KR20050106146A - 축류식 세미드라이 스크라바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기오염방지시설 중 소각시설에 설치되는 반건식 집진장치의 일부인 세미드라이 스크라바에 관련된 사항으로, 기존의 세미드라이 스크라바내에 배기가스 용량에 따라 배기가스 분할장치를 두고 분할된 배기가스가 선회류에 의한 원심력과 관성력을 갖게 하는 "축류식 회전장치"를 추가설치하는 기술에 관한 것이다.

세미드라이 스크라바는 보통 백필터 전단에 설치되어 이류체 노즐로 액상소석회(ca(oh)2)를 분사시켜 배기가스속에 존재하는 산성가스 및 중금속 등을 중화. 흡착. 확산 등의 반응 메카니즘을 거친 다음 배기가스속에 포함돤 먼지성분과 함께 백하우스 필터에서 제거하는 설비이다.

본 발명은 이 세미드라이 스크라바내 배기가스의 양을 균등하게 분할할 수 있는 분배판 하부에 축류식 회전장치를 설치하여 배기가스가 3~4 개의 이류체 노즐을 중심으로 일정거리 이상 수직 하강케 함으로써 이류체 노즐에서 분사되는 액상소석회와의 반응 체류시간을 길게 하여 배기가스속의 산성가스와 중금속의 제거효율을 높이고자 한다.

이를 위하여 본 발명은, 세미드라이 스크라바의 기본 구성품인 반응탑, 탱크류, 펌프, 배관, 제어설비, 가스정류판 등의 일상적인 시스템에 더하여 배기가스량에 따라 설계된 이류체 노즐의 수만큼 배기가스가 분할될 수 있는 분배판을 배기가스 인입 부위에 설치하고, 그 하부 격판에 배기가스가 세미드라이 스크라바 반응탑내로 흡입될 때 선회류에 의한 원심력과 관성력이 발생할 수 있는 축류식 회전장치를 설치한다. 축류식 회전장치는 크게 배기가스 이류체 노즐 삽입관, 가이드 밴, 몸통, 호퍼, 노즐 고정핀, 노즐부위 실링, 회전장치를 고정시키는 가이드 등으로 구분된다.

Description

축류식 세미드라이 스크라바{SEMI DRY SCRUBBER IN AN AXIAL FLOW TYPE}

<4>본 발명은 대기오염방지시설 중 소각시설에 설치되는 반건식 집진장치의 일부인 세미드라이 스크라바에 관련된 사항으로, 더욱 상세하게는 배기가스가 반응탑을 통과할 때 발생하는 난류현상과 확산현상을 완화함으로써 배기가스와 액상소석회와의 반응시간을 길게 하여 배기가스 속에 존재하는 산성가스와 중금속등을 효율적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.

<5> 기존 시설에서는 배기가스가 세미드라이 스크라바 반응탑내로 인입될때 덕트와 반응탑간의 단면적 차이로 속도가 현저하게 떨어지면서 배기가스의 확산과 난류현상 때문에 이류체 노즐에서 고압으로 분사하는 액상소석회 스프레이 액적 비산분포 범위를 벗어난 일부 배기가스에서는 중화반응이 되지 못한 체 반응탑 내부를 통과하여 산성가스의 집진효율이 낮을 수밖에 없었다.

<6> 그리고 이류체 노즐에서 분사되는 미세한 액상소석회 액적이 배기가스의 확산과 난류현상의 힘에 이끌려 반응조 벽면에 흡착되어 스케일이 발생하고, 스케일이 커질 경우 자중에 의한 중력 침강으로 반응탑 하부의 파쇄기, 로타리 발브의 고장과 눈막힘 현상을 일으켜 호퍼 내에 소석회괴가 쌓이는 문제점이 있었다.

<7> 또한 배기가스의 흐름을 원할하게 하기 위하여 배기가스 덕트나 세미드라이 인입구 상부측에 디퓨져나 배기가스 분배판을 설치하는 경우가 있는데 이럴 때에도 세미드라이 스크라바 몸통내에서 형성되는 배기가스의 난류현상, 배기가스의 불균일 확산에 의한 데드 스페이스 죤 형성, 단회류 현상에 의한 배기가스 체류시간 부족현상 등은 근본적으로 개선시킬 수 없었다.

결과적으로 위와 같은 문제점은 집진효율의 저하와 더불어 세미드라이 스크라바의 잦은 고장으로 인한 수명 단축을 야기시켜 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여,

세미드라이 스크라바로 인입되는 덕트내에 디퓨져를 설치한 다음, 설계된 이류체 노즐의 수만큼 배기가스가 분할될 수 있는 가스 분배판을 세미드라이 스크라바 상부 인입 부위에 설치한다. 그리고 그 하부 격판에 배기가스가 세미드라이 스크라바 반응탑내로 흡입될 때 아이디팬의 동압에 의해 자연적으로 원심력과 관성력이 발생할 수 있는 축류식 회전장치를 설치하여 배기가스가 반응탑 내로 인입되었을 때 반응탑 중앙부위 쪽으로 일정거리 이상을 수직 하강하게 한다.

이럴 경우 세미드라이 스크라바내에서 발생하였던 배기가스의 난류 확산에 의한 문제와 단회류 현상이 완화되기 때문에 배기가스는 자연적으로 이류체 노즐에서 분사되는 액상소석회 액적의 비산분포내에 갇히는 현상이 생겨 배기가스 내의 산성가스, 중금속 등과 액상소석회 액적사이의 충돌계수가 커지고 반응 체류시간도 길어진다. 또한 배기가스의 확산과 난류현상이 완화됨에 따라 반응탑 측벽에서 액상소석회가 부착하여 발생하는 스케일 현상도 대폭 줄일 수 있다.

본 발명의 핵심인 축류식 회전장치를 설치하기 위해서는 아래와 같은 설계 및 제작, 설치기술을 습득하여야 한다.

첫째, 배기가스가 축류식 회전장치를 통과하기 전에 배기덕트내에 설치된 디퓨져에 의하여 배기가스의 흐름을 균일하게 하고, 세미드라이 스크라바내에서 배기가스 확산이 일어나는 격판 상층부에 설치되는 가스분배판의 정확한 설치각도 및 면적에 의하여 이류체 노즐 수량만큼의 섹터로 배기가스 분배를 균일하게 하는 것.

둘째, 위의 문제를 해결한 다음 축류식 회전장치내를 통과하는 배기가스의 압력손실을 가장 적게 하면서 선회류에 의한 원심력을 최대로 크게 하기 위한 가이드 밴의 형상 및 수량을 설계하는 것.

셋째, 세미드라이 스크라바 상부케이싱에서 축류식 회전장치내로 이류체 노즐을 삽입한 후 고정과 교체를 용이하게 하기 위한 체결방법과 배기가스 덕트, 디퓨져의 타공면적 및 수량, 연소가스 유입부의 체적, 연소가스 분배판의 높이, 축류식 회전장치의 입구폭, 길이, 출구폭 등의 비례에 관한 설계기술.

넷째, 섹터별로 균할분배되어 인입되어진 배기가스가 반응조내에서 순간적으로 난류, 확산현상 때문에 흐트러지지 않고 일정거리와 시간을 유지한 체 수직 하강키 위한 선회류에 의한 원심력의 크기와 출구에서의 배기가스 속도, 가스체류시간, 이류체 노즐에 의한 액상소석회의 분무각도, 최적 반응을 유도키 위한 액상소석회의 농도 및 분사량의 설계와 재질 선정, 제작과 설치에 관련된 기술을 개발하는 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 구성은 크게 배기가스 유입덕트(11), 배기가스 분배실(10), 액상소석회 급수라인(8)과 콤푸레샤 에어공급라인(7)이 연결된 이류체 노즐(9) 그리고 축류식 회전장치(1)로 구분할 수 있다. 배기가스 유입덕트(11), 이류체 노즐(9) 부분은 기존시설과 별반 다를 바가 없지만, 본 장치에서는 배기가스 분배실(10)에 1개의 축류식 회전장치가 처리할 수 있는 배기가스량에 따라 2~6개의 가스 분배판(2)과 축류식 회전장치(1)가 설치되어 있다.

축류식 회전장치(1)는 유입부에 배기가스의 선회류를 유도할 수 있는 가이드밴(3), 케이싱(13), 원추부(12), 원추튜브(14), 고정바(4) 등으로 구성되어 있다. 축류식 회전장치(1)가 배기가스 분배실의 격판(5)과 용접될 때는 배기가스가 반응탑 내부의 중앙쪽으로 수직하강될 수 있도록 5°~10° 이내의 경사각을 두어 용접취부한다.

도1 은 분배된 배기가스가 반응탑 내부에 인입되기 전 선회류에 의한 회전력을 갖게 하기 위하여 고안된 축류식 회전장치(1)로 배기가스 유입부에 회전을 유도하는 가이드 밴(3)이 설치되어 있고, 선회류는 회전장치 몸통의 케이싱(13)에서 발생하며, 원추(12)와 단면적이 적어지는 원추튜브(14)을 거치면서 배기가스의 속도도 원추의 단면적 에 반비례하여 커지게 된다.

축류식 회전장치(1)를 통과한 배기가스는 원심력과 관성력을 갖게 되어 반응탑 내부 중앙부위로 배기가스가 인입될 때 일정거리 이상을 흐트러짐 없이 수직하강하게 된다.

이 때 원추튜브(14)에 고정된 노즐팁(6)에서 수직 하강하는 배기가스 영역 이상으로 액상소석회 분무액적을 고압의 콤프레샤 에어로 분사시켜 배기가스 내에 존재하는 산성가스와 액상소석회 액적이 최대한 중화될 수 있는 구조로 고안되어 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 세미드라이 스크라바의 구조를 변경한 후 축류식 회전장치를 부착함으로서 기존의 세미드라이 스크라바가 갖고 있었던 문제점을 완전해결하거나 크게 개선시키는 효과가 있다.

본 발명을 설치할 경우, 배기가스가 선회류에 의해 원심력과 관성력이 생겨 반응탑 바로 밑에서의 속도 저하로 인한 급작스러운 난류현상과 확산현상이 일정 거리 이상을 수직 하강 한 후 미약하게만 발생하게 된다. 배기가스는 이류체 노즐에서 분사되는 액상소석회 액적의 비산분포내에 포함되어 배기가스내의 산성가스, 중금속등과 액상소석회 액적사이의 충돌계수가 커지고 반응 체류시간도 길어진다. 또한 배기가스의 난류현상과 확산현상이 완화됨에 따라 반응탑 측벽에서 액상소석회가 부착하여 발생하는 스케일 문제도 대폭 줄일 수 있다.

세미드라이 스크라바를 통과한 배기가스에서 산성가스와 중금속 등 인체에 유해한 성분을 효율적으로 제거할 수 있게 되는 것이다. 이는 최근 들어 생활수준이 향상됨에 따라 청정한 공기에 대한 욕구가 커지고 있고, 정부의 대기오염물질 배출기준 역시 점차 강화되는 현실을 만족시킬 수 있는 기술이라 하겠다.

또한 점차 중대형화하는 소각시설과 대기오염 배출업소에서는 기존에 방지시설 개선기술이 부족하거나, 과도한 추가비용 때문에 어려움을 겪었으나, 본 발명품을 이용하여 신설 공사를 할 경우 기존 공사비에 비해 크게 증가하지 않으며, 기존 시설도 간단한 개선만으로 산성가스와 중금속등의 제거 효율을 크게 증진할 수 있다.

<1> 도 1은 축류식 회전장치가 부착된 단면 참고도이다.

<2> 도 2는 축류식 회전장치의 평면 상세도이다.

<3> 도 3은 축류식 회전장치의 단면 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 축류식 회전장치 2 : 연소가스 분배판

3 : 흡기가이드 밴 4 : 이류체 노즐 고정바

5 : 격판 6 : 노즐팁

7 : 콤푸레샤 에어공급라인 8 : 액상소석회 공급라인

9 : 이류체 노즐 10 : 배기가스 분배실

11 : 연소가스 인입덕트 12 : 축류식 회전장치 원추

13 : 축류식 회전장치 케어싱 14 : 원추튜브

15 : 디퓨져 16 : 타공판

17 : 이류체 노즐 삽입관 18 : 이류체 노즐 실링고무

Claims (1)

1. 소각시설에서 백필터와 연동되어 설치되는 세미드라이 스크라바나, 일반 산성가스 배출원에서 산성가스만을 집진하기 위한 세미드라이 스크라바에서 균등 분할된 배기가스가 선회류될 수 있도록 축류형 가이드밴이 내장된 축류식 회전장치를 설계,제작,설치하는 방법.

   축류식 회전장치를 가스분배판과 반응탑 사이의 격판에 설치,지지하게 한 다음, 이류체 노즐이 세미드라이 스크라바 상부케이싱에서 배기가스 분배판을 거친 다음 축류식 회전장치 내부를 관통하여 액상소석회를 고압으로 분사시켜도 진동이 발생하지 않게끔 상부케이싱의 커플링 장치와 이류체 노즐 고정바로 설계,제작,설치하는 방법.