KR20000014273U - 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 산업용 보일러, 화력발전소 등에서 배출되는 유해한 배기가스 중 황을 함유한 유해물질인 황산화물(SOx) 또는 황화수소(H2S) 등을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 특히 마이크로웨이브를 이용한 방전과 광에너지를 이용한 여기에 의해 환경친화적인 방법으로 황함유 유해물질을 제거하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치에 관한 것이다.
본 고안의 일 실시예인 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치에 의하면, 반응기와, 상기 반응기내에 주파수 가변적으로 마이크로웨이브를 조사하는 마이크로웨이브공급장치와, 상기 반응기내에 파장 가변적으로 광에너지를 조사하는 광에너지공급장치를 구비하고 있어서, 유해성분의 분자결합을 공명주파수에 의해 선택적으로 여기시켜 분해가 쉽게 되도록 하기 때문에 에너지활용도를 높여서 운전비의 부담을 줄이고, 또한 고온상태에서 연속적으로 탈황시킬 수 있기 때문에 설치비의 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치
본 고안은 산업용 보일러, 화력발전소 등에서 배출되는 유해한 배기가스 중 황을 함유한 유해물질인 황산화물(SOx) 또는 황화수소(H2S) 등을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 특히 마이크로웨이브를 이용한 방전과 광에너지를 이용한 여기에 의해 환경친화적인 방법으로 황함유 유해물질을 분해제거하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 복합적으로 이용한 탈황장치에 관한 것이다.
산업용 보일러나 화력발전소 등에서 배출되는 유해배기가스 중 황산화물(SOx)이나 황화수소(H2S) 등을 제거하기 위한 종래의 방법은 습식 또는 반건식법이 주로 사용되어 왔으며, 황성분을 산화시키고 제3의 물질과 반응시켜서 고형 또는 슬러지 형태로 제거하는 방법이 주류를 이루고 있다.
또한, 광에너지를 일반적인 방전에너지와 복합적으로 사용하는 기술이 시도된 바 있지만 황으로의 유리 및 분해반응시키는 효율이 저조해서 상용화된 사례가 없다.
상기에서 설명한 바와 같이 탈황공정은 일반적으로 습식법이 주종을 이루고 있으며, 이러한 방법은 대개 선진 외국의 기술에 의존하고 있을 뿐만 아니라 탈황설비가 차지하는 장소 및 비용면에서 설치비 및 운전비의 부담이 막대하다는 문제점이 있다.
또한, 공정을 실온에서 진행하기 때문에 에너지활용도도 저조하므로 고온에서 처리할 수 있는 기술이 필요하다. 특히, 석탄을 가스화해서 복합발전을 하고 있는 시스템에서는 가스화설비의 부식이 심각하여 고온상태에서 탈황시킬 수 있는 공정이 절실히 필요하다.
또한, 광에너지와 일반적인 방전에너지를 복합적으로 사용하는 기술의 경우 유해성분의 분자에 단순히 에너지를 제공하는 역할만 하고 분자를 분해시킬 수 있는 공명에너지로 주파수를 가변할 수가 없어서 분해효율이 저조하다는 문제점이 있다.
본 고안은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 설치비 및 운전비의 부담이 적고 에너지활용도를 높이도록 고온상태에서 탈황시킬 수 있는 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 유해성분의 분자결합을 공명주파수에 의해 여기시켜 분해가 쉽게 되도록 하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 복합적으로 이용한 탈황장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치를 개략적으로 도시한 구성도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10:반응기 11:유입구
12:유출구 13,14:윈도우
20:마이크로웨이브장치 21:쉴드
30:광에너지공급장치
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치는 유해가스가 유입 및 유출되는 유입구 및 유출구를 구비하고 광에너지가 통과할 수 있도록 양단부에 윈도우를 구비한 반응기와, 상기 반응기내에 주파수 가변적으로 마이크로웨이브를 조사하는 마이크로웨이브공급장치와, 상기 반응기내에 파장 가변적으로 광에너지를 조사하는 광에너지공급장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안의 일 실시예에 의한 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 의한 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치는 유해가스가 유입 및 유출되는 유입구(11) 및 유출구(12)를 구비하고 광에너지가 통과할 수 있도록 양단부에 윈도우(13,14)를 구비한 반응기(10)와, 상기 반응기(10)내에 주파수 가변적으로 마이크로웨이브를 조사하는 마이크로웨이브공급장치(20)와, 상기 반응기(10)내에 주파수 가변적으로 광에너지를 조사하는 광에너지공급장치(30)를 구비하고 있다.
상기 반응기(10)는 마이크로웨이브공급장치(20)로부터 공급되는 마이크로웨이브가 외부와 차폐되어 반응기(10)내부로만 조사되도록 상기 반응기(10)외부를 감싸고 있는 쉴드(21)를 구비하고 있다.
다음에, 이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 일 실시예에 의한 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치의 작용을 도1을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 마이크로웨이브공급장치(20)와 광에너지공급장치(30)로부터 반응기(10)내부로 마이크로웨이브와 광에너지가 조사되고 있는 상태에서 반응기(10)의 유입구(11)를 통하여 황함유 유해물질을 유입시킨다.
유입된 황산화물(SOx)과 황화수소(H2S) 등은 SO 와 O 또는 HS 와 S 등으로 분해되는 반응과 S 와 O2 또는 H2 와 S 로 분해되는 반응이 경쟁적으로 가능하지만 적절한 주파수를 선택하면 반응과정을 선택할 수 있다.
일차적으로 마이크로웨이브 방전을 통해서 중간의 여기상태로 공명할 수 있는 주파수의 에너지를 조사하고, 2차적으로 광에너지에 의해서 완전한 여기상태로 공명할 수 있는 주파수의 에너지를 조사한다. 즉, 유해성분의 결합에너지를 여기 및 공명시킬 수 있는 주파수를 선택하여 조사함으로써 처리하고자 하는 황함유 유해물질에만 에너지가 소요되므로 에너지소비를 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 일반적으로 황이 유리되는 과정에서의 에너지효율이 다른 과정보다 낮기 때문에 탈황공정에는 고에너지를 필요로 하는데, 한꺼번에 소요되는 에너지를 모두 공급하는 것은 쉽지 않을 뿐만 아니라 에너지를 공급하기 위한 장치의 선택성도 낮다. 따라서, 본 고안에서와 같이 마이크로웨이브에너지와 광에너지를 이용하여 2단계의 선택적인 여기공정을 이용하면 분해과정의 효율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 종래의 습식 또는 반건식법과 같은 대단위의 설비가 필요없고 고온의 유해가스를 곧바로 유입시켜 처리할 수 있어서 설치 및 운영이 비교적 간단한 탈황공정이 가능해지며, 황으로 유리시켜 제거하게 되므로 2차적인 처리설비의 부담을 줄일 수 있는 환경친화적인 공정으로서의 상용화가 가능해진다.
이와 같은 탈황작용이 수행된 뒤 정화된 가스는 상기 반응기(10)의 유출구(12)를 통하여 외부로 배출된다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 고안의 일 실시예인 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치에 의하면, 반응기와, 상기 반응기내에 주파수 가변적으로 마이크로웨이브를 조사하는 마이크로웨이브공급장치와, 상기 반응기내에 파장 가변적으로 광에너지를 조사하는 광에너지공급장치를 구비하고 있어서, 유해성분의 분자결합을 공명주파수에 의해 선택적으로 여기시켜 분해가 쉽게 되도록 하기 때문에 에너지활용도를 높여서 운전비의 부담을 줄이고, 또한 고온상태에서 연속적으로 탈황시킬 수 있기 때문에 설치비의 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 유해가스가 유입 및 유출되는 유입구 및 유출구를 구비하고 광에너지가 통과할 수 있도록 양단부에 윈도우를 구비한 반응기와, 상기 반응기내에 마이크로웨이브를 조사하는 마이크로웨이브공급장치와, 상기 반응기내에 광에너지를 조사하는 광에너지공급장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응기는 마이크로웨이브공급장치로부터 공급되는 마이크로웨이브가 외부와 차폐되어 반응기내부로만 조사되도록 상기 반응기외부를 감싸고 있는 쉴드를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마이크로웨이브공급장치는 주파수 가변적으로 마이크로웨이브를 조사하고, 상기 광에너지공급장치는 파장 가변적으로 광에너지를 조사하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 및 광에너지를 이용한 탈황장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012134125A2 (ko) * 2011-03-28 2012-10-04 이엠더블류 주식회사 마이크로웨이브를 이용한 이산화탄소 분해장치와 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012134125A2 (ko) * 2011-03-28 2012-10-04 이엠더블류 주식회사 마이크로웨이브를 이용한 이산화탄소 분해장치와 방법
WO2012134125A3 (ko) * 2011-03-28 2013-03-07 이엠더블류 주식회사 마이크로웨이브를 이용한 이산화탄소 분해장치와 방법

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