KR20050088509A

KR20050088509A - 신 석회석 희석액 제조 공급법

Info

Publication number: KR20050088509A
Application number: KR1020040013860A
Authority: KR
Inventors: 김기진
Original assignee: 우림기술(주); 김기진
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-07

Abstract

본 발명은 배연탈황법에 관한 것으로 화석연료 배기가스 중 유황산화물을 석회석 희석액에 흡착하여 탈황하고 황산화물인 석고를 생산하는 석회석 석고법에 관한 것이다. 배연 가스 중의 아황산가스 제거 방법으로 소석회 분말이나 활성탄 등을 분사하는 건식법과 가성소다나 수산화마그네슘 또는 석회석 슬러리 액을 분무하여 아황산가스를 제거하는 배연탈황습식법이 있다.

배연탈황습식법 중 석회석 석고법은 가장 안정적으로 탈황이 이루어지고 2차 환경물질이 적게 배출되며 경제적인 훌륭한 방법이고 대부분 이 석회석 석고법을 채택 하였다. 우리나라도 모두 석회석 석고법으로 탈황을 시행하고 있다. (대형 공장의 경우)

석회석 석고 법은 크게 석회석 슬러리제조 공급 공정. 흡수 탈황공정 .석고 탈수 공정으로 대분 할 수 있으며 그 설비가 대단히 커서 한 단위의 공장 이었다.

본 발명은 석회석을 분말로 별도의 공장에서 제조 공급하고 석회석 슬러리제조 공급 공정을 간소화는 새로운 공정을 발명하여 국가의 경제적. 시간적. 환경적으로 여러 가지 이점이 있는 새로운 석회석 제조 공급 공정에 관한 것이다.

Description

신 석회석 희석액 제조 공급법{new limestone handling system}

기존에 가동 중인 시설에서 사용되어온 화석연료사용으로 인한 배연에 생성된 유황가스 발생으로 환경문제가 심각하게 발생하고 있다.

기존의 공장들은 우리 나라가 국제환경기구에 규제를 받지 않는 시점에 건설되어 졌으나 국제경제협력기구에 가입되면서 탈황설비는 시급한 문제가 되었다.

당시에는 탈황를 계획하지 않은 상태로 건설되었으나 새로이 설비를 추가하기에는 여러 가지 문제점이 발생하고 있다.

일시에 많은 공장에 탈황설비를 건설하기에는 장소와 예산 및 시간이 부족하여 문제점이 대두되고 있다.

수년 내에 폐쇄 하여야 할 공장은 막대한 예산을 투입하여 탈황설비를 건설하기가 어렵고 탈황설비 건설 공기가 길어 조기 폐쇄하거나 문제점을 방치한 채 가동하고 있어서 경제적 손실과 환경문제가 발생하고 있다.

배연 탈황법은 소석회 분발이나 활성탄을 중화제로 분사하는 건식법과 가성소다나 수산화마그네슘 또는 석회석 분말로 흡착액을 만들어 탈황하는 습식법이 있다.

습식법 중에는 흡착액속에 배기가스를 통과 시켜 흡착하는 방식과 배기에 흡착 액을 분무기로 뿌려 흡착하는 방식이 있다.

배연습식탈황법 중 석회석 석고법은 가장 안정적으로 탈황이 이루어지고 2차 공해물질이 적게 배출되며 비용이 상대적으로 적게 들고 기술적 완성도가 높아서 세계적으로 가장 많이 채택되어 가동 중이다. 우리 나라는 모두 이 방법을 채택하였다(대형의 설비인 경우).

배연습식탈황법은 석회서 석고법은 설비 공정이 많아 부지가 많이 필요하며 예산이 많이 소요되어 중소형 동자에 채택하기가 곤란하였다.

종래의 방식을 각각 석회석 슬러리 제조 공급 공정과 흡수탑 탈황 공정으로 분리하여 건설 운영한다면 부지가 적게 소요되고 건설비용, 건설기간 및 운영비용을 절감 할 수 있으며 공정 별로 특화된 설비가 가동되므로 기술축척과 기술발전이 많이 이루어질 수 있다.

석회석을 분말로 제조하여 공급하고 새로운 석회석 슬러리 공급 공정으로 간소화하면

a.건설공기의 단축

b.건설부지 축소

c.막대한 예산 절감

d.운영경비 절감

e.환경문제 축소

g.기술축척 용이

등 여러 가지 많은 이점이 있는 발명이며 빠른 시일에 환경 문제를 해결 할 수 있고 국가 경제에 이바지 할 수 있다.

상기와 같이 석회석 제조 공급 공정을 흡수 탈황 공정과 분리 건설하면 건설비. 건설기간. 운영경비를 최소화 할 수 있으므로 국가경제에 이바지하고 공정별 특화된 기술 축적과 발전을 도모하며 빠른 시일 내에 설비를 건설 할 수 있어서 환경 문제를 해결 할 수 있다.

도 1은 종래의 석고석 석고법중 석회석 슬러리 제조 공급에서 흡수탑 탈황공정까지의 간략한 배치도이며 도면에 의거 설명하면 트럭으로 운반되어온 석회석을 호퍼(1)에 부어 벨트 콘배어(2)와 엘리베이터 콘배어(4)와 벨트 콘베어(5)로 이송하여 석회석 저장 탱크(6)에 저장한다. 저장된 석회석은 벨트 콘배어(7)와 엘리베이터 콘베어(8)를 거쳐 석회석 1일 사용분 저장 탱크(9)에 1일사용분이 저장되고 강구 파쇄기(10)에 공급된석회석에 물과 강구를 섞어서 회전하여 석회석 슬러리를 제조한다. 강구 파쇄기(10)에서 제조된 석회석 슬러리는 슬러리 저장 탱크(12)에 보내지고 다시 저류된 큰 입자는 섬프(15)로 보내어 섬프 펌프(13)로 강구 파쇄기(10)에 되돌려지고 슬러리 펌프(16)로 분류기(17)에 보내 한 번 더 큰 입자를 걸러내어 석회석 슬러리 저장 탱크(19)에 저장하여 교반기(18)로 희석하고 석회석 슬러리 공급 펌프(20)로 흡수탑에 보내고 슬러리 순환펌프(29)가 석회석 슬러리액을 석회석 슬러리 분무 노즐(28)로 분무한다. 배연가스 인입 닥트(23)로 인입된 배연가스에 포함되어있는 아황산 가스는 석회석 슬러리 분무 노즐(28)에서 분무된 석회석 슬러리액에 흡착되어 흡수탑 아래로 떨어지고 정화된 가스는 집진기(27)에서 미세한 분진을 제거하여 정화 가스 배출 닥트(25)를 통해 배연 굴뚝(26)으로 보내 배출한다. 석회석 슬러리 분무 노즐(28)에서 분무된 흡수액에 흡착된 SO₂는 산소 공급 브로우어(21)에서 보내진 O₂와 반응 산화 결정되어 흡수 탑(24) 밑바닥에 저류되어지고 석고흡입 펌프(30)에 의해 석고공정으로 보내져 탈수하여 완성된다. (석고탈수공정은 기존의 공정과 동일하고 본 발명과 무관하여 설명을 생략한다.)

석회석 석고법의 기본화학 반응식은 다음과 같다.

1. SO₂+ H₂O → H₂SO₃흡수

2. CaCO₃+ H₂SO₃ → CaSO₃+ CO₂+ H ₂O 중화

3. CaSO₃+ 1/2 O₂ → CaSO₄ 산화공정

4. CaSO₃+ 1/2 H₂O → CaSO₃.1/2 H₂O 결정화

5. CaSO₄ + 2H₂O₃→ CaSO₄.2H₂O 석고

도 2은 새로운 석회석 슬러리 공급방법을 예시한 공정도이며 도면에 의거 설명하면 별도의 공장에서 제조한 석회석 분말 포대를 트럭으로 운반하여 석회석 분말 포대 저장고(2-1)에 저장하고 벨트 콘베어(2-2)와 엘리베이터 콘베어(2-3)로 이동하여 석회석 분말 1일 저장탱크(2-4)에 1일분 저장하고 석회석 분말 브로우어(2-5)가 닥트(2-6)를 통해서 배연가스 인입 닥트(23)에 부착된 석회석 분말 분무기(2-7)로 분무하여 흡수 탑(24)로 인입된 배연가스와 혼입된다. 혼입된 석회석 분말은 석회석 슬러리 분무 노즐(28)에서 분무된 석회석 슬러리액에 흡착되어 떨어진다. 석회석 슬러리 분무 노즐(28)공정 이후는 종래의 탈한 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.

도 3은 새로운 석회석 슬러리 공급방법의 예시한 공정도에 의거하여 설명하면 석회석 분말을 벌크 카(3-1)로 운반하여 언로딩 관(3-2)을 통해 석회석 분말 저장탱크(3-3)에 저장하고 석회석 분말 브로우어(3-4)가 닥트(3-5)를 통해 흡수 탑(24)에 석회석 슬러리 액면 밑에 분무하면 교반기(22)가 고르게 희석한다.((22)이후는 종래의 탈황 공정과 동일함으로 설명을 생략한다.)

도 4은 새로운 석회석 슬러리 공급방법의 예시한 공정도에 의거하여 설명하면 석회석 분말을 벌크 카(3-1)로 운반하여 언로딩 관(3-2)을 통해 석회석 분만 저장 탱크(3-3)에 저장하고 석회석 분말 브로우어(3-4)와 닥트(3-5)로 석회석 슬러리 저장 탱크(19)에 보내진다. ((19)이후는 종래의 탈황 공정과 동일함으로 설명을 생략한다.)

.

종래의 일체형 배연습식탈황법으로 건설함으로 인하여 건설부지의 확보와 초기투자비 과다지출, 건설공기지연으로 환경문제를 빠른 시일에 해결 할 수 없었으며 3공정(석회석 슬러리 제조 공급공정. 흡수 탈황 공정. 석고 탈수 공정)으로 특화 설계하여(분리형 배연탈황습식법) 상기 문제점을 해결 할 수 있다.

1;건설부지가 적게 소요되므로 부지확보가 쉽다.

2;기존 협소한 공장에 대단위 설비를 건설함으로써 발생하는 외곡현상이 적다.

3;부지확보 시 부지확보 비용이 적게 든다.

4;우리나라가 국제경제협력기구에 가입되면서 탈황 설비를 건설하는데 소요되는 건설예산을 절감 할 수 있다.

6; 탈황 설비를 건설하는 기간을 단축할 수 있어 환경 문제를 빠른 시일에 해결 할 수 있다.

5;공정별로 탈황 설비를 특화 분리 건설함으로 공정별 기술자를 확보하고 양성하기 쉬우며, 기술 발전이 용이하다.

도1 종래의 석고석 석고법 중 석회석공급에서 흡수탑공정까지의 간략한

배치도

도2 새로운 석회석 슬러리 공급방법을 예시한 공정도1

도3 새로운 석회석 슬러리 공급방법의 예시한 공정도2

도4 새로운 석회석 슬러리 공급방법의 예시한 공정도3

★도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:호퍼 ( hopper ) 2:벨트 콘베어

3:피트(pit) 4:엘리베이터 콘베어

5:벨트 콘베어 6:석회석 저장 탱크

7:벨트 콘배어 8:엘리베이터 콘배어

9:석회석 1일 사용분 저장 탱크 10:강구 파쇄기

11:교반기 12:슬러리 저장 탱크

13:섬프 펌프 14: 교반기

15:섬프(sump) 16:슬러리 펌프

17:분류기 18:교반기

19:석회석 슬러리 저장 탱크 20:석회석 슬러리 공급 펌프

21:산소 공급 브로우어(brower) 22:교반기

23:배연가스 인입 닥트 24:흡수 탑

25:정화 가스 배출 닥트 26:배연 굴뚝

27:집진기 28:석회석 슬러리 분무 노즐

29:슬러리 순환 펌프 30:석고흡입 펌프

2-1:석회석 분말 포대 저장고 2-2:벨트 콘베어

2-3:엘리베이터 콘베어 2-4:석회석 분말 1일 저장탱크

2-5:석회석 분말 브로우어(brower) 2-6:닥트

2-7:석회석 분말 분무기 3-1:벌크 카

3-2:언로딩 관 3-3:석회석 분말 저장탱크

3-4:석회석 분말 브로우어(brower) 3-5:닥트

Claims

도 2. 석회석 분말을 돌산이나 별도의 공장에서 생산하여 포대 단위난 벌크차 단위로 공급하고 제시한 도 2의 공정도와 같이 종래의 20단계의 공정에서 5~6단계의 간소한 공정으로 흡수탑에 석회석 슬러리액을 공급하며 배연 인입 닥트에 분말을 벨트 콘배어(7)로 분사하여 배연과 고르게 분산되고 석회석 슬러리 분무 노즐(28)에서 분사된 석회석 슬러리액에 흡착되므로 좀더 고르게 배합되는 방식이다. (석회석 슬러리 분무 노즐(28)에 의해 흡착된 이후의 공정은 종래의 방식과 같다.)
도 3. 석회석 분말을 돌산이나 별도의 공장에서 생산하여 포대 단위나 벌크차 단위로 공급하고 제시한 도 3의 공정도와 같이 종래의 20단계의 공정에서 4~5단계의 간소한 공정으로 흡수탑에 석회석 슬러리액을 공급하며 흡수탑(24)의 석회석 슬러리액면 밑에 석회석 분말을 분사하여 교반기(22)에 의해 희석되는 방식이다. ((22)공정 이후공정은 종래의 방식과 같다.)
도 4. 석회석 분말을 돌산이나 별도의 공장에서 생산하여 포대 단위난 벌크차 단위로 공급하고 제시한 도 4의 공정도와 같이 종래의 20단계의 공정에서 7~8단계의 간소한 공정으로 석회석 슬러리액을 흡수 탑(24)에 공급하는 방식이며 석회석 슬러리 저장 탱크(19)에 공급된 석회석 분말은 교반기(18)로 고르게 희석한다. ((19)공정 이후공정은 종래의 방식과 같다.)