KR20110031975A - 조대 입자들이 비말 동반되는 배가스를 위한 분무 건조 흡착 공정 - Google Patents

조대 입자들이 비말 동반되는 배가스를 위한 분무 건조 흡착 공정 Download PDF

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Abstract

분무 건조 흡착 공정(SDA)으로 처리하기 전에 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은, 다양한 크기의 입자들이 비말 동반되어 있는 배가스 기류를 곡선부로 지향시켜 상기 입자들이 원심 효과를 받도록 하는, 배가스 곡선부로 지향시키는 단계와; 상기 곡선부의 외주연부에 제공되어 있는 입자 포집 수단에서 주로 조대한 입자들을 포집하는 단계와; 조대한 입자들이 절감된 배가스를 분무 건조 흡착 장치의 챔버 내로 분산시키는 단계;를 포함하고, 오리지널 배가스 기류의 입자 함유량이 20 g/N㎥을 상회하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 방법을 수행하는 장치와 가스 분산기가 개시되어 있다. 본 발명은 SDA의 상류 측에 입자 프리-컬렉터를 사용하지 않으면서도 조대 입자들을 다량 비말 동반하는 배가스를 처리하는 설비의 전체 비용을 실질적으로 감소시킨다.

Description

조대 입자들이 비말 동반되는 배가스를 위한 분무 건조 흡착 공정{SPRAY DRYER ABSORPTION PROCESS FOR FLUE GAS WITH ENTRAINED COARSE PARTICLES}
본 발명은 분무 건조 흡착 공정으로 처리되는 배가스 기류에서 나오는 조대 입자들에 의한 원치 않은 효과를 절감하는 방법과, 비말 동반되는 입자들을 함유하는 배가스 기류를 처리하는 분무 건조 흡착 장치 및 분무 건조 흡착 공정으로 처리하기 전에 배가스 기류에서 나오는 조대 입자들의 양을 절감하기 위한 가스 분산기 유닛에 관한 것이다.
연소 설비는 플라이 애시와 SO2같은 유해 가스들을 포함하는 배가스를 다량 배출한다. 이에 따라, 환경오염을 방지하기 위해, 연소 설비에는 SO2 배출을 줄이는 배가스 탈황 시스템과 입자 방출을 줄이는 유닛이 설치되는 것이 일반적이다.
배가스에서 산성 성분뿐만 아니라 입자들을 제거함에 있어 가장 유용한 방법은 분무 건조 흡착기(SDA: spray dryer absorber)에 의해 제공된다. SDA에서, 산성 가스들은 배가스 내로 분무되는 흡착제에 흡착된다. 일반적으로 배가스는 분무 건조 흡착 챔버에 도입되어, 생석회의 수용성 현탁액과 같은 미세한 분무 형태의 흡착성 슬러리와 접촉한다. 배가스 내의 산성 성분 중 상당량은 알칼리성 액적에 급격하게 흡착되고, 이와 동시에 수분은 증발된다. 액적들이 미세 분말로 건조되도록, 가스 분포, 슬러리 유속 및 액적 크기가 조절된다.
미국 특허 US 4,279,873호(니로(Niro))는 상기 SDA 챔버에서 생성된 미세 분말의 일부분을 재활용함으로써 그 특성을 개선시킨, 전술한 형태의 SDA를 개시하고 있다. 반응하지 않은 Ca(OH)2와 같은 알칼리성 흡착제가 상기 미세 분말 안에 남아 있기 때문에, 상기 미세 분말을 재활용하면, 흡착제를 덜 사용해도 된다.
저급한 석탄이나 다른 화석 연소물은 연소의 부산물로 상당량의 애시(ash)를 발생시킨다. 이러한 애시는 일반적으로 노(furnace)의 바닥에서 포집되지만, 상당량은 노를 빠져나가는 배가스 기류에 플라이 애시(fly ash)로서 비말 동반될 수 있다.
플라이 애시는 마모성이 강해 SDA를 구성하는 덕트, 가이드 베인, 댐퍼 및 그 외의 부품들을 침식할 수 있다. 애시 입자들은 장치의 부품들과 충돌하여 광범위한 면을 마모시킨다. 이러한 부품의 마모가 진행되면 부품이 천공되어 부품들의 구조적 일체성을 상실하게 된다. 이러한 마모는 SDA 부품의 사용 수명을 단축시킨다. 손상된 부품들을 교체할 때에는, 발전소와 같은 설비는 작동을 정지해야 한다. 이에 따라 부품 교체 비용뿐만 아니라 전력 생산의 정지에 따른 비용 손실을 감수해야 한다.
가스 분산기에서 민감한 부분의 마모를 줄이기 위해, 플라이 애시를 걸러내는 프리-컬렉터가 필요하다. 미국 특허 US 5,738,711호는 노에서 빠져나가는 배가스에서 플라이 애시를 선별하기 위해, 디플렉터와 스크린 장치를 구비하는 호퍼의 사용을 제안하고 있다. 배가스 내의 플라이 애시 양을 줄이기 위해, 다른 문헌들에서도 정전식 집진장치, 사이클론 또는 백 필터의 사용을 제안하고 있다.
미국 특허 US 4,530,822호는 SDA의 실시형태와 로터리 분무기 휠 또는 노즐과 같은 다른 분무 수단의 사용을 개시하고 있다.
본 발명은 20 g/N㎥ 미만의 소량의 플라이 애시는 용인될 수 있다는 가정을 기초로 한다. 그러나, 상기 양을 초과하게 되면, 플라이 애시는 배가스를 SDA로 공급하는 가스 분산기에 상당량의 마모를 발생시킨다. 지금까지, 외부 프리-컬렉터에서 지나치게 많은 양의 플라이 애시를 분리하는 것은 전 공정을 복잡하게 하고 설비의 총 비용을 증가시키게 된다.
본 발명의 목적은 전체 SDA 설비에서 다량의 입자들이 비말 동반되는 배가스를 처리하는 비용을 실질적으로 절감하는 것이다. SDA 시스템의 비용이 작을수록 배가스를 처리하는 SDA 시스템의 사용에 의해 공기 오염을 조절할 수 있어서 저급석탄의 사용을 촉진할 수 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 설비의 "점유 면적", 즉, 설비를 세우는 데에 필요한 면적을 줄이는 것이다.
본 발명은 배가스를 분무 건조 흡착 공정으로 처리하기 전에 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법으로,
배가스 기류에 비말 동반되어 있는 다양한 크기의 입자들이 원심 효과를 받도록, 배가스 기류를 곡선부로 지향시키는 단계와;
상기 곡선부의 외주연부에 제공되어 있는 입자 포집 수단(particle collecting means)에서 주로 조대한 입자들을 포집하는 단계와;
조대한 입자들이 절감된 배가스를 분무 건조 흡착 장치의 챔버 내로 분산시키는 단계;를 포함하고,
오리지널 배가스 기류의 입자 함유량이 20 g/N㎥을 상회하는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 발명자들은 배가스의 마모 특성과 관련하여 입자들의 양뿐만 아니라 입자들의 크기도 매우 중요하다는 것을 인지하였다. 이에 따라, 본 발명의 목적은 배가스가 SDA에서 마모에 민감한 부분과 접촉하기 전에, 배가스에서 조대한 입자들의 양을 줄이는 것이다. 본 발명에서 처리하는 입자들은 화석 연료의 연소에 의해 직접 형성되는 더스트 입자 또는 플라이 애시와, 유동층 연소로부터 나오는 고형 캐리어 물질 또는 첨가제와 같이 다른 곳에서 기원하는 배가스 내의 입자를 포함한다.
배가스 기류는 적어도 90도로 구부러진 곡선부로 지향된다. 바람직한 실시형태에서, 상기 곡선부는 적어도 180도, 적어도 270도이다. 상기 곡선부는 도관이 배가스의 유동 방향을 따라 좁아지도록 설계될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 상기 곡선부는 덕트의 단면적이 배가스 기류의 경로를 따라 일정하게 감소하는 스크롤이다. 그 스크롤의 내주연부에, 분무기(atomizer) 주위로 상기 배가스를 소망하는 유동 패턴으로 분산시키는 가이드 베인이 위치하고 있다. 스크롤의 단면적이 좁아지는 것은 상기 곡선부 내에서의 배가스의 유속이 실질적으로 일정하게 되도록 적당하게 설계된다.
일반적으로, 상기 스크롤의 내경은 적어도 2 m 이지만, 15 m 이상일 수도 있다. 인입구에서 외각 반지름은 2 m 이상일 수 있지만, 통상적으로는 13 m를 초과하지 않는다. 스크롤 내로 도입되는 배가스의 유속은 스크롤의 디자인에 따라 다를 수 있다. 일반적인 속도는 15 내지 18 m/s이다.
배가스는 하나의 인입구를 통해 스크롤 내로 공급되는 것이 일반적이다. 그러나, 어떤 실시형태에서는 스크롤의 여러 위치에서 배가스가 도입되는 것이 유리할 수도 있다. 또한, 하나의 SDA는 그 SDA의 상부에 하나 이상, 예컨대 3개의 가스 분산기를 구비할 수 있다.
원심력을 받는 입자들은 상기 곡선부의 외주연부에 있는 하나 이상의 입자 포집 수단에서 포집된다. 상기 입자 포집 수단은 애시 트랩(ash trap)이나 더스트 트랩으로도 불리운다. 하나의 입자 포집 수단이 사용되는 경우, 상기 곡선부의 길이는 180도 이상인 것이 적합하다. 가장 큰 크기의 입자들을 포집하기 위해, 45 내지 135도로 구부러진 곡선부 뒤쪽에 입자 포집 수단이 위치할 수 있다. 그러나, 입자 포집 수단이 135 내지 225도 사이에 위치하고 있으면, 크기가 가장 큰 입자들을 더 많이 포획할 수 있다. 또한, 중간 크기의 입자들도 대부분 포집된다. 하나의 입자 포집 수단이 사용되는 경우, 분무 건조 흡착 장치의 부품을 마모시키는 조대 입자들을 다량 포획하기 위해, 225 내지 315도 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에서, 2개의 입자 포집 수단이 상기 곡선부 내에 제공된다. 제1 입자 포집 수단은 가장 큰 크기의 입자들을 포집하기 위해 45 내지 135도의 곡선부에 제공되고, 제2 입자 포집 수단은 나머지 입자들의 일부를 포집하기 위해 225 내지 315도 사이에 제공된다. 상기 제1 및 제2 입자 포집 수단 사이, 즉 135 내지 225도 사이에 제3 입자 포집 수단이 제공될 수 있다. 두 개 이상의 입자 포집 수단을 사용하면, 스크롤 자체의 마멸이 감소되고, 입자 포집 수단 자체의 마멸이 넓게 분산된다는 이점이 있다.
가스 분산기 내에 설치되는 입자 포집 수단의 최적 수량은 파라미터의 수량에 따라 달라지는데, 가장 중요한 것은 배가스 인입구에서의 입자 도입(particle loading)이다. 입자 포집 수단의 수량 선정에 영향을 미칠 수 있는 다른 파라미터로는, 배가스량(가스 분산기의 크기), 가스 분산기 타입, 입자들의 입도 분포 및 입자들의 마모성(abrasiveness)이 있다.
실험 결과는 통상 2개의 입자 포집 장치가 최적임을 보여주고 있다. 제1 입자 포집 장치는 인입구에서 약 90도인 곳에서 스크롤의 외주연부 상에 위치한다.
제1 입자 포집 수단의 주된 목적은, 주로 스크롤 자체의 마멸을 방지하기 위해, 가장 조대한 입자들을 포집하는 것이다.
제2 입자 포집 수단은 통상 인입구에서 약 270도인 곳에서 스크롤의 외주연부 상에 위치한다. 제2 입자 포집 수단의 주된 목적은, 주로 스크롤로부터 흡착기 용기 내로 배가스를 안내하는 여러 세트의 가이드 베인의 마멸을 방지하기 위해, 제1 입자 포집 수단에서 포집되지 않은 나머지 조대한 입자들을 포집하는 것이다.
용이한 작업의 경우에는 단지 하나의 입자 포집 수단이 필요하지만, 매우 어려운 작업의 경우에는 4개 또는 6개의 입자 포집 수단을 필요로 할 수도 있다.
배가스 분산기(disperser)를 들어가는 입자들의 크기는 다양하다. 종종 상기 곡선부로 들어가는 입자의 10 부피%가 100 ㎛ 이상의 크기의 입자들로 분포되어 있을 수 있다. 본 발명은 마모 입자들의 대부분이 100 ㎛ 이상인 배가스를 처리하기에 적합하다.
배가스는 화석 연료의 연소, 쓰레기 소각을 포함하는 연소 공정이나 산업 오프-가스를 발생하는 다른 공정으로부터 발생할 수 있다. 본 발명의 방법은 다량의 플라이 애시를 발생시키는 석탄 연소로부터 발생하는 배가스를 처리하는 데에 특히 적합하다.
본 발명의 방법은 배가스 기류에서 조대 입자들의 양을 상당히 낮은 레벨로 낮출 수 있다. 바람직한 측면에서, 크기가 150 ㎛ 이상인 입자들의 50% 이상이 입자 포집 수단에서 포집된다. 더욱 바람직한 측면에서, 포집되는 입자들의 양은 크기가 150 ㎛ 이상인 입자들의 60% 이상이다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 발명은 조대 입자들이 비말 동반되는 배가스를 흡착성 슬러리를 살포하는 분무기를 포함하는 분무 건식 흡착기 챔버로 들어가게 하는 가스 분산기와, 처리된 배가스를 배출하는 유출구를 포함하여 구성되는, 조대 입자들이 비말 동반되는 배가스 기류를 처리하는 분무 건조 흡착 장치에 있어서, 상기 가스 분산기는 상기 배가스의 기류가 가이드되어 관통하여 비말 동반된 입자들이 원심 효과를 받도록 하는 곡선형 도관과, 상기 입자들을 포집하기 위해 상기 곡선형 도관의 외주연부에 위치하는 입자 포집 수단과, 상기 입자들이 입자 포집 수단으로 운송되는 것을 보조하기 위한, 하나 이상의 입자 포지셔닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치에 관한 것이다.
본 발명의 SDA 장치는, 배가스 기류 내의 입자량이 20 g/N㎥ 이상으로 많은 경우에도, 프리-컬렉터를 사용하지 않아도 된다는 이점이 있다. 유래하는 입자에 따라서는, 프리-컬렉터를 사용하지 않아도 되는 입자량은 25 g/N㎥ 이상, 30 g/N㎥ 이상, 40 g/N㎥ 이상, 50 g/N㎥ 이상일 수 있다. 입자들을 포집하는 프리-컬렉터가 없음에도 불구하고, 조대 입자들의 양이 감소함으로 인해, 마모의 위험성이 실질적으로 감소된다.
상기 곡선부의 외주연부에 위치하는 입자 포집 수단은 다양한 형태로 디자인될 수 있다. 제1 실시형태에서, 입자 포집 수단은 외주연부 내의 슬롯과, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함한다. 상기 슬롯은 곡선형 도관의 높이 전체에 연장되거나, 그 높이의 일부분에만 연장될 수 있다. 크기가 큰 입자들은 곡선의 도관의 하부에서 운송되는 것으로 추정되고, 필요 이상의 배가스를 추출하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 상기 슬롯은 도관의 바닥에서부터 천장을 향해 일부에 걸쳐서만 연장하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도관의 바닥에서부터 천장까지의 높이 중 절반 이하로 연장하는 것이 바람직하다. 본 발명의 어느 측면에서, 슬롯은 바닥에서부터 천장을 향해 30% 이하로 연장한다. 통상적으로 상기 슬롯은 상기 바닥에서부터 천장을 향해 적어도 5% 연장한다. 상기 슬롯은 일반적으로 입자들이 상기 슬롯을 통해 덕트 안쪽으로 접선방향으로 이동하도록 하는 덕트에 연결되어 있다.
슬롯 타입의 입자 포집 수단의 정확한 크기는 슬롯의 폭(W)과 슬롯의 높이/폭(H/W)의 비로 규정된다. H/W의 비는 여러 파라미터에 따라 최적으로 선택된다. 여러 파라미터 중 가장 중요한 것은 입도 분포와 배가스 속도이다. 전형적인 H/W의 비는 약 2이지만, 일부 디자인의 경우, H/W의 비가 1 정도로 낮을 수도 있고, 3 이상일 수도 있다. 한 가지 옵션은 슬롯을 가스 분산기 스크롤의 전장까지 연장하여, 벽 가이드 트랙에 대한 니즈를 없앨 수도 있다. 이러한 경우, H/W의 비는 10 이상으로 된다.
폭은 가스 분산기의 크기에 따라 달라질 수 있다. 폭, H/W의 비 및 입자 포집 수단의 수량은 입자 포집 수단을 통해 나가는 배가스 유출구 단면의 총 면적을 획정한다. 배가스 유출구 단면적은 상기 가스 분산기 내부 주위에 잉여량의 배가스를 우회시키지 않고 소망하는 입자 포집이 될 수 있도록 선택된다. 입자 포집 장치를 통과하는 배가스량은 일반적으로 배가스 총량의 0.5 내지 10.0%이다.
시간당 100.000 내지 500.000 ㎏의 배가스를 처리하는 전형적인 가스 분산기에서 입자 포집 장치의 일반적인 크기는 H가 약 200 ㎜이고, W가 약 100 ㎜이다. 소형 가스 분사기에서는 소형 입자 포집 장치가 선택되고, 대형 가스 분사기에서는 대형 입자 포집 장치가 선택된다. 입자 포집 장치의 크기 선택에 영향을 미치는 파라미터는 가스 분산기 크기 외에도, 입자 포집 장치의 수량, 입자 장입(particle loading) 및 입도 분포이다.
입자 포집 수단의 또 다른 디자인에서, 입자 포집 수단은 외주연부에 있는 디플렉터와, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함한다. 상기 디플렉터는 일반적으로 상기 외주연부의 내면에서부터 상기 곡선부의 중심부를 향해 연장하고 있으며, 배가스 기류에 의해 비말 동반되는 입자들의 경로를 방해하는 것을 목적으로 한다. 상기 디플렉터는 도관의 바닥에서부터 천장까지 완전히 연장하거나, 일부 높이로만 연장할 수 있다. 바람직한 측면에서, 상기 디플렉터는 바닥에서부터 일부 높이로만 연장하며, 곡선형 도관의 천장을 향해 70% 이하로 연장하는 것이 바람직하다.
입자들이 디플렉터와 충돌할 때, 상당량의 입자들이 에너지를 상실하여 디플렉터 전방부에서 도관의 바닥으로 떨어지는 것으로 현재 믿어지고 있다. 곡선형 도관의 바닥에는 상기 입자들을 추출하기 위한 개구가 형성되어 있다. 상기 개구는 입자들을 운송하는 덕트에 연결되어 있다.
일부 입자들이 디플렉터 플레이트에서 튀어서 스크롤 유로로 재-진입할 수 있기 때문에, 슬롯을 사용하는 실시형태는 디플렉터 실시형태 위에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 일부 입자들은 입자 포집 수단 장치 주위의 기류를 따를 수 있고, 이에 따라 트랩에 의한 포획을 방지한다. 슬롯 실시형태는 튀어오름(bouncing)을 방지하고, 입자들의 진로가 변경되기 전에 입자들이 가스 분산기 밖으로 나가도록 한다. 그러나, 디플렉터 실시형태는 비용이 저렴할 수 있다.
입자 포집 수단에서 나온 덕트는 포집된 입자들을 SDA 챔버의 상부나 바닥으로 운송할 수 있다. 선택적으로, 플라이 애시는 SDA 장치의 외부 예컨대 사이클론으로 유도된다. 일반적으로, 포집된 입자들을 SDA 챔버의 외부로 운송하는 것은 바람직하지 않다.
배가스 정화를 잠시라도 중지해선 안 된다는 오염물질 방출 룰을 충족하기 위해, 당국에서는 SDA를 일년 내내 계속적으로 작동할 것을 요구하기 때문에, 분무 건조 흡착 장치의 외부로부터 수리를 위해 슬롯 타입 입자 포집 수단에 적당하게 접근할 수 있다.
배가스는 단면적이 적당하게 큰 인입구를 통해 가스 분산기로 들어간다. 입자들은 단면에 걸쳐 작용하는 원심력에 의해 서로 다른 영향을 받는다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태에서, 입자들을 어떤 방향으로 가이드하기 위해, 가스 분산기 메인 인입구 또는 메인 인입구의 상류측에 입자 포지셔닝 수단을 제공하는 것이 적절할 수 있다.
인입 영역 내의 상기 입자 포지셔닝 수단은, 예를 들어 유입되는 배가스를 외주연부 방향으로 지향시키기 위해, 가스 분산기 메인 인입구에 위치하는 전환판(diverter plate)일 수 있다. 상기 곡선형 도관이 스크롤의 일부인 경우, 일단 순환된 비교적 소량의 배가스가 신규의 배가스 기류와 함께 스크롤에 재진입하도록 하기 위해, 상기 전환판이 적절하게 배치될 수 있다. 상기 전환판을 적당하게 조절함으로써, 재진입 영역의 근방에서 관측되는 지나친 마멸을 줄이거나 없앨 수 있다.
다른 실시형태에 따르면, 상기 입자 포지셔닝 수단은 상기 스크롤의 인입구의 바로 상류측에 위치하는 추가의 곡선형 도관이다. 상기 추가의 곡선형 도관은 스크롤의 연장부나 배가스의 회전을 위한 부분으로 간주될 수 있다. 연장된 스크롤은 인입 플랜지에서 가스 분산기 스크롤 쪽으로의 상류측에 위치하는 배관(ductwork)의 일부로 구성될 수 있다. 상기 배관의 일부는 배가스를 스크롤과 동일한 방향으로 회전시킨다. 회전각(turning angle)은 일반적으로 30 내지 120도이다. 연장된 스크롤의 바람직한 회전각은 약 90도이다. 연장된 스크롤이 사용되는 경우, 입자 포집 수단은 가장 무거운 입자들의 대부분을 포집하기 위해 스크롤의 바로 뒤에 또는 스크롤의 입구에 위치될 수 있다.
입자 포지셔닝 수단은 스크롤과 같은 곡선형 도관의 내부에 존재할 수도 있다. 적당한 실시형태에서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 입자들이 곡선형 도관의 외주연부를 향해 이동하는 것을 보조하기 위해 그 곡선형 도관의 바닥에 막대가 부착되어 있는 플로어 가이드 트랙(floor guide track)이다. 상기 막대는 강재의 프로파일이거나 상기 곡선형 도관의 플로어로부터 연장하는 유사 수단일 수 있다. 상기 막대의 단면은 직사각형이나 L-형상의 적당한 단면 형상일 수 있다. 정사각형의 막대가 유용하다는 것이 입증되었다. 상기 막대의 주목적은 상기 배가스에 더 이상 비말 동반되지 않고 상기 곡선형 도관의 하부에서 저속으로 이동하는 입자들을 안내하는 것이다. 플로어 가이드 트랙은 그 트랙이 곡선형 도관의 외주연부에 도달하기 전에 종단된다. 입자에 의한 외벽의 충돌에 의해 의한 마멸을 방지하기 위해, 일반적으로 상기 막대와 벽 사이의 짧은 거리는 5 내지 20 ㎝ 오더로 제공된다.
상기 막대의 적어도 일부분은 중공형인 것이 바람직하다. 상기 막대 소재가 마멸되어 개구가 형성되면, 입자들이 그 개구를 통해 이동하게 되어, 상기 막대 소재의 타측이 마멸되는 것이 방지된다. 이러한 방식으로 입자들이 마멸층으로 기능한다.
상기 막대는 직선형 또는 곡선형일 수 있다. 바람직한 측면에서, 상기 막대는 배가스의 기류의 유동 방향으로 볼록한 곡선형일 수 있다. 일반적으로 상기 막대는 내부 가스 분산기에서부터 곡선형 도관의 외벽까지의 전체 길이에 거의 걸쳐 연장하도록 하는 것이 적합하다. 소망하는 효과를 얻기 위해, 상기 분무 건조 흡착 장치에는 한 개, 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 막대들이 제공될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 상기 입자 포지셔닝 수단의 적어도 일부분은 상기 가스 분산기 가이드 베인의 전부 또는 일부를 둘러싸는 고리 형상이다. 고리 모양의 융기부는 입자들의 일부가 가스 분산기의 예민한 베인으로 들어가는 것을 방지한다. 가스 분산기의 근방에서부터 곡선형 도관의 외주연부를 향해 입자들을 이동시키기 위해, 상기 직선형 또는 곡선형 막대의 일단부는 상기 고리 모양의 연장부에 근접하게 위치될 수 있다.
또 다른 실시형태에 따르면, 상기 입자 포지셔닝 수단은 상기 곡선형 도관의 외주연부에 부착되어 있는 벽 가이드 트랙, 복수의 막대이고, 상기 막대는 기본적으로 배가스 기류와 직교한다.
소망하는 효과를 얻기 위해, 입자 포지셔닝 수단에 대해 다양한 방안들이 조합될 수 있다. 실험에 의하면, 전환판과 플로어 가이드 트랙을 조합하는 것이 가스 분산기의 마멸을 현저하게 감소시킨다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 분무 건조 흡착 공정에서 배가스 기류를 처리하기 전에 그 배가스 기류에서 조대 입자의 양을 절감하기 위한 가스 분산기 유닛에도 관한 것이다. 상기 가스 분산기 유닛은, 상기 배가스의 기류가 가이드되어 관통하여 비말 동반된 입자들이 원심 효과를 받도록 하는 곡선형 도관과, 상기 입자들을 포집하기 위해 상기 곡선형 도관의 외주연부에 위치하는 입자 포집 수단과, 상기 입자들이 입자 포집 수단으로 운송되는 것을 보조하기 위한 입자 포지셔닝 수단을 포함한다.
본 발명에 의하면, SDA의 상류 측에 입자 프리-컬렉터를 사용하지 않으면서도 조대 입자들을 다량 비말 동반하는 배가스를 처리하는 설비의 전체 비용을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 외부 아래쪽에서 바라본 스크롤의 상세도이다.
도 2는 스크롤의 외주연부의 내면 부분에 있는 슬롯의 사시도이다.
도 3은 2개의 슬롯 입자 포집 수단이 제공되어 있는 가스 분산기 유닛을 아래쪽에서 바라본 도면이다.
도 4는 위쪽에서 바라본 디플렉터의 개략도이다.
도 5는 스크롤의 외주연부의 내면 위에 장착된 디플렉터를 나타내는 도면이다.
도 6은 실링의 절반까지 연장하는 디플렉터를 보여주는 도면이다.
도 7은 2개의 디플렉터 입자 포집 수단이 제공되어 있는 가스 분산기 유닛을 외부 아래쪽에서 바라본 도면이다.
도 8은 전환판을 구비하는 스크롤을 위쪽에서 바라본 사시도이다.
도 9는 확장부를 구비하는 스크롤을 위쪽에서 바라본 사시도이다.
도 10은 곡선형 플로어 가이드 트랙을 구비하는 스크롤을 보여주는 도면이다.
발전소와 쓰레기 소각로에서 유해 배출물이 나오는 것을 방지하는 것은 정치적 논의에서 우선순위가 높다. 본 발명은 석탄을 포함하여 화석 연료를 연소시켜 대량의 입자들을 발생시키는 플랜트에 있어 비용을 절감하는 옵션을 제공한다. 또한, 본 발명은 쓰레기 소각과 관련하여, 또는 산업 오프-가스를 발생시키는 다른 공정과 관련해서도 사용될 수 있다.
석탄은 다양한 형태로 존재하며, 이들 다양한 형태의 석탄 모두가 본 발명의 방법에 사용되는 배가스를 제공하는 데에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 석탄이라는 용어는 토탄, 갈탄(브라운 석탄으로도 호칭됨), 아역청탄, 역청탄, 무연탄 및 흑연을 포함한다.
도 1은 외부에서부터 슬롯 타입의 입자 포집 수단이 제공되어 있는 곡선형 도관(1)의 일부를 도시하고 있다. 도 2에서 슬롯(2)은 도관의 외주연부를 획정하는 수직벽(3)의 하부에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 입자들이 비말 동반된 배가스를 운송하기 위해, 슬롯이 덕트(4)에 연결되어 있다. 덕트의 단면은 직사각형이고, 덕트의 내부 개구는 슬롯의 크기에 대응한다. 덕트는 곡선형 도관에 접선 방향으로 제공되어 입자들의 방향이 바뀌지 않으면서 가스 분산기 유닛을 빠져 나가도록 한다. 덕트(4)에는 교체가능한 내마모 인서트가 마련될 수 있다.
도 3은 SDA용 배가스 분산기 위에 제공되는 슬롯 타입의 입자 포집 수단을 도시하고 있다. 가스 분산기는 아래쪽에서 바라본 사시도로 도시되어 있고, SDA 시스템 내에서 상부에 장착되기에 적합하다. 배가스는 입자들의 일부를 제거하기 위한 사전 처리를 하지 않고, 본 발명의 가스 분산기 유닛 내로 직접 들어가는 것이 바람직하다. 배가스의 입구(5)는 단면이 직사각형인 도관과 통하고 있다. 인입구(5) 내에 또는 인입구의 상류측에 입자 포지셔닝 수단(particle positioning means)을 사용함으로써, 포집 효과가 추가로 개선될 수 있다. 도관이 곡선 형태로 되어 있어, 비말 동반된 입자들은 원심 효과를 받게 된다. 원심력은 입자들의 크기에 따라 변하기 때문에, 크기가 작은 입자들의 상당한 정도는 배가스 기류에 의해 비말 동반되는 반면, 크기가 큰 입자들은 작은 정도만큼만 방향 전환되는 경향을 갖는다.
도관의 외주연부에 2개의 입자 포집 수단이 제공되어 있다. 제1 입자 포집 수단은 도관이 90도 회전한 뒤쪽에 제공되어 있고, 제2 입자 포집 수단은 도관이 약 270도 회전한 뒤쪽에 제공되어 있다. 수평 덕트(4)는 수직 덕트(6)와 만나며, 이들은 입자들이 비말 동반된 배가스를 SDA 챔버로 운송한다. 이들 덕트들은 교체 가능한 내마모 라이닝을 구비할 수 있다. 내마모 라이닝의 교체는 조업 도중에 외부로부터 이루어질 수 있다. 애시는 입자 포집 장치 내에서 배가스 유동에 의해 자가-운송(self-transporting) 된다. 조대한 입자가 거의 없는 배가스의 메인 부분은 가이드 베인으로 안내된 후 유출구(7)에서 SDA 챔버로 들어간다. 흡착된 액적들을 분산된 배가스 내로 분사하기 위해 중앙부에 분무기(atomizer), 로터리 분무기 휠 또는 노즐(미도시)이 제공되어 있다. 곡선형 도관의 형상은 달팽이 껍질을 닮아서, 본 명세서에서는 일반적으로 스크롤이라 부른다.
도 4는 곡선형 도관의 내면에 장착된 디플렉터의 평면도이다. 상기 디플렉터는 곡선형 도관의 바닥에서부터 천장을 향해 연장하는 길쭉한 수직판(8)을 포함한다. 상기 길쭉한 수직판은 도관 내에서 배가스가 유동하는 방향과 기본적으로 직교하게 위치하고 있다. 입자 포집 수단은 입자들이 상기 수직판(8)과 충돌하여 배가스 기류로 재진입하는 것을 방지하기 위해 차단판(shielding plate)(23)을 추가로 포함한다. 상기 차단판은 상기 수직판(8)과는 직교하며, 배가스 유동 방향과는 평행하게 장착되어 있다. 원치 않는 난류의 발생을 방지하기 위해 판(10)이 설치될 수 있다. 원형 개구(11)는 트랩에 의해 포획된 입자들이 스크롤을 빠져 나가도록 한다. 일반적으로, 상기 입자 포집 수단의 내면은 일례로 코팅, 특수 금속 또는 세라믹, 부싱, 세라믹 타일과 같은 내마모면으로 피복되어 있다. 타일로 피복하는 경우, 사용된 타일은 새 타일로 간단하게 교체될 수 있기 때문에, 입자 포집 수단을 보수하기가 쉬워진다. 입자들을 SDA 챔버로 운송하기 위해 곡선형 도관의 플로어 내의 개구는 덕트(12)에 연결되어 있다.
도 5 및 도 6에 디플렉터 타입의 입자 포집 수단 2개가 사시도로 도시되어 있다. 도 5에서, 수직판(8)과 차단판(9)으로 형성된 트랩은 곡선형 도관의 바닥에서 천장까지 연장하고 있다. 도 6에 도시되어 있는 실시형태에서는 천장을 향해 절반정도까지만 연장하고 있다.
도 7은 가스 분산기를 아래쪽에서 바라본 도면이다. 2개의 입자 포집 수단이 도관의 외주연부에 제공되어 있다. 제1 입자 포집 수단은 도관이 약 90도 곡선을 이룬 후에 제공되어 있고, 제2 입자 포집 수단은 약 270도 곡선을 이룬 후에 제공되어 있다. 수직 덕트(12)는 입자들이 비말 동반된 배가스를 SDA 챔버로 운송한다. 조대한 입자들이 고갈된 배가스의 메인 부분은 가이드 베인을 통해 압송되어 유출구(7)에서 SDA 챔버로 들어간다.
트랩이 슬롯, 디플렉터 또는 다른 형태의 형상을 취하는 지에 관계없이, 어떠한 트랩도 도 3 및 도 7에 도시되어 있는 덕트나 또는 다른 덕트 장치와 조합될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
도 8은 스크롤을 부분적으로 투명하게 표현한 사시도이다. 인입 배가스를 외주연부 방향으로 지향시키기 위해, 전환판(diverter plate)(13)이 유입 영역에 위치하고 있다. 배가스 내의 입자들로부터 가이드 베인을 보호하기 위해 전환판이 배치되어 있다. 일반적으로 전환판은 설비의 크기에 따라 변의 길이가 0.5 내지 1.5 m인 정사각형이다. 전환판을 적절하게 조절함으로써, 재진입 영역 근방에서 관측되는 지나친 마모가 예방될 수 있다.
전환판은 스크롤 벽의 연장부로 간주될 수 있다. 전환판에 의해 2개의 가스 기류가 혼합되는 지점에서 입자들이 가이드 베인과 충돌하는 경향이 감소된다. 전환판을 배치하지 않아 입자 충돌이 일어나면 가스 기류들이 혼합되는 근방 영역에서 마멸이 크게 발생한다.
도 8에서 직선형 막대(14)가 플로어 가이드 트랙으로 스크롤의 바닥에 용접되어 있다. 스크롤의 하부에서 상기 직선형 막대는 전환판의 하부에서부터 스크롤의 수직 외벽까지 또는 그 수직 외벽에 근접하는 곳까지 연장한다. 상기 직선형 막대는 입자들이 스크롤의 외주연부를 향해 이동하는 것을 조장한다. 직선형 막대는 중공형 강제로 준비된다. 상기 중공형 강제 막대는 일례로 0.1×0.1 m 형상이다.
스크롤의 바닥에는 3개의 플로어 가이드 트랙이 추가로 제공된다. 이들 트랙들은 가스 분산기의 가이드 베인에 근접한 곳에서부터 스크롤의 외벽의 내변에 근접한 곳까지 연장한다. 상기 플로어 가이드 트랙은 곡선형이든 직선형이든 유사한 결과를 얻을 수 있지만, 계산을 해보면 곡선형이 좀 더 낫다는 것을 알 수 있었다.
도 9는 인입 플랜지 바로 앞에 배치되어 있는 추가의 곡선형 도관(15)을 구비하는 스크롤을 도시하고 있다. 연장된 스크롤은 90° 더 회전하여 배가스 기류 내에 비말 동반되어 있는 입자들에게 원심 효과를 더 제공하게 된다.
도 10은 가스 분산 스크롤의 평면도이다. 상기 가스 분산 스크롤의 플로어에는 곡선형 가이드 트랙(16)이 고르게 분포되어 있다. 상기 가이드 트랙은 중공형 강제 막대를 구부려서 만든다. 상기 막대를 따라 입자들을 효율적으로 운송하고 외부 스크롤 벽의 내면에 효율적으로 전달하기 위해, 상기 곡선형 가이드 트랙은 배가스 유동 방향으로 볼록하게 되어 있다.
상기 스크롤의 중앙부에 위치하는 분산기의 환상의 가이드 베인(18)은 환상의 융기부(elevation)(17)에 의해 둘러싸여 있다. 그 환상의 융기부는 입자 전부 또는 입자의 일부가 가스 분산기의 감지 베인으로 들어가는 것을 예방한다. 상기 융기부의 에지에서 입자들을 상기 스크롤의 외벽의 내면을 향해 안내하기 위해, 곡선형 막대(16)가 상기 환상의 융기부와 맞닿거나 그 융기부에 근접하는 일단부에 위치하고 있다. 상기 환상의 융기부의 높이는 곡선형 막대의 높이와 비슷하다.
(실시예들)
실시예 1
발전소 또는 쓰레기 소각로에서 나오는 플라이 애시의 입도 분포는 경우에 따라 상당히 다를 수 있다. 발전소에서의 입도 분포의 일례는 다음과 같다.
Figure pct00001
조대한 입자들이 일반적으로 미세한 입자들보다 마모성이 강해서, 평균 입자 크기가 클수록 또는 조대한 입자들이 많을수록 마모 문제가 더 크게 발생한다.
대표적인 300 MW급 발전소에서, 일반적으로 직경이 17 m인 SDA로 들어가는 배가스의 양은 약 1·106 N㎥/시간이다. 상기 배가스가 30 g/N㎥의 플라이 애시를 함유하는 것으로 가정하면, 플라이 애시의 총량은 30 톤/시간이다.
3가지 실시형태를 기초로 하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 슬롯 타입 입자 포집 수단(도 1, 도 2 및 도 3), 디플렉터의 높이가 최대로 되어 있는 디플렉션 타입 입자 포집 수단(도 4, 도 5 및 도 7), 디플렉터의 높이가 곡선형 도관 높이의 절반인 디플렉션 타입 입자 포집 수단(도 4, 도 6 및 도 7). 직경이 10, 50, 100, 150 및 200 ㎛의 거의 구형이고, 밀도는 2.6 g/㎤인 입자들에 대해 계산을 하였다. 배가스 유입 속도는 16.6 m/s로 설정하였고, 배가스의 밀도는 0.882 kg/㎥, 점도는 2.314·10-5 Pas로 예상된다.
컴퓨터 시뮬레이션 결과를 표 1 내지 표 4에 나타내었다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
상기 컴퓨터 시뮬레이션은 상기 3개의 실시형태들 모두가 배가스 내의 조대 입자들의 양을 절감할 수 있음을 보여주고 있다. 그러나, 입자 포집 수단에 의해 제거된 입자들의 양은 슬롯 타입 입자 포집 수단인 경우에 가장 우수했다. 이러한 우수성은 모든 입자 크기에 대해 적용되는 것으로 보인다. 그 이유는 슬롯 타입 입자 포집 수단은 입자들이 하향 지향되기 전에 입자들을 가스 분산기의 외부로 안내하기 때문인 것으로 생각된다. 디플렉터 타입 입자 포집 수단은 덜 바람직한 것으로 보이는데, 이는 충돌한 입자들이 유출구로 지향되기보다는 가스 기류 내로 튀어 들어가기 때문인 것으로 생각된다. 슬롯 타입 입자 포집 수단은 전환판과 곡선형 플로어 가이드 트랙을 조합하여 사용함으로써 100 ㎛를 상회하는 입자들에 대해 비약적으로 개선될 수 있다.
가스 분산기 내에 포지셔닝 수단과 슬롯 타입 입자 포집 수단을 조합함으로써, 회수 효율이 상당하게 증가한다. 포지셔닝 수단으로 플로어 가이드 트랙이나 전환판을 사용하더라도 회수 효율이 증가하겠지만, 이들 수단을 조합하면 더 높은 회수 효율을 얻을 수 있다. 확장된 스크롤은 포지셔닝 수단과 함께 사용되거나, 추가의 포지셔닝 수단을 사용하지 않으면서 단독으로 사용될 수 있다.
플로어 가이드 트랙 외에도, 입자들을 플로어를 향해 안내하기 위해 벽 가이드 트랙이 설치될 수 있다. 상기 벽 가이드 트랙은 소형 가스 분산기에 가장 유용하지만, 크기에 관계없이 모든 분산기에 설치될 수 있다.

Claims (32)

  1. 분무 건조 흡착 공정으로 처리하기 전에 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법으로,
    배가스 기류에 비말 동반되어 있는 다양한 크기의 입자들이 원심 효과를 받도록, 배가스 기류를 곡선부로 지향시키는 단계와;
    상기 곡선부의 외주연부에 제공되어 있는 입자 포집 수단에서 주로 조대한 입자들을 포집하는 단계와;
    조대한 입자들이 절감된 배가스를 분무 건조 흡착 장치의 챔버 내로 분산시키는 단계;를 포함하고,
    오리지널 배가스 기류의 입자 함유량이 20 g/N㎥을 상회하는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배가스 기류는 적어도 90도 구부러진 곡선부로 지향되는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 곡선부를 따라 위치하는 둘 이상의 입자 포집 수단에서 입자들이 포집되는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 곡선부로 들어가는 입자 크기는 100 ㎛ 이상의 크기의 입자들이 10 부피%가 되도록 분포되어 있는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배가스 기류는 화석 연료를 연소하는 설비로부터 유래하는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 크기가 150 ㎛ 이상인 입자들의 50% 이상이 포집되는 것을 특징으로 하는, 배가스 기류에서 조대 입자량을 절감하는 방법.
  7. 조대 입자들이 비말 동반되는 배가스를, 흡착성 슬러리를 살포하는 분무기를 포함하는 분무 건식 흡착기 챔버로 들어가게 하는 가스 분산기와, 처리된 배가스를 배출하는 유출구를 포함하여 구성되는, 조대 입자들이 비말 동반되는 배가스 기류를 처리하는 분무 건조 흡착 장치에 있어서, 상기 가스 분산기는 상기 배가스의 기류가 가이드되어 관통하여 비말 동반된 입자들이 원심 효과를 받도록 하는 곡선형 도관과, 상기 입자들을 포집하기 위해 상기 곡선형 도관의 외주연부에 위치하는 입자 포집 수단과, 상기 입자들이 입자 포집 수단으로 운송되는 것을 보조하기 위한 하나 이상의 입자 포지셔닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 곡선형 도관은 적어도 90도로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 곡선형 도관은, 단면적이 배가스 기류의 이동 경로를 따라 감소하는 스크롤의 일부인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 2개 이상의 입자 포집 수단이 상기 곡선형 도관의 주연부를 따라 위치하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포집 수단은 상기 외주연부에 있는 슬롯과, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포집 수단은 상기 외주연부에 있는 디플렉터와, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 포집된 입자들이 상기 분무 건식 흡착기 챔버의 상부로 운송되는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  14. 제7항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 포집된 입자들이 상기 분무 건식 흡착기 챔버의 하부로 운송되는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  15. 제7항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 포집된 입자들이 분무 건식 흡착 장치의 외부로 운송되는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  16. 제7항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단이 가스 분사기의 메인 인입구 또는 메인 인입구 상류측에 제공되는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 유입되는 배가스를 외주연부 방향으로 지향시키기 위해, 가스 분산기 메인 인입구에 위치하는 전환판인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  18. 제7항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포집 수단을 정비하기 위해 분무 건조 흡착 장치의 외부로부터 입자 포집 수단에 접근할 수 있는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  19. 제7항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 상기 스크롤의 인입구의 바로 상류측에 위치하는 추가의 곡선형 도관인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  20. 제7항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 입자들이 곡선형 도관의 외주연부를 향해 이동하는 것을 보조하기 위해 그 곡선형 도관의 바닥에 막대가 부착되어 있는 플로어 가이드 트랙인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 막대는 배가스 기류의 유동 방향으로 볼록하게 구부러져 있는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 막대의 적어도 일부분이 중공형인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  23. 제7항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 상기 가스 분산기를 둘러싸는 고리 형상인 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  24. 제7항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 상기 곡선형 도관의 외주연부에 막대가 부착되어 있는 벽 가이드 트랙이고, 상기 막대는 기본적으로 배가스 기류와 직교하는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  25. 제7항 내지 제24항 중 어느 하나의 항에 있어서, 2개 이상의 입자 포지셔닝 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 분무 건조 흡착 장치.
  26. 분무 건조 흡착 공정에서 배가스 기류를 처리하기 전에 그 배가스 기류에서 조대 입자의 양을 절감하기 위한 가스 분산기 유닛으로, 상기 배가스의 기류가 가이드되어 관통하여 비말 동반된 입자들이 원심 효과를 받도록 하는 곡선형 도관과, 상기 입자들을 포집하기 위해 상기 곡선형 도관의 외주연부에 위치하는 입자 포집 수단과, 상기 입자들이 입자 포집 수단으로 운송되는 것을 보조하기 위한 입자 포지셔닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  27. 제26항에 있어서, 상기 곡선형 도관은 적어도 90도 이상의 곡선으로 된 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 2개 이상의 입자 포집 수단이 상기 곡선형 도관의 주연부를 따라 위치하는 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  29. 제26항 내지 제28항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포집 수단은 상기 외주연부 내에 있는 슬롯과, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  30. 제26항 내지 제29항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포집 수단은 상기 외주연부 내에 있는 디플렉터와, 포집된 입자들을 운송하는 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  31. 제26항 내지 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단이 상기 가스 분산기의 메인 인입구 또는 메인 인입구의 상류측에 제공되는 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
  32. 제26항 내지 제31항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자 포지셔닝 수단은 (a) 상기 가스 분산기의 메인 인입구에 위치하는 전환판과, (b) 상기 메인 인입구의 바로 상류측에 위치하는 추가의 곡선형 도관과, (c) 하나 이상의 플로어 가이드 트랙과 (d) 상기 가스 분산기를 둘러싸는 환상 막대와, (e) 하나 이상의 벽 가이드 트랙을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 가스 분산기 유닛.
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