KR102276560B1 - 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비 - Google Patents

질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 처리 대상 가스에 함유된 미세분진 및 미세분진 기인물질로 분류된 질소산화물과 황산화물을 알칼리제를 포함하는 알칼리제 수용액 처리수에 흡수시켜서 제거하는 가스 처리조; 및 상기 처리 대상 가스가 상기 가스 처리조에 유입되기 전에 상기 처리 대상 가스에 산화제를 포함하는 산화제 수용액을 스프레이 형태로 분무하여 상기 처리 대상 가스에 포함된 일산화질소와 이산화황을 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는 산화제 분무 장치를 포함하고, 상기 분무된 상기 산화제 중에서 미반응한 산화제는 상기 알칼리제 수용액 처리수로 유입되며, 상기 가스 처리조로 유입된 상기 처리 대상 가스 중의 잔존 일산화질소와 이산화황을 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는, 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비가 제공된다.

Description

질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비 {EXHAUST GAS TREATMENT EQUIPMENT FOR REMOVING NITROGEN OXIDE AND SULFUR OXIDE}
본 발명은 배기가스 처리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 미세분진 및 미세분진 기인물질로 분류된 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거하는 배기가스 처리 기술에 관한 것이다.
보일러에서는 석탄 등의 화석연료와 과잉산소가 포함된 공기가 주입되어서 연소가 이루어지고, 연소 결과 석탄회, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX), 미연탄소분(HC) 등의 부산물이 열과 함께 발생하고, 반응하지 않은 질소와 산소가 잔류하게 된다.
이와 같이, 황을 함유한 연료가 연소할 때, 황은 재에 붙은 것을 제외하고 이산화황(SO2)의 형태로 대기로 방출된다. 이러한 이산화황은 대기오염을 유발하며 지구상에 산성비를 내리게 하여 환경에 해로운 영향을 미친다.
또한, 질소산화물은 주로 다양한 공정이 이루어지는 높은 온도에서 대기 중에 존재하는 기본 산소와 질소 사이에 반응하여 생성되며, 주로 일산화질소(NO)의 형태로 방출된다. 이러한 질소산화물은 산성비를 내리게할 뿐만 아니라 오존을 형성하고 광화학 스모그를 형성한다.
이에 따라, 환경보호 차원에서 대규모의 소각 시설 및 발전소 등에는 통상적으로 배기가스 중의 미세분진 및 질소산화물과 황산화물을 처리하기 위한 탈질장치와 탈황장치가 설치된다.
탈황장치 중 대부분은 습식배연 탈황장치이며, 습식 탈황 공정에 있어서, 배기가스는 석회와 같은 알칼리를 함유한 흡수 유체와 기체-액체 접촉하게 되고, 그에 따라 이산화황이 배기가스로부터 흡수되고 제거된다. 이때, 배기가스와 흡수유체의 기액접촉방법에 따라 다양하게 분류되지만 분무방식의 접촉방법이 많이 사용되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0105283호 (2019.09.17.)
본 발명의 목적은 배기가스에 함유된 미세분진 및 미세분진 기인물질인 질소산화물과 황산화물을 효율적으로 제거하는 배기가스 처리 설비를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 처리 대상 가스에 함유된 미세분진 및 질소산화물과 황산화물을 알칼리제를 포함하는 알칼리제 수용액 처리수에 흡수시켜서 제거하는 가스 처리조; 및 상기 처리 대상 가스가 상기 가스 처리조에 유입되기 전에 상기 처리 대상 가스에 산화제를 포함하는 산화제 수용액을 스프레이 형태로 분무하여 상기 처리 대상 가스에 포함된 일산화질소와 이산화황을 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는 산화제 분무 장치를 포함하고, 상기 분무된 상기 산화제 중에서 미반응한 산화제는 상기 알칼리제 수용액 처리수로 유입되며, 상기 가스 처리조로 유입된 상기 처리 대상 가스 중의 잔존 일산화질소와 이산화황을 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는, 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 이산화질소 및 이산화황을 수산화나트륨 수용액에 중화흡수시켜서 제거하는 가스 처리조에 처리대상 가스를 유입시키기 전에 강력한 산화제인 이산화염소를 포함하는 수용액을 분무하여 일산화질소와 이산화황을 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화시킴으로써, 질소산화물 및 황산화물의 반응성이 높아져서 질소산화물 및 황산화물의 제거 효율이 현저하게 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제3 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 산화제 분무 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
먼저, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 구성 중심으로 상세하게 설명한다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비의 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비(100)는 처리대상 배기가스(G)를 처리하여 1차 처리 가스(G1)로서 배출하는 제1 가스 처리부(110a)와, 제1 가스 처리부(110a)로부터 배출되는 1차 처리 가스(G1)를 처리하여 2차 처리 가스(G2)로서 배출하는 제2 가스 처리부(110b)와, 제2 가스 처리부(110b)로부터 배출되는 2차 처리 가스(G2)를 처리하여 3차 처리 가스(G3)로서 배출하는 제3 가스 처리부(110c)와, 제1, 제2, 제3 가스 처리부(110a, 110b, 110c) 각각으로 산화제 수용액을 공급하는 산화제 수용액 공급부(170)와, 제1, 제2, 제3 가스 처리부(110a, 110b, 110c) 각각으로 알칼리제를 공급하는 알칼리제 공급부(190)를 포함한다.
제1 가스 처리부(110a)는 처리대상 배기가스(G)를 처리하여 1차 처리 가스(G1)로서 배출한다. 제1 가스 처리부(110a)는, 처리 대상 배기가스(G)에 산화제를 분무하여 산화처리하는 제1 산화제 분무 장치(175a)와, 제1 산화제 분무 장치(175a)를 통과한 제1 산화 처리 가스(G0)를 알칼리제 수용액인 제1 처리수(L1)를 이용하여 처리하는 제1 가스 처리조(120)와, 제1 가스 처리조(120)로부터 가스를 배출시키는 제1 배기 팬(135a)과, 제1 가스 처리조(120)로부터 배출되는 제1 처리수(L1)를 제1 가스 처리조(120)에 순환 공급하는 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)를 구비한다.
제1 산화제 분무 장치(175a)는 처리 대상 배기 가스(G)에 산화제를 분무하여 산화처리한다. 제1 산화제 분무 장치(175a)는 처리 대상 배기 가스(G)를 제1 가스 처리조(120)로 도입시키는 도입관(130)에 설치되어서, 도입관(130) 내에서 제1 가스 처리조(120)로 유동하는 처리 대상 배기 가스(G)에 산화제 수용액을 스프레이 형태로 분무한다. 본 실시예에서 제1 산화제 분무 장치(175a)가 처리 대상 배기 가스(G)에 분무하는 산화제 수용액은 이산화염소(ClO2) 수용액이다. 제1 산화제 분무 장치(175a)는 산화제 수용액 공급부(170)로부터 이산화염소 수용액을 공급받는다. 도시되지는 않았으나, 제1 산화제 분무 장치(175a)는 도입관(130) 내부로 이산화염소 수용액을 분무하는 하나 또는 복수개의 분무 노즐을 구비한다. 본 실시예에서는 제1 산화제 분무 장치(175a)에 의해 도입관(130)의 내부로 0.6%의 고농도 이산화염소 수용액이 분무되는 것으로 설명한다.
도 5에는 제1 산화제 분무 장치(175a)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 제1 산화제 분무 장치(175a)는 도입관(130) 상에 설치되며, 도입관(130) 내부로 이산화염소 수용액을 스프레이 형태로 분무하는 복수개의 분무 노즐(1751a)들을 구비한다. 복수개의 분무 노즐(1751a)들은 도입관(130)에 길이방향과 둘레방향을 따라서 균일하게 분포되도록 배치된다. 복수개의 분무 노즐(1751a)들 각각은 도입관(130) 내에서 이산화염소 수용액을 도입관(130) 내에서 유동하는 가스의 유동 방향을 따라서 분무하는 것이 바람직하다. 도면에서는 제1 산화제 분무 장치(175a)가 도입관(130)에서 수평으로 연장되는 부분에 설치되는 것으로 설명하지만, 이와는 도입관(130)에서 달리 수직으로 연장되는 부분에 설치될 수도 있다.
도입관(130)을 통해 유동하는 처리 대상 배기 가스(G)에 포함된 일산화질소(NO) 중 적어도 일부는 제1 산화제 분무 장치(175a)에 의해 도입관(130)의 내부로 분무되는 이산화염소 수용액에 포함된 이산화염소와 반응하여 이산화질소(NO2)로 산화되며, 일산화질소와 이산화염소가 반응하여 일산화질소로 산화되는 반응은 다음 반응식 1과 같다.
[반응식 1]
5NO + 2ClO2 + H2O → 5NO2 + 2HCl
또한, 도입관(130)을 통해 유동하는 처리 대상 배기 가스(G)에 포함된 이산화황(SO2) 중 적어도 일부는 일부는 제1 산화제 분무 장치(175a)에 의해 도입관(130)의 내부로 분무되는 이산화염소 수용액에 포함된 이산화염소와 반응하여 삼산화황(SO3)로 산화되며, 이산화황과 이산화염소가 반응하여 삼산화황으로 산화되는 반응은 다음 반응식 2와 같다.
[반응식 2]
5SO2 + 2ClO2 + H2O → 5SO3 + 2HCl
제1 산화제 분무 장치(175a)를 통과하여 일산화질소와 이산화황의 적어도 일부가 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화된 제1 산화 처리 가스(G0)가 제1 가스 처리조(120)로 유입된다.
제1 가스 처리조(120)는 알칼리제 수용액인 제1 처리수(L1)를 이용하여 제1 산화 처리 가스(G0)에 포함된 질소산화물과 황산화물을 처리한다. 도 2에는 제1 가스 처리조(120)의 구성이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 제1 가스 처리조(120)는 유입된 제1 산화 처리 가스(G0)를 처리하는 제1 처리수(L1)가 저장되는 제1 내부 공간(120a)을 제공한다. 제1 처리수(L1)는 물에 알칼리제가 첨가된 알칼리제 수용액이다. 제1 내부 공간(120a)으로는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다. 본 실시예에서 제1 처리수(L1)는 물에 알칼리제인 수산화나트륨(NaOH)이 첨가된 수산화나트륨 수용액인 것으로 설명한다. 제1 처리 장치(120)의 제1 내부 공간(120a)은 제1 구획벽(121)에 의해 횡방향(수평방향)을 따라서 배치되는 제1A 저장공간(121a)과 제2A 저장공간(121b)으로 구획된다. 제1 구획벽(121)의 하부에는 제1A 저장공간(121a)과 제2A 저장공간(121b)을 연통시키는 제1 연결 통로(121c)가 형성된다. 제1A 저장공간(121a)의 상단에는 제1A 저장공간(121a)과 연통되고 제1 산화 처리 가스(G0)가 제1 처리수(L1)와 함께 유입되는 제1 흡기구(122a)가 형성되고, 제2A 저장공간(121b)의 상단에는 제2A 저장공간(121b)과 연통되고 가스가 배출되는 제1 배기구(122b)가 형성된다. 제1 배기구(122b)에는 제2 가스 처리조(150)와 연결되는 제1 연결관(131a)가 연결된다.
제1 가스 처리조(120)는 제1A 저장공간(121a)에 위치하는 제1 수조(123)와, 제1A 저장공간(121a)에 위치하는 제1A 수류관(124)과, 제1A 저장공간(121a)에 위치하는 제1 혼합통(125)과, 제1A 저장공간(121a)에 위치하는 제2A 수류관(126)과, 제2A 저장공간(121b)에 위치하는 제1 아토마이징부(127)와, 제2A 저장공간(121b)에 위치하는 복수 개의 제1 차단판들(128)과, 제2A 저장공간(121b)에 위치하는 제1 엘리미네이터(eliminator)(129)를 구비한다.
제1 수조(123)는 제1A 저장공간(121a)에서 제1 유입구(122a)의 아래에 인접하여 위치한다. 제1 수조(123)에는 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)로부터 공급되는 제1 처리수(L1)가 일시 저장된다.
제1A 수류관(124)은 제1A 저장공간(121a)에서 제1 수조(123)의 아래에 위치한다. 제1A 수류관(124)은 아래로 갈수록 좁아지는 형상이며, 제1A 수류관(124)의 하단에는 제1 처리수(L1)와 제1 흡기구(122a)를 통해 유입된 제1 산화 처리 가스(G0)를 아래로 배출하는 제1A 배출구(124a)가 형성된다. 제1A 수류관(124)을 따라서 가스와 제1 처리수(L1)가 제1A 배출구(124a)를 향해 아래로 유동하면서 가스와 제1 처리수(L1) 사이의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 제1 흡기구(122a)를 통해서는 도입관(130) 내에서 일산화질소 및 이산화황과 반응하지 않은 이산화염소를 포함하는 이산화염소 수용액도 함께 유입되며, 제1A 수류관(124)을 따라서 유동하면서 가스와 이산화염소 사이의 접촉 면적이 증가하여 상기한 반응식 1 및 반응식 2와 같은 반응이 촉진되어서 일산화질소와 이산화황이 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화된다.
제1 혼합통(125)은 제1A 저장공간(121a)에서 제1A 수류관(124)에 형성된 제1A 배출구(124a)의 아래에 위치한다. 제1 혼합통(125)에는 제1A 배출구(124a)를 통해 배출된 가스와 제1 처리수(L1)가 일시 저장된다.
제2A 수류관(126)은 제1A 저장공간(121a)에서 제1 혼합통(125)의 아래에 위치한다. 제2A 수류관(126)은 아래로 갈수록 좁아지는 형상이며, 제2A 수류관(126)의 하단에는 제1 처리수(L12)와 가스를 아래로 배출하는 제2A 배출구(126a)가 형성된다. 제2A 수류관(126)을 따라서 가스와 제1 처리수(L1)가 제2A 배출구(126a)를 향해 아래로 유동하면서 가스와 제1 처리수(L1) 사이의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 제1A 수류관(124)을 따라서 유동하면서 가스와 이산화염소 사이의 접촉 면적이 증가하여 상기한 반응식 1 및 반응식 2와 같은 반응이 촉진되어서 일산화질소와 이산화황이 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화된다.
제1 아토마이징부(127)는 제2A 저장공간(121b)에 위치하여 제1A 저장공간(121a)에서 공급되는 가스를 제2A 저장공간(121b)에 저장된 제1 처리수(L1) 내에서 미세한 기포인 마이크로 버블(micro-bubble)(B)로 형성하여 분사함으로써, 제1 처리수(L1)에 포함된 알칼리제인 수산화나트륨와 가스에 함유된 질소산화물의 반응 효율이 향상된다. 제1 아토마이징부(127)는 제1 구획벽(121)으로부터 연장되는 제1 노즐(127a)과, 제1 노즐(127a)의 끝에 위치하는 제1 충돌판(127b)을 구비한다. 제1 아토마이징부(127)에 의해 형성된 마이크로 버블(B)로 인해 제2A 저장공간(121b)에서 가스와 제1 처리수(L1)의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 마이크로 버블(B)은 제2A 저장공간(121b)의 제1 처리수(L1) 내에서 일반적인 버블 보다 더 오랜 시간 머무르게 된다. 그에 따라, 제2A 저장 공간(121b)에서의 반응 효율이 현저하게 증가한다.
제1 노즐(127a)은 제2A 저장공간(121a)의 비교적 하부에 위치하며 제1 구획벽(121)으로부터 돌출되어서 형성된다. 제1 구획벽(121)에는 제1A 저장공간(121a)과 연통되는 제1 노즐(127a)의 제1 입구(1271a)가 형성된다. 제1 노즐(127a)의 끝단은 대체로 연직 상방을 향하도록 연장된다. 제1 노즐(127a)은 끝단으로 갈수록 내경이 좁아지도록 형성되어서, 제1A 저장공간(121a)의 가스가 제1 노즐(127a)의 끝단으로 유동하면서 속도가 증가하게 된다. 제1 노즐(127a)의 제1 출구(127c)를 형성하는 끝단에는 제1 충돌판(127b)이 인접하여 위치한다.
제1 충돌판(127b)은 제1 노즐(127a)의 끝단인 제1 출구(127c) 위에 인접하여 위치한다. 제1 충돌판(127b)에 제1 노즐(127a)로부터 분사되는 가스가 충돌하여 마이크로 버블(B)을 형성하게 된다. 본 실시예에서는 제1 충돌판(127b)이 도시된 바와 같이 상하방향으로 두 개(1271b, 1272b)가 배치되는 2단 구조인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 1단 구조이거나 3단 이상의 구조인 것도 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 다단 구조인 경우, 위에 위치하는 제1 상부 충돌판(1272b)이 아래에 위치하는 제1 하부 충돌판(1271b)의 전체를 덮도록 더 크며, 제1 상부 충돌판(1272b) 사이에 적어도 하나의 제1 통로(1273b)가 형성되는 것이 바람직하다.
복수개의 제1 차단판(128)들은 제2A 저장공간(121b)에서 제1 충돌판(127b)의 위에 층을 이루며 배치된다. 복수 개의 제1 차단판(128)들에 의해 제2A 저장 공간(121b)에 저장된 제1 처리수(L1)의 급격한 상승이 차단된다.
제1 엘리미네이터(129)는 제2A 저장공간(121b)에서 아래 복수 개의 제1 차단판(128)들 중 제1 최상 차단판(128)과 제1 배기구(122b)의 사이에 위치하여 물방울을 제거한다. 제1 엘리미네이터는(129)은 합성수지재질의 재료를 사용하여 이루어진다.
제2A 저장 공간(121b)의 측벽에는 제1 처리수(L1)가 오버플로우되어서 배출되는 배출구(1274)가 형성된다. 제1 처리 장치(120)로부터 배출구(1274)를 통해 배출되는 제1 처리수(L1)는 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)로 공급된다.
도 1을 참조하면, 제1 배기 팬(135a)은 제1 연결관(131a)에 설치되어서 제1 가스 처리조(120)로부터 제1 배기구(도 2의 122b)를 통해 가스를 배출시킨다. 제1 배기 팬(135a)이 작동하면, 제1 처리 장치(120a)의 제2A 저장 공간(121b)의 가스가 배출되어서 제1A 저장 공간(121a)의 수면 위 공간과 제2A 저장 공간(121b)의 수면 위 공간 사이에 압력차가 발생한다. 그에 따라 제2A 저장 공간(121b)에서 제1 처리수(L1)의 수면은 상승하고 제1A 저장 공간(121a)에서 제1 처리수(L1)의 수면은 하강하게 된다.
제1 처리수 순환 공급 장치(140a)는 제1 가스 처리조(120)로부터 배출되는 제1 처리수(L1)를 제1 가스 처리조(120)로 순환 공급한다. 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)는 제1 처리수(L1)가 저장되는 제1 처리수 저장조(141a)와, 제1 처리수 저장조(141a)에 저장된 제1 처리수를 제1 가스 처리조(120)로 보내는 제1 처리수 순환 펌프(145a)를 구비한다.
제1 처리수 저장조(141a)에는 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)로부터 배출되는 제1 처리수(L1)가 저장된다. 제1 처리수 저장조(141a)에 저장되는 제1 처리수(L1)는 알칼리제 수용액이다. 본 실시예에서 제1 처리수(L1)로 사용되는 알칼리제 수용액은 수산화나트륨(NaOH) 수용액이다. 알칼리제인 수산화나트륨은 알칼리제 공급부(190)에 의해 제1 처리수 저장조(141a)로 공급된다. 제1 처리수 저장조(141a)에 저장된 제1 처리수(L1)는 제1 처리수 순환 펌프(145a)에 의해 제1 가스 처리조(120)로 이송된다. 제1 처리수 저장조(141a)에는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다.
제1 처리수 순환 펌프(145a)는 제1 처리수 공급관(146a)을 통해 제1 처리수 저장조(141a)에 저장된 제1 처리수(L1)를 제1 가스 처리조(120)의 제1A 저장 공간(121a)으로 제1 흡기구(122a)를 통해 공급한다.
알칼리제로서 수산화나트륨(NaOH)이 사용되는 제1 가스 처리조(120)에서 알칼리제 수용액인 수산화나트륨 수용액에 의한 가스 처리 반응은 다음 반응식 3, 반응식 4 및 반응식와 같다.
[반응식 3]
3NO2 + H2O → 5HNO3 + NO
[반응식 4]
NO2 + NO + (1/2)O2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
[반응식 5]
SO2 + SO3 + 4NaOH → Na2SO3 + Na2SO4 + 2H2O
반응식 3은 수산화나트륨 수용액의 물이 이산화질소가 반응하여 질산(HNO3)과 일산화질소가 생성되는 것을 보여준다.
반응식 4는 수산화나트륨 수용액의 수산화나트륨이 이산화질소 및 일산화질소와 반응하여 아질산나트륨(NaNO2)과 질산나트륨(NaNO3)이 생성되어서 제거되는 것을 보여준다.
반응식 5는 수산화나트륨 수용액의 수산화나트륨이 이산화황(SO2) 및 삼산화황(SO3)과 반응하여 아황산나트륨(Na2SO3) 및 황산나트륨(Na2SO4)이 생성되어서 제거되는 것을 보여준다. 아황산나트륨은 추가로 산소와 반응하여 황산나트륨을 생성하게 된다.
반응식 3, 반응식 4 및 반응식 5는 제거 대상인 질소산화물와 황산화물을 포함하는 가스가 제1 아토마이징부(127)에 의해 제1 처리수(L1) 내에 미세한 기포인 마이크로 버블(micro-bubble)(B)로 형성하여 분사되는 상태에서 일어나는 것이므로 제거효율이 향상된다.
제2 가스 처리부(110b)는 제1 가스 처리부(110a)로부터 배출되는 1차 처리 가스(G1)를 처리하여 2차 처리 가스(G2)로서 배출한다. 제2 가스 처리부(110b)는, 1차 처리 가스(G1)에 산화제를 분무하여 산화처리하는 제2 산화제 분무 장치(175b)와, 제2 산화제 분무 장치(175b)를 통과한 제2 산화 처리 가스(G10)를 알칼리제 수용액인 제2 처리수(L2)를 이용하여 처리하는 제2 가스 처리조(150)와, 제2 가스 처리조(150)로부터 가스를 배출시키는 제2 배기 팬(135b)과, 제2 가스 처리조(150)로부터 배출되는 제2 처리수(L2)를 제2 가스 처리조(150)에 순환 공급하는 제2 처리수 순환 공급 장치(140b)를 구비한다.
제2 산화제 분무 장치(175b)는 1차 처리 가스(G1)에 산화제를 분무하여 산화처리한다. 제2 산화제 분무 장치(175b)는 제1 가스 처리조(120)와 제2 가스 처리조(150)를 연통시키는 제1 연결관(131a)에 설치되어서, 제1 연결관(131a) 내에서 제2 가스 처리조(150)로 유동하는 1차 처리 가스(G1)에 산화제 수용액을 분무한다. 본 실시예에서 제2 산화제 분무 장치(175b)가 1차 처리 가스(G1)에 분무하는 산화제 수용액은 이산화염소(ClO2) 수용액이다. 제2 산화제 분무 장치(175b)는 산화제 수용액 공급부(170)로부터 이산화염소 수용액을 공급받는다. 도시되지는 않았으나, 제2 산화제 분무 장치(175b)는 제1 연결관(131a)의 내부로 이산화염소 수용액을 분무하는 하나 또는 복수개의 노즐을 구비한다. 제2 산화제 분무 장치(175b)는 도 5에 도시된 제1 산화제 분무 장치(175a)와 같은 구성으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 제2 산화제 분무 장치(175b)에 의해 제1 연결관(131a)의 내부로 0.6%의 고농도 이산화염소 수용액이 분무되는 것으로 설명한다. 제1 연결관(131a)을 통해 유동하는 1차 처리 가스(G1)에 포함된 일산화질소(NO)과 이산화황(SO2) 중 적어도 일부는 제2 산화제 분무 장치(175b)에 의해 제1 연결관(131a)의 내부로 분무되는 이산화염소 수용액에 포함된 이산화염소와 반응하여 이산화질소(NO2)와 삼산화황(SO3)으로 각각 산화되며, 일산화질소와 이산화염소가 반응하여 일산화질소로 산화되는 반응 및 이산화황과 이산화염소가 반응하여 삼산화황으로 각각 산화되는 반응은 위에 기재된 반응식 1 및 반응식 2과 같다. 제2 산화제 분무 장치(175b)를 통과하여 일산화질소와 이산화황의 적어도 일부가 이산화질소와 삼산화황으로 각각 산화된 제2 산화 처리 가스(G10)가 제2 가스 처리조(150)로 유입된다.
제2 가스 처리조(150)는 알칼리제 수용액인 제2 처리수(L2)를 이용하여 제2 산화 처리 가스(G10)에 포함된 질소산화물과 황산화물을 처리한다. 도 3에는 제1 가스 처리조(150)의 구성이 도시되어 있다. 도 1과 함께 도 3을 참조하면, 제2 가스 처리조(150)는 도 2에 도시된 제1 가스 처리조(120)와 대체로 동일한 구성으로서, 유입된 제2 산화 처리 가스(G10)를 처리하는 제2 처리수(L2)가 저장되는 제2 내부 공간(150a)을 제공한다. 제2 처리수(L2)는 물에 알칼리제가 첨가된 알칼리제 수용액이다. 제2 내부 공간(150a)으로는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다. 본 실시예에서 제2 처리수(L2)는 제1 처리수(L1)와 같이 물에 알칼리제인 수산화나트륨(NaOH)이 첨가된 수산화나트륨 수용액인 것으로 설명한다. 제2 처리 장치(150)의 제2 내부 공간(150a)은 제2 구획벽(151)에 의해 횡방향(수평방향)을 따라서 배치되는 제1B 저장공간(151a)과 제2B 저장공간(151b)으로 구획된다. 제2 구획벽(151)의 하부에는 제1B 저장공간(151a)과 제2B 저장공간(151b)을 연통시키는 제2 연결 통로(151c)가 형성된다. 제1B 저장공간(151a)의 상단에는 제1B 저장공간(151a)과 연통되고 제2 산화 처리 가스(G10)가 제2 처리수(L2)와 함께 유입되는 제2 흡기구(152a)가 형성되고, 제2B 저장공간(151b)의 상단에는 제2B 저장공간(151b)과 연통되고 가스가 배출되는 제2 배기구(152b)가 형성된다. 제2 배기구(152b)에는 제3 가스 처리조(160)와 연결되는 제2 연결관(131b)가 연결된다.
제2 가스 처리조(150)는 제1B 저장공간(151a)에 위치하는 제2 수조(153)와, 제1B 저장공간(151a)에 위치하는 제1B 수류관(154)과, 제1B 저장공간(151a)에 위치하는 제2 혼합통(155)과, 제1B 저장공간(151a)에 위치하는 제2B 수류관(156)과, 제2B 저장공간(151b)에 위치하는 제2 아토마이징부(157)와, 제2B 저장공간(151b)에 위치하는 복수 개의 제2 차단판들(158)과, 제2B 저장공간(151b)에 위치하는 제2 엘리미네이터(eliminator)(159)를 구비한다.
제2 가스 처리조(150)의 구체적인 구성 및 작용은 앞서서 설명된 제1 가스 처리조(120)와 대체로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 제2 배기 팬(135b)은 제2 연결관(131b)에 설치되어서 제2 가스 처리조(150)로부터 제2 배기구(도 3의 152b)를 통해 가스를 배출시킨다. 제2 배기 팬(135b)이 작동하면, 제2 가스 처리조(150)의 제2B 저장 공간(151b)의 가스가 배출되어서 제1B 저장 공간(151a)의 수면 위 공간과 제2B 저장 공간(151b)의 수면 위 공간 사이에 압력차가 발생한다. 그에 따라 제2B 저장 공간(151b)에서 제2 처리수(L2)의 수면은 상승하고 제1B 저장 공간(151a)에서 제2 처리수(L2)의 수면은 하강하게 된다.
제2 처리수 순환 공급 장치(140b)는 제2 가스 처리조(150)로부터 배출되는 제2 처리수(L2)를 제2 가스 처리조(150)로 순환 공급한다. 제2 처리수 순환 공급 장치(140b)는 제2 처리수(L2)가 저장되는 제2 처리수 저장조(141b)와, 제2 처리수 저장조(141b)에 저장된 제2 처리수(L2)를 제2 가스 처리조(150)로 보내는 제2 처리수 순환 펌프(145b)를 구비한다. 제2 처리수 순환 공급 장치(140b)는 앞서서 설명된 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)의 구성과 대체로 동일하다.
제2 처리수 저장조(141b)에는 제2 가스 처리조(150)로부터 배출되는 제2 처리수(L2)가 저장된다. 제2 처리수 저장조(141b)에 저장되는 제2 처리수(L2)는 알칼리제 수용액이다. 본 실시예에서 제2 처리수(L2)로 사용되는 알칼리제 수용액은 수산화나트륨(NaOH) 수용액이다. 알칼리제인 수산화나트륨은 알칼리제 공급부(190)에 의해 제2 처리수 저장조(141b)로 공급된다. 제2 처리수 저장조(141b)에 저장된 제2 처리수(L2)는 제2 처리수 순환 펌프(145b)에 의해 제2 가스 처리조(150)로 이송된다. 제2 처리수 저장조(141b)에는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다.
제2 처리수 순환 펌프(145b)는 제2 처리수 공급관(146b)을 통해 제2 처리수 저장조(141b)에 저장된 제2 처리수(L2)를 제2 가스 처리조(150)의 제1B 저장 공간(151a)으로 제2 흡기구(152a)를 통해 공급한다.
알칼리제로서 수산화나트륨(NaOH)이 사용되는 제2 가스 처리조(150)에서 알칼리제 수용액인 수산화나트륨 수용액에 의한 가스 처리 반응은 위에 기재된 반응식 3, 반응식 4 및 반응식 5와 같으며, 그에 따라 질소산화물과 황산화물이 추가로 제거된다.
제3 가스 처리부(110c)는 제2 가스 처리부(110b)로부터 배출되는 2차 처리 가스(G2)를 처리하여 최종 처리 가스(G3)로서 배출한다. 제3 가스 처리부(110c)는, 2차 처리 가스(G2)에 산화제를 분무하여 산화처리하는 제3 산화제 분무 장치(175c)와, 제3 산화제 분무 장치(175c)를 통과한 제3 산화 처리 가스(G20)를 알칼리제 수용액인 제3 처리수(L3)를 이용하여 처리하는 제3 가스 처리조(160)와, 제3 가스 처리조(160)로부터 가스를 배출시키는 제3 배기 팬(135c)과, 제3 가스 처리조(160)로부터 배출되는 제3 처리수(L3)를 제3 가스 처리조(160)에 순환 공급하는 제3 처리수 순환 공급 장치(140c)를 구비한다.
제3 산화제 분무 장치(175c)는 2차 처리 가스(G2)에 산화제를 분무하여 산화처리한다. 제3 산화제 분무 장치(175c)는 제2 가스 처리조(150)와 제3 가스 처리조(160)를 연통시키는 제2 연결관(131b)에 설치되어서, 제2 연결관(131b) 내에서 제3 가스 처리조(160)로 유동하는 2차 처리 가스(G2)에 산화제 수용액을 분무한다. 본 실시예에서 제3 산화제 분무 장치(175c)가 2차 처리 가스(G2)에 분무하는 산화제 수용액은 이산화염소(ClO2) 수용액이다. 제3 산화제 분무 장치(175c)는 산화제 수용액 공급부(170)로부터 이산화염소 수용액을 공급받는다. 도시되지는 않았으나, 제3 산화제 분무 장치(175c)는 제2 연결관(131b)의 내부로 이산화염소 수용액을 분무하는 하나 또는 복수개의 노즐을 구비한다. 제3 산화제 분무 장치(175c)는 도 5에 도시된 제1 산화제 분무 장치(175a)와 같은 구성으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 제3 산화제 분무 장치(175c)에 의해 제2 연결관(131b)의 내부로 0.6%의 고농도 이산화염소 수용액이 분무되는 것으로 설명한다. 제2 연결관(131b)을 통해 유동하는 2차 처리 가스(G2)에 포함된 일산화질소(NO)와 이산화황(SO2) 중 적어도 일부는 제3 산화제 분무 장치(175c)에 의해 제2 연결관(131b)의 내부로 분무되는 이산화염소 수용액에 포함된 이산화염소와 반응하여 이산화질소(NO2)와 삼산화황(SO3)으로 각각 산화되며, 일산화질소와 이산화염소가 반응하여 일산화질소로 산화되는 반응 및 이산화황과 이산화염소가 반으하여 삼산화황으로 산화되는 반응은 위에 기재된 반응식 1 및 반응식 2와 같다. 제3 산화제 분무 장치(175c)를 통과하여 일산화질소와 이산화황의 적어도 일부가 이산화질소와 삼산화황으로 각각 산화된 제3 산화 처리 가스(G20)가 제3 가스 처리조(160)로 유입된다.
제3 가스 처리조(160)는 알칼리제 수용액인 제3 처리수(L3)를 이용하여 제3 산화 처리 가스(G20)에 포함된 질소산화물과 황산화물을 처리한다. 도 4에는 제2 가스 처리조(160)의 구성이 도시되어 있다. 도 1과 함께 도 4를 참조하면, 제3 가스 처리조(160)는 도 2에 도시된 제1 가스 처리조(120)와 대체로 동일한 구성으로서, 유입된 제3 산화 처리 가스(G20)를 처리하는 제3 처리수(L3)가 저장되는 제3 내부 공간(160a)을 제공한다. 제3 처리수(L3)는 물에 알칼리제가 첨가된 알칼리제 수용액이다. 제3 내부 공간(160a)으로는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다. 본 실시예에서 제3 처리수(L3)는 제1 처리수(L1)와 같이 물에 알칼리제인 수산화나트륨(NaOH)이 첨가된 수산화나트륨 수용액인 것으로 설명한다. 제3 처리 장치(160)의 제3 내부 공간(160a)은 제3 구획벽(161)에 의해 횡방향(수평방향)을 따라서 배치되는 제1C 저장공간(161a)과 제2C 저장공간(161b)으로 구획된다. 제3 구획벽(161)의 하부에는 제1C 저장공간(161a)과 제2C 저장공간(161b)을 연통시키는 제3 연결 통로(161c)가 형성된다. 제1C 저장공간(161a)의 상단에는 제1C 저장공간(161a)과 연통되고 제3 산화 처리 가스(G20)가 제3 처리수(L3)와 함께 유입되는 제3 흡기구(162a)가 형성되고, 제2C 저장공간(161b)의 상단에는 제2C 저장공간(161b)과 연통되고 가스가 배출되는 제3 배기구(162b)가 형성된다. 제3 배기구(162b)에는 배기관(131c)이 연결된다.
제3 가스 처리조(160)는 제1C 저장공간(161a)에 위치하는 제3 수조(163)와, 제1C 저장공간(161a)에 위치하는 제1C 수류관(164)과, 제1C 저장공간(161a)에 위치하는 제3 혼합통(155)과, 1C 저장공간(161a)에 위치하는 제2C 수류관(166)과, 제2C 저장공간(161b)에 위치하는 제3 아토마이징부(167)와, 제2C 저장공간(161b)에 위치하는 복수 개의 제3 차단판들(168)과, 제2C 저장공간(161b)에 위치하는 제3 엘리미네이터(eliminator)(169)를 구비한다.
제3 가스 처리조(160)의 구체적인 구성 및 작용은 앞서서 설명된 제1 가스 처리조(120)와 대체로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 제3 배기 팬(135c)은 배기관(131c)에 설치되어서 제3 가스 처리조(160)로부터 제3 배기구(도 4의 162b)를 통해 가스를 배출시킨다. 제3 배기 팬(135c)이 작동하면, 제3 가스 처리조(160)의 제2C 저장 공간(161b)의 가스가 배출되어서 제1C 저장 공간(161a)의 수면 위 공간과 제2C 저장 공간(161b)의 수면 위 공간 사이에 압력차가 발생한다. 그에 따라 제2C 저장 공간(161b)에서 제3 처리수(L3)의 수면은 상승하고 제1C 저장 공간(161a)에서 제3 처리수(L3)의 수면은 하강하게 된다.
제3 처리수 순환 공급 장치(140c)는 제3 가스 처리조(160)로부터 배출되는 제3 처리수(L3)를 제3 가스 처리조(160)로 순환 공급한다. 제3 처리수 순환 공급 장치(140c)는 제3 처리수(L3)가 저장되는 제3 처리수 저장조(141c)와, 제3 처리수 저장조(141c)에 저장된 제3 처리수(L3)를 제3 가스 처리조(160)로 보내는 제3 처리수 순환 펌프(145c)를 구비한다. 제3 처리수 순환 공급 장치(140c)는 앞서서 설명된 제1 처리수 순환 공급 장치(140a)의 구성과 대체로 동일하다.
제3 처리수 저장조(141c)에는 제3 가스 처리조(160)로부터 배출되는 제3 처리수(L3)가 저장된다. 제3 처리수 저장조(141c)에 저장되는 제3 처리수(L3)는 알칼리제 수용액이다. 본 실시예에서 제3 처리수(L3)로 사용되는 알칼리제 수용액은 수산화나트륨(NaOH) 수용액이다. 알칼리제인 수산화나트륨은 알칼리제 공급부(190)에 의해 제3 처리수 저장조(141c)로 공급된다. 제3 처리수 저장조(141c)에 저장된 제3 처리수(L3)는 제3 처리수 순환 펌프(145c)에 의해 제3 가스 처리조(160)로 이송된다. 제3 처리수 저장조(141c)에는 일반적인 공업용수가 공급되어서 사용될 수 있다.
제3 처리수 순환 펌프(145c)는 제3 처리수 공급관(146c)을 통해 제3 처리수 저장조(141c)에 저장된 제3 처리수(L3)를 제3 가스 처리조(160)의 제1C 저장 공간(161a)으로 제3 흡기구(162a)를 통해 공급한다.
알칼리제로서 수산화나트륨(NaOH)이 사용되는 제3 가스 처리조(160)에서 알칼리제 수용액인 수산화나트륨 수용액에 의한 가스 처리 반응은 위에 기재된 반응식 3, 반응식 4 및 반응식 5와 같으며, 그에 따라 질소산화물과 황산화물이 추가로 제거된다.
산화제 수용액 공급부(170)는 제1 산화제 분무 장치(175a), 제2 산화제 분무 장치(175b) 및 제3 산화제 분무 장치(175c) 각각으로 산화제 수용액을 공급한다. 산화제 수용액 공급부(170)는 산화제 수용액이 저장되는 산화제 수용액 저장조(171)와, 산화제 수용액 저장조(171)와 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)들을 연결하는 공급관부(173)와, 산화제 수용액 저장조(171)에 저장된 산화제 수용액을 공급관부(173)를 통해 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)들로 보내는 산화제 공급 펌프(172)를 구비한다.
산화제 수용액 저장조(171)는 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)로 공급되는 산화제 수용액인 이산화염소 수용액을 저장한다. 산화제 수용액 저장조(171)에 저장된 이산화염소 수용액은 공급관부(173)를 통해 산화제 공급 펌프(172)에 의해 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)로 공급된다.
공급관부(173)는 산화제 수용액 저장조(171)와 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)들을 연결하다. 공급관부(173)를 통해 산화제 수용액 저장조(171)에 저장된 이산화염소 수용액이 제1, 제2, 제3 산화제 분무 장치(175a, 175b, 175c)로 공급된다. 공급관부(173)는 산화제 수용액 저장조(171)로부터 연장되는 메인 용액 공급관(173)과, 메인 용액 공급관(173)으로부터 분기되어서 연장되는 제1, 제2, 제3 개별 용액 공급관(173a, 173b, 173c)을 구비한다. 제1 개별 용액 공급관(173a)은 제1 산화제 분무 장치(175a)와 연통되고, 제2 개별 용액 공급관(173b)은 제2 산화제 분무 장치(175b)와 연통되며, 제3 개별 용액 공급관(173c)은 제3 산화제 분무 장치(175c)와 연통된다. 그에 따라, 산화제 수용액 저장조(171)에 저장된 이산화염소 수용액은, 메인 용액 공급관(173)과 제1 개별 용액 공급관(173a)을 거쳐서 제1 산화제 분무 장치(175a)로 공급되고, 메인 용액 공급관(173)과 제2 개별 용액 공급관(173b)을 거쳐서 제2 산화제 분무 장치(175b)로 공급되며, 메인 용액 공급관(173)과 제3 개별 용액 공급관(173c)을 거쳐서 제3 산화제 분무 장치(175c)로 공급된다. 제2 개별 용액 공급관(173b)에는 제1 유량 조절 밸브(174b)가 설치되어서, 제1 가스 처리부(110a)에서의 질소산화물 처리율에 따라서 제2 산화제 분무 장치(175b)로의 이산화염소 수용액 분무량이 조절될 수 있다. 또한, 제3 개별 용액 공급관(173c)에는 제2 유량 조절 밸브(174c)가 설치되어서, 제2 가스 처리부(110b)에서의 질소산화물 처리율에 따라서 제3 산화제 분무 장치(175b)로의 이산화염소 수용액 분무량이 조절될 수 있다. 제1 유량 조절 밸브(174b) 및 제2 유량 조절 밸브(174c)는 개폐밸브로 이루어질 수도 있다. 도시되지는 않았으나, 제1 개별 용액 공급관(173a)에도 유량 조절 밸브 또는 개폐밸브가 설치되어서 제1 산화제 분무 장치(175a)로 공급되는 이산화염소 수용액의 양이 조절될 수 있다.
알칼리제 공급부(190)는 제1, 제2, 제3 처리수 저장조(141a, 141b, 141c)로 알칼리제인 수산화나트륨을 공급한다. 알칼리제 공급부(190)는 제1, 제2, 제3 처리수 저장조(141a, 141b, 141c)들 각각에 공급되는 알칼리제의 양이 독립적으로 조절되도록 구성될 수 있다.
이제, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 위에서 구성 중심으로 설명된 상기 실시예를 작용 중심으로 설명한다.
초기에 제1 가스 처리조(120)의 제1 내부 공간(120a), 제2 가스 처리조(150)의 제2 내부 공간(150a) 및 제3 가스 처리조(160)의 제3 내부 공간(160a)에는 도 2, 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같이 처리수(L1, L2, L3) 각각이 점선으로 표시된 위치까지 채워져 있으며, 질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)을 포함하는 처리대상 배기가스(G)가 제1 산화제 분무 장치(175a)를 통과하면서 일산화질소가 이산화질소로 산화하고 이산화황이 삼산화황으로 산화한 후 제1 가스 처리조(120)의 제1 흡기구(122a)를 통해서 제1A 저장 공간(121a)으로 유입된다. 이 상태에서, 제1 배기 팬(135a), 제2 배기 팬(135b) 및 제3 배기 팬(135c)이 작동하면, 제1 가스 처리조(120), 제2 가스 처리조(150) 및 제3 가스 처리조(160)는 도 2, 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같은 형태로 작동하게 된다.
먼저, 도 2에 상세히 도시된 제1 가스 처리조(120)의 작동을 설명하면, 제1 배기 팬(135a)의 작동에 의해 제1A 저장공간(121a)의 수위는 낮아지고 제2A 저장공간(121b)의 수위는 높아져서 두 저장공간(121a, 121b) 사이에는 수위차가 발생한다. 제2A 저장공간(121b)의 수위가 제1 충돌판(127b) 위로 상승하고 제1A 저장공간(121a)의 수위가 낮아져서 제1A 저장 공간(121a)에서 제1 구획벽(121)에 형성된 제1 노즐(127a)의 제1 입구(1271a)가 개방된다. 그에 따라, 제1A 저장 공간(121a)의 가스는 제1 노즐(127a)을 통과하여 제2A 저장공간(121b)에서 상방으로 강하게 분사된다. 제1 노즐(127a)에서 분사된 가스는 복수 개의 제1 충돌판(127b)들과 충돌하여 마이크로 버블(B)을 형성한다. 가스가 마이크로 버블(B)로 형성되어 분사됨으로써, 가스와 제1 처리수(L1)의 접촉 면적이 증가하여 제1 처리수(L1)에 포함된 알칼리제인 수산화나트륨과 가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물의 반응 효율이 향상된다. 또한, 마이크로 버블(B)은 제2A 저장공간(121b)의 제1 처리수(L1) 내에서 일반적인 버블보다 더 오랜 시간 머무르게 된다. 그에 따라, 제2A 저장 공간(121b)에서의 산화 반응 효율이 현저하게 증가한다.
제1 가스 처리조(120)로부터 배출되는 1차 처리 가스(G1)는 제2 산화제 분무 장치(175b)를 통과하면서 제1 처리 가스(G1)에 포함된 일산화질소가 이산화질소로 산화한 후 제2 가스 처리조(150)의 제1 흡기구(152a)를 통해서 제1B 저장 공간(151a)으로 유입된다.
도 3에 상세히 도시된 제2 가스 처리조(150)의 작동을 설명하면, 제2 배기 팬(135b)의 작동에 의해 제1B 저장공간(151a)의 수위는 낮아지고 제2B 저장공간(151b)의 수위는 높아져서 두 저장공간(151a, 151b) 사이에는 수위차가 발생한다. 제2B 저장공간(151b)의 수위가 제2 충돌판(157b) 위로 상승하고 제1B 저장공간(151a)의 수위가 낮아져서 제1B 저장 공간(151a)에서 제2 구획벽(151)에 형성된 제2 노즐(157a)의 제2 입구(1571a)가 개방된다. 그에 따라, 제2 흡기구(152a)를 통해 유입된 제1B 저장 공간(151a)의 가스는 제2 노즐(157a)을 통과하여 제2B 저장공간(151b)에서 상방으로 강하게 분사된다. 제2 노즐(157a)에서 분사된 가스는 복수 개의 제2 충돌판(157b)들과 충돌하여 마이크로 버블(B)을 형성한다. 가스가 마이크로 버블(B)로 형성되어 분사됨으로써, 가스와 제2 처리수(L2)의 접촉 면적이 증가하여 제2 처리수(L2)에 포함된 알칼리제인 수산화나트륨과 가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물의 반응 효율이 향상된다. 또한, 마이크로 버블(B)은 제2B 저장공간(151b)의 제2 처리수(L2) 내에서 일반적인 버블보다 더 오랜 시간 머무르게 된다. 그에 따라, 제2B 저장 공간(151b)에서의 질소산화물 및 황산화물의 제거 효율이 현저하게 증가한다.
제2 가스 처리조(150)로부터 배출되는 2차 처리 가스(G2)는 제3 산화제 분무 장치(175c)를 통과하면서 제2 처리 가스(G2)에 포함된 일산화질소가 이산화질소로 산화한 후 제3 가스 처리조(160)의 제1 흡기구(162a)를 통해서 제1C 저장 공간(161a)으로 유입된다.
도 4에 상세히 도시된 제3 가스 처리조(160)의 작동을 설명하면, 제3 배기 팬(135c)의 작동에 의해 제1C 저장공간(161a)의 수위는 낮아지고 제2C 저장공간(161b)의 수위는 높아져서 두 저장공간(161a, 161b) 사이에는 수위차가 발생한다. 제2C 저장공간(161b)의 수위가 제3 충돌판(167b) 위로 상승하고 제1C 저장공간(161a)의 수위가 낮아져서 제1C 저장 공간(161a)에서 제3 구획벽(161)에 형성된 제3 노즐(167a)의 제3 입구(1571a)가 개방된다. 그에 따라, 제3 흡기구(162a)를 통해 유입된 제1C 저장 공간(161a)의 가스는 제3 노즐(167a)을 통과하여 제2C 저장공간(161b)에서 상방으로 강하게 분사된다. 제3 노즐(167a)에서 분사된 가스는 복수 개의 제3 충돌판(167b)들과 충돌하여 마이크로 버블(B)을 형성한다. 가스가 마이크로 버블(B)로 형성되어 분사됨으로써, 가스와 제3 처리수(L3)의 접촉 면적이 증가하여 제2 처리수(L3)에 포함된 알칼리제인 수산화나트륨과 가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물의 반응 효율이 향상된다. 또한, 마이크로 버블(B)은 제2C 저장공간(161b)의 제3 처리수(L3) 내에서 일반적인 버블보다 더 오랜 시간 머무르게 된다. 그에 따라, 제2C 저장 공간(161b)에서의 질소산화물 및 황산화물의 제거 효율이 현저하게 증가한다.
도 1에 도시된 질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비(100)는 처리대상 배기가스(G)에 함유된 질소산화물 및 황산화물을 제거함과 동시에, 처리대상 배기가스(G)에 포함된 미세먼지를 포함한 먼지도 제거될 수 있다. 처리대상 배기가스(G)에 포함된 미세먼지를 포함한 먼지는 각 가스 처리조(12, 150, 160)의 처리수(L1, L2, L3)에 흡수되어서 습식으로 포집될 수 있는 것이다.
상기 실시예에서는 가스 처리부(110a, 110b, 110c)가 3개인 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 2개 이하 또는 4개 이상이 사용될 수 있고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 가스 처리부가 2개 이상인 경우 3개인 본 실시예와 같이 직렬로 연결되어서 사용되는 것이 바람직하다.
상기 실시예에서는 제1, 제2, 제3 가스 처리조(120, 150, 160) 각각에 대응하여 제1, 제2, 제3 배기 팬(135a, 135b, 135c)이 구비되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 제1, 제2 배기팬(135a, 135b)는 구비되지 않고 제3 배기 팬(135c) 만이 구비될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
아래 표 1은 본 실시예의 제1 테스트 결과를 보여준다.
구분 입구농도(ppm) 중간처리(ppm) 최대처리(ppm) 최대제거율(%)
NOX 85 40 1 99
SO2 50 3 1 98
제1 테스트는 배기가스 처리 설비(100)의 질소산화물과 황산화물 제거 효과를 테스트한 것으로서, 이산화염소 수용액이 제1 산화제 분무 장치(175a)를 통해서만 공급되어서, 최상류의 제1 가스 처리부(110a)에서는 이산화염소와 수산화나트륨에 의한 가스 처리가 수행되고, 나머지 가스 처리부(110b, 110c)들에서는 수산화나트륨으로만 가스 처리가 수행된다.
아래 표 2는 본 실시예의 제2 테스트 결과를 보여준다.
구분 입구농도(ppm) 중간처리(ppm) 최대처리(ppm) 최대제거율(%)
NOX 140 49 19 86
SO2 60 3 1 98
제2 테스트는 배기가스 처리 설비(100)의 질소산화물과 황산화물 제거 효과를 테스트한 것으로서, 이산화염소 수용액이 제2 산화제 분무 장치(175b)를 통해서만 공급되어서, 제2 가스 처리부(110b)에서는 이산화염소와 수산화나트륨에 의한 가스 처리가 수행되고, 나머지 가스 처리부(110a, 110c)들에서는 수산화나트륨으로만 가스 처리가 수행된다.
제1 테스트 결과와 제2 테스트 결과로부터 최상류의 제1 가스 처리부(110a)에 이산화염소가 공급되는 경우에 최적의 질소산화물 제거 효율을 나타낸다는 것이 확인된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 배기가스 처리 설비 110a : 제1 가스 처리부
110b : 제2 가스 처리부 110c : 제3 가스 처리부
120 : 제1 가스 처리조 150 : 제2 가스 처리조
160 : 제3 가스 처리조 135a : 제1 배기 팬
135b : 제2 배기 팬 135c : 제3 배기 팬
140a : 제1 처리수 순환 공급 장치 140b : 제2 처리수 순환 공급 장치
140c : 제3 처리수 순환 공급 장치 170 : 산화제 수용액 공급부
175a : 제1 산화제 분무 장치 175b : 제2 산화제 분무 장치
175c : 제3 산화제 분무 장치 190 : 알칼리제 공급부

Claims (14)

  1. 처리 대상 가스에 함유된 질소산화물과 황산화물을 알칼리제를 포함하는 알칼리제 수용액 처리수에 흡수시켜서 제거하는 가스 처리조;
    상기 처리 대상 가스가 상기 가스 처리조에 유입되기 전에 상기 처리 대상 가스에 이산화염소(ClO2)를 산화제로 포함하는 산화제 수용액을 스프레이 형태로 분무하여 상기 처리 대상 가스에 포함된 일산화질소과 이산화황을 각각 아래의 반응식 1과 반응식 2와 같이 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는 산화제 분무 장치; 및
    산화제 분무 장치로 상기 산화제 수용액의 양을 조절하여 공급하는 산화제 수용액 공급부를 포함하고,
    [반응식 1]
    5NO + 2ClO2 + H2O → 5NO2 + 2HCl
    [반응식 2]
    5SO2 + 2ClO2 + H2O → 5SO3 + 2HCl
    상기 분무된 상기 산화제 중에서 미반응한 산화제는 상기 알칼리제 수용액 처리수로 유입되며, 상기 가스 처리조로 유입된 상기 처리 대상 가스 중의 잔존 일산화질소와 이산화황을 각각 이산화질소와 삼산화황으로 산화시키는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 알칼리제는 수산화나트륨(NaOH)이고,
    상기 알칼리제는, 상기 가스 처리조로 유입된 상기 처리 대상 가스 중의 잔존 일산화질소 중 일부를 아질산나트륨(NaNO2)과 질산나트륨(NaNO3)로 변화시키는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화제 분무 장치는 상기 처리 대상 가스를 상기 가스 처리조로 도입시키는 도입관에 설치되어서, 상기 산화제 수용액을 상기 도입관 내에서 유동하는 상기 처리 대상 가스로 분무하는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 처리조로부터 가스를 배출시키는 배기 팬을 더 포함하며,
    상기 가스 처리조는, 가스가 유입되는 흡기구와 연통되고 상기 처리수가 저장되는 제1 저장공간과, 가스가 배출되는 제1 배기구와 연통되고 상기 처리수가 저장되는 제2 저장공간과, 상기 제2 저장공간에 위치하고 상기 제1 저장공간과 연통되는 아토마이징부를 구비하고, 상기 배기 팬의 작동에 의해, 상기 제1 저장공간의 수면 위 공간과 상기 제2 저장공간의 수면 위 공간 사이에 압력차가 발생하여, 상기 제2 저장공간의 수위가 높아지고 상기 제1 저장공간의 수위가 낮아짐으로써, 상기 제1 저장공간의 가스는 상기 아토마이징부에 의해 마이크로 버블을 형성하며 상기 제2 저장공간에서 상기 처리수로 분사되는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 처리조로부터 배출되는 상기 처리수를 상기 가스 처리조로 순환 공급하는 처리수 순환 공급 장치를 더 포함하는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 처리조는 복수개이며,
    상기 복수개의 가스 처리조들은 직렬로 연결되는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 산화제 분무 장치는 상기 복수개의 가스 처리조들 중 최 상류에 배치되는 가스 처리조에 대응하여 설치되는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 산화제 분무 장치는 복수개이며,
    상기 복수개의 산화제 분무 장치들 각각은 대응하는 상기 가스 처리조의 상류측에 위치하도록 설치되는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화제 수용액 공급부는 상기 산화제 분무 장치로 공급되는 상기 산화제 수용액의 양을 조절하는 밸브를 더 구비하는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 처리조는, 상기 처리 대상 가스가 상기 미반응 산화제 및 상기 알칼리제 수용액 처리수와 함께 통과하는 수류관을 구비하며,
    상기 미반응 산화제가 수용액 형태로 상기 수류관을 통과하면서 상기 처리 대상 가스에 함유된 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 수류관은 아래로 갈수록 좁아지는 형상인,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화제 분무 장치는 상기 처리 대상 가스를 상기 가스 처리조로 도입시키는 도입관 상에 설치되어서 상기 산화제 수용액을 상기 도입관 내로 분무하는 복수개의 분무 노즐들을 구비하는,
    질소산화물 및 황산화물 제거용 배기가스 처리 설비.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102463225B1 (ko) * 2021-12-17 2022-11-08 주식회사 태성환경연구소 IoT 센서 기반 먼지, 악취 가스 및 이산화탄소 오염물질 제거시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101876413B1 (ko) * 2017-04-20 2018-07-09 케이씨코트렐 주식회사 배기가스의 질소산화물과 황산화물 동시 제거장치
KR102008364B1 (ko) * 2018-12-31 2019-08-08 (주)세아엠앤에스 마이크로 버블을 이용한 고농도 배연탈황 설비
KR20190105283A (ko) 2018-03-05 2019-09-17 재단법인 전라남도 환경산업진흥원 분진과 황산화물, 질소산화물의 복합처리시스템
KR20190106001A (ko) * 2018-03-07 2019-09-18 두산중공업 주식회사 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
KR102080270B1 (ko) * 2019-08-07 2020-02-21 정재억 마이크로 버블을 이용한 탈질 설비 및 이를 구비하는 배기가스 처리 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101876413B1 (ko) * 2017-04-20 2018-07-09 케이씨코트렐 주식회사 배기가스의 질소산화물과 황산화물 동시 제거장치
KR20190105283A (ko) 2018-03-05 2019-09-17 재단법인 전라남도 환경산업진흥원 분진과 황산화물, 질소산화물의 복합처리시스템
KR20190106001A (ko) * 2018-03-07 2019-09-18 두산중공업 주식회사 배기가스의 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 동시제거 장치
KR102008364B1 (ko) * 2018-12-31 2019-08-08 (주)세아엠앤에스 마이크로 버블을 이용한 고농도 배연탈황 설비
KR102080270B1 (ko) * 2019-08-07 2020-02-21 정재억 마이크로 버블을 이용한 탈질 설비 및 이를 구비하는 배기가스 처리 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102463225B1 (ko) * 2021-12-17 2022-11-08 주식회사 태성환경연구소 IoT 센서 기반 먼지, 악취 가스 및 이산화탄소 오염물질 제거시스템

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