KR19990009934A

KR19990009934A - 반건식 반응기에 있어서 반응생성물 재순환 시스템 및 공정

Info

Publication number: KR19990009934A
Application number: KR1019970032517A
Authority: KR
Inventors: 박칠림; 이의신; 박기호; 김병환
Original assignee: 이일쇄; 주식회사 대우
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-05

Abstract

본 발명은 연소 후에 배출되는 배기가스 속에 포함되어 있는 대기오염물질을 제거하기 위해 사용하는 흡수제 및 부산물로 얻어지는 여러 가지 반응생성물을 소각로에서 재순환 사용할 수 있는 반건식 공정에 관한 것으로서, 폐기물 투입구(2)와 스토커 그레이트(4) 및 재방출구(7)로 이루어진 소각로(1); 절탄기(5); 반건식반응기(8); 분진제거장치(9); 유인송풍기(10); 및 연돌(11)로 구성되는 반건식 반응시스템에 있어서, 상기 반건식 반응기(8)와 분진제거장치(9)의 하부에 분진배출구(12)를 설치하고, 상기 분진배출구(12)에 이격하여 하측에 컨베이어(13)를 설치하며, 상기 컨베이어(13)의 배출구에 분진반송라인(14)을 설치하며, 상기 분진반송라인(14)에 뉴매틱 이송라인(16)을 연결설치하며, 상기 뉴매틱 이송라인(16)은 상기 소각로(1)에 형성된 재순환주입구(6)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

반건식 반응기에 있어서 반응생성물 재순환 시스템 및 공정

본 발명은 연소 후에 배출되는 배기가스 속에 포함되어 있는 대기오염물질을 제거하기 위해 사용하는 흡수제 및 부산물로 얻어지는 여러 가지 반응생성물을 소각로에서 재순환 사용할 수 있는 반건식 공정에 관한 것이다.

일반적으로 반건식 반응공정은 도시 쓰레기의 소각시에 발생되는 여러 산성 가스를 제거하기 위한 공정에 적응되며 특히 분진제거장치인 백필터와 함께 사용할 때 발암물질로 알려진 다이옥신과 같은 휘발성 유기 독성 화합물이 90%이상 제거되는 것으로 알려져 있다.

소각로에서 폐기물이 연소된 후 배출되는 배가스에는 여러 가지 유해한 물질 즉 염화수소(HCl), 황산화물(SO₂), 불화수소(HF), 중금속(Hg 등) 및 휘발성 유기화합물(VOC)등이 포함되어 있어 이들을 제거하기 위한 노력들이 다각도로 행해지고 있다. 배기가스에 포함되어 있는 유해물질을 제거하는 방법중의 하나인 반건식 반응법은 물과 일정한 비율로 혼합된 소석회(Ca(OH)₂) 슬러리를 반응탑내에 노즐을 이용하여 수십에서 수백 마이크로미터의 지름을 가진 미립자 형태로 분무하여, 고온의 배기가스와 접촉시킴으로써 가스상의 오염물질을 흡수, 건조, 흡착의 반응 메카니즘을 통해 제거하는 시스템이며, 염기성의 흡수제인 소석회와 산성가스들 간의 중화반응이라고 볼 수 있다. 이렇게 생성된 건조생성물과 배기가스 내에 함유되어 있던 fly ash를 제거하기 위해 반응기 후단에 백필터(Bag Filter) 또는 전기 집진기 등을 설치하여 운전하도록 구성되어 있다.

이 반건식 공정은 배기가스 처리후에도 습식법과는 달리 폐수가 발생하지 않고, 고효율로 유해물질을 처리할 수 있는 장점이 있으며 소각로, 발전소 및 기타 산업시설의 배가스 처리시설에도 적용될 수 있음은 물론 지금까지의 가스처리 과정에서 비교적 경제적이고 효율적인 공정으로 인정되고 있다.

위와 같은 장점에도 불구하고 반건식 공정은 몇가지 개선되어야 할 부분 역시 남아있다.

첫째로 흡수제로 사용되는 소석회가 과잉으로 소모되는 현상이 있다. 일반적으로 배기가스내의 오염물질의 농도가 일정하지 않으므로 어쩔 수 없이 과잉으로 흡수제를 사용할 수 밖에 없다. 이것은 여타 배기가스 처리공정에서도 당면하는 문제이기도 하다.

둘째로 반응생성물의 처리문제이다. 산성 오염가스는 흡수제와 중화 처리되므로 상관없지만 통상 흡수제의 건조생성물에 흡착된 형태로 함께 제거되어지는 물질들 즉, 폐기물이 완전연소 되지 못하여 발생하는 미연소 화합물질, 중금속, 다이옥신류 등의 물질은 제대로 처리되지 않고 단순히 매립지로 보내어지고 있어 침출수에 의한 오염물의 용출등 문제발생의 소지를 안고 있다. 그리고 이 반응 생성물이 제거되는 분진 제거 설비 즉 백필터에서는 소각로 배기가스 내에 존재하는 fly ash도 함께 제거된다. 이 fly ash에도 미연소 물질, 중금속, 다이옥신류등이 흡착되어 있어 더욱 반응생성물의 처리가 문제시된다.

본 발명은 위에서 언급된 여러 가지 문제점 중에서 반응생성물의 처리문제를 개선하고자 하는 목적을 가지고 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐기물 투입구와 스토커 그레이트 및 재방출구로 이루어진 소각로; 절탄기; 반건식반응기; 분진제거장치; 유인송풍기; 및 연돌로 구성되는 반건식 반응시스템에 있어서, 상기 반건식 반응기와 분진제거장치의 하부에 분진배출구를 설치하고, 상기 분진배출구에 이격하여 하측에 컨베이어를 설치하며, 상기 컨베이어의 배출구에 분진반송라인을 설치하며, 상기 분진반송라인에 뉴매틱 이송라인을 연결설치하며, 상기 뉴매틱 이송라인은 상기 소각로에 형성된 재순환주입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 반건식 반응기에 있어서 반응생성물 재순환 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명의 반응 생성물의 재순환 공정도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 소각로 2 : 폐기물 투입구

3 : 폐기물 4 : 스토커 그레이트

5 : 절탄기 6 : 재순환 주입구

7 : 재방출구 8 : 반건식 반응기

9 : 분진제거장치(BAG FILTER) 10 : 유인 송풍기

11 : 연돌 12 : 분진 배출구

13 : 컨베이어 14 : 분진 반송라인

15 : 분진 배출라인 16 : 뉴매틱 이송라인

17 : 재벙커

이하 본 발명의 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 참조번호 1은 소각로 본체를 나타내고 쓰레기 폐기물 투입구(2)를 통해 투입되는 폐기물(3)은 스토커 그레이트(4) 위에서 건조, 연소하게 되며 연소된 후 재는 재방출구(7)로 보내지고 연소가스와 fly ash는 절탄기(5)를 거친다. 여기서 열에너지가 회수되고 계속해 반건식 반응기(8)에서 흡수, 건조, 흡착 처리된후 분진제거장치(백필터)(9)를 통과하게 된다. 그리고 유인송풍기(10)를 통해 연돌(11)로 배출된다. 이때 제거된 프라이애쉬와 슬러리 분무에 의해 발생된 반응생성물은 분진 배출구(12)를 통해 컨베이어(13)로 이동된다. 이동되는 반응생성물은 대부분을 분진(ash와 반응생성물) 반송라인(14)을 통하여 재순환 시키고 반송후 나머지의 분진 즉 반응생성물은 배출라인(15)을 통해 재벙커(17)로 이송시킨다. 반송라인(14)에 의해 이동된 분진(주로 fly ash, Ca(OH)₂, CaCl₂, CaSO₄, CaCO₃등)은 뉴매틱 이송라인(16)을 통해 재순환 주입구(6)에 주입되어 처리된다. 재순환 주입구(6)의 주변은 소각로에서 가장 온도가 높은 영역으로 약1000도 이상 유지되는 영역으로서, 반송되는 분진과 함께 존재하는 미연소 화합물이나 다이옥신류등이 제거되며, 미반응 소석회는 소각로내에서 Cl^-와 반응하여 다이옥신류의 발생을 사전 억제하는 효과가 있으며 염화수소와 같은 산성가스도 상당부분 미리 제거한다. 이것은 마치 건식공정과 같은 역할을 하는 것을 볼 수 있으며 반건식 반응탑에서의 오염물 부하를 줄여주어 결국 시스템 전체에서 오염물의 총제거율을 증가시키고, 소석회를 다시 한번 사용하게 되므로 미반응 소석회의 양을 줄여주며, 반응생성물과 fly ash 등의 분진을 안정하게 처리하는 효과가 있다.

분진 배출구를 통해 배출된 분진의 양중 가급적 많은 부분을 반송라인을 통해서 이송하도록 하여 처리되지 않고 재(ash)벙커(17)로 배출되는 양을 최소화한다. 반송된 분진중 비교적 큰 입자의 분진은 재순환 주입구 주변에서 처리된 후 재(ash)방출구로 배출되고 나머지 가벼운 입자들은 다시 반건식반응기를 거쳐 분진 제거장치(9)에서 집진된후 배출라인(15)을 통해 배출된다. 재(ash)방출구(7)를 통해 배출되는 소각제는 비교적 안정적이라 볼 수 있으므로 분진 배출구(12)를 통해 배출되는 분진들을 직접 최종 처분하는 것보다는 궁극적으로 재순환을 유도하여 재방출구(7)를 통해 최종 처분하고자 하는 것으로 전량을 재순환하는 것은 문제가 있으므로 재순환되는 양을 적절히 조절하여 운전할 필요가 있다.

위와같이 반응생성물과 fly ash 등을 소각로의 화염영역으로 반송함으로써 얻어지는 효과는 이들 분진과 함께 존재하는 미연소 화합물이나 다이옥신류등이 처리되는 것이고 또한 미반응 소석회는 소각로내에서 Cl^-와 반응하여 다이옥신류의 발생을 사전 억제하는 효과가 있으며, 염화수소와 같은 산성가스도 상당부분 미리 제거한다는 것이다. 이것은 마치 건식공정과 같은 역할을 하는 것으로 볼 수 있으며 반건식 반응탑에서의 오염물 부하를 줄여주어 결국 시스템 전체에서 오염물의 총제거율을 증가시킨다.

결국 반송의 효과는 첫째, 소석회를 다시 한 번 사용하게 되므로 미반응 소석회의 양을 줄여주고, 오염물 발생을 어느정도 미리 제거하여 오염물의 총제거율을 증가시킨다. 둘째는 반응생성물과 fly ash 등의 분진을 안정하게 처리하는 효과가 있는 발명이다.

Claims

폐기물 투입구(2)와 스토커 그레이트(4) 및 재방출구(7)로 이루어진 소각로(1); 절탄기(5); 반건식반응기(8); 분진제거장치(9); 유인송풍기(10); 및 연돌(11)로 구성되는 반건식 반응시스템에 있어서, 상기 반건식 반응기(8)와 분진제거장치(9)의 하부에 분진배출구(12)를 설치하고, 상기 분진배출구(12)에 이격하여 하측에 컨베이어(13)를 설치하며, 상기 컨베이어(13)의 배출구에 분진반송라인(14)을 설치하며, 상기 분진반송라인(14)에 뉴매틱 이송라인(16)을 연결설치하며, 상기 뉴매틱 이송라인(16)은 상기 소각로(1)에 형성된 재순환주입구(6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 반건식 반응기에 있어서 반응생성물 재순환 시스템.
제 1 항에 있어서, 재순환 주입구(6)는 상기 소각로(1)에서 폐기물이 연소하여 형성되는 화염의 정상부근으로 온도가 900℃∼1100℃로 유지되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 하는 반건식 반응기에 있어서 반응생성물 재순환 시스템.
유입되는 배가스에 슬러리 미세입자를 분무하여 유해가스를 제거하는 반건식 반응기에서 생성된 반응생성물을 안정하게 처리하고 미반응 흡수제의 재사용을 목적으로 분진배출구(12)를 통해 배출되는 분진의 대부분을 소각로(1)에 형성된 재순환 주입구(6)로 반송라인(14)을 통하여 재순환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반건식 반응공정.