KR20130033883A

KR20130033883A - 배가스 처리 장치

Info

Publication number: KR20130033883A
Application number: KR1020110097836A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 진락권
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-04-04
Also published as: KR101312620B1

Abstract

본 발명은 배가스 처리 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 내 오염물질을 제거하는 처리 공간을 갖는 배가스 처리부, 배가스 처리부로 촉매를 공급하는 촉매 순환부, 그리고 처리 공간 내에 배치되어 배가스 처리부 내부로 상기 배가스를 분사시키는 분사 덕트를 포함한다.

Description

배가스 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING EXHAUST GAS}

본 발명은 배가스 처리 장치에 관한 것이다.

소각장, 발전소, 그리고 제철소와 같은 설비에서는 황산화물(SOx) 및 질산화물(NOx) 등의 다양한 오염물질이 함유된 배가스가 발생된다. 상기 배가스 내 오염물질은 산성비 및 광학 스모그를 발생시키는 주요 대기 오염물질이므로, 상기 배가스 내 오염물질을 효과적으로 제거하기 위한 배가스 처리 장치가 요구된다.

일반적으로 배가스 내 오염물질의 제거 방식으로는 가성소다법, 수산화마그네슘법, 석회법, 활성탄법 등이 있으며, 이 중 활성탄법은 활성탄을 촉매로 사용하여, 배가스 내 오염물질을 흡착시켜 제거한다. 이와 같은 활성탄을 촉매로 하는 배가스 처리 장치는 소위 코크 선택적 촉매 환원(Coke Selective Catalytic Reduction: CSCR) 방식에 의해 배가스를 처리하게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0083513호(2001.09.01)에 개시되어 있다.

본 발명은 배가스 처리부로의 배가스 유입 흐름을 원활하게 하는 배가스 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 내 오염물질을 제거하는 처리 공간을 갖는 배가스 처리부, 상기 배가스 처리부로 촉매를 공급하는 촉매 순환부, 그리고 상기 처리 공간 내에 배치되어 상기 배가스 처리부 내부에 직접 상기 배가스를 분사시키는 분사 덕트를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배가스 처리부는 상기 배가스 내 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황기, 상기 탈황기의 상부에 배치되어 상기 배가스 내 질산화물(NOx)을 제거하는 탈질기, 그리고 일단이 상기 탈황기 내부로 연장되는 배가스 유입라인을 포함하고, 상기 분사 덕트는 상기 배가스 유입라인의 일단에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분사 덕트는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분사 덕트는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 다각뿔 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분사 덕트는 상기 배가스가 분사되는 분사홀을 가지며, 상기 분사홀의 개구 크기는 상기 촉매의 입자 크기에 비해 작을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분사 덕트는 상기 배가스가 분사되는 분사홀을 가지며, 상기 분사홀의 분사 각도는 상기 배가스가 상방향을 향해 분사되도록 조절될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분사홀을 통해 상기 촉매가 상기 분사 덕트 내부로 유입되는 것을 방지하는 촉매 유입 방지 커버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 촉매 유입 방지 커버는 상기 분사 덕트로부터 연장되어, 상기 분사홀의 상부 및 측부를 덮는 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 처리부 내에서 배가스의 흐름에 반대되는 방향(즉, 아래 방향)으로 가해지는 압력을 감소시켜, 배가스 처리부로의 배가스 유입 흐름을 원활하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 처리부 내에서 상부로의 압력 손실을 감소시킴으로써, 배가스 처리부의 하부로 활성탄을 이동시킬 때, 하부로 가해지는 압력에 의해 발생되는 배가스의 누출 및 비산 먼지 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 배가스 분사기의 일 예를 보여주는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 배가스 분사기의 다른 예를 보여주는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 배가스 분사기의 또 다른 예를 보여주는 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치(100)는 배가스 처리부(110), 촉매 재생부(120), 그리고 배가스 분사기(130)를 포함할 수 있다.

상기 배가스 처리부(110)는 배가스(10) 내 오염물질을 흡착 제거하는 처리 공간을 가질 수 있다. 상기 배가스 처리부(110)는 탈황기(112), 탈질기(114), 그리고, 배가스 처리기(116)를 포함할 수 있다.

상기 탈황기(112)는 상기 배가스(10) 내 황산화물(SOx)을 제거할 수 있다. 상기 탈질기(114)는 상기 탈황기(112)의 상부에 배치되어, 상기 배가스(10) 내 질산화물(NOx)을 제거할 수 있다.

그리고, 상기 배가스 처리기(116)는 상기 탈황기(112)로 상기 배가스(10)를 유입시키는 배가스 유입라인(116a) 및 상기 탈질기(114)로부터 상기 배가스(10)를 유출시키는 배가스 유출라인(116b)을 포함할 수 있다.

상기 촉매 순환부(120)는 상기 배가스(10) 내 오염물질의 제거를 위한 촉매(20)를 상기 배가스 처리부(110)에 대해 투입 및 리턴(return)시킴으로써, 순환 공급할 수 있다.

이를 위해, 상기 촉매 순환부(120)는 상기 촉매(20)를 수평 이동시키는 컨베이어 장치 및 상기 촉매를 상하로 승강시키는 승강 장치(미도시됨) 등을 구비할 수 있다. 한편, 상기 촉매(20)는 상기 배가스(10) 내 오염물질을 흡착할 수 있는 물질일 수 있다. 일 예로서, 상기 촉매(20)로는 활성탄이 사용될 수 있다.

상기와 같은 구조의 배가스 처리부(110)는 상기 탈황기(112)로부터 상기 탈질기(114)로 상기 배가스(10)의 이동 흐름이 제공되고, 상기 탈질기(114)로부터 상기 탈황기(112)로 상기 촉매(20)의 이동 흐름이 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 배가스 처리부(110)는 상기 배가스(10)와 상기 촉매(20)가 서로 상하로 교차하는 대향류(counter flow) 방식으로 상기 배가스(10)를 처리할 수 있다.

한편, 상기 배가스 분사기(130)는 상기 배가스 처리부(110) 내부에 배치되어, 상기 배가스(10)는 상기 처리 공간 내에서 직접 분사시킬 수 있다. 예컨대, 상기 배가스 분사기(130)는 적어도 하나의 분사 덕트(132)를 구비할 수 있다.

상기 분사 덕트(132)는 상기 탈황기(112) 내에 배치될 수 있다. 상기 분사 덕트(132)는 상기 탈황기(112) 내부로 연장된 상기 배가스 유입라인(116a)의 일단에 결합되어, 상기 배가스 유입라인(116a)을 통해 유입되는 상기 배가스(10)를 상기 탈황기(112)로 분사시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 분사 덕트(132)에는 분사홀(134)이 제공될 수 있다. 상기 분사홀(134)은 복수개가 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 분사홀들(134) 각각은 대체로 상방향을 향해 상기 배가스(10)가 배출되도록, 상기 분사 덕트(132)에 제공될 수 있다.

여기서, 상기 상방향은 상하로 수직한 방향만이 아닌, 상기 분사 덕트(132)로부터 상부로 수직하게 연장된 수직선(30)을 기준으로 좌우로 90°각도까지를 포함하는 방향일 수 있다.

상기 분사 덕트(132)는 하부에 비해 상부의 단면적이 작은 형태를 가질 수 있다. 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분사 덕트(132)는 상방향으로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상을 가질 수 있다.

다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분사 덕트(132a)는 상방향으로 갈수록 단면적이 작아지는 다각뿔 형상을 가질 수 있다. 그 밖에도, 분사 덕트는 선택적으로 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 계단 형상을 갖거나, 굴곡지는 형상을 가질 수도 있다.

상기와 같은 구조의 분사 덕트들(132, 132a)은 상기 촉매(20)의 아래 방향으로의 이동 저항을 감소시킴과 더불어, 상기 배가스(10)의 유입 및 상방향으로의 공급을 효과적으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 배가스 분사기(130)는 상기 분사 덕트(132)의 분사홀들(134)을 통해 상기 촉매(20)가 상기 분사 덕트(132) 내부로 유입되는 것이 방지되도록 구성될 수 있다.

예컨대, 도 2 및 도 3에 도시된 상기 분사 덕트(132, 132a)의 상기 분사홀들(134)의 개구 크기를 상기 촉매(20)의 입자 크기에 비해 작게 하여, 상기 촉매(20)가 상기 분사 덕트(132) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 분사 덕트(132b)에 상기 분사홀들(134)을 커버하는 촉매 유입 방지 커버(136)를 구비시켜, 상기 촉매(20)가 상기 분사 덕트(132b) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 상기 촉매 유입 방지 커버(134)는 상기 분사 덕트(132)로부터 연장되어, 상기 분사홀(134)의 상부 및 측부를 감싸는 구조로 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치(100)는 배가스(10) 내 오염물질을 제거하는 배가스 처리부(110)의 처리 공간 내부에서 직접 배가스(10)를 분사시키는 배가스 분사기(130)를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 배가스 처리 장치(100)는 배가스(10)를 배가스 처리부(110) 내에서 직접 상방향으로 분사하도록 구성됨으로써, 배가스 처리부로 측방향으로 배가스를 유입시키는 구조에 비해, 상기 배가스 처리부(110) 내에서 아래 방향으로 가해지는 압력을 감소시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 처리부 내에서 배가스의 흐름에 반대되는 방향(즉, 아래 방향)으로 가해지는 압력을 감소시켜, 배가스 처리부로의 배가스 유입 흐름을 원활하게 할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 배가스 처리 장치는 배가스 처리부 내에서 상부로의 압력 손실을 감소시킴으로써, 배가스 처리부의 하부로 활성탄을 이동시킬 때, 하부로 가해지는 압력에 의해 발생되는 배가스의 누출 및 비산 먼지 발생을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 추가, 변경 또는 삭제 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 배가스
20: 촉매
100: 배가스 처리 장치
110: 하우징
112: 탈황기
114: 탈질기
116: 배가스 처리기
116a: 배가스 유입라인
116b: 배가스 유출라인
120: 촉매 순환기
130: 배가스 분사기
132: 분사 덕트
134: 분사홀
136: 촉매 유입 방지 커버

Claims

배가스 내 오염물질을 제거하는 처리 공간을 갖는 배가스 처리부;
상기 배가스 처리부로 촉매를 공급하는 촉매 순환부; 및
상기 처리 공간 내에 배치되어, 상기 배가스 처리부 내부에 직접 상기 배가스를 분사시키는 분사 덕트를 포함하는 배가스 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 배가스 처리부는:
상기 배가스 내 황산화물(SOx)을 제거하는 탈황기; 및
상기 탈황기의 상부에 배치되어, 상기 배가스 내 질산화물(NOx)을 제거하는 탈질기; 및
일단이 상기 탈황기 내부로 연장되는 배가스 유입라인을 포함하고,
상기 분사 덕트는 상기 배가스 유입라인의 일단에 결합되는 배가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 덕트는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 원뿔 형상을 갖는 배가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 덕트는 상부로 갈수록 단면적이 작아지는 다각뿔 형상을 갖는 배가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 덕트는 상기 배가스가 분사되는 분사홀을 가지며,
상기 분사홀의 개구 크기는 상기 촉매의 입자 크기에 비해 작은 배가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 분사 덕트는 상기 배가스가 분사되는 분사홀을 가지며,
상기 분사홀의 분사 각도는 상기 배가스가 상방향을 향해 분사되도록 조절된 배가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 분사홀을 통해 상기 촉매가 상기 분사 덕트 내부로 유입되는 것을 방지하는 촉매 유입 방지 커버를 더 포함하는 배가스 처리 장치.
제7항에 있어서,
상기 촉매 유입 방지 커버는 상기 분사 덕트로부터 연장되어, 상기 분사홀의 상부 및 측부를 덮는 구조를 갖는 배가스 처리 장치.