KR20100071273A - System and method for removing sulfur oxides from combustion gas - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for removing sulfur oxides from combustion exhaust gas is provided to increase efficiency of sulfur oxides and to reduce costs for reducing sulfur oxides. CONSTITUTION: A system for removing sulfur oxides from combustion exhaust gas comprises a nickel ferrite reactor(101), a gamma alumina reactor(102), a sulfur reservoir(103), an exhaust gas storing unit(104), and an ammonia reactor(105). The nickel ferrite reactor is created from hydrogen sulfide with nickel ferrite catalyst. The gamma alumina reactor generates the sulfur and the exhaust gas from the hydrogen sulfide and sulfur oxides of the nickel ferrite reactor. The sulfur reservoir stores the sulfur provided from the gamma alumina reactor. The exhaust gas storing unit provides the exhaust gas from the gamma alumina reactor. The gamma alumina reactor has the reaction to the exhaust gas and ammonia water and eliminates the exhaust gas.

Description

연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REMOVING SULFUR OXIDES FROM COMBUSTION GAS}Sulfur oxide removal system of combustion flue gas and its method {SYSTEM AND METHOD FOR REMOVING SULFUR OXIDES FROM COMBUSTION GAS}

본 발명은 연소 배가스에 함유된 물질을 제거하는 시스템 및 그의 방법에 관한 것으로서, 특히 연소 배가스에 함유된 이산화황 등과 같은 황산화물의 제거 시스템과 그의 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system and method for removing substances contained in combustion flue gas, and more particularly to a system and method for removing sulfur oxides such as sulfur dioxide contained in combustion flue gas.

일반적으로 석탄, 천연가스 및 코크스 오븐 가스는 유황화합물을 일부 함유하고 있다. 이로 인해, 이러한 석탄, 천연가스 및 코크스 오븐 가스가 연소될 때, 연소 배가스에는 황산화물이 함유된 상태로 방출된다. 황산화물은 대기 환경의 오염을 유발하고, 대기 중에서 산성비의 원인이다. 따라서, 연소 배가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.In general, coal, natural gas and coke oven gas contain some sulfur compounds. As a result, when such coal, natural gas and coke oven gas are burned, the combustion flue gas is released with sulfur oxides. Sulfur oxides cause pollution of the atmospheric environment and cause acid rain in the atmosphere. Therefore, various methods for treating combustion flue gas have been studied.

예를 들어, 소결 공정에서 200℃~500℃의 윈드박스 및 메인덕트에 탈황제로서 탄산수소나트륨을 투입하여, 소결 배가스의 황산화물이 제거되는 방법이 있다. 아울러, 건조된 백운석 슬러지를 탈황제로서 이용하는 방법이다. 발생된 백운석 슬러지를 PH 8 이상의 알칼리 수용액으로 처리한 후 건조한다. 이렇게 처리, 건조된 백운석 슬러지가 황산화물이 함유된 배가스와 접촉됨으로써, 배기하는 동안 황산화 물이 제거되는 화학반응이 발생하게 된다.For example, there is a method in which sodium hydrogen carbonate is added as a desulfurizing agent to a windbox and a main duct of 200 ° C to 500 ° C in a sintering step, and sulfur oxides of the sintering flue gas are removed. Moreover, it is a method of using dried dolomite sludge as a desulfurization agent. The dolomite sludge generated is treated with an aqueous alkali solution of pH 8 or higher and then dried. The treated and dried dolomite sludge comes into contact with a flue gas containing sulfur oxides, resulting in a chemical reaction in which the sulfate is removed during exhaust.

하지만, 현재 연구되고 있는 방법은 일반적으로 현장에서 직접 적용하는 데에 어려움이 따른다. 아울러, 설비가 크기 때문에, 오히려 상당한 비용을 필요로 하고 효율의 측면에서 떨어진다는 문제점이 있다.However, the methods currently being studied generally present difficulties in applying them directly in the field. In addition, since the equipment is large, there is a problem that requires a considerable cost and falls in terms of efficiency.

본 발명은 비용을 절감하고 효율을 증대시킬 수 있는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a system and method for removing sulfur oxides of combustion flue gases that can reduce costs and increase efficiency.

아울러, 본 발명은 연소 배가스로부터 폐기물 배출을 감소시킬 수 있는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is directed to a system and method for removing sulfur oxides of combustion flue gases that can reduce waste emissions from combustion flue gases.

또한, 본 발명은 현장에서 적용할 수 있는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a sulfur oxide removal system and combustion method of the combustion flue gas applicable in the field.

황산화물 및 수소가 공급되고, 니켈페라이트 촉매에 의해 황화수소를 생성하는 니켈페라이트 반응기; 상기 니켈페라이트 반응기의 상기 황화수소와 상기 황산화물로부터 유황 및 배가스를 생성하는 감마 알루미나 반응기; 상기 감마 알루미나 반응기로부터 상기 유황을 공급받아 저장하는 유황 저장조; 상기 감마 알루미나 반응기로부터 상기 배가스를 공급받는 배가스 저장기; 및 암모니아수를 공급받아, 상기 배가스를 상기 암모니아수와 흡수 반응시켜 제거하는 암모니아 반응기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 개시한다.A nickel ferrite reactor supplied with a sulfur oxide and hydrogen and producing hydrogen sulfide by a nickel ferrite catalyst; A gamma alumina reactor for generating sulfur and exhaust gas from the hydrogen sulfide and the sulfur oxide of the nickel ferrite reactor; A sulfur storage tank receiving and storing the sulfur from the gamma alumina reactor; An exhaust gas reservoir receiving the exhaust gas from the gamma alumina reactor; And an ammonia reactor receiving ammonia water and absorbing and removing the exhaust gas by absorbing the ammonia water.

아울러, 상기 니켈페라이트 반응기는 상기 수소의 공급량을 조절하여 혼합된 상기 황화수소와 상기 황산화물을 2.0 내지 2.1의 농도비로 유지시키는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 개시한다.In addition, the nickel ferrite reactor discloses a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas, characterized in that to maintain the hydrogen sulfide and the sulfur oxide mixed at a concentration ratio of 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen.

또한, 상기 감마 알루미나 반응기는 280℃ 내지 300℃로 설정되는 것을 특징 으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 개시한다.In addition, the gamma alumina reactor discloses a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas, characterized in that set to 280 ℃ to 300 ℃.

또한, 상기 니켈페라이트 반응기의 상기 황화수소와 상기 황산화물은 적어도 2회에 걸쳐 상기 감마 알루미나 반응기를 통하여 상기 유황 및 상기 배가스로 생성되는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 개시한다.In addition, the hydrogen sulfide and the sulfur oxide of the nickel ferrite reactor discloses a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas, characterized in that the sulfur and the exhaust gas is generated through the gamma alumina reactor at least twice.

또한, 상기 암모니아 반응기를 거친 상기 배가스 중 일부는 상기 감마 알루미나 반응기로 이동하는 것을 특징으로 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 개시한다.In addition, a portion of the flue gas passed through the ammonia reactor is directed to the gamma alumina reactor to disclose a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas.

본 발명은 (a) 니켈페라이트 반응기에 황산화물 및 수소를 공급하되, 니켈페라이트 촉매에 의해 황화수소를 생성하는 단계; (b) 감마 알루미나 반응기에서 혼합된 상기 황화수소와 상기 황산화물을 280℃ 내지 300℃로 유지하여 유황 및 배가스를 생성하는 단계; (c) 상기 유황이 유황 저장조로 이동하여 저장되는 단계; 및 (d) 상기 배가스가 암모니아수와 흡수반응하여 제거되는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법을 개시한다.The present invention (a) supplying a sulfur oxide and hydrogen to the nickel ferrite reactor, producing hydrogen sulfide by the nickel ferrite catalyst; (b) generating sulfur and exhaust gas by maintaining the hydrogen sulfide and the sulfur oxide mixed in a gamma alumina reactor at 280 ° C to 300 ° C; (c) the sulfur is moved to a sulfur storage tank and stored; And (d) discloses a method for removing the sulfur oxides of the combustion exhaust gas comprising the step of removing the exhaust gas by the absorption reaction with ammonia water.

아울러, 상기 (a) 단계에서 상기 황화수소와 황산화물의 농도비는 상기 수소의 공급량 조절에 의해 2.0 내지 2.1로 유지되는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법을 개시한다.In addition, the concentration ratio of the hydrogen sulfide and the sulfur oxides in the step (a) is disclosed to maintain the sulfur oxides of the combustion flue gas, characterized in that maintained by 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen.

또한, 상기 연소 배가스의 황산화물 제거 방법은, 상기 배가스 중 일부가 상기 (b) 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법을 개시한다.In addition, the method for removing sulfur oxides of the combustion flue gas discloses a method for removing sulfur oxides of the combustion flue gas, wherein a part of the flue gas passes through the step (b).

본 발명에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법은 니켈페라이트 반응기에서 촉매를 이용하여 수소와 황산화물로부터 황화수소를 생성하고, 생성된 황화수소를 감마 알루미나 반응기에서 황산화물과 화학반응시켜 유황을 생성하여 황산화물을 제거한다. 상기와 같은 시스템과 그의 방법을 통해 황산화물은 손쉽게 제거됨에 따라, 황산화물의 제거 비용이 감소되고 황산화물의 제거 효율이 증대된다.The sulfur oxide removal system and method thereof for combustion flue gas according to the present invention generate hydrogen sulfide from hydrogen and sulfur oxide using a catalyst in a nickel ferrite reactor, and the hydrogen sulfide is chemically reacted with sulfur oxide in a gamma alumina reactor to generate sulfur. To remove sulfur oxides. Through such a system and its method, sulfur oxides are easily removed, thereby reducing the sulfur oxide removal cost and increasing sulfur oxide removal efficiency.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템(100)은 니켈페라이트 반응기(101), 감마 알루미나 반응기(102), 유황 저장조(103), 배가스 저장기(104) 및 암모니아 반응기(105)를 포함한다. 아울러, 본 실시예의 이산화황(SO2)은 '황산화물'이라 하기로 한다. 1 is a view showing a sulfur oxide removal system 100 of the combustion flue gas in accordance with a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the sulfur oxide removal system 100 of the combustion flue gas according to the preferred embodiment of the present invention includes a nickel ferrite reactor 101, a gamma alumina reactor 102, a sulfur storage tank 103, and a flue gas reservoir. 104 and ammonia reactor 105. In addition, sulfur dioxide (SO 2 ) of the present embodiment will be referred to as 'sulfur oxide'.

니켈페라이트 반응기(101)는 황산화물 및 수소가 공급된다. 이때, 상기 황산화물 및 상기 수소는 니켈페라이트 촉매에 의해 다음의 반응식 1과 같은 화학 반응 을 일으킨다.The nickel ferrite reactor 101 is supplied with sulfur oxides and hydrogen. At this time, the sulfur oxide and the hydrogen causes a chemical reaction as shown in Scheme 1 by the nickel ferrite catalyst.

3H2 + SO2 → H2S + 2H203H 2 + SO 2 → H 2 S + 2H 2 0

상기의 반응식 1은 수소가 니켈페라이트 촉매에 의해 이산화황과 건식 반응하여, 2 개의 물 분자와 함께 황화수소가 발생하는 것을 나타낸다. 따라서, 니켈페라이트 반응기(101)는 상기 황산화물 및 상기 수소를 화학반응시켜 황화수소를 생성하고, 상기 황화수소를 상기 황산화물과 혼합된 상태로 유지한다. 한편, 상기 수소의 공급량에 따라, 생성되는 황화수소의 양도 조절가능하다. 따라서, 니켈페라이트 반응기(101)는 상기 수소의 공급량을 조절하여, 혼합된 상기 황화수소와 상기 황산화물을 2.0 내지 2.1의 농도비로 유지되도록 한다.Reaction Scheme 1 shows that hydrogen sulfide is dry reacted with sulfur dioxide by a nickel ferrite catalyst, and hydrogen sulfide is generated together with two water molecules. Accordingly, the nickel ferrite reactor 101 chemically reacts the sulfur oxide and the hydrogen to produce hydrogen sulfide, and maintains the hydrogen sulfide in a mixed state with the sulfur oxide. On the other hand, according to the supply amount of hydrogen, the amount of hydrogen sulfide produced can also be adjusted. Accordingly, the nickel ferrite reactor 101 adjusts the supply amount of hydrogen to maintain the mixed hydrogen sulfide and the sulfur oxide at a concentration ratio of 2.0 to 2.1.

감마 알루미나 반응기(102)는 니켈페라이트 반응기(101)의 상기 황화수소와 상기 황산화물로부터 유황 및 배가스를 생성한다. 아울러, 상기 황화수소와 상기 황산화물은 다음의 반응식 2와 같은 화학반응을 일으킨다.The gamma alumina reactor 102 generates sulfur and exhaust gas from the hydrogen sulfide and the sulfur oxide of the nickel ferrite reactor 101. In addition, the hydrogen sulfide and the sulfur oxide cause a chemical reaction as in Scheme 2 below.

2H2S + SO2 → 3S + 2H202H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 0

상기의 반응식 2는 황화수소 2분자가 이산화황 1분자와 반응하여, 원소황 3분자와 수분이 생성되는 것을 나타낸다. 아울러, 일반적으로 원소황의 용융점은 120℃이다. 감마 알루미나 반응기의 온도가 120℃ 이상일 때, 액상의 유황을 획득할 수 있다. 한편, 본 발명의 감마 알루미나 반응기(102)의 온도는 280℃ 내지 300℃이다. 따라서, 감마 알루미나 반응기(102)는 상기 황화수소 및 황산화물을 화학 반응시켜 유황을 생성한다. 즉, 감마 알루미나 반응기(102)는 니켈페라이트 반응기(101)와 연계하여 공급된 상기 황산화물을 상기 유황으로 전환시켜 제거하는 것이다. 아울러, 니켈페라이트 반응기(101)로부터 공급된 상기 황산화물은 감마 알루미나 반응기(102)를 통해 상기 황산화물을 상기 유황으로 전환시키는 과정을 적어도 2회 거치게 된다. Reaction formula 2 shows that two molecules of hydrogen sulfide react with one molecule of sulfur dioxide to generate three molecules of elemental sulfur and water. In addition, the melting point of elemental sulfur is generally 120 ° C. When the temperature of the gamma alumina reactor is 120 ° C. or more, liquid sulfur may be obtained. On the other hand, the temperature of the gamma alumina reactor 102 of the present invention is 280 ℃ to 300 ℃. Thus, the gamma alumina reactor 102 chemically reacts the hydrogen sulfide and sulfur oxides to produce sulfur. That is, the gamma alumina reactor 102 converts and removes the sulfur oxide supplied in connection with the nickel ferrite reactor 101 to the sulfur. In addition, the sulfur oxide supplied from the nickel ferrite reactor 101 is subjected to at least two times of converting the sulfur oxide into the sulfur through the gamma alumina reactor 102.

유황 저장조(103)는 감마 알루미나 반응기(102)로부터 생성된 상기 유황을 공급받아 저장한다. 이로 인해, 생성된 유황은 별도로 저장되고, 다른 공정에 이용될 수 있다. The sulfur reservoir 103 receives and stores the sulfur generated from the gamma alumina reactor 102. Because of this, the sulfur produced is stored separately and can be used for other processes.

배가스 저장기(104)는 감마 알루미나 반응기(102)로부터 배가스를 공급받는다. 여기에서, 상기 배가스는 감마 알루미나 반응기(102)에서 상기 유황으로 전환되지 아니한 상기 황산화물을 의미한다.The exhaust gas reservoir 104 receives the exhaust gas from the gamma alumina reactor 102. Here, the exhaust gas means the sulfur oxide that is not converted to the sulfur in the gamma alumina reactor 102.

암모니아 반응기(104)는 암모니아수를 공급받는다. 상기 암모니아수는 상기 배가스와 흡수 반응하여, 상기 배가스를 제거한다. 암모니아 반응기(104)를 통해서도 제거되지 않는 상기 배가스는 다시 감마 알루미나 반응기(102)로 이동한다. The ammonia reactor 104 is supplied with ammonia water. The ammonia water absorbs and reacts with the exhaust gas to remove the exhaust gas. The flue-gas, which is not removed through the ammonia reactor 104, is moved back to the gamma alumina reactor 102.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 방법은 황화수소 생성단계(S101), 유황 생성 단계(S102), 유황의 이동/저장 단계(S103) 및 배가스의 제거 단계(S104)를 포함한다.2 is a flowchart illustrating a method for removing sulfur oxides of combustion flue gas according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in Figure 4, the sulfur oxide removal method of the combustion flue gas according to a preferred embodiment of the present invention is a hydrogen sulfide generation step (S101), sulfur production step (S102), sulfur movement / storage step (S103) and the exhaust gas The removal step S104 is included.

황화수소 생성단계(S101)는 니켈페라이트 반응기(101)에 황산화물 및 수소가 공급되고, 상기 황산화물 및 상기 수소가 니켈페라이트 촉매에 의해 건식 반응하여 황화수소를 생성한다. 이때, 상기 황화수소 및 상기 황산화물의 농도비는 상기 수소의 공급량을 조절하여 2.0 내지 2.1로 유지하게 된다.In the hydrogen sulfide generating step (S101), sulfur oxides and hydrogen are supplied to the nickel ferrite reactor 101, and the sulfur oxides and the hydrogen are reacted by a nickel ferrite catalyst to generate hydrogen sulfide. At this time, the concentration ratio of the hydrogen sulfide and the sulfur oxide is maintained at 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen.

유황 생성 단계(S102)는 S101 단계 후, 니켈페라이트 반응기(101)로부터 공급된 상기 황화수소 및 상기 황산화물의 화학반응이 감마 알루미나 반응기(102)에서 발생하여 유황을 생성한다. 이때, 감마 알루미나 반응기(102)의 온도는 280℃ 내지 300℃로 설정된다. 일반적으로 상기 황화 수소 및 상기 황산화물의 화학반응에 의해 원소 황이 생성되지만, 원소 황의 용융점이 120℃이다. 따라서, 유황 생성 단계(S102)에서의 원소 황은 액상인 유황으로 생성되는 것이다. Sulfur production step (S102) after the step S101, the chemical reaction of the hydrogen sulfide and the sulfur oxide supplied from the nickel ferrite reactor 101 is generated in the gamma alumina reactor 102 to generate sulfur. At this time, the temperature of the gamma alumina reactor 102 is set to 280 ℃ to 300 ℃. In general, elemental sulfur is produced by the chemical reaction between the hydrogen sulfide and the sulfur oxide, but the melting point of elemental sulfur is 120 ° C. Therefore, elemental sulfur in the sulfur generation step (S102) is to be produced as sulfur in the liquid phase.

유황의 이동/저장 단계(S103)는 S102 단계 후, 생성된 상기 유황을 유황 저장조(103)로 이동시켜 저장한다.In the movement / storage step (S103) of sulfur, after the step S102, the generated sulfur is moved to the sulfur storage tank 103 and stored.

배가스의 제거 단계(S104)는 암모니아수 반응기(104)로 공급된 암모니아수와 S102 단계를 거친 배가스의 흡수 반응이 일어난다. 이를 통해, 상기 배가스는 제거되고, S104 단계를 통해서 제거되지 않는 배가스는 다시 S102 단계로 이동하게 된다. 한편, S104 단계는 S103 단계에 이어서 이루어질 수 있지만, S103 단계와 동시에 이루어질 수도 있다.In the step S104 of removing the exhaust gas, an absorption reaction of the ammonia water supplied to the ammonia water reactor 104 and the exhaust gas passing through the step S102 occurs. Through this, the exhaust gas is removed, and the exhaust gas not removed through step S104 is moved back to step S102. Meanwhile, step S104 may be performed after step S103, but may be performed simultaneously with step S103.

도 3은 H2S와 SO2의 농도비에 따른 유황전환율을 나타내는 그래프이고, 도 4는 감마 알루미나 반응기(102)의 온도에 따른 유황전환율을 나타내는 그래프이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유황전환율은 H2S와 SO2의 농도비 및 감마 알루미나 반응기(102)의 온도에 영향을 받는다.3 is a graph showing the sulfur conversion rate according to the concentration ratio of H 2 S and SO 2 , Figure 4 is a graph showing the sulfur conversion rate according to the temperature of the gamma alumina reactor (102). As shown in Figures 3 and 4, the sulfur conversion rate is affected by the concentration ratio of H 2 S and SO 2 and the temperature of the gamma alumina reactor 102.

도 3은 H2S와 SO2의 농도비에 따른 유황전환율을 확인하기 위한 실험의 결과이다. 본 실험은 250℃의 니켈페라이트 반응기(101)에서 수소의 공급량에 의해 H2S와 SO2의 농도비를 각각 1.8, 1.9, 2.0, 2.1 및 2.2로 하여 실시되었다. 한편, 유황의 생성은 감마 알루미나 반응기(102)에서 이루어진다. 따라서, 감마 알루미나 반응기(102)에서 후공정이 실시되었다. 아울러, 유황 전환율은 유황전환량으로 측정하기 어렵기에 배출되는 가스의 성분을 측정하여 산출하였다. 3 is a result of an experiment for checking the sulfur conversion rate according to the concentration ratio of H 2 S and SO 2 . This experiment was carried out in the nickel ferrite reactor 101 at 250 ° C., with the concentration ratios of H 2 S and SO 2 being 1.8, 1.9, 2.0, 2.1 and 2.2, respectively, by the amount of hydrogen supplied. On the other hand, the generation of sulfur takes place in the gamma alumina reactor 102. Therefore, the post process was performed in the gamma alumina reactor 102. In addition, the sulfur conversion rate was calculated by measuring the components of the gas discharged because it is difficult to measure the sulfur conversion amount.

도 3을 살펴보면, 유황전환율은 H2S와 SO2의 농도비가 1.8부터 2.1까지 점차 증가하고, H2S와 SO2의 농도비가 2.1부터 감소하기 시작한다. 아울러, 2.0 내지 2.1의 H2S와 SO2의 농도비에서 유황전환율이 99% 이상인 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명은 니켈페라이트 반응기(101)에서 수소의 공급량을 조절하여 H2S와 SO2의 농도비를 2.0 내지 2.1로 유지하는 것이 바람직하다. Referring to Figure 3, the sulfur conversion rate of H 2 S and SO 2 concentration ratio gradually increases from 1.8 to 2.1, H 2 S and SO 2 concentration ratio starts to decrease from 2.1. In addition, the sulfur conversion rate of more than 99% in the concentration ratio of H 2 S and SO 2 of 2.0 to 2.1. Therefore, in the present invention, it is preferable to maintain the concentration ratio of H 2 S and SO 2 at 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen in the nickel ferrite reactor 101.

도 4는 감마 알루미나 반응기(102)의 온도에 따른 유황전환율을 확인하기 위한 실험의 결과이다. 실험은 250℃의 니켈페라이트 반응기(101)로부터 2.0의 농도 비로 H2S와 SO2가 공급되는 감마 알루미나 반응기(102)의 온도를 270℃ 내지 310℃로 설정하여 실시하였다. 아울러, 유황 전환율은 유황전환량으로 측정하기 어렵기에 배출되는 가스의 성분을 측정하여 산출하였다.4 is a result of an experiment for checking the sulfur conversion rate according to the temperature of the gamma alumina reactor (102). The experiment was carried out by setting the temperature of the gamma alumina reactor 102 supplied with H 2 S and SO 2 at a concentration ratio of 2.0 from a 250C nickel ferrite reactor 101 at 270 ° C to 310 ° C. In addition, the sulfur conversion rate was calculated by measuring the components of the gas discharged because it is difficult to measure the sulfur conversion amount.

도 4를 살펴보면, 유황전환율은 감마 알루미나 반응기(102)의 온도가 270℃부터 300℃까지 점차 증가하고, 감마 알루미나 반응기(102)의 온도가 300℃부터 감소하기 시작한다. 아울러, 280℃ 내지 300℃의 감마 알루미나 반응기(102)의 온도에서 유황전환율이 99% 이상인 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명은 감마 알루미나 반응기(102)의 온도를 280℃ 내지 300℃로 설정하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the sulfur conversion rate is gradually increased from 270 ° C to 300 ° C in the gamma alumina reactor 102, and the temperature of the gamma alumina reactor 102 starts to decrease from 300 ° C. In addition, the sulfur conversion rate at the temperature of the gamma alumina reactor 102 of 280 ℃ to 300 ℃ was found to be more than 99%. Therefore, the present invention preferably sets the temperature of the gamma alumina reactor 102 to 280 ° C to 300 ° C.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made without departing from the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소 배가스의 황산화물 제거 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method for removing sulfur oxides of combustion flue gas according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 H2S와 SO2의 농도비에 따른 유황전환율을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the sulfur conversion rate according to the concentration ratio of H 2 S and SO 2 .

도 4는 감마 알루미나 반응기의 온도에 따른 유황전환율을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph showing the sulfur conversion rate according to the temperature of the gamma alumina reactor.

Claims (8)

황산화물 및 수소가 공급되고, 니켈페라이트 촉매에 의해 황화수소를 생성하는 니켈페라이트 반응기;A nickel ferrite reactor supplied with a sulfur oxide and hydrogen and producing hydrogen sulfide by a nickel ferrite catalyst; 상기 니켈페라이트 반응기의 상기 황화수소와 상기 황산화물로부터 유황 및 배가스를 생성하는 감마 알루미나 반응기; A gamma alumina reactor for generating sulfur and exhaust gas from the hydrogen sulfide and the sulfur oxide of the nickel ferrite reactor; 상기 감마 알루미나 반응기로부터 상기 유황을 공급받아 저장하는 유황 저장조;A sulfur storage tank receiving and storing the sulfur from the gamma alumina reactor; 상기 감마 알루미나 반응기로부터 상기 배가스를 공급받는 배가스 저장기; 및An exhaust gas reservoir receiving the exhaust gas from the gamma alumina reactor; And 암모니아수를 공급받아, 상기 배가스를 상기 암모니아수와 흡수 반응시켜 제거하는 암모니아 반응기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템.And ammonia reactor for receiving ammonia water and absorbing and removing the exhaust gas by absorbing the ammonia water. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 니켈페라이트 반응기는 상기 수소의 공급량을 조절하여 혼합된 상기 황화수소와 상기 황산화물을 2.0 내지 2.1의 농도비로 유지시키는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템.The nickel ferrite reactor is a sulfur oxide removal system of the combustion flue gas, characterized in that to maintain the hydrogen sulfide and the sulfur oxide mixed at a concentration ratio of 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감마 알루미나 반응기는 280℃ 내지 300℃로 설정되는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템.The gamma alumina reactor is set to 280 ℃ to 300 ℃ sulfur oxides removal system of the combustion flue gas. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 니켈페라이트 반응기의 상기 황화수소와 상기 황산화물은 적어도 2회에 걸쳐 상기 감마 알루미나 반응기를 통하여 상기 유황 및 상기 배가스로 생성되는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템.And the hydrogen sulfide and the sulfur oxide of the nickel ferrite reactor are generated as the sulfur and the exhaust gas through the gamma alumina reactor at least twice. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 암모니아 반응기를 거친 상기 배가스 중 일부는 상기 감마 알루미나 반응기로 이동하는 것을 특징으로 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템.And a portion of the flue gas passing through the ammonia reactor moves to the gamma alumina reactor. (a) 니켈페라이트 반응기에 황산화물 및 수소를 공급하되, 니켈페라이트 촉매에 의해 황화수소를 생성하는 단계;(a) supplying sulfur oxides and hydrogen to a nickel ferrite reactor, producing hydrogen sulfide by a nickel ferrite catalyst; (b) 감마 알루미나 반응기에서 혼합된 상기 황화수소와 상기 황산화물을 280 ℃ 내지 300℃로 유지하여 유황 및 배가스를 생성하는 단계;(b) maintaining the hydrogen sulfide and the sulfur oxide mixed in the gamma alumina reactor at 280 ° C. to 300 ° C. to generate sulfur and exhaust gas; (c) 상기 유황이 유황 저장조로 이동하여 저장되는 단계; 및(c) the sulfur is moved to a sulfur storage tank and stored; And (d) 상기 배가스가 암모니아수와 흡수반응하여 제거되는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법.and (d) removing the exhaust gas by absorbing ammonia with water. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (a) 단계에서 상기 황화수소와 황산화물의 농도비는 상기 수소의 공급량 조절에 의해 2.0 내지 2.1로 유지되는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법.The concentration ratio of the hydrogen sulfide and sulfur oxide in the step (a) is maintained at 2.0 to 2.1 by adjusting the supply amount of hydrogen, sulfur oxide removal method of the combustion flue gas. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 연소 배가스의 황산화물 제거 방법은,The sulfur oxide removal method of the combustion flue gas, 상기 배가스 중 일부가 상기 (b) 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 연소 배가스의 황산화물 제거 방법.Part of the exhaust gas is the sulfur oxide removal method of the combustion flue, characterized in that the step (b).
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