KR20090112233A - 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비 - Google Patents

석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비는 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 혼합공급되어 연소되는 석유코크스 정제분말 보일러 연소시 배출된 탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시키는 분사기(111)가 구비되며 분사된 알칼리 흡수제에 의해 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하여 배출하는 흡수부(110); 황산화물을 제거하는 알칼리 흡수제를 공급하는 알칼리 흡수제 공급부(120); 및 황산화물이 제거된 배연가스 중에 함유되며 비산된 황산화물을 흡수한 알칼리 흡수제를 포집하여 정화된 공기를 배출하는 집진부(130); 를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 알칼리 흡수제를 이용한 건식탈황설비를 이용하여 황산화물(SOx)을 제거하도록 하여 석유코크스 정제분말 연소시 발생되는 황산화물(SOx)의 제거효율을 향상시키게 되며, 부식이 발생되지 않아 방부식자재가 필요없고, 폐수가 발생되지 않아 폐수처리장이 필요없으며, 백연이 완벽하게 제어되어 재가열이 필요없고, 운전비용 및 유지비용이 적게 소요되며, 악취 또한 완벽하게 처리할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 고유황 저급연료인 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 보일러의 연료로 사용가능하게 된다.
Figure P1020080038003
석유코크스, 정제분말, 벙커-C유, 보일러, 건식탈황

Description

석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비{Boiler System for Petro Coke with Dry Scrubber and Dust Collector Equipment}
본 발명은 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 보일러의 연료로 사용하여 연소시 발생되는 황산화물(SOx)의 제거효율을 향상시키도록 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비에 관한 것이다.
일반적으로 화력발전소, 열병합발전소 등에 이용되는 보일러는 대부분 벙커-C유와 같은 중질유나 석탄 등을 사용한다. 벙커-C유는 석탄에 비해 열량이 높으나 가격이 비싸다는 단점이 있으며, 석탄은 벙커-C유에 비해 열량이 낮으나 가격이 싸다는 장점이 있다.
이러한 석탄과 벙커-C유를 혼합연소하는 방식에 대한 연구가 개발되고 있으나, 석탄의 열량을 높인 고회분 석탄을 사용하여도 벙커-C유의 열량을 충족하지 못하여 불완전 연소되게 되며 결국 연소효율의 저하를 가져오게 되어 석탄의 활용이 사실상 불가능한 실정에 있다.
또한, 석탄을 유동층 연소시킬 경우 유동층내로 투입된 연료는 열함량이 높 은 유동층내에서 최대한 혼합되면서 연소가 일어나게 되므로 다른 연소장치에 비해 연료의 성상에 대한 구애가 적고, 연소온도(750~900℃)가 낮아 공해물질인 질소산화물(NOx)의 생성이 억제되고 회분용융 등의 고온연소에 부수되는 문제점이 없으며 연소로내에 황산화물을 제거할 수 있는 첨가제를 주입하여 발생된 황산화물(SOx)를 제거할 수 있는 잇점이 있으나 연소잔해물이 많아 이를 제거하기 위한 추가설비가 요구된다.
한편, 저급연료인 페트로 코크(석유를 증류해서 얻어지지 코크스, Petro Coke)는 석유의 찌꺼기를 격렬하게 열분해[乾溜]시켜서 만든 다공질의 광택이 있는 코크스이다.
페트로 코크를 보일러의 연료로 사용하는 경우 석유코크스를 연료로 하는 보일러에서 배출되는 가스에는 가스상 오염물질인 황산화물(SOx)와 입자상 오염물질인 더스트(Dust)를 다량 함유하고 있다.
이러한 석유코크스를 연료로 하는 보일러에서 배출되는 배연가스에서 황산화물을 제거하기 위해 종래의 습식탈황장치(Wet Scrubber)로 제거하는 경우 탈황효율은 수치상 높은 효율이 나올 수 있으나, 미세 황산화물(SO3) 입자를 포집하지 못하고, 미스트(Mist)의 비산으로 청연(백연, 후연 등으로도 불림)이 발생하여 민원의 소지가 있으며, 저기압시 이 청연이 낮게 가라앉아 악취가 발생하고, 눈이 따가운 현상 등 인체에 해를 주게 된다. 또한, 습식탈황방식은 폐수가 발생되므로 발생된 폐수를 처리하기 위한 폐수처리설비가 반드시 필요로 하므로 설치 및 운전비용이 많이 소요되며 부식이 발생될 우려가 높아 방부식재료를 사용하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 황산화물을 제거하기 위한 일반적인 반건식설비의 경우에는 습식설비에 비해 폐수가 발생하지 않는 반면, 황산화물 제거효율이 80~85% 정도로 낮다. 이또한 황산화물 제거효율이 낮아 대규모 보일러에 적용하기 어려운 반면, 폐수가 발생하지 않아 소규모 보일러에 일부 적용하고 있는 실정이다.
이와 같이, 고유황 페트로 코크 정제분말을 연료로 사용하기 위해서는 황산화물을 95% 이상 효율적으로 제거하기 위한 탈황기술을 필요로 한다.
지금까지 유동층을 이용한 석탄연소공정은 주로 미국, 영국, 독일, 호주 등지에서 고유황, 고수분의 유연탄 및 저급연료인 페트로 코크(석유를 증류해서 얻어지지 코크스, Petro Coke) 등에 대한 에너지 회수 및 황산화물(SOx), 질산화물(NOx) 등의 공해물질 감소를 위한 응용기술로서 주로 연구되어 오고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고유황 저급연료인 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 보일러의 연료로 사용가능하도록 황산화물(SOx)의 제거효율을 향상시키도록 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고유황 저급연료인 석유코크스(Petro Coke) 정제분말 연소보일러의 연소시 발생되는 배연가스에 함유된 황산화물 제거시 부산물의 발생이 없고 경제적인 운전이 가능한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비는 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 혼합공급되어 연소되며 연소열에 의해 증기를 발생시키고 배출된 배연가스를 배출하며 배출된 배연가스 중에 함유된 질소산화물이 제거된 탈질 배연가스가 배출되는 석유코크스 정제분말 보일러의 탈질 배연가스 배출부(60) 후단에 구비되며, 탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시키는 분사기(111)가 구비되며 분사된 알칼리 흡수제에 의해 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하여 배출하는 흡수부(110); 상기 흡수부(110)의 분사기(111)에 황산화물을 제거하는 알칼리 흡수제를 공급하는 알칼리 흡수제 공급부(120); 및 상기 흡수부(110)에 의해 황산화물이 제거된 배연가스 중에 함유되며 비산된 황산화물을 흡 수한 알칼리 흡수제를 포집하여 정화된 공기를 배출하는 집진부(130); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 슬러리를 상기 분사기(111)로 공급하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 물탱크(121)와, 산화칼슘(CaO) 파우더를 저장하는 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)와, 상기 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)로부터 공급된 산화칼슘 파우더와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액을 저장하는 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)로부터 공급된 수산화칼슘 수용액으로부터 수산화칼슘 슬러리를 분리하는 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)와, 상기 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)로부터 분리된 수산화칼슘 슬러리를 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 집진부(130)에서 포집된 알칼리 흡수제의 일부를 저장하는 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)와, 상기 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)로부터 공급된 알칼리 흡수제와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 재생 알칼리 흡수제 수용액을 저장하는 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 수용액으로부터 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 분리하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143) 및 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143)로부터 분리된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)를 포함하는 재생 알칼리 흡수제 재활용장치(140)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)로부터 공급된 수산화칼슘 슬러리와 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 혼합하여 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 헤드탱크(145)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144) 및 헤드탱크(145)에는 각각 교반기(123a)(125a)(142a)(144a)(145a)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 산화칼슘(CaO) 파우더의 순도는 90% 이상이고, 입도는 200 메시(mesh) 이상인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 분사기(111)는 지름 10~50 ㎛ 인 미세한 액적으로 분사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 알칼리 흡수제를 이용한 건식탈황설비를 이용하여 황산화물(SOx)을 제거하도록 하여 석유코크스 정제분말 연소시 발생되는 황산화물(SOx)의 제거효율을 향상시키게 되며, 부식이 발생되지 않아 방부식자재가 필요없고, 폐수가 발생 되지 않아 폐수처리장이 필요없으며, 백연이 완벽하게 제어되어 재가열이 필요없고, 운전비용 및 유지비용이 적게 소요되며, 악취 또한 완벽하게 처리할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 고유황 저급연료인 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 보일러의 연료로 사용가능하게 된다.
이하, 본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 건식탈황 집진설비가 구비된 석유코크스 정제분말 연소보일러의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러는 석유코크스 정제분말을 공급하는 석유코크스 정제분말 공급부(10); 벙커-C유를 공급하는 벙커-C유 공급부(20); 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 합류되어 혼합공급되며 점화연소되도록 하는 버너(30); 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 연소되는 연소기(41)와, 물을 가열하여 증기를 발생시키는 증기발생부(42)가 구비된 보일러(40); 배출된 배연가스 중에 함유된 질소산화물을 제거하는 탈질장치(50); 및 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시켜 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하고 악취를 제거하며 미세 황산화물을 포집하는 건식탈황 집진설비(100); 를 포함하여 이루어진다.
상기 석유코크스 정제분말 공급부(10)는 석유의 찌꺼기를 격렬하게 열분해 (건류)[乾溜]시켜서 만든 다공질의 광택이 있는 코크스인 고유황 저급연료 석유코크스(Petro Coke)를 정제하여 얻은 분말을 공급한다.
상기 벙커-C유 공급부(20)는 벙커-C유를 공급한다. 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 연소하기 위해서는 벙커-C를 필요로 한다.
상기 석유코크스 정제분말 공급부(10)는 석유코크스가 분말상태로 입고가 되기 때문에 석유코크스(Petro Coke) 정제분말을 저장하기 위한 사일로(Silo)와 사일로(Silo)에서 버너(30)로 정량을 공급하기 위한 정량 공급장치가 필요하고, 벙커-C유를 혼소하기 때문에 벙커-C유 저장탱크와 공급 장치가 필요하다.
상기 석유코크스 정제분말 공급부(10)와 벙커-C유 공급부(20)로부터 각각 공급된 석유코크스 정제분말과 벙커-C유는 합류되어 버너(30)로 공급된다. 이때, 상기 석유코크스 정제분말과 벙커-C유의 혼합비는 50~90 : 50~10 (용적비) 인 것이 바람직하다.
버너(30)로 합류되어 공급된 석유코크스 정제분말과 벙커-C유는 점화되어 연소기(41)에서 연소되게 된다. 이때, 상기 버너(30)의 초기점화를 보조하도록 상기 석유코크스 정제분말 공급부(10)로 LPG 가스를 공급하는 LPG 가스 공급부(11)가 더 구비된 것이 바람직하다.
먼저 보일러의 초기 가동시 소량의 LPG를 이용하여 벙커-C유를 점화하게 되고, 점화된 벙커-C유의 연소열로 연소실내 온도가 일정 수준이 되면, 석유코크스 정제분말 주입량을 변동하여도 된다. 기본설계는 벙커-C유 30 vol%, 석유코크스 정제분말 70 vol%를 혼소하는 기준이다.
상기 보일러(40)는 상기 버너(30)의 점화에 의해 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 연소되는 연소기(41)와, 상기 연소기(41)의 연소열로 공급된 물을 가열하여 증기를 발생시키는 증기발생부(42)가 구비된다.
이렇게 연료가 연소하게 되면, 연소열을 이용하여 보일러에서는 공급된 물을 증기(Steam)로 변환시킨다. 발생된 증기는 전력생산에도 이용할 수 있으며, 스팀 자체로 생산공정에 사용되게 된다.
석유코크스 정제분말은 고체 연료이기 때문에 플라이 애쉬(Fly Ash)가 다량 발생하여 보일러의 하부에 분진배출장치가 설치된다.
이와 같이 본 발명은 석유코크스 정제분말을 보일러의 연료로 사용함으로써 석탄 사용시의 분진(Dust) 발생량을 줄일 수 있게 되며 발열량이 석탄에 비해 커서 연료 사용량을 줄일 수 있어 경제적인 효과가 있다. 석탄 사용시 분진발생량은 석유코크스 정제분말 사용시에 비해 약 2배 내지 4배의 분진이 발생한다. 또한, 석유코크스(Petro Coke) 정제분말의 발열량은 약 8,000 kcal/hr 이고, 석탄의 발열량은 6,300 kcal/hr 이다.
아울러, 석유코크스 정제분말은 연료성분 중 높은 황성분을 함유하고 있어 연소시 배가스 중에 황산화물(SOx)가 발생하게 되고, 연소공기를 외부공기를 사용하고 있어 질소산화물(NOx) 이 발생하게 된다. 따라서 탈질설비를 필요로 하며 높은 황성분을 제거하기 위한 탈황설비 및 집진설비를 필요하게 된다.
본 발명은 탈황 및 집진설비가 하나의 설비로도 처리가 가능하고, 강화되는 대기오염물질 배출농도 기준을 만족하기 위해서 탈질설비와 습식탈황설비를 사용한다.
상기 탈질장치(50)는 상기 연소기(41)로부터 배출된 배연가스 중에 함유된 질소산화물을 제거한다. 이때, 상기 탈질장치(50)는 강화되는 대기오염물질 배출농도 기준을 만족하기 위해서 SCR 방식을 이용한다. SCR 방식은 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO), 탄화수소로부터 선택되는 어느 하나의 환원제를 사용하여 촉매탑을 통과시켜 배연가스 중의 질산화물(NOx)을 질소가스(N2)로 전환하는 방식이다. 여기에 사용되는 촉매는 질소산화물을 제거하기 위한 공지된 것을 사용한다.
버너(30)의 연소효율을 높이기 위해 상기 탈질장치(50)의 후단에 구비되며 상기 탈질장치(50)로부터 배출된 배연가스와 열교환되어 상기 버너(30)를 예열하는 공기예열기(55)가 더 구비된 것이 바람직하다.
상기 건식탈황 집진설비(100)는 상기 탈질장치(50)에 의해 질소산화물이 제거되어 배출되는 석유코크스 정제분말 보일러에서 질소산화물이 제거된 탈질 배연가스 배출부(60) 후단에 구비되며, 탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시켜 탈질 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하고 악취를 제거하며 미세 황산화물을 포집하게 된다.
상기 건식탈황 집진설비(100)의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비의 상세구조를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비(100)는 탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시키는 분사기(111)가 구비되며 분사된 알칼리 흡수제에 의해 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하여 배출하는 흡수부(110); 황산화물을 제거하는 알칼리 흡수제를 공급하는 알칼리 흡수제 공급부(120); 및 황산화물이 제거된 배연가스 중에 함유되며 황산화물을 흡수한 비산된 알칼리 흡수제를 포집하여 정화된 공기를 배출하는 집진부(130); 를 포함하여 이루어진다.
상기 흡수부(Absorber)(110)는 탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시키는 분사기(111)가 구비되며 분사된 알칼리 흡수제에 의해 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하여 배출하는 역할을 한다.
상기 분사기(111)는 미세한 액적으로 알칼리 흡수제를 분사되도록 한다. 상기 분사기(111)에 의해 분사된 미세한 액적의 알칼리 흡수제는 탈질 배연가스 중에 함유된 황산화물(SOx)과 결합하여 황산화물을 제거하게 된다. 상기 분사기(111)는 흡수부(110)의 상부 중앙에 위치하여 인입된 탈질 배연가스에 분사되어 표면적을 넓게 함으로써 알칼리 흡수제와의 반응을 촉진시켜 배연가스의 황산화물 흡수효율을 증대시킨다.
이때, 상기 분사기(111)에 의해 분사된 알칼리 흡수제의 액적 크기는 지름 10~50 ㎛ 인 것이 바람직하다. 액적 크기가 너무 크면 액적의 표면적이 좁아져 황산화물 제거효율이 낮게 되므로 작은 액적 크기를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명은 분사기에 의해 분사된 알칼리 흡수제의 액적크기를 지 름 10~50 ㎛ 인 미세한 액적으로 분사되도록 함으로써 기존의 일반적인 반건식 탈황설비에 비해 황산화물 제거효율을 높일 수 있게 되며 95% 이상의 황산화물 제거효율을 갖게 된다.
상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 상기 흡수부(110)의 분사기(111)에 황산화물을 제거하는 알칼리 흡수제를 공급하는 역할을 한다. 이때, 상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 슬러리를 상기 분사기(111)로 공급하게 된다. 이때, 상기 수산화칼슘(Ca(OH)2) 슬러리는 산화칼슘(CaO) 파우더와 물이 결합된 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액으로부터 분리하여 얻어지게 된다.
상기 알칼리 흡수제 공급부(120)에서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 슬러리를 공급하기 위한 구성으로는 물탱크(121)와, 산화칼슘(CaO) 파우더를 저장하는 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)와, 상기 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)로부터 공급된 산화칼슘 파우더와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액을 저장하는 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)로부터 공급된 수산화칼슘 수용액으로부터 수산화칼슘 슬러리를 분리하며 분리된 수산화칼슘 슬러리를 상기 분사기(111)로 공급하는 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)를 포함하여 이루어진다. 상기 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)는 입도가 큰 수산화칼슘 슬러리를 분리하는 역할을 한다.
이때, 상기 산화칼슘(CaO) 파우더의 순도는 90% 이상이고, 입도는 200 메 시(mesh)이상인 것이 바람직하다. 상기 산화칼슘 파우더의 입도가 크면 물탱크(121)로부터 공급된 물에 산화칼슘 파우더가 완전히 용해되지 않게 되므로 입도가 작을수록 유리하다.
탈질 배연가스내에 함유된 산성분의 유해가스(황산화물)는 알칼리 흡수제 슬러리(Slurry)와 반응하여 CaSO₃ / CaSO₄로 흡수, 중화되어 처리된다. 이때, 수분은 배연가스의 열에 의해 증발되게 되므로 폐수 발생이 없게 된다.
상기 흡수부(110)에서의 유해가스 반응은 다음과 같다.
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 / CaSO4 + H2O
SO3 + Ca(OH)2 → CaSO4 + H2O
유해가스와 알칼리 흡수제 슬러리가 반응하여 생성된 반응생성물은 흡수부(110) 하부로 낙하된다. 이때, 반응생성물이 건조된 고형물로 발생하기 때문에 부식의 염려가 없어 기존의 습식처리설비처럼 방부식재질을 사용하지 않아도 되므로 설비투자비가 저렴하게 된다.
상기 흡수부(110)에서 알칼리 흡수제 슬러리를 분사시키게 되어 배연가스의 온도를 저하시키게 되므로 온도가 저하된 배연가스는 실제 부피가 온도가 저하된 만큼 줄어들게 되며 적정한 온도로 집진부(130)로 유입되게 된다.
상기 흡수부(110)에서 처리된 배연가스는 다량의 비산먼지와 염을 포함하고 있어 또 한번의 처리과정을 위해 상기 집진부(130)로 유입된다.
상기 집진부(130)는 상기 흡수부(110)에 의해 황산화물이 제거된 배연가스 중에 함유되며 비산된 분진을 포집하여 정화된 공기를 배출하는 역할을 한다. 이때, 분진은 상기 흡수부(110)에서 황산화물과 반응되지 않은 알칼리 흡수제를 포함한다.
상기 집진부(130)에서 포집된 알칼리 흡수제의 일부를 재활용하여 상기 알칼리 흡수제 공급부(120)에서 공급되는 알칼리 흡수제의 소요량을 줄여 비용절감을 할 수 있도록 재생 알칼리 흡수제 재활용장치(140)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 재생 알칼리 흡수제 재활용장치(140)는 상기 집진부(130)에서 포집된 알칼리 흡수제의 일부를 저장하는 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)와, 상기 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)로부터 공급된 알칼리 흡수제와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 재생 알칼리 흡수제 수용액을 저장하는 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 수용액으로부터 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 분리하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143) 및 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143)로부터 분리된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)를 포함하여 이루어진다. 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143)는 전술한 상기 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)와 마찬가지로 입도가 큰 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 분리하는 역할을 한다.
이와 같이 상기 집진부(130)에서 집진된 알칼리 흡수제를 재생시킨 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 이용하게 되면 알칼리 흡수제의 소요량을 줄일 수 있게 되어 비용을 절감할 수 있다.
이때, 상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)로부터 공급된 수산화칼슘 슬러리와 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 혼합하여 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 헤드탱크(145)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144) 및 헤드탱크(145)에는 각각 교반기(123a)(125a)(142a)(144a)(145a)가 더 구비되어 알칼리 흡수제가 고르게 섞이도록 하며 석출되어 가라앉게 되는 것을 방지한다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 건식탈황 집진설비(100)는 고농도의 황산화물을 고효율로 처리하며, 부식이 발생되지 않아 방부식자재가 필요없고, 폐수가 발생되지 않아 별도의 폐수처리설비를 필요로 하지 않고 백연이 완벽하게 제어되어 재가열이 필요없어 운전비용 및 유지비용이 적게 소요되며, 악취 또한 완벽하게 처리할 수 있는 장점이 있다.
상기 집진부(130)에 의해 집진되어 정화된 공기는 스택(Stack)(150)을 통하여 대기중으로 배출되게 된다. 상기 스택(150)은 집진부(130)에 의해 집진되지 않은 분진을 최종적으로 걸러 정화된 공기를 배출하는 역할을 한다.
제어부는 건식탈황 집진설비의 운전을 직접 조작하는 부분으로 제어반에서 자동 및 수동으로 운전할 수 있다.
상기 제어부는 배출되는 배기가스의 온도와 유해가스 처리농도에 의해 분사기(111)의 알칼리 흡수제 분사량이 자동조절가능하며, 보일러의 부하변동에 빠르게 대응하여 가스량에 따라 흡수제 분사량이 자동조절가능하다. 또한, 최적의 분무, 알칼리 흡수제의 흡수 및 건조를 결정하여 제어한다.
본 발명의 건식탈황 집진설비는 습식탈황설비에 비해 구조가 간단하여 가동및 정지가 용이하다.
상기 스택을 통해 대기중으로 배출되는 완벽하게 처리된 정화가스(Clean Gas)는 유량측정 및 기록 장치, 분진(Dust)분석기, 산소(O2), 황산화물(SOx) 농도 측정기 등 필요에 따라 각종 오염 물질 측정기가 부착되어 제어반에서 처리 상태를 모니터링할 수 있음은 물론 처리 결과가 불량할 경우 알람 또는 다른 방법의 경고로 운전자에게 인지시킴으로써 배출허용기준을 초과하는 가스의 배출을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 건식탈황집진설비를 이용하여 탈황공정과 분진을 포집되도록 함으로써 석유코크스 정제분말 연소보일러의 연소시 발생되는 황산화물(SOx)의 제거효율을 향상시키게 되며 백연(청연, 후연)이 발생하지 않고, 악취 또한 완벽하게 처리되게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 건식탈황 집진설비가 구비된 석유코크스 정제분말 연소보일러의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비의 상세구조를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 석유코크스 정제분말 공급부 11: LPG 가스 공급부
20: 벙커-C유 공급부 30: 버너
40: 보일러 41: 연소기
42: 증기발생부 50: 탈질장치
55: 공기예열기 60: 탈질 배연가스 배출부
100: 건식탈황 집진설비 110: 흡수부
111: 분사기 120: 알칼리 흡수제 공급부
121: 물탱크 122: 산화칼슘 파우더 저장탱크
123: 수산화칼슘 수용액 저장탱크 124: 수산화칼슘 슬러리 분리기
125: 수산화칼슘 슬러리 저장탱크 130: 집진부
140: 재생 알칼리 흡수제 재활용장치
141: 포집 알칼리 흡수제 저장탱크
142: 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크
143: 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기
144: 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크
145: 헤드탱크
123a, 125a, 142a, 144a, 145a: 교반기
150: 스택

Claims (8)

  1. 석유코크스 정제분말과 벙커-C유가 혼합공급되어 연소되며 연소열에 의해 증기를 발생시키고 배출된 배연가스를 배출하며 배출된 배연가스 중에 함유된 질소산화물이 제거된 탈질 배연가스가 배출되는 석유코크스 정제분말 보일러의 탈질 배연가스 배출부(60) 후단에 구비되며,
    탈질 배연가스에 알칼리 흡수제를 분사시키는 분사기(111)가 구비되며 분사된 알칼리 흡수제에 의해 배연가스 중에 함유된 황산화물을 제거하여 배출하는 흡수부(110);
    상기 흡수부(110)의 분사기(111)에 황산화물을 제거하는 알칼리 흡수제를 공급하는 알칼리 흡수제 공급부(120); 및
    상기 흡수부(110)에 의해 황산화물이 제거된 배연가스 중에 함유되며 황산화물을 흡수한 비산된 알칼리 흡수제를 포집하여 정화된 공기를 배출하는 집진부(130);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 수산화칼슘(Ca(OH)2) 슬러리를 상기 분사 기(111)로 공급하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 알칼리 흡수제 공급부(120)는 물탱크(121)와, 산화칼슘(CaO) 파우더를 저장하는 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)와, 상기 산화칼슘 파우더 저장탱크(122)로부터 공급된 산화칼슘 파우더와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액을 저장하는 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)로부터 공급된 수산화칼슘 수용액으로부터 수산화칼슘 슬러리를 분리하는 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)와, 상기 수산화칼슘 슬러리 분리기(124)로부터 분리된 수산화칼슘 슬러리를 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 집진부(130)에서 포집된 알칼리 흡수제의 일부를 저장하는 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)와, 상기 포집 알칼리 흡수제 저장탱크(141)로부터 공급된 알칼리 흡수제와 상기 물탱크(121)로부터 공급된 물을 공급하여 반응된 재생 알칼리 흡수제 수용액을 저장하는 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 수용액으로부터 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 분리하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143) 및 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 분리기(143)로부터 분리된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)를 포함하는 재생 알칼리 흡수제 재활용장치(140)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)로부터 공급된 수산화칼슘 슬러리와 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144)로부터 공급된 재생 알칼리 흡수제 슬러리를 혼합하여 저장하며 상기 분사기(111)로 공급하는 헤드탱크(145)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수산화칼슘 수용액 저장탱크(123)와, 상기 수산화칼슘 슬러리 저장탱크(125)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 수용액 저장탱크(142)와, 상기 재생 알칼리 흡수제 슬러리 저장탱크(144) 및 헤드탱크(145)에는 각각 교반기(123a)(125a)(142a)(144a)(145a)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 산화칼슘(CaO) 파우더의 순도는 90% 이상이고, 입도는 200 메시(mesh)이상인 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사기(111)는 지름 10~50 ㎛ 인 미세한 액적으로 분사되는 것을 특징으로 하는 석유코크스 정제분말 연소보일러용 건식탈황 집진설비.
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