KR101981457B1 - Gas processing apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배가스 중 황화수소를 효율적으로 분리할 수 있는 가스처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas processing apparatus and a method thereof, and more particularly, to a gas processing apparatus and a method thereof capable of efficiently separating hydrogen sulfide in an exhaust gas.
코크스 오븐에서 석탄을 건류하여 코크스를 생산하는 경우, 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas; COG)에는 여러 가지 성분들이 함유되어 있다. 이 중 이산화탄소, 황화수소, 암모니아, 시안화수소 등과 같은 산 가스(acid gas)는 가스 배관을 부식시키거나, 폐색을 일으키는 원인이 된다. 그리고 코크스 오븐 가스가 연료로 사용되는 경우, 공해를 유발하기 때문에 산 가스를 일정 농도 이하로 낮추어 사용하게 된다. 특히, 황화수소는 황산물에 의한 대기 오염 및 악취 유발이 심한 물질로 반드시 제거되어야 한다. 황화수소는 황화수소 포집기에 암모니아수를 공급하여, 암모니아수에 황화수소를 흡수시켜 분리한 후, 황화수소를 흡수한 암모니아수를 가열하여 산 가스를 분리한 다음, 산 가스로부터 황 성분을 분리, 제거하고 있다.Coke oven gas (Coke Oven Gas; COG) contains various components when the coal is carbonized in the coke oven to produce coke. Of these, acid gases such as carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia, and hydrogen cyanide cause corrosion or clogging of gas pipelines. When the coke oven gas is used as a fuel, the acid gas is used at a certain concentration or lower because it causes pollution. In particular, hydrogen sulfide must be removed from sulfuric acid water as a substance that is highly polluted with air and odor. The hydrogen sulfide absorbs hydrogen sulfide in the ammonia water by supplying ammonia water to the hydrogen sulfide collector, separates and removes the sulfur component from the acid gas by heating the ammonia water absorbed by the hydrogen sulfide and separating the acid gas.
그런데 코크스 오븐 가스에 포함되어 있는 이산화탄소는 황화수소 포집기에서 황화수소의 포집을 저해하는 원인이 된다. 즉, 황화수소가 암모니아수에 흡수될 때, 경쟁반응에 의해 이산화탄소가 먼저 흡수됨에 따라, 황화수소의 포집율이 감소하게 된다.However, the carbon dioxide contained in the coke oven gas causes hydrogen sulphide to be trapped in the hydrogen sulfide collector. That is, when the hydrogen sulfide is absorbed by the ammonia water, the absorption rate of the hydrogen sulfide decreases as the carbon dioxide is first absorbed by the competitive reaction.
한편, 코크스 오븐에서 석탄을 건류하는 과정에서 암모니아수가 발생하며, 이 암모니아수는 황화수소를 포집하는 과정에서 사용된 암모니아수와 함께 물로 재생된 후 암모니아를 포집하는데 사용되고 있다. 이와 같이 암모니아수를 재생하는 과정에서 다량의 산 가스가 발생하는데, 산 가스에 포함된 황화수소와 암모니아는 정제공정을 거쳐 유황으로 생산 및 질소로 전환된다. 그리고 미전환 가스는 다량의 황화수소가 함유되어 있어 코크스 오븐 가스와 섞어 정제공정으로 다시 보내어진다. 그런데 이 미전환 가스에는 다량의 이산화탄소가 함유되어 있어 황화수소 포집기로 공급되는 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 농도를 높이게 되고, 이로 인해 황화수소의 포집율이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, ammonia water is generated in the process of carbonizing the coal in the coke oven, and this ammonia water is used to collect ammonia after being regenerated with water together with ammonia water used for collecting hydrogen sulfide. In this way, a large amount of acid gas is generated during the regeneration of ammonia water. The hydrogen sulfide and ammonia contained in the acid gas are converted into sulfur and produce and nitrogen through the purification process. The unconverted gas contains a large amount of hydrogen sulfide and is mixed with the coke oven gas and sent back to the purification process. However, since the unconverted gas contains a large amount of carbon dioxide, the concentration of carbon dioxide in the coke oven gas supplied to the hydrogen sulfide collector is increased, thereby lowering the collection rate of the hydrogen sulfide.
본 발명은 배가스에 함유되는 이산화탄소를 효율적으로 분리하여 자원화할 수 있는 가스처리장치 및 그 방법을 제공한다.The present invention provides a gas processing apparatus and method for efficiently separating and recycling carbon dioxide contained in an exhaust gas.
본 발명은 배가스에 함유되는 황화수소의 정제 효율을 향상시킬 수 있는 가스처리장치 및 그 방법을 제공한다. The present invention provides a gas processing apparatus and method capable of improving purification efficiency of hydrogen sulfide contained in an exhaust gas.
본 발명의 실시 형태에 따른 가스처리방법은, 배가스를 마련하는 과정; 상기 배가스보다 이산화탄소 함량이 적은 보조가스를 마련하는 과정; 상기 배가스와 상기 보조가스에 함유되는 황화수소를 분리하는 과정; 및 상기 배가스와 상기 보조가스에 함유되는 암모니아를 분리하는 과정;을 포함할 수 있다.A gas processing method according to an embodiment of the present invention includes the steps of: preparing an exhaust gas; Providing an auxiliary gas having a lower carbon dioxide content than the exhaust gas; Separating the exhaust gas and hydrogen sulfide contained in the auxiliary gas; And separating the exhaust gas from ammonia contained in the auxiliary gas.
상기 황화수소를 분리하는 과정은, MEA(Mono-Ethanol Amine), DEA(Di-Ethanol Amine) 및 MDEA(Methyl Di-Ethanol Amime) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 아민 수용액을 이용할 수 있다.The step of separating the hydrogen sulfide may use an amine aqueous solution containing at least one of MEA (Mono-Ethanol Amine), DEA (Di-Ethanol Amine) and MDEA (Methyl Di-Ethanol Amine).
상기 황화수소를 분리하는 과정에서 발생하는 제1용액을 처리하는 과정; 및 상기 암모니아를 분리하는 과정에서 발생하는 제2용액을 처리하는 과정;을 포함할 수 있다.Treating the first solution generated during the separation of the hydrogen sulfide; And treating the second solution generated during the separation of the ammonia.
상기 제1용액을 처리하는 과정은, 상기 제1용액을 가열하여 황화수소를 포함하는 산 가스(acid gas)와, 아민 수용액으로 분리하는 과정을 포함하고, 분리된 아민 수용액은 상기 황화수소를 분리하는 과정에서 재사용할 수 있다.The step of treating the first solution includes a step of heating the first solution to separate an acid gas containing hydrogen sulfide into an amine aqueous solution and the separated amine aqueous solution includes a step of separating the hydrogen sulfide Can be reused.
상기 제2용액을 처리하는 과정은, 상기 제2용액을 가열하여 물과 암모니아 가스로 분리하는 과정; 및 분리된 암모니아 가스 중 일부와 상기 제 1 용액을 처리하는 과정에서 발생한 산 가스를 열처리하여 유황을 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of treating the second solution may include heating the second solution to separate it into water and ammonia gas; And a step of generating sulfur by heat treating a part of the separated ammonia gas and an acid gas generated in the process of treating the first solution.
상기 보조가스를 마련하는 과정은, 상기 유황을 생성하는 과정에서 발생하는 처리가스와 상기 분리된 암모니아 가스 중 일부를 포함하는 혼합가스로부터 이산화탄소를 분리하는 과정을 포함하고, The process of preparing the auxiliary gas may include separating carbon dioxide from a process gas generated in the process of producing sulfur and a mixed gas containing a part of the separated ammonia gas,
상기 이산화탄소가 분리된 처리가스를 상기 보조가스로 마련할 수 있다.The processing gas from which the carbon dioxide is separated may be provided as the auxiliary gas.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은, 상기 처리가스와, 상기 분리된 암모니아 가스 중 일부를 혼합한 혼합가스를 냉각시켜 상기 혼합가스에 함유되는 이산화탄소를 탄산암모늄염으로 생성하는 과정; 및 상기 탄산암모늄염을 스팀으로 용해시켜 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정;을 포함할 수 있다. The step of separating the carbon dioxide comprises the steps of: cooling the process gas and a mixed gas obtained by mixing a part of the separated ammonia gas to produce carbon dioxide contained in the mixed gas as an ammonium carbonate; And dissolving the ammonium carbonate salt in steam to produce an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은, 복수의 이산화탄소 포집기를 이용하여 수행하고, 상기 복수의 이산화탄소 포집기에서 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 교대로 수행할 수 있다.The process of separating the carbon dioxide may be performed by using a plurality of carbon dioxide collectors, generating the ammonium carbonate salt in the plurality of carbon dioxide sorters, and producing the aqueous ammonium bicarbonate solution alternately.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은, 복수의 이산화탄소 포집기를 이용하여 연속적으로 수행할 수 있다.The process of separating the carbon dioxide can be continuously performed using a plurality of carbon dioxide capture devices.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 가열하여 이산화탄소 가스와 암모니아수로 분리하는 과정을 포함할 수 있다. The step of separating the carbon dioxide may include the step of separating the ammonium bicarbonate aqueous solution into carbon dioxide gas and ammonia water by heating.
원료를 처리하기 위한 반응로에 분리된 이산화탄소를 공급하여 일산화탄소로 환원시키는 과정을 포함할 수 있다.And reducing the carbon dioxide to carbon monoxide by supplying the separated carbon dioxide to the reactor for treating the raw material.
본 발명의 실시 형태에 따른 가스처리장치는, 반응로에서 배출되는 배가스로부터 황화수소를 분리하기 위한 황화수소 포집기; 상기 황화수소 포집기를 통과한 배가스로부터 암모니아를 분리하기 위한 암모니아 포집기; 상기 황화수소 포집기에서 배출되는 제1용액을 처리하기 위한 재생기; 상기 암모니아 포집기에서 배출되는 제2용액을 처리하기 위한 증류기; 상기 재생기에서 발생하는 산가스와 상기 암모니아 포집기에서 발생하는 암모니아 가스의 혼합가스로부터 이산화탄소를 분리하고, 이산화탄소가 분리된 혼합가스를 상기 황화수소 포집기에 공급하는 이산화탄소 분리기;를 포함할 수 있다. A gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a hydrogen sulfide sorter for separating hydrogen sulfide from an exhaust gas discharged from a reactor; An ammonia collector for separating ammonia from the exhaust gas passed through the hydrogen sulfide collector; A regenerator for treating the first solution discharged from the hydrogen sulfide collector; A distiller for treating the second solution discharged from the ammonia collector; And a carbon dioxide separator for separating the carbon dioxide from the mixed gas of the acid gas generated in the regenerator and the ammonia gas generated in the ammonia trapping unit and supplying the mixed gas in which the carbon dioxide is separated to the hydrogen sulfide trapping unit.
상기 이산화탄소 분리기는, 상기 혼합가스를 냉각시켜 이산화탄소를 탄산암모늄염으로 생성하고, 상기 탄산암모늄염을 용해시켜 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 이산화탄소 포집기와; 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 가열하여 이산화탄소 가스와 암모니아수로 분리하는 분리기;를 포함할 수 있다.The carbon dioxide separator includes a carbon dioxide collector for cooling the mixed gas to produce carbon dioxide as an ammonium carbonate salt and dissolving the ammonium carbonate salt to produce an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution; And a separator for separating the ammonium bicarbonate aqueous solution into carbon dioxide gas and ammonia water by heating.
상기 이산화탄소 포집기는 복수개로 구비되고, 상기 복수개의 이산화탄소 포집기는 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 수행하고, 상기 복수개의 이산화탄소 포집기는 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 교대로 수행하도록 운영될 수 있다. Wherein the plurality of carbon dioxide collectors perform a process of producing the ammonium carbonate salt and a process of producing the aqueous ammonium bicarbonate solution and the plurality of carbon dioxide sorbents collects the carbonic acid ammonium salt And a process of producing the ammonium hydrogen carbonate aqueous solution alternately.
상기 이산화탄소 분리기는 분리된 이산화탄소 가스를 상기 반응로에 공급할 수 있다.The carbon dioxide separator can supply separated carbon dioxide gas to the reactor.
상기 반응로는 코크스 오븐을 포함할 수 있다.The reactor may comprise a coke oven.
본 발명의 실시 형태들에 의하면, 배가스 중 이산화탄소의 함량을 낮춘 후 정제함으로써 배가스 중 황화수소의 포집율을 향상시킬 수 있다. 예컨대 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 이산화탄소와 반응성이 낮은 아민계 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스에 함유되는 황화수소를 포집할 수 있다. 따라서 배가스에 함유되는 이산화탄소의 함량에 크게 영향 받지 않고 배가스에 함유되는 황화수소의 포집 효율을 향상시킬 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the trapping rate of hydrogen sulfide in the exhaust gas can be improved by reducing the content of carbon dioxide in the exhaust gas and purifying it. For example, in the process of purifying the coke oven gas, hydrogen sulfide contained in the coke oven gas can be collected using an amine-based aqueous solution having low reactivity with carbon dioxide. Therefore, the efficiency of collecting hydrogen sulfide contained in the exhaust gas can be improved without being greatly affected by the content of carbon dioxide contained in the exhaust gas.
또한, 배가스에 함유되는 이산화탄소를 분리하여 각종 조업에서 열원으로 사용할 수 있다. 예컨대 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 발생하는 가스로부터 이산화탄소(CO2)를 분리한 후 코크스 오븐에 공급하여 일산화탄소(CO)로 전환시킴으로써 코크스를 건류하는 과정에서 열원으로 사용할 수 있다. In addition, carbon dioxide contained in the exhaust gas can be separated and used as a heat source in various operations. For example, carbon dioxide (CO 2 ) may be separated from the gas generated during the refining process of the coke oven gas and then supplied to the coke oven to be converted into carbon monoxide (CO), thereby being used as a heat source in the process of carbonizing the coke.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스처리장치를 개념적으로 도시한 블록도.
도 2는 처리가스와 암모니아 가스의 혼합가스를 처리하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도.
도 3은 이산화탄소 포집기에서 이산화탄소를 포집하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도.
도 4는 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량에 따른 황화수소의 포집율을 보여주는 그래프.
도 5는 암모니아수와 MDEA 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스를 처리할 때 황화수소와 이산화탄소의 포집률을 비교하여 보여주는 그래프. 1 is a block diagram conceptually showing a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram conceptually illustrating a process of treating a mixed gas of a process gas and an ammonia gas.
3 is a block diagram conceptually illustrating a process of collecting carbon dioxide in a carbon dioxide collector.
FIG. 4 is a graph showing the collection rate of hydrogen sulfide according to the content of carbon dioxide in the coke oven gas.
FIG. 5 is a graph showing a comparison between the capturing ratio of hydrogen sulfide and carbon dioxide when the coke oven gas is treated using ammonia water and an aqueous MDEA solution.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 요소를 명확하게 표현하기 위하여 크기를 과장하거나 확대하여 표현하였으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely. In the drawings, the size is exaggerated or enlarged in order to clearly illustrate the various elements, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.
본 발명은 다양한 산업 현장에서 발생하는 배가스를 정제하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하에서는 코크스를 제조하는 과정에서 발생하는 코크스 오븐 가스를 정제하는 장치 및 방법을 예로 들어 설명한다. The present invention relates to an apparatus and a method for purifying an exhaust gas generated in various industrial fields. Hereinafter, an apparatus and a method for purifying the coke oven gas generated in the process of manufacturing the coke will be described as an example.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스처리장치를 개념적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 처리가스와 암모니아 가스의 혼합가스를 처리하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도이고, 도 3은 이산화탄소 포집기에서 이산화탄소를 포집하는 과정을 개념적으로 보여주는 블록도이다. FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram conceptually illustrating a process of processing a mixed gas of a process gas and an ammonia gas, The concept of CO2 capture is a conceptual block diagram.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가스처리장치는, 코크스 오븐(10)에서 배출되는 코크스 오븐 가스를 황화수소(H2S)를 분리하는 황화수소 포집기(214)와, 황화수소 포집기(214)를 통과한 코크스 오븐 가스로부터 암모니아(NH3)를 분리하는 암모니아 포집기(216)와, 황화수소 포집기(214)에 배출되는 제1용액, 예컨대 황화수소를 함유하는 아민 수용액을 처리하는 재생기(224)와, 암모니아 포집기(212)에서 배출되는 제2용액, 예컨대 암모니아수를 처리하는 증류기(226) 및 제1용액과 제2용액을 처리하는 과정에서 발생하는 가스로부터 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리기(240)를 포함할 수 있다. 또한, 가스처리장치는 코크스 오븐(10)에서 발생하는 암모니아수를 저장하는 암모니아수 저장기(222)와, 코크스 오븐(10)에서 배출되는 코크스 오븐 가스를 냉각시키기 위한 냉각기(210), 냉각기(210)에서 배출되는 코크스 오븐 가스로부터 타르, 분진 등을 제거하는 집진기(212), 암모니아 포집기(216)에서 배출되는 코크스 오븐 가스로부터 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylene) 등을 포집하는 조경유 포집기(218), 조경유 포집기(218)에서 배출되는 코크스 오븐 가스를 저장하는 가스 저장기(220) 및 제1용액 및 제2용액을 처리하는 과정에서 발생하는 가스로부터 유황을 분리하기 위한 제1반응기(228) 및 제2반응기(230)를 포함할 수 있다.1, a gas processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
먼저, 코크스 오븐(10)에서 배출되는 코크스 오븐 가스(COG)는 냉각 및 집진 등의 전처리 과정을 거친 후 황화수소 포집기(214)에 공급될 수 있다. 이때, 냉각기(210)는 코크스 오븐 가스를 25 내지 30℃ 정도로 냉각시킬 수 있고, 집진기(212)는 코크스 오븐 가스에 함유되는 타르, 분진 등을 포집하여 제거할 수 있다. First, the coke oven gas (COG) discharged from the
이후, 타르, 분진 등이 제거된 코크스 오븐 가스는 황화수소 포집기(214), 암모니아 포집기(216) 및 조경유 포집기(218)를 거쳐 정제된 후 가스 저장기(220)에 저장될 수 있다. The coke oven gas from which tar, dust, etc. have been removed may be purified through a
황화수소 포집기(214)는 내부에 아민 수용액을 공급하여 황화수소 포집기(214) 내부로 유입되는 코크스 오븐 가스로부터 황화수소를 포집할 수 있다. 즉, 황화수소 포집기(214) 내부로 유입되는 코크스 오븐 가스에 아민 수용액을 접촉시켜 코크스 오븐 가스에 함유되는 황화수소를 아민 수용액에 흡수시켜 포집할 수 있다. 아민 수용액, 예컨대 MDEA (Methyl Di-Ethanol Amine) 수용액은 하기의 식1과 같이 황화수소와 이온결합을 통해 ((C3H4OH)2NHCH3)SH) 수용액을 생성하며 황화수소를 흡수하고, 가열하면 MDEA 수용액과 황화수소로 분리할 수 있다. 이때 사용될 수 있는 아민 수용액은 MEA(Mono-Ethanol Amine), DEA(Di-Ethanol Amine) 및 MDEA(Methyl Di-Ethanol Amime) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The
식1) (C2H4OH)2NCH3 + H2S -> ((C3H4OH)2NHCH3)SH)(C 2 H 4 OH) 2 NCH 3 + H 2 S -> ((C 3 H 4 OH) 2 NHCH 3 ) SH)
코크스 오븐 가스 중 황화수소 및 이산화탄소 포집 메커니즘에서 암모니아수(NH4OH)는 하기의 식2와 같은 반응을 통해 황화수소와 이온결합을 통해 (NH4)SH 와 H3O 형태의 수용액을 생성하며 황화수소를 흡수할 수 있다. 그리고 이 수용액, 예컨대 황화수소가 흡수된 암모니아수를 가열하면 암모니아수와 황화수소로 분리할 수 있다. Ammonia water (NH 4 OH) in the hydrogen sulfide and carbon dioxide capture mechanism in the coke oven gas forms an aqueous solution of (NH 4 ) SH and H 3 O type through ionic bonding with hydrogen sulfide through the reaction as shown in the following formula 2 and absorbs hydrogen sulfide can do. When this aqueous solution, for example, ammonia water absorbed by hydrogen sulfide, is heated, it can be separated into ammonia water and hydrogen sulfide.
식2)NH4 + + OH- + H2S-> (NH4)SH + H3O+ (2) NH 4 + + OH - + H 2 S-> (NH 4 ) SH + H 3 O +
그런데 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소(CO2)는 하기의 식3과 같은 반응을 통해 암모니아수의 N 원자와 반응하여 NH2COO 성분으로 결합하며 황화수소의 포집을 방해하여 황화수소의 포집 효율을 저하시킬 수 있다. However, the carbon dioxide (CO 2 ) in the coke oven gas reacts with the N atom of the ammonia water through the reaction as shown in the following formula (3) to bind to the NH 2 COO component and interfere with the collection of hydrogen sulfide, thereby lowering the collection efficiency of hydrogen sulfide.
식3)NH4 + + OH- + CO2 -> NH2COO- + H2O(3) NH 4 + + OH - + CO 2 -> NH 2 COO - + H 2 O
그러나 MDEA 수용액의 경우, 이산화탄소와 빠른 반응을 하는 N 원자에 직접적으로 붙은 H 원자가 없고 N 원자 주위를 C 원자가 둘러싸고 있어 이산화탄소와 빠른 반응을 하지 않는다. 또한, 아민 수용액, 예컨대 MDEA (Methyl Di-Ethanol Amine) 수용액은 하기의 식1과 같이 황화수소와 이온결합을 통해 ((C3H4OH)2NHCH3)SH) 수용액을 생성하며 황화수소를 흡수하고, 가열하면 MDEA 수용액과 황화수소로 분리할 수 있다.However, in the case of MDEA aqueous solution, there is no H atom directly attached to N atom which reacts rapidly with carbon dioxide, and C atom surrounds N atom and does not react with carbon dioxide rapidly. Further, generation of the amine aqueous solution, such as MDEA (Methyl Di-Ethanol Amine) aqueous solution over the hydrogen sulfide and ionic bonding as Equation 1 below ((C 3 H 4 OH) 2 NHCH 3) SH) aqueous solution, and absorbing the hydrogen sulfide When heated, it can be separated into MDEA aqueous solution and hydrogen sulfide.
따라서 MDEA 수용액을 이용하여 이산화탄소를 포함하고 있는 코크스 오븐 가스로부터 황화수소를 선택적으로 제거할 수 있다.Therefore, hydrogen sulphide can be selectively removed from the coke oven gas containing carbon dioxide using the MDEA aqueous solution.
암모니아 포집기(216)는 내부에 물을 공급하여 암모니아 포집기(216) 내부로 유입되는 코크스 오븐 가스로부터 암모니아 가스를 분리할 수 있다. 즉, 암모니아 포집기(216) 내부로 유입되는 코크스 오븐 가스에 물을 접촉시켜 코크스 오븐 가스에 함유되는 암모니아 가스를 흡수시켜 분리할 수 있다. 이와 같이 암모니아 포집기(216)에서 코크스 오븐 가스 중 암모니아 가스를 분리하면, 물에 암모니아 가스가 흡수되어 암모니아수가 생성될 수 있다. 이때, 생성된 암모니아수는 암모니아수 저장기(222)로 보내져 저장될 수 있다. The
조경유 포집기(218)는 암모니아 포집기(216)를 통과한 코크스 오븐 가스로부터 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등을 분리할 수 있다. The
한편, 황화수소 포집기(214)에서 황화수소를 포집하는데 사용된 아민 수용액, 예컨대 제1용액은 재생기(224)로 보내진 후 아민 수용액으로 재생되어 황화수소 포집기(214)로 공급되어 황화수소를 분리하는데 재사용될 수 있다. 재생기(224)는 황화수소 포집기(214)에서 유입되는 아민 수용액, 즉 황화수소를 포함하는 아민 수용액을 110 내지 130℃정도로 가열하여 황화수소와 아민 수용액으로 분리할 수 있다. 이렇게 분리된 황화수소는 제1반응기(228)로 공급될 수 있고, 아민 수용액은 황화수소 포집기(214)로 공급되어 황화수소를 포집하는데 재사용될 수 있다. 이때, 재생기(224)에서 제1반응기(228)로 공급되는 가스는 황화수소 이외도 이산화탄소, 시안화수소 등을 포함할 수 있으며, 이하에서는 산 가스(acid gas)라 한다. On the other hand, an aqueous amine solution, e. G., The first solution, used to collect hydrogen sulphide in the
증류기(226)는 암모니아 포집기(216)에서 제2용액, 예컨대 암모니아수를 제공받고, 암모니아수를 가열하여 암모니아 가스와 물로 분리할 수 있다. 이때, 증류기(226)는 코크스 오븐에서 발생하는 암모니아수와 이산화탄소 포집기(242)에서 발생하는 암모니아수를 저장하는 암모니아수 저장기(222)로부터 암모니아수를 제공받아 90 내지 110℃ 정도의 온도로 가열하여 암모니아 가스와 물로 분리할 수 있다. 증류기(226)에서 분리되는 물 중 일부는 암모니아 포집기(216)에 공급하여 암모니아 가스를 포집하는데 사용될 수 있고, 일부는 폐수 처리될 수 있다. 그리고 증류기(226)에서 분리되는 암모니아 가스 중 일부는 제1반응기(228)로 공급되고, 일부는 이산화탄소 포집기(242)에 공급되어 이산화탄소를 포집하는데 사용될 수 있다. The
제1반응기(228)는 증류기(226)에서 공급되는 암모니아 가스와, 재생기(224)에서 공급되는 산 가스를 1000 내지 1200℃ 정도의 온도로 가열하여 열분해함으로써 질소(N2)와 황화합물(SO2)을 생성할 수 있다. 이때, 산 가스에 함유되는 황화수소 중 일부가 암모니아 가스와 반응하여 황화합물로 생성될 수 있다. The
제2반응기(230)는 제1반응기(228)에서 생성된 황화합물을 황화수소를 반응시켜 유황으로 전환시킬 수 있다. 이때, 제2반응기(230)는 180 내지 220℃ 정도의 온도에서 황화합물과 황화수소를 중량비로서 1 : 2로 반응시켜 유황으로 전환시키고, 반응 후 남는 가스, 예컨대 처리 가스는 이산화탄소 포집기(242)로 공급될 수 있다. 이때, 처리 가스는 중량비로서 70% 정도의 질소(N2)와, 15% 정도의 이산화탄소와, 1% 이상의 황화수소를 포함할 수 있다. 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소 함량을 증가시키는 원인이 될 수 있다. 이와 같이 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소 함량이 높아지면 황화수소 포집기에서 황화수소를 포집할 때 이산화탄소가 암모니아수와 경쟁반응에 의해 황화수소의 포집 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 처리가스 중 이산화탄소를 제거한 후 코크스 오븐 가스 정제 과정에 사용함으로써 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량을 저감시켜 황화수소의 포집 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 처리가스로부터 이산화탄소를 분리한 후 원료를 처리하는 반응로, 예컨대 석탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 코크스 오븐에 공급하여 코크스를 제조하는데 필요한 열원으로 사용할 수 있다.The
도 2을 참조하면, 이산화탄소 분리기(240)는 제2반응기(230)에서 공급되는 처리 가스와 증류기(226)에서 공급되는 암모니아 가스로부터 이산화탄소를 분리할 수 있다. 이산화탄소 분리기(240)는 제2반응기(230)에서 공급되는 처리 가스와 증류기(226)에서 공급되는 암모니아 가스의 혼합가스를 냉각시켜 혼합가스 중 이산화탄소를 탄산암모늄염으로 생성하고, 탄산암모늄염을 용해시켜 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 이산화탄소 포집기(242)와, 탄산수소 암모늄 수용액을 가열하여 이산화탄소와 암모니아수로 분리하는 분리기(244)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
이산화탄소 포집기(242)는 복수개, 예컨대 제1이산화탄소 포집기(242a)와 제2이산화탄소 포집기(242b)를 포함할 수 있다. 이산화탄소 포집기(242)는 암모니아 가스와 처리 가스를 반응시켜 탄산암모늄염으로 고착시킨 후, 이를 다시 용해시켜 암모니아수와 이산화탄소 가스로 분리시킬 수 있다.The
즉, 이산화탄소 포집기(242)는 암모니아 가스와 처리 가스를 중량비로서 1 : 1로 반응시켜 탄산암모늄염을 생성할 수 있다. 이때, 암모니아 가스와 처리 가스는 이산화탄소 포집기(242) 내부에 각각 개별적으로 공급될 수도 있고, 이산화탄소 포집기(242)에 공급되기 전 혼합되어 공급될 수도 있다. 이산화탄소 포집기(242)는 처리 가스와 암모니아 가스의 혼합가스를 냉각시켜 혼합 가스 중 이산화탄소와 암모니아 간의 반응을 유도하여 탄산암모늄염을 생성시킴으로써 혼합가스 중 이산화탄소를 선택적으로 포집할 수 있다. 이산화탄소 포집기(242)에서 혼합 가스를 냉각시키는데 있어서, 이산화탄소 포집기(242) 내부 온도를 40℃ 이하, 보다 바람직하게는 30℃ 이하가 되도록 처리한다. 이는, 40℃ 이하의 온도에서 이산화탄소와 암모니아 가스 간의 반응이 이루어져, 탄산암모늄염이 생성되기 때문이다. 그리고, 이산화탄소 포집기(242)가 과냉각되는 경우, 목적 성분인 이산화탄소 외에 황화수소 또는 암모니아 가스가 함께 응축되어 동반 분리, 제거될 수 있기 때문이다. 그리고, 실시예에서는 이산화탄소 포집기(242)를 40℃ 이하로 냉각시키는데 있어서, 냉각수를 이용한 간접 냉각방식을 이용하여 이산화탄소 포집기(242)의 온도를 40℃로 조절할 수 있다. That is, the
그리고 이산화탄소 포집기(242) 내부로 공급된 처리 가스인 혼합 가스를 직접 냉각이 아닌 간접적인 방법으로 냉각시킬 수도 있다. 이산화탄소 포집기(242) 내부로 냉각수를 공급하여 혼합가스와 냉각수를 직접적으로 접촉시켜 냉각시키는 경우, 이산화탄소 외에 황화수소 또는 암모니아 가스의 용해로 인해, 이산화탄소가 염에 응축되는 또는 분리 효율이 저하되고, 부생되는 생성 용액의 처리 공정이 수반되기 때문에, 간접 냉각 방식이 효율적이다.The mixed gas, which is a process gas supplied into the
이산화탄소 포집기(242)에서 이산화탄소가 탄산암모늄염으로 전환되면, 이산화탄소가 제거된 혼합가스는 코크스 오븐에서 배출되는 코크스 오븐 가스와 함께 냉각기(210)로 공급될 수 있다. 또는, 이산화탄소가 제거된 혼합가스는 황화수소 포집기()로 직접 공급될 수도 있다. 이산화탄소가 제거된 혼합가스는 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소 농도를 저감시켜 줄 수 있는 보조 가스로 사용될 수도 있다. When carbon dioxide is converted to ammonium carbonate salt in the
그리고 이산화탄소 포집기(242)는 내부에 잔류하고 있는 탄산암모늄염을 용해 또는 용융시킨다. 탄산암모늄염은 수분 또는 열에 의해 쉽게 용해되어 분해되는 특성이 있다. 이산화탄소 포집기(242)에 수분 및 열을 모두 포함하는 스팀(steam)을 공급하여 탄산암모늄염을 용해시켜 탄산수소 암모늄(NH4HCO3) 수용액을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 탄산수소 암모늄 수용액은 이산화탄소 포집기(242)를 빠져나오게 된다. 이때, 이산화탄소 포집기(242)는 처리가스와 암모니아 가스의 혼합 가스를 냉각시켜 탄산암모늄염을 생성하고, 이렇게 생성된 탄산암모늄염을 가열하여 용해시키는 과정을 수행하게 된다. 따라서 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 이산화탄소 포집기(242), 예컨대 제1이산화탄소 포집기(242a)와 제2이산화탄소 포집기(242b)를 구비하고, 제1이산화탄소 포집기(242a)와 제2이산화탄소 포집기(242b)에서 탄산암모늄염을 생성하는 냉각공정과, 탄산암모늄염을 용해시키는 가열공정을 번갈아가면서 수행할 수 있다. 이에 처리가스로부터 이산화탄소를 포집하는 과정을 중단하지 않고 연속적으로 수행할 수 있다. And the
이산화탄소 포집기(242)에서 빠져나온 탄산수소 암모늄 수용액은 분리기(244)로 유입되고, 분리기(244)에서는 스팀과 탄산수소 암모늄 수용액을 기액 접촉시켜 이산화탄소(CO2) 가스와 암모니아수(NH4OH)로 분리할 수 있다. 분리기(244)에서 분리된 암모니아수는 암모니아수 저장기(222)로 유입되어 저장되고, 이산화탄소 가스는 코크스 오븐(10), 예컨대 탄화실로 공급될 수 있다. The aqueous ammonium hydrogencarbonate solution that has escaped from the
코크스 오븐(10)으로 공급된 이산화탄소 가스는 코크스 오븐 내에 장입된 석탄과 부다(Boudouard) 반응을 통해 일산화탄소(CO) 가스로 환원되어 석탄을 건류하는데 필요한 열원으로 사용될 수 있다. The carbon dioxide gas supplied to the
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 가스처리방법의 효과를 살펴본다. Hereinafter, effects of the gas treatment method according to the embodiment of the present invention will be described.
도 4는 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량에 따른 황화수소의 포집율을 보여주는 그래프이고, 도 5는 암모니아수와 MDEA 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스를 처리할 때 황화수소와 이산화탄소의 포집률을 비교하여 보여주는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the collection rate of hydrogen sulfide in accordance with the content of carbon dioxide in the coke oven gas, and FIG. 5 is a graph comparing the collection rates of hydrogen sulfide and carbon dioxide when coke oven gas is treated using ammonia water and MDEA aqueous solution .
먼저, 이산화탄소가 코크스 오븐 가스 중 황화수소의 포집율에 미치는 영향에 대해서 살펴본다. 이에 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량을 변경하면서 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집하고, 황화수소를 포집한 코크스 오븐 가스 중 황화수소의 함량을 측정하였다. 이때, 암모니아수를 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집하였다. 그 결과 도 4에 도시된 바와 같이 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량이 증가할수록 황화수소의 포집율이 점차 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량이 1% 증가할 때 황화수소의 포집율이 약 18% 정도 감소하였다. First, the effect of carbon dioxide on the hydrogen sulfide capture rate in the coke oven gas is examined. The content of hydrogen sulfide in the coke oven gas was collected while the content of carbon dioxide in the coke oven gas was changed, and the content of hydrogen sulfide in the coke oven gas was measured. At this time, hydrogen sulfide in the coke oven gas was collected using ammonia water. As a result, as shown in FIG. 4, as the content of carbon dioxide in the coke oven gas increases, the capturing rate of hydrogen sulfide gradually decreases. When the content of carbon dioxide in the coke oven gas increases by 1%, the capturing rate of hydrogen sulfide And decreased by about 18%.
이와 같이 이산화탄소는 코크스 오븐 가스 중 황화수소 포집율을 저하시키기 때문에 코크스 오븐 가스 중 이산화탄소의 함량을 감소시키면 코크스 오븐 가스 중 황화수소의 포집율을 높일 수 있다. As such, since the carbon dioxide reduces the hydrogen sulfide capture rate in the coke oven gas, if the content of carbon dioxide in the coke oven gas is reduced, the collection rate of hydrogen sulfide in the coke oven gas can be increased.
이와 함께 이산화탄소와 반응도가 좋은 아민 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집하면 황화수소의 포집율을 더욱 높을 수 있다. In addition, by collecting the hydrogen sulfide in the coke oven gas using an amine aqueous solution having a good reactivity with carbon dioxide, the collection ratio of hydrogen sulfide can be further increased.
도 5는 암모니아수와 MDEA 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집했을 때 황화수소의 포집율을 보여주고 있다. 도 5를 참조하면, 암모니아수를 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집한 경우, 황화수소의 포집율이 약27% 정도로 측정되었다. 이에 비해 MDEA 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집한 경우, 황화수소의 포집율이 약 90%정도까지 높아진 것을 알 수 있다. FIG. 5 shows the collection ratio of hydrogen sulfide when hydrogen sulfide in the coke oven gas was collected using ammonia water and MDEA aqueous solution. Referring to FIG. 5, when hydrogen sulfide in the coke oven gas was collected using ammonia water, the hydrogen sulfide capture ratio was measured to be about 27%. On the contrary, when the hydrogen sulfide in the coke oven gas was collected using the MDEA aqueous solution, the collection ratio of hydrogen sulfide increased to about 90%.
참고로, 암모니아수를 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집하는 경우, 이산화탄소가 암모니아수에 흡수되어 처리 가스 중 이산화탄소의 함량이 높아지기 때문에 이산화포집기에서 이산화탄소의 포집율이 높아질 수 있다. 반면, MDEA 수용액을 이용하여 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 포집하는 경우 MDEA 수용액과 이산화탄소 간의 반응성이 낮아 이산화탄소가 코크스 오븐 가스의 이동 경로, 즉 가스 저장기로 이동하기 때문에 이산화탄소 포집기에서 이산화탄소의 포집율이 낮아질 수 있다. For reference, in the case of capturing hydrogen sulfide in coke oven gas using ammonia water, carbon dioxide is absorbed by ammonia water, and the content of carbon dioxide in the treated gas becomes high, so that the capture ratio of carbon dioxide in the dioxin trap can be increased. On the other hand, in the case of capturing hydrogen sulfide in the coke oven gas using the MDEA aqueous solution, the reactivity between the MDEA aqueous solution and the carbon dioxide is low, so that the carbon dioxide capture rate of the carbon dioxide collector is lowered because the carbon dioxide moves to the gas passage of the coke oven gas have.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
10: 코크스 오븐 210: 냉각기
212: 집진기 214: 황화수소 포집기
216: 암모니아 포집기 218: 조경유 포집기
220: 가스 저장기 222: 암모니아수 저장기
224: 재생기 226: 증류기
228: 제1반응기 230: 제2반응기
240: 이산화탄소 포집기 242: 분리기10: Coke oven 210: Cooler
212: dust collector 214: hydrogen sulfide collector
216: Ammonia collector 218: Oil collector
220: Gas reservoir 222: Ammonia water reservoir
224: regenerator 226: still
228: first reactor 230: second reactor
240: carbon dioxide collector 242: separator
Claims (16)
상기 배가스보다 이산화탄소 함량이 적은 보조가스를 마련하는 과정;
상기 배가스와 상기 보조가스에 함유되는 황화수소를 분리하는 과정;
상기 배가스와 상기 보조가스에 함유되는 암모니아를 분리하는 과정;
상기 황화수소를 분리하는 과정에서 발생하는 제1용액을 처리하는 과정; 및
상기 암모니아를 분리하는 과정에서 발생하는 제2용액을 처리하는 과정;
을 포함하고,
상기 제2용액을 처리하는 과정은,
상기 제2용액을 가열하여 물과 암모니아 가스로 분리하는 과정; 및
분리된 암모니아 가스 중 일부와 제 1 용액을 처리하는 과정에서 발생한 산가스를 열처리하여 유황을 생성하는 과정;을 포함하며,
상기 보조가스를 마련하는 과정은,
상기 유황을 생성하는 과정에서 발생하는 처리가스와 상기 분리된 암모니아 가스 중 일부를 포함하는 혼합가스로부터 이산화탄소를 분리하는 과정을 포함하고,
상기 이산화탄소가 분리된 처리가스를 상기 보조가스로 마련하는 가스처리방법.The process of preparing flue gas;
Providing an auxiliary gas having a lower carbon dioxide content than the exhaust gas;
Separating the exhaust gas and hydrogen sulfide contained in the auxiliary gas;
Separating the exhaust gas and ammonia contained in the auxiliary gas;
Treating the first solution generated during the separation of the hydrogen sulfide; And
Treating the second solution generated during the separation of the ammonia;
/ RTI >
The process of treating the second solution comprises:
Heating the second solution to separate it into water and ammonia gas; And
And a step of generating sulfur by heat treating a part of the separated ammonia gas and an acid gas generated in the process of treating the first solution,
The process of preparing the auxiliary gas includes:
And separating carbon dioxide from the process gas generated in the process of producing sulfur and a mixed gas including a part of the separated ammonia gas,
And the process gas in which the carbon dioxide is separated is provided as the auxiliary gas.
상기 황화수소를 분리하는 과정은,
MEA(Mono-Ethanol Amine), DEA(Di-Ethanol Amine) 및 MDEA(Methyl Di-Ethanol Amime) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 아민 수용액을 이용하는 가스처리방법.The method according to claim 1,
The step of separating the hydrogen sulfide,
A method for treating a gas using an amine aqueous solution comprising at least one of MEA (Mono-Ethanol Amine), DEA (Di-Ethanol Amine) and MDEA (Methyl Di-Ethanol Amine).
상기 제1용액을 처리하는 과정은,
상기 제1용액을 가열하여 황화수소를 포함하는 산 가스(acid gas)와, 아민 수용액으로 분리하는 과정을 포함하고,
분리된 아민 수용액은 상기 황화수소를 분리하는 과정에서 재사용하는 가스처리방법. The method of claim 2,
The process of treating the first solution comprises:
Separating the first solution into an acid gas containing hydrogen sulfide and an amine aqueous solution,
And the separated amine aqueous solution is reused in the process of separating the hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은,
상기 처리가스와, 상기 분리된 암모니아 가스 중 일부를 혼합한 혼합가스를 냉각시켜 상기 혼합가스에 함유되는 이산화탄소를 탄산암모늄염으로 생성하는 과정; 및
상기 탄산암모늄염을 스팀으로 용해시켜 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정;을 포함하는 가스처리방법.The method of claim 4,
The process for separating carbon dioxide comprises:
Cooling the mixed gas obtained by mixing the process gas and a part of the separated ammonia gas to produce carbon dioxide contained in the mixed gas as an ammonium carbonate; And
And dissolving the ammonium carbonate salt in steam to produce an aqueous ammonium hydrogencarbonate solution.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은,
복수의 이산화탄소 포집기를 이용하여 수행하고,
상기 복수의 이산화탄소 포집기에서 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 교대로 수행하는 가스처리방법.The method of claim 7,
The process for separating carbon dioxide comprises:
Is carried out using a plurality of carbon dioxide collectors,
Wherein the step of generating the ammonium carbonate salt in the plurality of carbon dioxide sorters and the step of producing the aqueous ammonium hydrogencarbonate solution are alternately performed.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은,
복수의 이산화탄소 포집기를 이용하여 연속적으로 수행하는 가스 처리 방법.The method according to claim 7 or 8,
The process for separating carbon dioxide comprises:
A method of treating a gas continuously performed using a plurality of carbon dioxide sorters.
상기 이산화탄소를 분리하는 과정은,
상기 탄산수소 암모늄 수용액을 가열하여 이산화탄소 가스와 암모니아수로 분리하는 과정을 포함하는 가스처리방법. The method of claim 9,
The process for separating carbon dioxide comprises:
And heating the ammonium hydrogen carbonate aqueous solution to separate carbon dioxide gas and ammonia water.
원료를 처리하기 위한 반응로에 분리된 이산화탄소를 공급하여 일산화탄소로 환원시키는 과정을 포함하는 가스처리방법.The method of claim 10,
And supplying the separated carbon dioxide to the reaction furnace for treating the raw material to reduce it to carbon monoxide.
상기 황화수소 포집기를 통과한 배가스로부터 암모니아를 분리하기 위한 암모니아 포집기;
상기 황화수소 포집기에서 배출되는 제1용액을 처리하기 위한 재생기;
상기 암모니아 포집기에서 배출되는 제2용액을 처리하기 위한 증류기;
상기 재생기에서 발생하는 산가스와 상기 암모니아 포집기에서 발생하는 암모니아 가스의 혼합가스로부터 이산화탄소를 분리하고, 이산화탄소가 분리된 혼합가스를 상기 배가스에 도입시키는 이산화탄소 분리기;를 포함하는 가스처리장치. A hydrogen sulfide collector for separating hydrogen sulfide from the exhaust gas discharged from the reactor;
An ammonia collector for separating ammonia from the exhaust gas passed through the hydrogen sulfide collector;
A regenerator for treating the first solution discharged from the hydrogen sulfide collector;
A distiller for treating the second solution discharged from the ammonia collector;
And a carbon dioxide separator for separating carbon dioxide from the mixed gas of the acid gas generated in the regenerator and the ammonia gas generated in the ammonia trapping unit and introducing the mixed gas into which the carbon dioxide is separated into the exhaust gas.
상기 이산화탄소 분리기는,
상기 혼합가스를 냉각시켜 이산화탄소를 탄산암모늄염으로 생성하고, 상기 탄산암모늄염을 용해시켜 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 이산화탄소 포집기와;
상기 탄산수소 암모늄 수용액을 가열하여 이산화탄소 가스와 암모니아수로 분리하는 분리기;를 포함하는 가스처리장치.The method of claim 12,
In the carbon dioxide separator,
A carbon dioxide collector for cooling the mixed gas to produce carbon dioxide as an ammonium carbonate salt and dissolving the ammonium carbonate salt to produce an aqueous ammonium hydrogen carbonate solution;
And a separator for separating the aqueous ammonium hydrogencarbonate solution into carbon dioxide gas and ammonia water by heating.
상기 이산화탄소 포집기는 복수개로 구비되고,
상기 복수개의 이산화탄소 포집기는 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 수행하고,
상기 복수개의 이산화탄소 포집기는 상기 탄산암모늄염을 생성하는 과정과, 상기 탄산수소 암모늄 수용액을 생성하는 과정을 교대로 수행하도록 운영되는 가스처리장치.14. The method of claim 13,
The plurality of carbon dioxide collectors are provided,
Wherein the plurality of carbon dioxide collectors perform a process of producing the ammonium carbonate salt and a process of producing the aqueous ammonium bicarbonate solution,
Wherein the plurality of carbon dioxide collectors are operated to alternately perform the process of producing the ammonium carbonate salt and the process of producing the aqueous ammonium hydrogencarbonate solution.
상기 이산화탄소 분리기는 분리된 이산화탄소 가스를 상기 반응로에 공급하는 가스처리장치.The method according to claim 13 or 14,
Wherein the carbon dioxide separator supplies separated carbon dioxide gas to the reactor.
상기 반응로는 코크스 오븐을 포함하는 가스처리장치. 16. The method of claim 15,
Wherein the reactor comprises a coke oven.
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