KR20110081285A - 이중 공급 분무액 분배기를 구비한 건조 연도가스 탈황 시스템 - Google Patents

이중 공급 분무액 분배기를 구비한 건조 연도가스 탈황 시스템 Download PDF

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Abstract

스프레이식 건조 흡수기(130)에서 사용되기 위한 분무기 시스템(160)이 제공되며, 상기 분무기 시스템(160)은: 지지대 부재(161); 상기 지지대 부재(161)에 회전가능하게 결합되는 분무 디스크(162); 시약 슬러리(163a)를 이송 영역(165)으로 이송시키기 위한 제1 공급라인(163); 및 희석 액(164a)을 상기 이송 영역(165)으로 이송시키기 위한 제2 공급라인(164);을 포함하고, 상기 분무기 시스템(160) 내에 위치된 이송 영역(165)은 상기 시약 슬러리(163a) 및 상기 희석 액(164a)의 상호 작용에 의해서 생성되는 스케일 축적을 감소시키도록 위치된다.

Description

이중 공급 분무액 분배기를 구비한 건조 연도가스 탈황 시스템{DRY FLUE GAS DESULFURIZATION SYSTEM WITH DUAL FEED ATOMIZER LIQUID DISTRIBUTOR}
본 출원은 2008년 12월 12일자로 출원된 동시 계류(co-pending) 미국 가특허출원 제61/122,227호의 우선권 이익을 특허법 35 U.S.C.§119(e) 하에 주장하며, 그 내용은 참조로서 그 전체가 여기에 기재되어 있다.
본 발명은 이중 공급 분무액 분배기에 관한 것으로, 보다 상세히는 연도가스 흐름을 처리하기 위하여 이중 공급 분무액 분배기가 제공된 건조 연도가스 탈황 시스템에 관한 것이다.
연료, 특히 화석 연로 및 쓰레기와 같은 탄소 재료의 연소는, 연도가스 흐름내에 예를 들면 수은(Hg), 황산화물(SOx), 질산화물(NOx) 및 비산 재(ash)와 같은 미립자들의 불순물을 포함하며, 이것들은 연도가스를 자연 환경으로 방출시키기 이전에 보다 수용가능한 수준으로 반드시 제거하거나 감소시켜야만 한다. 많은 관할 지역에서의 법 규정에 맞춰서, 다양한 공정 및 장치들이 개발되어 연도가스 내의 불순물이나 입자들 수준을 제거시키거나 또는 감소시키고 있다.
연료 연소에 의해서 가동되는 스팀 생성 보일러들로부터 발생한 연도가스 미립자들, Hg, NOx, 및 SOx 들의 불순물을 감소시키는 전형적인 방법은 연도가스 처리장치의 사용이다. 그와 같은 장치는 전기 집진기(ESP), 섬유 필터백 장치, 촉매 시스템, 습식 연도가스 탈황 시스템 및/또는 건식 연도가스 탈황 시스템(각각, WFGD 및 DFGD로 기재함)들을 포함한다.
몇몇의 연도가스 흐름 처리 시스템에서, 산성 성분, 예를 들면 SOx의 제거는 DFGD 시스템의 사용을 통해서 촉진되며, 여기서는 시약 슬러리 또는 용액이 연도가스 흐름에 접촉하고, 그 내부에 존재하는 SOx에 반응한다. 기존의 DFGD 시스템은 스프레이식 건조 흡수기를 사용하며, 분무기 시스템을 구비하여 시약 슬러리를 담고 있으며, 이는 전형적으로는 희석 액과 조합하여 사용하도록 되어 있다.
상기 시약 슬러리 또는 용액을 분무기 시스템 측으로 희석 액과 조합하여 이송시키는 것은 이송 호스 내에 스케일 생성을 초래한다. 스케일 생성은 설비 또는 시스템을 소제 및 보수 유지하기 위하여 가동정지시키는 결과를 초래한다. 이하에서 알 수 있는 바와 같이, 설비 또는 시스템의 가동 중단은, 상기 시스템 및/또는 설비의 연관된 소제 및 보수 유지와 함께, 시간 소모적이고 비용을 필요로 한다. 따라서, 분무기 시스템 내에서 스케일 축적을 감소시키는 시스템 및 공정은 소제 및 보수 유지 목적을 위한 설비 또는 시스템의 가동 중단을 보다 적게 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 이중 공급 분무액 분배기를 구비한 건조 연도가스 탈황 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 견지(aspects)에 따르면, 스프레이식 건조 흡수기에서 사용되기 위한 분무기 시스템이 제공되며, 상기 분무기 시스템은: 지지대 부재; 상기 지지대 부재에 회전가능하게 결합되는 분무 디스크; 시약 슬러리를 이송 영역으로 이송시키기 위한 제1 공급라인; 및 희석 액을 상기 이송 영역으로 이송시키기 위한 제2 공급라인;을 포함하고, 상기 이송 영역은 분무기 시스템 내에서 상기 시약 슬러리 및 상기 희석 액의 상호 작용에 의해서 생성되는 스케일 축적을 감소시키도록 위치된다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 분무기 시스템 내에서 스케일 축적을 감소시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은: 분무기 시스템을 연도가스 처리 시스템에 제공하고, 상기 분무기 시스템은 지지대 부재, 이송 영역, 분무 디스크, 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 포함하는 단계; 시약 슬러리를 상기 분무기 시스템으로 이송시키며, 상기 시약 슬러리는 상기 제1 공급라인을 통해서 상기 이송 영역으로 이송되도록 하는 단계; 희석 액을 상기 분무기 시스템으로 이송시키고, 상기 희석 액은 상기 제2 공급라인을 통해서 상기 이송 영역으로 이송되도록 하는 단계; 및 상기 분무기 시스템 내의 이송영역이 상기 시약 슬러리 및 상기 희석 액의 상호 작용에 의해서 생성되는 스케일 축적을 감소시키도록 위치시키는 단계;를 포함한다.
상기와 같은 특징 및 다른 특징들은 이하에서 기재되는 참조 도면들과 상세한 설명에 의하여 예시화된다.
본 발명의 이중 공급 분무액 분배기를 구비한 건조 연도가스 탈황 시스템은 종래에 제기된 문제점을 효과적으로 해소시킨다.
참조 도면에 관련하여, 이것들은 단지 예시적인 실시 예들이며, 동일 부호들이 동일 부분에 부여되어 있다:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연도가스 흐름 처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분무기 시스템의 단면 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분무기 시스템의 단면 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분무기 시스템의 단면 블록 다이어그램이다.
도 4A는 도 4에 도시된 분무기 시스템의 간략화된 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분무기 시스템의 단면 블록 다이어그램이다.
도 1은 연도가스 흐름 처리 시스템(100)을 도시하며, 이는 석탄과 같은 연료(112)를 연소시키는 연소 챔버(110)를 포함하여 연도가스 흐름(114)을 생성한다. 연도가스 흐름(114)은 미립자들, 황산화물(SOx), 질산화물(NOx), 수은, 이산화탄소(CO2) 및 그와 유사한 오염물질들을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 연돌(120) 또는 다른 통풍 기구들을 통하여 자연 환경으로 방출되기 전에, 상기 연도가스 흐름(114)은 전형적으로 그 내부에 존재하는 오염물질의 량을 제거하거나 감소시키는 처리공정을 거치게 된다.
일 실시 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연도가스 흐름(114)은 스프레이식 건조 흡수기(130)로 진행한다. 도 1에 도시되어 있지는 않지만, 상기 연도가스 흐름(114)은 하나 혹은 그 이상의 장치들, 예를 들면 공기 예열기를 거친 후에, 상기 스프레이식 건조 흡수기(130)로 도입될 수 있다.
상기 스프레이식 건조 흡수기(130)에서, 연도가스 흐름(114)은 시약에 반응하여 SOx, 염화 수소(HCL), 플루오르화 수소(HF) 및 브롬화 수소(HBr)와 같은 산성 성분들을 연도가스 흐름으로부터 제거시키게 되며, 감소된 수준의 산성 가스를 포함하는 연도가스 흐름(140)을 생성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 감소된 수준의 산성 가스를 포함하는 연도가스 흐름(140)은 연돌(120)을 통하여 자연 환경으로 방출되기 전에, 미립자 제거기(150)로 제공된다. 상기 미립자 제거기(150)는 필터 백 장치, 전기 집진기(ESP), 기계적 분진 수집기 또는 그와 유사한 것들로 이루어질 수 있다. 상기 연도가스 흐름 처리 시스템(100)은 본 실시 예에서 설명하는 공정에 의해서 제한되는 것이 아니며, 그 이유는 감소된 수준의 산성 가스를 포함하는 상기 연도가스 흐름(140)은 NOx 제거장치, 냉각탑, 공기 예열기 및 그와 유사한 것들을 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는 다른 연도가스 처리장치를 통해서 흐를 수 있기 때문이다.
상기 연도가스 흐름(114)으로부터 산성 성분의 제거는 종종 대기방출 규정을 준수하도록 실행된다. 일 실시 예에서, 상기 연도가스 흐름(114)에 포함된 산성 성분은 이러한 연도가스 흐름을 상기 스프레이식 건조 흡수기(130) 측으로 제공함으로써 제거되는데, 여기서 분무기 시스템(160)에 의하여 생성된 분무화된 시약(132)에 접촉한다. 상기 분무화된 시약(132)은 상기 연도가스 흐름(114)에 존재하는 산성 성분의 흡수를 촉진한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분무기 시스템(160)은 지지대 부재(161)에 회전가능하게 결합된 분무 디스크(162)를 포함한다. 일례에서, 상기 지지대 부재(161)는 고정식 하우징(161b) 내에 수용된 회전 샤프트(161a)를 포함하며, 상기 분무 디스크(162)가 상기 회전 샤프트에 결합되어 있다. 상기 분무기 시스템(160)은 이중 공급 시스템이며, 제1 공급라인(163)과 제2 공급라인(164)을 포함한다.
상기 제1 공급라인(163)은 시약 슬러리 또는 용액(163a)(이하, 시약 슬러리라 함)을 상기 분무기 시스템(160)의 내부에 위치된 이송 영역(165)으로 이송시킨다. 상기 시약 슬러리(163a)는 물과 같은 액체, 및 상기 연도가스 흐름(114)으로부터 산성 성분들의 흡수 및 제거를 촉진시키는 임의의 시약을 포함할 수 있다. 일례에서, 상기 시약 슬러리(163a)는 시약으로서 석회(수산화칼슘)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 시약 슬러리(163a)는 시약으로서 활성탄을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 시약 슬러리(163a)는 시약으로서 석회 및 활성탄의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 공급라인(164)은 희석 액(164a)을 상기 분무기 시스템(160) 내의 이송 영역(165)으로 이송시킨다. 일례에서, 상기 희석 액(164a)은 물이다. 다른 예에서, 상기 희석 액(164a)은 상기 연도가스 흐름 처리 시스템(100) 내의 냉각탑(미 도시)에서 얻어지는 미처리된 물이다. 또 다른 예에서, 상기 희석 액(164a)은 처리된 담수(음용수), 또는 냉각탑, 우물, 강에서 얻어지는 미처리된 물, 또는 상기 연도가스 흐름 처리 시스템(100) 내의 또는 이를 지원하는 처리 공정에서 얻어지는 다른 폐수일 수 있다.
일례에서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 동일한 이송률(delivery rates)로서 상기 분무기 시스템(160)으로 이송된다. 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 이송률은 시스템마다 다를 것이고, 사용자의 필요성, 상기 분무기 시스템(160)이 활용되는 적용 예, 뿐만 아니라, 상기 분무기 시스템의 용량, 즉 크기 및 동력 등에 의존될 수 있다.
일례로서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 동일한 이송률로서 상기 분무기 시스템으로 이송되며, 대략 분당 200 갤론(gpm)을 초과하지 않는 조합된 총 이송률을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 시약 슬러리(163a)는 100 gpm의 이송률로서 이송될 수 있고, 상기 희석 액(164a)은 100 gpm의 이송률로서 이송될 수 있어서, 총 이송률 200 gpm로서 이송될 수 있다. 상기 이송률은 이에 관련하여 제한되지 않으며, 그 이유는 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 대략 200 gpm에 동일하거나 또는 보다 적은 임의 조합의 이송률, 즉 시약 슬러리의 이송률이 10 gpm이면, 희석 액의 이송률이 10 gpm 이고; 시약 슬러리의 이송률이 50 gpm이면, 희석 액의 이송률이 50 gpm 으로서 이송될 수 있기 때문이다.
다른 예에서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 서로 다른 이송률로서 상기 분무기 시스템(160)으로 이송된다. 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 이송률은 시스템마다 다를 것이고, 사용자의 필요성, 상기 분무기 시스템(160)이 활용되는 적용 예, 뿐만 아니라, 상기 분무기 시스템의 용량, 즉 크기 및 동력 등에 의존될 수 있다.
일례에서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 서로 다른 이송률로서 상기 분무기 시스템(160)으로 이송되며, 대략 분당 200 갤론(gpm)을 초과하지 않는 조합된 총 이송률을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 시약 슬러리(163a)가 대략 50 gpm의 이송률로서 이송될 수 있고, 상기 희석 액(164a)은 대략 150 gpm의 이송률로서 이송될 수 있어서, 대략 총 이송률 200 gpm로서 이송될 수 있다. 상기 이송률은 이에 관련하여 제한되지 않으며, 그 이유는 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 대략 200 gpm에 동일하거나 또는 보다 적은 임의 조합의 이송률, 즉 시약 슬러리의 이송률이 대략 10 gpm이면, 희석 액의 이송률은 대략 25 gpm이고; 시약 슬러리의 이송률이 대략 50 gpm이면, 희석 액의 이송률은 대략 60 gpm이며; 시약 슬러리의 이송률이 대략 18 gpm이면, 희석 액의 이송률은 대략 28 gpm이며; 시약 슬러리의 이송률이 대략 22 gpm이면, 희석 액의 이송률은 대략 19 gpm이며; 시약 슬러리의 이송률이 대략 19 gpm이면, 희석 액의 이송률은 대략 25 gpm이며; 시약 슬러리의 이송률이 대략 17 gpm이면, 물의 이송률은 대략 24 gpm으로서 이송될 수 있기 때문이다.
상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 이송률은 도 2에 도시된 바와 같은 콘트롤러(200)에 의해서 제어될 수 있으며, 이는 하나 혹은 그 이상의 밸브(210)들과 통신한다. 콘트롤러(200)는 사전에 프로그램되어 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 이송률을 제어할 수 있다. 다르게는, 작업자 명령(220)이 이송률을 변경시키거나 설정할 수 있으며, 이는 콘트롤러(200)에 작업지시하여 이루어진다. 예를 들면, 콘트롤러(200)는 상기 밸브(210)들의 하나 또는 2개를 선택적으로 닫거나 개방시킴으로써, 상기 분무기 시스템(160)으로 보다 많게 또는 적게 시약 슬러리(163a) 및/또는 희석 액(164a)을 제공할 수 있다. 단지 도 2에만 도시되어 있지만, 상기 콘트롤러(200), 밸브(210)들 및 작업자 명령(220)들은 여기에서 설명되는 임의의 실시 예 또는 모든 실시 예들에서 채용될 수 있을 것이다.
상기 이송 영역(165)은 분무기 시스템(160) 내에 위치되어 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 상호 작용에 의해서 생성된 스케일 축적을 감소시키게 된다. 상기 이송영역(165)은 분무 디스크(162)에 근접하여 위치되어 분무기 시스템(160) 내에서 형성하는 스케일 퇴적물의 형성을 감소시킨다.
일반적으로 알려진 바와 같이, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)이 상호 작용할 때, 스케일 퇴적물이 생성한다. 스케일 퇴적물의 형성은 분무기 시스템(160)의 작동을 방해하고, 보수 유지 및 소제를 위하여 주기적인 분무기 시스템의 작동 중지를 필요로 한다. 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)이 상기 분무기 시스템(160) 내에서 가능한 한 오랫동안 개별적으로 보수 유지되면, 스케일 형성이 감소된다는 것이 발견되었다.
상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)을 분리시키는 한 가지 방법은 상기 분무 디스크(162)에 근접하여 위치된 이송 영역(165)으로 상기 시약 슬러리와 희석 액 모두의 이송을 각각 독립적으로 제어하는 것이며, 후속적으로 상기 시약 슬러리와 희석 액을 분무화하여 분무 시약(132)을 형성하게 된다.
특정 실시 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이송 영역(165)은 상기 분무 디스크(162) 표면의 상부 및 근접 위치에 배치된 고정식 장치이다. 상기 이송 영역(165)은 홈, 채널 또는 다수의 오리피스를 갖는 고정 판일 수 있으며, 상기 분무 디스크(162)의 표면에 근접한 것이다. 이와 같은 실시 예에서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 제1 공급라인(163)과 제2 공급라인(164)을 통해서 각각 상기 이송 영역(165)으로 개별적으로 이송된다. 상기 이송 영역(165)으로 일단 이송되면, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 상호 작용하고, 분무 액체(170)로서 상기 분무 디스크(162)로 분배되며, 여기서 분무화되어 분무 시약(132)을 형성한다.
다른 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이송 영역(165)은 분무기 시스템(160)의 용액 분배기(167)에 구비된 내측 챔버(166)이다. 상기 용액 분배기(167)는 분무 디스크(162)의 상부 및 근접 배치된 위치에서, 상기 지지대 부재(161)에 결합된다. 일 실시 예에서, 상기 용액 분배기(167)는 고정식 하우징(161b)에 일체형으로 고정 결합된다. 상기 분무기 시스템(160)은 상기에서 설명된 특정 장치에 제한되지 않는데, 그 이유는 상기 용액 분배기(167)는 상기 지지대 부재(161)에 회전식으로 결합될 수 있기 때문이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공급라인(163)은 시약 슬러리(163a)를 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로 이송한다. 상기 희석 액(164a)은 별개 및 독립적으로 제2 공급라인(164)을 통해서 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로 이송된다. 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)는 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166) 내에서 상호 작용하고, 분무 디스크(162) 측으로 분배되어 분무화된다.
일 실시 예에서, 용액 분배기(167)는 개구부(168)를 갖는다. 상기 개구부(168)는 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로부터 용액 분배기의 외측부(169)로 연장한다. 상기 개구부(168)는 상기 분무 디스크(162)에 근접하여 공유하는 위치에 배치된다. 도 3은 상기 개구부(168)가 지지대 부재(161)의 우측에 위치된 것을 도시하고 있지만, 상기 분무기 시스템(160)은 이에 제한되는 것이 아니며, 그 이유는 상기 개구부(168)가 상기 용액 분배기의 외측부(169) 상의 임의의 지점에서 분무 디스크(162)에 근접하여 공유하는 위치에 배치될 수 있기 때문이다.
도 3에서, 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)에 제공되며, 여기에서 서로 접촉하고 상호 작용하여 분무 용액(170)을 형성한다. 상기 분무 용액(170)은 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로부터 분무 디스크(162)로 향해 개구부(168)를 통한 흐름으로써 나가게 된다. 상기 분무 용액(170)은 분무 디스크(162)에 의해서 분무화되고, 분무 시약(132)을 형성한다.
다른 실시 예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용액 분배기(167)는 제1 개구부(168) 및 제2 개구부(168')를 갖는다. 상기 각각의 제1 및 제2 개구부(168,168')들은 상기 내측 챔버(166)로부터 용액 분배기(167)의 외측부(169)로 연장한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개구부는 제1 공급라인(163)의 반대편에 위치되어 있지만, 상기 제2 개구부(168')는 제2 공급라인(164)의 반대편에 위치되어 있다. 상기 제1 및 제2 개구부(168,168') 모두는 분무 디스크(162)에 근접하는 공유 위치에 배치된다.
도 4A는 도 4의 간략화된 블록 다이어그램이다. 도 4A에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)는 제1 개구부(168)와 제2 개구부(168') 사이에 배치된 배리어(172)를 포함할 수 있다. 상기 배리어(172)는 상기 용액 분배기의 내측 챔버(166)로 이송되어 온 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a) 간의 상호 작용을 격리시킨다.
일 실시 예에서, 상기 배리어(172)는 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a) 간의 상호 작용시, 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166) 내에서 형성하는 스케일 배리어일 수 있다. 상기 스케일 배리어(172)는 상기 희석 액(164a)으로부터 시약 슬러리(163a)를 격리시켜서 많은 량의 분무 용액이 용액 분배기(167)의 외측부(169) 너머에서 형성하도록 한다. 도 4 및 도 4A에는 단지 2개의 개구부(168,168')들만이 도시되어 있지만, 상기 용액 분배기는 이에 한정되는 것이 아니며, 2개 이상의 개구부들이 존재할 수도 있다.
상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 이송률 제어는 상기 스케일 배리어(172)의 형성을 초래할 수 있다. 상기 이송률 제어는 스케일 배리어(172)로 하여금 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166) 내에, 분무기 시스템(160) 또는 연도가스 흐름 처리 시스템(100)의 가동 중단을 필요로 하는, 큰 스케일 퇴적물의 형성을 방지할 수 있도록 한다.
상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166) 내에서 스케일 배리어(172)의 형성 후에, 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로 이송된 시약 슬러리(163a)는 제1 개구부(168)를 통하여 나가서 상기 희석 액(164a)과 반응하지 않으면서 분무 디스크(162) 측으로 흐름을 형성한다. 이와 유사하게, 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로 이송된 희석 액(164a)은 제2 개구부(168')를 통하여 나가서 상기 시약 슬러리(163a)와는 반응하지 않으면서 분무 디스크(162) 측으로 흐름을 형성한다. 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)은 분무 디스크(162)에서 상호작용하여 분무 용액(170)을 형성하며, 이는 분무화되어 분무 시약(132)을 형성한다.
다른 실시 예에서, 상기 배리어(172)는 분무기 시스템(160)의 설치 또는 개조(retrofit) 도중에 상기 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166) 내에 위치되는 제작 배리어이다. 이와 같은 제작 배리어는 상기 스케일 배리어와 동일한 방식으로 기능하여 상기 시약 슬러리(163a)를 희석 액(164a)으로부터 격리시키고, 상기 시약 슬러리가 용액 분배기(167)의 내측 챔버(166)로 유입되도록 하여 제1 개구부(168)를 통하여 나가도록 하며, 상기 희석 액은 내측 챔버로 유입하여 제2 개구부(168')를 통하여 나가도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에서, 상기 제1 개구부(168)와 제2 개구부(168')들은 서로에 대해서 동심(concentrically)으로 위치된다. 동심원 방식으로 배치된 제1 개구부(168)와 제2 개구부(168')들의 위치는 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)들이 분무 디스크(162)에 별개로 이송되도록 하고, 분무화되어 분무 시약(132)을 형성하도록 한다.
상기 제1 개구부(168)와 제2 개구부(168')들의 위치는 분무기 시스템(160)으로 하여금 상기 시약 슬러리(163a)와 희석 액(164a)의 동일하지 않은 이송률에도 불구하고, 중단없이 작동하도록 하여준다. 예를 들면, 상기 제1 개구부(168)와 제2 개구부(168')들의 위치는 분무 디스크(162)로 하여금 불균형, 즉 진동이 아주 작은 또는 전혀 없는 상태로 회전되도록 한다.
상기 분무기 시스템(160)으로 향한 희석 액(164a)과 시약 슬러리(163a)의 별개의 이송은 보수 유지 및 소제를 위하여 상기 분무기 시스템을 가동중단시킬 필요성을 감소시키고, 그에 따라서 분무기 시스템 및 연도가스 흐름 처리 시스템(100)의 연속적인 작동을 용이하게 한다. 부가적으로, 상기 희석 액(164a)과 시약 슬러리(163a)의 이송률 제어는 분무기 시스템(160)으로 하여금 혼란, 예를 들면 분무 디스크(162)의 진동 등이 아주 작거나 또는 없는 상태로 동작되도록 하여준다.
이하의 실험 예는 본 발명에 따라서, 연도가스 흐름 처리 시스템 내에서 활용되는 분무기 시스템의 일 실시 예를 도시한다.
실험 예 1
본 발명의 일 실시 예에 따른 분무기 시스템을 분석하기 위하여, 스프레이식 건조 흡수기가 분무기 시스템에 장착되었으며, 이는 2가닥의 공급라인들이 결합된 용액 분배기를 구비한 것이었다. 제1 공급라인은 수산화칼슘 및 물을 함유하는 시약 슬러리를 이송하였고, 제2 공급라인은 연도가스 처리 시스템의 냉각탑으로부터 얻어진 폐수를 함유한 희석 액을 이송하였다. 상기 용액 분배기는 적어도 2개의 개구부들을 갖는 것이었고, 상기 개구부 중의 하나는 제1 공급라인의 반대측에 위치되었고, 상기 개구부 중의 두 번째 것은 제2 공급라인의 반대측에 위치되었다.
상기 시약 슬러리와 희석 액이 용액 분배기 측으로 이송되었고, 상호 작용하여 상기 용액 분배기 내에서 스케일 배리어를 형성하여 상기 용액 분배기로 유입한 모든 추가적인 시약 슬러리와 희석 액들은 서로 별개로 유지되었다. 상기 시약 슬러리는 제1 공급라인의 반대편에 위치한 개구부를 통하여 용액 분배기를 나갔고, 상기 희석 액은 제2 공급라인의 반대편에 위치한 개구부를 통하여 용액 분배기를 나갔다. 상기 용액 분배기를 나간 후, 상기 시약 슬러리와 희석 액은 상호 작용하였고, 분무 디스크에 의해서 분무화되어 분무 시약을 형성하였다.
6회의 개별적인 실험이 실행되어 작동 중단이 발생하는지의 여부와, 분무기 시스템의 소제 및 보수 유지 사이의 시간 주기가 지연될 수 있는지의 여부를 결정하였다.
각각의 6회 실험 중에서, 상기 시약 슬러리와 희석 액의 이송률은 동일하지 않은 것이었다. 첫 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 분당 18.93 갤론(gpm) 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 28.17 gpm 이었다. 두 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 22.4 gpm 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 19 gpm 이었다. 세 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 19 gpm 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 25 gpm 이었다. 네 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 17.85 gpm 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 24.67 gpm 이었다. 다섯 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 13.17 gpm 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 22.39 gpm 이었다. 여섯 번째 실험에서, 상기 시약 슬러리의 이송률은 12.21 gpm 이었고, 상기 희석 액의 이송률은 28.43 gpm 이었다. 이와 같은 실험들은 대략 6주 기간에 걸쳐서 실행되었다.
표 1은 다른 이송률과 분무 디스크의 진동 결과를 도시한다. 실험 사이 또는 제6회 및 최종실험 후의 분무기 시스템의 소제 및 보수유지는 불필요하였다. 챠트 1은 밸브 개구(밸브가 개방되는 퍼센트)와, 상기 희석 액 및 시약 슬러리의 이송률 간의 상관 관계를 도시한다.
실험 1 실험 1 실험 3 실험 4 실험 5 실험 6
진동(mil) 0.05 0.1 0 0.03 0.23 0.08
희석 액
(gpm)		 28.17 19 25 24.67 22.39 28.43
시약 슬러리(gpm) 18.93 22.4 19 17.85 13.17 12.21
희석 액 밸브(%) 15.3 12 13.76 13.68 12.9 15.41
시약 슬러리 밸브(%) 59.75 71 59.65 58.3 51.06 45.51
챠트 1
Figure pct00001
본 발명은 상기에서 다양한 예시적인 실시 예에 관련하여 설명되었지만, 당업자들은 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 그 요소들에 대한 균등물이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 대체될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한 많은 변경구조들이 본 발명의 개시 내용에 대해 특정한 상황 또는 재료를 채택하여 그 필수적인 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이를 구현하기 위한 최상의 모드로서 기재된 특정 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 권리범위 내에 포함되는 모든 실시 예들을 포함하는 것이다.

Claims (22)

  1. 스프레이식 건조 흡수기에서 사용되기 위하여,
    지지대 부재;
    상기 지지대 부재에 회전가능하게 결합되는 분무 디스크;
    시약 슬러리를 이송 영역으로 이송시키기 위한 제1 공급라인; 및
    희석 액을 상기 이송 영역으로 이송시키기 위한 제2 공급라인;을 포함하고,
    상기 이송 영역은 내부에서 상기 시약 슬러리 및 상기 희석 액의 상호 작용에 의해서 생성되는 스케일 축적을 감소시키도록 위치된 분무기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송 영역은 상기 분무 디스크의 상부에 배치된 고정식 판임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분무 디스크의 상부 위치에서 상기 지지대 부재에 고정식으로 결합된 용액 분배기를 추가 포함하고, 상기 용액 분배기는 내측 챔버와 적어도 하나의 개구부를 가지며, 상기 이송 영역은 상기 내측 챔버의 내부에 배치되고, 상기 개구부는 상기 내측 챔버로부터 용액 분배기의 외측부로 연장하고, 상기 개구부는 분무 디스크에 근접하여 위치된 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구부는 용액 분배기 내의 제1 개구부및 제2 개구부를 포함하고, 각각의 제1 및 제2 개구부들은 상기 내측 챔버로부터 용액 분배기의 외측부로 연장하고, 상기 제1 개구부 및 제2 개구부는 분무 디스크에 근접하여 위치된 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 개구부는 제2 개구부에 대해 동심(concentric)으로 위치된 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 용액 분배기 내의 제1 개구부는 제1 공급라인의 반대측에 위치되고, 상기 용액 분배기 내의 제2 개구부는 제2 공급라인의 반대측에 위치된 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시약 슬러리는 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 희석 액과 접촉하여 내측 챔버 내에 스케일 배리어를 형성하고, 상기 스케일 배리어는 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리와 희석 액의 추가적인 상호작용을 격리시키는 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에 위치된 제작 배리어를 추가 포함하고, 상기 제작 배리어는 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리와 희석 액의 상호작용을 격리시키는 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 콘트롤러 및 적어도 하나의 밸브를 추가 포함하고, 상기 콘트롤러는 상기 이송 영역으로 향한 시약 슬러리와 희석 액의 이송률을 제어하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 시약 슬러리는 수산화칼슘을 포함하는 것임을 특징으로 하는 분무기 시스템.
  11. 분무기 시스템을 연도가스 처리 시스템에 제공하고, 상기 분무기 시스템은 지지대 부재, 이송 영역, 분무 디스크, 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 포함하는 단계;
    시약 슬러리를 상기 분무기 시스템으로 이송시키며, 상기 시약 슬러리는 상기 제1 공급라인을 통해서 상기 이송 영역으로 이송되도록 하는 단계;
    희석 액을 상기 분무기 시스템으로 이송시키고, 상기 희석 액은 상기 제2 공급라인을 통해서 상기 이송 영역으로 이송되도록 하는 단계; 및
    상기 분무기 시스템 내의 이송영역이 상기 시약 슬러리 및 상기 희석 액의 상호 작용에 의해서 생성되는 스케일 축적을 감소시키도록 위치시키는 단계;를 포함하는 분무기 시스템 내에서 스케일 축적을 감소시키는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 시약 슬러리와 희석 액은 상기 분무기 시스템에 서로 다른 이송률로서 이송되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 시약 슬러리와 희석 액은 상기 분무기 시스템에 서로 동일한 이송률로서 이송되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 분무 디스크의 상부 위치에서 상기 분무기 시스템에 용액 분배기를 고정식으로 결합시키는 단계를 추가 포함하고, 상기 용액 분배기는 내측 챔버를 구비하며, 상기 내측 챔버로부터 상기 용액 분배기의 외측부로 연장하며, 상기 분무 디스크에 근접하여 위치된 적어도 하나의 개구부를 구비한 것임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 용액 분배기의 내측 챔버에 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 제공하는 단계;
    상기 용액 분배기의 내측 챔버에 제1 공급라인을 통하여 시약 슬러리를 이송하는 단계; 그리고
    상기 용액 분배기의 내측 챔버에 제2 공급라인을 통하여 희석 액을 이송하는 단계;를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리와 희석 액을 서로 혼합하여 분무 용액을 형성하는 단계; 그리고
    상기 분무 용액을 용액 분배기의 적어도 하나의 개구부를 통하여 분무 디스크에 이송시키는 단계;를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구부는 제1 및 제2 개구부를 포함하고, 상기 방법은: 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리를 희석 액과 혼합시키는 단계; 그리고
    상기 내측 챔버 내에 스케일 배리어를 형성하며, 상기 스케일 배리어는 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리와 희석 액의 추가적인 상호작용을 격리시키는 단계;를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 용액 분배기 내의 제1 개구부는 제1 공급라인의 반대측에 위치되고, 상기 용액 분배기 내의 제2 개구부는 제2 공급라인의 반대측에 위치된 것임을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 용액 분배기의 내측 챔버로 상기 시약 슬러리와 희석 액을 이송시키되, 상기 시약 슬러리와 희석 액이 상기 스케일 배리어에 의해서 별개로 유지되도록 하는 단계;
    상기 시약 슬러리를 제1 개구부를 통해서 분무 디스크로 흐르도록 하는 단계; 그리고
    상기 희석 액을 제2 개구부를 통해서 분무 디스크로 흐르도록 하는 단계;를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 시약 슬러리와 희석 액을 상기 분무 디스크 내에서 서로 혼합시키는 단계를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  21. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개방구는 제1 및 제2 개방구를 포함하고, 상기 방법은: 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에 제작 배리어를 위치시키며, 상기 제작 배리어는 상기 용액 분배기의 내측 챔버 내에서 상기 시약 슬러리와 희석 액의 상호작용을 격리시키는 단계;를 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  22. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개방구는 제1 및 제2 개방구를 포함하고, 상기 제1 개방구는 제2 개방구에 대해 동심으로 배치된 것임을 특징으로 하는 방법.
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