KR19990072635A - 연도가스처리방법및시스템 - Google Patents

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기무라가즈아끼
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요시오까아쓰시
가와니시요시미쓰
오니시쇼이찌
다까시나도루
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마스다 노부유키
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Abstract

본 발명은 열 교환기 (4) 를 이용하여 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수단계와, 흡수 유체 (D) 에 흡수시켜 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 연도 가스를 흡수탑 (12, 13) 에서 흡수 유체 (D) 와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하는 연도 가스 처리 방법에 관한 것이고, 예컨대, 흡수 단계에서 수집 가능한 분말 [예컨대, 석탄 (H)] 을 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 수단이 열 회수 단계 이전에 제공되는 특징이 있다. 본 발명은, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 조치를 암모니아 주입에 의존하지 않고 쉽게 달성할 수 있으며, 주입된 물질이 처리된 연도 가스에 잔류하는 단점이 없이 연도가스를 추가로 정화할 수 있는 연도 가스 처리 방법을 제공할 수 있다.

Description

연도가스 처리 방법 및 시스템{Flue Gas Treating Process and System}

본 발명은 황 산화물로서 SO2및 SO3와, 또한 불연소 탄소와 같은 분진 (예컨대, 중유 연소 보일러에서 생성된 연도 가스) 을 함유하는 연도가스의 정화 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 응축하여 유해한 황산 연무를 생성할 수도 있는 연도 가스에 있는 SO3에 대한 조치 또는 탈분진 능력의 개선이 저비용과 단순한 작업이나 장비의 구성에서 이루어질 수 있는 연도 가스 처리 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 예컨대 화력 발전소 등의 중유 연소 보일러에서 생성된 연도 가스는 SO2(이산화황) 에 추가해서 SO3(삼산화황) 을 포함하는 황 산화물을 함유한다. 황산화물의 총함량 (예컨대, 1,500 ppm) 에서 SO3의 비율은 보일러의 연소 온도, 버너의 종류, 연소 촉매 등에 따라서 변할 수도 있지만, 어떤 경우에도 대략 몇 퍼센트 정도이다. 다시 말하면, SO3는 예컨대 약 30 ppm 의 소량으로 존재한다. 따라서 이런 종류의 연도 가스의 탈황 처리에서 중요한 기본 적 고려사항은 SO2흡수 능력이다.

그러나, SO3가 연도 가스에 존재하는 경우에 연무를 생성하고, 이것은 부식성이 강하고 스케일 발생 인자를 구성하는 유해한 H2SO4미스트를 형성한다. 또한, 이는 흡수 액체와의 단순한 가스-액체 접촉에 의해서 포획되기가 어려울 수 있는 미크론 이하의 입자로 이루어진다. 이러한 이유 때문에, 장비의 부식 및 스케일의 형성 또는 연도 가스를 추가로 정화시키기 위하여 SO3제거를 위한 일부 처리가 요구된다.

따라서, 예컨대 중유 연소 보일러에 사용하기 위한 연도 가스 처리 시스템에서, 시스템의 상류 부위에서 연도 가스에 암모니아를 주입하여 연도 가스에 존재하는 SO3를 황산암모늄 [(NH4)2SO4] 으로 포획하는 것이 통상적으로 실시되어 왔다.

그러한 종래의 연도 가스 처리 방법 및 시스템의 일 예를 도 14 를 참조하여 하기 한다.

도 14 에서, 참조 부호 (1) 는 연도 가스의 열을 이용하여 보일러 (도시 안됨) 에 공급될 연소 공기를 가열하는 공기 가열기 (보일러-측부 장비) 를 지시한다. 이 경우에, 이러한 공기 가열기 (1) 다음에 오는 단계 또는 장비가 본 발명의 범위 안에 있다.

먼저, 주입 도관 (2) 에서, 공기 가열기 (1) 를 떠나는 미처리 연도 가스 (A) 가 분무 노즐 (2a) 로부터 분무된 암모니아 (NH3) 와 접촉된다. 따라서, 연도 가스에 존재하는 SO3는 연도 가스에 있는 물과 이러한 암모니아와 반응하여 황산암모늄을 형성한다. 이러한 황산암모늄이 연도 가스에 고체 입자 (즉, 분진) 로 존재하므로, 연도 가스에서의 분진 농도가 현저하게 증가된다. (예컨대, 암모니아 주입전의 분진 농도가 180 mg/m3N 이며, 암모니아 주입 후의 분진 농도는 약 360 mg/m3N 이다.)

그후, 연도 가스 (A) 는 건식 전기 집진기 (3) 내부로 공급되고 그곳에서 분진 (B) 이 제거된다. 예컨대 중유 연소 보일러의 경우에, 연도 가스 (A) 에 본래 포함된 분진 (B) 의 일부는 필수적으로 불연소 탄소를 포함하고, 추가로 바나듐과 마그네슘과 같은 불순물을 포함한다. 또한, 상기한 황산암모늄의 대부분 역시 그러한 전기 집진기 (3) 에 수집되고 분진 (B) 으로 배출되며, 예컨대 산업 폐기물로 처분된다.

그후, 대기로 배출될 처리된 연도 가스 (C) 를 후술할 가스-가스 가열기 (GGH) 의 재가열부 (5) 에서 가열하기 위하여, 연도 가스 (A) 는 이러한 GGH 의 열 회수부로 공급되어 그곳에서 열 회수되어서 냉각된다 (열 회수 단계). 예컨대, 연도 가스 (A) 의 온도는 약 160 ℃ 에서 약 100 ℃ 로 냉각된다.

그후, 적어도 SO2와 잔존하는 소량의 분진은 탈황기 (10) 의 흡수탑(12 및 13) (후술함) 에서 연도 가스 (A) 로 부터 제거되고, GGH 의 재가열부 (5) 에서 대기로 배출하는데 적합한 온도로 가열된 후, 스택 (stack; 도시 안됨) 으로부터 대기로 처리된 연도 가스 (C) 로서 배출된다.

이러한 경우에, 탈황기 (10) 는 액체 기둥형의 2 개의 흡수탑 (12 및 13) (즉, 병류식과 역류식 흡수탑) 이 흡수 슬러리 (또는 흡수 유체) (D) 저장 탱크 (11) 위에 병치되는 구조를 가지며 연도 가스는 이들 흡수탑에 계속해서 공급되고 각각의 흡수탑에서 탱크 (11) 내부의 슬러리와 가스-액체 접촉된다. 흡수탑 (12 는 23) 에는 복수개의 분무 파이프 (15 및 16) 가 각각 구비되며, 순환 펌프 (17 및 18) 에 의해서 흡입된 슬러리는 액체 기둥 형태인 이들 분무 파이프 (15 및 16) 로부터 상방으로 주입된다. 또한, 이 경우에, 이송된 미스트를 수집하여 제거하는 미스트 제거기 (20) 가 흡수탑의 하류 측에 설치된다. 도 14 에 도시된 장치에서, 미스트 제거기 (20) 에 의해서 수집된 미스트는 저부 호퍼 (도시 안됨) 에 축적되고 호퍼의 바닥으로부터 연장하는 유출 파이프를 통하여 탱크 (11) 에 회수된다.

또한, 이러한 장치에는 슬러리를 교반하는 동안에 탱크 (11) 내부의 슬러리에 산화 공기를 미세한 기포 형태로 송풍하는 회전-아암 공기 스파저 (21) 라 칭하는 장비가 구비되어서, 이산화황이 흡수된 흡수 슬러리가 탱크 (11) 에 있는 공기와 충분히 접촉하고 이에 의해 완전히 산화되어 석고를 형성한다.

더욱 상세하게는, 이러한 장치에서, 흡수탑 (12 또는 13) 안에 있는 분무 파이프 (15 또는 16) 로부터 주입된 흡수 슬러리는, 연도 가스와 가스-액체 접촉의 결과로서 이산화황과 분진을 흡수하는 동안에 하방으로 유동하여, 탱크 (11) 안에 들어가고, 그곳에서 공기 스파저 (21) 로 교반되는 동안에 내부로 취입된 다량의 기포와 접촉하여 산화되고, 그후 중화 반응을 겪고 석고를 형성한다. 이러한 처리 중에 일어나는 주요 반응을 다음의 반응식 (1) 내지 (3) 으로 나타낸다.

(흡수탑의 연도 가스 주입부)

SO2+ H2O → H++ HSO3 -(1)

(탱크)

H++ HSO3 -+ 1/2 O2→ 2H++ SO4 2-(2)

2H++ SO4 2-+ CaCO3+ H2O → CaSO4·2H2O + CO2(3)

따라서, 석고, 소량의 석회석 (흡수제로 사용된), 미량의 분진은 탱크 (11) 내부의 슬러리에 계속해서 부유된다. 이 경우에, 탱크 (11) 내부의 슬러리 (이하 석고 슬러리 (S) 라 칭함) 는 슬러리 펌프 (22) 에 의해서 회수되어 고체-액체 분리기 (23) 에 공급된다. 이러한 슬러리는 고체-액체 분리기 (23) 에서 탈수되어서, 낮은 함수량을 갖는 석고 (E) 가 재생된다. 한편, 고체-액체 분리기 (23) 로 부터의 여과액의 일부 (F1) 는 여과액 탱크 (24) 와 여과액 펌프 (25) 에 의해서 슬러리 준비 탱크 (26) 로 공급되고, 흡수 슬러리 (D) 를 구성하는 물로 재활용된다.

슬러리 준비 탱크 (26) 에는 교반기가 구비되고 석회석 사일로 (도시 안됨) 로 부터 공급된 석회석 (G)(즉, 흡수제) 과 여과액 탱크 (24) 로부터 공급된 여과액 (F1) 을 혼합하여 흡수 슬러리 (D) 를 준비한다. 슬러리 준비 탱크 (26) 내의 흡수 슬러리 (D) 는 슬러리 펌프 (27) 에 의해서 탱크 (11) 에 적절하게 공급된다. 예컨대, 흡수탑 (12 및 13) 에서의 증발에 기인하여 감소하는 물을 점차 보충하기 위하여 (산업 용수와 같은) 보충수가 예컨대 탱크 (11) 에 적절히 공급된다. 석회석 (G) 은 채석된 석회석을 약 100 ㎛ 입경의 분발로 분쇄하여 통상적으로 얻어지는 분말 형태로 사용된다.

또한, 탈황기 (10) 를 통하여 순환하는 물에 불순물이 축적되는 것을 방지하기 위하여, 여과액 탱크 (24) 내의 여과액 잔부는 소위 탈황 폐수 (F2) 로서 폐수 처리 공정 (도시 안됨)으로 이송된다.

상기한 연도 가스 처리 공정에 따라서, 전기 집진기 (3) 를 떠나는 연도 가스는 소량의 SO3를 함유하여서, 전기한 단점이 피해진다.

즉, SO3를 제거하는데 암모니아 주입이 없다면, 이러한 SO3는 황산의 이슬점에 기초하여 장비에 응축되어 상기한 바와 같은 연무를 만들 것이다. 일반적으로, SO3의 대부분은 GGH 의 열 회수부 (4) 에서의 냉각 결과로서 연무로 응축할 것이다.

결과적으로, 적어도 GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류 부위에서, 장비 구성 요소의 부식과 스케일 발생에 기인하여 연도 가스 유동 경로의 막힘과 같은 문제가 일어날 수도 있어서, 장비 비용과 유지 비용의 증가를 야기한다. 또한, 그러한 SO3연무가 탈황기 (10) 로 부터 배출된 처리된 연도 가스 (C) 에 남아 있으므로, 연도가스의 고도의 정화를 이루기 위하여, 예컨대, 흡수탑 (13) 의 하류와 GGH 의 재가열부 (5) 상류 위치에 습식 분진 집진기가 설치될 필요가 있다. 이것은 또한 장비의 비용과 크기의 증가를 야기한다.

그러나, 도 14 에 도시된 바와 같이, 암모니아 주입이 수행되면, 연도 가스에 있는 SO3는 상기한 바와 같이 전기 집진기 (3) 의 상류 위치에서 황산암모늄으로 변환되고, 결과로서 나오는 황산암모늄은 전기 집진기 (3) 에서 분진 (B) 으로 수집된다. 따라서, SO3와 관련된 상기 문제점이 임시로 해결된다.

석탄 연소 보일러용 연도 가스 처리 시스템에서, GGH 의 열 회수부 (4) 는, 전기 분진 수집 (즉, 소위 고성능 시스템) 이 넓게 사용되기 이전에 열 회수 단계를 수행하기 위하여 전기 집진기 (3) 의 상류측에 배치된다. 이러한 시스템은 연도 가스의 온도가 낮은 경우에, 분진의 저항도에 기초하여 전기 집진기의 단위 용량당 수집 능력이 개선된다는 사실에 관심을 집중하여 단순하고 소규모의 장비 구성으로 높은 탈분진 능력을 달성하기 위한 것이다. 그러나, 기름 연료가 사용되는 경우에는, 이러한 시스템은 연도 가스에 있는 분진의 특성 (예컨대, 전기 저항) 에서의 차이 때문에 장점이 거의 없다. 따라서, 도 14 에 도시된 것과 같은 장비 구성을 사용하여 상기 암모니아 주입을 수행하는 것이 통상적이다.

그러나, 상기 종래의 연도가스 처리 공정이나 시스템은 상기 암모니아 주입에 기인한 다음의 다양한 문제점을 갖는다.

먼저, 고비용의 암모니아를 구입하여 공급할 필요가 있다. 이는 가동비의 관점에서 단점이 있다.

또한, 암모니아를 주입하여 확산시킬 수 있도록 주입 도관 (2) 을 길게 할 필요가 있다. 이것은 장비의 크기 축소에 방해가 된다.

또한, 일부 암모니아가 전기 집진기 (3) 의 하류측에 남아 있기 때문에, 질소 성분이 탈황 폐수 (F2) 에 포함된다. 따라서, 예컨대 미생물 탈 질소 반응에 의해서 질소를 제거하기 위한 까다로운 처리가 탈황 폐수 처분 이전에 요구된다. 이것 또한 가동비 및 장비 크기에서의 증가를 야기한다.

또한, 암모니아가 처리된 연도 가스 (C) 에 또한 포함되어 대기로 배출된다. 암모니아 배출은 연도 가스의 추가 정화의 관점에서 바람직하지 않다. 만일 암모니아 배출이 계속된다면, 암모니아 제거에 대한 일부 조치 (예컨대, 추가의 장비 사용) 가 필요할 것이다. 이것 또한 비용 등의 관점에서 문제점을 갖는다.

또한, 암모니아가 부산물로서 생성된 석고 (E) 에 또한 포함된다. 따라서, 석고의 허용 기준에 따라서, 불쾌한 냄새 등의 제거 목적으로 석고를 세정하는 것이 필요할 수도 있다.

또한, 전기 집진기 (3) 의 하류측에 남아있는 황산암모늄 분진은 비교적 작은 입경을 가지며 흡수탑 (12 및 13) 에서 가스-액체 접촉에 의해서 완전히 포획되지 않는다. 따라서, 그러한 황산암모늄 분진은 처리된 연도 가스 (C) 에 남아있으며 또한 연도 가스의 추가의 정화 관점에서 문제점을 갖는다.

따라서, 종래의 연도 가스 처리 기술은, 질적 및 양적 관점에서 더욱더 높은 성능이 요구되는 연도 가스 정화 기술로서, 특히 근래에 인기 있는 자가 발전소 및 소규모의 발전소를 위한 단순하고 저비용의 연도 가스 처리 기술로서 사용하는데 만족스럽지 않다. 따라서, 이러한 연도 가스의 처리 기술에 추가의 개선점이 요구된다.

본 발명의 첫 번째 목적은, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 조치가 암모니아의 주입 없이도 쉽게 이루어지고, 처리된 연도 가스에 주입 물질이 남아 있는 단점이 없이 연도가스가 추가로 정화될 수 있는 연도 가스 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 조치 및 연도 가스의 추가의 정화가 단순한 작업 또는 장비 구성으로 쉽고 완전하게 이루어질 수 있는 연도 가스 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 부산물로 생성되는 석고의 순도를 높은 수준에 유지하거나 배출되는 산업 폐기물의 양을 감소시키면서 연도 가스로부터 SO2등을 제거하는 흡수 단계에서 석회-석고 방법을 사용하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 3 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 4 는 본 발명의 원리를 보여주는 데이터를 나타낸 그래프이다.

도 5 는 본 발명의 원리를 보여주는 다른 데이터를 나타낸 그래프이다.

도 6 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 7 은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 8 은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 9 는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 10 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 11 은 본 발명의 분리 단계를 수행하는 탄소 분리기의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 12 는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 연도 가스 처리 시스템의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

도 13 은 본 발명의 효과를 도시하는 나타내는 데이터를 도시하는 그래프이다.

도 14 는 종래의 연도 가스 처리 시스템의 일 예의 구성을 도시하는 개략적인 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 공기 가열기

2 : 주입 도관

3 : 건식 전기 집진기

4 : 가스-가스 가열기의 열 회수부 (열 교환기)

5 : 가스-가스 가열기의 재가열부

10 : 탈황기

12, 13 : 흡수탑

23 : 고체-액체 분리기 (고체-액체 분리 수단)

30 : 탄소 분리기

40 : 분말 첨가 수단

40b : 노즐

41 : 전환 호퍼

42 : 스크루 공급기

43 : 분쇄기 (건조 수단)

44 : 플래쉬 건조 실린더

45 : 팬 (기류 이송 수단)

60 : 예비 충전기

61 : 건조기 (건조 수단)

62 : 롤 분쇄기

63 : 팬 (기류 이송 수단)

71 : 노즐 (분말 첨가 수단)

72 : 펌프 (흡수 유체 공급 수단)

A : 미처리 연도 가스

A2 : 가스

B, B1, B2 : 분진이나 분말

C : 처리된 연도 가스

C1 : 가스

D : 흡수 슬러리 (흡수 유체)

D1 : 슬러리 (연도 가스와 접촉되어진 흡수 유체)

E : 고체 물질

E1 : 고체 물질 (분말)

G : 분쇄된 석회석 (분말)

H : 석탄 애쉬 (분말)

I : 공기

S : 석고 슬러리

상기한 목적을 이루기 위하여, 본 발명자는 철저한 조사를 수행하였고, 암모니아 주입을 하지 않더라도, 석탄 연소 보일러용의 연도 가스 처리 시스템에서 SO3와 관련한 상기 문제점이 발생하지 않는다는 경험적인 사실을 발견하였다. 이 이유는, 모든 석탄 연소 보일러에서 생성된 연도 가스는 플라이 애쉬와 같은 다량의 분진을 함유한다는 사실 때문이다 (즉, 그 함량은 기름 연소 보일러로부터의 연도 가스와 비교하여 10 내지 100 배 크다).

즉, 본 발명자에 의한 조사에 따르면, 플라이 애쉬와 같은 분말이 연도 가스에 함유되는 경우에, 연도 가스에 존재하는 SO3의 응축은 일어나도라도 GGH 의 열 회수 단계부 (4) 에서의 냉각의 결과로서 상기 분말의 입자 표면에서만 일어나며, 따라서 SO3의 응축에 의해서 형성되는 H2SO4입자는 상기 분말의 입자와 결합된 상태로 존재하여서, 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 가 생성되지 않는다. 또한, 연도 가스가 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 분말 (D) 의 함량 대 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 SO3(S) 의 함량의 중량비 (D/S) 가 약 2 이상인 비율로 분말을 함유하는 경우에, SO3에 기인한 장비 구성 요소의 부식 및 스케일 발생이 거의 일어나지 않는다는 것을 실험에 의해 발견하였다.

이러한 발견에 기초하여 얻어진 획기적인 기술 사상 (즉, SO3에 대한 조치가 연도 가스에 분말을 적극적으로 첨가시킴으로써 달성될 수 있다는 사상) 에 따라서 완성된 본 발명은, 하기 하는 특징에 의해서 상기 문제점을 최대한으로 해결한다.

본 발명에 따라서, 적어도 SO2및 SO3을 함유하는 연도가스 처리를 위한 제 1 연도 가스 처리 방법이 제공되며 이 방법은 열 교환기 수단에 의해서 연도 가스로부터 열을 회수하여 연도 가스를 냉각시키는 열 회수단계와, 흡수 액체로의 흡수에 의해 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 연도 가스를 흡수탑에서 흡수 유체에 가스-액체 접촉시키는 단계를 포함하며, 흡수 단계에서 수집될 수 있는 분말을 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 열 회수 단계 이전에 제공된다.

본 발명의 제 1 연도 가스 처리 방법은 다음의 바람직한 실시예를 포함한다.

일 실시예에서 상기 분말은, 상기 분말을 포함하는 분진 (D) 의 함량 대 연도 가스에 존재하는 SO3(S) 의 함량의 중량비 (D/S) 가 2 이상 (즉, D/S ≥2) 이 되는 비율로 연도 가스에 분무된다.

일 실시예에서, 분말 첨가 단계에서의 상기 분말의 온도는 연도 가스의 온도보다 낮게 된다.

일 실시예에서, 상기 분말은 액체에 부유된 상기 분말로 이루어진 슬러리의 형태로 연도 가스에 분무된다.

일 실시예에서, 흡수 단계에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체가 상기 슬러리로서 연도 가스에 분무되어 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 입자로서 사용될 수도 있다.

일 실시예에서, 흡수 단계에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 분말로 사용된다.

일 실시예에서, 분말 첨가 단계는 연도 가스의 일부를 회수하여 얻어진 가스로 상기 고체 물질을 건조시키고, 건조된 고체 물질을 기류로 이송시키며, 그것을 연도 가스에 분무시킴으로써 수행된다.

본 발명에 따라서, 적어도 SO2및 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 제 2 연도 가스 처리 방법이 제공되고, 이 방법은 열 교환기에 의해서 연도 가스로부터 열을 회수하여서 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하며, 또한 부산물로서 석고를 형성시키기 위하여 연도 가스를 흡수탑에서 칼슘 화합물을 포함하는 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 단계를 포함하며,

여기서, 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 열 회수 단계 이전에 제공되며,

연도 가스에 존재하는 대부분의 분진을 분말과 함께 흡수 유체에 수집할 수 있도록, 열 회수 단계 및 흡수 단계 이전에는 연도 가스로부터 분진을 제거하기 위한 독립적인 처리를 수행하지 않으며,

상기 방법은 적어도 흡수 유체에서 수집된 분진으로 이루어진, 석고 입자 이외의 고체 입자를 석고로부터 분리하기 위한 분리 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 제 2 연도 가스 처리 방법은 다음의 바람직한 실시예를 포함한다.

일 실시예에서, 분리단계는 친수성 표면을 갖는 석고 입자가 흡수 유체에 머무르는 동안에, 소수성 표면을 갖는 상기 고체 입자가 기포에 부착되어서 상승하게 하기 위하여 흡수 유체에 기포를 만들어서 석고 입자로부터 상기 고체 입자를 분리하는 단계를 포함하며,

일 실시예에서 상기 방법은, 흡수 단계를 거친 연도 가스에 잔존하는 분진이나 분말을 건식 전기 집진기 또는 습식 집진기 (습식 전기 집진기) 에 의해서 수집하는 분진 제거 단계를 추가로 포함하고,

일 실시예에서 연도 가스에 존재하는 분진이나 분말을 응집시키고 조대화시키는 예비 충전 단계가 열 회수 단계와 흡수 단계 사이에 제공되며, 예비 충전 단계는, 방전 전극 및 분진 수집 전극을 구비한 예비 충전기에 연도 가스를 공급하고, 방전 전극에서의 방전 결과로 연도 가스에 존재하는 분진이나 분말에 전하를 가하며, 대전된 분진이나 분말을 쿨롱힘으로 반대 부호를 갖는 분진 수집 전극으로 이동시킨 후, 소정 기간 동안 분진 수집 전극에 유지시켜 수행된다.

일 실시예에서 열 회수 단계를 거친 연도 가스에서 일부 분진이나 분말을 제거한 후, 흡수 단계에 사용된 흡수 유체에 공급하는 거친 분진 제거 단계가 예비 충전 단계 이전에 제공된다.

본 발명에 따라서, 적어도 SO2및 SO3를 포함하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 시시템이 제공되며, 상기 시스템은 연도 가스로부터 열을 회수하여 연도 가스를 냉각시키는 열 교환기와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 연도 가스를 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키기 위해서 열 교환기의 하류에 배치된 흡수탑을 포함하며, 연도 가스에 분말을 분무하는 분말 첨가 수단은 열 교환기의 상류에 제공된다.

본 발명의 연도 가스 처리 시스템은 다음의 바람직한 실시예를 포함한다.

일 실시예에서 상기 분말 첨가 수단은 액체에 부유한 분말로 이루어진 슬러리 형태로서 분말을 연도 가스에 분무하는 노즐을 포함하고, 상기 시스템은 흡수탑에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체의 일부를 회수하여 슬러리 상태로 노즐에 공급하여, 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 분말로서 사용될 수도 있고,

일 실시예에서, 상기 분말 첨가 수단은, 가스 기류의 도움으로 건조 형태의 분말을 연도가스에 분무하는 노즐을 포함하며, 상기 시스템은 흡수탑에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 연도 가스로부터 고체 물질을 분리하는 고체-액체 분리 수단과, 고체-액체 분리 수단에 의해서 분리된 고체 물질의 적어도 일부를 건조시키는 건조 수단과, 건조 수단에 의해서 건조된 고체 물질을 분말 상태로 노즐에 기류로 이송하는 기류 이송 수단을 추가로 포함하여서, 흡수 유체에 존재하는 고체 물질은 분말로 사용될 수도 있다.

이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예를 설명한다. 도 14 의 시스템에 포함된 것과 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호로 지시되며, 그 설명을 생략한다.

제 1 실시예

본 발명의 제 1 실시예를 도 1 을 참조하여 설명한다. 본 실시예는 다음과 같은 점에서 도 14 의 연도가스 처리 시스템과 상이하다. 즉, 본 실시예에서는 암모니아 주입단계가 생략되고, 분말을 분무하는 분말 첨가 수단 (도시 안됨) 이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에 설치되며, 또한 상기 분말 첨가 수단을 사용하여 연도 가스 (A) 에 분말 [예컨대, 석탄의 연소 배기 가스에 포함된 분진 (즉, 석탄 애쉬 (H))] 을 분무하는 단계가 상기 열 회수부 (4) 를 이용하는 열 회수 단계 이전에 제공된다는 점에서 도 14 의 연도 가스 처리 시스템과 구별된다.

상기 석탄 애쉬 (H) 로는, 예컨대, 석탄 연소 발전소용 연도 가스 처리 시스템에 포함된 전기 집진기에 의해서 수집된 석탄 애쉬가 사용될 수도 있다. 그러한 석탄 애쉬는 통상적으로 산업 폐기물로서 처리되어서, 실질적으로 운송비용만으로 매우 저렴하게 입수할 수 있다.

상기 분말 첨가 수단으로는, 예컨대, 기류 이송 또는 슬러리 이송을 위한 임의의 적합한 수단이 사용될 수도 있다. 기류 이송을 위하여 사용 가능한 분말 첨가 수단의 일 예는, 분말을 기류로 이송하기 위한 도관과 송풍기나 공기 압축기와, 기류로 이송된 분말을 연도 가스 도관 내부로 분산 및 주입시키기 위한 고정 노즐을 포함한다. 슬러리 이송을 위하여 사용 가능한 분말 첨가 수단의 일 예는 액체에 있는 분말을 분산시켜 슬러리를 형성시키는 교반 탱크와, 교반 탱크에 형성된 슬러리를 가압 이송하는 슬러리 펌프와, 가압 이송된 슬러리를 연도 가스 도관에 분산 및 주입시키는 고정 노즐을 포함한다.

분말이 슬러리의 형태로 분무되는 경우에, 분말의 입자 표면에서의 SO3포획 효과를 효과적으로 달성하기 위하여, 슬러리를 구성하는 액체는 연도가스의 열에 의해서 즉시 증발되는 것이 바람직하다. 통상의 물 (예컨대, 산업용수) 은 이러한 액체로 사용하는데 적합하다. 연도 가스 (A) 의 온도가 약 160 ℃ 와 같이 높기 때문에, 분무된 슬러리에 있는 물은 즉시 증발될 것이다.

슬러리의 고체 함량은 탈황기 (10) 에 있는 흡수 슬러리의 고체 함량과 동일할 수도 있다 (예컨대, 약 20 내지 30 중량 %). 본 발명자에 의해서 이루어진 실험적인 계산은, 분말이 슬러리 형태로 분무될지라도, 그 양은 후술하는 바와 같이 연도 가스에 비하여 적을 수도 있다는 것을 암시한다. 따라서, 연도 가스의 온도는 몇 ℃ 정도만 감소될 것이고 그리하여 다음의 GGH 에서의 열 회수에 악 영향을 끼치지 않는다.

다시 말하면, 분말로 사용된 석탄 애쉬 (H) 가 슬러리의 형태로 분무될지라도, 연도 가스의 단위 부피당 존재하는 분말 (D) 의 함량 대 연도 가스의 단위 부피당 존재하는 SO3의 함량의 중량비 (D/S) 가 예컨대, 2 이상 (즉, D/S ≥2) 인 저비율로 첨가될 수도 있다. (예컨대, SO3의 농도가 50 mg/m3N 인 경우에, 석탄 애쉬 (H) 는 100 mg/m3N 이상의 함량으로 첨가될 수도 있다).

따라서 분말의 상기 기능이 적극적이며 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 조치가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성으로 달성될 수 있다.

더욱 상세하게는, 연도 가스에 존재하는 SO3가 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 에서의 냉각의 결과로서 응축될지라도 이러한 응축의 대부분은 연도 가스에 존재하는 분말 (상기 석탄 애쉬 등으로 이루어진) 의 입자 표면에서 일어난다. 따라서, SO3의 응축에 의해서 형성된 H2SO4는 상기 분말의 입자에 결합된 상태로 존재하여서, 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 가 적게 생성된다.

또한, 첨가된 석탄 애쉬는 약 10 ㎛ 의 비교적 큰 입경을 가지므로, 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 탈황기 (10) 의 흡수탑 (12 및 13) 에서 비교적 높은 수집도로 수집된다. 따라서, 그 결과로서 나오는 처리된 연도 가스 (C) 에 석탄 애쉬가 거의 존재하지 않는다.

흡수탑 (12 및 13) 에서 수집된 석탄 애쉬는 순환 슬러리에 부유되거나 용해되며, 결국 부산물로서 생성된 석고 (E) 에 포함된다. 그러나, 그 함량은 몇몇 퍼센트로 낮아서 대부분의 경우에 문제를 야기하지 않는다. 한편, 석탄 애쉬 등의 표면에서의 SO3의 응집에 의해서 형성되고 석탄 애쉬 등과 함께 수집된 황산은 예컨대, 흡수탑의 탱크 (11) 에서 석회석과 전기한 중화 반응 (3) 이 이루어져 부산물로 형성된 석고의 일부를 산출한다.

따라서, 본 실시예에 따라서, SO3에 기인한 부식 및 스케일 발생은 GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류에 위치된 도관에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 다음의 유익한 효과가 생긴다.

(1) 암모니아의 소비는 0 으로 감소되어, 가동비가 현저히 절감된다.

(2) 암모니아 주입 장비가 불필요하게되고 암모니아를 분산시키기 위하여 도관을 특별히 길게 할 필요가 없어서, 장비 비용 및 장비 크기가 감소된다.

(3) 탈황 폐수에 질소 성분이 포함되지 않으므로, 황산 폐수 (F2) 처리 이전에 까다로운 질소 제거 처리가 없어진다. 이러한 관점으로부터, 장비 비용 및 장비 크기가 역시 감소된다.

(4) 연도 가스에 포함되어 배기로 배출되는 암모니아의 함량이 0 으로 감소된다. 이것은 연도 가스의 추가의 정화에 크게 기여할 뿐만 아니라, 차후에 암모니아 배출 관리를 용이하게 대처하게 한다.

(5) 부산물로 생성된 석고는 암모니아를 함유하지 않는다. 따라서, 석고는 예컨대, 불쾌한 냄새를 제거하기 위하여 세정될 필요가 없다.

(6) 황산 미스트와 황산암모늄으로 이루어진 분진이 종래 기술과 대조적으로 처리된 연도 가스에 존재하지 않아서, 흡수탑의 하류측에 설치된 습식 분진 집진기와 같은 수단에 의존하지 않고 시스템의 전체 탈분진 능력이 향상된다. 이것은 또한 연도 가스의 추가의 정화에 기여한다.

(7) 분말로 사용된 석탄 애쉬 (H) 가 슬러리의 형태로 분무되는 경우에, 슬러리 준비용 교반 탱크, 슬러리 펌프 및 슬러리 분무용 노즐과 같이 종래의 탈황 시스템 등에 사용된 장치 및 디바이스가 변형 없이 사용될 수도 있다. 이것은 장비 비용 및 시스템 가동도의 관점에서 이점이 있다. 또한, 이것은 기류 이송과 비교하여 분진을 연도가스에 균일하게 분산시키기가 용이하여서, SO3에 기인한 문제점이 더욱 효과적으로 방지된다.

또한, 이 경우에, 연도 가스로의 슬러리의 액체 증발에 의해서 이루어진 냉각 효과에 기인하여 석탄 애쉬 (H) 입자가 더 낮은 온도에 유지된다 (또는 슬러리의 액체 존재에 의하여 만들어진 냉각 효과 유지). 따라서, 석탄 애쉬 (H) 의 입자 표면에서의 SO3응축이 향상되어, 분말로 사용된 석탄 애쉬 (H) 의 SO3포획 기능이 더욱 만족스럽게 수행된다.

(8) 또한, 본 실시예에서, 건식 전기 집진기 (3) 및 다른 장치의 배치 및 구성과 탈황기 (10) 의 구성이 석탄 애쉬 (H) 첨가 수단을 제외하면 도 14 에 도시된 종래의 시스템과 정확히 동일할 수도 있다. 따라서, 본 실시예는 현존하는 연도 가스 처리 시스템이 본 발명의 적용에 매우 용이하게 채택될 수 있다는 독특한 효과를 갖는다.

도 4 는 본 발명의 원리 (특히, 석탄 애쉬의 첨가) 를 나타내는 실제 측정 데이터를 도시한다.

이러한 데이터는, 연도 가스에서 석탄 애쉬의 농도가 변수로 사용되는 경우에 GGH 의 주입구 (또는 열 회수부) 에서의 SO3가스의 농도와 GGH 의 배출구 (또는 재가열부의 배출구) 에서의 SO3미스트 농도사이의 관계 (즉, SO3제거도) 를 지시한다. 도 4 에서, 흑색 데이터 포인트는 열회수부 (4) 와 같은 장치의 내면에서 황산 미스트의 증착을 육안으로 관찰할 수 있는 실제 측정 데이터를 나타내며, 반면에 백색 데이터 포인트는 황산 미스트 증착을 관찰할 수 없는 실제 측정 데이터를 나타낸다.

이러한 데이터들로부터 심지어 약 1.5 의 D/S 값에서 약 90% 의 SO3가 제거되고, 장비 표면에 SO3가 증착되지 않는 것이 관찰되었고, 유출되는 연도 가스에 존재하는 SO3의 함량이 약 10 % 정도의 소량임을 알 수 있다. 따라서, 예컨대 D/S 가 약 2 이상인 비율로 석탄 애쉬가 연도 가스에 첨가되는 본 발명에 따라서, SO3미스트는 거의 완전히 제거되고 처리된 연도 가스에 거의 존재하지 않을 것이며, 미스트의 증착에 기인인 스케일 발생이나 부식이 높은 신뢰도로 방지될 수 있다.

상기한 석탄 애쉬의 미스트 제거 효과는, SO3가 연도 가스에 있는 입자의 표면에서 응축하게 되는 물리적인 현상이므로, 석탄 애쉬 이외의 분말 (예컨대, 분쇄된 석회석) 도 유사한 효과를 나타낼 것이다.

제 2 실시예

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예를 도 2 를 참조하여 설명한다. 기본적으로, 본 실시예는 석탄 애쉬가 본 발명의 분말로 사용되고 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 분무된다는 점에서 제 1 실시예와 유사하다. 본 실시예는 건조 전기 집진기 (3) 가 열 회수부 (4) 의 하류측에 설치되며 이러한 전기 집진기 (3) 수단에 의해서 연도 가스에 존재하는 분진을 수집하는 분진 수집 단계가, 상기 열 회수부 (4) 를 사용하는 열 회수 단계와 탈황기 (10) 를 사용하는 흡수 단계 사이에 제공되는 특징이 있다.

또한 본 실시예에서, 석탄 애쉬는 기류 이송에 의해서, 또는 슬러리의 형태로 연도 가스에 분무될 수도 있다.

또한, 본 실시예는 전기 집진기 (3) 를 사용하는 분진 수집 단계에서 수집된 분진의 적어도 일부 (B1) 가 본 발명의 분말로 다시 사용되어 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 분무되는 방식으로 구성된다. 특히, 이 경우에, 전기 집진기 (3) 에서 수집된 분진의 일부 (B1) 는, 새로운 석탄 애쉬 (H) 가 첨가되는 분말 사일로 (30) 에 먼저 공급된다. 그후, 이러한 분진은, 이 분진을 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 다시 분무시키기 위해서 전기한 분말 첨가 수단을 사용하여 순환된다. 따라서, 본 실시예에서, 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 분무된 분말은 외부에서 공급된 석탄 애쉬 (H) 에 추가하여, 공기 가열기 (1) 를 떠나는 미처리 연도 가스 (A) 에 본래 존재하는 분진 (예컨대, 플라이 애쉬) 을 포함한다.

또한, 본 실시예에서, 건식 전기 집진기 (3) 에서 수집된 분진의 잔여물 (B2) 은 탈황기 (10) 에서 부산물로 형성된 석고 (E) 와 균일하게 혼합되어 시스템 외부로 배출된다.

본 실시예에서, 분무된 분말의 전체 함량이 필요한 최소 함량 (예컨대, 전기한 D/S 비율이 약 2 의 값을 갖게 하는 함량) 이 되는 것이 바람직하다. 또한, 순환된 분진 (B1) 의 함량이, 분무된 분말이 SO3포획 능력을 갖는 한도까지 증가되는 것과, 첨가된 새로운 석탄 애쉬 (H) 와 배출된 분진 (B2) 의 함량이 필요한 최소 수준으로 감소되는 것이 바람직하다. 따라서, 석고 (E) 와 혼합된 분진 (B2) 의 함량은 석고 (E) 의 순도를 높은 수준으로 유지하기 위하여 최소화될 수 있고, 첨가되는 새로운 석탄 애쉬 (H) 는 석탄 애쉬 (H) 의 처리를 용이하게 하기 위하여 감소될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 전기한 분말의 기능은 제 1 실시예에서와 동일한 방식으로 적극적으로 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 조치가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용으로 단순한 작업 및 장비에 의해서 이루어질 수 있다.

또한, 본 실시예의 구성은, 열 회수부 (4) 가 전기 집진기 (3) 의 상류에 배치되는 전기한 고성능 시스템을 나타내어서, 전기 집진기 (3) 의 단위 용량당 능력이 향상된다. 따라서, 소규모의 전기 집진기 (3) 을 사용하여, 첨가된 석탄 애쉬 (H) 는 고도의 수집도로 연도 가스로부터 제거될 수 있다. 또한, 미처리 연도 가스 (A) 에 본래 포함된 분진 역시 전기 집진기 (3) 와 탈황기 (10) 의 흡수탑 (12 및 13) 에서 거의 완전하게 수집되어서, 결과로서 나오는 처리된 연도 가스 (C) 에 거의 존재하지 않는다.

따라서, 본 실시예에서, SO3에 기인한 스케일 발생 및 부식이, 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류에 위치된 도관 그리고 전기 집진기 (3) 의 호퍼에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 제 1 실시예와 관련하여 전기한 (1) 내지 (7) 의 효과와 동일한 효과가 생긴다.

또한, 본 실시예에서, SO3를 포획하기 위하여 사용된 (석탄 애쉬 (H) 등으로 이루어진) 분말이 순환된다. 이것은 공급되는 새로운 석탄 애쉬 (H) 의 양이 감소될 수 있고, 또한 석고 (E) 와 혼합된 분진 (B2) 의 양이 석고 (E) 의 순도를 최고 수준으로 유지하기 위하여 최소화될 수 있는 점에서 특유의 효과를 갖는다.

또한, 분진 (B2) 이 석고 (E) 와 혼합되므로, 산업 폐기물로 배출되는 분진의 양이 0 으로 감소된다. 이것은 예컨대, 가동비를 줄이는데 역시 기여한다.

고순도의 석고를 바라는 경우에, 분진 (B2) 의 전부나 일부를 석고 (E) 와 혼합하지 않을 수도 있다는 것은 말할 나위도 없다.

제 3 실시예

다음으로, 본 발명의 제 3 실시예를 도 3 을 참조하여 설명한다. 본 실시예는 분말을 분무하는 분말 첨가 수단이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에 설치되고, 이러한 분말 첨가 수단을 이용하여, 석회석 (CaCO3) 을 분쇄하여 준비된 분말 (예컨대 전기한 석회석 G) 을 본 발명의 분말로서 연도 가스 (A) 에 분무한다는 점에서 제 1 실시예와 유사하다.

또한 본 실시예에서, 분쇄된 석회석은 기류 이송에 의해서 연도 가스에 분무되거나, 슬러리의 형태로 분무될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 도 14 에 도시된 슬러리 준비 탱크 (26) 와 슬러리 펌프 (27) 가 없으며 여과액 (F1) 은 흡수탑의 탱크 (11) 에 직접 회수된다. 탈황기 (10) 의 흡수 단계에서 흡수제로서 그리고 부산물인 석고의 형성에 사용하기 위해 필요한 석회석의 전체 함량을 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 상기 분말로서 연도 가스에 첨가하여서, 흡수제는 탈황기 (10) 의 탱크 (11) 에 있는 슬러리에 간접적으로 공급된다.

이러한 경우에, 흡수제로 사용하는데 필요한 석회석 (G) 의 양은 기본적으로는 연도 가스에 존재하는 황 산화물의 양과 화학양론적으로 비례한다. 연도 가스 (A) 가 통상의 연소 배기 가스 (예컨대, 중유와 같은 기름 연료로부터 생성된 연도 가스) 로 이루어진 경우에, 본 발명자에 의해서 이루어진 실험적인 계산은 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 분말 (D) 의 함량 대 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 SO3(S) 의 함량의 중량비 (D/S) 가 약 28 과 같음을 나타낸다.

따라서, 본 실시예에서, 전기한 분말의 기능이 적극적으로 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용에서 단순한 작업 및 장비 구성으로 이루어질 수 있다.

더욱 상세하게는, 연도 가스에 존재하는 SO3가 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 에서의 냉각의 결과로서 응축되지만, 이러한 응축의 대부분은 연도 가스에 존재하는 분말 (상기 석회석 등으로 이루어짐) 의 입자 표면에서 일어난다. 따라서, SO3의 응축에 의해서 형성된 H2SO4입자는 상기 분말의 입자와 결합된 상태로 존재하여서, 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 가 적게 만들어진다.

또한, 첨가된 석회석은 약 100 ㎛ 의 큰 입경을 가져서, 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 탈황기 (10) 의 흡수탑 (12 및 13) 에서 현저히 높은 수집도로 수집될 수 있다. 따라서, 결과적으로 나오는 처리된 연도 가스 (C) 에 석회석이 거의 존재하지 않는다.

흡수탑 (12 및 13) 에서 수집된 석회석은 순환 슬러리에 부유되거나 용해되어 슬러리를 중화시키는 상기 흡수제 (알칼리화제) 로 작용하여 부산물로 석고를 형성한다. 한편, 석회석 등의 표면에서의 SO3의 응집에 의해서 형성되어 석회석 등과 함께 수집된 황산은 예컨대, 흡수탑의 탱크 (11) 에서 석회석과 최종적으로 상기 중화 반응된 후 부산물로 형성된 석고의 일부를 산출한다.

따라서, 본 실시예에서도 SO3에 기인한 스케일 발생이나 부식이 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류에 위치된 도관에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 제 1 실시예와 관련하여 전기한 효과 (1) 내지 (7) 과 동일한 효과가 생긴다.

또한, 본 실시예에서, 탈황기 (10) 에서의 흡수 단계에서 사용하기 위하여 필요한 석회석의 전체 함량이 상기 분말로서 공급되고, 종래에 사용된 슬러리 준비 탱크 (26) 와 슬러리 펌프 (27) 는 생략된다. 따라서 본 실시예는 장비 비용과 장비 크기에서의 추가의 감소가 이루어질 수 있는 특유의 효과를 갖는다.

도 5 는 본 발명의 원리 (특히, 석회석의 첨가) 를 나타내는 실제로 측정된 데이터를 도시한다.

이러한 데이터는, 분말화된 석회석과 물로 이루어진 슬러리 (약 20-30 중량 % 의 농도) 가 약 3.7 내지 11.5 ppm 의 SO3을 포함하는 연도 가스에 단순하게 분무되고 그후 연도 가스로부터의 열 회수가 실행되지 않은 경우에, 첨가된 석회석의 양과 석회석의 입자 표면에서의 응축에 의해서 제거된 SO3가스의 비율 사이의 관계를 나타낸다. 이러한 데이터는 석회석의 슬러리를 연도 가스 내부로 단순히 분무하여 SO3를 효과적으로 제거할 수 있음을 나타낸다. 따라서, SO3가 적극적으로 응축하도록 하기 위하여 분말을 첨가한 후에 열 회수를 실행하는 본 발명에 따라서, SO3의 높은 제거도가 낮은 D/S 값에서 조차도 달성될 수 있다.

제 4 실시예

다음으로, 본 발명의 제 4 실시예를 도 6 을 참조하여 설명한다. 탈황기 (10) 의 상세한 설명은 도 6 내지 8 에서 생략한다.

본 실시예에서도 분말을 분부하는 분말 첨가 수단 (40) 을 GGH 의 열 회수부의 상류 위치에 설치한다. 그러나, 탈황기 (10) 에서 부산물로서 형성된 석고로 필수적으로 이루어진 고체 물질 (E) 의 일부 (E1) 는 연도 가스 (A) 의 일부를 회수하여 획득된 가스 (A1) 를 이용하여 건조되는 동안에 상기 분말 첨가 수단 (40) 에 기류로 이송되며, 결과로서 나오는 건조 형태의 석고는 본 발명의 분말로서 연도 가스 (A) 에 분무된다.

더욱 상세하게는, 고체-액체 분리기 (23) 에서 탈수되어 분리된 고체 물질 (E) 은 전환 호퍼 (41) 에 의해서 연도 가스 (A) 에서의 상기 중량비 (D/S) 를 제어하는데 필요한 부분 (E1) 과 잔부 (E2) 로 분할된다. 고체 물질 (E) 의 잔부 (E2) 는 부산물로 생성되는 석고를 위해 종래에 공지된 방식으로 처리된다. 한편, 고체 물질 (E) 의 전환된 부분 (E1) 은 예컨대 스크루 공급기 (42) 에 의해서 소정의 유량으로 분쇄기 (43) 로 공급되어 그 안에서 분쇄되고, 플래쉬 건조 실린더 (44) 에서 건조된 후, 분말 첨가 수단 (40) 에 공급된다.

상기 분쇄기 (43) 는 로터리 분쇄기이다. 로터리 분쇄기는 임팩트 분쇄기 (impact disintegrator) 타입이며, 그 안에서 끈적거리는 재료는 송풍기의 날개깃과 같이 회전 디스크와 동축으로 고정된 임팩트 로드 수단에 의해서 가스 안으로 분산되고, 부유된 상태로 배출 및 이송된다. 고온 가스와 습식 재료가 그 안에서 처리되는 경우에 분말화 및 건조가 동시에 실행된다.

건조팬(45) 에 의해서 연도 가스 (A) 일부를 회수하여 얻어진 가스 (A1) 를 상기 분쇄기 (43) 안으로 공급한다. 그후, 이러한 가스는 분쇄된 고체 물질 (E1) 과 함께, 플래쉬 건조 실린더 (44) 를 경유하여 분말 첨가 수단 (40) 에 공급된다. 이 경우에, 가스 (A1) 는, 전기 집진기 (3) 의 하류측에 통상적으로 설치된 연도 가스팬 (46) (도 1 등에는 도시되지 않음) 의 하류 위치에서 연도 가스 (A) 의 일부를 회수하여 얻어진 고온 가스로 이루어진다.

분말 첨가 수단 (40) 은 노즐 (40b) 를 포함하고, 플래쉬 건조 실린더 (44) 를 통과한 가스 (A1) 와 그 안에 있던 분말화된 고체 물질 (E1) 이 건조 팬 (45) 에 의해 가해진 압력하에 상기 노즐을 통하여 연도 가스 (A) 용 도관 (40a) 으로 주입된다. 본 실시예에서, 노즐 (40b) 은 도 6 에 도시된 바와 같이, 도관 (40a) 의 내부공간에 통하도록 하기 위하여 도관 (40a) 의 벽에 연결된 소경의 파이프로 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.

본 실시예에서, 탈황기 (10) 에서 부산물로 형성된 석고를 필수적으로 포함하는 고체 물질 (E) 의 일부 (E1) 는 분쇄기 (43) 내부로 전환 및 공급되며, 그곳에서 고체 물질 (E1) 은 분말로 분쇄되고 공급된 가스 (A1) 와의 열교환에 의해서 건조된다. 분쇄기 (43) 에서 어느 정도 건조된 분말화된 고체 물질 (E1) 은, 플래쉬 건조 실린더 (44) 를 통하여 기류로 이송되는 동안에 가스 (A1) 와의 열교환에 의해서 더 충분하게 건조된다. 그후, 건조된 고체 물질 (E1) 은 가스 (A1) 와 함께, 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 분말 첨가 수단 (40) 에 의해서 연도 가스 (A) 안으로 분무된다. 이러한 방식으로 연도 가스 (A) 에 분무된 분말화된 고체 물질 (E1) 과 가스 (A1) 는, 연도 가스 (A) 의 온도 (즉, 약 160 ℃) 보다 더 낮은 약 100 ℃ 의 온도를 갖는다.

따라서, 본 실시예에서도 전기한 분말의 기능이 적극적이며 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성으로 달성될 수 있다.

더욱 상세하게는, 연도 가스에 존재하는 SO3가 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 에서의 냉각의 결과로서 응축할지라도, 이러한 응축의 대부분은 연도 가스에 존재하는 분말 (상기 고체 물질 (E1) 등으로 이루어진) 의 입자 표면에서 일어난다. 따라서, SO3의 응축에 의해서 형성된 H2SO4입자는 상기 분말의 입자와 결합된 상태로 존재하여서, 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 가 적게 생성된다.

또한, 첨가된 고체 물질 (E1) 의 필수 구성 성분을 이루는 석고 입자는 약 20 내지 40 ㎛ 의 입경을 갖고, 따라서 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 탈황기 (10) 에서 높은 수집도로 수집될 수 있다. 따라서, 석고 입자는 결과로서 생기는 처리된 연도 가스 (C) 에 거의 존재하지 않는다.

탈황기 (10) 에서 수집된 고체 물질 (E1) 은 순환 슬러리에 용해되거나 부유되며, 슬러리에 존재하는 고체 물질로 회수된다. 한편, 고체 물질 (E1) 등의 표면에서 SO3의 응축에 의해서 형성되고 이들 입자들과 함께 수집된 황산은 탈황기 (10) 에서 석회석과 전기한 중화 반응 (3) 이 이루어져서 부산물로 형성된 석고의 일부를 산출한다.

따라서, 본 실시예에서도 SO3에 기인한 스케일 발생과 부식이 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류에 위치된 도관에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예와 관련하여 전기한 효과 (1) 내지 (6) 과 동일한 효과가 생긴다.

또한, 본 실시예에서, 탈황기 (10) 내부의 슬러리에 존재하는 고체 물질 (E1) 이 상기한 분말로 공급되어서, 분말의 원료 및 이송비용이 전혀 필요 없게 된다. 따라서, 본 실시예는 예컨대, 석탄 애쉬가 분말로 공급되는 제 1 실시예와 비교하여 추가의 비용 감소가 달성되는 특유의 효과를 갖는다.

본 실시예의 장비 구성에 따라서, 연도 가스에서의 D/S 비율이, 예컨대, 다음의 가동 조건을 사용하여 약 10 으로 조절될 수 있다. 전기한 실제 측정 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, SO3미스트에 기인한 문제점이 약 10 의 D/S 값에서 방지될 수 있다는 것은 확실하다.

연도 가스 (A) 의 유량 : 110 ×104m3N/h

연도 가스 (A) 의 SO3농도 : 20 ppm

가스 (A1) 의 온도 (분쇄기 (43) 의 주입구에서) : 154 ℃

가스 (A1) 의 온도 (플래쉬 건조 실린더 (44) 의 배출구에서) : 100 ℃

가스 (A1) 의 유량 : 4,300 m3N/h

전환된 석고 기재 고체 물질 (E1) 의 유량 : 880 kg/h

제 5 실시예

다음으로, 본 발명의 제 5 실시예를 도 7 를 참조하여 설명한다.

제 4 실시예와 유사하게, 본 실시예는 분말을 분무하는 분말 첨가 수단 (40) 이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에 설치된다. 그러나, 탈황기에서 부산물로 형성된 석고로 필수적으로 이루어진 고체 물질 (E) 의 일부 (E1) 가, 처리된 연도 가스 (C) 의 일부를 이용하여 건조되는 동안에 상기 분말 첨가 수단 (40) 에 기류로 이송되며, 결과로서 나오는 건조 형태의 석고는 본 발명의 분말로서 연도 가스 (A) 에 분무된다.

더욱 상세하게는, 본 실시예는, 처리된 연도 가스 (C) 의 일부를 건조팬 (51) 을 이용하여 회수하여 얻어진 가스 (C1) 가 분쇄기 (43) 에 공급되는 건조 가스로서 활용된다는 점을 제외하면 제 4 실시예와 동일하다. 본 실시예는 연도 가스 (A) 에서 SO3농도가 낮은 곳에서 바람직하다.

본 실시예에서도 전기한 분말의 기능이 적극적이며 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성으로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 4 실시예와 관련하여 기재한 효과와 동일한 효과가 생긴다.

본 실시예의 장비 구성에 따라서, 연도 가스에서의 D/S 비율이 예컨대, 다음의 가동 조건을 사용하여 약 4 의 값으로 조절될 수 있다. 전기한 실제 측정 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, SO3미스트에 기인한 문제점이 약 4 의 D/S 값에서 방지될 수 있다는 것은 확실하다.

연도 가스 (A) 의 유량 : 110 ×104m3N/h

연도 가스 (A) 의 SO3농도 : 10 ppm

가스 (C1) 의 온도 (분쇄기 (43) 의 주입구에서) : 103 ℃

가스 (C1) 의 온도 (플래쉬 건조 실린더 (44) 의 배출구에서) : 80 ℃

가스 (C1) 의 유량 : 2,000 m3N/h

전환된 석고 기재 고체 물질 (E1) 의 유량 : 175 kg/h

제 6 실시예

다음으로, 본 발명의 제 6 실시예를 도 8 를 참조하여 설명한다.

본 실시예는, 회전 실린더형 건조기 (즉, 로터리 건조기) (61) 와 롤 분쇄기 (62) 가 분쇄기 (43) 와 플래쉬 건조 실린더 (44) 대신에 사용된다는 점을 제외하면 제 4 실시예와 동일하다. 이 경우에서는, 습식 형태의 석고-기재 고체 물질 (E1) 이 건조기 (61) 의 상류 단부에 공급되고, 건조기 (61) 의 회전에 의해 하류로 이동하며, 건식 형태로 배출된다. 그후, 이러한 건식 형태의 석고-기재 고체 물질 (E1) 이 롤 분쇄기 (62) 안으로 공급되어 그 안에서 분쇄된다. 분쇄된 고체 물질 (E1) 은 가스 내부로 분산되고, 분말 첨가 수단 (40) 에 이송되며, 건조 형태를 유지하면서 본 발명의 분말로서 연도 가스 (A) 에 분무된다.

한편, 연도 가스 (A) 의 일부를 회수하여 얻어진 건조 가스 (A1) 는 로터리 (rotary) 건조기 (61) 의 하류 단부에 공급되어, 석고-기재 고체 물질 (E1) 과 이것을 건조시키기 위하여 접촉되며, 로터리 건조기 (61) 의 상류 단부로부터 배출된다. 이러한 경우에서, 로터리 건조기 (61) 로부터 배출된 건조 가스 (A1) 는 팬 (63) 에 의해서 롤 분쇄기 (62) 의 배출부 쪽으로 공급되어 건조 형태인 석고-기재 고체 물질 (E1) 을 기류로 이송시키는 가스의 기능을 한 후, 석고-기재 고체 물질 (E1) 과 함께 연도 가스 (A) 에 첨가된다. 따라서 건조 가스 (A1) 는 최종적으로 연도 가스 (A) 에 회수된다.

또한 본 실시예에서, 전기한 분말의 기능이 적극적이며 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성으로 이루어질 수 있다. 따라서, 제 4 실시예와 관련하여 전기한 효과와 동일한 효과가 생긴다.

본 실시예의 장비 구성에 따라서, 연도 가스에서의 D/S 비율이 예컨대, 다음의 가동 조건을 사용하여 약 10 의 값으로 조절될 수 있다.

연도 가스 (A) 의 유량 : 110 ×104m3N/h

연도 가스 (A) 의 SO3농도 : 20 ppm

가스 (A1) 의 온도 (건조기 (61) 의 주입구에서) : 155 ℃

가스 (A1) 의 온도 (건조기 (61) 의 배출구에서) : 120 ℃

가스 (C1) 의 유량 : 6,700 m3N/h

전환된 석고-기재 고체 물질 (E1) 의 유량 : 875 kg/h

제 7 실시예

다음으로, 본 발명의 제 7 실시예를 도 9 를 참조하여 설명한다.

본 실시예는, 슬러리 형태의 분말을 분무하는 노즐 (71) 이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에 설치되어, 펌프 (72) (즉, 흡수 유체 공급 수단) 에 의해서 탈황기 (10) 의 흡수탑 탱크 (11) 로부터 회수된 슬러리 (또는 흡수 유체) (D1) 가 연도 가스 (A) 에 분무된다.

또한 본 실시예에서, 연도 가스 (A) 의 D/S 비율이 연도 가스 (A) 에서의 SO3의 농도에 대응하는 양으로 슬러리 (D1) 를 분무하여 소정의 값으로 조절되는 경우에, 전기한 분말의 기능이 적극적이며 만족스럽게 실행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성에서 이루어질 수 있다. 따라서 제 4 실시예와 관련하여 전기한 효과와 동일한 효과가 생긴다.

더욱 상세하게는, 상기한 슬러리 (D1) 를 구성하는 물이 연도 가스 (A) 의 열에 의해서 즉시 증발하기 때문에, 상기 슬러리 (D1) 는 슬러리 (D1) 를 구성하는 석고-기재 고체 물질이 건조 형태로 연도 가스 (A) 에 분무되는 경우와 동일한 기능 (즉, SO3포획 기능) 을 수행할 수 있다.

또한, 상기 슬러리가 연도 가스에 분무되는 경우에, 고체 물질의 입자 (즉, 본 발명의 분말 입자) 는, 상기한 바와 같이 슬러리의 액체가 연도 가스 안으로 증발하여 생긴 냉각 효과에 기인하여 저온에 유지된다 (또는 슬러리의 액체 존재에 의해서 생긴 냉각 효과의 유지). 따라서, 이러한 입자 표면에서의 SO3의 응축이 향상되어, SO3포획 기능이 더욱 만족스럽게 수행된다.

또한, 본 실시예가 탈황기에 있는 흡수 유체 (D1) 의 일부를 회수하여 GGH 의 상류 위치에서 연도 가스에 직접 분무하는 방식으로 구성되어서, 장비 구성이 매우 단순해지고, 따라서 제조비의 관점에서 큰 이점이 얻어지는 특유의 효과를 갖는다. 더욱 상세하게는, 예컨대 석탄 애쉬를 슬러리의 형태로 분무하는 실시예는 슬러리 준비용 탱크와 석탄 애쉬 저장 수단과 같은 추가의 장치를 필요로 하고, 석고-기재 고체 물질을 건조하여 연도 가스로 분무하는 실시예 (예컨대, 상기한 제 4 실시예) 는 석고-기재 고체 물질을 건조하는 건조기와 같은 추가의 장치를 필요로 한다. 그러나, 본 실시예는 그러한 장치를 전혀 필요로 하지 않는다.

본 발명은 상기한 제 1 내지 제 7 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 다른 방식으로 실시될 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 분말은 석회석, 석탄 애쉬 및 석고에 한정되지 않으며, 분말 표면의 입자에서 SO3가 응축할 수 있게 하고 통상의 전기 집진기 또는 탈황기의 흡수탑에서 수집될 수 있는 임의의 분말이 사용될 수도 있다. 그러나, 상기 석회석, 석탄 애쉬 및 석고는 종래의 연도 가스 처리 시스템에서 취급한 유사 재료이고, 현존하는 장비 및 취급 기술이 변경 없이 사용될 수도 있다. 따라서, 입수 및 취급이 쉽고, 전체 시스템의 가동에 악 영향을 끼치지 않으며, 오히려 흡수탑에 석회석을 공급하는 어려움을 상기한 바와 같이 덜 수 있다.

또한, 분말의 입자 표면에서의 SO3의 응축을 향상시키기 위하여 연도 가스보다 낮은 온도를 갖는 분말 (또는 그 슬러리) [예컨대, 필요하면 강제로 냉각되는 분말 (또는 그 슬러리)] 을 연도 가스에 분무할 수도 있다. 이는 SO3가 분말의 입자 표면에서 더욱 효과적으로 응축할 수 있게 하여서, 유해한 SO3미스트의 생성이 더욱 만족스럽고 더욱 용이하게 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 분말은 예컨대, 석회석과 석탄 애쉬로 이루어질 수도 있고, 이것들은 혼합물로 또는 별도로 첨가될 수도 있다. 석회석이 단독으로 사용될지라도, SO3을 포획하는데 필요한 그 일부만이 연도 가스에 분무되고 나머지는 통상시 처럼 탈황기의 흡수탑에 직접 공급되는 방식으로 첨가할 수도 있다.

또한, 탈황기 (또는 흡수 단계) 에서 부산물로 생성된 석고로 필수적으로 이루어지는 고체 물질을 건조한 후 본 발명의 분말로서 연도 가스에 분무하는 일 실시예에서 제 6 실시예 (도 8) 와 관련하여 기재한 회전 실린더형 건조기를 건조 목적을 위하여 사용할지라도, 제 5 실시예 (도 7) 와 관련하여 전기한 바와 같이, 처리된 연도 가스 (C) 의 일부 (C1) 가 건조 가스로 사용될 수도 있다는 것은 말할 나위도 없다.

또한, 상기한 석고-기재 고체 물질을 건조하는 건조 수단으로서, 예컨대 연도 가스 처리 시스템의 외부로부터 공급된 스팀열에 의해서 석고-기재 고체 물질을 건조시키는 간접 가열형 건조기를 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 흡수탑 또는 흡수 단계의 구성이 상기한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 말할 나위도 없다. 예컨대, 흡수탑은 단일 흡수탑과, 충전 탑(packed tower), 분무탑 (spray tower) 및 발포탑 (bubbling tower) 타입을 포함하는 여러 종류의 흡수탑 (또는 가스-액체 접촉 장치) 이 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명은 흡수제로서 칼슘 화합물 (예컨대, 석회석) 의 사용에 한정되지 않고, 예컨대 수산화나트륨이나 수산화 마그네슘을 사용하는 탈황 방법이 사용될 수도 있다.

본 발명이, 중유, 오리멀젼(orimulsion), VR 및 CWM/중유와 같은 다양한 기름 연료를 사용하는 보일러의 연도 가스에 사용되는 경우에 특히 우수한 효과를 나타낼지라도, 예컨대, 석탄/중유 연소 보일러에 적용되는 경우에도 유사한 효과가 얻어질 수 있다. 석탄 연소용 보일러일지라도, 기름 연료가 예컨대 시험 운전 또는 시동시에 연소될 수도 있다. 본 발명은 이러한 경우에 효과적으로 사용될 수도 있다.

제 8 실시예

본 발명의 제 8 실시예를 도 10 을 참조하여 설명한다. 도 10 에서, 탈황기 (10) 구성의 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예는, 암모니아 주입 단계와 전기 집진기 (3) 를 사용하는 분진 제거 단계가 생략되고, 분말을 분무하는 분말 첨가 수단 (도시 안됨) 이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에 설치되며, 분쇄된 석회석 (CaCO3) (예컨대, 상기 석회석 G) 으로 이루어진 분말을 상기 분말 첨가 수단 (즉, 분말 첨가 단계) 을 사용하여 연도 가스 (A) 에 분무하는 단계가 상기 열 회수부 (4) 를 사용하는 열 회수 단계 이전에 제공된다는 점에서 도 14 의 종래 가스 처리 시스템과 다르다.

또한, 본 실시예에서는, 탈황기 (10) 에서의 흡수 단계를 통과한 연도 가스에 존재하는 소량의 분진이나 분말 (B1) 을 건식 전기 집진기 (3a) 의 의해 제거하는 분진 제거 단계가 재가열부 (5) 를 이용하는 재가열 단계 이후에 제공되고, 탈황기 (10) 에서 형성된 석고 슬러리 (S) 로 부터 분진 (예컨대, 불연소 탄소) (B2) 과 고순도의 석고 (E) 를 분리한 후 이것들을 배출하는 탄소 분리기 (30) 가 설치된다.

탈황기 (10) 내부의 흡수 슬러리 (D) 에 수집된 분진 (간단히 불연소 탄소) 으로 이루어진 고체 입자를 분리하는 본 발명의 분리 단계를 수행하는 기능을 탄소 분리기 (30) 가 하므로, 이러한 고체 입자들이 부산물로 생성된 석고에 혼합되지 않을 것이다. 본 실시예에서, 탄소 분리기 (30) 는 도 14 의 종래 연도 가스 처리 시스템에 사용된 고체-액체 분리기 (23) 를 대신하여 설치된다. 더욱 상세하게는 본 실시예서는 흡수 단계 이전에 분진 제거 단계를 수반하지 않고, 연도 가스에 원래 포함된 대부분의 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 은 첨가된 분말 (이 경우에서는, 석회석) 과 함께 탈황기 (10) 의 흡수탑에 있는 슬러리에서 수집되어서, 흡수탑 탱크로부터 회수된 석고 슬러리 (S) 는 종래 기술에서 보다 다량의 이물질 (즉, 상기 분진 입자) 을 함유한다. 따라서, 고순도의 석고를 얻기 위하여, 이물질을 이루는 상기 분진을 분리할 필요가 있다. 본 실시예에서, 이러한 분리 단계는 부유선광법에 기초한 탄소 분리기 (30) 를 사용하여 단순하게 실현될 수 있다.

도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 탄소 분리기 (30) 는, 예컨대 석고 슬러리 (S) 가 공급되는 기포탑 (31), 기포탑 (31) 안의 슬러리를 순환시키는 순환 펌프 (32), 순환 슬러리에 공기 (I) 를 취입하기 위하여 순환 펌프 (32) 의 분배측에 설치된 공기 주입기 (33), 순환 펌프 (32) 의 분배측으로부터 갈라진 회수 라인 (34), 회수 라인 (34) 에 설치된 유량 제어 밸브 (35), 기포탑 (31) 의 액체 높이를 검출하는 센서 (36), 센서 (36) 의 검출 신호에 기초하여 유량 제어 밸브 (35) 의 개구부를 제어하여 기포탑 (31) 의 액체 높이를 소정의 경계치에 유지시키는 높이 제어기 (37), 회수 라인 (34) 을 통하여 회수된 슬러리의 고체-액체 분리를 실행하는 고체-액체 분리기 (38), 기포탑 (31) 의 상부로부터 슬러리를 회수하는 회수 라인 (39), 및 회수 라인 (39) 을 통하여 회수된 슬러리의 고체-액체 분리를 실행하는 고체-액체 분리기 (40) 를 포함한다.

기포탑 (31) 의 상부에는 오버플로우 채널 (31a) 이 구비되고, 높이 제어기 (37) 에 의해서 제어되는 액체 높이는 오버플로우 홈 (31a) 보다 다소 높은 위치에 설정된다. 따라서, 분진을 고농도로 함유하는 분진 슬러리는 상기 오버플로우 채널 (31a) 을 지나서 유동하고 회수 라인 (39) 을 통하여 회수된다.

더욱 상세하게는, 공기 주입기 (33) 에 의해서 주입된 공기 (I) 는 기포의 형태로 기포탑 (31) 내부로 공급되어 기포탑 (31) 에 있는 슬러리의 표면을 상승시킨다. 이러한 과정 중에, 석고 슬러리 (S) 에 존재하며 소수성 표면을 갖는 고체 입자로 이루어진 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 은 기포에 부착되어, 기포와 함께 상방으로 이동하여, 슬러리의 표면을 상승시킨다. 한편, 친수성 표면을 갖는 석고 입자는 기포에 부착되지 않고 중력에 의해서 침전하여 기포탑의 바닥에 축적된다. 따라서, 회수 라인 (34) 을 통하여 회수된 슬러리는 석고-기재 고체 물질을 고농도로 함유하고, 회수 라인 (39) 을 통하여 회수된 슬러리는 분진-기재 고체 물질을 고동도로 함유한다.

이와 관련하여, 본 발명자에 의해 수행된 실험에서 그러한 단순한 처리가 90% 이상의 분진 제거도로 분진을 분리할 수 있음을 밝혔다.

기포탑 (31) 에 기포를 형성시키는 다른 방법으로서, 예컨대 기포탑 (31) 에 공기를 주입하는 것 대신에 그 안에 있는 슬러리를 교반하여 형성시킬 수도 있다.

지금부터, 본 발명의 분말 첨가 단계를 실행하는 분말 첨가 수단을 설명한다. 이러한 분말 첨가 수단으로서, 예컨대 기류로 이송하거나 슬러리 이송하는 임의의 적합한 수단을 사용할 수도 있다. 기류로 사용 가능한 분말 첨가 수단의 일 예는 분말을 기류로 이송하기 위한 송풍기 또는 공기 압축기 및 도관과, 기류로 이송된 분말을 연도 가스 도관에 분산 및 주입하는 고정 노즐을 포함하는 것이다. 슬러리 이송용으로 사용 가능한 분말 첨가 수단의 일 예는 슬러리를 형성시키기 위해서 분말을 액체에 분산시키는 교반 탱크와, 교반 탱크에 형성된 슬러리를 가압 및 이송하는 슬러리 펌프와, 가압 및 이송된 슬러리를 연도 가스 도관으로 분산 및 주입하는 고정 노즐을 포함하는 것이다.

분말이 슬러리의 형태로 분무되는 경우에, 슬러리를 구성하는 액체는, 분말의 입자 표면에서의 SO3포획 효과를 효율적으로 달성하기 위하여 연도 가스의 열에 의해서 즉시 증발되는 것이 바람직하다. 통상의 물 (예컨대, 산업 용수) 이 이러한 액체로 사용하는데 적합하다. 연도 가스 (A) 의 온도가 약 160 ℃ 로 높아서, 분무된 슬러리에 있는 물은 즉시 증발할 것이다.

슬러리의 고체 함량은 탈황기 (10) 에 있는 흡수 슬러리의 고체 함량과 동일한 차수일 수 있다 (예컨대, 약 20 내지 30 중량 %). 본 발명자에 의해 이루어진 실험적인 계산은, 분말이 슬러리의 형태로 분무될지라도, 그 양은 후술하는 바와 같이 연도 가스에 비하여 얼마 안될 수도 있다는 것을 지시한다. 따라서, 연도 가스의 온도는 단지 몇 ℃ 정도만 감소할 것이고 그리하여 다음의 GGH 에서의 열 회수에 악 영향을 미치지 않을 것이다.

즉, SO3에 대한 처리를 제공하기 위한 분말로 사용된 석회석 (G) 이 슬러리 형태로 분무될지라도, 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 분말 (D) 의 양 대 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 SO3(S) 의 양의 중량비 (D/S) 가 예컨대, 2 이상 (즉, D/S ≥2) 의 중량비 (D/S) 와 같은 저비율로 첨가될 수도 있다.

후술하는 바와 같이, 이와 같은 방식으로 연도 가스에 첨가되는 석회석 (G) 의 대부분은 흡수탑에서 수집되고 탈황기 (10) 에서 흡수제 역할을 한다. 따라서, 탈황기 (10) 에서의 흡수 단계와 부산물인 석고 형성에 사용하는데 필요한 석회석의 총 함량이, 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 상기 분말로서 연도 가스에 첨가될 수도 있어서, 흡수제는 탈황기 (10) 의 탱크 (11) 내부에 있는 슬러리에 간접적으로 공급될 것이다. 이는 도 14 에 도시된 슬러리 준비 탱크 (26) 및 슬러리 펌프 (27) 를 생략할 수 있게 하여 장비 구성의 추가의 단순화를 이룰 수 있게 한다.

이 경우에, 여과액 (F1) 은 예컨대, 흡수탑의 탱크 (11) 에 직접 회수시켜 처리할 수도 있고, 또는 그 일부를 슬러리 형태의 석고 (G) 를 분무시키는데 필요한 액체로서 사용할 수도 있다.

또한, 이 경우에, 흡수제로 사용하는데 필요한 석회석 (G) 의 양은 연도 가스에 존재하는 황 산화물의 양에 기본적으로 화학양론적으로 비례한다. 연도 가스 (A) 가 통상의 연소 배기 가스 (예컨대, 중유와 같은 기름 연료로부터 생성된 연도 가스) 로 이루어진 경우에, 본 발명자에 의해서 이루어진 실험적인 계산은 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 분말 (D) 의 함량 대 연도 가스의 단위 부피에 존재하는 SO3(S) 의 함량의 중량비 (D/S) 가 약 28 의 충분한 값을 갖는다는 것을 나타낸다.

본 실시예의 연도 가스 처리에 따라, 전기한 분말의 기능이 적극적이고 만족스럽게 수행되어서, 연도 가스에 존재하는 SO3의 대처가 암모니아 주입에 의존하지 않고 저비용과 단순한 작업 및 장비 구성으로 달성될 수 있다.

더욱 상세하게는, 연도 가스에 존재하는 SO3가 예컨대, GGH 의 열 회수부 (4) 에서의 냉각의 결과로서 응축할지라도, 이러한 응축의 대부분은 연도 가스에 존재하는 분말 (즉, 첨가된 석회석 및 원래 포함된 분진으로 이루어진 분말) 의 입자 표면에서 일어난다. 따라서, SO3의 응축에 의해서 형성된 H2SO4입자는 상기 분말의 입자와 결합된 상태로 존재하여, 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 가 적게 생성된다.

또한, 첨가된 석회석 및 연도 가스에 존재하는 분진이 약 10 내지 100 ㎛ 의 비교적 큰 입경을 가지므로, 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 비교적 높은 수집도로 탈황기 (10) 의 흡수탑 (12 및 13) 에서 수집될 수 있다. 따라서, 상기 석회석과 분진은, 결과로서 나오는 처리된 연도 가스 (C) 에 거의 존재하지 않는다. 특히 본 실시예에서, 탈황기 (10) 에서의 흡수 단계를 통과한 연도 가스에 존재하는 소량의 분진이나 분말을 건식 전기 집진기 (3a) 에 의해서 고체 물질 (B1) 로서 수집하여서, 첨가된 분말 (즉, 이 경우의 석회석) 및 분진 (간단히 불연소 탄소) 이 처리된 연도 가스 (C) 에 거의 존재하지 않는다. 따라서, 연도 가스의 매우 높은 정화도가 탈분진 능력의 관점으로부터 달성될 수 있다.

흡수탑 (12 및 13) 에서 수집된 석회석은 순환 슬러리에 용해되거나 부유되고, 슬러리를 중화시키는 상기 흡수제 (또는 알칼리화제) 로 작용하여 부산물로 석고를 형성한다. 한편, 석회석 등의 표면에서 SO3의 응축에 의해서 형성되고 석회석 등과 함께 수집된 황산은, 예컨대 흡수탑의 탱크 (11) 에서 석회석과 상기 중화반응 (3) 이 이루어져 부산물로 형성된 석고의 일부를 산출한다.

따라서, 본 실시예에 따라서, SO3에 기인한 스케일 발생 및 부식이 GGH 의 열 회수부 (4) 와 그 하류에 위치된 도관에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 실질적으로 유익한 여러 효과가 생긴다.

즉, 상기한 효과 (1) 내지 (6) 과 같은 효과뿐만 아니라, 다음의 효과가 생긴다.

(8) 본 실시예에서, 분말로 사용된 석회석이 슬러리의 형태로 분무되는 경우에, 슬러리 준비용 교반 탱크, 슬러리 펌프, 및 슬러리 분무용 노즐과 같이 탈황 시스템에서 종래에 사용된 장치 및 디바이스가 변형 없이 사용될 수도 있다. 이것은 장비 비용 및 시스템 가동의 관점에서 이점이 있다. 또한, 기류 이송과 비교하여 분말을 연도 가스에 균일하게 분산시키는 것이 용이하여서, SO3에 기인한 문제점이 더욱 효과적으로 방지된다.

또한, 이 경우에, 석회석 (G) 입자는 슬러리의 액체가 연도 가스 내부로 증발하여 만들어진 냉각 효과에 기인하여 낮은 온도에 유지된다 (또는, 슬러리의 액체의 존재에 의해서 만들어진 냉각 효과의 유지). 따라서, 석회석 (G) 의 입자 표면에서의 SO3의 응축이 개선되어, 분말로 사용된 석회석 (G) 의 SO3포획 기능이 더욱 만족스럽게 수행된다.

(9) 또한, 본 실시예에서는, 흡수 단계의 상류에 배치된 전기 집진기를 사용하는 분진 제거 단계 및 열 회수 단계가 없어지고, 연도 가스에 본래 포함된 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 이 첨가된 분말과 함께 탈황기 (10) 의 흡수탑에서 수집된다. 이것은 대규모 및 고비용의 전기 집진기 (3) 가 탈황기의 상류측에 독립적으로 설치된 종래의 시스템과 비교하여 비용의 현저한 감소를 이룰 수 있게 한다.

도 14 의 종래 시스템과 비교하는 경우에, 본 실시예의 시스템은 탈황기의 하류측에 설치된 전기 집진기 (3a) 와 탄소 분리기 (30) 와 같은 추가의 장치를 포함한다. 그럼에도 불구하고, 상기한 비용 감소가 이 경우에서도 달성될 수 있다. 그 이유는, 탄소 분리기 (30) 가 상기한 바와 같이 단순한 구성을 갖는 장치이며, 종래의 시스템에서 필요한 대규모 및 고비용의 전기 집진기 (3) 와 비교하여 장비 비용 및 가동비에서 미소한 증가만을 야기하기 때문이다. 또한, 탈황기의 하류측에 설치된 전기 집진기 (3a) 로드가 매우 낮으므로, 상기 종래 전기 집진기 (3) 와 비교하여 소규모가 될 수도 있다. 또한, 전기 집진기 (3a) 는 높은 탈분진 능력이 요구되는 경우에 필요하다는 것을 이해해야 한다.

(10) 또한, 본 실시예는, 석고에서 이물질을 이루는 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 이 상기 탄소 분리기 (30) 에서 수행된 분리 단계에 의해서 분리되므로, 탈황기 (10) 의 흡수탑에서 적극적인 분진 제거를 수행하는 구성이면서 고순도의 석고가 얻어질 수 있다.

제 9 실시예

다음으로, 도 12 를 참조하여 본 발명의 제 9 실시예를 설명한다. 탈황기 (10) 구성의 상세한 설명은 도 12 에서 생략하였다. 본 실시예는, 석회석이 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 본 발명의 분말로 분무된다는 점에서 제 9 실시예와 기본적으로 유사하다. 그러나, 본 실시예는 더 높은 탈분진 능력을 달성하기 위하여 상기 전기 집진기 (3a) 대신에 거친 분리기 (rough separator; 50) 와 예비 충전기 (precharger: 60) 를 설치하는 특징이 있다.

거친 분리기 (50) 는 예컨대, 접혀진 플레이트형 (folded plate type) 의 고체 입자 분리기로 이루어질 수도 있다. 이것은 GGH 의 열 회수부 (4) 의 하류측에 설치되고, 연도 가스로부터 일부 분진을 제거하는 본 발명의 거친 분진 제거 단계를 수행하는데 사용된다. 더욱 상세하게는, 이러한 거친 분리기 (50) 에는 예컨대, 지그재그 형태로 접혀져서 연도 가스의 유동 경로에 배치되는 다수의 플레이트가 구비된다. 따라서, 연도 가스를 이루는 가스와 함께 유동하는 고체 입자 (즉, 상기 분말 또는 분진) 는 이들 접혀진 플레이트의 표면에 부딪쳐서 회수 호퍼 (51) 로 떨어진다. 상기 접혀진 플레이트는 필요하다면 세정수를 공급하여 세정할 수도 있다. 회수 호퍼 (51) 에 축적된 고체 입자는, 중력에 의해서 탈황기 (10) 의 흡수 탱크 (11) 에 세정액과 함께 이송되고 흡수 단계에 사용된 슬러리에 (또는 흡수 유체) 에 공급된다.

예비 충전기 (60) 는 탈황기 (10) 의 흡수탑의 주입구에 (이 경우에, 병류식 흡수탑 (12) 의 상부에) 설치되고, 본 발명의 예비 충전 단계를 실행하는 단순한 장치를 구성한다. 더욱 상세하게는, 이러한 장치는 방전 전극 및 수집 전극 (도시 안됨) 을 구비하며, 방전전극으로부터의 코로나 방전의 결과로서 고체입자에 전하를 가하고, 쿨롱힘으로 반대 부호를 갖는 분진 수집 전극으로 상기 대전된 고체 입자를 이동시켜 연도 가스에 존재하는 고체 입자 (상기 분진이나 분말) 를 일시적으로 수집한다.

그후, 햄머 장치 (도시 안됨) 에 의해 분진 수집 전극에 충격을 주기적으로 가하여, 수집된 고체 입자를 흡수탑에 떨어뜨린다. 수집된 고체 입자는 소정의 기간동안 분진 수집 전극에 유지되는 동안에 응집되고 조대화된다. 탈황기 (10) 의 흡수탑에서 비교적 미세한 고체 입자를 수집하기가 어려울지라도, 이러한 예비 충전기 (60) 는 그러한 고체 입자를 조대화시켜 흡수탑에서 수집될 수 있게 하여, 탈황기 (10) 의 탈분진 능력이 개선된다.

이러한 실시예의 연도 가스 처리에 따라서, 제 8 실시예와 관련하여 기재한 효과에 추가해서 다음의 특유한 효과가 생긴다. 즉, 탈황기 (10) 의 탈분진 로드 (load) 가 거친 분리기 (50) 를 사용하는 거친 분진 제거 단계에 의해서 감소되고, 탈황기 (10) 의 탈분진 능력이 예비 충전기 (60) 를 사용하는 예비 충전 단계에 의해서 개선된다. 따라서, 통상의 구조를 갖는 고비용의 전기 집진기를 사용하지 않는 구성에도 불구하고, 전체 처리 시스템에서 높은 탈분진 능력이 달성될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 연도 가스로부터 분리된 분진은 탄소 분리기 (30) 로부터 배출된 분진 (B2) 으로만 이루어지므로, 단일 위치에서 회수된다. 따라서, 본 실시예는 분진 회수 작업을 용이하게 하는 장점이 있다.

제 8 실시예에서 사용된 전기 집진기와 유사하게, 상기 거친 분리기 (50) 및 예비 충전기 (60) 는 바라는 탈분진 능력 (즉, 처리된 연도 가스 (C) 에서의 분진 농도) 에 따라서 사용되지 않을 수도 있다. 또한, 바라는 탈분진 능력에 따라서, 예컨대, 거친 분리기 (50) 를 생략하고 예비 충전기 (50) 만을 설치하는 것도 가능하다. 어느 경우에서든지, 이러한 거친 분리기 (50) 및 예비 충전기 (60) 는, 종래 탈황기의 상류측에 독립적으로 설치된 대규모 건식 전기 집진기와 비교하여 단순한 구조를 갖고 낮은 가동 비용을 수반한다. 따라서, 높은 탈분진 능력을 유지하면서 비용을 감소시킬 수 있다.

도 4, 5 및 13 은 본 발명의 분말 효과를 나타내는 실제로 측정된 데이터를 도시한다.

도 4 의 분수 표시에서, 분모는 D/S 비율을 나타내고, 분자는 석탄 애쉬 농도를 나타낸다.

도 4 의 데이터로부터, 약 1.5 의 D/S 값에서 조차도 약 90 % 의 SO3가 제거되며, 장비 표면에서의 SO3의 증착이 관찰되지 않으며, 유출하는 연도 가스에 존재하는 SO3미스트의 양은 약 10 % 로 적음을 알 수 있다. 따라서, 예컨대, D/S 가 약 2 이상인 비율로 연도 가스에 분말이 첨가되는 본 발명에 따라서, SO3미스트는 거의 완전하게 제거되어 처리된 연도 가스에 거의 존재하지 않을 것이고, 미스트의 증착에 기인한 스케일 발생이나 부식이 높은 신뢰도로 방지될 수 있는 것이 명백하다.

상기한 석탄 애쉬의 미스트 제거 작용은 SO3가 연도 가스의 입자 표면에서 응축되게 하는 물리적인 현상이므로, 석탄 애쉬 이외의 분말 (예컨대, 분쇄된 석회석 및 석고 기재 고체 물질) 도 유사한 효과를 만들 것이다.

또한, 도 5 의 데이터는, 석회석 슬러리를 연도가스에 단순히 분무함으로써 SO3를 효율적으로 제거할 수 있음을 나타낸다. 따라서, SO3를 적극적으로 응축시키기 위하여 분말을 첨가한 후에 열 회수를 실시하는 본 발명에 따라서, 낮은 D/S 값에서 조차도 높은 SO3회수도가 달성될 수 있음을 알 수 있다.

도 13 에 도시된 데이터는, 실제 발전소의 연도 가스 처리 시스템에서 석회석이 기류로 이송되고 GGH 의 상류 위치 (전기 집진기의 하류) 에서 연도 가스에 분무되는 실제 서비스 테스트의 결과를 도시한다. 사용된 테스트 조건은 다음과 같았다.

보일러 용량 : 220 MW

GGH 타입 : Ljungstroem 타입

탈황기의 흡수탑 : 병류식 그리드 충전탑

탈황기의 상류측에서의 전기 집진 : 있음

연도 가스의 유량 : 1,100,000 m3N/h

처리된 연도 가스에서의 SO3의 농도 : 15-20 ppm

탈황기의 주입구에서의 분진 농도 : 20-70 mg/m3N

첨가된 석회석의 양 : 200 - 2,000 mg/m3N

이러한 테스트 결과로부터 명백한 바와 같이, 예컨대, 약 10 이상의 D/S 비율로 석회석을 GGH 의 상류 위치에서 연도 가스에 첨가함으로써 90 % 이상의 SO3제거도를 달성할 수 있다. 이러한 테스트에서, 처리된 연도 가스 (즉, 탈황기의 배출구에서의 연도 가스) 의 분진 농도를 동시에 측정하였다. 탈황기의 배출구에서의 그러한 분진의 농도는 석회석 첨가의 결과로서 미소하게 증가할지라도, 약 30 mg/m3N 이하이다. 따라서, 소규모의 건식 전기 집진기 등을 탈황기의 하류측에 설치함으로써 충분히 높은 탈분진 능력이 달성될 수 있다.

본 발명은 상기한 제 8 및 9 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 다른 방식으로도 실시할 수도 있다. 예컨대, 탈황기 (10) 의 하류측에 설치한 건식 전기 집진기를 습식 집진기 (습식 전기 집진기) 로 대체할 수도 있다. 그러나, 그러한 습식 집진기는 연도 가스를 냉각시키므로, 반드시 재가열부 (5) 의 상류에 설치하여야 한다.

또한, 본 발명의 분말은 석회석에만 한정되지 않으며, 석탄 애쉬 및 석고가 역시 사용될 수도 있다. 또한, SO3가 표면의 입자에서 응축할 수 있게 하고 통상의 전기 집진기 또는 탈황기의 흡수탑에서 수집할 수 있는 임의의 분말을 사용할 수도 있다.

그러나, 상기 석회석, 석탄 애쉬 및 석고가 종래에 사용된 연도 가스 처리 시스템에서 취급된 재료와 유사하며, 현존하는 장비 및 취급 기술이 변형 없이 사용될 수도 있다. 따라서, 이것들은 입수 및 처리가 용이하며, 전체 시스템의 가동에 약 영향을 끼치지 않으며, 오히려, 흡수탑 탱크에 석회석을 공급하는 어려움이 상기한 바와 같이 절감될 수 있는 이점이 있다.

한편, 이러한 실시예는, 예컨대 석탄 애쉬가 본 발명의 분말로서 첨가되는 경우에, 탈황기에 공급된 연도 가스에 존재하는 분진 (즉, 석고에서의 이물질) 이 따라서 증가하여, 탄소 분리기 (30) 에 가해진 로드가 증가하게 되는 단점을 갖는다. 따라서 이러한 관점으로부터 본 발명의 분말로 석회석이나 석고를 사용하는 것이 바람직하다. 석고를 사용하는 경우, 예컨대, 탈황기 (10) 로부터 회수된 석고 (E) 를 필요한 경우 건조시키면서 분쇄한 후, 기류 이송에 의해서, 또는 탈황기 (10) 의 흡수탑 탱크 안의 석고 슬러리 (S) 의 일부를 회수하고 GGH 의 열 회수부 (4) 의 상류 위치에서 연도가스에 직접 분부하여, 연도 가스에 첨가함으로써 행해진다.

또한, 분말의 입자 표면에서의 SO3의 응축을 개선시키기 위해서, 연도 가스의 온도보다 낮은 온도를 갖는 분말 (또는 그 슬러리) [예컨대, 필요한 경우 강제적으로 냉각된 분말(또는 그 슬러리)] 이 연도 가스에 분무될 수도 있다. 이것은 SO3가 분말의 입자 표면에서 더욱 효과적으로 응축할 수 있게 하여, 유해한 SO3미스트의 생성을 더욱 효과적이고 더욱 용이하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 분말은 예컨대, 석회석과 석탄 애쉬 모두로 이루어질 수도 있어서, 이것들은 혼합물로 또는 개별적으로 첨가될 수도 있다. 석회석만이 사용될지라도, SO3를 포획하는데 필요한 그 일부만이 연도 가스에 분무되고 잔부는 통상시와 같이 흡수탑 탱크에 직접 공급된다.

또한, 본 발명의 흡수탑 또는 흡수 단계의 구성이 상기 실시예에 한정되지 않는다는 것은 말할 나위도 없다. 예컨대, 흡수탑으로는 단일 흡수탑과, 충전탑, 분무탑 및 발포탑 타입을 포함하는 여러 종류의 흡수탑 (또는 가스-액체 접촉 장치) 을 사용할 수도 있다.

본 발명이, 중유, 오리멀젼, VR 및 CWM/중유와 같은 다양한 기름 연로를 사용하는 보일러의 연도 가스에 사용되는 경우에 특히 우수한 효과를 만들지라도, 예컨대, 석탄/중유 기름 연소 보일러에 사용되는 경우에도 역시 유사한 효과가 얻어진다. 석탄 연소용 보일러에서도 예컨대, 시작할 때 또는 시험 운전 중에 기름 연료가 연소될 수도 있다. 본 발명은 그러한 경우에 효과적으로 사용될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서, 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 열 교환기를 사용하는 열 회수 단계 이전에 제공된다. 따라서, 연도 가스에 존재하는 SO3가 이러한 분말 첨가 단계에서 또는 이후에 응축할지라도 (예컨대, 상기 열 회수 단계에서의 냉각의 결과로서), 이러한 응축은 상기 분말의 입자 표면에서만 일어난다. 따라서 SO3의 응축에 의해서 형성된 H2SO4입자는 상기 분말의 입자에 결합된 상태로 존재하여, 유해한 연무 (또는 황산 미스트)의 생성이 감소된다. 또한, 이러한 분말이 흡수탑에서 수집가능하기 때문에, 상기 H2SO4입자는 분말과 함께 흡수탑에서 수집 가능하다. 따라서, 분말과 H2SO4입자는 적어도 처리된 연도 가스에는 거의 존재하지 않는다.

따라서, 본 발명에 따라서, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 대처가 암모니아 주입에 의존하지 않고 쉽게 이루어질 수 있고, 연도 가스는 주입된 물질이 처리된 연도 가스에 존재하게 되는 단점이 없이 추가로 정화될 수 있다.

특히 상기 분말을 포함하는 분진 (D) 의 함량 대 연도 가스에 존재하는 SO3의 함량의 중량비 (D/S) 가 2 이상인 비율 (즉, D/S ≥2) 로 상기 분말이 분무되는 경우에, 대부분의 SO3응축은 상기 분말 등의 입자 표면에서 일어난다. 이것은 유해한 연무 (또는 황산 미스트) 의 생성을 확실하게 피할 수 있게 하고, SO3가 스케일 발생 또는 부식을 야기하는 것을 높은 신뢰로도 방지한다.

또한, 본 발명에서, 열 회수 단계와 흡수 단계 이전에 전기 집진기에 의해서 연도 가스에서 분진을 제거하는 독립적인 처리를 수행하지 않아도 되어서 연도 가스에 존재하는 대부분의 분진은 첨가된 분말과 함께 흡수 유체에서 수집될 수도 있고, 적어도 흡수 유체에 수집된 분진으로 이루어진, 석고 입자 이외의 고체 입자를 석고로부터 분리하는 분리 단계를 제공할 수도 있다. 따라서, 연도 가스로부터의 분진 제거는 흡수 단계에서 또한 실시할 수 있다. 따라서, 흡수 단계의 상류측에 설치된 대규모 및 고비용의 전기 집진기를 사용하는 분진 제거를 포함하는 종래의 연도 가스 처리와 비교하여 장비 또는 가동의 추가의 단순화와 비용의 추가 감소를 이룰 수 있다. 또한, 석고에서의 이물질을 이루는 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 이 분리 단계에서 분리되므로, 흡수 단계에서의 적극적인 분진 제거를 포함하는 구성이면서 매우 고순도의 석고가 얻어질 수 있다.

상기한 것들을 포함하는 본 발명의 다양한 효과는 다음과 같다.

(1) 암모니아의 소비는 0 으로 감소되어, 가동비가 현저히 절감된다.

(2) 암모니아 주입 장비가 불필요하게되고 암모니아를 분산시키기 위하여 도관을 특별히 길게 할 필요가 없어서, 장비 비용 및 장비 크기가 감소된다.

(3) 탈황 폐수에 질소 성분이 포함되지 않으므로, 황산 폐수 처리 이전의 귀찮은 질소 제거 처리의 필요성이 없어진다. 이러한 관점으로부터, 장비 비용 및 장비 크기가 역시 감소된다.

(4) 처리된 연도 가스에 포함되어 대기로 배출된 암모니아의 함량이 0 으로 감소된다. 이것은 연도 가스의 추가의 정화에 크게 기여할 뿐만 아니라, 장래에 암모니아 배출 관리를 용이하게 대처하게 한다.

(5) 석회-석고 방법이 사용되는 경우에, 부산물로 생성된 석고는 암모니아를 함유하지 않는다. 따라서, 석고는 예컨대 불쾌한 냄새를 제거하기 위하여 세정될 필요가 없다.

(6) 황산 미스트와 황산암모늄으로 이루어진 분진이 종래 기술과 대조적으로 처리된 연도 가스에 존재하지 않아서, 흡수탑의 하류측에 설치된 습식 분진 집진기와 같은 수단의 의존 없이도 시스템의 전체 탈분진 능력이 향상된다. 이것은 또한 연도 가스의 추가의 정화에 기여한다.

(7) 대규모 및 고비용의 전기 집진기가 탈황기의 상류측에 설치되는 종래 기술과 비교하여 비용의 현저한 감소가 이루어질 수 있다.

특히 연도 가스 처리 방법에, 건식 전기 집진기 또는 습식 분진 집진기를 이용하여 상기 흡수 단계를 통과한 연도 가스에 존재하는 분진이나 분말을 수집하는 분진 제거 단계가 제공되는 경우에, 또는 연도 가스 처리 방법에, 연도 가스에 존재하는 분진이나 분말을 응집시켜 조대화시키는 예비 충전 단계와, 접혀진 플레이트형의 거친 분리기에 의해 연도 가스로부터 일부 분진이나 분말을 분리하고 이것을 흡수 단계에 사용된 흡수 유체에 공급하는 거친 분진 제거 단계가 또한 제공되는 경우에, 종래 기술과 비교하여 비용 감소를 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 시스템의 전체 탈분진 능력을 개선할 수 있다.

(8) 본 발명은 석고에서 이물질을 이루는 분진 (예컨대, 불연소 탄소) 이 상기 분리 단계에서 분리되어, 흡수 단계에서 적극적인 분진 제거를 수행하는 구성이면서 고순도의 석고가 얻어질 수 있는 이점이 있다.

연도 가스에 분무되는 분말의 온도가 연도 가스의 온도보다 낮게되는 경우에, SO3를 분말의 입자 표면에서 더욱 효과적으로 응축시킬 수 있어서, 유해한 SO3미스트의 생성을 더욱 만족스럽고 더욱 용이하게 방지할 수 있다.

또한, 분말이 액체에 부유되고 슬러리의 형태로 분무되는 경우에, 슬러리 준비용 교반 탱크, 슬러리 펌프, 및 슬러리 분무용 노즐과 같이 종래의 탈황시스템 등에 사용된 장치 및 디바이스가 변형 없이 사용될 수도 있다. 이것은 장비 비용 및 시스템 가동성의 관점으로부터 이점이 있다. 또한, 기류 이송과 비교하여 연도 가스에 분말을 균일하게 분산시키는 것이 용이하여, SO3에 기인한 문제점이 더욱 효과적으로 방지된다.

또한, 본 실시예에서, 슬러리의 액체가 연도 가스 안으로 증발하여 만들어진 냉각 효과에 기인하여 석탄 애쉬 (H) 의 입자가 낮은 온도에 유지된다 (또는 슬러리의 액체 존재에 의해서 만들어진 냉각 효과의 유지). 따라서, 분말의 입자 표면에서의 SO3의 응축이 개선되어서, 분말의 SO3포획 기능이 더욱 만족스럽게 수행된다.

또한, 석탄의 연소 배기 가스에 포함된 분진 (즉, 석탄 애쉬) 을 상기 분말로 사용할지라도 연도 가스의 높은 정화도를 달성할 수 있다. 더욱 상세하게는, 석탄 애쉬가 약 수십 마이크로미터의 비교적 큰 입경을 가지므로, 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 비교적 높은 수집도로 흡수탑에서 수집될 수 있다. 따라서, 석탄 애쉬는 결과로서 나오는 처리된 연도 가스에 거의 존재하지 않는다.

또한, 석회석과 유사하게, 석탄 애쉬는 종래의 연도 처리 가스 시스템에서 취급한 것과 유사 재료이고, 현존하는 장비 및 취급 기술이 변형 없이 사용될 수도 있다. 따라서, 석탄 애쉬는 입수 및 취급이 용이하고, 가동 비용 및 장비 비용이 추가로 감소된다. 특히, 석탄 애쉬가 석탄 연소 화력 발전소 등에서 산업 폐기물로 통상적으로 처분되어, 거의 무료로 입수될 수 있다.

한편, 건식 집진기에 의해 연도 가스에 존재하는 분진을 수집하는 분진 수집 단계가 열 회수 단계 (즉, 열 교환기) 와 흡수 단계 (즉, 흡수탑) 사이에 설치되고, 이러한 분진 수집 단계에 수집된 분진의 적어도 일부가 상기 분말로 다시 사용되는 경우에, 상기한 기본 효과에 추가하여 다음의 특유한 효과가 생긴다.

즉, 이러한 실시예의 구성은, 열 교환기가 전기 집진기의 상류에 배치되어 전지 집진기의 단위 용량당 능력이 개선되는 소위 고성능 시스템을 나타낸다. 따라서, 소규모의 전기 집진기를 사용하여, 첨가된 석탄 애쉬를 높은 수집도에서 연도가스로부터 제거할 수 있다. 또한, 미처리 연도 가스에 원래 포함된 분진은 이러한 전기 집진기 및 흡수탑에서 거의 완전히 수집되고, 결과로서 나오는 처리된 연도가스에 거의 존재하지 않는다.

따라서, 이러한 실시예에서는 SO3에 기인한 스케일 발생 및 부식이 상기 열 교환기, 그 하류에 위치된 도관 및 전기 집진기의 호퍼에서 신뢰적으로 방지된다. 또한, 상기한 효과 (1) 내지 (6) 과 동일한 효과가 생긴다.

또한, 본 실시예에서, SO3를 포획하는데 사용된 분말 (석탄 애쉬 등으로 이루어진) 이 재순환된다. 이는 공급된 새로운 석탄 애쉬의 함량이 감소되고, 또한 시스템으로부터 배출된 분진 (석탄 애쉬 등으로 이루어진) 이 또한 감소되는 특유의 효과를 갖는다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 실시예는, 시스템으로부터 배출되는 분진 (석탄 애쉬 등으로 이루어짐) 이 석회-석고 방법에 따라서 생성된 석고와 혼합될지라도, 그러한 분진의 양은 석고의 순도를 높은 수준에 유지시키도록 최소화될 수 있다.

또한, 분진 수집 단계에서 수집된 분진 [즉, 시스템으로부터 배출되는 (석탄 애쉬 등으로 이루어진 ) 분진] 의 적어도 일부가 석회-석고 방법에 따라서 부산물로 생성된 석고에 혼합되는 경우에, 산업 폐기물로 배출되는 분진의 양은 0 으로 감소될 수 있다. 이것은 또한 예컨대 가동비의 절감에 기여한다.

한편, 분쇄된 석회석이 상기 분말로 사용되는 경우에, 첨가된 석회석은 약 100 ㎛ 의 큰 입경을 가져서, 종래에 당면한 환산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 현저히 높은 수집도로 흡수탑 (또는 흡수 단계) 에서 수집될 수 있다. 또한, 석회석은 결과로서 나오는 처리된 연도 가스 (C) 에 거의 존재하지 않는다. 따라서, 연도가스의 특히 높은 정화도가 얻어질 수 있다.

또한, 석회석은 연도 가스 처리 시스템에서 종래에 취급한 것과 유사 재료이므로, 현존하는 장비 및 취급 기술의 변형 없이 사용될 수도 있다. 따라서, 석회석이 입수 및 처리가 쉬워 가동비 및 장비 비용이 추가로 감소된다.

또한, 석회석은 연도 가스에 첨가되는 경우에 전 시스템의 가동에 악 영향을 끼치지 않는 이점이 있다. 즉, 이 경우에 흡수탑에서 수집된 석회석은 흡수 유체에 용해되거나 부유되고, 흡수 유체를 중화시키는 흡수제 (또는 알칼리화제) 로 작용한다. 따라서, 오히려 석회석은 황산화물의 흡수 반응을 개선시킨다.

또한, 흡수된 황 산화물로부터 부산물로 석고를 형성시키기 위한 흡수제로 석회석이 사용되는 석회-석고 방법이 사용되는 경우에, 첨가되는 석회적의 총함량이 통상처럼 제어되는 한, 석회석이 연도 가스에 분말로 첨가되는 실시예는 석고의 순도에 악 영향을 끼치지 않는다. 또한, 첨가된 석회석은 산업 폐기물의 양을 증가시키지 않고 유용한 석고로 전환된다.

또한, 연도 가스에 존재하는 SO3와 다른 황산화물을 흡수하는 흡수 단계가 석회-석고 방법에 따라서 수행되고 이러한 흡수 단계에서 흡수제로 사용하는데 필요한 석회석의 총 함량이 상기 분말로 연도 가스에 첨가되는 경우에, 예컨대 석회석을 슬러리로 형성시켜 이것을 흡수탑 탱크에 공급하는데 종래에 사용된 장비가 불필요하게 된다. 이것은 예컨대, 추가의 장비 비용감소에 기여한다.

한편, 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체에 존재하는 고체 물질 (즉, 석회-석고 방법에 따라서 부산물로 형성된 석고로 필수적으로 이루어진 고체 물질) 이 상기 분말로서 사용되는 경우에, 첨가된 고체 물질은 통상적으로 약 20 내지 40 ㎛ 의 큰 입경을 가지므로, 종래에 당면한 황산 미스트뿐만 아니라 종래에 당면한 황산암모늄 분진과 비교하여 흡수탑 (또는 흡수 단계) 에서 높은 수집도로 수집될 수 있다. 따라서, 고체 물질은 결과적으로 나오는 처리된 연도 가스에 거의 존재하지 않는다. 따라서, 연도 가스의 특히 높은 정화도가 또한 얻어질 수 있다. 또한, 상기한 효과 (1) 내지 (6) 과 동일한 효과가 생긴다.

또한, 흡수 단계에서 형성된 부산물로 필수적으로 이루어진 고체 물질이 분말로 사용되므로, 이러한 실시예는, 분말의 첨가가 상기 석고의 순도 감소를 야기하지 않아, 부산물의 순도가 특히 높은 수준에 유지될 수 있는 특유의 효과를 갖는다.

또한, 흡수 유체에 존재하는 고체 물질 (예컨대, 석고) 가 종래의 연도 가스 처리 시스템에서 취급된 것과 유사 재료이고, 현존하는 장비 및 취급 기술이 변형 없이 사용될 수도 있다. 따라서, 가동비 및 장비 비용의 추가의 감소가 달성된다.

특히 흡수탑 (또는 흡수 단계) 에서 연도 가스와 접촉하여 형성된 부산물 (예컨대, 석고) 로 필수적으로 이루어진 고체 물질을 함유하는 슬러리와 같은 흡수 유체가 본 발명의 분말을 함유하는 슬러리로서 연도 가스에 직접 분무되는 경우에, 본 실시예는 장비 구성이 매우 단순화되어서, 비용 측면에서 큰 이점이 얻어진다는 특유의 효과를 갖는다. 더욱 상세하게는, 예컨대 석탄 애쉬가 슬러리 형태로 분무되는 실시예는 슬러리 준비용 탱크 및 석탄 애쉬 저장 수단과 같은 추가의 장비를 필요로 하고, 흡수 유체에 존재하는 고체 물질을 건조하여 연도 가스에 분무하는 실시예는 고체 물질 건조용 건조기와 같은 추가의 장비를 필요로 한다. 그러나, 본 실시예는 그러한 장비를 전혀 필요로 하지 않는다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의해서 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리가 암모니아의 주입 없이도 쉽게 이루어지고, 처리된 연도 가스에 주입 물질이 남아 있는 단점이 없이 연도 가스를 추가로 정화할 수 있으며, 연도 가스에 존재하는 SO3에 대한 처리 및 연도 가스의 추가의 정화가 단순한 작업 또는 장비 구성으로 쉽고 완전하게 이루어질 수 있고, 부산물로 생성되는 석고의 순도를 높은 수준에 유지하고 배출되는 산업 폐기물의 양을 감소시키면서 연도 가스로부터 SO2등을 제거할 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 방법으로서, 열 교환기에 의해 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 상기 연도 가스를 흡수탑에서 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하며,
    상기 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 상기 열 회수 단계 이전에 제공되며,
    액체에 부유된 상기 분말로 이루어진 슬러리의 형태로 상기 분말을 상기 연도 가스에 분무하며,
    상기 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 분말로 사용될 수 있도록, 흡수 단계에서 상기 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체를 상기 연도 가스에 상기 슬러리로서 분무하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 방법으로서, 열 교환기를 이용하여 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 상기 연도 가스를 흡수탑에서 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하며,
    상기 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 상기 열 회수 단계 이전에 제공되며,
    상기 분말을 포함하는 분진 (D) 의 양 대 상기 연도 가스에 존재하는 SO3(S) 의 양의 중량비 (D/S) 가 2 이상인 비율로, 액체에 부유된 상기 분말로 이루어진 슬러리 형태의 상기 분말을 상기 연도 가스에 분무하고,
    상기 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 분말로 사용될 수도 있도록, 상기 흡수 단계에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 상기 흡수 유체를 상기 연도 가스에 상기 슬러리로서 분무하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 방법으로서, 열 교환기를 이용하여 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 상기 연도 가스를 흡수탑에서 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하며,
    상기 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 상기 열 회수 단계 이전에 제공되며,
    상기 흡수 단계에서 상기 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체에 존재하는 고체 물질을 상기 분말로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 방법으로서, 열 교환기에 의해 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하기 위하여 상기 연도 가스를 흡수탑에서 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하며,
    상기 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 상기 열 회수 단계 이전에 제공되며,
    상기 분말을 포함하는 분진 (D) 의 양 대 상기 연도 가스에 존재하는 SO3(S) 의 양의 중량비 (D/S) 가 2 이상인 비율로, 액체에 부유된 상기 분말로 이루어진 슬러리 형태의 상기 분말을 상기 연도 가스에 분무하고,
    상기 흡수 단계에서 연도 가스와 가스-액체 접촉된 상기 흡수 유체에 존재하는 고체 물질을 상기 분말로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 분말 첨가 단계에서 상기 분말의 온도는 상기 연도 가스의 온도보다 낮게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 분말 첨가 단계에서, 상기 분말의 온도는 상기 연도 가스의 온도보다 낮게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 분말 첨가 단계는, 상기 연도 가스의 일부를 회수하여 얻어진 가스를 이용하여 상기 고체 물질을 건조시키고, 상기 건조된 고체 물질을 기류로 이송한 후, 상기 연도 가스에 분무하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 방법으로서, 열 교환기에 의해 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 회수 단계와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하고, 또한 부산물로 석고를 형성시키기 위하여 상기 연도 가스를 흡수탑에서 칼슘 화합물을 함유하는 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키는 흡수 단계를 포함하며,
    상기 흡수 단계에서 수집 가능한 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 단계가 상기 열 회수 단계 이전에 제공되며,
    연도 가스에 존재하는 대부분의 분진을 상기 분말과 함께 흡수 유체에서 수집할 수 있도록, 상기 열 회수 단계 및 상기 흡수 단계 이전에는 연도 가스로부터 분진 제거를 위한 독립적인 처리를 수행하지 않으며, 또한
    적어도 상기 흡수 유체에서 수집된 분진으로 이루어진, 석고 입자 이외의 고체 입자를 상기 석고로부터 분리하는 분리 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분리 단계는, 상기 흡수 유체에 기포를 발생시켜, 소수성 표면을 갖는 상기 고체 입자가 상기 기포에 부착하도록 하여 상승시키고 친수성 표면을 갖는 석고 입자는 상기 흡수 유체에 머무르게 함으로써 석고 입자로부터 상기 고체 입자를 분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항 또는 9 항에 있어서, 상기 흡수 단계를 통과한 연도 가스에 존재하는 분진 또는 분말을 건식 전기 집진기 또는 습식 집진기에 의해 수집하는 분진 제거 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 8 항 또는 9 항에 있어서, 상기 연도 가스에 존재하는 분진이나 분말을 응집시키고 조대화시키는 예비 충전 단계가 상기 열 회수 단계와 상기 흡수 단계 사이에 제공되고, 상기 예비 충전 단계는, 방전 전극 및 분진 수집 전극을 구비한 예비 충전기에 상기 연도 가스를 공급하고, 상기 방전 전극으로부터 전기 방전을 시켜 상기 연도 가스에 존재하는 분진 또는 분말에 전하를 가하고, 대전된 분진이나 분말을 쿨롱힘으로 반대 부호를 갖는 분진 수집 전극으로 이동시킨 후, 상기 분진이나 분말을 소정 시간동안 상기 분진 수집 전극에 유지하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 열 회수 단계를 통과한 상기 연도 가스로부터 일부 분진이나 분말을 분리하여 상기 흡수 단계에서 사용된 흡수 유체에 공급하는 거친 분진 제거 단계를 상기 예비충전 단계 이전에 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 시스템으로서, 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 교환기와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하도록 상기 연도 가스를 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키기 위하여 상기 열 교환기의 하류에 배치된 흡수탑을 포함하며,
    분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 수단이 상기 열 교환기의 상류에 제공되고,
    상기 분말 첨가 수단은, 액체에 부유된 상기 분말로 이루어진 슬러리의 형태로 상기 분말을 상기 연도 가스에 분무하는 노즐을 포함하며, 또한
    상기 시스템은, 상기 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 분말로서 사용될 수도 있도록, 상기 흡수탑에서 상기 연도 가스와 가스-액체 접촉된 흡수 유체의 일부를 회수하고 이것을 상기 노즐에 상기 슬러리로서 공급하는 흡수 유체 공급 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 적어도 SO2와 SO3를 함유하는 연도 가스의 처리를 위한 연도 가스 처리 시스템으로서, 상기 연도 가스로부터 열을 회수하여 상기 연도 가스를 냉각시키는 열 교환기와, 흡수 유체로의 흡수에 의해서 상기 연도 가스에 존재하는 적어도 SO2를 제거하도록 상기 연도 가스를 흡수 유체와 가스-액체 접촉시키기 위하여 상기 열 교환기의 하류에 배치된 흡수탑을 포함하며,
    분말을 상기 연도 가스에 분무하는 분말 첨가 수단이 상기 열 교환기의 상류에 제공되고,
    상기 분말 첨가 수단은, 가스 기류의 도움으로 상기 분말을 건식 형태로 상기 연도 가스에 분무하는 노즐을 포함하며, 또한
    상기 시스템은, 상기 흡수 유체에 존재하는 고체 물질이 상기 분말로서 사용될 수도 있도록, 상기 흡수탑에서 상기 연도 가스와 가스-액체 접촉된 연도 가스로부터 고체 물질을 분리하는 고체-액체 분리 수단과, 상기 고체-액체 분리 수단에 의해서 분리된 고체 물질의 적어도 일부를 건조시키는 건조 수단과, 상기 건조 수단에 의해서 건조된 고체 물질을 상기 노즐에 상기 분말로서 기류로 이송하는 기류 이송 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 분말 첨가 단계는, 상기 연도 가스의 일부를 회수하여 얻어진 가스를 이용하여 상기 고체 물질을 건조시키고, 상기 건조된 고체 물질을 기류로 이송한 후, 상기 연도 가스에 분무하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103388828A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 四川汇利实业有限公司 具有脱硫作用的高效除尘系统
WO2014138079A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 Kiewit Power Engineers Co. Emission control system

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4841065B2 (ja) * 2001-06-21 2011-12-21 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 排煙のso3分除去装置
US6936231B2 (en) * 2001-12-06 2005-08-30 Powerspan Corp. NOx, Hg, and SO2 removal using ammonia
US6677765B2 (en) * 2002-04-02 2004-01-13 Esa Corrosion Solutions, Llc Detection, measurement and control of ammonia in flue gas
US7574968B2 (en) * 2002-10-08 2009-08-18 Energy & Environmental Research Center Method and apparatus for capturing gas phase pollutants such as sulfur trioxide
US7651329B2 (en) * 2003-01-31 2010-01-26 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Exhaust gas processing device, and method of using the same
WO2006073083A1 (ja) * 2005-01-06 2006-07-13 Taiheiyo Cement Corporation セメントキルン燃焼排ガス処理装置及び処理方法
WO2008069115A1 (ja) * 2006-12-05 2008-06-12 Taiheiyo Cement Corporation セメント製造装置及び製造方法
JP5384799B2 (ja) * 2007-03-30 2014-01-08 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 排ガス処理装置および排ガス処理方法
US7776141B2 (en) * 2007-09-25 2010-08-17 Hitachi Power Systems America, Ltd. Methods and apparatus for performing flue gas pollution control and/or energy recovery
CN101298021B (zh) * 2008-01-22 2011-11-02 王敏 气液接触式非相变中间媒质换热湿式脱硫方法及装置
CA2760777C (en) * 2009-05-15 2017-09-05 Fmc Corporation Combustion flue gas nox treatment
DK2258462T3 (da) * 2009-06-05 2011-11-21 Ae & E Lentjes Gmbh Skrubbertårn og tilhørende røggas-rensningsindretning
CN102000481B (zh) * 2009-08-31 2012-10-10 宝山钢铁股份有限公司 一种脱硫灰的处理方法
US9598742B2 (en) * 2009-09-25 2017-03-21 Arvos Inc. Exhaust processing and heat recovery system
JPWO2011152550A1 (ja) 2010-05-31 2013-08-01 三菱重工業株式会社 排ガス処理システム及び方法
JPWO2011152547A1 (ja) * 2010-05-31 2013-08-01 三菱重工業株式会社 排ガス処理システム及び方法
WO2011152552A1 (ja) 2010-05-31 2011-12-08 三菱重工業株式会社 排ガス処理システム及び方法
JPWO2011152548A1 (ja) * 2010-05-31 2013-08-01 三菱重工業株式会社 排ガス処理システム及び方法
JP2012020228A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Hitachi Plant Technologies Ltd 集塵設備
EP2517771A1 (de) * 2011-04-29 2012-10-31 Hamon Enviroserv GmbH Waschturm
JP5859244B2 (ja) * 2011-08-10 2016-02-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排煙処理設備と排煙処理方法
CN102343215B (zh) * 2011-09-28 2013-07-24 华南理工大学 一种双室多重吸收湿法烟气脱硫装置
JP6223654B2 (ja) * 2011-10-31 2017-11-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排煙脱硫装置
CN102728205A (zh) * 2012-07-20 2012-10-17 成都德美工程技术有限公司 钠钙双碱法烟气脱硫方法
CN102974181A (zh) * 2012-11-14 2013-03-20 江苏中显集团有限公司 一种烟气除尘脱硫脱硝工艺及其专用设备
JP6121158B2 (ja) 2012-12-26 2017-04-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理装置および排ガス処理方法
US9587894B2 (en) 2014-01-13 2017-03-07 General Electric Technology Gmbh Heat exchanger effluent collector
CN105327604B (zh) * 2014-08-14 2017-12-08 北大方正集团有限公司 一种烟尘处理系统及方法
CN105126516A (zh) * 2015-08-17 2015-12-09 中国重型机械研究院股份公司 一种圆筒形立式湿式防爆抗压脱硫除尘装置
AU2017206067A1 (en) * 2016-01-08 2018-08-02 Earth Technologies Usa Limited Combustion gas removal from flue gas using coal derived mineral matter
CN105944526B (zh) * 2016-06-12 2020-10-20 晏廷书 一种使用剩余氨水及复合溶液低温脱硫脱碳脱硝方法
CN106678857B (zh) * 2017-01-18 2018-09-04 杭州火焰山温泉度假有限公司 一种石煤自燃矿体热能综合回收系统
CN107081029A (zh) * 2017-05-11 2017-08-22 张涵 一种锅炉智能除尘器
CN107213785B (zh) * 2017-05-25 2020-08-07 江苏新世纪江南环保股份有限公司 一种fcc尾气氨法脱硝脱硫除尘的方法及装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1119432A (en) * 1965-01-30 1968-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas-powder contact process and apparatus therefor
US3574562A (en) * 1968-11-29 1971-04-13 Gen Electric Apparatus for removal of sulfur dioxide from waste gases
US3928005A (en) * 1974-02-19 1975-12-23 Fuller Co Method and apparatus for treating gaseous pollutants in a gas stream
JPS5533927B2 (ko) * 1975-09-10 1980-09-03
US4083944A (en) * 1976-12-17 1978-04-11 Arthur G. Mckee & Company Regenerative process for flue gas desulfurization
DE3008718C2 (ko) * 1980-03-07 1987-01-22 Hoelter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck, De
US4366133A (en) * 1981-06-01 1982-12-28 Combustion Engineering, Inc. Process for limiting chloride buildup in SO2 scrubber slurry
JPS6041529A (en) * 1983-08-12 1985-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Treatment of waste liquid in waste gas treating apparatus
GB2157191B (en) * 1984-04-11 1987-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Removing so2 and so3 from waste gas
DE3415721A1 (de) * 1984-04-27 1985-10-31 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur reduzierung der deponiemengen von staubfoermigen rueckstaenden aus rauchgasreinigungsanlagen
JPS61178022A (en) * 1985-02-05 1986-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Simultaneous treatment of so2, so3 and dust
JPH069646B2 (ja) * 1986-02-24 1994-02-09 三菱重工業株式会社 排ガス処理方法
DE3732353A1 (de) * 1987-09-25 1989-04-06 Metallgesellschaft Ag Verfahren und vorrichtung zur abscheidung gasfoermiger schadstoffe aus abgasen
JP2774519B2 (ja) * 1988-09-06 1998-07-09 バブコツク日立株式会社 湿式排ガス脱硫装置
CA2030480A1 (en) * 1989-12-12 1991-06-13 William Downs Chloride controls in fossil fuel fired wet scrubbing process
US5059406A (en) * 1990-04-17 1991-10-22 University Of Tennessee Research Corporation Desulfurization process
US5230870A (en) * 1992-05-26 1993-07-27 Johnson Arthur F Method for converting noxious pollutants from flue gas into merchantable by-products
AT396755B (de) * 1992-07-09 1993-11-25 Oesko Gmbh Verfahren zum reinigen eines rauchgasstromes mit hilfe einer waschflüssigkeit
US5344614A (en) * 1992-09-11 1994-09-06 Foster Wheeler Energy Corporation Reactor for reducing sulfur oxides emissions in a combustion process
SE501037C2 (sv) * 1993-03-12 1994-10-24 Flaekt Ab Methods and apparatus for purifying flue gas containing hydrogen chloride and sulfur dioxide
US5470556A (en) * 1993-12-22 1995-11-28 Shell Oil Company Method for reduction of sulfur trioxide in flue gases
US6143263A (en) * 1994-04-29 2000-11-07 The Babcock & Wilcox Company Method and system for SO2 and SO3 control by dry sorbent/reagent injection and wet scrubbing
US5575984A (en) * 1994-06-09 1996-11-19 Abb Environmental Systems, Div. Of Abb Flakt, Inc. Method for preparing calcium carbonate for scrubbing sulfur oxides from combustion effluents
DE4441090A1 (de) * 1994-11-18 1996-05-23 Steag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Verbrennungsabgasen
US5840263A (en) * 1996-05-30 1998-11-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Flue gas treating process and system
US6019818A (en) * 1996-09-27 2000-02-01 G.F.K. Consulting, Ltd. Combination quenching and scrubbing process and apparatus therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103388828A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 四川汇利实业有限公司 具有脱硫作用的高效除尘系统
WO2014138079A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-12 Kiewit Power Engineers Co. Emission control system

Also Published As

Publication number Publication date
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