KR101850128B1 - 질소산화물 제거용 촉매가 배치된 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소산화물 제거용 촉매가 배치된 배열회수보일러 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고 활성표면적을 제공할 수 있는 동시에 경량성, 내화성, 단열성 등이 우수한 메탈폼을 선택적 환원 촉매의 모듈로 사용함으로써, LNG를 연료로 사용하는 기존의 열병합 발전소에 배열회수 보일러 시스템의 구조개조 없이 좁은 공간에 탈질 설비를 설치할 수 있고, 질소산화물 저감 효율 대비 촉매 사용량을 줄임으로써 압력 손실을 최소화하여 가스 터빈의 성능에 영향을 거의 주지 않으면서 우수한 탈질 성능을 얻을 수 있는 질소산화물 제거용 촉매가 배치된 배열회수보일러 시스템에 관한 것이다.

Description

질소산화물 제거용 촉매가 배치된 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템{Heat Recovery Steam Generator System Including NOx Removal Catalyst}
본 발명은 질소산화물 제거용 촉매가 배치된 배열회수보일러 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈질 촉매를 장착하는데 설치 공간이 협소한 종래의 수직형 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러로부터 배출되는 배기가스 내에의 함유된 질소산화물을 효과적으로 제거하기 위한 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템에 관한 것이다.
국내에서는 대기환경보전법을 제정하는 등 여러 노력에도 불구하고, 생활수준 향상에 따른 에너지 사용량이 급격히 증가하여 수많은 대기 오염 물질이 생성되어 심각하게 방출되고 있다. 현재 대기 오염 물질 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 것은 CO, NOx, SOx, dioxine, VOC, 분진 등이다.
본 발명은 이중 NOx의 제거에 관한 것으로서 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 가스터빈 열병합 발전설비를 대상으로 한다. 열병합 발전은 주로 천연가스(LNG) 및 디젤(Diesel)을 연료로 터빈을 가동하여 열과 전기를 동시에 생산하여 공급하는 고효율 종합 에너지 시스템이다.
한편, 질소산화물에는 NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O5 등이 존재하는 것으로 알려져 있으나, 대기 중에서 검출되는 것은 N2O(nitrous oxide), NO(nitric oxide), NO2(nitrogen dioxide) 등이다. 이중 NO나 NO2는 독성이 있고 대기 중에서 광화학 반응을 일으키지만, N2O는 독성이 없고 광화학 반응과 무관하기 때문에 N2O가 대기 중에 상당한 양이 존재하지만, 대기오염물질로 간주하지 않는다. 따라서 질소산화물이라고 말할 때에는 NO와 NO2를 뜻하며 통상 NOx라고 표기한다.
배기가스 중의 전형적인 NOx 구성은 95% NO와 5% NO2이다. NO는 무색무취의 기체로서 대기 중에서 쉽게 황갈색의 NO2로 전환된다. 또한 산성비의 원인이 되기도 하며, O3, HCHO, PAN 등의 각종 산화제를 생성하여 2차 오염을 유발시키고, 광화학 스모그를 유발시킨다.
일반적으로 보일러, 가스 터빈, 가스 엔진, 디젤 엔진 등과 같은 연소 설비나, 내연 기관으로부터 배출되는 배기가스에는 질소산화물(NO, NO2)이 포함되어 있는데, 이러한 오염 물질들은 대기 중으로 배출되기 전에 배출 규제농도 이하로 처리되어야 한다.
NOx 제어 방법은 연소 전 탈질, 연소 조건 개선, 그리고 연소 후 탈질의 세개 분야로 나눌 수 있으며, 이중 연소 후 처리 방법이 효율 면에서 가장 우수하다.
연소 후 처리법에는 촉매 분해법(catalytic decomposition), 흡착법(adsorption), 복사법(radiation), 선택적무촉매환원법(selective non-catalytic reduction : SNCR), 비선택적 촉매 환원법(non-selective catalytic reduction : NSCR), 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction : SCR)법 등이 있다. 이중 가장 효과적인 방법은 선택적 촉매 환원법(SCR)으로 현재까지 많은 연구가 진행되어 왔다. 고정원에서 배출되는 NOx를 90% 이상 제거할 수 있는 기술은 현재로서는 SCR이 유일하다.
SCR은 상기의 다른 건식법에 비하여 고정자산 투자와 운전비가 저렴하고, 암모니아(NH3) 공급기와 반응기만이 필요한 단순 공정이며, 90% 이상의 높은 NOx 처리율을 얻을 수 있고, 또한 폐수 등의 부산물이 없다.
SCR은 NOx가 함유된 배기가스에 암모니아 등의 환원제를 분사하여 촉매 상에서 NOx를 질소(N2)로 환원시키는 방법으로 다음의 화학 반응식으로 보통 표현된다.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1)
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (2)
SCR은 환원제를 이용한다는 점에서 SNCR과 유사하나 촉매를 이용한다는 점과, 따라서 반응 온도가 SNCR보다 낮다는 점이 다르며, 또한 적정 온도에서 매우 높은 NOx 처리율을 보인다.
한편, 질소산화물의 배출허용기준 강화 및 총량 규제 등으로 LNG를 사용하는 복합화력 발전소에도 추가적인 질소산화물 저감 대책이 필요하게 되었다. 그러나 기존 복합화력 발전소의 경우, SCR과 같은 탈질 설비를 설치하기 위한 설치 공간의 제약이 크고, NOx를 거의 제로(Zero) 수준까지 제거 가능한 탈질 설비를 수직형 복합화력 발전소의 배열회수보일러(HRSG)에 설치한 실적은 세계적으로 전무한 상태이다.
기존 HRSG의 구조물 개조 없이 SCR 설비를 설치하려면 좁은 보수 유지 공간을 활용해야 하는데, 촉매 설치 공간이 절대적으로 부족하므로 보수 유지 공간에도 촉매를 설치해야 한다. 특히 수직형 HRSG에서는 촉매 무게가 HRSG의 튜브 군에 그대로 전달되므로, 촉매의 하중을 최대로 감소시켜야 할 필요가 있다.
또한, 촉매 장착에 따른 보일러 압력손실 증가는 발전소 전체의 출력 저하를 가져오므로, 촉매층 에서의 압력 손실을 줄이기 위해 촉매의 부피와 무게를 줄이는 것은 절대적으로 필요하다.
이에 한국등록특허 제1449244호에서는 백금과 같은 귀금속 산화 촉매와 Fast SCR 공정을 사용하여 LNG 가스 터빈 복합화력 발전소의 배기가스 중 질소산화물을 처리하는 방법을 제시하고 있으나, 이러한 Fast SCR 공정을 수행하기 위해서는 NO와 NO2의 농도비가 1:1이 필요하므로, 배기가스의 NO를 NO2로 일부 전환시켜야 하고, NO와 NO2의 농도비가 적절하지 않을 경우에는 탈질율이 저조하며, 설치 공간이 절대적으로 부족한 HRSG의 구조물에 고가의 백금 산화 촉매층과 선택적 환원 촉매층이 모두 설치되어야 하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제1449244호 (2014.08.25 공개)
본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG를 연료로 사용하는 종래의 수직형 열병합발전소의 배열회수 보일러 시스템에 특별한 구조 변경 없이 배연탈질 촉매가 배치된 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 또한, LNG를 연료로 사용하는 종래의 수직형 열병합발전소의 배열회수보일러 시스템 내부 좁은 공간에 환원제 주입수단과 선택적 환원 촉매모듈을 효율적으로 설치함으로써, 촉매의 사용량을 줄여 배기가스의 압력손실을 최소화하고 탈질 효율을 높일 수 있는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는, 가스터빈의 고온 연소 배기가스가 보일러 덕트를 통해 열교환 튜브군을 갖는 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부와 순차적으로 접촉되어 배열을 회수하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템에 있어서, 상기 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 상기 고압 증기 발생부의 하단부에 환원제 주입그리드가 장착되어 있고, 상기 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부를 구성하는 부재 사이에 유지보수 공간이 형성되어 있으며, 상기 유지보수 공간 중 1 이상의 영역에 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈이 분리 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 고압 증기 발생부를 구성하는 부재는 액상 물 공급수단과 연결된 고압 절탄기, 상기 고압 절탄기와 연결된 고압 증발기, 상기 고압 증발기와 연결되고 상기 보일러 덕트 외측에 설치된 고압 증기드럼 및 상기 고압 증기드럼에 연결된 고압 과열기를 포함하고, 상기 저압 증기 발생부를 구성하는 부재는 액상 물 공급수단과 연결된 저압 절탄기, 상기 저압 절탄기와 연결된 저압 증발기 및 상기 보일러 덕트 외측에 설치되고, 상기 저압 증발기와 연결된는 저압 증기드럼을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 선택적 환원촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈은 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간, 고압 절탄기와 저압 증발기 사이의 공간, 저압 증발기와 저압 절탄기 사이의 공간 및 저압 절탄기와 보일러 덕트 사이의 공간 중 1 이상의 영역에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 선택적 환원촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈은 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 선택적 촉매환원반응은 1,000 ~ 60,000 h-1의 공간속도 및 0.5 ~ 1.5의 질소산화물에 대한 환원제의 몰비 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 환원제는 우레아인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 메탈폼 촉매모듈은 상기 레일 상의 이동이 용이하도록 바퀴를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 메탈폼 촉매모듈은 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재; 상기 베이스 부재의 일면에 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1 메탈폼; 상기 제1 메탈폼과 이웃하는 제1 메탈폼 사이에 배열되고, 제1 메탈폼 일단부 및 이웃하는 제1 메탈폼 타단부와 만나도록 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제2 메탈폼; 및 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼 상부에 수평하게 배치되는 평면형의 제3 메탈폼을 포함하고, 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼이 만나는 영역에 형성된 돌출된 산 또는 골이 폭 방향으로 반복 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 메탈폼 내지 제3 메탈폼은 기공의 직경이 400 ㎛ ~ 5,000 ㎛이고, 배기가스의 유동방향을 따라 더 작은 크기의 기공으로 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 제1 메탈폼과 베이스 부재 일면 사이의 내각(α)은 78 ~ 88 °이고, 제2 메탈폼과 베이스 부재 일면 사이의 내각(β)은 78 ~ 88 °인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고 활성 표면적을 제공할 수 있는 동시에 경량성, 내화성, 단열성 등이 우수한 메탈폼을 선택적 환원 촉매의 지지체로 사용하여 분리 가능하게 모듈화함으로써, LNG를 연료로 사용하는 기존의 열병합 발전소에 배열회수 보일러 시스템의 구조 개조 없이 좁은 공간에 탈질 설비를 설치할 수 있고, 질소산화물 저감 효율 대비 촉매 사용량을 줄임으로써, 압력 손실을 최소화하여 가스 터빈의 성능에 영향을 주지 않으며 우수한 탈질 성능을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스터빈과 연결된 배열회수보일러 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈폼 촉매모듈의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메탈폼 촉매모듈의 정면도로, (a)는 하나의 베이스 부재에 제1 내지 제3 메탈폼이 반복 적층된 촉매모듈의 정면도이고, (b)는 제1 내지 제3 메탈폼이 구비된 두 개의 베이스 부재가 반복 적층된 촉매모듈의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈폼 촉매모듈의 사시도이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "고온 대역" 및 "저온 대역"이라는 표현은 특별히 한정되는 범위를 의미하는 것은 아니나, 편의상 전형적으로 각각 약 250∼450 ℃ 및 약 150∼250 ℃의 온도 대역을 의미한다.
본 발명은 가스터빈의 고온 연소 배기가스가 보일러 덕트를 통해 열교환 튜브군을 갖는 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부와 순차적으로 접촉되어 배열을 회수하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템에 있어서, 상기 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 상기 고압 증기 발생부의 하단부에 환원제 주입그리드가 장착되어 있고, 상기 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부를 구성하는 부재 사이에 유지보수 공간이 형성되어 있으며, 상기 유지보수 공간 중 1 이상의 영역에 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈이 분리 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 복합화력 발전소는 열효율 향상을 위해 2종류의 열 사이클을 조합하여 전기를 생산한다. 즉, 예를 들면, 천연 가스탱크와 같은 연료 공급수단으로부터 제공된 연료를 연소시켜 1차적으로 가스터빈 사이클에 의하여 발전기를 가동하여 발전하고, 2차적으로 가스터빈으로부터 부연돌을 통하여 대기 중으로 배출되는 500 ℃ 이상의 배기가스에 남아있는 많은 열량의 일부를 회수한 후 회수된 열을 이용하여 생산된 증기로 가스터빈을 돌려 발전한다.
가스터빈(100)을 가동하기 위한 증기를 생산하는 배열회수보일러 시스템(200)은 가스터빈 후단의 고온 배기가스를 이용하며, 상기 고온 배기가스는 고압 과열기(210), 고압 증발기(220), 고압 절탄기(high-pressure economizer)(230), 저압 증발기(240) 및 저압 절탄기(250) 순으로 배치된 장치를 거치면서 스택(stack, 260)을 통하여 배출되며, 그 과정에서 증기를 생산하여 가스터빈(100)의 가동 및 온수를 제조한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 배열회수보일러 내의 각각의 장치마다 각종 설비 고장 등에 적절히 대처할 수 있도록 복수의 유지보수 공간이 마련되어 있다. 또한, 보일러의 상부 측에 고압 증기드럼(300) 및 저압 증기드럼(400)이 설치되어 있으며, 급수탱크/탈기기(미도시)로부터 증기 생성에 요구되는 물이 제공된다.
통상적으로, 배열회수보일러는 열 교환율을 최대로 하는 것을 목적으로 하고 있는 바, 그 내부는 고압 과열기(210), 고압 증발기(220), 고압 절탄기(230), 저압 증발기(240) 및 저압 절탄기(250) 사이의 공간에 유지보수 공간이 확보되어 있고, 이러한 공간을 제외하고는 열교환 튜브군으로 가득 차 있는 구조를 갖고 있다.
따라서, 초기 설계시 질소산화물 제거용 촉매의 설치를 고려하지 않은 경우, 단일층의 탈질 촉매를 별도로 설치하기 위하여 상기 열교환 튜브군의 제거가 불가피하며, 이로 인한 공사비 및 열효율 감소에 의한 손실이 막대하다.
이에 본 발명은 종래의 수직형 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템 구조에 있어서, 별도의 단일층 형태의 배연탈질 촉매의 장착공간을 마련하지 않고도, 유지보수를 위한 공간을 배연탈질용 촉매층의 장착 공간으로 활용하되, 상기 배연탈질용 촉매층에 고 활성 표면적을 제공할 수 있는 동시에 경량성, 내화성, 단열성 등이 우수한 메탈폼을 선택적 환원 촉매의 지지체로 사용하여 배열회수보일러 시스템 내에서 분리 가능하도록 모듈화시킴으로써, 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러의 구조 개조 없이 좁은 유지보수 공간에 탈질 설비를 설치할 수 있는 동시에, 질소산화물 저감 효율 대비 촉매 사용량을 줄일 수 있으며, 압력 손실을 최소화하여 가스 터빈의 성능에 영향을 거의 주지 않고 우수한 탈질 성능을 얻을 수 있다.
도 1은 가스터빈과 연결된 배열회수보일러 시스템의 개략도로, 본 발명에 따른 탈질설비의 설치위치를 나타낸다.
본 발명에 따른 배열회수 보일러 시스템(200)은 크게 고압 증기 발생부를 구성하는 부재 및 저압 증기 발생부를 구성하는 부재로 구분될 수 있고, 상기 고압 증기 발생부를 구성하는 부재로는 액상 물 공급수단과 연결된 고압 절탄기(230), 상기 고압 절탄기(230)와 연결된 고압 증발기(220), 상기 고압 증발기(220)와 연결되고, 상기 보일러 외측에 설치된 고압 증기드럼(300) 및 상기 고압 증기드럼(300)에 연결된 고압 과열기(210)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저압 증기 발생부를 구성하는 부재는 액상 물 공급수단과 연결된 저압 절탄기(250), 상기 저압 절탄기(250)와 연결된 저압 증발기(240) 및 상기 보일러 외측에 설치되고, 상기 저압 증발기(240)와 연결되는 저압 증기드럼(400)을 포함할 수 있다.
이때, 배열회수보일러 시스템은 상기 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부를 구성하는 부재 사이의 유지보수 공간(S1,S2,S3,S4) 중 1 이상의 영역에 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈(600)이 분리 가능하도록 설치된다.
이때, 상기 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈(600)이 설치될 수 있는 유지보수 공간으로는 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간(S1), 고압 절탄기와 저압 증발기 사이의 공간(S2) 및 저압 증발기와 저압 절탄기 사이의 공간(S3) 및 저압 절탄기와 덕트 출구부(18) 사이의 공간(S4)일 수 있고, 바람직하게는 선택적 촉매환원반응용 촉매의 활성이 잘 나타나는 고온 대역인 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간(S1)에서 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈이 설치될 수 있으나, 배열회수보일러 시스템의 유지보수 공간의 형성이나 촉매 조건에 따라 조절하여 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈이 분리 가능하도록 설치될 수 있다.
일 예로, 배열회수보일러 시스템에 따라 내부의 고압 절탄기(230)와 저압 증발기(240)가 일체로 형성되어 있을 경우, 고압 절탄기와 저압 증발기 사이에의 공간은 메탈폼 촉매모듈이 설치되지 않을 수 있으며, 고압 과열기(210)와 고압 증발기(220) 사이의 공간은 통상적으로 450 ℃를 초과하는 온도 대역에 해당되는 바, 현재 입수 가능한 촉매의 활성 대역을 초과하여 배연탈질 효율이 저하될 수 있을 뿐만 아니라, 촉매층의 열화 및 촉매독의 생성이 야기될 수 있기 때문에, 상기 공간에는 메탈폼 촉매모듈을 장착하지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 선택적 촉매환원반응용 촉매는 선택적 촉매환원반응에 사용될 수 있는 촉매라면 특별히 한정되지 않고, 일 예로, V2O5, WO3, MoO3, SbO3, TiO2 등 일 수 있으며, 이들의 담지 함량은 탈질 조건에 따라 조절할 수 있다.
또한, 이러한 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유되는 메탈폼은 선택적 촉매환원반응용 촉매가 담지되는 촉매 지지체로서, 그 재질로는 상대적으로 가볍고, 고압, 고열에 적합하여 배기가스가 직접 전달되어도 변형이 잘 일어나지 않는 측면에서 Ni계 메탈폼, NIFe계 메탈폼, FeNiCrAl계 메탈폼 등일 수 있으며, 표면이 울퉁불퉁한 기하학적 형상으로 촉매 코팅시 촉매 접착력을 향상시킬 수 있으며, 3차원의 복잡한 유로를 가지고 있어 배기가스와 선택적 환원촉매와의 접촉 횟수가 증가되게 하는 특성이 있다.
상기 선택적 촉매환원반응용 촉매는 스프레이, 분사, 침지, 딥핑 등의 공지된 방법으로 메탈폼에 함유시킬 수 있다.
또한, 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유되는 메탈폼은 기공의 직경이 400 ㎛ ~ 5,000 ㎛이고, 배기가스의 유동방향을 따라 더 작은 크기의 기공으로 형성되어 있어 메탈폼의 공간적 활용을 극대화할 수 있고, 메탈폼에 발생되는 압력손실을 최소화하여 질소산화물의 제거효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유되는 메탈폼은 배열회수보일러 시스템 내의 유지보수 공간에 분리 가능한 방식으로 도입되도록 모듈화하여 구성될 수 있다.
상기 메탈폼의 모듈화는 도 2 내지 도 4에 나타난 바와 같이, 단위 부피당 반응 표면적을 최대한 증가시키면서 배압 증가를 최소화시키기 위해, 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재(610); 상기 베이스 부재의 일면에 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제1 메탈폼(620); 상기 제1 메탈폼과 이웃하는 제1 메탈폼 사이에 배열되고, 제1 메탈폼 일단부 및 이웃하는 제1 메탈폼 타단부와 만나도록 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제2 메탈폼(630); 및 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼 상부에 수평하게 배치되는 평면형의 제3 메탈폼(640)을 포함하고, 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼이 만나는 영역에 형성된 돌출된 산(M) 또는 골(W)이 폭 방향으로 반복 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 베이스 부재(610)는 일정한 크기와 형상을 갖는 육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 단방향의 하부면과 상부면은 배기가스의 유입 및 배출을 위해 개방될 수 있다. 상기 베이스 부재는 일체형으로 제작될 수 있고, 다수개로 분할되어 제작될 수도 있으며, 크기는 배연탈질 장치에 대응되도록 적절하게 조절될 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 메탈폼(620, 630, 640)은 판상(plate shape) 형태로 일정한 두께를 갖고 있으며, 제1 내지 제3 메탈폼은 크기가 같거나 다를 수 있고, 바람직하게는 제1 내지 제2 메탈폼은 크기가 동일하며, 제3 메탈폼은 제1 내지 제2 메탈폼과 크기가 같거나 다를 수 있다.
상기 제1 메탈폼(620)은 평면형으로 베이스 부재(610) 일면에 소정의 기울기로 일정한 간격으로 다수개 배열된다. 이때, 상기 제1 메탈폼(620')은 도 2에 나타난 바와 같이 이웃하는 제1 메탈폼(620'')과 평행하게 배치되고, 베이스 부재(610) 일면과 사이의 내각(α)이 각각 독립적으로 78 °~ 88 °, 바람직하게는 80 °~ 88 °가 되도록 경사져 베이스 부재 일면에 배열된다.
이때, 상기 제1 메탈폼(620)과 베이스 부재 일면 사이의 내각(α)이 78 ° 미만일 경우, 촉매 단위 단면적당 통과하는 배기가스량이 증가하여 배압이 증가하는 문제점이 발생될 수 있고, 88 °를 초과할 경우에는 배기가스 흐름과 접촉하는 단면적이 평행하게 되어 질소산화물 제거 효율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 상기 제1 메탈폼(620)은 단면이 'V'자형이 되도록 일정 기울기로 절곡시켜 절곡된 일면이 후술되는 제2 메탈폼(630)의 역할을 하도록 배치할 수 있다. 이때, 상기 일정 기울기로의 절곡은 베이스 부재 일면 사이의 내각(α,β)이 각각 78 ~ 88 °이 되도록 절곡할 수 있다.
한편, 제2 메탈폼(630)은 상기 제1 메탈폼과 같은 평면형으로, 제1 메탈폼(620')과 이웃하는 제1 메탈폼(620'') 사이에 배열되고, 제1 메탈폼(620') 일단부 및 이웃하는 제1 메탈폼(620'') 타단부와 만나도록 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되어, 제1 메탈폼과 제2 메탈폼이 만나는 영역에 돌출된 산 및/또는 골이 폭 방향으로 반복 형성된다.
상기 제2 메탈폼(630')은 이웃하는 제2 메탈폼(630'')과 평행하게 배치되고, 베이스 부재 일면과 사이의 내각(β)이 각각 독립적으로 78 °~ 88 °일 수 있다. 만일, 상기 제2 메탈폼(630)과 베이스 부재 일면 사이의 내각(β)이 78 ° 미만일 경우, 촉매 단위 단면적당 통과하는 배기가스량이 증가하여 배압이 증가하는 문제점이 발생될 수 있고, 88 °를 초과할 경우에는 배기가스 흐름과 접촉하는 단면적이 평행하게 되어 질소산화물의 제거 효율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
제3 메탈폼(640)은 제1 및 제2 메탈폼과 같은 평면형이며, 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼 상부에 한 개 이상 수평하게 적층되어 배치할 수 있으며, 그 개수는 처리하고자 하는 탈질 조건에 따라 조절할 수 있으나, 제3 메탈폼이 배압 증가에 결정적으로 영향을 끼치므로 최소한 배치하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제1 내지 제3 메탈폼은 접착, 용접, 고정 부재 등의 방법으로 베이스 부재 또는 각각의 메탈폼에 부착 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 메탈폼 촉매모듈은 도 3에 나타난 바와 같이 제3 메탈폼 상부에 제1 내지 3의 메탈폼을 동일한 방법으로 반복 배열시키거나(도 3a), 또는 제1 내지 제3의 메탈폼이 배치된 베이스 부재를 반복 적층(도 3b) 또는 수평 배열시켜 구성할 수도 있다.
또한, 배열회수보일러 시스템 내의 유지보수 공간은 배열회수보일러 시스템내에 다양한 문제점이 발생되기 때문에 유지 및 보수를 위한 공간을 확보해야 한다. 따라서, 이러한 경우에는 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유되는 메탈폼을 용이하게 제거한 후에 유지 및 보수 작업을 진행한 후에 다시 장착되어야 하므로, 이를 위하여 메탈폼 촉매모듈을 배열회수보일러 시스템 내에서 제거 및 설치가 용이하도록 배열회수 보일러 내에 레일을 설치하고, 각 메탈폼 촉매모듈에 바퀴(700)를 설치하여 배열회수보일러 시스템 내로의 장착 및 탈착이 용이하도록 할 수 있다.
한편, 선택적 촉매환원반응에 사용되는 환원제는 고압 증기 발생부의 하단부에 환원제 주입그리드(500)가 장착되어 주입된다. 이러한 환원제 주입그리드의 구성은 공지된 구성으로 적용할 수 있다.
또한, 상기 환원제로는 우레아, 암모니아 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 환경친화적인 측면에서 우레아일 수 있다. 상기 우레아는 고압 증기 발생부 하단부에서 분사하고, 고압 증발기에서 배기가스의 열에너지를 받아서 암모니아로 변환되어 증발됨으로써, 배열회수보일러 시스템 내의 유지보수 공간에 장착된 메탈폼 모듈의 촉매환원반응용 촉매와 선택적인 촉매환원반응을 통하여 질소산화물을 제거하고, 인체에 무해한 N2와 H2O로 전환되어 배출된다. 이때, 상기 우레아에서 변환된 암모니아 또한 촉매 반응 중에서 반응을 통하여 인체에 무해한 N2와 H2O로 전환된다.
상기 환원제의 함량은 질소산화물에 대한 환원제의 몰비가 0.5 ~ 1.5가 되도록 주입될 수 있다. 만일, 질소산화물에 대한 환원제의 몰비가 0.5 미만일 경우, 주입되는 환원제 함량이 적어 선택적 촉매환원반응이 제대로 일어나지 않고, 몰비가 1.5를 초과할 경우에는 주입되는 환원제 함량이 너무 많아 부반응이 발생되는 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 센서부(미도시) 및 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 전 공정을 자동 제어 가능하도록 제어할 수 있고, 각종 안정장치(미도시)와 인터락(interlock)(미도시)를 통하여 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 고 활성 표면적과 재활용 가능성을 제공할 수 있는 동시에 경량성, 내화성, 단열성 등이 우수한 메탈폼을 선택적 환원 촉매의 지지체로 사용하여 분리 가능하게 모듈화함으로써, LNG 등의 연료를 사용하는 기존의 열병합 발전소에 배열회수 보일러 시스템의 구조 개조 없이 좁은 공간에 탈질 설비를 설치할 수 있으며, 질소산화물 저감 효율 대비 촉매 사용량을 줄임으로써, 압력 손실을 최소화하여 가스 터빈의 성능에 영향을 거의 주지 않고 우수한 탈질 성능을 얻을 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석해서는 안 된다.
< 제조예 >
베이스 부재는 400×600 mm(가로/세로), 그리고 4.5mm의 두께로 제작하였고, 제1 내지 제3 메탈폼은 국내 A사에서 생산된 Ni- Cr계 메탈폼을 400×600 mm(가로/세로), 그리고 4.5mm로 재단하여 사용하였으며, 촉매 활성성분은 V2O5-WO3/TiO2의 슬러리 상태로 하여 상기 제1 내지 제3 메탈폼에 150 g/L로 코팅하여 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼을 제조하였다. 이와 같이 제작된 선택적 촉매환원반응용 촉매를 도 2에 나타난 바와 같이 베이스 부재에 배열하여 메탈폼 촉매모듈을 구성한 다음, 제1 및 제2 메탈폼 내각(α,β)을 표 1에 기재된 조건으로 변경하고, 제3 메탈폼은 각각의 경우 동일하게 단일층으로 배치하였다.
구분 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4
제1 메탈폼 내각(°) 85 80 90 75
제2 메탈폼 내각(°) 85 80 90 75
< 실시예 및 비교예 >
본 발명에 따른 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템이 실제 공정에 적용가능한지 여부를 확인하기 위하여, 100 MW급 복합화력 발전소 배열회수 보일러시스템에 표 2에 기재된 조건으로 메탈폼 촉매모듈을 배치한 다음, 질소산화물 제거 성능을 측정하였다. 이때, 가동한 후 일정시간이 경과하여 정상상태에 도달한 조건하에서 수행되었으며, 운전온도 및 운전시간은 질소산화물 처리온도 및 시간에 해당되고, 상기 압력 손실은 촉매 모듈을 통과하기 전과 후의 배기가스 압력을 압력계를 이용하여 측정하였으며, 가스 분석기(Greenline 9000)를 이용하여 배기가스 투입 전과 처리후의 NOx 농도를 측정하여 환산하여 표 3에 기재하였다.
Figure 112016050429247-pat00001
S1 : 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간
S2 : 고압 절탄기와 저압 증발기 사이의 공간
S3 : 저압 증발기와 저압 절탄기 사이의 공간
S5 : 고압 과열기 및 고압증발기 사이의 공간
구분 입구온도
(℃)		 출구온도
(℃)		 NOx 전환율
(%)		 압력 손실(mmH2O) 출구 NH3
농도(ppm)
실시예 1 506.7 102.3 91 17 2.0
실시예 1 503.4 100.1 89 18 2.1
실시예 3 504.7 98.4 93 28 1.6
실시예 4 500.7 97.6 92 31 1.8
실시예 5 504.4 97.8 82 19 2.8
실시예 6 505.1 100.4 87 33 2.0
비교예 1 501.8 102.4 65 15 4.6
비교예 2 505.4 99.7 95 64 2.2
비교예 3 501.5 105.7 32 22 15.7
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 경우, 전체 질소산화물 전환율이 80 % 이상인 동시에 압력손실 또한, 33 mmH2O 이하임을 알 수 있는 반면, 비교예 1 내지 3의 경우에는 전체 질소산화물 전화물이 70 %이거나, 또는 압력손실이 60 mmH2O 이상이며, 미반응 암모니아 배출 또한 4 ppm을 초과하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 LNG를 연료로 사용하는 기존의 열병합 발전소에 배열회수 보일러 시스템의 구조 개조 없이 좁은 공간에 탈질 설비를 설치할 수 있고, 질소산화물 저감 효율 대비 촉매 사용량을 줄임으로써, 압력 손실을 최소화하여 가스 터빈의 성능에 영향을 거의 주지 않으며 우수한 탈질 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
100: 가스터빈 200: 배열회수보일러 시스템
210: 고압 과열기 220: 고압 증발기
230: 고압 절탄기 240: 저압 증발기
240: 저압 증발기 250: 저압 절탄기
260: 스택 300: 고압 증기드럼
400: 저압 증기드럼 500: 환원제 주입그리드
600: 메탈폼 촉매모듈 610: 베이스 부재
620: 제1 메탈폼 630: 제2 메탈폼
640: 제3 메탈폼 700: 바퀴

Claims (10)

  1. 가스터빈의 고온 연소 배기가스가 보일러 덕트를 통해 열교환 튜브군을 갖는 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부와 순차적으로 접촉되어 배열을 회수하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템에 있어서,
    상기 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템은 상기 고압 증기 발생부의 하단부에 환원제 주입그리드가 장착되어 있고, 상기 고압 증기 발생부 및 저압 증기 발생부를 구성하는 부재 사이에 유지보수 공간이 형성되어 있으며, 상기 유지보수 공간 중 1 이상의 영역에 선택적 촉매환원반응용 촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈이 분리 가능하도록 설치되되,
    상기 메탈폼 촉매 모듈은 일정한 크기와 형상을 갖고, 기초를 형성하는 베이스 부재; 상기 베이스 부재의 일면에 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되고, 상기 베이스 부재 일면과의 내각이 78 ~ 88 °이 되도록 배열되는 평면형의 제1 메탈폼; 상기 제1 메탈폼과 이웃하는 제1 메탈폼 사이에 배열되고, 제1 메탈폼 일단부 및 이웃하는 제1 메탈폼 타단부와 만나도록 소정의 기울기로 일정한 간격으로 배열되는 평면형의 제2 메탈폼; 및 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼 상부에 수평하게 배치되는 평면형의 제3 메탈폼을 포함하고, 상기 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼이 만나는 영역에 형성된 돌출된 산 또는 골이 폭 방향으로 반복 형성되어 연소 배기가스를 제1 메탈폼 및 제2 메탈폼 하부에서 제3 메탈폼 상부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고압 증기 발생부를 구성하는 부재는 액상 물 공급수단과 연결된 고압 절탄기, 상기 고압 절탄기와 연결된 고압 증발기, 상기 고압 증발기와 연결되고 상기 보일러 덕트 외측에 설치된 고압 증기드럼 및 상기 고압 증기드럼에 연결된 고압 과열기를 포함하고, 상기 저압 증기 발생부를 구성하는 부재는 액상 물 공급수단과 연결된 저압 절탄기, 상기 저압 절탄기와 연결된 저압 증발기 및 상기 보일러 덕트 외측에 설치되고, 상기 저압 증발기와 연결되는 저압 증기드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선택적 환원촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈은 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간, 고압 절탄기와 저압 증발기 사이의 공간, 저압 증발기와 저압 절탄기 사이의 공간 및 저압 절탄기와 보일러 덕트 사이의 공간 중 1 이상의 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 선택적 환원촉매가 함유된 메탈폼 촉매모듈은 고압 증발기와 고압 절탄기 사이의 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택적 촉매환원반응은 1,000 ~ 60,000 h-1의 공간속도 및 0.5 ~ 1.5의 질소산화물에 대한 환원제의 몰비 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 우레아인 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메탈폼 내지 제3 메탈폼은 기공의 직경이 400 ㎛ ~ 5,000 ㎛이고, 배기가스의 유동방향을 따라 더 작은 크기의 기공으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메탈폼과 베이스 부재 일면 사이의 내각(β)은 78 ~ 88 °인 것을 특징으로 하는 가스터빈 복합발전용 배열회수보일러 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102417746B1 (ko) 2022-02-21 2022-07-07 주식회사 이엠코 모듈형 인젝션 그리드장치 및 그를 포함하는 환원제 주입시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903930B1 (ko) * 2004-12-03 2009-06-19 한국전력기술 주식회사 질소산화물 제거를 위한 촉매가 다단 배치된 배열회수보일러 시스템
KR100868958B1 (ko) * 2008-07-24 2008-11-17 대영케미칼(주) 질소산화물 제거를 위한 개선된 선택적 촉매 환원 반응용촉매 모듈 소자의 제조방법 및 이를 적층하여서 된 선택적촉매 환원 반응용 촉매 모듈
KR101057342B1 (ko) * 2010-11-09 2011-08-22 주식회사 기스코 가속 선택적 촉매 환원법을 이용한 저온 탈질 효율 증가 및 가시매연 제거 시스템
NO2698188T3 (ko) * 2012-08-17 2018-06-30
KR20150118239A (ko) * 2014-04-11 2015-10-22 주식회사 알란텀 금속 폼 촉매 모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102417746B1 (ko) 2022-02-21 2022-07-07 주식회사 이엠코 모듈형 인젝션 그리드장치 및 그를 포함하는 환원제 주입시스템

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