KR102099885B1 - 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치 및 제거방법 - Google Patents

과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치 및 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따르면 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버를 이용하여 배기가스에 포함되는 NOx와 SOx 제거장치에 있어서, 배기가스 이송라인을 통해서 배기가스 발생원으로부터 발생된 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구(8)와, 상기 유입구(8)에서 상방향으로 상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스를 1/N 배분하여 방사상으로 분기되는 분기부(11)를 구비하고, 상기 각 분기부(11)의 단부에는 개별의 스크러버가 연통되어 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 상기 각 스크러버는 개별로 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 시스템을 구비하는 습식 스크러버부(2)와; 상기 스크러버부의 일측와 연통하여 구비되고, ph 조절기가 구비되며 상기 크러버 내에서 반응공정을 거친 후 배출라인을 통해서 배출되는 오염수를 처리하는 수처리시스템과; 상기 수처리시스템에서도 산화되지 못한 잔류 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 포함한 오염수를 다시 상기 습식 스크러버부(2)로 회송시키는 회수라인과; 상기 회수라인과 연통되고, 과산화수소(H2O2)를 공급하는 과산화수소 저장부와; 상기 회수라인과 연통되고, 수산화나트륨(NaOH)을 공급하는 수산화나트륨 저장부와; 상기 과산화수소 저장부와 상기 수산화나트륨 저장부와 상기 배기가스 이송라인과 연통되는 유입라인을 포함하여 구비되고, 상기 유입구(8)유입구(8)유입구(8)기가스는 상기 분기부(11)분기부(11)서 각 스크러버로 균일하게 분배되어 질소산화물과 황산화물을 제거하는 습식 스크러버부(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치의 구성을 제공한다.
본 발명에 의하면 배기가스에 과산화수소(H2O2)를 배기가스에 분사하여 열분해를 이용해 질소산화물 및 황산화물을 효율적으로 제거할 수 있으며, 반응이 간단하고 이차오염물질을 생성하지 않는 등 부작용이 없으며, 과산화수소(H2O2)의 양에 따라 NOx를 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치 및 제거방법{NOx and SOx removal device and removal process in wet scrubber using pyrolysis of hydrogen peroxide}
본 발명은 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버를 이용한 SOx 제거 장치 및 이를 이용한 제거방법에 관한 것이다.
질소산화물은 고온연소에서 생성되어 대기중으로 배출되는데, 대부분은 공기중 질소에 연유하나 일부는 연료에 포함된 질소의 산화로 생긴다. 질소는 산화하면 여러가지 질소산화물, 즉 일산화질소(NO), 삼산화질소(N2O3) 및 이산화질소(NO2) 등이 생기며, 이들을 통틀어 NOx로 나타낸다. 질소산화물은 공기중에서 쉽게 산화하여 이산화질소(NO2)로 변하고, 물에 녹으면 질산(HNO3)이 되므로 산성비의 발생원인이 된다.
또한, 질소산화물은 유해하여 직접적으로 인간의 호흡기를 자극하여 염증을 일으키고 식물에 손상을 주며, 간접적으로는 광화학 스모그 반응에서 핵심적 역할을 한다.
황산화물은 대부분 연료중의 황(Sulfur)분이 연소시 공기중의 산소와 결합하여 생성되고 대기중으로 배출된다. 황분이 산화하면 먼저 이산화항(= 아황산가스 : SO2)이 되고, 더 산화하면 삼산화황(= 황산가스 : SO3)이 되는데, 이를 통틀어 SOx (SO2와 SO3)로 나타낸다. SO2는 공기중에서 쉽게 SO3로 산화하고, 이는 공기중 수분과 반응하여 미세한 황산(H2SO4) 방울이 된다.
황산화물 가스는 무색의 강한 자극성 기체로 어떤 농도 이상이면 호흡기에 유독하고, 저농도에서도 저항성이 약한 식물에 해를 주어 고사시킨다. 또한 황산화물은 질소산화물과 함께 산성비를 내리게 하는 원인이 되어 빌딩과 금속구조물을 부식시키고, 동식물에 해를 끼친다.
질소산화물을 처리하는 종래의 화학적 처리 방법으로는 버너 및 공업용로의 경우, 암모니아, 요소 또는 시안(CN)용액을 배기가스에 분사하는 방법이 주로 사용되어 왔으며, 디젤엔진의 경우에는 질소산화물 저감을 위해 요소성분을 포함한 요소(urea)를 분사하는 방법이 가장 최근에 이용되고 있다. 종래 암모니아 및 요소를 이용한 질소산화물 저감방법은 질소산화물의 농도가 1400K(1127℃) 근처에서 최소화 되어 거의 모든 질소산화물이 분해되는 특성이 있으나, 배기가스 온도가 1127℃ 정도로 높아야 하므로 버너를 사용하는 공장에서는 배기가스 재가열 등의 문제가 있어 막대한 에너지 손실을 초래하게 되어 현실적으로 무리가 있다.
암모니아와 요소를 촉매와 함께 장착한 시스템도 근래에 적용되고 있으나 설치비 및 운전비용이 비싼 문제점이 있다. 또한, 암모니아 자체는 독성물질로서 부식성이 강하며 보관이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 시안도 그 자체가 강한 독성을 지니고 있기 때문에 누출시 인명사상의 위험이 매우 크고 보관시 많은 주의를 요한다.
더욱이 사용 후 시안이 승화하여 이소시안산으로 되어 질소산화물 저감장치의 저온부에 응축되어 독극물로 잔존하므로 사용시 매우 위험하다. 백금촉매를 이용한 질소산화물 저감 방법은 비교적 낮은 온도(800℃ 정도)에서 질소산화물을 분해할 수 있으나, 장치의 구성이 매우 복잡하며 설치비 및 촉매의 단가가 매우 고가이고, 배기가스가 대용량이거나 고농도의 질소산화물인 경우에는 사용이 불가능하다. 한편, 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물의 경우, 국내에서는 그 저감장치가 적용된 예가 아직 없으며, 외국의 경우 토요타 자동차의 촉매를 이용하여 질소산화물과 이른바 매연으로 일컬어지는 입자상 물질을 동시에 저감하는 방법이 있으나 비용이 많이 들고 수명이 짧다는 단점이 있다.
황산화물에 의한 대기오염 저감방법에는 사전적 및 사후적 방법이 있다. 사전적 방법에는 저황연료(저황 원유나 석탄) 또는 청정연료(천연가스, LPG)를 선택하거나 석유제품을 미리 탈황(Desulfurization)하는 원천적 방법으로 가장 바람직하다. 사후적 방법으로는 중유나 석탄의 연소로 생긴 연도가스(Flue Gas)중의 아황산가스를 탈황한 뒤 굴뚝으로 배출하는 이른바 배연탈황법으로 경제성면에서 대규모 시설에만 적용가능하다.
따라서, 질소산화물 및 황산화물을 동시에 효율적으로 저감시키기 위한 안정적이고 경제적인 방법의 필요성이 요구되어지고 있다.
전 세계적으로 환경에 대한 관심이 높아지면서 유해물질의 배출규제가 강화되고 있다. 국제해사기구(IMO)는 2016년부터 배출제한구역(ECAs)내에서 선박의 NOx의 배출량을 기존의 20% 수준으로 감축시키는 규제를 시행 중에 있다. 현재 대표적인 NOx 제거기술로 SCR, EGR, 연료교체, 산화제를 이용한 제거 등이 있다.
대기로 배출되는 NOx의 약 90%를 차지하는 NO는 수용성이 매우 낮기 때문에 수용성이 높은 다른 질소산화물(NO2, HNO3, HNO2)등으로 산화시키면 습식 스크러버 내에서 제거가 가능하다. 대한민국 등록특허 '10-1696979'에서는 선박 배출물 처리 시스템 및 이를 이용한 처리 방법을 제시하고 있으며, 선박 배출물을 처리하는데 있어서 오존을 사용하며, 산화제를 이용한다. H2O2의 NO 산화율은 약 30%로써 높지 않으나, UV나 산화제를 이용하면 충분한 H2O2가 있을 때 NO 산화율은 100%가 되지만, UV나 산화제를 이용하는 방식은 추가 설비가 필요하기 때문에 공간과 무게가 제한 된 선박에 적용하기에 제약이 많다는 문제점이 있다.
KR 10-1696979
Oxidation and Removal of Emission from Ship Using Hydrogen Peroxide Photolysis, Clean Technol, Vol.23, No.3, 2017.11, pp.294-301
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은, 배기가스 배출구 내부에서 과산화수소(H2O2)의 열분해가 유도되는 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 습식 스크러버의 구조를 효율적인 처리효율을 위해서 특화된 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치는 배기가스 이송라인을 통해서 배기가스 발생원으로부터 발생된 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구와, 상기 유입구에서 상방향으로 상기 유입구로 투입되는 배기가스를 1/N 배분하여 방사상으로 분기되는 분기부를 구비하고, 상기 각 분기부의 단부에는 개별의 스크러버가 연통되어 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 상기 각 스크러버는 개별로 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 시스템을 구비하는 습식 스크러버부와; 상기 스크러버부의 일측와 연통하여 구비되고, ph 조절기가 구비되며 상기 크러버 내에서 반응공정을 거친 후 배출라인을 통해서 배출되는 오염수를 처리하는 수처리시스템과; 상기 수처리시스템에서도 산화되지 못한 잔류 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 포함한 오염수를 다시 상기 습식 스크러버부로 회송시키는 회수라인과; 상기 회수라인과 연통되고, 과산화수소(H2O2)를 공급하는 과산화수소 저장부와; 상기 회수라인과 연통되고, 수산화나트륨(NaOH)을 공급하는 수산화나트륨 저장부와; 상기 과산화수소 저장부와 상기 수산화나트륨 저장부와 상기 배기가스 이송라인과 연통되는 유입라인을 포함하여 구비되고, 상기 유입구로 투입되는 배기가스는 상기 분기부를 통해서 각 스크러버로 균일하게 분배되어 질소산화물과 황산화물을 제거하는 습식 스크러버부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치의 구성을 제공한다.
이때, 상기 유입라인을 통해서 상기 배기가스 이송라인으로 투입되는 과산화수소와상기 배기가스에 포함된 300~400℃ 배기열원을 이용한 열분해를 통해서 배기 가스에 포함된 NO의 소정의 비율을 산화시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 배기가스는 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 포함하고, 상기 습식 스크러버부 내에서 상기 과산화수소(H2O2) 수용액이 분사되며, 상기 배기가스 배출구 내부에서 과산화수소(H2O2)의 열분해가 유도되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리시스템에서 배출되는 처리수 중에서 산화되지 않은 잔량의 질소산화물(NOx)은 회수라인(10)을 통하여 과산화수소(H2O2)와 수산화나트륨(NaOH)와 소정의 비율로 혼합한 후, 다시 습식 스크러버부로 투입되는 구성을 특징으로 한다.
한편, 상기 수산화나트륨(NaOH)은 0 내지 0.03mol/L로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 pH 조절기(4)는 수용액의 pH를 7 내지 9로 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리 시스템(3)의 배출구에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx) 집진탱크(7)가 추가로 설치된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 습식 스크러버부는, 상기 배기가스 이송라인과 연통되고, 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구와, 상기 유입구로부터 1/N의 갯수로 분기되고, 유입구를 중심으로 상방향으로 소정의 각도에 대해서 방사상으로 분기하는 분기부와, 상기 분기부의 각 단부에는 각 스크러버가 연통하여 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 각 스크러버는 독립적인 처리 시스템으로 구비되고, 상기 유입구의 중심축을 중심으로 해서 상기 각 스크러버의 조합된 단면형상이 원형, 타원형 혹은 다각형으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 스크러버는, 상기 유입구의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼의 단면적을 가지는 개별 스크러버로 구성되고, 상기 스크러버가 합쳐져서 원형의 단면적을 가지는 습식 스크러버부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 각 스크러버는, 상기 유입구의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼 방사상으로 넓어지는 사다리꼴 형상의 단면적을 가지는 개별 스크러버로 구성되고, 상기 스크러버가 합쳐져서 소정의 다각형 형상의 단면적을 가지는 습식 스크러버부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 유입구로 투입되는 배기가스는, 상기 분기부에서 상기 각 스크러버로 균일하게 배분한 후, 상기 각 스크러버에서 각각 별도의 시스템으로 유입되는 배기가스를 균일하게 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법에 있어서, 배기가스 이송라인을 통해서 배기가스를 상기 유입라인으로 통해서 투입되는 과산화수소(H2O2)와 배기열을 이용하여 열분해하는 단계; 유입구를 통해서 유입되는 배기가스를 분기부에서 상기 각 스크러버로 균일하게 분기시키는 단계; 상기 각 스크러버 내에서 열분해된 상기 과산화수소(H2O2)가 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 산화시키는 단계; 상기 산화단계에서 발생하는 H+를 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 중화하는 단계; 상기 중화반응을 통해 나오는 처리수를 정화하는 수처리 단계; 및 상기 수처리 공정을 통해 나오는 물에 상기 과산화수소(H2O2) 및 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 다시 습식 스크러버로 회수시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 수처리 단계에서 pH 조절기를 이용하여 수처리 시스템 내부의 pH를 7 내지 9의 범위내에서 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리 단계 이후에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 집진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 기술인 과산화수소(H2O2) 저장탱크와 분사 노즐을 제외한 다른 설비가 필요하지 않기 때문에 추가적인 설비비용이 크지 않아 기존의 선박들에게 효과적으로 적용 할 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 반응이 간단하고 이차오염물질을 생성하지 않는 등 부작용이 없으며, 과산화수소(H2O2)의 양에 따라 NOx를 100% 제거 할 수 있다. 제거해야하는 NOx의 양이 많아질수록 과산화수소(H2O2)의 소모가 많기 때문에, NOx 배출량이 많지만 운행에 있어 배출제한구역(ECAs)의 비율이 낮은 대형컨테이너선박이나, 배출제한구역(ECAs)안에서만 운행하지만 NOx 배출량은 적은 소형선박 등에 효과적으로 적용 할 수 있다.
한편, 복수개의 독립적으로 동작하는 스크러버로 구성되는 습식 스크러버 시스템과, 배기라인에서 상기 각 개별의 스크러버로 연통되는 분기부의 구조상의 특징으로 인해서 스크러버의 처리효율을 극대화시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과산화수소(H2O2) 열분해를 이용한 습식스크러버 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 모사도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L/G 비율에 따른 NOx 배출량 및 SO2 제거율 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NOx 배출규제 만족을 위한 H2O2 소모량 및 H2O2 소모량: NO 제거량의 몰 비이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입구와 분기부로부터 각 스크러버로 연결되는 결합관계를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 9는 기존의 습식 스크러버의 구성에 있어서 배기가스가 스크러버 내부에서의 분포상태를 나타낸 것이다.
도 10 내지 11은 본 발명의 실시 예에 따른 습식 스크러버의 구성에서 스크러버 내부의 배기가스 분포상태를 나타낸 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과산화수소(H2O2) 열분해를 이용한 습식스크러버 개요도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 모사도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L/G 비율에 따른 NOx 배출량 및 SO2 제거율 그래프이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NOx 배출규제 만족을 위한 H2O2 소모량 및 H2O2 소모량: NO 제거량의 몰 비이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입구(8)와 분기부(11)로부터 각 스크러버로 연결되는 결합관계를 나타내는 도면이다. 도 8 내지 9는 기존의 습식 스크러버의 구성에 있어서 배기가스가 스크러버 내부에서의 분포상태를 나타낸 것이다. 도 10 내지 11은 본 발명의 실시 예에 따른 습식 스크러버의 구성에서 스크러버 내부의 배기가스 분포상태를 나타낸 것이다.
살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치는 배기가스 이송라인을 통해서 배기가스 발생원으로부터 발생된 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구(8)와, 상기 유입구(8)에서 상방향으로 상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스를 1/N 배분하여 방사상으로 분기되는 분기부(11)를 구비하고, 상기 각 분기부(11)의 단부에는 개별의 스크러버가 연통되어 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 상기 각 스크러버는 개별로 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 시스템을 구비하는 습식 스크러버부(2)와; 상기 스크러버부의 일측와 연통하여 구비되고, ph 조절기가 구비되며 상기 크러버 내에서 반응공정을 거친 후 배출라인을 통해서 배출되는 오염수를 처리하는 수처리시스템과; 상기 수처리시스템에서도 산화되지 못한 잔류 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 포함한 오염수를 다시 상기 습식 스크러버부(2)로 회송시키는 회수라인과; 상기 회수라인과 연통되고, 과산화수소(H2O2)를 공급하는 과산화수소 저장부와; 상기 회수라인과 연통되고, 수산화나트륨(NaOH)을 공급하는 수산화나트륨 저장부와; 상기 과산화수소 저장부와 상기 수산화나트륨 저장부와 상기 배기가스 이송라인과 연통되는 유입라인을 포함하여 구비되고, 상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스는 상기 분기부(11)를 통해서 각 스크러버로 균일하게 분배되어 질소산화물과 황산화물을 제거하는 습식 스크러버부(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치의 구성을 제공한다.
이때, 상기 유입라인을 통해서 상기 배기가스 이송라인으로 투입되는 과산화수소와상기 배기가스에 포함된 300~400℃ 배기열원을 이용한 열분해를 통해서 배기 가스에 포함된 NO의 소정의 비율을 산화시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 배기가스는 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 포함하고, 상기 습식 스크러버부(2) 내에서 상기 과산화수소(H2O2) 수용액이 분사되며, 상기 배기가스 배출구 내부에서 과산화수소(H2O2)의 열분해가 유도되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리시스템에서 배출되는 처리수 중에서 산화되지 않은 잔량의 질소산화물(NOx)은 회수라인(10)을 통하여 과산화수소(H2O2)와 수산화나트륨(NaOH)와 소정의 비율로 혼합한 후, 다시 습식 스크러버부(2)로 투입되는 구성을 특징으로 한다.
한편, 상기 수산화나트륨(NaOH)은 0 내지 0.03mol/L로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 pH 조절기(4)는 수용액의 pH를 7 내지 9로 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리 시스템(3)의 배출구에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx) 집진탱크(7)가 추가로 설치된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 습식 스크러버부(2)는, 상기 배기가스 이송라인과 연통되고, 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구(8)와, 상기 유입구(8)로부터 1/N의 갯수로 분기되고, 유입구(8)를 중심으로 상방향으로 소정의 각도에 대해서 방사상으로 분기하는 분기부(11)와, 상기 분기부(11)의 각 단부에는 각 스크러버가 연통하여 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 각 스트러버는 독립적인 처리 시스템으로 구비되고, 상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 해서 상기 각 스트러버의 조합된 단면형상이 원형, 타원형 혹은 다각형으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 스트러버는, 상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼의 단면적을 가지는 개별 스트러버로 구성되고, 상기 스트러버가 합쳐져서 원형의 단면적을 가지는 습식 스트러버부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 각 스트러버는, 상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼 방사상으로 넓어지는 사다리꼴 형상의 단면적을 가지는 개별 스트러버로 구성되고, 상기 스트러버가 합쳐져서 소정의 다각형 형상의 단면적을 가지는 습식 스트러버부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스는, 상기 분기부(11)에서 상기 각 스트러버로 균일하게 배분한 후, 상기 각 스트러버에서 각각 별도의 시스템으로 유입되는 배기가스를 균일하게 처리하는 것을 특징으로 한다.
입구에 배기가스 통로가 연결되고 출구에 배출라인(9)이 연결된 습식 스크러버(2); 상기 배기가스 통로 내부와 유입라인(8)으로 연결되어 연결부 말미에 과산화수소(H2O2) 분사노즐이 장착되고, 회수라인(10)과 연결된 과산화수소(H2O2) 저장부(5); 및 상기 회수라인(10)과 연결된 수산화나트륨(NaOH) 저장부(6);를 포함하고, 상기 습식 스크러버 내에서 상기 과산화수소(H2O2) 수용액이 분사되며, 상기 배기가스 배출구 내부에서 과산화수소(H2O2)의 열분해가 유도되는 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 제공한다.
배기가스는 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 포함하고, 상기 과산화수소(H2O2) 수용액과 열분해에 의해 제거된다. 또한, 습식 스크러버(2) 내부로 투입되는 기체 대비 수용액(L/G, 단위 L/m3)비율은 0.4이상이며, 과산화수소(H2O2)는 질소산화물(NOx)과 몰비 0.3 ~ 1.4의 비율로 사용될 수 있다. 과산화수소(H2O2)는 300~400℃에서 열분해 되어 질소산화물의 일부를 산화시키며, 산화되지 않은 잔량의 질소산화물은 습식 스크러버 내부에서 과산화수소(H2O2) 수용액에 의해 산화되어 물에 녹아 제거될 수 있다. 이러한 특성 또는 과정은 하기 설명 및 실시예에 의해 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과산화수소(H2O2) 열분해를 이용한 습식 스크러버 개요도이다.
선박용 디젤엔진(1)으로부터 발생하는 배기가스는 유입라인(8)을 따라 연결된 과산화수소(H2O2) 저장탱크(5)로부터 공급된 과산화수소(H2O2)를 분사노즐을 통해 배기가스로 분사한다. 분사된 과산화수소(H2O2)는 열분해되고, 습식 스크러버(2)에서 반응하여 질소산화물(NOx)을 제거하게 된다. 산화되지 않은 잔량의 질소산화물(NOx)은 회수라인(10)을 통해 다시 습식 스크러버(2)로 보내지게 된다.
2NO + 3H2O2 ↔ 2H+ + 2NO3 - + 2H2O
위의 반응식처럼, 일산화질소(NO)가 과산화수소(H2O2)와 반응할 때, H+가 생성되는데, 이것이 많아지면 반응식의 역반응 속도가 증가하고, 이것을 제거하면 르샤틀리에의 원리에 의해 정반응속도가 증가하기 때문에 이를 위해 NaOH가 사용된다. NaOH 저장탱크(6)를 두어 상기 회수라인(10)에 과산화수소(H2O2) 수용액 및 NaOH가 첨가된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
입구에 배기가스 배출구가 연결되고 출구에 배출라인(9)이 연결된 습식 스크러버(2); 상기 배기가스 배출구 내부와 유입라인(8)으로 연결된 말미에 과산화수소(H2O2) 분사노즐이 장착되고, 회수라인(10)과 연결된 과산화수소(H2O2) 저장부(5); 회수라인(10)과 연결된 수산화나트륨(NaOH) 저장부(6); 및 상기 습식 스크러버(2)의 배출라인(9)과 연결되며, pH 조절기(4)가 장착된 수처리 시스템(3);를 포함하고, 상기 습식 스크러버 내에서 상기 과산화수소(H2O2) 수용액이 분사되며, 상기 배기가스 배출구 내부에서 과산화수소(H2O2)의 열분해가 유도되는 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 제공한다.
수처리 시스템(3)을 통과하여 나오는 정화된 물은 회수라인(10)을 통하여 과산화수소(H2O2)와 수산화나트륨(NaOH)이 혼합되고, 다시 습식 스크러버(2)로 순환될 수 있다. 또한, 수산화나트륨(NaOH)은 0 내지 0.03mol/L로 혼합되며, pH 조절기(4)는 수용액의 pH를 7 내지 9로 조절할 수 있고, 수처리 시스템(3)의 배출구에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx) 집진탱크(7)가 추가로 설치될 수 있다.
습식 스크러버(2) 내 반응을 통해 나오는 오염된 물은 배출라인(9)을 통해 폐수 처리하는 수처리 시스템(3)으로 보내질 수 있다. 또한, 수처리 시스템(3)에는 pH 조절기(4)가 적용되어 NaOH의 적정 농도를 조절할 수 있다.
또한, NaOH 저장 탱크(6)를 두어 질소산화물의 산화율을 높이기 위해 과산화수소(H2O2)에 NaOH를 첨가하는 공정이 적용될 수 있고, 회수라인(10)을 통해 습식 스크러버(2)로 재공급될 수 있다. 또한, 미세먼지(PM), 황산화물, 질소산화물 집진 탱크(7)를 두어 수처리로 인해 나오는 미세먼지(PM), 질소산화물, 황산화물 등을 저장할 수 있다.
선박용 습식 스크러버(2)는 열기관에서 발생하는 배기가스의 분진을 제거하기 위한 선박용 습식 스크러버에 있어서, 상기 배기가스를 세정하기 위한 세정액이 분사되는 챔버를 갖는 하우징과, 상기 챔버를 배기가스유입로와 세정액저장부로 분할하는 열전모듈 파티션을 포함하고, 상기 열전모듈 파티션은 상기 배기가스 유입로측 배기가스와 접촉하는 고온부와 상기 세정액 저장부 측 세정액과 접촉하는 저온부를 가지도록 상기챔버 내에 배치될 수 있다.
습식 스크러버의 원리는 액적, 액막, 기포등에 의해 함진가스를 세정하여 입자에 부착, 입자상호간의 응집을 촉진시켜 직접 가스의 흐름으로부터 입자를 분리 시키는 장치이다. 습식 스크러버의 일반적인 포집원리는 액적에 입자가 충돌하여 부착, 미립자 확산에 의한 입자간 응집, 배기가스의 증습에 의한 입자간 응집, 입자를 핵으로 증기의 응결 및 응집성 촉진 또는 기포에 입자가 접촉하여 부착이 될 수 있다. 사용되는 액체는 주로 물(water)이지만 경우에 따라서 표면 활성제를 사용하기도 하며 최종적으로 mist가 인근지역으로 비산되는 것을 방지하기 위하여 데미스터(demister)를 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 과산화수소(H2O2)는 분사노즐을 통해 배기가스 배출구로 분사된다. 분사 노즐은 처리용량에 따라 복수 개를 설치할 수 있고, 복수 개의 액적 분사 노즐을 설치할 경우에는 액적 분사각도를 조절하여 서로 다른 액적 분사 노즐에서 분사된 액적 사이에 간섭이 일어나지 않게 하고, 액적이 탱크 벽면에 접촉하는 것을 최소화하는 것이 반응에 효율을 증가시킬 수 있다. 액적 분사 노즐의 노즐경을 조절하여 액적의 입경을 80 내지 200 ㎛로 변화시킬 수 있다. 상기 입경의 변화를 통해 열분해 반응을 조절할 수 있다.
과산화수소(H2O2)를 열분해시키면 질소산화물을 효과적으로 산화시킬 수 있다. 과산화수소(H2O2)는 약 300℃에서 열분해가 되고, 바람직하게는 450~550℃에서 OH·로 균일하게 열분해가 된다.
상기 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법에 있어서, 배기가스 이송라인을 통해서 배기가스를 상기 유입라인으로 통해서 투입되는 과산화수소(H2O2)와 배기열을 이용하여 열분해하는 단계; 유입구(8)를 통해서 유입되는 배기가스를 분기부(11)에서 상기 각 스트러버로 균일하게 분기시키는 단계; 상기 각 스크러버 내에서 열분해된 상기 과산화수소(H2O2)가 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 산화시키는 단계; 상기 산화단계에서 발생하는 H+를 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 중화하는 단계; 상기 중화반응을 통해 나오는 처리수를 정화하는 수처리 단계; 및 상기 수처리 공정을 통해 나오는 물에 상기 과산화수소(H2O2) 및 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 다시 습식 스크러버로 회수시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 수처리 단계에서 pH 조절기를 이용하여 수처리 시스템 내부의 pH를 7 내지 9의 범위내에서 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수처리 단계 이후에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 집진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면,
배기가스를 이용하여 과산화수소(H2O2)를 열분해하는 단계; 열분해된 상기 과산화수소(H2O2)가 습식 스크러버 내에서 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 산화하는 단계; 상기 산화단계에서 발생하는 H+를 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 중화하는 단계; 반응을 통해 나오는 물을 정화하는 수처리 단계; 및 상기 수처리 공정을 통해 나오는 물에 상기 과산화수소(H2O2) 및 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 다시 습식 스크러버로 회수하는 단계;로 구성된 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거공정을 제공한다.
pH 조절기(4)는 수처리 시스템(3) 내부의 pH를 7 내지 9로 조절하며, 수처리 공정 이후에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 집진하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거공정을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정모사도이다.
H2O2 수용액을 이용한 스크러버의 SOx와 NOx의 제거효율을 보기 위해 타겟 엔진과 일반적인 배기가스 성분 데이터를 바탕으로 공정모사를 통해 시뮬레이션을 진행하였다.
선박 배기가스의 온도가 약 350℃로 고온이기 때문에 과산화수소(H2O2)의 열분해를 이용하여 NO를 산화시킬 수 있다. 과산화수소(H2O2)와 NO의 중간 반응은 매우 빠른시간에 진행되기 때문에 모든 반응식을 공정모사에 이용 할 수 없으므로, 다음의 중간생성물을 제외한 통합반응식의 반응속도를 이용하여 공정모사를 진행할 수 있다.
따라서 본 발명은 하기 H2O2와 NO의 통합반응식을 이용하여 주어진 운전조건에서 NOx의 제거에 따라 필요한 H2O2를 계산할 수 있다.
3HNO2 ↔ HNO3 + 2NO + H2O
HNO2 + H2O2 → HNO3 + H2O
∴ 2NO + 3H 2 O 2 → 2HNO 3 + 2H 2 O
항목 Unit 1 2 3 4 5 6
H2O2 consumption kmol/h 22.36 16.46 12.60 7.75 2.91 0.17
De-NO rate kmol/h 16.49 12.29 9.49 5.98 2.48 0.50
H2O2:NO ratio mol 1.36 1.34 1.33 1.29 1.17 0.34
표 1은 NOx 배출규제를 만족시키는 과산화수소(H2O2) 소모량을 나타낸다.본 발명에서 H2O2:NO의 사용되는 몰 비는 0.3~1.4일 때 NOx의 배출규제를 만족 시킬 수 있기 때문에 가장 바람직하다.
본 발명에서 질소산화물이 저감되는 작용기전과 그 반응식은 다음과 같다.
H2O2 → 2 ·OH ( by Thermal-decomposition)
H2O2 + ·OH → HO2· + H2O
·OH + ·OH → H2O2
HO2· + HO2· → H2O2 + O2
HO2· + ·OH → H2O + O2
NO + ·OH → HNO2
NO + ·OH → NO2 + ·H
NO2 + ·OH → HNO3
HNO2 + ·OH → HNO3 + ·H
과산화수소(H2O2)는 분해되어 OH 라디칼이 발생한다. 단, 과산화수소(H2O2)가 완전히 OH 라디칼로 전환되는 것은 아니며, 대기압의 배기가스 조건하에서 430℃일 때 과산화수소(H2O2)가 OH 라디칼로의 전환율이 가장 높다. 그 후, 과산화수소(H2O2)가 OH 라디칼과 반응하여 물(H2O)과 HO2로 존재한다. 한편, 일반적으로 연소과정에서 발생하는 질소산화물의 90~95%는 NO이며, 나머지는 NO2 또는 N2O이다.
엔진의 배기가스의 온도가 약 300~400℃이기 때문에 과산화수소(H2O2)의 열분해를 이용하여 NO를 산화시킬 수 있다. 엔진에서 나오는 배기가스에 과산화수소(H2O2)를 분사하게 되면 과산화수소(H2O2)의 일부는 열분해 되어 NO를 산화시킨다. 산화되지 않은 NO는 습식스크러버로 들어가 H2O2 수용액에 의해 다른 질소산화물로 산화되어 물에 녹아 제거 된다.
이와 같은 질소산화물을 함유하는 배기가스를 과산화수소수와 접촉시키면 HO2 와 NO가 반응하여 NO는 NO2로 전환된다.
상기 NO2로 전환된 반응물에 물을 분사하면 질소산화물은 NO2 함유 수용액으로 된다. NO2는 물에 잘 용해되는 성질을 가지고 있기 때문에, 물을 분사함으로써 쉽게 NO2 함유 수용액이 얻어진다.
또한 스크러버내에서 과산화수소(H2O2)수용액을 이용한 NO의 산화율을 높이기 위해서 NaOH를 이용한다. NaOH를 사용하는 이유는 다음과 같다.
NO가 산화하면 다량의 H+가 발생하고, 수용액에서 H+의 농도가 높아질수록 역반응이 유리해지기 때문에 NaOH의 OH-로 중화를 시켜 정반응이 유도되도록한다.
하기 반응식은 NaOH를 이용하여 H+를 중화시키는 반응식이다.
NO + ·OH ↔ H+ +NO2-
2NO + 3H2O2 ↔ 2H+ + 2NO3- + 2HO
NaOH의 이온화로 생긴 OH- 이온이 H+와 만나 산화·환원 반응을 일으켜 H+를 효과적으로 제거하기 때문에 NaOH를 이용하면 NO의 산화율을 높일 수 있다. NaOH의 사용량이 늘어날수록 수용액의 pH는 증가하고, 사용량이 줄어들면 비례하여 감소하게 된다. NaOH의 사용량은 0~0.03mol/L로 pH농도에 따라 조절하여 수용액은 pH 7 내지 9의 약 알칼리를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위해 공정내부에 pH 조절기(4)가 적용될 수 있다.
pH의 조절기의 목적은 NaOH의 농도에 따라 NO의 산화율이 변하기 때문에 과산화수소(H2O2) 수용액의 pH를 일정하게 유지시키기 위함이다. 또한, 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)이 녹아있는 수용액을 정화하기 위해 수처리 시스템(3)을 사용할 수 있다.
수처리 시스템(3)을 통과하여 나오는 물은 회수라인(10)을 통해 과산화수소(H2O2) 및 수산화나트륨(NaOH)과 혼합되어 다시 스크러버로 들어가서 산화되지 못한 잔류 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 한번 더 제거하게 되어 제거효율을 높일 수 있다.
상기 포집된 질소산화물(NOx)함유 수용액은 미생물을 이용한 폐수처리로 분해될 수 있다. 미생물을 이용한 폐수처리는 NO2를 장시간 두면 NO2 - 가 되고 이 물질은 미생물의 먹이로 이용되어 분해된다.
또한, 상기에서 얻어진 NO2, 황산화물은 집진탱크로 이동하여 저장이 가능하다. NO2 함유 수용액은 일반적으로 피트내에 포집하여 저장하며, 피트는 수평방향으로 이동하는 수용액이 하중에 의해 하강하도록 절곡시켜 다른 배기가스 성분으로부터 상기 NO2 함유 수용액이 쉽게 분리되도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이들 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 배기가스 분석
과산화수소(H2O2) 수용액을 이용한 스크러버의 SOx와 NOx의 제거효율을 보기 위해 엔진 배기가스 성분 데이터 표 2 및 표 3을 바탕으로 시뮬레이션을 진행하였다.
Component Typical normalized
N2 75.80% 76.135%
O2 13.00% 13.057%
H2O 5.35% 5.374%
CO2 5.20% 5.223%
SOx 600ppm 602.265ppm
NOx 1500ppm 1506.663ppm
etc. -
Total. 99.56% 100%
표 2는 일반적인 저속 2행정 엔진의 배기가스 성분 및 공정모사 데이터이다.상기 데이터를 통하여 배기가스 성분중에 SOx와 NOx가 포함되어 있다는 사실을 알 수 있다.
Power and rpm 39,938 kW x 73.6 rpm
Exhaust gas temperature 365℃
Before turbine temperature 342℃
After turbine temperature 193℃
NOx 15.79g/kWh
표 3은 타겟 엔진 MAN 11S90ME-C9.2(75% load)의 측정 값을 나타낸다.타겟 엔진의 배기가스 온도 365℃는 약 300℃에서 열분해되는 과산화수소(H2O2)의 분해조건을 만족한다고 할 수 있다.
<실시예 2> SOx의 제거율 테스트
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L/G 비율에 따른 NOx 배출량 및 SO2 제거율 그래프이다.
L/G 비율은 스크러버에 들어가는 가스 대비 물의 양을 나타낸다.
SOx는 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있기 때문에 물의 양에 따라 SOx 제거율이 달라진다.
그러므로 도 3의 결과를 통해보면, SOx의 제거율이 99%가 되려면 L/G(단위 = L/m3) 비율이 0.4이 되어야 바람직하다.
<실시예 3> 배출규제 만족을 위한 과산화수소(H 2 O 2 ) 소모량 테스트
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NOx 배출규제 만족을 위한 H2O2 소모량 및 H2O2 소모량: NO 제거량의 몰 비이다.
테스트는 공정모사를 이용하여 진행하였다. 공정모사에서는 과산화수소(H2O2)와 NO의 반응 중 중간 생성물인 HNO2는 매우 불안정하기 때문에 통합 반응식을 이용하였고, 일반적인 SOx의 반응식도 함께 이용하였다.
3HNO2 ↔ HNO3 + 2NO + H2O
HNO2 + H2O2 → HNO3 + H2O
∴ 2NO + 3H 2 O 2 → 2HNO 3 + 2H 2 O
항목 Unit 1 2 3 4 5 6
H2O2 consumption kmol/h 22.36 16.46 12.60 7.75 2.91 0.17
De-NO rate kmol/h 16.49 12.29 9.49 5.98 2.48 0.50
H2O2:NO ratio mol 1.36 1.34 1.33 1.29 1.17 0.34
표 4는 공정모사를 통한 NOx 배출규제를 만족시키는 범위 내 과산화수소(H2O2) 소모량을 나타낸다. 도 4 및 표 4를 참조하면, 공정모사 결과 H2O2:NO의 몰 비가 약 0.3~1.4일 때 NOx의 배출규제를 만족 시킬 수 있다는 사실을 알 수 있다.
한편, 도 8 내지 11을 살펴보면, 도 8 내지 9는 기존의 습식 스크러버의 구성에 있어서 배기가스가 스크러버 내부에서의 분포상태를 나타낸 것이고, 도 10 내지 11은 본 발명의 실시 예에 따른 습식 스크러버의 구성에서 스크러버 내부의 배기가스 분포상태를 나타낸 것이다.
도 8 내지 9에서와 같이, 기존의 습식 스크러버 일측면에 1개소 형성된 유입를 통해서 배기가스가 유입되는 경우에 습식 스크러버 내부에는 유입구(8)의 반대면으로 배기가스가 집중되는 경향을 보이는 것을 알 수 있다.
이를 통해서, 상기 습식 스크러버 내부에서는 배기가스가 일측으로 편중되는 현상으로 인해 그 처리가 내부에서 균일하게 이루어지지 않는 다는 것을 확인할 수 있다.
반면 도 10 내지 11을 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 습식 스크러버의 구성을 적용한 경우에는, 상기 도 8 내지 9에서와는 달리 상기 습식 스크러버 내부에서 상대적으로 균일하게 배기가스가 확산하여 분포하는 것을 확인할 수 있다.
1 : 엔진 2 : 습식 스크러버부
3 : 수처리 시스템 4 : pH 조절기
5 : H2O2 저장부 6 : NaOH 저장부
7 : PM, 황산화물, 질소산화물 집진 탱크 8 : 유입라인
9 : 배출라인 10: 회수라인
11. 분기부 20: 스크러버

Claims (14)

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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버를 이용하여 배기가스에 포함되는 NOx와 SOx 제거장치에 있어서,
    배기가스 이송라인을 통해서 배기가스 발생원으로부터 발생된 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구(8)와, 상기 유입구(8)에서 상방향으로 상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스를 1/N 배분하여 방사상으로 분기되는 분기부(11)를 구비하고,
    상기 각 분기부(11)의 단부에는 개별의 스크러버가 연통되어 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 상기 각 스크러버는 개별로 질소산화물 및 황산화물을 제거하는 시스템을 구비하는 습식 스크러버부(2)와;
    상기 스크러버부의 일측와 연통하여 구비되고, ph 조절기가 구비되며 상기 스크러버 내에서 반응공정을 거친 후 배출라인을 통해서 배출되는 오염수를 처리하는 수처리시스템과;
    상기 수처리시스템에서도 산화되지 못한 잔류 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)을 포함한 오염수를 다시 상기 습식 스크러버부(2)로 회송시키는 회수라인과;
    상기 회수라인과 연통되고, 과산화수소(H2O2)를 공급하는 과산화수소 저장부와;
    상기 회수라인과 연통되고, 수산화나트륨(NaOH)을 공급하는 수산화나트륨 저장부와;
    상기 과산화수소 저장부와 상기 수산화나트륨 저장부와 상기 배기가스 이송라인과 연통되는 유입라인을 포함하여 구비되고,
    상기 습식 스크러버부(2)는,
    상기 배기가스 이송라인과 연통되고, 배기가스를 상방향으로 이송시키는 유입구(8)와,
    상기 유입구(8)로부터 1/N의 갯수로 분기되고, 유입구(8)를 중심으로 상방향으로 소정의 각도에 대해서 방사상으로 분기하는 분기부(11)와,
    상기 분기부(11)의 각 단부에는 각 스크러버가 연통하여 구비되고, 상기 스크러버는 동일한 단면적으로 구비되고, 각 스크러버는 독립적인 처리 시스템으로 구비되고,
    상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 해서 상기 각 스크러버의 조합된 단면형상이 원형, 타원형 혹은 다각형으로 구비되며,
    상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스는 상기 분기부(11)를 통해서 각 스크러버로 균일하게 분배되어 질소산화물과 황산화물을 제거하는 습식 스크러버부(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 각 스크러버는,
    상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼의 단면적을 가지는 개별 스크러버로 구성되고, 상기 스크러버가 합쳐져서 원형의 단면적을 가지는 습식 스크러버부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 각 스크러버는,
    상기 유입구(8)의 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼 방사상으로 넓어지는 사다리꼴 형상의 단면적을 가지는 개별 스크러버로 구성되고, 상기 스크러버가 합쳐져서 소정의 다각형 형상의 단면적을 가지는 습식 스크러버부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 유입구(8)로 투입되는 배기가스는,
    상기 분기부(11)에서 상기 각 스크러버로 균일하게 배분한 후, 상기 각 스크러버에서 각각 별도의 시스템으로 유입되는 배기가스를 균일하게 처리하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치.
  12. 제 8항에 기재된 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법에 있어서,
    배기가스 이송라인을 통해서 배기가스를 상기 유입라인으로 통해서 투입되는 과산화수소(H2O2)와 배기열을 이용하여 열분해하는 단계;
    유입구(8)를 통해서 유입되는 배기가스를 분기부(11)에서 상기 각 스크러버로 균일하게 분기시키는 단계;
    상기 각 스크러버 내에서 열분해된 상기 과산화수소(H2O2)가 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 산화시키는 단계;
    상기 산화단계에서 발생하는 H+를 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 중화하는 단계;
    상기 중화단계을 통해 나오는 처리수를 정화하는 수처리 단계; 및
    상기 수처리 단계을 통해 나오는 물에 상기 과산화수소(H2O2) 및 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 다시 습식 스크러버로 회수시키는 단계;를 포함하여 구성되는
    과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 수처리 단계에서 pH 조절기를 이용하여 수처리 시스템 내부의 pH를 7 내지 9의 범위내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 수처리 단계 이후에 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)을 집진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소의 열분해를 이용한 습식 스크러버 내 NOx와 SOx 제거장치를 이용한 제거방법.
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