KR102211708B1 - 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템 - Google Patents

선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템 Download PDF

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KR102211708B1 KR1020190111363A KR20190111363A KR102211708B1 KR 102211708 B1 KR102211708 B1 KR 102211708B1 KR 1020190111363 A KR1020190111363 A KR 1020190111363A KR 20190111363 A KR20190111363 A KR 20190111363A KR 102211708 B1 KR102211708 B1 KR 102211708B1
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신재환
신용
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주식회사 현대기전
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Abstract

본 발명은 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 용융우레아를 제공받아 암모니아 환원제를 생성하여 선택적환원촉매 탈질 설비(SCR)로 공급하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부의 운용 제어 방법으로서, 암모니아 촉매 반응 바디로 공급되는 용융우레아를 가수 분해 장치로 가수분해하여 암모니아 환원제를 생성하되, 상기 설비 시스템의 열원을 암모니아 환원제 생성의 촉매 반응을 위한 매개체로 공급되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치 운용 제어 방법이 제공된다.

Description

선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템{NH3 REDUCING AGENT GENERATING APPARATUS OF NH3 REDUCING AGENT SUPPLYING-EQUIPMENT SYSTEM, MANAGEMENT CONTROL METHOD THEREOF, AND NH3 REDUCING AGENT SUPPLYING-EQUIPMENT SYSTEM FOR SCR(Selective Catalytic Reduction) DENITRIFICATION EQUIPMENT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고상 우레아를 베이스 원료로 하여 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비를 구성하는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 동작이 안정적이고 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하며, 이에 따라 이를 포함하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 전체적인 설비 운용성과 유지보수성 및 경제성을 증대시킬 수 있는, 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 관한 것이다.
열 병합 발전소, 석탄화력 발전소 및/또는 소각장 등에서 배출되는 배기가스에는 일반적으로 염산가스, 황산화물, 질소산화물 및 다이옥신류 등과 같은 유해한 물질이 다량 포함되어 있다.
다시 말해서, 화석연료를 에너지원으로 사용하는 화력발전소 등이 배출하는 배기가스에는 다량의 질소산화물(NOx)이 포함되어 있는데, 상기 질소산화물은 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 알려져 있다.
따라서, 배기가스에 포함된 질소 산화물을 제거하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있는데, 대기오염 물질중 질소산화물에 대한 저감기술이 아직까지 확실하게 확립되어 있지 않으며 현재 연소 후 발생되는 질소산화물 제거를 위해 선택적 촉매 환원법(SCR : Selective Catalytic Reduction)이 상용 기술중 경제적, 기술적인 측면에서 가장 유용한 것으로 평가받고 있다.
일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기가스를 정화하여 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템으로서, 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.
선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 우레아(Urea)를 직접 분사하여 사용하거나 우레아를 가수분해시켜 생성된 암모니아(NH3)를 분사하여 사용하고 있다.
환원제는 환원제 공급 시스템을 통해 공급 및 분사된다. 종래의 환원제 공급 시스템은 질소산화물 저감을 위한 가동 중에는 환원제와 압축 공기를 분사 노즐에 공급하여 분사 노즐이 미립화된 환원제를 고온의 가스 내 공급하게 된다.
그리고 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 정지되면, 환원제 공급 라인에 물을 공급하여 잔여 환원제를 분사 노즐을 거쳐 고온의 가스 내에 분사하고, 다시 공기를 공급하여 환원제 공급 라인의 잔존 환원제와 물을 분사 노즐을 거쳐 제거하는 과정을 수행하였다.
그러나 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 제거하기 위하여 물과 공기를 이용한 퍼지(purge) 작업을 수행할 때, 초기에 순간적으로 과량의 환원제가 분사 노즐을 통해 분사되는 문제점이 있다. 이에, 분사 노즐에 막힘 현상이 발생하거나 환원제가 분해되는 챔버 내부에 침적(deposit)이 생성될 우려가 있다.
그리고 선택적 촉매 환원 시스템의 가동을 중단하고자 할 때, 환원제 공급 라인에서 제거된 잔여 환원제 분해를 위하여 추가적인 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 요구되고 있다. 또한, 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제가 완전히 제거되지 않을 경우, 환원제가 환원제 공급 라인 내에서 결정화되어 환원제 공급 라인에 설치된 여러 밸브와 질량 유량 제어기(MFC)가 오작동을 일으키는 원인이 되고 있다.
한편, 상기와 같이 통상 지금까지 SCR기술은 암모니아를 환원제로 사용하여 NOX를 질소와 물로 환원시키는 방법을 사용하였는데, 암모니아 이외에도 취급 및 저장이 용이한 요소수용액의 사용범위가 커지고 있다.
도 1은 종래 SCR 시스템의 요소수용액 공급장치를 도시한 계략도로서, 요소수용액을 환원제로 사용하는 경우 요소이송펌프(7)에 의해 요소수용액저장탱크(1) 내의 요소수용액이 이동해 요소이송필터(8)를 통과하면서 요소수용액 속에 포함된 불순물 또는 침전물이 1차로 제거되어 정화된 후 다시 요소수용액저장탱크(1)로 순환되어 오고, 계속해서 요소공급펌프(2)를 가동하면 1차로 정화된 요소수용액이 요소공급필터(3)에서 2차로 걸러진 다음 유량조절장치(4)로 이송되고, 상기 유량조절장치(4)에서 유량을 조절하면서 요소분사장치(5)로 이송되며, 상기 요소분사장치(5) 내부는 이중관이 형성되어 있어 압축공기에 의해 배기가스 중으로 최종 분사되어, SCR시스템의 요소수용액 공급장치 전단에 설치된 혼합기에서 배기가스와 균일하게 혼합되어 촉매층에 접촉하고, 요소이송필터(8)와 요소공급필터(3)에서 걸러진 불순물 또는 침전물은 침전물포집탱크(6)로 보내져 포집된다.
상술한 바와 같은 종래의 SCR 시스템의 환원제 공급장치는 요소수용액을 환원제로 사용하는 경우 요소를 반응 덕트 내에 분사할 때 고온의 배기가스에 노즐이 노출되면서 요소가 암모니아로 분해되는 과정에서 요소의 분해 온도(133℃)와 요소 수용액에 포함된 수분의 증발온도(100℃)의 차이 때문에 상전이 된 반응 생성물을 형성되어 노즐 선단에 부착하여 굳어서 노즐의 막힘현상(Nozzle plugging)이 발생하는 점이며, 노즐로의 요소수용액 공급 정지시 노즐 내부에 잔류하고 있던 요소 수용액을 제거하지 않으면 상전이 된 반응 생성물이 더욱 용이하게 형성되는 문제가 있으며, 이로 인해 관련 분야에는 여전히 암모니아를 환원제로 이용하는 것을 선호하고 있다.
이에 따라 SCR기술에서 암모니아를 환원제로 사용하면서도 보다 효율적이고 효과적으로 환원제를 공급할 수 있는 기술과 연구에 대한 개발이 필요하고 시급한 실정이다.
특히, 암모니아 환원제를 생성하는 리액터 장치부는 암모니아 환원제 생성을 위한 중요 구성 장치부이다. 이러한 리액터 장치부에는 필수 구성부인 촉매제를 포함하여 구성되는데, 전체 설비의 유지 보수 등으로 인한 운전 중단이 있을 때, 촉매제가 고화되게 되는데 설비의 재운전 시 촉매제의 교체없이 효율적으로 활성화시킬 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 10-0667474(2007.01.12. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1706881(2017.02.14. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1489794(2015.02.04. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2015-0133990(2015.12.01. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2018-0002994(2018.01.09. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 고상 우레아를 베이스 원료로 하여 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비를 구성하는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 동작이 안정적이고 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하며, 특히 촉매제의 활성화를 매우 확실하고 효율적으로 실행할 수 있는, 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 연속적이고 효율적이며 균질한 암모니아 환원제를 생산하여 공급할 수 있도록 하여 전체적인 설비 운용성 및 경제성을 증대시킬 수 있는, 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 용융우레아가 용융우레아 공급 라인 내에서 결정화될 일이 없어 용융우레아 공급 라인에 설치된 여러 밸브와 질량 유량 제어기(MFC)의 오작동을 방지할 수 있고, 용융우레아 공급 라인에 남아 있는 용융우레아를 우레아 용융 장치부와 암모니아 환원제 리액터 장치부 등으로 신속하고 용이하며 확실하게 이동시킬 수 있어 우레아의 활용성을 증대시킬 뿐만 아니라 우레아 공급 라인에서 우레아의 결정화 및 폐색을 방지할 수 있는, 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 용융우레아를 제공받아 암모니아 환원제를 생성하여 선택적환원촉매 탈질 설비(SCR)로 공급하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부의 운용 제어 방법으로서, 암모니아 촉매 반응 바디로 공급되는 용융우레아를 가수 분해 장치로 가수분해하여 암모니아 환원제를 생성하되, 상기 설비 시스템의 열원을 암모니아 환원제 생성의 촉매 반응을 위한 매개체로 공급되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치 운용 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 설비 시스템의 운전 시동 또는 종료 시 상기 가수 분해 장치 측으로 설비 시스템의 열원을 제공하여 상기 가수 분해 장치의 촉매제를 용융시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출하여 유량조절장치를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 설비 시스템의 열원은 감압장치에 의해 필요 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비에 사용될 환원제를 생산 공급하기 위한 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법으로서, 상기한 일 관점에 따른 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치 운용 제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 암모니아 환원제로 사용할 고상 우레아(powder-type solid urea)를 투입하는 고상우레아 투입 단계; 상기 투입된 고상 우레아를 공급하는 고상우레아 공급 단계; 상기 고상 우레아를 공급받아 용융시키는 고상우레아 용융 단계; 상기 용융된 용융우레아를 암모니아 촉매 반응 바디로 공급하는 용융우레아 공급 단계; 및 생성된 암모니아 환원제를 선택적환원촉매 탈질 설비로 공급하는 암모니아 환원제 공급 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 고상우레아는 분말형 또는 과립형의 고상우레아이며, 상기 고상우레아 투입 단계는, 상기 고상 우레아가 투입되는 과정에서 대기중으로의 비산을 방지하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 고상우레아 투입 단계는, 투입된 고상우레아로 건조 공기를 불어넣거나 진동을 인가하거나 또는 제습하는 방법 중 적어도 하나의 방법으로 고상우레아의 뭉침을 방지하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 고상우레아 공급단계는 상기 고상우레아 용융단계의 용융량에 따라 조절되어 공급되도록 이루어지며, 상기 고상우레아 용융단계는 용융우레아에 포함된 불순물을 필터링하여 배출하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 고상우레아 용융단계는 복수의 용융우레아 토출 라인 각각에서 필터링되도록 이루어지고, 상기 토출 라인에서의 불순물 폐색 정도를 검출하도록 이루어지며, 어느 하나의 토출 라인에서의 불순물 제거 작업을 실행할 경우, 다른 토출 라인으로 용융우레아를 배출하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 전 또는 종료 후 상기 용융 우레아가 이송되는 유동관로에 용융 우레아가 남아 있지 않게 퍼징(purging)하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 용융우레아의 퍼징은, 용융우레아가 이송되는 용융우레아 유동 관로의 상류 측에서 스팀을 주입시켜 상기 고상우레아 용융을 실행하는 고상우레아 용융장치부 측으로 회수하며, 암모니아 촉매 반응 바디 측으로 배출되도록 하는 것으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 이후, 상기 고상우레아 용융단계에서 용용되어 공급되는 용융 우레아를 일정 시간 동안 상기 분말형 고상우레아 용융을 실행하는 고상우레아 용융장치부로 리턴(return)하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 용융우레아가 이송공급되는 용융우레아 이송관로에 간극을 갖고 둘러싸는 열원 공급 라인으로 스팀을 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 열원 공급 라인으로 공급되는 스팀은 다른 개소로 공급되는 스팀의 온도와 같거나 그보다 높은 온도를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 고상 우레아를 베이스 원료로 하여 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비를 구성하는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 동작이 안정적이고 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하며, 특히 암모니아 환원제 설비 시스템의 점검 등 가동 중단 이후 신속하고 원활하게 암모니아 환원제를 생산 공급할 수 있도록 하여 설비 시스템의 유지보수성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 가동 중단 없이 연속적이고 효율적이며 균질한 암모니아 환원제를 생산하여 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비로 공급할 수 있어 전체적인 설비 운용성 및 경제성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 용융우레아 공급 라인 내에서 용융우레아가 결정화될 일이 없어 용융우레아 공급 라인에 설치된 여러 밸브와 질량 유량 제어기(MFC)의 오작동을 방지할 수 있어 설비 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 용융우레아 공급 라인에 남아 있는 용융우레아를 고상우레아 용융장치부 등으로 신속하고 용이하게 회수시킬 수 있어 우레아의 활용성을 증대시킬뿐만 아니라 용융우레아 공급 라인에서의 결정화 및 폐색을 방지할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 본 발명은 분말 상태의 고상 우레아를 공급 과정에서 뭉침 없이 투입 보관되고 공급되도록 하며, 분말 상태의 고상 우레아를 간접 가열 용융시키며, 공급과정에서 순환 과정을 거치도록 하여 자체 중합을 방지할 수 있어 공급 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 본 발명은 촉매형 가수분해를 이용함으로써 부하변동 반응시간의 속응성을 향상시키며, 암모니아 생성량과 반응속도를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래 SCR 시스템의 요소수용액 공급장치를 도시한 계략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 투입장치부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 용융장치부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 용융장치부와 용융우레아 공급 장치부의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치, 그의 운용 제어 방법, 및 이를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치 및 이의 운용 제어 방법에 대하여 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 운용 제어 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 운용 제어 방법은, 용융상태의 우레아(용융우레아)를 제공받아 가수분해 반응시켜 선택적환원촉매 탈질 설비에서 사용될 암모니아 환원제를 생성하도록 이루어지는 것으로(암모니아 환원제 생성용 리액터 장치(부)를 통해), 가열 유체가 유입된 가수분해 챔버 내부에 용융우레아를 공급하여(예를 들면, 분사하여) 암모니아(NH3)로 가수분해시켜 생성하게 되는데, 암모니아 환원제를 생성하는데 이용되는 열원으로는 설비 운전에 사용되는 열원(SCR 설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 기반으로 하는 열원이 공급되도록 하여 암모니아 환원제를 생성하도록 이루어진다.
다시 말해서, 상기 암모니아 환원제 생성은 용융 우레아를 공급받아 가수분해하여 암모니아(암모니아 환원제)를 생성하되, 촉매 반응에 필요한 매개체 및 반응 챔버의 가열을 위한 열원으로서 설비 운전에 사용되는 열원인 스팀(즉, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)이 공급되도록 이루어진다.
구체적으로, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 운용 제어 방법은, 용융우레아가 투입되며, 내부에 우레아와 촉매 반응하는 촉매제가 구비되는 암모니아 촉매 반응 바디(또는 챔버)에서 촉매 반응이 일어날 수 있는 온도로 가열하기 위하여 내부 가열원(열원 공급 파이프)으로 포화 증기(스팀)를 공급하여 히팅하고, 또한 용융 우레아와 가수분해 반응할 수 있게 포화 증기를 공급하며, 암모니아촉매 반응 바디의 내부 제어 환경(압력, 온도 및 유량 조절)을 검출하고 제어하면서 암모니아(암모니아 환원제)를 생성하도록 이루어진다.
상기 제어 환경의 검출은 온도 센서와 압력 센서를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출하며, 유량조절장치를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 운용 제어 방법은, 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 전에(운전 시작 전에) 촉매제(예를 들면, 고화된 촉매제)를 용융시키도록 하는 촉매제 용융 처리 과정을 더 포함할 수 있다. 물론, 이러한 촉매제 용용 처리는 운전 종료 후에 행하는 것을 포함할 수도 있다.
상기 촉매제 용융 처리 과정은 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 암모니아 환원제 공급 설비 운용에 사용되는 열원(설비 운용 열원)인 포화 증기(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기) 또는 물(예를 들면, 적정 온도를 갖는 물)를 공급하여 고화된 촉매제를 용융시킬 수 있게 이루어진다.
이러한 촉매제 용융 처리 과정은 촉매제의 고화 여부를 검출하여 실행될 수 있으나, 고화 여부의 검출 없이도 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 행해질 수 있다. 물론, 이러한 촉매제 용융 처리 과정은 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 직후에 행해질 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 촉매제 용융 처리 과정을 더 포함함으로써 암모니아 환원제 생성을 보다 신뢰성 있게 실행되도록 할 수 있으며, 이에 따라 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 점검 등 가동 중단 이후 신속하고 원활하게 암모니아 환원제를 생산 공급할 수 있도록 하여 설비 시스템의 유지보수성을 증대시킬 수 있게 한다.
한편, 상기와 같은 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 운용 제어 방법을 구현하기 위한 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 실시 예를 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 구성 및 관련 구성 장치부를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치는, 용융우레아를 공급받아 암모니아 환원제를 생성하도록 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 구성되는 암모니아 환원제 리액터 장치부(5000)로서, 우레아 가수 분해 장치(5100)를 통해 우레아를 암모니아로 분해하여 해당 암모니아를 환원제로서 SCR 탈질 설비로 공급하도록 이루어진다.
암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 공지의 우레아 가수 분해 장치를 포함하며 이를 통해 우레아를 가수분해하여 암모니아를 생성하는 리액터 장치부로 구성되되, 여기에서 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 암모니아를 생성하는데 필요한 열원으로 설비 운용 열원인 스팀(포화 증기)(바람직하게는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 암모니아 환원제 생성에 필요한 온도와 압력을 갖도록 조정된 열원)으로 한다.
다시 말해서, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 용융 우레아를 공급받아 가수분해하여 암모니아(암모니아 환원제)를 생성할 수 있는 공지의 리액터 장치를 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 구성은 생략한다. 다만, 본 발명의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 리액터 챔버 내를 소정 온도로 가열하기 위한 가열원과 촉매 반응에 필요한 매개체로 스팀(포화 증기)이용되는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는, 용융우레아가 투입되며, 내부에 우레아와 촉매 반응하는 촉매제가 구비되는 암모니아 촉매 반응 바디와, 상기 암모니아 촉매 반응 바디 내부를 촉매 반응이 일어날 수 있는 온도로 가열하며, 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)에 의해 히팅되는 암모니아촉매 반응바디 히팅장치와, 상기 암모니아 촉매 반응 바디 내부에 구비되는 촉매제와 가스분해 반응을 일으키도록 스팀(포화 증기)이 제공되는 리액터 열원 공급 라인, 및 상기 암모니아촉매 반응 바디의 내부 제어 환경(압력, 온도 및 유량 조절)을 검출하고 제어하도록 구성되는 리액터 검출 장치(들)를 포함한다.
상기 리액터 검출 장치는 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출할 수 있는 온도 센서와 압력 센서, 및 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 구성되는 유량조절장치를 포함한다.
여기에서, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 시 또는 운전 종료 시에 촉매제(예를 들면, 고화된 촉매제)가 용융되도록 하는 촉매제 용융 처리가 실행된다.
상기 촉매제 용융 처리는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 암모니아 환원제 공급 설비 운용에 사용되는 열원(설비 운용 열원)인 포화 증기(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)가 공급되도록 하거나, 물(예를 들면, 적정 온도를 갖는 물)를 제공하여 고화된 촉매제를 용융시킬 수 있게 이루어진다.
이러한 촉매제 용융 처리는 촉매제의 고화 여부를 검출하여 실행될 수 있으나, 고화 여부의 검출 없이도 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전후에 행해질 수 있다.
본 발명은 촉매제 용융 처리를 통해 암모니아 환원제 생성 리액터 장치부(5000)의 작동이 보다 신뢰성 있게 실행되도록 할 수 있다.
이러한 촉매제 용융 처리는 설비 운용 열원인 스팀(포화 증기)이 아닌, 외부 공기를 응축 냉각시킨 다음, 설비 운용 열원인 스팀으로 가열시킨 건조 공기를 투입하여 촉매제를 용융시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 암모니아 환원제 생성 리액터 장치부(5000)는 그 암모니아 환원제 생성 리액터 장치부(5000)에서 생성된 암모니아 환원제는 암모니아 환원제 공급장치부(6000)를 통해 선택적환원촉매 탈질 설비로 공급되게 된다.
상기 암모니아 환원제 공급장치부(6000)는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)에서 생성된 암모니아(암모니아 환원재)를 상태 변화 등 없이 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비로 공급할 수 있는 공급 파이프(공급 관로 또는 공급 라인)으로 구성될 수 있다.
상기 암모니아 환원제 공급장치부(6000)에는 그 공급 파이프의 외측을 간극을 갖고 둘러싸는 암모니아환원제 공급용 열원 공급 관로가 구성될 수 있으며, 상기 암모니아환원제 공급용 열원 공급 관로에는 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(해당 열원 공급 라인에 설치되는 감압 장치 등을 통해 적정 온도로 조정된 스팀) 또는 외부공기를 냉각 응축시켜서 스팀으로 가열한 소정 온도의 건조 공기가 제공될 수 있는 열원 공급 라인이 구성될 수도 있다.
다음으로, 상기한 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치를 포함하는 선택적 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 운용하는 운용 방법에 대하여 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 고상우레아 투입공급장치를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법을 나타내는 플로차트이다.
설명에 앞서 아래에서 설명되는 고상 우레아는 소정 분도의 분말형(powder type), 소정 입경의 과립형(granule type) 또는 프릴형(prill type), 소정 사이즈의 블록형(block type)의 고상 우레아를 사용할 수 있고, 본 발명에서는 분말형 또는 과립형의 고상 우레아가 사용되는 것이 바람직하며, 과립형 고상 우레아를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이하에서는 고상우레아로서 분말형 고상우레아 및 과립형 고상우레아를 분말형 고상우레아로 통칭하여 설명한다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법은, 선택적환원촉매(SCR: Selective Catalytic Reduction) 탈질 설비에 사용될 환원제를 생산 공급하기 위한 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법으로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 암모니아 환원제로 사용할 분말형 고상(고체 상태) 우레아(solid urea)를 분말형 고상우레아 투입장치부에 투입하는 분말형 고상우레아 투입 단계(S100); 상기 분말형 고상우레아 투입 단계(S100)에서 분말형 고상우레아 투입장치부로 투입된 분말형 고상 우레아를, 분말형 고상우레아 공급장치부를 통해 분말형 고상우레아 용융장치부로 공급하는 분말형 고상우레아 공급 단계(S200); 상기 분말형 고상우레아 공급 단계(S200)에서 고상우레아 공급장치부를 통해 분말형 고상 우레아를 공급받아 분말형 고상우레아 용융장치부를 통해 용융시키는 분말형 고상우레아 용융 단계(S300); 상기 분말형 고상우레아 용융 단계(S300)에서 용융된 용융 우레아를, 암모니아(암모니아 환원제)를 생성하는 암모니아 환원제 생성 단계(S500)로 공급하는 용융우레아 공급 단계(S400); 상기 용융우레아 공급 단계(S400)로부터 용융우레아를 제공받아 용융우레아를 가수분해 반응시켜 선택적환원촉매 탈질 설비에서 사용될 암모니아 환원제를 생성(암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부를 통해)시키는 암모니아 환원제 생성 단계(S500); 및 상기 암모니아 환원제 생성 단계(S500)에서 생성된 암모니아 환원제를 선택적환원촉매 탈질 설비로 공급하는 암모니아 환원제 공급 단계(S600);를 포함한다.
이러한 상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법에서 그 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법의 각 단계 및 과정에서 필요로 되는 열원은 단일 열원이 공급되어 이루어진다.
즉, 상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법에서, 분말형 고상우레아 용융 단계(S300)에서 분말형 고상우레아를 용용하기 위한 열원, 상기 용융우레아 공급 공급단계(S400)에서 용융된 고상우레아가 이송되는 과정에서의 열원, 암모니아 환원제 생성 단계(S500)에서 암모니아 환원제를 생성시키기 위해 필요로 되는 열원, 및 아래에서 설명될 건조공기를 생성하도록 열교환용으로 이용되는 열원 등은 모두 단일 열원(바람직하게는, 설비를 운용하는데 이용되는 설비 운용 열원인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기))으로 이루어진다.
이하, 상기한 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법의 각 단계에 대하여 구체적으로 상세히 설명한다.
분말형 고상우레아 투입 단계(S100)는, 암모니아 환원제로 사용할 분말형(또는 과립형)의 고상(고체 상태) 우레아(powder-type solid urea)를 분말형 고상우레아 투입장치부에 투입하는 과정으로서, 소정 크기의 분말형 고상 우레아가 투입되고, 투입되는 분말형 고상 우레아 대기 중으로 비산되는 것을 방지하며, 투입된 분말형 고상 우레아의 뭉침을 방지하여 후속 과정인 분말형 고상우레아 공급 단계(S200)로 공급하도록 이루어진다.
상기 분말형 고상우레아 투입 단계(S100)는, 암모니아 환원제로 사용할 분말 상태의 고상 우레아를 투입하되, 투입 중 분말형 고상우레아가 대기중으로 비산되는 것을 분말형 고상우레아 비산 방지 장치를 통해 방지하도록 이루어지며, 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출하도록 이루어진다.
상기 분말형 고상우레아 투입 단계(S100)는 투입된 분말형 고상우레아의 뭉침(응집)을 방지하여 후속 과정으로 분말형 고상우레아를 원활하게 제공하도록 이루어진다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 투입 단계(S100)는 분말형 고상우레아 투입장치부의 내벽면에 에폭시 코팅되어 투입되는 분말형 고상우레아가 원활하게 후속 과정으로 진행될 수 있도록 이루어질 수 있다.
한편, 상기 분말형 고상우레아 투입 단계(S100)는 투입되는 분말형 고상우레아의 뭉침 또는 응괴를 방지하기 위한 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정을 포함한다.
상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정은 분말형 고상우레아가 투입되는 과정 또는 투입된 상태에서 분말형 고상우레아 측으로 건조 공기를 공급하여 분말형 고상우레아의 뭉침을 방지하도록 이루어질 수 있다.
상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정은, 예를 들면 외부 공기를 설비 운용 열원인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)으로 가열 건조시킨 건조 공기를 주입하는 것으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 건조 공기는 냉각기와 응축기를 포함하는 냉매사이클 장치부를 통해 외부 공기를 냉각 응축시킨 다음, 스팀으로 가열 건조시켜서 습도(수분)이 없는 건조 공기로 주입(송풍팬을 통해)되는 것으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
이러한 건조 공기의 주입은 투입되는 분말형 고상 우레아의 소모량을 모니터링하면서 소모량에 비례하거나 설정된 주기로 주입되도록 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 건조 공기의 주입은 후술하는 분말형 고상우레아 진동 처리와 연동시켜 제어될 수 있다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정은, 앞서 설명한 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기의 공급과 함께 또는 단독으로, 상기 분말형 고상우레아 투입 단계 이후 후속 과정으로 진행할 때, 진동을 가하도록 이루어질 수 있다.
상기 분말형 고상우레아 뭉침방지를 위한 진동은, 예를 들면 분말형 고상우레아 공급장치부의 하부 측에 빈 엑티베이터(bin activator)를 구성하여 빈 엑티베이터의 작동을 제어하는 빈엑티베이터 제어모듈부를 통해 제어하여 진동되도록 이루어질 수 있다.
상기 빈엑티베이터 제어모듈부는 투입된 분말형 고상우레아의 잔량에 따라 미리설정된 진동수로 진동하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기한 진동과 건조공기의 공급이 동시에 이루어지는 경우, 예를 들면 진동과 동시에 또는 진동 직전 또는 진동 직후에 건조공기가 투입되도록 이루어질 수 있다.
한편, 또 다른 예로서, 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정은, 상기 분말형 고상우레아 뭉침방지를 위한 건조공기 및 진동과 함께 또는 단독으로, 또는 조합되게 이루어져, 투입되는 또는 투입된 분말형 고상우레아에 대한 습기를 제거하기 위한 제습 처리를 더 포함할 수 있다.
이러한 제습 처리는 그 제습 처리에 필요로 되는 열원으로서 설비 운용 열원(단일 열원)인 스팀(steam)을 열원으로 이용하여 제습 처리하도록 이루어질 수 있다.
한편, 상기 분말형 고상우레아 투입단계(S100)는 분말형 고상우레아 뭉침 방지 처리 과정으로서 진동 방식이 적용되는 경우, 분말형 고상우레아 진동장치부의 진동이 후속 과정의 장치부로 전달되는 것을 진동방지 수단을 통해 방지하도록 이루어질 수 있다.
상기 진동방지 수단은 일 예로, 상기 분말형 고상우레아 투입장치부의 분말형 고상우레아 투입장치부 호퍼와 상기 분말형 고상우레아 공급장치부의 분말형 고상우레아 공급장치부 호퍼 간을 연결하는 벨로우즈형(bellows type) 연결 관로로 이루어질 수 있다.
다음으로, 분말형 고상우레아 공급 단계(S200)는, 분말형 고상우레아 투입단계(S100)로부터 분말형 고상우레아를 제공받아 정량적으로 조절하고 후속 단계인 분말형 고상우레아 용융단계(S300)로 공급하도록 이루어진다.
상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는, 상기 분말형 고상우레아 투입단계(S100)로부터 분말형 고상우레아를 공급장치부 호퍼로 제공받되, 공급받는 분말형 고상우레아를 정량적으로 조절하여 분말형 고상우레아 용융단계(S300)로 이송 공급하게 된다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는 공급장치부 호퍼로 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출(투입량 검출용 레벨 센서를 통해)하는 것을 포함한다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는 상기한 바와 같은 분말형 고상우레아의 뭉침을 방지할 수 있는 처리를 포함할 수 있다.
그리고 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는 스크류 피더(screw feeder)를 통해 분말형 고상우레아를 분말형 고상우레아 용융단계(S300)로 이송 공급할 수 있다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는 아래에서 설명되는 분말형 고상우레아 용융단계(S300)의 용융량(레벨 신호)에 따라 정량의 분말형 고상우레아가 공급되도록 이루어진다.
예를 들면, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)는 분말형 고상우레아 용융단계(S300)의 용융량(레벨 신호)에 따라 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(로터리 밸브)의 구동 모터 및/또는 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(스크류 피더)의 구동모터 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 정량의 분말형 고상우레아가 공급되도록 이루어진다.
다음으로, 분말형 고상우레아 용융단계(S300)는, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)로부터 분말형 고상 우레아를 공급받아 용융시키고, 용융된 용융우레아를 용융우레아 공급단계(S400)로 전달하며, 여기에서 상기 용융우레아 공급단계(S400)로 전달되는 용융우레아에 포함되어 있는 불순물을 제거하도록 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300)는, 상기 분말형 고상우레아 공급단계(S200)로부터 분말형 고상 우레아를 분말형 고상우레아 멜터 바디에 공급받고, 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디에 구비되는 분말형 고상우레아 멜터 가열장치에 의해 그 분말형 고상우레아 멜터 바디 내의 분말형 고상우레아를 용융시키며, 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디로부터 용융 우레아가 배출되는 과정에서 용융 우레아에 포함된 불순물을 필터링하도록 이루어질 수 있다.
상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300)는 분말형 고상우레아 멜터 바디 내에서 용융되는 용융 우레아의 수위 또는 레벨을 검출하여 통합 제어반으로 전송하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300)에서 분말형 고상우레아의 용융은 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디의 내부와 외부에 구성되는 분말형 고상우레아 멜터 가열장치에 열원인 스팀(steam)을 통과시켜 가열시킴으로써 그 분말형 고상우레아 멜터 바디 내의 분말형 고상우레아가 용융되도록 이루어질 수 있다.
상기 열원은 분말형 고상우레아를 충분히 용융시킬 수 있는 온도(바람직하게는, 우레아의 녹는점이 133℃인 점을 고려하여 130℃ 내지 150℃)를 갖고 통과한다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치를 통과하면서 열교환된 스팀은 외부의 응축기로 회수되도록 이루어질 수 있으며, 상기 열원으로서 스팀 대신에 외부에서 응축된 건조공기가 상기한 온도를 갖고 공급될 수도 있다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300)는 용융된 용융우레아가 배출되는 과정에서 그 용융 우레아에 포함된 불순물을 필터링하는 과정을 포함하는데, 용융우레아의 필터링은 분말형 고상우레아 멜터 바디의 하단부 또는 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디의 용융우레아 토출 측에 소정 메쉬를 갖는 금속 필터망을 구비시켜 필터링할 수 있다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300)는 불순물 제거 여부를 검출하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 불순물 제거 검출은 금속 필터망의 전방 측과 후방 측에 각각 구비된 압력 센서의 압력 검출값에 의해 이루어질 수 있다. 압력 센서의 압력 검출은 금속 필터망의 폐색 정도에 따라 전후 압력이 달라지는 것으로부터 불순물 제거 시기를 모니터링할 수 있게 된다.
또한, 상기 용융우레아의 필터링은 이중 필터링 구조를 갖도록 하여 설비 운용 중에도 설비 시스템의 중단 없이 불순물을 제거하도록 이루어질 수 있다.
즉, 상기 용융우레아의 필터링은 분말형 고상우레아 멜터 바디의 하단부 또는 용융우레아 토출구를 둘(two)로 분지되는 용융우레아 토출 라인으로 구성하고, 분지부에 유로 전환 밸브를 구성하며, 상기 용융우레아 토출 라인 각각에서 용융우레아의 필터링이 실행될 수 있는 구조를 통해 이루어질 수 있다.
이러한 이중(다중) 구조에서의 용융우레아의 필터링은, 유로 전환 밸브를 통해 어느 하나의 용융우레아 토출 라인으로 배출시켜 필터링되도록 하고, 이 하나의 용융우레아 토출 라인에 대한 불순물을 제거할 필요가 있을 경우, 유로 전환 밸브를 전환시켜 다른 하나의 용융우레아 토출 라인으로 배출시키면서 필터링되도록 함으로써, 설비 운용을 유지시킨 상태에서 상기 하나의 용융우레아 배출 라인에 대한 불순물 제거 작업을 실행할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 용융우레아 공급 단계(S400)는, 필터링된 용융 우레아를 암모니아 환원제(암모니아) 생성을 위한 암모니아 환원제 생성 단계(S500)로 원활하고 균질하게 공급하고, 또한 설비 시동 시 용융 우레아의 용융 시간을 단축할 수 있도록 용융우레아를 일정 시간 동안 일정량의 용융 우레아를 리턴시킨 후 공급하도록 이루어질 수 있다.
여기에서, 상기 용융우레아 공급 단계(S400)의 종료, 즉 설비 운전 종료 후에는 이송관로에 용융 우레아가 남아 있지 않게 퍼지(purge)시켜 용융우레아 이송관로에 용융 우레아가 고착되는 것을 방지할 수 있도록 이루어진다. 물론, 이러한 퍼지 과정은 설비 운전 시작 전에 전처리 과정으로서도 실행될 수 있다. 이러한 퍼지 과정에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
용융우레아 공급단계(S400)는 필터링된 용융우레아를 암모니아 환원제 생성 단계(S500)로 이송 공급하되, 용융우레아 공급 제어모듈부의 제어에 따라 분말형 고상우레아 용융단계(S300)에서 공급되는 용융 우레아를 설비 시스템의 시동 이후 일정 시간 동안 분말형 고상우레아 용융단계(S300)로 리턴(return)(또는 바이패스)하는 것을 포함할 수 있다.
이와 같이 설비 시스템의 시동 시, 초기 용융된 용융우레아를 소정 시간 동안 상기 분말형 고상우레아 용융단계(S300) 측으로 리턴시킴으로써 그 분말형 고상우레아 용융단계(S300)에서 초기 용융되는 분말형 고상우레아의 용융 시간을 단축시키고, 설비 운전성과 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 용융우레아 공급단계(S400)는 용융우레아의 공급량을 검출하고, 용융우레아의 공급량을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
상기 용융우레아의 공급량 제어는 용융우레아 이송관로 상에 구성된 용융우레아 공급량 검출 센서에서 검출된 검출신호(검출값)를 전달받아 용융우레아 공급량 제어 밸브의 개도를 설정된 값으로 제어함으로써 이루어질 수 있다.
또한, 상기 용융우레아 공급단계(S400)는 용융우레아 이송관로(바람직하게는 상류 측의 이송관로) 상에 구성된 온도 센서에서 검출된 검출신호(검출값)에 기초하여 검출값이 설정값 이하, 바람직하게는 우레아의 용융온도 이하로 판단되는 경우 용융우레아의 공급 동작을 정지시키도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 용융우레아 공급단계(S400)는 용융우레아가 이송되는 과정에서 용융우레아의 공급량을 정밀 검출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 용융우레아 공급량 정밀 검출은 용융우레아 이송관로의 하류 측에 구성되는 질량 유량계(mass flowmeter)를 통해 검출하는데, 상기 질량 유량계는 자켓으로 감싸이고, 상기 자켓으로 열원(바람직하게는, 설비 운용 열원)인 스팀(steam)(포화 증기)이 공급되도록 이루어진다.
구체적으로, 상기 질량유량계의 자켓 측으로 공급되는 열원은 다른 부분(예를 들면, 용융우레아 유동관로 또는 용융우레아 이송라인 측)의 열원 공급 라인에서의 온도보다 상대적으로 높은 온도를 갖도록 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 설비 운용 열원인 스팀을 각 구성부에 공급함에 있어 감압장치(감압밸브, 즉 스팀용 감압밸브) 등을 이용하여 해당 구성부에서 적정 온도를 갖도록 감압시켜 공급하게 되는데, 이때 상기 질양유량계의 자켓으로 공급되는 자켓용 열원 공급 라인으로는 다른 구성부(예를 들면, 고상우레아 공급부, 고상우레아 용융부, 용융우레아 공급부 등)로 공급되는 열원과 같거나 그보다 상대적으로 온도가 높은 온도를 갖도록 할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명에서 열원은 전체 설비를 운용하는데 이용되는 스팀(포화 증기)를 이용하게 된다. 이때 설비 운용에 이용되는 최초 생성되는 스팀은 가장 높은 온도와 압력을 갖게 되는데, 각 단계를 실행하는 각 구성부로의 열원 공급 라인에 감압장치를 설치하여 해당 단계(또는 해당 구성부)에서 요구되는 온도를 갖도록 감압시켜 공급하게 된다.
이와 같이 상기 용융우레아 공급량 정밀 검출에 있어 질량유랑계가 설치되는 측의 온도를 다른 개소보다 상대적으로 높게 함으로써 암모니아 환원제 생성 단계(S500)로 공급되는 용융우레아의 공급량을 보다 정밀하게 측정하여 공급될 수 있도록 한다.
또한, 상기 용융우레아 공급단계(S400)는 용융우레아 이송관로와 용융우레아 바이패스 관로를 따라 이동하는 용융우레아의 용융상태를 안정적으로 유지시키도록 하는 것을 포함할 수 있다.
이러한 용융우레아 용융상태 유지는 용융우레아 이송관로와 용융우레아 바이패스 관로를 둘러싸는 열원 공급 관로에 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 공급하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기에서, 용융우레아 이송관로와 용융우레아 바이패스 관로를 둘러싸는 열원 공급 관로에 공급되는 스팀(포화 증기)은 용융우레아의 용융 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있도록 적정 온도와 압력으로 조정되어 공급되게 된다.
다음으로, 암모니아 환원제 생성 단계(S500)는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부를 통해 용융우레아로부터 암모니아(암모니아 환원제)를 생성하도록 이루어진다. 예를 들면, 암모니아 환원제 생성 단계(S500)는 가열 유체가 유입된 가수분해 챔버 내부에 용융우레아를 공급하여(예를 들면, 분사하여) 암모니아(NH3)로 가수분해시켜 생성하게 된다.
여기에서, 본 발명은 암모니아 환원제 생성 단계(S500)에서 암모니아를 생성하는데 이용되는 열원으로는 설비 운전에 사용되는 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 기반으로 하는 열원으로 이루어진다.
다시 말해서, 상기 암모니아 환원제 생성 단계(S500)는 용융 우레아를 공급받아 가수분해하여 암모니아(암모니아 환원제)를 생성할 수 있는 공지의 리액터 장치를 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 구성은 생략한다. 다만, 본 발명의 암모니아 환원제 생성 단계(S500)는 촉매 반응에 필요한 매개체 및 반응 챔버의 가열을 위한 열원으로서 설비 운전에 사용되는 열원인 스팀(즉, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)이 이용되는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 암모니아 환원제 생성 단계(S500)는, 용융우레아가 투입되며, 내부에 우레아와 촉매 반응하는 촉매제가 구비되는 암모니아 촉매 반응 바디(또는 챔버)(5100)에서 촉매 반응이 일어날 수 있는 온도로 가열하기 위하여 내부 가열원(열원 공급 파이프)으로 포화 증기(스팀)를 공급하여 히팅하고, 또한 용융 우레아와 가수분해 반응할 수 있게 포화 증기를 공급하며, 암모니아촉매 반응 바디의 내부 제어 환경(압력, 온도 및 유량 조절)을 검출하고 제어하면서 암모니아(암모니아 환원제)를 생성하도록 이루어진다.
제어 환경의 검출은 온도 센서와 압력 센서를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출하며, 유량조절장치를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 이루어진다.
다음으로, 암모니아 환원제 공급단계(S600)는 암모니아 환원제 생성 단계(S500)에서 생성된 암모니아(암모니아 환원재)를 공급 파이프(공급 관로 또는 공급 라인)를 통해 상태 변화 등이 없이 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비로 공급하도록 이루어진다.
본 발명에서 상기 암모니아 환원제 공급단계(S600)는 그 암모니아환원재 공급파이프의 외측을 간극을 갖고 둘러싸는 열원 공급 관로가 구성될 수 있으며, 상기 열원 공급 관로에는 설비 운용에 이용되는 스팀 또는 냉각 응축되고 스팀으로 가열된 건조 공기가 제공되어 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법은, 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 전에(운전 시작 전에) 촉매제(예를 들면, 고화된 촉매제)를 용융시키도록 하는 촉매제 용융 처리 과정을 더 포함할 수 있다. 물론, 이러한 촉매제 용용 처리는 운전 종료 후에 행하는 것을 포함할 수도 있다.
상기 촉매제 용융 처리 과정은 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 암모니아 환원제 공급 설비 운용에 사용되는 열원(설비 운용 열원)인 포화 증기(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기) 또는 물(예를 들면, 적정 온도를 갖는 물)를 공급하여 고화된 촉매제를 용융시킬 수 있게 이루어진다.
이러한 촉매제 용융 처리 과정은 촉매제의 고화 여부를 검출하여 실행될 수 있으나, 고화 여부의 검출 없이도 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 행해질 수 있다. 물론, 이러한 촉매제 용융 처리 과정은 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 직후에 행해질 수도 있다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법은, 이러한 촉매제 용융 처리 과정을 더 포함함으로써 암모니아 환원제 생성 단계(S500)가 보다 신뢰성 있게 실행되도록 할 수 있다.
이러한 촉매제 용융 처리 과정은 설비 운용 열원인 스팀(포화 증기) 자체가 아닌, 외부 공기를 응축 냉각시킨 다음 설비 운용 열원인 스팀으로 가열시킨 건조 공기를 투입하여 촉매제를 용융시킬 수 있도록 처리될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법은, 암모니아 환원제 공급 설비 운전 종료 후 또는 종료 시점에 용융우레아가 공급되는 유동관로, 구체적으로는 용융우레아가 이송되는 유동관로 및 리턴(바이패스)되는 바이패스 관로에 남아 있는 용융우레아를 제거 또는 퍼징(purging)하는 용융우레아 퍼징 처리 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 용융우레아 퍼징 처리 과정은, 일 실시 예로 암모니아 환원제 공급 설비 운전 시작 전 또는 종료 후, 용융우레아가 이송되는 용융우레아 유동 관로(용융우레아 이송 관로 및 용융우레아 바이패스 관로 포함)의 상류 측에서 설비 운용 열원인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 주입(고속 투입)하여 용융우레아 이송 관로(용융우레아 유동 관로)에 남아 있는 용융우레아를, 고상우레아 용융단계를 실행하는 고상우레아 용융장치부 측으로 회수하거나 및/또는 암모니아 환원제 생성 단계를 실행하는 암모니아 환원제 생성장치부 측으로 배출되도록 하여 용융우레아 이송 관로(용융우레아 유동 관로)에 남아 있는 용융우레아를 제거하도록 이루어질 수 있다. 이러한 용융우레아의 퍼징은 유로 상에 설치된 밸브를 선택적으로 개폐시킴으로써 고상우레아 용융장치부 측으로의 회수와 암모니아 환원제 생성장치부 측으로 배출을 동시에 또는 순차적으로 행할 수 있다.
이때, 상기 용융우레아 퍼징 처리 과정은 용융우레아 유동 관로에 간극을 갖고 둘러싸는 열원 공급 라인으로 열원 공급 장치부의 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 공급하면서 또는 공급이 선행된 후 실행할 수도 있다.
또한, 상기 용융우레아 퍼징 처리 과정은, 다른 실시 예로 용융우레아 유동관로(용융우레아 이송관로와 용융우레아 바이패스 관로) 내의 용융우레아를 펌핑(일정시간 펌핑)시켜 분말형 고상우레아 용융단계(S300)를 실행하는 암모니아 환원제 생성장치부 측으로 회수시키며, 및/또는 암모니아 환원제 생성 단계(S500)를 실행하는 암모니아 환원제 생성장치부 측으로 배출하는 것으로 이루어질 수도 있다. 이 경우에도, 용융우레아 유동 관로에 간극을 갖고 둘러싸는 열원 공급 라인으로 열원 공급 장치부의 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 공급하면서 또는 공급이 선행된 후 실행할 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법은, 선택적환원촉매 탈질 설비를 운용하는데 이용되는 열원 및/또는 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비를 운용하는데 이용되는 단일 열원(설비 운용 열원)이 이용된다.
예를 들면, 선택적환원촉매 탈질 설비를 운용하는데 이용되는 열원은 통상적으로 스팀(steam)(포화 증기)이 이용되는데, 이에 따라 본 발명은 스팀(예를 들면, 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)이 그대로 이용되거나, 및/또는 외부 공기를 냉각 응축시키고 스팀(포화 증기)으로 가열 건조시킨 건조 공기로 처리되어 각 단계의 소정 장치부에 연결되는 열원 공급 라인을 통해 열원을 필요로 하는 상기한 각 단계로 제공되게 된다. 물론, 암모니아 환원제 생성 단계(S500)에서 촉매제와의 가수분해를 위한 매개체로는 포화 증기(설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)이 이용된다.
다음으로, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치를 포함하는 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 투입장치부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 용융장치부의 구성을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 분말형 고상우레아 용융장치부와 용융우레아 공급 장치부의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템은, 선택적환원촉매(SCR: Selective Catalytic Reduction) 탈질 설비에 사용될 환원제를 생산 공급하기 위한 암모니아 환원제 공급 설비 시스템으로서, 도 3 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 크게 암모니아 환원제로 사용할 재료로서 분말형 또는 과립형(이하, 분말형으로 통칭함)의 고상(고체 상태) 우레아(solid urea)가 투입되는 분말형 고상우레아 투입장치부(1000); 상기 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)로 투입된 분말형 고상 우레아를 하기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 공급하도록 구성되는 분말형 고상우레아 공급장치부(2000); 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)로부터 분말형 고상 우레아를 공급받아 용융시키도록 구성되는 분말형 고상우레아 용융장치부(3000); 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)에서 용융된 용융 우레아를 하기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)로 공급하도록 구성되는 용융우레아 공급장치부(4000); 상기 용융우레아 공급장치부(4000)를 통해 용융 우레아를 공급받아 가수분해 반응시켜 선택적환원촉매 탈질 설비에 사용될 암모니아 환원제를 생성하도록 구성되는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000); 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)에서 생성된 암모니아 환원제를 선택적환원촉매 탈질 설비로 공급하는 암모니아 환원제 공급장치부(6000); 및 상기 각 장치부 중 열원을 필요로 하는 장치부로 열원을 공급하도록 구성되는 열원 공급 장치부;를 포함한다.
이하 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템을 구성하는 각 구성장치부에 대하여 상세히 설명한다.
분말형 고상우레아 투입장치부(1000)
분말형 고상우레아 투입장치부(1000)는 소정 크기의 분말형 고상 우레아가 투입되고, 투입되는 분말형 고상 우레아 대기 중으로 비산되는 것을 방지하며, 투입된 분말형 고상 우레아의 뭉침을 방지하여 후속 장치부인 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)로 공급하도록 구성된다.
분말형 고상우레아 투입장치부(1000)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 크게 투입장치부 호퍼(1100)와, 분말형 고상우레아 비산 방지 장치(1200), 및 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단을 포함한다.
구체적으로, 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)는, 암모니아 환원제로 사용할 분말 상태의 고상 우레아가 투입되는 투입장치부 호퍼(1100); 상기 투입장치부 호퍼(1100)의 상부 측에 구비되어 분말형 고상우레아의 투입 시 대기중으로 비산을 방지하기 위한 분말형 고상우레아 비산 방지 장치(1200); 및 상기 투입장치부 호퍼(1100)의 하부 측에 구비되어 투입된 분말형 고상우레아의 뭉침(응집)을 방지하여 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)로 분말형 고상우레아를 원활하게 제공하도록 구성되는 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 투입장치부 호퍼(1100)는 통상의 호퍼 형태로 형성되는 것으로, 예를 들면 원통형의 바디부(1110), 및 상기 원통형의 바디부(1110)의 하부에 일체로 형성되는 깔대기 형상의 깔대기부(1120)로 이루어질 수 있다.
상기 원통형의 바디부(1110)에는 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출하도록 그 상부 측과 하부 측 각각에 투입량 검출용 레벨 센서(1111)가 구비된다.
여기에서, 상기 투입량 검출용 레벨 센서(1111)는 전자식 또는 기구식으로 구성될 수 있으며, 그 투입장치부 호퍼(1100)에 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출하거나 감지할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 깔대기부(1120)의 내벽면은 에폭시 코팅되는 것이 바람직하다. 이와 같이 깔대기부(1120)는 그 내벽면이 에폭시로 코팅됨으로써 분말형 고상 우레아와의 마찰력을 최소화하여 분말형 고상 우레아가 원활하고 신속하게 하부 측으로 진행될 수 있도록 한다. 물론, 상기한 에폭시 코팅(층)은 원통형의 바디부(1110)의 내벽면에도 형성될 수 있다.
또한, 상기 깔대기부(1120)에는 후술하는 비산 방지 장치(1200) 및 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단이 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 비산 방지 장치(1200)는 상기 투입장치부 호퍼(1100)의 상부 측, 즉 상기 투입장치부 호퍼(1100)의 바디부(1110)의 상단부에 구비되어 비산되는 분말형 고상우레아를 집진하는 백필터(bag filter) 장치로 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 비산 방지 장치(1200)인 백필터 장치는 그 공기 배출구의 개구 단이 하향 개구되도록 이루어져 우천 시 물의 유입이 방지되도록 구성되며, 분말형 고상우레아의 응집을 방지하기 위하여 습윤 공기의 도입을 방지 또는 제거하도록 구성되는 습윤공기 제거수단이 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 습윤공기 제거수단은 백필터 장치의 공기 유입구 측에 습도 센서와 체크 밸브(일방향 밸브)로 구성되어, 상기 습도 센서에 의해 일정 이상의 습도가 검출될 때 체크 밸브를 폐쇄하도록 이루어질 수 있다.
다른 예로, 상기 습윤공기 제거수단은 건조 공기(예를 들면, 후술하는 건조공기 공급장치에 의해 생성된 건조 공기)가 백필터 장치로 투입되도록 하여 백필터 장치 내의 습윤 공기를 제거하여 분말형 고상우레아의 응집을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 백필터 장치는 주름관 타입의 필터 부재가 구비되어 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단은 상기 투입장치부 호퍼(1100) 측으로 건조 공기를 공급하여 그 투입장치부 호퍼(1100)에 투입된 분말형 고상우레아의 뭉침을 방지하는 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기 공급장치를 포함한다.
상기 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기 공급장치는 외부 공기를 냉각 응축시키도록 구성되는 냉각기와 응축기를 포함하는 냉동사이클 장치부와, 상기 냉동사이클 장치부에서 냉각된 공기를 아래에서 상세히 설명될 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(steam; 포화 증기)을 제공받아 가열시키는 열교환부와, 상기 열교환부에서 열교환되어 가열된 건조 공기의 공급량을 제어하는 건조공기 제어모듈부, 및 상기 공급장치부 호퍼(1100)의 하부 측에 구비되어 상기 열교환부에서 가열된 공기를 분출하도록 구성되는 하나 이상의 건조공기 분출부(1300)를 포함한다.
상기 건조공기 제어모듈부는 상기 레벨 센서(1111)의 신호를 받아 그와 연동하여 건조 공기의 공급을 제어하도록 이루어질 수 있다.
다시 말해서, 상기 제어 모듈부는 공급장치부 호퍼(1100)에서 분말형 고상 우레아의 소모량을 모니터링하면서 소모량에 비례하거나 설정된 주기로 건조 공기를 공급하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제어 모듈부의 건조 공기의 공급량 제어는 후술하는 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치와 연동시켜 제어할 수도 있다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단은, 앞서 설명한 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기의 공급과 함께 또는 단독으로, 상기 공급장치부 호퍼(1100)의 하부 측에 구비되어 진동을 가하도록 구성되는 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)를 포함할 수 있다.
상기 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)는 예를 들면 상기 공급장치부 호퍼(1100)의 하부 측에 구성되는 빈 엑티베이터(bin activator)(1410), 및 상기 빈 엑티베이터의 작동을 제어하는 빈엑티베이터 제어모듈부(1420)를 포함하여 구성될 수 있다. 도면부호 1411은 빈 엑티베이터에 구동력을 제공하는 모터이다.
상기 빈엑티베이터 제어모듈부(1420)는 레벨센서(1111)의 신호를 받아 상기 공급장치부 호퍼(1100)에 존재하는 분말형 고상 우레아의 잔량에 따라 미리설정된 진동수로 진동하도록 이루어진다.
또한, 상기 빈엑티베이터 제어모듈부(1420)는, 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)가 앞서 설명한 분말형 고상우레아 뭉침방지를 위한 건조 공기의 공급을 위한 구성과 함께 구성되는 경우, 상기 건조공기 제어모듈부와 연동하여 건조공기의 공급 제어에 있어, 예를 들면 진동과 동시에 또는 진동 직후에 건조공기가 투입되게 연동 제어하도록 이루어질 수 있다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)가 앞서 설명한 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기 공급장치와 함께 구성되는 경우, 상기 빈엑티베이터 제어모듈부(1420)와 건조공기 제어모듈부는 일체의 제어반 또는 제어모듈로 구성될 수 있다.
한편, 또 다른 예로서, 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단은, 상기 분말형 고상우레아 뭉침방지용 건조공기 공급장치 및 상기 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)와 함께 또는 단독으로, 또는 조합되게 구성되어, 상기 공급장치부 호퍼(1100) 내의 습기를 제거하기 위한 제습장치를 포함할 수 있다.
이러한 제습 장치는 공지의 구성과 동작 방식을 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 제습 장치가 필요로 하는 열원은 앞서 설명한 바와 같이, 아래에서 자세히 설명될 열원 공급 장치부의 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 이용하는 것이다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)는 상기 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단으로서 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)가 구성되는 경우, 그 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치(1400)의 진동(투입장치부 호퍼(1100)의 진동)이 후술하는 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)의 공급장치부 호퍼(2100)로 전달되는 것을 방지하도록 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)와 분말형 고상우레아 공급장치부(2000) 간에 구비되는 진동방지 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 진동방지 수단은 일 예로, 상기 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)의 분말형 고상우레아 투입장치부 호퍼(1100)와 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)의 분말형 고상우레아 공급장치부 호퍼(2100) 간을 연결하는 연결관로가 벨로우즈형(bellows type) 관로로 구성될 수 있다.
분말형 고상우레아 공급장치부(2000)
분말형 고상우레아 공급장치부(2000)는 상기한 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)로부터 분말형 고상우레아를 제공받아 정량적으로 조절하고 후속 장치부인 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 공급하도록 구성된다.
분말형 고상우레아 공급장치부(2000)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 크게 공급장치부 호퍼(2100)와, 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200)와, 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300), 및 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부(2400)를 포함한다.
구체적으로, 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)는, 상기 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)로부터 분말형 고상우레아를 제공받는 공급장치부 호퍼(2100); 상기 공급장치부 호퍼(2100)의 상단 측에 구비되어 상기 분말형 고상우레아 투입장치부(1000)로부터 공급되는 분말형 고상우레아가 정량적으로 조절되어 상기 공급장치부 호퍼(2100)로 투입되도록 구성되는 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200); 상기 공급장치부 호퍼(2100)의 하단부에 연통 구비되어 그 공급장치부 호퍼(2100)로부터의 분말형 고상우레아를 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 이송 공급하는 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300); 및 상기 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200) 및/또는 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300)의 동작을 제어하여 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 공급되는 분말형 고상우레아의 공급량을 제어하도록 이루어지는 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부(2400);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공급장치부 호퍼(2100)는 통상의 호퍼 형태로 형성되는 것으로, 예를 들면 원통형의 바디부(2110), 및 상기 원통형의 바디부(2110)의 하부에 일체로 형성되는 깔대기 형상의 깔대기부(2120)로 이루어질 수 있다.
상기 원통형의 바디부(2110)에는 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출하도록 그 상부 측과 하부 측 각각에 투입량 검출용 레벨 센서(2111)가 구비된다.
여기에서, 상기 투입량 검출용 레벨 센서(2111)는 전자식 또는 기구식으로 구성될 수 있으며, 그 공급장치부 호퍼(2100)에 투입되는 분말형 고상우레아의 투입량을 검출하거나 감지할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
이러한 공급장치부 호퍼(2100)에 있어서도, 상기 깔대기부(2120)의 내벽면은 에폭시 코팅되는 것이 바람직하다. 이와 같이 깔대기부(2120)는 그 내벽면이 에폭시로 코팅됨으로써 분말형 고상 우레아와의 마찰력을 최소화하여 분말형 고상 우레아가 원활하고 신속하게 하부 측으로 진행될 수 있도록 한다. 물론, 상기한 에폭시 코팅(층)은 원통형의 바디부(2110)의 내벽면에도 형성될 수 있다.
또한, 상기 공급장치부 호퍼(2100)에는 상기한 바와 같은 분말형 고상우레아 뭉침 방지 수단이 구성될 수도 있다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200)는 상기 공급장치부 호퍼(2100)의 상단 측에 구성되는 로터리 밸브로 구성될 수 있다. 도면부호 2210은 로터리 밸브에 구동력을 제공하기 위한 구동모터이다.
그리고 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300)는 일단부에 상기 공급장치부 호퍼(2100)에 연통 연결되며 내부에 이송스크류(2310)가 구성되어 이루어지는 스크류 피더(screw feeder)로 구성될 수 있다. 도면부호 2320은 이송스크류(2310)를 회전구동시키기 위한 구동모터이다.
다음으로, 상기 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부(2400)는 상기 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200)의 구동 모터(2210) 및/또는 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300)의 구동모터(2320)의 동작을 제어하여 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 공급되는 분말형 고상우레아의 공급량을 제어하도록 이루어진다.
즉, 상기 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부(2400)는 아래에서 자세히 설명되는 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)의 용융량(레벨 신호)에 따라 정량의 분말형 고상우레아를 공급하도록 상기 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200)의 구동 모터(2210) 및/또는 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300)의 구동모터(2320)(분말형 고상우레아 이송공급장치인 스크류 피더)) 중 적어도 하나의 동작을 제어하도록 이루어진다.
다시 말해서, 상기 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부(2400)는 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)를 구성하는 분말형 고상우레아 멜터 바디 내의 용융 수위(용융 레벨)를 측정하는 용융우레아 레벨센서(3110)의 신호를 받아, 분말형 고상우레아 용해장치 내의 용융 수위를 모니터링하면서 용융우레아의 소모량에 비례하거나 설정된 주기로 상기 분말형 고상우레아 공급량 조절장치(2200)의 구동 모터(2210) 및/또는 상기 분말형 고상우레아 이송공급장치(2300)의 구동모터(2320) 중 적어도 하나의 회전수를 제어하도록 이루어질 수 있다.
분말형 고상우레아 용융장치부(3000)
분말형 고상우레아 용융장치부(3000)는 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)로부터 분말형 고상 우레아를 공급받아 용융시키고, 용융된 용융우레아를 용융우레아 공급장치부(4000)로 전달하며, 용융우레아 공급장치부(4000)로 전달되는 용융우레아에 포함되어 있는 불순물을 제거하도록 구성될 수 있다.
분말형 고상우레아 용융장치부(3000)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 크게 분말형 고상우레아 멜터 바디(melter body)(3100)와, 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200), 및 용융우레아 필터링 장치(3300)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)는, 상기 분말형 고상우레아 공급장치부(2000)로부터 분말형 고상 우레아를 공급받아 수용하는 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100); 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)에 구비되어 그 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100) 내에 수용된 분말형 고상우레아를 용융시키도록 구성되는 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200); 및 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 하단부(또는 용융 우레아 토출 측)에 구비되어 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)로부터 배출되는 용융 우레아에 포함된 불순물을 필터링하도록 구성되는 용융우레아 필터링 장치(3300);를 포함한다.
상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)는 상광하협의 원추대 또는 호퍼 형태로 형성되며, 하나 이상의 개소에 그 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100) 내에서 용융된 용융 우레아의 수위 또는 레벨을 검출하기 위한 용융우레아 레벨 센서(3110)이 구성된다.
여기에서, 상기 용융우레아 레벨 센서(3110)는 전자식 또는 기구식으로 구성될 수 있으며, 그 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100) 내의 용융 우레아의 레벨을 검출하거나 감지할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 일측에는 후술하는 용융우레아 바이패스 관로를 구성하는 용융우레아 바이패스 유로 장치(4200)가 연결되는 바이패스유로 연결구(3101)가 형성된다.
계속해서, 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)는 나선형의 관로를 갖고 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 내부에 구비되는 전도성 재질의 열교환 파이프로 구성되되, 일단부는 상기 용융우레아 멜터 바디(3100)의 상부 측을 관통하고, 타단부는 상기 용융우레아 메터 바디(3100)의 하부 측을 관통하여 구성된다.
이러한 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)는 그 열교환 파이프를 통해 아래에서 상세히 설명될 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(steam; 포화 증기)이 통과하면서 가열됨으로써 그 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100) 내의 분말형 고상우레아를 용융시키게 된다.
상기 열원은 분말형 고상우레아를 충분히 용융시킬 수 있는 온도(바람직하게는, 우레아의 녹는점이 133℃인 점을 고려하여 130℃ 내지 150℃)를 갖고 통과한다.
여기에서, 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)를 통과하면서 열교환된 스팀은 외부의 응축기로 회수되도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열원으로서 스팀 대신에 외부 공기를 응축 냉각시킨 다음 스팀(포화 증기)로 히팅시킨 건조 공기가 상기한 온도를 갖고 공급될 수도 있다. 여기에서, 상기 스팀 또는 건조 공기는 필터링 장치(3300) 주변을 통과한 후 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)로 공급되도록 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)는 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)에 이중 구조로 구성될 수 있다.
다시 말해서, 상기 분말형 고상우레아 멜터 가열장치(3200)는 상기한 바와 같이 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100) 내에 구성되는 제1(내부) 분말형 고상우레아 멜터 가열장치, 및 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 외측(외면)에 구성되는 제2(외부) 분말형 고상우레아 멜터 가열장치로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 열원인 스팀(포화 증기)은 입구 측에서 각각 분지되어 제1(내부) 분말형 고상우레아 멜터 가열장치와 제2(외부) 분말형 고상우레아 멜터 가열장치로 공급되고, 상기 제1 및 제2 분말형 고상우레아 멜터 가열장치를 통과하고 나오는 열원은 출구 측에서 합류되어 외부 측으로(외부의 응축기) 등으로 회수되도록 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 용융우레아 필터링 장치(3300)는 용융 우레아에 포함되는 불순물을 제거할 수 있는 필터링 장치로 구성되되, 분말형 고상우레아를 용융시키는 온도를 충분히 견디면서 변형되지 않은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 용융우레아 필터링 장치(3300)는 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 하단부 또는 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 용융우레아 토출 측에 구비되는 소정 메쉬를 갖는 금속 필터망으로 이루어질 수 있다.
또한, 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)는 상기 용융우레아 필터링 장치(3300)의 불순물 제거 여부를 검출하기 위한 불순물 검출 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 불순물 검출 장치는 예를 들면 용융우레아 필터링 장치(3300)의 전방 측과 후방 측에 각각 구비되어 검출 신호를 통합 제어반으로 전송하는 압력 센서로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 용융우레아 필터링 장치(3300)가 불순물에 의한 폐색 정도에 따라 전후 압력이 달라짐으로 인해 용융우레아 필터링 장치(3300)의 불순물 제거 시기를 모니터링할 수 있게 된다.
또한, 상기 용융우레아 필터링 장치(3300)는 복수 개로 구성되며 설비 운용 중에도 설비 시스템의 중단 없이 불순물을 제거할 수 있게 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 분말형 고상우레아 멜터 바디(3100)의 하단부 또는 용융우레아 토출구는 둘(two)로 분지되는 용융우레아 토출 라인이 구성되고, 상기 분지부에는 유로 전환 밸브가 구성되며, 상기 각 용융우레아 토출 라인에 상기 용용우레아 필터링 장치(3300)가 구비된다.
여기에서, 상기 용융우레아 필터링 장치(3300)에는 상기한 불순물 검출 장치가 각각 구비된다.
이와 같이 용융우레아 필터링 장치(3300)가 복수로 구성되는 경우, 유로 전환 밸브를 통해 어느 하나의 용융우레아 필터링 장치(3300)를 통해서만 필터링하고, 이 하나의 용융우레아 필터링 장치(3300)의 불순물을 제거할 필요가 있을 경우, 유로 전환 밸브로 다른 하나의 용융우레아 필터링 장치(3300)로 전환시켜 설비 운용을 유지시킨 상태에서, 상기 하나의 용융우레아 필터링 장치(3300)에 대한 불순물 제거 작업을 실행할 수 있게 된다.
용융우레아 공급장치부(4000)
용융우레아 공급장치부(4000)는 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)에서 용융되고 불순물 필터링된 용융 우레아를 암모니아 환원제(암모니아) 생성을 위한 리액터 장치부(5000)로 원활하고 균질하게 공급하고, 또한 설비 시동 시 용융 우레아의 용융 시간을 단축할 수 있으며, 이에 더하여 설비 운전 전후에 유동관로(용융우레아 이송관로 및 용융우레아 바이패스 관로)에 용융 우레아가 남아 있지 않게 제거하도록 퍼지(purge)시켜 유동 관로에 용융 우레아가 고착되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.
용융우레아 공급장치부(4000)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 크게 용융우레아 이송관로(4100)와, 용융우레아 바이패스 관로(4200)와, 유로 전환 밸브(4300)와, 용융우레아 펌핑장치(4410, 4420)와, 용융우레아 공급량 검출 장치, 및 용융우레아 공급 제어모듈부를 포함한다. 용융우레아 이송관로(4100)와 용융우레아 바이패스 관로(4200)는 용융우레아 유동관로를 구성한다.
구체적으로, 상기 용융우레아 공급장치부(4000)는 일단부가 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)의 용융우레아 출구(용융우레아 토출) 측에 연결되고, 타단부는 리액터 장치부(5000)에 연결되는 용융우레아 이송관로(4100); 상기 용융우레아 이송관로(4100)의 소정 지점에서 분지되어 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)의 바이패스유로 연결구(3101)에 연결되는 용융우레아 바이패스 관로(4200); 상기 용융우레아 바이패스 관로(4200)가 분지되는 분기점에 구비되는 유로 전환 밸브(4300); 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100) 상의 상류 측과 하류 측에 구비되어 용융우레아를 상기 리액터 장치부(5000) 측으로 펌핑하는 하나 이상의 용융우레아 펌핑장치(4410, 4420); 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100)에 구성되어 공급되는 용융우레아의 공급량을 검출하도록 구성되는 용융우레아 공급량 검출 장치; 및 상기 유로 전환 밸브(4300), 용융우레아 펌핑장치(4410, 4420), 용융우레아 공급량 검출 장치의 동작을 제어하도록 구성되는 용융우레아 공급 제어모듈부;를 포함한다.
상기 용융우레아 이송관로(4100)는 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)의 용융우레아 출구(용융우레아 토출) 측과 리액터 장치부(5000) 측을 연결하는 연결 관로로 이루어지는데, 다른 구성부들 및 아래에서 상세히 설명될 용융우레아 퍼징(purging) 장치(4500) 및/또는 용융우레아 용융상태 유지장치(4600)와 긴밀하게 연관되는 구성부이므로 열전도성이 좋은(높은) 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 용융우레아 바이패스 관로(4200)는 상기 용융우레아 공급 제어모듈부의 제어에 따라 그 분지점에 구비되는 상기 유로 전환 밸브(4300)의 전환(switching)으로 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로부터의 용융우레아가 초기 시동 이후 일정 시간 동안 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)로 리턴(return)되도록(다시 말해서, 초기 용융우레아가 회수되도록) 한다.
이와 같이 설비 시스템의 운전 시동 시, 초기 용융된 용융우레아를 소정 시간 동안 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000) 측으로 리턴(회수)시킴으로써 그 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)에서 초기 용융되는 분말형 고상우레아의 용융 시간을 단축시키고, 설비 운전성과 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 용융우레아 펌핑장치(4410, 4420)는 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100) 상의 상류 측에 구성되는 제1 용융우레아 펌핑장치(상류 측 펌핑장치)(4410), 및 하류 측에 구성되는 제2 용융우레아 펌핌장치(하류 측 펌핑장치)(4420)를 포함한다.
여기에서, 상기 제1 용융우레아 펌핑장치(4410) 및 제2 용융우레아 펌핑장치(4420) 중 적어도 하나는, 자켓(jacket)으로 덮어 씌워지고 상기 자켓으로는 열매체(본 발명에는 열원 공급장치부의 열원인 설비 운용 열원(스팀; 포화증기)을 적정 온도로 감압시킨 열원)가 공급되어 용융우레아의 펌핑 동작을 원활하게 하며, 운전 종료 또는 운전 정지 시 펌핑 장치(4410, 4420) 자체에서 용융우레아가 고착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
계속해서, 상기 용융우레아 공급량 검출 장치는 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100)의 하류 측에 구비되어 용융우레아의 공급량을 검출하는 용융우레아 공급량 검출 센서(유량 센서), 및 용융우레아가 공급되는 방향을 기준으로 상기 용융우레아 공급량 검출 센서의 하류 측에 구비되어 개도(open degree) 변화로 용융우레아의 공급량을 제어하도록 구성되는 용융우레아 공급량 제어 밸브를 더 포함하며, 상기 용융우레아 공급 제어모듈부는 상기 용융우레아 공급량 검출 센서에서 검출된 검출신호(검출값)를 전달받아 상기 용융우레아 공급량 제어 밸브의 개도를 설정된 값으로 제어하도록 이루어진다.
또한, 상기 용융우레아 공급장치부(4000)는 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100)의 상류 측 또는 상기 제1 용융우레아 펌핑장치(4410) 측에 구비되는 적어도 하나의 용융우레아 온도 검출 센서를 더 포함하며, 상기 용융우레아 공급 제어모듈부는 상기 용융우레아 온도 검출 센서에서 검출된 검출신호(검출값)를 전달받아 검출값이 설정값 이하, 바람직하게는, 우레아의 용융온도 이하로 판단되는 경우 상기 용융우레아 펌핑장치의 동작, 즉 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상류 측의 용융우레아 펌핑장치(4410)의 동작을 정지시키도록 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 용융우레아 공급장치부(4000)는 설비 운전 종료 후 용융우레아가 공급되는 유동관로, 즉 상기 용융우레아 이송관로(4100) 및 용융우레아 바이패스 관로(4200)에 남아 있는 용융우레아를 제거 또는 퍼징(purging)하도록 구성되는 용융우레아 퍼징(purging) 장치(4500)를 더 포함할 수 있다.
상기 용융우레아 퍼징 장치(4500)는, 용융우레아 유동관로의 상류 측에 연통되게 연결되어 상기 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)가 공급되는 퍼징용 열원 공급 라인(4520)과, 상기 열원 공급 라인(4520) 상에 구비되어 열원의 공급을 단속하도록 구성되는 열원 단속 밸브(4530), 및 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000)의 토출 측에 구비되는 용융우레아 공급 단속 밸브(미도시)를 포함한다.
이러한 용융우레아 퍼징 장치(4500)는 설비 시스템의 운전의 시동 전 상기 용융우레아 공급 제어모듈부를 통해, 상기 유로 전환 밸브(4300) 및 용융우레아 공급 단속 밸브를 폐쇄 전환시켜서 용융우레아의 공급은 중단시키고, 열원 단속 밸브(4530)를 개방 전환시켜서 열원인 스팀(포화 증기)이 퍼징용 열원 공급 라인(4520)으로 주입시켜서 용융우레아 유동관로(용융우레아 이송관로(4100)와 용융우레아 바이패스 관로(4200)) 내에 존재하는 용융우레아가 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000) 측으로 리턴되도록 할 뿐만 아니라, 각 유로의 밸브를 교차적으로 개폐시켜 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000) 측으로의 리턴과 동시에, 또는 순차적으로 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000) 측으로 배출되도록 하여 용융우레아 유동관로 내에 용융우레아가 존재하지 않도록 하여 설비 시스템의 운전 종료 후 용융우레아 유동관로 내에 용융우레아가 고착되지 않도록 하게 된다.
이러한 용융우레아 퍼징은 후술할 용융우레아 용융상태 유지장치(4600)를 구성하는 유동라인용 열원 공급 라인(4510)으로 열원 공급 장치부의 열원(설비 운용 열원)인 스팀(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)을 공급하면서 또는 공급이 선행된 후 실행할 수도 있다.
또한, 상기 용융우레아의 퍼징은 설비 시스템의 운전의 시작 전 또는 종료 후에 상기한 제1 및 제2 용융우레아 펌핑장치(4410, 4420)를 일정 시간 작동시켜 용융우레아 유동관로 내에 존재하는 용융우레아를 상기 분말형 고상우레아 용융장치부(3000) 및 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000) 측으로 펌핑시켜 상기 용융우레아 이송관로(4100)와 용융우레아 바이패스 관로(4200) 내는 용융우레아가 존재하지 않도록 할 수도 있다.
계속해서, 상기 용융우레아 공급장치부(4000)는 상기 용융우레아 이송관로(4100)에서 공급되는 용융우레아의 공급량을 정밀 검출하도록 구성되는 용융우레아 공급량 정밀검출 장치(4700)를 더 포함할 수 있다.
상기 용융우레아 공급량 정밀검출 장치(4700)는, 상기 유로 전환 밸브(4300)를 기준으로 상기 용융우레아 이송관로(4100)의 하류 측(보다 바람직하게는 하류 측 용융우레아 펌핑장치(4420)보다 하류측에 구성되는 질량 유량계(mass flowmeter)(4710)와, 상기 질량 유량계(4710)를 감싸는 자켓, 및 상기 자켓으로 상기 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)을 공급하는 질량유랑계용 열원 공급 라인을 포함할 수 있다. 상기 자켓은 후술하는 용융우레아 용융상태 유지장치(4600)의 일 구성요소를 구성하게 된다.
여기에서, 상기 질량유량계(4710)의 자켓 측으로 공급되는 열원은 다른 부분(예를 들면, 용융우레아 유동관로 또는 용융우레아 이송라인 측)의 열원 공급 라인에서의 온도보다 상대적으로 높은 온도를 갖도록 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 설비 운용 열원인 스팀을 각 구성부에 공급함에 있어 감압장치(감압밸브, 즉 스팀용 감압밸브) 등을 이용하여 해당 구성부에서 적정 온도를 갖도록 감압시켜 공급하게 되는데, 이때 상기 질양유량계(4710)의 자켓으로 공급되는 자켓용 열원 공급 라인으로는 다른 구성부(예를 들면, 고상우레아 공급장치부, 고상우레아 용융장치부, 용융우레아 공급장치부 등)로 공급되는 열원과 같거나 그보다 상대적으로 온도가 높은 온도를 갖도록 할 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명에서 열원은 전체 설비를 운용하는데 이용되는 스팀(포화 증기)를 이용하게 된다. 이때 열원 공급원인 스팀은 가장 높은 온도와 압력을 갖게 되는데, 각 장치부로의 열원 공급 라인에 감압장치 등을 설치하여 해당 장치부에서 요구되는 온도를 갖도록 감압시켜 공급하게 된다.
이와 같이 상기 용융우레아 공급량 정밀검출 장치(4700)에 있어 질량유랑계(4710)가 설치되는 측으로 공급되는 열원의 온도를 다른 개소보다 상대적으로 높게 함으로써 암모니아 환원제 생성 리액터 장치부(5000)로 공급되는 용융우레아의 공급량을 보다 정밀하게 측정하여 공급될 수 있게 이루어진다.
또한, 본 발명에서 상기 용융우레아 공급장치부(4000)는 용융우레아 유동관로(용융우레아 이송관로(4100))를 따라 이동하는 용융우레아의 용융상태를 안정적으로 유지시키도록 구성되는 용융우레아 용융상태 유지장치(4600)를 더 포함할 수 있다.
상기 용융우레아 용융상태 유지장치(4600)는 상기 용융우레아 이송관로(4100)를 간극을 갖고 둘러싸는 유동라인용 열원 공급 관로(4510), 및 상기 유동라인용 열원 공급 관로(4510)에 상기 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)을 공급하는 유동라인용 열원 공급 라인을 포함한다. 이에 더하여, 상기 유동라인용 열원 공급 관로(4510)로 공급되는 열원은 감압장치 등을 통해 적정 온도와 압력(예를 들면, 140 내지 145℃의 3.5bar 스팀)으로 조정되어 공급될 수 있다.
상기 용융우레아 열원 공급 관로(4510)는 상기 용융우레아 바이패스 관로(4200)에도 구성될 수 있다.
암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)
암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 상기 용융우레아 공급장치부(4000)를 통해 공급받은 용융우레아를 생성하는 리액터 장치부로서, 우레아 가수 분해 장치(5100)를 통해 우레아를 암모니아로 분해하여 해당 암모니아를 환원제로서 SCR 탈질 설비로 공급하도록 구성된다.
암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 공지의 우레아 가수 분해 장치를 포함하며 이를 통해 우레아를 가수분해하여 암모니아를 생성하는 리액터 장치부로 구성되되, 여기에서 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 암모니아를 생성하는데 필요한 열원을 아래에서 상세히 설명될 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)을 기반으로 하는 열원(즉, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 암모니아 환원제 생성에 필요한 온도와 압력을 갖도록 조정된 열원)으로 한다.
다시 말해서, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 용융 우레아를 공급받아 가수분해하여 암모니아(암모니아 환원제)를 생성할 수 있는 공지의 리액터 장치를 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 구성은 생략한다. 다만, 본 발명의 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 리액터 챔버 내를 소정 온도로 가열하기 위한 가열원과 촉매 반응에 필요한 매개체로 스팀(포화 증기)이용되는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는, 용융우레아가 투입되며, 내부에 우레아와 촉매 반응하는 촉매제가 구비되는 암모니아 촉매 반응 바디와, 상기 암모니아 촉매 반응 바디 내부를 촉매 반응이 일어날 수 있는 온도로 가열하며, 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(포화 증기)에 의해 히팅되는 암모니아촉매 반응바디 히팅장치와, 상기 암모니아 촉매 반응 바디 내부에 구비되는 촉매제와 가스분해 반응을 일으키도록 스팀(포화 증기)이 제공되는 리액터 열원 공급 라인, 및 상기 암모니아촉매 반응 바디의 내부 제어 환경(압력, 온도 및 유량 조절)을 검출하고 제어하도록 구성되는 리액터 검출 장치(들)를 포함한다.
상기 리액터 검출 장치는 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출할 수 있는 온도 센서와 압력 센서, 및 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 구성되는 유량조절장치를 포함한다.
여기에서, 상기 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 시 또는 운전 종료 시에 촉매제(예를 들면, 고화된 촉매제)가 용융되도록 하는 촉매제 용융 처리가 실행된다.
상기 촉매제 용융 처리는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전에 암모니아 환원제 공급 설비 운용에 사용되는 열원(설비 운용 열원)인 포화 증기(구체적으로는, 설비 운용 열원인 스팀을 감압 장치 등을 통해 해당 단계에서 필요로 되는 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기)가 공급되도록 하거나, 물(예를 들면, 적정 온도를 갖는 물)를 제공하여 고화된 촉매제를 용융시킬 수 있게 이루어진다.
이러한 촉매제 용융 처리는 촉매제의 고화 여부를 검출하여 실행될 수 있으나, 고화 여부의 검출 없이도 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 전후에 행해질 수 있다.
본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템은, 이러한 촉매제 용융 처리를 통해 암모니아 환원제 생성 리액터 장치부(5000)의 작동이 보다 신뢰성 있게 실행되도록 할 수 있다.
이러한 촉매제 용융 처리는 설비 운용 열원인 스팀(포화 증기)이 아닌, 외부 공기를 응축 냉각시킨 다음, 설비 운용 열원인 스팀으로 가열시킨 건조 공기를 투입하여 촉매제를 용융시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
암모니아 환원제 공급장치부(6000)
암모니아 환원제 공급장치부(6000)는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치부(5000)에서 생성된 암모니아(암모니아 환원재)를 상태 변화 등 없이 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비로 공급할 수 있는 공급 파이프(공급 관로 또는 공급 라인)으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 암모니아 환원제 공급장치부(6000)에는 그 공급 파이프의 외측을 간극을 갖고 둘러싸는 암모니아환원제 공급용 열원 공급 관로가 구성될 수 있으며, 상기 암모니아환원제 공급용 열원 공급 관로에는 열원 공급 장치부의 열원인 스팀(해당 열원 공급 라인에 설치되는 감압 장치 등을 통해 적정 온도로 조정된 스팀) 또는 외부공기를 냉각 응축시켜서 스팀으로 가열한 소정 온도의 건조 공기가 제공될 수 있는 열원 공급 라인이 구성될 수도 있다.
열원 공급 장치부
다음으로, 상기 열원 공급 장치부는 선택적환원촉매 탈질 설비를 운용하는데 이용되는 열원 및/또는 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비를 운용하는데 이용되는 열원이, 열원을 필요로 하는 상기한 각 장치부로 제공되도록 열원 공급 라인으로 구성될 수 있다.
예를 들면, 선택적환원촉매 탈질 설비를 운용하는데 이용되는 열원은 통상으로 스팀(steam; 포화 증기)이 이용되는데, 이에 따라 본 발명은 스팀이 그대로 또는 냉각 응축되고 스팀으로 가열한 건조 공기가 각 장치부에 연결되는 열원 공급 라인을 통해 열원을 필요로 하는 상기한 각 장치부로 제공되게 된다.
여기에서, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서 열원은 전체 설비를 운용하는데 이용되는 스팀(포화 증기)를 이용하게 된다. 이때 설비 운용에 이용되는 최초 생성되는 스팀은 가장 높은 온도와 압력을 갖게 되는데, 각 장치부로의 열원 공급 라인에 감압장치를 설치하여 해당 장치부에서 요구되는 온도를 갖도록 감압시켜 공급하게 된다.
상기 스팀은 발전기나 발전기관의 폐열을 이용하여 스팀원을 가열함으로써 생성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 선택적환원촉매 탈질 설비용 고상 우레아 기반의 암모니아 환원제 공급 설비 시스템 및 그의 운용 방법에 따르면, 고상 우레아를 베이스 원료로 하여 선택적환원촉매(SCR) 탈질 설비를 구성하는 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치의 동작이 안정적이고 신뢰성 있게 이루어질 수 있도록 하며, 특히 암모니아 환원제 설비 시스템의 점검 등 가동 중단 이후 신속하고 원활하게 암모니아 환원제를 생산 공급할 수 있도록 하여 설비 시스템의 유지보수성을 증대시킬 수 있으며, 암모니아 환원제 설비 시스템의 점검 등 가동 중단 이후 신속하고 원활하게 암모니아 환원제를 생산 공급할 수 있도록 하여 설비 시스템의 유지보수성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 용융우레아가 용융우레아 공급 라인 내에서 결정화될 일이 없어 용융우레아 공급 라인에 설치된 여러 밸브와 질량 유량 제어기(MFC)의 오작동을 방지할 수 있어 설비 안정성을 확보할 수 있으며, 또한 용융우레아 공급 라인에 남아 있는 환원제를 우레아 용융 장치부 등으로 신속하고 용이하게 회수시킬 수 있어 우레아의 활용성을 증대시킬뿐만 아니라 용융우레아 공급 라인에서의 결정화 및 폐색을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 분말 상태의 고상 우레아를 공급 과정에서 뭉침 없이 투입 보관되고 공급되도록 하며, 분말 상태의 고상 우레아를 간접 가열 용융시키고, 공급과정에서 순환 과정을 거치도록 하여 자체 중합을 방지할 수 있어 공급 안정성을 확보할 수 있고, 촉매형 가수분해를 이용함으로써 부하변동 반응시간의 속응성을 향상시키며, 암모니아 생성량과 반응 속도를 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 분말형 고상우레아 투입 단계
S200: 분말형 고상우레아 공급 단계
S300: 분말형 고상우레아 용융 단계
S400: 용융 우레아 공급 단계
S500: 암모니아(암모니아 환원제) 생성 단계
S600: 암모니아 환원제 공급 단계
1000: 분말형 고상우레아 투입장치부
1100: 투입장치부 호퍼
1110: 원통형의 바디부
1111: 투입량 검출용 레벨 센서
1120: 깔대기 형상의 깔대기부
1200: 분말형 고상우레아 비산 방지 장치
1300: 건조공기 분출부
1400: 분말형 고상우레아 뭉침방지용 진동장치
1410: 빈 엑티베이터(bin activator)
1411: 빈 엑티베이터 구동모터
1420: 빈엑티베이터 제어모듈부
2000: 분말형 고상우레아 공급장치부
2100: 공급장치부 호퍼
2110: 원통형의 바디부
2111: 투입량 검출용 레벨 센서
2120: 깔대기 형상의 깔대기부
2200: 분말형 고상우레아 공급량 조절장치
2210: 분말형 고상우레아 공급량 조절장치의 구동모터
2300: 분말형 고상우레아 이송공급장치
2310: 이송스크류
2320: 이송스크류의 구동모터
2400: 분말형 고상우레아 공급장치부 제어모듈부
3000: 분말형 고상우레아 용융장치부
3100: 분말형 고상우레아 멜터 바디
3101: 바이패스유로 연결구
3110: 용융우레아 레벨 센서
3200: 분말형 고상우레아 멜터 가열장치
3300: 용융우레아 필터링 장치
4000: 용융우레아 공급장치부
4100: 용융우레아 이송관로
4200: 용융우레아 바이패스 관로
4300: 유로 전환 밸브
4410: 제1 용융우레아 펌핑장치
4420: 제2 용융우레아 펌핑장치
4500: 용융우레아 퍼징(purging) 장치
4510: 유동라인용 열원 공급 라인
4520: 퍼징용 열원 공급 라인
4530: 열원 단속 밸브
4600: 용융우레아 용융상태 유지장치
4710: 질량 유랑계
4700: 용융우레아 공급량 정밀검출 장치
5000: 암모니아 환원제 생성용 리액터 장치(부)
5100: 가수 분해 장치
6000: 암모니아 환원제 공급장치부

Claims (16)

  1. 선택적환원촉매 탈질 설비(SCR)에 사용될 환원제를 생산 공급하기 위한 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법으로서,
    암모니아 촉매 반응 바디로 공급되는 용융우레아를 가수 분해 장치로 가수분해하여 암모니아 환원제를 생성하되, 상기 SCR 설비를 운용하는 열원을 암모니아 환원제 생성의 촉매 반응을 위한 매개체로 공급되도록 이루어지는 것을 특징으로 하고,
    암모니아 환원제로 사용할 고상 우레아(powder-type solid urea)를 투입하는 고상우레아 투입 단계;
    투입된 상기 고상 우레아를 공급하는 고상우레아 공급 단계;
    상기 고상 우레아를 공급받아 용융시키는 고상우레아 용융 단계;
    용융된 용융우레아를 암모니아 촉매 반응 바디로 공급하는 용융우레아 공급 단계; 및
    생성된 암모니아 환원제를 선택적환원촉매 탈질 설비로 공급하는 암모니아 환원제 공급 단계
    를 포함하는 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 또는 종료 시 상기 가수 분해 장치 측으로 상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 열원을 제공하여 상기 가수 분해 장치 내에 구비되는 촉매제를 용융시키도록 하는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 촉매 반응 바디의 압력과 온도를 검출하여 유량조절장치를 통해 암모니아 촉매 반응 바디의 내부 압력을 조절하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 열원은 감압장치에 의해 필요 온도와 압력을 갖도록 조정된 포화 증기인 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고상우레아는 분말형 또는 과립형의 고상우레아이고,
    상기 고상우레아 투입 단계는, 상기 고상 우레아가 투입되는 과정에서 대기중으로의 비산을 방지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고상우레아 투입 단계는,
    투입된 고상우레아로 건조 공기를 불어넣거나 진동을 인가하거나 또는 제습하는 방법 중 적어도 하나의 방법으로 고상우레아의 뭉침을 방지하도록 이루어지는 것을 특징으로
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고상우레아 공급단계는 상기 고상우레아 용융단계의 용융량에 따라 조절되어 공급되도록 이루어지며,
    상기 고상우레아 용융단계는 용융우레아에 포함된 불순물을 필터링하여 배출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고상우레아 용융단계는
    복수의 용융우레아 토출 라인 각각에서 필터링되도록 이루어지고, 상기 토출 라인에서의 불순물 폐색 정도를 검출하도록 이루어지며, 어느 하나의 토출 라인에서의 불순물 제거 작업을 실행할 경우, 다른 토출 라인으로 용융우레아를 배출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 전 또는 종료 후 상기 용융 우레아가 이송되는 유동관로에 용융 우레아가 남아 있지 않게 퍼징(purging)하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 용융우레아의 퍼징은,
    용융우레아가 이송되는 용융우레아 유동 관로의 상류 측에서 스팀을 주입시켜 상기 고상우레아 용융단계를 실행하는 고상우레아 용융장치부 측으로 회수하고, 암모니아 촉매 반응 바디 측으로 배출되도록 하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운전 시동 이후, 상기 고상우레아 용융단계에서 용용되어 공급되는 용융 우레아를 일정 시간 동안 상기 고상우레아 용융단계로 리턴(return)하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 용융우레아가 이송공급되는 용융우레아 이송관로에 간극을 갖고 둘러싸는 열원 공급 라인으로 스팀을 공급하는 것을 더 포함하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 열원 공급 라인으로 공급되는 스팀은 다른 개소로 공급되는 스팀의 온도와 같거나 그보다 높은 온도를 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
    암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 따른 암모니아 환원제 공급 설비 시스템의 운용 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는
    선택적환원촉매 탈질 설비용 암모니아 환원제 공급 설비 시스템.
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