KR102217897B1 - Wet Flue Gas Desulfurization Equipment - Google Patents

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최병문
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(주)오성기업
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Abstract

Disclosed is a wet flue gas desulfurization device comprising a gas cooling and water evaporation tower (hereinafter, referred to as a ″water evaporation tower″), and an absorption tower. In the wet flue gas desulfurization device according to the present invention, an exhaust gas containing a sulfurous acid gas flows into an exhaust gas inlet unit of the water evaporation tower, is cooled, and then is discharged to the upper part of the water evaporation tower. An exhaust gas discharged to the upper part of the water evaporation tower flows into an exhaust gas inlet unit of the absorption tower and then is discharged to the upper part of the absorption tower, and at this time, desulfurization is performed. A part of a circulating absorption liquid of the absorption tower is introduced into the water evaporation tower and is sprayed downward to the exhaust gas flowing upward from the water evaporation tower to cool the exhaust gas, and is converted into a concentrated liquid having a concentration of sulfate higher than that of a circulating absorption liquid flowing into the water evaporation tower as water in the circulating absorption liquid is evaporated. The concentrated liquid is partially discharged from the water evaporation tower. The wet flue gas desulfurization device according to the present invention can be stably operated without a scrubber closure due to the precipitation of MgSO_3 compounds during a wet flue gas desulfurization process. A sulphate, which is a by-product generated during the wet flue gas desulfurization process, is concentrated to have a commercially usable high concentration by using the heat of an exhaust gas without using a separate heat source. Wastewater does not have to be discharged, or a wastewater amount can be reduced even when wastewater is discharged.

Description

습식 배연탈황장치{Wet Flue Gas Desulfurization Equipment}Wet Flue Gas Desulfurization Equipment

본 발명은 습식 배연탈황장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 습식 배연탈황장치에서 발생하는 부산물인 황산염을 별도의 열원을 사용하지 않고 배기가스의 열을 이용하여 상업적으로 이용가능한 정도의 고농도로 농축함으로써 폐수를 배출하지 않아도 되거나 또는 폐수로 배출하더라도 폐수량을 줄일 수 있는 습식 배연탈황장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wet flue gas desulfurization device, and more particularly, concentrates the sulfate salt, which is a by-product generated in the wet flue gas desulfurization device, to a high concentration that is commercially available using the heat of exhaust gas without using a separate heat source By doing so, it is not necessary to discharge wastewater or even if it is discharged as wastewater, it relates to a wet flue gas desulfurization apparatus capable of reducing the amount of wastewater.

배연탈황장치는 산업현장의 보일러나 용융로 등에서 석탄이나 벙커C유 등 황(Sulfur) 성분이 함유된 연료를 연소시킬 때 배출되는 배기가스 중에 함유되어 있는 아황산가스(SO2) 등의 황성분을 흡수하여 제거시켜주는 장치를 말한다. 아황산가스의 배출은 환경보전법 상 엄격하게 규제되고 있다.The flue gas desulfurization system absorbs sulfur components such as sulfurous acid gas (SO 2 ) contained in the exhaust gas that is emitted when burning fuel containing sulfur components such as coal or bunker C oil in boilers or melting furnaces at industrial sites. It is a device that removes it. The emission of sulfurous acid gas is strictly regulated under the Environmental Conservation Act.

배기가스 중의 아황산가스 제거 방법 중에서 배기가스의 배출 과정 중 배기가스에 중화제인 소석회나 활성탄 등의 분말을 건식으로 분사, 접촉시켜 황성분을 제거하는 방법을 건식탈황법이라 하며, 가성소다, 수산화마그네슘 또는 석회석의 수성 슬러리(Slurry)를 중화제로 사용하고 흡수액을 분무하여 배기가스와 접촉시켜 황 성분을 제거하는 방법을 습식탈황법이라 한다.Among the methods of removing sulfurous acid gas from exhaust gas, a method of removing sulfur components by dry spraying and contacting powders such as slaked lime or activated carbon, which are neutralizing agents to the exhaust gas during the exhaust gas discharge process, is called the dry desulfurization method, and caustic soda, magnesium hydroxide or A method of removing sulfur components by using an aqueous slurry of limestone as a neutralizing agent and spraying an absorbent liquid into contact with exhaust gas is called a wet desulfurization method.

일반적으로 습식탈황장치는 도 1에 도시한 바와 같이 구성된다. 습식탈황장치는 연소장치(1)에서 배출되는 황성분함유 배기가스를 배기가스인입장치(11)를 통하여 흡수탑(Sbrubber)(7) 하부로 주입하고 흡수탑 상부로부터 흡수액(12)을 분무시키고 흡수층(9)에서 접촉되도록 하여 황성분이 흡수액과 반응하여 흡수액에 흡수되게 하는 것이다. 이 흡수액은 산성 성분으로 변환되어 탑하부로 떨어지고, 떨어진 하부흡수액은 중화제로 중화되며 황성분이 제거된 배출가스(10)만이 탑상부에서 배출되도록 한다. 여기서 흡수층(9)은 라시히링(Rasching Ring)과 같은 충진물을 이용할 수도 있고, 체판(Sieve tray)이나 공탑 모양 등 다양한 형태의 설비가 사용되고 있다.In general, a wet desulfurization apparatus is configured as shown in FIG. 1. The wet desulfurization device injects sulfur-containing exhaust gas discharged from the combustion device 1 into the lower part of the absorption tower 7 through the exhaust gas inlet device 11, and sprays the absorbent liquid 12 from the upper part of the absorption tower. By making it contact at (9), the sulfur component reacts with the absorbent liquid and is absorbed into the absorbent liquid. This absorbent liquid is converted into an acidic component and falls to the bottom of the tower, and the lower absorbent liquid is neutralized with a neutralizing agent so that only the exhaust gas 10 from which the sulfur component has been removed is discharged from the top of the tower. Here, the absorbent layer 9 may use a filler such as a Rasching Ring, and various types of equipment such as a Sieve tray or an empty tower shape are used.

종래의 습식 흡수탑의 설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 단일한 탑에 다단 또는 단층의 충진물층 위로 세정수를 분사하는 구조로 되어 있다. 고온의 배기가스에 의한 스크러버 내부 구조물의 열변형을 방지하기 위해 배기가스인입장치(11)의 냉각수 분사 노즐을 통해 공정수나 스크러버 순환수를 분사한다. 고온의 배기가스는 배기가스인입장치(11)에서 분사되는 냉각수의 증발에 의해 냉각되어 탈황영역을 통과하게 된다. 냉각에 사용되어 증발하고 남은 물은 기존의 스크러버 하단의 순환수와 합쳐지게 된다. 스크러버 순환수를 냉각수로 이용하는 경우 배기가스인입장치(11)의 벽면에 튀어 건조되어 염 덩어리를 형성하는 경우도 있어 왔다.As shown in FIG. 1, the conventional wet absorption tower has a structure in which washing water is sprayed onto a single tower and onto a multistage or single layer of packing material. Process water or scrubber circulating water is injected through the cooling water injection nozzle of the exhaust gas intake device 11 in order to prevent thermal deformation of the internal structure of the scrubber by the high temperature exhaust gas. The high-temperature exhaust gas is cooled by evaporation of the cooling water injected from the exhaust gas inlet 11 and passes through the desulfurization zone. The water remaining after evaporation used for cooling is combined with the circulating water at the bottom of the existing scrubber. When the scrubber circulating water is used as cooling water, there have been cases in which salt lumps are formed by splashing on the wall surface of the exhaust gas inlet device 11 and drying.

습식 스크러버에서 아황산 가스를 포집하는데 사용되는 화학 약품으로는 가성소다(NaOH), 탄산소다(Na2CO3), 수산화마그네슘[Mg(OH)2]) 등이 있으며, 대개의 경우 염 석출 등으로 인한 스크러버 폐쇄를 방지하기 위해 염 농도를 3 ~ 10 % 이내에서 운전하고 있다. 특히 가장 저렴한 탈황약품인 수산화마그네슘의 경우 탈황 과정 중 중간생성물인 아황산마그네슘(MgSO3)의 용해도는 도 2에 도시된 바와 같이, 40℃에서 최대 10g/ℓ에 불과(자료: Encyclopidia of Chemical engineering)할 정도로 낮아 염 농도를 높게 운전하는데 한계가 있다. 따라서 순환수 중의 염 농도를 높게 운전할 경우 폐수를 재이용하지 못하더라도 발생되는 폐수의 양을 줄일 수 있는 장점이 있지만 안정적인 운전을 위해 스크러버 순환수 중의 MgSO4 농도를 3~6%로 유지하여 운전하고 있다.Chemicals used to collect sulfurous acid gas in a wet scrubber include caustic soda (NaOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), and magnesium hydroxide [Mg(OH) 2 ]). The salt concentration is operated within 3 ~ 10% to prevent the scrubber from being closed due to it. In particular, in the case of magnesium hydroxide, which is the cheapest desulfurization agent, the solubility of magnesium sulfite (MgSO 3 ), an intermediate product during the desulfurization process, is only a maximum of 10 g/ℓ at 40°C as shown in FIG. 2 (Source: Encyclopidia of Chemical Engineering) It is so low that it has a limit to operating a high salt concentration. Therefore, if the salt concentration in the circulating water is high, it has the advantage of reducing the amount of wastewater generated even if the wastewater cannot be reused, but for stable operation, the concentration of MgSO 4 in the scrubber circulating water is maintained at 3-6%. .

연소 공정에 의해 배출되는 배기가스는 전단의 열 회수 장치 등을 거치며 대개 100 ~ 200℃ 범위에서 스크러버로 유입되게 된다. 습식 스크러버 내에서는 스크러버로 유입되는 가스가 보유한 열량에 의해 분사되는 물이 증발하고 증발 잠열에 의해 가스의 온도가 낮아지는 현상이 나타난다. 스크러버의 운전 온도는 유입가스의 온도, 보유한 수분의 농도에 따라 결정되며, 40 ~ 75℃ 범위에서 운전되고 있다. 일례로 180℃, 수분함량 9.1%인 배기가스 13,000N㎥가 일반적인 염농도로 운전되는 스크러버를 거치면 물이 약 950Kg이 증발하고 온도는 57℃로 낮아지게 된다.Exhaust gas discharged from the combustion process passes through a heat recovery device at the front end, and is usually introduced into the scrubber in the range of 100 to 200°C. In the wet scrubber, water sprayed by the amount of heat held by the gas flowing into the scrubber evaporates, and the temperature of the gas decreases due to the latent heat of evaporation. The operating temperature of the scrubber is determined according to the temperature of the inlet gas and the concentration of water retained, and is operated in the range of 40 ~ 75℃. For example, when the exhaust gas 13,000N㎥ with a moisture content of 9.1% at 180℃ passes through a scrubber operated at a general salt concentration, about 950Kg of water evaporates and the temperature decreases to 57℃.

황산마그네슘이나 황산나트륨 등 탈황 공정의 최종 생성물은 도 3에 도시된 바와 같이, 스크러버 운전온도인 40℃ 이상에서 25% 이상의 값을 가질 정도로 농축이 용이한 화합물이다. The final product of the desulfurization process, such as magnesium sulfate or sodium sulfate, is a compound that is easily concentrated enough to have a value of 25% or more at a scrubber operating temperature of 40° C. or higher, as shown in FIG. 3.

배연탈황공정에서 부산물로 생성되는 황산마그네슘을 상업적인 용도로 이용하기 위해서는 최소 10% 이상의 농도로 농축하는 것이 필요하다. 운송비용을 고려할 경우 최소 15% 이상으로 농축되어야 경제성있는 이용이 가능하다. 이는 일반적인 탈황공정의 MgSO4 농도 3~6% 보다 3배 정도 높은 Mg 이온 농도를 유지해야 한다는 것으로 의미한다. 몇 몇 공정에서 폐수 발생량 절감을 위한 목적으로 MgSO4 농도를 7% 이상으로 유지하는 운전을 수행하기도 하였으나 MgSO3 화합물 결정 생성으로 인한 스크러버 폐쇄현상이 발생하거나, MgSO3 화합물 발생이 되지 않을 정도로 낮은 SO3 이온 농도로 운전하게 되어 탈황효율이 낮아지는 등의 한계가 있어 상시적인 운전이 될 수 없는 실정이었다.In order to use magnesium sulfate as a by-product in the flue gas desulfurization process for commercial use, it is necessary to concentrate it to a concentration of at least 10%. Considering the transportation cost, it must be concentrated to at least 15% for economical use. This means that it is necessary to maintain the Mg ion concentration three times higher than the MgSO 4 concentration of 3-6% of the general desulfurization process. In some processes, the operation of maintaining the MgSO 4 concentration above 7% was performed for the purpose of reducing the amount of wastewater generated, but the scrubber closure phenomenon due to the formation of MgSO 3 compound crystals or the SO low enough to not generate MgSO 3 compounds. 3 Because of the limitations such as lowering the desulfurization efficiency due to the ion concentration, it was not possible to operate at all times.

특허등록 제10-0421463호(2004. 02. 23. 등록)Patent Registration No. 10-0421463 (registered on February 23, 2004)

이에, 본 발명의 목적은 습식 배연탈황공정 중에 MgSO3 화합물 등의 석출로 인한 스크러버 폐쇄현상이 없이 안정적인 운전이 가능하면서도, 습식 배연탈황공정 중에 발생하는 부산물인 황산염을 별도의 열원을 사용하지 않고 배기가스의 열을 이용하여 상업적으로 이용가능한 정도의 고농도로 농축함으로써 폐수를 배출하지 않아도 되거나 또는 폐수로 배출하더라도 폐수량을 줄일 수 있는 습식 배연탈황장치를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to perform stable operation without a scrubber closing phenomenon due to precipitation of MgSO 3 compounds during the wet flue gas desulfurization process, and to exhaust sulfate, which is a by-product during the wet flue gas desulfurization process, without using a separate heat source. It is to provide a wet flue gas desulfurization apparatus capable of reducing the amount of wastewater even if it is not required to discharge wastewater by concentrating it to a high concentration that is commercially available using the heat of gas.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 습식 배연탈황장치는 가스냉각 및 수분증발탑(이하, '수분증발탑'이라 함) 및 흡수탑을 포함한다. The wet flue gas desulfurization apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a gas cooling and moisture evaporation tower (hereinafter, referred to as a “water evaporation tower” ) and an absorption tower.

본 발명의 습식 배연탈황장치에서, 황 성분이 함유된 연료가 연소장치에 의하여 연소되어 생성되는 아황산가스를 포함하는 배기가스가 상기 수분증발탑의 배기가스 유입부로 유입되어 냉각된 후 상기 수분증발탑의 상부로 배출된다. In the wet flue gas desulfurization apparatus of the present invention, the exhaust gas including sulfurous acid gas generated by combustion of a fuel containing a sulfur component by a combustion device is introduced into the exhaust gas inlet of the moisture evaporation tower and cooled, and then the moisture evaporation tower Is discharged to the top of.

상기 수분증발탑의 상부로 배출된 상기 배기가스는 상기 흡수탑의 배기가스 유입부로 유입된 후 상기 흡수탑의 상부로 배출된다. 이때 상향으로 흐르는 상기 배기가스에 순환흡수액이 하향으로 분무되어 상기 배기가스 중에 포함된 상기 아황산가스가 상기 순환흡수액에 흡수되고 상기 흡수탑의 저부에서 중화제에 의하여 중화되어 황산염 및 아황산염으로 전환됨으로써 상기 흡수탑에서 상기 배기가스에 포함된 상기 아황산가스의 농도가 낮아지게 된다. 즉 탈황이 이루어지게 된다.The exhaust gas discharged to the top of the moisture evaporation tower is introduced into the exhaust gas inlet of the absorption tower and then discharged to the top of the absorption tower. At this time, the circulating absorbent liquid is sprayed downward to the exhaust gas flowing upward so that the sulfurous acid gas contained in the exhaust gas is absorbed by the circulating absorbent liquid, and is neutralized by a neutralizing agent at the bottom of the absorption tower to convert to sulfate and sulfite, thereby absorbing the The concentration of the sulfurous acid gas contained in the exhaust gas in the tower is lowered. That is, desulfurization is performed.

상기 수분증발탑에는 상기 흡수탑의 상기 순환흡수액의 일부가 유입되어 상기 수분증발탑에서 상향으로 흐르는 상기 배기가스에 하향으로 분무되어 상기 배기가스를 냉각시키고 상기 순환흡수액의 수분이 증발되면서 황산염의 농도가 상기 수분증발탑에 유입되는 상기 순환흡수액보다 높은 농축액으로 전환되며, 상기 농축액은 상기 수분증발탑으로부터 부분적으로 배출된다.A portion of the circulating absorbent liquid of the absorption tower is introduced into the moisture evaporation tower and sprayed downward on the exhaust gas flowing upward from the moisture evaporation tower to cool the exhaust gas, and the moisture in the circulating absorbent liquid is evaporated, resulting in the concentration of sulfate. Is converted into a concentrate higher than the circulating absorption liquid flowing into the moisture evaporation tower, and the concentrate is partially discharged from the moisture evaporation tower.

상기 수분증발탑에는 산화공기 공급장치가 설치되어 있고, 상기 수분증발탑의 저부에는 산기관이 배치되어 있어 상기 농축액에 산화공기가 폭기되어 상기 농축액에 포함된 아황산 이온이 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환된다.An oxidizing air supply device is installed in the moisture evaporation tower, and an air diffuser is disposed at the bottom of the moisture evaporation tower, so that oxidizing air is aerated in the concentrate to oxidize sulfite ions contained in the concentrate to oxidize bisulfate ions (HSO It is switched to) 4.

상기 농축액의 pH는 3 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the pH of the concentrate is 3 or less.

상기 흡수탑에는 산화공기 공급장치가 설치되어 있고, 상기 흡수탑의 저부에는 산기관이 배치되어 있어 상기 순환흡수액에 산화공기가 폭기되어 상기 순환흡수액에 포함된 아황산 이온이 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환된다.An oxidizing air supply device is installed in the absorption tower, and an air diffuser is disposed at the bottom of the absorption tower, so that the oxidizing air is aerated in the circulating absorption liquid, and sulfite ions contained in the circulating absorption liquid are oxidized to oxidize bisulfate ions (HSO It is switched to) 4.

상기 흡수탑의 상기 순환흡수액에서 SO3 이온 농도는 4 ~ 8 g/ℓ이고, pH는 5 ~ 6인 것이 바람직하다.It is preferable that the concentration of SO 3 ions in the circulating absorption liquid of the absorption tower is 4 to 8 g/ℓ, and the pH is 5 to 6.

상기 중화제는 Mg(OH)2이고, 상기 흡수탑의 상기 순환흡수액에서 MgSO4 농도는 3 ~ 6 %이며, 상기 수분증발탑으로부터 배출되는 상기 농축액에서 MgSO4 농도는 10% 이상인 것이 바람직하다.The neutralizing agent is Mg(OH) 2 , the concentration of MgSO 4 in the circulating absorption liquid of the absorption tower is 3 to 6%, and the concentration of MgSO 4 in the concentrate discharged from the moisture evaporation tower is preferably 10% or more.

상기 수분증발탑에 유입되는 상기 배기가스의 온도는 100 ~ 200 ℃의 범위이고, 상기 흡수탑의 운전온도는 40 ~ 75 ℃의 범위일 수 있다. The temperature of the exhaust gas flowing into the moisture evaporation tower may range from 100 to 200 °C, and the operation temperature of the absorption tower may range from 40 to 75 °C.

본 발명에 따른 습식 배연탈황장치는 습식 배연탈황공정 중에 MgSO3 화합물 등의 석출로 인한 스크러버 폐쇄현상이 없이 안정적인 운전이 가능하면서도, 습식 배연탈황공정 중에 발생하는 부산물인 황산염을 별도의 열원을 사용하지 않고 배기가스의 열을 이용하여 상업적으로 이용가능한 정도의 고농도로 농축함으로써 폐수를 배출하지 않아도 되거나 또는 폐수로 배출하더라도 폐수량을 줄일 수 있다.The wet flue gas desulfurization apparatus according to the present invention enables stable operation without a scrubber closure phenomenon due to precipitation of MgSO 3 compounds during the wet flue gas desulfurization process, and does not use a separate heat source for sulfate, a by-product generated during the wet flue gas desulfurization process. It is not necessary to discharge wastewater by concentrating it to a high concentration that is commercially available using the heat of the exhaust gas, or even if it is discharged as wastewater, the amount of wastewater can be reduced.

도 1은 통상적인 습식 배연탈황장치의 습식 흡수탑을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 온도에 따른 MgSO3 용해도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 온도에 따른 MgSO4 및 Na2SO4의 용해도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 습식 배연탈황장치의 개략적 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 습식 배연탈황장치의 배연탈황공정에 의하여 얻은 부산물인 고농도 MgSO4 화합물을 이용하여 제조된 하이드로탈사이트의 열안정성 테스트 결과를 보여준다.
1 is a view schematically showing a wet absorption tower of a conventional wet flue gas desulfurization apparatus.
2 is a graph showing the solubility of MgSO 3 according to temperature.
3 is a graph showing the solubility of MgSO 4 and Na 2 SO 4 according to temperature.
4 is a view showing a schematic configuration of a wet flue gas desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 shows the results of a thermal stability test of hydrotalcite prepared using a high-concentration MgSO 4 compound, a by-product obtained by a flue gas desulfurization process of a wet flue gas desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 습식 배연탈황장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 가스냉각 및 수분증발탑(이하, '수분증발탑'이라 함)(2) 및 흡수탑(7)을 포함한다. The wet flue gas desulfurization apparatus according to the present invention includes a gas cooling and moisture evaporation tower (hereinafter referred to as'water evaporation tower' ) 2 and an absorption tower 7, as shown in FIG. 4.

수분증발탑(2)에는 배기가스(3)가 유입된다. 이때, 배기가스(3)는 황 성분이 함유된 연료가 연소장치(1)에 의하여 연소되어 생성되는 아황산(SO2) 가스를 포함한다. 통상적으로, 유입되는 배기가스(3)는 100 ~ 200℃ 정도의 고온이고, 흡수탑의 운전온도는 40 ~ 75℃이다. 이러한 배기가스(3)는 수분증발탑(2)의 배기가스 유입부에 마련된 배기가스인입장치(11)를 통하여 유입된다. 배기가스 유입부는 수분증발탑(2)의 저부 중에서 순환 농축액 수집부보다 높은 위치에 배치된다. 배기가스(3)는 배기가스인입장치(11) 및 수분증발탑(2)에서 순환 농축액의 분무에 의하여 냉각된 후 수분증발탑(2)의 상부로 배출된다. 순환 농축액에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.The exhaust gas 3 flows into the moisture evaporation tower 2. At this time, the exhaust gas 3 includes sulfurous acid (SO 2 ) gas generated by combustion of a fuel containing a sulfur component by the combustion device 1. Typically, the inflowing exhaust gas 3 is at a high temperature of about 100 to 200°C, and the operation temperature of the absorption tower is 40 to 75°C. The exhaust gas 3 is introduced through the exhaust gas inlet device 11 provided at the exhaust gas inlet of the moisture evaporation tower 2. The exhaust gas inlet portion is disposed at a position higher than the circulating concentrated liquid collecting portion in the bottom portion of the moisture evaporation tower 2. The exhaust gas 3 is cooled by spraying of the circulating concentrated liquid in the exhaust gas inlet device 11 and the moisture evaporation tower 2 and then discharged to the upper portion of the moisture evaporation tower 2. The circulating concentrate will be described in more detail below.

수분증발탑(2)의 상부로 배출된 배기가스는 흡수탑(7)의 배기가스 유입부로 유입된다. 배기가스 유입부는 흡수탑(7)의 저부 중에서 순환흡수액 수집부보다 높은 위치에 배치된다. 흡수탑(7)으로 유입된 배기가스는 배출가스(10)로서 상부로 배출된다. 이때, 상향으로 흐르는 배기가스에 순환흡수액(12)이 하향으로 분무되어 배기가스 중에 포함된 아황산가스가 순환흡수액에 흡수된다. 순환흡수액에 아황산가스가 흡수되면 산성화되는데 이러한 순환흡수액은 아래로 떨어져서 순환흡수액 수집부에서 중화제에 의하여 중화됨으로써 아황산염으로 전환되고 또한 산화되어 황산염으로 전환된다. 그럼으로써 흡수탑(7)에서 배기가스에 포함된 아황산가스의 농도가 낮아지게 된다. 즉 탈황이 이루어지게 된다. The exhaust gas discharged to the top of the moisture evaporation tower 2 is introduced into the exhaust gas inlet of the absorption tower 7. The exhaust gas inlet portion is disposed at a position higher than the circulating absorbent liquid collecting portion in the bottom portion of the absorption tower 7. Exhaust gas flowing into the absorption tower 7 is discharged to the top as exhaust gas 10. At this time, the circulating absorbent liquid 12 is sprayed downward to the exhaust gas flowing upward so that sulfurous acid gas contained in the exhaust gas is absorbed by the circulating absorbent liquid. When sulfurous acid gas is absorbed in the circulating absorbent, it is acidified. This circulating absorbent falls down and is neutralized by a neutralizing agent in the circulating absorbent collection unit, thereby converting to sulfite and oxidized to convert to sulfate. Accordingly, the concentration of sulfurous acid gas contained in the exhaust gas in the absorption tower 7 is lowered. That is, desulfurization is performed.

흡수탑(7)에서 상기한 탈황이 구현되도록 하기 위하여, 흡수탑(7)의 저부에 마련된 순환흡수액 수집부에는 중화제(5)가 물에 용해된 중화제 수용액이 공급된다. 중화제로는 NaOH, Mg(OH)2, NH4OH, Na2CO3 등이 사용될 수 있다. 순환흡수액 수집부에 공급된 중화제 수용액은 배기가스 유입부보다 높은 위치에 설치된 분무노즐(8)로 공급되어 분무된 후 순환흡수액 수집부로 다시 수집된다. 따라서, 이렇게 순환되는 중화제 수용액을 순환흡수액(12)으로 부를 수 있다. 중화제 수용액은 중화제(5)와 물이 혼합된 약품 저장용 탱크(6)에 저장된 후 흡수탑(7)으로 공급되는데, 그 공급량 및 공급방식은 일반적인 습식 배연탈황공정에 적용하는 바에 따라 결정될 수 있다. 배기가스로부터 아황산가스를 더욱 잘 흡수하기 위하여 흡수층(9)이 흡수탑(7)에 설치될 수 있다. 흡수탑(7)의 운전온도는 일반적으로 순환흡수액 수집부에 수집된 순환흡수액(12)의 온도로 정하는 것이 보통이며, 이것은 배출가스(10)의 온도와 대체로 일치하게 된다. 흡수탑(7)의 운전온도는 40 ~ 75℃ 정도로 유지되는 것이 일반적이다. In order to implement the above-described desulfurization in the absorption tower 7, a neutralizing agent aqueous solution in which the neutralizing agent 5 is dissolved in water is supplied to the circulating absorbent liquid collection unit provided at the bottom of the absorption tower 7. As a neutralizing agent, NaOH, Mg(OH) 2 , NH 4 OH, Na 2 CO 3 and the like may be used. The neutralizing agent aqueous solution supplied to the circulating absorbent liquid collecting unit is supplied to the spray nozzle 8 installed at a higher position than the exhaust gas inlet, sprayed, and then collected again by the circulating absorbent liquid collecting unit. Therefore, the neutralizing agent aqueous solution circulated in this way may be referred to as the circulating absorption liquid 12. The neutralizing agent aqueous solution is stored in the chemical storage tank 6 in which the neutralizing agent 5 and water are mixed, and then supplied to the absorption tower 7, the supply amount and supply method can be determined according to application to a general wet flue gas desulfurization process. . The absorption layer 9 may be installed on the absorption tower 7 to better absorb sulfurous acid gas from the exhaust gas. The operating temperature of the absorption tower 7 is generally set to the temperature of the circulating absorbent liquid 12 collected in the circulating absorbent liquid collecting unit, and this generally matches the temperature of the exhaust gas 10. The operation temperature of the absorption tower 7 is generally maintained at about 40 to 75°C.

한편, 흡수탑(7)에서 순환흡수액(12)에 흡수 및 용해된 SO3 이온(SO3 2- 이온 및 HSO3 - 이온)의 농도는 배연탈황 성능을 좌우하는 중요한 역할을 한다는 사실은 공지되어 있다. 일반적으로 정상적인 탈황을 마친 스크러버 순환수, 즉 순환흡수액(12)은 예를 들어, MgSO4 기준 5% 정도의 염농도와 SO3 이온 농도 4 ~ 8 g/ℓ(0.05 ~ 0.1 mol/ℓ)를 유지한다. 또한 중화제로 사용하는 약품의 종류에 따라 수백 ~ 수천 mg/ℓ의 부유물질을 함유할 수 있다. 순환흡수액(12)의 농도를 상기와 같이 유지하기 위하여 필요한 경우에는 공정수(4)를 추가적으로 흡수탑(7)의 상부로부터 공급할 수 있다. On the other hand, it is known that the concentration of SO 3 ions (SO 3 2- ions and HSO 3 - ions) absorbed and dissolved in the circulating absorption liquid 12 in the absorption tower 7 plays an important role in determining the flue gas desulfurization performance. have. In general, the scrubber circulating water after normal desulfurization, i.e., circulation absorbent 12, maintains a salt concentration of about 5% based on MgSO 4 and a concentration of SO 3 ions of 4 to 8 g/ℓ (0.05 to 0.1 mol/ℓ). do. In addition, it may contain hundreds to thousands of mg/ℓ of suspended matter depending on the type of drug used as a neutralizer. If necessary to maintain the concentration of the circulating absorbent liquid 12 as described above, the process water 4 may be additionally supplied from the upper portion of the absorption tower 7.

순환흡수액(12)에서 상기와 같이 염농도를 적절하게 유지하기 위하여, 흡수탑(7)에는 산화공기 공급장치(13)가 설치되어 있고, 또한 흡수탑(7)의 저부에는 산기관(14)이 배치되어 있다. 산기관(14)에 의하여 산화공기가 순환흡수액에 폭기되면 순환흡수액에 포함된 아황산 이온은 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환된다. 따라서, 예를 들어 MgSO3 화합물의 과도한 생성으로 인한 결정 석출에 의하여 스크러버 폐쇄현상은 발생하지 않게 된다. 한편 폭기운전은 상기한 SO3 이온 농도가 유지될 수 있도록 수행되어야 한다. In order to properly maintain the salt concentration in the circulating absorbent liquid 12 as described above, an oxidizing air supply device 13 is installed in the absorption tower 7, and a diffuser 14 is provided at the bottom of the absorption tower 7 It is placed. When the diffuser 14 to the air oxidation by aeration in the circulating absorption liquid sulfite ions contained in the circulating absorption liquid is oxidized bisulfate ion (HSO 4 -) is converted to. Therefore, for example, the scrubber clogging phenomenon does not occur due to crystal precipitation due to excessive formation of the MgSO 3 compound. Meanwhile, the aeration operation should be performed so that the above-described SO 3 ion concentration can be maintained.

한편, 필요에 따라 흡수탑(7)에는 순환흡수액의 높이를 감시하는 수두 감시장치(15)가 설치될 수 있고, 또한 순환흡수액의 높이가 지나치게 높아지는 것을 방지하기 위하여 순환흡수액 월류장치(17)가 마련될 수 있다. On the other hand, if necessary, the absorption tower 7 may be provided with a head monitoring device 15 for monitoring the height of the circulating absorbent liquid, and in order to prevent the height of the circulating absorbent liquid from being excessively increased, the circulating absorbent liquid overflow device 17 is provided. Can be provided.

수분증발탑(2)에는 흡수탑(7)의 순환흡수액(12)의 일부가 유입되어 수분증발탑(2)에서 상향으로 흐르는 배기가스(3)에 하향으로 분무된다. 이를 위하여, 수분증발탑(2)에는 배기가스인입장치(11)보다 높은 위치에 분무노즐(8)이 설치된다. 이때 배기가스인입장치(11)에도 분무될 수 있다. 이렇게 유입된 흡수액이 수분증발탑(2)에서 배기가스(3)에 분무되면, 배기가스(3)는 냉각되고 유입된 흡수액에서 수분이 증발하게 된다. 따라서 수분증발탑(2)에서 순환하는 흡수액은 황산염의 농도가 수분증발탑(2)에 유입되기 전의 순환흡수액(12), 즉 흡수탑(7)의 순환흡수액(12)보다 높은 농축액으로 전환하게 된다. 그런 후 그러한 농축액은 농축액 배출밸브(18)의 조작에 의하여 수분증발탑(2)으로부터 부분적으로 배출된다. 배출된 고농도의 황산염 수용액은 별도의 중화, 침전 또는 여과 설비를 거쳐 폐수로 방류되거나 상업적으로 재이용될 수 있다. Part of the circulating absorbent liquid 12 of the absorption tower 7 flows into the moisture evaporation tower 2 and is sprayed downward on the exhaust gas 3 flowing upward from the moisture evaporation tower 2. To this end, a spray nozzle 8 is installed in the moisture evaporation tower 2 at a higher position than the exhaust gas inlet device 11. At this time, it may be sprayed into the exhaust gas inlet device 11 as well. When the absorbed liquid introduced in this way is sprayed onto the exhaust gas 3 in the moisture evaporation tower 2, the exhaust gas 3 is cooled and moisture is evaporated from the absorbed liquid introduced. Therefore, the absorbent liquid circulating in the moisture evaporation tower (2) is converted to a concentrated liquid that is higher than the circulating absorbent liquid (12) of the absorption tower (7) before the concentration of sulfate is introduced into the moisture evaporation tower (2). do. Then, the concentrated liquid is partially discharged from the moisture evaporation tower 2 by the operation of the concentrated liquid discharge valve 18. The discharged high-concentration sulfate aqueous solution can be discharged as wastewater through a separate neutralization, precipitation or filtration facility or can be commercially reused.

수분증발탑(2)은 아황산가스의 흡수 없이, 단지 배기가스를 냉각시키고 수분을 증발시킴으로써 흡수탑(7)에서 순환하는, 황산염에 대한 순환흡수액(12)의 저농도를 고농도의 농축액으로 전환시키는 것을 목적으로 한다. 즉, 수분증발탑(2)에서는 배기가스(3)의 냉각과 수분증발만이 일어나야하고, 아황산가스의 포집이 일어나지 않게 조절될 필요가 있다. 수분증발탑(2)에서 아황산가스의 포집이 이루어지는 경우, 예를 들어 MgSO3 화합물의 농도가 상승하여 결정으로 석출됨으로써 수분증발탑(2)의 폐쇄현상이 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 또한 필요 이상의 아황산가스의 포집이 수분증발탑(2)에서 일어나는 경우, 흡수탑(7)에서는 적절한 농도의 SO3 이온 농도를 확보할 수 없어 탈황효율에 지장을 줄 수 있기 때문에 바람직하지 않다. The moisture evaporation tower 2 converts the low concentration of the circulating absorbent liquid 12 for sulfate into a high concentration concentrated liquid circulating in the absorption tower 7 by cooling the exhaust gas and evaporating moisture without absorption of sulfurous acid gas. The purpose. That is, in the moisture evaporation tower 2, only the cooling and moisture evaporation of the exhaust gas 3 must occur, and it is necessary to be adjusted so that the sulfur dioxide gas is not collected. When the sulfurous acid gas is collected in the moisture evaporation tower 2, for example, the concentration of the MgSO 3 compound increases and precipitates as crystals, which is not preferable because the moisture evaporation tower 2 may be closed. In addition, when more than necessary sulfur dioxide is collected in the moisture evaporation tower 2, it is not preferable because the absorption tower 7 cannot secure an appropriate concentration of SO 3 ions, which may impede the desulfurization efficiency.

배연탈황공정에서 pH가 산성으로 유지되거나 SO3 이온이 존재하지 않을 경우 아황산가스의 포집이 이루어지지 않는다는 것은 공지의 사실이다. 이에, 본 발명자는 일반적인 습식 흡수탑(스크러버)에서 배기가스의 열에 의하여 물이 증발한다는 사실과 배연탈황공정에서 아황산가스의 포집이 이루어지지 않는 조건에 착안하여 흡수탑(7)과는 별도로 그 전단에 수분증발탑(2)을 배치함으로써 별도의 열원을 사용하지 않고 단지 배기가스의 열을 이용하여 고농도의 황산염 수용액을 형성할 수 있음을 인식하고 본 발명에 이르게 되었다. In the flue gas desulfurization process, it is a known fact that if the pH is kept acidic or if SO 3 ions are not present, the sulfur dioxide gas is not collected. Therefore, the present inventors pay attention to the fact that water evaporates by the heat of exhaust gas in a general wet absorption tower (scrubber) and the condition in which sulfur dioxide gas is not collected in the flue gas desulfurization process, By arranging the water evaporation tower (2) in the present invention, it was recognized that it was possible to form a high-concentration sulfate solution using only the heat of the exhaust gas without using a separate heat source.

수분증발탑(2)에서 아황산가스가 포집되지 않게 하기 위하여, 수분증발탑(2)에는 산화공기 공급장치(13)가 설치된다. 또한 수분증발탑(2)의 저부에는 산기관(14)이 배치되어 있다. 산기관(14)에 의하여 산화공기가 농축액에 폭기되면 농축액에 포함된 아황산 이온은 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환된다. 이때, 농축액의 pH는 3이하로 유지된다. 따라서, 본 발명에서 수분증발탑(2)에서 순환되는 농축액은 아황산 이온을 실질적으로 포함하고 있지 않고 또한 pH 3 이하의 산성을 띠게 되게 되므로, 아황산가스를 포집하지 않고 또한 염 석출로 인한 수분증발탑(2)의 폐쇄현상은 발생하지 않게 된다. In order to prevent the sulfurous acid gas from being collected in the moisture evaporation tower 2, an oxidizing air supply device 13 is installed in the moisture evaporation tower 2. Further, a diffuser 14 is disposed at the bottom of the moisture evaporation tower 2. When the diffuser 14 to the air oxidation by aeration to concentrate sulfite ions contained in the concentrate is oxidized bisulfate ion (HSO 4 -) it is converted to. At this time, the pH of the concentrate is maintained at 3 or less. Therefore, in the present invention, the concentrated liquid circulating in the moisture evaporation tower 2 does not contain sulfite ions substantially and has an acidity of pH 3 or less, so that the moisture evaporation tower does not collect sulfurous acid gas and is caused by salt precipitation. The closing phenomenon of (2) does not occur.

약산인 중아황산(HSO3 -) 이온이 산화되어 강산인 중황산(HSO4 -) 이온으로 되어버릴 경우 pH가 급격히 낮아지는 것은 이미 공지되어 있다(일본 특개평7-136453, 1995. 5. 30. 공개). 수분증발탑(2)에 별도의 중화약품을 공급하지 않으면 산성의 pH로 인해 대부분의 아황산가스는 포집되지 못하고 탈황부, 즉 흡수탑(7)로 유입된다. Weak acid of bisulfite (HSO 3 -) ions are oxidative strong acid a bisulfate (HSO 4 -) is discarded if the ion has a pH of it is previously known to be rapidly decreased (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-136453, 1995. 5. 30 . open). If a separate neutralizing agent is not supplied to the moisture evaporation tower 2, most of the sulfur dioxide gas cannot be collected due to the acidic pH and flows into the desulfurization section, that is, the absorption tower 7.

본 발명에서, 중화제로 Mg(OH)2가 사용되는 경우, 흡수탑(7)의 순환흡수액(12)에서 MgSO4 농도가 1 ~ 8 %, 바람직하게는 3 ~ 6 % 정도가 되도록 운전되면, 농축액 배출밸브(18)를 통하여 수분증발탑(2)으로부터 배출되는 농축액에서 MgSO4 농도는 10% ~ 20%의 범위, 특히 15% 이상이 될 수 있다. 즉, 본 발명은 안정적으로 탈황공정을 수행하면서도 15% 이상의 고농도 황산염 수용액을 배출할 수 있게 된다. 이것은 종래의 배연탈황공정에 비하여 폐수 발생량을 1/3 이하로 줄일 수 있다는 것을 의미하고, 또한 본 발명은 그것을 폐수로 배출하는 대신에 그러한 고농도 황산염 수용액을 다른 제품의 생산을 위한 산업적 원료로 활용할 수 있다는 이점을 제공한다. In the present invention, when Mg(OH) 2 is used as the neutralizing agent, the concentration of MgSO 4 in the circulating absorption liquid 12 of the absorption tower 7 is 1 to 8%, preferably 3 to 6%, The concentration of MgSO 4 in the concentrate discharged from the moisture evaporation tower 2 through the concentrate discharge valve 18 may be in the range of 10% to 20%, particularly 15% or more. That is, in the present invention, it is possible to discharge a high concentration sulfate aqueous solution of 15% or more while stably performing the desulfurization process. This means that compared to the conventional flue gas desulfurization process, the amount of wastewater generated can be reduced to 1/3 or less, and the present invention can utilize such a high-concentration sulfate aqueous solution as an industrial raw material for the production of other products instead of discharging it as wastewater. There is an advantage.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 예시한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 예에 불과할 뿐이므로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 된다. Hereinafter, the present invention will be specifically illustrated through examples. However, since the following examples are only examples of the present invention, it should not be understood that the scope of the present invention is limited by the following examples.

<실시예 1> 스크러버 운영<Example 1> Scrubber operation

가스량 24,000N㎥/Hr, 수분함량 1.9%, SO2 1,040ppm, 온도 132℃인 배기가스를 처리하기 위해 수분증발탑(2)은 탑지름 2.5 m, 물분사량 100㎥/Hr, 충진물 두께 20cm인 스크러버 형태로 설치하였다. 흡수탑(7)은 탑지름 3m, 물분사량 250㎥/Hr, 충진물 두께 50cm인 스크러버로 설치하였다. 여타의 약품 공급설비 및 폭기설비 등은 일반적 배연탈황 공정의 규격을 적용하였다.The water evaporation tower (2) has a tower diameter of 2.5 m, water injection volume of 100㎥/Hr, and a packing material thickness of 20cm to treat exhaust gas with gas volume 24,000N㎥/Hr, moisture content 1.9%, SO 2 1,040ppm, temperature 132℃. It was installed in the form of a scrubber. The absorption tower 7 was installed with a scrubber having a tower diameter of 3m, a water injection amount of 250㎥/Hr, and a packing material thickness of 50cm. For other chemical supply facilities and aeration facilities, the standard of the general flue gas desulfurization process was applied.

흡수탑(7)의 운전 조건은 pH 5.7, Mg 이온 농도 0.4 mol/ℓ(MgSO4 환산 농도 약 4.8%) SO3 이온 농도 6.5g/ℓ로 운전되었고, 흡수탑(7) 운전온도는 45℃, 배출되는 아황산가스 농도는 33 ppm 이었다. 이 때 투입하는 공정수는 시간당 2.5㎥, 약품은 30% Mg(OH)2 192 Kg이 사용되었다. 배출되는 탈황 폐수는 시간당 2.7㎥였다. 이 폐수는 연속적으로 수분증발탑(2)으로 도입되고 수분증발탑(2)에서 배출되는 배출수는 시간당 0.8㎥, MgSO4 환산 농도 15.5% 였다. 산성인 MgSO4 농축수를 중화하는데 시간당 20 Kg의 30% Mg(OH)2가 사용되었다.The operation conditions of the absorption tower 7 were operated at pH 5.7, Mg ion concentration 0.4 mol/ℓ (MgSO 4 equivalent concentration about 4.8%) SO 3 ion concentration 6.5 g/ℓ, and absorption tower 7 operating temperature was 45°C. , The concentration of sulfurous acid gas discharged was 33 ppm. At this time, the input process water was 2.5㎥ per hour, and 30% Mg(OH) 2 192 Kg was used for chemicals. The discharged desulfurization wastewater was 2.7㎥ per hour. This wastewater was continuously introduced into the moisture evaporation tower (2), and the discharged water discharged from the moisture evaporation tower (2) was 0.8㎥ per hour, and the concentration in terms of MgSO 4 was 15.5%. 20 Kg of 30% Mg(OH) 2 per hour was used to neutralize the acidic MgSO 4 concentrated water.

<실시예 2> 황산마그네슘을 이용한 탄산마그네슘 제조<Example 2> Preparation of magnesium carbonate using magnesium sulfate

실시예 1에서 생산된 황산마그네슘을 여과한 15.3% 황산마그네슘 용액 893g을 2 ℓ 비이커에 넣고 40℃로 조절한 후 교반하면서 탄산소다(Na2CO3) 15% 용액 787g을 30분간 서서히 투입하였다. 생성된 MgCO3 침전물을 교반하면서 90~95℃ 로 4 시간 가열하면 4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O 가 얻어진다. 이 침전물을 여과, 세척 후 건조하여 염기성 탄산마그네슘 997g을 얻었다. 생산된 제품은 다음과 같은 성상을 가진다.893 g of a 15.3% magnesium sulfate solution obtained by filtering the magnesium sulfate produced in Example 1 was placed in a 2 liter beaker, adjusted to 40° C., and 787 g of a 15% solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) was slowly added for 30 minutes while stirring. When the resulting MgCO 3 precipitate is heated at 90 to 95°C for 4 hours while stirring, 4MgCO 3 ·Mg(OH) 2 ·4H 2 O is obtained. The precipitate was filtered, washed, and dried to obtain 997 g of basic magnesium carbonate. The produced product has the following characteristics.

규격standard 기존 수입품Existing imports 본 발명의 실시예Examples of the present invention MgOMgO 41% 이상41% or more 41.7641.76 42.9742.97 CaOCaO 0.45% 이하0.45% or less 0.350.35 0.350.35 SiO2 SiO 2 0.1% 이하0.1% or less 0.060.06 0.060.06

<실시예 3> 황산마그네슘을 이용한 하이드로탈사이트 제조<Example 3> Preparation of hydrotalcite using magnesium sulfate

실시예 1에서 생산된 15.3% 황산마그네슘 455g을 2ℓ 비이커에 넣어 두고 교반한다. 별도로 Al2O3 62%인 수산화알루미늄 232g과 50% NaOH 82g을 투입하고 가열하여 수산화알루미늄이 모두 용해되면 물을 가해 370g이 되게 한 다음 황산마그네슘 용액이 담긴 비이커에 약 30분에 걸쳐 서서히 투입한다. 이후 15% Na2CO3 용액 132g을 투입하여 잘 교반한 다음, 고온 고압반응기로 옮겨 165℃ 6~7 Kg/㎠의 압력으로 4시간 반응시킨다. 냉각 후 반응 생성물을 여과, 세척 후 건조를 시켜 48g의하이드로탈사이트(Mg4Al2CO3(OH)12·4H2O)를 얻었다.455 g of 15.3% magnesium sulfate produced in Example 1 was placed in a 2 L beaker and stirred. Separately, 232 g of aluminum hydroxide (62% of Al 2 O 3) and 82 g of 50% NaOH are added and heated to make 370 g by adding water when all the aluminum hydroxide is dissolved, and then slowly added to a beaker containing magnesium sulfate solution over about 30 minutes. . Thereafter, 132 g of a 15% Na 2 CO 3 solution was added and stirred well, and then transferred to a high-temperature high-pressure reactor and reacted at a pressure of 165° C. 6-7 Kg/cm 2 for 4 hours. After cooling, the reaction product was filtered, washed, and dried to obtain 48 g of hydrotalcite (Mg 4 Al 2 CO 3 (OH) 12 · 4H 2 O).

하이드로탈사이트는 PVC 등의 열 안정제로 사용되는 제품으로 실시예의 방법으로 제조한 하이드로탈사이트의 열안정성 테스트 결과는 기존 제품과 유사하게 나타났다.Hydrotalcite is a product used as a thermal stabilizer such as PVC, and the results of the thermal stability test of the hydrotalcite manufactured by the method of Examples were similar to those of the existing products.

1: 연소장치 2: 가스냉각 및 수분증발탑
3: 배기가스 4: 공정수
5: 중화제 약품 6: 약품 저장용 탱크
7: 흡수탑 8: 분무노즐
9: 흡수층 10: 배출가스
11: 배기가스인입장치 12: 순환흡수액
13: 산화공기 공급장치 14: 산기관
15: 수두 감지장치 16: 순환흡수액 배출용 콘트롤 밸브
17: 순환흡수액 월류장치 18: 농축액 배출밸브
1: Combustion device 2: Gas cooling and water evaporation tower
3: exhaust gas 4: process water
5: neutralizing agent 6: storage tank
7: absorption tower 8: spray nozzle
9: absorption layer 10: exhaust gas
11: exhaust gas inlet device 12: circulating absorbent liquid
13: oxidizing air supply device 14: diffuser
15: head detection device 16: control valve for discharging circulating absorbent liquid
17: circulating absorbent liquid overflow device 18: concentrated liquid discharge valve

Claims (7)

가스냉각 및 수분증발탑(이하, '수분증발탑'이라 함) 및 흡수탑을 포함하는 습식 배연탈황장치이고,
황 성분이 함유된 연료가 연소장치에 의하여 연소되어 생성되는 아황산가스를 포함하는 배기가스가 상기 수분증발탑의 배기가스 유입부로 유입되어 냉각된 후 상기 수분증발탑의 상부로 배출되고,
상기 수분증발탑의 상부로 배출된 상기 배기가스는 상기 흡수탑의 배기가스 유입부로 유입된 후 상기 흡수탑의 상부로 배출되며, 이때 상향으로 흐르는 상기 배기가스에 순환흡수액이 하향으로 분무되어 상기 배기가스 중에 포함된 상기 아황산가스가 상기 순환흡수액에 흡수되고 상기 흡수탑의 저부에서 중화제에 의하여 중화되어 황산염 및 아황산염으로 전환됨으로써 상기 흡수탑에서 상기 배기가스에 포함된 상기 아황산가스의 농도가 낮아지게 되고, 즉 탈황이 이루어지게 되고,
상기 수분증발탑에는 상기 흡수탑의 상기 순환흡수액의 일부가 유입되어 상기 수분증발탑에서 상향으로 흐르는 상기 배기가스에 하향으로 분무되어 상기 배기가스를 냉각시키고 상기 순환흡수액의 수분이 증발되면서 황산염의 농도가 상기 수분증발탑에 유입되는 상기 순환흡수액보다 높은 농축액으로 전환되며, 상기 농축액은 상기 수분증발탑으로부터 부분적으로 배출되며,
상기 수분증발탑에는 산화공기 공급장치가 설치되어 있고, 상기 수분증발탑의 저부에는 산기관이 배치되어 있어 상기 농축액에 산화공기가 폭기되어 상기 농축액에 포함된 아황산 이온이 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환되며,
상기 농축액의 pH는 3 이하이고, 상기 수분증발탑에서 순환되는 상기 농축액은 아황산 이온을 포함하지 않아 상기 배기가스 중의 아황산가스를 포집하지 않으며,
상기 흡수탑에는 산화공기 공급장치가 설치되어 있고, 상기 흡수탑의 저부에는 산기관이 배치되어 있어 상기 순환흡수액에 산화공기가 폭기되어 상기 순환흡수액에 포함된 아황산 이온이 산화되어 중황산 이온(HSO4 -)으로 전환되며,
상기 흡수탑의 상기 순환흡수액에서 SO3 이온 농도는 4 ~ 8 g/ℓ이고, pH는 5 ~ 6이며,
상기 중화제는 Mg(OH)2이고, 상기 흡수탑의 상기 순환흡수액에서 MgSO4 농도는 3 ~ 6 %이며, 상기 수분증발탑으로부터 배출되는 상기 농축액에서 MgSO4 농도는 10% 이상인 것을 특징으로 하는 습식 배연탈황장치.
It is a wet flue gas desulfurization device including a gas cooling and moisture evaporation tower (hereinafter referred to as a'water evaporation tower' ) and an absorption tower,
Exhaust gas including sulfurous acid gas generated by combustion of the fuel containing sulfur component by the combustion device is introduced into the exhaust gas inlet of the moisture evaporation tower, cooled, and then discharged to the top of the moisture evaporation tower,
The exhaust gas discharged to the top of the moisture evaporation tower flows into the exhaust gas inlet of the absorption tower and is discharged to the top of the absorption tower. At this time, the circulating absorption liquid is sprayed downward on the exhaust gas flowing upward to the exhaust gas. The sulfurous acid gas contained in the gas is absorbed by the circulating absorption liquid, neutralized by a neutralizing agent at the bottom of the absorption tower, and converted into sulfate and sulfite, thereby lowering the concentration of the sulfurous acid gas contained in the exhaust gas in the absorption tower. , That is, desulfurization takes place,
A portion of the circulating absorbent liquid of the absorption tower is introduced into the moisture evaporation tower and sprayed downward on the exhaust gas flowing upward from the moisture evaporation tower to cool the exhaust gas, and the moisture in the circulating absorbent liquid is evaporated, resulting in the concentration of sulfate. Is converted into a concentrate higher than the circulating absorbent liquid flowing into the moisture evaporation tower, and the concentrate is partially discharged from the moisture evaporation tower,
An oxidizing air supply device is installed in the moisture evaporation tower, and an air diffuser is disposed at the bottom of the moisture evaporation tower, so that oxidizing air is aerated in the concentrate to oxidize sulfite ions contained in the concentrate to oxidize bisulfate ions (HSO 4 - converts to ),
The pH of the concentrate is 3 or less, and the concentrate circulated in the moisture evaporation tower does not contain sulfite ions and does not collect sulfurous acid gas in the exhaust gas,
An oxidizing air supply device is installed in the absorption tower, and an air diffuser is disposed at the bottom of the absorption tower, so that the oxidizing air is aerated in the circulating absorption liquid, and sulfite ions contained in the circulating absorption liquid are oxidized to oxidize bisulfate ions (HSO 4 - converts to ),
SO 3 ion concentration in the circulating absorption liquid of the absorption tower is 4 to 8 g/ℓ, pH is 5 to 6,
The neutralizing agent is Mg(OH) 2 , the concentration of MgSO 4 in the circulating absorption liquid of the absorption tower is 3 to 6%, and the concentration of MgSO 4 in the concentrate discharged from the moisture evaporation tower is 10% or more. Flue gas desulfurization device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수분증발탑에 유입되는 상기 배기가스의 온도는 100 ~ 200 ℃의 범위이고, 상기 흡수탑의 운전온도는 40 ~ 75 ℃의 범위인 것을 특징으로 하는 습식 배연탈황장치.
The method of claim 1,
A wet flue gas desulfurization apparatus, characterized in that the temperature of the exhaust gas flowing into the moisture evaporation tower is in the range of 100 to 200 °C, and the operating temperature of the absorption tower is in the range of 40 to 75 °C.
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