KR20150064275A - 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템 - Google Patents

철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템 Download PDF

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Abstract

철 킬레이트를 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템 및 방법을 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 황화수소 제거 시스템은 합성가스가 유입되어, 상기 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 복수개의 반응관을 가지는 탈황 반응기; 상기 반응관의 각각에 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 분사노즐; 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 가압 저장하는 저장조; 상기 저장조로부터 공급되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시키는 기포 유동화를 통하여 재생시키는 재생조; 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 전환되도록 침전시켜 재생 철 킬레이트 수용액으로 분리시키는 침전조; 및 상기 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 저장한 후, 상기 분사노즐을 통해 상기 탈황 반응기로 분사되도록 공급하는 공급부를 포함한다.

Description

철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템{SYSTEM FOR REMOVING HIGH HYDROGEN SULFIDE USING IRON CHELATE AQUEOUS SOLUTION}
본 발명은 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철 킬레이트(iron chelate) 수용액을 이용하는 공정으로 철 킬레이트와 합성가스를 병류로 접촉시켜 합성가스 내에 있는 고농도 황화수소(H2S)를 제거하므로써, 황(S)으로 직접 회수할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 황화수소는 가스상의 물질로 여러 금속 또는 금속산화물 촉매에 대하여 피독 현상을 유발하여 촉매 활성을 저하시키는 것으로 알려져 있으며, 산성가스로써 부식을 야기하며, 연소 시 이산화황(SO2)을 발생함으로써 2차 오염물질이 발생하므로 합성가스를 이용하기 위해서는 필히 제거되어야 한다.
이에 따라 현재 상용화된 대표적인 황회수 공정인 클라우스(Claus) 공정은 습식 탈황기술로써 액상 흡수제를 사용하므로 2차 액상폐기물이 발생하며, 테일 가스(tail gas)에서 황화수소와 이산화황이 동시에 발생하여 이를 다시 수소화 공정을 통해 흡수 및 재순환함에 따라 테일 가스 처리에 여러 반응 단계를 거쳐야 하며, 또한 원소 황(S)을 회수하기 위하여 하나의 작은 공장이라 할 수 있을 정도로 공정이 복잡하여 운전의 용이성과 장치 설치비용이 큰 단점이 있다.
또한 금속 산화물을 이용하는 건식 탈황기술은 현재 국내에서 유동층의 흡수-재생반응기로 구성되며, 합성가스내의 황화수소와 황화-카르보닐(COS)을 이산화황으로 전환하여 회수하는 공정을 파일럿 규모에서 수행하고 있고, 유동층을 사용할 경우 대형화에 유리한 장점을 가지고 있으나, 탈황제의 성형, 강도, 흡수능의 제한을 가지며, 재생반응기의 배출가스가 산소를 포함하므로, 후단의 황 회수 공정에서 수소를 이용하기 위해서는 폭발 방지를 위하여 일산화탄소가 일부 포함된 합성가스를 공급해야 하며 재생에 열에너지가 추가로 필요한 단점이 있다.
이외에, 건식 탈황기술인 부분연소에 의한 산화반응을 이용한 황화수소의 황으로의 전환공정은 부분연소에 의하여 황화수소로부터 생성된 이산화황과 미반응된 산소를 황화수소와 반응시킴으로써 원소 황과 물을 생성하지만, 하나의 반응기에서는 황 회수율이 낮아 황 회수율을 높이기 위해 여러 반응기를 순차적으로 연결하는 다단 반응기 및 재순환공정이 필수적이기 때문에, 이로 인하여 공정이 복잡하며 제어가 까다롭고 장치의 설치비가 증가하는 단점을 가진다.
이와 달리, 습식 탈황기술의 경우 황화수소 등의 산성가스 제거를 위하여 사용하는 촉매 용액의 pH 유지를 위하여 가성소다(NaOH) 수용액과 같은 알칼리 물질을 필요로 하는 문제가 있다.
발명의 배경기술이 되는 선행기술로서 합성가스, 회수(recovery), 탈황을 키워드로 하여 검색을 행한 바, 다수의 특허문헌들이 존재한다.
그 중에서도 특허문헌 1의 석탄 가스로부터 황화수소(H2S)를 제거하는 고온(400~700oC) 고압(10~35 기압) 건식 유동층 탈황법과 그 장치는 고온고압의 석탄가스를 기체 상자와 기체 분산판을 통해 탈황 흡수제가 유입된 탈황반응기 내로 주입하여 황화수소와 황화-카르보닐(COS)을 제거하고, 상기 황화수소와 황화-카르보닐을 흡수한 탈황 흡수제는 질소에 의해 보조탱크를 경유하여 재생반응기로 주입하고, 재생반응기 내로 산화성기체를 주입하여 탈황 흡수제를 재생시킴과 동시에 재생반응기 내에서 재생된 탈황 흡수제를 재생 배출관을 통해 탈황 반응기로 이송시키는 구성으로, 고농도 황화수소가 포함된 합성가스를 대상으로도 적용할 가능성이 있음에 연관성이 있다 할 수 있으나, 건식 탈황제를 이용한 건식 탈황공정으로써 400~700oC의 고온과 10~35기압의 고압이 요구되는 반면, 본 발명의 공정은 습식공정으로 상온 및 상대적인 저압을 요구하므로, 운전 조건 및 방법이 상이한 차이가 있다.
또한 특허문헌 2의 석탄 가스화기 합성가스의 탈황정제 시스템은 고온고압의 합성가스가 유입되는 가스 유입구와, 타측에 형성되어 고순도로 정제된 배출가스가 배출되는 가스 유출구와, 이 가스 유입구 및 유출구 사이를 복수의 U-자형 배관으로 형성한 배관부로 구성된 합성가스 정제장치를 포함하고, 각각의 U-자형 배관에는 벤츄리부가 제공되고, 가스 유입구를 통해 유입된 합성가스가 하향하여 흐르는 1차 세정관과, 이 1차 세정관을 지난 합성가스가 상향하여 흐르는 2차 세정관으로 이루어지며, 1차 세정관내의 합성가스의 하향흐름에 대해 벤츄리부에서 세정액을 일차 수직분사하고, 2차 세정관내의 합성가스의 상향흐름에 대해 세정액을 2차 역방향분사함으로서 합성가스를 냉각, 세정, 집진하는 구성으로, 합성가스 정제를 위한 습식 세정 방식이라는 연관성을 가질 수 있으나, 고온 고압의 합성가스의 정제를 위하여 세정액을 U자형 배관을 복수로 설치하는 반응기를 구성상의 특징으로 하는 것이므로, 본 발명의 반응기와 같이 유입가스가 상방에서 하방으로 흐르고 철 킬레이트가 같이 병류로 접촉하는 반응기 구간이 연장된 형태로써 대상 가스와 철 킬레이트가 병류로 접촉하는 시간이 보다 증대되고 또한 처리가스의 농도에 따라 반응기를 추가 설치 할 수 있으므로 고농도의 황화수소 제거가 가능한 구성과는 차이점이 있다.
그리고 기존 특허의 경우 대부분이 습식 탈황 공정을 사용하여 황회수 공정인 클라우스(Claus) 공정과 연결하는데 초점을 맞춰 테일가스(tail gas)의 처리에 대한 내용이며, 건식의 경우는 유동층 반응기를 이용하는 탈황/재생 반응기를 사용하며, 재생반응기의 배출 가스내의 산소농도를 수 ppm까지 떨어뜨려 황회수를 위한 환원제로 수소나 일산화탄소를 사용할 수 있는 공정으로 출원된 것들로서, 본 발명과는 무관한 것들이다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제 10-0219366호(1999.6.15. 등록)
(특허문헌 2) 한국등록특허 제 10-0750619호(2007.8.13. 등록)
따라서 본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 발명된 것으로 그 목적은 고유황 연료의 가스화반응에서 생성되는 합성가스와 같이 가스 내에 있는 고농도의 황화수소를 선택적으로 철 킬레이트 수용액을 이용하여 연속적으로 제거할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따르는 철 킬레이트를 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템은 합성가스가 유입되어, 상기 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 복수개의 반응관을 가지는 탈황 반응기; 상기 반응관의 각각에 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 분사노즐; 황 수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 가압 저장하는 저장조; 상기 저장조로부터 공급되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시키는 기포 유동화를 통하여 재생시키는 재생조; 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 전환되도록 침전시켜 재생 철 킬레이트 수용액으로 분리시키는 침전조; 및 상기 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 저장한 후, 상기 분사노즐을 통해 상기 탈황 반응기로 분사되도록 공급하는 공급부를 포함한다.
상기 탈황 반응기의 반응관의 각각은 U자 형상으로 상하로 연속해서 직렬연결되고, 상기 분사노즐은 기체상의 황화수소와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 병류로 접촉하도록 상기 각 반응관 일측에서 내부의 중심부를 향하여 관통하되 상기 각 반응관 상부에서 하부로 유로가 형성되도록 복수개 설치될 수 있다.
상기 마지막 단 반응관의 일측에는 상기 철 킬레이트 수용액을 분사 시, 하부에서 상부로 유로가 형성되는 상기 황화수소 가스가 상기 분사된 상기 철 킬레이트 수용액과 향류로 흐름이 유도되어 기-액 분리가 이루어져 기체상만 배출되고, 가스상에 제거되지 않은 미량의 황화수도도 제거되도록 복수개의 분사노즐이 설치될 수 있다.
상기 마지막 단 반응관의 양측에는 기체상의 황화수소와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 병류와 향류로 각각 접촉하도록 복수개의 분사노즐이 설치될 수 있다.
상기 마지막 단 반응관의 후단에는 압력조절 밸브를 설치하여 가압조건 하에서 황화수소를 제거할 수 있다.
상기 저장조에는 레벨게이지와 연동된 압력조절 밸브가 장착되어 저장된 철 킬레이트 수용액을 일정수준으로 유지시킬 수 있다.
상기 침전조는 상기 재생조보다 낮은 높이에 위치되어 상기 재생조에서 재생된 철 킬레이트 수용액이 별도의 구동원없이 중력에 의하여 유입되고, 상기 침전조에서는 무게차에 의하여 원소 황과 재생된 철 킬레이트 수용액간의 고체-액체간 분리가 일어날 수 있다.
상기 공급부는 상기 재생 철 킬레이트 수용액을 저장하는 공급탱크와, 상기 공급탱크의 하부 유로에 장착된 복수개의 펌프를 포함하며, 상기 펌프의 구동을 통해 공급탱크의 철 킬레이트 수용액을 반응기 내부로 유입시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르는 철 킬레이트를 사용하는 고농도 황화수소 제거 방법은 일측의 합성가스 공급부를 통해 상기 합성가스를 복수개의 반응관을 가지는 탈황 반응기에 유입하는 단계; 상기 복수의 반응관에 설치된 분사노즐을 통해 상기 유입된 합성가스에 철 킬레이트 수용액을 분사하는 단계; 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 가압 저장하는 단계; 상기 저장된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시키는 기포 유동화를 통하여 재생시키는 단계; 상기 재생 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 전환되도록 침전시켜 재생 철 킬레이트 수용액으로 분리시키는 단계; 및 상기 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 저장한 후, 상기 분사노즐을 통해 상기 탈황 반응기의 각 반응관을 통해 분사되도록 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 철 킬레이트 수용액을 사용하여 고농도의 황화수소를 합성가스로부터 제거하고 산소 또는 공기와의 단순 기포유동화를 통하여 재생이 가능하므로 공정 시스템이 단순하고 운용이 용이하여 설치 및 유지비용이 감소하고, 재생에 별도의 열원이 필요하지 않으며, 포집된 황화수소는 고체상의 원소 황으로 얻어지므로 2차 오염물의 발생이 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1 제거 시스템의 제거 방법을 실행하는 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1 시스템의 운전 실시예로서 황화수소 모사가스의 인입농도와 배출농도를 각각 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1 제거 시스템의 제거 방법을 실행하는 순서도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고농도 황화수소 제거 시스템은 철 킬레이트 수용액을 사용하여 별도의 냉각없이 (RCMS)석탄/코크스 합성가스 내에 있는 고농도의 황화수소를 연속적으로 제거하는 탈황 시스템으로, 그 탈황 반응기(20)는 복수개의 U자 형상의 반응관(22)이 그 유로가 상부에서 하부로 형성되도록 상하로 연속해서 이루어지며, 일측의 합성가스 공급부(1)를 통해 합성가스가 유입되고, 황화수소가 제거된 합성가스가 타측의 합성가스 배출부(2)를 통해 배출되도록 형성된다. 합성가스 배출부(2)에는 탈황 반응기(20)의 압력을 조절할 수 있도록 압력조절밸브(10)가 부착될 수 있다.
여기서, 합성가스는 탄소화합물로부터 가스화나 개질반응으로 수소와 일산화탄소를 포함하고 있는 가스를 의미하는데, 본 발명에서의 고농도 황화수소 제거 시스템은 합성가스뿐 아니라 황화수소가 포함된 부생가스나 모든 공정가스에 응용할 수 있다.
또한 제 1 하부 반응관(22)으로부터 제 3 하부 반응관(22)으로 갈수록 높이가 낮아지도록 형성되며, 각 하부 반응관(22) 일측 내부에는 중심부를 향하여 관통되는 분사노즐(3)을 통해 철 킬레이트 수용액이 분사될 수 있도록 설치되어 있다. 분사노즐(3)을 통해 철 킬레이트 수용액이 합성가스 공급부(1)를 통해 유입되는 합성가스에 분사되면, 기체상의 합성가스와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 병류로 접촉함으로써, 분사된 철 킬레이트 수용액내에 황화수소가 포집된다.
황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액은 일련의 반응을 거쳐 황화수소를 황으로 전환시켜 고체상의 원소 황으로 직접 회수되며, 외부 열원없이 산소 또는 공기의 접촉에 의한 기포유동에 의하여 재생될 수 있다. 또한, 황화수소의 농도가 높을 경우 단위장치를 직렬로 추가하여 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 탈황 반응기(20)는 황화수소의 가스와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 병류로 접촉되도록 시리즈로 연속해서 직렬연결이 가능하므로, 황화수소 가스와 철 킬레이트 수용액 사이의 접촉시간을 증대시킬 수 있어 매우 높은 농도의 황화수소를 매우 높은 농도로 처리할 수 있다.
또한 본 발명 제거 시스템의 경우 황화수소의 포집 및 포집용액의 재생과정의 산물이 원소 황과 수분이므로 포집된 흡수액의 자연증발에 의해서 용액의 pH가 유지가 가능한 장점이 있다.
한편, 탈황 반응기(20)의 마지막 하부 반응관(22)의 일측에서 분사노즐(3)을 통해 상부에서 하부로 철 킬레이트 수용액이 분사될 때, 황화수소 가스는 반응관(22)의 하부에서 상부로 유로가 형성되어 철 킬레이트 수용액과 향류로 흐름이 유도되어 기-액 분리가 이루어져서 기체상만 합성가스 배출부(2)를 통해 배출될 수 있다.
이때, 반응관(22)의 타측에서는 분사노즐(5)을 통해 하부에서 상부로 철 킬레이트 수용액을 분사하게 되면, 기체상의 합성가스와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 향류로 접촉함으로써, 황화수소 가스와 분사된 철 킬레이트 수용액 간의 접촉효율을 증대시켜 가스상에 제거되지 않은 미량의 황화수소까지 포집되어 제거될 수 있다.
즉, 탈황 반응기(20)의 각 반응관(22)에 각각 복수개 설치되는 철 킬레이트 수용액의 분사노즐(3)은 반응관(22) 일측의 상부에서 하부로 형성되는 곳의 유로에 설치될 수 있고, 마지막 단의 반응관(22)에서는 향류와 병류의 분사노즐(3)(5)이 모두 설치될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 탈황 반응기(20)는 처리용량에 따라 복수개의 반응관(22)들이 직렬로 연결될 수 있으며, 그 마지막 단의 반응관(22)은 합성가스 배출부(2)에 설치된 압력조절밸브(10)에 의해 가압조건 하에서도 황화수소를 제거할 수 있다.
황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 1차 가압 저장하는 1차 저장조(9)가 하부 반응관(22) 각각의 하부에 설치될 수 있고, 저장조(9)에는 레벨게이지(도시하지 않음)와 연동된 압력조절밸브(11)가 장착되어 철 킬레이트 수용액을 일정 수준으로 유지시킬 수 있다.
1차 저장조(9)에 가압 저장된 철 킬레이트 수용액은 재생조(6)에 공급되며, 재생조(6)에서는 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시켜 기포유동화를 통하여 재생을 실행할 수 있다.
재생된 철 킬레이트 수용액은 침전조(7)로 공급되며, 침전조(7)에서는 원소 황으로 전환되도록 황을 침전시켜 철 킬레이트 수용액과 분리시킬 수 있다.
이를 위해 침전조(7)는 재생조(6) 보다 낮은 높이로 위치되어 재생조(6)에서 재생된 철 킬레이트 수용액이 별도의 구동원없이 중력에 의해 침전조(7)로 유입되고, 침전저(7)에서는 무게차에 의해 원소 황과 철 킬레이트 수용액 간의 고체-액체 분리가 일어날 수 있다.
원소 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 탈황 반응기(20)에 공급하는 공급부로서, 재생 철 킬레이트 수용액을 저장하는 공급탱크(8)와, 공급탱크(8)의 하부 유로에 장착된 펌프(12)(14)를 포함한다.
재생 철 킬레이트 수용액은 공급탱크(8)에 저장된 후, 펌프(12)를 통해 분사노즐(3)을 통해 탈황 반응기(20)내에서 분사되도록 공급될 수 있고, 또한 펌프(14)를 통해 분사노즐(5)을 통해 마지막 단의 반응관(22)에서 하부에서 상부로 철 킬레이트 수용액을 분사됨에 따라, 기체상의 합성가스와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 향류로 접촉하도록 공급될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 1 시스템의 운전 실시예로서 황화수소 모사가스의 인입농도와 배출농도를 각각 나타내는 그래프이다.
도 3 실시예에 있어서, 실험조건은 10 barg의 압력으로, 상온의 온도에서 황화수소 모사가스의 인입유량은 6 Nm3/h이고, 황화수소의 농도는 5,000 ppm이다.
이상과 같은 실험조건으로 본 발명의 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템을 이용하여 실제로 고농도 황화수소 모사가스에 대하여 실험한 결과를 참조하면, 5,000 ppm의 고농도 황화수소 가스가 본 발명의 황화수소 제거 시스템에 의하여 배출가스의 황화수소 농도를 1 ppm 미만으로 제거하였으며, 10시간 이상 제거성능의 저하 없이 안정적으로 운용되었음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 철 킬레이트 수용액을 이용한 고농도 황화수소 제거 시스템의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. 그리고 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
1: 합성가스 공급부 2: 황화수소가 제거된 합성가스 배출부
3: 철 킬레이트 병류 분사노즐 4: 장치 최후단 병류 분사노즐
5: 장치 최후단 향류 분사노즐 6: 재생조
7: 침전조 8: 공급탱크
9: 1차 저장조 10: 반응기 압력조절 밸브
11: 1차 저장조 압력조절 벨브 12, 14 : 펌프
20 : 탈황 반응기 22 : 반응관

Claims (9)

  1. 합성가스 내 고농도 황화수소를 연속적으로 제거하는 탈황 시스템으로서,
    상기 합성가스가 유입되어, 상기 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 복수개의 반응관을 가지는 탈황 반응기;
    상기 반응관의 각각에 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 분사노즐;
    황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 가압 저장하는 저장조;
    상기 저장조로부터 공급되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시키는 기포 유동화를 통하여 재생시키는 재생조;
    상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 전환되도록 침전시켜 재생 철 킬레이트 수용액으로 분리시키는 침전조; 및
    상기 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 저장한 후, 상기 분사노즐을 통해 상기 탈황 반응기로 분사되도록 공급하는 공급부를 포함하는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈황 반응기의 반응관의 각각은 U자 형상으로 상하로 연속해서 직렬연결되고,
    상기 분사노즐은 기체상의 황화수소와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 병류로 접촉하도록 상기 각 반응관 일측에서 내부의 중심부를 향하여 관통하되 상기 각 반응관 상부에서 하부로 유로가 형성되도록 복수개 설치되는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마지막 단 반응관의 일측에는 상기 철 킬레이트 수용액을 분사 시, 하부에서 상부로 유로가 형성되는 상기 황화수소 가스가 상기 분사된 상기 철 킬레이트 수용액과 향류로 흐름이 유도되어 기-액 분리가 이루어져 기체상만 배출되고, 가스상에 제거되지 않은 미량의 황화수도도 제거되도록 복수개의 분사노즐이 설치되는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 마지막 단 반응관의 양측에는 기체상의 황화수소와 액체상의 철 킬레이트 수용액이 서로 병류와 향류로 각각 접촉하도록 복수개의 분사노즐이 설치되는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 마지막 단 반응관의 후단에는 압력조절 밸브를 설치하여 가압조건 하에서 황화수소를 제거하는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장조에는 레벨게이지와 연동된 압력조절 밸브가 장착되어 저장된 철 킬레이트 수용액을 일정수준으로 유지시키는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 침전조는 상기 재생조보다 낮은 높이에 위치되어 상기 재생조에서 재생된 철 킬레이트 수용액이 별도의 구동원없이 중력에 의하여 유입되고,
    상기 침전조에서는 무게차에 의하여 원소 황과 재생된 철 킬레이트 수용액간의 고체-액체간 분리가 일어나는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 재생 컬리 킬레이트 수용액을 저장하는 공급탱크와, 상기 공급탱크의 하부 유로에 장착된 복수개의 펌프를 포함하며,
    상기 펌프의 구동을 통해 공급탱크의 철 킬레이트 수용액을 반응기 내부로 유입시키는
    철 킬레이트 수용액을 사용하는 고농도 황화수소 제거 시스템.
  9. 연속적인 합성가스내 고농도 황화수소 제거 방법으로서,
    일측의 합성가스 공급부를 통해 상기 합성가스를 복수개의 반응관을 가지는 탈황 반응기에 유입하는 단계;
    상기 복수의 반응관에 설치된 분사노즐을 통해 상기 유입된 합성가스에 철 킬레이트 수용액을 분사하는 단계;
    황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 가압 저장하는 단계;
    상기 저장된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시키는 기포 유동화를 통하여 재생시키는 단계;
    상기 재생 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 전환되도록 침전시켜 재생 철 킬레이트 수용액으로 분리시키는 단계; 및
    상기 황이 분리된 재생 철 킬레이트 수용액을 저장한 후, 상기 분사노즐을 통해 상기 탈황 반응기의 각 반응관을 통해 분사되도록 공급하는 단계를 포함하는
    철 킬레이트를 사용하는 고농도 황화수소의 제거 방법.
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