갖는 통형상의 채널이 상하방향으로 복수개 형성된 제2 채널부(135);를 포함하고,
상기 제3 챔버로 유입된 가스가 상기 제2 채널부를 통과할 때 가스 내의 이산화황이 상기 제2 채널부의 표면을 따라 흐르는 세정수에 용해되어 제거되는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the low temperature cleaning section (130)
A third chamber 131 having a closed inner space;
A second cleaning water injection nozzle 134 for spraying cleaning water into the third chamber; And
And a second channel part (135) disposed at a lower end of the second cleaning water injection nozzle and having a plurality of tubular channels each having a circular, elliptical, or polygonal cross section in the vertical direction,
And sulfur dioxide in the gas is dissolved and removed in the washing water flowing along the surface of the second channel part when the gas flowing into the third chamber passes through the second channel part.
연소가스를 세정하는 습식 세정 방법으로서,
제1 챔버에서, 섭씨 100도 이하의 제1 온도범위의 연소가스로부터 삼산화황(SO3)과 암모니아(NH3)를 습식 세정에 의해 제거하는 고온 세정 단계;
제2 챔버에서, 상기 제1 챔버에서 배출된 가스를 상기 제1 온도범위 보다 낮은 제2 온도범위로 냉각하는 온도 조절 단계; 및
제3 챔버에서, 상기 제2 챔버에서 배출된 가스에서 이산화황(SO2)을 습식 세정에 의해 제거하는 저온 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
A wet cleaning method for cleaning a combustion gas,
A high temperature cleaning step of removing sulfur trioxide (SO 3 ) and ammonia (NH 3 ) from the combustion gas in the first temperature range of not more than 100 degrees centigrade by wet scrubbing in the first chamber;
Cooling the gas discharged from the first chamber to a second temperature range lower than the first temperature range in the second chamber; And
In a third chamber, a low temperature cleaning step of removing sulfur dioxide (SO 2 ) from the gas discharged from the second chamber by wet cleaning.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 온도범위가 섭씨 90도 내지 100도이고, 상기 제2 온도범위가 섭씨 40도 내지 60도인 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the first temperature range is from 90 degrees to 100 degrees Celsius and the second temperature range is from 40 degrees Celsius to 60 degrees Celsius.
제 8 항에 있어서, 상기 제1 챔버가,
상기 제1 챔버 내로 세정수를 분사하는 제1 세정수 분사노즐(115); 및
상기 제1 세정수 분사노즐의 하단에 배치되고, 원, 타원, 또는 다각형의 단면을 갖는 통형상의 채널이 상하방향으로 복수개 형성된 제1 채널부(116);를 포함하고,
상기 고온 세정 단계가, 연소가스를 상기 제1 채널부로 통과시켜, 연소가스 내의 삼산화황과 암모니아를 상기 제1 채널부의 표면을 따라 흐르는 세정수에 용해시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
9. The apparatus of claim 8,
A first cleaning water injection nozzle (115) for spraying cleaning water into the first chamber; And
And a first channel part (116) disposed at a lower end of the first cleaning water injection nozzle and having a plurality of tubular channels each having a circular, elliptical, or polygonal cross section in the vertical direction,
Wherein the high temperature cleaning step comprises passing a combustion gas through the first channel portion to dissolve sulfur trioxide and ammonia in the combustion gas in rinse water flowing along the surface of the first channel portion. Way.
제 10 항에 있어서, 상기 제1 챔버가,
상기 제1 세정수 분사노즐(115)의 전단에 배치되고, 상기 제1 온도범위 보다 높은 온도의 연소가스를 상기 제1 온도범위로 냉각하기 위한 열교환기(114); 또는,
상기 제1 세정수 분사노즐(115)의 전단에 배치되고, 상기 제1 온도범위 보다 낮은 온도의 연소가스를 상기 제1 온도범위로 가열하기 위한 가열부; 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
11. The apparatus of claim 10, wherein the first chamber
A heat exchanger (114) disposed at a front end of the first washing water injection nozzle (115) for cooling the combustion gas at a temperature higher than the first temperature range to the first temperature range; or,
A heater for heating the combustion gas at a temperature lower than the first temperature range to the first temperature range, the heating unit being disposed at a front end of the first cleaning water injection nozzle; ≪ / RTI > further comprising at least one of the following.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 챔버가, 제2 챔버 내에 배치되며 냉매가 흐르는 배관을 포함하고,
상기 온도 조절 단계가, 상기 제2 챔버로 유입된 가스를 상기 배관 사이로 통과시켜 가스와 냉매 사이의 열교환에 의해 가스를 상기 제2 온도범위로 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the second chamber comprises a pipe disposed in the second chamber and through which the refrigerant flows,
Wherein the temperature control step comprises passing the gas flowing into the second chamber between the pipes to cool the gas to the second temperature range by heat exchange between the gas and the refrigerant, Way.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 챔버가, 상기 배관의 상부에 배치되어 제2 챔버 내로 물을 분사하는 물 분사노즐(124)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the second chamber further comprises a water spray nozzle (124) disposed at an upper portion of the pipe to spray water into the second chamber.
제 10 항에 있어서, 상기 제3 챔버가,
상기 제3 챔버 내로 세정수를 분사하는 제2 세정수 분사노즐(134); 및
상기 제2 세정수 분사노즐의 하단에 배치되고, 원, 타원, 또는 다각형의 단면을 갖는 통형상의 채널이 상하방향으로 복수개 형성된 제2 채널부(135);를 포함하고,
상기 저온 세정 단계가, 상기 제3 챔버로 유입된 가스를 상기 제2 채널부로 통과시켜, 가스 내의 이산화황을 상기 제2 채널부의 표면을 따라 흐르는 세정수에 용해시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소가스 습식 세정 방법.
11. The apparatus of claim 10, wherein the third chamber comprises:
A second cleaning water injection nozzle 134 for spraying cleaning water into the third chamber; And
And a second channel part (135) disposed at a lower end of the second cleaning water injection nozzle and having a plurality of tubular channels each having a circular, elliptical, or polygonal cross section in the vertical direction,
Wherein the low temperature cleaning step comprises passing the gas introduced into the third chamber to the second channel portion and dissolving the sulfur dioxide in the gas into the washing water flowing along the surface of the second channel portion, Gas wet cleaning method.
KR1020170139079A 2017-10-25 2017-10-25 Wet exhaust gas cleaning apparatus and method KR101832359B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170139079A KR101832359B1 (en) 2017-10-25 2017-10-25 Wet exhaust gas cleaning apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170139079A KR101832359B1 (en) 2017-10-25 2017-10-25 Wet exhaust gas cleaning apparatus and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101832359B1 true KR101832359B1 (en) 2018-02-26

Family

ID=61531470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170139079A KR101832359B1 (en) 2017-10-25 2017-10-25 Wet exhaust gas cleaning apparatus and method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101832359B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6045653B2 (en) CO2 absorption liquid scattering control method
BR112016008249B1 (en) METHOD AND APPLIANCE FOR THE REMOVAL OF CONTAMINANTS FROM EXHAUST GASES
JP2015211969A (en) System and method for processing exhaust gas
JP2015166090A (en) Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method
CN102343206A (en) Treatment method and treatment facilities of exhaust gas
KR101544280B1 (en) Apparatus for treating exhaust gas using bubble ozone water droplet and method for treating exhaust gas using the same
JP5755047B2 (en) Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method
CN105194991B (en) Glass kiln flue gas desulfurization and denitrification system and technique
JP2016540953A (en) Combined cleaning system for heat exchanger
CN102294171A (en) Flue gas purifying system
CN105148698A (en) Boiler flue gas desulfurization and denitrification system
TWI531538B (en) Oxidation tank, seawater desulfurization system and power generation system
JP2014226622A (en) Carbon dioxide recovery system
KR101740614B1 (en) Flue gas treating apparatus having advanced removal efficiency of carbon dioxide
KR100818309B1 (en) Method and apparatus for demisting NOx from exhaust gas using reactors installed in lateral sequence
CN202136916U (en) Flue gas purification system
CN204619713U (en) A kind of system and boiler removing various pollutants in fume
KR100889597B1 (en) Division device and mixing device for powdered reagent off-gas treatment of an incineration plant
CN105727712B (en) A kind of flue gas desulfurization denitration dust-removing integrated equipment of coal-fired ceramic kiln
KR101832359B1 (en) Wet exhaust gas cleaning apparatus and method
CN104437041B (en) A kind of Multifunctional tobacco gas disposal equipment
CN106582226B (en) It is a kind of using ammonia-contaminated gas as the Denitration in Boiler technique of denitrfying agent
JP2020157203A (en) Flue gas treatment device and method
KR20200137701A (en) Exhaust gas purifying scrubber and exhaust gas purifying method using the same
YAMASAKI et al. Performance evaluation of semi-dry flue gas desulfurization and denitration from flue gas of a glass melt using nonthermal plasma combined process

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant