KR102282359B1 - 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것으로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부와, 이 저장부에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용부와, 이 저장부에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스의 제거를 위해 사용하던 생석회, 소석회, 중탄산나트륨 등의 약품 구입비용을 절감하는 동시에 시설의 운영비를 절감시키고, 환경오염을 저감할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECYCLING BYPRODUCT OF COMBUSTION BOILER}
본 발명은 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것이다.
화력발전소에서 석탄을 이용하여 에너지를 생산하는 연소방식에는 미분탄 연소방식과 순환유동층 연소방식이 있는데, 미분탄 연소방식의 화력발전소에서 발생하는 비산재의 경우 80% 이상이 콘크리트 혼화재와 시멘트의 원료로 활발히 사용되고 있다.
이에 비해 순환유동층 연소방식의 비산재의 경우 콘크리트 혼화재나 시멘트의 원료로 사용되지 못하고 전량 매립되고 있는 실정이다. 순환유동층 연소방식은 석탄 연소과정에서 발생하는 황 성분을 제거하기 위하여 석회석을 이용하여 로(furnace) 내 탈황을 하기 때문에 발생한 비산재 내에는 CaO화합물 성분이 다량으로 함유되어 있다.
일반적으로 고체연료(110)를 연소하여 에너지를 회수하는 시설은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연소로(120)에서 바닥재(Bottom ash)가 배출되고, 그 하류의 열회수 보일러(130)에서 보일러재(Boiler ash)가 배출되고, 그 하류의 방지시설(140)에서 비산재(Fly ash)가 배출되고, 나머지가 굴뚝(150)을 통해 외부로 배출하게 된다.
이러한 열에너지 회수시설에서 주로 사용되는 산성가스 처리기술은, 크게 흡수제의 수분량에 따라 크게 건식법, 습식법으로 나누며, 흡수제의 재생여부에 따라 다시 재생법과 비재생법으로 분류할 수 있다.
반건식 및 습식법으로는 소석회(Ca(OH)2)의 등 알칼리성용액의 흡수제를 이용해 기상의 SOx, HCl 등의 산성가스를 흡수하여 반응시키고, 생성된 부산물은 탈수처리 및 폐기하거나 석고와 같이 부산물을 생산하는 방법과, 건식법으로는 생석회(CaO)나 중탄산나트륨(NaHCO3) 등을 이용하여 기상의 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하거나 생성된 부산물은 비산재로 처리하는 방법이 있다.
또한, 이러한 산성가스의 제거 공정의 반응식은 다음과 같이 반응한다.
SO2 + CaO + ½O2 → CaSO4
HCl + CaO + H+ → Ca(Cl)2 + H2O
SO2 + Ca(OH)2 + ½O2 → CaSO4 + H2O
2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O
SO2 + 2NaHCO3 + ½O2 → Na2SO4 + H2O + 2CO2
CO2 + CaO → CaCO3
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
하지만, 산성가스의 제거공정에서 생석회, 소석회 또는 중탄산나트륨 등의 약품가격이 지속적으로 증가하여, 고체 연료를 연소하는 시설에 산성가스의 처리비용이 증가하게 되어 운영비에 부담이 되고 있는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1354249호 (2014년01월22일) 대한민국 등록특허 제10-1423131호 (2014년07월28일) 대한민국 등록특허 제10-1456364호 (2014년10월31일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스의 제거를 위해 사용하던 생석회, 소석회, 중탄산나트륨 등의 약품 구입비용을 절감하는 동시에 시설의 운영비를 절감시키고, 환경오염을 저감할 수 있는 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보일러재를 재활용함으로써, 보일러재에 부과되는 매립세를 부가적으로 절감할 수 있고, CaO가 배가스 중에 CO2와 결합하여 탄산칼슘(CaCO3) 등으로 포집을 할 수 있어 온실가스 배출을 저감할 수 있는 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보일러에서 발생된 보일러재를 연소 보일러에서 회수하여 재활용하는 제1 재활용부와, 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부 중 적어도 하나를 구비함으로써, 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 절감하는 동시에 폐자원을 재활용할 수 있는 보일러 부산물의 재활용 장치 및 재활용 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10); 및 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용부(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10); 및 상기저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10); 및 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용부(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10); 및 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10); 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용부(20); 및 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부(30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 저장부(10)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 보일러재 저장수단; 및 상기 저장된 보일러재를 상기 제1 재활용부(20)와 상기 제2 재활용부(30)에 각각 이송해서 분배하는 제1 이송분배수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 재활용부(20)는, 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 다시 투입시키는 제1 투입수단; 상기 제1 투입수단의 하류에 설치되어, 투입된 보일러재를 연소시키는 연소 보일러; 및 상기 연소 보일러의 하류에 설치되어, 연소 보일러에서 보일러재를 회수하는 열회수시설;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 재활용부(30)는, 상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 가수해서 처리하는 가수처리수단; 상기 가수처리수단의 하류에 설치되어, 가수처리된 보일러재를 투입시키는 제2 투입수단; 상기 제2 투입수단의 하류에 설치되어, 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 산성가스의 방지시설; 상기 방지시설의 하류에 설치되어, 방지시설에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 이송분배하는 제2 이송분배수단; 및 상기 제2 이송분배수단의 하류에 설치되어, 상기 이송분배된 비산재를 저장하는 제1 비산재 저장수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 재활용부(30)는, 상기 제1 비산재 저장수단의 하류에 설치되어, 비산재를 고형화시키는 고형화설비; 상기 고형화된 비산재를 이송배출시키는 이송배출수단; 및 상기 이송배출수단의 하류에 설치되어, 상기 이송배출된 비산재를 저장하는 제2 비산재 저장수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 방법으로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장단계; 및 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용단계;를 포함하는 것을 특징으로
또한, 본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 방법으로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장단계; 및 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용단계;를 포함하는 것을 특징으로
또한, 본 발명은, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 방법으로서, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장단계; 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용단계; 및 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 저장단계는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 보일러재 저장단계; 및 상기 저장된 보일러재를 상기 제1 재활용단계와 상기 제2 재활용단계에 각각 이송해서 분배하는 제1 이송분배단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 재활용단계는, 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 다시 투입시키는 제1 투입단계; 상기 제1 투입단계에서 투입된 보일러재를 연소시키는 연소 단계; 및 상기 연소 단계에서 연소된 보일러재를 회수하는 열회수단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 재활용단계는, 상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 가수해서 처리하는 가수처리단계; 상기 가수처리단계에서 가수처리된 보일러재를 투입시키는 제2 투입단계; 상기 제2 투입단계에서 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 산성가스의 방지단계; 상기 방지단계에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 이송분배하는 제2 이송분배단계; 및 상기 제2 이송분배단계에서 이송분배된 비산재를 저장하는 제1 비산재 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 재활용단계는, 상기 제1 비산재 저장단계에서 저장된 비산재를 고형화시키는 고형화단계; 상기 고형화된 비산재를 이송배출시키는 이송배출단계; 및 상기 이송배출단계에서 이송배출된 비산재를 저장하는 제2 비산재 저장단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스의 제거를 위해 사용하던 생석회, 소석회, 중탄산나트륨 등의 약품 구입비용을 절감하는 동시에 시설의 운영비를 절감시키고, 환경오염을 저감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 보일러재를 재활용함으로써, 보일러재에 부과되는 매립세를 부가적으로 절감할 수 있고, CaO가 배가스 중에 CO2와 결합하여 탄산칼슘(CaCO3) 등으로 포집을 할 수 있어 온실가스 배출을 저감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 보일러에서 발생된 보일러재를 연소 보일러에서 회수하여 재활용하는 제1 재활용부와, 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부 중 적어도 하나를 구비함으로써, 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 절감하는 동시에 폐자원을 재활용할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 보일러 부산물의 재활용 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 다른예를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 다른예를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법을 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 저장단계를 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 제1 재활용단계를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 제2 재활용단계를 나타내는 구성도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 일예를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 다른예를 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 일예를 나타내는 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치의 다른예를 나타내는 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법을 나타내는 구성도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 저장단계를 나타내는 구성도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 제1 재활용단계를 나타내는 구성도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 방법의 제2 재활용단계를 나타내는 구성도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치는, 저장부(10) 및 제1 재활용부(20)를 포함하여 이루어져, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러재(Boiler ash)와 비산재(Fly ash) 등과 같은 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치이다.
바이오매스, 고형연료(SRF; Solid Refuse Fuel), 폐기물, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 연소로의 후단인 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)에서 보일러재(Boiler ash)가 연료 투입량의 1∼5%가 발생하고, HCl, SOx 등의 산성가스를 저감시키는 배가스 방지시설에서는 비산재(Fly ash)가 3∼10%가 발생한다.
특히, 보일러재는 이하 분석 결과표에 나타낸 바와 같이, 고체 연료에 포함된 여러가지 광물질이 포함되어 있으며, 특히 Ca 성분이 고온에서 CaO로 변환되어 30∼60% 범위로 포함되어 있다.
[보일러재의 성상 분석(XRF) 결과표]
Figure 112019113153727-pat00001
보일러재에 포함된 CaO는 반응성이 높아 그대로 매립처분 할 경우 물과 반응하여 고열과 가스를 발생시키게 되며, 여기에서 발생된 고열은 최대 200℃로 매립장에 화재의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 제1 실시예는 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러 부산물인 보일러재의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것이다.
저장부(10)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장수단으로서, 보일러재 저장수단(11)과 제1 이송분배수단(12)으로 이루어져 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 저장 및 이송분배하게 된다.
보일러재 저장수단(11)은, 고체연료를 연소시키는 연소 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 저장수단으로서, SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소시키는 연소 보일러의 하류에 설치되어 연소과정에서 발생되어 배출되는 보일러재를 저장하게 된다.
제1 이송분배수단(12)은, 보일러재 저장수단(11)에 저장된 보일러재를 제1 재활용부(20)에 이송해서 분배하는 분배수단으로서, 슬라이드게이트와 컨베이어 등과 같은 이송분배수단에 의해 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 재활용부(20)로 이송시키게 된다.
제1 재활용부(20)는, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 재활용수단으로서, 제1 투입수단(21), 연소 보일러(22) 및 열회수시설(23)로 이루어져 있다.
제1 투입수단(21)은, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 다시 연소 보일러에 투입시키는 투입수단으로서, 연소 보일러의 전단에 설치된 투입기로 이루어져 보일러재의 일정량을 연소 보일러(22)에 다시 투입하게 된다.
연소 보일러(22)는, 제1 투입수단(21)의 하류에 설치되어 투입된 보일러재를 연소시키는 보일러로서, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
열회수시설(23)은, 연소 보일러(22)의 하류에 설치되어 연소 보일러(22)에서 발생된 보일러재를 회수하는 회수시설로서, 연소 보일러의 열에너지를 회수하여 재사용하도록 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)로 이루어져 연소 보일러(22)에서 발생된 보일러재를 회수하게 된다.
따라서, 본 발명은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키고, 궁극적으로 환경오염을 저감시킬 수 있게 된다.
일예로, 포항시 생활폐기물 에너지화 시설의 경우 산성가스 제거를 위한 약품비로 112억원/년의 중탄산나트륨의 구입비용이 소요되며, 15년간 운영시 170억원의 약품구입비가 소요되나, 본 발명과 같이 보일러재를 약품으로 재이용시 50%이상의 비용절감이 예상된다.
따라서, 본 발명은 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러재 재활용 장치에 관한 것으로, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키게 된다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치는, 저장부(10) 및 제2 재활용부(30)를 포함하여 이루어져, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러재(Boiler ash)와 비산재(Fly ash) 등과 같은 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치이다.
바이오매스, 고형연료(SRF; Solid Refuse Fuel), 폐기물, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 연소로의 후단인 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)에서 보일러재(Boiler ash)가 연료 투입량의 1∼5%가 발생하고, HCl, SOx 등의 산성가스를 저감시키는 배가스 방지시설에서는 비산재(Fly ash)가 3∼10%가 발생한다.
특히, 보일러재는 이하 분석 결과표에 나타낸 바와 같이, 고체 연료에 포함된 여러가지 광물질이 포함되어 있으며, 특히 Ca 성분이 고온에서 CaO로 변환되어 30∼60% 범위로 포함되어 있다.
[보일러재의 성상 분석(XRF) 결과표]
Figure 112019113153727-pat00002
보일러재에 포함된 CaO는 반응성이 높아 그대로 매립처분 할 경우 물과 반응하여 고열과 가스를 발생시키게 되며, 여기에서 발생된 고열은 최대 200℃로 매립장에 화재의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 제2 실시예는 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러 부산물인 보일러재의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것이다.
저장부(10)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장수단으로서, 보일러재 저장수단(11)과 제1 이송분배수단(12)으로 이루어져 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 저장 및 이송분배하게 된다.
보일러재 저장수단(11)은, 고체연료를 연소시키는 연소 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 저장수단으로서, SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소시키는 연소 보일러의 하류에 설치되어 연소과정에서 발생되어 배출되는 보일러재를 저장하게 된다.
제1 이송분배수단(12)은, 보일러재 저장수단(11)에 저장된 보일러재를 제2 재활용부(30)에 이송해서 분배하는 분배수단으로서, 슬라이드게이트와 컨베이어 등과 같은 이송분배수단에 의해 보일러재의 일정량을 분배해서 제2 재활용부(30)로 이송시키게 된다.
제2 재활용부(30)는, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 재활용수단으로서, 가수처리수단(31), 제2 투입수단(32), 전단투입수단(33), 방지시설(34), 제2 이송분배수단(35) 및 제1 비산재 저장수단(36)을 포함하여 이루어져 있다.
가수처리수단(31)은, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재에 물을 가수해서 처리하는 처리수단으로서, CaO에 필요에 따라 가수처리설비에서 물을 가수하여 가수된 Ca(OH)2를 생성하게 된다.
제2 투입수단(32)은, 가수처리수단(31)의 하류에 설치되어 가수처리된 보일러재를 투입시키는 투입수단으로서, SOx, HCl 등의 산성가스 제거를 위한 방지시설에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
전단투입수단(33)은, 방지시설의 전단에 설치된 투입수단으로서, 방지시설의 전단에 설치된 투입기로 이루어져 방지시설의 전단에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
방지시설(34)은, 제2 투입수단(32)의 하류에 설치되어 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 배가스 방지시설로서, 집진기 또는 탈황시설로 이루어져 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 배가스 방지시설의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
따라서, 본 발명은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 배기스 방지시설의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키고, 궁극적으로 환경오염을 저감시킬 수 있게 된다.
일예로, 포항시 생활폐기물 에너지화 시설의 경우 산성가스 제거를 위한 약품비로 112억원/년의 중탄산나트륨의 구입비용이 소요되며, 15년간 운영시 170억원의 약품구입비가 소요되나, 본 발명과 같이 보일러재를 약품으로 재이용시 50%이상의 비용절감이 예상된다.
또한, 이러한 방지시설(34)로는, 연소 보일러 배가스 처리공정에 적용할 뿐만 아니라 제철소의 소결배가스, 부생복합발전 배가스, 고로 배가스, 펠렛공정 배가스 등 SOx 등의 산성가스를 제거하는 공정에도 적용 가능함은 물론이다.
특히, 이러한 방지시설(34)에서는 보일러재에 포함된 CaO 성분을 이용하여 배가스 중에 포함된 CO2와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)으로 포집되어 이산화탄소의 배출량을 저감시키게 되는 것도 가능함은 물론이다.
제2 이송분배수단(35)은, 방지시설(34)의 하류에 설치되어 방지시설(34)에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 재활용하도록 이송분배하는 이송분배수단으로서, 복수의 슬라이드게이트와 복수의 컨베이어 등과 같은 복수의 이송분배수단에 의해 비산재와 미활용 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 비산재 저장수단(36)과 가수처리수단(31)으로 이송시켜 재활용하게 된다.
제1 비산재 저장수단(36)은, 제2 이송분배수단(35)의 하류에 설치되어 제2 이송분배수단(35)에 의해 이송분배된 비산재를 저장하는 비산재 저장조로서, 여기에서 저장되어 배출되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
따라서, 방지시설(34)에서 발생된 비산재(Fly ash)는 미반응된 CaO를 재이용하기 위해 이송 분배장치로 이송되어, 일부는 비산재 저장조로 이송하고, 대부분은 가수처리수단(31)에서 리사클링(Recycling)하여 재활용하게 된다.
또한, 이러한 제2 재활용부(30)는, 제1 비산재 저장수단(36)에 저장된 비산재를 재활용하도록 고형화설비(37), 이송배출수단(38) 및 제2 비산재 저장수단(39)을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
고형화설비(37)는, 제1 비산재 저장수단(36)의 하류에 설치되어 비산재를 고형화시키는 고형화수단으로서, 비산재에 바인더와 약품이나 물과 혼합하여 가열이나 가압에 의해 고형화하게 된다.
이송배출수단(38)은, 고형화설비(37)에서 고형화된 비산재를 이송배출시키는 배출수단으로서, 고형화설비(37)의 하류에 설치된 컨베이어 등과 같은 이송수단으로 이루어져 비산재의 일정량을 저장조로 이송시켜 외부로 배출시키게 된다.
제2 비산재 저장수단(39)은, 이송배출수단(38)에 의해 이송배출된 비산재를 저장하는 비산재 저장조로서, 이송배출수단(38)의 하류에 설치된 저장조로 이루어져 저장된 비산재를 외부로 배출하기 전에 일시적으로 임시 보관하게 된다.
또한, 최종 배출 처분되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
따라서, 본 발명은 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러재 재활용 장치에 관한 것으로, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 배기스 방지시설의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키게 된다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제3 실시예에 의한 보일러 부산물의 재활용 장치는, 저장부(10), 제1 재활용부(20) 및 제2 재활용부(30)를 포함하여 이루어져, 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러재(Boiler ash)와 비산재(Fly ash) 등과 같은 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치이다.
바이오매스, 고형연료(SRF; Solid Refuse Fuel), 폐기물, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 연소로의 후단인 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)에서 보일러재(Boiler ash)가 연료 투입량의 1∼5%가 발생하고, HCl, SOx 등의 산성가스를 저감시키는 배가스 방지시설에서는 비산재(Fly ash)가 3∼10%가 발생한다.
특히, 보일러재는 이하 분석 결과표에 나타낸 바와 같이, 고체 연료에 포함된 여러가지 광물질이 포함되어 있으며, 특히 Ca 성분이 고온에서 CaO로 변환되어 30∼60% 범위로 포함되어 있다.
[보일러재의 성상 분석(XRF) 결과표]
Figure 112019113153727-pat00003
보일러재에 포함된 CaO는 반응성이 높아 그대로 매립처분 할 경우 물과 반응하여 고열과 가스를 발생시키게 되며, 여기에서 발생된 고열은 최대 200℃로 매립장에 화재의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 제3 실시예는 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러 부산물인 보일러재의 재활용 장치 및 재활용 방법에 관한 것이다.
저장부(10)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장수단으로서, 보일러재 저장수단(11)과 제1 이송분배수단(12)으로 이루어져 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 저장 및 이송분배하게 된다.
보일러재 저장수단(11)은, 고체연료를 연소시키는 연소 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 저장수단으로서, SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소시키는 연소 보일러의 하류에 설치되어 연소과정에서 발생되어 배출되는 보일러재를 저장하게 된다.
제1 이송분배수단(12)은, 보일러재 저장수단(11)에 저장된 보일러재를 제1 재활용부(20)와 제2 재활용부(30)에 각각 이송해서 분배하는 분배수단으로서, 복수의 슬라이드게이트와 복수의 컨베이어 등과 같은 복수의 이송분배수단에 의해 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 재활용부(20)와 제2 재활용부(30)로 각각 이송시키게 된다.
제1 재활용부(20)는, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 재활용수단으로서, 제1 투입수단(21), 연소 보일러(22) 및 열회수시설(23)로 이루어져 있다.
제1 투입수단(21)은, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 다시 연소 보일러에 투입시키는 투입수단으로서, 연소 보일러의 전단에 설치된 투입기로 이루어져 보일러재의 일정량을 연소 보일러(22)에 다시 투입하게 된다.
연소 보일러(22)는, 제1 투입수단(21)의 하류에 설치되어 투입된 보일러재를 연소시키는 보일러로서, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
열회수시설(23)은, 연소 보일러(22)의 하류에 설치되어 연소 보일러(22)에서 발생된 보일러재를 회수하는 회수시설로서, 연소 보일러의 열에너지를 회수하여 재사용하도록 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)로 이루어져 연소 보일러(22)에서 발생된 보일러재를 회수하게 된다.
제2 재활용부(30)는, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 재활용수단으로서, 가수처리수단(31), 제2 투입수단(32), 전단투입수단(33), 방지시설(34), 제2 이송분배수단(35) 및 제1 비산재 저장수단(36)을 포함하여 이루어져 있다.
가수처리수단(31)은, 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재에 물을 가수해서 처리하는 처리수단으로서, CaO에 필요에 따라 가수처리설비에서 물을 가수하여 가수된 Ca(OH)2를 생성하게 된다.
제2 투입수단(32)은, 가수처리수단(31)의 하류에 설치되어 가수처리된 보일러재를 투입시키는 투입수단으로서, SOx, HCl 등의 산성가스 제거를 위한 방지시설에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
전단투입수단(33)은, 방지시설의 전단에 설치된 투입수단으로서, 방지시설의 전단에 설치된 투입기로 이루어져 방지시설의 전단에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
방지시설(34)은, 제2 투입수단(32)의 하류에 설치되어 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 배가스 방지시설로서, 집진기 또는 탈황시설로 이루어져 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 배가스 방지시설의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
따라서, 본 발명은 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키고, 궁극적으로 환경오염을 저감시킬 수 있게 된다.
일예로, 포항시 생활폐기물 에너지화 시설의 경우 산성가스 제거를 위한 약품비로 112억원/년의 중탄산나트륨의 구입비용이 소요되며, 15년간 운영시 170억원의 약품구입비가 소요되나, 본 발명과 같이 보일러재를 약품으로 재이용시 50%이상의 비용절감이 예상된다.
또한, 이러한 방지시설(34)로는, 연소 보일러 배가스 처리공정에 적용할 뿐만 아니라 제철소의 소결배가스, 부생복합발전 배가스, 고로 배가스, 펠렛공정 배가스 등 SOx 등의 산성가스를 제거하는 공정에도 적용 가능함은 물론이다.
특히, 이러한 방지시설(34)에서는 보일러재에 포함된 CaO 성분을 이용하여 배가스 중에 포함된 CO2와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)으로 포집되어 이산화탄소의 배출량을 저감시키게 되는 것도 가능함은 물론이다.
제2 이송분배수단(35)은, 방지시설(34)의 하류에 설치되어 방지시설(34)에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 재활용하도록 이송분배하는 이송분배수단으로서, 복수의 슬라이드게이트와 복수의 컨베이어 등과 같은 복수의 이송분배수단에 의해 비산재와 미활용 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 비산재 저장수단(36)과 가수처리수단(31)으로 이송시켜 재활용하게 된다.
제1 비산재 저장수단(36)은, 제2 이송분배수단(35)의 하류에 설치되어 제2 이송분배수단(35)에 의해 이송분배된 비산재를 저장하는 비산재 저장조로서, 여기에서 저장되어 배출되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
따라서, 방지시설(34)에서 발생된 비산재(Fly ash)는 미반응된 CaO를 재이용하기 위해 이송 분배장치로 이송되어, 일부는 비산재 저장조로 이송하고, 대부분은 가수처리수단(31)에서 리사클링(Recycling)하여 재활용하게 된다.
또한, 이러한 제2 재활용부(30)는, 제1 비산재 저장수단(36)에 저장된 비산재를 재활용하도록 고형화설비(37), 이송배출수단(38) 및 제2 비산재 저장수단(39)을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
고형화설비(37)는, 제1 비산재 저장수단(36)의 하류에 설치되어 비산재를 고형화시키는 고형화수단으로서, 비산재에 바인더와 약품이나 물과 혼합하여 가열이나 가압에 의해 고형화하게 된다.
이송배출수단(38)은, 고형화설비(37)에서 고형화된 비산재를 이송배출시키는 배출수단으로서, 고형화설비(37)의 하류에 설치된 컨베이어 등과 같은 이송수단으로 이루어져 비산재의 일정량을 저장조로 이송시켜 외부로 배출시키게 된다.
제2 비산재 저장수단(39)은, 이송배출수단(38)에 의해 이송배출된 비산재를 저장하는 비산재 저장조로서, 이송배출수단(38)의 하류에 설치된 저장조로 이루어져 저장된 비산재를 외부로 배출하기 전에 일시적으로 임시 보관하게 된다.
또한, 최종 배출 처분되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
따라서, 본 발명은 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러재 재활용 장치에 관한 것으로, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 실시예의 보일러 부산물의 재활용 방법을 구체적으로 설명한다.
도 7 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 보일러 부산물의 재활용 방법은, 저장단계(S10)와, 제1 재활용단계(S20) 및 제2 재활용단계(S30) 중 적어도 하나의 단계를 포함하여 이루어져 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 방법이다.
저장단계(S10)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 단계로서, 도 8에 나타낸 바와 같이 보일러재 저장단계(S11)와 제1 이송분배단계(S12)를 포함하여 이루어져 있다.
보일러재 저장단계(S11)는, 보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 단계로서, SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등과 같은 고체 연료를 연소시키는 연소 보일러의 하류에 설치되어 연소과정에서 발생되어 배출되는 보일러재를 저장하게 된다.
제1 이송분배단계(S12)는, 보일러재 저장단계(S11)에서 저장된 보일러재를 제1 재활용단계(S20)와 제2 재활용단계(S30) 중 적어도 하나의 단계에 각각 분배해서 이송하는 단계로서, 복수의 슬라이드게이트와 복수의 컨베이어 등과 같은 복수의 이송분배수단에 의해 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 재활용단계(S20)와 제2 재활용단계(S30) 중 적어도 하나의 단계에 각각 이송시키게 된다.
제1 재활용단계(S20)는, 저장단계(S10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 단계로서, 도 9에 나타낸 바와 같이 제1 투입단계(S21), 연소 단계(S22) 및 열회수단계(S23)로 이루어져 있다.
제1 투입단계(S21)는, 저장단계(S10)에서 이송분배된 보일러재를 다시 투입시키는 단계로서, 연소 보일러의 전단에 설치된 투입기에 의해 보일러재의 일정량을 연소 보일러에 다시 투입하게 된다.
연소 단계(S22)는, 제1 투입단계(S21)에서 투입된 보일러재를 연소시키는 단계로서, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 연소 보일러의 전단에 다시 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
열회수단계(S23)는, 연소 단계(S22)에서 연소된 보일러재를 회수하는 단계로서, 연소 보일러의 열에너지를 회수하여 재사용하도록 열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)를 사용하여 연소 보일러에서 발생된 보일러재를 회수하여 재활용하게 된다.
제2 재활용단계(S30)는, 저장단계(S10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 단계로서, 도 10에 나타낸 바와 같이 가수처리단계(S31), 제2 투입단계(S32), 전단투입단계(S33), 방지단계(S34), 제2 이송분배단계(S35), 제1 비산재 저장단계(S36)를 포함하여 이루어져 있다.
가수처리단계(S31)는, 저장단계(S10)에서 이송분배된 보일러재를 가수해서 처리하는 단계로서, CaO에 필요에 따라 가수처리설비에서 물을 가수하여 가수된 Ca(OH)2를 생성하게 된다.
제2 투입단계(S32)는, 가수처리단계(S31)에서 가수처리된 보일러재를 투입시키는 단계로서, SOx, HCl 등의 산성가스 제거를 위한 방지시설에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
전단투입단계(S33)는, 방지시설의 전단에 보일러재를 투입하는 단계로서, 방지시설의 전단에 설치된 투입기로 이루어져 방지시설의 전단에 CaO 또는 가수된 Ca(OH)2를 투입하게 된다.
방지단계(S34)는, 제2 투입단계(S32) 및 전단투입단계(S33)에서 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 단계로서, 투입단계에서 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 집진기 또는 탈황시설 등과 같은 배가스 방지시설에 의해 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 배가스 방지시설의 전단에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하게 된다.
제2 이송분배단계(S35)는, 방지단계(S34)에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 이송분배하는 단계로서, 복수의 슬라이드게이트와 복수의 컨베이어 등과 같은 복수의 이송분배수단에 의해 비산재와 미활용 보일러재의 일정량을 분배해서 제1 비산재 저장단계(S36)와 가수처리단계(S31)로 각각 이송시켜 재활용하게 된다.
제1 비산재 저장단계(S36)는, 제2 이송분배단계(S35)에서 이송분배된 비산재를 저장하는 단계로서, 이송분배된 비산재를 비산재 저장조에 저장하게 되고 여기에서 저장되어 배출되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
또한, 이러한 제2 재활용단계(S30)는, 제1 비산재 저장단계(S36)에 저장된 비산재를 재활용하도록 고형화단계(S37), 이송배출단계(S38) 및 제2 비산재 저장단계(S39)를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
고형화단계(S37)는, 제1 비산재 저장단계(S36)에서 저장된 비산재를 고형화시키는 단계로서, 고형화설비에서 비산재에 바인더와 약품이나 물과 혼합하여 가열이나 가압에 의해 고형화시키게 된다.
이송배출단계(S38)는, 고형화단계(S37)에서 고형화된 비산재를 이송배출시키는 단계로서, 고형화설비의 하류에 설치된 컨베이어 등과 같은 이송수단에 의해 비산재의 일정량을 저장조로 이송시켜 외부로 배출시키게 된다.
제2 비산재 저장단계(S39)는, 이송배출단계(S38) 이송배출된 비산재를 저장하는 단계로서, 이송배출된 비산재를 저장하는 비산재 저장조에서 비산재를 외부로 배출하기 전에 일시적으로 임시 보관하게 된다.
또한, 최종 배출 처분되는 비산재는 관리형 매립장에 처분되고, 경우에 따라, 비산재 고형화 설비를 이용하여 약품, 물과 혼합한 후에 최종 배출해서 처분하게 된다.
따라서, 본 발명은 SRF(Solid Refuse Fuel), 바이오매스, 석탄 등 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 보일러재를 SOx, HCl 등의 산성가스 제거용으로 재활용하는 보일러재 재활용 방법에 관한 것으로, 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 구입하는 비용을 절약할 수 있어 시설의 운영비를 절감시키게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 고체 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 보일러재를 보일러의 전단 및 배기스 방지시설의 전단 중 적어도 하나에 투입하여 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용함으로써, 산성가스의 제거를 위해 사용하던 생석회, 소석회, 중탄산나트륨 등의 약품 구입비용을 절감하는 동시에 시설의 운영비를 절감시키고, 환경오염을 저감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 보일러재를 재활용함으로써, 보일러재에 부과되는 매립세를 부가적으로 절감할 수 있고, CaO가 배가스 중에 CO2와 결합하여 탄산칼슘(CaCO3) 등으로 포집을 할 수 있어 온실가스 배출을 저감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 보일러에서 발생된 보일러재를 연소 보일러에서 회수하여 재활용하는 제1 재활용부와, 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부 중 적어도 하나를 구비함으로써, 공정에서 발생하는 SOx, HCl 등의 산성가스를 제거하는데 활용하여 재활용하고, 산성가스 등의 제거를 위한 소석회나 생석회, 그리고 중탄산나트륨 등의 약품을 절감하는 동시에 폐자원을 재활용할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 저장부
20: 제1 재활용부
30: 제2 재활용부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 장치로서,
    보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장부(10);
    상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용부(20); 및
    상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용부(30);를 포함하고,
    상기 저장부(10)는,
    보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 보일러재 저장수단; 및
    상기 저장된 보일러재를 상기 제1 재활용부(20)와 상기 제2 재활용부(30)에 각각 이송해서 분배하는 제1 이송분배수단;을 포함하고,
    상기 제2 재활용부(30)는,
    상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 가수해서 처리하는 가수처리수단;
    상기 가수처리수단의 하류에 설치되어, 가수처리된 보일러재를 투입시키는 제2 투입수단;
    상기 제2 투입수단의 하류에 설치되어, 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 산성가스의 방지시설;
    상기 방지시설의 하류에 설치되어, 방지시설에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 이송분배하는 제2 이송분배수단; 및
    상기 제2 이송분배수단의 하류에 설치되어, 상기 이송분배된 비산재를 저장하는 제1 비산재 저장수단;을 포함하고,
    제2 이송분배수단은, 상기 방지시설에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 일정량을 분배해서 상기 가수처리수단과 상기 제1 비산재 저장수단으로 이송시켜 재활용하도록 하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 재활용부(20)는,
    상기 저장부(10)에서 이송분배된 보일러재를 다시 투입시키는 제1 투입수단;
    상기 제1 투입수단의 하류에 설치되어, 투입된 보일러재를 연소시키는 연소 보일러; 및
    상기 연소 보일러의 하류에 설치되어, 연소 보일러에서 보일러재를 회수하는 열회수시설;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 장치.
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 재활용부(30)는,
    상기 제1 비산재 저장수단의 하류에 설치되어, 비산재를 고형화시키는 고형화설비;
    상기 고형화된 비산재를 이송배출시키는 이송배출수단; 및
    상기 이송배출수단의 하류에 설치되어, 상기 이송배출된 비산재를 저장하는 제2 비산재 저장수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 고체연료를 연소시키는 시설에서 발생된 보일러 부산물을 처리하여 재활용하는 보일러 부산물의 재활용 방법으로서,
    보일러에서 발생된 보일러재를 저장하고 이송분배하는 저장단계;
    상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 연소 보일러에 투입하여 다시 회수하여 재활용하는 제1 재활용단계; 및
    상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 산성가스의 방지시설에 투입하여 재활용하는 제2 재활용단계;를 포함하고,
    상기 저장단계는,
    보일러에서 발생된 보일러재를 저장하는 보일러재 저장단계; 및
    상기 저장된 보일러재를 상기 제1 재활용단계와 상기 제2 재활용단계에 각각 이송해서 분배하는 제1 이송분배단계;를 포함하고,
    상기 제2 재활용단계는,
    상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 가수해서 처리하는 가수처리단계;
    상기 가수처리단계에서 가수처리된 보일러재를 투입시키는 제2 투입단계;
    상기 제2 투입단계에서 투입된 보일러재를 산성가스의 제거에 활용하는 산성가스의 방지단계;
    상기 방지단계에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 이송분배하는 제2 이송분배단계; 및
    상기 제2 이송분배단계에서 이송분배된 비산재를 저장하는 제1 비산재 저장단계;를 포함하고,
    상기 제2 이송분배단계는, 상기 방지단계에서 발생된 비산재와 미활용 보일러재를 일정량을 분배해서 상기 가수처리단계와 상기 제1 비산재 저장단계로 이송시켜 재활용하도록 하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 재활용단계는,
    상기 저장단계에서 이송분배된 보일러재를 다시 투입시키는 제1 투입단계;
    상기 제1 투입단계에서 투입된 보일러재를 연소시키는 연소 단계; 및
    상기 연소 단계에서 연소된 보일러재를 회수하는 열회수단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 방법.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 재활용단계는,
    상기 제1 비산재 저장단계에서 저장된 비산재를 고형화시키는 고형화단계;
    상기 고형화된 비산재를 이송배출시키는 이송배출단계; 및
    상기 이송배출단계에서 이송배출된 비산재를 저장하는 제2 비산재 저장단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 부산물의 재활용 방법.
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