KR20140140805A - 배가스 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

배가스 처리 장치가 개시된다. 내부로 유입된 배가스로부터 황산화물을 제거하는 삭스 베드(SOx bed) 및 상기 삭스 베드 상층에 배치되어 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스로부터 질소산화물을 제거하는 낙스 베드(NOx bed)를 포함하는 챔버; 상기 챔버 측면에 결합되어, 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스가 상기 낙스 베드로 우회하는 통로를 제공하는 연결관; 및 상기 연결관에 결합되어, 상기 연결관을 통과하는 상기 배가스가 상기 낙스 베드에서 촉매로 사용되는 암모니아와 혼합되도록, 상기 배가스의 유동 방향과 대향하는 방향으로 상기 암모니아를 분사하는 암모니아 분사부를 포함하는 배가스 처리 장치가 제공된다.

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 제거한다. 보통 활성탄 이용 배가스 처리 장치는 탈황부 및 상기 탈황부의 상부에 배치되어 상기 탈황부로부터 탈황처리가 수행된 배가스를 유입받아, 배가스 내 질산화물을 제거하는 탈질부로 구성된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0033854호(2013.04.04, 배가스 처리 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 실시예들은, 암모니아 가스를 배가스 유동 방향과 대향하도록 분사시키는 배가스 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부로 유입된 배가스로부터 황산화물을 제거하는 삭스 베드(SOx bed) 및 상기 삭스 베드 상층에 배치되어 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스로부터 질소산화물을 제거하는 낙스 베드(NOx bed)를 포함하는 챔버; 상기 챔버 측면에 결합되어, 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스가 상기 낙스 베드로 우회하는 통로를 제공하는 연결관; 및 상기 연결관에 결합되어, 상기 연결관을 통과하는 상기 배가스가 상기 낙스 베드에서 촉매로 사용되는 암모니아와 혼합되도록, 상기 배가스의 유동 방향과 대향하는 방향으로 상기 암모니아를 분사하는 암모니아 분사부를 포함하는 배가스 처리 장치가 제공된다.
상기 연결관은, 상기 챔버의 일측에서 연장되어 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스가 상기 챔버로부터 유입되는 제1 이동부; 상기 배가스가 상기 암모니아와 혼합되면서 상승하도록 상기 제1 이동부에 결합되는 상승부; 및 상기 암모니아와 혼합된 상기 배가스가 상기 낙스 베드로 유입되도록 상기 상승부와 연결되는 제2 이동부를 포함할 수 있다.
상기 상승부의 단면적은 상기 제1 이동부의 단면적보다 더 좁을 수 있다.
상기 암모니아 분사부는, 상기 암모니아가 이동되는 공급관; 및 상기 공급관에 연결되어 상기 공급관으로부터 이동된 상기 암모니아가 배출되는 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 공급관은 상기 제2 이동부를 관통하여 상기 상승부와 나란하게 상기 제2 이동부에 결합되며, 복수의 상기 노즐은 상기 상승부 내부에 위치할 수 있다.
상기 암모니아 분사부는 상기 연결관에서 탈착이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배가스와 암모니아의 혼합율이 우수해짐에 따라 배가스 처리율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치의 일부를 나타낸 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 발명에 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치(100)는, 챔버(110), 연결관(120) 및 암모니아 분사부(130)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 배가스(10)를 정제하기 위한 공간을 제공한다. 챔버(110) 상부에서 활성탄이 투입되며, 하부에서 배가스(10)가 유입된다.
챔버(110)는 삭스 베드(111)와 낙스 베드(112)를 포함할 수 있다. 삭스 베드(111)는 배가스(10)로부터 황산화물을 제거하는 층이며, 낙스 베드(112)는 배가스(10)로부터 질소산화물을 제거하는 층이다. 삭스 베드(111)는 하층에 위치하며, 낙스 베드(112)는 삭스 베드(111)의 상층에 위치한다.
연결관(120)은 챔버(110)의 측면에 형성되며, 삭스 베드(111)에서 황산화물이 제거된 배가스(10)가 낙스 베드(112)로 우회하는 통로를 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 연결관(120)은, 제1 이동부(121), 상승부(122) 및 제2 이동부(123)를 포함할 수 있다.
제1 이동부(121)는 챔버(110)의 일측면에서 연장되어 형성되며, 황산화물이 제거된 배가스(10)가 챔버(110)로부터 유입되는 관이다.
상승부(122)는 제1 이동부(121)에 연결되며어 배가스(10)가 암모니아(20)와 혼합되면서 상승할 수 있는 공간을 제공한다. 여기서, 암모니아(20)는 배가스(10)와 혼합되어, 낙스 베드(112)에서 촉매로 사용되는 물질이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상승부(122)는 챔버(110)의 길이방향으로 형성될 수 있다.
제2 이동부(123)는 암모니아(20)와 혼합된 배가스(10)가 낙스 베드(112)로 유입되도록 상기 상승부(122)에 연결되는 관이다.
이로써, 제1 이동부(121), 상승부(122) 및 제2 이동부(123)는 ??자 형태를 이루게 된다.
상승부(122)의 단면적은 제1 이동부(121)의 단면적보다 더 좁게 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상승부(122)의 단면적 A는 제1 이동부(121)의 단면적 B보다 더 좁다.
이에 따르면, 넓은 통로를 지나던 배가스(10)가 좁은 통로를 지나면서 난류가 형성될 수 있으므로 암모니아(20)와의 혼합률이 향상될 수 있다.
암모니아 분사부(130)는 연결관(120)에 형성되어 암모니아(20)를 분사할 수 있다. 암모니아(20)는 배가스(10)와 혼합되어, 낙스 베드(112)에서 촉매로 사용되므로 암모니아(20)와 배가스(10)의 혼합률은 낙스 베드(112)에서의 배가스(10) 처리율에 영향을 줄 수 있다.
암모니아 분사부(130)는 배가스(10)의 유동 방향과 대향하는 방향으로 암모니아(20)를 분사할 수 있다. 이에 따르면, 배가스(10)가 암모니아(20)와 서로 마주보며 이동되므로 혼합률이 향상될 수 있으며, 이에 따라 낙스 베드(112)에서의 질소산화물 제거율이 증대될 수 있다.
암모니아 분사부(130)는 공급관(131)과 노즐(132)을 포함할 수 있다.
공급관(131)은 암모니아(20)가 이동하는 부분이며, 노즐(132)은 공급관(131)에서 이동된 암모니아(20)가 배출되는 부분이다. 노즐(132)은 복수일 수 있다.
연결관(120)이 제1 이동부(121), 상승부(122) 및 제2 이동부(123)를 포함하는 경우, 암모니아 분사부(130)의 공급관(131)은 제2 이동부(123)를 관통하여 상승부(122)와 나란하게 결합될 수 있다. 이 경우, 노즐(132)은 상승부(122)의 내부에 위치하게 된다. 이로써 상승하는 배가스(10)가 암모니아(20)와 서로 마주보며 이동될 수 있으며, 배가스(10)와 암모니아(20)의 혼합률을 향상시킬 수 있다.
한편, 암모니아 분사부(130)는 연결관(120)으로부터 탈착이 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 암모니아 분사부(130)는 연결관(120)에 플렌지 결합될 수 있으며, 연결관(120)이 제1 이동부(121), 상승부(122) 및 제2 이동부(123)를 포함하는 경우, 암모니아 분사부(130)는 제2 이동부(123)에 플렌지 결합될 수 있다.
암모니아 분사부(130)가 연결관(120)에 탈착 가능하게 결합되는 경우, 암모니아 분사부(130)에 생성될 수 있는 염화암모늄, 황산암모늄과 같은 암모니아(20) 화합물의 제거가 용이해질 수 있다. 암모니아 분사부(130)를 분리시켜 세척 또는 교체할 수 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스 처리 장치에 의하면, 암모니아 분사가 배가스 유동 방향과 대향하는 방향으로 이루어짐으로써, 암모니아와 배가스의 혼합률이 향상될 수 있다. 결과적으로 낙스 베드에서의 배가스 처리율이 향상될 수 있다.
또한, 암모니아와 배가스가 혼합되는 부분의 연결관 단면적을 축소시킴으로써 난류가 형성되게 하여 암모니아와 배가스의 혼합률이 향상되는 동시에 암모니아 화합물이 암모니아 분사부에 형성되는 것이 최소화될 수 있다.
또한, 암모니아 분사부가 탈착 가능하게 형성됨으로써 수리, 교체, 세척이 용이해질 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 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 배가스
20: 암모니아
100: 배가스 처리 장치
110: 챔버
111: 삭스 베드
112: 낙스 베드
120: 연결관
121: 제1 이동부
122: 상승부
123: 제2 이동부
130: 암모니아 분사부
131: 공급관
132: 노즐

Claims (6)

  1. 내부로 유입된 배가스로부터 황산화물을 제거하는 삭스 베드(SOx bed) 및 상기 삭스 베드 상층에 배치되어 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스로부터 질소산화물을 제거하는 낙스 베드(NOx bed)를 포함하는 챔버;
    상기 챔버 측면에 결합되어, 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스가 상기 낙스 베드로 우회하는 통로를 제공하는 연결관; 및
    상기 연결관에 결합되어, 상기 연결관을 통과하는 상기 배가스가 상기 낙스 베드에서 촉매로 사용되는 암모니아와 혼합되도록, 상기 배가스의 유동 방향과 대향하는 방향으로 상기 암모니아를 분사하는 암모니아 분사부를 포함하는 배가스 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결관은,
    상기 챔버의 일측에서 연장되어 상기 황산화물이 제거된 상기 배가스가 상기 챔버로부터 유입되는 제1 이동부;
    상기 배가스가 상기 암모니아와 혼합되면서 상승하도록 상기 제1 이동부에 결합되는 상승부; 및
    상기 암모니아와 혼합된 상기 배가스가 상기 낙스 베드로 유입되도록 상기 상승부와 연결되는 제2 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상승부의 단면적은 상기 제1 이동부의 단면적보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 암모니아 분사부는,
    상기 암모니아가 이동되는 공급관; 및
    상기 공급관에 연결되어 상기 공급관으로부터 이동된 상기 암모니아가 배출되는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공급관은 상기 제2 이동부를 관통하여 상기 상승부와 나란하게 상기 제2 이동부에 결합되며, 복수의 상기 노즐은 상기 상승부 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아 분사부는 상기 연결관에서 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
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