KR102488740B1 - 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기가스 정화 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법에 관한 것이다. 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템은 열교환기, 탈황 반응 유닛, 제진 유닛 및 송풍기를 포함하고 열교환기는 미정화 배기가스관 및 정화 후 배기가스관을 포함하며, 미정화 배기가스관, 탈황 반응 유닛 및 제진 유닛은 순차적으로 연결되며, 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구는 정화 후 배기가스관의 입구에 연통되고, 정화 후 배기가스관의 출구는 송풍기에 연결된다. 본 발명은 코크스로 배기가스의 저온, 불연속의 특징에 기반하여, 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 열교환기에서 미정화 배기가스를 가열한 후, 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛에 보내 탈황 반응을 진행하여, 배출되는 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지를 저감할 수 있다.

Description

코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법
본 발명은 2018 년 11 월 26 일자로 중국 특허청에 제출된 출원 번호가 2018114191233 이고, 명칭이 “코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법”인 중국 특허 출원에 기초한 우선권을 주장한다.
본 발명은 배기가스 정화 기술분야에 관한 것으로서, 구체적으로, 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법에 관한 것이다.
중국의 《코코스 화학공업 오염물질 배출 기준》(GB16171-2012)（이하 "배출 기준"으로 약칭）에는 2015년 1월 1일부터, 일반 지역의 신설, 기존 코크스로에 대하여 석탄장입 및 코크스 압출시 발생되는 배기가스 중 SO2의 배출 농도의 한계치는 50mg/Nm3으로 규정되고, 특별 규제 지역에 대하여 30mg/Nm3으로 규정되어 있고, 개별 지역에 대하여 15mg/Nm3미만의 극저 배출 요구도 있는 것으로 규정되어 있다. 종래 코크스화 분야에서 안정적인 코크스로 배기가스에 선진적인 탈황 제진 프로세스를 갖춘 경우 만이 SO2 및 과립상 물질의 배출 기준의 요구를 만족시킬 수 있고, 석탄 장입, 코크스 배출, 코크스 건식 퀀칭으로 인한 저온, 불연속적인 배기가스에 대한 제진, SO2 정화는 아직 충분하고 확실한 프로세스가 없다.
코크스로 배기가스에 대한 실제 측정에 의하여, 코크스로 배기가스의 배출에는 아래와 같은 특징이 있는 것을 발견하였다.
（1） 주기성, 불연속성 특징을 가진다.
코크스로 프로세스는 로홀에 따라 작업하는 주기성 특징을 가지고, 로형에 따라 석탄 장입의 평균시간은 약 1.5min/로이고, 간격을 9~10분간씩 두며, 코크스 압출의 평균시간은 약 1min/로 이고, 간격을 9~10분간씩 두며, 코크스 건식 퀀칭의 평균 작업 시간은 약 1.5min/로이고, 간격을 9~10분간씩 둔다. 코크스로 석탄 장입, 코크스 압출 및 건식 퀀칭 작업 시, 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 비교적 높으나, 작업 완료 후 배기가스 중 SO2의 농도는 저하되어 공기의 기준까지 저하될수 있다. 따라서, 코크스로의 생산 과정에서 배기가스의 발생은 불연속성 특징을 가진다.
（2） 저온성 특징을 가진다.
코크스로 석탄 장입 또는 코크스 압출 작업 시, 배기가스의 온도는 40℃~100℃에 도달할 수 있고, 석탄 장입 또는 코크스 압출이 완료된 후, 배기가스의 온도는 상온으로 내려간다.
（3） SO2의 농도의 상승 속도가 빠르고, 피크치가 높다.
코크스로 석탄 장입 동작이 개시된 후, 제진 송풍기가 가동되어 고속으로 작동 되고, 배기가스 중의 SO2의 농도가 급속으로 상승되는바, 40s 내에 10mg/m3에서 250mg/m3로 상승되며, 마찬가지로, 코크스로 중 코크스 압출 과정에서의 SO2의 농도의 상승도 급속한바, 30s 내에 10mg/m3에서 150mg/m3로 상승한다. 이는, 배기가스에 수반하는 SO2의 발생은 주로 석탄 장입 및 코크스 압출 동작의 앞부분에 집중되고 발생 시간이 상대적으로 짧으며, 순간 농도가 높은 것을 설명한다.
（4） SO2의 농도의 하강속도가 느리다.
석탄 장입 및 코크스 압출 동작이 완료됨에 따라, 배기가스 중의 SO2의 농도가 점차적으로 하강한다. 제진 송풍기가 이미 저속으로 작동되고, 제진장치 앞측에 대량의 외부 공기가 혼입되어 있기 때문에, 제진 메인 관로 내의 기류의 유동성이 약해져, SO2의 농도의 하강이 느리다. 피크치로부터 최초의 10mg/m3로 하강하는데 약 60~120초가 필요된다. 전반 주기 내에 걸쳐, SO2의 농도는 약 80~100mg/m3이다.
（5） 코크스로 배기가스의 성분이 복잡하다.
코크스로 배기가스에는 분코크스 및 석탄 가루 등 분진이 함유되어 있고, 분진에 폭발성이 있는 성분도 있다.
（6） 코크스로 배기가스의 유동 속도가 빠르고 수송 거리가 짧다.
코크스로의 배기가스 제진 정화 시스템에 있어서, 배기가스의 유동 속도는 빠른것으로서, 약 20m/s~24m/s이고, 집합 관로내의 수송 거리가 일반적으로 약 10m~20m 좌우인 것으로서, 그 수송 거리가 짧다.
따라서, 코크스로 배기가스의 배출은 주기성, 불연속성 및 저온성 특징을 가지고,
SO2의 농도의 상승이 빠르고 피크치가 높으며, SO2의 농도의 하강이 느리고 코크스로 배기가스의 성분이 복잡하며, 코크스로 유동 속도가 빠르고 수송 거리가 짧은 등 특징이 있다.
강철 코크스화 기업 발전에 있어서, 코크스로 배기가스의 특징에 따라, 더욱 과학적이고 효율이 높은 배기가스 제진 정화 탈황 장치 및 방법에 대하여 도모하는 것은 필수적인 것이다.
본 발명은 상기를 감안하여 제기된 것이다.
본 발명의 목적은 예를 들어 코크스로 배기가스의 저온 및 불연속의 특징에 기반하여, 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 미정화 배기가스를 가열한 후, 탈황 반응 처리를 진행하여, 배출되는 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지를 저감하였고, 코크스로 배기가스의 온도가 낮으며, 탈황 에너지 소모가 높은 문제를 해결할 수 있는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 예를 들어 탈황 제진 효과가 우수하고, 에너지 소모가 낮으며, 대기 오염을 저감할 수 있는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템을 적용한 탈황 제진 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예은 다음과 같이 실현된다.
본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 열교환기, 탈황 반응 유닛, 제진 유닛 및 송풍기를 포함하고,
상기 열교환기는 미정화 배기가스관 및 정화 후 배기가스관를 포함하며,
상기 미정화 배기가스관, 상기 탈황 반응 유닛 및 상기 제진 유닛은 순차적으로 연결되며, 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구는 상기 정화 후 배기가스관의 입구와 연통되고, 상기 정화 후 배기가스관의 출구는 상기 송풍기와 연결된다.
코크스로 배기가스에 대한 실제 측정에 의해, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 압출 작업 시, 코크스로 배기가스의 온도가 40℃~100℃에 도달하나, 석탄 장입 또는 코크스 압출 완료 후, 배기가스의 온도가 상온으로 하강하는 것을 발견하였다. 본 발명은 코크스로 배기가스의 저온성 특징에 기반하여, 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 열교환기에 의해 미정화 배기가스를 가열한 후, 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛에 보낸 후 탈황 반응을 진행하여, 배출되는 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지를 저감할 수 있다.
바람직하게, 상술한 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 출구가 상기 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관의 입구에 연결되는 열풍로를 더 포함한다.
비록 열교환기에 의해 정화 후 배기가스가 가지고 있는 대부분 열을 정화 후 배기가스로부터 미정화 배기가스로 전이하여, 미정화 배기가스의 온도를 상승시킬 수 있으나, 시스템의 방열 등 열손실로 인해, 열교환기 및 탈황 반응 유닛의 온도가 점점 하강할 수 있다. 본 발명은 열풍로를 적용하여 상기 탈황 반응 유닛에 대하여 보열 처리를 진행하여, 정화 후 배기가스에 의한 열교환 시의 열 부족을 보완하고, 미정화 배기가스가 주기적으로 변화하여도 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템이 여전히 연속적으로 안정되게 작동되도록 확보할 수 있다.
바람직하게, 상기 열풍로의 입구는 상기 송풍기를 통해 상기 정화 후 배기가스관의 출구에 연결되거나, 또는 상기 열풍로의 입구는 상기 송풍기를 통해 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구에 연결된다.
본 발명은 송풍기를 통해 제진 후의 정화 후 배기가스를 직접 열풍로에 도입시켜 가열을 진행한 후, 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관에 보내 탈황 반응관의 온도를 상승시키고, 정화 후 배기가스에 대하여 가열하여 탈황 반응관에 보열을 진행함으로써, 정화 후 배기가스의 여열을 효과적으로 이용하고 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템이 시스템 온도 밸런스를 유지하도록 할 수 있고, 에너지를 저감할수 있다. 본 발명은 송풍기를 통해 정화 후 배기가스관에서 배출된 열교환을 거친 정화 후 배기가스를 열풍로에 도입시켜 가열을 진행한 다음, 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관에 도입시켜 탈황 반응관 내의 온도를 상승시킴으로써, 정화 후 배기가스의 여열을 효과적으로 이용할 수 있고, 에너지를 저감할 수 있으며, 저온의 정화 후 배기가스를 가열하는데 필요한 열이 보다 적어져 에너지를 보다 저감할 수 있다.
본 발명의 열풍로에 의한 가열은 석탄 가스와 같은 연료를 연소시켜 발생하는 열풍으로 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관에 대하여 보열 처리를 진행할 수 있고, 예를 들어 열풍로에서 적량의 석탄 가스를 연소하여 발생한 일정한 열을 가지는 열풍은 정화 후 배기가스와 혼합된 후 탈황 반응관에 도입되어, 탈황 반응 유닛의 온도를 확보하고, 미정화 배기가스와 정화 후 배기가스가 안정적으로 열교환할 수 있도록 한다.
바람직하게, 상기 송풍기는 인버터 송풍기이다.
본 발명은 인버터 송풍기를 적용하여, 코크스로 생산 과정에서 발생하는 배기가스의 불연속성의 특징에 기반하여, 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 미정화 배기가스 중 함유되는 SO2의 농도에 따라 인버터 송풍기의 주파수를 조절할 수 있다.
바람직하게, 상기 미정화 배기가스관 입구 전방에 미정화 배기가스가 대기에 배출되거나 상기 열교환기의 미정화 배기가스관에 진입시키도록 제어하는 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있다.
코크스로 배기가스에 함유되는 SO2의 함유량에 따라, 배기가스의 경로를 제어한다. 예를 들어, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭 작업 시, 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 비교적 높고, 배기가스에 기준을 초과하는 SO2 및 분진이 함유되어 있기 때문에, 미정화 배기가스가 열교환기의 미정화 배기가스관에 도입되도록 시스템 제어 밸브를 조절하여, 송풍기의 전부하 또는 고부하 작동과 함께 탈황 제진 처리를 진행한다. 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 배출 요구에 만족될 경우, 예를 들어, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭 작업 정지 시, 배기가스 중 SO2 및 분진량이 지속적으로 줄어들고, 배출 요구에 만족되어 탈황 제진이 불필요할 경우, 시스템 제어 밸브를 조절함으로서, 배기가스 경로를 변경하여, 송풍기의 저부하 작동과 함께 배기가스를 직접 외부에 배출한다. 따라서, 탈황 제진 시스템이 코크스로 배기가스의 주기적인 변화에 따라 안정적으로 처리를 진행하도록 한다. 코크스로 배기가스의 특성에 따라 작동 상태를 조절하는 것에 의해, 코크스로 배기가스의 주기적인 변화로 인해 안정적으로 처리할 없는 문제를 해결하였다.
바람직하게, 상기 미정화 배기가스관의 출구에 공기 유입 밸브가 설치되어 있다.
코크스로 배기가스의 배출의 주기성, 불연속성 특징에 따라, 송풍기로서 인버터 송풍기를 사용함으로써, 코크스로 배기가스 중 SO2의 함유량에 따라, 배기가스의 경로를 제어한다. 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 배출 요구에 만족될 경우, 예하면, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭 작업 정지 시, 배기가스 중 SO2 및 분진량이 지속적으로 줄어들고, 배출 요구에 만족되어 탈황 제진이 불필요할 경우, 시스템 제어 밸브를 조절하여, 배기가스의 경로를 변경함으로써, 인버터 송풍기가 저부하 작동에 맞춰 배기가스를 직접 외부에 배출하고, 전체 시스템 온도가 밸런스를 유지하도록 한다. 이 때, 송풍기의 저부하 작동에 맞춰 공기 유입 밸브를 개방하고, 일정한 량의 공기를 보충하여, 시스템의 열의 밸런스를 유지시켜, 탈황 제진부에 진입하는 배기가스의 온도가 지나치게 높은 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 상기 탈황 반응 유닛은 탈황제 동력전달유닛, 탈황제 계량공급유닛 및 탈황 반응관을 포함하며,
상기 탈황제 계량공급유닛은 탈황제의 공급량을 조절하도록 배치되고,
상기 탈황제 동력전달유닛은 상기 탈황제 계량공급유닛에서 제공하는 탈황제를 상기 탈황 반응관에 도입하도록 배치된다.
탈황제 계량공급유닛은 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량에 따라, 탈황 반응관에 도입되는 탈황제의 량을 나트륨과 유황의 비율이 1:（0.8-1.4）로 되도록 계산 및 조정하여, 탈황 효율을 향상시킨다.
바람직하게, 상기 탈황제 계량공급유닛은 탈황제 호퍼를 포함하고, 상기 탈황제 호퍼의 탑부에 모노레일 크레인이 설치되어 있고, 상기 탈황제 호퍼의 저부에 인버터 토출 밸브 및 회전식 계량 공급장치가 설치되어 있다.
인버터 토출 밸브는 미정화 배기가스 중 SO2의 농도에 따라, 탈황제의 토출 속도를 조절하여, 탈황제를 회전식 계량 공급장치에 제공하고, 탈황 반응관에 반송한다. 회전식 계량 공급장치는 수요에 따라 탈황제의 량을 계측한다. 인버터 토출 밸브 및 회전식 계량 공급장치는 미정화 배기가스 중 SO2의 농도에 근거하여 탈황제의 분사량을 실시간으로 조절하여, 시스템의 전반 주기에 걸쳐 고효율로 탈황을 확보하는 동시에, 최대한으로 탈황제의 사용량을 절약한다. 모노레일 크레인은 호퍼 내 재료를 공급하도록 배치된다.
바람직하게, 상기 회전식 계량 공급장치의 하부에 연마장치가 설치되어 있고, 상기 연마장치의 배출구는 상기 탈황 반응관과 연통된다. 탈황 반응관에 보내지는 탈황제의 입도가 요구에 만족되도록 하기 위해, 회전식 계량 공급장치의 출구에 1단계 또는 다단계 연마장치를 설치하여, 탈황제에 대해 연마 처리를 진행할 수 있다. 탄산수소나트륨을 탈황제로 사용할 경우, 탄산수소나트륨의 입도는 200메쉬 내지 800메쉬인 것이 바람직하다. 탄산수소나트륨의 입도가 상술한 범위 내에 있을 경우, 탄산수소나트륨이 고온의 배기가스를 만나 충분히 분해되어 입도가 보다 미세한 탄산나트륨을 얻을 수 있다. 이에 의해, 탄산나트륨이 SO2와 충분히 반응하도록 확보할 수 있어, 탈황 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 연마장치는 실제 호퍼 중 탈황제의 입도에 따라, 탈황 반응의 입도 요구에 만족하도록 탈황제에 대하여 처리를 진행한다..
바람직하게, 상기 탈황제 호퍼 내부에 레벨 게이지, 호퍼벽 진동장치 및 에어건이 설치되어 있다.
탈황제 호퍼 내에 설치된 레벨 게이지는 탈황제 호퍼 내 탈황제의 위치를 측정하여, 탈황제 호퍼 내 탈황제의 잔여량를 실시간으로 파악하기 위한 것이다. 호퍼벽 진동장치는 재료 내부의 마찰, 조해, 대전 또는 성분 편석 등 원인으로 인해 막히는 것을 방지 및 배제하도록 한다. 에어건은 공기 동력학 원리를 이용하여, 공기를 작동 매개체로서 공기압 에너지를 순간적으로 공기 분사 운동 에너지로 전환시킬 수 있어, 강한 기류를 발생하여 막히는 것을 피할 수 있다.
바람직하게, 상기 연마장치는 복수로 설치되고, 복수의 상기 연마장치는 상기 회전식 계량 공급장치의 출구에서 상기 탈황 반응관의 입구 사이에 순차적으로 배치되며, 상기 회전식 계량 공급장치의 출구에 접근하는 상기 연마장치에 의해 연마된 재료의 과립 크기는 상기 회전식 계량 공급장치의 출구에서 멀리 떨어진 상기 연마장치에 의해 연마된 재료의 과립 크기보다 크다.
바람직하게, 상기 탈황제 동력전달유닛은 압축공기탱크 및/또는 루츠 송풍기를 포함한다.
탈황제를 압축 공기의 정압으로 탈황 반응관 내에 반송하거나 루츠 송풍기에 의해 탈황제와 배기가스를 균일하게 혼합시키기 위한 동력을 제공한다.
바람직하게, 상기 탈황 반응관에 상기 탈황제 동력전달유닛의 출력단에 연결되는 노즐이 설치되어 있다.
바람직하게, 상기 노즐은 2유체 분사 노즐이다. 실제 혼합의 균일도의 요구에 따라, 하나 또는 복수의 노즐을 설치할 수 있다. 노즐을 탈황 반응관의 입구에 설치할 수 있고, 실제 수요에 따라 탈황 반응관에 복수의 노즐을 설치하여 조절할 수 있다. 바람직하게, 탈황부에서의 탈황제와 미정화 배기가스의 혼합, 체류 시간은 1s-4s로 유지할 수 있게 설치한다. 탈황 반응관 내의 기체의 유동 속도는 실제 수요에 따라 조절할 수 있고, 탈황 반응관의 길이에 대한 조절로서 탈황부에서의 탈황제 및 미정화 배기가스의 체류 시간을 1s-4s로 유지하여 탈황 반응이 완전히 진행되도록 한다. 예를 들어, 기체의 유동 속도가 3m/s일 경우, 탈황부에서의 탈황제 및 미정화 배기가스의 체류 시간이 1s-4s로 되는 요구를 만족시키기 위해, 탈황 반응관의 길이를 3m-12m로 조절한다.
바람직하게, 상기 제진 유닛은 백 필터, 컨베이어 및 탈황 애쉬 탱크를 포함하고,
상기 백 필터의 먼지 배출구는 상기 컨베이어의 입력단에 연결되고, 상기 컨베이어의 출력단은 상기 탈황 애쉬 탱크의 입구단에 연결되며,
상기 백 필터의 정화 후 배기가스 출구는 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 연결된다.
제진 유닛의 백 필터에 의한 제진 처리를 진행한 후, 여과하여 잔류된 탈황 애쉬는 먼지 배출구를 통해 컨베이어에 배출되고, 컨베이어는 탈황 애쉬를 탈황 애쉬 탱크에 반송하여, 탈황 애쉬를 수집하여 수용한다.
백 필터의 종류는 한정되지 않고, 펄스 백 필터를 적용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 먼지 제거 능력이 강하고, 제진 효율이 높으며, 배출 농도가 낮고, 누풍율이 낮으며 에너지를 저감하는 등 장점을 가지고 있다.
컨베이어는 실제 백 필터 및 탈황 애쉬 탱크의 설치 위치에 따라 조절될 수 있다. 예하면, 탈황 애쉬 탱크와 백 필터의 먼지 배출구의 높이차가 비교적 클 경우, 컨베이어는 순차적으로 연결되는 공기압 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어, 버켓 엘리베이터 등을 포함할 수 있다. 탈황 애쉬는 먼지 배출구를 통해 공기압 컨베이어에 배출되며, 공기압 컨베이어를 거쳐 스크레이퍼 컨베이어에 반송된 후, 스크레이퍼 컨베이어에 의해 탈황 애쉬를 버켓 엘리베이터에 반송하고, 버켓 엘리베이터에 의해 탈황 애쉬 탱크에 반송되는 것에 의해 탈황 애쉬를 수집하여 수용한다.
탈황 반응이 종료된 후, 생성물 및 미반응 탈황 반응물은 배기가스와 함께 백 필터에 진입하여, 제진 처리를 진행한다. 백 필터에 진입한 후, 미반응한 탄산나트륨은 배기가스 중의 SO2와 계속 반응하여, 탈황 반응의 시간을 연장시킬 수 있다. 충분히 반응된 후의 생성물은 분진 등 과립상 물질과 함께 제진장치 여과층에 진입되고, 여과되어 잔류된 탈황 애쉬가 수집된다. 제진, 탈황을 진행하여 얻은 정화 후 배기가스는 열교환기에 보내져 미정화 배기가스와 열교환을 진행하여, 온도가 비교적 낮은 정화 후 배기가스로 된다. 그리고, 송풍기를 통해 연돌로부터 대기로 배출되거나 또는 탈황 반응 유닛에 반송되어 보열을 진행한다.
바람직하게, 상기 컨베이어는 순차적으로 연결된 공기압 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어 및 버켓 엘리베이터를 포함하고, 상기 공기압 컨베이어가 상기 먼지 배출구와 연통되고, 상기 버켓 엘리베이터가 상기 탈황 애쉬 탱크의 입구단과 연통된다.
바람직하게, 상기 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 소음장치 및 연돌을 더 포함하고, 상기 송풍기, 상기 소음장치 및 상기 연돌은 순차적으로 연결된다.
바람직하게, 미정화 배기가스 도입관 및 배출관을 더 포함하고, 상기 배출관 및 상기 미정화 배기가스관 모두는 상기 미정화 배기가스 도입관과 연통되며, 상기 배출관에 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있고, 상기 미정화 배기가스관에 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있다.
바람직하게, 상기 미정화 배기가스관의 입구에 제1 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 미정화 배기가스관의 출구에 제2 온도 측정장치가 설치되어 있으며, 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 제3 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 정화 후 배기가스관의 출구에 제4 온도 측정장치가 설치되어 있다.
바람직하게, 상기 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 컨트롤러를 더 포함한다. 상기 컨트롤러는 각 밸브에 전기적으로 연결되어, 각 밸브의 개폐 및/또는 개도를 제어한다. 예를 들어, 시스템 제어 밸브는 컨트롤러에 전기적으로 연결되고, 코크스로의 작업 상황에 따라, 시스템 제어 밸브를 개방 또는 차단하도록 제어함으로써, 배기가스의 경로를 조절한다.
바람직하게, 상기 회전식 계량 공급장치는 상기 컨트롤러에 연결된다. 배기가스의 상황에 따라, 탈황제의 공급량을 실시간으로 조절하여, 전반 주기에 걸쳐 고효율로 탈황할수 있는 동시에 탈황제를 절약할수 있다.
바람직하게, 상기 미정화 배기가스관의 입구에 제1 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 미정화 배기가스관의 출구에 제2 온도 측정장치가 설치되어 있으며, 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 제3 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 정화 후 배기가스관의 출구에 제4 온도 측정장치가 설치되어 있다.
컨트롤러는 온도 측정장치로부터 열교환기의 각 출입구의 온도를 취득하고, 열교환기의 각 출입구의 온도에 기초하여, 열풍로의 출입구의 밸브의 개폐 및/또는 개도, 및 공기 유입 밸브의 개폐 및/또는 개도를 통합적으로 제어하여, 시스템의 안정적인 가동, 온도의 밸런스를 유지한다.
본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스 탈황 제진 방법은,
송풍기에 의해 미정화 배기가스를 미정화 배기가스관에 보내 열교환을 진행한 후, 순차적으로 탈황 반응 유닛 및 제진 유닛에 진입시켜 탈황 반응 및 제진을 진행하고, 얻은 정화 후 배기가스를 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구로부터 정화 후 배기가스관에 보내 열교환을 진행한 후 배출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 다른 하나의 코크스로 배기가스 탈황 제진 방법은,
송풍기에 의해 미정화 배기가스를 미정화 배기가스관에 도입하고, 미정화 배기가스관으로부터 배출된 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛에 진입시켜 탈황을 진행하며, 탈황 후의 미정화 배기가스를 제진 유닛에 진입시켜 제진을 진행하여 정화 후 배기가스를 생성시키고, 상기 전화 후 배기가스를 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구로부터 정화 후 배기가스관에 진입시키고, 상기 정화 후 배기가스관 내에 위치한 정화 후 배기가스는 상기 미정화 배기가스관에 위치한 미정화 배기가스와 열교환을 진행함으로써 상기 미정화 배기가스를 가열하는 단계를 포함한다.
코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭이 진행될 경우, 미정화 배기가스를 열교환기에 보내 정화 후 배기가스와 열교환을 진행하여, 미정화 배기가스의 온도를 상승시키고, 탈황 반응 유닛에 진입시켜 탈황 반응을 진행한다. 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량이 배출 기준을 만족할 경우, 미정화 배기가스를 직접 외부에 배출한다. 배출 요구에 따라 다른 처리 경로를 선택할 수 있다.
본 발명에 관한 코크스로 배기가스 탈황 제진 프로세스는 탈황 반응의 방열에 의해 탈황되어 얻은 정화 후 배기가스의 온도가 상승하고, 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 미정화 배기가스를 가열한 다음 탈황 반응 유닛에 보내어 탈황 반응의 처리를 진행한다. 이에 의해, 배출된 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지를 저감할수 있다.
바람직하게, 탈황 반응관의 온도 밸런스를 유지하도록, 열풍로에 의해 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관에 대하여 보열 처리를 진행한는 것을 포함한다. 더욱 바람직하게, 정화 후 배기가스관의 온도를 120℃-180℃로 하고, 탈황 반응관의 온도를 100℃-160℃로 한다.
온도가 상술한 범위 내에 유지될 경우, 미정화 배기가스가 열교환기에 진입한 후 열교환이 충분히 진행되는 것을 보다 확보할 수 있고, 온도를 상승시키면 탈황 반응관에 진입된 후의 탈황 반응의 효율을 확보할 수 있다. 탈황 반응관의 온도를 상술한 범위 내에 유지하는 것에 의해 탈황 반응을 충분하게 진행하는 것을 더욱 확보할 수 있다.
바람직하게, 상기 정화 후 배기가스관의 출구는 상기 열풍로의 입구와 연통되고, 상기 열풍로에 의해 가열 된 상기 정화 후 배기가스를 상기 탈황 반응 유닛 내로 도입한다.
바람직하게, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 코크스 건식 퀀칭 진행 시, 송풍기는 전부하 또는 고부하로 작동되어, 약-2kPa~-8kPa의 압력으로 미정화 배기가스를 열교환기에 보내 정화 후 배기가스와 열교환을 진행하여, 미정화 배기가스의 온도를 상승시킨 다음, 탈황 반응 유닛에 보내 탈황 반응을 진행한다.
바람직하게, 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량이 배출 기준을 만족할 경우, 시스템에 대해 공기를 보충하는 처리를 진행한다. 바람직하게, 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량이 배출 기준을 만족할 경우, 송풍기를 전부하 작동 시의 약30%로 되는 저부하로 가동시켜, -2kPa미만의 압력으로 공기를 보충하는 처리를 진행한다. 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량이 배출 기준을 만족할 경우, 열교환기를 경유하지 않고 미정화 배기가스를 직접 외부에 배출한다. 저부하 작동에 맞춰 일정량의 공기를 보충하고, 공기를 보충하는 처리에 의해 시스템의 열의 밸런스를 유지하고, 탈황 제진을 진행하는 배기가스의 온도가 지나치게 높은 것을 방지할 수 있다. 송풍기가 저부하로 작동 시, 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브를 통해 미정화 배기가스를 대기에 배출하는 동시에 상기 미정화 배기가스관의 출구에 설치된 공기 유입 밸브를 개방하여, 상기 시스템에 대하여 공기를 보충하는 처리를 진행한다. 또한, 저부하로 작동 시, 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템의 열의 밸런스를 유지하도록 열풍로의 보열량을 조절하는 것이 바람직하다.
코크스로 배기가스의 배출의 주기성, 불연속성, 저온성 등 특징에 기반하여, 배기가스의 경로를 제어하고, 코크스로의 서로 다른 작업에 따라, 배기가스의 경로를 선택하는 것에 의해, 탈황 제진 프로세스가 코크스로 배기가스의 주기적인 변화에 따라 안정적으로 처리할 수 있다.
바람직하게, 탈황 반응은 습식법 탈황, 건식법 탈황 및 반건식법 탈황 중의 하나 또는 복수개를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 탈황 반응은 가성 소다법 탈황을 사용하고, 건식 가성 소다법 탈황을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 더욱 바람직하게는, 탄산수소나트륨을 이용하는 건식법 탈황을 이용한다. 가성 소다법 탈황을 사용하는 시스템은 간단하고 투자가 적으며 효과가 우수한 등 장점을 가진다.
바람직하게, 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량에 근거하여 탈황부에 보내는 탄산수소나트륨의 량을 조절한다. 더욱 바람직하게는, 나트륨과 유황의 비율을 1?s（0.8-1.4）가 되도록 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량에 따라 탈황부에 보내는 탄산수소나트륨의 량을 조절한다.
바람직하게, 탄산수소나트륨의 입도는 200메쉬-800메쉬이다. 탄산수소나트륨의 입도가 상술한 범위 내에 있을 경우, 탄산수소나트륨이 고온의 배기가스와 만난 후 충분히 분해되어 입도가 보다 미세한 탄산나트륨을 얻을수 있다. 이에 의해, 탄산나트륨이 SO2와 충분히 반응함으로써, 탈황 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
종래의 기술에 비해, 본 발명의 실시예는 예를 들어 다음과 같은 유익한 효과를 가진다.
（1） 본 발명에 관한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템은 코크스로 배기가스의 배출의 주기성, 불연속성, 저온성 등 특징에 기반하여, 배기가스의 경로를 제어하여, 탈황 제진 프로세스가 코크스로 배기가스의 주기적인 변화에 따라 안정적으로 처리할수 있도록 한다. 송풍기의 작동과 밸브에 의한 배기가스의 경로의 제어를 협동시켜 열교환기가 두가지 작동상태에서 간헐적으로 작동하고, 탈황 제진 시, 전부하로 작동하고, 비 탈황 제진 시 저부하로 작동할 수 있다.
（2） 본 발명는 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 미정화 배기가스를 가열한 다음, 탈황부에 보내 탈황 반응의 처리를 진행함으로써, 배출되는 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지를 저감할 수 있다.
（3） 본 발명에 관한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템은 구성이 간단하고, 에너지 소모가 적으며, 송풍기, 열풍로, 열교환기 등을 이용하여 협동시키는 것에 의해 배기가스가 주기적으로 변화해도 시스템은 여전히 연속 및 안정적으로 가동하는 것을 확보할 수 있다.
（4）본 발명에 관한 시스템은 관로의 배치에 기반하여 종래의 배기가스 제진 정화 시스템에 부가 설치할 수 있다. 시스템은 부품이 적으며, 투자가 적고, 작업이 간단하며, 조절하기 쉽다.
（5）본 발명에 관한 시스템은, 시스템을 제어하고, 작업 기간에 SO2의 농도 변화에 따라, 탈황제의 공급량을 조절하여, 탄산수소나트륨을 절약하고, 원가를 저감할 수 있다. 배기가스SO2의 농도의 하강이 느린 특성을 이용하여, 전반 주기에 걸쳐 고효율로 탈황할 수 있다. SO2의 농도가 배출 요구를 만족할 경우, 탄산수소나트륨의 사용을 정지한다.
（6） 본 발명은 탈황 효율이 높고, 탈황제인 탄산수소나트륨의 분해, 반응의 속도가 빠르고, 탄산수소나트륨의 이용율이 높아, 코크스로 배기가스 중 SO2의 농도의 상승 속도가 빠르고 피크치가 높은 문제를 해결할 수 있고, 최저 배출을 실현할 수 있다.
（7） 본 발명은 탄산수소나트륨을 사용하는 건식법 탈황을 이용하여, 극저 여과 풍속에 따라 여과 면적을 선택하여, 코크스로 배기가스의 배출이 중국의 극저 배출 기준의 요구를 만족하고 대기 오염을 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 기술안을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 실시예의 설명에 사용되는 도면에 대해 간단하게 설명한다. 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예를 나타내는 것으로서, 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 창조적인 노동을 들이지 않는 전제하에서 이러한 도면에 기초하여 다른 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템의 구성 개략도이다.
이하 본 발명의 실시예의 목적, 기술안 및 이점이 명확해지도록, 도면 및 구체적인 실시 형태에 결부하여 본 발명의 기술안을 명확하고 완전하게 설명하고, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일부 실시예에 지나지 않고, 모든 실시예가 아니며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주해서는 아니된다. 본 발명의 실시예에 기초하여 본 기술분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않은 전제하에서 얻을 수 있는 기타 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 실시예에서 명시하지 않은 구체적인 조건은 통상적인 조건 또는 제조자가 권장하는 조건에 따라 진행된다. 사용되는 시약 또는 기기는 생산업체를 명시하지 않았고 시판되는 통상적인 제품을 사용 가능하다.
따라서, 도면에서 나타내는 본 발명의 실시예에 대한 아래 상세한 설명은 단지 본 발명의 선택된 실시예를 나타내는 것에 불과하고, 보호하고자 하는 본 발명의 범위를 한정해서는 아니된다. 본 발명의 실시예에 기초하여 본 기술분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않는 전제하에 얻을 수 있는 모든 다른 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
유의하여야 할 점은 아래 도면에서 유사한 부호 또는 문자는 유사한 사항을 나타내는 것으로서, 한 도면에서 정의될 경우, 기타 도면에서 따로 정의하거나 해석할 필요가 없다.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 별도로 명확하게 규정 또는 한정을 하지 않는 한, 용어 “장착”, “접속” "연결" 등은 넓은 의미로 이해해야 한다. 예를 들어, 고정 연결될 수도 있고, 탈착 가능하게 연결될 수도 있거나 또는 일체로 연결될 수도 있다. 기계적으로 연결될 수도 있거나 또는 전기적으로 연결될 수도 있다. 직접적으로 접속될 수도 있거나, 중간 매체를 통해 간접적으로 접속될 수도 있으며, 두개의 소자 내부에서 연통될 수도 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 구체적인 상황에 따라 상술한 용어를 본 발명의 구체적인 의미로 이해할 수 있다.
또한, “제1”, “제2”, "제3" 등 용어는 구분하여 설명하는 것에 지나지 않으며, 상대적 중요성을 명시 또는 암시하는 것으로 이해해서는 아니된다.
유의하여야 할 점은, 모순되지 않는 한, 본 발명의 실시예의 특징은 서로 결합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템을 나타낸다. 본 실시예에 의한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템은 열교환기(1), 송풍기(2), 탈황 반응 유닛(3) 및 제진 유닛(4)을 포함한다. 열교환기(1)의 내부에 미정화 배기가스관(11) 및 정화 후 배기가스관(12)이 설치되어 있다. 미정화 배기가스관(11), 탈황 반응 유닛(3) 및 제진 유닛(4)은 순차적으로 연결되고, 미정화 배기가스관(11) 내의 미정화 배기가스는 탈황 반응 유닛(3)에서 유동하여 탈황되며, 탈황 후의 혼합 기체는 제진 유닛(4)에 진입되어 제진된 다음 정화 후 배기가스를 얻는다. 제진 유닛(4)의 정화 후 배기가스 출구(411)는 정화 후 배기가스관(12)의 입구와 서로 연통되며, 정화 후 배기가스관(12)의 출구는 송풍기(2)와 연결된다. 송풍기(2)가 기동되면 미정화 배기가스관(11)의 입구에 부압이 형성되어, 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템 전체에서의 배기가스 순환 유동에 기여한다.
본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템에 있어서, 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛(3)에 도입시켜 탈황 반응을 진행하도록 하고, 탈황 반응에서 방열된 열에 의해, 탈황 후 얻은 정화 후 배기가스의 온도를 상승시키는 동시에 탈황 제진 후 얻은 정화 후 배기가스를 정화 후 배기가스관(12)에 도입시킨다. 정화 후 배기가스가 정화 후 배기가스관(12)에서 유동 시 미정화 배기가스관(11)에서 유동하는 미정화 배기가스와 열교환을 진행한다. 다시 말해서, 정화 후 배기가스와 미정화 배기가스의 온도차를 이용하여, 온도가 높은 정화 후 배기가스로 온도가 낮은 미정화 배기가스를 가열하고, 가열된 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛에 도입하여 탈황 반응을 진행한다. 이에 의해, 배출된 정화 후 배기가스의 열을 효과적으로 이용함으로써, 에너지 소모를 저감하고 에너지 절약을 실현할 수 있다.
미정화 배기가스관(11) 및 정화 후 배기가스관(12)은 교차하면서 배열되어 있다. 바람직하게, 미정화 배기가스관(11)은 그 길이 방향을 따라 우회하는 형태로 연장되고, 정화 후 배기가스관(12)은 그 길이 방향을 따라 우회하는 형태로 연장되며, 미정화 배기가스관(11) 및 정화 후 배기가스관(12)은 밀접하도록 설치된다. 이에 의해, 미정화 배기가스관(11) 및 정화 후 배기가스관(12)의 접촉 면적은 크게 되어, 정화 후 배기가스 및 미정화 배기가스의 열교환 효율이 높고, 정화 후 배기가스에 의한 미정화 배기가스에 대한 가열효과가 보다 우수하며, 에너지 이용율이 보다 높아진다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 미정화 배기가스관(11)의 입구 전방에 미정화 배기가스를 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11)에 도입하거나 또는 대기에 배출하도록 제어하는 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)가 설치되어 있다. 코크스로 배기가스에 함유되는 SO2의 함유량에 기초하여, 배기가스의 경로를 제어한다. 바람직하게, 코크스로 배기가스는 미정화 배기가스 도입관(9) 내에 유입되고, 미정화 배기가스 도입관(9)의 일단에 각각 드레인관(8) 및 미정화 배기가스관(11)과 연통되는 두개의 연결구가 구비되어 있으며, 다시 말해서, 드레인관(8) 및 미정화 배기가스관(11)은 미정화 배기가스가 유동하는 두가닥의 분기관을 형성하고, 드레인관(8)에 설치되는 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811) 및 미정화 배기가스관(11)에 설치되는 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)로 구성되는 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)가 설치되어 있으며, 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)는 드레인관(8)과 미정화 배기가스관(11)의 연결 위치 및 열교환기(1)의 입구 사이에 위치하도록 구성된다. 예를 들어, 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 코크스 건식 퀀칭이 진행되는 과정에서 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 비교적 높고, 배기가스에 기준을 초과하는 SO2 및 분진이 함유되어 있을 경우, 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811)를 차단하고, 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)를 개방하여, 미정화 배기가스를 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11)에 도입시켜, 송풍기(2)의 전부하 또는 고부하의 작동과 함께, 미정화 배기가스가 탈황 반응 유닛(3)에 도입하여 탈황 제진 처리를 진행하도록 제어한다. 또한, 배기가스에 함유된 SO2의 농도가 배출 요구를 만족할 경우, 예를 들어 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 코크스 건식 퀀칭의 작업이 정지 시, 배기가스 중 SO2 및 분진량이 지속적으로 하강하고, 탈황 제진이 필요없이 배출 요구를 만족시킬 경우, 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811)를 개방하고 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)를 차단하여, 배기가스 경로를 변화하여, 미정화 배기가스를 직접 드레인관(8)에 도입시켜, 송풍기(2)의 저부하 작동과 함께 미정화 배기가스를 배출하도록 제어한다. 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)를 다른 작업 상태로 조절하는 것에 의해 탈황 제진 시스템이 코크스로 배기가스의 주기적인 변화에 따라 안정적으로 처리를 진행할 수 있다.
송풍기(2)는 정화 후 배기가스관(12)의 출구에 연결된다. 바람직하게는, 송풍기(2)와 정화 후 배기가스관(12)의 출구 사이에 송풍기(2)와 협동하여 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11) 내 미정화 배기가스의 유동 속도 및 정화 후 배기가스관(12) 내 정화 후 배기가스의 유동 속도를 조절할 수 있는 제1 밸브(83)가 설치되어 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 코크스로 배기가스의 탈황 제진 시스템은 출구가 탈황 반응 유닛(3)의 탈황 반응관(31)의 입구와 연결되는 열풍로(5)를 더 포함한다. 열교환기(1)에 의해 정화 후 배기가스의 일부 열을 미정화 배기가스로 전이시켜, 미정화 배기가스 온도를 상승시킬 수 있으나, 시스템의 방열 등으로 인한 열손실로 인해, 열교환기(1) 및 탈황 반응 유닛(3)의 온도가 점점 내려가는 현상이 있다. 열풍로(5)를 이용하여 시스템에 대하여 보열을 진행하는 것에 의해, 시스템의 온도를 우수한 밸런스로 유지하고, 탈황 효율을 향상시킬수 있다. 바람직하게는, 열풍로(5)의 입구는 제진 유닛(4)의 정화 후 배기가스 출구(411)와 연결되거나, 및/또는 열풍로(5)의 입구는 송풍기(2)의 배기구에 연결된다. 열풍로(5) 내에서 적량의 연료를 연소하는 것을 통해 열풍을 발생시키고, 당해 열풍을 탈황 반응 유닛(3)의 탈황 반응관(31)에 도입한다. 이에 의해, 미정화 배기가스가 탈황 반응 유닛(3)에 도입되어 탈황 진행 시, 열풍 및/또는 정화 후 배기가스에 의해 탈황 반응 유닛(3)에 대하여 보열을 진행할 수 있다. 여기서, 연료로서, 석탄 가스를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 열풍로(5)에서 적량의 석탄가스를 연소하여 발생하는 일정한 열을 가지는 열풍은 정화 후 배기가스와 혼합된 후 탈황 반응 유닛(3)의 탈황 반응관(31)에 도입하는 것에 의해 탈황 반응 유닛(3)의 온도를 확보하고, 미정화 배기가스와 정화 후 배기가스가 안정적으로 열교환을 진행하게 한다. 탈황 제진 프로세스에 의해 얻은 정화 후 배기가스가 일정한 온도를 가지고 있기 때문에 정화 후 배기가스 및 열풍을 동시에 탈황 반응 유닛(3)의 탈황 반응관(31)에 도입시킴으로써, 연료를 어느 정도 절약할 수 있다. 바람직하게는, 열풍로(5)의 입구에 제2 밸브(84)가 설치되어 있고, 열풍로의 출구에 제3 밸브(85)가 설치되어 있으며, 제2 밸브(84) 및 제3 밸브(85)의 개폐 또는 개도 등을 제어하는 것을 통해 보열량을 조절한다. 열교환기(1) 및/또는 탈황 반응 유닛(3)의 온도가 크게 하강될 경우 보열량을 증가시키고, 열교환기(1) 및/또는 탈황 반응 유닛(3)의 온도 하강이 적을 경우, 보열량을 상응하게 감소시키며, 열교환기(1) 및/또는 탈황 반응 유닛(3)의 온도가 우수한 밸런스를 유지하면, 보열을 정지시키는 등으로 제어할 수 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 송풍기(2)는 인버터 송풍기이다. 코크스로 배기가스의 배출의 주기성, 불연속성 특징에 기반하여, 송풍기의 작동 주파수를 조절한다. 이에 따라, 코크스로 배기가스 중 SO2의 농도가 높고, 미정화 배기가스의 유동 속도를 증가시켜, 정화 효율을 높일 필요가 있을 경우, 송풍기를 전부하로 작동시킬 수 있다. 코크스로 배기가스 중 SO2의 농도가 하강하고, 미정화 배기가스의 정화 속도에 대한 요구가 높지 않을 경우, 비교적 낮은 부하로 작동시킬 수 있다. 코크스로 배기가스 중 SO2의 농도가 배출 기준에 만족될 경우, 시스템의 온도 밸런스를 유지하도록 저부하로 작동시킬 수 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 미정화 배기가스관(11)의 출구에 공기 유입 밸브(82)가 설치되어 있다. 공기 유입 밸브(82)는 송풍기(2)의 저부하 작동에 맞춰 일정량의 공기를 보충하는 동시에 시스템의 열의 밸런스를 유지하도록 배치되어 있다. 이에 따라, 탈황 반응 유닛(3)에 진입되는 배기가스의 온도가 지나치게 높은 것을 방지할 수 있다. 공기 유입 밸브(82)의 개폐 및 개도 등을 조절하는 것을 통해, 공기 보충량을 조절한다. 예를 들어, 미정화 배기가스의 양이 적고 시스템이 지속적으로 작동할 경우, 공기 유입 밸브(82)를 개방하여, 시스템에 소량의 공기를 보충할 수 있다. 또는 탈황 반응 유닛(3)의 온도가 높아, 미정화 배기가스의 탈황에 불리할 경우, 공기 유입 밸브(82)를 개방하여, 탈황 반응 유닛(3)에 소량의 상온 또는 실온 이하의 공기를 보충하여, 탈황 반응 유닛(3)의 온도를 낮추는 역할을 하도록 한다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 탈황 반응 유닛(3)은 탈황제 동력전달유닛(301), 탈황제 계량공급유닛(302) 및 탈황 반응관(31)을 포함하고, 탈황제 계량공급유닛(302)은 탈황제의 공급량을 조절하도록 배치되며, 탈황제 동력전달유닛(301)은 탈황제 계량공급유닛으로부터 공급되는 탈황제를 탈황 반응관에 도입하도록 배치된다.
바람직하게, 탈황제 계량공급유닛은 미정화 배기가스 중 SO2의 함유량에 기초하여, 탈황 반응관(31)에 도입되는 탈황제의 양을 나트륨과 유황의 비율을 1:（0.8-1.4）로 되도록 계산 및 조절한다. 예를 들어, 나트륨과 유황의 비율을 1：0.8로, 또는 1：1.4로, 또는 1：1.1로 하며, 모두 탈황 효율을 향상시킬 수 있다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 탈황제 계량공급유닛(302)은 탈황제 호퍼(321)를 포함하고, 탈황제 호퍼(321)의 탑부에 모노레일 크레인(322)이 설치되며, 탈황제 호퍼(321)의 저부에 인버터 토출 밸브(323) 및 회전식 계량 공급장치(324)가 설치되어 있다. 인버터 토출 밸브(323)는 실제 탈황제의 수요량에 따라 토출 속도를 조절하여, 탈황제를 회전식 계량 공급장치(324)에 토출한다. 회전식 계량 공급장치(324)는 필요한 량의 탈황제를 탈황 반응관(31)에 반송한다. 바람직하게, 회전식 계량 공급장치(324)는 수요량의 변화에 따라 탈황제를 계량하도록 구성될 수 있다. 모노레일 크레인(322)은 탈황제 호퍼(321) 내에 재료를 보충하도록 설치된다. 바람직하게는, 회전식 계량 공급장치(324)의 하부에 연마장치(325)가 설치되어 있다. 탈황 반응관(31)에 반입된 탈황제의 입도에 대한 요구를 만족하기 위해, 회전식 계량 공급장치(324)의 출구에 1단계 연마장치(325) 또는 다단계 연마장치(325)가 설치된다. 여기서, 1단계 연마장치(325)는 독립적인 하나의 연마장치(325)를 포함할 수 있고, 다단계 연마장치(325)는 순차적으로 연결되는 모델이 다른 복수의 연마장치(325)를 포함할 수 있도록 설계될 수 있다. 이에 의해, 서로 다른 요구에 따라 재료를 연마할 수 있고 요구되는 입도의 탈황제를 얻을 수 있다. 실제 작동 시, 복수의 연마장치(325)는 회전식 계량 공급장치(324)의 출구와 탈황 반응관(31)의 입구 사이에 순차적으로 배치되고, 회전식 계량 공급장치(324)의 출구에 접근하는 연마장치(325)에 의해 연마된 재료의 과립 크기는 회전식 계량 공급장치(324)의 출구로부터 멀리 떨어진 연마장치(325)에 의해 연마된 재료의 과립 크기보다 크도록 배치되어 있다. 따라서, 탈황제를 다단계로 연마하는 것을 실현하여, 연마 효과가 우수하고, 연마장치(325)가 쉽게 파손되지 않는다. 탄산수소나트륨을 탈황제로 사용할 경우, 탄산수소나트륨의 입도는 200메쉬 내지 800메쉬인 것이 바람직하다. 탄산수소나트륨의 입도가 상술한 범위 내에 있으면 탄산수소나트륨이 고온의 배기가스와 만나 충분히 분해되어 입도가 보다 미세한 탄산나트륨을 얻을 수 있다. 이에 의해, 탄산나트륨이 SO2와 충분히 반응하기 때문에, 탈황 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 탈황 반응의 입도 요구를 만족하기 위해, 실제 호퍼 중의 탈황제의 입도에 기초하여 선택된 연마장치(325)를 통해 탈황제에 대해 처리를 진행한다.
바람직하게는, 탈황제 호퍼(321) 내부에 레벨 게이지(326), 호퍼 벽 진동장치(327) 및 에어건(328)이 설치되어 있다. 레벨 게이지(326)는 탈황제 호퍼(321) 내의 탈황제의 위치를 측정하고, 탈황제 호퍼(321) 내 탈황제의 잔여량를 실시간으로 파악하도록 구성되어 있다. 호퍼 벽 진동장치(327)는 재료의 마찰, 조해, 대전 또는 성분 편석 등 원인으로 인해 탈황제 호퍼(321)가 막히는 것을 방지 및 배제하도록 구성된다. 에어건(328)은 공기 동력학 원리를 이용하여, 작동 매개체로서 공기를 이용하여 공기압 에너지를 순간적으로 공기 분사 운동 에너지로 전환시킬 수 있어, 강한 기류를 발생하여, 탈황제로 인해 탈황제 호퍼(321)의 막힘을 피할 수 있다.
일 바람직한 실시형태에 있어서, 탈황제 동력전달유닛(301)은 압축공기탱크(331) 및/또는 루츠 송풍기(332)를 포함한다. 압축공기탱크(331)는 압축 공기의 정압으로탈황제를 탈황 반응관(31) 내에 반송할 수 있다. 루츠 송풍기(332)는 탈황제와 배기가스를 균일하게 혼합시키기 위한 동력을 제공한다.
일 바람직한 실시형태에 있어서, 탈황 반응관(31)에 노즐(311)이 설치되어 있다. 바람직하게는, 노즐(311)은 2유체 분사 노즐이다. 실제 혼합 균일도의 요구에 따라, 하나 또는 복수의 노즐(311)을 설치할 수 있다. 노즐(311)은 탈황 반응관(31)의 입구에 설치할 수 있고, 실제 수요에 따라 조절할 수도 있다. 바람직하게, 탈황부에서의 탈황제와 미정화 배기가스의 혼합, 체류 시간은 1s-4s로 유지할 수 있게 설치한다. 탈황 반응관(31) 내의 기체의 유동 속도는 실제 수요에 따라 조절할 수 있고, 탈황 반응관(31)의 길이에 대한 조절로서 탈황부에서의 탈황제 및 미정화 배기가스의 체류 시간을 1s-4s로 유지하여 탈황 반응이 완전히 진행되도록 한다. 예를 들어, 기체의 유동 속도가 3m/s일 경우, 탈황부에서의 탈황제 및 미정화 배기가스의 체류 시간이 1s-4s로 되는 요구를 만족시키기 위해, 탈황 반응관(31)의 길이를 3m-12m로 조절한다. 더욱 바람직하게는, 탈황제 동력전달유닛(301)과 노즐(311) 사이에 제4 밸브(86)가 설치될 수 있다. 제4 밸브(86)는 전자밸브를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제4 밸브(86)는 개폐하는 것에 의해 탈황제를 탈황 반응관(31)에 도입시키는 작동을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 제진 유닛(4)은 백 필터(41), 컨베이어(42) 및 탈황 애쉬 탱크(43)를 포함한다. 백 필터(41)의 먼지 배출구(412)는 컨베이어(42)의 입력단에 연결되고, 컨베이어(42)의 출력단은 탈황 애쉬 탱크(43)에 연결되며, 백 필터(41)의 정화 후 배기가스 출구(411)는 열교환기(1)의 정화 후 배기가스관(12)의 입구에 연결된다.
제진 유닛(4)의 백 필터(41)에 의한 제진 처리가 진행된 후, 여과하여 잔류된 탈황 애쉬는 먼지 배출구(412)를 통해 컨베이어(42)에 배출되고, 컨베이어(42)는 탈황 애쉬를 탈황 애쉬 탱크(43)에 반송하여, 탈황 애쉬 탱크(43)에 탈황 애쉬를 수집하여 수용한다. 바람직하게, 탈황 애쉬 탱크(43)의 저부에 배출구(431)가 설치되어 있고, 배출구(431)의 하부에 이송 설비가 배치될 수 있다. 이송 설비는 배출구(431)로부터 배출된 탈황 애쉬를 받은 후, 수집하여 처리장에 보내어 처리할 수 있도록 구성되어 있다. 바람직하게, 배출구(431)에 배출구(431)의 개폐를 제어하는 제5 밸브가 설치되어 있다.
백 필터(41)의 종류는 한정되지 않고, 예를 들어, 먼지 제거 능력이 강하고 제진 효율이 높으며 배출 농도가 낮고 누풍율이 낮으며 에너지 저감 등 장점을 가지고 있는 펄스 백 필터를 사용할 수 있다.
컨베이어(42)는 실제 백 필터(41) 및 탈황 애쉬 탱크(43)의 설치 위치에 따라 조절 및 설계될 수 있다. 예하면, 탈황 애쉬 탱크(43)와 백 필터(41)의 먼지 배출구(412)의 높이차가 비교적 클 경우, 탈황 애쉬 탱크(43)와 백 필터(41)의 먼지 배출구(412) 사이에 충분한 장착 공간이 있다. 이 경우, 컨베이어(42)는 순차적으로 연결되는 공기압 컨베이어(421), 스크레이퍼 컨베이어(422) 및 버켓 엘리베이터(423)를 포함할 수 있다. 탈황 애쉬는 먼지 배출구(412)를 통해 공기압 컨베이어(421)에 배출되며, 공기압 컨베이어(421)를 거쳐 스크레이퍼 컨베이어(422)에 반송된 후, 스크레이퍼 컨베이어(422)에 의해 버켓 엘리베이터(423)에 반송하고, 버켓 엘리베이터(423)에 의해 탈황 애쉬 탱크(43)에 반송되는 것에 의해 탈황 애쉬의 수집 및 수용을 완성한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 소음장치(6) 및 연돌(7)을 더 포함하고, 송풍기(2), 소음장치(6) 및 연돌(7)은 순차적으로 연결된다. 송풍기(2)의 출구단에 소음장치(6)가 연결되어 있어, 송풍기(2)의 작동 과정에서의 소음을 작게하여, 이노즈 오염을 저감할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 있어서, 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템은 컨트롤러(미도시)를 더 포함한다. 컨트롤러는 각 밸브와 전기적으로 연결되어 각 밸브의 개폐 및/또는 개도를 제어하도록 구성된다. 구체적으로, 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81), 기체 유입 밸브(82), 제1밸브(83), 제2밸브(84), 제3밸브(85), 제4밸브(86) 및 제5밸브는 모두 컨트롤러와 연결되어 있다. 실제적인 작동에서, 예하면, 컨트롤러는 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)와 전기적으로 연결되고 코크스로의 작동 상황에 따라 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)를 개방 또는 차단하도록 제어하여 배기가스의 경로를 조절한다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 있어서, 회전식 계량 공급장치(324)는 컨트롤러와 연결되어 있다. 배기가스의 상황에 따라, 탈황제의 공급량을 실시간으로 조절하여, 배기가스의 전반 정화 주기에 걸쳐 고효율로 탈황할 수 있고, 탈황제를 절약할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 있어서, 미정화 배기가스관(11) 및 정화 후 배기가스관(12)의 출입구에 각각 온도 측정장치가 설치되어 있다. 바람직하게, 미정화 배기가스관(11)의 입구에 제1 온도 측정장치(111)가 설치되어 있고, 미정화 배기가스관(11)의 출구에 제2 온도 측정장치(112)가 설치되어 있으며, 정화 후 배기가스관(12)의 입구에 제3 온도 측정장치(121)가 설치되어 있고, 정화 후 배기가스관(12)의 출구에 제4 온도 측정장치(122)가 설치되어 있다. 제1 온도 측정장치(111), 제2 온도 측정장치(112), 제3 온도 측정장치(121) 및 제4 온도 측정장치(122)는 모두 컨트롤러에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러는 제1 온도 측정장치(111) 및 제2 온도 측정장치(112)로부터 각각 열교환기(1)의 입구 및 출구의 온도를 취득하고, 열교환기(1)의 출입구의 온도에 기초하여, 열풍로(5)의 제2 밸브(84) 및 제3 밸브(85)의 개폐 및/또는 개도 및 공기 유입 밸브(82)의 개폐 및/또는 개도를 통합적으로 제어하여, 시스템의 안정적인 가동, 온도의 밸런스를 유지한다.
이하 본 발명의 실시예에서 제공한 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 동작 과정 및 원리를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 의한 코크스로 배기가스 탈황 제진 프로세스는 아래와 같은 단계를 포함한다.
（1） 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭의 상태로 되는 경우, 수집된 미정화 배기가스에 기준을 초과하는 SO2 및 분진이 함유되어 있고, 미정화 배기가스 중의 SO2 함유량이 비교적 높다. 배출 요구에 만족되지 않을 경우, 송풍기(2)를 전부하로 작동시켜, 시스템의 미정화 배기가스관(11)의 입구에 약 -2kPa~-8kPa의 부압을 발생시킨다. 그리고, 코크스로 배기가스를 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11)에 보내도록, 제1 밸브(83)를 개방하고, 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811)이 차단하고, 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)가 개방하도록 제어한다. 당해 시스템에 의해 탈황 제진되어 얻은 정화 후 배기가스가 백 필터(41)의 정화 후 배기가스 출구(411)를 통해 열교환기(1)의 정화 후 배기가스관(12)에 보내진다. 열교환기(1)에서, 미정화 배기가스의 온도가 비교적 낮고, 정화 후 배기가스의 온도가 비교적 높으며, 정화 후 배기가스의 온도가 미정화 배기가스의 온도보다 높기 때문에, 미정화 배기가스 및 정화 후 배기가스의 온도차를 이용하여, 미정화 배기가스의 온도를 상승시킨다. 온도가 상승된 미정화 배기가스를 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11)의 출구로부터 탈황 반응관(31) 내로 보내져 탈황 처리가 진행된다. 미정화 배기가스의 온도가 상승되면 탈황 효과가 보다 좋아진다. 그리고, 미정화 배기가스의 탈황 과정에서 발생된 열을 합리하게 이용하여 미정화 배기가스를 가열하기 때문에, 에너지 이용율이 높고, 에너지를 저감할 수 있다.
（2） 탄산수소나트륨을 탈황제 호퍼(321)에 넣고, 컨트롤러는 미정화 배기가스 중 SO2의 농도에 기초하여, 나트륨과 유황의 비율이 1?s（0.8-1.4）로 되도록 인버터 토출 밸브(323) 및 회전식 계량 공급장치(324)를 온시켜 공급량을 조절한다. 그리고, 탄산수소나트륨의 입도가 요구를 만족시키지 못할 경우, 컨트롤러는 연마장치(325)를 기동하여, 탄산수소나트륨을 200메쉬-800메쉬로 연마하여, 연마 후의 탈황제를 노즐(311)과 압축공기탱크(331) 사이의 관 내로 보내도록 제어한다. 컨트롤러는 제4 밸브(86)를 개방하여, 압축 공기에 의해 탄산수소나트륨을 정압으로 노즐(311)에 보내 탄산수소나트륨이 노즐(311)로부터 탈황 반응관(31)에 분사되도록 한다. 탄산수소나트륨과 배기가스의 혼합을 더 균일하게 하기 위해, 루츠 송풍기(332)를 기동하여 균일하게 혼합시키기 위한 동력을 제공하고, 탈황부에서의 탄산수소나트륨
Figure 112020029045994-pct00001
미정화 배기가스의 혼합, 정체 시간은 1s-4s로 유지된다.
본 발명의 탈황제는 탄산수소나트륨에 한정되지 않고, 실제 수요에 따라 선택이 가능하다. 본 실시예에 있어서, 탈황제로서, 탄산수소나트륨을 사용한다. 이에 의해, 분해 및 반응 속도가 빠르고, 이용율이 높은 등 장점을 가지는 동시에 코크스로 배기가스 SO2의 농도의 상승이 급속하여 피크치가 높은 등 문제를 해결할 수 있다.
（3） 탄산수소나트륨을 탈황 반응관(31)에 보내, 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11)으로부터의 미정화 배기가스와 만나 분해되어, 입도가 보다 미세한 탄산나트륨이 생성되고, 탄산나트륨은 미정화 배기가스 중의 SO2와 충분히 반응한 후 Na2SO3 등 생성물을 생성한다. 송풍기(2)에 의해, 생성물 및 미반응한 탈황 반응물은 배기가스와 함께 펄스 백 필터(4)에 진입하여, 백 필터(4)에서 미반응한 탄산나트륨은 배기가스 중의 SO2와 계속 반응하기 때문에 탈황 반응의 시간을 연장할 수 있다. 충분히 반응하여 얻은 생성물은 분진 등 과립상 물질과 함께 제진장치의 여과층에 들어가고, 여과되어 잔류된 탈황 애쉬는 먼지 배출구(412)로부터 공기압 컨베이어(421), 스크레이퍼 컨베이어(422) 및/또는 버켓 엘리베이터(423)를 통해 탈황 애쉬 탱크(43)에 보내진다. 탈황 제진 처리된 정화 후 배기가스는 정화 후 배기가스 출구(411)로부터 열교환기(1)의 정화 후 배기가스관(12)에 진입하고, 미정화 배기가스와 연교환을 진행한다. 그다음, 단계(1)의 과정을 반복하여 진행한다.
（4） 열교환기(1) 내 미정화 배기가스와 열교환된 후의 정화 후 배기가스는 저온의 정화 후 배기가스로 되어, 송풍기(2)에 의해 연돌(7)에 보내져 최종적으로 대기에 배출된다.
또는, 열교환기(1)에 의해 정화 후 배기가스가 가지고 있는 대부분 열을 정화 후 배기가스에서 미정화 배기가스로 전이할 수 있으나, 시스템 방열 및 출구의 열손실 등으로 인해 열교환기(1) 및 탈황 반응관(3)의 온도가 점점 하강한다. 열교환기(1)의 온도가 40℃-80℃로 하강한 후, 열풍로(5)를 기동하여, 열풍로(5)에 의해 소량의 연료를 연소하여 발생된 열을 탈황 반응 유닛(3)의 탈황 반응관(31)에 보내어 보열을 진행한다. 이때, 송풍기(2)에 의해 배출된 정화 후 배기가스를 열풍로(5)에 보낼 수 있다. 해당 부분의 정화 후 배기가스는 일정한 온도를 가지고 있기 때문에, 연료를 절약할 수 있고, 에너지를 저감할 수 있다.
（5） 코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 코크스 건식 퀀칭 작업 정지 시, 미정화 배기가스 중 SO2 및 분진 함유량이 지속적으로 하강하고, 미정화 배기가스 중 성분이 배출 요구를 만족시켜, 탈황 제진이 불필요할 경우, 인버터 토출 밸브(323)를 차단하여 원료 공급을 정지시킨다. 일정한 시간이 지난 후, 압축 공기에 의해 관로 내의 전부의 탈황제를 탈황 반응관(31) 내에 분사한 후, 제4 밸브(86)를 차단하여, 탈황제의 분사를 정지시킨다. 이때, 송풍기(2)의 운전 주파수를 조절하여 전부하로부터 저부하로 전환시키고, 열교환기(1)를 거친 정화 후 배기가스를 연돌(7)을 통해 드레인한다.
（6） 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(81)를 조절한다. 구체적으로, 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(812)를 차단하고, 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811)를 개방하여, 코크스로 배기가스의 미정화 배기가스관으로의 유동을 저지하고, 코크스로 배기가스의 드레인관(8)으로의 유동을 허용하도록 한다. 이에 의해 배출 조건에 만족되는 미정화 배기가스가 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브(811)를 거쳐 연돌(7)로 도입되어 배출된다.
（7） 공기 유입 밸브(82)를 개방하여, 송풍기(2)의 저부하의 작동 상태에 맞춰 공기 유입 밸브(82)를 통해 시스템 내에 일정량의 공기를 보충하는 동시에 시스템의 열의 밸런스를 유지시킨다. 이에 의해, 탈황 반응관(31)에 진입하는 배기가스의 온도가 지나치게 높은 것을 방지할 수 있다. 열풍로(5)를 정지시키거나 또는 열풍로(5)의 보열량을 감소시켜, 열풍로(5)에 의해 탈황 반응관(31) 내에 도입되는 기체의 열을 감소시켜, 공기 유입 밸브(82)와 협동하여, 시스템의 열의 밸런스 상태를 유지한다.
코크스로의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 건식 퀀칭 작업 정지 시, 미정화 배기가스 중 SO2 및 분진 함유량이 지속적으로 하강하고, 미정화 배기가스가 배출 요구를 만족하여 송풍기(2)가 여전히 저부하로 작동할 경우, 열교환기(1) 및 탈황 반응관(31)에서 안정된 온도 밸런스를 유지하기 위해, 열풍로(5) 및 공기 유입 밸브(82)를 협동시켜, 정화 후 배기가스관(12) 내의 온도를 40℃-200℃로 유지하고, 탈황부의 온도를 80℃-200℃로 유지한다. 바람직하게, 정화 후 배기가스관(12) 내의 온도를 120℃-180℃로 유지하고, 탈황 반응관(31) 내의 온도를 100℃-160℃로 유지한다. 이에 의해 코크스로 배기가스의 순환 주기 내에서 시스템이 안정적으로 작동할 수 있고, 다음의 석탄 장입, 코크스 배출 또는 코크스 건식 퀀칭이 진행될 경우, 미정화 배기가스가 열교환기(1)에 진입하면 즉시 열교환을 진행하고 미정화 배기가스의 온도를 상승시켜, 탈황 반응관(31)에 진입되면 급속으로 탈황할 수 있기 때문에, 탈황 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 각 단계를 순환 반복하고, 코크스로 배기가스의 저온성 및 주기성의 특징에 기반하여, 배기가스의 경로를 제어하는 수다나에 의해 배출되는 코크스로 배기가스가 중국 극저 배출 기준의 요구를 만족시키도록 하고, 대기 오염을 저감할 수 있다. 본 실시예에 의한 탈황 제진 프로세스는 간단하고, 작업이 용이하며, 탈황 제진 효율이 높고, 코크스로 배기가스의 온도가 낮다. 불연속의 작동에 의한 주기적인 변화로 안정적으로 처리하기 어렵고 탈황 에너지 소모가 높은 문제를 개선할 수 있다.
실제 작업 과정에서, 전부하로 작동 시, 열교환기(1)의 미정화 배기가스관(11) 내의 미정화 배기가스가 정화 후 배기가스관(12) 내의 정화 후 배기가스와 정상적으로 열교환을 진행하고, 미정화 배기가스관(11) 내의 기체량 및 정화 후 배기가스관(12) 내의 기체량이 거의 일치하다（차이값은 열풍로(5)의 소량의 고온 배기가스 및 시스템 누풍량임）. 저부하로 작동 시, 열교환기(1)의 미정화 배기가스의 출입구의 유량이 제로로 되면, 정화 후 배기가스 출입구의 유량은 전부하 작동 시의 약 30%이고, 정화 후 배기가스 입구의 온도는 전부하 작동 시와 동일하며, 정화 후 배기가스 출구의 온도는 전부하 작동 시와 비교 시 점점 상승된다. 따라서, 다음 주기에서 전부하로 작동할 경우, 미정화 배기가스가 열교환기(1)에 진입하면 즉시 정화 후 배기가스와 열교환을 진행하고, 온도를 상승시켜 탈황 반응을 진행할 수 있다. 코크스로 배기가스의 불연속성의 특성에 기반하여, 안정적으로 열교환을 진행할 수 있기 때문에 탈황 제진 효율이 높으며, 에너지 소모가 낮다. SO2 및 분진의 극저 배출 요구를 만족시키도록, 열교환기(1)의 누출율은 5%미만인 것이 바람직하다. 시스템의 각 부재 등에 대한 통합적인 제어에 의해 시스템을 우수한 밸런스로 조절할 수 있다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하고 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니며, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서 본 발명에 대하여 여러가지로 변경 및 변화시킬 수 있다. 본 발명의 취지 및 원칙을 벗아나지 않는 한, 진행되는 임의의 수정, 동등한 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 탈황 효율이 높고, 에너지 소모가 낮은 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템 및 방법을 제공하였다.
1 : 열교환기 2 : 송풍기
3 : 탈황 반응 유닛 4 : 제진 유닛
5 : 열풍로 6 : 소음장치
7 : 연돌 8 : 드레인관
9 : 미정화 배기가스 도입관 11 : 미정화 배기가스관
111 : 제1 온도 측정장치 112 : 제2 온도 측정장치
12 : 정화 후 배기가스관 121 : 제3 온도 측정장치
122 : 제4 온도 측정장치 31 : 탈황 반응관
311 : 노즐 301 : 탈황제 동력전달유닛
302 : 탈황제 계량공급유닛 321 : 탈황제 호퍼
322 : 모노레일 크레인 323 : 인버터 토출 밸브
324 : 회전식 계량 공급장치 325 : 연마장치
326 : 레벨 게이지 327 : 호퍼벽 진동장치
328 : 에어건 331 : 압축공기탱크
332 : 루츠 송풍기 41 : 백 필터
42 : 컨베이어 43 : 탈황 애쉬 탱크
431 : 배출구 411 : 정화 후 배기가스 출구
412 : 먼지 배출구 421 : 공기압 컨베이어
422 : 스크레이퍼 컨베이어 423 : 버켓 엘리베이터
81 : 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브
811 : 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브
812 : 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브
82 : 공기 유입 밸브 83 : 제1 밸브
84 : 제2 밸브 85 : 제3 밸브
86 : 제4 밸브

Claims (20)

  1. 열교환기, 탈황 반응 유닛, 제진 유닛 및 송풍기를 포함하고,
    상기 열교환기는 미정화 배기가스관 및 정화 후 배기가스관을 포함하며,
    상기 미정화 배기가스관, 상기 탈황 반응 유닛 및 상기 제진 유닛은 순차적으로 연결되며, 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구는 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 연통되고, 상기 정화 후 배기가스관의 출구는 상기 송풍기에 연결되고,
    여기서, 미정화 배기가스가 미정화 배기가스관의 입구를 통해 열교환기의 내부로 유입하고, 또한 미정화 배기가스관의 출구를 통해 유출되며,
    제진 유닛을 거쳐 제진된 정화 후 배기가스가 정화 후 배기가스관의 입구를 통해 열교환기의 내부로 유입하고, 또한 정화 후 배기가스관의 출구를 통해 유출되며,
    열교환기의 내부에서 유동하는 미정화 배기가스와 정화 후 배기가스는 접촉이 없이 서로 열교환을 진행하는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    출구가 상기 탈황 반응 유닛의 탈황 반응관의 입구에 연결되는 열풍로를 더 포함하고,
    상기 열풍로의 입구는 상기 송풍기를 통해 상기 정화 후 배기가스관의 출구에 연결되거나 또는 상기 열풍로의 입구는 상기 송풍기를 통해 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송풍기는 인버터 송풍기인 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미정화 배기가스관 입구 전방에 미정화 배기가스를 대기에 배출하거나 또는 상기 열교환기의 미정화 배기가스관에 진입하도록 제어하는 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있고,
    상기 미정화 배기가스관의 출구에 공기 유입 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탈황 반응 유닛은 탈황제 동력전달유닛, 탈황제 계량공급유닛 및 탈황 반응관을 포함하고,
    상기 탈황제 계량공급유닛은 탈황제의 공급량을 조절하고,
    상기 탈황제 동력전달유닛은 상기 탈황제 계량공급유닛에서 제공하는 탈황제를 상기 탈황 반응관에 도입하는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탈황제 계량공급유닛은 탈황제 호퍼를 포함하고, 상기 탈황제 호퍼의 탑부에 모노레일 크레인이 설치되어 있고, 상기 탈황제 호퍼의 저부에 인버터 토출 밸브 및 회전식 계량 공급장치가 설치되어 있고,
    상기 회전식 계량 공급장치의 하부에 배출구가 상기 탈황 반응관과 연통되는 연마장치가 설치되어 있으며,
    상기 탈황제 호퍼 내부에 레벨 게이지, 호퍼벽 진동장치 및 에어건이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연마장치는 복수로 설치되고, 복수의 상기 연마장치는 상기 회전식 계량 공급장치의 출구와 상기 탈황 반응관의 입구 사이에 순차적으로 배치되며, 상기 회전식 계량 공급장치의 출구에 근접하는 상기 연마장치에 의해 연마된 재료의 과립 크기는 상기 회전식 계량 공급장치의 출구로부터 멀리 떨어진 상기 연마장치에 의해 연마된 재료의 과립 크기보다 더 큰 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 탈황제 동력전달유닛은 압축공기탱크 및/또는 루츠 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈황 반응관에 상기 탈황제 동력전달유닛의 출력단에 연결되는 노즐이 설치되어 있고,
    상기 노즐은 2유체 분사 노즐인 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제진 유닛은 백 필터, 컨베이어 및 탈황 애쉬 탱크를 포함하고,
    상기 백 필터의 먼지 배출구는 상기 컨베이어의 입력단에 연결되고, 상기 컨베이어의 출력단은 상기 탈황 애쉬 탱크의 입구단에 연결되며,
    상기 백 필터의 정화 후 배기가스 출구는 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컨베이어는 순차적으로 연결된 공기압 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어 및 버켓 엘리베이터를 포함하고, 상기 공기압 컨베이어가 상기 먼지 배출구와 연통되고, 상기 버켓 엘리베이터가 상기 탈황 애쉬 탱크의 입구단과 연통되는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    소음장치 및 연돌을 더 포함하고, 상기 송풍기, 상기 소음장치 및 상기 연돌은 순차적으로 연결된 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    미정화 배기가스 도입관 및 드레인관을 더 포함하고, 상기 드레인관 및 상기 미정화 배기가스관 모두가 상기 미정화 배기가스 도입관과 연통되며, 상기 드레인관에 제1 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있고, 상기 미정화 배기가스관에 제2 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미정화 배기가스관의 입구에 제1 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 미정화 배기가스관의 출구에 제2 온도 측정장치가 설치되어 있으며, 상기 정화 후 배기가스관의 입구에 제3 온도 측정장치가 설치되어 있고, 상기 정화 후 배기가스관의 출구에 제4 온도 측정장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템.
  15. 제1항에 기재된 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법에 있어서,
    송풍기를 통해 미정화 배기가스를 미정화 배기가스관에 보내 열교환을 진행한 후, 순차적으로 탈황 반응 유닛, 제진 유닛에 진입시켜 탈황 반응 및 제진을 진행하여, 얻은 정화 후 배기가스를 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구를 통해 정화 후 배기가스관에 보내 열교환한 후 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
  16. 제1항에 기재된 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법에 있어서,
    송풍기를 통해 미정화 배기가스를 미정화 배기가스관에 도입하고, 미정화 배기가스관에서 배출된 미정화 배기가스를 탈황 반응 유닛에 진입시켜 탈황을 진행하며, 탈황 후의 미정화 배기가스를 제진 유닛에 진입시켜 제진을 진행하여 정화 후 배기가스를 생성시키고, 상기 정화 후 배기가스는 상기 제진 유닛의 정화 후 배기가스 출구에서 정화 후 배기가스관에 유입되며, 상기 정화 후 배기가스관 내에 위치한 정화 후 배기가스는 상기 미정화 배기가스관에 위치한 미정화 배기가스와 열교환을 진행함으로써 상기 미정화 배기가스를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    탈황 반응 유닛의 온도 밸런스를 유지하도록, 열풍로를 통해 탈황 반응 유닛에 대하여 보열 처리를 진행하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 정화 후 배기가스관의 출구는 상기 열풍로의 입구과 연통되고, 상기 열풍로에 의해 가열된 상기 정화 후 배기가스를 상기 탈황 반응 유닛 내로 도입하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 송풍기가 저부하로 작동 시, 미정화 배기가스를 대기에 배출하도록 미정화 배기가스 시스템 제어 밸브를 조절하고, 상기 미정화 배기가스관 출구에 설치된 공기 유입 밸브를 개방하여, 상기 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템에 공기 보충 처리를 진행하며,
    상기 코크스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 열의 밸런스를 유지하도록 상기 열풍로의 보열량을 조절하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 탈황 반응 유닛은 건식 가성 소다법을 사용하여 탈황을 진행하는 것을 특징으로 하는 코코스로 배기가스 탈황 제진 시스템의 탈황 제진 방법.
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