KR20140074013A - 흡수탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배가스와 흡수액을 반응시켜, 배가스에 함유된 유해물질이 제거되도록 하는 반응부 및 상기 반응부와 배가스 유입부간에 연결되며, 상기 반응부로 배가스를 분사토록 제공되는 배가스 분사수단을 포함하는 흡수탑에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 배가스의 편유동을 방지하여 배가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리며, 압력차 또는 분사노즐의 형상을 통해 배가스 분사형태를 개선하여 배가스와 흡수액간의 접촉횟수 및 접촉가능성을 향상시켜 궁극적으로는 오염물질의 흡수율을 증대시키는 효과를 기대할 수 있다.

Description

흡수탑{Wet scrubber}

본 발명은 흡수탑에 관한 것으로, 구체적으로 오염물질의 흡수율이 개선된 흡수탑에 관한 것이다.

통상적으로 제철소, 대규모 산업용 및 발전용 보일러, 화학공정, 폐기물 소각로, 등에서 발생되는 배가스 중에는 질소산화물, 황산화물, 불화수소, 염화수소 등의 유해물질이 다량 함유되어 있다.

배가스 중에서 상기와 같이 환경오염을 초래할 수 있는 유해성분을 분리하여 제거하기 위한 방법의 하나로 흡수탑이 사용되고 있다. 이는 배가스를 대기 중으로 배출하기 전에 흡수탑 내부로 유도하고, 흡수탑 내부에서 흡수액으로서 슬러리, 알칼리성 용액 등을 분사하여 고온의 배가스가 접촉되도록 하여 유해성분을 흡수하는 것이다.

여기서 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 흡수탑(1)의 경우에는 장치하우징(2), 펌핑부재(5), 흡수액 노즐(3), 반응판(4) 및 배가스 유입구(6)로 이뤄져 있다. 이는 장치하우징(2)의 일측에 설치된 배가스 유입구(6)를 통해 배가스가 유입되면 장치하우징(2)의 상부의 흡수액 노즐(3)에서 분사되는 흡수액과 반응판(4)에서 서로 만나 반응이 일어나며 유해성분을 제거하는 것이다.

그런데 종래의 흡수탑(1)의 경우 배가스 유입구(6)가 장치하우징(2)의 일측에 설치됨에 따라 장치하우징(2) 내부에서 배가스 유입구(6)에 가까운 측(A)은 먼 측(B)보다 상대적으로 많은 배가스가 유동하게 되고, 이는 장치하우징(2) 내부에서 배가스의 편유동을 일으킨다.

이에 따라 배가스와 흡수액간의 장치하우징(2) 내부에서의 단위 면적당 접촉비율은 균일하지 못하게 되어 배가스와 흡수액간의 접촉 가능성은 감소하게 되며, 또한 배가스가 장치하우징(2) 내부에서 상승하는 시간도 제각각이 되어 배가스와 흡수액간의 접촉시간도 감소하게 되고, 이는 결과적으로 흡수율 저하를 유발하여 배가스 내에 함유된 유해성분을 제대로 제거하지 못하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 배가스의 편유동을 방지하여 배가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리며, 압력차 또는 분사노즐의 형상을 통해 배가스 분사형태를 개선하여 배가스와 흡수액간의 접촉횟수 및 접촉가능성을 향상시켜 궁극적으로는 오염물질의 흡수율을 증대시키도록 구성된 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 흡수탑을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는 배가스와 흡수액을 반응시켜, 배가스에 함유된 유해물질이 제거되도록 하는 반응부 및 상기 반응부와 배가스 유입부간에 연결되며, 상기 반응부로 배가스를 분사토록 제공되는 배가스 분사수단을 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 반응부의 하부에는 흡수액 저장부가 배치되되, 상기 반응부와 상기 흡수액 저장부는 서로 연결되는 흡수액 배관을 포함하는 격판에 의해 분리되도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 배가스 유입부는 상기 흡수액 저장부와 연결되되, 상기 배가스 분사수단은 상기 격판에 설치되도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 배가스 분사수단은, 상기 반응부 내부에서 배가스의 편유동을 방지토록, 상기 격판상에 상호간에 소정 간격을 두고 복수개로 배치될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 배가스 분사수단은 배가스가 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액과 반응토록, 상기 격판의 상부에서 상기 흡수액에 침적되며 배치될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 배가스 분사수단은, 상기 격판의 상단에 장착되는 장치몸체와 상기 장치몸체의 상측에 배치되고, 배가스의 유동 방향을 변경토록 제공되는 분기블록 및 상기 분기블록에 설치되며, 배가스가 유동하는 분사홀을 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 분사홀은 배가스와 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액간의 반응율을 향상토록, 상기 분기블록의 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 복수개로 배치되며 상방향으로 경사지되, 상기 분사홀의 단면적은 흡수액의 역유입을 방지토록, 흡수액의 표면장력이 형성되는 최대 면적 이하로 구성될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 분사홀은 상기 분기블록의 둘레 방향으로 배치되되, 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액과의 반응율을 향상토록 하방향으로 경사지게 구성될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 분사홀은 상기 분기블록상에서 다단 배치될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 반응부의 하부에 축적된 흡수액과 반응한 후 상승하는 배가스가 흡수액과 재차 반응되도록, 상기 반응부는, 상기 반응부의 내부에서 상기 격판의 상측에 이격되어 설치되며, 흡수액을 분사토록 제공되는 흡수액 노즐 및 상기 격판과 상기 흡수액 노즐 사이에 배치되며, 배가스와 흡수액이 반응토록 제공되는 다공성 반응판을 포함할 수 있다.

본 발명인 흡수탑의 일 실시예는 반응부와 흡수액 저장부를 격판으로 분리하고 배가스 유입부를 흡수액 저장부와 연결되도록 구성함으로써, 격판에 설치된 노즐을 통해 반응부 내부로 배가스가 균일하게 분포되며 분사되도록 하여 반응부 내부에서 배가스의 편유동을 방지할 수 있으며, 이로 인해 배가스와 흡수액의 접촉시간을 향상시킬 수 있다.

그리고 반응부와 흡수액 저장부간의 압력차 및 격판에 배치된 분사노즐의 다양한 형상을 통해 배가스 분사형태를 개선하여, 배가스와 흡수액간의 접촉횟수 및 접촉 가능성을 향상시킬 수 있다.

궁극적으로는 배가스 내에 함유된 오염물질의 제거율을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 종래 흡수탑의 개략측단면도이다.
도 2a는 본 발명인 흡수탑에 의한 일 실시예의 개략측단면도이다.
도 2b 내지 도 2d는 도 2a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다.
도 3a는 본 발명인 흡수탑에 의한 다른 실시예의 개략측단면도이다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다.
도 4a는 본 발명인 흡수탑에 의한 또 다른 실시예의 개략측단면도이다.
도 4b 및 도 4c는 도 4a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다.
도 5a는 본 발명인 흡수탑에 의한 또 다른 실시예의 개략측단면도이다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다.
도 6은 도 2a에 도시된 발명에서 송풍부재가 추가로 장착되어 배가스의 유동을 가압하는 상태가 도시된 개략측단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 흡수탑에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 배가스의 편유동을 방지하여 배가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리며, 압력차 또는 분사노즐의 형상을 통해 배가스 분사형태를 개선하여 배가스와 흡수액간의 접촉횟수 및 접촉가능성을 향상시켜 궁극적으로는 오염물질의 흡수율을 증대토록 하는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 2a는 본 발명인 흡수탑에 의한 일 실시예의 개략측단면도이고, 도 2b 내지 도 2d는 도 2a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다. 그리고 도 3a는 본 발명인 흡수탑에 의한 다른 실시예의 개략측단면도이고, 도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다. 또한 도 4a는 본 발명인 흡수탑에 의한 또 다른 실시예의 개략측단면도이고, 도 4b 및 도 4c는 도 4a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다. 그리고 도 5a는 본 발명인 흡수탑에 의한 또 다른 실시예의 개략측단면도이고, 도 5b 및 도 5c는 도 5a에 도시된 발명에서 배가스 분사수단에 관한 도이다. 도 6은 도 2a에 도시된 발명에서 송풍부재가 추가로 장착되어 배가스의 유동을 가압하는 상태가 도시된 개략측단면도이다.

먼저 도 2a 내지 도 2d를 참고하면, 본 발명인 흡수탑의 일 실시예는 배가스와 흡수액을 반응시켜, 배가스에 함유된 유해물질이 제거되도록 하는 반응부(20) 및 상기 반응부(20)와 배가스 유입부(60)간에 연결되며, 상기 반응부(20)로 배가스를 분사토록 제공되는 배가스 분사수단(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 반응부(20)는 장치하우징(29), 흡수액 노즐(24), 반응판(25), 격판(21), 흡수액 배관(22) 및 배가스 배출부(27)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선 상기 장치하우징(29)은 내부에 일정한 공간이 형성되어 제공되고, 상기 흡수액 노즐(24)은 상기 장치하우징(29)의 내부에서 일정 높이 배치될 수 있다.

상기 반응판(25)은 상기 장치하우징(29)의 내부에서 상기 흡수액 노즐(24)의 하부에 배치될 수 있으며, 상기 장치하우징(29)의 하부에서 상부로 이동하는 배가스와 상기 흡수액 노즐(24)에서 분사되어 상부에서 하부로 낙하되는 흡수액간의 접촉율을 높여 오염물질 흡수율을 향상토록 복수개의 통공을 구비하는 형태로 제공될 수 있다.

그리고 상기 장치하우징(29)의 상단에는 흡수액과 반응하고 오염물질이 제거된 배가스가 대기중으로 배출되는 상기 배가스 배출부(27)가 배치될 수 있다.

여기서 상기 반응부(20)의 하부에는 흡수액 저장부(70)가 배치되며, 상기 반응부(20)와 상기 흡수액 저장부(70)는 격판(21)에 의해 분리되되, 상기 흡수액 배관(22)에 의해 서로 연결되도록 제공될 수 있다.

즉 상기 장치하우징(29)의 하부에는 상기 흡수액 저장부(70)가 위치하게 되는데, 상기 흡수액 저장부(70)에는 배가스 내에 함유된 오염물질을 제거하는 흡수액이 머무르게 되며, 상기 흡수액 저장부(70)와 상기 흡수액 노즐(24)은 펌핑부재(80)에 의해 서로 연결된다. 이에 따라 작업자가 상기 펌핑부재(80)를 구동하면 상기 흡수액 저장부(70)의 흡수액이 상기 흡수액 노즐(24)로 공급되어 상기 장치하우징(29) 내부에서 분사되게 된다.

그리고 상기 장치하우징(29) 내부에서 분사된 흡수액은 배가스와 반응한 후 상기 장치하우징(29)의 하부에 축적되게 된다. 이때 상기 장치하우징(29)과 상기 흡수액 저장부(70)를 분리하는 격판(21)에는 복수개의 상기 흡수액 배관(22)이 배치되므로, 상기 장치하우징(29)의 하부에 존재하는 흡수액은 상기 흡수액 배관(22)을 타고 다시 상기 흡수액 저장부(70)로 이동하게 된다.

또한 본 발명의 일 실시예에서는 상기 배가스 유입부(60)는 상기 흡수액 저장부(70)와 연결되어 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 배가스 유입부(60)로부터 유입되는 배가스는 상기 흡수액 저장부(70)의 상부를 타고 흐르게 된다.

여기서 상기 반응부(20)와 상기 흡수액 저장부(70)는 격판(21)으로 분리되어 있고 상기 반응부(20)에서는 배가스가 배출되며, 상기 흡수액 저장부(70)의 상부로는 배가스가 유입됨에 따라 상기 반응부(20)와 상기 흡수액 저장부(70)간에는 일정한 압력차가 발생될 수 있다.

한편 상기 배가스 분사수단(30)은 상기 격판(21)에 설치되게 되며, 상기 흡수액 저장부(70)의 상부로 유입된 배가스는 상기 배가스 분사수단(30)을 지나 상기 반응부(20)로 분사되게 된다.

이때 상기 배가스 분사수단(30)은 상기 반응부(20) 내부에서 배가스의 편유동을 방지토록 상기 격판(21)상에서 상호간에 소정 간격을 두고 복수개로 배치될 수 있다. 즉 상기 장치하우징(29)의 하부에서 균일하게 배가스를 분사하게 되므로, 종래의 흡수탑에 비해 상기 반응부(20) 내부 전체에서의 유동은 비교적 고르게 된다. 이는 상기 장치하우징(29) 내부에서 분사되는 흡수액과의 접촉 가능성을 향상시켜 오염물질 흡수율을 높일 수 있다.

또한 상기 배가스 분사수단(30)은 상기 장치하우징(29)의 하부에 축적된 흡수액에 침적되도록 상기 격판(21)에 배치될 수 있다. 이는 상기 배가스 분사수단(30)에서 분사되는 배가스가 우선적으로 상기 장치하우징(29)의 하부에 축적된 흡수액과 반응되도록 하기 위함이다.

이로 인해 배가스는 1차적으로는 상기 장치하우징(29)의 하부에 축적된 흡수액과 반응하게 되고, 2차적으로는 상기 장치하우징(29)의 상부에서 분사되는 흡수액과 반응하게 되는데, 즉 배가스와 흡수액의 접촉횟수를 늘려 오염물질 제거율을 향상시키도록 한 것이다.

여기서 상기 배가스 분사수단(30)은 장치몸체(31), 분기블록(33) 및 분사홀(35)을 포함하여 구성될 수 있다. 우선 상기 장치몸체(31)는 상기 격판(21)의 상단에 볼트체결되어 결합될 수 있으며, 중앙부는 관통되어 제공될 수 있다.

그리고 상기 장치몸체(31)의 상부에는 상기 분기블록(33)에 용접접합되며 결합될 수 있으며, 상기 분기블록(33)은 배가스의 유동 방향을 변경토록 제공될 수 있다. 즉 상기 분기블록(33)의 형태에 의해 상기 분사홀(35)의 방향이 결정되게 된다.

다시 도 2a 내지 도 2d를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 분기블록(33)이 원추형으로 제공된다. 따라서 상기 분사홀(35)은 상방향으로 경사지게 배치된다.

이때 상기 분사홀(35)은 배가스가 원주 방향으로 균일하게 분사되어 상기 장치하우징(29) 하부에 축적된 흡수액과의 반응율을 향상토록, 상기 분기블록(33)의 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수개로 배치될 수 있다.

이 경우에 물론 상기 분사홀(35)의 단면적은 흡수액이 역유입되지 않도록, 흡수액의 표면장력이 형성되는 최대 면적 이하이어야 할 것이다.

한편 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 분사홀(35)은 상기 분기블록(33)상에 다단으로 배치될 수 있다. 이때 상기 분사홀(35)에서 분사되는 배가스는 다층으로 분사됨에 따라 한번에 보다 많은 양이 분사될 수 있다.

그리고 도 4a 내지 도 4c를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 분사홀(35)은 상기 분기블록(33)의 둘레를 따라 배치되되, 상기 반응부(20)의 하부에 축적된 흡수액과의 반응율을 향상토록 하방향으로 경사지어 배치될 수 있다.

이는 상기 분사홀(35)에서 배가스가 하방향으로 분사되고 다시 상방향으로 유선형으로 이동함에 따라 상기 반응부(20)의 하부에 축적된 흡수액과의 접촉시간이 향상되어 오염물질 제거율도 함께 향상되는 것이다.

이 또한 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 분사홀(35)은 상기 분기블록(33)상에 다단으로 배치될 수 있으며, 이때 상기 분사홀(35)에서 분사되는 배가스는 다층으로 분사됨에 따라 한번에 보다 많은 양이 분사될 수 있다.

한편 도 6에서는 상기 배가스 유입구에 송풍부재(90)가 설치된 것을 확인할 수 있는데, 이 경우 상기 흡수액 저장부(70)로 유입되는 배가스는 가압되게 되므로, 상기 배가스 분사수단(30)을 타고 상기 반응부(20)로 유입될 때 보다 더 빠른 속도로 분사될 수 있다.

다만, 상기와 같이 상기 반응부(20)와 상기 흡수액 저장부(70)가 격판(21)으로 분리되며, 상기 흡수액 저장부(70)로는 배가스가 지속적으로 유입되고 상기 반응부(20)의 상부로는 배가스가 지속적으로 배출됨에 따라 기본적인 압력차가 발생된다. 즉 상기 송풍부재(90)가 없더라도 상기 배가스는 상기 배가스 분사수단(30)에서 빠른 분사가 가능하다.

본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성 및 작동상태를 가지며, 배가스의 편유동을 방지하여 배가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리며, 압력차 또는 분사노즐의 형상을 통해 배가스 분사형태를 개선하여 배가스와 흡수액간의 접촉횟수 및 접촉가능성을 향상시켜 궁극적으로는 오염물질의 흡수율을 증대시키는 효과를 기대할 수 있다.

이상의 사항은 흡수탑의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

20...반응부 21...격판
22...흡수액 배관 24...흡수액 노즐
25...반응판 30...배가스 분사수단
31...장치몸체 33...분기블록
35...분사홀 60...배가스 유입부
70...흡수액 저장부 80...펌핑부재

Claims (9)

1. 배가스와 흡수액을 반응시켜, 배가스에 함유된 유해물질이 제거되도록 하는 반응부;
   상기 반응부와 배가스 유입부간에 연결되며, 상기 반응부로 배가스를 분사토록 제공되는 배가스 분사수단; 및
   상기 반응부의 하부에 배치되는 흡수액 저장부;를 포함하되,
   상기 반응부와 상기 흡수액 저장부는 서로 연결되는 흡수액 배관을 포함하는 격판에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 배가스 유입부는 상기 흡수액 저장부와 연결되되, 상기 배가스 분사수단은 상기 격판에 설치되는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 배가스 분사수단은, 상기 반응부 내부에서 배가스의 편유동을 방지토록, 상기 격판상에 상호간에 소정 간격을 두고 복수개로 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 배가스 분사수단은 배가스가 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액과 반응토록, 상기 격판의 상부에서 상기 흡수액에 침적되며 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 배가스 분사수단은,
   상기 격판의 상단에 장착되는 장치몸체;
   상기 장치몸체의 상측에 배치되고, 배가스의 유동 방향을 변경토록 제공되는 분기블록; 및
   상기 분기블록에 설치되며, 배가스가 유동하는 분사홀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 분사홀은 배가스와 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액간의 반응율을 향상토록, 상기 분기블록의 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 복수개로 배치되며 상방향으로 경사지되, 상기 분사홀의 단면적은 흡수액의 역유입을 방지토록, 흡수액의 표면장력이 형성되는 최대 면적 이하인 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 분사홀은 상기 분기블록의 둘레 방향으로 배치되되, 상기 반응부 하부에 축적된 흡수액과의 반응율을 향상토록 하방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 분사홀은 상기 분기블록상에서 다단 배치되는 것을 특징으로 하는 흡수탑.
   
9. 제4항에 있어서,
   상기 반응부의 하부에 축적된 흡수액과 반응한 후 상승하는 배가스가 흡수액과 재차 반응되도록, 상기 반응부는,
   상기 반응부의 내부에서 상기 격판의 상측에 이격되어 설치되며, 흡수액을 분사토록 제공되는 흡수액 노즐; 및
   상기 격판과 상기 흡수액 노즐 사이에 배치되며, 배가스와 흡수액이 반응토록 제공되는 다공성 반응판;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수탑.

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