KR20010044615A - 산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치 및 그 제거방법 - Google Patents

산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치 및 그 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화촉매를 이용한 직접 산화법을 이용하여 질소산화물이 포함된 배출가스가 촉매반응기에서의 산화단계와 환원/중화단계로 이루어진 화학적처리 과정을 거쳐서 무해가스로 대기로 배출되도록 안출된 질소산화물을 제거하는 장치 및 그 장치를 이용한 제거방법에 관한 것이다.
본 발명은 질소산화물(NO)을 산화촉매와 반응시켜서 이산화질소(NO2)로 산화시키기 위한 촉매 반응기와; 상기 촉매 반응기에서 발생된 이산화질소(NO2) 및 배연가스에 포함된 산가스에 환원제 및 중화제를 살수하여 환원/중화하기 위한 제 1반건식 스크러버와; 상기 제 1반건식 스크러버에 의해 환원부산물 및 배연가스중의 산가스의 중화된 염을 걸러내기 위한 필터장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 촉매 반응기에 유입된 질소산화물에 산화촉매제를 이용하여 산화시키는 산화공정과; 상기 산화가 이루어진 질소산화물 및 부산물에 환원제 및 중화제를 함께 살수하여 환원 및 중화시키는 환원/중화공정과; 상기 환원 및 중화된 환원부산물 및 배연가스중 산가스의 중화된 염을 여과하여 배기시키기 위한 여과공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치 및 그 제거방법{METHOD AND SYSTEM FOR REMOVING NITROGEN OXIDE USING OXIDATION CATALYST}
본 발명은 배출가스 중의 질소산화물을 제거하는 질소산화물 제거장치 및 그 장치를 이용한 제거방법에 관한 것으로, 더 상세히는 산화촉매를 이용한 직접 산화법을 이용하여 질소산화물이 포함된 배출가스가 촉매 반응기에서의 산화단계와 환원/중화단계로 이루어진 화학적처리 과정을 거쳐서 배출가스중에 포함되어 있는 질소산화물 및 산가스, 그리고, 환원부산물 및 중화된 염을 제거하여 무해가스상태로 대기로 배출할 수 있도록 안출된 질소산화물을 제거하는 제거장치 및 그 장치를 이용한 제거방법에 관한 것이다.
질소산화물은 NO 및 NO₂형태로서 배출되며, 배출원은 난방부문, 산업부문, 수송부문, 발전부문으로 크게 나누어진다.
산업부문에서는 귀금속용해, 전자, 전기, 화학, 초자, 제철공장, 발전설비, 각종 소각로 등에서 발생되고 있다.
발전부문에서는 화력발전소, 대형건물 등에서 원료류에 포함된 질소화합물등이 연소하면서 배출되는 것이 대부분으로 우리나라에서는 각 부문에서 매년 증가되고 있는 실정이다.
예를들어 귀금속용해, 용해된 용해를 원료로 제품을 생산하는 공정에서 대기배출기준에 수십배(4000∼6000ppm)에 달하는 질소산화물이 배출되고, 액체와 기체연료를 사용하는 발전 시설에서는 저감 대책도 없이 발전시 500ppm이상 배출되고 있는 실정이다. 그리고 대형빌딩,산업시설 등에서 간혹 배출구에서 황적색 또는 황갈색의 연무가 배출되는 것은 주로 질소산화물이 배출되는 것으로 보는 것이 타당하다.
이러한 질소산화물(NOχ)은 대도시에서 자주 발생되는 오존발생등에도 지대한 영향을 줌으로 발생원에서 이를 제거하는 것이 바람직하다.
종래에, 촉매를 이용한 NOχ제거 기술로는 ①촉매분해법 ②촉매환원법 ③선택적 촉매환원법 ④선택적 비촉매환원법이 있다.
상기 선택적 비촉매분해법(SNCR:Selective Non-catalytic Reduction)에 의한 질소산화물 제거는 반응속도가 너무 느린 단점이 있으며, 여타 방법에 의한 방법은 -NH, -CN 기(Radical)를 포함하고 있는 NH3, Urea 등이 다음과 같이 반응하는데,
4NH3+ 4NO + 02→ 4N2+ 6H2O － ①
4NH3+ 5O2→ 4NO + 6H2O － ②
①에 의한 방법은 고온(700∼1100℃)이 필요하고 NOχ량에 따라 저감제 주입량을 제어할 필요가 있으나 제어 할 기술이 완성되지 않아 미반응 물질이 대기중에 방출되는 문제점이 있다.
②에 의한 방법은 온도가 높을 경우 암모니아가 산소와 직접 반응하여 암모니아의 손실율을 높이며 NO을 발생시키기도 한다.
또한, NH3에 의한 선택적 촉매환원(SCR:Selective Catalytic Reduction)법은 다음과 같이 NOχ환원 반응이 주반응으로서 이 기술에서 필요한 핵심적인 반응인 반면에 NH3산화반응은 가급적 억제해야 할 반응들인데 NH3산화반응은 반응온도가 고온일 때 활발한 반응이 일어난다.
6NO + 4NH3+ O2→ 5N2+ 6H2O
↑
촉매
6NO2+ 8NH3→ 7N2+ 12H2O
↑
촉매
4NO + 4NH3+ O2→ 4N2+ 6H2O
↑
촉매
가 된다.
반면에, 고온일 때의 반응은 아래와 같이 환원제인 암모니아와 산소가 바로 반응함으로써 암모니아가 과소비된다.
즉, 4NH3+ 402→ 2N2+ 6H2O
4NH3+ 502→ 4N2+ 6H2O
4NH3+ 702→ 4N2+ 6H2O
4NH3+ 302→ 4N2+ 6H2O 의 반응이 일어난다.
이 반응과정에서 부가적인 반응은 온도가 약 200℃이하로 낮아질 경우 다음 반응과 같이
2NH3+ H2O + 2N02→ NH2NO3또는 NH4NO2이 되어,
질산염이나 황산염이 생성되고, 반응장치를 막히게 하거나 촉매 활성을 저하시킬 우려가 있다.
끝으로, 종래에 흡수(습식산화)법에 의한 질소산화물 제거기술 중 구상활성알루미나를 사용하는 방법은, 도 1에서와 같이, 제 1탑(1)에서 직접 질소산화물(NOχ)을 다음반응식과 같이 제거하고, 제 2탑(2)의 구상활성 알루미나상에서 NaClO2및 NaOH가 반건식 상태로 흡착한다.
4NO + 3NaClO2+ 4NaOH → 4NaNO3+ 3NaCl + 2H2O
4NO + NaClO2+ 4NaOH → 4NaNO3+ NaCl + 2H2O
위 반응외에 일부 NaClO2는 분해하며 ClO3및 Cl2로 되는 것은 제 3탑(3)에서 제거하는 기술이나, 제1탑에서 반응을 완벽하게 하기 위해서는 반응탑의 크기가 크고 ClO2, Cl2제거를 위해서는 특수한 고가의 장치가 필요하다.
기타, 흡수제 종류는 CO2, H2O, SO2, HF, SiF4, HCI, NH3등이 있으나 반응속도, 반응율이 낮으므로 실제로 적용되지 못하고 있다.
이러한 점을 감안한 본 발명은 종래의 방법을 개선한 것으로, 배출가스중에 포함된 질소산화물 중 NO를 산화촉매를 이용하여 NO2로 산화시킨 후, 환원제를 사용하여 NO2를 질소(N2)로 환원처리함으로써 질소산화물을 제거하기 위한 제거장치 및 그 제거방법을 제시하고자 한다.
도 1은 종래의 구상활성알루미나를 사용하는 질소산화물제거장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 질소산화물 제거방법을 설명하기 위한 실험도구를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도
도 4는 본 발명의 다른 일실시예로서 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도
도 5는 본 발명의 또다른 일실시예로서 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도.
도 6은 본 발명의 질소산화물을 제거하는 방법을 보여주는 공정도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 촉매 반응기 110 : 제 1반건식 스크러버
120 : 제 2반건식 스크러버 130 : 필터장치
140 : 송풍기 150 : 굴뚝
160 : 살수탑
본 발명은 질소산화물(NO)을 산화촉매와 반응시켜서 이산화질소(NO2)로 산화시키기 위한 촉매 반응기와; 상기 촉매 반응기에서 발생된 이산화질소(NO2) 및 배연가스에 포함된 산가스에 환원제 및 중화제를 살수하여 환원/중화하기 위한 제 1반건식 스크러버와; 상기 제 1반건식 스크러버에 의해 환원부산물 및 배연가스중의 산가스의 중화된 염을 걸러내기 위한 필터장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1반건식 스크러버에서 배출된 환원부산물 및 중화된 염을 걸러내는 필터장치와 연결 설치되고 상기 제 1반건식 스크러버에서 제거되지 않은 오염가스(암모니아, 염소기 등)를 재처리하여 외기로 배출하기 위한 살수탑을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1반건식 스크러버(114)는 질소산화물을 중화처리하고, 중화된 후의 부산물인 이산화질소(NO2)를 질소(N2)로 환원시키기 위해 상기 제 1반건식 스크러버와 필터장치 사이에 연결 설치하는 제 2반건식 스크러버를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 촉매 반응기의 온도는 150℃ ~ 700℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 촉매 반응기에 유입된 질소산화물에 산화촉매제를 이용하여 산화시키는 산화공정과; 상기 산화가 이루어진 질소산화물 및 부산물에 환원제 및 중화제를 함께 살수하여 환원 및 중화시키는 환원/중화공정과; 상기 환원 및 중화된 환원부산물 및 배연가스중 산가스의 중화된 염을 여과하여 배기시키기 위한 여과공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 질소산화물 제거방법과 그 제거장치를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예로서 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도이며, 도 5는 본 발명의 또다른 일실시예로서 질소산화물 제거장치를 보여주는 구성도이다.
그리고, 도 6은 본 발명의 질소산화물을 제거하는 방법을 보여주는 공정도이다.
우선, 도 3 내지 도5를 참조하여 본 발명의 질소산화물 제거장치를 설명하기로 한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 촉매반응기(100)와, 제 1반건식 스크러버(110)와, 필터장치(130)와, 송풍기(140)와, 굴뚝(150)으로 이루어진다.
상기 촉매 반응기(100)는 배관(92)에 의해 제 1반건식 스크러버(110)와 연결되고, 상기 제 1반건식 스크러버(110)와 필터장치(130)가 배관(92)으로 연결되며, 상기 송풍기(140)와 굴뚝(150)도 각각 배관(92)에 의해 연결 설치되어져 있다.
그리고, 상기 촉매 반응기(100)의 좌측부에는 배출되는 가스의 온도가 낮을 경우 온도를 높이기 위한 보조장치로 버너(90)가 설치되어 있고, 상기 버너(90)에서는 질소산화물이 배출되어 진다. 이때, 상기 배연가스의 온도가 항상 150 ~ 700℃로 배출되는 경우에는 버너(90)는 필요하지 않다.
상기 촉매 반응기(100)는 바람직하게 150℃ ~ 700℃로 유지되고, 산화촉매는 고정시설로 장착이 된다.
상기 촉매 반응기(100)의 온도에서 150도 이하일 경우에는 반응율이 좋지 않고, 700도 이상일 경우에는 산화촉매의 소결이 이루어지므로 소정의 범위 내에서 반응을 시키는 것이 바람직하다.
산업현장의 배연가스 및 상기 버너(90)에서 배출된 질소산화물은 상기 촉매 반응기(100)에 고정 투입된 산화촉매제에 의해서 질소산화물 중의 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시킨다.
상기 산화촉매에 의해 산화될때의 반응식은 다음과 같다.
즉, (반응식1) 2NO + O2→ 2NO2가 된다.
↑
산화촉매
그리고, 상기 촉매 반응기(100)에서는 수분이 발생하지 않고, 증발이 이루어지며, 산화촉매에 의해 반응이 이루어진 후의 부산물인 이산화질소(NO2)가 배관(92)을 통해서 상기 제 1반건식 스크러버(110)로 유입된다.
상기 제 1반건식 스크러버(110)에는 환원제 및 중화제가 함께 투입되어 진다.
상기 환원제는 각종 환원제를 사용하며, 본 발명의 실시예에서는 Na2S 및 강환원제를 사용한다.
상기 중화제는 각종 중화제를 사용하며, 본 발명의 실시예에서는 NaOH, Ca(OH)2를 주로 사용한다.
상기 제 1반건식 스크러버(110)로 유입된 이산화질소(NO2)는 상기 살수되는 환원제 및 중화제에 의해 질소(N2)로 환원되어 진다.
이때, 반응식은 다음과 같다.
즉, (반응식2) 2NO2+ Na2S → N2+ Na2SO4가 된다.
상기와 같이 환원제에 의해 환원된 질소(N2)와 염소기(-Cl)는 배관(92)을 따라서 필터장치(130)로 들어간다.
상기 필터장치(130)는 바람직하게는 성능이 우수한 통상의 전기집진장치 및 백 필터를 사용한다.
상기 필터장치(130)에 유입된 질소(N2)와 염소기(-Cl)는 상기 필터장치(130)에 의해 걸러지고, 깨끗하게 처리된 가스가 일측에 설치된 송풍기(140)에 의해 흡입되어 진다.
그리고, 상기 송풍기(140)에 의해 흡입된 깨긋하게 처리된 가스가 굴뚝(150)을 통해서 외기로 배출되어 진다.
상기와 같은 본 발명의 산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치는 탈질율이 매우 높으므로 2차 공해물질이 배출되지 않으므로 공해를 유발하지 않는다.
계속해서, 도 4 내지 도 5를 설명하기로 한다.
우선, 도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 질소산화물 제거장치에 필터장치(130)에 의해 여과시킨 후, 부산물의 재처리가 가능하도록 살수탑(160)을 더 구비시켜서 이루어진다.
즉, 상기 필터장치(130)에 유입된 환원부산물 및 중화염을 배출해 내는 송풍기(140)와 굴뚝(150) 사이에 살수탑(160)을 구비시킨다.
또는, 상기 굴뚝(150)과 일체로 되는 살수탑(160)을 구비할 수 있다.
상기와 같이 설치된 살수탑(160)은 송풍기(140)에 의해 유입된 암모니아, 염소기등을 재처리시킨다.다시 말하면, 상기 촉매 반응기(100)에 고정 투입된 산화촉매제에 의해서 질소산화물 중의 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시킨다.
상기 산화촉매에 의해 산화될때의 반응식은 다음과 같다.
즉, (반응식1) 2NO + O2→ 2NO2가 된다.
↑
산화촉매
그리고, 상기 촉매 반응기(100)에서는 수분이 발생하지 않고, 증발이 이루어지며, 산화촉매에 의해 반응이 이루어진 후의 부산물인 이산화질소(NO2)가 배관(92)을 통해서 상기 제 1반건식 스크러버(110)로 유입된다.
상기 제 1반건식 스크러버(114)가 촉매 반응기(100)에서 배출된 부산물을 환원/중화시킨 후, 상기 제 1반건식 스크러버(114)에서 처리가 이루어지지 않은 부산물들(암모니아, 염소기 등)을 필터장치(130)로 여과시키고, 이후 필터장치(130)을 통과하여 살수탑(160)에 유입되는 소량의 암모니아, 염소기등을 가진 가스에 중화제를 살수하여 재처리한다.
상기 암모니아, 염소기등을 가진 가스의 처리제로서 사용되는 중화제로는 NaOH 또는 Ca(OH)2등을 사용한다.
이어서, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 질소산화물 제거장치를 설치할 수 있다.
즉, 상기 촉매 반응기(100)와 제 1반건식 스크러버(114)를 배관(92)에 의해 연통되도록 설치하고, 상기 제 1반건식 스크러버(114)와 연통되는 제 2반건식 스크러버(120)를 연속해서 구비되도록 설치한다.
그리고, 상기 제 2반건식 스크러버(120)를 필터장치(130)와 연통되도록 배관(92)을 연결하여 설치시킨다. 이후의 중화된 부산물을 배기시키는 구성은 도 3에서 설명한 바와 같다.
상기 촉매 반응기(100)에 고정 투입된 산화촉매제에 의해서 질소산화물 중의 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시킨다.
상기 산화촉매에 의해 산화될때의 반응식은 다음과 같다.
즉, (반응식1) 2NO + O2→ 2NO2
3NO2+ Na2S + O2→1/2 N2+ 2NaNO3+ S
2NO2+ 2Na2S + O2→N2+ 2Na2SO3가 된다.
그리고, 상기 촉매 반응기(100)에서는 수분(폐수)이 발생하지 않고, 증발이 이루어지며, 산화촉매에 의해 반응이 이루어진 후의 부산물인 이산화질소(NO2)가 배관(92)을 통해서 상기 제 1반건식 스크러버(110)로 유입된다.
이어서, 상기 제 1반건식 스크러버(114)에서는 환원제를 살수하여 질소산화물을 환원시키고, 상기 제 2반건식 스크러버(120)에는 중화제를 살수하여 환원된 질소산화물을 중화시킨다.
그리고, 중화된 질소산화물은 상기 필터장치(130)를 통과시켜서 여과한 후에 상기 송풍기(140)를 이용하여 굴뚝(150)을 통해서 배출시킨다.
이러한 구성으로 된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상술한 촉매 반응기에서 사용된 재료는 산화촉매이고, 제 1반건식 스크러버(110)에 공급 및 살수되는 환원제는 Na2S 및 강환원제이며, 제 2반건식 스크러버(120)에 공급 및 살수되는 중화제는 NaOH 또는 소석회이다.
그리고, 도 6은 본 발명의 질소산화물을 제거하는 방법을 보여주는 공정도로서, 우선 질소산화물 가스가 산업기기에서 배출되고, 배출된 질소산화물이 촉매 반응기에 유입되어 산화되어 진다(산화공정).
그리고, 상기 산화가 이루어진 질소산화물을 제 1반건식 스크러버(110)로 이동시키고, 환원제를 살수하여 질소산화물을 환원시킨다. 이때, 상기 환원제와 중화제를 동시에 투입 살수함으로써 환원이 이루어짐과 동시에 중화가 이루어진다(환원/중화공정).
그리고, 상기 필터장치(130)를 이용하여 여과한다(여과공정). 이때에는 전기집진장치 및 백 필터를 사용한다.
계속해서, 상기 필터장치(130)를 통과하여 여과공정을 마친 깨끗한 가스를 송풍기(140)를 이용하여 굴뚝(150)으로 배출한다(배기공정).
본 발명의 질소산화물 제거장치를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 일반적으로 촉매 반응기(100)에서 산화 촉매를 사용하면,
2NO + O2→ 2NO2가 된다.
↑
산화 촉매
상기와 같이 촉매 반응기(100)에 산화촉매를 사용하는 경우, 폐수를 발생시키지 않으며, 실험한 결과 표 1에서와 같이 처리효율이 높아짐을 알 수 있다.
〈표1〉 본 발명의 산화촉매를 이용한 경우의 질소산화물 제거 현황
NO 발 생 량 산화촉매통과 후 발생현황 화학적처리 후
NO NO2 NOχ NO NO2 NOχ NO NO2 NOχ
12345 40.45 688.7 784.2 1223.8 1727.4 26.3 36.5 59.4 79.5 115.7 520.8 725.2 843.6 1303.3 1843.1 8.1 10.3 11.8 22.0 25.9 512.7 714.9 831.8 1281.3 1817.2 520.8 725.2 843.6 1303.3 1843.1 3.2 3.8 4.1 7.8 8.3 24 27 23 34 38 27.2 30.8 27.1 41.8 46.3
이 촉매 반응기(100)는 보통 150∼700℃정도에서 효율이 높으므로, 예시한 바와같이, 버너(90)와 같은 가열수단이 있는 것을 사용하는 것이 바람직하나, 배출시설 가동시 배출열이 높을 경우 적당한 곳을 지정하여 폐열을 이용하면 추가 열공급이 없이도 효율을 높일 수 있다.
이와같이 촉매 반응기(100)를 구비할 경우 이 촉매 반응기(100)에서 일산화질소(NO)의 대부분이 산화반응을 완료하며 질소산화물의 처리시 배출가스 기준치 이하의 용량이나 성능을 갖추게 된다.
상기와 같은 본 발명의 종래의 질소산화물 제거방법인 선택적 촉매 환원법(SCR)에 비하여 설치비용이 60%밖에 들지 않고, 질소산화물의 저감율은 99%에 도달하며, 운전비가 선택적 촉매 환원법(SCR)에 비하여 70%정도 소요 사용되는 장점이 있어서 비용면에서 대단히 유용하다.
본 발명은 촉매 반응기에서 산화촉매를 이용하여 일산화 질소를 이산화 질소로 산화시키는 과정에서 본 발명의 질소산화물 제거장치를 설치 운용함으로서 공장 등에서 배출되는 질소산화물을 99% 이상 저감시킴으로써 폐수를 발생시키지 않고, 거의 완벽하게 제거하여 공해방지에 기여할 수 있다.
본 발명은 반건식 스크러버마다 설치된 각 살수펌프가 조작실에 설치된 분석기에 자동으로 분석시켜 NOx 농도 측정 후, NOx 발생농도에 따라 약품을 조절시킴으로써 약품 소모량을 줄일 수 있으며, SCR공법에서의 분석기와 온도, NOx 농도 분석에 따라 암모니아의 정량을 공급하나 과다 투입시 암모니아 유출에 의한 2차 오염이 발생하나 본 발명은 2차 오염이 없다.
즉, 본 발명은 종래의 방법들 보다 미반응 물질이 없어 2차 공해 유발이 발생시키지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 운전이 용이하며, 탈질율이 매우 높고, 운영비가 저렴한(SCR의 70%) 효과가 있다.
그리고, 황화합물(S0x) 발생시 제거가 용이하고, VOC 및 유기물질의 제거가 용이하며, 산화촉매제를 사용하면 산화제의 약품비를 줄일 수 있어 매우 경제적이고, 질소산화물의 처리공정과 장치의 구조가 간단하여 저렴하게 공급할 수 있어 경제 발전에 기여되는 효과도 있다.
또한, 산화촉매를 사용하는 경우, 월간 약품 사용비는,
월간 NO2발생량 = 85,000Nm3/hr X (1600-100)ppm X 46/22.4 X 10-6kg/mg X 24hr/일 X 30일/월 = 188,518kg/월 이고,
Na2S 소요량은,
2 X 46 : 78 = 188,518 : X이므로, 따라서 X = 159,830kg이 된다.
이는, 평균 발생농도 500ppm, 24시간 및 월간 가동시간이 25일일 경우 약품 소요비는 약 15,247,565원이 약품비로 소요됨을 알 수 있으므로 운영비가 저렴함을 알 수 있다.(환원촉매의 경우에도 상기와 같은 방법으로 산정한 결과, 약 20,400,156원이 약품비로 소요됨으로 운영비가 저렴해짐을 알 수 있었다.)

Claims (5)

  1. 질소산화물(NO)을 산화촉매와 반응시켜서 이산화질소(NO2)로 산화시키기 위한 촉매 반응기와;
    상기 촉매 반응기에서 발생된 이산화질소(NO2) 및 배연가스에 포함된 산가스에 환원제 및 중화제를 살수하여 환원/중화하기 위한 제 1반건식 스크러버와;
    상기 제 1반건식 스크러버에 의해 환원부산물 및 배연가스중의 산가스의 중화된 염을 걸러내기 위한 필터장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1반건식 스크러버에서 배출된 환원부산물 및 중화된 염을 걸러내는 필터장치와 연결 설치되고 상기 제 1반건식 스크러버에서 제거되지 않은 오염가스(암모니아, 염소기 등)를 재처리하여 외기로 배출하기 위한 살수탑을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 산화물 제거장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1반건식 스크러버(114)는 질소산화물을 중화처리하고, 중화된 후의 부산물인 이산화질소(NO2)를 질소(N2)로 환원시키기 위해 상기 제 1반건식 스크러버와 필터장치 사이에 연결 설치하는 제 2반건식 스크러버를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 산화물 제거장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 촉매 반응기의 온도는 150℃ ~ 700℃인 것을 특징으로 하는 질소 산화물 제거장치.
  5. 촉매 반응기에 유입된 질소산화물에 산화촉매제를 이용하여 산화시키는 산화공정과;
    상기 산화가 이루어진 질소산화물 및 부산물에 환원제 및 중화제를 함께 살수하여 환원 및 중화시키는 환원/중화공정과;
    상기 환원 및 중화된 환원부산물 및 배연가스중 산가스의 중화된 염을 여과하여 배기시키기 위한 여과공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소산화물 제거방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101487303B1 (ko) * 2013-06-27 2015-01-28 삼성중공업 주식회사 스크러버부 및 세라믹필터가 구비된 필터부를 포함하는 배기가스 유해물질 동시 저감시스템
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157316A (en) * 1979-05-28 1980-12-08 Toshiba Corp Denitration method
JPS56121615A (en) * 1980-02-28 1981-09-24 Babcock Hitachi Kk Method for removing sulfur oxide in waste gas
JP3992083B2 (ja) * 1993-05-11 2007-10-17 バブコック日立株式会社 固体還元剤を用いる排煙脱硝方法および装置
HUP9801342A2 (hu) * 1997-06-20 1999-06-28 Von Roll Umwelttechnik Ag Eljárás füstgázok nitrogénmentesítésére
GB9802504D0 (en) * 1998-02-06 1998-04-01 Johnson Matthey Plc Improvements in emission control
DE19834993C2 (de) * 1998-08-03 2000-07-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Beseitigen von Stickoxiden aus einem Abgas
KR200234632Y1 (ko) * 2001-03-12 2001-11-16 홍종두 산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100702660B1 (ko) * 2005-11-24 2007-04-02 신도건공 주식회사 산화/환원공정을 이용한 습식 질소산화물 제거방법과 장치

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