KR20120033090A - Appratus for refining sinter flue gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2단 활성탄 흡착탑에서 SOx의 제거효율을 향상시킬 수 있는 흡착탑에 대한 것이다.The present invention relates to an adsorption tower that can improve the removal efficiency of SOx in a two-stage activated carbon adsorption tower.
소결공정은 철광석을 쇳물로 만들기 위한 공정인 제선공정에서 가장 첫 번째로 거치는 공정으로 철광석 내의 불순물을 제거하여 품질을 고르게 하고 철광석 가루들을 일정한 크기로 만들기 위한 공정이다. The sintering process is the first process in the iron making process, which is the process for making iron ore, and removes impurities in iron ore to equalize the quality and make iron ore powders to a certain size.
소결 공정은 주원료인 미립의 철광석에 부원료인 석회석, 사문암, 규사 등과 연료로서 코크스 또는 유연탄, 무연탄을 일정비율로 사용하여 제조한다. The sintering process is manufactured by using coke, bituminous coal, anthracite coal as a fuel in fine iron ore as a main raw material, and limestone, serpentine and silica sand as a raw material.
본 발명의 목적은 2단 활성탄 흡착탑에서 SOx의 제거효율을 향상시킬 수 있는 흡착탑을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an adsorption tower that can improve the removal efficiency of SOx in a two-stage activated carbon adsorption tower.
본 발명의 일측면에 따른 소결배가스 정제장치는 하부에 배가스 취입구가 형성되고 내부에 활성탄이 채워진 SOx베드; 상기 SOx베드의 위에 위치하며, 내부에 활성탄이 채워지고 하부에 상기 SOx베드로부터 배가스가 취입되고 상부에 배가스 배출구가 형성된 NOx베드; 상기 SOx베드의 상부와 상기 NOx베드의 상부 각각에 형성된 활성탄 투입구; 상기 SOx베드의 하부와 상기 NOx베드의 하부 각각에 형성된 활성탄 배출구; 및 상기 활성탄 주입구에 활성탄을 공급하는 활성탄 저장탱크를 포함할 수 있다.Sintered flue gas purification apparatus according to an aspect of the present invention is the exhaust gas inlet is formed in the lower SOx bed filled with activated carbon therein; Located on the SOx bed, NOx bed filled with activated carbon therein, the exhaust gas is blown from the SOx bed at the bottom and the exhaust gas outlet is formed on the top; An activated carbon inlet formed in each of an upper portion of the SOx bed and an upper portion of the NOx bed; An activated carbon outlet formed in each of the lower part of the SOx bed and the lower part of the NOx bed; And it may include an activated carbon storage tank for supplying activated carbon to the activated carbon inlet.
상기 SOx베드의 상부에 배치되어 SOx 농도를 측정하는 센서; 및 상기 센서로부터 SOx 농도 데이터를 전송받아 상기 SOx베드에 상기 활성탄 투입구를 통해 공급되는 활성탄의 양 및 상기 활성탄 배출구를 통해 배출되는 활성탄의 양을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A sensor disposed on the SOx bed to measure SOx concentration; And receiving a SOx concentration data from the sensor, and controlling the amount of activated carbon supplied through the activated carbon inlet to the SOx bed and the amount of activated carbon discharged through the activated carbon outlet.
상기 SOx베드의 하부에서 탈황제를 주입하는 분사장치를 더 포함할 수 있다. It may further include an injector for injecting a desulfurization agent in the lower portion of the SOx bed.
상기 탈황제는 Al2O3-Na2O, Mn2O3 및 암모니아 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The desulfurization agent may include at least one of Al 2 O 3 -Na 2 O, Mn 2 O 3, and ammonia.
상기 SOx베드의 상부에 SOx 농도를 측정하는 센서; 및 상기 센서로부터 SOx 농도 데이터를 전송받아 상기 분사장치에서 SOx베드에 주입되는 탈황제의 양을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.A sensor for measuring SOx concentration on top of the SOx bed; And receiving the SOx concentration data from the sensor may further include a control unit for controlling the amount of the desulfurization agent injected into the SOx bed in the injector.
상기 SOx베드의 활성탄 배출구는 상기 활성탄 저장탱크와 연결되고, 상기 SOx베드의 활성탄 배출구와 상기 활성탄 저장탱크 사이에 개재되고, 활성탄의 직경보다 작고 상기 탈황제와 SOx가 반응한 반응물은 통과할 수 있는 개구부가 형성된 메쉬를 더 포함할 수 있다.The activated carbon outlet of the SOx bed is connected to the activated carbon storage tank and is interposed between the activated carbon outlet of the SOx bed and the activated carbon storage tank, the opening being smaller than the diameter of the activated carbon and reacted with the desulfurization agent and SOx to pass through. It may further comprise a mesh formed.
상기 각각의 활성탄 배출구는 상기 활성탄 저장탱크와 연결되고, 상기 활성탄 저장탱크는 상기 활성탄 배출구로부터 수집된 활성탄을 재생하는 기능을 구비할 수있다.Each activated carbon outlet may be connected to the activated carbon storage tank, and the activated carbon storage tank may have a function of regenerating activated carbon collected from the activated carbon outlet.
본 발명의 소결배가스 정제장치는 NOx 베드와 SOx 베드의 활성탄의 순황속도를 각 물질의 농도에 따라 다르게 할 수 있으므로 불필요한 활성탄의 낭비를 막을 수 있으며, SOx베드에서 미처 제거되지 못한 SOx가 NOx 베드에서 암모니아와 반응하여 황산암모늄을 생성함으로써 나타나는 막힘현상을 줄일 수 있다. The sintered flue gas purification apparatus of the present invention can prevent the waste of activated carbon because the net sulfur speed of the activated carbon of the NOx bed and the SOx bed can be changed according to the concentration of each material, and SOx is not removed from the SOx bed in the NOx bed. Reaction with ammonia to form ammonium sulfate can reduce clogging.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결배가스 정제장치를 나타낸 개념도.1 is a conceptual diagram showing a sintered flue gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결배가스 정제장치를 나타낸 개념도로서, SOx베드(10), NOx베드(20), 배가스 주입구(11), 배가스 배출구(21), 활성탄 투입구(13,23), 활성탄 배출구(15,25), 분사장치(17,27), 센서(19), 활성탄 저장탱크(30), 활성탄 분배장치(33,35) 및 메쉬(37)가 도시되어 있다. 1 is a conceptual view showing a sintered flue gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention,
SOx베드(10)는 활성탄이 채워져 있으며, 전체 소결배가스 정제장치의 하단에 위치하여 소결배가스가 주입되는 배가스 주입구(11)를 포함하고, 주입된 소결배가스는 가벼우므로 상부로 이동한다.The
NOx베드(20)는 활성탄이 채워져 있으며, SOx베드(10)의 상부에 위치하여 SOx베드(10)를 통과한 소결배가스가 유입되며 내부의 활성탄을 통과하며 NOx가 제거된 소결배가스가 배가스 배출구(21)로 빠져나간다. The
활성탄 저장탱크(30)는 활성탄을 저장해두고 SOx베드(10) 및 NOx베드(20)에 활성탄을 공급한다. 한편, 활성탄 저장탱크(30)는 사용 후 오염된 활성탄을 회수해서 재생하여 다시 사용할 수 있도록 활성탄 저장탱크(30)는 재생 장치를 구비할 수 있다.The activated
분사장치(27)는 소결배가스가 NOx베드(20)에 주입되기 전에 소결배가스에 암모니아를 분사하여 소결배가스와 함께 NOx베드(22)로 유입되도록 하며, 균일하게 배가스 전체적으로 섞이도록 스프레이 방식으로 분사하는 것이 바람직하다.The
이하에서는 각 베드에서 소결배가스 내의 SOx 및 NOx를 제거하기 위해 진행되는 화학 반응에 대해 살펴보도록 한다.Hereinafter, the chemical reaction proceeds to remove SOx and NOx in the sintered flue gas in each bed.
SOx 베드(10)에서는 활성탄의 표면에 SO2를 흡착시킴으로써 SO2를 제거하고, NOx 베드(20)에서는 활성탄을 촉매로 하여 암모니아와 NO를 반응시켜 물과 질소로 전환시킴으로서 소결배가스 내의 NO를 제거한다. In
SOx 베드(10)와 NOx 베드(20)의 제거 반응은 다음과 같다.The removal reaction of the
SOx 베드 : SO2 + H2O + 1/2O2 → H2SO4 (황산 형태의 흡착에 의한 제거) … 식(1)SOx bed: SO 2 + H 2 O + 1 / 2O 2 → H 2 SO 4 (removed by adsorption in the form of sulfuric acid). Formula (1)
NOx 베드 : 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (활성탄 촉매상에서 환원 제거)…식(2)NOx bed: 4NO + 4NH 3 + O 2- > 4N 2 + 6H 2 O (reduced removal on activated carbon catalyst). Equation (2)
이때 분사되는 암모니아는 상기 식(2)에서 보듯이 소결배가스에 포함된 NO와 1:1의 당량비를 유지해야 NO를 효율적으로 제거할 수 있다. 즉, NOx베드(20)에 취입되는 소결배가스에 포함된 NO과 반응하기에 충분한 암모니아 양을 계산하여 분사한다.At this time, the injected ammonia must be maintained at an equivalent ratio of 1: 1 with NO contained in the sintered flue gas as shown in Equation (2) to efficiently remove NO. That is, the amount of ammonia sufficient to react with NO contained in the sintered flue gas blown into the
다만, SOx 베드(10)는 시간이 지남에 따라 활성탄의 표면에 SO2가 흡착되어 효율이 저하되면 SOx 베드(10)에서 다 제거되지 못하고 NOx베드(20)로 이동하게 된다.However, when the
이때 SO2는 암모니아와 반응하여 황산암모늄을 형성하는바, NO의 제거에 이용되어야할 암모니아가 소모되어 NO의 제거 효율이 저하되고, 암모니아와 반응하여 형성된 황산암모늄은 활성탄 촉매의 표면을 피독시키게 되어 NOx 베드(20)의 효율이 저하되는 문제가 발생하며, 암모니아와 SOx이 반응하여 생성된 황산암모늄으로 인해 NOx베드(20)의 하부에 막힘 현상이 발생한다.At this time, SO 2 reacts with ammonia to form ammonium sulfate. As ammonia to be used for NO removal is consumed, NO removal efficiency is reduced, and ammonium sulfate formed by reaction with ammonia poisons the surface of the activated carbon catalyst. A problem occurs that the efficiency of the
또한, SOx베드(10)와 NOx베드(20)의 활성탄은 SOx와 NOx의 농도에 따라 그 오염정도가 차이가 나는데 기존의 활성탑은 NOx베드(20) 상단에서 활성탄을 투입하면 그 활성탄은 하부 SOx베드(10)까지 지난 후에 배출된다.In addition, the activated carbon of
SOx베드(10)의 오염도가 일반적으로 NOx베드(20)보다 크므로 이러한 구조에서는 NOx베드(20)에 이용되는 활성탄은 교체할 필요가 없더라도 SOx베드(10)의 효율을 위해 교체해야하며, 이는 활성탄의 낭비가 될 수 있다. Since the pollution degree of the
따라서 본 발명은 SOx베드(10)와 NOx베드(20)에 각각 활성탄 저장탱크(30)로 부터 활성탄을 공급하여, 독립적으로 활성탄을 순환 시킴으로써, 불필요하게 순환시켜야 하는 활성탄의 양을 최소화 하였다.Therefore, the present invention supplies activated carbon from the activated
도 1을 참조하면, SOx베드(10)와 NOx베드(20)의 상부에 각각 활성탄을 주입하는 활성탄주입구(13,23)가 있고, 각각 하부에 활성탄 배출구(15,25)를 구비하고 있다. 이렇게 활성탄의 공급을 각 베드(10,20)에 개별적으로 공급하는 방식을 도입하면 SOx베드(10)에서 SOx가 효율적으로 제거시에는 NOx베드(20)에는 SOx가 유입되지 않아 활성탄의 교환 주기가 길어지게 되어 활성탄 순환속도를 매우 늦춰도 문제되지 않는다.Referring to FIG. 1, activated
이때, SOx베드(10)의 상부에 SOx의 농도를 측정하는 센서(19)를 추가하면, 제어부(미도시)는 센싱한 SOx농도를 통해 SOx베드(10)의 SOx제거 효율을 모니터링 할 수 있다. 즉, SOx가 많이 검출되면 제어부(미도시)는 활성탄 분배장치(33,35)를 제어하여 SOx베드(10)의 활성탄 순환속도를 높여 NOx베드(20)로 SOx의 유입을 최소화 할 수 있다.In this case, when the
분사장치(17)은 상기 SOx베드의 하부에서 탈황제를 주입하는 분사장치로서, NOx베드(20)의 분사장치(27)와 같이 스프레이 타입이 바람직하며, 탈황제는 Al2O3-Na2O, Mn2O3 및 암모니아 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 탈황제는 Al2O3에 10wt%의Na2O와 10wt%의 Mn2O3를 담지하여 제조할 수 있다. The
이처럼 SOx베드(10) 하단에서 탈황제를 이용해 미리 SOx를 효과적으로 제거할 수 있으며, 탈황제와 반응하여 생성된 황산화물이 활성탄의 표면에 피독되더라도, 바로 배출되어 활성탄 저장탱크(30)로 이동되므로 막힘현상은 NOx베드(20)에서 황산화물이 생겼을 때에 비해 문제되지 않는다.Thus, SOx can be effectively removed in advance by using a desulfurization agent at the bottom of the
센서(19)에서 SOx의 농도데이터를 전송받은 제어부(미도시)는 SOx농도가 높게 검출되면 탈황제의 분사량을 증가시키도록 분사장치(17)를 제어하여, SOx의 제거 효율여 SOx가 NOx베드(20)로 투입되는 것을 억제할 수 있다.The control unit (not shown) receiving the concentration data of SOx from the
메쉬(37)는 SOx베드(10)의 활성탄 배출구(15)와 상기 활성탄 저장탱크(30) 사이에 개재되고, 활성탄의 직경보다 작고 상기 탈황제와 SOx가 반응한 반응물은 통과할 수 있는 개구부가 형성된 부재로서, 탈황제와 SOx가 반응한 반응물과 활성탄을 분리하여 활성탄만 활성탄 저장탱크로 이동시킨다. 메쉬(37)를 이용하면 활성탄의 재생 효율 향상에 도움이 된다. The
이상 SOx베드(10)와 NOx베드(20)의 활성탄을 개별적으로 순환시키는 구조를 통해 활성탄을 효율적으로 이용할 수 있고, SOx베드(10) 하단에서 탈황제를 주입하여 SOx의 제거 성능을 향상시킬 수 있는 소결배가스 정제장치에 대해 살펴보았다.Through the structure of circulating the activated carbon of
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.
10: SOx베드 20: NOx베드
11: 배가스 주입구 21: 배가스 배출구
13, 23: 활성탄 투입구 15, 25: 활성탄 배출구
17, 27: 분사장치 19: 센서
30: 활성탄 저장탱크 35: 활성탄 분배장치
37: 메쉬10: SOx Bed 20: NOx Bed
11: flue gas inlet 21: flue gas outlet
13, 23: activated
17, 27: injector 19: sensor
30: activated carbon storage tank 35: activated carbon distribution device
37: mesh
Claims (7)
상기 SOx베드의 위에 위치하며, 내부에 활성탄이 채워지고 하부에 상기 SOx베드로부터 배가스가 취입되고 상부에 배가스 배출구가 형성된 NOx베드;
상기 SOx베드의 상부와 상기 NOx베드의 상부 각각에 형성된 활성탄 투입구;
상기 SOx베드의 하부와 상기 NOx베드의 하부 각각에 형성된 활성탄 배출구; 및
상기 활성탄 주입구에 활성탄을 공급하는 활성탄 저장탱크를 포함하는 소결배가스 정제장치.An SOx bed having an exhaust gas inlet formed therein and filled with activated carbon therein;
Located on the SOx bed, NOx bed filled with activated carbon therein, the exhaust gas is blown from the SOx bed at the bottom and the exhaust gas outlet is formed on the top;
An activated carbon inlet formed in each of an upper portion of the SOx bed and an upper portion of the NOx bed;
An activated carbon outlet formed in each of the lower part of the SOx bed and the lower part of the NOx bed; And
Sintered flue gas purification apparatus comprising an activated carbon storage tank for supplying activated carbon to the activated carbon inlet.
상기 SOx베드의 상부에 배치되어 SOx 농도를 측정하는 센서; 및
상기 센서로부터 SOx 농도 데이터를 전송받아 상기 SOx베드에 상기 활성탄 투입구를 통해 공급되는 활성탄의 양 및 상기 활성탄 배출구를 통해 배출되는 활성탄의 양을 조절하는 제어부를 더 포함하는 소결배가스 정제장치.The method of claim 1,
A sensor disposed on the SOx bed to measure SOx concentration; And
And a control unit for receiving the SOx concentration data from the sensor and controlling the amount of activated carbon supplied to the SOx bed through the activated carbon inlet and the amount of activated carbon discharged through the activated carbon outlet.
상기 SOx베드의 하부에서 탈황제를 주입하는 분사장치를 더 포함하는 소결배가스 정제장치.The method of claim 1,
Sintered flue gas purification apparatus further comprises an injection device for injecting a desulfurization agent in the lower portion of the SOx bed.
상기 탈황제는 Al2O3-Na2O, Mn2O3 및 암모니아 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결배가스 정제장치.The method of claim 3,
The desulfurization agent sintered flue gas purification apparatus comprising at least one of Al 2 O 3 -Na 2 O, Mn 2 O 3 and ammonia.
상기 SOx베드의 상부에 SOx 농도를 측정하는 센서; 및
상기 센서로부터 SOx 농도 데이터를 전송받아 상기 분사장치에서 SOx베드에 주입되는 탈황제의 양을 조절하는 제어부를 더 포함하는 소결배가스 정제장치.The method of claim 3,
A sensor for measuring SOx concentration on top of the SOx bed; And
Receiving SOx concentration data from the sensor further comprises a control unit for controlling the amount of desulfurization agent injected into the SOx bed in the injector.
상기 SOx베드의 활성탄 배출구는
상기 활성탄 저장탱크와 연결되고,
상기 SOx베드의 활성탄 배출구와 상기 활성탄 저장탱크 사이에 개재되고, 활성탄의 직경보다 작고 상기 탈황제와 SOx가 반응한 반응물은 통과할 수 있는 개구부가 형성된 메쉬를 더 포함하는 소결배가스 정제장치The method of claim 3,
Activated carbon outlet of the SOx bed
Connected to the activated carbon storage tank,
The sintered flue gas purifier further includes a mesh interposed between the activated carbon outlet of the SOx bed and the activated carbon storage tank, the reaction product having a diameter smaller than the diameter of the activated carbon and reacted with the desulfurization agent and SOx is formed therethrough.
상기 각각의 활성탄 배출구는
상기 활성탄 저장탱크와 연결되고,
상기 활성탄 저장탱크는
상기 활성탄 배출구로부터 수집된 활성탄을 재생하는 것을 특징으로 하는 소결배가스 정제장치.The method of claim 1,
Each activated carbon outlet is
Connected to the activated carbon storage tank,
The activated carbon storage tank
Sintered flue gas purification apparatus, characterized in that for recycling the activated carbon collected from the activated carbon outlet.
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