KR102156713B1 - Gas treating method and gas treating apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정; 상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 발생한 산성가스에, 나트륨제를 공급하는 과정; 및 상기 산성가스에 함유된 황화수소와 상기 나트륨제를 반응시켜, 상기 황화수소를 제거하고 부산물을 생성하는 과정;을 포함하고, 가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있다.The present invention is a process of purifying coke oven gas; Supplying a sodium agent to the acid gas generated in the process of purifying the coke oven gas; And a process of reacting hydrogen sulfide contained in the acidic gas with the sodium agent to remove the hydrogen sulfide and to generate a by-product. It includes, and hydrogen sulfide contained in the gas can be effectively removed.

Description

가스 처리방법 및 가스 처리설비{GAS TREATING METHOD AND GAS TREATING APPARATUS}Gas treatment method and gas treatment facility {GAS TREATING METHOD AND GAS TREATING APPARATUS}

본 발명은 가스 처리방법 및 가스 처리설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있는 가스 처리방법 및 가스 처리설비에 관한 것이다.The present invention relates to a gas treatment method and a gas treatment facility, and more particularly, to a gas treatment method and gas treatment facility capable of effectively removing hydrogen sulfide contained in a gas.

일반적으로 석탄을 활용하여 코크스를 제조하는 공정에서 발생하는 가스를 코크스 오븐 가스(COG: Coke Oven Gas)라고 한다. 코크스 오븐 가스는 제철소에서 열원이나 환원용 가스로 사용이 가능하다. 그러나 코크스 오븐 가스에 타르 등의 먼지 성분과 황화수소 및 암모니아 등의 불순물이 함유되어 있기 때문에, 코크스 오븐 가스를 제철공정에 바로 사용할 수 없다. 따라서, 코크스 오븐 가스에서 불순물을 제거하는 정제공정을 수행한다.In general, the gas generated in the process of manufacturing coke using coal is referred to as coke oven gas (COG). Coke oven gas can be used as a heat source or reduction gas in steel mills. However, since the coke oven gas contains dust components such as tar and impurities such as hydrogen sulfide and ammonia, the coke oven gas cannot be used directly in the iron making process. Therefore, a purification process of removing impurities from the coke oven gas is performed.

코크스 오븐 가스의 정제방법은 공정조건에 따라 습식법과 건식법으로 분류된다. 습식법은 코크스 오븐 가스에 함유된 불순물과 반응성이 좋은 용액을 코크스 오븐 가스와 접촉시켜, 코크스 오븐 가스에 함유된 불순물을 제거하는 방법이다. 습식법으로 코크스 오븐 가스를 처리하는 과정에서, 황화수소, 암모니아, 및 이산화탄소 등을 함유하는 산성가스가 생성된다.The purification method of coke oven gas is classified into a wet method and a dry method according to the process conditions. The wet method is a method of removing impurities contained in the coke oven gas by contacting a solution having high reactivity with impurities contained in the coke oven gas with the coke oven gas. In the process of treating the coke oven gas by the wet method, acidic gas containing hydrogen sulfide, ammonia, carbon dioxide, and the like is generated.

종래에는 클라우스 반응기를 사용하여, 산성가스 내 황화수소를 유황으로 전환하여 처리하였다. 그러나 황화수소를 유황으로 전환될 수 있는 전환율에 한계가 있기 때문에, 산성가스 중 일부가 미처리되는 문제가 발생한다. Conventionally, a Klaus reactor was used to convert hydrogen sulfide in an acidic gas into sulfur for treatment. However, since there is a limit to the conversion rate at which hydrogen sulfide can be converted to sulfur, there is a problem that some of the acid gases are untreated.

또한, 미처리된 산성가스를 처리하기 위한 별도의 공정을 수행해야만 한다. 즉, 클라우스 반응기로 산성가스에 함유된 황화수소를 1차로 제거하고, 별도의 장치를 더 구비하여 산성가스에 함유된 황화수소를 2차로 제거해야 했다. 이러한 별도의 공정은 고온 및 고압의 분위기에서 촉매반응을 이용하여 수행되기 때문에, 많은 비용이 필요하고, 제철소에서 사용하지 못하는 부산물이 많이 생성되는 문제가 있다. In addition, a separate process for treating untreated acidic gas must be performed. That is, hydrogen sulfide contained in the acid gas was firstly removed by the Klaus reactor, and a separate device was further provided to remove hydrogen sulfide contained in the acid gas secondly. Since such a separate process is performed using a catalytic reaction in an atmosphere of high temperature and high pressure, a large cost is required, and there is a problem in that many by-products that are not used in steel mills are generated.

KRKR 10-174273510-1742735 BB

본 발명은 가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있는 가스 처리방법 및 가스 처리설비를 제공한다.The present invention provides a gas treatment method and gas treatment equipment capable of effectively removing hydrogen sulfide contained in a gas.

본 발명은 가스에서 황화수소를 제거하면서 재사용할 수 있는 부산물을 생성할 수 있는 가스 처리방법 및 가스 처리설비를 제공한다.The present invention provides a gas treatment method and gas treatment equipment capable of generating a reusable by-product while removing hydrogen sulfide from a gas.

본 발명은 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정; 상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 발생한 산성가스에, 나트륨제를 공급하는 과정; 및 상기 산성가스에 함유된 황화수소와 상기 나트륨제를 반응시켜, 상기 황화수소를 제거하고 부산물을 생성하는 과정;을 포함한다.The present invention is a process of purifying coke oven gas; Supplying a sodium agent to the acid gas generated in the process of purifying the coke oven gas; And a process of reacting hydrogen sulfide contained in the acid gas with the sodium agent to remove the hydrogen sulfide and to generate a by-product.

상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정은, 상기 코크스 오븐 가스를, 황화수소를 흡수할 수 있는 처리액에 접촉시키는 과정; 및 황화수소를 흡수한 처리액을 황화수소와 분리시키는 과정;을 포함하고, 상기 산성가스는 처리액과 황화수소를 분리하는 과정에서 생성된다.The process of purifying the coke oven gas may include bringing the coke oven gas into contact with a treatment liquid capable of absorbing hydrogen sulfide; And a process of separating the hydrogen sulfide from the treatment liquid absorbing hydrogen sulfide from the hydrogen sulfide, wherein the acid gas is generated in the process of separating the treatment liquid from the hydrogen sulfide.

상기 산성가스에 나트륨제를 공급하기 전에, 상기 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거하는 과정을 더 포함한다.Before supplying the sodium agent to the acidic gas, a process of removing some of the carbon dioxide contained in the acidic gas is further included.

상기 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거하는 과정은, 상기 산성가스를 냉각시켜, 상기 이산화탄소를 고상화하는 과정을 포함한다.The process of removing some of the carbon dioxide contained in the acid gas includes a process of solidifying the carbon dioxide by cooling the acid gas.

상기 이산화탄소를 고상화하는 과정은, 상기 이산화탄소와 상기 산성가스에 함유된 암모니아를 함께 냉각시켜 탄산암모늄염으로 고상화하는 과정을 포함한다.The process of solidifying the carbon dioxide includes cooling the carbon dioxide and ammonia contained in the acidic gas together to solidify the carbon dioxide into an ammonium carbonate salt.

상기 나트륨제는 수산화나트륨을 포함하고, 상기 부산물은 황화수소나트륨을 포함한다.The sodium agent includes sodium hydroxide, and the by-product includes sodium hydrogen sulfide.

상기 산성가스에 나트륨제를 공급한 후, 상기 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와 상기 나트륨제를 반응시켜 탄산나트륨을 생성하는 과정을 더 포함한다.After supplying the sodium agent to the acidic gas, the step of reacting the sodium agent with carbon dioxide not removed from the acidic gas to produce sodium carbonate.

상기 탄산나트륨을 생성하는 과정은, 상기 탄산나트륨과 상기 황화수소나트륨을 고액분리하는 과정을 포함한다.The process of generating the sodium carbonate includes a process of solid-liquid separation of the sodium carbonate and the sodium hydrogen sulfide.

상기 탄산나트륨을 생성한 후에, 상기 탄산나트륨을 건조하는 과정; 및 건조된 탄산나트륨을 석탄가스화 공정에 사용하는 과정;을 더 포함한다.After generating the sodium carbonate, drying the sodium carbonate; And a process of using the dried sodium carbonate in the coal gasification process.

상기 건조된 탄산나트륨을 석탄가스화 공정에 사용하는 과정은, 탄산나트륨과 석탄을 반응시켜 수소 발생을 촉진시키는 과정을 포함한다.The process of using the dried sodium carbonate in the coal gasification process includes a process of promoting hydrogen generation by reacting sodium carbonate and coal.

상기 산성가스에 나트륨제를 공급하기 전에, 상기 수산화나트륨을 물에 녹여 수용액 형태의 나트륨제를 마련하는 과정을 더 포함하고, 상기 산성가스에 나트륨제를 공급하는 과정은, 상기 수용액 형태의 나트륨제에 상기 산성가스를 통과시키는 과정을 포함한다.Before supplying the sodium agent to the acidic gas, the step of dissolving the sodium hydroxide in water to prepare a sodium agent in the form of an aqueous solution, the process of supplying the sodium agent to the acidic gas, the sodium agent in the aqueous solution form Including the process of passing the acid gas.

본 발명은 코크스 오븐 가스를 정제할 수 있는 정제장치; 상기 정제장치와 연결되고, 정제된 코크스 오븐 가스를 저장할 수 있는 저장장치; 및 상기 정제장치와 연결되고, 상기 코크스 오븐 가스를 정제하면서 발생한 산성가스를 처리할 수 있는 가스 처리장치;를 포함하고, The present invention is a purification device capable of purifying coke oven gas; A storage device connected to the purification device and capable of storing purified coke oven gas; And a gas processing device connected to the purification device and capable of processing acid gas generated while purifying the coke oven gas.

상기 가스 처리장치는, 상기 산성가스가 처리될 수 있는 내부공간을 가지는 용기부, 및 상기 용기부와 연결되고, 황화수소와 반응하여 부산물을 생성하는 나트륨제를 상기 용기부에 공급할 수 있는 공급부를 포함한다.The gas processing device includes a container part having an internal space in which the acidic gas can be treated, and a supply part connected to the container part and capable of supplying a sodium agent that reacts with hydrogen sulfide to generate a by-product to the container part. do.

상기 가스 처리장치는, 상기 정제장치와 상기 용기부 사이에 설치되고, 상기 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거할 수 있는 제거부를 더 포함한다.The gas treatment device further includes a removal unit installed between the purification device and the container unit and capable of removing some of the carbon dioxide contained in the acid gas.

상기 나트륨제는 수산화나트륨을 포함하고, 상기 나트륨제는 상기 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와 반응하여 탄산나트륨을 생성할 수 있다.The sodium agent may include sodium hydroxide, and the sodium agent may react with carbon dioxide not removed from the acidic gas to generate sodium carbonate.

상기 탄산나트륨을 공급받을 수 있도록, 상기 가스 처리장치와 연결되는 석탄가스화 장치를 더 포함한다.It further comprises a coal gasification device connected to the gas treatment device so as to receive the sodium carbonate.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있다. 이에, 황화수소가 제거되지 않은 가스가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 황화수소가 완전히 제거되지 않은 가스를 별도로 제거하기 위한 공정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 황화수소를 제거하는 공정의 효율성이 향상될 수 있다.According to embodiments of the present invention, hydrogen sulfide contained in the gas can be effectively removed. Accordingly, it is possible to prevent generation of a gas in which hydrogen sulfide has not been removed, and a process for separately removing a gas in which hydrogen sulfide has not been completely removed may not be performed. Therefore, the efficiency of the process of removing hydrogen sulfide can be improved.

또한, 가스에서 황화수소를 제거하면서 재사용할 수 있는 부산물을 생성할 수 있다. 이에, 부산물을 활용하여 다른 공정의 효율성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to generate a reusable by-product while removing hydrogen sulfide from the gas. Thus, it is possible to increase the efficiency of other processes by using by-products.

예를 들어, 산성가스에서 황화수소를 제거하면서 생선된 부산물인 탄산나트륨을, 석탄가스화 공정에 사용할 수 있다. 따라서, 탄산나트륨이 촉매 역할을 하여, 석탄가스화 효율을 향상시킬 수 있다.For example, sodium carbonate, a by-product fished while removing hydrogen sulfide from acid gas, can be used in the coal gasification process. Therefore, sodium carbonate serves as a catalyst, and the efficiency of coal gasification can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리설비의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리방법을 나타내는 플로우 차트.1 is a view showing the structure of a gas treatment facility according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a gas treatment method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 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. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to inform you. In order to describe the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리설비의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리설비에 대해 설명하기로 한다. 1 is a view showing the structure of a gas treatment facility according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a gas treatment facility according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리설비(100)는, 정제장치(110), 저장장치(120), 및 가스 처리장치(130)를 포함한다. 가스 처리설비(100)는 석탄가스화 장치(140)를 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 1, a gas processing facility 100 according to an embodiment of the present invention includes a purification device 110, a storage device 120, and a gas processing device 130. The gas treatment facility 100 may further include a coal gasification device 140.

정제장치(110)는 코크스 오븐 가스(COG: Coke Oven Gas)를 정제하는 역할을 한다. 정제장치(110)는 코크스 오븐(10)과 연결될 수 있다. 이에, 코크스 오븐(10)에서 석탄을 건류시키면서 발생한 코크스 오븐 가스가, 정제장치(110)로 이동할 수 있다. The purifying device 110 serves to purify coke oven gas (COG). The refining device 110 may be connected to the coke oven 10. Accordingly, the coke oven gas generated while carbonizing coal in the coke oven 10 may move to the refining device 110.

또한, 정제장치(110)는 정제부(111) 및 순환부(112)를 포함할 수 있다. 이때, 코크스 오븐 가스에는 황화수소가 함유된다. 황화수소는 부식성 가스로, 설비를 부식시켜 수명을 저하시킬 수 있다. 따라서, 코크스 오븐 가스를 다른 설비나 공정에서 사용하기 위해, 정제장치(110)에서 코크스 오븐 가스에 함유된 황화가스를 제거하는 정제공정을 수행할 수 있다.In addition, the purification device 110 may include a purification unit 111 and a circulation unit 112. At this time, hydrogen sulfide is contained in the coke oven gas. Hydrogen sulfide is a corrosive gas that can corrode equipment and reduce its life. Accordingly, in order to use the coke oven gas in other facilities or processes, the purification device 110 may perform a purification process of removing the sulfurized gas contained in the coke oven gas.

정제부(111)는 코크스 오븐 가스를 정제하는 역할을 한다. 예를 들어, 정제부(111)는 암모니아가 함유된 처리액을 이용하여, 습식으로 코크스 오븐 가스를 정제할 수 있다. 정제부(111)에서 코크스 오븐 가스가 처리액에 접촉할 수 있다. 따라서, 처리액이 코크스 오븐 가스에 함유된 황화수소를 흡수하여, 코크스 오븐 가스에서 황화수소가 제거될 수 있다. The purification unit 111 serves to purify the coke oven gas. For example, the purification unit 111 may purify the coke oven gas in a wet manner using a treatment liquid containing ammonia. In the purification unit 111, the coke oven gas may contact the processing liquid. Accordingly, the treatment liquid absorbs hydrogen sulfide contained in the coke oven gas, so that hydrogen sulfide can be removed from the coke oven gas.

순환부(112)는 정제부(111)와 연결된다. 순환부(112)는 정제부(111)로 처리액을 공급하고, 황화수소를 흡수한 처리액을 회수할 수 있다. 순환부(112)는 처리액과 황화수소를 분리시킬 수 있다. 황화수소와 분리된 처리액은, 코크스 오븐 가스를 정제하는데 재사용될 수 있다. 따라서, 순환부(112)에 의해 처리액이 정제부(111)를 순환하면서, 황화수소를 흡수하고 황화수소와 분리되는 과정이 반복될 수 있다. 이때, 처리액에서 황화수소가 분리되면서, 황화수소, 암모니아, 이산화탄소 등을 함유하는 산성가스가 생성될 수 있다.The circulation unit 112 is connected to the purification unit 111. The circulation part 112 may supply the treatment liquid to the purification part 111 and recover the treatment liquid absorbing hydrogen sulfide. The circulation unit 112 may separate the treatment liquid and hydrogen sulfide. The treatment liquid separated from hydrogen sulfide can be reused to purify the coke oven gas. Accordingly, while the treatment liquid circulates through the purification unit 111 by the circulation unit 112, a process of absorbing hydrogen sulfide and separating it from the hydrogen sulfide may be repeated. At this time, while hydrogen sulfide is separated from the treatment liquid, an acid gas containing hydrogen sulfide, ammonia, carbon dioxide, or the like may be generated.

저장장치(120)는 정제장치(110)와 연결된다. 상세하게는 저장장치(120)가 정제부(111)와 연결되고, 저장장치(120)는 정제부(111)에서 정제된 코크스 오븐 가스를 저장하는 역할을 한다. 이에, 저장장치(120)에는 황화수소가 제거된 코크스 오븐 가스가 저장될 수 있다. The storage device 120 is connected to the purification device 110. In detail, the storage device 120 is connected to the purification unit 111, and the storage device 120 serves to store the coke oven gas purified by the purification unit 111. Accordingly, the coke oven gas from which hydrogen sulfide has been removed may be stored in the storage device 120.

또한, 저장장치(120)는 제철소 내 다른 설비들과 연결될 수 있다. 이에, 저장장치(120)에 저장된 코크스 오븐 가스가 다른 설비들로 공급되어 에너지원으로 사용될 수 있다.In addition, the storage device 120 may be connected to other facilities in the steel mill. Accordingly, the coke oven gas stored in the storage device 120 may be supplied to other facilities and used as an energy source.

가스 처리장치(130)는 정제장치(110)와 연결된다. 상세하게는 가스 처리장치(130)가 순환부(112)와 연결되고, 가스 처리장치(130)는 코크스 오븐 가스를 정제하면서 발생한 산성가스를 처리하는 역할을 한다. 즉, 처리액과 황화수소를 분리하면서 발생한 산성가스를 가스 처리장치(130)가 정제할 수 있다. 이에, 가스 처리장치(130)는 산성가스에 함유된 황화수소와 이산화탄소를 제거하는 처리 공정을 수행할 수 있다.The gas processing device 130 is connected to the purification device 110. In detail, the gas processing device 130 is connected to the circulation unit 112, and the gas processing device 130 serves to process the acid gas generated while purifying the coke oven gas. That is, the gas processing device 130 may purify the acid gas generated while separating the processing liquid and hydrogen sulfide. Accordingly, the gas treatment device 130 may perform a treatment process of removing hydrogen sulfide and carbon dioxide contained in the acid gas.

또한, 가스 처리장치(130)는 용기부(131) 및 공급부(132)를 포함한다. 가스 처리장치(130)는 제거부(133)를 더 포함할 수도 있다.In addition, the gas processing apparatus 130 includes a container portion 131 and a supply portion 132. The gas processing device 130 may further include a removal unit 133.

용기부(131)는 산성가스가 처리될 수 있는 내부공간을 가진다. 이에, 산성가스는 내부공간이 밀폐된 용기부(131) 내부에서 처리될 수 있고, 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다.The container part 131 has an internal space in which acidic gas can be processed. Accordingly, the acid gas may be treated inside the container part 131 in which the inner space is sealed, and it may be prevented from leaking to the outside.

예를 들어, 산성가스는 용기부(131)의 하부로 공급될 수 있다. 이에, 산성가스가 처리되면서 발생한 액체 상태의 부산물(예를 들어, 황화수소나트륨)은 용기부(131)의 하부에 모여지고, 기체 상태의 수산화나트륨은 용기부(131)의 상부로 취입될 수 있습니다.For example, the acid gas may be supplied to the lower portion of the container part 131. Accordingly, liquid by-products (for example, sodium hydrogen sulfide) generated while the acid gas is processed are collected in the lower part of the container part 131, and gaseous sodium hydroxide may be blown into the upper part of the container part 131 .

공급부(132)는 용기부(131)와 연결된다. 공급부(132)는 용기부(131)의 내부공간으로 나트륨제를 공급하는 역할을 한다. 나트륨제는 용기부(131) 내부에서 산성가스에 함유된 황화수소와 반응하여 부산물을 생성할 수 있다. 이에, 산성가스 중 황화수소가 나트륨제와 반응하면서 제거될 수 있다. The supply unit 132 is connected to the container unit 131. The supply unit 132 serves to supply the sodium agent to the inner space of the container unit 131. The sodium agent may react with hydrogen sulfide contained in the acid gas inside the container part 131 to generate by-products. Thus, hydrogen sulfide in the acid gas may be removed while reacting with the sodium agent.

예를 들어, 나트륨제는 수산화나트륨을 포함하는 물질일 수 있다. 나트륨제는 산성가스 중 황화수소와 반응하여 부산물인 황화수소나트륨을 생성할 수 있다. 즉, 산성가스에 함유된 황화수소가 수산화나트륨과 반응하여 황화수소나트륨으로 전환되어, 산성가스에서 황화수소가 제거될 수 있다. 이에, 용기부(131) 내부에서 산성가스에 대한 탈황공정이 수행될 수 있다. 따라서, 산성가스에 함유된 황화수소가 모두 분리되어 제거될 수 있다.For example, the sodium agent may be a material containing sodium hydroxide. The sodium agent may react with hydrogen sulfide in acidic gas to produce sodium hydrogen sulfide, a by-product. That is, hydrogen sulfide contained in the acidic gas reacts with sodium hydroxide and is converted to sodium hydrogen sulfide, so that hydrogen sulfide can be removed from the acidic gas. Accordingly, a desulfurization process for the acid gas may be performed inside the container part 131. Thus, all hydrogen sulfide contained in the acidic gas can be separated and removed.

또한, 나트륨제는 제거부(133)에 의해 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와도 반응할 수 있다. 이산화탄소와 나트륨제인 수산화나트륨이 반응하면, 부산물로 탄산나트륨이 생성될 수 있다. 이에, 제거부(133)에서 산성가스와 분리되지 않은 이산화탄소가, 나트륨제와 반응하여 탄산나트륨으로 전환되면서, 산성가스에 함유된 이산화탄소가 모두 제거될 수 있다. 따라서, 나트륨제에 의해 산성가스 중 황화수소와 이산화탄소가 함께 제거될 수 있다. 황화수소나트륨과 탄산나트륨이 함께 생성되면서 서로 섞일 수 있다.In addition, the sodium agent may also react with carbon dioxide not removed from the acid gas by the removal unit 133. When carbon dioxide and sodium hydroxide, a sodium product, react, sodium carbonate may be produced as a by-product. Accordingly, carbon dioxide that is not separated from the acid gas in the removal unit 133 reacts with the sodium agent to be converted to sodium carbonate, so that all carbon dioxide contained in the acid gas may be removed. Accordingly, hydrogen sulfide and carbon dioxide in the acid gas can be removed together by the sodium agent. Sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate are produced together and can be mixed with each other.

이때, 제거부(133)에서 산성가스 중 이산화탄소가 일부 분리된 상태이기 때문에, 나트륨제와 반응할 수 있는 이산화탄소의 양이 적을 수 있다. 따라서, 나트륨제가 황화수소와 용이하게 반응하면서 산성가스에서 황화수소를 용이하게 분리시킬 수 있다. At this time, since the carbon dioxide is partially separated from the acid gas in the removal unit 133, the amount of carbon dioxide that can react with the sodium agent may be small. Therefore, it is possible to easily separate hydrogen sulfide from the acidic gas while the sodium agent easily reacts with hydrogen sulfide.

공급부(132)는 나트륨제를 진공상태로 저장할 수 있다. 수산화나트륨이 조해성을 가지고 있기 때문에, 공기 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹을 수 있다. 따라서, 수산화나트륨이 고체상태를 유지하고 녹지 않도록, 나트륨제가 용기부(131)에 나트륨제를 공급하기 전까지 공급부(132)가 나트륨제와 공기 중의 수증기가 접촉하는 방지할 수 있다.The supply unit 132 may store the sodium agent in a vacuum state. Since sodium hydroxide has deliquescent properties, it can absorb water vapor in the air and dissolve itself. Accordingly, so that the sodium hydroxide remains in a solid state and does not dissolve, the supply unit 132 can prevent the sodium agent from contacting the water vapor in the air until the sodium agent is supplied to the container unit 131.

또는, 공급부(132)가 수용액 형태로 나트륨제를 저장할 수도 있다. 즉, 수산화나트륨을 물에 녹여 수용액 형태의 나트륨제를 만들 수 있다. 이에, 수용액 상태의 나트륨제가 황화수소와 화학 반응을 할 수 있다.Alternatively, the supply unit 132 may store the sodium agent in the form of an aqueous solution. That is, sodium hydroxide can be dissolved in water to make an aqueous solution of sodium. Thus, the sodium agent in an aqueous solution may react chemically with hydrogen sulfide.

한편, 용기부(131)에 분리기가 구비될 수 있다. 분리기는 산성가스와 나트륨제의 반응으로 생성된 황화수소나트륨과 탄산나트륨을 분리할 수 있다. 탄산나트륨은 황화수소나트륨의 품질을 저하시킬 수 있다. 이에, 분리기로 황화수소나트륨과 탄산나트륨을 분리시켜 황화수소나트륨의 품질을 확보할 수 있다. 이후, 황화수소나트륨은 폐수처리 시 중금속의 침강제로 사용되거나, 가죽가공제 등으로 사용될 수 있다.Meanwhile, a separator may be provided in the container part 131. The separator can separate sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate produced by the reaction of acid gas and sodium. Sodium carbonate can reduce the quality of sodium hydrogen sulfide. Thus, the quality of sodium hydrogen sulfide can be secured by separating sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate with a separator. Thereafter, sodium hydrogen sulfide may be used as a settling agent for heavy metals in wastewater treatment, or as a leather processing agent.

제거부(133)에서 제거되지 않은 이산화탄소와 나트륨제의 반응으로 탄산나트륨이 생성될 때, 포화용해도 이상이 되면 탄산나트륨이 침전된다. 이에, 황화수소나트륨과 탄산나트륨을 고액분리할 수 있다. 즉, 액체 상태의 황화수소나트륨 내 탄산나트륨의 용해도가 2% 이하이기 때문에, 황화수소나트륨 용액 하부로 탄산나트륨이 침전되어 분리될 수 있다.When sodium carbonate is generated by the reaction between the carbon dioxide and the sodium agent not removed by the removal unit 133, sodium carbonate precipitates when the saturated solubility is higher. Thus, sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate can be solid-liquid separated. That is, since the solubility of sodium carbonate in the liquid sodium hydrogen sulfide is 2% or less, sodium carbonate may precipitate and be separated under the sodium hydrogen sulfide solution.

황화수소나트륨과 분리된 탄산나트륨은 건조되어 석탄가스화 장치(140)에 적정량이 공급될 수 있다. 탄산나트륨은 촉매 역할을 하여, 석탄가스화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.Sodium hydrogen sulfide and the separated sodium carbonate may be dried and supplied in an appropriate amount to the coal gasification device 140. Sodium carbonate acts as a catalyst and can improve the efficiency of the coal gasification process.

제거부(133)는 정제장치(110)와 용기부(131) 사이에 설치된다. 이에, 정제장치(110)의 순환부(112)에서 발생한 산성가스가, 제거부(133)를 통과하여 용기부(131)로 이동할 수 있다. 즉, 제거부(133)는 정제장치(110)에서 용기부(131)를 향하는 산성가스의 이동경로에 설치될 수 있다. The removal unit 133 is installed between the purification device 110 and the container unit 131. Accordingly, the acidic gas generated in the circulation unit 112 of the purification device 110 may pass through the removal unit 133 and move to the container unit 131. That is, the removal unit 133 may be installed in the movement path of the acid gas from the purification device 110 toward the container unit 131.

또한, 제거부(133)는 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거할 수 있다. 이산화탄소는 황화수소보다 나트륨제와 쉽게 반응하여 황화수소의 제거율을 감소시킬 수 있고, 황화수소와 나트륨제의 반응으로 생성되는 부산물의 품질을 저하시킬 수 있다. 이에, 용기부(131) 내부에서 산성가스에 함유된 황화수소와 나트륨제를 반응시키기 전에, 제거부(133)로 산성가스에 함유되는 이산화탄소의 양을 감소시킬 수 있다.In addition, the removal unit 133 may remove some of the carbon dioxide contained in the acid gas. Carbon dioxide reacts more easily with a sodium agent than with hydrogen sulfide to reduce the removal rate of hydrogen sulfide, and may reduce the quality of by-products generated by the reaction of hydrogen sulfide and sodium. Accordingly, before reacting the hydrogen sulfide and the sodium agent contained in the acid gas inside the container part 131, the amount of carbon dioxide contained in the acid gas may be reduced by the removal part 133.

예를 들어, 제거부(133)는 핀튜브 형식의 냉각기일 수 있다. 제거부(133)는 산성가스를 냉각시켜 산성가스에서 이산화탄소를 분리시킬 수 있다. 산성가스가 일정 온도 이하로 냉각되면, 산성가스에 기체 상태로 함유된 이산화탄소와 암모니아가 탄산암모늄염으로 고상될 수 있다. 이에, 산성가스에서 이산화탄소와 암모니아가 고상화되면서 분리될 수 있다. 따라서, 제거부(133)에서 일부의 이산화탄소와 암모니아가 제거되어, 이산화탄소의 농도가 감소한 산성가스가 용기부(131)로 공급될 수 있다. 탄산암모늄염은 후공정을 통해 정제되어 가스 처리설비(100) 외부로 배출되거나, 자원화되어 사용될 수 있다.For example, the removal unit 133 may be a fin tube type cooler. The removal unit 133 may cool the acid gas to separate carbon dioxide from the acid gas. When the acidic gas is cooled to a certain temperature or less, carbon dioxide and ammonia contained in the gaseous state of the acidic gas may solidify as ammonium carbonate salts. Accordingly, carbon dioxide and ammonia may be separated from the acid gas while solidifying. Accordingly, some of the carbon dioxide and ammonia are removed by the removal unit 133, and the acidic gas having a reduced carbon dioxide concentration may be supplied to the container unit 131. The ammonium carbonate may be purified through a post process and discharged to the outside of the gas treatment facility 100, or may be used as a resource.

이때, 산성가스 중 이산화탄소의 농도에 따라 시간에 따른 탄산암모늄염의 생성량이 달라질 수 있다. 따라서, 제거부(133)가 산성가스에서 이산화탄소를 제거하는 효율을 향상시키기 위해, 튜브 및 핀 사이 간격(또는, 피치)을 적절하게 설계해야 한다. At this time, the amount of ammonium carbonate produced over time may vary according to the concentration of carbon dioxide in the acid gas. Accordingly, in order to improve the efficiency of the removal unit 133 removing carbon dioxide from the acidic gas, the spacing (or pitch) between the tube and the fin must be properly designed.

간격이 너무 좁은 경우, 탄산암모늄염에 의해 제거부(133) 내부가 폐색될 수 있다. 이에, 제거부(133)의 열전달 효율이 저하되어 이산화탄소 제거 효율도 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 간격이 너무 넓은 경우, 제거부(133)와 산성가스의 열교환 시간이 부족하여, 탄산암모늄염의 생성률이 저하되고, 산성가스에서 제거되는 이산화탄소의 양이 감소할 수 있다. 따라서, 산성가스에 함유된 이산화탄소의 제거율을 향상시키기 위해 간격을 적절하게 설계할 필요가 있고, 적절히 설계된 제거부(133)는 산성가스 중 이산화탄소를 98% 이상 분리시킬 수 있다.If the gap is too narrow, the inside of the removal unit 133 may be blocked by ammonium carbonate. Accordingly, the heat transfer efficiency of the removal unit 133 may be reduced, and thus a problem of reducing carbon dioxide removal efficiency may occur. If the interval is too wide, the heat exchange time between the removal unit 133 and the acid gas is insufficient, so that the generation rate of ammonium carbonate decreases, and the amount of carbon dioxide removed from the acid gas may decrease. Accordingly, in order to improve the removal rate of carbon dioxide contained in the acid gas, it is necessary to properly design the interval, and the properly designed removal unit 133 can separate 98% or more of carbon dioxide from the acid gas.

석탄가스화 장치(140)는 가스 처리장치(130)와 연결된다. 이에, 석탄가스화 장치(140)는 가스 처리장치(130)에서 생성된 탄산나트륨을 공급받을 수 있다. 석탄가스화 장치(140)는 석탄을 친환경적으로 사용하기 위해, 석탄을 이용하여 연료가스 및 환원가스를 만드는 역할을 한다. 탄산나트륨은 촉매 역할을 하여 석탄가스화 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. The coal gasification device 140 is connected to the gas processing device 130. Accordingly, the coal gasification device 140 may receive sodium carbonate generated by the gas processing device 130. The coal gasification device 140 serves to create fuel gas and reducing gas by using coal in order to use coal environmentally. Sodium carbonate can act as a catalyst and improve the efficiency of the coal gasification process.

또한, 석탄가스화 장치(140)는 환원로(또는, 고로)(20) 및 저장장치(120) 중 적어도 어느 하나와 연결될 수 있다. 이에, 석탄가스화 장치(140)에서 생성된 가스가 환원로(20)에 공급되어 환원가스나 원료가스로 사용될 수 있다. 또는, 석탄가스화 장치(140)에서 생성된 가스가 저장장치(120)로 공급되어, 정제된 코크스 오븐 가스와 함께 저장되었다가 다른 공정에 사용될 수도 있다.In addition, the coal gasification device 140 may be connected to at least one of the reduction furnace (or blast furnace) 20 and the storage device 120. Accordingly, the gas generated by the coal gasification device 140 may be supplied to the reduction furnace 20 to be used as a reducing gas or a raw material gas. Alternatively, the gas generated by the coal gasification device 140 may be supplied to the storage device 120, stored together with the purified coke oven gas, and then used for other processes.

이처럼, 산성가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있다. 이에, 황화수소가 제거되지 않은 산성가스가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 황화수소가 완전히 제거되지 않은 산성가스를 별도로 정제하기 위한 공정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 황화수소를 제거하는 공정의 효율성이 향상될 수 있다.In this way, hydrogen sulfide contained in the acidic gas can be effectively removed. Accordingly, it is possible to prevent the generation of acid gas in which hydrogen sulfide has not been removed, and a process for separately purifying the acid gas in which hydrogen sulfide has not been completely removed may not be performed. Therefore, the efficiency of the process of removing hydrogen sulfide can be improved.

또한, 산성가스에서 황화수소를 제거하면서 재사용할 수 있는 부산물을 생성할 수 있다. 이에, 부산물을 활용하여 다른 공정의 효율성을 높일 수 있다. 예를 들어, 산성가스에서 황화수소를 제거하면서 생선된 부산물인 탄산나트륨을, 석탄가스화 공정에 사용할 수 있다. 따라서, 탄산나트륨이 촉매 역할을 하여, 석탄가스화 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to generate a reusable by-product while removing hydrogen sulfide from the acid gas. Thus, it is possible to increase the efficiency of other processes by using by-products. For example, sodium carbonate, a by-product fished while removing hydrogen sulfide from acid gas, can be used in the coal gasification process. Therefore, sodium carbonate serves as a catalyst, and the efficiency of coal gasification can be improved.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리방법을 나타내는 플로우 차트이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리방법에 대해 설명하기로 한다.2 is a flow chart showing a gas treatment method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a gas treatment method according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 처리방법은, 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정(S110), 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 발생한 산성가스에 나트륨제를 공급하는 과정(S120), 및 산성가스에 함유된 황화수소와 나트륨제를 반응시켜 부산물을 생성하는 과정(S130)을 포함한다. Referring to Figure 2, the gas treatment method according to an embodiment of the present invention, the process of purifying the coke oven gas (S110), the process of supplying a sodium agent to the acid gas generated in the process of purifying the coke oven gas (S120) , And a process of generating a by-product by reacting hydrogen sulfide and a sodium agent contained in the acid gas (S130).

도 1을 참조하면, 코크스 오븐(10)에서 석탄을 건류시켜 코크스를 제조할 때, 코크스 오븐 가스(COG: Coke Oven Gas)가 발생할 수 있다. 코크스 오븐 가스는 황화수소를 함유하고 있다. 황화수소는 부식성 가스로, 설비를 부식시켜 수명을 저하시킬 수 있다. 따라서, 코크스 오븐 가스를 다른 설비나 공정에서 사용하기 위해서는, 코크스 오븐 가스에 함유된 황화가스를 제거하는 정제공정을 수행할 필요가 있다.Referring to FIG. 1, when coke is manufactured by carbonizing coal in the coke oven 10, coke oven gas (COG) may be generated. The coke oven gas contains hydrogen sulfide. Hydrogen sulfide is a corrosive gas that can corrode equipment and reduce its life. Accordingly, in order to use the coke oven gas in other facilities or processes, it is necessary to perform a purification process of removing sulfide gas contained in the coke oven gas.

우선, 코크스 오븐 가스를 정제장치(110)로 이동시킬 수 있다. 정제장치(110)는 습식으로 코크스 오븐 가스에서 황화수소를 분리시킬 수 있다. 정제장치(110)에서 코크스 오븐 가스와, 황화수소를 흡수할 수 있는 처리액이 접촉할 수 있다. First, it is possible to move the coke oven gas to the purification device 110. The purification device 110 may separate hydrogen sulfide from the coke oven gas in a wet manner. In the purification apparatus 110, the coke oven gas and a treatment liquid capable of absorbing hydrogen sulfide may contact.

처리액은 암모니아를 포함할 수 있다. 따라서, 코크스 오븐 가스와 암모니아가 접촉하면, 암모니아가 황화수소를 흡수하여 코크스 오븐 가스에서 황화수소를 분리시킬 수 있다. 이에, 코크스 오븐 가스에서 황화수소가 제거될 수 있다.The treatment liquid may contain ammonia. Therefore, when the coke oven gas and ammonia come into contact, the ammonia absorbs hydrogen sulfide, so that hydrogen sulfide can be separated from the coke oven gas. Thus, hydrogen sulfide may be removed from the coke oven gas.

황화수소를 흡수한 처리액은 회수된다. 그리고 회수된 처리액과 황화수소를 분리시킬 수 있다. 황화수소와 분리된 처리액은, 코크스 오븐 가스를 정제하는데 재사용될 수 있다. 따라서, 처리액이 순환하면서, 황화수소를 흡수하고 황화수소와 분리되는 과정이 반복될 수 있다. The treatment liquid absorbing hydrogen sulfide is recovered. And the recovered treatment liquid and hydrogen sulfide can be separated. The treatment liquid separated from hydrogen sulfide can be reused to purify the coke oven gas. Accordingly, while the treatment liquid is circulated, the process of absorbing hydrogen sulfide and separating it from hydrogen sulfide may be repeated.

이때, 처리액에서 황화수소가 분리되면서, 황화수소, 암모니아, 이산화탄소 등을 함유하는 산성가스가 생성될 수 있다. 따라서, 산성가스에서 황화수소 등을 제거하여 정제하는 작업을 수행할 수 있다.At this time, while hydrogen sulfide is separated from the treatment liquid, an acid gas containing hydrogen sulfide, ammonia, carbon dioxide, or the like may be generated. Therefore, it is possible to perform purification by removing hydrogen sulfide from the acid gas.

먼저, 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거할 수 있다. 이산화탄소는 황화수소보다 나트륨제와 쉽게 반응하여 황화수소의 제거율을 감소시킬 수 있고, 황화수소와 나트륨제의 반응으로 생성되는 부산물의 품질을 저하시킬 수 있다. 산성가스에 함유된 황화수소와 나트륨제를 반응시키기 황화수소를 제거하기 전에, 산성가스의 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다.First, it is possible to remove some of the carbon dioxide contained in the acid gas. Carbon dioxide reacts more easily with a sodium agent than with hydrogen sulfide to reduce the removal rate of hydrogen sulfide, and may reduce the quality of by-products generated by the reaction of hydrogen sulfide and sodium. Reacting the hydrogen sulfide contained in the acid gas with the sodium agent Before removing the hydrogen sulfide, the carbon dioxide concentration of the acidic gas can be reduced.

예를 들어, 산성가스를 냉각시켜 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 고상화할 수 있다. 산성가스가 일정 온도(예를 들어, 58℃) 이하가 되면, 아래의 식(1)과 같이 산성가스에 기체 상태로 존재하는 이산화탄소(CO2)와 암모니아(NH3)가 수분(H2O)과 합성반응을 하여 탄산암모늄염((NH4)2CO3)으로 고상화될 수 있다.For example, by cooling the acid gas, some of the carbon dioxide contained in the acid gas may be solidified. When the acidic gas reaches a certain temperature (for example, 58℃) or less, carbon dioxide (CO 2 ) and ammonia (NH 3 ) present in the gaseous state in the acidic gas as shown in Equation (1) below It can be solidified into ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ) through a synthetic reaction.

식(1): 2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3 Equation (1): 2NH 3 + CO 2 + H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3

따라서, 이산화탄소와 암모니아가 함께 고상화되면서, 기체 상태의 산성가스와 분리될 수 있다. 탄산암모늄염은 후공정을 통해 정제되어 가스 처리설비(100) 외부로 배출되거나, 자원화되어 사용될 수 있다.Accordingly, as carbon dioxide and ammonia are solidified together, they can be separated from the gaseous acid gas. The ammonium carbonate may be purified through a post process and discharged to the outside of the gas treatment facility 100, or may be used as a resource.

그 다음, 이산화탄소 농도가 감소한 산성가스에 나트륨제를 공급할 수 있다. 나트륨제는 산성가스와 접촉하여 반응할 수 있다. 나트륨제는 수산화나트륨을 포함할 수 있다. Then, a sodium agent can be supplied to the acidic gas having a reduced carbon dioxide concentration. Sodium agents can react by contacting acidic gases. The sodium agent may include sodium hydroxide.

예를 들어, 산성가스에 나트륨제를 공급하기 전에, 수산화나트륨을 물에 녹여 수용액 형태의 나트륨제를 마련할 수 있다. 수용액 형태의 나트륨제를 용기부(131) 내부에 채울 수 있고, 산성가스를 용기부(131) 내부로 공급할 수 있다. 따라서, 수용액 형태의 나트륨제에 산성가스를 통과시켜 나트륨제에 산성가스를 접촉시킬 수 있다. 이에, 산성가스에 함유된 황화수소와 나트륨제가 반응할 수 있다.For example, before supplying the sodium agent to the acid gas, sodium hydroxide may be dissolved in water to prepare a sodium agent in the form of an aqueous solution. An aqueous solution of sodium may be filled into the container part 131, and acidic gas may be supplied into the container part 131. Therefore, the acidic gas can be brought into contact with the sodium agent by passing the acidic gas through the aqueous sodium agent. Accordingly, the hydrogen sulfide and sodium agent contained in the acidic gas may react.

또는, 수용액 형태의 나트륨제를 용기부(131) 내부로 공급된 산성가스에 분무하거나 분사할 수도 있다. 이에, 산성가스에 함유된 황화수소와 나트륨제가 접촉하여 반응할 수 있다.Alternatively, a sodium agent in the form of an aqueous solution may be sprayed or sprayed onto the acid gas supplied into the container part 131. Accordingly, hydrogen sulfide contained in the acidic gas and the sodium agent may contact and react.

한편, 용기부(131) 내부에 산성가스를 채워넣고 밀폐시킨 후, 용기부(131) 내부로 고체 상태의 수산화나트륨을 공급할 수도 있다. 이에, 용기부(131) 내부가 밀폐된 동안, 산성가스에 함유된 황화수소와 수산화나트륨이 만나 반응할 수 있다. 반응이 완료되면, 황화수소가 제거된 산성가스는 용기부(131) 외부로 배출하고, 황화수소를 함유한 산성가스를 용기부(131) 내부로 공급할 수 있다.On the other hand, after filling the interior of the container part 131 with acid gas and sealing it, sodium hydroxide in a solid state may be supplied into the container part 131. Thus, while the inside of the container part 131 is sealed, hydrogen sulfide and sodium hydroxide contained in the acidic gas may meet and react. When the reaction is completed, the acid gas from which the hydrogen sulfide has been removed is discharged to the outside of the container part 131, and the acid gas containing hydrogen sulfide may be supplied into the container part 131.

예를 들어, 용기부(131) 하부로 산성가스를 공급하여 용기부(131) 내부에서 산성가스와 나트륨제를 반응시킬 수 있다. 따라서, 황화수소나트륨이 부산물로 생성되어 용기부(131) 하부로 모여지고, 수산화나트륨은 용기부(131)의 상부로 취입될 수 있다.For example, by supplying acid gas to the lower portion of the container part 131, the acid gas and the sodium agent may react within the container part 131. Thus, sodium hydrogen sulfide is generated as a by-product and collected under the container part 131, and sodium hydroxide may be blown into the upper part of the container part 131.

이때, 황화수소와 나트륨제가 반응하면 부산물이 생성되면서, 산성가스 중의 황화수소가 제거될 수 있다. 즉, 아래의 식(2)과 같이 황화수소(H2S)와 수산화나트륨(NaOH)이 반응하여, 부산물로 황화수소나트륨(NaHS) 용액이 생성될 수 있다. 따라서, 황화수소가 나트륨제에 의해 황화수소나트륨으로 전환되어, 산성가스에서 나트륨제가 분리될 수 있다.At this time, when the hydrogen sulfide and the sodium agent react, by-products are generated, and hydrogen sulfide in the acidic gas may be removed. That is, hydrogen sulfide (H 2 S) and sodium hydroxide (NaOH) react as shown in Equation (2) below, and a sodium hydrogen sulfide (NaHS) solution may be produced as a by-product. Thus, hydrogen sulfide is converted to sodium hydrogen sulfide by the sodium agent, so that the sodium agent can be separated from the acidic gas.

식(2): H2S + NaOH → NaHS + 2H2OFormula (2): H 2 S + NaOH → NaHS + 2H 2 O

또한, 나트륨제가 산성가스와 접촉할 때, 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소도 나트륨제와 반응할 수 있다. 아래의 식(3)와 같이 이산화탄소(CO2)와 나트륨제인 수산화나트륨(NaOH)이 반응하면, 부산물로 탄산나트륨(Na2CO3)이 생성될 수 있다. In addition, when the sodium agent contacts the acidic gas, carbon dioxide not removed from the acidic gas may also react with the sodium agent. When carbon dioxide (CO 2 ) and sodium hydroxide (NaOH) are reacted as shown in Equation (3) below, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) may be produced as a by-product.

식(3): CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2OEquation (3): CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O

따라서, 산성가스와 분리되지 않은 이산화탄소가, 나트륨제와 반응하여 탄산나트륨으로 전환되면서, 산성가스에 함유된 이산화탄소가 모두 제거될 수 있다. 이에, 나트륨제에 의해 산성가스 중 황화수소와 이산화탄소가 함께 제거될 수 있다. Accordingly, carbon dioxide that is not separated from the acid gas reacts with the sodium agent and is converted into sodium carbonate, so that all carbon dioxide contained in the acid gas can be removed. Thus, hydrogen sulfide and carbon dioxide in the acid gas may be removed together by the sodium agent.

이때, 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부가 미리 분리된 상태이기 때문에, 나트륨제와 반응할 수 있는 이산화탄소의 양이 적을 수 있다. 따라서, 공급되는 나트륨제의 양이 적더라도, 나트륨제가 황화수소 전체와 충분히 반응할 수 있다. 이에, 나트륨제가 산성가스에서 황화수소를 용이하게 분리시킬 수 있다. At this time, since some of the carbon dioxide contained in the acidic gas has been separated in advance, the amount of carbon dioxide that can react with the sodium agent may be small. Therefore, even if the amount of the supplied sodium agent is small, the sodium agent can sufficiently react with the entire hydrogen sulfide. Thus, the sodium agent can easily separate hydrogen sulfide from the acid gas.

그 다음, 탄산나트륨과 황화수소나트륨을 고액분리할 수 있다. 이산화탄소와 나트륨제의 반응으로 탄산나트륨이 생성될 때, 물(H2O)이 함께 생성될 수 있다. 이에, 황화수소나트륨, 탄산나트륨, 및 물이 함께 섞일 수 있다. 그러나 황화수소나트륨의 용해도가 포화용해도 이상이 되면 탄산나트륨이 침전되면서 황화수소나트륨과 탄산나트륨이 고액분리될 수 있다. 즉, 황화수소나트륨 용액 내에서 탄산나트륨은 가루 형태로 하부로 침전되어, 황화수소나트륨과 탄산나트륨이 서로 분리될 수 있다.Then, sodium carbonate and sodium hydrogen sulfide can be solid-liquid separated. When sodium carbonate is produced by the reaction of carbon dioxide and a sodium agent, water (H 2 O) may be produced together. Thus, sodium hydrogen sulfide, sodium carbonate, and water may be mixed together. However, when the solubility of sodium hydrogen sulfide exceeds the saturated solubility, sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate may be separated into solid and liquid as sodium carbonate precipitates. That is, in the sodium hydrogen sulfide solution, sodium carbonate is precipitated to the bottom in the form of a powder, so that sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate may be separated from each other.

탄산나트륨은 황화수소나트륨의 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 황화수소나트륨과 탄산나트륨을 분리시켜 황화수소나트륨의 품질을 확보할 수 있고, 황화수소나트륨과 탄산나트륨을 다른 공정에서 사용할 수 있다.Sodium carbonate can reduce the quality of sodium hydrogen sulfide. Therefore, the quality of sodium hydrogen sulfide can be secured by separating sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate, and sodium hydrogen sulfide and sodium carbonate can be used in other processes.

그 다음, 황화수소나트륨과 분리된 탄산나트륨은 건조한 후, 석탄가스화 장치(140)에 공급할 수 있다. 탄산나트륨은 촉매 역할을 하여, 석탄가스화 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.Then, the sodium hydrogen sulfide and the separated sodium carbonate may be dried and then supplied to the coal gasification device 140. Sodium carbonate acts as a catalyst and can improve the efficiency of the coal gasification process.

예를 들어, 아래의 식(4) 및 식(5)와 같이 탄산나트륨의 나트륨 이온이 석탄 중에 존재하는 COOH 및 OH 그룹을 해리시킬 수 있다. 따라서, 탄산나트륨이 수소 이온의 발생이 용이해지게 하면서 수소 발생을 촉진시킬 수 있다.For example, as shown in Equations (4) and (5) below, sodium ions of sodium carbonate can dissociate COOH and OH groups present in coal. Therefore, sodium carbonate can promote hydrogen generation while facilitating generation of hydrogen ions.

식(4): Na+ + -COOH → -COONa+ + H+ Equation (4): Na + + -COOH → -COONa + + H +

식(5): Na+ + -OH → -ONa+ + H+ Equation (5): Na + + -OH → -ONa + + H +

이때, 나트륨 이온과 결합된 탄소와 이산화탄소가 아래의 식(6)과 같이 반응할 수 있다. 따라서, 일산화탄소의 생성이 촉진될 수 있고, 이는 온도가 높을수록 유리해질 수 있다.At this time, carbon and carbon dioxide combined with sodium ions may react as shown in Equation (6) below. Thus, the production of carbon monoxide can be promoted, which can be advantageous as the temperature increases.

식(6): CO2 + C → 2COEquation (6): CO 2 + C → 2CO

상기와 같이 탄산나트륨이 석탄가스화 공정에 사용되어, 반응온도를 낮출 수 있다. 따라서, 공정을 수행하는 비용이 절감되고, 반응속도 및 석탄가스화 공정으로 생성된 가스의 품질을 향상시킬 수 있다. 이에, 석탄가스화 공정으로 생성된 가스의 활용이 용이해질 수 있다. As described above, sodium carbonate is used in the coal gasification process, so that the reaction temperature can be lowered. Accordingly, the cost of performing the process can be reduced, and the reaction rate and the quality of the gas generated by the coal gasification process can be improved. Accordingly, it is possible to facilitate utilization of the gas generated by the coal gasification process.

한편, 너무 많은 양의 탄산나트륨이 석탄가스화 공정에 사용되면, 탄소질 표면의 기공이 막혀 가스화 반응성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 공정 환경에 맞춰 석탄가스화 공정에 사용될 탄산나트륨의 양을 조절할 수 있다.On the other hand, if too much sodium carbonate is used in the coal gasification process, pores on the carbonaceous surface may be clogged and gasification reactivity may be reduced. Therefore, the amount of sodium carbonate to be used in the coal gasification process can be adjusted according to the process environment.

이후, 석탄가스화 공정으로 생성된 가스는 환원로(또는, 고로)(20)에 공급되어 환원가스나 원료가스로 사용될 수 있다. 또는, 저장장치(120)로 공급되어, 정제된 코크스 오븐 가스와 함께 저장되었다가 다른 공정에 사용될 수도 있다.Thereafter, the gas generated by the coal gasification process is supplied to the reduction furnace (or blast furnace) 20 to be used as a reducing gas or a raw material gas. Alternatively, it may be supplied to the storage device 120, stored together with the purified coke oven gas, and then used for other processes.

이처럼, 산성가스에 포함된 황화수소를 효과적으로 제거할 수 있다. 이에, 황화수소가 제거되지 않은 산성가스가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 황화수소가 완전히 제거되지 않은 산성가스를 별도로 정제하기 위한 공정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 황화수소를 제거하는 공정의 효율성이 향상될 수 있다.In this way, hydrogen sulfide contained in the acidic gas can be effectively removed. Accordingly, it is possible to prevent the generation of acid gas in which hydrogen sulfide has not been removed, and a process for separately purifying the acid gas in which hydrogen sulfide has not been completely removed may not be performed. Therefore, the efficiency of the process of removing hydrogen sulfide can be improved.

또한, 산성가스에서 황화수소를 제거하면서 재사용할 수 있는 부산물을 생성할 수 있다. 이에, 부산물을 활용하여 다른 공정의 효율성을 높일 수 있다. 예를 들어, 산성가스에서 황화수소를 제거하면서 생선된 부산물인 탄산나트륨을, 석탄가스화 공정에 사용할 수 있다. 따라서, 탄산나트륨이 촉매 역할을 하여, 석탄가스화 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to generate a reusable by-product while removing hydrogen sulfide from the acid gas. Thus, it is possible to increase the efficiency of other processes by using by-products. For example, sodium carbonate, a by-product fished while removing hydrogen sulfide from acid gas, can be used in the coal gasification process. Therefore, sodium carbonate serves as a catalyst, and the efficiency of coal gasification can be improved.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined by the claims to be described below, as well as by the claims and equivalents.

10: 코크스 오븐 20: 환원로
100: 가스 처리설비 110: 정제장치
111: 정제부 112: 순환부
120: 저장장치 130: 가스 처리장치
131: 용기부 132: 공급부
133: 제거부 140: 석탄가스화 장치10: coke oven 20: reduction furnace
100: gas treatment facility 110: purification device
111: purification unit 112: circulation unit
120: storage device 130: gas processing device
131: container part 132: supply part
133: removal unit 140: coal gasification device

Claims (15)

코크스 오븐 가스를 정제하는 과정;
상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정에서 발생한 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거하는 과정;
상기 산성가스에 나트륨제를 공급하는 과정; 및
상기 산성가스에 함유된 황화수소와 상기 나트륨제를 반응시켜, 상기 황화수소를 제거하고 부산물을 생성하는 과정;을 포함하고,
상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정은, 상기 코크스 오븐 가스를 처리액에 접촉시켜 상기 코크스 오븐 가스 중 황화수소를 제거하는 과정을 포함하고,
상기 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거하는 과정은, 상기 산성가스를 냉각시켜, 상기 이산화탄소를 고상화하는 과정을 포함하며,
상기 산성가스에 함유된 황화수소와 상기 나트륨제를 반응시키는 과정은, 상기 나트륨제로 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와 황화수소를 함께 제거하는 과정을 포함하는 가스 처리방법. The process of purifying coke oven gas;
Removing some of the carbon dioxide contained in the acid gas generated in the process of purifying the coke oven gas;
Supplying a sodium agent to the acidic gas; And
A process of reacting hydrogen sulfide contained in the acidic gas with the sodium agent to remove the hydrogen sulfide and to generate a by-product; including,
The process of purifying the coke oven gas includes a process of removing hydrogen sulfide from the coke oven gas by contacting the coke oven gas with a processing liquid,
The process of removing some of the carbon dioxide contained in the acid gas includes a process of solidifying the carbon dioxide by cooling the acid gas,
The process of reacting the hydrogen sulfide contained in the acidic gas with the sodium agent includes removing carbon dioxide and hydrogen sulfide not removed from the acidic gas with the sodium agent. 청구항 1에 있어서,
상기 코크스 오븐 가스를 정제하는 과정은,
황화수소를 흡수한 처리액을 황화수소와 분리시키는 과정;을 포함하고,
상기 산성가스는 처리액과 황화수소를 분리하는 과정에서 생성되는 가스 처리방법.The method according to claim 1,
The process of purifying the coke oven gas,
Including; a process of separating the treatment liquid absorbing hydrogen sulfide from hydrogen sulfide,
The acid gas is a gas treatment method generated in the process of separating the treatment liquid and hydrogen sulfide. 삭제delete 삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 이산화탄소를 고상화하는 과정은,
상기 이산화탄소와 상기 산성가스에 함유된 암모니아를 함께 냉각시켜 탄산암모늄염으로 고상화하는 과정을 포함하는 가스 처리방법.The method according to claim 2,
The process of solidifying the carbon dioxide,
A gas treatment method comprising the step of cooling the carbon dioxide and ammonia contained in the acidic gas together to solidify it into an ammonium carbonate salt. 청구항 2 및 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나트륨제는 수산화나트륨을 포함하고,
상기 부산물은 황화수소나트륨을 포함하는 가스 처리방법.The method according to any one of claims 2 and 5,
The sodium agent includes sodium hydroxide,
The by-product is a gas treatment method containing sodium hydrogen sulfide. 청구항 6에 있어서,
상기 산성가스에 나트륨제를 공급한 후,
상기 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와 상기 나트륨제를 반응시켜 탄산나트륨을 생성하는 과정을 더 포함하는 가스 처리방법.The method of claim 6,
After supplying the sodium agent to the acid gas,
The gas treatment method further comprising the step of generating sodium carbonate by reacting the carbon dioxide not removed from the acid gas and the sodium agent. 청구항 7에 있어서,
상기 탄산나트륨을 생성하는 과정은,
상기 탄산나트륨과 상기 황화수소나트륨을 고액분리하는 과정을 포함하는 가스 처리방법.The method of claim 7,
The process of producing the sodium carbonate,
Gas treatment method comprising the step of solid-liquid separation of the sodium carbonate and the sodium hydrogen sulfide. 청구항 7에 있어서,
상기 탄산나트륨을 생성한 후에,
상기 탄산나트륨을 건조하는 과정; 및
건조된 탄산나트륨을 석탄가스화 공정에 사용하는 과정;을 더 포함하는 가스 처리방법.The method of claim 7,
After producing the sodium carbonate,
Drying the sodium carbonate; And
Gas treatment method comprising a; process of using the dried sodium carbonate in the coal gasification process. 청구항 9에 있어서,
상기 건조된 탄산나트륨을 석탄가스화 공정에 사용하는 과정은,
탄산나트륨과 석탄을 반응시켜 수소 발생을 촉진시키는 과정을 포함하는 가스 처리방법.The method of claim 9,
The process of using the dried sodium carbonate in the coal gasification process,
Gas treatment method comprising the step of promoting hydrogen generation by reacting sodium carbonate and coal. 청구항 6에 있어서,
상기 산성가스에 나트륨제를 공급하기 전에, 상기 수산화나트륨을 물에 녹여 수용액 형태의 나트륨제를 마련하는 과정을 더 포함하고,
상기 산성가스에 나트륨제를 공급하는 과정은, 상기 수용액 형태의 나트륨제에 상기 산성가스를 통과시키는 과정을 포함하는 가스 처리방법.The method of claim 6,
Before supplying the sodium agent to the acidic gas, further comprising dissolving the sodium hydroxide in water to prepare a sodium agent in the form of an aqueous solution,
The process of supplying a sodium agent to the acidic gas includes passing the acidic gas through the aqueous sodium solution. 코크스 오븐 가스를 정제할 수 있는 정제장치;
상기 정제장치와 연결되고, 정제된 코크스 오븐 가스를 저장할 수 있는 저장장치; 및
상기 정제장치와 연결되고, 상기 코크스 오븐 가스를 정제하면서 발생한 산성가스를 처리할 수 있는 가스 처리장치;를 포함하고,
상기 정제장치는, 상기 코크스 오븐 가스 함유된 황화수소를 제거 가능한 정제부를 포함하고,
상기 가스 처리장치는,
상기 산성가스가 처리될 수 있는 내부공간을 갖고, 나트륨제를 통해 상기 산성가스에 함유된 황화수소 및 이산화탄소를 함께 제거 가능한 용기부
상기 산성가스에 함유된 이산화탄소 중 일부를 제거하기 위하여, 상기 정제장치와 상기 용기부 사이에 설치되고 상기 산성가스에 함유된 이산화탄소를 냉각하여 고상화시킬 수 있는 제거부,
상기 용기부와 연결되고, 황화수소와 반응하여 부산물을 생성하는 나트륨제를 상기 용기부에 공급할 수 있는 공급부를 포함하는 가스 처리설비.A purifying device capable of purifying coke oven gas;
A storage device connected to the purification device and capable of storing purified coke oven gas; And
A gas processing device connected to the purification device and capable of processing acid gas generated while purifying the coke oven gas; and
The purification device includes a purification unit capable of removing hydrogen sulfide contained in the coke oven gas,
The gas processing device,
A container part that has an internal space in which the acidic gas can be treated and can remove hydrogen sulfide and carbon dioxide contained in the acidic gas together through a sodium agent
In order to remove some of the carbon dioxide contained in the acid gas, a removal unit installed between the purification device and the container unit and capable of cooling and solidifying carbon dioxide contained in the acid gas,
A gas treatment facility comprising a supply part connected to the container part and capable of supplying a sodium agent that reacts with hydrogen sulfide to generate a by-product to the container part. 삭제delete 청구항 12에 있어서,
상기 나트륨제는 수산화나트륨을 포함하고,
상기 나트륨제는 상기 산성가스에서 제거되지 않은 이산화탄소와 반응하여 탄산나트륨을 생성할 수 있는 가스 처리설비.The method of claim 12,
The sodium agent includes sodium hydroxide,
The sodium agent is a gas treatment facility capable of producing sodium carbonate by reacting with carbon dioxide not removed from the acid gas. 청구항 14에 있어서,
상기 탄산나트륨을 공급받을 수 있도록, 상기 가스 처리장치와 연결되는 석탄가스화 장치를 더 포함하는 가스 처리설비.The method of claim 14,
A gas treatment facility further comprising a coal gasification device connected to the gas treatment device so as to receive the sodium carbonate.
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