KR20050024839A - Apparatus and method for simultaneous removal of air pollutants using corona discharge plasma and sodium sulfite - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대기오염물질 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화력발전소, 제철소, 중소형 보일러, 소각로 등의 배기가스에 함유되어 있는 대기오염물질인 이산화황과 질소화합물을 코로나 방전과 아황산나트륨을 이용하여 제거시키고, 아황산나트륨을 재생시킬 수 있는 코로나 방전 플라즈마 및 아황산나트륨을 이용한 대기오염물질 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating air pollutants and a method thereof. More specifically, the present invention relates to sulfur dioxide and nitrogen compounds, which are air pollutants contained in exhaust gases such as thermal power plants, steel mills, small and medium boilers, and incinerators. The present invention relates to an apparatus for treating air pollutants using a corona discharge plasma and sodium sulfite, which can be removed by using and regenerate sodium sulfite.
일반적으로, 화석연료를 연소시키는 화력발전소나 제철소 등에서 배출되는 배기가스는 유해한 이산화황(SO2)과 질소화합물(NOX)을 포함하고 있기때문에 이러한 유해 대기오염물질을 제거하기 위한 배기가스 처리 설비를 설치해야 한다.In general, exhaust gases emitted from thermal power plants and steel mills that burn fossil fuels contain harmful sulfur dioxide (SO 2 ) and nitrogen compounds (NO X ). Therefore, exhaust gas treatment facilities for removing such harmful air pollutants are required. You must install it.
현재 이산화황 제거 공정으로 널리 상용화되어 있는 기술은 석회석 슬러리를 이용한 석회/석회 공정과 아황산나트륨을 이용한 웰먼-로드(Wellman-Lord)공정이 있으며, 그밖에 건식 흡수제, 활성탄 등을 이용한 건식공정이 일부 상용화 되어 가동중에 있다Currently, technologies widely used as sulfur dioxide removal processes include lime / lime processes using limestone slurries and Wellman-Lord processes using sodium sulfite, and dry processes using dry absorbers and activated carbon are partially commercialized. Be in operation
질소산화물 제거방법은 원천적으로 질소산화물의 생성을 억제하기 위한 연소개선방법과 후처리 방법인 배기가스 탈질 방법으로 나뉘어 지는 데, 배기가스의 탈질 방법은 질소산화물을 수용액에 흡수시키는 지의 여부에 따라 습식법과 건식법으로 대별된다. The nitrogen oxide removal method is divided into a combustion improvement method and a post-treatment method of exhaust gas denitrification method to fundamentally suppress the generation of nitrogen oxide. The method of denitrification of the exhaust gas is a wet method depending on whether or not the nitrogen oxide is absorbed into the aqueous solution. And dry method.
습식법은 건식법에 비해 경제성이 떨어지고, 수질오염 등의 2차적 오염물질 처리가 요구되므로 건식법에 비해 상대적으로 열등한 방법이고, 건식법의 대표적인 상용화 공정은 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction; SCR)이다. The wet method is less economical than the dry method and is inferior to the dry method because it requires treatment of secondary pollutants such as water pollution, and the typical commercialization process of the dry method is selective catalytic reduction (SCR).
선택적 촉매 환원법은 배기가스와 환원제를 촉매층에 동시에 통과를 시키면서 배기가스 내의 질소화합물을 질소와 물로 선택적으로 환원시키는 방법이다. 그러나 이러한 기존의 기술은 대량의 배기가스가 성격이 전혀 다른 탈황 및 탈질 두 공정을 순차적으로 거치게 됨에 따라 초기 투자비, 운전비의 상승, 최종 공정 결합 방법의 어려움, 습식법의 폐수 배출 등이 문제점으로 지적되고 있다.The selective catalytic reduction method is a method of selectively reducing nitrogen compounds in the exhaust gas to nitrogen and water while simultaneously passing the exhaust gas and the reducing agent through the catalyst layer. However, this conventional technology is pointed out as problems such as the initial investment cost, the increase in operating cost, the difficulty of combining the final process, the waste water discharge by the wet method, as the large amount of exhaust gas goes through two processes of desulfurization and denitrification, which are completely different in nature. have.
이러한 문제점을 개선하기 위한 방법으로 코로나 방전에 의해 유도되는 플라즈마를 이용하여 대기오염물질을 건식으로 동시에 처리하는 것이다(미합중국 특허 No 4,695,358; 1987).In order to solve this problem, the air pollutants are simultaneously treated dry using plasma induced by corona discharge (US Pat. No. 4,695,358; 1987).
도 1은 종래의 플라즈마 반응기의 개략도를 나타낸 것으로, 이를 참조하면 플라즈마 반응기는 일정한 간격으로 마련된 다수의 방전극과 접지판으로 이루어져 있으며, 플라즈마 반응기의 방전극에 펄스 고전압을 인가하여 배기가스에 방전을 시키면, 플라즈마 상태가 되어 O, OH, HO2와 같은 다량의 산화성 라디칼 및 오존이 발생된다. 그리고, 플라즈마 상태를 만들어 주는 다른 방법으로 전극사이에 평판형 또는 펠렛형의 유전체를 삽입한 후 한쪽 전극에는 교류 고전압을 인가하고, 다른 전극은 접지시키는 방법이 있다.1 is a schematic view of a conventional plasma reactor, in which the plasma reactor is composed of a plurality of discharge electrodes and ground plates provided at regular intervals, and when discharged to the exhaust gas by applying a pulsed high voltage to the discharge electrode of the plasma reactor, In the plasma state, a large amount of oxidative radicals and ozone such as O, OH, and HO 2 are generated. As another method of creating a plasma state, a plate or pellet dielectric is inserted between the electrodes, and then an AC high voltage is applied to one electrode, and the other electrode is grounded.
하지만, 이와같은 플라즈마 기술도 이산화질소의 산화반응 효율은 매우 높은 데 반해 이산화질소를 암모니아와 반응시켜 입자상 물질로 전환시키기가 어려워 이산화질소 제거효율이 낮은 편이고, 생성되는 암모늄염의 흡수성, 미세함과 같은 독특한 특성으로 인해 상용화된 집진 기술에 의한 포집 및 탈질에 많은 어려움이 있다. 또한, 집진설비에서 포집되지 않은 암모늄염의 배출과 미반응 암모니아 및 이산화질소의 배출도 큰 문제점으로 대두되고 있다. However, even in the plasma technology, the oxidation reaction efficiency of nitrogen dioxide is very high, but it is difficult to convert nitrogen dioxide into particulate matter by reacting nitrogen dioxide with ammonia, which is low in nitrogen dioxide removal efficiency and due to unique characteristics such as absorbency and fineness of the generated ammonium salt. There are many difficulties in collecting and denitrification by commercial dust collecting techniques. In addition, the discharge of ammonium salt not collected in the dust collector and the emission of unreacted ammonia and nitrogen dioxide are also a big problem.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 인식하여, 이를 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 암모니아를 대체해서 이산화황을 제거함과 동시에 이산화질소 제거효율을 크게 높일 수 있는 새로운 첨가제를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a new additive capable of greatly improving nitrogen dioxide removal efficiency while removing sulfur dioxide by replacing ammonia.
또 다른 본 발명의 목적은 새로운 첨가제를 사용할 수 있는 플라즈마 반응기와 흡수탑이 구비된 대기오염물질 처리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for treating air pollutants, which are equipped with a plasma reactor and an absorption tower in which new additives can be used.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 유입된 배기가스를 플라즈마 반응기에서 코로나 방전에 의해 플라즈마 상태로 전환시켜서 배기가스에 포함되어 있는 대기오염물질을 제거하는 대기오염물질 처리 장치에 있어서, 플라즈마 반응기에서 처리된 배기가스를 더 처리하기 위해 첨가제 수용액이 들어 있는 흡수탑(20)이 플라즈마 반응기와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 방전 플라즈마 및 아황산나트륨을 이용한 대기오염물질 처리 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a plasma pollutant treatment apparatus for removing the air pollutants contained in the exhaust gas by converting the introduced exhaust gas into a plasma state by a corona discharge in the plasma reactor, In order to further process the exhaust gas treated in the reactor, an absorption tower 20 containing an aqueous solution of additives is connected to a plasma reactor, thereby providing an apparatus for treating air pollutants using corona discharge plasma and sodium sulfite.
또한, 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 고전압이 인가된 플라즈마 반응기에서 코로나 방전을 발생시키고, 코로나 방전에 의해 플라즈마 상태로 전환시켜서 배기가스에 포함되어 있는 대기오염물질을 제거하는 대기오염물질 처리 방법에 있어서, 플라즈마 반응기(10)에서 코로나 방전을 유도하여 배기가스에 포함되어 있는 질소화합물을 산화시키는 단계와, 상기 단계에 의해 산화된 질소화합물과 배기가스에 포함된 이산화황을 아황산나트륨 수용액과 반응시켜, 환원시키거나 제거시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전 플라즈마 및 아황산나트륨을 이용한 대기오염물질의 처리방법을 제공한다.In addition, in order to achieve another object, the present invention is to generate a corona discharge in a plasma reactor to which a high voltage is applied, the air pollutant treatment to remove the air pollutants contained in the exhaust gas by switching to a plasma state by the corona discharge In the method, inducing a corona discharge in the plasma reactor 10 to oxidize the nitrogen compound contained in the exhaust gas, and reacting the nitrogen compound oxidized by this step and sulfur dioxide contained in the exhaust gas with an aqueous sodium sulfite solution. It provides a method for treating air pollutants using a corona discharge plasma and sodium sulfite, characterized in that it comprises a step of reducing, or removing.
이하, 본 발명에 따른 이하, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 코로나 방전 플라즈마 및 아황산나트륨을 이용한 대기오염물질 처리 장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for treating air pollutants using corona discharge plasma and sodium sulfite and a method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 플라즈마 반응기와 흡수탑의 구성을 간략하게 나타낸 도 2와 같이, 본 발명은 교류고전압을 발생시키는 교류고전압발생장치(30)와, 상기 교류고전압발생장치(30)에서 발생된 교류고전압을 인가시켜서 코로나 방전이 발생되는 플라즈마 반응기(10)와, 상기 플라즈마 반응기(10)에 연결되어 있는 오염된 최초 배기가스를 주입하는 가스 공급부(40)와, 코로나 방전에 의해 처리된 배기가스를 아황산나트륨 수용액으로 처리하는 흡수탑(20)과, 상기 흡수탑(20)의 상하에 배기가스를 추출하여 분석할 수 있는 밸브(22)를 구비하여 이루어진다.As shown in FIG. 2 briefly showing a configuration of a plasma reactor and an absorption tower according to the present invention, the present invention provides an AC high voltage generator 30 for generating an AC high voltage and an AC high voltage generated by the AC high voltage generator 30. A plasma reactor 10 in which corona discharge is generated, a gas supply unit 40 for injecting contaminated first exhaust gas connected to the plasma reactor 10, and exhaust gas treated by corona discharge. An absorption tower 20 treated with an aqueous solution of sodium sulfate and a valve 22 for extracting and analyzing the exhaust gas above and below the absorption tower 20 are provided.
이러한 구성에 상기 플라즈마 반응기(10)는 교류고전압을 인가하기 위한 방전극으로 구리봉(12)와 유전체로서 유리로 된 소관(11b)이 대관(11a)에 삽입된 유리관과, 상기 구리봉(12)과 상기 유리관(11) 사이에 충진되어 있는 유리구슬(14)로 구성되어 있으며, 상기 유리관(11)은 알루미늄 호일(13)로 감싸며, 여기서 한 전극을 콘덴서(15)에 연결하고, 다른 전극은 접지하여, 충전된 전하를 측정하여 방전전력을 계산할 수 있게 한다. In this configuration, the plasma reactor 10 includes a glass tube in which a copper rod 12 and a glass tube 11b made of glass as a dielectric are inserted into a large tube 11a as a discharge electrode for applying an alternating high voltage, and the copper rod 12 and the It consists of glass beads 14 filled between the glass tubes 11, the glass tube 11 is wrapped with aluminum foil 13, where one electrode is connected to the condenser 15, the other electrode is grounded In addition, the discharge power can be calculated by measuring the charged charge.
상기 흡수탑(20)은 첨가제 흡수액과 배기가스가 접촉할 수 있는 면적을 증가시키기 위해서 유리구슬로 충진하고, 아황산나트륨 수용액이 탑의 상부에서 하부로 공급되게 하여 향류(向流) 접촉하도록 구성한다.The absorption tower 20 is filled with glass beads in order to increase the area in which the additive absorbent liquid and the exhaust gas can be contacted, and the sodium sulfite aqueous solution is supplied from the top to the bottom of the tower so as to make countercurrent contact. .
상기와 같이 구비된 본 발명의 장치를 이용하여, 본 발명은 플라즈마 반응기에서 코로나 방전에 의해 플라즈마 상태로 전환된 산화성 라디칼과 오존이 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)와 반응하여 이산화질소(NO2)로 산화시키고, 상기 산화된 이산화질소와 배기가스에 포함된 이산화황(SO2)을 흡수탑(20)으로 이동되면, 아황산나트륨 수용액과 반응시켜서 이산화황은 제거되고 이산화질소는 질소로 환원되어 대기오염물질을 제거하는 방법에 적용할 수 있다.Using the apparatus of the present invention provided as described above, the present invention reacts with nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas and oxidative radicals and ozone converted to the plasma state by corona discharge in the plasma reactor (NO 2) And oxidize the oxidized nitrogen dioxide and sulfur dioxide (SO 2 ) contained in the exhaust gas to the absorption tower 20, react with an aqueous sodium sulfite solution to remove sulfur dioxide and reduce nitrogen dioxide to nitrogen to remove air pollutants. Applicable to the removal method.
이는 흡수탑에서 배기가스의 이산화황과 이산화질소가 아황산나트륨 수용액과 하기 반응식 1과 반응식 2와 같이 반응하여 황화수소나트륨(NaHSO3)와 황산나트륨 (NaSO4)을 생성시키기 때문이다.This is because sulfur dioxide and nitrogen dioxide in the exhaust gas are reacted with an aqueous sodium sulfite solution in the absorption tower as in Scheme 1 and Scheme 2 to produce sodium hydrogen sulfide (NaHSO 3 ) and sodium sulfate (NaSO 4 ).
[반응식 1]Scheme 1
SO2 + Na2SO3 + H2O →2NaHSO3 SO 2 + Na 2 SO 3 + H 2 O → 2 NaHSO 3
[반응식 2]Scheme 2
2NO2 + 4Na2SO3 → N2 + 4Na2SO4 2NO 2 + 4Na 2 SO 3 → N 2 + 4Na 2 SO 4
이때, 흡수탑으로 주입하는 아황산나트륨의 농도 및 주입량은 하기 식 1에 따라 R값이 1.0∼1.5가 되도록 결정한다.At this time, the concentration and the amount of sodium sulfite injected into the absorption tower are determined so that the R value is 1.0 to 1.5 according to the following formula (1).
[식 1][Equation 1]
여기서 [Na2SO3], [SO2 ], [NOx]는 각각 아황산나트륨, 이산화황, 질소화합물의 농도이며, QL과 QG는 각각 아황산나트륨 수용액과 배기가스의 유량이다. R값을 1.0∼1.5로 하는 이유는 일부 아황산나트륨이 배기가스중의 산소에 의해 황산나트륨 (Na2SO4)으로 산화되어 소모되므로, 이를 보충해야 하기 때문이다.Where [Na 2 SO 3 ], [SO 2 ], and [NO x ] are the concentrations of sodium sulfite, sulfur dioxide and nitrogen compounds, respectively, and Q L and Q G are the flow rates of aqueous sodium sulfite solution and exhaust gas, respectively. The reason why the R value is 1.0 to 1.5 is because some sodium sulfite is oxidized and consumed by sodium sulphate (Na 2 SO 4 ) by oxygen in the exhaust gas, and thus it is necessary to supplement it.
한편, 공지기술을 이용하여, 상기 반응식 2에서 생성된 용해도가 낮은 황산나트륨를 공정에서 분리시켜 처리하는데, 고체입자가 제거된 액체는 아황산나트륨의 재생을 위하여 증발 결정화기로 보내지고 여기서는 열의 공급에 의해 하기 반응식 3의 반응에 의해 아황산나트륨이 재생되며, 동시에 90%까지 농축된 이산화황을 얻을 수가 있다.(C. D. cooper & F. C. Alley, Air Pollution Control: Waveland Press, Inc., 1994)On the other hand, by using a known technique, the low solubility sodium sulfate produced in Scheme 2 is treated in a process, wherein the liquid from which the solid particles have been removed is sent to an evaporation crystallizer for regeneration of sodium sulfite, whereby Sodium sulfite is regenerated by the reaction of Scheme 3, and at the same time, it is possible to obtain concentrated sulfur dioxide up to 90% (CD cooper & FC Alley, Air Pollution Control: Waveland Press, Inc., 1994).
[반응식 3]Scheme 3
2NaHSO3 → Na2SO3(s) + H2O + SO2(고농도)2NaHSO 3 → Na 2 SO 3 (s) + H 2 O + SO 2 (high concentration)
그리고, 플라즈마 반응기로 제공되는 교류 고전압은 10∼30 ㎸ 정도가 바람직한데, 이 고전압을 전기장 세기로 환산하면 12∼36 ㎸/㎝이다. The AC high voltage provided to the plasma reactor is preferably about 10 to 30 kA, which is 12 to 36 kV / cm in terms of electric field strength.
실례로 첨두 전압이 약 20 ㎸인 60 ㎐ 교류 고전압은 도3에 도시한 바와같이 얻어지는데, 이때 교류 한 주기당 플라즈마 반응기에 공급되는 에너지는 도 4와 같이 평행사변형의 넓이를 계산하여 얻을 수 있다. 평행 사변형의 가로축은 1.0 ㎌콘덴서에 충전된 전하량으로, 원리적으로 플라즈마 반응기에 충전된 전하량과 같고, 세로축은 측정된 고전압이다.For example, a 60 ㎐ AC high voltage with a peak voltage of about 20 얻어지는 is obtained as shown in FIG. 3, wherein the energy supplied to the plasma reactor per cycle of alternating current can be obtained by calculating the area of the parallelogram as shown in FIG. 4. . The horizontal axis of the parallelogram is the amount of charge charged in the 1.0 kPa capacitor, which is in principle equal to the amount of charge charged in the plasma reactor, and the vertical axis is the measured high voltage.
이때 방전전력은 상기 평행사변형 면적에 교류의 주파수 60 ㎐를 곱하면 되는데, 도 5는 교류 고전압을 10∼30 ㎸의 범위로 변화시키며, 플라즈마 반응기에 공급되는 방전전력을 측정한 것이다.At this time, the discharge power is multiplied by the frequency of alternating current 60 Hz of the parallelogram area, Figure 5 is to measure the discharge power supplied to the plasma reactor by varying the AC high voltage in the range of 10 ~ 30 kHz.
[실시예]EXAMPLE
이에 교류고전압이 인가되어 코로나 방전이 시작되는 구리봉의 직경은 9.1 ㎜로, 유전체로서 유리로 된 소관의 직경은 25.8 ㎜, 대관의 직경은 30.2 ㎜로 하여 유리관으로된 플라즈마 반응기를 만들었으며, 방전극과 유리관 사이에는 지름이 5 ㎜인 유리구슬로 충진하고, 유리관의 길이는 416 ㎜로 하여 그 외벽을 알루미늄 포일로 싸고, 이를 1.0 ㎌ 콘데서의 한 전극과 연결하고, 다른 전극은 접지 하였으며, 흡수탑은 소관의 직경은 25.8 ㎜, 대관의 직경은 30.2 ㎜이고, 길이가 60 ㎜인 유리관을 사용하였으며, 흡수탑 상부에는 아황산나트륨이 들어갈 수 있는 입수 밸브와 하부에는 배기가스와 접촉하여 반응한 반응액이 나갈 수 있는 출수밸브를 설치하였고, 플라즈마 반응기와 흡수탑과 연결된 배기가스 통로와 흡수탑에서 처리되어 나오는 배기가스 통로에서 배기가스의 성분을 분석할 수 있게, 배기가스를 추출할 수 있는 밸브를 만들어 본 발명의 대기오염물질의 제거장치를 완성하였다.The copper rod where the corona discharge started when AC high voltage was applied was 9.1 mm. The diameter of the glass tube as a dielectric was 25.8 mm and the diameter of the large tube was 30.2 mm to make a plasma reactor made of glass tube. The glass tube was filled with glass beads with a diameter of 5 mm, and the length of the glass tube was 416 mm. The outer wall was wrapped with aluminum foil, connected to one electrode of a 1.0 1.0 capacitor, and the other electrode was grounded. The diameter of the tube was 25.8 mm, the diameter of the tube was 30.2 mm, and the glass tube was 60 mm in length. The upper part of the absorption tower had a water inlet valve that could contain sodium sulfite and the reaction liquid that was in contact with the exhaust gas at the bottom. An outlet water outlet valve was installed, and the exhaust gas passage connected to the plasma reactor and the absorption tower and the exhaust gas passage In order to analyze the components of the exhaust gas, a valve for extracting the exhaust gas was made to complete the air pollutant removal device of the present invention.
그런다음, 질소 80%, 산소 20%, 이산화항 200ppm, 질소화합물 200ppm으로 구성된 모사 배기가스 2ℓ/분(min)를 상기의 장치에 주입하여 오염물질의 제거 효과를 분석하였다.Then, 2 l / min simulated exhaust gas composed of 80% nitrogen, 20% oxygen, 200ppm dioxide and 200ppm nitrogen compound was injected into the apparatus to analyze the effect of removing pollutants.
이때, 교류 고전압은 60 ㎐인 상용 주파수로 하였으며, 식 1의 R값이 1.0∼1.5가 되도록 흡수탑에는 0.7∼1.0g/ℓ농도의 아황산나트륨 수용액을 10㎖/분으로 공급하였으며, 에너지 밀도는 50J/ℓ이상이 유지되도록 하였다. At this time, the AC high voltage was set at a commercial frequency of 60 Hz, and an aqueous sodium sulfite solution at a concentration of 0.7 to 1.0 g / l was supplied at 10 ml / min so that the R value of Equation 1 was 1.0 to 1.5. 50 J / l or more was maintained.
그 결과, 하기 표 1과 같이, 이산화황과 이산화질소의 제거효율이 95%를 상회하는 것을 알 수 있었다. As a result, as shown in Table 1, it was found that the removal efficiency of sulfur dioxide and nitrogen dioxide exceeds 95%.
또한, 흡수탑에서 오염된 대기가스와 반응하고 출수된 황화수소나트륨은 가열시 85% 고농도의 이산화황으로 전환되어 이를 황산 및 유황으로 회수할 수 있었다.In addition, sodium hydrogen sulfide reacted with the polluted atmospheric gas in the absorption tower was converted to 85% high sulfur dioxide when heated, and was recovered as sulfuric acid and sulfur.
한편, 본 발명의 의한 일산화질소(NO)의 산화 결과는 도 6에 나타난 바와 같이, 가로축은 투입된 방전전력을 배기가스 유량으로 나눈 에너지 밀도를 나타내는데, 에너지밀도를 증가 시키게 되면 일산화질소의 제거율이 비례적으로 증가하며, 제거된 일산화질소의 대부분은 이산화질소로 산화됨을 알 수 있었다.On the other hand, the oxidation result of the nitrogen monoxide (NO) according to the present invention, as shown in Figure 6, the horizontal axis represents the energy density divided by the discharge gas flow discharged, the nitrogen monoxide removal rate is proportional to increase the energy density Increasingly, most of the nitrogen monoxide removed was oxidized to nitrogen dioxide.
이상과 같이, 본 발명은 코로나 방전을 이용하는 플라즈마 공정과 첨가제로 아황산나트륨을 사용하여 탈황과 탈질을 동시에 달성할 수 있는 방법을 제공함으로써 질소화합물 제거효율을 재고함과 동시에 다음과 같은 많은 문제점을 개선하는 효과를 보여주었다. As described above, the present invention provides a method for simultaneously achieving desulfurization and denitrification by using sodium sulfite as a plasma process and additive using corona discharge, and reconstructing nitrogen compound removal efficiency and improving many problems as follows. Showed the effect.
즉, 첫째는 암모니아를 첨가제로 사용하는 종래의 플라즈마 기술보다 이산화질소의 제거효율을 크게 높임으로써 유해물질 배출을 저감하며, 둘째, 암모니아를 첨가제로 사용하는 종래의 방법은 기존의 집진 기술로는 포집하기 어려운 미세한 암모늄염을 발생시키는 문제점이 있으나, 본 발명은 질소산화물이 질소로 환원되어 분진 배출의 문제가 없으며, 셋째, 소모성 암모니아를 첨가제로 사용하는 종래의 방법과 달리 본 발명은 재생 가능한 첨가제인 아황산나트륨을 사용함으로써, 운전비용을 절감할 수 있고, 넷째, 암모니아를 첨가제로 사용하는 종래의 방법은 전기집전기 또는 여과집진기와 같은 부대설비가 필요하나 본 발명은 설비비가 저렴한 흡수탑만으로 처리할 수가 있어 공정 전체의 투자비가 절감 되는 효과가 있다.That is, firstly, the removal efficiency of harmful substances is reduced by significantly increasing the removal efficiency of nitrogen dioxide than the conventional plasma technology using ammonia as an additive. Second, the conventional method using ammonia as an additive is used to collect the existing dust collection technology. Although there is a problem of generating a difficult fine ammonium salt, the present invention is nitrogen oxide is reduced to nitrogen, there is no problem of dust emissions, and third, the present invention is a renewable additive sodium sulfite unlike the conventional method using a consumable ammonia as an additive By using, the operation cost can be reduced, and fourthly, the conventional method using ammonia as an additive requires additional equipment such as an electric current collector or a bag filter, but the present invention can be treated only with an absorption tower having low equipment cost. The investment cost of the whole process can be reduced.
도 1은 종래의 플라즈마 반응기의 구성을 도식화한 개략도이고,1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional plasma reactor,
도 2는 본 발명에서 사용한 플라즈마 반응기와 흡수탑의 구성을 단면도로 나타낸 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing in cross-sectional view the configuration of the plasma reactor and the absorption tower used in the present invention,
도 3은 본 발명의 플라즈마 반응기에 인가되는 고전압 파형의 한 예(첨두전압이 20㎸와 60 ㎐)를 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing an example of high voltage waveforms (peak voltages of 20 mA and 60 mA) applied to the plasma reactor of the present invention.
도 4는 본 발명의 전하-전압도의 한 예로, 교류 한 주기당 플라즈마 반응시에 공급되는 에너지를 평형 사면형의 면적으로 나타내는 그래프이고,4 is an example of the charge-voltage diagram of the present invention, which is a graph showing the area of the equilibrium slope of the energy supplied during the plasma reaction per cycle of alternating current,
도 5는 본 발명의 인가되는 교류 고전압에 따라 플라즈마 반응기에 공급되는 방전전력 변화를 나타낸 그래프이고,5 is a graph showing a change in the discharge power supplied to the plasma reactor according to the applied alternating current high voltage of the present invention,
도 6은 본 발명의 실시예에 의해 저감되는 일산화질소(NO)와 생성되는 이산화질소(NO2)의 농도를 에너지밀도의 함수로 나타낸 것이다.FIG. 6 shows the concentrations of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) produced by the embodiment of the present invention as a function of energy density.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
10 ... 플라즈마 반응기 11 ... 유리관10 ... plasma reactor 11 ... glass tube
11a... 대관 11b... 소관11a ... Large 11b ... Law
12 ... 구리봉 14, 21 ... 유리구슬12 ... copper rods 14, 21 ... glass beads
15 ... 콘덴서 20 ... 흡수탑15 ... condenser 20 ... absorption tower
23 ... 밸브 30 ... 교류고전압발생장치23 ... valve 30 ... AC high voltage generator
40 ... 가스 공급부40 ... gas supply
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100614882B1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-08-25 | 제주대학교 산학협력단 | Method of treating exhaust gas by using dielectric barrier discharge and reducing agents, and device for treating the method |
| KR101448881B1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-10-13 | 한국기계연구원 | Electrostatically integrated system for treating pollution gas |
| KR20160072919A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Method for removing nitrogen oxide, sulfur oxide and mercury from exhaust gas |
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2003
- 2003-09-05 KR KR1020030062016A patent/KR20050024839A/en not_active Application Discontinuation
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