KR101910874B1 - Apparatus for controlling nitrogen oxide for thermal plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 질소산화물처리장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 화력발전소의 질소산화물처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide treatment apparatus, and more particularly, to a nitrogen oxide treatment apparatus for a thermal power plant.
전력은 대부분 대규모 발전시설에서 생산된다. 발전소에서는 주로 연료를 연소시켜 발전하는 화력발전방식, 원자력에너지를 이용한 원자력발전방식, 유체의 낙차를 이용하는 수력발전방식 등으로 발전하며, 그 밖의 발전시설 등에서는 태양열, 조력, 풍력 등을 이용한 발전방식도 사용되고 있다.Electricity is mostly produced in large-scale power generation facilities. In power plants, thermal power generation method that burns fuel mainly, nuclear power generation method that uses nuclear energy, and hydro power generation method which utilizes fluid drop are developed. In other power generation facilities, power generation method using solar heat, Is also being used.
이 중 화력발전은 현재까지도 매우 활발하게 사용되고 있는 발전방식 중 하나로 연료를 연소하여 터빈을 구동하는 발전방식이다. 화력발전으로 전력을 얻기 위해서는 지속적으로 연료를 소비해야 하며 연료는 가스터빈 내에서 연소되며 다량의 배가스(배기가스)를 생성하게 된다. 이러한 배가스는 연료의 연소반응 및 고온 열반응 등에 의해 생성된 오염물질들을 함유하고 있어 각별한 처리가 요구된다. Among them, thermal power generation is one of the power generation methods that are still actively used until now, which is a power generation method of driving turbines by burning fuel. In order to get power from a thermal power plant, it is necessary to consume fuel continuously, and the fuel burns in the gas turbine and generates a large amount of exhaust gas (exhaust gas). Such flue gas contains contaminants generated by combustion reaction of fuel and high-temperature thermal reaction, and special treatment is required.
특히 배가스 내 질소산화물은 호흡기 등에 악영향을 초래하는 유해한 오염물질로 적절히 처리되지 않고 그대로 방출되는 경우 매우 위험하다. 이로 인해 종래에도 질소산화물을 줄이기 위한 기술(예, 대한민국 등록실용신안 제20-0179069호 등)이 개발되었으나 효과는 만족스럽지 못하였다. 특히, 화력발전소와 같이 수시로 운전 상태가 변동될 뿐만 아니라, 장시간 지속적으로 배가스를 배출하는 시설의 배가스 내 질소산화물을 보다 효과적으로 처리할 수 있는 기술이 요구되고 있으나, 이에 대한 만족스러운 대안은 제시되지 못하고 있는 실정이다.In particular, nitrogen oxides in flue gas are harmful contaminants that cause adverse effects on the respiratory system and are very dangerous if they are not properly treated and released as they are. As a result, a technique for reducing nitrogen oxides (for example, Korean Utility Model No. 20-0179069) has been developed, but the effect has not been satisfactory. Particularly, there is a demand for a technology that can more effectively treat nitrogen oxides in a flue gas of a facility which continuously changes operating conditions such as a thermal power plant and discharges flue gas for a long time, but a satisfactory alternative is not proposed It is true.
본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 화력발전소의 질소산화물처리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a nitrogen oxide treatment apparatus for a thermal power plant.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and another technical problem which is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치는, 가스터빈(gas turbine)과 연돌(stack) 사이의 배가스 이동통로 내 상기 가스터빈 후단에 배치된 제1노즐부; 상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 제2노즐부; 상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 적어도 하나의 탈질촉매모듈; 상기 이동통로 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 액상으로 저장된 환원제탱크; 상기 환원제탱크와 상기 제1노즐부의 사이에 연결되어 상기 환원제를 상기 제1노즐부로 공급하는 제1배관라인; 상기 환원제탱크와 상기 제2노즐부의 사이에 연결된 제2배관라인; 및 상기 제2배관라인 상에 설치되어 상기 환원제를 기화시키고 상기 제2노즐부로 공급하는 기화기를 포함한다.The apparatus for treating nitrogen oxides of a thermal power plant according to the present invention comprises a first nozzle unit disposed at a rear end of the gas turbine in a flue gas passage between a gas turbine and a stack; A second nozzle unit disposed between the first nozzle unit and the stack; At least one denitration catalyst module disposed between the first nozzle portion and the stack; A reducing agent tank in which a reducing agent for reducing nitrogen oxides of the exhaust gas in the moving passage is stored in a liquid phase; A first pipe line connected between the reducing agent tank and the first nozzle unit to supply the reducing agent to the first nozzle unit; A second pipe line connected between the reducing agent tank and the second nozzle unit; And a vaporizer installed on the second pipeline to vaporize the reducing agent and supply the vaporized second reducing agent to the second nozzle part.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 제2배관라인에서 분기되어 상기 이동통로와 연결되는 제3배관라인을 더 포함하고, 상기 기화기는 상기 제2배관라인과 상기 제3배관라인의 분기점에 배치되어, 상기 환원제를 상기 제3배관라인을 통해 유입된 상기 배가스와 혼합하여 기화시킬 수 있다.Wherein the nitrogen oxide processing apparatus further comprises a third piping line branched from the second piping line and connected to the moving path, the vaporizer being disposed at a branch point of the second piping line and the third piping line, The reducing agent may be mixed with the exhaust gas flowing through the third piping line and vaporized.
상기 기화기는 스팀과 열교환시켜 상기 환원제를 기화시킬 수 있다.The vaporizer may heat exchange the steam with the steam to vaporize the reducing agent.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 환원제는 비질소계 환원제이며, 상기 탈질촉매모듈의 전단으로 질소계 환원제를 공급하는 공급부를 더 포함할 수 있다.The nitrogen oxide treatment apparatus may further include a supply unit for supplying the nitrogen-based reducing agent to a front end of the NO x removal catalyst module.
상기 비질소계 환원제는 에탄올, 에틸렌글리콜, 및 글리세린 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The non-lipid reducing agent may be at least one selected from ethanol, ethylene glycol, and glycerin.
상기 질소계 환원제는 암모니아 및 요소 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The nitrogen-based reducing agent may be at least one selected from ammonia and urea.
상기 공급부는 상기 이동통로 내부의 온도가 설정온도 이상인 때 상기 질소계 환원제를 공급할 수 있다.The supply unit may supply the nitrogen-based reducing agent when the temperature inside the moving passage is equal to or higher than a set temperature.
상기 공급부는, 상기 질소계 환원제가 액상 또는 기상 중에서 선택된 하나 이상의 상태로 저장된 저장탱크, 상기 제1노즐부 및 상기 제2노즐부 중 적어도 어느 하나와 상기 저장탱크의 사이에 연결된 제4배관라인, 및 상기 이동통로의 온도에 따라 제어되며 상기 제4배관라인을 통해 공급되는 상기 질소계 환원제의 공급량을 조절하는 조절밸브를 포함할 수 있다.Wherein the supply unit includes a storage tank in which the nitrogen-based reducing agent is stored in at least one state selected from a liquid phase or a vapor phase, a fourth pipe line connected between the storage tank and at least one of the first nozzle unit and the second nozzle unit, And a regulating valve which is controlled according to the temperature of the moving passage and regulates the supply amount of the nitrogen-based reducing agent supplied through the fourth pipe line.
상기 저장탱크에 액상의 상태로 저장된 상기 질소계 환원제는 상기 제4배관라인을 통해 상기 기화기에 유입되고 기화되어, 상기 제2노즐부로 공급될 수 있다.The nitrogen-based reducing agent stored in the storage tank in a liquid state may be introduced into the vaporizer through the fourth pipeline, vaporized, and supplied to the second nozzle unit.
상기 제2배관라인과 상기 제4배관라인은 상기 제2노즐부에 연결된 배관 일부를 서로 공유할 수 있다.The second piping line and the fourth piping line may share a part of the piping connected to the second nozzle unit.
상기 제4배관라인은 상기 기화기와 상기 환원제탱크 사이에서 상기 제2배관라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크와 연결될 수 있다.The fourth piping line may be branched from the second piping line between the vaporizer and the reducing agent tank and connected to the storage tank.
상기 제1배관라인과 상기 제2배관라인은 상기 환원제탱크에 연결된 배관 일부를 서로 공유할 수 있다.The first piping line and the second piping line may share portions of the piping connected to the reducing agent tank.
상기 환원제탱크는 적어도 2개가 서로 독립하여 배치되며, 상기 제1배관라인과 상기 제2배관라인은 서로 독립된 상기 환원제탱크 각각에 서로 독립적으로 연결될 수 있다.At least two of the reducing agent tanks may be disposed independently of each other, and the first piping line and the second piping line may be independently connected to the respective reducing agent tanks.
상기 이동통로는, 상기 연돌 측에 연결되며 상대적으로 폭이 넓은 확관부와, 상기 확관부로부터 축소되어 상기 가스터빈 측에 연결된 축관부를 포함하며, 상기 제1노즐부는 상기 축관부 내에 위치하고, 상기 제2노즐부는 확관부 내에 위치할 수 있다.Wherein the moving passage includes an expansion portion connected to the stack side and having a relatively wide width, and an axial tube portion contracted from the expansion portion and connected to the gas turbine side, wherein the first nozzle portion is located in the axial tube portion, 2 nozzle portion can be located in the expansion portion.
상기 이동통로는, 상기 연돌 측에 연결되며 상대적으로 폭이 넓은 확관부와, 상기 확관부로부터 축소되어 상기 가스터빈 측에 연결된 축관부와, 상기 확관부 내 배치된 복수 개의 과열기번들을 포함하고, 상기 제1노즐부는 상기 축관부 내에 위치하며, 상기 제2노즐부는 상기 과열기번들 사이에 위치할 수 있다.Wherein the moving passage includes an expansion pipe portion connected to the stack side and having a relatively wide width, an axial pipe portion contracted from the expansion pipe portion and connected to the gas turbine side, and a plurality of superheater bundles disposed in the expansion pipe portion, The first nozzle portion may be located within the shaft portion, and the second nozzle portion may be located between the superheater bundles.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 가스터빈의 운전상태를 지시하는 제1신호, 상기 이동통로 및 상기 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 상기 배가스의 성분을 지시하는 제2신호, 및 상기 이동통로 및 상기 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 온도를 지시하는 제3신호 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태신호를 입력받고, 제어신호를 송출하여 상기 제1노즐부 및 상기 제2노즐부의 유체 토출량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.Wherein the nitrogen oxide processing apparatus comprises a first signal indicating an operating state of the gas turbine, a second signal indicating a component of the exhaust gas in at least one of the moving passage and the stack, And a third signal indicating a temperature inside at least one of the first nozzle unit and the second nozzle unit, and a control unit for controlling the fluid discharge amount of the first nozzle unit and the second nozzle unit by sending out a control signal .
상기 제1노즐부는, 상기 환원제를 유동시키는 환원제유로와, 단열유체를 유동시키며 상기 환원제유로를 둘러싸 형성되는 단열유로와, 가압기체를 유동시키는 가압기체유로를 포함하며 말단에 상기 환원제유로와 상기 가압기체유로와 연통되는 유체토출구가 배치된 분사노즐을, 적어도 하나 포함할 수 있다.Wherein the first nozzle unit includes a reducing agent flow path for flowing the reducing agent, an adiabatic flow path for flowing the adiabatic fluid and surrounding the reducing agent flow path, and a pressurized gas flow path for flowing the pressurized gas, And at least one injection nozzle in which a fluid discharge port communicating with the gas flow path is disposed.
상기 환원제유로와 상기 단열유로 사이에 상기 가압기체유로가 배치될 수 있다.And the pressurized gas flow path may be disposed between the reducing agent flow path and the heat insulating flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로의 외주부 둘레에 배치될 수 있다.The pressurized gas flow path may be disposed around the outer periphery of the reducing agent flow path.
상기 환원제유로는 상기 가압기체유로의 외주부 둘레에 배치될 수 있다.The reducing agent flow path may be disposed around the outer periphery of the pressurized gas flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로와 이격되고, 상기 단열유로가 상기 가압기체유로 또한 둘러쌀 수 있다.The pressurized gas flow path may be spaced apart from the reductant flow path, and the heat insulating flow path may also surround the pressurized gas flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로와 이격되고, 상기 가압기체유로를 둘러싸는 추가 단열유로가 형성될 수 있다.The pressurized gas flow path may be separated from the reductant flow path, and an additional heat insulating flow path surrounding the pressurized gas flow path may be formed.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 이동통로의 내부를 가로질러 배치된 내측레일부, 상기 내측레일부의 말단과 면하는 상기 이동통로의 일 측에 형성된 개구부, 상기 이동통로의 외부에 배치되고 말단이 상기 개구부에 면하는 외측레일부, 및 상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 상기 개구부를 관통하여 연결되거나, 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 적어도 어느 하나와 분리되며 상기 내측레일부와 상기 외측레일부 사이에서 이탈되는 무빙레일부를 더 포함하며, 상기 탈질촉매모듈은 상기 내측레일부 상에 지지될 수 있다.Wherein the nitrogen oxide processing apparatus comprises an inner rail disposed across the inside of the moving passage, an opening formed in one side of the moving passage facing the end of the inner rail, An outer rail facing the opening and being connected through the opening between the inner rail and the outer rail or being separated from at least one of the inner rail and the outer rail, And a moving rail portion that is separated from the outer rail, and the denitration catalyst module can be supported on the inner rail.
상기 탈질촉매모듈은, 상기 무빙레일부가 상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 상기 개구부를 관통하여 연결된 상태에서, 상기 내측레일부, 상기 무빙레일부, 및 상기 외측레일부 상에서 이동하며 상기 이동통로의 내부 또는 외부로 입출될 수 있다.Wherein the denitration catalyst module moves on the inner rail, the moving rail, and the outer rail in a state where the moving rail is connected between the inner rail and the outer rail through the opening, And can be moved in or out of the moving passage.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 무빙레일부와 선택적으로 상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 개재되며 상기 개구부에 중첩되어 상기 개구부를 밀폐하는 기밀도어부를 더 포함할 수 있다.The nitrogen oxide processing apparatus may further include an airtight door portion interposed between the moving rail and the inner rail and the outer rail to selectively seal the opening.
상기 기밀도어부는 일단부가 상기 개구부의 일 측에 제1힌지로 결합되고, 상기 개구부의 타 측에는 적어도 일부가 회동하며 상기 기밀도어부의 타단부에 중첩되는 제2힌지가 형성되며, 상기 제2힌지의 상기 기밀도어부와 중첩되는 일 측에는 상기 제2힌지를 관통하여 상기 기밀도어부에 수직하게 결합되는 나사고정쇠가 형성될 수 있다.Wherein the airtight door portion has a first hinge at one end thereof coupled with a first hinge at one side of the opening portion and a second hinge at least a portion of which rotates at the other side of the opening portion and overlapped with the other end portion of the airtight door portion, A screw fixture that is vertically coupled to the hermetic seal portion through the second hinge may be formed on one side of the hermetic seal portion that overlaps the hermetic seal portion.
상기 내측레일부, 상기 외측레일부, 및 상기 무빙레일부 중 적어도 어느 하나는, 서로 평행한 한 쌍의 가이드바, 및 상기 가이드바의 사이에 결합되어 상기 탈질촉매모듈의 하부와 구름 접촉하며 상기 탈질촉매모듈을 지지하는 복수 개의 가이드롤러를 포함할 수 있다.Wherein at least one of the inner rail portion, the outer rail portion, and the moving rail portion includes a pair of guide bars parallel to each other, And a plurality of guide rollers for supporting the denitration catalyst module.
상기 내측레일부는 상기 가이드바와 상기 가이드롤러를 포함하되, 상기 가이드바의 적어도 일부는 폭방향으로 확장되어 가이드롤러와 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간을 차폐할 수 있다.The inner rail portion includes the guide bar and the guide roller, and at least a part of the guide bar may be extended in the width direction to shield a space between the guide roller and the NO x removal catalyst module.
상기 무빙레일부는, 일단부는 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 어느 하나에 접철 가능하게 결합되며 타단부는 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 다른 하나와 분리 가능할 수 있다.One end of the moving rail part is foldably coupled to one of the inner rail and the outer rail and the other end is separable from the other one of the inner rail and the outer rail.
상기 무빙레일부는, 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 양측과 착탈 가능할 수 있다.The moving rail portion may be detachable from both the inner rail and the outer rail.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 탈질촉매모듈은 복수로 이루어지며, 상기 복수의 탈질촉매모듈 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 적어도 일부가 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간 외측을 감싸 배가스의 이동을 차단하는 탈질촉매간 외측차폐판을 더 포함할 수 있다.The NO x removal apparatus may include a plurality of NO x removal catalyst modules and at least one of the plurality of NO x removal catalyst modules may surround at least a part of the space between the NO x removal catalyst modules to block the movement of the exhaust gas. And an outer shielding plate between the denitration catalysts.
상기 질소산화물처리장치는, 상기 탈질촉매모듈은 복수로 이루어지며, 상기 복수의 탈질촉매모듈 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 적어도 일부가 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간에 개재되어 배가스의 이동을 차단하며, 적어도 일부가 탄성적으로 변형되어 압축 또는 신장되며 상기 탈질촉매모듈 사이의 거리를 조절하는 탈질촉매간 내측차폐판을 더 포함할 수 있다.The NO x removal device may include a plurality of NO x removal catalyst modules formed on at least one of the plurality of NO x removal catalyst modules and at least a part of the NO x removal catalyst modules interposed in the space between the NO x removal catalyst modules to block the movement of the exhaust gas And an inner denudation catalyst interposed between the denitration catalyst modules, at least a part of which is elastically deformed to be compressed or elongated, and adjusting the distance between the denitration catalyst modules.
상기 탈질촉매간 내측차폐판은, 상기 탈질촉매모듈에 고정된 베이스부, 및 상기 베이스부의 외측으로 연장되고 서로 절곡되어 경사를 이루며 적어도 일부가 탄성적으로 변형 가능한 적어도 2개의 경사판을 포함하여, 상기 경사판 사이의 경사각이 변하며 압축 또는 신장될 수 있다.Wherein the inner shielding plate between the denitration catalysts includes a base fixed to the denitration catalyst module and at least two swash plates extending outwardly of the base and bent at an angle to each other and at least partially elastically deformable, The inclination angle between the swash plates varies and can be compressed or stretched.
상기 경사판은, 상기 베이스부에서 일 측으로 연장되고 상대적으로 길이가 짧은 제1경사판, 및 상기 제1경사판에서 굴절되어 타 측으로 연장되며 상기 제1경사판보다 길이가 긴 제2경사판을 포함할 수 있다.The swash plate may include a first swash plate extending in one direction from the base and having a relatively short length and a second swash plate extending from the first swash plate to the other and longer than the first swash plate.
본 발명에 의하면, 배가스에 함유된 질소산화물을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 수시로 운전 상태가 변동될 뿐만 아니라, 장시간 지속적으로 배가스를 배출하는 화력발전소의 특성에 대응하여, 화력발전소의 배가스에 함유된 질소산화물을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 또한 질소산화물의 처리효율을 지속적으로 높게 유지할 수 있어 대기오염은 최소화하고 발전시설은 원활하게 가동시킬 수 있다. 또한 장치의 특징적인 구조설계를 통해 배가스의 조건변화 등에 대응하며 질소산화물을 처리할 수 있고 장치 유지보수 및 관리 등 제반 과정도 매우 원활하게 진행할 수 있다. According to the present invention, the nitrogen oxide contained in the exhaust gas can be treated very effectively. Particularly, the nitrogen oxide contained in the flue gas of the thermal power plant can be treated very effectively in response to the characteristics of the thermal power plant which not only fluctuates from time to time but also discharges the flue gas continuously for a long time. In addition, the treatment efficiency of nitrogen oxides can be kept high, so that air pollution can be minimized and the power generation facility can be operated smoothly. In addition, through the characteristic structural design of the device, it is possible to treat nitrogen oxides in response to changes in the condition of the flue gas, and the process such as maintenance and management of the device can proceed very smoothly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 질소산화물처리장치의 제어구조를 예시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 질소산화물처리장치의 제1노즐부의 분사노즐을 예시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 분사노즐의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 질소산화물처리장치의 작동과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치의 변형례를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치의 탈질촉매모듈의 배치구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 탈질촉매모듈의 정면 배치도이다.
도 10은 도 8의 탈질촉매모듈의 평면 배치도이다.
도 11은 도 8의 탈질촉매모듈과 함께 도시된 내측레일부, 무빙레일부, 및 외측레일부 상호간의 연결구조를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 연결구조의 일 변형례를 도시한 사시도이다.
도 13은 도 8의 탈질촉매모듈과 그 변형례들을 도시한 사시도이다.
도 14는 도 8의 탈질촉매모듈의 수납과정을 도시한 작동도이다.
도 15는 도 14의 일 변형례에 의한 탈질촉매모듈의 수납과정을 도시한 작동도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치의 탈질촉매모듈의 사용상태도이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치를 개념적으로 도시한 작동도이다.1 is a view conceptually showing an apparatus for treating nitrogen oxides in a thermal power plant according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a control structure of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG.
3 is a cross-sectional view illustrating an injection nozzle of a first nozzle portion of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG.
4 is a cross-sectional view showing another example of the injection nozzle of Fig.
FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the operation of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG. 1. FIG.
7 is a view conceptually showing a modification of the nitrogen oxide processing apparatus of a thermal power plant according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view showing an arrangement structure of an NO x removal catalyst module of a nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a front view of the NOx removal catalyst module of FIG. 8. FIG.
10 is a plan view of the denitration catalyst module of FIG.
FIG. 11 is a perspective view showing the connection structure between the inner rail, the moving rail, and the outer rail shown together with the denitration catalyst module of FIG.
12 is a perspective view showing a modification of the connection structure of FIG.
FIG. 13 is a perspective view showing the denitration catalyst module of FIG. 8 and modifications thereof.
FIG. 14 is an operation diagram showing the storing process of the NOx removal catalyst module of FIG. 8. FIG.
FIG. 15 is an operational view showing the process of storing the denitration catalyst module according to one modification of FIG.
16 and 17 are use state diagrams of the denitration catalyst module of the nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 18 and 19 are operation diagrams conceptually showing a nitrogen oxide processing apparatus for a thermal power plant according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
아울러, 본 명세서에 기재된 실시예들은 서로 따로 설명되어 있다 하더라도 반드시 하나가 다른 하나를 배제하는 것으로 이해할 필요는 없다. 즉 각 실시예의 설명들은 서로 모순되지 않는 한도 내에서 상호 참조가 가능하며, 각 실시예의 구성들 역시 서로 모순되지 않는 한도 내에서 상호 적용될 수 있다.Moreover, although the embodiments described herein are described separately from each other, it is not necessary to understand that one necessarily excludes the other. That is, the description of each embodiment can be cross-referenced to the extent that they do not contradict each other, and the configurations of the embodiments can be mutually applied within a mutually contradictory manner.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a nitrogen oxide treatment apparatus for a thermal power plant according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치를 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a view conceptually showing an apparatus for treating nitrogen oxides in a thermal power plant according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치(1)[이하, 질소산화물처리장치]는 배가스 이동통로(B) 내 서로 다른 위치에서 유체를 토출하는 서로 다른 적어도 2개소의 노즐부[제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20)]를 포함한다. 또한, 이동통로(B) 내 배치되어 촉매작용에 의해 질소산화물을 처리하는 탈질촉매모듈(50)을 함께 포함한다. 또한, 액상의 환원제를 기화시킬 수 있는 기화기(40)를 포함하며, 제1노즐부(10)와 제2노즐부(20)는 각각 기화되지 않은 액상의 환원제와 기화된 환원제를 서로 다른 위치에서 공급하도록 형성된다. 기화되지 않은 액상의 환원제는 가스터빈(A) 후단에 배치된 제1노즐부(10)로부터 공급될 수 있으며, 기화기(40)에서 배가스와 혼합되어 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스는 제1노즐부(10)와 연돌(C)의 사이에 배치된 제2노즐부(20)로부터 공급될 수 있다. 서로 다른 위치에서 액상 및 기상의 환원제를 각각 분리하여 공급하는 구조를 이용하여 이동통로(B)내 배가스 분포나 조건 변화에 대응하여 환원제를 보다 효과적으로 작용시킬 수 있다. Referring to FIG. 1, a nitrogen oxide processing apparatus 1 (hereinafter referred to as a nitrogen oxide processing apparatus) of a thermal power plant according to the present invention includes at least two different And includes a nozzle portion (
이때 제2노즐부(20)로 토출되는 유체는 기화기(40)에 의해 생성되는 기상의 환원제일 수 있고, 제1노즐부(10)로 토출되는 유체는 환원제탱크에 저장된 상태인 액상의 환원제일 수 있다. 제2노즐부(20)로 토출되는 기상의 환원제는 배가스 이동통로 내로 보다 넓게 퍼져 질소산화물을 처리할 수 있다. 또한, 제1노즐부(10)에서 토출되는 액상의 환원제는 보다 한정된 공간에서 집중적으로 질소산화물을 처리할 수 있게 된다. 이때, 제1노즐부(10)는 제2노즐부(20) 보다 가스터빈(도 1의 A참조)에 가까운 위치에 배치되어, 상대적으로 고온영역에 위치하므로, 제1노즐부(10)에서 토출되는 액상의 환원제는 토출과 동시에 주로 기화되어 질소산화물을 처리할 수 있다. In this case, the fluid discharged to the
본 발명에서, 환원제는 그 자체만으로도 질소산화물을 처리할 수 있으나, 탈질촉매모듈(50)과 함께 질소산화물을 보다 효과적으로 처리할 수도 있다. 따라서, 이러한 환원제는 촉매작용에 의해 질소산화물을 처리하는 것만으로 한정되지 않는다. 또한, 처리는 질소산화물이 환원되는 것을 의미하며, 질소산화물(NOx; NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4, N2O5 등)이 질소(N2)로 환원되는 것은 물론, 하나의 질소산화물(예, NO2)이 다른 질소산화물(예, NO)로 환원되는 것 역시 포함하는 의미이다. 이와 같은 환원제는 예를 들어, 비질소계 환원제, 또는 질소계 환원제 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. In the present invention, the reducing agent can treat nitrogen oxide by itself, but it can treat nitrogen oxide more effectively together with the
탈질촉매는 환원제의 환원작용을 촉진할 수 있는 한 한정되지 않는다. 즉, 탈질촉매는 질소계 환원제뿐만 아니라 비질소계 환원제에 대하여도 환원작용을 촉진할 수 있는 다양한 촉매일 수 있다. 바람직하게는, 탈질촉매는 질소계 환원제의 환원작용을 촉진하는 촉매일 수 있다. 질소계 환원제의 환원작용을 촉진하는 촉매는 예를 들어, 선택적촉매환원(SCR; Selective Catalystic Reduction)촉매일 수 있다. SCR촉매는 질소계 환원제의 환원작용을 촉진할 수 있는 한 제한되지 않으며, 시판되는 것일 수 있다. 시판례는 바나듐계열 촉매 등일 수 있다. The denitration catalyst is not limited as long as it can promote the reducing action of the reducing agent. That is, the denitration catalyst may be a variety of catalysts capable of promoting the reducing action not only with the nitrogen-based reducing agent but also with the non-nitrogenous reducing agent. Preferably, the denitration catalyst may be a catalyst for promoting the reducing action of the nitrogen-based reducing agent. The catalyst for promoting the reduction action of the nitrogen-based reducing agent may be, for example, a selective catalytic reduction catalyst (SCR). The SCR catalyst is not limited as long as it can promote the reducing action of the nitrogen-based reducing agent, and may be commercially available. A commercially available catalyst may be a vanadium-based catalyst or the like.
비질소계 환원제는 예를 들어, 에탄올, 에틸렌글리콜, 및 글리세린 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 비질소계 환원제는 주로 황연을 유발하는 이산화질소를 산화질소(일산화질소)로 환원시켜 처리함으로써, 황연을 저감하는 방식으로 질소산화물을 처리할 수 있다. 이때, 비질소계 환원제는 촉매에 의한 촉진 작용에 의하지 않고, 황연을 저감할 수 있다. 질소계 환원제는 예를 들어, 암모니아 및 요소 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이와 같은 질소계 환원제는 주로 탈질촉매의 촉진 작용에 의해 질소산화물을 질소(N2)로까지 환원시켜 처리할 수 있다. 결국, 본 발명에 의해, 화력발전소의 운전상태나 그에 따른 배가스의 조건에 따라서 처리방식의 유기적 적용이 가능하여 수시로 변동하는 화력발전소의 운전상태나 그에 따른 배가스의 조건변화 등에 따라 보다 적합한 처리방식으로 질소산화물을 효과적으로 처리할 수 있다.The non-lipid reducing agent may be at least one selected from, for example, ethanol, ethylene glycol, and glycerin. The non-nitrogen based reducing agent can treat nitrogen oxides in such a manner that the sulfur dioxide is reduced by treating the nitrogen dioxide which mainly causes the zinc oxide with reducing nitrogen oxide (nitrogen monoxide). At this time, the non-nitrogen based reducing agent can reduce the chrome, regardless of the catalytic action. The nitrogen-based reducing agent may be at least one selected from, for example, ammonia and urea. Such a nitrogen-based reducing agent can be treated by reducing nitrogen oxides to nitrogen (N 2 ) mainly by the promoting action of the denitration catalyst. As a result, according to the present invention, it is possible to organically apply the treatment method according to the operation state of the thermal power plant and the condition of the exhaust gas according to the operation state of the thermal power plant, It is possible to effectively treat nitrogen oxides.
본 실시예에서는, 환원제로 비질소계 환원제와 질소계 환원제가 적용되고, 탈질촉매모듈(50)은 상기 질소계 환원제만의 환원작용을 촉진하는 예를 위주로 설명한다. 탈질촉매모듈(50)의 탈질촉매의 예는 전술한 SCR촉매일 수 있다. 비질소계 환원제는 촉매에 의한 촉진작용에 의하지 않고 질소산화물을 환원시키는 예를 설명한다. 이하, 실시예에서 단지'환원제'로 언급되는 경우 비질소계 환원제일 수 있고, 질소계 환원제는 그와 구분하기 위해 구체적으로'질소계 환원제'로 언급될 수 있다. 본 실시예에서 제2노즐(20)은 제1노즐(10)과 촉매 사이에 위치하며 바람직하게는, 질소계 환원제가 제2노즐(20)로 토출될 수 있다. 그 결과, 질소계 환원제가 촉매에 고르게 퍼져 촉매에 의한 촉진작용이 원활하게 일어날 수 있다. 이하 본 발명의 구체적인 예를 이와 같은 실시 형태로 설명한다. 다만 이는 하나의 실시 형태이므로 본 발명의 기술사상이 이로써 한정될 필요는 없다.In this embodiment, the non-reducing agent and the nitrogen-based reducing agent are applied as the reducing agent, and the
또한 본 명세서 상에서 기화기(40)는 본 실시예와 같이 이동통로(B) 내 배가스를 유입하여 환원제와 혼합하여 기화시키는 구성을 위주로 설명한다. 즉, 기화기(40)가 이동통로(B)와 연결된 관로를 통해 고온 배가스를 유입하는 구조로 이루어지며 이를 통해 배가스의 열로 환원제를 기화시키는 구성을 위주로 설명을 진행한다. 그러나 이 역시 하나의 실시예일뿐 본 발명의 기술사상이 그와 같이 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 스팀 등 다른 열원을 이용하여 환원제를 기화시키는 등의 구성도 얼마든지 가능하다. 그에 대해서는 본 발명의 일 실시예의 변형례(도 7)로 설명한다.Also, in the present invention, the
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1)는, 가스터빈(A)과 연돌(C) 사이의 배가스 이동통로(B) 내 가스터빈(A) 후단에 배치된 제1노즐부(10), 제1노즐부(10)와 연돌(C)의 사이에 배치된 제2노즐부(20), 제1노즐부(10)와 연돌(C)의 사이에 배치된 적어도 하나의 탈질촉매모듈(50), 이동통로(B) 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 액상으로 저장된 환원제탱크(30), 환원제탱크(30)와 제1노즐부(10)의 사이에 연결되어 환원제를 제1노즐부(10)로 공급하는 제1배관라인(101), 환원제탱크(30)와 제2노즐부(20)의 사이에 연결된 제2배관라인(102), 및 상기 제2배관라인(102) 상에 설치되어 환원제를 기화시키고 제2노즐부(20)로 공급하는 기화기(40)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 질소산화물처리장치(1)는 제2배관라인(102)에서 분기되어 이동통로(B)와 연결되는 제3배관라인(103)을 더 포함하고, 기화기(40)는 제2배관라인(102)과 제3배관라인(103)의 분기점에 배치되어, 환원제를 제3배관라인(103)을 통해 유입된 배가스와 혼합하여 기화시킬 수 있다.Specifically, a nitrogen
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 환원제(도 5의 F1참조)는 비질소계 환원제일 수 있으며, 질소산화물처리장치(1)는 탈질촉매모듈(50)의 전단으로 질소계 환원제(도 6의 F3참조)를 공급하는 공급부(60)를 더 포함할 수 있다. 공급부(60)에서 공급된 질소계 환원제에 의해 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의한 탈질작용[즉, 질소산화물의 질소 환원에 의한 처리]이 원활히 진행될 수 있다. 전술한 바와 같이 비질소계 환원제는 에탄올, 에틸렌글리콜, 및 글리세린 중에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 질소계 환원제는 암모니아 및 요소 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.5) may be a non-zeolite reducing agent, and the nitrogen
특히 본 발명의 일 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1)는, 상기 환원제(도 5의 F1참조)에 의한 처리를 통해서는 배가스 내 질소산화물 중 황연(yellow gas)의 원인물질인 이산화질소(NO2)를 일산화질소(NO)로 신속하게 환원시킴으로써 기동 초기 등에 이산화질소 등의 미처리로 발생하는 황연 발생 등에도 매우 효과적으로 대응할 수 있다. 또한, 상기 질소계 환원제(도 6의 F3참조)를 동반한 상기 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의한 처리를 통해서는 배가스 내 특정 질소산화물에 한정되지 않는 다양한 질소산화물들을 촉매작용을 이용하여 질소(N2)로 환원시킴으로써 배가스 내 질소산화물들을 환경에 무해한 물질로 처리되도록 할 수 있다. 이하 이러한 본 발명의 일 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1)의 구성 및 작용효과 등에 대해서 각 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Particularly, the nitrogen
질소산화물처리장치(1)는 화력발전소에 적용되는 것일 수 있으며 보다 바람직하게는 복합화력발전소에 적용되는 것일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 질소산화물처리장치(1)는 발전소의 가스터빈(A)과 연돌(C) 사이의 배가스 이동통로(B)를 활용하여 설치될 수 있다. 상기 이동통로(B)는 내부에 과열기번들(D1~D5)이 배치된 배열회수 보일러 시스템이 구축된 것일 수 있다. 도시되지 않았지만, 각 과열기번들(D1~D5)의 상단 및 하단은 서로 연결되어 있을 수 있고 연결부위에는 고압증기나 열회수용 유체를 저장하고 순환시키는 탱크 등이 설치되어 있을 수 있다. 과열기번들(D1~D5)은 후단의 것(D5)으로부터 순차적으로 맨 앞단(D1)의 것을 향해 차례로 유체를 순환시키며 고압증기 등을 생성할 수 있다. 과열기번들(D1~D5)의 온도는 맨 앞단(D1)의 것으로부터 후단의 것(D5)을 향해서 차례로 낮아질 수 있다.The nitrogen
이동통로(B)는 연돌(C) 측에 연결되며 상대적으로 폭이 넓은 확관부(B2)와, 확관부(B2)로부터 축소되어 가스터빈(A) 측에 연결된 축관부(B1)를 포함하며 제1노즐부(10)는 축관부(B1) 내에 위치하고, 제2노즐부(20)는 확관부(B2) 내에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로는, 이동통로(B)는 연돌(C) 측에 연결되며 상대적으로 폭이 넓은 확관부(B2)와, 확관부(B2)로부터 축소되어 가스터빈(A) 측에 연결된 축관부(B1)와, 확관부(B2) 내 배치된 상기와 같은 복수 개의 과열기번들(D1~D5)을 포함하고, 제1노즐부(10)는 축관부(B1) 내에 위치하며, 제2노즐부(20)는 과열기번들(D1~D5) 사이에 위치할 수 있다. 축관부(B1)는 가스터빈(A)과 직접 연결된 상대적으로 폭이 좁은 부분을 포함하는 관로로서 배가스의 유동속도도 상대적으로 빠르고 온도도 이동통로(B) 내에서 가장 높게 유지될 수 있다. 따라서, 이러한 축관부(B1) 내 배치된 제1노즐부(10)로 액상의 환원제를 분사하여 바로 기화시키고 배가스 내 질소산화물과 효과적으로 반응시킬 수 있다. 즉 액상의 환원제를 바로 분사하여 대응할 수 있으므로, 가스터빈(A)이 기동하는 시점 등 배가스가 생성되는 초기시점에도 환원제를 이용하여 배가스 내 함유된 이산화질소 등 질소산화물을 보다 효과적으로 처리할 수 있다.The moving passage B includes an expanded tube portion B2 which is connected to the side of the stack C and has a relatively wide width and an axial tube portion B1 which is contracted from the expanded portion B2 and connected to the gas turbine A side The
축관부(B1)는 도시된 바와 같이 가스터빈(A)과 확관부(B2) 사이에 연결된 관부 전체를 의미하며, 확관부(B2)로부터 가스터빈(A) 측으로부터 폭이 점차 감소하는 부분과 폭이 감소된 채 유지되며 가스터빈(A)에 연결된 부분 등을 포함할 수 있다. 제1노즐부(10)는 도시된 바와 같이 가스터빈(A) 바로 후단의 위치에 설치될 수 있으나, 필요에 따라 축관부(B1) 내 다른 위치로 변경하여 배치될 수도 있다. 예를 들어, 확관부(B2) 바로 전단의 폭이 변동하는 부분 등으로 제1노즐부(10)를 변경하여 배치할 수 있다. 이와 같이 제1노즐부(10)의 위치를 축관부(B1)내 적절한 지점으로 조정해 줌으로써 질소산화물의 처리효과를 향상시킬 수 있다.The axial tubular portion B1 means the entire tubular portion connected between the gas turbine A and the expanded tubular portion B2 as shown in the drawing and includes a portion gradually decreasing in width from the gas turbine A side from the expanded tubular portion B2, The portion held at reduced width and connected to the gas turbine A, and the like. The
또한, 확관부(B2) 내 배치된 제2노즐부(20)로는 미리 배가스와 혼합하여 기화시킨 환원제와 배가스의 제1혼합가스를 이동통로(B) 내 넓게 분사하여, 혼합율을 높이고 처리율을 증가시킬 수 있다. 즉, 미리 기화시킨 기상의 환원제를 배가스와 함께 이동통로(B) 내 토출하여 이동통로(B) 내 유동하는 배가스 전체에 대해 환원제를 보다 효과적으로 작용시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 제2노즐부(20)는 확관부(B2) 내 축열 작용을 하는 과열기번들(D1~D5)의 사이에 배치되어 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스를 분사할 수 있고 확관부(B2) 내에서 상대적으로 유동속도가 줄어든 배가스 전체에 이를 골고루 혼합하여 반응시킬 수 있다. 이와 같이 전술한 제1노즐부(10)로는 액상의 환원제를 제공하여 보다 신속하게 배가스 내 이산화질소 등 질소산화물을 처리하고, 제2노즐부(20)로는 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스를 제공하여 배가스 전체의 질소산화물에 대한 처리율을 크게 증가시킬 수 있다. 이를 통해 배가스 처리의 신속성과 효율성을 모두 확보할 수 있다. Further, the
또한, 탈질촉매모듈(50) 역시 확관부(B2) 내 배치될 수 있다. 탈질촉매모듈(50)은 예를 들어 제2노즐부(20)의 후단에 배치될 수 있으며 필요에 따라 위치는 조정될 수 있다. 탈질촉매모듈(50)은 복수로 이루어져 이동통로(B) 내부를 채울 수 있으며 탈질촉매모듈(50) 각각은 내부에 탈질촉매가 채워진 것일 수 있다. 탈질촉매는 질소계 환원제의 환원작용을 촉진할 수 있는 촉매로 전술한 예와 같이 SCR촉매일 수 있다. 각각의 탈질촉매모듈(50)은 촉매를 수용하기 위한 하우징과 같은 구조를 포함하고 있을 수 있다. 탈질촉매는 배가스를 통과시키며 탈질작용이 가능한 것인 한 제한될 필요는 없다. 이러한 탈질촉매모듈(50)은 특징적인 입출구조와 지지구조 등을 통해 이동통로(B) 내 외부로 용이하게 입출되고 이동통로(B)내 배치 수 있다. 탈질촉매모듈(50)과 관련한 구체적인 구조적 특징들에 대해서는 본 발명의 다른 실시예에서 보다 상세히 설명한다.Also, the
공급부(60)는 탈질촉매모듈(50)의 전단으로 질소계 환원제를 공급한다. 질소계 환원제는 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의해 배가스 내 질소산화물을 환원시킬 수 있다. 즉, 질소계 환원제(도 6의 F3참조)는 촉매작용에 의해 질소산화물을 환원시키는 작용이 촉진되는 것일 수 있다. 특히, 공급부(60)는 이동통로(B) 내부의 온도가 설정온도 이상인 때 질소계 환원제를 공급하여 질소산화물이 처리되도록 할 수 있다. 설정온도는 예를 들어, 화력발전소의 기동시점이나 그 직후가 아닌, 가동 후 부하가 일정수준에 도달하여 배가스 유속도 상대적으로 일정해지는 시점의 촉매전단 혹은 후단 온도일 수 있다. 설정온도는 예를 들어, 230℃이상일 수 있으며, 바람직하게는 300 ~ 400℃일 수 있다. 해당 온도범위에서 촉매작용이 활성화되는 반면 해당 온도범위 미만 또는 초과시 활성이 감소되어 탈질촉매에 의한 탈질작용이 불충분할 수 있다. 이러한 설정온도에 도달하면 공급부(60)로 질소계 환원제(도 6의 F3참조)를 공급하며 전술한 환원제(도 5의 F1참조) 대신, 또는 전술한 환원제와 병행하여, 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 처리할 수 있다. The
공급부(60)는 별도 개설된 노즐로 탈질촉매모듈(50) 전단에 질소계 환원제를 공급할 수도 있으나, 본 실시예와 같이 제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20) 중 적어도 어느 하나와 연결되어 탈질촉매모듈(50) 전단으로 질소계 환원제를 공급할 수 있다. 이를 통해 설계상의 경제성을 기할 수 있다. 제2노즐부(20)는 제1노즐부(10)와 탈질촉매모듈(50)의 사이에 배치될 수 있고, 제2노즐부(20)로 질소계 환원제를 공급하여 질소계 환원제가 촉매에 고르게 퍼져 촉매에 의한 촉진작용이 원활히 진행되도록 할 수 있다. 특히 본 실시예에서는 기화기(40)를 통해 액상의 질소계 환원제가 기화되어 제2노즐부(20)로 공급되는 구조를 기준으로 설명을 진행한다. 이로 인해, 제2노즐부(20)에서는 전술한 바와 같은 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스(도 5의 F2참조) 외에, 기화된 질소계 환원제와 배가스의 제2혼합가스(도 6의 F4참조)도 토출될 수 있다. 제1혼합가스와 제2혼합가스는 제2노즐부(20)로부터 서로 선택적으로 토출될 수 있으며, 예를 들어 먼저 제2노즐부(20)로부터 제1혼합가스가 토출되며 환원제를 이용한 처리를 진행하다 전술한 설정온도에 도달하면, 제2노즐부(20)로부터 제2혼합가스가 토출되며 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의한 처리를 진행할 수 있다. 전술한 바와 같이 이러한 유기적인 방식의 처리를 통해 질소산화물의 처리효율을 지속적으로 높게 유지할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다. The
제1노즐부(10)는 예를 들어, 액상의 환원제를 공급받고 이를 가압공기와 함께 분사하는 이류체 노즐을 이용한 분사방식으로 환원제를 분사할 수 있으며, 이를 위해 가압공기 등을 주입 받을 수 있는 컴프레서나 컴프레서와 연결된 공급라인(미도시) 등을 포함할 수 있다. 제2노즐부(20) 역시 이러한 이류체 노즐을 이용한 분사방식으로 분사하는 경우 컴프레서나 컴프레서와 연결된 공급라인(미도시) 등을 포함하고 있을 수 있다. 도 1에서는 이러한 구조는 생략하여 도시하였다. For example, the
질소산화물처리장치(1)는 이러한 제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20)와 환원제탱크(30)와 기화기(40)를 포함한다. 또한 환원제탱크(30)로부터 액상의 환원제를 제1노즐부(10)에 직접 제공하거나, 또는 기화기(40)로 공급하여 기화시키고 이를 다시 제2노즐부(20)에 제공하기 위한 구조로서 하나 이상의 배관라인[제1배관라인(101), 제2배관라인(102), 및 제3배관라인(103)]을 포함한다. 환원제탱크(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 단독으로 형성될 수 있으나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 필요에 따라 하나 이상의 환원제탱크(30)를 배치하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 본 발명의 또 다른 실시예를 통해서 보다 상세히 설명한다. The nitrogen
환원제탱크(30)에는 이동통로(B) 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 저장되며, 환원제탱크(30)에 저장되는 환원제는, 예를 들어, 한 분자 내에 수산(OH)기, 에테르기, 알데히드기, 또는 케톤기를 하나 이상 포함하는 탄화수소, 함산소탄화수소, 및 탄수화물 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한, 환원제탱크(30)에 저장되는 환원제는 액상일 수 있다. 보다 바람직한 환원제의 예는, 에탄올(Ethanol), 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 및 글리세린(Glycerin) 중에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 액상일 수 있다. 이와 같은 환원제는 질소성분을 포함하지 않는 화합물로, 비질소계 환원제일 수 있으며, 질소성분을 포함하지 않으므로 공기 중 산소와 반응하여 질소산화물을 생성할 가능성이 낮은 것일 수 있다. 이러한 액상의 환원제를 제1배관라인(101)을 통해 제1노즐부(10)로 직접 공급하거나, 제2배관라인(102)을 통해 기화기(40)를 경유하여 기화시킨 후 제2노즐부(20)로 공급할 수 있다. 이와 같은 비질소계 환원제에 의해, 황연을 유발하는 이산화질소를 산화질소로 환원시켜, 황연을 효과적으로 처리할 수 있다.The reducing
제1배관라인(101)은 환원제탱크(30)와 제1노즐부(10)의 사이에 연결되어 환원제를 제1노즐부(10)로 공급한다. 제2배관라인(102)은 환원제탱크(30)와 제2노즐부(20)의 사이에 연결된다. 제3배관라인(103)은 제2배관라인(102)에서 분기되어 이동통로(B)와 연결되며, 제2배관라인(102)과 제3배관라인(103)의 분기점에 기화기(40)가 배치된다. 즉, 기화기(40)는 제2배관라인(102)과 제3배관라인(103)이 서로 교차하는 교차점에 제2배관라인(102) 및 제3배관라인(103)과 모두 연결되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 기화기(40)는 이동통로(B)와 연결된 제3배관라인(103)을 통해서는 배가스를 유입하고, 환원제탱크(30)와 연결된 제2배관라인(102)을 통해서는 액상의 환원제를 유입하여 환원제를 배가스와 혼합하여 기화시킨 후 제2노즐부(20)로 공급할 수 있다. 기화기(40)는 예를 들어, 내부에 유체를 수용하고 혼합할 수 있는 공간이 마련된 탱크와 같은 구조로 형성될 수 있고, 필요에 따라 가열장치나 외부 열원을 도입하여 열교환이 가능한 구조를 포함할 수도 있다.The
제1배관라인(101)과 제2배관라인(102)은 환원제탱크(30)에 연결된 배관 일부를 서로 공유할 수 있다. 즉 도 1에 도시된 바와 같은 형태로 제1배관라인(101), 제2배관라인(102), 및 제3배관라인(103)을 이루는 각 관로를 배치할 수 있다. 예를 들어, 제1배관라인(101)과 제2배관라인(102)은 환원제탱크(30)와 연결된 제1배관(110)을 공유할 수 있다. 제1배관라인(101)은 제1배관(110) 및 제2배관(120)으로 형성되어 제1노즐부(10)에 연결될 수 있고, 제2배관라인(102)은 제1배관(110), 제3배관(130)[제3배관분지관(131)을 포함하는 의미임], 및 제4배관(140)으로 형성되어 제2노즐부(20)에 연결될 수 있다. 제3배관라인(103)은 제5배관(150) 및 이동통로(B) 측에 연결된 제6배관(160)과 제7배관(170)으로 형성되어 제2배관라인(102)으로부터 분기된 관로구조를 형성할 수 있다. 기화기(40)는 제2배관라인(102)을 이루는 제3배관(130)과 제4배관(140), 및 제3배관라인(103)을 이루는 제5배관(150)에 모두 연결되어 배가스와 환원제를 공급받고 혼합하여 기화시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 이와 같이 제1배관라인(101), 제2배관라인(102), 및 제3배관라인(103)을 이루는 관로구조를 형성할 수 있다.The
또한, 공급부(60)는 질소계 환원제 공급을 위한 제4배관라인(601)이 포함된 형태로 구성될 수 있다. 구체적으로, 공급부(60)는 질소계 환원제가 액상 또는 기상 중에서 선택된 하나 이상의 상태로 저장된 저장탱크(602), 제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20) 중 적어도 어느 하나와 저장탱크(602)의 사이에 연결된 제4배관라인(601), 및 이동통로(B)의 온도에 따라 제어되며 제4배관라인(601)을 통해 공급되는 질소계 환원제의 공급량을 조절하는 조절밸브(603)를 포함할 수 있다. In addition, the
이때, 액상은 질소계 환원제가 그 자체로 액상으로 존재하거나, 자체의 상태에 관계 없이, 액상 매질(예, 물 등)에 용해 및/또는 분산된 상태를 포함하는 의미이다. 예를 들어, 액상은 수용액상을 포함하는 의미이다. 구체적인 예인, 액상 암모니아, 액상 요소는 각각 암모니아수, 요소수를 포함하는 의미이다. 또한, 기상은 질소계 환원제가 그 자체로 기체상으로 존재하거나, 자체의 상태에 관계 없이, 기체상 매질(예, 공기, 질소, 헬륨, 아르곤 등)에 분산 및/또는 혼합된 상태를 포함하는 의미이다.In this case, the liquid phase means a state in which the nitrogen-based reducing agent is dissolved in the liquid medium (e.g., water) and / or dispersed regardless of the state of the liquid itself or in the state of the liquid itself. For example, the liquid phase means containing an aqueous phase. Specific examples of liquid ammonia and liquid phase elements include ammonia water and urea water, respectively. The gaseous phase may also include a state in which the nitrogen-based reducing agent is dispersed and / or mixed in a gaseous medium (e.g., air, nitrogen, helium, argon, etc.) It means.
저장탱크(602)에 액상의 상태로 저장된 질소계 환원제는 제4배관라인(601)을 통해 기화기(40)에 유입되고, 제3배관라인(103)을 통해 유입된 배가스에 의해 기화되어, 제2노즐부(20)로 공급될 수 있다. 즉, 본 실시예와 같이 저장탱크(602)에 질소계 환원제를 액상으로 저장하였다가, 기화기(40)를 통해 기화되어 공급되는 구조를 구현할 수 있다. 그러나 앞서 서술된 것처럼, 저장탱크(602)에는 질소계 환원제가 액상 또는 기상 중에서 선택된 하나 이상의 상태로 저장 가능하므로 본 발명의 기술사상을 본 실시 형태로 한정하여 이해할 필요는 없다. 예를 들면, 공급부(60)는 저장탱크(602) 내 기상의 질소계 환원제를 저장하였다가 바로 공급할 수도 있다. 필요에 따라 적절한 방식으로 질소계 환원제를 탈질촉매모듈(50) 전단에 공급할 수 있다.The nitrogen-based reducing agent stored in the liquid storage state in the
도 1에 도시된 바와 같이 제2배관라인(102)과 제4배관라인(601)은 제2노즐부(20)에 연결된 배관 일부를 서로 공유할 수 있으며, 제4배관라인(601)은 기화기(40)와 환원제탱크(30) 사이에서 제2배관라인(102)으로부터 분기되어 저장탱크(602)와 연결될 수 있다. 즉, 제4배관라인(601)은 제4배관(140), 제3배관분지관(131), 및 제8배관(180)으로 형성되어 제2노즐부(20)에 연결될 수 있고, 이 중 제4배관(140) 및 제3배관분지관(131)[제3배관(130)의 일부로서 제8배관(180)과 기화기(40) 사이의 부분을 의미함]을 제2배관라인(102)과 공유할 수 있다. 이를 통해 도 1에 도시된 바와 같은 제4배관라인(601)을 포함하는 공급부(60)를 배치할 수 있다.1, the
각 관로구조 상에는 압력차를 유발하여 유체를 이동시키는 펌프와, 관로 내 유체 유동량 등을 제어할 수 있는 밸브들이 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1배관(110), 제2배관(120), 제3배관(130)에 각 관로를 통해 유동하는 환원제의 유량을 조절할 수 있는 제1제어밸브(81), 제2제어밸브(82), 제3제어밸브(83)가 각각 설치될 수 있다. 환원제탱크(30)와 연결된 제1배관(110)에는 환원제를 공급하는 공급펌프(71)가 설치될 수 있다. 또한, 제5배관(150)에는 배가스를 기화기(40) 측으로 순환시키는 송풍기(72)가 설치될 수 있으며, 제6배관(160) 및 제7배관(170)에는 기화기(40) 측으로 유입되는 배가스의 유입량을 조절하거나, 관로를 개폐하여 제6배관(160) 및 제7배관(170) 중 어느 하나로 배가스를 유입시키는 제1유입밸브(84) 및 제2유입밸브(85)가 각각 설치될 수 있다. 또한, 저장탱크(602)와 연결된 제8배관(180)에는 저장탱크(602)에 저장된 질소계 환원제를 공급하기 위한 공급펌프(604)와 질소계 환원제의 공급량을 조절하는 조절밸브(603)가 설치될 수 있다. 이와 같은 펌프 및 밸브의 배치를 이용하여 환원제의 공급량, 배가스의 유입량, 질소계 환원제의 공급량 등을 제어하고 제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20)로 토출되는 유체[즉, 액상의 환원제, 기화기(40)에서 배가스와 혼합되어 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스, 및 기화기(40)에서 배가스와 혼합되어 기화된 질소계 환원제와 배가스의 제2혼합가스]의 토출량을 조절할 수 있다.On each pipeline structure, there can be provided a pump for causing a pressure difference to move the fluid, and valves for controlling the fluid flow amount in the pipeline. A
도 2는 도 1의 질소산화물처리장치의 제어구조를 예시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a control structure of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG.
본 발명의 일 실시예에 의한 질소산화물처리장치는 도 2에 도시된 바와 같은 제어구조로 제어작용을 수행하는 제어부(90)를 포함할 수 있다. 제어부(90)는, 전술한 가스터빈의 상태나, 이동통로 및 연돌 내부의 배가스 성분분포, 이동통로 및 연돌 내부의 온도 등을 포함하는 다양한 변수에 기초하여 질소산화물처리장치의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 공급부(도 1의 60참조)를 제어하여, 설정온도 이상인 때 질소계 환원제를 공급하도록 동작시킬 수 있다. 공급부(60)는 별도의 제어장치와 온도센서를 이용하여 제어될 수도 있으나, 본 실시예와 같이 제어부(91)를 이용하여 통합하여 제어할 수 있다. 이를 통해 역시 설계상의 경제성을 도모할 수 있다. 예를 들어, 제어부(90)는 가스터빈의 운전상태를 지시하는 제1신호(S1), 이동통로 및 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 배가스의 성분을 지시하는 제2신호(S2), 및 이동통로 및 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 온도를 지시하는 제3신호(S3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태신호(S)를 입력받고, 제어신호(S')를 송출하여 제1노즐부(10) 및 제2노즐부(20)의 유체 토출량을 제어할 수 있다.The apparatus for treating nitrogen oxides according to an embodiment of the present invention may include a
이때 제1신호(S1)는 가스터빈의 운전실 등에서 전송된 신호일 수 있으며 제2신호(S2)와 제3신호(S3)는 이동통로 및 연돌 중 적어도 어느 하나 내부에 설치된 센서부(도 1의 91참조)로부터 전송된 신호일 수 있다. 센서부(91)는 배가스 내 이산화질소의 농도, 일산화탄소의 농도, 질소산화물의 농도 또는 그 밖의 성분을 측정하는 측정센서와, 연소로, 이동통로, 연돌 등의 온도를 측정하는 온도센서 등을 포함할 수 있다. 공급부(60)에서 질소계 환원제를 공급하기 위한 설정온도 역시, 센서부(91)의 온도센서 등으로부터 측정될 수 있다. 그러나 전술한 바와 같이 반드시 그러할 필요는 없으며 별도의 온도센서를 이동통로 내 설치하고 그에 따라 공급부(60)를 제어할 수도 있다. In this case, the first signal S1 may be a signal transmitted from the cabin of the gas turbine, and the second signal S2 and the third signal S3 may be a sensor part (91 in Fig. 1) Lt; / RTI > The
제1신호(S1)는 가스터빈의 운전모드 변경에 따라 가스터빈의 운전상태를 지시하는 신호로서, 가스터빈의 점화시점, 점화된 버너의 개수, 가스터빈의 설정 부하와 설정된 부하에 도달하기까지 가스터빈의 운전모드가 바뀌는 상황, 가스터빈 구동에 따른 진동수 등을 모니터링하여 서로 다른 신호로 지시하는 것일 수 있다. 이와 같이 가스터빈의 운전상태 변화를 제1신호(S1)를 통해 실시간으로 직접 입력 받음으로써, 가스터빈의 운전상태 변화 이후에 시간차를 두고 바뀌는 배가스의 성분변화나 온도변화에만 의존하지 않고 이동통로(B) 내 배가스의 생성 및 변화를 미리 예측하여 보다 능동적으로 대처할 수 있다. 또한, 제2신호(S2)나 제3신호(S3)를 통해서는 이동통로(B) 내 배가스의 실제 성분 변화나 온도 변화를 직접 입력 받고 상황을 확인할 수 있는바, 이를 통해 실제 측정값[제2신호(S2) 및 제3신호(S3)에 대응]과 예측값[제1신호(S1)에 대응]을 상호 보완하여 보다 신속하고 효율적으로 배가스 내 질소산화물을 처리하는 것이 가능하다.The first signal S1 is a signal indicative of the operating state of the gas turbine in accordance with the operation mode change of the gas turbine. The first signal S1 is a signal indicating the ignition timing of the gas turbine, the number of ignited burners, the set load of the gas turbine, A situation where the operation mode of the gas turbine is changed, a frequency of the gas turbine drive, and the like may be monitored to indicate different signals. By directly inputting the change in the operating state of the gas turbine in real time through the first signal S1, it is possible to change the operating state of the gas turbine without depending on the component change or temperature change of the exhaust gas, B), the generation and change of the flue gas in the flue gas can be anticipated and actively coped with. It is also possible to directly input the change in the actual component of the exhaust gas in the passage B and the temperature change through the second signal S2 or the third signal S3 to confirm the situation, (Corresponding to the second signal S2 and the third signal S3) and the predicted value (corresponding to the first signal S1), it is possible to treat the nitrogen oxide in the exhaust gas more quickly and efficiently.
또한, 가스터빈이 기동되면 점화와 함께 배가스가 바로 발생하여 이산화질소 등 질소산화물이 배출될 수 있으나 전술한 기화기(도 1의 40참조) 등으로 환원제를 기화시켜 공급하는 데는 시간이 소요되므로, 제2노즐부(도 1의 20참조)와 제1노즐부(도 1의 10참조)를 함께 배치하고, 제1노즐부(10)로는 기화되지 않은 액상의 환원제를 직접 분사하여 대응시간을 크게 단축할 수 있다. 이를 통해 특히 초기 운전시에 발생하는 질소산화물[특히, 황연의 원인물질인 이산화질소 등]을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 제1신호(S1), 제2신호(S2), 제3신호(S3)를 상호 보완적으로 활용하여 환원제의 주입량을 대응하는 최적량으로 설정하고 보다 효율적으로 배가스 내 질소산화물을 제거할 수 있다. 환원제 역시 과도하게 공급되면 배가스 이동통로 내 불순물로 남아 또 다른 오염원이 되거나 새로운 오염물질을 생성할 수 있으므로 이와 같은 제어가 매우 효과적일 수 있다.In addition, when the gas turbine is started, exhaust gas is generated immediately with ignition, and nitrogen oxides such as nitrogen dioxide may be discharged. However, since it takes time to vaporize and supply the reducing agent to the vaporizer (see 40 in FIG. 1) The nozzle unit (see 20 in FIG. 1) and the first nozzle unit (see 10 in FIG. 1) are disposed together, and the non-vaporized liquid reducing agent is directly sprayed to the
또한, 제어부(90)는 센서부(91)의 온도센서 등으로부터 이동통로(B) 내 온도변화를 지속적으로 모니터링할 수 있으므로, 이동통로(B) 내 온도가 전술한 설정온도 이상이 되면 공급부(60)를 제어하여 탈질촉매모듈(도 1의 50참조) 전단에 질소계 환원제를 공급하고 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 처리할 수 있다. 즉 앞서 설명한 것처럼, 기동 시에는 제1노즐부(10)로 액상의 환원제를 바로 공급하여 신속하게 대응하고, 이후 또는 동시에 제2노즐부(20)로 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스를 공급하며 배가스 전체에 대해서 질소산화물의 처리를 진행하고, 이와 같은 처리를 유지하며 온도가 상승하여 설정온도에 도달하거나 그 이상이 되면, 제2노즐부(20)로 기화된 질소계 환원제와 배가스의 제2혼합가스를 공급하며 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 지속적으로 처리할 수 있다. 이와 같이 변동하는 화력발전소의 운전상태와 그에 따른 배가스 조건 등을 고려하여 그에 적합한 서로 다른 처리방식으로 질소산화물을 처리할 수 있으며, 이를 통해 기동 시부터 일정 부하로 지속하는 운전중기 및 운전종료 시점까지 지속적으로 질소산화물의 처리효율을 높게 유지할 수 있다.The
제어부(90)는 도 2에 도시된 바와 같이 전술한 각 배관라인[제1배관라인(도 1의 101참조), 제2배관라인(도 2의 102참조), 제3배관라인(도 1의 103참조), 제4배관라인(도 1의 601참조)]에 형성된 펌프와 밸브 등에 제어신호(S')를 전송하여 동작을 제어할 수 있다. 제어부(90)는 전술한 제1신호(S1), 제2신호(S2), 제3신호(S3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태신호(S)를 입력 받고, 그에 따라 대응하는 제어신호(S')를 전송하여 공급펌프(71), 제1제어밸브(81), 제2제어밸브(82), 제3제어밸브(83), 송풍기(72), 제1유입밸브(84), 제2유입밸브(85) 등을 제어할 수 있다. 즉, 공급펌프(71)를 동작시켜 환원제를 제1배관라인(101) 및 제2배관라인(102)으로 공급할 수 있고, 이때 제1제어밸브(81), 제2제어밸브(82), 제3제어밸브(83)를 제어하여 환원제의 공급량과 각 지점에서의 유량을 적절히 제어할 수 있다. 또한, 송풍기(72)를 동작시켜 기화기(도 1의 40참조)로 배가스를 유입하고, 제1유입밸브(84) 및 제2유입밸브(85)를 제어하여 유입되는 배가스의 양을 변경하거나 어느 한 쪽으로부터만 배가스가 유입되도록 조절할 수 있다. 이와 같은 제어를 통해 제1노즐부(10)를 통해서는 액상의 환원제가 신속하게 토출되고, 제2노즐부(20)를 통해서는 배가스와 혼합되어 기화된 환원제와 배가스의 제1혼합가스가 토출되도록 상황에 따라 적절히 조절할 수 있다. 또한 각 노즐부로 토출되는 유체의 토출량을 각 신호[제1신호(S1), 제2신호(S2), 제3신호(S3)]에 기초하여 보다 정확하게 조절할 수 있으며, 필요에 따라 제1노즐부(10)나 제2노즐부(20) 중 어느 하나로만 유체가 토출되도록 조절할 수도 있다. 2, the
또한 제어부(90)는, 제2신호(S2)의 온도값 등에 따라서 제4배관라인(601)의 공급펌프(604)와 조절밸브(603)를 제어하여, 설정온도에서, 제2노즐부(20)를 통해 배가스와 혼합되어 기화된 질소계 환원제와 배가스의 제2혼합가스가 토출되도록 조절할 수 있다. 이때 제4배관라인(601) 외 다른 배관라인의 펌프 및 밸브들을 함께 제어하여 제1혼합가스의 생성은 중단시킬 수 있으며, 제1노즐부(10)는 동작을 유지하거나 또는 중지시킬 수 있다. 예를 들어, 조절밸브(603)를 제어하여 제4배관라인(601)으로 질소계 환원제를 공급할 때, 제2배관라인(102)의 제3제어밸브(83)등을 함께 제어하여 제2배관라인(102)을 통한 환원제 공급은 중단시킬 수 있다. 이를 통해 제1혼합가스 대신 제2혼합가스가 제2노즐부(20)를 통해 토출되도록 제어할 수 있다. 또한 이와 함께 제1제어밸브(81)를 제어하여 제1노즐부(10)로 액상의 환원제가 토출되거나 토출되지 않도록 상황에 따라 조절할 수 있다. 이와 같이 제어부(90)를 이용한 제어를 통해 상황에 알맞는 더욱 효과적인 처리가 가능하다.The
도 3은 도 1의 질소산화물처리장치의 제1노즐부의 분사노즐을 예시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 분사노즐의 다른 예를 도시한 단면도이다. 도면의 각 예시에서 좌측에는 종단면도를 우측에는 횡단면도를 함께 배치하여 유로구조 등의 확인이 용이하도록 하였다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an injection nozzle of the first nozzle unit of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of the injection nozzle of FIG. In each example of the drawings, a cross-sectional view is provided on the left side, and a cross-sectional view is shown on the right side.
한편, 가스터빈 후단의 제1노즐부(도 1의 10참조)는 도 3의 (a), (b)에 도시된 바와 같은 구조의 분사노즐(11)을 포함할 수 있다. 제1노즐부(10)는 환원제(F1)를 유동시키는 환원제유로(11a)와, 단열유체(H)를 유동시키며 환원제유로(11a)를 둘러싸 형성되는 단열유로(11c)와, 가압기체(G)를 유동시키는 가압기체유로(11b)를 포함하며 말단에 환원제유로(11a)와 가압기체유로(11b)와 연통되는 유체토출구(11d)가 배치된 분사노즐(11)을, 적어도 하나 포함할 수 있다. 바람직하게는, 환원제유로(11a)와 단열유로(11c) 사이에 가압기체유로(11b)가 배치될 수 있으며, 도시된 바와 같이 가압기체유로(11b)는 환원제유로(11a)의 외주부 둘레에 배치될 수 있다. 단열유체(H)는 환원제의 증발을 막기 위한 것일 수 있다. 제1노즐부(10)는 예를 들어, 도시된 바와 같이 중앙에 환원제유로(11a)가 배치되고, 환원제유로(11a) 둘레에 가압기체유로(11b) 및 단열유로(11c)가 차례로 배치될 수 있다. 이로 인해 유로들은 동심원 상의 구조를 이룰 수 있다.Meanwhile, the first nozzle portion (see 10 in Fig. 1) at the rear end of the gas turbine may include an
도시되지 않았지만, 전술한 바와 같이 제1노즐부(10)에 컴프레서 및 컴프레서와 연결된 공급라인 등이 포함될 수 있고 이를 통해 가압기체(G)를 공급받을 수 있다. 단열유체(H)는 예를 들어 공기 혹은 물 일 수 있으며, 가압기체(G)는 예를 들어, 압축공기 일 수 있다. 단열유체(H)는 액체이거나 또는 기체일 수 있다. 후술하는 바와 같이 단열유체(H)를 기체로 형성하는 경우 이러한 컴프레서를 활용할 수 있다. 단열유체(H)가 액체인 경우에는 추가적으로 순환용 펌프 등을 연결하여 사용할 수 있다. 분사노즐(11)은 다중의 유로구조를 통해 액상의 환원제를 내부에 위치시켜 보호하고 외부의 고열은 차단할 수 있으며, 따라서 액상의 환원제가 노즐 내부에서 증발하는 등의 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 즉, 가스터빈 후단에서 배가스는 상대적으로 매우 고온이므로 이와 같은 노즐구조를 이용하여 배가스의 열에 의해 노즐 내부의 환원제가 토출되기도 전에 증발하는 등의 문제도 원활히 해결할 수 있다.Although not shown, the
이러한 분사노즐(11)은 도 3의 (a)와 같이 단열유로(11c)의 말단이 유체토출구(11d) 주변으로 개구된 구조로 형성될 수도 있으며, 도 3의 (b)와 같이 단열유로(11c) 일 측과 타 측으로 단열유체(H)를 유출입하여 순환시키는 구조로 형성될 수도 있다. 단열유체(H)는 기체 또는 액체로 형성될 수 있으며 단열유체(H)가 기체인 경우 도 3의 (a)와 같은 구조가 보다 효과적일 수 있다. 즉 단열유체(H)로 공기 등의 기체를 사용할 수 있고 이를 단열유로(11c) 내부로 지속적으로 통과시켜 배출함으로써 외부의 열을 내부까지 도달하지 못하도록 효과적으로 단열시킬 수 있다. 또한, 단열유체(H)가 물 등 액체로 형성된 경우에는 도 3의 (b)와 같이 단열유로(11c)의 일 측과 타 측에 단열유체(H)를 입출하는 유로를 개설하여, 단열유체(H)가 단열유로(11c) 내부로 순환한 후 배출되도록 구성할 수 있다. 이와 같이 다양한 형태로 분사노즐(11)을 형성하여 제1노즐부(10)에 설치함으로써, 배가스의 고열에 의해 노즐 내부에서 환원제가 증발하는 등의 문제 등도 매우 효과적으로 해결할 수 있다.The
한편, 분사노즐(11)은 도 4에 도시된 바와 같은 형태로 유로들의 배치나 구조가 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)와 같이 환원제유로(11a)는 가압기체유로(11b)의 외주부 둘레에 배치될 수 있다. 즉, 유로들을 동심원 상의 구조로 형성하되 중앙에 가압기체유로(11b)를 배치하고 그 둘레에 환원제유로(11a)를 배치하고 다시 환원제유로(11a)를 둘러싸는 형태로 단열유로(11c)를 형성할 수 있다. 또한, 도 4의 (b), (c)와 같이 유로들은 동심원 상의 구조가 아닌 형태로 형성될 수도 있으며 이러한 경우 예를 들어, 도 4의 (b)와 같이 가압기체유로(11b)는 환원제유로(11a)와 이격되고, 단열유로(11c)가 가압기체유로(11b) 또한 둘러쌀 수 있다. 즉, 단열유로(11c)를 특정한 형태로 한정하지 않고 분사노즐(11) 내부공간을 넓게 활용하여 서로 이격된 환원제유로(11a)와 가압기체유로(11b) 전체를 둘러싸는 형태의 단열유로(11c)를 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 4의 (c)와 같이 가압기체유로(11b)는 환원제유로(11a)와 이격되고, 가압기체유로(11b)를 둘러싸는 추가단열유로(11c')를 형성할 수 있다. 즉, 분사노즐(11) 내부공간을 이용하여 서로 이격된 환원제유로(11a) 및 가압기체유로(11b) 각각의 외주부를 둘러싸는 단열유로(11c) 및 추가단열유로(11c')를 각각 형성할 수 있다. 이때 단열유체(H)를 유출입하여 순환시키는 구조를 단열유로(11c)와 추가단열유로(11c')에 각각 형성해 줄 수 있다. 그러나 이는 하나의 예일 뿐 이로써 한정될 필요는 없다. 이와 같이 여러 형태로 환원제(F1), 가압기체(G), 단열유체(H)가 내부를 유동하는 노즐구조를 형성하고 노즐 내 단열유체(H)를 이용하여 외부 고열을 차단할 수 있다. 이를 통해 액상의 환원제 등이 노즐 내부에서 증발하는 등의 문제를 매우 효과적으로 해결할 수 있다.Meanwhile, the arrangement and configuration of the
도 5 및 도 6은 도 1의 질소산화물처리장치의 작동과정을 도시한 도면이다.FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the operation of the nitrogen oxide processing apparatus of FIG. 1. FIG.
이러한 본 발명의 일 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 작동될 수 있다. 먼저, 가스터빈(A)의 기동 시점부터 이동통로(B) 내 온도가 설정온도에 도달하기 전까지 도 5와 같이 작동될 수 있다. 전술한 것처럼 제어부의 제어에 의해 각 배관라인의 펌프 및 밸브가 조절될 수 있으며, 이를 통해 제1노즐부(10)로는 액상의 환원제(F1)를 토출시키고, 제2노즐부(20)로는 기화기(40)에서 배가스(E)와 혼합되어 기화된 환원제(F1)와 배가스(E)의 제1혼합가스(F2)를 토출시킬 수 있다. 환원제탱크(30)에서 공급된 액상의 환원제는 제1배관라인(101)을 따라서는 제1노즐부(10)에 직접 제공되어 액상으로 토출되며, 제2배관라인(102)을 따라서는 기화기(40)를 경유하여 기화된 후, 제3배관라인(103)을 통해 기화기(40)에 도입된 배가스(E)와 혼합된 제1혼합가스(F2)로 토출될 수 있다. 제1노즐부(10)로 토출된 액상의 환원제(F1)는 가스터빈(A)의 고열에 의해 바로 기화되어 이동통로(B) 내 배가스(E)와 혼합됨으로써 배가스(E)에 함유된 이산화질소 등 질소산화물을 더욱 신속하게 처리할 수 있다. 또한, 제2노즐부(20)로 토출된 제1혼합가스(F2)는 이동통로(B) 내에 보다 넓게 분사되어 배가스(E)와 혼합됨으로써 배가스(E) 전체의 질소산화물을 더욱 효과적으로 처리할 수 있다. 이러한 환원제(F1)에 의한 처리를 통해서 특히 배가스 내 질소산화물 중 황연(yellow gas)의 원인물질인 이산화질소(NO2)를 일산화질소(NO)로 신속하게 환원시킬 수 있고, 이를 통해 기동 초기 등에 이산화질소 등의 미처리로 발생하는 황연 발생 등에도 매우 효과적으로 대응할 수 있다.The nitrogen
이후, 이동통로(B) 내 온도가 설정온도에 도달하거나 그 이상이 되면 도 6과 같이 작동될 수 있다. 전술한 것처럼 설정온도 이상인 경우에는 제2노즐부(20)로 기화된 질소계 환원제(F3)와 배가스(E)의 제2혼합가스(F4)를 토출시키며 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 처리할 수 있다. 전술한 제어부 등으로 제4배관라인(601)의 공급펌프(604)와 조절밸브(603)를 제어하여 질소계 환원제(F3)를 기화기(40)로 공급할 수 있고, 기화기(40) 내에서 질소계 환원제(F3)를 배가스(E)에 의해 기화시킬 수 있다. 이를 배가스(E)와 함께 제2혼합가스(F4)의 형태로 이동통로(B) 내 탈질촉매모듈(50) 전단에 공급하며 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 지속적으로 처리할 수 있다. 이때 전술한 바와 같이 제4배관라인(601) 외 다른 배관라인의 펌프와 밸브들을 함께 제어하여 제1혼합가스의 생성은 중단시킬 수 있다. 또한 제1노즐부(10)는 동작을 유지하거나 또는 중지시키는 어느 쪽으로도 제어 가능하다. 예를 들어, 조절밸브(603)를 제어하여 제4배관라인(601)으로 질소계 환원제(F3)를 공급할 때 제2배관라인(102)의 제3제어밸브(83) 등을 함께 제어하여 제2배관라인(102)을 통한 환원제 공급은 중단시킬 수 있다. 이를 통해 제1혼합가스 대신 제2혼합가스가 제2노즐부(20)를 통해 토출되도록 할 수 있다. 또한 이와 함께 제2제어밸브(82)를 제어하여, 제1노즐부(10)로 액상의 환원제가 토출되거나 토출되지 않도록 상황에 따라 적절히 조절할 수 있다. 이러한 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의한 처리를 통해서 특히 배가스 내 특정 질소산화물에 한정되지 않는 다양한 질소산화물들을 촉매작용을 이용하여 질소(N2)로 환원시킬 수 있으며, 이를 통해 배가스 내 질소산화물들을 환경에 무해한 물질로 처리되도록 할 수 있다.Thereafter, when the temperature in the moving passage B reaches or exceeds the set temperature, it can be operated as shown in Fig. The nitrogen-based reducing agent F3 vaporized by the
이때, 제어부는 전술한 바와 같이 가스터빈(A)의 운전상태를 지시하는 제1신호(도 2의 S1참조), 이동통로(B) 및 연돌(C) 중 적어도 어느 하나 내부의 배가스(E)의 성분을 지시하는 제2신호(도 2의 S2참조), 및 이동통로(B) 및 연돌(C) 중 적어도 어느 하나 내부의 온도를 지시하는 제3신호(도 2의 S3참조) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태신호(도 2의 S참조)를 입력 받고, 그에 대응하여 매우 능동적으로 장치를 제어할 수 있다. 즉, 가스터빈(A)의 운전상황, 이동통로(B) 및 연돌(C) 등의 내부 배가스(E) 성분변화, 이동통로(B) 및 연돌(C) 등의 내부 온도변화 등의 상황을 종합적으로 파악하고, 이를 장치를 제어하는 인자로 하여 보다 적절한 시점에, 적량의 환원제를 분사하여 배가스(E) 내 이산화질소 등 질소산화물을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. At this time, the control unit controls the exhaust gas E in at least one of the first signal (refer to S1 in FIG. 2) indicating the operation state of the gas turbine A, the moving passage B, and the stack C, At least one of a second signal (refer to S2 in Fig. 2) indicating a component of the moving path B and a third signal (refer to S3 in Fig. 2) indicating a temperature inside at least one of the moving path B and the stack C (See S in Fig. 2) containing one of them, and can control the apparatus very actively corresponding thereto. That is, the operating conditions of the gas turbine A, the changes in the internal exhaust gas E such as the moving passage B and the stack C, the internal temperature changes of the moving passage B and the stack C, It is possible to very effectively treat nitrogen oxides such as nitrogen dioxide in the exhaust gas (E) by injecting an appropriate amount of reducing agent at a more appropriate time as a factor to control the apparatus in a comprehensive manner.
특히, 질소산화물처리장치(1)는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 이동통로(B) 내 온도변화와 같은 중요인자의 변화에 따라서 배가스(E)의 처리방식을 적절히 바꾸는 것이 가능하게 구성되어 있어, 상황에 따라 비질소계 환원제를 사용하거나, 질소계 환원제와 탈질촉매모듈(50)을 사용하는 서로 다른 처리방식을 유기적으로 적용하며 질소산화물들을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 이와 같은 처리를 통해서, 앞서 설명한 것처럼 운전이 시작되는 가스터빈(A)의 기동 시점부터, 일정 부하로 지속하는 운전중기, 및 운전종료 시점까지 서로 다른 처리방식을 유기적으로 적용하며 질소산화물의 처리효율을 지속적으로 높게 유지할 수 있다. 또한 이와 같은 처리는 가스터빈의 기동시점 등 종래 대응이 어려웠던 운전 초기 상황에도 이산화질소 등 질소산화물을 매우 효과적으로 처리 가능한 것으로 초기 운전시에 발생하는 질소산화물도 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시에에 의한 질소산화물처리장치(1)로 배가스(E)에 함유된 질소산화물들을 매우 효과적으로 처리할 수 있다.5 and 6, the nitrogen
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치의 변형례를 개념적으로 도시한 도면이다.7 is a view conceptually showing a modification of the nitrogen oxide processing apparatus of a thermal power plant according to an embodiment of the present invention.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 질소산화물처리장치(1a)는 기화기(40)가 배가스를 이용하지 않고 환원제를 기화시키는 다른 형태로도 변형될 수 있다. 즉, 변형례에 의한 질소산화물처리장치(1a)는 실질적으로 전술한 실시예와 동일하며 다만, 기화기(40)의 기화 방식만을 다른 형태로 변경하여 적용한 것일 수 있다. 기화기(40)는 예를 들어, 스팀(steam)과 열교환시켜 환원제를 기화시킬 수 있다. 즉 이동통로(B)내 배가스 대신 별도의 스팀을 이용한 기화방식으로 환원제를 기화시켜 이동통로(B) 내 공급할 수 있다. 기화기(40)는 예를 들어, 별도 보일러 장치나 발전소 내 설치된 보일러 장치 등으로부터 스팀을 공급받을 수 있으며, 이와 같이 공급된 스팀은 배가스의 온도보다 고온일 수 있다. 이러한 고온 스팀은 환원제탱크(30) 내 액상 환원제를 기화시키는 데 보다 효과적일 수 있다. 또한, 전술한 공급부(60)가 형성되어 질소계 환원제를 탈질촉매모듈(50) 전단으로 공급하도록 된 경우 특히 질소계 환원제를 기화시키는 데에도 매우 효과적일 수 있다. 예를 들어, 무수 암모니아(암모니아 기체)가 가압되어 저장탱크(602)에 액상으로 저장된 경우, 고온스팀을 이용한 기화기(40)로 이를 보다 효과적으로 기화시켜 탈질촉매모듈(50) 전단에 공급할 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 7, the nitrogen oxide processing apparatus 1a can be modified into another form in which the
기화기(40)와 제2노즐부(20)의 사이에는 완충작용을 위한 어큐뮬레이터(미도시)를 설치하여 압력을 조절하며 공급하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 이와 같이 스팀을 이용한 기화기(40)에 송풍기(41)와 흡입배관(42)을 연결하여 설치해 줌으로써 흡입배관(42)을 통해 도입된 기체를 섞어 기화된 기체의 농도나 부피를 적절히 조절하여 공급하도록 형성할 수도 있다. 흡입배관(42)은 이동통로(B)에 연결되어 배가스를 도입하는 예를 도시하였으나 이로써 한정될 필요는 없으며 외부로 연장되어 외기를 직접 흡입하여 기화기(40)에 공급하도록 형성하는 것도 얼마든지 가능하다. 이와 같은 방식으로 장치를 일부 변형하여 역시 질소산화물을 효과적으로 처리 가능한 질소산화물처리장치(1a)를 구성할 수 있다.An accumulator (not shown) may be provided between the
이하, 도 8 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치에 대해 상세히 설명한다. 이하, 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이나는 부분에 대해 중점적으로 설명하고, 별도로 언급되지 않은 부분에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하도록 한다. 이하 도 8 내지 도 17 중 이동통로에서 내부 과열기번들 등은 생략하여 도시하였다.Hereinafter, a nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Hereinafter, the description will be focused on the differences from the above-described embodiments so that the description will be concise and clear, and the description of the parts not mentioned separately will be replaced with the above description. 8 to 17, the internal superheater bundle and the like in the moving passage are omitted.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치의 탈질촉매모듈의 배치구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 탈질촉매모듈의 정면 배치도이며, 도 10은 도 8의 탈질촉매모듈의 평면 배치도이다.8 is a perspective view showing an arrangement structure of an NO x removal catalyst module according to another embodiment of the present invention, Fig. 9 is a front view of the NO x removal catalyst module of Fig. 8, Fig.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치는 탈질촉매모듈(50)의 배치 및 입출과 관련한 구조에 특징이 있으며 그 밖의 부분들은 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치는 이동통로(B)의 외부로부터 내부로, 또는 내부로부터 외부로 복수 개의 촉매모듈(50)을 용이하게 탑재하고 다시 배출할 수 있으며 촉매모듈(50)의 이동이 이루어지고 난 이후에는 이동통로(B)를 편리하게 차폐하여 기밀할 수 있다. 특히 이동통로(B)의 내부, 외부, 및 이동통로(B)를 관통하여 배치되는 서로 다른 레일부[내측레일부(51), 외측레일부(53), 및 무빙레일부(54)]의 연결 및 분리 작용을 통해 촉매모듈(50)을 이동통로(B) 내 외부로 용이하게 입출시키고 또한 효과적으로 기밀을 유지할 수 있다. 또한, 촉매모듈(50)의 사이를 촉매간 차폐판등을 이용하여 매우 효과적으로 차폐하고 촉매모듈(50) 사이의 거리도 조정할 수 있다.8 to 10, the nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention is characterized by the structure relating to the disposition and entry / exit of the
이러한 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치는 구체적으로 다음과 같이 구성된다. 질소산화물처리장치는, 가스터빈(도 1의 A참조)과 연돌(C) 사이의 배가스 이동통로(B) 내 가스터빈(A) 후단에 배치된 제1노즐부(도 1의 10참조), 제1노즐부(10)와 연돌(C)의 사이에 배치된 제2노즐부(도 1의 20참조), 제1노즐부(10)와 연돌(C)의 사이에 배치된 적어도 하나의 탈질촉매모듈(50), 이동통로(B) 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 액상으로 저장된 환원제탱크(도 1의 30참조), 환원제탱크(30)와 제1노즐부(10)의 사이에 연결되어 환원제를 제1노즐부(10)로 공급하는 제1배관라인(도 1의 101참조), 환원제탱크(30)와 제2노즐부(20)의 사이에 연결된 제2배관라인(도 1의 102참조), 및 제2배관라인(102) 상에 설치되어 환원제를 기화시키고 제2노즐부(20)로 공급하는 기화기(도 1의 40참조)를 포함하고, 이동통로(B)의 내부를 가로질러 배치된 내측레일부(51), 내측레일부(51)의 말단과 면하는 이동통로(B)의 일 측에 형성된 개구부(52), 이동통로(B)의 외부에 배치되고 말단이 개구부(52)에 면하는 외측레일부(53), 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개구부(52)를 관통하여 연결되거나, 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 적어도 어느 하나와 분리되며 내측레일부(51)와 외측레일부(53) 사이에서 이탈되는 무빙레일부(54)를 더 포함하며, 탈질촉매모듈(50)은 내측레일부(51) 상에 지지될 수 있다. The apparatus for treating nitrogen oxides according to another embodiment of the present invention is constructed as follows. The nitrogen oxide processing apparatus includes a first nozzle portion (refer to 10 in Fig. 1) disposed at the rear end of the gas turbine A in the flue gas passage B between the gas turbine (see Fig. 1A) and the stack C, (Refer to FIG. 1) disposed between the first nozzle unit 10 and the stack C, at least one denitrification (not shown) disposed between the first nozzle unit 10 and the stack C, A reducing agent tank (see 30 in FIG. 1) in which a reducing agent for reducing nitrogen oxides in the exhaust gas in the moving passage (B) is stored in a liquid phase, a reducing agent tank A first piping line (refer to 101 in Fig. 1) connected to the first nozzle unit 10 and connected to the second nozzle unit 20 to supply the reducing agent to the first nozzle unit 10, 1) 102, and a vaporizer (refer to 40 in FIG. 1) installed on the second piping line 102 to vaporize the reducing agent and supply it to the second nozzle part 20, An inner rail portion 51 disposed across the inside, An opening 52 formed at one side of the moving passage B facing the end of the inner rail portion 51 and an outer rail portion 52 disposed at the outside of the moving passage B and having an end facing the opening portion 52 And is connected to the opening 52 through the inner rail portion 51 and the outer rail portion 53 or is separated from at least one of the inner rail portion 51 and the outer rail portion 53, The denitration catalyst module 50 may be supported on the inner rail portion 51. The
특히, 탈질촉매모듈(50)은 무빙레일부(54)가 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개구부(52)를 관통하여 연결된 상태에서, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53) 상에서 이동하며 이동통로(B)의 내부 또는 외부로 입출되는 특징이 있다. 즉, 내측레일부(51), 무빙레일부(52), 및 외측레일부(52)의 연결체로 이루어진 레일구조를 형성하고 탈질촉매모듈(50)을 이러한 레일구조 상에서 이동시킬 수 있다. 이하, 이와 같은 질소산화물처리장치의 다른 실시예에 대해서 각 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 전술한 것처럼 이전 실시예에서 이미 설명된 구성들에 대해서는 별도 언급이 없는 한 반복설명은 생략하며 나머지 부분들에 대해 집중적으로 설명하도록 한다.Particularly, in the
이동통로(B)는 전술한 실시예의 이동통로(B)와 실질적으로 동일하다. 도 8 내지 도 10에는 필요에 따라 그 일부만이 도시되었다. 이동통로(B)는 도시된 바와 같은 관형의 구조물일 수 있으며 앞서 설명한 것처럼 내부에는 배가스의 폐열을 회수하기 위한 과열기번들(도 1의 D1~D5참조-본 도면에서는 생략됨) 등이 설치될 수 있다. 이동통로(B)는 배가스의 폐열을 회수하는 배열회수 보일러 시스템이 위치하는 부분일 수 있다. 이동통로(B)는 내부로 배가스가 유동하는 통로인 한 제한될 필요는 없으며 그러한 한도 내에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.The moving passage B is substantially the same as the moving passage B of the above-described embodiment. 8 to 10, only a part thereof is shown as necessary. The transfer passage B may be a tubular structure as shown and may include a superheater bundle (see D1 to D5 in FIG. 1 - omitted in this drawing) for recovering the waste heat of the flue gas, have. The transfer passage (B) may be a portion where an arrangement recovery boiler system for recovering the waste heat of the flue gas is located. The passage B is not limited as long as the exhaust gas flows into the inside, and can be formed in various forms within such a limit.
내측레일부(51)는 이동통로(B)의 내부를 가로질러 배치된다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 이동통로(B)의 내부를 가로질러 내측레일부(51)를 배치할 수 있다. 내측레일부(51)의 연장방향은 연돌(3)을 향하는 배가스의 유동방향(도 16의 E참조)과 교차하는 방향일 수 있다. 이러한 내측레일부(51)는 탈질촉매모듈(50)이 이동하는 이동로의 역할을 할 뿐만 아니라, 탈질촉매모듈(50)을 이동통로(B) 내부에서 지지하는 지지체의 역할도 수행한다. 내측레일부(51)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 복수 개가 일정 간격을 두고 위아래로 적층되어 배치될 수 있으며, 그 사이로 복수 개의 탈질촉매모듈(50)을 수용하여 이동통로(B) 내부공간을 탈질촉매모듈(50)로 채울 수 있다. 즉, 각 내측레일부(51)를 따라 복수 개의 탈질촉매모듈(50)을 일렬로 수용할 수 있고, 이러한 내측레일부(51)를 상하로 적층하여 일렬로 수용된 복수 개의 탈질촉매모듈(50) 들을 다시 상하로 배열할 수 있다. 이를 통해 이동통로(B) 내부를 탈질촉매모듈(50)로 채울 수 있다. 내측레일부(51)의 개수, 각 내측레일부(51)에 탑재되는 탈질촉매모듈(50)의 개수 등은 예시적인 것으로 도시된 바와 같이 한정하여 이해할 필요는 없다. 이동통로(B)의 형상이나 내부공간의 크기, 단면적 등을 고려하여 각 탈질촉매모듈(50)의 크기나 형상, 내측레일부(51)의 크기나 형상, 내측레일부(51)와 탈질촉매모듈(50) 상호간의 배치 등을 적절히 변경할 수 있다.The
내측레일부(51)의 말단과 면하는 이동통로(B)의 일 측에는 개구부(52)가 형성된다. 개구부(52)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 이동통로(B)의 일 측이 개구되어 형성된 부분으로 이동통로(B)의 내부와 외부를 연통시키는 역할을 한다. 개구부(52)는 도시된 바와 같이 기밀도어부(55)에 의해 개방되거나 폐쇄될 수 있으며, 기밀도어부(55)는 무빙레일부(54)와 선택적으로 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개재되며 개구부(52)를 개폐할 수 있다. 개구부(52)의 형상은 필요에 따라 다양한 형태로 변형이 가능하며 도시된 바와 같이 한정하여 이해할 필요는 없다. 후술하는 무빙레일부(54)를 내측에 수용할 수 있고 탈질촉매모듈(50)도 내부로 통과될 수 있는 한도 내에서 여러 가지 다양한 형태로 개구부(52)를 적절하게 변형할 수 있다.An
외측레일부(53)는 이동통로(B)의 외부에 내측레일부(51)와 평행하게 배치될 수 있다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 외측레일부(53)는 말단이 개구부(52)에 면하며, 이동통로(B)의 외부에 내측레일부(51)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 외측레일부(53)는 필요에 따라 길이를 상대적으로 짧게 또는 길게 변경하여 형성할 수 있으므로 도시된 바와 같은 길이나 형태로 외측레일부(53)를 한정하여 이해할 필요는 없다. 외측레일부(53)는 내측레일부(51)와 동일한 구조[예를 들어, 후술하는 가이드바(510) 및 가이드롤러(511)를 포함하는 구조 등]일 수 있으나, 필요에 따라 구조는 적절히 변경될 수도 있다. 또한, 후술하는 무빙레일부(54) 역시 외측레일부(53) 및 내측레일부(51) 중 적어도 어느 하나와 동일한 구조[역시 후술하는 가이드바(510) 및 가이드롤러(511)를 포함하는 구조 등]일 수 있으나 필요에 따라 구조를 적절히 변경해 줄 수 있다. 외측레일부(53)는 말단이 개구부(52)에 면하고, 이동통로(B) 외부에 내측레일부(51)와 평행하게 배치되도록 그 형상이나 구조 등을 적절히 변경해 줄 수 있다. 도시된 바와 같이 외측레일부(53) 역시 내측레일부(51)의 배치에 대응하여 복수 개를 상하 방향으로 적층하여 배치할 수 있다.The
무빙레일부(54)는 이러한 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이를 상호 연결하거나, 분리하는 역할을 한다. 무빙레일부(54)는 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개구부(52)를 관통하여 연결되거나(도 11 및 도 12참조), 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 적어도 어느 하나와 분리되며 내측레일부(51)와 외측레일부(53) 사이에서 이탈될 수 있다. 즉, 무빙레일부(54)는 위치가 변경되며 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이를 연결하거나 또는 분리할 수 있다. 무빙레일부(54)는 도시된 바와 같이 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 양측과 착탈 가능하게 형성될 수 있으며(도 11참조), 또한, 일단부는 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 어느 하나에 접철 가능하게 결합되며 타단부는 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 다른 하나와 분리 가능하게 형성될 수도 있다(도 12참조). 무빙레일부(54)는 특히 개구부(52)를 통해 이동통로(B) 일 측을 관통한 상태로 내측레일부(51)와 외측레일부(53)를 상호 연결하여 탈질촉매모듈(50) 등을 보다 손쉽게 이동시킬 수 있는 구조를 구현한다. The moving
기밀도어부(55)는 무빙레일부(54)와 선택적으로 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개재된다. 즉, 기밀도어부(55)는 무빙레일부(54)와 충돌하지 않도록 선택적으로 위치가 변경되며 개구부(52)에 중첩되어 개구부(52)를 밀폐한다. 기밀도어부(55)와 개구부(52)의 형상이나 구조는 상호 적절히 변경될 수 있으며 이를 통해 개구부(52)를 완전히 밀폐할 수 있는 형상으로 기밀도어부(55)를 형성할 수 있다. 기밀도어부(55)는 특히 도 8에 도시된 바와 같은 체결구조로 보다 용이하게 기밀상태를 유지하고 개폐도 가능하다. 기밀도어부(55)는 일단부가 개구부(52)의 일 측에 제1힌지(551)로 결합되고, 개구부(52)의 타 측에는 적어도 일부가 회동하며 기밀도어부(55)의 타단부에 중첩되는 제2힌지(552)가 형성되며, 제2힌지(552)의 기밀도어부(55)와 중첩되는 일 측에는 제2힌지(552)를 관통하여 기밀도어부(55)에 수직하게 결합되는 나사고정쇠(553)가 형성될 수 있다. 즉, 기밀도어부(55)는 기밀도어부(55) 자체를 회동시키는 제1힌지(551)와, 제1힌지(551) 반대편에서 기밀도어부(55)와 별도로 접철되는 제2힌지(552)로 이루어진 체결구조로 체결되며, 제2힌지(552)에 형성된 나사고정쇠(553)를 기밀도어부(55)에 수직하게 삽입함으로써 고정상태를 견고히 유지할 수 있다. 나사고정쇠(553)를 잠금 방향으로 회전시켜 기밀도어부(55)에 삽입하면 제1힌지(551), 제2힌지(552)가 모두 고정상태로 유지되고(도 7의 확대도 참조), 나사고정쇠(553)를 풀림 방향으로 회전시켜 기밀도어부(55)에서 이격시키고 제2힌지(552)를 젖히면 도 8 하단부의 기밀도어부(55)와 같이 기밀도어부(55)를 제1힌지(551)를 중심으로 회동시켜 편리하게 열수 있다.The
기밀도어부(55)와 무빙레일부(54)는 서로 선택적으로 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개재된다. 도면에도 도시된 것처럼 기밀도어부(55)가 회동하여 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에서 이격되고 개구부(52)가 개방되면, 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 무빙레일부(54)가 개재될 수 있고, 반대로 무빙레일부(54)가 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에서 이탈되면 해당 위치로 기밀도어부(55)가 회동하여 개구부(52)와 중첩되며 개구부(52)를 밀폐할 수 있다. 이와 같이 기밀도어부(55)와 무빙레일부(54)의 선택적인 위치 선정에 의해 이동통로(B) 내 외부로 탈질촉매모듈(50) 등을 편리하게 입출 가능한 레일구조[즉, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53)의 연결체로 이루어진 구조]를 형성할 수 있다. 또한 레일구조 상에서 탈질촉매모듈(50) 등의 이동이 완료되면 연결을 해제하고(또한 그를 통해 연결체를 해체하고) 이동통로(B)를 매우 면밀하게 밀폐하여 기밀할 수 있다. The
탈질촉매모듈(50)은 복수 개로 형성되며 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53)를 통해서 이동통로(B)의 내부 또는 외부로 입출된다. 즉, 앞서 언급한 바와 같이 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53)로 이루어진 레일구조를 형성하여 이동통로(B)의 내부와 외부를 연결하고 레일구조 상에서 탈질촉매모듈(50)을 이동시켜 탈질촉매모듈(50)을 유입하거나 배출할 수 있다. 탈질촉매모듈(50)은 도 8 내지 도 10에 도시된 것처럼 이동통로(B) 내부에서 내측레일부(51)에 의해 견고하게 지지 및 고정되며 이동통로(B) 내부 공간을 채워 촉매작용을 통해 배가스를 처리한다. 탈질촉매모듈(50)의 형상이나 크기는 도시된 바와 같이 한정될 필요는 없으며 이동통로(B) 전체의 크기나 형상 등에 대응하여 적절하게 변형해 줄 수 있다. 탈질촉매모듈(50)은 이동통로(B) 외부로 배출된 후 재생과정 등을 통해 촉매를 재생하거나 새로운 촉매로 교환하여 장착해 줄 수 있다. 또한 탈질촉매모듈(50) 자체를 새로운 것으로 교환할 수도 있고 그 밖의 유지보수와 관련된 작업도 진행할 수 있다.The
전술한 바와 같이 외측레일부(53) 등이 서로 다른 높이로 적층되어 형성되어 있는 경우, 탈질촉매모듈(50)을 서로 다른 높이의 외측레일부(53)로 이동시키거나 해당 외측레일부(53)에서 지상으로 탈질촉매모듈(50)을 이동시키기 위해 호이스트와 같은 견인장치(미도시)를 사용할 수 있다. 또는 필요에 따라 외측레일부(53)와 연결된 승강장치(미도시) 등을 이용하여 탈질촉매모듈(50)이나 작업자 등을 편리하게 이동시키는 것도 가능하다. 그 밖에도 외측레일부(53)와 지상을 연결할 수 있는 다양한 형태의 이동구조를 활용하여 탈질촉매모듈(50) 등을 보다 편리하게 입출 가능하도록 형성할 수 있다. 또한, 서로 다른 높이로 외측레일부(53)를 고정하거나 지지하기 위해 이러한 외측레일부(53)와 연결된 지지대와 같은 지지구조물(미도시) 등을 설치해 줄 수 있다.When the
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 질소산화물처리장치는 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간을 매우 효과적으로 차폐할 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 즉, 탈질촉매모듈(50)이 이동 가능하게 형성됨으로써 발생할 수 있는 탈질촉매모듈(50) 사이의 간극이나, 틈 등의 형성을 다양한 차폐구조를 이용하여 원천적으로 차단하고 배가스의 누출을 막아 매우 효과적으로 배가스를 처리할 수 있다. 이러한 차폐구조로서 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같은 탈질촉매간 내측차폐판(56)을 포함할 수 있다. 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 도시된 바와 같이 탈질촉매모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 적어도 일부가 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간에 개재되어 배가스의 이동을 차단하며, 적어도 일부가 탄성적으로 변형되어 압축 또는 신장되며 탈질촉매모듈(50) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 또한, 그 밖에도 탈질촉매간 외측차폐판(도 13 및 도 15의 57참조) 등을 포함하는 차폐구조를 형성할 수 있으며, 탈질촉매모듈(50)과 레일구조의 사이는 내측레일부(51)를 이루는 가이드바(도 11, 도 12, 도 14, 도 15의 510참조)의 폭방향 확장구조 등을 이용함으로써 역시 효과적으로 차폐할 수 있다. 탈질촉매간 내측차폐판(56)의 경우 탈질촉매모듈(50)에 고정된 베이스부(도 13의 561참조)와 베이스부(561)에서 연장되고 서로 굴절되어 경사를 이루는 제1경사판(도 13의 562참조) 및 제2경사판(도 13의 563참조)으로 이루어진 특징적인 구조를 통해 매우 효과적인 차폐효과를 발휘할 수 있다. As shown in Figs. 8 to 10, the nitrogen oxide processing apparatus can include a structure that can shield the space between the
이하, 도 11 내지 도 15를 참조하여, 전술한 레일 연결구조, 탈질촉매모듈의 구조, 배가스 차폐구조 및 탈질촉매모듈의 입출과정 등에 대해서 좀더 상세히 설명한다.Hereinafter, the rail connection structure, the structure of the denitration catalyst module, the exhaust gas shielding structure, and the entry / exit process of the denitration catalyst module will be described in detail with reference to FIGS. 11 to 15.
도 11은 도 8의 탈질촉매모듈과 함께 도시된 내측레일부, 무빙레일부, 및 외측레일부 상호간의 연결구조를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 연결구조의 일 변형례를 도시한 사시도이며, 도 13은 도 8의 탈질촉매모듈과 그 변형례들을 도시한 사시도이다. FIG. 11 is a perspective view illustrating a connection structure between the inner rail, the moving rail, and the outer rail shown together with the denitration catalyst module of FIG. 8, and FIG. 12 illustrates a modification of the connection structure of FIG. FIG. 13 is a perspective view showing the NOx removal catalyst module of FIG. 8 and modifications thereof. FIG.
레일 연결구조는 도 11에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 도 11의 (a)와 같이 전술한 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 무빙레일부(54)가 개재되어 개구부(52)를 관통한 상태로 연결될 수 있다. 이와 같이 무빙레일부(54)가 연결되면 내측레일부(51)와 외측레일부(53)와 무빙레일부(54)가 도시된 예와 같이 서로 일직선 상의 연결체를 이루며 레일 연결구조를 형성할 수 있다. 따라서 레일구조 상을 이동하며 탈질촉매모듈(도 13 내지 도 15의 50참조)이 이동통로(도 8 내지 도 10의 B참조)의 외부로부터 내부로 유입되거나, 반대로 이동통로(B)의 내부로부터 외부로 배출될 수 있다. 즉, 탈질촉매모듈(50)은 무빙레일부(54)가 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개구부(52)를 관통하여 연결된 상태에서, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53) 상에서 이동하며 이동통로(B)의 내부 또는 외부로 매우 편리하게 입출될 수 있다. 특히 무빙레일부(54)는 개구부(52)를 통해 이동통로(B)의 일 측을 관통한 상태로 이동통로(B) 내부의 내측레일부(51)와 외부의 외측레일부(53)를 상호 연결하므로, 이동통로(B)의 내측과 외측 사이의 단절 없이 연속적으로 연결된 레일 연결구조[즉, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 외측레일부(53)의 연결구조]가 형성되어 탈질촉매모듈(50) 등을 매우 용이하게 입출시킬 수 있다. 무빙레일부(54)와 같이 이동통로(B)의 내 외부를 관통하여 연결하는 연결구조가 없는 경우, 레일 중 적어도 일부가 단절되어 불연속 구간이 생길 수 있으며 따라서 금속제 촉매와 같은 하중이 큰 물체를 용이하게 이동시키기는 매우 어려울 수 있다. 무빙레일부(54)를 포함하는 연속된 레일 연결구조를 통해 이와 같은 문제를 매우 효과적으로 해소할 수 있다.The rail connection structure can be formed as shown in Fig. The
무빙레일부(54)는 도 11의 (b)와 같이 내측레일부(51)와 외측레일부(53) 중 적어도 어느 하나와 분리되며 내측레일부(51)와 외측레일부(53) 사이에서 이탈될 수 있다. 즉, 무빙레일부(54)는 필요에 따라 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에서 배출되며 레일 연결구조를 해제할 수 있다. 무빙레일부(54)가 이탈되면 도시된 바와 같이 내측레일부(51)와 외측레일부(53)는 분리되며, 무빙레일부(54)와 선택적으로 기밀도어부(55)가 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 개재되며 개구부(52)에 중첩되어 개구부(52)를 밀폐할 수 있다. 따라서 이동통로(B) 전체 역시 매우 효과적으로 밀폐된다. 무빙레일부(54)는 도시된 바와 같이 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 양측과 착탈이 가능하여 그 전체를 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이로부터 이탈시킬 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 무빙레일부(54)의 양 단부와 그에 대응하는 내측레일부(51) 및 외측레일부(53)의 단부에 홈이나 돌기 등으로 이루어진 치합구조나 하부에서 단부를 받쳐 고정상태를 유지할 수 있는 받침구조 등을 형성해 줄 수 있다. 또한 필요한 경우, 볼트와 너트와 같은 결합부재 등을 이용하여 착탈할 수도 있으며 보다 큰 하중을 견뎌야 하는 경우에는 단부를 용접 등의 방식으로 고정하고 다시 해체하는 방식으로 착탈하는 것도 가능하다. 이와 같이 개구부(52)를 관통하여 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이를 연결하거나, 이러한 연결상태를 필요에 따라 해제하여 내측레일부(51)와 외측레일부(53)를 분리할 수 있는 구조를 형성할 수 있다.The moving
한편, 무빙레일부(54)를 포함하는 연결구조는 도 12와 같이 변형될 수도 있다. 즉, 무빙레일부(54)는 도 12의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 일단부는 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 어느 하나에 접철 가능하게 결합되며 타단부는 내측레일부(51) 및 외측레일부(53) 중 다른 하나와 분리 가능하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 힌지 연결구조를 이용하여 무빙레일부(54)의 접철부(541)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 무빙레일부(54)의 단부와 외측레일부(53)의 단부에 각각 이중으로 결합되는 이중 힌지구조 등을 적용하여 예를 들어, 도 12의 (b)와 같이 무빙레일부(54)가 외측레일부(53)의 일 측으로 접철되는 구조를 형성할 수 있다. 그러나 이는 하나의 예로써 그 밖에도 접철구조는 여러 가지 다양한 방식으로 적용이 가능하다. 접철의 의미는 반드시 축을 중심으로 회전하여 접히는 구조에 한정되지 않고 하나와 다른 하나가 겹쳐지며 길이 변동이 가능한 여러 가지 구조를 포함하는 의미이다. 그러한 예로, 무빙레일부(54)가 외측레일부(53) 및 내측레일부(51) 중 어느 하나에 슬라이딩되며 접철되는 구조도 가능하다. 그러한 경우, 무빙레일부(54)와 접철되는 다른 레일부와의 사이에 슬라이딩 이동 경로를 홈 등으로 형성해 줄 수도 있다. 이와 같이 다양한 형태로 접철 가능한 무빙레일부(54)를 구현할 수 있다.Meanwhile, the connection structure including the moving
내측레일부(51), 외측레일부(53), 무빙레일부(54) 중 적어도 어느 하나는 서로 평행한 한 쌍의 가이드바(510), 및 가이드바(510)의 사이에 결합되어 탈질촉매모듈(도 13 내지 도 15의 50참조)의 하부와 구름 접촉하며 탈질촉매모듈(50)을 지지하는 복수 개의 가이드롤러(511)를 포함할 수 있다. 가이드바(510) 사이의 너비는 탈질촉매모듈(50)의 너비보다 작지 않게 형성될 수 있으며 가이드바(510) 사이에 연결된 가이드롤러(511)로 탈질촉매모듈(50)을 원할하게 지지하고 이동시킬 수 있다. 내측레일부(51), 외측레일부(53), 무빙레일부(54)에 모두 가이드바(510)와 가이드롤러(511)를 적용하여 레일 연결구조가 통일성을 가지게 할 수도 있으나 필요에 따라, 이 중 적어도 일부는 다른 구조로 형성할 수도 있다. 또한, 내측레일부(51), 외측레일부(53), 무빙레일부(54)가 롤러 등을 포함하지 않는 판 형상의 구조 등으로 변형되는 것도 가능하다. 예를 들어, 롤러 대신에 가이드바(510)의 사이에 평판 등을 결합하여 탈질촉매모듈(50)의 이동 및 지지가 가능한 구조를 형성해 줄 수 있다. 그러한 경우에는 도 13의 (c)와 같이 탈질촉매모듈(50) 중 적어도 어느 하나는 하부에 회전 가능하게 설치된 볼 캐스터(50a)를 포함하도록 하여 탈질촉매모듈(50)과 레일 연결구조 사이의 마찰을 줄이고 이동이 편리하게 이루어지도록 구성할 수 있다. 또한, 가이드바(510)의 배치도 반드시 하나의 쌍으로 한정될 필요는 없으며 서로 평행한 복수 개의 가이드바(510)를 나란히 배치하여 레일 구조를 형성해 줄 수도 있다. 복수 개의 가이드바(510)는 예를 들면, 서로 평행한 쌍이 복수로 배열되거나, 하나의 쌍 사이에 또 다른 가이드바(510)를 평행하게 배열하는 등의 방식으로 짝수 또는 홀수 개로 배치될 수 있으며 개수는 특별히 한정될 필요는 없다(미도시). 가이드바(510)의 배치 등도 이와 같이 적절히 조정하여 필요에 따라 보다 견고한 레일 구조를 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.At least one of the
도 13을 참조하면, 탈질촉매모듈(50)은 방형의 블록과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 탈질촉매모듈(50)은 내부에 촉매 등을 수용 가능한 하우징과 같은 외부구조를 포함할 수 있다. 탈질촉매모듈(50)에는 도 13의 (a)와 같은 탈질촉매간 내측차폐판(56)이 형성될 수 있으며, 도 13의 (b)와 같은 탈질촉매간 외측차폐판(57)이 형성될 수도 있다. 또한, 전술한 바와 같이 레일 연결구조의 구현 상태에 따라 탈질촉매모듈(50) 중 적어도 어느 하나는 하부에 회전 가능하게 설치된 볼 캐스터(50a)를 포함할 수도 있다. 필요에 따라 탈질촉매간 내측차폐판(56)과 탈질촉매간 외측차폐판(57)은 서로 구조적으로 상충되지 않도록 적절히 변형되어 탈질촉매모듈(50)에 같이 장착될 수도 있다. 예를 들어, 각 차폐판의 크기나 경사, 곡률 등을 적절히 변경하는 등의 방식으로 탈질촉매간 내측차폐판(56)과 탈질촉매간 외측차폐판(57)을 단일 탈질촉매모듈(50)에 설치하는 것도 얼마든지 가능하다. 또한, 하부의 볼 캐스터(50a) 역시 필요에 따라 이러한 차폐판과 중복하여 적용할 수 있다. Referring to FIG. 13, the
도 13의 (a)와 같이, 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 탈질촉매모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 적어도 일부가 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간에 개재되어 배가스의 이동을 차단할 수 있다(도 16 및 도 17참조). 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 적어도 일부가 탄성적으로 변형되어 압축 또는 신장되며 탈질촉매모듈(50) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 탄성 변형이 가능한 재질을 포함하여 형성될 수 있으며 탄성 변형에 유리한 여러 가지 형태로 형상이나 구조가 바뀔 수도 있다. 예를 들어, 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 도시된 바와 같이 탈질촉매모듈(50)에 고정된 베이스부(561), 및 베이스부(561)의 외측으로 연장되고 서로 절곡되어 경사를 이루며 적어도 일부가 탄성적으로 변형 가능한 적어도 2개의 경사판을 포함하는 구조로 이루어져 경사판 사이의 경사각(α)이 변하며 압축 또는 신장될 수 있다. 경사판은 도시된 바와 같이 베이스부(561)에서 일 측으로 연장되고 상대적으로 길이가 짧은 제1경사판(562), 및 제1경사판(562)에서 굴절되어 타 측으로 연장되며 제1경사판(562)보다 길이가 긴 제2경사판(563)을 포함한다. 제1경사판(562)과 제2경사판(563)은 서로 경사를 이루며 굴절된 판상의 구조물로, 탄성을 갖는 재질로 서로 일체로 형성될 수 있다. 베이스부(561)는 이러한 경사판에 연결되어 있으며 탈질촉매모듈(50)과 접촉하는 면적을 증가시키기 위해 평면 형태로 형성될 수 있다. 베이스부(561)와 제1경사판(562) 및 제2경사판(563)은 예를 들어 금속재 판으로 서로 일체로 형성될 수 있다.13 (a), the
제2경사판(563)은 상대적으로 제1경사판(562)보다 길게 연장되어 단부를 통해 인접한 탈질촉매모듈과 접하며 차폐구조를 형성한다. 제1경사판(562)은 제2경사판(563)보다 짧게 형성되어 쳐짐을 억제하고 제2경사판(563)에 보다 효과적으로 탄성력을 전달하도록 형성된다. 제2경사판(563)은 상대적으로 길이가 길어 상대적으로 큰 회전력으로 제1경사판(562)과의 굴절된 지점을 축으로 보다 유연하게 변형될 수 있다. 즉, 제2경사판(563)의 단부를 통해 하중이 전달되면 제2경사판(563)에 가해진 압력에 의해 제1경사판(562)과 제2경사판(563) 사이의 각도가 바뀌며 변형이 발생하되 제1경사판(562)에 의해 탄성이 강화되어 과도한 변형은 제한될 수 있다. 이와 같이 제1경사판(562)과 제2경사판(563)의 비대칭 구조를 이용하여 보다 유연하게 탄성 변형되면서도 과도한 변형은 억제되는 판 상의 차폐구조를 구현할 수 있다.The second
그러나 탈질촉매간 내측차폐판(56)을 이와 같이 경사판을 포함하는 형태로 한정하여 이해할 필요는 없다. 탈질촉매간 내측차폐판(56)은 적어도 일부가 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간에 개재되어 차폐효과를 발휘할 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들면, 탈질촉매모듈(50) 사이에 개재되는 적어도 일부가 평면, 곡면, 및 그 밖에 정형화되지 않은 굴절면 등을 포함하는 다양한 형태로 변형되어 형성될 수 있다(미도시). 탈질촉매모듈(50)의 외형 등이 달라지는 경우에는 그에 따라 보다 차폐가 용이하도록 대응하는 형상으로 적절히 형상을 변형하여 적용할 수도 있다. 이와 같이 다양한 형태로 탈질촉매간 내측차폐판(56)을 형성하여 차폐효과를 발휘하도록 할 수 있다.However, it is not necessary to understand the
탈질촉매간 외측차폐판(57)은 도 13의 (b)와 같이 탈질촉매모듈(50) 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 적어도 일부가 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간 외측을 감싸(도 15참조) 배가스의 이동을 차단할 수 있다. 탈질촉매간 외측차폐판(57)은 탈질촉매모듈(50)의 외측에 적어도 일부가 굴절되어 형성된 굴절판(572)을 포함할 수 있다. 굴절판(572) 역시 베이스부(571)와 연결되어 고정될 수 있으며 베이스부(571)는 굴절판(572)과 일체로 형성될 수 있다. 탈질촉매간 외측차폐판(57) 역시 적어도 일부[예를 들어, 굴절판(572) 등]가 탄성적으로 변형될 수 있다. 탈질촉매간 외측차폐판(57)은 도시된 바와 같이 탈질촉매모듈(50)의 서로 반대되는 측에 쌍을 이루어 형성될 수 있으며 이를 통해 배가스 차폐효과를 보다 증가시킬 수 있다. 전술한 탈질촉매간 내측차폐판(56)도 필요에 따라 이와 같이 탈질촉매모듈(50)의 서로 반대되는 측에 쌍을 이루어 형성하는 것도 얼마든지 가능하다. 이러한 탈질촉매간 외측차폐판(57)과 탈질촉매간 내측차폐판(56) 등을 이용하여 매우 효과적인 차폐구조를 형성할 수 있다.The
탈질촉매간 외측차폐판(57) 역시 도시된 바와 같은 형태로 한정하여 이해할 필요는 없다. 탈질촉매간 외측차폐판(57)은 적어도 일부가 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간 외측을 감싸 차폐효과를 발휘할 수 있는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도면 상에 굴절판(572)은 외측으로 볼록한 곡면형태의 예가 도시되었으나 이러한 예로 한정될 필요는 없으며 적어도 일부가 굴절된 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 곡면에 한정되지 않는 비정형적인 굴절면을 포함할 수도 있으며 평면 형태의 구조를 포함하여 형성될 수도 있다(미도시). 또한 앞서 탈질촉매간 내측차폐판(56)과 마찬가지로, 탈질촉매모듈(50)의 외형 등이 달라지는 경우에는 그에 따라 보다 차폐가 용이하도록 대응하는 형상으로 탈질촉매간 외측차폐판(57) 역시 적절히 형상을 변형하여 적용할 수도 있다. 이와 같이 다양한 형태로 탈질촉매간 외측차폐판(57)을 형성하여 차폐효과를 발휘하도록 할 수 있다.The outer surface of the denitration
탈질촉매모듈(50)의 하부에는 도 13의 (c)와 같은 볼 캐스터(50a)가 형성될 수 있다. 볼 캐스터(50a)는 탈질촉매모듈(50)의 하부로 돌출되어 특별한 방향제한 없이 회전할 수 있다. 즉, 탈질촉매모듈(50) 하부에 볼 캐스터(50a)를 형성함으로써 탈질촉매모듈(50)을 원하는 여러 방향으로 매우 손쉽게 이동시킬 수 있다. 이러한 구조는 지면 등을 이동하는 경우에도 매우 용이하게 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 본 실시예에서는 내측레일부(도 11의 51참조), 외측레일부(도 11의 53참조), 무빙레일부(도 11의 54참조) 등에 가이드롤러(511)가 적용되어 있으나, 이러한 롤러구조 없이 레일 연결구조가 형성된 경우 볼 캐스터(50a)가 보다 유용할 수 있다. 볼 캐스터(50a)를 적용한 구조 역시 전술한 탈질촉매간 내측차폐판(56)이나 탈질촉매간 외측차폐판(57) 등을 적용한 구조와 함께 형성될 수 있다.A
도 14는 도 8의 탈질촉매모듈의 수납과정을 도시한 작동도이고, 도 15는 도 14의 일 변형례에 의한 탈질촉매모듈의 수납과정을 도시한 작동도이다. 도 14 및 도 15의 (a), (b) 각각은 상방에는 정면 배치도를, 하방에는 평면 배치도를 함께 도시하여 각 수납과정을 서로 다른 방향에서 확인할 수 있도록 도시하였다.FIG. 14 is an operational view showing the process of storing the denitration catalyst module in FIG. 8, and FIG. 15 is an operation diagram showing a process of storing the denitration catalyst module according to a modification of FIG. 14 and 15 (a) and 15 (b) respectively show a top plan view and a bottom plan view, respectively, so that the respective storing processes can be confirmed from different directions.
탈질촉매모듈(50)은 도 14에 도시된 바와 같이 이동통로(도 8 내지 도 10의 B참조) 내 수납될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같은 레일 연결구조[즉, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 및 외측레일부(53)의 연결체로 이루어진 레일구조-도 11 및 도 12참조]를 따라 탈질촉매모듈(50)을 슬라이딩 이동시켜, 도 14와 같이 이동통로(B) 내부에 수납할 수 있다[이때 슬라이딩 이동은 서로 다른 물체가 서로 접촉하며 이동하는 것을 말하며 접촉면에 롤러 등 구름 접촉하는 구조가 형성되어 접촉하며 이동하는 것도 포함하는 의미이다]. 이동통로(B) 내부에는 내측레일부(51)가 배치되어 있으며 이러한 내측레일부(51)를 따라 복수 개의 탈질촉매모듈(50)이 차례로 수납될 수 있다. 특히, 도 14의 (a) 및 (b)와 같이 서로 다른 탈질촉매모듈(50)의 사이에 적어도 일부가 개재되는 탈질촉매간 내측차폐판(56)의 구조를 이용하여 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간을 매우 효과적으로 차폐할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 가이드바(510)와 가이드롤러(511)를 포함하는 내측레일부(51)는 가이드바(510)의 적어도 일부가 폭방향으로 확장되어 가이드롤러(511)와 탈질촉매모듈(50)사이의 공간을 차폐할 수 있다. 즉, 도 14의 (a), (b) 각각의 상방에 도시된 것처럼, 내측레일부(51)의 가이드바(510)를 폭방향(길이방향과 수직한방향)으로 확장하여 탈질촉매모듈(50)과의 사이에 빈틈이 없도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 가이드바(510)의 폭은 가이드롤러(511)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 그 밖에도 필요한 경우 가이드바(510)의 외측에 추가적인 차단부재 등을 설치하여 차폐효과를 증가시키는 것도 얼마든지 가능하다.The
또한, 탈질촉매모듈(50)은 도 14의 (b)와 같이 복수 개의 탈질촉매모듈(50)이 연속하여 수납되더라도 서로 직접 접촉되지 않고 탈질촉매간 내측차폐판(56)을 매개로 탄성 접촉하므로 매우 효과적으로 완충이 가능하다. 즉, 탈질촉매모듈(50)은 하나가 다른 하나를 향해 이동하여 하중이 전달되더라도 이에 의한 충격을 탈질촉매간 내측차폐판(56)의 탄성 변형을 통해 해소할 수 있다. 전술한 바와 같이, 베이스부(561)에서 연장되고 서로 경사를 이루는 제1경사판(562)과 제2경사판(563) 사이의 각도가 변경되며 탄성적으로 신축되어 하중이 큰 탈질촉매모듈(50)의 충격 등도 매우 효과적으로 해소할 수 있다. 따라서 탈질촉매모듈(50) 이동 시에도 불필요한 충격으로부터 보다 효과적으로 보호할 수 있고 수납도 매우 편리해지는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 탈질촉매간 내측차폐판(56)의 탄성력에 의해 탈질촉매모듈(50)이 대응하는 방향으로 이동되며 탈질촉매모듈(50) 사이의 거리도 자동으로 조정이 가능한바 탈질촉매모듈(50) 사이의 배열도 매우 균일하게 형성할 수 있다. 도시되지 않았지만 탈질촉매간 내측차폐판(56) 역시 전술한 것처럼 탈질촉매모듈(50)의 서로 반대편 측에 쌍을 이루어 배치하는 것도 얼마든지 가능하다.14 (b), even if the plurality of
한편 도 15에 도시된 바와 같이 탈질촉매간 외측차폐판(57)이 형성된 경우에는 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간을 외측에서 감싸는 구조로 인해 탈질촉매모듈(50) 사이의 간격을 줄여 탈질촉매모듈(50)이 밀착된 구조로 형성하는 이점을 얻을 수 있다. 즉, 도 15의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼, 탈질촉매간 외측차폐판(57)의 사이를 통해 복수 개의 탈질촉매모듈(50)이 서로 밀착된 구조로 수납할 수 있다. 탈질촉매모듈(50) 사이가 완전히 밀착되지 않더라도, 탈질촉매간 외측차폐판(57)에 의해 탈질촉매모듈(50) 사이의 공간 외측이 감싸 차폐되므로 배가스의 이동을 매우 효과적으로 차단할 수 있다. 이와 같이, 레일 연결구조[즉, 내측레일부(51), 무빙레일부(54), 외측레일부(53)의 연결구조-도 11 및 도 12참조]를 형성하고 이를 따라 탈질촉매모듈(50)을 슬라이딩 이동시켜 이동통로(B) 내부에 매우 용이하게 수납할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 내측레일부(51)의 가이드바(510)의 적어도 일부가 폭방향으로 확장되어 가이드롤러(511)와 탈질촉매모듈(50)사이의 공간도 효과적으로 차폐되므로, 탈질촉매모듈(50) 사이의 틈 등으로 배가스가 빠져나가는 것을 막아 배가스의 처리율을 크게 증가시킬 수 있다. 레일 연결구조가 형성된 상태로 이러한 수납과정을 역으로 진행하면, 이동통로(B) 내부의 탈질촉매모듈(50)을 역시 이동통로(B) 외부로 매우 편리하게 배출할 수 있다.15, when the
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치의 탈질촉매모듈의 사용상태도이다.16 and 17 are use state diagrams of the denitration catalyst module of the nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
이러한 구조를 통해, 본 발명의 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 탈질촉매모듈(50)로 배가스(E)를 통과시키며 질소산화물을 처리할 수 있다. 전술한 수납과정으로 탈질촉매모듈(50)을 수납하고, 무빙레일부(도 8 내지 도 10의 54참조)를 이탈시켜 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이를 분리하고, 내측레일부(51)와 외측레일부(53)의 사이에 기밀도어부(55)를 개재하여 개구부(52)를 밀폐한 상태로, 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용에 의해 질소산화물들을 전술한 실시예와 같이 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 배가스(E)는, 탈질촉매간 내측차폐판(56)과 같은 촉매간 차폐구조뿐만 아니라, 가이드바(510)의 확장구조 등에 의한 탈질촉매모듈(50)과 내측레일부(51) 사이의 차폐구조 등에 의해 도시된 바와 같이 각 탈질촉매모듈(50)을 향해 매우 효과적으로 유도되므로, 도시된 바와 같이 탈질촉매모듈(50)을 통과하는 배가스(E)의 흐름을 원활하게 조성하여 처리효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 배가스(E)는 탈질촉매모듈(50)을 통과하여 질소산화물이 처리된 후 연돌(C)로 배출될 수 있다. 필요에 따라 도시된 바와 같은 탈질촉매모듈(50)의 배열을 복수 개 형성하여 배가스(E)가 탈질촉매모듈(50)을 한 번 이상 통과하여 처리되도록 형성하는 것도 가능하다. 특히 이러한 본 발명의 다른 실시예에 의한 구조는 탈질촉매모듈(50)을 전술한 레일 연결구조를 통해 언제든지 자유롭게 입출할 수 있고, 동시에 탈질촉매모듈(50)의 위치변동에 의해 탈질촉매모듈(50) 사이로 배가스(E) 등이 새는 것도 효과적으로 막을 수 있는 구조이므로, 이러한 구조로 탈질촉매모듈(50)을 이용하여 질소산화물을 매우 효과적으로 처리할 수 있으며 탈질촉매모듈(50) 등의 교환이나 유지보수와 관련한 작업 등도 매우 원활하고 편리하게 진행할 수 있다.Through this structure, the nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention can treat nitrogen oxides by passing exhaust gas E through the
이하, 도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치에 대해 상세히 설명한다. 이하, 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이나는 부분에 대해 중점적으로 설명하며 별도로 언급되지 않은 부분에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하도록 한다. Hereinafter, a nitrogen oxide processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. Hereinafter, the description will be focused on the differences from the above-described embodiments so as to be concise and clear, and the description of the parts not mentioned separately will be replaced with the above description.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 화력발전소의 질소산화물처리장치를 개념적으로 도시한 작동도이다.FIGS. 18 and 19 are operation diagrams conceptually showing a nitrogen oxide processing apparatus for a thermal power plant according to another embodiment of the present invention.
도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1-2)는 환원제탱크(30)는 적어도 2개가 서로 독립하여 배치되고, 제1배관라인(101)과 제2배관라인(102)은 서로 독립된 환원제탱크(30) 각각에 서로 독립적으로 연결된다. 즉, 도시된 바와 같이 적어도 2개의 서로 다른 환원제탱크(30)를 형성하여, 각 환원제탱크(30)를 서로 다른 제1배관라인(101) 및 제2배관라인(102) 각각에 서로 독립적으로 연결한 구조로 형성된다. 이를 통해 제1배관라인(101)으로는 보다 용이하게 액상의 환원제(F1)를 제1노즐부(10)까지 제공할 수 있고, 제2배관라인(102)을 통해서는 독립적으로 액상의 환원제(F1)를 기화기(40)에 공급하여 기화시키도록 형성할 수 있다. 필요에 따라 환원제탱크(30)의 개수를 추가적으로 증가시킬 수 있으며 그에 따라 관로구조를 대응하여 증가시키는 방식으로 이러한 구조를 확장하는 것도 가능하다.18 and 19, in the nitrogen oxide processing apparatus 1-2 according to another embodiment of the present invention, at least two reducing
이러한 경우 제1배관라인(101)은 환원제탱크(30)에 연결된 하나의 독립된 배관으로 이루어지고 배관 상에 공급펌프(71) 및 제1제어밸브(81) 등을 설치하여 유체 유동을 제어할 수 있다. 또한, 제2배관라인(102) 역시 또 다른 환원제탱크(30)에 연결된 하나의 독립된 배관[전술한 실시예의 제3배관분지관(131)과 같은 분지관은 포함하는 의미임]으로 이루어져 배관 상에 공급펌프(71) 및 제2제어밸브(82) 등을 설치하여 유체 유동을 제어할 수 있다. 그 밖에 나머지 관로구조 등 질소산화물처리장치(1-2)의 구성 및 동작 등은 전술한 실시예에서 설명된 구성 및 작동과정과 실질적으로 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. In this case, the
즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질소산화물처리장치(1-2) 역시 이러한 구조로 도 18에 도시된 바와 같이, 제1노즐부(10)로는 액상의 환원제(F1)를 토출하고, 제2노즐부(20)로는 기화된 환원제(F1)와 배가스(E)의 제1혼합가스(F2)를 토출하며, 배가스(E) 내 이산화질소 등 질소산화물을 효과적으로 처리할 수 있다. 기화기(40)는 도시된 바와 같이 이동통로(B) 내 배가스(E)를 유입하여 환원제(F1)를 기화시키도록 구성될 수 있으나, 그로써 한정될 것은 아니며 도시되지 않았지만 전술한 도 7의 변형례와 같이 고온 스팀을 이용하여 기화시키는 구성도 가능함은 물론이다. 또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 이동통로(B) 내 온도가 설정온도에 도달하거나 그 이상이 되면, 제2노즐부(20)로 기화된 질소계 환원제(F3)와 배가스(E)의 제2혼합가스(F4)를 토출시키며, 탈질촉매모듈(50)의 촉매작용으로 질소산화물들을 지속적으로 처리할 수 있다. 제1노즐부(10)로 액상의 환원제를 함께 분사하거나 분사하지 않도록 상황에 따라 조절할 수 있음은 물론이다. 이와 같이 배가스(E)의 처리방식을 적절히 바꾸어 주면서, 상황에 따라 비질소계 환원제를 사용하거나, 질소계 환원제와 탈질촉매모듈(50)을 사용하는 서로 다른 처리방식을 유기적으로 적용하여 질소산화물들을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. That is, as shown in FIG. 18, the nitrogen oxide processing apparatus 1-2 according to another embodiment of the present invention also has a structure in which the liquid reducing agent F1 is discharged to the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1, 1a, 1-2: 질소산화물처리장치 10: 제1노즐부
11: 분사노즐 11a: 환원제유로
11b: 가압기체유로 11c: 단열유로
11c': 추가단열유로 11d: 유체토출구
20: 제2노즐부 30: 환원제탱크
40: 기화기 42: 흡입배관
50: 탈질촉매모듈
50a: 볼 캐스터 51: 내측레일부
52: 개구부 55: 기밀도어부
53: 외측레일부 54: 무빙레일부
56: 탈질촉매간 내측차폐판 57: 탈질촉매간 외측차폐판
60: 공급부 71, 604: 공급펌프
72, 41: 송풍기 81: 제1제어밸브
82: 제2제어밸브 83: 제3제어밸브
84: 제1유입밸브 85: 제2유입밸브
90: 제어부 91: 센서부
101: 제1배관라인 102: 제2배관라인
103: 제3배관라인 110: 제1배관
120: 제2배관 130: 제3배관
131: 제3배관분지관 140: 제4배관
150: 제5배관 160: 제6배관
170: 제7배관 180: 제8배관
510: 가이드바 511: 가이드롤러
541: 접철부 551: 제1힌지
552: 제2힌지 553: 나사고정쇠
561, 571: 베이스부 562: 제1경사판
563: 제2경사판 572: 굴절판
601: 제4배관라인 602: 저장탱크
603: 조절밸브
A: 가스터빈 B: 이동통로
B1: 축관부 B2: 확관부
C: 연돌 D1~D5: 과열기번들
E: 배가스 F1: 환원제
F2: 제1혼합가스 F3: 질소계 환원제
F4: 제2혼합가스 G: 가압기체
H: 단열유체 S: 상태신호
S1: 제1신호 S2: 제2신호
S3: 제3신호 S': 제어신호
α: 경사각1, 1a, 1-2: Nitrogen oxide treatment apparatus 10: First nozzle unit
11:
11b: Pressurized
11c ': additional
20: second nozzle unit 30: reducing agent tank
40: vaporizer 42: suction pipe
50: Denitration catalyst module
50a: ball caster 51: inner rail part
52: opening 55: air tightness fisher
53: outer rail part 54:
56: denitration catalyst inner shield plate 57: denitration catalyst outer shield plate
60:
72, 41: blower 81: first control valve
82: second control valve 83: third control valve
84: first inlet valve 85: second inlet valve
90: control unit 91: sensor unit
101: first piping line 102: second piping line
103: third piping line 110: first piping
120: second piping 130: third piping
131: Third piping branch pipe 140: Fourth piping
150: fifth pipe 160: sixth pipe
170: seventh pipe 180: eighth pipe
510: guide bar 511: guide roller
541: Folding part 551: First hinge
552: second hinge 553: screw fastener
561, 571: base portion 562: first swash plate
563: second swash plate 572: oyster plate
601: fourth piping line 602: storage tank
603: Regulating valve
A: Gas turbine B: Travel passage
B1: shaft section B2: expansion section
C: Stoker D1 ~ D5: Superheater bundle
E: Flue gas F1: Reducing agent
F2: first mixed gas F3: nitrogen-based reducing agent
F4: second mixed gas G: pressurized gas
H: Insulating fluid S: Status signal
S1: first signal S2: second signal
S3: third signal S ': control signal
α: inclination angle
Claims (33)
상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 제2노즐부;
상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 적어도 하나의 탈질촉매모듈;
상기 이동통로 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 액상으로 저장된 환원제탱크;
상기 환원제탱크와 상기 제1노즐부의 사이에 연결되어 상기 환원제를 상기 제1노즐부로 공급하는 제1배관라인;
상기 환원제탱크와 상기 제2노즐부의 사이에 연결된 제2배관라인; 및
상기 제2배관라인 상에 설치되어 상기 환원제를 기화시키고 상기 제2노즐부로 공급하는 기화기를 포함하고,
상기 제1노즐부는,
상기 환원제를 유동시키는 환원제유로와, 단열유체를 유동시키며 상기 환원제유로를 둘러싸 형성되는 단열유로와, 가압기체를 유동시키는 가압기체유로를 포함하며 말단에 상기 환원제유로와 상기 가압기체유로와 연통되는 유체토출구가 배치된 분사노즐을, 적어도 하나 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.A first nozzle portion disposed at a rear end of the gas turbine in an exhaust gas moving path between a gas turbine and a stack;
A second nozzle unit disposed between the first nozzle unit and the stack;
At least one denitration catalyst module disposed between the first nozzle portion and the stack;
A reducing agent tank in which a reducing agent for reducing nitrogen oxides of the exhaust gas in the moving passage is stored in a liquid phase;
A first pipe line connected between the reducing agent tank and the first nozzle unit to supply the reducing agent to the first nozzle unit;
A second pipe line connected between the reducing agent tank and the second nozzle unit; And
And a vaporizer installed on the second pipeline to vaporize the reducing agent and supply the vaporized second reducing agent to the second nozzle part,
Wherein the first nozzle unit comprises:
An adiabatic flow path for flowing the adiabatic fluid and surrounding the reductant flow path, and a pressurized gas flow path for flowing the pressurized gas, wherein the flow path of the fluid that communicates with the reductant flow path and the pressurized gas flow path, And at least one injection nozzle in which a discharge port is disposed.
상기 제2배관라인에서 분기되어 상기 이동통로와 연결되는 제3배관라인을 더 포함하고,
상기 기화기는 상기 제2배관라인과 상기 제3배관라인의 분기점에 배치되어, 상기 환원제를 상기 제3배관라인을 통해 유입된 상기 배가스와 혼합하여 기화시키는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Further comprising a third piping line branching from said second piping line and connected to said moving path,
Wherein the vaporizer is disposed at a branch point between the second pipeline line and the third pipeline line and mixes the reducing agent with the flue gas introduced through the third pipeline line to be vaporized.
상기 기화기는 스팀과 열교환시켜 상기 환원제를 기화시키는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the vaporizer vaporizes the reducing agent by heat exchange with steam.
상기 환원제는 비질소계 환원제이며,
상기 탈질촉매모듈의 전단으로 질소계 환원제를 공급하는 공급부를 더 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
The reducing agent is a non-nitrogen based reducing agent,
Further comprising a supply unit for supplying a nitrogen-based reducing agent to a front end of the NO x removal catalyst module.
상기 비질소계 환원제는 에탄올, 에틸렌글리콜, 및 글리세린 중에서 선택된 하나 이상인 질소산화물처리장치.5. The method of claim 4,
Wherein the non-nitrogen based reducing agent is at least one selected from the group consisting of ethanol, ethylene glycol, and glycerin.
상기 질소계 환원제는 암모니아 및 요소 중에서 선택된 하나 이상인 질소산화물처리장치.5. The method of claim 4,
Wherein the nitrogen-based reducing agent is at least one selected from ammonia and urea.
상기 공급부는 상기 이동통로 내부의 온도가 설정온도 이상인 때 상기 질소계 환원제를 공급하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.5. The method of claim 4,
Wherein the supply unit supplies the nitrogen-based reducing agent when the temperature inside the moving passage is equal to or higher than a set temperature.
상기 공급부는,
상기 질소계 환원제가 액상 또는 기상 중에서 선택된 하나 이상의 상태로 저장된 저장탱크, 상기 제1노즐부 및 상기 제2노즐부 중 적어도 어느 하나와 상기 저장탱크의 사이에 연결된 제4배관라인, 및 상기 이동통로의 온도에 따라 제어되며 상기 제4배관라인을 통해 공급되는 상기 질소계 환원제의 공급량을 조절하는 조절밸브를 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.5. The method of claim 4,
Wherein the supply unit includes:
A fourth pipe line connected between at least one of the first nozzle unit and the second nozzle unit and the storage tank, and a second pipe line connected between the first pipe unit and the second pipe unit, wherein the nitrogen-based reducing agent is stored in at least one state selected from a liquid phase or a vapor phase, And a regulating valve which is controlled according to the temperature of the nitrogen-containing reducing agent and regulates the supply amount of the nitrogen-based reducing agent supplied through the fourth pipe line.
상기 저장탱크에 액상의 상태로 저장된 상기 질소계 환원제는 상기 제4배관라인을 통해 상기 기화기에 유입되고 기화되어, 상기 제2노즐부로 공급되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.9. The method of claim 8,
Wherein the nitrogen-based reducing agent stored in a liquid state in the storage tank flows into the vaporizer through the fourth piping line and is vaporized and supplied to the second nozzle unit.
상기 제2배관라인과 상기 제4배관라인은 상기 제2노즐부에 연결된 배관 일부를 서로 공유하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.9. The method of claim 8,
Wherein the second piping line and the fourth piping line share a portion of the piping connected to the second nozzle unit.
상기 제4배관라인은 상기 기화기와 상기 환원제탱크 사이에서 상기 제2배관라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크와 연결되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.11. The method of claim 10,
And the fourth piping line is branched from the second piping line between the vaporizer and the reducing agent tank and connected to the storage tank.
상기 제1배관라인과 상기 제2배관라인은 상기 환원제탱크에 연결된 배관 일부를 서로 공유하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the first piping line and the second piping line share a portion of the piping connected to the reducing agent tank.
상기 환원제탱크는 적어도 2개가 서로 독립하여 배치되며,
상기 제1배관라인과 상기 제2배관라인은 서로 독립된 상기 환원제탱크 각각에 서로 독립적으로 연결되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein at least two of the reducing agent tanks are arranged independently from each other,
Wherein the first pipeline line and the second pipeline line are independently connected to each of the reductant tanks independent of each other.
상기 이동통로는, 상기 연돌 측에 연결되며 상대적으로 폭이 넓은 확관부와, 상기 확관부로부터 축소되어 상기 가스터빈 측에 연결된 축관부와, 상기 확관부 내 배치된 복수 개의 과열기번들을 포함하고,
상기 제1노즐부는 상기 축관부 내 위치하며, 상기 제2노즐부는 상기 과열기번들 사이에 위치하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the moving passage includes an expansion pipe portion connected to the stack side and having a relatively wide width, an axial pipe portion contracted from the expansion pipe portion and connected to the gas turbine side, and a plurality of superheater bundles disposed in the expansion pipe portion,
Wherein the first nozzle portion is located in the axial tube portion and the second nozzle portion is located between the superheater bundles.
상기 가스터빈의 운전상태를 지시하는 제1신호, 상기 이동통로 및 상기 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 상기 배가스의 성분을 지시하는 제2신호, 및 상기 이동통로 및 상기 연돌 중 적어도 어느 하나 내부의 온도를 지시하는 제3신호 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상태신호를 입력받고,
제어신호를 송출하여 상기 제1노즐부 및 상기 제2노즐부의 유체 토출량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
A first signal indicating an operating state of the gas turbine, a second signal indicating a component of the exhaust gas in at least one of the moving passage and the stack, and a second signal indicating a temperature inside at least one of the moving passage and the stack And a third signal indicating the first signal,
Further comprising a control unit for sending a control signal to control a fluid discharge amount of the first nozzle unit and the second nozzle unit.
상기 환원제유로와 상기 단열유로 사이에 상기 가압기체유로가 배치된 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
And the pressurized gas flow path is disposed between the reducing agent flow path and the heat insulating flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로의 외주부 둘레에 배치된 화력발전소의 질소산화물처리장치.18. The method of claim 17,
Wherein the pressurized gas flow path is disposed around the periphery of the reducing agent flow path.
상기 환원제유로는 상기 가압기체유로의 외주부 둘레에 배치된 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the reducing agent flow path is disposed around an outer periphery of the pressurized gas flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로와 이격되고, 상기 단열유로가 상기 가압기체유로 또한 둘러싸는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressurized gas flow path is spaced apart from the reducing agent flow path, and the heat insulating flow path also surrounds the pressurized gas flow path.
상기 가압기체유로는 상기 환원제유로와 이격되고, 상기 가압기체유로를 둘러싸는 추가 단열유로가 형성된 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressurized gas flow path is spaced apart from the reductant flow path and an additional heat insulating flow path surrounding the pressurized gas flow path is formed.
상기 이동통로의 내부를 가로질러 배치된 내측레일부,
상기 내측레일부의 말단과 면하는 상기 이동통로의 일 측에 형성된 개구부,
상기 이동통로의 외부에 배치되고 말단이 상기 개구부에 면하는 외측레일부, 및
상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 상기 개구부를 관통하여 연결되거나, 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 적어도 어느 하나와 분리되며 상기 내측레일부와 상기 외측레일부 사이에서 이탈되는 무빙레일부를 더 포함하며,
상기 탈질촉매모듈은 상기 내측레일부 상에 지지되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
An inner rail disposed across the interior of the travel passage,
An opening formed in one side of the moving passage facing the end of the inner rail,
An outer rail disposed outside the moving passage and having a distal end facing the opening,
Wherein the inner rail and the outer rail are connected to each other through the opening or between the inner rail and the outer rail and separated from at least one of the inner rail and the outer rail, Further comprising a rail portion,
Wherein the denitration catalyst module is supported on the inner rail.
상기 탈질촉매모듈은, 상기 무빙레일부가 상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 상기 개구부를 관통하여 연결된 상태에서, 상기 내측레일부, 상기 무빙레일부, 및 상기 외측레일부 상에서 이동하며 상기 이동통로의 내부 또는 외부로 입출되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.23. The method of claim 22,
Wherein the denitration catalyst module moves on the inner rail, the moving rail, and the outer rail in a state where the moving rail is connected between the inner rail and the outer rail through the opening, An apparatus for treating nitrogen oxides in a thermal power plant entering or exiting a transfer passage.
상기 무빙레일부와 선택적으로 상기 내측레일부와 상기 외측레일부의 사이에 개재되며 상기 개구부에 중첩되어 상기 개구부를 밀폐하는 기밀도어부를 더 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.23. The method of claim 22,
And an airtight door portion interposed between the moving rail and the inner rail and the outer rail to seal the opening.
상기 기밀도어부는 일단부가 상기 개구부의 일 측에 제1힌지로 결합되고,
상기 개구부의 타 측에는 적어도 일부가 회동하며 상기 기밀도어부의 타단부에 중첩되는 제2힌지가 형성되며,
상기 제2힌지의 상기 기밀도어부와 중첩되는 일 측에는 상기 제2힌지를 관통하여 상기 기밀도어부에 수직하게 결합되는 나사고정쇠가 형성된 화력발전소의 질소산화물처리장치.25. The method of claim 24,
Wherein the airtight door portion has one end coupled to one side of the opening by a first hinge,
A second hinge is formed on the other side of the opening portion so as to be at least partially turned and overlapped with the other end of the airtight door portion,
And a threaded fastener that is vertically coupled to the airtight door portion through the second hinge is formed on one side of the second hinge that overlaps with the airtight door portion.
상기 내측레일부, 상기 외측레일부, 및 상기 무빙레일부 중 적어도 어느 하나는, 서로 평행한 한 쌍의 가이드바, 및 상기 가이드바의 사이에 결합되어 상기 탈질촉매모듈의 하부와 구름 접촉하며 상기 탈질촉매모듈을 지지하는 복수 개의 가이드롤러를 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.23. The method of claim 22,
Wherein at least one of the inner rail portion, the outer rail portion, and the moving rail portion includes a pair of guide bars parallel to each other, And a plurality of guide rollers for supporting the denitration catalyst module.
상기 내측레일부는 상기 가이드바와 상기 가이드롤러를 포함하되, 상기 가이드바의 적어도 일부는 폭방향으로 확장되어 가이드롤러와 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간을 차폐하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.27. The method of claim 26,
Wherein the inner rail portion includes the guide bar and the guide roller, wherein at least a part of the guide bar extends in the width direction to shield a space between the guide roller and the NOx removal catalyst module.
상기 무빙레일부는, 일단부는 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 어느 하나에 접철 가능하게 결합되며 타단부는 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 중 다른 하나와 분리 가능한 화력발전소의 질소산화물처리장치.23. The method of claim 22,
Wherein the moving rail part is foldably connected to one of the inner rail and the outer rail and the other end is detachable from the other of the inner rail and the outer rail, .
상기 무빙레일부는, 상기 내측레일부 및 상기 외측레일부 양측과 착탈 가능한 화력발전소의 질소산화물처리장치.23. The method of claim 22,
Wherein the moving rail portion is detachable from both the inner rail portion and the outer rail portion.
상기 탈질촉매모듈은 복수로 이루어지며, 상기 복수의 탈질촉매모듈 중 적어도 어느 하나에 형성되며, 적어도 일부가 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간 외측을 감싸 배가스의 이동을 차단하는 탈질촉매간 외측차폐판을 더 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the denitration catalyst module comprises a plurality of denitration catalyst modules formed on at least one of the plurality of denitration catalyst modules and at least a part of the denitration catalyst module covers the outside of the space between the denitration catalyst modules to block the movement of the exhaust gas, Further comprising a nitrogen oxide treatment apparatus of a thermal power plant.
상기 탈질촉매모듈은 복수로 이루어지며, 상기 복수의 탈질촉매모듈 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 적어도 일부가 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간에 개재되어 배가스의 이동을 차단하며, 적어도 일부가 탄성적으로 변형되어 압축 또는 신장되며 상기 탈질촉매모듈 사이의 거리를 조절하는 탈질촉매간 내측차폐판을 더 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.The method according to claim 1,
The denitration catalyst module includes a plurality of denitration catalyst modules formed on at least one of the plurality of denitration catalyst modules and at least a part of which is interposed in a space between the denitration catalyst modules to block the movement of the exhaust gas, And a denitration catalyst interposed between the denitration catalyst module and the denitration catalyst module, the denitration catalyst interposed between the denitration catalyst module and the denitration catalyst module.
상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 제2노즐부;
상기 제1노즐부와 상기 연돌의 사이에 배치된 적어도 하나의 탈질촉매모듈;
상기 이동통로 내 배가스의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제가 액상으로 저장된 환원제탱크;
상기 환원제탱크와 상기 제1노즐부의 사이에 연결되어 상기 환원제를 상기 제1노즐부로 공급하는 제1배관라인;
상기 환원제탱크와 상기 제2노즐부의 사이에 연결된 제2배관라인; 및
상기 제2배관라인 상에 설치되어 상기 환원제를 기화시키고 상기 제2노즐부로 공급하는 기화기를 포함하고,
상기 탈질촉매모듈은 복수로 이루어지며, 상기 복수의 탈질촉매모듈 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 적어도 일부가 상기 탈질촉매모듈 사이의 공간에 개재되어 배가스의 이동을 차단하며, 적어도 일부가 탄성적으로 변형되어 압축 또는 신장되며 상기 탈질촉매모듈 사이의 거리를 조절하는 탈질촉매간 내측차폐판을 더 포함하며,
상기 탈질촉매간 내측차폐판은, 상기 탈질촉매모듈에 고정된 베이스부, 및 상기 베이스부의 외측으로 연장되고 서로 절곡되어 경사를 이루며 적어도 일부가 탄성적으로 변형 가능한 적어도 2개의 경사판을 포함하여, 상기 경사판 사이의 경사각이 변하며 압축 또는 신장되는 화력발전소의 질소산화물처리장치.A first nozzle portion disposed at a rear end of the gas turbine in an exhaust gas moving path between a gas turbine and a stack;
A second nozzle unit disposed between the first nozzle unit and the stack;
At least one denitration catalyst module disposed between the first nozzle portion and the stack;
A reducing agent tank in which a reducing agent for reducing nitrogen oxides of the exhaust gas in the moving passage is stored in a liquid phase;
A first pipe line connected between the reducing agent tank and the first nozzle unit to supply the reducing agent to the first nozzle unit;
A second pipe line connected between the reducing agent tank and the second nozzle unit; And
And a vaporizer installed on the second pipeline to vaporize the reducing agent and supply the vaporized second reducing agent to the second nozzle part,
The denitration catalyst module includes a plurality of denitration catalyst modules formed on at least one of the plurality of denitration catalyst modules and at least a part of which is interposed in a space between the denitration catalyst modules to block the movement of the exhaust gas, And a denitration catalyst interposed between the denitration catalyst modules, the denitration catalyst interposed between the denitration catalyst modules,
Wherein the inner shielding plate between the denitration catalysts includes a base fixed to the denitration catalyst module and at least two swash plates extending outwardly from the base and bent at an angle to each other and at least partially elastically deformable, An apparatus for treating nitrogen oxides in a thermal power plant in which the inclination angle between swash plates changes and is compressed or elongated.
상기 경사판은, 상기 베이스부에서 일 측으로 연장되고 상대적으로 길이가 짧은 제1경사판, 및 상기 제1경사판에서 굴절되어 타 측으로 연장되며 상기 제1경사판보다 길이가 긴 제2경사판을 포함하는 화력발전소의 질소산화물처리장치.33. The method of claim 32,
Wherein the swash plate includes a first swash plate extending in one direction from the base and having a relatively short length and a second swash plate extending from the first swash plate to the other and longer than the first swash plate, Nitrogen oxide treatment device.
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