KR102374527B1 - 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치 - Google Patents

패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102374527B1
KR102374527B1 KR1020210096956A KR20210096956A KR102374527B1 KR 102374527 B1 KR102374527 B1 KR 102374527B1 KR 1020210096956 A KR1020210096956 A KR 1020210096956A KR 20210096956 A KR20210096956 A KR 20210096956A KR 102374527 B1 KR102374527 B1 KR 102374527B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
tray
exhaust gas
tray plate
packing
Prior art date
Application number
KR1020210096956A
Other languages
English (en)
Inventor
서호성
김성용
최병욱
김성현
Original Assignee
주식회사 삼원카본써큘레이션
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 주식회사 삼원카본써큘레이션 filed Critical 주식회사 삼원카본써큘레이션
Priority to KR1020210096956A priority Critical patent/KR102374527B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102374527B1 publication Critical patent/KR102374527B1/ko
Priority to PCT/KR2022/009073 priority patent/WO2023003191A1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B01D47/063—Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/14—Packed scrubbers
    • 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
    • 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
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid 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
    • B01D53/14—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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

본원발명은 대용량의 배가스 내 오염물질을 효율적으로 처리하는 배가스 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크러버 바디부(100); 상기 스크러버 바디부(100)의 내부에 장착되는 오염물질 처리부;를 포함하고, 상기 오염물질 처리부는 트레이부(200), 상기 트레이부(200)의 상단에 배치되는 패킹부(300), 상기 패킹부(300)의 상부에 위치하는 분사부(400)를 포함하며, 상기 트레이부(200)는 평판형의 트레이 플레이트(210)와 상기 트레이 플레이트(210)를 관통하는 하나 이상의 오버플로우 배관(220)을 포함하며, 상기 오버플로부 배관(220)은 상기 트레이 플레이트(210)의 상부에 채워지는 과량의 흡수제를 상기 스크러버 바디부(100)의 하부로 이송시키는 배가스 처리 장치에 관한 것이다.

Description

패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치 {Flue Gas Treatment Device Using Flooding in Scrubber Equipped with Packing}
본원발명은 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치에 관한 것이다. 구체적으로 배가스의 대용량 처리에 적용 가능하고, 부피의 증가를 최소화할 수 있는 배가스 처리 장치에 관한 것이다.
최근 지구 온난화 현상에 대한 심각성이 인식되기 시작하면서 세계 각국은 온실가스에 대한 대책마련을 강화하고 있다. 특히, 온실가스 중에서도 가장 중요한 이산화탄소를 효율적으로 포집하여 배기가스 중의 이산화탄소를 저감시키는 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 이산화탄소를 포집하는 기술에는 여러 가지가 있으나, 흡수법이 다른 기술들에 비해 경제성이나 공정 적용 용이성이 높은 것으로 평가받고 있다. 흡수법은 일반적으로 습식과 건식의 두가지 방식이 있으며 대용량 처리 공정에서는 일반적으로 용기에 패킹(packing)을 탑재하여 처리하는 습식처리 방식을 사용하고 있다. 이와 같은 방식의 이산화탄소 포집 설비는 성능이 우수하고 압력 손실이 상대적으로 적은 장점이 있으나, 패킹을 탑재하는 처리기술은, 가스 처리 용량이 커짐에 따라 흡수탑의 높이가 높아져야 하므로 대용량 처리 시, 설비 투자비 및 운전비가 증가하여 경제성이 낮아지는 문제점이 있다.
또한, 동일한 체류시간으로 흡수탑의 높이를 제어하려면 설비의 지름을 증가시킬 수 있는데, 이는 액기비(liquid gas ratio)의 증가를 초래하고, 따라서 펌프의 동력소모와 이산화탄소 흡수제의 재생에너지 증가를 유발하여 결국에는 운전비용이 증가하는 문제점이 있다.
특허문헌 1은 흡수탑의 내측 상부에 2단의 다공성의 금속재로 제작된 충진물이 이격되게 배치되고, 흡수탑의 상부를 통해 공급되는 재생 흡수제가 분산되며, 하부로부터 상승하는 혼합가스가 통과하는 이산화탄소 분리 회수장치를 개시한다. 상기 하부로부터 상승하는 혼합가스는 충진물을 통과하면서 흡수제와의 화학반응을 하게 되고, 혼합가스에 포함된 이산화탄소가 흡수제에 흡수된다. 이산화탄소가 제거된 가스는 충진물 상방으로 상승한 후 대기로 방출된다.
특허문헌 1은 흡수탑 내에서 금속재질로 제작된 충진물을 소정의 높이로 배치하여 이산화탄소와 흡수제의 접촉시간을 증가시키고 이산화탄소 제거율을 향상시키는 기술을 개시하였으나, 설비 부피 증대를 최소화하면서 효율적으로 대용량 배가스를 처리 가능한 기술에 관해서는 개시하고 있지 않다.
한국 공개특허공보 제2011-0073163호 ('특허문헌 1')
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 배가스의 대용량의 처리에 적용 가능하고, 부피의 증가를 최소화할 수 있는 배가스 내 오염물질 처리 장치 및 배가스내 오염물질 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명에 따른 배가스 처리 장치는 스크러버 바디부(100); 상기 스크러버 바디부(100)의 내부에 장착되는 오염물질 처리부;를 포함하고, 상기 오염물질 처리부는 트레이부(200), 상기 트레이부(200)의 상단에 배치되는 패킹부(300), 상기 패킹부(300)의 상부에 위치하는 분사부(400)를 포함하며, 상기 트레이부(200)는 평판형의 트레이 플레이트(210)와 상기 트레이 플레이트(210)를 관통하는 하나 이상의 오버플로우 배관(220)을 포함하며, 상기 오버플로부 배관(220)은 상기 트레이 플레이트(210)의 상부에 채워지는 과량의 흡수제를 상기 스크러버 바디부(100)의 하부로 이송시킬 수 있다.
상기 오버플로우 배관(220)은 상기 트레이 플레이트(210)의 상단으로 돌출되는 오버플로우 상부배관(221)과 상기 트레이 플레이트(210)의 하단으로 연장되는 오버플로우 하부배관(222)을 포함하고, 상기 오버플로우 하부배관(222)은, 상기 스크러버 바디부(100)의 하부에 수용되는 흡수제의 내부에 위치할 수 있다.
상기 패킹부(300)는 상기 오버플로우 상부배관(221)의 돌출높이보다 높게 적층될 수 있다.
상기 트레이 플레이트(210)는 배가스를 통과시키는 하나이상의 통기홀을 구비할 수 있다
상기 트레이 플레이트(210)는 다공성 재질로 구성될 수 있고, 상기 트레이 플레이트(210)에 기체가 통과하는 홀(hole)이 형성될 수 있다.
배가스는 트레이 플레이트(210)의 기공을 통과할 수 있다.
상기 트레이 플레이트(210)와 상기 스크러버 바디부(100)의 하부에 수용되는 흡수제층 사이로 배가스가 공급될 수 있다.
상기 스크러버 바디부(100)의 내부에 장착되는 두개 이상의 오염물질 처리부가 상하 위치로 배치될 수 있다.
상부에 위치하는 오염물질 처리부의 오버플로우 하부배관의 하부 끝단부는 하부에 위치하는 오염물질 처리부의 오버플로우 상부배관의 상부 끝단부보다 수직방향에서 낮게 위치할 수 있다.
본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.
본원발명의 배가스 처리 장치에 의하면 배가스가 트레이의 상부에 위치하는 패킹층 및 상기 패킹층 사이에 채워진 흡수제 층을 통과함으로써 배가스와 흡수제의 접촉시간을 증가시켜 오염가스의 제거 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 패킹층이 플러딩을 형성하는 트레이의 상부에 위치함으로써 이산화탄소 처리장치의 부피를 줄일 수 있다.
또한, 기존의 스크러버에 간단한 구성을 추가함으로써, 설비비를 절약할 수 있어, 대용량 배가스 처리시스템의 경제적 효익을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본원발명에 따른 배가스 처리 장치의 구성도이다.
도 2는 본원발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 개요도이다.
도 3은 본원발명의 제1 실시예에 따른 트레이 개요도이다.
도 4는 본원발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 개요도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 어느 실시예에 대한 한정 또는 부가사항은 특정한 실시예에 적용될 뿐 아니라, 그 외 다른 실시예들에 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
본원발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 1은 본원발명에 따른 배가스 처리 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원발명에 따른 이산화탄소 처리 장치는 스크러버(10), 압축기(500) 및 펌프(600)를 포함할 수 있다.
상기 스크러버(10)는 오염물질을 함유한 배가스를 흡수제와 반응시켜 오염물질 포화 흡수제를 생성한다. 본원발명에서 상기 오염물질은 이산화탄소일 수 있다. 이러한 스크러버(10)의 하부에는 연결되는 배가스 공급배관(미도시)와 연결되는 배가스 압축기(500) 및 스크러버(10)의 내부에 수용되는 흡수제를 재생기(900)로 공급하는 펌프(600) 및 상기 재생기로부터 재생된 흡수제를 분사부(400)로 공급하는 순환이송배관(700)에 공급하는 포함한다. 상기 재생된 흡수제는 펌프(미도시)를 통해 상기 순환이송배관(700)에 공급된 후, 스크러버(10)의 내부 상단에 위치하는 후술 분사부(400)에 공급되어 분사된다. 또한 스크러버(10)의 상단으로부터 배출되는 오염물질이 제거된 배가스를 냉각하는 냉각기(800)를 포함할 수 있다. 본원발명에서 오염
물질은 이산화탄소일 수 있고, 상기 흡수제는 모노에탄올아민(monoethanolamine: MEA), N-메틸디에탄올(N-methyldiethanolamine: MDEA), 디에탄올아민(diethanolamine: DEA) 등의 아민계 수용액일 수 있고, 상세하게는 30wt% MEA 수용액을 사용할 수 있다.
압축기(500)는 전단공정에서 공급되는 배가스를 소정의 압력으로 압축하여 스크러버(10)의 내부로 공급한다.
도 2는 본원발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 개요도이고, 도 3은 본원발명의 제1 실시예에 따른 트레이 개요도이다.
상기 스크러버(10)는 내부에 오염물질의 처리공간이 형성되는 스크러버 바디부(100), 트레이부(200), 패킹부(300) 및 분사부(400)를 포함한다.
스크러버 바디부(100)는 내약품성 및 내식성을 갖는 판상부재를 이용하여 대략 원통 형상으로 제작하여 수직방향(z축 방향)으로 설치된다. 스크러버 바디부(100)의 하부 일측에는 배가스가 유입되는 배가스 유입구(110)가 마련되고, 상기 스크러버 바디부(100)의 상부측에는 이산화탄소가 제거된 배가스가 배출되는 가스 배출구(140)가 위치한다.
상기 스크러버 바디부(100)의 내측 하부에는 액상의 흡수제가 일정 수위로 채워지고, 스크러버 바디부(100)의 하부에는 오염물질 포화 흡수제가 토출되는 흡수제 배출구(130)가 위치한다.
도면에 도시하지 않았지만, 상기 스크러버 바디부(100)의 하부의 흡수제 배출구(130)는 펌프(600)와 배관을 통해 연결되고, 펌프(600)를 통해 흡수제 재생기(900)에 공급되어 흡수된 오염물질을 탈기하여 재생 흡수제를 생산한다. 상기 재생 흡수제는 재생기(900)의 외부에 별도로 구비된 펌프(미도시)에 의해 순환이송배관(700)에 공급되고, 상기 순환이송배관(700)과 연결되는 분사부 유입구(120)를 통해서 분사부(400)로 공급한다.
상기 스크러버 바디부(100)의 내부 공간에는 트레이부(200)가 수평으로(x축 방향) 위치한다. 도2를 참조하면서 트레이부(200)에 관해서 상세하게 설명한다.
본원발명에서 트레이(200)는 트레이 플레이트(210)와 배관(220)을 포함할 수 있다.
트레이 플레이트(210)는 소정의 두께를 가지고 상기 스크러버 바디부(100)의 내부 단면과 대응되는 형상으로 제작된다. 상기 스크러버 바디부(100)가 원통 형상일 경우, 트레이 플레이트(210)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상일 수 있다.
상기 트레이 플레이트(210)는 스크러버 바디부(100)의 내부에 수평으로 배치되고, 스크러버 바디부(100)의 내벽면에는 수평방향으로 소정길이만큼 연장되어 형성되는 환형의 부재(미도시)가 위치하여 상단부에 상기 트레이 플레이트(210)의 테두리 부분을 위치시켜 상기 트레이부(200)를 지지할 수 있다.
트레이 플레이트(210)는 내약품성 및 내식성을 갖는 강성 재질로 제작될 수 있다. 또한 상기 트레이 플레이트(210)는 평판 형상일 수 있고, 배가스가 통과할 수 있는 기공이 형성되어 있는 재질로 구성되어 하부에서 상승하는 배가스를 통과시킬 수 있다.
상기 스크러버 바디부(100)의 내부에서 수평으로 배치되는 트레이 플레이트(210)에는 상하로 관통되는 다수개의 에어홀(230)이 형성될 수 있다. 상기 에어홀(230)의 수평 단면은 원형이고, 상기 단면의 지름은 10mm 이하일 수 있고, 상세하게는 7mm 이하일 수 있으며, 더 상세하게는 5mm 이하일 수 있다. 상기 에어홀(230)의 단면 지름이 10mm 이상이면 트레이 플레이트(210)의 상단면에 소정의 높이만큼 채워져야 하는 흡수액이 상기 에어홀(230)을 통해 하부로 흘러내릴 수 있다.
또한, 트레이 플레이트(210)를 관통하는 오버플로우 배관(220)이 하나 이상 배치될 수 있다. 상기 오버플로우 배관(220)은 트레이 플레이트(210)를 관통하여 트레이 플레이트(210)의 상부에 소정 길이만큼 돌출되는 오버플로우 상부배관(221)과 트레이 플레이트(210)의 하부로 연장되는 오버플로우 하부배관(222)으로 구분할 수 있다. 본원발명에서 상기 오버플로우 하부배관(222)의 끝단부는 스크러버 바디부(100)의 하부에 채워진 흡수제의 내부에 위치한다. 상기 트레이 플레이트(210)의 상단면에 채워지는 흡수제가 상기 오버플로우 상부배관(221)보다 높게 채워지면 상기 흡수제는 상기 오버플로우 상부배관(221)의 내부를 통해 스크러버 바디부(100)의 하부로 흐른다.
본원발명에서 상기 오버플로우 배관(220)의 수평 단면적은 트레이 플레이트 단면적의 30%, 20%, 10% 이하로 구성되나, 오염물질을 효율적으로 처리할 수 있다면 특히 한정되지 않는다.
트레이 플레이트(210)의 상단면에는 패킹부(300)가 위치할 수 있다. 패킹부(300)는 다수의 폴링(pall ring) 혹은 소정의 기하학적 형상을 가지는 부재들이 적층되어 형성되는 층으로서 상부에서 분사되는 흡수제와 배가스의 접촉면적을 증가시켜 이산화탄소를 처리하는 작용을 수행한다. 상기 폴링 또는 기하형상 부재들은 내약품성 및 내식성을 갖는 메탈 또는 수지재로 형성되고, 가급적 표면적이 넓게 구성될 수 있다. 본원발명에서 상기 패킹부(300)는 상기 트레이 플레이트(210)의 상단면 전체에 배치될 수 있고, 상기 오버플로우 상부배관(221)보다 높게 배치될 수 있다.
상기 패킹부(300)의 상부에는 액상의 흡수제를 분사하는 분사부(400)가 위치할 수 있다.
여기서, 분사부(400)는 상기 순환이송배관(700)과 연결되는 수평으로 위치하는 분사배관(410)과 상기 분사배관(410)에 연결되어 하향으로 흡수제를 분사하는 분사노즐(420)이 한 개 이상 배치될 수 있다. 도 2에는 하나의 분사배관(410)에 두개의 분사노즐(420)이 배치된 것으로 도시하였으나, 스크러버(10)의 부피, 지름 및 배가스의 처리량에 따라 분사배관(410)과 분사노즐(420)의 수량이 변경 가능한 것은 자명하다.
스크러버 바디부(100)의 내측 하단부에 수용되는 흡수제는 상기 배가스 유입구(110)의 하단부보다 낮게 채워질 수 있다.
상기 압축기(500)에 의해 가압 공급되는 배가스는 트레이 플레이트(210)에 형성된 에어홀(230)을 통과하고, 트레이 플레이트(210)의 상단면에 배치되는 패킹부(300) 및 흡수제 층을 통과하면서 배가스 내의 오염물질이 1차적으로 흡수된 후, 상부의 분사노즐(420)에 분사되는 흡수제와 접촉하면서 이산화탄소의 2차적으로 흡수된 후, 스크러버 바디부(100)의 상단에 위치하는 가스 배출구(140)를 통해 외부로 배출된다.
본원발명의 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 가스 배출구(140)와 분사부(400) 사이에는 데미스터(demister)가 배치되어 배출되는 가스 내의 액적 및 기타 불순물을 제거할 수 있다.
도 4는 본원발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 개요도이다.
본원발명의 제2 실시예는 트레이부, 패킹부 및 분사부를 세트로 하는 구성이 추가로 구비되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한 제1 실시예와 동일함으로, 이하에서는 상기 추가된 트레이부, 패킹부 및 분사부를 세트로 하는 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본원발명의 제2 실시예에 따른 스크러버(20)는 스크러버 바디부(100)의 내측 하부에 제1 분사부(1401), 제1 패킹부(1301), 제1 트레이부(1201)를 포함하고 이는 제1 실시예의 분사부(400), 패킹부(300) 및 트레이부(200)와 동일하다. 상기 제1 분사부(1401)의 상부에 제2 트레이부(1202)가 위치하고, 제2 트레이부(1202)의 오퍼블로우 하부배관(미도시)의 하부 끝단부는 제1 트레이부(1201)의 오버플로우 상부배관(미도시)의 상부 끝단부보다 수직방향(z축방향)에서 낮은 위치에 위치한다.
또한, 제2 트레이부(1202)의 트레이 플레이트(미도시)는 제1 분사부(1401)의 상부에 위치한다.
제1 분사부(1401)와 제2 분사부(1402)로 공급되는 흡수제는 하나의 순환이송 배관을 통해 공급될 수 있고, 컨트롤 밸브를 구비하여 제어부(미도시)에서 각각의 분사부에 공급되는 흡수제양을 제어할 수 있다. 또한, 여기서 제1 분사부(1401)에 구비된 노즐과 제2 분사부(1402)에 구비된 노즐은 상이할 수 있다. 제1 분사부(1401)에 구비된 노즐은 제2 분사부(1402)에 구비된 노즐 대비, 분사한 액적의 크기가 미세하고 적은 흡수제 양으로 넓은 수평면으로 확산하여 분사할 수 있다. 제2 분사부(1402)는 일반적으로 사용하는 노즐인 fullcone 노즐, hollowcone 노즐 중 택일 적용할 수 있다.
이하에서는, 본원발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본원발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시 예>
이산화탄소의 농도가 12%인 배가스를 3.6bar의 압력으로 배가스 유입구를 통해 스크러버 바디부 내부로 투입하였다. 상기 배가스는 스크러버 바디부 내부에 위치하는 트레이부의 트레이 플레이트, 패킹부 및 트레이 플레이트 상단에 채워진 흡수제를 통과한 후, 상부에 위치하는 분사부에서 분사되는 흡수제를 통과한 후 스크러버 바디부의 상부에 위치하는 가스 배출구를 통해 외부로 배출되고, 배출된 상기 가스는 냉각된 후 가스 분석기에 공급되어 이산화탄소 농도 분석을 진행한다. 여기서, 상기 흡수제는 30wt%의 MEA 수용액이고, 온도는 40℃로 하였고, 패킹부를 금속 와이어 거즈(wire gauze, SUS 303) 이다. 또한 액기비는 3.5L/m3으로 하고, 스크러버 내부에서 체류시간을 7초로 하였다. 이때, 스크러버에 유입되는 배가스의 압력과 스크러버에서 배출되는 이산화탄소가 처리된 가스의 압력의 차이, 즉 차압은 210 mmH2O으로 하여 이산화탄소 흡수 실험을 수행하였고 실험결과는 아래 표 1에 정리하였다.
<비교 예 1>
상기 실시 예에서 스크러버 바디부 내부에 트레이부와 패킹부가 배치되지 않은 것을 제외하고는 실시 예와 동일한 조건으로 이산화탄소 흡수 실험을 수행하였으며, 실험결과는 아래 표 1에 정리하였다. 또한, 비교 예 1에서는 스크러버에 유입되는 배가스와 배출되는 가스의 차압이 거의 없는 조건에서 수행되었다.
<비교 예 2>
상기 실시 예에서 스크러버 바디부 내부에 패킹부가 배치되지 않은 것을 제외하고는 실시 예와 동일한 조건으로 이산화탄소 흡수 실험을 수행하였으며, 실험결과는 아래 표 1에 정리하였다. 또한, 비교 예 1에서는 스크러버에 유입되는 배가스와 배출되는 가스의 차압은 290 mmH2O의 조건에서 수행되었다.
표 1
Figure 112021085272832-pat00001
표 1에 나타내어진 이산화탄소 흡수실험 결과로부터, 본원발명에 따른 이산화탄소 처리 장치를 이용할 경우 이산화탄소 포집효율은 98%로 종래의 기술 대비 우수한 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본원발명은 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 내 오염물질 처리 장치를 이용하여 배가스 내 오염물질 처리 효율을 향상시킬 수 있고, 처리 배가스의 양이 증가하더라도 설비 부피 증가를 최소화할 수 있다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
10, 20: 스크러버
100, 1100: 스크러버 바디부
110, 1110: 배가스 유입구
120, 1120: 흡수제 유입구
130, 1130: 흡수제 배출구
140, 1140: 가스 배출구
200: 트레이부
210: 트레이 플레이트
220: 오버플로우 배관
221: 오버플로우 상부배관
222: 오버플로우 하부배관
230: 에어홀
300: 패킹부
400: 분사부
410: 분사배관
420: 분사노즐
500: 압축기
600: 펌프
700: 순환이송 배관
800: 냉각기
1201: 제1 트레이부
1202: 제2 트레이부
1301: 제1 패킹부
1302: 제2 패킹부
1401: 제1 분사부
1402: 제2 분사부

Claims (8)

  1. 스크러버 바디부(100);
    상기 스크러버 바디부(100)의 내부에 장착되는 오염물질 처리부;를 포함하고,
    상기 오염물질 처리부는 트레이부(200), 상기 트레이부(200)의 상단에 배치되는 패킹부(300), 상기 패킹부(300)의 상부에 위치하는 분사부(400)를 포함하며,
    상기 트레이부(200)는 평판형의 트레이 플레이트(210)와 상기 트레이 플레이트(210)를 관통하는 하나 이상의 오버플로우 배관(220)을 포함하며,
    상기 오버플로우 배관(220)은 상기 트레이 플레이트(210)의 상부에 채워지는 과량의 흡수제를 상기 스크러버 바디부(100)의 하부로 이송시키며,
    상기 오버플로우 배관(220)은 상기 트레이 플레이트(210)의 상단으로 돌출되는 오버플로우 상부배관(221)과 상기 트레이 플레이트(210)의 하단으로 연장되는 오버플로우 하부배관(222)을 포함하고,
    상기 패킹부(300)는 상기 오버플로우 상부배관(221)의 돌출높이보다 높게 적층되며,
    상기 트레이 플레이트(210)는 다공성 재질로 구성되었고, 배가스는 트레이 플레이트(210)의 기공을 통과하고,
    상기 패킹부(300)의 상부에는 액상의 흡수제를 분사하는 분사부(400)가 위치하는 배가스 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 플레이트(210)는 배가스를 통과시키는 하나이상의 통기홀을 구비하는 배가스 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 플레이트(210)와 상기 스크러버 바디부(100)의 하부에 수용되는 흡수제층 사이로 배가스가 공급되는 배가스 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스크러버 바디부(100)의 내부에 장착되는 두개 이상의 오염물질 처리부가 상하 위치로 배치되는 배가스 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상부에 위치하는 오염물질 처리부의 오버플로우 하부배관의 하부 끝단부는 하부에 위치하는 오염물질 처리부의 오버플로우 상부배관의 상부 끝단부보다 수직방향에서 낮게 위치하는 배가스 처리 장치.

KR1020210096956A 2021-07-23 2021-07-23 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치 KR102374527B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210096956A KR102374527B1 (ko) 2021-07-23 2021-07-23 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치
PCT/KR2022/009073 WO2023003191A1 (ko) 2021-07-23 2022-06-24 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210096956A KR102374527B1 (ko) 2021-07-23 2021-07-23 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102374527B1 true KR102374527B1 (ko) 2022-03-16

Family

ID=80937642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210096956A KR102374527B1 (ko) 2021-07-23 2021-07-23 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102374527B1 (ko)
WO (1) WO2023003191A1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11197432A (ja) * 1998-01-20 1999-07-27 Chiyoda Engineering Kk 集塵方法及びその装置
KR20020015281A (ko) * 2000-08-21 2002-02-27 고사이 아끼오 황산 미스트의 제거방법 및 이의 제거장치
KR20110073163A (ko) 2009-12-23 2011-06-29 한국전력공사 습식 이산화탄소 분리 회수장치 및 방법
KR20160109392A (ko) * 2015-03-11 2016-09-21 한국전력공사 이산화탄소 흡수 및 탈거 시스템
KR101742834B1 (ko) * 2009-06-25 2017-06-15 엔바이로우솔루션즈 아이엔시. 가스 스크러버 장치 및 방법
KR20180038420A (ko) * 2015-06-02 2018-04-16 퍼시픽 그린 테크날러지스 인코퍼레이티드 다수의 플러드형 스크러버 헤드들을 갖는 다중 레벨 가스 스크러버
WO2018089214A2 (en) * 2016-11-09 2018-05-17 Schubert Environmental Equipment, Inc. Wet scrubber apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11197432A (ja) * 1998-01-20 1999-07-27 Chiyoda Engineering Kk 集塵方法及びその装置
KR20020015281A (ko) * 2000-08-21 2002-02-27 고사이 아끼오 황산 미스트의 제거방법 및 이의 제거장치
KR101742834B1 (ko) * 2009-06-25 2017-06-15 엔바이로우솔루션즈 아이엔시. 가스 스크러버 장치 및 방법
KR20110073163A (ko) 2009-12-23 2011-06-29 한국전력공사 습식 이산화탄소 분리 회수장치 및 방법
KR20160109392A (ko) * 2015-03-11 2016-09-21 한국전력공사 이산화탄소 흡수 및 탈거 시스템
KR20180038420A (ko) * 2015-06-02 2018-04-16 퍼시픽 그린 테크날러지스 인코퍼레이티드 다수의 플러드형 스크러버 헤드들을 갖는 다중 레벨 가스 스크러버
WO2018089214A2 (en) * 2016-11-09 2018-05-17 Schubert Environmental Equipment, Inc. Wet scrubber apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023003191A1 (ko) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6228145B1 (en) Method for removing carbon dioxide from gases
JP6224112B2 (ja) ベンチュリエジェクタを用いてガス混合物からガスを分離するための方法及び装置
JP5177859B2 (ja) 脱硫脱炭装置
KR20120098929A (ko) 이산화탄소 포집 공정을 위한 물 세정 방법 및 시스템
US11253812B2 (en) Apparatus and method for recovering carbon dioxide in combustion exhaust gas
KR101726162B1 (ko) 산성가스 포집을 위한 탈거장치의 에너지원 재사용 방법
JP2009226367A (ja) 脱硫脱炭装置および二酸化炭素除去方法
KR20160109392A (ko) 이산화탄소 흡수 및 탈거 시스템
KR101191085B1 (ko) 습식 이산화탄소 분리 회수장치 및 방법
CN104797326A (zh) 用于通过气体解吸进行热整合液体吸收剂再生的工艺和设备
KR101862769B1 (ko) 바이오 가스로부터 고순도 메탄 가스 정제 장치 및 이를 이용한 고순도 메탄 정제 방법
JP4486606B2 (ja) 二酸化炭素ガス分離装置及び二酸化炭素ガス分離方法
KR100639564B1 (ko) Ｖｏｃ가스 스크러버장치
KR102374527B1 (ko) 패킹이 구비된 스크러버에서의 플러딩을 활용한 배가스 처리 장치
KR20150004562A (ko) 이산화탄소 포집 장치
JP2008200589A (ja) ガス分離方法及びガス分離装置
KR20200133038A (ko) 이산화탄소 흡수탑에 제공되는 충진물과, 충진물이 내장된 이산화탄소 흡수탑과, 충진물이 내장된 이산화탄소 흡수 시스템
RU2381823C1 (ru) Способ очистки газа от кислых компонентов и установка для его осуществления
CN104436980B (zh) 处理挥发性有机化合物废气的方法和设备
CN215352848U (zh) 一种储罐油气VOCs回收处理系统
KR20140039916A (ko) 산성가스 처리장치용 흡수탑
US20230130721A1 (en) Intensified carbon capture using building infrastructure
CN219897602U (zh) 一种污水处理厂生化反应池废气回收装置
JP7442137B2 (ja) ガス回収装置、及びガス回収方法
JP2009189929A (ja) ガス分離方法及びガス分離装置

Legal Events

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