KR20120117696A - 석탄 화력 발전소로부터의 수은 제어를 위한 분말 흡수제의 개선된 이용 - Google Patents

석탄 화력 발전소로부터의 수은 제어를 위한 분말 흡수제의 개선된 이용 Download PDF

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피터 마틴 말리
로버트 워렌 테일러
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Abstract

방법 및 관련 시스템(10)은 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선한다. 상기 방법은 적어도 1개의 ePTFE 층(76)을 제공하는 단계와, 적어도 일부 축적된 미립자 물질(100)을 유지하는 기하학적 구조(48)를 갖기 위해 적어도 1개의 ePTFE 층(76)을 구성하는 단계를 구비하는 여과 장치(12)를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 기하학적 구조(48)에 의한 여과 장치(12) 상의 축적을 위하여 제공하는 단계를 포함한다.

Description

석탄 화력 발전소로부터의 수은 제어를 위한 분말 흡수제의 개선된 이용{IMPROVED UTILIZATION OF POWDERED SORBENT FOR MERCURY CONTROL FROM COAL-FIRED POWER PLANTS}
본 발명은 공기 여과에 관한 것으로, 특히 개선된 비산회(fly ash) 및/또는 수은 배출 제어를 제공하는 공기 여과에 관한 것이다.
공기 여과기는 알려져 있고 석탄 화력 보일러와 같은 연소 장치와 관련된 여과 장치 내에서의 사용을 포함하는 다수의 다른 응용에 사용되고 있다. 공기 여과기는 비산회와 같은 미립자 물질을 연소 배기로부터 여과할 수 있다.
석탄과 같은 어떤 연소 연료가 수은을 포함하는 것은 알려져 있다. 연소 장치로부터 그리고 공기 여과기를 통해 진행되는 수은의 양을 제어하는 것이 바람직하다.
어떤 공지된 여과기는 공기 여과 동안 수은을 포획하는 충분한 능력을 갖는다. 또한, 수은을 포획해서 수은을 연소 배기로부터 제거하는 데 원조하기 위한 노력으로 활성탄과 같은 흡수제(sorbent)를 연소 배기 가스로 다른 재 제거 처리 전에 첨가하는 것이 알려져 있다.
연소 배기 가스로부터 제거되는 비산회는 어떤 가치를 갖는 상품인 것이 알려져 있다. 예를 들어, 비산회는 시멘트 제조 공정 내에 사용될 수 있다. 이와 같이, 연소 장치 운영(전기 발생 시설)은 추가 재원으로서 비산회를 종종 판매하고 있다. 그러나, 수은 제어를 위한 흡수제의 존재는 비산회의 가치에 영향을 미칠 수 있는 경향이 있다. 또한, 일반적으로 수은 배출을 개선하는 요구가 존재할 수 있다. 이와 같이 비산회를 산출하는 연소 생성물의 취급/처리 시의 개선 및/또는 관련 수은 제어의 요구가 존재한다.
하기의 것은 본 발명의 어떤 예시적 양상의 기본적 이해를 제공하기 위해 본 발명의 간략화된 요약을 제시한다. 이 요약은 본 발명의 광범위한 개요가 아니다. 더욱이, 이 요약은 본 발명의 중요한 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 서술하는 것으로 의도되지 않는다. 그 요약의 유일한 목적은 나중에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 본 발명의 어떤 개념을 제시하는 것이다.
일양상에 따르면, 본 발명은 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 적어도 1개의 ePTFE 층을 구비하는 여과 장치를 포함하고, 적어도 1개의 ePTFE 층은 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는 기하학적 구조를 갖도록 구성된다. 상기 시스템은 상기 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 기하학적 구조에 의한 여과 장치 상의 축적을 위하여 제공하는 장치를 포함한다.
다른 양상에 따르면, 본 발명은 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 적어도 1개의 ePTFE 층을 제공하는 단계와, 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는 기하학적 구조를 갖기 위해 적어도 1개의 ePTFE 층을 구성하는 단계를 구비하는 여과 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 기하학적 구조에 의한 여과 장치 상의 축적을 위하여 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이전 및 다른 양상은 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명을 판독할 시에 본 발명과 관련된 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 적어도 1개의 양상을 통합하는 예시적 여과 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 적어도 1개의 양상에 따른 기하학적 구조를 도시하는 도 1의 시스템의 예시적 필터 카트리지의 측면도를 예시한다.
도 3은 본 발명의 적어도 1개의 양상에 따른 도 2의 라인 3-3의 필터 카트리지의 확대된 단면도이고 필터 카트리지 상에 비산회 및/또는 활성탄의 축적을 도시한다.
도 4는 본 발명의 적어도 1개의 양상에 따른 도 3의 라인 4-4의 필터 카트리지의 확대된 단면도이고 필터 카트리지의 ePTFE 층 상에 비산회 및/또는 활성탄의 축적을 도시한다.
도 5는 도 4의 5로 지시된 원형 영역으로부터 필터 카트리지의 ePTFE 층의 일부의 확대도이다.
본 발명의 1개 이상의 양상을 통합하는 예시적 실시예가 설명되고 도면에 예시되어 있다. 이 예시된 예는 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 1개 이상의 양상은 다른 실시예 및 심지어 다른 종류의 장치에 사용될 수 있다. 더욱이, 어떤 용어는 편의를 위해서만 여기서 사용되고 본 발명을 한정하는 것으로 취해지지 않아야 한다. 또한, 도면에서, 동일 참조 번호는 동일 요소를 나타내기 위해 사용된다.
도 1은 연소 배기를 처리하고 특히 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 개선된 수은 제거를 제공하기 위한 시스템(10)을 개략적으로 도시한다. 소스로부터의 연소 배기는 미립자 물질을 포함한다. 그래서, 연소 그 자체 및 연소 배기 방향은 적어도 일부 미립자 물질을 제공하는 조정인 것으로 고려될 수 있다. 도시된 예는 미립자를 연소 배기로부터 여과하는 여과 장치(12)를 포함한다. 미립자는 비산회로 통산 지칭되는 재료를 포함한다. 전형적인 비산회 질량 평균 직경은 10-20 미크론과 비슷하다.
도시된 예 내에서, 여과 장치(12)는 백하우스(14)를 포함한다. 백하우스(14)는 둘러싸인 하우징(16)에 의해 정의될 수 있고 2개의 부분, 즉 오염 공기 플레넘(18) 및 청정 공기 플레넘(20)으로 분할될 수 있다. 오염 공기 플레넘(18) 및 청정 공기 플레넘(20)은 서로 유체 연통되어 위치되고 벽, 분할기 등인 튜브시트(22)에 의해 분리될 수 있다. 오염 공기 플레넘(18)은 오염 공기 입구 포트(26)와 유체 연통되어 흐름이 오염 공기 입구 포트(26)를 통해 백하우스(14)에 진입하게 한다. 따라서, 적어도, 오염 공기 입구 포트(26)는 적어도 일부 미립자 물질을 여과 장치(12)로 제공/도입하는 배치의 일부이다. 청정 공기 플레넘(20)은 청정 공기 출구 포트(28)와 유체 연통되어 여과된 공기가 청정 공기 출구 포트(28)를 통해 백하우스(14)를 나가게 한다.
오염 공기 플레넘(18) 및 청정 공기 플레넘(20)은 튜브시트(22)에 형성된 1개 이상의 원형 개구부를 통해 유체 연통되어 배치될 수 있다. 각 개구부는 필터 카트리지(30)를 수납해서 유지하기 위해 크기가 정해질 수 있다. 필터 카트리지(30) 중 2개는 필터 카트리지(30)가 튜브시트(22)로 삽입되는 것을 도시하기 위해 튜브시트(22)로부터 상승된다. 튜브시트(22)는 이 튜브시트를 통해 공기의 통과를 방지한다. 그 대신에, 공기는 오염 공기 플레넘(18)으로부터 필터 카트리지(30)를 통해 청정 공기 플레넘(20)으로 통과될 수 있다. 백하우스(14)가 변경될 수 있고 제공된 예는 본 발명을 한정하는 것으로 취해지지 않는 것이 인식되어야 한다. 특히, 필터 카트리지가 도시될지라도, 본 발명의 양상에 따른 다른 종류의 여과기가 사용될 수 있다. 또한, 6개의 필터 카트리지(30)만이 도시될지라도, 여과 장치(12)는 임의 수의(즉, 1개 이상의) 필터 카트리지(30)를 포함할 수 있다.
필터 카트리지(30)가 통상 연장되는 각 예는 실질적으로 수직 방식으로 서로 평행하게(예를 들어, 연장 축) 배치될 수 있다. 필터 카트리지(30)는 비산회를 가능한 한 포함하는 미립자 물질을 연소 배기로부터 제거하기 위해 공기를 여과할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 대표적인 예시적 필터 카트리지(30)는 본 발명의 일양상에 따른 여과 매체(40)를 포함한다. 도시된 예에서, 여과 매체(40)는 내부 코어(42) 주위에 배치되어 있다(도 3). 내부 코어(42)는 필터 카트리지(30) 내에 형성되는 연장된 중심 통로(44)를 정의한다. 그 연장은 중심축(46)을 따른다. 내부 코어(42)는 강철, 티탄 등과 같은 다수의 다른 재료로 제조될 수 있고, 어떤 지지를 필터 카트리지(30)에 제공하기 위해 충분히 강성일 수 있다. 코어(42)는 코어를 통해 공기의 통과를 허용하기 위해 그 표면 상에 개구부를 포함한다. 예컨대, 코어(42)는 공기가 코어의 외부로부터 중심 통로(44)로 통과되게 하도록 복수의 천공, 애퍼처, 구멍 등을 포함할 수 있다.
도시된 예에서(도 2 및 3), 여과 매체(40)는 내부 코어(42)를 둘러싸기 위해 튜브로 배치되고 복수의 주름(48)을 갖는다. 주름(48)은 축과 평행하고 지그지그 패턴으로 중심축(46)을 향하고 중심축에서 먼 범위까지 연장되어 있다. 주름 굴곡 사이의 세그먼트는 본래 평평한 세그먼트이다. 여과 매체(40)는 내부 표면(52) 및 외부 표면(54)을 갖는다. 도시된 실시예에 있어서, 내부 표면(52)의 일부는 주름(48)의 방사상 내부 범위에서 내부 코어(42)에 맞물리며 그리고/또는 내부 코어에 인접해 있다.
도시된 예에서, 필터 카트리지(30)는 여과 매체(40)를 적소에 유지 및/또는 고정하는 데 사용되는 1개 이상의 유지 스트랩(58)을 포함한다. 그러한 유지 스트랩은 높은 인장 강도를 갖고, 압출 중합체, 직조 폴스에스테르, 금속, 고온 직물 등을 포함하는 다수의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 유지 스트랩은 필터 카트리지의 저면과 상면 사이의 중심 위치에서와 같은 다수의 위치에서 여과 매체의 주위에 고정될 수 있다. 마찬가지로, 1개 이상의 유지 스트랩은 여과 매체를 고정하기 위해 제공될 수 있고, 도시된 예에서와 같이, 2개의 유지 스트랩이 사용된다. 다른 구조가 필터 카트리지(30) 상에 제공될 수 있는 것이 인식되어야 한다.
또한, 필터 카트리지(30)는 필터 카트리지의 어느 하나의 단부 또는 양단에 1개 이상의 단부 캡(62, 64)(상부 및 하부)을 포함할 수 있다. 단부 캡(62, 64)은 필터 카트리지의 단부를 통해 공기의 통과를 허용 및/또는 방지하고 흐름이 여과 처리를 원조하기 위해 여과 매체(40)만을 통과하는 것을 보장하도록 작용할 수 있다. 캡은 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 강성 부재, 시일 등을 포함할 수 있다. 또한 도시된 예에서, 하부 단부 캡(64)은 완전한 차단을 제공하는 반면, 상부 단부 캡(62)은 주변 밀봉을 제공하고 중심 통로(44)로부터 공기 유출을 허용하기 위해 중심에서 개방되어 있다.
본 발명의 적어도 1개의 양상에 따른 하나의 예시적 복합 여과 매체(40)의 상세를 도시하는 도 4가 논의된다. 여과 매체(40)는 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 멤브레인 층(76)의 층을 포함한다. ePTFE 멤브레인 층(76)은 여과 매체의 다른 구조/층에 의해 지지될 수 있는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 여과 매체는 매체 기판 층(70)을 포함할 수 있다. 매체 기판 층(70)은 다양한 재료 및/또는 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매체 기판 층(70)은 이하의 재료를 포함할 수 있다: 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 및/또는 유리 섬유. 또한, 예를 들어, 매체 기판 층(70)은 단일, 모노 재료 층, 다수 재료 층, 및/또는 다른 구조를 포함할 수 있다. 매체 기판 층(70)이 본 발명을 제한할 필요가 없는 것이 인식되어야 한다.
매체 기판 층(70)은 여과 매체(40)에 강성을 제공하는 것이 인식되어야 한다. 그러한 강성은 여과 매체(40)가 형상으로 형성되고 형성된 형상을 유지하게 한다. 특히, 여과 매체(40)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 주름진 형상으로 형성되고 유지될 수 있다.
도 4로 다시 돌아가면, ePTFE 멤브레인 층(76)은 복합 여과 매체(40)의 "오염" 측에 위치되어 있다. 이와 같이 여과 매체(40)의 외부 표면(54)은 ePTFE 멤브레인 층(76)에 있고 여과 매체의 내부 표면은 매체 기판 층(70)에 있다. 매체 기판 층(70)에 ePTFE 멤브레인 층(76)의 적층은 열 또는 접착 접합에 의해 제공될 수 있다. ePTFE 멤브레인 층(76)은 매체 기판 층(70)보다 훨씬 더 얇은 층이다. 또한, ePTFE 멤브레인 층(76)은, 단독으로(즉, 매체 기판 층(70)에 적층되지 않은), 강성이 거의 없다.
언급된 바와 같이, 복합 여과 매체는 통상 관형상으로 형성되고 다수의 주름을 포함할 수 있다. 주름의 내부 표면은 내부 코어에 인접해서 위치될 수 있는 한편 외부 표면은 유지 스트랩에 인접할 수 있다. 복합 여과 매체는 형상(즉, 원통형)을 유지하기 위해 강성이다.
도 5에 도시된 바와 같이, ePTFE 멤브레인 층(76)은 통상 미세 다공성 구성을 갖는다. ePTFE 재료는 미세 다공인 세공(80)을 갖는다. 기판은 노드(84)를 연장하고 서로 접속하는 피브릴(82)에 기초하는 미시적인 구조를 갖는다(일부만이 참조 번호 82, 84 각각으로 식별된다). 피브릴(82) 및 노드(84)는 세공(80)을 정의한다. 어떤 예에서, 세공(80)은 0.01 미크론 내지 10 미크론의 직경 범위일 수 있다.
도 3 및 4로 돌아가면 일정량의 미립자 물질(100)이 여과 매체(40)의 외부 표면(54) 상에 그리고 특히 여과 매체의 ePTFE 멤브레인 층(76) 상에 축적되는 것에 주목해야 한다. 미립자 물질(100)는 연소 배기로부터의 비산회를 포함할 수 있는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 다른 미립자 물질은 ePTFE 멤브레인 층(76) 상에 존재할 수 있다. 도 3 검토 시에, 필터 카트리지(30)의 주름(48)에 의해 제공되는 기하학적 구조는 미립자 물질(100)의 축적을 위한 위치를 제공하는 것에 주목해야 한다. 따라서, ePTFE 멤브레인 층(76)은 적어도 일부 축적된 미립자 물질(100)을 유지하는 기하학적 구조를 갖도록 구성되어 있다.
그것은 연소 배기 내의 수은의 개선된 포획을 제공하는 기하학적 구조(예를 들어, 주름(48))에 존재하는 미립자 물질(100)의 존재와 함께 ePTFE 멤브레인 층(76)의 존재이다. 특히 연소 배기 내의 수은이 통상 원소 수은인 것에 주목했다. 그러한 원소 수은은 어떤 이전 종류의 여과 장치를 통과하는 능력을 갖는다. 그러나, 연소 배기는 통상 염산(HCl)을 포함하는 것에도 주목해야 한다. ePTFE 멤브레인 층(76)의 특정 구조(예를 들어, 피브릴(82) 및 노드(84)에 의해 정의되는 미세 다공)는 연소 배기 내의 염산이 수집될 수 있는 적당한 표면적을 제공하는 것이 이론화되어 있다. 염산이 원소 수은을 염화 수은으로 산화시킬 수 있는 것이 또한 이론화되어 있다.
기하학적 구조(예를 들어, 주름(48))에 기인해서 존재하는 미립자 물질(100)의 존재가 생성된 염화 수은을 포획하는 물질을 제공하는 것이 또한 이론화되어 있다. 이와 같이, 여과 장치(12)에 의해 포획되는 수은의 전체 양이 비교적 많다. 여과 장치(12)의 오염 공기 플레넘(18) 내에 축적되는 미립자 물질(100')의 대표적인 축적을 나타내는 도 1 내의 예를 참조하라.
연소 배기 내에서 수은을 포획하는 어떤 종래 기술 접근법은 연소 배기로 흡수제의 도입을 포함한 것에 주목해야 한다. 흡수제는 대개 수은을 흡수 또는 포획할 수 있는 활성탄이다.
도 1 내에 도시된 예시적 시스템으로 다시 돌아가면, 흡수제(202)(예를 들어, 활성탄)를 도입하는 그러한 선택적 장치(200)가 제공되는 것이 이해되어야 한다. 명백히 하기 위해, 흡수제(202)로서 그러한 활성탄의 도입 또는 주입은 선택적이다. 선택적 장치(200)는 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 축적을 위하여 제공하는 장치의 일부일 수 있는 것이 생각된다. 그러한 장치(200)의 예는 흡수제(예를 들어, 탄소)를 유지하는 저장 유닛, 계량/전달 구성요소, 및 유사한/대응하는 구성요소를 포함한다. 그러한 것은 흡수제를 연소 배기로 도입하는 수단의 예이다.
일반적으로, 연소 배기로 활성탄(202)의 도입 또는 주입은 수은의 포획을 원조하는 잠재적인 이득을 갖는다. 그러나, 흡수제(202)의 도입은 결과를 가질 수 있다. 특히, 도입된 활성탄(202)은 여과 장치(12)에 의해 포획되고 있는 비산회와 혼합될 수 있다. 비산회는 연소 배기의 여과의 부산물로서 가치를 가질 수 있는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 비산회는 시멘트의 제조에 사용하기 위해 판매될 수 있다. 그러나, 비산회 내의 활성탄의 존재는 비산회가 그러한 시멘트 제조에 덜 바람직하게 하는 결과를 가질 수 있다. 따라서, 활성탄의 사용은 비산회의 수집 및 판매로부터 발생될 수 있었던 감소된 수익의 결과를 가질 수 있다. 더욱이, 활성탄 그 자체는 획득 비용을 갖는다. 활성탄의 전체 비용은 사용되는 활성탄의 양에 비례하는 것이 쉽게 이해된다.
또한, 활성탄이 미립자로서 선택적 장치(200)로부터 도입되는 것에 주목해야 한다. 일반적으로, 활성탄의 미립자는 비산회의 미립자의 사이즈보다 더 작은 사이즈이다. ePTFE 멤브레인 층(76)의 존재없이, 활성탄은 매체 기판 층(70)으로의 침투 또는 이 층의 차단에 관한 문제를 내포할 수 있는 것이 인식되어야 한다. 그러나, 본 발명의 양상에 따르면, ePTFE 멤브레인 층(76)은 ePTFE 멤브레인 층(76)으로 어느 하나의 미립자 물질(100)(예를 들어, 활성탄, 존재하면, 또는 비산회)의 과도한 침투를 허용하지 않는다. 대조적으로, 미립자 물질(100)(예를 들어, 비산회 및/또는 활성탄)은 ePTFE 멤브레인 층으로의 상당한 매립없이 ePTFE 멤브레인 층(76) 상의 외부 표면(54)에 현저히 남아 있다. 특히, 미립자 물질(100)(예를 들어, 비산회 및/또는 활성탄)은 멤브레인 층의 세공이 입자보다 더 작기 때문에 ePTFE 멤브레인 층(76)으로 상당히 침투하기에는 너무 크다.
ePTFE 멤브레인 층(76)으로 상당한 침투의 그러한 방지는 필터 카트리지의 여과 매체(40) 상으로 미립자 물질(100)의 점결이 처리/완화될 수 있다는 점에서 이득을 갖는다. 예를 들어, 도 1 내에 도시된 예를 다시 논하면, 선택적으로 알려진 역류 장치(300)가 개략적으로 도시된 것이 이해되어야 한다. 그러한 장치(300)는 유체(예를 들어, 공기)(302)를 역류 방향으로("역" 방향이 여과 장치를 통해 진행되는 연소 배기로부터의 흐름에 관계되어 있는 상태로) 제공하는 능력을 갖는다. 역류 유체(302)는 축적된(예를 들어, 점결된) 미립자 물질(예를 들어, 비산회 및/또는 활성탄)을 필터 카트리지(30)로부터 퇴거 및 제거할 수 있다. 필터 카트리지(30)로부터의 그렇게 제거된 케이크는 이 때 오염 공기 플레넘(18)의 저면에서 참조 번호 100'로 도시된 바와 같이 축적될 수 있다. 그러한 장치(300)의 예는 압축기, 압축 공기 저장소, 공기 유도 구성요소 및 유사한/관련된 구조를 포함한다. 그러한 것은 축적된 미립자 물질을 제거하기 위해 여과 장치를 통해 역류를 도입하는 수단의 예이다.
점결된 미립자자 제거된다는 사실에도 불구하고, 역시, 필터 카트리지(30)의 기하학적 구조(예를 들어, 주름(48)과 같은)는 역류 클리닝 이후에 여과 매체(40) 상에 남아 있는 미립자 물질의 적어도 일부, 및 특히 ePTFE 멤브레인 층(76)을 제공한다. 언급된 바와 같이, 이러한 미립자 물질의 제공은 수은을 효과적으로 포획하는 공정의 일부인 것이 이론화되어 있다. 특히, 미립자 물질은 ePTFE 멤브레인 층(76)의 피브릴 또는 노드의 표면에 생성된 염화 수은을 포획하는 것이 이론화되어 있다. 따라서, ePTFE 멤브레인 층(76)의 기하학적 구조는 심지어 역류 클리닝 후에 염화 수은을 수집하기 위해 적어도 일부 미립자 물질(100)을 제공하도록 이론화되어 있다.
언급된 바와 같이, 활성탄 흡수제(202)의 도입은 선택적이다. 주입된 선택적인 탄소의 양은 배기 내에 제공되는 수은의 양 및/또는 포획되는 수은의 원하는 퍼센트량에 기초해서 검토 및 조정될 수 있다. 일반적으로, 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하기 위해 ePTFE 및 기하학적 구조(예를 들어, 주름(48))의 층(76)을 갖는 본 발명의 양상은 어떤 탄소 도입없이 수은의 대략 75-80%의 포획을 제공한다고 생각된다. 일례 내에서, 수은의 대략 78%는 어떤 탄소 도입없이 포획된다는 것에 주목했다. 활성탄 주입의 양을 위로 조정할 시에, 보다 많은 양의 수은이 포획되는 것으로 언급되었다. 일례 내에서 이하의 것이 언급되었다: 0.3 pounds/mmacf의 활성탄 도입 속도에 의한 87% 수은 포획, 0.6 lbs/mmacf의 활성탄 도입 속도에 의한 92% 수은 포획, 및 2.0 lbs/mmacf의 활성탄 도입 속도에 의한 96% 수은 포획.
본 발명은 구성된 기하학적 구조를 갖는 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 흡수제의 도입(예를 들어, 선택적 장치(200)로부터의)이 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 80% 작은 도입 속도로 행해질 수 있도록 수은을 매우 효과적으로 포획할 수 있는 것이 생각된다. 본 발명은 구성된 기하학적 구조를 갖는 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 흡수제의 도입(예를 들어, 선택적 장치(200)로부터의)이 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 90% 작은 도입 속도로 행해질 수 있도록 수은을 매우 효과적으로 포획할 수 있는 것이 더욱 생각된다. ePTFE 멤브레인 층(76)은, 구성 기하학적 구조가 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는 상태로, 활성탄 흡수제(202)를 제공하는 선택적 장치(200)가 요구되지 않도록(즉, 선택적이도록) 수은에 관하여 충분히 효과적일 수 있는 것이 또한 생각된다.
언급된 바와 같이, 활성탄의 존재는 잠재적인 판매를 위한 비산회의 품질의 일부 저하를 초래할 수 있다. 이와 같이, 판매에 완전히 적합해질 수 있는 대량의 비산회를 얻는 것을 시도하기 위해 선택적인 예비 비산화 처리 장치(400)를 갖는 것이 가능하다. 그러한 선택적인 장치(400)의 예는 도 1의 예 내에 도시되어 있다. 특히, 선택적인 예비 비산회 처리 장치(400)는 여과 장치(12)로 진행되는 연소 배기 전에 연소 배기를 연소원으로부터 수용하도록 도시되어 있다. 수 종류의 구조적 구성요소는 정전 집진기 및/또는 1단 여과기, 또는 다른 유사한 구조와 같은 선택적인 예비 비산회 처리 장치(400) 내에 포함될 수 있다. 그러한 것은 여과 장치(12)로 진행되는 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질(100)을 연소 배기로부터 제거하기 위해 여과 장치(12)의 상류에 위치된 예비 수단(400)의 예인 것으로 고려될 수 있다.
백하우스 내에 포획 및 축적되는 비산회 및/또는 가능한 한 활성탄과 같은 미립자 물질은 통상 선택적인 예비 비산회 처리 장치(400)에 의해 축적되는 비산회보다 높은 퍼센트의 수은을 포함하는 것에 주목해야 한다. 또한, 활성탄이 여과 장치(12) 내에서 수은을 포획하기 위한 주입으로 사용되면, 여과 장치(12) 내의 100'에 축적된 미립자는 활성탄을 가질 것이다. 수 회 논의된 바와 같이, 그러한 축적(100')은 재판매에 바람직하지 않을 수 있다. 그러나, 이 미립자 축적(100')은 선택적인 예비 비산회 처리 장치(400)에서 축적될 수 있는 비산회를 고려하여 검토될 때 전체 미립자 축적의 비교적 적은 부분인 것이 가능하다. 따라서, 비산회의 귀중한 부산물이 얻어질 수 있다.
요약하면, 본 발명은 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선하는 방법을 제공할 수 있다. 상기 방법은 적어도 1개의 ePTFE 층을 제공하는 단계와, 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는 기하학적 구조를 갖기 위해 적어도 1개의 ePTFE 층을 구성하는 단계를 구비하는 여과 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 기하학적 구조에 의한 여과 장치 상의 축적을 위하여 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 축적된 미립자 물질을 제거하기 위해 여과 장치를 통하여 역류를 도입하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 적어도 1개의 ePTFE 층은 적어도 1개의 ePTFE 층의 기하학적 구조를 통해 역류 동안 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지한다. 상기 방법은 흡수제를 연소 배기로 도입하지 않는 선택, 및 특히 활성탄을 흡수제로서 연소 배기로 도입하지 않는 선택을 포함할 수 있다. 상기 방법은 수은을 연소 배기로부터 여과 장치에서 포획하기 위해 흡수제를 연소 배기로 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 방법은 구성된 기하학적 구조를 갖는 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 흡수제의 도입 속도가 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 80%, 및 가능한 한 90% 작은 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 여과 장치로 진행되는 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질을 연소 배기로부터 제거하기 위해 여과 장치의 상류에 위치된 예비 수단을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 요약하면, 본 발명은 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선하는 시스템을 제공할 수 있다. 상기 시스템은 적어도 1개의 ePTFE 층을 구비하는 여과 장치를 포함하고, 적어도 1개의 ePTFE 층은 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는 기하학적 구조를 갖도록 구성된다. 상기 시스템은 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 기하학적 구조에 의한 여과 장치 상의 축적을 위하여 제공하는 장치를 포함한다.
상기 시스템은 축적된 미립자 물질을 제거하기 위해 여과 장치를 통하여 역류를 도입하는 수단을 더 포함할 수 있고, 적어도 1개의 ePTFE 층의 기하학적 구조가 역류 동안 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하도록 될 수도 있다. 상기 시스템은 활성탄과 흡수제를 연소 배기로 도입하는 수단을 포함하지 않을 수도 있다. 상기 시스템은 여과 장치로 진행되는 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질을 연소 배기로부터 제거하기 위해 여과 장치의 상류에 위치된 예비 수단을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 수은을 연소 배기로부터 여과 장치에서 포획하기 위해 흡수제를 연소 배기로 도입하는 수단을 포함할 수 있다. 흡수제를 도입하는 수단은 구성된 기하학적 구조를 갖는 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 80%, 및 가능한 한 90% 작은 흡수제의 도입 속도를 제공하도록 될 수도 있다. 상기 시스템은 여과 장치로 진행되는 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질을 연소 배기로부터 제거하기 위해 여과 장치의 상류에 위치된 예비 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 예시적 실시예를 참조하여 기재되었다. 수정 및 변경은 본 명세서의 판독 및 이해 시에 다른 것에 발생될 것이다. 본 발명의 1개 이상의 양상을 통합하는 예시적 실시예는 첨부된 청구범위의 범위 내에 들어있는 한 모든 그러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (16)

  1. 연소 배기(combustion exhaust)를 포함하는 흐름(flow)으로부터 수은 제거를 개선하는 방법에 있어서,
    여과 장치(12)를 제공하는 단계 - 상기 여과 장치 제공 단계는 적어도 1개의 ePTFE 층(76)을 제공하는 단계와, 적어도 일부 축적된 미립자 물질(100)을 유지하는 기하학적 구조(geometry)(48)를 갖도록 상기 적어도 1개의 ePTFE 층(76)을 구성하는 단계를 포함함 - 와,
    상기 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 상기 기하학적 구조(48)에 의한 상기 여과 장치(12) 상의 축적을 위하여 제공하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    축적된 미립자 물질을 제거하기 위해 상기 여과 장치(12)를 통하여 역류(302)를 도입하는 단계를 더 포함하며,
    상기 적어도 1개의 ePTFE 층(76)은 상기 적어도 1개의 ePTFE 층(76)의 상기 기하학적 구조(48)를 통해 상기 역류(302) 동안에 상기 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    흡수제(sorbent)를 상기 연소 배기로 도입하는 단계를 포함하지 않는
    방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    활성탄을 흡수제로서 상기 연소 배기로 도입하는 단계를 포함하지 않는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수은을 상기 연소 배기로부터 상기 여과 장치(12)에서 포획하기 위해 흡수제(202)를 상기 연소 배기로 도입하는 단계를 포함하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡수제(202)의 도입 속도는, 상기 구성된 기하학적 구조를 갖는 상기 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 상기 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 80% 작은
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡수제(202)의 도입 속도는, 상기 구성된 기하학적 구조를 갖는 상기 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 상기 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 90% 작은
    방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과 장치(12)로 진행되는 상기 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질을 상기 연소 배기로부터 제거하기 위해 상기 여과 장치(12)의 상류(upstream)에 위치된 예비 수단(400)을 제공하는 단계를 포함하는
    방법.
  9. 연소 배기를 포함하는 흐름으로부터 수은 제거를 개선하는 시스템(10)에 있어서,
    적어도 1개의 ePTFE 층(76)을 포함하는 여과 장치(12) - 상기 적어도 1개의 ePTFE 층(76)은 적어도 일부 축적된 미립자 물질(100)을 유지하는 기하학적 구조(48)를 갖도록 구성됨 - 와,
    상기 흐름 내의 적어도 일부 미립자 물질을 상기 기하학적 구조(48)에 의한 상기 여과 장치(12) 상의 축적(100)을 위하여 제공하는 장치(26 및/또는 200)를 포함하는
    시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    축적된 미립자 물질을 제거하기 위해 상기 여과 장치(12)를 통하여 역류(302)를 도입하는 수단을 더 포함하고,
    상기 적어도 1개의 ePTFE 층(76)의 기하학적 구조(48)는 상기 역류(302) 동안에 상기 적어도 일부 축적된 미립자 물질을 유지하는
    시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    흡수제를 상기 연소 배기로 도입하는 수단을 포함하지 않는
    시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    활성탄을 흡수제로서 상기 연소 배기로 도입하는 수단을 포함하지 않는 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 여과 장치(12)로 진행되는 상기 연소 배기 전에 적어도 일부 미립자 물질을 상기 연소 배기로부터 제거하기 위해 상기 여과 장치(12)의 상류에 위치된 예비 수단(400)을 포함하는
    시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    수은을 상기 연소 배기로부터 상기 여과 장치(12)에서 포획하기 위해 흡수제(202)를 상기 연소 배기로 도입하는 수단(200)을 포함하는
    시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 흡수제(202)를 도입하는 수단(200)은, 상기 구성된 기하학적 구조를 갖는 상기 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 상기 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 80% 작은 흡수제(202)의 도입 속도를 제공하는
    시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 흡수제(202)를 도입하는 수단(200)은, 상기 구성된 기하학적 구조를 갖는 상기 적어도 1개의 ePTFE 층이 결여된 경우에 상기 연소 배기로부터 대응하는 양의 수은을 포획하는 데 필요한 흡수제의 도입 속도보다 적어도 90% 작은 흡수제(202)의 도입 속도를 제공하는
    시스템.
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