KR102233396B1 - 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템 - Google Patents

잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102233396B1
KR102233396B1 KR1020200091633A KR20200091633A KR102233396B1 KR 102233396 B1 KR102233396 B1 KR 102233396B1 KR 1020200091633 A KR1020200091633 A KR 1020200091633A KR 20200091633 A KR20200091633 A KR 20200091633A KR 102233396 B1 KR102233396 B1 KR 102233396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
cooling
dioxins
oil
thermal oxidation
Prior art date
Application number
KR1020200091633A
Other languages
English (en)
Inventor
박진성
황유성
유재천
한영민
이창직
한하규
문형열
김우승
한성호
배상호
이정근
Original Assignee
(주)에코솔루텍
한국환경공단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에코솔루텍, 한국환경공단 filed Critical (주)에코솔루텍
Priority to KR1020200091633A priority Critical patent/KR102233396B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102233396B1 publication Critical patent/KR102233396B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating

Abstract

본 발명은 잔류성 유기오염물질(다이옥신) 및 증기를 열산화 시스템을 통해 무해한 가스로 처리하여 배출하는 토양에 포함된 잔류성 유기오염물질을 제거하기 위한 처리시스템에 관한 것으로, 응축단계(S10), 유분분리단계(S20), 가열단계(S30), 급속냉각장치의 내측에 물을 분사하여 증발된 물의 잠열에 의해 가스를 냉각하는 냉각단계(S40), 포집단계(S50), 집진단계(S60), 백연저감단계(S70)가 순차적으로 진행되어 오염된 토양에 포함된 다이옥신을 제거하여 무해한 가스로 변환하여 배출하되, 상기 응축단계(S10)에서는 토양으로부터 열탈착된 다이옥신과 수분이 추출증기의 형태로 응축기로 유입되면, 응축기에서는 가스와 물 및 유분을 포함하는 응축수로 분리하여 각각 가열장치 및 유수분리기로 배출하며, 상기 유분분리단계(S20)에서는 유수분리기에 저장된 응축수의 유분이 제거된 물은 활성 흡착탑 수처리시설로 배출하고, 응축기에서 분리된 다이옥신 성분이 포함된 유분은 유분저장부에 저장한 후, 상기 가열단계(S30)에서는 토양으로부터 휘발, 추출된 가스상의 다이옥신과, 상기 유분저장부에서 공급된 다이옥신이 포함된 유분 성분을 가열장치에 미립자로 분사하는 열산화(thermal oxidation) 과정을 거쳐 완전분해함으로써 다이옥신을 제거하게 되며, 상기 포집단계(S50)가 진행되는 포집장치(Wet Scrubber)에서는 가성소다 탱크을 통해 중화에 필요한 수산화나트륨(가성소다)이 PH에 따라 자동으로 주입되어 다이옥신이 열산화 후에 생성되는 염화수소(HCL) 가스를 흡수하여 중화 처리하며, 상기 집진단계(S60)에서는 상부수조에 급수되어 레벨 상승으로 수막형성 노즐에 의해 집진극에 고르게 흘러 내려 집진수막을 형성하는 연속 수막형 습진 전기집진기인 집진장치에 의해 미분되어 냉각, 입자화된 다이옥신 성분 및 염화수소(HCL) Acid Mist를 정전기력에 의해 집진 제거하며, 상기 백연저감단계(S70)에서는 백연저감장치를 이용하여 고온 다습한 배기가스를 열교환기2를 통해 외기와 열교환한 후에 혼합 배출함으로써 수증기 배출에 의한 백연현상을 완화시켜 외부로 배출하며, 상기 냉각단계(S40)와 집진단계(S60) 및 백연저감단계(S70)에서 추가적으로 발생하는 폐수는 폐수순환단계(S42)를 거쳐 회수되어, 다시 가열단계(S30)으로 피드백하는 과정을 진행되어, 폐수에 미약하게 포함될 수 있는 다이옥신을 완벽하게 제거하는 것을 특징으로 하는 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템을 제안한다.
따라서 본 발명은 열탈착을 통해 추출된 잔류성오염물질(다이옥신)과 수증기를 가열에 의해 고온 열산화하고, 급속냉각 과정을 거쳐 포집 및 흡착과 습식 전기집진 공정을 거치며 잔류 다이옥신 및 공정부산물을 모두 제거되는 효과가 있다. 또한, 급속냉각장치를 적용하여 다이옥신이 재합성이 이루어지는 온도범위 구간의 체류시간을 최소화하였으며, 극히 소량이 재합성되더라도 습식 전기집진기를 통해 완전히 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 외부로 최종 배출된 처리가스를 백연저감장치를 이용하여 열교환후 최종 배출하고, 열산화가스의 냉각공정에서 열교환장치 및 냉각수생성장치를 적용함으로써 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템{Thermal oxidation treatment system of heat desorption gas extracted from soil contaminated with persistent organic pollutants}
본 발명은 오염토양 정화과정에서 발생되는 입자상 또는 가스상의 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants)을 효율적이고 안전하게 처리하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 토양잔류성·생물농축성이 강하고 독성이 큰 잔류성유기오염물질로 오염된 토양을 열탈착방법으로 정화할 때 발생되는 증기(Vapor)에 대해 열산화분해과정을 거쳐 무해한 가스로 처리하여 대기 중에 안전하게 배출하기 위한 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템에 관한 것이다.
잔류성 유기오염물질은 독성, 잔류성, 생물농축성, 장거리이동성 등의 특성을 지니고 있어 사람과 생태계를 위태롭게 하는 물질로서, 토양오염이 발생될 경우 분해되지 않고 먹이사슬을 통해 인체에 축적되어 면역체계 교란, 중추신경계 손상 등을 초래하는 유해물질을 총칭하며, 우리나라도 잔류성유기오염물질을 보다 엄격하고 체계적으로 관리하기 위하여 "잔류성 유기오염물질에 관한 스톡홀름협약"의 비준함에 따라 "잔류성 유기오염물질 관리법」이 제정('2007.1) 및 시행 ('2008.1)하고 있다.
잔류성 유기오염물질은 다이옥신류(Polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDD), 퓨란류(Polychlorinated dibenzofurans, PCDF), 폴리클로리네이티드비페닐(Polychlorinated biphenyls, PCBs), 디디티(1,1,1-trichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl)ethane, DDT)가 대표적인 물질이며, 과거에는 농약, 제초제, 살충제로 토양에 살포되었었고, 공장의 대기오염배출구로부터 의도하지 않게 다이옥신류가 생성되어 토양에 축적되고 있는 실정이다.
잔류성 유기오염물질의 대표성을 가진 다이옥신은 75종의 이성질체를 갖는 다이옥신류와 135종의 이성질체를 갖는 퓨란류를 총칭하여 나타내는 용어로서, 이들 물질은 치환된 염소 원자수와 위치에 따라 다른 독성 정도가 다른 특성을 가진다.. 다이옥신은 지용성이 높고 물에 잘 녹지 않아서 미생물 분해가 어려운 매우 안정한 상태이며, 자연계에서는 거의 분해되지 않기 때문에 그 독성이 실질적으로 거의 영구적이다. 따라서 다이옥신류는 심각한 환경 오염원으로 알려졌다.
총 210개의 다이옥신 이성질체들은 유사한 물리적 및 화학적 성질을 가지고 있지만 그 독성은 각각 차이가 있다. 이중에서도 가장 독성이 큰 것으로 알려져 있는 화합물로는 염소치환수가 4개인 2,3,7,8-TCDD로서 여러 가지 급만성 독성을 나타내며, 면역독성, 생식계 독성, 및 발암성 등을 나타내는 것으로 알려져 있다.
기존의 다이옥신 등 잔류성유기물질로 오염된 토양을 정화할 경우 오염토양 자체를 소각로에 넣고 소각함으로써 식물부양, 수분함양, 유기물 흡착 등 토양의 근본적 특성의 훼손 뿐 만 아니라, 다이옥신류와 같은 유기물질의 분해가스와 토양 중의 원소성분 Ca, Mg, Na, Si 등의 무기물질도 함께 가스화하여 연료소모가 많고 소각로 내벽에 무기성분이 클링커(Clinker)의 도포, 후단 배기가스 처리시설의 스케일 침착으로 인하여 소각시설을 주기적으로 정지하여 정비가 필요하므로 비경제적이며, 처리시에 발생하는 배기가스를 별도로 처리하는 설비가 요구되며 운전비가 많이 들고, 고가의 장비가 필요하거나, 용액상태에서 반응이 일어난다는 등의 단점들이 있다.
또한, 생물학적 처리방법은 박테리아나 곰팡이를 이용한 것으로, 이 방법 또한 분해효율의 한계 및 분해에 소요되는 시간이 길다는 단점이 있다.
등록특허공보 제10-0382050호에서는 도 1에서 나타낸 바와 같이 연소배기가스 내에 함유된 다이옥신 및 질소산화물을 저온에서 고효율로 제거할 수 있는 촉매를 제공하며, 상기 촉매를 사용하여 소각공정에서 배출되는 연소배기가스를 처리할 수 있는 공정을 제공하고 있으나, 이러한 촉매를 이용한 처리방법은 처리효율에 한계가 있어 경제적이지 못하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 잔류성 유기물질로 오염된 토양으로부터 저온 열탈착으로 분리 추출된 가스상 및 입자상 대기오염물질을 고온상태에서 열산화 분해함으로써 비용절감, 시간단축, 2차 오염방지를 위한 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 오염토양을 가열처리하여 발생한 다이옥신 및 증기를 열산화 시스템을 통해 무해한 가스로 처리하여 배출할 수 있도록 개선한 토양에 포함된 다이옥신을 제거하기 위한 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템을 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템은 응축단계(S10), 유분분리단계(S20), 가열단계(S30), 급속냉각장치의 내측에 물을 분사하여 증발된 물의 잠열에 의해 가스를 냉각하는 냉각단계(S40), 포집단계(S50), 집진단계(S60), 백연저감단계(S70)가 순차적으로 진행되어 오염된 토양에 포함된 다이옥신을 제거하여 무해한 가스로 변환하여 배출하되, 상기 응축단계(S10)에서는 토양으로부터 열탈착된 다이옥신과 수분이 추출증기의 형태로 응축기로 유입되면, 응축기에서는 가스와 물 및 유분을 포함하는 응축수로 분리하여 각각 가열장치 및 유수분리기로 배출하며, 상기 유분분리단계(S20)에서는 유수분리기에 저장된 응축수의 유분이 제거된 물은 활성 흡착탑 수처리시설로 배출하고, 응축기에서 분리된 다이옥신 성분이 포함된 유분은 유분저장부에 저장한 후, 상기 가열단계(S30)에서는 토양으로부터 휘발, 추출된 가스상의 다이옥신과, 상기 유분저장부에서 공급된 다이옥신이 포함된 유분 성분을 가열장치에 미립자로 분사하는 열산화(thermal oxidation) 과정을 거쳐 완전분해함으로써 다이옥신을 제거하게 되며, 상기 포집단계(S50)가 진행되는 포집장치(Wet Scrubber)에서는 가성소다 탱크을 통해 중화에 필요한 수산화나트륨(가성소다)이 PH에 따라 자동으로 주입되어 다이옥신이 열산화 후에 생성되는 염화수소(HCL) 가스를 흡수하여 중화 처리하며, 상기 집진단계(S60)에서는 상부수조에 급수되어 레벨 상승으로 수막형성 노즐에 의해 집진극에 고르게 흘러 내려 집진수막을 형성하는 연속 수막형 습진 전기집진기인 집진장치에 의해 미분되어 냉각, 입자화된 다이옥신 성분 및 염화수소(HCL) Acid Mist를 정전기력에 의해 집진 제거하며, 상기 백연저감단계(S70)에서는 백연저감장치를 이용하여 고온 다습한 배기가스를 열교환기2를 통해 외기와 열교환한 후에 혼합 배출함으로써 수증기 배출에 의한 백연현상을 완화시켜 외부로 배출하며, 상기 냉각단계(S40)와 집진단계(S60) 및 백연저감단계(S70)에서 추가적으로 발생하는 폐수는 폐수순환단계(S42)를 거쳐 회수되어, 다시 가열단계(S30)으로 피드백하는 과정을 진행되어, 폐수에 미약하게 포함될 수 있는 다이옥신을 완벽하게 제거하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 의한 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템은 열탈착을 통해 추출된 다이옥신과 수증기를 수분 응축기를 통해 가스와 수분으로 분리되어 가열에 의해 완전 산화하여 무해한 가로 전환되며, 고온 열산화된 가스는 급속냉각 과정을 거쳐 포집 및 흡착과 습식 전기집진 공정을 거치며 잔류 다이옥신 및 공정부산물을 모두 제거되는 효과가 있다.
또한, 급속냉각장치를 적용하여 다이옥신이 재합성이 이루어지는 온도범위 구간의 체류시간을 최소화하였으며, 극히 소량이 재합성되더라도 습식 전기집진기를 통해 완전히 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 외부로 최종 배출된 처리가스를 백연저감장치를 이용하여 열교환후 최종 배출하고, 열산화가스의 냉각공정에서 열교환장치 및 냉각수생성장치를 적용함으로써 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 촉매를 사용하여 다이옥신을 처리하는 방법을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 다이옥신 처리시스템에서의 처리방법을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 다이옥신 처리시스템을 나타낸 구성도.
도 4는 도 3의 공정도에 의해 구체적으로 나타낸 세부 공정도,
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명의 잔류성 오염물질(다이옥신) 처리시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 응축단계(S10), 유분분리단계(S20), 가열단계(S30), 냉각단계(S40), 포집단계(S50), 집진단계(S60), 백연저감단계(S70)가 순차적으로 진행되어 오염된 토양에 포함된 다이옥신을 제거하여 무해한 가스로 변환하여 배출하게 되며, 각 단계별 공정에 사용되는 세부 장치에 대한 설명은 도 3 내지 4에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 응축단계(S10)에서는 토양으로부터 열탈착된 다이옥신과 수분이 추출증기의 형태로 응축기(10)로 유입되면, 응축기(10)에서는 가스와 물 및 유분을 포함하는 응축수로 분리한 후, 가스는 가열장치(30)로 배출하고, 응축수는 유수분리기(20)로 배출하게 되며, 추출증기의 유입구 반대방향으로 형성된 배출구는 이미 배관 내에 응축된 수분과, 큰 입자상의 먼지를 제거하여 전 처리하게 된다.
즉, 상기 응축기(30)에서 응축단계(S10)를 거쳐 추출된 물 및 유분이 포함된 응축수는 유수분리기(20)에서 유분분리단계(S20)가 진행되고, 추출된 가스(gas)는 가열장치(20)로 전달되어 가열단계(S30)가 진행되는 것이다.
이를 위해 냉각수생성장치(41)를 통해 냉각된 물이 열교환기1(42)을 통해 냉각된 공기를 응축기(10)에 전달하게 되며, 열교환기1(42) 또는 이중관 구조의 공냉식장치(응축트랩)에 의해 외부공기가 냉각역할을 하여 배출되는 가스의 온도를 내려주며 온도차에 의해 수분이 생성될 수도 있다.
이때, 냉각수생성장치(41) 및 열교환기1(42)에 의한 열교환은 응축기(10) 및 후술하는 급속냉각장치(40)에 공통적으로 적용된다.
상기 유분분리단계(S20)에서는 유수분리기(20)에 저장된 응축수에서 유분이 분리된 물은 활성 흡착탑 수처리시설로 배출하고, 응축기(10)에서 분리된 유분 성분(다이옥신 성분 포함)은 유분저장부(21)에 저장된 후, 다시 가열단계(S30)에서 가열장치(30)에 미립자로 분사하는 열산화(열분해) 과정을 거쳐, 응축수에 포함된 다이옥신을 제거하게 된다.
상기 가열단계(S30)에서는 토양으로부터 휘발, 추출된 가스상의 다이옥신과, 상기 유분저장부(21)에서 공급된 다이옥신이 포함된 유분 성분을 가열장치(30)를 이용하여 1,000℃로 2초간 체류시켜 열산화(thermal oxidation , 熱酸化)하여 완전분해하며, 상기 가열장치(30)는 방열손실을 방지하기 위하여 단열과 내화캐스타블을 40Cm 이상 시공하여 외부로부터의 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 가열장치(30)에는 SNCR 탱크(31)와 열원을 공급하는 LPG탱크(32)가 연결되고, 유분저장부(21)의 유분성분이 미립자 형태로 공급되어 열산화된다.
상기 SNCR(Selective Non Catalytic Reduction)탱크(31)는 무촉매환원법이 적용되는 질소산화물 처리방법이 적용되는 것으로서, 촉매없이 870∼1,200℃ 온도범위의 고온 배출가스에 NH3 또는 암모니아수를 분사하는 것을 의미한다.
상기 냉각단계(S40)에서는 급속냉각장치(40)의 내측에 냉각수 생성장치(41)에서 냉각된 물을 분사하여 기체와 액체가 접촉할 수 있는 조건을 만들어 증습을 유도하면 물방울은 뜨거운 가스와 만나 증발하며, 이 증발된 물의 잠열에 의해 가스는 냉각된다. 이때 냉각되는 온도는 단열 냉각선에 의해 냉각됨으로써 조작과 예측이 가능하다.
상기 가열장치(30)를 거친 고온의 배기가스를 상기 급속냉각장치(40)에서 40 ~ 70℃로 급랭시켜 250 ~ 400℃의 온도에서 재생성되는 다이옥신의 재생성을 방지하고, 불가피하게 재생성되는 다이옥신은 후단의 포집단계(S50) 및 집진단계(S60)에서 추가로 제거된다.
이때, 상기 냉각단계(S40)에서는 열교환기1(42)를 이용하여 고온의 순환수와 냉각수생성장치(41)로부터 급속냉각장치(40)로 공급되는 냉각수를 열교환하여 순환수의 온도를 일정하게 유지하는 냉각수순환단계(S41)가 진행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 냉각수생성장치(41)는 급속냉각장치(40)의 열교환기1(42)에 냉각수를 생산하여 공급하게 되며, 상기 냉각수순환단계(S41)에 의해 냉각수를 순환시켜 사용하기 위하여 데워진 냉각수를 탑 상층부로부터 작은 물방울로 흘러내리게 하고, 흘러내리는 동중 탑에 설치한 송풍기 바람에 접촉시켜 물을 일부 기화시킴으로써 수온을 하강시킨다.
본 발명에 적용되는 상기 열교환기1(42)는 판형 열교환기로서 열판을 이용하여 열교환을 수행하게 되며, 한쪽 면은 뜨거운 매체를, 다른 면은 차가운 매체를 통과하여 뜨거운 열이 차가운 매체로 전달되도록 설계된다.
상기 포집단계(S50)에서는 다이옥신이 열산화 후에 생성되는 염화수소(HCL) 가스를 흡수하여 중화 처리하며, 가성소다 탱크(51)에서 공급되는 중화에 필요한 수산화나트륨(가성소다)이 PH에 따라 포집장치(50)(Wet Scrubber)에 자동으로 주입된다.
이때, 상기 포집장치(50)의 충전탑은 기체 및 액체의 흐름으로 볼 때 대향류로 설계함으로써 높은 가스 흡수 효율을 낼 수 있다.
상기 집진단계(S60)에서는 미분되어 냉각, 입자화된 다이옥신 성분 및 염화수소(HCL) Acid Mist를 정전기력에 의해 집진, 제거하기 위하여 연속 수막형 습식 전기집진기인 집진장치(60)을 이용하게 된다.
상기 집진장치(60)는 상부수조에 급수되어 레벨 상승으로 물이 흘러 넘쳐 집진 수막을 이루게 되며, 수막형성 노즐에 의해 집진극에 고르게 흘러내린 수막은 집지 역할을 하게 되고, 수막수의 물은 일반 전도성 재질보다 지저항 값이 높기 때문에 입자화된 다이옥신 및 미스트를 집진하기 용이하다.
상기 백연저감단계(S70)에서는 백연저감장치(70)에서 열교환기2(71)를 통해 고온 다습한 배기가스를 외기와 열교환한 후에 혼합 배출함으로써 수증기 배출에 의한 백연현상을 완화시킨다.
상기 열교환기2(71)는 판형 열교환기로서 열판을 이용하여 열교환을 수행하게 되며, 한쪽 면은 뜨거운 매체를, 다른 면은 차가운 매체를 통과하여 뜨거운 열이 차가운 매체로 전달되도록 설계된다.
즉, 고온의 배기가스는 급속냉각장치(40)와 포집장치(50)를 통과하면서 단열적으로 냉각되며, 이때 습도는 높아지게 된다.
따라서 포집장치(50)의 출구는 차가운 외기로 배출되면 결로하게 되어 미세 물방울 및 백연이 형성되므로, 열교환기2(71)에서 공급되는 냉각된 외부의 공기를 배기가스와 열교환하여 혼입하게 되면 온도와 습도가 내려가 백연현상을 저감할 수 있다.
한편, 상기 냉각단계(S40)와 집진단계(S60) 및 백연저감단계(S70)에서 추가되는 발생하는 폐수는 폐수순환단계(S42)를 거쳐 회수되어, 다시 가열단계(S30)으로 피드백하는 과정을 진행되어, 폐수에 미약하게 포함될 수 있는 다이옥신을 완벽하게 제거하게 된다.
상기 배출단계(S80)에서는 백연저감단계(S70))를 거친 배출가스가 대기로 배출되는 것이며, 백연저감장치(70)가 작동되지 않는 비상시에는 활성탄으로 이루어진 흡착탑(80)을 통과한 배기가스를 대기로 배출하게 하게된다.
이때, 배기가스의 이동을 제한하기 위해 온오프 작동하는 별도의 체크밸브(도면미표시)가 구비된다.
본 발명의 잔류성오염물질(다이옥신) 처리시스템은 가동 중에 생성된 다이옥신에 오염된 폐수를 처리하기 위하여 유적 폐수처리용 이류체 노즐을 사용하게 되며, 상기 이류체 노즐은 액체미립화장치를 통해 미립자를 가열장치(30)로 분사함으로써 열분해하게 되는데, 이류체 노즐은 역류량 압력과 압축공기의 압력에 따라 입자경을 조절할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 토양에 포함된 잔류성 유기오염물질(다이옥신)을 제거하기 위한 처리시스템은 열탈착을 통해 추출된 다이옥신과 수증기를 수분 응축기를 통해 가스와 수분으로 분리되어 가열에 의해 완전 산화하여 무해한 가로 전환되며, 고온 열산화된 가스는 급속냉각 과정을 거쳐 포집 및 흡착과 습식 전기집진 공정을 거치며 잔류 다이옥신 및 공정부산물을 모두 제거되는 효과가 있다.
또한, 급속냉각장치(40)를 적용하여 다이옥신이 재합성이 이루어지는 온도범위 구간의 체류시간을 최소화하였으며, 극히 소량이 재합성되더라도 습식 전기집진기를 통해 완전히 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한, 외부로 최종 배출된 처리가스를 백연저감장치를 이용하여 열교환후 최종 배출하고, 열산화가스의 냉각공정에서 열교환기(41)(71) 및 냉각수생성장치(41)를 적용함으로써 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다.
10 : 응축기 20 : 유수분리기
21 : 유분저장부 30 : 가열장치
31 : SNCR 탱크 32 : LPG 탱크
40 : 급속냉각장치 41 : 냉각수생성장치
42 : 열교환기1 50 : 포집장치
51 : 가성소다 탱크 60 : 집진장치
70 : 백연저감장치 71 : 열교환기2
80 : 열교환장치

Claims (7)

  1. 응축단계(S10), 유분분리단계(S20), 가열단계(S30), 급속냉각장치(40)의 내측에 물을 분사하여 증발된 물의 잠열에 의해 가스를 냉각하는 냉각단계(S40), 포집단계(S50), 집진단계(S60), 백연저감단계(S70)가 순차적으로 진행되어 오염된 토양에 포함된 다이옥신을 제거하여 무해한 가스로 변환하여 배출하되,
    상기 응축단계(S10)에서는 토양으로부터 열탈착된 다이옥신과 수분이 추출증기의 형태로 응축기(10)로 유입되면, 응축기(10)에서는 가스와 물 및 유분을 포함하는 응축수로 분리한 후, 가스는 가열장치(30)로 배출하고, 응축수는 유수분리기(20)로 구분하여 배출하며,
    상기 유분분리단계(S20)에서는 유수분리기(20)에 저장된 응축수의 유분이 제거된 물은 활성 흡착탑 수처리시설로 배출하고, 응축기(10)에서 분리된 다이옥신 성분이 포함된 유분은 유분저장부(21)에 저장한 후,
    상기 가열단계(S30)에서는 토양으로부터 휘발, 추출된 가스상의 다이옥신과, 상기 유분저장부(21)에서 공급된 다이옥신이 포함된 유분 성분을 가열장치(30)에 미립자로 분사하는 열산화(thermal oxidation) 과정을 거쳐 완전분해함으로써 다이옥신을 제거하게 되며,
    상기 포집단계(S50)가 진행되는 포집장치(50)(Wet Scrubber)에서는 가성소다 탱크(51)을 통해 중화에 필요한 수산화나트륨(가성소다)이 PH에 따라 자동으로 주입되어 다이옥신이 열산화 후에 생성되는 염화수소(HCL) 가스를 흡수하여 중화 처리하며,
    상기 집진단계(S60)에서는 상부수조에 급수되어 레벨 상승으로 수막형성 노즐에 의해 집진극에 고르게 흘러 내려 집진수막을 형성하는 연속 수막형 습진 전기집진기인 집진장치(60)에 의해 미분되어 냉각, 입자화된 다이옥신 성분 및 염화수소(HCL) Acid Mist를 정전기력에 의해 집진 제거하며,
    상기 백연저감단계(S70)에서는 백연저감장치(70)를 이용하여 고온 다습한 배기가스를 열교환기2(71)를 통해 외기와 열교환한 후에 혼합 배출함으로써 수증기 배출에 의한 백연현상을 완화시켜 외부로 배출하며,
    상기 냉각단계(S40)와 집진단계(S60) 및 백연저감단계(S70)에서 추가적으로 발생하는 폐수는 폐수순환단계(S42)를 거쳐 회수되어, 다시 가열단계(S30)으로 피드백하는 과정을 진행되어, 폐수에 미약하게 포함될 수 있는 다이옥신을 완벽하게 제거하는 것을 특징으로 하는 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가열단계(S30)에서는 토양으로부터 휘발, 추출된 가스상의 다이옥신을 가열장치(30)를 이용하여 1,000℃로 2초간 체류시켜 열산화(thermal oxidation , 熱酸化)하여 완전분해하며,
    상기 가열장치(30)에는 SNCR(Selective Non Catalytic Reduction) 탱크(31)와 열원을 공급하는 LPG탱크(32)가 연결되고, 유분저장부(21)의 유분성분이 미립자 형태로 공급되어 열산화되는 것을 특징으로 하는 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각단계(S40)에 사용되는 급속냉각장치(40)는 배기가스를 40 ~ 70℃로 급랭시켜 250 ~ 400℃의 온도에서 재생성되는 다이옥신의 재생성을 방지하고, 극히 소량이 재생성되는 다이옥신은 후단의 포집장치(50) 및 집진장치(60)에서 추가로 제거되며,
    상기 냉각단계(S40)에서는 열교환기1(42)를 이용하여 고온의 순환수와 냉각수생성장치(41)로부터 급속냉각장치(40)로 공급되는 냉각수를 열교환하여 순환수의 온도를 일정하게 유지하는 냉각수순환단계(S41)가 진행되는 것을 특징으로 하는 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 응축단계(S10)의 응축기(10)와 냉각단계(S20)의 급속냉각장치(40)에는 냉각수생성장치(41)와 열교환기1(42)에 의해 냉각된 공기 또는 냉각수가 공급되며,
    상기 냉각수생성장치(41)는 데워진 냉각수를 탑 상층부로부터 작은 물방울로 흘러내리게 하고, 흘러내리는 동중 탑에 설치한 송풍기 바람에 접촉시켜 물을 일부 기화시킴으로써 수온을 하강시키며,
    상기 열교환기1(42)는 한쪽 면은 뜨거운 매체를, 다른 면은 차가운 매체를 통과하여 뜨거운 열이 차가운 매체로 전달될 수 있도록 열판을 이용하는 판형 열교환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020200091633A 2020-07-23 2020-07-23 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템 KR102233396B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200091633A KR102233396B1 (ko) 2020-07-23 2020-07-23 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200091633A KR102233396B1 (ko) 2020-07-23 2020-07-23 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102233396B1 true KR102233396B1 (ko) 2021-03-30

Family

ID=75265149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200091633A KR102233396B1 (ko) 2020-07-23 2020-07-23 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102233396B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113082949A (zh) * 2021-05-14 2021-07-09 云南绿宝香精香料股份有限公司 桉叶油戊醛分离回收除臭系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011016075A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nikko Co Ltd 汚染土壌の加熱浄化方法及び浄化装置
KR102001031B1 (ko) * 2018-12-28 2019-07-17 에이치플러스에코 주식회사 지중열탈착 후처리 시스템
KR102061828B1 (ko) * 2019-04-08 2020-01-02 (주)신대양 수은 및 잔류성유기오염물에 오염된 오염토양 정화방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011016075A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Nikko Co Ltd 汚染土壌の加熱浄化方法及び浄化装置
KR102001031B1 (ko) * 2018-12-28 2019-07-17 에이치플러스에코 주식회사 지중열탈착 후처리 시스템
KR102061828B1 (ko) * 2019-04-08 2020-01-02 (주)신대양 수은 및 잔류성유기오염물에 오염된 오염토양 정화방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113082949A (zh) * 2021-05-14 2021-07-09 云南绿宝香精香料股份有限公司 桉叶油戊醛分离回收除臭系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ni et al. Emissions of PCDD/Fs from municipal solid waste incinerators in China
US4977839A (en) Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials
Quina et al. Air pollution control in municipal solid waste incinerators
ES2357647T3 (es) Dispositivo y procedimiento para el procesamiento de gas de escape de combustión.
Sam-Cwan et al. Removal efficiencies of PCDDs/PCDFs by air pollution control devices in municipal solid waste incinerators
WO2003066197A1 (en) Method and apparatus for excluding dioxin and fly ash using high temperature plasma
Chin et al. PCDD/F formation catalyzed by the metal chlorides and chlorinated aromatic compounds in fly ash
KR102233396B1 (ko) 잔류성 유기오염물질로 오염된 토양으로부터 추출된 열탈착 가스의 열산화처리시스템
Thuan et al. PCDD/PCDF behavior in low-temperature pyrolysis of PCP-contaminated sandy soil
Chang et al. Destruction of PCDD/Fs by SCR from flue gases of municipal waste incinerator and metal smelting plant
US5602297A (en) Multistage double closed-loop process for waste decontamination
Zhao et al. Suppression of PCDD/Fs during thermal desorption of PCBs-contaminated soil
US7955417B2 (en) Method for reducing organic chlorine compounds in cement production facility, and cement production facility
JP6791472B2 (ja) 被処理水の処理方法
JPH10192649A (ja) 排ガス処理方法
JP2001327837A (ja) 排ガス処理システム及び処理方法
Zhao et al. Thermal desorption for remediating PCB-contaminated soil
KR100763975B1 (ko) 폐가스 정화처리 장치
JP2006175338A (ja) 一体型濾過集塵装置を備えた排ガス処理設備
KR200280676Y1 (ko) 고온 플라즈마를 이용한 다이옥신 및 분진 제거장치
JP2001137657A (ja) 排ガス処理装置及び処理方法
JP2001137638A (ja) 溶融排ガス処理方法
JP4891887B2 (ja) 白金系触媒装置又はパラジウム系触媒装置を用いた有機ハロゲン化合物を含む廃棄物の加熱処理方法及び加熱処理装置
KR102391990B1 (ko) 습식세정탑을 이용한 유해가스 및 중금속을 동시에 제거할 수 있는 고효율 처리장치
JP2000176244A (ja) 焼却炉排ガスの処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant