KR102430685B1 - 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치 - Google Patents

용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치 Download PDF

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이승종
이재용
윤덕규
김혜수
방기철
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고등기술연구원연구조합
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Abstract

본 발명은 원통형의 관으로, 일측면에 가스의 유입을 위한 가스유입구, 타측면에는 유입된 가스가 배출되는 가스배출구, 관 내부 및 상기 가스유입구 하단에 위치하여 유입된 가스와 반응시켜 황화수소를 제거하기 위한 철킬레이트 수용액을 분사하는 수용액분사수단 및 상기 철킬레이트수용액이 하방으로 배출될수 있도록 하부는 뚫린 형태인 반응관, 상기 반응관은 동일한 형태 병렬구조로 다단 배치되며, 다단 배치 시 상기 가스유입구와 병렬로 배치된 타관의 가스유입구를 연결하는 가스이동관을 포함하고, 상기 다단 배치된 반응관 하부에는 상기 반응에 사용된 철킬레이트수용액이 모이도록 한 개의 저장공간 형태인 수용액배쓰, 상기 수용액배쓰의 상부는 상기 다단 배치된 반응관과 연결되어 있고, 하부는 하나의 수용액배출관을 포함하고, 상기 수용액배출관을 통해 배출되는 사용된 철킬레이트수용액을 저장하기 위한 수용액저장조, 상기 수용액저장조에 저장된 사용된 철킬레이트수용액을 재생시키기 위해 수용액재생조, 상기 수용액저장조에서 상기 수용액재생조로 사용된 철킬레이트수용액을 이동시키기 위해 연결되는 제1연결관을 포함하고, 상기 수용액재생조에서 재생된 철킬레이트수용액을 상기 반응관의 분사수단으로 공급하기 위한 제2연결관 및 펌프를 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치를 제공한다.

Description

용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치{High concentration hydrogen sulfide removal device in solution bath type}
본 발명은 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 흡수제의 소모량이 낮고 접촉효율이 증가된 고농도 황화수소 제거장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 본 발명은 석유코크스의 가스화를 통해서 생성된 일산화탄소를 포함하는 가스 및 스팀을 포함하는 반응가스를 공급하여 고온촉매 및/또는 저온촉매와 반응시켜 수소로 전환시킨 합성가스를 만들기 위하여 철 킬레이트(iron chelate) 수용액을 이용하는 공정으로 철 킬레이트와 접촉시켜 합성가스 내에 있는 고농도 황화수소(H2S)를 제거함으로써, 황(S)으로 직접 회수할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치에 관한 것이다.
21세기 주요 에너지원은 천연가스, 전기, 초청정 연료유와 더불어 수소가 대세로서 재생가능에너지원 전기와 CO2의 고부가가치 가스화/연료화가 부각되고 있고 청정하면서 사용이 용이한 가스/액체연료유 사용 확대가 예상되며 특히 수소 에너지원을 저렴하게 확보하여야 할 필요성이 크지만 아직 경제성 미확보로 기술개발과 실증이 요구되고 있다.
황화수소는 독성을 지니고 부식을 일으키는 가스로서, 자연적으로 발생하거나 산업 활동에 의해 발생된다. 황화수소는 인류의 생존에 필요한 공정 예컨대, 에너지 생산을 위한 석유 정제, 하수 처리를 위한 혐기 소화 과정 중에 다량으로 발생된다. 현재 연간 황화수소 발생량은 전 세계적으로 250만 톤으로 추산되며 계속적으로 증가할 것으로 예상되므로 황화수소를 효과적으로 제거하는 기술을 확보하는 것이 중요하다.
황화수소를 제거하는 방법 중 널리 알려진 방법 중 하나는 EDTA가 결합된 2가철/3가철의 산화환원 방법을 이용하는 것으로, 상온 및 상압에서 가능하며 유황을 부산물로 얻을 수 있다는 장점이 있다. 일반적으로, EDTA가 결합된 철을 이용하는 공정은 크게 두 가지 세부 공정, 1) 흡수·산화 공정과 2) 재생 공정으로 나뉘어져 있다. 첫째로, 흡수·산화 공정에서는 기체 상태의 황화수소가 EDTA 가 결합된 3가철 용액 속에 흡수된 뒤, 3가철에 의해 산화되어 유황이 되는 단계이다. 이와 동시에, 3가철은 황화수소로부터 전자를 받아 2가철로 환원된다.
두 번째 단계인 재생공정에서는, 환원된 2가철이 공기 폭기에 의해 산화되어 3가철로 재생되는 단계이다. 재생된 3가철은 다시 흡수·산화 공정에 투입되므로, EDTA 가 결합된 철은 이론적으로는 손실되지 않고 계속 사용될 수 있다. 그러나 철-EDTA 화합물을 이용한 기존 공정의 가장 심각한 문제점은 EDTA의 분해이다. 재생 공정 시 폭기에 의해 배출된 산소가 2가 철을 산화하는 과정에서 히드록실 라디칼이 형성되며, 히드록실 라디칼이 EDTA를 분해하는 것이다. 분해된 EDTA는 최종적으로 글리신 등으로 변환되며, EDTA가 분해되기 때문에 남아있는 철 입자들은 황화수소와 반응하여, FeS 등의 앙금 침전을 형성하고 전체 공정의 성능 저하를 야기한다. 폭기 중 생긴 히드록실 라디칼을 제거하기 위해, 티오황산나트륨 등의 라디칼 제거제를 투입함으로써 EDTA의 양을 보존하는 방법이 사용되어 왔으나, 근본적으로 EDTA의 분해를 해결한 공정은 아직 전 세계적으로 발견되지 않은 상황이다. 따라서 EDTA의 분해를 근본적으로 해결하는 황화수소의 제거 공정이 요구되는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 황화수소 제거공정에서 철-EDTA를 이용하고 연료전지 시스템을 도입할 경우에 황화수소를 제거함과 동시에 연료전지를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있으며, EDTA의 분해를 해결함과 동시에 철-EDTA의 재생이 동시에 이루어 질 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
현재 인류가 가장 많이 사용하는 에너지인 화석연료는 그 매장량이 제한되어 있고, 연소 시 일산화탄소, 이산화탄소, 황 및 질소 산화물 등의 온실가스 방출로 인해 지구 온난화를 유발시킨다. 따라서 화석연료를 대체할 수 있는 청정에너지원에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 그 중 유기성 폐자원을 활용한 바이오가스가 주목받고 있다.
바이오가스를 고부가가치 상품인 합성석유, 전력, 메탄으로 전환하기 위해 고온 고압조건에서 바이오가스와 산소, 스팀을 반응시키는 가스화 반응으로 합성가스 H2와 CO가스를 생산한 후 Fischer-Tropsh 공정 및 가스엔진 등의 다양한 후속공정에 주입하여 전환한다. 그러나 유기성 폐자원을 활용한 바이오가스는 불순물(H2S, NH3, H2O)이 포함되어 있으며, 이 중 황화수소는 리포밍 공정에서 사용되는 Ni 소재 촉매와 F-T공정에서 사용되는 Fe, Co 소재 촉매의 H2S에 의한 피독과 성능저하를 초래한다. 따라서 황화수소에 의한 리포밍 공정 및 F-T 공정 촉매의 피독과 성능저하를 방지하기 위해 H2S 농도가 10ppb 이하 수준으로 유지해야 하며, 바이오가스 내 황화수소의 고도정제 공정의 개발은 필수적이다.
현재 일반적으로 일반적으로 황화수소를 제거하는 공정은 제오라이트, 산화철 분말, 첨착활성탄 등을 이용한 고체흡착제를 이용하는 방법, 클라우드 공정, 아민흡수공정, 암모니아흡수공정, 알카리염 흡수공정, 미생물 및 효소를 이용한 공정, 액상촉매 산화환원법 등으로 분류할 수 있다. 그러나 기존 공정들은 대형화 설비, 흡착 및 흡수능 저하, 긴 제거시간 등의 단점이 있으며, 바이오가스 내 황화수소를 10ppb 이하까지 제거하기 어렵다.
대한민국 공개특허 2011-0120759호는 황화수소 흡수제에 관한 것으로, 3급 알카놀아민에 반응활성화제로 헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등을 사용한 황화수소 흡수제를 개시한다. 그러나 이는 종래의 산성가스 흡수제로 사용되는 아민계 흡수제로 흡수제 열화, 장치의 부식 등의 문제점이 있다. 따라서 작은 규모의 장치로 설치가 용이고 황화수소를 최대로 제거할 수 있는 바이오가스 정제 방법이 필요하다.
특히, 수소의 생산방향 측면에서 화석연료인 중유, 천연가스를 개질하거나 제철소 또는 정유화학 공정중에서 발생하는 부생수소를 에너지원으로 하는 그레이(Gray) 수소 기술, 미활용에너지원인 저급석탄, 석유코크스, 바이오매스, 폐기물등을 이용하여 합성가스를 생산하고 이를 개질하여 수소를 생산하는 블루(Blue) 수소 기술 및 재생가능한 에너지원을 이용하여 물이 전기분해를 통해 수소를 생산하는 그린(Green) 수소 기술로 통상적으로 분류할 수 있다.
이에 실증화 단계가 아닌 그린 수소 기술로 진입하기 전에 시장에서 요구하는 수소생산을 위한 블루수소 기술의 개발은 필요할 것으로 판단되며, 수소생산 플랜트 및 합성가스 플랜트 시장의 지속 성장이 예상되고 장기적으로는 수소 플랜트, 단기적으로는 청정합성가스 플랜트가 해외수출 플랜트 시장에서 핵심분야로 판단되며 국내의 경우 자체 합성가스 시장도 크고 수소도시, 수소연료전지자동차 등 수소시장이 급속 성장할 것으로 예상되고 있으므로 실증, 사업화, 해외수출, 국부창출의 플랜트 기술투자 정책에 적합한 분야로 판단된다.
본 발명의 석유코크스 수소생산을 위한 플랜트와 관련된 기술은 다수의 융합기술을 통해 달성될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-2317351 호에서는 케이스 내부에 미세입자가 함유된 배출수를 유입하기 위해 배출수유입배출부가 개방되고, 유입을 원활하게 하기 위해 여과수배출부 및 탈수배출부가 개방되는 배출수유입단계, 상기 배출수의 유입이 완료되면 상기 탈수배출부는 폐쇄되고, 지속적으로 상기 배출수유입배출부는 배출수를 유입하고, 여과수배출부는 여과된 배출수를 배출하기 위해 개방되어 있는 여과단계, 상기 여과단계가 정지되면서, 상기 배출수유입배출부를 통해 배출수를 통해 배출되고, 여과수배출부는 폐쇄되며, 탈수배출부는 개방되어 있는 여과정지단계, 상기 여과정지단계에서 배출수가 모두 배출된 후, 상기 필터여과부의 회전을 통해 필터여과부의 미세입자의 탈수를 위해 탈수배출부만 개방되어 있는 탈수운전단계, 상기 탈수운전단계가 정지되면, 필터여과부 내측에 위치한 미세입자의 탈리를 위해 미세입자탈리부 및 고압분사노즐부가 상하 운전하면서, 필터여과부는 회전운전하는 필터여과부재생단계 및 상기 필터여과부재생단계에서 탈리된 미세입자를 이송, 저장 및 배출하는 미세입자배출단계로 운전되는 미세입자 여과 장치에 관한 것이다. 대한민국 등록특허공보 제10-2316734호에서는 케이스(100); 상기 케이스 내부에 수직으로 형성된 복수의 채널(200); 상기 채널 사이에 위치하며 다공성 촉매부가 부분적으로 형성된 촉매투과부(300); 상기 케이스의 측면으로 유입되는 반응가스 유입부(400); 및 상기 채널로 열교환을 위하여 유체가 이동하도록 형성된 적어도 2개의 헤더부(500);를 포함하되, 상기 복수의 채널은 1개 이상의 환형으로 상기 케이스의 중심축을 중심으로 환형부(210)가 형성되며, 상기 환형부로 형성된 복수의 채널 사이에 접하면서 상기 촉매투과부가 형성되고, 상기 환형부(210)에는 최외곽환형부(211)의 양 끝단에 상기 케이스의 상하부의 사이에 상기 유입되는 반응가스의 내부 순환 및 균일 분산을 유도하기 위한 유동부재(213) 및 단면이 원형인 채널형부재(214)가 형성된 것을 특징으로하는 촉매투과부를 포함하는 수성가스전환 등온 촉매 반응장치가 개시되어 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-2316737호에서는 본 발명은 원통형의 반응기 케이스, 상기 케이스 중심부에 위치하고 유체가 이동가능한 중심튜브, 상기 케이스 상부에 연결되어 내부로 유체가 공급되도록 하는 유체공급부, 상기 유체공급부를 통해 공급된 유체의 촉매 반응을 위해 복수개로 분할된 구획으로 형성 되어있으며, 하나의 구획은 상단, 중단, 하단으로 형성되어, 유체가 이동할 수 있도록 상단 및 하단만 개방되어 있고, 중단 및 하단 일측에 촉매를 포함하는 형태인 제1촉매층, 상기 제1촉매층에 포함되며 유체공급부를 통해 공급된 유체가 상기 제1촉매층의 상단으로 이동시키는 제1분배부, 상기 제1촉매층에 포함되며 제1분배부에 의해 분배된 유체가 제1촉매층의 촉매를 통해 촉매반응 후 하단을 통해 다른 구획의 유체와 상기 중심튜브에서 합류되도록 이동시키는 제1합류부, 상기 케이스 하부에 연결되어 제1합류부를 통해 중심튜브로 이동된 외부로 배출되도록 하는 유체배출부, 상기 유체공급부 일측에 위치하여 냉각수를 배출하는 냉각수배출부 및 상기 유체배출부 일측에 위치하여 냉각수를 공급하는 냉각수공급부를 포함하는 수성 가스 전환 반응기가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2313690호에서는 본 발명의 원천 발명으로써 석유코크스의 가스화를 통해서 생성된 일산화탄소를 포함하는 가스 및 스팀을 포함하는 반응가스를 공급하여 고온촉매 및/또는 저온촉매와 반응시켜 수소로 전환시킨 합성가스를 만들기 위하여 철 킬레이트(iron chelate) 수용액을 이용하는 공정으로 철 킬레이트와 합성가스를 병류로 접촉시켜 합성가스 내에 있는 고농도 황화수소(H2S)를 제거하므로써, 황(S)으로 직접 회수할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 흡수제의 소모량이 낮고 접촉효율이 증가된 고농도 황화수소 제거장치에 관한 것으로 합성가스가 유입되어, 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 연속된 U자관 형태의 복수의 반응관(100); 상기 반응관의 최상부와 각각 연결되어 철 킬레이트 수용액을 공급하는 공급관(200); 상기 공급관과 연결되는 상기 반응관 최상부의 내부로 각각 형성된 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 가압분사노즐(110); 상기 반응관의 최하부 각각에 형성된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 배출관(210); 상기 복수의 배출관이 개별적으로 연결된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 저장하는 수위조절조(300); 상기 수위조절조로부터 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시켜 기
포 유동화를 통해 철 킬레이트 수용액을 재생하는 재생조(400); 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 침전시켜 철 킬레이트 수용액과 분리하는 침전조(500); 및 상기 침전조에서 철 킬레이트 수용액을 상기 공급관으로 공급 및 저장하기 위한 저장조(600);를 포함하며, 상기 복수의 반응관 사이에는 상기 합성가스의 유속을 급격하게 낮추고 상기 철 킬레이트 수용액의 소모량을 줄이면서 접촉 효율을 증대시키기 위한 직각삼각형 형태의 정전분무반응기(700);를 추가로 포함하는 석유코크스 합성가스 내 고농도 황화수소를 연속적으로 제거하는 장치를 개시하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2313692호는 본 발명의 원천 발명으로써 합성가스가 유입되어, 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 형성된 U자관 형태의 반응관(100); 상기 반응관의 전단에 형성된 철 킬레이트 수용액이 분사되어 용매 커튼막이 형성되는 주반응관(200); 상기 주반응관의 최상부와 상기 반응관과 연결되어 상기 철 킬레이트 수용액을 공급하는 공급관(300); 상기 공급관과 연결되는 상기 주반응관 내부로 각각 형성된 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 복수의 제1가압분사노즐(210); 상기 주반응관의 최하부 형성되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 복수의 배출관(220); 상기 복수의 배출관이 개별적으로 연결된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 저장하는 수위조절조(400); 상기 수위조절조로부터 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시켜 기포 유동화를 통해 철 킬레이트 수용액을 재생하는 재생조(400); 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 침전시켜 철 킬레이트 수용액과 분리하는 침전조(500); 및 상기 침전조에서 철 킬레이트 수용액을 상기 공급관으로 공급 및 저장하기 위한 저장조(600);를 포함하며, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 길이방향(RL)으로 상기 배출관 형성위치를 기준으로 복수개 형성될 수 있으며, 상기 주반응관의 단면방향(RC)으로 동일단면상에 복수개 형성되고, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 동일단면상의 상부단면선(RCU)을 기준으로 180도 영역에 10도 내지 25도의 간격으로 형성되며, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 길이방향(RL)으로 상기 주반응관의 동일단면상의 상부단면선(RCU)을 기
준으로 형성 각도를 변경하면서 형성되고, 배출관이 형성된 상기 반응관의 최하부는 소정량의 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 잔존하도록 상기 수위조절조에서 수위를 조절하며, 상기 주반응관의 후단에 연통되어 형성되는 상기 반응관의 수직방향의 소정위치에 형성되는 복수의 제2가압분사노즐(110);을 포함하고, 상기 반응관의 최하부에 형성되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 반응관배출관(120); 을 포함하는 용매 커튼 막을 이용한 고농도 황화수소 제거 장치가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2300741호에서는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 롤벤딩된 파이프 또는 캡 중 어느 하나 이상의 용접대상물, 상기 용접대상물을 용접하기 위한 프레임으로 형성된 작업대, 상기 작업대 상면 일측에 위치하여 상기 용접대상물의 용접을 위한 용접부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 위치하여 용접 대상인 캡을 고정하기 위한 캡고정부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 위치하여 용접 대상인 롤벤딩된 파이프를 고정하기 위한 파이프고정부, 상기 작업대 상면 상기 캡고정부 및 파이프 고정부 사이에 위치하여, 상기 용접부를 통해 상기 용접대상물이 용접될 때, 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하는 에어가 분사되는 에어쿨링부를 포함함하는 롤벤딩 용접장치를 개시하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2351661호에서는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 캠 및 파이프의 버핑을 위한 장치에 관한 것으로, 캡 또는 파이프인 버핑대상물, 상기 버핑대상물의 버핑 작업을 수행하기 위해 프레임으로 형성된 작업대, 상기 작업대 상면 일측 프레임에 설치되어 버핑대상물을 고정하는 고정부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 설치되어 상기 고정부에 고정된 버핑대상물의 내부를 버핑하기 위한 내부버핑부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 설치되는 제2레일을 포함하고, 상기 제2레일에 위치하여 상기 고정부의 고정된 버핑대상물의 외부를 버핑하기 위한 외부 버핑부를 포함하는 버핑을 위한 장치를 개시하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2292411호에서는 석유코크스 가스화공정에서 생산된 합성가스를 공급하는 원료가스 공급부(10); 공급수를 공급하는 워터 공급부(20); 상기 워터 공급부(20)에 공급된 공급수를 이용하여 과열스팀을 안정적으로 생산하는 스팀발생기(100); 상기 공급부(10)에서 공급되는 원료가스와 상기 스팀발생기(100)에서 생산되는 스팀을 이용하여 제1온도조건에서 수소를 포함하는 제1가스를 생성하고, 이를 배출하는 고온반응기(210); 상기 고온반응기(210)에서 배출되는 중간생산물과 상기 스팀발생기(100)에서 생산되는 스팀을 이용하여 제2온도조건에서 고농도 H2를 포함하는 제2가스를 생성하고 이를 배출하는 저온반응기(220); 및 상기 제2가스 내 수소를 분리하는 수소분리기(400);를 포함하고, 상기 스팀발생기(100)는 다단 스팀생산부를 포함하고, 상기 저온반응기(220)에서 배출되는 제2가스를 이용하여 상기 워터 공급부(20)에서 공급되는 공급수를 예열하고, 상기 예열된 공급수는 상기 스팀발생기(100)의 제1스팀생산부(101)에 공급되어 제1스팀을 생산하고, 이를 스팀
드럼(110)으로 공급하며, 상기 스팀드럼(110) 내의 혼합스팀의 일부는 상기 스팀발생기(100)의 제2스팀생산부(102)에 공급되어 제2스팀을 생산하고, 이를 상기 스팀드럼(110)에 순환 공급되며, 상기 스팀드럼(110) 내의 혼합스팀의 일부는 상기 스팀발생기(100)의 제3스팀생산부(103)에 공급되어 제3스팀을 생산하여 상기 고온반응기(210) 및 상기 저온반응기(220)에 공급하는 과열 스팀을 안정적으로 생산하는 것을 특징으로 하는 고순도 수소생산 시스템이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-22922426호에서는 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서, 상기 합성가스가 공급배관(100)을 통해 상기 합성가스 중 수소를 제외한 성분들을 선택적으로 흡착할 수 있는 복수의 제1흡착제가 충진된 제1흡착탑(110) 또는 제2흡착탑(120)을 통과하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 경유하여 고순도로 정제된 수소는 수소배관(130)을 통해 수소 저장조(140)에 포집되는 제2단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑 중 상기 제1테일가스로 포화된 제1흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑의 제1테일가스배관(150)상에 형성된 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 흡착탑에서 제1테일가스를 분리하여 세정되는 제3단계; 상기 제3단계에서 분리된 상기 제1테일가스는 상기 제1진공펌프 후단에 형성된 가스드라이어(200)를 통과하면서 수분을 제거한 제2차테일가스를 배출하는 제4단계; 상기 제4단계의 상기 가스드라이어를 통과한 상기 제2테일가스는 제2테일가스배관(210)을 통해 상기 제2차테일가스 중 이산화탄소를 흡착할 수 있는 제2흡착제가 충진된 제3흡착탑(220) 또는 제4흡착탑(230)을 통과하는 제5단계; 상기 제5단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑을 경유하여 흡착되지 않은 상기 제2테일가스는 순환배관(240)을 통해 상기 가스드라이어로 순환공급되는 제6단계; 상기 제6단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑 중 이산화탄소로 포화된 상기 제2흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 제2테일가스의 상기 가스드라이어로의 순환공급을 중지하고 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑의 제3테일가스배관(250)상에 형성된 제2진공펌프(260)에 의해서 상기 흡착탑에서 상기 이산화탄소를 분리하여 세정되는 제7단계; 및 상기 제7단계어서 분리된 상기 이산화탄소는 상기 제2진공펌프 후단의 이산화탄소 배관(280)을 통해 이산화탄소저장조(290)에 저장되는 제8단계;를 포함하며, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa이며, 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa이고, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa이며, 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa인 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 흡착과정 중 수소회수율이 떨어지는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0064275호는 킬레이트(iron chelate) 수용액을 이용하는 공정으로 철 킬레이트와 합성가스를 병류로 접촉시켜 합성가스 내에 있는 고농도 황화수소(H2S)를 제거하므로써, 황(S)으로 직접 회수할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템에 대한 기술이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1543322호는 (a) 황화수소를 3가철-EDTA 수용액에 흡수시켜 3가철-EDTA를 환원시키고, 황화수소를 유황으로 산화시키는 흡수산화 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 환원된 2가철-EDTA를 연료전지에 투입하여 전기화학적으로 산화시켜 전기를 생산함과 동시에 3가철-EDTA를 재생하는 단계; 및
(c) 상기 재생된 3가철-EDTA를 상기 (a) 단계에 투입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 황화수소 제거방법을 개시하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2215310호는 철킬레이트 수용액이 저장된 약액저장조(10); 상기 약액저장조(10)에 유통관(11)을 개재하여 유통가능하게 상기 약액저장조(10) 위에 탑재되고, 하수처리장에서 발생하는 고농도의 황화수소를 함유한 피처리 악취가스를 팬에 의해 상승기류로 하여 공급받는 반응탑(20); 상기 약액저장조(10)에 저장된 철킬레이트 수용액을 상기 반응탑(20)에 공급하는 철킬레이트공급펌프(30); 상기 반응탑(20)에서 철킬레이트 수용액과 상기 피처리 악취가스와의 반응액을 자연낙하게 의해 공급받아 공급된 반응액에 폭기처리하는 재생조(40); 상기 재생조(40)에서 월류된 반응액을 공급받아 반응액에 함유된 황화합물을 침전처리하는 침전조(50); 상기 침전조(50)에서 침전된 황화합물을 도시되지 않은 슬러지펌프를 통하여 공급받아 탈수처리하는 탈수기(60); 상기 침전조(50)에서 상등수로서 떠 있는 철킬레이트 수용액을 약액저장조(10)에 공급하는 디캔터(70); 및 상기 반응탑(20)에서 배출구(21a)를 통하여 배출되는 여과가스와 열교환하여 발생한 응축수를 응축수 배출라인(81)을 경유하여 상기 재생조(40)에 공급하는 열교환기(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 황화수소를 제거하기 위한 철킬레이트 탈취기를 제공한다.
기존의 상용화된 클라우스(Claus) 공정은 액상 흡수제를 사용하므로 2차 액상폐기물이 발생하며, 테일 가스(tail gas)에서 황화수소와 이산화황이 동시에 발생하여 이를 다시 수소화 공정을 통해 흡수 및 재순환함에 따라 테일 가스 처리에 여러 반응 단계를 거쳐야 하여 공정이 복잡하여 운전의 용이성과 장치 설치 비용이 큰 단점이 있다.
건식탈황기술은 건식 탈황기술은 현재 국내에서 유동층의 흡수-재생반응기로 구성되며, 합성가스 내의 황화수소와 황화-카르보닐(COS)을 이산화황으로 전환하여 회수하는 공정을 파일럿 규모에서 수행하고 있고, 유동층을 사용할 경우 대형화에 유리한 장점을 가지고 있으나, 탈황제의 성형, 강도, 흡수능의 제한을 가지며, 재생반응기의 배출가스가 산소를 포함하므로, 후단의 황 회수 공정에서 수소를 이용하기 위해서는 폭발방지를 위하여 일산화탄소가 일부 포함된 합성가스를 공급해야 하며 재생에 열에너지가 추가로 필요한 단점이 있다.
또한, 철킬레이트를 이용하여 종래의 방법인 U자 형태의 스크러버로 황화수소를 제거할 경우 각 U자형 하단부에 용매를 배출시키는 버퍼 탱크를 각각 설치하여 사용하여야하며, 황화수소의 농도가 높을 경우 U자형 스크러버의 사용개수가 증가하게 되며 이에 따라 버퍼탱크의 사용개수도 증가하여 설비 제작비가 비례적으로 증가할 수 밖에 없다.
대한민국 등록특허공보 제10-2351661호 대한민국 등록특허공보 제10-2317351호 대한민국 등록특허공보 제10-2316734호 대한민국 등록특허공보 제10-2316737호 대한민국 등록특허공보 제10-2313690호 대한민국 등록특허공보 제10-2313692호 대한민국 등록특허공보 제10-2300741호 대한민국 등록특허공보 제10-2292411호 대한민국 등록특허공보 제10-2292426호 대한민국 공개특허공보 제2015-0064275호 대한민국 등록특허공보 제10-1543322호 대한민국 등록특허공보 제10-2215310호
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 종래 철킬레이트를 이용한 U자 형태의 스크러버로 황화수소를 제거할 경우 각각의 버퍼 탱크가 설치되어야 하는 설비크기 및 설치비용이 증대될 수밖에 없는 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 원통형의 관으로, 일측면에 가스의 유입을 위한 가스유입구, 타측면에는 유입된 가스가 배출되는 가스배출구, 관 내부 및 상기 가스유입구 하단에 위치하여 유입된 가스와 반응시켜 황화수소를 제거하기 위한 철킬레이트 수용액을 분사하는 수용액분사수단 및 상기 철킬레이트수용액이 하방으로 배출될수 있도록 하부는 뚫린 형태인 반응관, 상기 반응관은 동일한 형태 병렬구조로 다단 배치되며, 다단 배치 시 상기 가스유입구와 병렬로 배치된 타관의 가스유입구를 연결하는 가스이동관을 포함하고, 상기 다단 배치된 반응관 하부에는 상기 반응에 사용된 철킬레이트수용액이 모이도록 한 개의 저장공간 형태인 수용액배쓰, 상기 수용액배쓰의 상부는 상기 다단 배치된 반응관과 연결되어 있고, 하부는 하나의 수용액배출관을 포함하고, 상기 수용액배출관을 통해 배출되는 사용된 철킬레이트수용액을 저장하기 위한 수용액저장조, 상기 수용액저장조에 저장된 사용된 철킬레이트수용액을 재생시키기 위해 수용액재생조, 상기 수용액저장조에서 상기 수용액재생조로 사용된 철킬레이트수용액을 이동시키기 위해 연결되는 제1연결관을 포함하고, 상기 수용액재생조에서 재생된 철킬레이트수용액을 상기 반응관의 분사수단으로 공급하기 위한 제2연결관 및 펌프를 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치를 제공한다.
또한, 상기 반응관에서 분사되는 철킬레이트수용액은 Fe+3이고, 황화수소 제거를 위한 반응을 마친 철킬레이트수용액은 Fe+2일 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 하나 이상의 가압분사노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 가스의 진행방향을 따라 하방으로 분사될 수 있다.
또한, 상기 수용액배쓰는 상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액이 상기 반응관의 가스배출구보다 수위를 낮게 유지하도록 수위감지수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수위감지수단은 상기 수용액분사수단의 제어를 위한 수단으로 이용될 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단을 제어하기 위한 분사제어수단을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액배출관으로 연결되는 수용액배쓰부와 상기 수용액저장조 사이에는 사용된 철킬레이트수용액이 상기 수용액배쓰에 잔존하도록 수위를 조절하는 수위조절조를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1연결관은 밸브 및 상기 밸브를 제어하기 위한 밸브제어수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 에어공급수단을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 반응관에 유입되는 가스에 함유된 황화수소 농도를 확인하기 위한 황화수소농도감지기를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 황화수소농도감지기를 통해 확인된 농도에 따라 상기 수용액분사수단에서 분사되는 철킬레이트 수용액의 분사량이 조절될 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조 후단에는 철킬레이트수용액 재생 후 분리된 황화수소를 침전시키기 위해 침전조를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액을 확산시키기 위한 콘 형태의 확산부재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 유입밸브 및 배출밸브를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 pH는 8 내지 11일 수 있다.
또한, 상기 수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 온도는 20℃ 내지 60℃일 수 있다.
또한, 상기 가스유입구 일측에는 유입량을 조절하기 위한 댐퍼를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스유입구 일측에는 유입되는 배가스의 접촉면적을 높이기 위해 와류 형성을 위한 공기분사장치를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 수용액배쓰 또는 반응관 중 어느 하나 이상에 pH농도감지센서, 온도센서를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 철킬레이트 수용액을 이용한 황화수소 제거에 관한 것으로, 고농도 황화수소를 제거시 Bath 형태로 사용된 용매를 배출시켜 설비 제작비를 최소화할 수 있다.
또한, 용매는 가스의 진행방향으로만 분사하여 철킬레이트의 소실을 최소화하고, 스크러버의 제작비도 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예로 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 반응관 부분을 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예로 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 용액 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 반응관 부분을 나타낸 것이다.
본 발명은 원통형의 관으로, 일측면에 가스의 유입을 위한 가스유입구(110), 타측면에는 유입된 가스가 배출되는 가스배출구(120), 관 내부 및 상기 가스유입구 하단에 위치하여 유입된 가스와 반응시켜 황화수소를 제거하기 위한 철킬레이트 수용액을 분사하는 수용액분사수단(130) 및 상기 철킬레이트수용액이 하방으로 배출될수 있도록 하부는 뚫린 형태인 반응관(100), 상기 반응관은 동일한 형태 병렬구조로 다단 배치되며, 다단 배치 시 상기 가스유입구와 병렬로 배치된 타관의 가스유입구를 연결하는 가스이동관(140)을 포함하고, 상기 다단 배치된 반응관 하부에는 상기 반응에 사용된 철킬레이트수용액이 모이도록 한 개의 저장공간 형태인 수용액배쓰(200), 상기 수용액배쓰의 상부는 상기 다단 배치된 반응관과 연결되어 있고, 하부는 하나의 수용액배출관(210)을 포함하고, 상기 수용액배출관을 통해 배출되는 사용된 철킬레이트수용액을 저장하기 위한 수용액저장조(300), 상기 수용액저장조에 저장된 사용된 철킬레이트수용액을 재생시키기 위해 수용액재생조(400), 상기 수용액저장조에서 상기 수용액재생조로 사용된 철킬레이트수용액을 이동시키기 위해 연결되는 제1연결관(500)을 포함하고, 상기 수용액재생조에서 재생된 철킬레이트수용액을 상기 반응관의 분사수단으로 공급하기 위한 제2연결관(600) 및 펌프(700)를 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치(10)를 제공한다.
또한, 상기 반응관에서 분사되는 철킬레이트수용액은 Fe+3이고, 황화수소 제거를 위한 반응을 마친 철킬레이트수용액은 Fe+2일 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 하나 이상의 가압분사노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 가스의 진행방향을 따라 하방으로 분사될 수 있다.
또한, 상기 수용액배쓰는 상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액이 상기 반응관의 가스배출구보다 수위를 낮게 유지하도록 수위감지수단을 포함할 수 있으며, 상기 수위감지수단은 반응관과 수용액배쓰가 연결되는 위치에 설치될 수 있으며, 상기 가스배출구보다는 낮은 곳에 위치할 수 있다.
또한, 상기 수위감지수단은 상기 수용액분사수단의 제어를 위한 수단으로 이용될 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단을 제어하기 위한 분사제어수단을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액배출관으로 연결되는 수용액배쓰부와 상기 수용액저장조 사이에는 사용된 철킬레이트수용액이 상기 수용액배쓰에 잔존하도록 수위를 조절하는 수위조절조(900)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1연결관은 밸브(800) 및 상기 밸브를 제어하기 위한 밸브제어수단(1000)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 에어공급수단(1100)을 추가로 포함할 수 있으며, 에어공급수단에는 에어공급을 위한 복수개의 노즐 또는 분사구가 포함되어 있다.
또한, 상기 노즐 또는 분사구를 통해 에어공급을 위한 가압수단을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 에어공급수단은 철킬레이트수용액의 재생효율을 높이기 위해 와류를 형성할 수 있도록 와류형성부재 또는 공급되는 에어의 확산을 위한 확산부재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단은 반응관에 유입되는 가스에 함유된 황화수소 농도를 확인하기 위한 황화수소농도감지기를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 황화수소농도감지기를 통해 확인된 농도에 따라 상기 수용액분사수단에서 분사되는 철킬레이트 수용액의 분사량이 조절될 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조 후단에는 철킬레이트수용액 재생 후 분리된 황화수소를 침전시키기 위해 침전조를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 침전조는 상기 수용액재생조보다 낮은 위치에 위치할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액을 확산시키기 위한 콘 형태의 확산부재를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 유입밸브 및 배출밸브를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 pH는 8 내지 11일 수 있다.
상기 철킬레이트수용액의 pH를 최대한 높게 유지함으로써 황화수소를 유황으로 빨리 전환되도록 할 수 있다.
상기 철킬레이트수용액의 pH가 8 미만인 경우 황화수소가 충분히 제거되지 못할 수 있으며, pH가 11을 초과하는 경우 철킬레이트가 침전되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 온도는 20℃ 내지 60℃일 수 있다.
또한, 상기 분사되는 철킬레이트수용액의 적절한 온도를 위해 제2연결관 또는 수용액재생조 중 어느 하나 이상에 열원을 공급하는 열원공급수단이 포함될 수 있다.
상기 철킬레이트수용액의 온도가 20℃ 미만인 경우 느린 반응속도로 인해 황화수소제거공정이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 온도가 60℃를 초과하는 경우 필요한 열 에너지의 공급을 위한 지나친 비용이 발생할 수 있다.
또한, 상기 밸브는 볼밸브, 체크밸브, 오리피스가 선택적으로 구성될 수 있음은 자명하다.
또한, 상기 기재되어 있지 않으나 가스 또는 수용액이 이동하는 전후 배관에는 공급밸브, 진공밸브, 회수밸브, 라인밸브가 형성될 수 있음은 자명하다.
또한, 상기 반응관 내부에 유입되어 있는 잔존가스량을 감지하기 위한 잔존가스감지센서를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스유입구 일측에는 유입량을 조절하기 위한 댐퍼를 추가로 포함할 수 있다.
상기 댐퍼는 반응관 내부의 잔존가스량과 연동되어 작동될 수 있다.
또한, 상기 가스유입구 일측에는 유입되는 배가스의 접촉면적을 높이기 위해 와류 형성을 위한 공기분사장치를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 수용액배쓰 또는 반응관 중 어느 하나 이상에 pH농도감지센서, 온도센서를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 작동을 위한 구성요소들의 제어를 위한 제어신호가 발생될 수 있으며, 상기 제어신호를 전달하기 위해 신호선 또는 구성요소 중 어느 하나 이상에 연결될 수 있다.
또한, 상기 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치의 작동 제어를 위해 내부 또는 외부 중 어느 하나 이상에 제어부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 유선 또는 무선 중 어느 하나의 신호를 전달받아 작동을 제어할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치
100: 반응관
110: 가스유입구
120: 가스배출구
130: 수용액분사수단
140: 가스이동관
200: 수용액배쓰
210: 수용액배출관
300: 수용액저장조
400: 수용액재생조
500: 제1연결관
600: 제2연결관
700: 펌프
800: 밸브
900: 수위조절조
1000: 밸브제어수단
1100: 에어공급수단

Claims (20)

  1. 원통형의 관으로, 일측면에 가스의 유입을 위한 가스유입구, 타측면에는 유입된 가스가 배출되는 가스배출구, 관 내부 및 상기 가스유입구 하단에 위치하여 유입된 가스와 반응시켜 황화수소를 제거하기 위한 철킬레이트 수용액을 분사하는 수용액분사수단 및 상기 철킬레이트수용액이 하방으로 배출될수 있도록 하부는 뚫린 형태인 반응관;
    상기 반응관은 동일한 형태 병렬구조로 다단 배치되며, 다단 배치 시 상기 가스유입구와 병렬로 배치된 타관의 가스유입구를 연결하는 가스이동관을 포함하고,
    상기 다단 배치된 반응관 하부에는 상기 반응에 사용된 철킬레이트수용액이 모이도록 한 개의 저장공간 형태인 수용액배쓰;
    상기 수용액배쓰의 상부는 상기 다단 배치된 반응관과 연결되어 있고, 하부는 하나의 수용액배출관을 포함하고,
    상기 수용액배출관을 통해 배출되는 사용된 철킬레이트수용액을 저장하기 위한 수용액저장조;
    상기 수용액저장조에 저장된 사용된 철킬레이트수용액을 재생시키기 위해 수용액재생조;
    상기 수용액저장조에서 상기 수용액재생조로 사용된 철킬레이트수용액을 이동시키기 위해 연결되는 제1연결관을 포함하고,
    상기 수용액재생조에서 재생된 철킬레이트수용액을 상기 반응관의 분사수단으로 공급하기 위한 제2연결관 및 펌프를 포함하고,
    상기 수용액분사수단은 반응관에 유입되는 가스에 함유된 황화수소 농도를 확인하기 위한 황화수소농도감지기를 추가로 포함하며,
    상기 황화수소농도감지기를 통해 확인된 농도에 따라 상기 수용액분사수단에서 분사되는 철킬레이트 수용액의 분사량이 조절되고,
    상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액을 확산시키기 위한 콘 형태의 확산부재를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응관에서 분사되는 철킬레이트수용액은 Fe+3이고, 황화수소 제거를 위한 반응을 마친 철킬레이트수용액은 Fe+2인 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수용액분사수단은 하나 이상의 가압분사노즐을 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용액분사수단은 가스의 진행방향을 따라 하방으로 분사되는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용액배쓰는 상기 수용액분사수단을 통해 분사되는 철킬레이트수용액이 상기 반응관의 가스배출구보다 수위를 낮게 유지하도록 수위감지수단을 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수위감지수단은 상기 수용액분사수단의 제어를 위한 수단으로 이용되는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용액분사수단을 제어하기 위한 분사제어수단을 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수용액배출관으로 연결되는 수용액배쓰부와 상기 수용액저장조 사이에는 사용된 철킬레이트수용액이 상기 수용액배쓰에 잔존하도록 수위를 조절하는 수위조절조를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결관은 밸브 및 상기 밸브를 제어하기 위한 밸브제어수단을 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 에어공급수단을 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수용액재생조 후단에는 철킬레이트수용액 재생 후 분리된 황화수소를 침전시키기 위해 침전조를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 수용액재생조는 철킬레이트수용액의 재생을 위해 유입밸브 및 배출밸브를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 pH는 8 내지 11인 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    수용액분사부를 통해 분사되는 철킬레이트수용액의 온도는 20℃ 내지 60℃인 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 가스유입구 일측에는 유입량을 조절하기 위한 댐퍼를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 가스유입구 일측에는 유입되는 배가스의 접촉면적을 높이기 위해 와류 형성을 위한 공기분사장치를 추가로 포함하는 용매 배쓰 형태의 고농도 황화수소 제거 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    수용액배쓰 또는 반응관 중 어느 하나 이상에 pH농도감지센서, 온도센서를 추가로 포함하는 용매 배쓰 고농도 황화수소 제거 장치.
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