KR20160077393A - Apparatus of coke oven gas purification and method coke oven gas purification - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코크스 오븐 가스의 정제 효율을 향상시키기 위한 코크스 오븐 가스 정제 장치 및 코크스 오븐 가스 정제 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a coke oven gas purification apparatus and a coke oven gas purification method for improving the purification efficiency of a coke oven gas.
코크스는 제철공정에서 철광석을 환원시키는 역할을 하는 중요한 제품의 하나로 일관제철소에는 코크스 오븐 공정을 이용하여 석탄으로부터 코크스를 제조한다. 상기 코크스 오븐 공정에서는 석탄에 포함되어 있는 다양한 휘발성 물질 등을 고온의 환원상태에서 반응시켜 CO, H2, CH4, CO2 등의 형태로 전환시키면서 카본(탄소)성분으로 잔류시켜 코크스를 만든다.
Coke is one of the important products to reduce iron ore in steelmaking process. Coke is produced from coal by using coke oven process at integrated steelworks. In the coke oven process, various volatile substances contained in coal are reacted in a high-temperature reduction state to convert them into CO, H 2 , CH 4 , CO 2, etc., and remain as carbon (carbon) components to form coke.
코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas: COG)에는 CO, H2, CH4, CO2 이외에도 미량 성분으로 H2S, HCN, NH3 등의 물질이 포함되어 있으며 이들 미량 성분들을 제거하기 위한 공정을 코크스 오븐 가스 정제 공정(COG 정제 공정)이라 하며 주로 황화수소(H2S)의 제거에 그 목적을 두고 있다.
In addition to CO, H 2 , CH 4 , and CO 2 , Coke Oven Gas (COG) contains trace elements such as H 2 S, HCN, and NH 3. Processes for removing these trace elements are called coke oven gas It is called oven gas purification process (COG refining process) and is mainly aimed at the removal of hydrogen sulfide (H 2 S).
현재 다양한 형태의 COG 정제 공정이 제안되고 있으며 대표적으로 Stretford, Diamox, Hirohax, Takahax, Fumaks, Still-Otto 등의 공정이 있다. 이들 COG 정제 공정은 산성가스 성분(H2S, CO2 등으로 주로 H2S의 제거를 목적으로 함)을 제거하기 위해 암모니아 수를 사용하는 공정(Diamox, Hirohaks, Takahax, Fumaks)이 있으며 추가적으로 H2S의 제거 효율을 높이기 위해 가성소다 (NaOH)를 주입하기도 한다.
Currently, various types of COG refining processes are proposed, including Stretford, Diamox, Hirohax, Takahax, Fumaks, and Still-Otto. These COG purification processes include the use of ammonia water (Diamox, Hirohaks, Takahax, Fumaks) to remove acid gas components (mainly H 2 S removal by H 2 S and CO 2 ) In order to increase the removal efficiency of H 2 S, caustic soda (NaOH) is injected.
Still-Otto 공정으로 대표되는 암모니아를 이용한 COG 정제 공정은 COG 중 황화수소의 제거를 위해 코크스 오븐 조업시 발생하는 암모니아를 연수(soft water)를 이용하여 포집한 후 이를 황화수소의 제거에 사용한다. 이때 COG 내의 이산화탄소가 황화수소와 경쟁적으로 반응하여 동시에 제거될 수도 있다. 결과적으로 황화수소 제거를 위해 사용된 암모니아수에는 황화수소와 이산화탄소(산성가스)가 용해되어 있으며 이 암모니아수는 증류의 과정 (distillation)을 거쳐 암모니아수 내의 황화수소와 이산화탄소를 탈기시킨 후 황화수소의 제거를 위해 재 공급된다.
The COG purification process using ammonia, which is represented by the Still-Otto process, collects ammonia generated during the coke oven operation using soft water to remove hydrogen sulfide in the COG. At this time, the carbon dioxide in the COG may be competitively reacted with hydrogen sulfide and may be simultaneously removed. As a result, the ammonia water used for the removal of hydrogen sulphide has dissolved hydrogen sulfide and carbon dioxide (acid gas), which is distilled and distilled to remove the hydrogen sulfide and carbon dioxide in the ammonia water and then re-supplied to remove the hydrogen sulfide.
이때 암모니아수 내의 황화수소와 이산화탄소의 탈기가 충분하지 못할 경우 황화수소의 포집을 위해 재 공급되는 암모니아수 내에도 다량의 황화수소와 이산화탄소가 포함되어 있어서 황화수소의 흡수를 방해하여 COG 정제 효율을 저감시킬 수 있다.
In this case, when the hydrogen sulfide and carbon dioxide in the ammonia water are not sufficiently deaerated, a large amount of hydrogen sulfide and carbon dioxide are also contained in the ammonia water re-supplied for capturing the hydrogen sulfide, thereby preventing the absorption of hydrogen sulfide and reducing the COG purification efficiency.
도 1은 종래의 암모니아수를 이용한 COG 정제 공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic diagram schematically showing a COG purification process using conventional ammonia water.
현재까지 암모니아 수를 이용한 COG 정제 효율을 향상시키기 위한 방법으로, NaOH 추가 주입을 통한 H2S 정제 효율 향상, CO2의 흡수를 최대한 낮추기 위해 짧은 접촉 시간을 유지할 수 있는 충진제 (packing material) 사용 등이 있다. 그러나 이러한 방법은 H2S의 흡수를 위해 사용된 암모니아수의 품질을 향상시키기는 어렵다.
To improve the efficiency of COG purification using ammonia water to date, it is necessary to improve the purification efficiency of H 2 S by addition of NaOH and to use packing material to maintain the short contact time in order to minimize the absorption of CO 2 . However, this method is difficult to improve the quality of ammonia water used for the absorption of H 2 S.
본 발명의 한 측면은 H2S를 흡수하기 위한 암모니아수 내의 H2S와 경쟁 반응하는 산성가스 농도를 저감시켜, H2S의 포집 효율을 증대시키고, 코크스 오븐 가스의 품질을 향상시킬 수 있는 코크스 오븐 가스 정제 장치 및 정제 방법을 제공하고자 한다.
One aspect of the present invention, by reducing the competition reaction the acid gas concentration and the H 2 S in the aqueous ammonia for absorbing H 2 S, and increase the absorption efficiency of H 2 S, coke that can improve the quality of the coke oven gas An oven gas purification apparatus and a purification method.
또한, 본 발명은, 이산화탄소를 탄산칼슘으로 고정화하고, 이를 회수하여 자원으로 활용할 수 있는, 코크스 오븐 가스 정제 장치 및 정제 방법을 제공하고자 한다.
The present invention also provides a coke oven gas refining apparatus and refining method capable of immobilizing carbon dioxide with calcium carbonate and recovering the recovered carbon dioxide as a resource.
본 발명의 일 구현예는, H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스를 공급받아, 상기 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스 및 암모니아수를 반응시키는 H2S 세정탑; 상기 H2S 세정탑으로부터 코크스 오븐 가스를 공급받아, 연수로 암모니아를 흡수하고, 암모니아수를 상기 H2S 세정탑으로 공급시키는 암모니아 세정탑; 상기 H2S 세정탑으로부터 H2S 및 CO2를 포함하는 용액을 공급받아, 탈기시키고, 탈기된 용액을 무기화 반응기로 공급시키는 증류탑; 및 상기 증류탑으로부터 공급된 탈기된 용액 및 칼슘을 포함하는 화합물을 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키고, 암모니아수를 상기 H2S 세정탑에 공급시키는 무기화 반응기를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 장치를 제공한다.In one embodiment of the present invention, when supplied to a coke oven gas containing H 2 S, H 2 S is reacted cleaning the coke oven gas and ammonia water containing the H 2 S tower; An ammonia scrubbing tower for receiving a coke oven gas from the H 2 S scrubbing tower, absorbing ammonia with soft water, and supplying ammonia water to the H 2 S scrubbing tower; A distillation tower for receiving a solution containing H 2 S and CO 2 from the H 2 S scrubbing column, for degassing and supplying the degassed solution to the mineralizing reactor; And a mineralizing reactor for reacting the deaerated solution supplied from the distillation column with a compound containing calcium to form calcium carbonate and supplying ammonia water to the H 2 S scrubbing column.
상기 증류탑에서 탈기된 용액은, CO2를 포함하는 암모니아수인 것이 바람직하다. The deasphalted solution in the distillation column is preferably ammonia water containing CO 2 .
상기 칼슘을 포함하는 화합물은, 고로 슬래그, 제강 슬래그, Ca(OH)2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
The calcium-containing compound is preferably at least one selected from the group consisting of blast furnace slag, steel making slag, Ca (OH) 2, and CaO.
본 발명의 다른 구현예는, H2S 세정탑, 암모니아 세정탑 및 증류탑을 이용한 코크스 오븐 가스 정제 방법에 있어서, 상기 증류탑으로부터 배출되고, CO2 및 암모니아수를 포함하는 용액을 칼슘을 포함하는 화합물과 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키는 단계; 및 상기 암모니아수를 H2S 세정탑에 공급하여 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스와 반응시키는 단계를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method for purifying coke oven gas using a H 2 S scrubbing column, an ammonia scrubber column and a distillation column, comprising the steps of: passing a solution containing CO 2 and ammonia water, which is discharged from the distillation column, To form calcium carbonate; And supplying the ammonia water to a H 2 S scrubbing column to react with a coke oven gas comprising H 2 S.
상기 칼슘을 포함하는 화합물은, 고로 슬래그, 제강 슬래그, Ca(OH)2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
The calcium-containing compound is preferably at least one selected from the group consisting of blast furnace slag, steel making slag, Ca (OH) 2, and CaO.
본 발명의 코크스 오븐 가스 정제 장치 및 코크스 오븐 가스 정제 방법을 사용함으로써, H2S를 흡수하기 위한 암모니아수 내의 산성가스 농도를 저감시켜 H2S의 포집 효율을 증대시킬 수 있으며, 품질이 향상된 코크스 오븐 가스를 제조할 수 있다.
By using the coke oven gas purification unit and coke oven gas purification method of the present invention, by reducing the acid gases concentration in the ammonia solution to absorb H 2 S and to increase the collection efficiency of the H 2 S, the coke oven, the quality improved Gas can be produced.
또한, 칼슘을 포함하는 화합물을 공급함으로써, 이산화탄소를 탄산칼슘의 형태로 고정화할 수 있으며, 이를 회수하여 자원으로 활용이 가능하며, 온실가스 저감에 기여할 수 있다.
In addition, by supplying a compound containing calcium, carbon dioxide can be immobilized in the form of calcium carbonate, which can be recovered and utilized as a resource, contributing to the reduction of greenhouse gases.
도 1은 종래의 암모니아수를 이용한 코크스 오븐 가스 정제 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 코크스 오븐 가스 정제 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 1 is a schematic view schematically showing a coke oven gas purification apparatus using conventional ammonia water.
2 is a schematic view schematically showing a coke oven gas purification apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
도 2는 본 발명의 코크스 오븐 가스 정제 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
2 is a schematic view schematically showing a coke oven gas purification apparatus of the present invention.
본 발명의 일 구현예는, H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스(201)를 공급받아, 상기 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스(201) 및 암모니아수를 반응시키는 H2S 세정탑(101); 상기 H2S 세정탑(101)으로부터 코크스 오븐 가스(202)를 공급받아, 연수(soft water)(203)로 암모니아를 흡수하고, 암모니아수(205)를 상기 H2S 세정탑(101)으로 공급시키는 암모니아 세정탑(102); 상기 H2S 세정탑(101)으로부터 H2S 및 CO2를 포함하는 용액(206)을 공급받아, 탈기시키고, 탈기된 용액(209)을 무기화 반응기(104)로 공급시키는 증류탑(103); 및 상기 증류탑(103)으로부터 공급된 탈기된 용액(209) 및 칼슘을 포함하는 화합물(105)을 반응시켜 탄산칼슘(106)을 형성시키고, 암모니아수(210)를 상기 H2S 세정탑(101)에 공급시키는 무기화 반응기(104)를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 장치를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, when supplied to the coke oven gas (201) containing H 2 S, the H 2 S H 2 S spray tower 101 for reacting a coke oven gas 201 and aqueous ammonia containing ; The coke oven gas 202 is supplied from the H 2 S scrubbing tower 101 and absorbed by the soft water 203 to supply the ammonia water 205 to the H 2 S scrubbing tower 101 An ammonia scrubbing tower 102; A distillation column 103 for receiving and discharging a solution 206 containing H 2 S and CO 2 from the H 2 S scrubbing column 101 and supplying the degassed solution 209 to the mineralization reactor 104; And a calcium-containing compound 105 reacted with the degassed solution 209 supplied from the distillation column 103 to form calcium carbonate 106. The ammonia water 210 is supplied to the H 2 S scrubbing column 101, And an internal combustion reactor (104) for supplying the coke oven gas to the coke oven gas purification apparatus.
본 발명의 다른 구현예는, H2S 세정탑(101), 암모니아 세정탑(102) 및 증류탑(103)을 이용한 코크스 오븐 가스 정제 방법에 있어서, 상기 증류탑(103)으로부터 배출되고, CO2 및 암모니아수를 포함하는 용액을 칼슘을 포함하는 화합물(105)과 반응시켜 탄산칼슘(106)을 형성시키는 단계; 및 상기 암모니아수(210)를 H2S 세정탑(101)에 공급하여 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스(201)와 반응시키는 단계를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention, in the H 2 S spray tower 101, and the coke oven gas purification method using the ammonia spray tower 102 and the column 103, is withdrawn from the distillation column (103), CO 2, and Reacting a solution containing ammonia water with a compound (105) containing calcium to form calcium carbonate (106); And supplying the ammonia water 210 to the H 2 S scrubbing tower 101 to react with the coke oven gas 201 containing H 2 S.
본 발명은 코크스 오븐 가스 정제 공정에 사용되는 암모니아수 내의 산성가스의 분율을 낮춤으로써, H2S의 흡수 효율을 증대시키는 것으로, 이를 통해 코크스 오븐 가스 내의 H2S의 농도를 효과적으로 낮출 수 있어 코크스 오븐 가스 활용도를 향상시킬 수 있다.
The present invention improves the absorption efficiency of H 2 S by lowering the fraction of the acidic gas in the ammonia water used in the coke oven gas purification process so that the concentration of H 2 S in the coke oven gas can be effectively lowered, The gas utilization can be improved.
암모니아수와 H2S 또는 CO2의 흡수 반응 및 탈기 반응은 하기 반응식 1 내지 5와 같다.
The absorption and deaeration reactions of ammonia water and H 2 S or CO 2 are shown in the following reaction formulas 1 to 5.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
H2S + NH3 → NH4HS
H 2 S + NH 3 - > NH 4 HS
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
2NH3 + H2S → (NH4)2S
2 NH 3 + H 2 S → (NH 4 ) 2 S
[반응식 3][Reaction Scheme 3]
2NH3 + CO2 → NH2COONH4
2NH 3 + CO 2 - > NH 2 COONH 4
[반응식 4][Reaction Scheme 4]
NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3
NH 3 + CO 2 + H 2 O → NH 4 HCO 3
[반응식 5][Reaction Scheme 5]
2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3
2 NH 3 + CO 2 + H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3
구체적으로, H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스(201)는, 먼저 H2S 세정탑(101)으로 공급되고, 상기 H2S는 암모니아수와 상기 반응식 1 및 2와 같은 반응에 따라 흡수가 일어나게 된다. 이때, CO2도 상기 반응식 3 내지 5에 따라 동시에 흡수가 일어난다. 즉, 상기 H2S를 흡수하기 위한 암모니아수는 H2S 세정탑(101)에서 CO2와의 경쟁반응에 따라 H2S 및 CO2와 동시에 반응하게 된다.
Specifically, the coke oven gas 201 containing H 2 S is first fed to the H 2 S scrubbing column 101, where the H 2 S is absorbed by ammonia water and reactions such as Schemes 1 and 2 do. At this time, CO 2 also absorbs simultaneously according to the above reaction formulas 3 to 5. That is, ammonia water for absorbing the H 2 S are reacted in a H 2 S spray tower 101 and the H 2 S and CO 2 in accordance with the competition reaction of the CO 2 at the same time.
한편, 상기 H2S 세정탑(101)을 거친 코크스 오븐 가스(202)는 암모니아 세정탑(102)으로 공급되고, 상기 암모니아 세정탑(102) 상부로 공급되는 연수(soft water)(203)를 이용하여 암모니아를 흡수하게 된다. 암모니아를 흡수한 용액은 H2S 세정탑(101)으로 공급되어 H2S를 흡수하는 용도로 재사용된다.
The coke oven gas 202 passing through the H 2 S scrubbing column 101 is supplied to the ammonia scrubbing column 102 and the soft water 203 supplied to the upper part of the ammonia scrubbing column 102 To absorb ammonia. Solution that has absorbed ammonia is supplied to the H 2 S spray tower 101 is re-used for the purpose of absorbing the H 2 S.
H2S 세정탑(101)으로부터 배출되는 용액은 증류탑(103)으로 공급되어, 스팀에 의하여 탈기된다. 즉, 상기 증류탑(103)으로 공급되는 용액은 H2S, CO2 등을 포함하는 암모니아수인 것이 바람직하고, 상기 용액으로부터 산성가스(208) 즉, H2S, CO2 등이 기상으로 분리 배출되는 것이 바람직하다. 이후, 탈기된 용액(209)은 H2S 세정탑(101)으로 공급되어 H2S를 흡수하는데 사용되는 것이 바람직하다.
The solution discharged from the H 2 S scrubbing column 101 is supplied to the distillation column 103 and is deaerated by steam. That is, the solution supplied to the distillation column 103 is preferably ammonia water containing H 2 S, CO 2 and the like, and the acidic gas 208, that is, H 2 S, CO 2, etc., . Thereafter, the deaerated solution 209, is fed to the H 2 S spray tower 101 are preferably used to absorb the H 2 S.
한편, 본 발명의 코크스 오븐 가스 정제 장치는, 상기 탈기된 용액(209)에 남아 있는 CO2를 분리 배출하기 위하여, 무기화 반응기(104)를 구비하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 증류탑(103)에서 H2S, CO2 등을 포함하는 암모니아수를 탈기하는 과정에서 탈기되지 못하고 남아있는 CO2가 암모니아수에 포함되어 있으며, 이는 H2S 세정탑(101)에 공급될 경우, 암모니아수에 대한 H2S 및 CO2의 경쟁적 반응이 일어나며, 나아가 H2S가 재탈기될 수 있어, H2S를 효과적으로 흡수하지 못함으로써 코크스 오븐 가스 정제 공정의 효율을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 상기 무기화 반응기(104)를 통해 공급되는 칼슘을 포함하는 화합물(105)을 상기 증류탑(103)으로부터 공급되는 용액과 반응시킴으로써, CO2를 탄산칼슘(106)으로 고정시키고 이외의 용액을 H2S 세정탑(101)으로 공급시켜 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
In the meantime, the coke oven gas purifier of the present invention preferably includes an inorganicization reactor 104 for separating and releasing CO 2 remaining in the degassed solution 209. More specifically, and not being degassed in the course of stripping the ammonia water, or the like H 2 S, CO 2 from said distillation column (103) CO 2 remaining is included in the ammonia water, which is supplied to the H 2 S spray tower 101 A competitive reaction of H 2 S and CO 2 with respect to ammonia water occurs and further H 2 S can be re-degassed, which does not effectively absorb H 2 S, thereby causing a decrease in the efficiency of the coke oven gas purification process do. Therefore, by reacting the calcium-containing compound 105 supplied through the mineralization reactor 104 with the solution supplied from the distillation column 103, CO 2 is fixed with calcium carbonate 106 and the other solution is treated with H 2 S cleaning tower 101 so that the efficiency of the process can be improved.
이때, 상기 칼슘을 포함하는 화합물(105)은, 용액에 포함된 CO2와 반응하여 탄산칼슘(106)을 형성시킬 수 있는 성분이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 고로 슬래그, 제강 슬래그, Ca(OH)2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
The calcium-containing compound (105) is not particularly limited as long as it is a component capable of reacting with CO 2 contained in the solution to form the calcium carbonate (106), and examples thereof include blast furnace slag, Ca (OH) 2 and CaO.
또한, 상기 무기화 반응기(104)에 공급되는 용액에 포함된 CO2는 HCO3 - 또는 CO3 2 -의 형태로 존재할 수 있으며, Ca2 +와 반응하여 CaCO3의 형태로 침전 가능하다. 나아가, 상기 CaCO3는 수득되어 자원으로 활용이 가능하여, 본 발명의 코크스 오븐 가스 정제 장치 및 방법으로부터 부산물로 수득될 수 있다.
In addition, the CO 2 contained in the solution supplied to the mineralization reactor 104 may exist in the form of HCO 3 - or CO 3 2 - and precipitate in the form of CaCO 3 by reacting with Ca 2 + . Further, the CaCO 3 can be obtained and utilized as a resource, and can be obtained as a by-product from the coke oven gas purification apparatus and method of the present invention.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
<< 실시예Example >>
도 2에 나타낸 바와 같이, 코크스 오븐 가스(201)를 공급받아, 상기 코크스 오븐 가스(201) 및 암모니아수를 반응시키는 H2S 세정탑(101); 상기 H2S 세정탑(101)의 상부로부터 코크스 오븐 가스(202)를 공급받아, 탑 상부에 공급되는 연수(203)로 암모니아를 흡수하고, 암모니아수(205)를 상기 H2S 세정탑(101) 상부로 공급시키는 암모니아 세정탑(102); 상기 H2S 세정탑(101) 하부로부터 H2S 및 CO2를 포함하는 용액을 공급받아, 스팀에 의하여 탈기시키고 산성가스(208)를 배출시키며, 탈기된 용액(209)을 무기화 반응기(104)로 공급시키는 증류탑(103); 및 상기 증류탑(103)으로부터 공급된 탈기된 용액 및 칼슘을 포함하는 화합물(105)을 반응시켜 탄산칼슘(106)을 형성시키고, 암모니아수(210)를 상기 H2S 세정탑(101)에 공급시키는 무기화 반응기(104)를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 장치를 준비하였다.
As shown in FIG. 2, the H 2 S scrubbing tower 101 receives the coke oven gas 201 and reacts the coke oven gas 201 and the ammonia water. The H 2 S when supplied to the coke oven gas (202) from the top of the spray tower 101, tower overhead training (203) said H 2 S spray tower for the absorption of ammonia, and the ammonia water 205 to be supplied to the (101 The ammonia scrubbing tower 102 supplying the ammonia scrubbing tower 102; The solution containing H 2 S and CO 2 is supplied from the lower part of the H 2 S scrubbing column 101 and is degassed by steam and discharged from the acid gas 208. The degassed solution 209 is introduced into the inorganic reactor 104 To the distillation column 103; And the compound 105 containing the degassed solution and calcium supplied from the distillation column 103 are reacted to form the calcium carbonate 106 and the ammonia water 210 is supplied to the H 2 S scrubbing column 101 A coke oven gas purification apparatus was prepared, including the mineralization reactor (104).
<< 비교예Comparative Example >>
도 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에서 무기화 반응기(104)가 제외된 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일한, 코크스 오븐 가스 정제 장치를 준비하였다.
As shown in Fig. 1, the same coke oven gas purification apparatus as the above embodiment was prepared, except that the mineralization reactor 104 was omitted in the examples.
<< 실험예Experimental Example >>
상기 실시예 및 비교예의 코크스 오븐 가스 정제 장치의 H2S 세정탑(101) 하부 각각 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스(201)를 주입하고, 증류탑(103)으로부터 배출되어 H2S 세정탑(101)으로 공급되는 용액에 포함된 성분을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다. 즉, 실시예의 경우 무기화 반응기(104)를 거친 용액에 포함된 성분 및 함량을 나타내었으며, 비교예의 경우 무기화 반응기(104)를 거치지 않은 용액에 포함된 성분 및 함량을 나타내었다.
The coke oven gas 201 containing H 2 S was injected into the lower part of the H 2 S washing tower 101 of the coke oven gas purifying apparatus of the above-mentioned Example and Comparative Example, and the H 2 S washing tower The components contained in the solution supplied to the reaction tube 101 were measured and shown in Table 1 below. That is, the components and the contents of the solution passed through the mineralizing reactor 104 are shown in the case of the embodiment, and the components and the contents of the solution not passed through the mineralizing reactor 104 in the comparative example are shown.
이때, 상기 실시예의 무기화 반응기(104)에서는, Ca(OH)2를 8.4g/L양으로 지속적으로 공급하였으며, 이산화탄소 및 상기 Ca(OH)2의 반응으로부터 형성된 탄산칼슘(106)을 회수하였다. 칼슘 화합물의 투입량은 암모니아 수 내에 포함된 CO2의 양에 결정되며 CO2와 당량으로 주입하는 것이 바람직하다.
At this time, Ca (OH) 2 was continuously supplied in the amount of 8.4 g / L in the mineralization reactor 104 of the embodiment, and the calcium carbonate 106 formed from the reaction of carbon dioxide and the Ca (OH) 2 was recovered. The amount of the calcium compound to be added is determined by the amount of CO 2 contained in the ammonia water, and is preferably injected in CO 2 equivalent.
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 증류탑(103)으로부터 배출된 용액을 무기화 반응기(104)를 거치지 않고 바로 H2S 세정탑(101)으로 공급하는 비교예의 경우, CO2의 함량이 5g/L로 H2S에 비하여 현저히 높은 농도로 포함되어 있음을 알 수 있다. 즉, 비교예의 경우 H2S 세정탑(101)에서 암모니아수에 의한 H2S 흡수 효율이, CO2에 의하여 저하됨을 알 수 있다. 이를 통해 증류탑에서 공급된 암모니아 수 내의 CO2를 선택적으로 제거함으로써 H2S의 흡수 효율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
As shown in Table 1, in the case of the comparative example in which the solution discharged from the distillation column 103 is directly fed to the H 2 S scrubbing column 101 without passing through the mineralization reactor 104, the content of CO 2 is 5 g / L H < 2 > S. That is, in the comparative example, it is understood that the absorption efficiency of H 2 S by the ammonia water in the H 2 S washing column 101 is lowered by CO 2 . It can be seen that the absorption efficiency of H 2 S can be increased by selectively removing CO 2 in the ammonia water supplied from the distillation column.
반면, 증류탑(103)으로부터 배출된 용액을 무기화 반응기(104)에서, 칼슘을 포함하는 화합물(105)로 반응시킨 후, 탄산칼슘(106)을 형성시키고, 남은 용액을 H2S 세정탑(101)으로 공급하는 실시예의 경우, 용액에 CO2가 대부분 제거되었으며, CO2가 제거된 암모니아수는 H2S 세정탑(101)에 공급되어 H2S를 효율적으로 흡수할 수 있음을 확인할 수 있다.
On the other hand, the solution discharged from the distillation column 103 is reacted with the calcium-containing compound 105 in the mineralizing reactor 104, calcium carbonate 106 is formed, and the remaining solution is poured into the H 2 S washing tower 101 ), the embodiment for supplying the, the solution became a CO 2 removing most, CO ammonia water 2 has been removed is supplied to the H 2 S spray tower 101 can be confirmed that it is possible to absorb H 2 S efficiently.
101: H2S 세정탑
102: 암모니아 세정탑
103: 증류탑
104: 무기화 반응기
105: 칼슘을 포함하는 화합물
106: 탄산칼슘
201: 처리 전 코크스 오븐 가스
202: 코크스 오븐 가스
203: 연수(soft water)
204: 처리 후 코크스 오븐 가스
205: 암모니아수
206: H2S 및 CO2를 포함하는 용액
207: 스팀
208: 산성가스
209: 탈기된 용액
210: 암모니아수101: H 2 S cleaning tower 102: ammonia cleaning tower
103: Distillation column 104: Mineralization reactor
105: Compound containing calcium 106: Calcium carbonate
201: Coke oven gas before treatment 202: Coke oven gas
203: soft water 204: coke oven gas after treatment
205: ammonia water 206: solution containing H 2 S and CO 2
207: steam 208: acid gas
209: degassed solution 210: ammonia water
Claims (5)
상기 H2S 세정탑으로부터 코크스 오븐 가스를 공급받아, 연수로 암모니아를 흡수하고, 암모니아수를 상기 H2S 세정탑으로 공급시키는 암모니아 세정탑;
상기 H2S 세정탑으로부터 H2S 및 CO2를 포함하는 용액을 공급받아, 탈기시키고, 탈기된 용액을 무기화 반응기로 공급시키는 증류탑; 및
상기 증류탑으로부터 공급된 탈기된 용액 및 칼슘을 포함하는 화합물을 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키고, 암모니아수를 상기 H2S 세정탑에 공급시키는 무기화 반응기를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 장치.
H 2 when supplied to a coke oven gas containing S, H 2 S the washing tower of reacting a coke oven gas and ammonia water containing said H 2 S;
An ammonia scrubbing tower for receiving a coke oven gas from the H 2 S scrubbing tower, absorbing ammonia with soft water, and supplying ammonia water to the H 2 S scrubbing tower;
A distillation tower for receiving a solution containing H 2 S and CO 2 from the H 2 S scrubbing column, for degassing and supplying the degassed solution to the mineralizing reactor; And
And a mineralizing reactor for reacting the deaerated solution supplied from the distillation column with a compound containing calcium to form calcium carbonate and supplying ammonia water to the H 2 S scrubbing column.
The coke oven gas purifier of claim 1, wherein the deasphalted solution in the distillation column is ammonia water containing CO 2 .
The coke oven gas purification apparatus according to claim 1, wherein the calcium-containing compound is at least one selected from the group consisting of blast furnace slag, steel making slag, Ca (OH) 2 and CaO.
상기 증류탑으로부터 배출되고, CO2 및 암모니아수를 포함하는 용액을 칼슘을 포함하는 화합물과 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키는 단계; 및
상기 암모니아수를 H2S 세정탑에 공급하여 H2S를 포함하는 코크스 오븐 가스와 반응시키는 단계를 포함하는, 코크스 오븐 가스 정제 방법.
A method for purifying coke oven gas using a H 2 S scrubbing column, an ammonia scrubber column, and a distillation column,
Reacting a solution, which is discharged from the distillation column, containing CO 2 and ammonia water with a compound containing calcium to form calcium carbonate; And
Supplying the ammonia water to an H 2 S scrubbing column and reacting with a coke oven gas comprising H 2 S;
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