KR20000013559A - Waste gas purifying system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석유화학 또는 석탄화학 공정에서 발생하는 폐가스 또는 배관 등을 고압 스팀으로 퍼지(Purge)하여 청소하는 과정에서 발생하는 폐가스를 정화하는 시스템에 관한 것으로 특히, 분진 등의 입자상 오염물질, 유분등 여러 가지 성상의 오염물질을 동시에 함유하는 폐가스(Off Gas)로부터 이들을 효과적으로 동시에 제거하는 정화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for purifying waste gas generated in the process of purging waste gas or pipe generated in petrochemical or coal chemical process with high pressure steam, and particularly, particulate contaminants such as dust, oil, etc. The present invention relates to a purification system that effectively removes them from off gases containing various contaminants at the same time.
석유화학 또는 석탄화학 공정에서는 여러 가지 유해성분을 함유하는 다양한 종류의 폐가스가 발생되고, 배관이나 펌프 등의 장비를 고압 스팀으로 퍼지하여 청소할 때도 다량의 폐가스가 발생된다.In the petrochemical or coal chemical process, various kinds of waste gases containing various harmful components are generated, and a large amount of waste gases are also generated when the equipment such as pipes or pumps is purged with high pressure steam.
그리하여 폐가스에서 유해성분을 제거하는 단위공정이 많이 개발되었는데 이를테면, 폐가스에 함유된 유해성분의 물성에 따라 분진 등의 입자상의 고형분인 경우에는 원심력을 이용한 싸이클론(Cyclone)이나 정전기적 인력을 이용한 집진기 등이 사용되고, 수용성 가스인 경우에는 스프레이 타워(Spray Tower) 등이 사용되며, 유분인 경우에는 폐가스를 히터의 연소실로 보내 연소시키는 방법이 사용된다.Thus, a number of unit processes have been developed to remove harmful components from waste gases. For example, in the case of particulate solids such as dust, depending on the properties of hazardous components contained in waste gases, cyclones using centrifugal force or electrostatic attraction are used. In the case of water-soluble gas, a spray tower or the like is used. In the case of oil, a waste gas is sent to the combustion chamber of the heater for combustion.
그러나, 이들 단위공정들은 제거대상이 되는 유해물질이 단일 성상일 때는 효과적이지만 여러가지 성상의 유해물질이 동시에 함유된 경우에는 그다지 효과적이지 못하다. 예를 들면, 싸이클론이나 코트렐 집진기에 의하면 연도가스(Stack Gas) 등에 포함된 탄재(Fly Ash) 등의 분진을 제거하는데는 효과적이지만 가스상의 유해물질이나 유분은 제거하지 못하며 오히려 폐가스에 수분이나 유분이 함유된 경우에는 분진의 제거효율도 현저히 떨어진다.However, these unit processes are effective when the hazardous substances to be removed are a single phase, but are not so effective when the multiple hazardous substances are simultaneously included. For example, cyclone and Cottrell dust collectors are effective in removing dust such as fly ash, which is contained in stack gas, but do not remove gaseous harmful substances or oils. If it contains, the removal efficiency of dust is also significantly reduced.
특히, 핏치 개질(Pitch Reforming)공정에서 발생하는 폐가스(Off Gas)의 경우에는 히터(Heater)의 연소실로 보내 소각시키는 방법이 채용되고 있는데 불완전 연소되어 일부가 대기중으로 방출되거나 배기가스에 대기오염의 주성분인 SOX, NOX등이 함유되어 방출되는 문제점이 있고, 정기보수 점검(Annual Shut-down)시 배관 등을 청소할 때 발생하는 폐가스의 경우에는 배관 및 장치가 공장 전체에 산재해 있어서 효과적으로 처리하기 어렵고 그대로 대기중으로 방출하므로써 대기나 토양을 오염시키는 문제점이 있다.In particular, in the case of off-gas generated in the pitch reforming process, a method of incineration is adopted by sending it to a combustion chamber of a heater, and incomplete combustion results in the release of some air into the atmosphere, and mainly composed of SO X, a problem that is contained is discharged NO X, etc., periodic maintenance and inspection for the waste gas generated when cleaning or the like (Annual Shut-down) when tubing, according to the piping and equipment scattered in the whole plant effectively treated It is difficult to do it and there is a problem of polluting the air or soil by releasing it into the atmosphere.
본 발명의 목적은 분진, 유분 등의 여러 성상의 오염물질을 함유하는 폐가스로부터 이들 오염물질을 효과적으로 동시에 제거하는 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a system for effectively and simultaneously removing these contaminants from waste gases containing contaminants of various properties such as dust and oil.
본 발명의 다른 목적은 폐가스 발생현장으로 쉽게 이동시킬 수 있는 소규모로도 효과적으로 작동되는 폐가스 정화 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a waste gas purification system that works effectively even on a small scale that can be easily moved to a waste gas generating site.
본 발명의 또 다른 목적은 증기상의 폐가스를 연소시키지 않고 제거하는 방법을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a method of removing the waste gas in the vapor phase without burning it.
제1도는 본 발명 시스템의 전체구조 단면도1 is a cross-sectional view of the overall structure of the system of the present invention
제2도는 A-A' 단면의 평면도2 is a plan view of the A-A 'cross section
제3도는 본 발명의 저압 폐가스 처리부에 사용되는 이젝터의 상세도3 is a detailed view of the ejector used in the low pressure waste gas treatment unit of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11: 원통 12: 배출관11: cylinder 12: discharge pipe
13: 노즐 14: 이젝터13: nozzle 14: ejector
15: 주저장조 16: 보조 저장조15: Primary reservoir 16: Secondary reservoir
17: 배플 18: 맨홀17: baffle 18: manhole
분진, 유분 등을 함유하는 폐가스로부터 이들을 동시에 제거하는 본 발명의 시스템은 제1도에 도시한 바와 같이 폐가스의 압력이 2KG/cm2이상인 경우에 가동하는 고압 폐가스 처리부와, 폐가스의 압력이 2KG/cm2이하인 경우에 가동하는 저압 폐가스 처리부와, 고압 폐가스 처리부 또는 저압 폐가스 처리부에서 떨어진 분진 및 유분이 섞인 폐수에서 수불용성 고형분을 침전시키고 유분을 보조 저장조로 흘려보내는 주저장조와, 유수를 분리하는 보조 저장조로 이루어진다.The system of the present invention which simultaneously removes them from the waste gas containing dust, oil, and the like has a high pressure waste gas treatment unit operating when the pressure of the waste gas is 2KG / cm 2 or more as shown in FIG. 1, and the pressure of the waste gas is 2KG / A main storage tank for sedimenting water-insoluble solids and flowing oil to an auxiliary storage tank, and a subsidiary for separating oil water from a low pressure waste gas treatment unit operating at cm 2 or less, a waste water mixed with dust and oil separated from a high pressure waste gas treatment unit or a low pressure waste gas treatment unit. It consists of a reservoir.
상기 구성에서 고압 폐가스 처리부는 고압 폐가스를 도입하는 파이프 및 노즐과, 고압 폐가스가 비스듬히 유입되어 그 내벽을 따라 회전되도록 하여 강한 원심력을 발생시켜 분진을 분리하는 원통(11)과, 상기 원통의 중심에 동심원상으로 설치되어 분진, 유분등이 제거된 가스를 대기중으로 배출하는 배출관(12)과, 상기 원통의 하단에 설치되어 상기 원통의 내벽을 따라 회전하면서 하강하는 폐가스 및 분진, 유분 등이 1차적으로 제거된 후 저장조의 상부 공간에 체류하다 상기 원통의 중심부를 통하여 상승하여 배출되는 폐가스에 방사상으로 물을 분사하는 노즐(13)과, 고압 폐가스의 흐름을 열거나 차단하는 밸브로 이루어진다.In the above configuration, the high pressure waste gas treatment unit includes a pipe and a nozzle for introducing the high pressure waste gas, a cylinder 11 for separating the dust by generating a strong centrifugal force by causing the high pressure waste gas to be inclined and rotating along its inner wall, and at the center of the cylinder. The discharge pipe 12 is installed concentrically to discharge the gas, dust and oil removed to the atmosphere, and the waste gas, dust, oil, etc., which are installed at the lower end of the cylinder and rotates along the inner wall of the cylinder, are primarily used. After the removal is carried out in the upper space of the reservoir and the nozzle (13) for radially injecting water to the waste gas discharged through the center of the cylinder and discharge, and consists of a valve for opening or blocking the flow of high-pressure waste gas.
여기에서 본 발명의 시스템은 그 원통(11)이 싸이클론의 경우와는 달리 하부로 내려갈수록 단면적이 좁아지지 않고 일정하다는 점에서 다르다.Here, the system of the present invention differs in that the cylinder 11 is constant, rather than narrowing, as the cylinder 11 descends to the bottom, unlike the case of the cyclone.
저압 폐가스 처리부는 저압 폐가스를 도입하는 파이프 및 노즐과, 물을 분사하여 저압의 폐가스를 공정으로부터 흡인해내는 이젝터(Ejecter)(14)와, 폐가스의 흐름을 열거나 차단하는 밸브로 이루어진다.The low pressure waste gas treatment unit includes a pipe and a nozzle for introducing low pressure waste gas, an ejector 14 for injecting water to suck low pressure waste gas out of the process, and a valve for opening or blocking the flow of waste gas.
저장조는 고압 폐가스 처리부 또는 저압 폐가스 처리부에서 하강하는 분진, 유분 등이 함유된 폐수를 저장하면서 수불용성 고형분(분진)은 침강시키고 유분을 배플(Baffle) 위로 넘쳐 흐르게 하는 주저장조(15)와, 주저장조로부터 흘러온 유분을 물과 분리하는 보조 저장조(16)와, 주저장조와 보조 저장조를 구획지으면서 주저장조의 유분이 섞인 물을 넘쳐 흐르게 하는 배플(17)로 이루어진다.The storage tank stores the wastewater containing dust, oil, etc. descending from the high pressure waste gas treatment unit or the low pressure waste gas treatment unit, while the water insoluble solids (dust) are settled and the oil flows over the baffles. It consists of an auxiliary reservoir 16 for separating the oil flowed from the major tank with water, and a baffle 17 for dividing the main reservoir and the auxiliary reservoir into the overflowed water.
이 밖에, 본 발명의 시스템은 침강된 수불용성 고형분을 제거하기 위한 맨홀(Manhole)(18)이 주저장조와 보조 저장조에 설치되며 선택적으로, 바퀴와 핸드 레일(Hand Rail) 등의 이동수단을 구비한다.In addition, the system of the present invention is provided with a manhole (18) is installed in the main reservoir and the secondary reservoir for removing the settled water insoluble solids, and optionally, the movement means such as wheels and hand rail (Hand Rail) do.
이어서 분진, 유분 등이 폐가스로부터 제거되는 과정을 가스의 흐름 및 유해물질의 흐름을 따라 살펴보면 다음과 같다.Subsequently, the process of removing dust, oil, etc. from the waste gas is as follows according to the flow of gas and the flow of harmful substances.
우선, 고압 폐가스가 처리되는 과정을 살펴보면 고압 폐가스는 파이프 또는 플렉서블 호스(Flexible Hose)를 통하여 고압 폐가스 처리부로 도입되는데 자체 압력에 의하여 빠른 유속으로 원통(11)의 내벽에 비스듬히 유입된다.First, referring to a process in which the high pressure waste gas is treated, the high pressure waste gas is introduced into the high pressure waste gas treatment unit through a pipe or a flexible hose, and is inclined into the inner wall of the cylinder 11 at a high flow rate by its own pressure.
원통의 내벽에 빠른 속도로 비스듬히 유입된 폐가스는 원통의 내벽을 따라 나선형으로 회전하면서 강한 원심력이 발생되어 분진이 외벽쪽으로 분리되면서 하강한다. 이 때, 폐가스의 온도가 떨어져 일부 고비점 유분은 응축되기도 한다.The waste gas flowing at an oblique velocity into the inner wall of the cylinder rotates helically along the inner wall of the cylinder, generating strong centrifugal force, and the dust falls to the outer wall. At this time, the temperature of the waste gas drops, and some high-boiling oil may condense.
원통의 내벽을 따라 돌면서 하강한 폐가스는 원통의 하단에서 노즐(13)에 의하여 분사된 물방울과 접촉하면서 수용성 유해물질이 물에 녹아 제거되고, 온도가 더욱 떨어져 유분이 응축되며, 원통의 말단부를 지나서는 유속이 급격히 떨어져 분진과 응축된 유분이 물과 함께 낙하한다.As the waste gas descends while walking along the inner wall of the cylinder, water-soluble toxic substances are dissolved and removed by contacting the water droplets injected by the nozzle 13 at the bottom of the cylinder, and the temperature is further lowered to condense the oil, and beyond the end of the cylinder. The flow rate drops sharply and dust and condensed oil fall with the water.
위와 같은 경로를 거치면서 분진, 유분 등이 1차적으로 제거된 폐가스는 원통의 중심부로 상승하여 배출구(12)를 통하여 대기중으로 배출되는데 이 때, 원통(11)의 하단에서 노즐을 통해 분사되는 물방울과 다시 한 번 접촉하면서 2차적으로 유해물질이 제거된다.Waste gas from which dust, oil, and the like are first removed through the above path rises to the center of the cylinder and is discharged into the atmosphere through the outlet 12. At this time, water droplets injected through the nozzle from the bottom of the cylinder 11 are discharged. Once again in contact with, the secondary material is removed.
한편, 주저장조(15)로 낙하한 분진, 유분 및 물방울은 주저장조에 고여 분진 등의 수불용성 고형분이 침강되고, 유분은 물과 함께 배플(17) 위로 흘러넘쳐 보조 저장조(16)로 흘러 들어간다.On the other hand, dust, oil, and water drops that fall into the main storage tank 15 are sedimented in the water insoluble solids such as dust collected in the main storage tank, the oil flows over the baffle 17 with water and flows into the auxiliary storage tank 16. .
보조 저장조로 흘러 들어간 유분과 물은 보조 저장조에서 더욱 분리되어 물은 폐수처리장으로 보내져 처리되고, 유분은 재활용 또는 소각된다. 저장조의 바닥에 쌓인 수불용성 고형분은 맨홀(18)을 통하여 주기적으로 제거된다The oil and water flowing into the secondary reservoir are further separated from the secondary reservoir so that the water is sent to a wastewater treatment plant for treatment and the oil is recycled or incinerated. Water-insoluble solids accumulated at the bottom of the reservoir are periodically removed through the manhole 18
그리고, 저압 폐가스가 처리되는 과정을 살펴보면 저압 폐가스는 파이프 또는 플렉서블 호스를 통하여 저압 폐가스 처리부로 도입되는데 물을 분사하여 저압의 폐가스를 공정으로부터 흡인해 낸다.The low pressure waste gas is introduced into the low pressure waste gas treatment unit through a pipe or a flexible hose, and the low pressure waste gas is sucked from the process by spraying water.
저압 폐가스는 분무된 물방울과 접촉하면서 온도가 떨어져 폐가스에 함유된 유분이 응축되어 물방울과 함께 주저장조로 떨어진다.The low pressure waste gas drops in temperature as it comes into contact with the sprayed droplets, condensing the oil contained in the waste gas, and falling with the droplets into the main reservoir.
주저장조로 떨어진 유분과 물은 고압 폐가스의 경우와 같은 경로를 통하여 처리되고 유분과 수용성 유해물질이 제거된 폐가스는 고압 폐가스를 처리할 때와 마찬가지로 고압 폐가스 처리부의 배출관(12)을 통하여 대기중으로 배출된다.The oil and water falling into the main storage tank are treated through the same path as in the case of high pressure waste gas, and the waste gas from which oil and water are removed is discharged into the atmosphere through the discharge pipe 12 of the high pressure waste gas treatment unit as in the case of treating the high pressure waste gas. do.
다음은 본 발명의 시스템을 피치 개질공정에서 발생되는 폐가스 및 정기보수점검시 배관을 고압 스팀으로 청소할 때 발생되는 폐가스 처리에 적용한 실시예로 이에 의하여 본 발명은 더욱 명확해질 것이다.The following is an embodiment in which the system of the present invention is applied to the waste gas generated when the waste gas generated in the pitch reforming process and the pipes are cleaned with high pressure steam during regular maintenance checks, thereby making the present invention more clear.
<실시예 1> 피치 개질공정에서 발생되는 폐가스의 처리예Example 1 Treatment Example of Waste Gas Generated in a Pitch Reforming Process
석탄화학 또는 석유화학 공정에서 증류공정중 발생하는 잔사분(Buttom)인 피치 성분을 개질(Pitch Reformer)시키는 공정에서 발생하는 폐가스(Off Gas)를 저압 폐가스 처리부를 사용하여 처리하였다.Off gas generated in the process of reforming the pitch component, which is the residue generated during the distillation process in coal chemistry or petrochemical process, was treated using a low pressure waste gas treatment unit.
폐가스는 복잡한 구조식의 아로마틱계 고비점 화합물들로 이루졌으며 악취가 나며 노란색을 띄고 가연성이 있는 가스로 압력 및 발생량은 각각 0.5KG/cm2(계기압력) 및 25 m3/Hr(표준조건)이었다.The waste gas is composed of complex aromatic high boiling point compounds. It is a malodorous, yellowish and flammable gas with pressure and output of 0.5KG / cm 2 (pressure) and 25 m 3 / Hr (standard condition), respectively. .
폐가스가 발생하는 공정의 배출구에 저압측 노즐을 연결하고, 이젝터에서 물을 분사시켜 폐가스를 공정으로부터 흡인하여 저장조로 유입시켰다.The low pressure side nozzle was connected to the outlet of the process in which the waste gas was generated, water was injected from the ejector, and the waste gas was sucked out of the process and introduced into the reservoir.
처리 결과, 배출구를 통하여 대기중으로 배출되는 가스는 전혀 색깔을 띄거나 냄새가 나지 않았으며, 물방울과 함께 주저장조로 떨어진 유분은 주저장조와 보조저장조를 통하여 완벽하게 분리되었다.As a result of treatment, the gas discharged into the atmosphere through the outlet was not colored or smelled at all, and the oil fraction dropped into the main reservoir together with the water droplets was completely separated through the main reservoir and the secondary reservoir.
<실시예 2> 정기보수점검시 배관을 고압 스팀으로 청소할 때 발생된 폐가스의 처리예Example 2 Treatment Example of Waste Gas Generated When Cleaning Pipe with High Pressure Steam
배관을 고압 스팀으로 청소할 때 발생된 폐가스를 고압 폐가스 처리부를 사용하여 처리하였다.Waste gas generated when the pipe was cleaned with high pressure steam was treated using a high pressure waste gas treatment unit.
폐가스는 카본, 산화철 등의 분진과 유분 등을 함유하며 배관 청소에 사용된 고압 스팀의 압력은 16KG/cm2였다.The waste gas contains dust and oil such as carbon and iron oxide, and the pressure of the high pressure steam used for cleaning the pipe was 16KG / cm 2 .
폐가스가 분출되는 배출구와 고압측 노즐을 플렉서블 호스로 연결하고 고압 스팀을 불어 넣었다. 퍼지용 고압 스팀은 오염물을 싣고 고속으로 원통안으로 진입하여 고속으로 회전하면서 하강하여 워터 스프레이와 1차 접촉하였다. 이 때, 스팀과 유분이 응축되어 분진과 함께 주저장조로 떨어졌으며 응축되지 않은 스팀과 공기는 배출구를 통하여 배출되기 전에 워터 스프레이와 2차 접촉하였다.The outlet where the waste gas is ejected and the high pressure side nozzle were connected with a flexible hose and high pressure steam was blown in. The high pressure steam for purging entered the cylinder at high speed, loaded with contaminants, and rotated at high speed to descend first contact with the water spray. At this time, steam and oil condensed and dropped together with the dust to the main reservoir, and the uncondensed steam and air were in secondary contact with the water spray before being discharged through the outlet.
이상과 같은 과정을 거쳐 폐가스의 오염물질의 90% 이상이 제거되었다. 주저장조의 바닥에 쌓인 수불용성 고형분은 맨홀을 열고 제거하였고, 유분과 물은 주저장조와 보조 저장조를 통하여 분리되어 처리되었다.Through this process, more than 90% of the pollutants in the waste gas were removed. The water-insoluble solids accumulated at the bottom of the main reservoir were removed by opening the manhole, and the oil and water were separated and treated through the main reservoir and the secondary reservoir.
본 발명의 시스템에 의하면 분진, 유분등 여러 가지 성상의 오염물질을 함유하는 폐가스로부터 이들 오염물질을 효과적으로 동시에 제거할 수 있으며, 소규모로도 효과적으로 작동되기 때문에 폐가스 발생현장으로 쉽게 이동시킬 수 있다.According to the system of the present invention, these pollutants can be effectively removed from waste gases containing various contaminants such as dust and oil, and can be easily moved to a waste gas generation site because they operate effectively even at a small scale.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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