KR20180095064A - 연도 가스 탈황 및 탈질 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
연도 가스 탈황 및 탈질 장치는 제 1 레벨 흡착 탑(T1) 및 활성탄 스트리퍼(stripper)(T3)를 포함한다. 제 1 레벨 흡착 탑(T1)의 배출 챔버(a, b)는 상부 배출 챔버(a) 및 하부 배출 챔버(b)로 분할된다. 대안으로, 장치는 직렬로 연결되는 제 1 레벨 흡착 탑(T1), 제 2 레벨 흡착 탑(T2) 및 활성탄 스트리퍼(T3)를 포함한다. 제 1 레벨 흡착 탑(T1)의 배출 챔버(a, b, c)는 상부 배출 챔버(a), 중간 배출 챔버(c) 및 하부 배출 챔버(b)로 분할된다. 장치가 사용되는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법은 탈황 및 탈질 단계와 활성탄 스트리핑 단계를 포함한다.
Description
본 출원은 2016년 6월 30일자로 중국 특허청에 출원되고 명칭이 "연도 가스 탈황 및 탈질 방법 및 장치(METHOD AND DEVICE FOR FLUE GAS DESULFURIZATION AND DENITRATION)"인 중국 특허 출원 제201610507680.5호의 우선권을 주장하며, 이의 전체 개시(disclosure)는 본 명세서에서 참조로 통합된다.
본 출원은 연도 가스 탈황 및 탈질 장치 및 활성탄을 이용한 연도 가스 탈황 및 탈질 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 탈착 탑의 가스 출구 챔버가 2개 또는 3개 이상의 가스 출구 챔버로 분할되고, 소결 연도 가스 처리의 기술 분야에 속하는 연도 가스 탈황 및 탈질 장치에 관한 것이다.
활성탄 연도 가스 처리 기술은 50년 이상의 연구 및 응용 역사를 가지고 있으며, 초기 기술 연구 및 응용은 주로 독일, 일본, 미국 및 다른 국가에 집중되어 있다. 독일 BF 회사(현재 DMT Company)는 1957년 Reinluft 탈황 기술을 시작했지만, 일본은 60년대 중반에 활성탄 탈황을 연구하기 시작했으며, 독일 Lurgi 회사는 또한 수 세척 재생 활성탄 연도 가스 탈황 기술에 대한 연구를 일찍 진행했다. 외국의 활성탄 연도 가스 탈황 기술의 개발과 성숙에 따라 독일의 BF 법, Reinluft 법 및 Lurgi 법, 일본의 Hitachi 법 및 Sumitomo 법, 미국의 Westraco 법과 같은 대표적인 일부 방법이 생성되었다.
산업적 연도 가스, 특히 철강 산업에서의 소결 기계 연도 가스에 대해, 활성탄 흡착 탑 및 탈착 탑을 포함하는 탈황 및 탈질 장치 및 기술을 사용하는 것이 비교적 이상적이다. 활성탄 흡착 탑 및 탈착 탑(또는 재생 탑)을 포함하는 탈황 및 탈질 장치에서, 활성탄 흡착 탑은 소결 연도 가스 또는 배기 가스(특히 철강 산업에서의 소결 머신의 소결 연도 가스)로부터 황 산화물, 질소 산화물 및 다이옥신을 포함하는 오염 물질을 흡착하는데 사용되고, 탈착 탑은 활성탄의 열 재생에 사용된다.
활성탄 탈황은 높은 탈황도를 가지며, 폐수 및 폐 잔류물을 생성하지 않으면서 동시에 탈질, 다이옥신 제거 및 먼지 제거를 실현할 수 있으며, 따라서 이는 유망한 연도 가스 정화 방법이다. 활성탄은 고온에서 재생될 수 있으며, 온도가 350℃ 이상이면, 활성탄에 흡착된 황 산화물, 질소 산화물, 다이옥신 등의 오염 물질은 빠르게 탈착 또는 분해될 것이다(이산화황이 탈착되고, 질소 산화물과 다이옥신이 분해된다). 그리고, 온도의 상승에 따라, 활성탄 재생 속도가 더욱 가속되며, 따라서 재생 시간이 단축된다. 바람직하게는, 탈착 탑 내의 활성탄 재생 온도는 일반적으로 약 430℃로 제어되며, 따라서 이상적인 탈착 온도(또는 재생 온도)는 예를 들어 390℃ 내지 450℃의 범위이고, 보다 바람직하게는 400℃ 내지 440℃의 범위이다.
종래의 활성탄 탈황 기술은 도 1에 도시되어 있다. 연도 가스는 부스터 팬(booster fan)에 의해 흡착 탑으로 도입되고, 암모니아와 공기의 혼합 가스는 NOx 제거 효율을 개선하기 위해 탑 입구로부터 탑 내로 분무되며, 정화된 연도 가스는 소결 메인 굴뚝으로 유입되어 배출된다. 활성탄은 탑 상단으로부터 흡착 탑으로 부가되고, 탑 하단에서의 배출 장치와 중력 둘 다의 작용하에 아래쪽으로 이동한다. 탈착 탑에서 나오는 활성탄은 활성탄 컨베이어에 의해 흡착 탑으로 이송되고, 흡착 탑의 오염 물질로 흡착된 포화 활성탄은 탑 하단으로부터 배출되고, 배출된 활성탄은 활성탄 재생을 위한 활성탄 컨베이어에 의한 탈착 탑으로 이송된다.
활성탄 정화 기술은 탈황 및 탈질이 동시에 수행될 수 있고, 부산물 재생(by-products reclamation)이 달성될 수 있고, 흡착제가 재활용될 수 있고, 탈황 및 탈질 효율이 높다는 특징을 가지며, 따라서 이는 매우 유망한 탈황 및 탈질 통합 기술이다. 활성탄 흡착 탑 및 탈착 탑(또는 재생 탑)을 포함하는 탈황 및 탈질 장치에서, 활성탄 흡착 탑은 소결 연도 가스 또는 배기 가스(특히 철강 산업에서의 소결 머신으로부터의 소결 연도 가스)로부터 황 산화물, 질소 산화물 및 다이옥신을 포함하는 오염 물질을 흡착하는데 사용되지만, 탈착 탑은 활성탄의 열 재생에 사용된다.
활성탄 정화 기술은 탈황 및 탈질의 기능을 동시에 가지며, 이의 메인 장치는 흡착 탑, 재생 탑 및 활성탄 이송 장치를 포함한다. NOx와 비교하여, SO2는 더 쉽게 제거되고, 정상적인 상황하에서, 탈착 탑의 세트는 최대 90%의 탈황률을 달성할 수 있지만, 탈질률은 낮다.
일반적으로, 활성탄 정화 기술은 탈황 및 탈질률이 높고, 부산물 재생이 달성될 수 있고, 활성탄이 재활용될 수 있는 등의 특징을 가지며, 탈황 및 탈질의 원리는 다음과 같이 설명된다:
흡착 탑에서는 연도 가스의 SO2의 일부가 활성탄에 의해 흡착되지만, SO2의 다른 부분, 즉 활성탄의 표면상의 SO2가 산화되고 흡착되어 황산을 형성하며, 그 식은 다음과 같다:
소량의 암모니아가 연도 가스 또는 흡착 탑에 분무되는 경우에, SO2의 흡착은 촉진될 수 있으며, 식은 다음과 같다:
그러나, 탈황 동안 탈질 효과를 동시에 얻기 위해, 일반적으로, 탈황용 암모니아와 탈질용 암모니아 둘 다의 요구 사항을 동시에 충족시키기 위해 흡착 탑의 연도 가스 입구에 다량의 암모니아가 분무된다. 탈질 식은 다음과 같다:
한편 다음과 같은 부반응(side reaction)은 또한 흡착 탑에서 발생한다.
일반적으로, SO2 및 NH3의 반응 속도는 NO 및 NH3의 반응 속도보다 빠르다. 게다가, 연도 가스 내의 SO3, HF 및 HCL은 또한 NH3와 반응할 수 있다.
탈착 탑의 기능은 활성탄에 흡착된 SO2를 방출시키는 것이며, 400℃ 이상의 온도에서 특정 보유 시간(retention time)에 다이옥신의 80% 이상이 분해될 수 있다. 활성탄은 냉각 및 체질(sieve)된 후에 재사용될 수 있다. 방출된 SO2는 황산 등을 생성하는데 사용될 수 있고, 탈착된 활성탄은 이송 장치에 의해 흡착 탑으로 운반되어, SO2 및 NOx 등을 흡착하기 위해 재사용된다.
NOx 및 암모니아는 흡착 탑 및 탈착 탑에서 SCR 및 SNCR 반응 등을 수행함으로써, NOx가 제거된다. 흡착 탑을 통과할 때, 먼지는 활성탄에 의해 흡착되고, 탈착 탑의 하단에서 진동 체에 의해 분리되고, 체에 의해 얻어진 활성탄 분말은 애쉬 빈(ash bin)으로 보내진후, 연료로서 용광로 또는 소결 머신으로 이송될 수 있다.
활성탄이 연도 가스를 정화하기 위해 사용될 때, 정화 효과를 향상시키기 위해, 연도 가스는 다층 활성탄 베드(bed) 층을 통과시키도록 만들어질 수 있다. 다층 활성탄 베드 층의 배열은 주로 도 2에 도시된 바와 같이 상하 구조와 전후 구조로 분할된다. 탑 내의 활성탄 베드 층은 전체이며, 활성탄은 중력에 의해 균일하게 하향 이동한다. 연도 가스 흐름 방향을 따라, 먼저 연도 가스와 접촉한 활성탄은 연도 가스 내의 더 많은 오염 물질을 흡착하고, 후방 부분에서 활성탄과 함께 배출되어, 후방 부분에서의 활성탄이 흡착에 의해 포화되지 않고 탑으로부터 배출되거나, 흡착에 의해 포화된 후에 전방 부분에서의 활성탄이 여전히 탑 내에 잔존하고, 연도 가스 정화 효과를 갖지 않음을 초래한다.
철강 산업은 자신의 나라의 산업화 및 도시화의 촉진에 중요한 공헌을 하였다. 그러나, 동시에, 철강 산업은 환경 보호 수준이 낮고, 단위 생산량당 오염 물질 배출량이 상대적으로 높기 때문에, 철강 산업의 전반적인 경쟁력을 심각하게 제한한다. 오염 물질 배출을 제어하기 위해, 국가 환경 보호부(National Ministry of Environmental Protection)는 2015년 1월 1일부터 "철강 산업의 소결 및 펠릿화를 위한 대기 오염 물질의 배출 기준(Emission standard of air pollutants for sintering and pelletizing of iron and steel industry)"을 제정했으며, 기존의 철강 기업의 소결 및 펠릿화는 SO2 200 mg/m3, NOx 300 mg/m3, 다이옥신 0.5 ng-TEG/m3과 같은 대기 오염 물질 방출 한도를 시행해야 한다. 철강 산업의 대기 오염 물질 제어는 원래의 탈회 및 탈황에서부터 SO2, NOx, 다이옥신 등과 같은 여러 오염원의 협조 제어에 이르기까지 개선되었다는 것을 알 수 있다. 현재, 국내 탈황 기술은 성숙기에 접어들고 있지만, 탈질 및 다이옥신 제거는 아직 초기 스테이지에 있다. 국내 Shanghai Clear Science & Technoplogy 회사는 석탄 연소 보일러 및 비철 야금 산업에서 활성화된 코크스 기술을 사용하며, 이의 구조 스타일 및 원리는 스미토모 그룹(Sumitomo Group)의 것과 일치한다.
활성탄(코크스) 소결 연도 가스 정화 기술은 절수, 탈황, 탈질, 다이옥신 제거, 중금속 제거, 먼지 제거 및 다른 유해한 연도 가스 성분(예컨대, HCl, HF, SO3 등)의 흔적 제거 기능을 갖는 자원 가능한 건조 연도 가스 처리 기술이고, 자신의 나라에서 부족한 황 자원을 재활용할 수 있다(SO2의 고농도는 황산 등을 생산하는데 사용될 수 있다).
도 2는 일본 스미토모 그룹의 활성 흡착 장치를 도시한다: 탑 내의 활성탄 베드 층은 3개의 챔버로 분할되며, 각각의 챔버 내의 활성탄은 중력에 의해 연도 가스의 흐름 방향으로 균일하게 하향 이동하고, 연도 가스와 처음 접촉하는 전방 챔버의 활성탄은 연도 가스 내의 더 많은 오염 물질을 흡착하고, 중간 챔버 및 후방 챔버의 활성탄은 연도 가스 내의 오염 물질을 순차적으로 흡착하여, 연도 가스 정화 효과를 달성하기 위해 활성탄의 배출 속도를 제어하도록 활성탄 베드 층의 하단에 배출 밸브의 회전 속도를 제어한다.
도 3은 Shanghai Clear Science & Technoplogy 회사의 활성 흡착 장치를 도시한다: 탑 내의 활성탄 베드 층은 전체이고, 다스테이지 활성탄 베드 층 배치는 주로 업-다운 구조로 분할되며, 활성탄은 중력에 의해 균일하게 하향 이동한다. 연도 가스 흐름 방향을 따라, 먼저 연도 가스와 접촉한 활성탄은 연도 가스 내의 더 많은 오염 물질을 흡착하고, 후방 활성탄과 함께 배출되어, 후방 활성탄이 흡착에 의해 포화되지 않고 탑으로부터 배출되거나, 흡착에 의해 포화된 후에 전방 활성탄이 여전히 탑 내에 잔존하고, 연도 가스 정화 효과를 갖지 않음을 초래한다.
연도 가스 내의 유해한 성분의 농도가 원래의 연도 가스가 흡착 탑에 유입되어 흡착 탑에서 정화된 후 점차적으로 위로부터 아래로 증가하기 때문에, 종래의 기술 및 장치는 모든 연도 가스를 다음 스테이지의 흡착 탑으로 보낼 필요가 있으며, 따라서 투자 및 운영 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 부가적인 장비 유지 보수 작업을 증가시킬 필요가 있다.
투자 및 운영 비용을 절감하기 위해, 더욱 적절한 활성탄 정화 프로세스 및 장치가 사용될 필요가 있다.
상술한 결점 및 문제점을 고려하여, 본 출원의 발명자는 집중적인 연구를 하였고, 흡착 탑의 활성탄 베드 층의 중간 및 상부 부분으로부터 출구 챔버로 들어가는 연도 가스(상부 연도 가스)에서의 오염 물질의 농도가 매우 낮고(ppm 수준), 종종 배출 요구 사항 또는 배출 기준을 충족시키거나 연도 가스의 이러한 부분이 별개로 처리된다는 것을 발견하였다.
본 출원에 따른 연도 가스 정화는 더 높은 요구 사항을 충족시키기 위해 연도 가스 정화의 더욱더 엄격한 환경 보호 요구 사항에 기초하고 있으며, 모든 연도 가스는 2 스테이지 처리를 취할 필요가 있다. 본 기술은 연도 가스 내의 유해한 성분의 농도가 연도 가스 정화 장치에 의한 연도 가스의 제 1 스테이지 처리 후에 점차적으로 위로부터 아래로 증가하는 것을 기초로 하며(정화 장치의 상부 부분으로 들어가는 활성탄(코크스)이 탈착 탑에 의해 활성화된 활성탄(코크스)이기 때문에, 활성탄(코크스)이 위로부터 아래로 이동하므로, 활성탄(코크스)에 의해 흡착된 연도 가스의 유해 성분이 증가하여, 활성탄(코크스)의 흡착 능력이 감소함으로써, 배출된 연도 가스 내의 유해 성분의 농도가 더 높아짐), 기준을 초과하는 유해 성분을 포함하는 연도 가스의 일부는 추출하여 제 2 스테이지의 연도 가스 정화 장치로 들어가거나 제 1 스테이지 흡착 탑으로 복귀하지만, 제 1 스테이지 처리 후에 배출 요구 사항을 충족시키는 연도 가스의 일부는 굴뚝을 통해 대기로 직접 배출된다.
본 출원에 따른 기술 및 장치는 흡착 탑의 가스 출구 챔버를 상하로 배치되는 둘 이상의 층으로 분할하고, 다음 스테이지의 흡착 탑으로 들어가는 연도 가스의 양은 배출된 연도 가스 내의 유해 성분의 농도에 따라 조정되며, 따라서 다음 스테이지로 들어가는 연도 가스의 양은 30% 내지 50%만큼 감소될 수 있고, 부스터 팬 및 제 2 스테이지 흡착 탑의 용량은 감소될 수 있어, 투자 및 운영 비용을 절감한다. 그리고, 가스 출구 챔버의 중간 및 상부 부분에서의 청정한 연도 가스 및 하부 부분에서의 오염 물질을 함유하는 연도 가스가 서로 혼합하는 종래 기술의 문제점이 회피된다.
연도 가스가 흡착 탑에 진입하여 활성탄 베드 층을 통과하는 프로세스 동안, 활성탄이 흡착 탑에서 위로부터 아래로 이동하기 때문에 연도 가스 내의 유해 성분이 정화되고, 상부 부분에서의 활성탄은 더 높은 흡착 능력을 가지며, 활성탄(코크스)이 아래로 이동함에 따라, 흡착된 유해 성분은 증가하며, 따라서 활성탄의 흡착 및 정화 능력은 저하되고, 정화된 연도 가스의 유해 성분은 점차적으로 증가하며, 따라서 상부 및 하부 연도 가스를 혼합하고 평균한 후에 연도 가스 배출 요구 사항은 충족될 수 없다. 배출 기준을 충족시킬 수 있는 낮은 농도를 갖는 상부 연도 가스는 직접 배출될 수 있고, 기준을 초과하는 하부 연도 가스는 정화를 위해 흡착 탑의 가스 입구로 되돌아 오거나 정화를 위해 제 2 스테이지 흡착 탑으로 들어간다.
본 출원의 목적은, 흡착 탑의 가스 출구 챔버가 상하로 배치된 둘 이상의 층으로 분할되는 새로운 타입의 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 제공하는 것이다. 흡착 탑의 베드 층의 하단에서의 배출 밸브(5)를 조절함으로써 활성탄 베드 층의 활성탄의 체류 시간은 조절되어, 가스 출구 챔버의 상부 층 또는 중간 상부 층으로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량이 요구 사항 또는 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다. 즉, 함유량은 설정된 제한 값보다 낮다.
제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하는 본 출원의 제 1 실시예에 따라 연도 가스 탈황 및 탈질 장치가 제공되며, 여기서 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단에 위치된 공급 빈(feeding bin)(2), 가스 입구 챔버(3), 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 제 1 연도 가스 파이프(L1), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버(a, b)를 포함하며, 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 가스 입구 챔버(3)의 상류로 복귀하여 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1)와 합쳐지거나 결합된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)에는, 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 제공된다.
일반적으로, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이 비율은 0.7 내지 1.3:1, 바람직하게는 0.8 내지 1.2:1, 바람직하게는 0.9 내지 1.1:1, 예를 들어, 1:1이다.
일반적으로, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판에 의한 분리를 통해 형성된다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 높이는 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 보다 바람직하게는 18m 내지 35m이다.
일반적으로, 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)가 산 생성 시스템에 연결된다. 바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a)와 연통하거나 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a)로부터 분기되는 분기 파이프 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 병렬적(paratactic) 제 1 스테이지 흡착 탑의 가스 출구 챔버는 상부 챔버와 하부 챔버의 2개의 챔버(a, b), 또는 각각 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버의 3개의 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉 가스 출구 챔버는 2단(tier) 또는 3단으로 분할될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 동일한 단에 있는 챔버로부터 배출되는 연도 가스는 서로 결합되거나 합쳐질 수 있다.
본 출원의 제 2 실시예에 따른 연도 가스 탈황 및 탈질 장치는,
1) 직렬로 연결되고, 바람직하게는, 흡착 탑의 높이와 (T2)의 높이가 각각 독립적으로 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 보다 바람직하게는 18m 내지 35m인 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)과 제 2 스테이지 흡착 탑(T2); 및
2) 활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하며,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 흡착 탑의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3), 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 제 1 연도 가스 파이프(L1), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버를 포함하며,
제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은, 본체 구조체(1), 흡착 탑(T2)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3'), 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 가스 입구 챔버(3')로 이어지는 제 3 연도 가스 파이프(L3), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버(9)를 포함하며,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 선택적으로, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 배출 굴뚝으로 이어지거나;
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔벗(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 5 연도 가스 파이프(L5)는 전환 밸브(10)를 통해 제 2 연도 가스 파이프(L2) 및 제 3 연도 가스 파이프(L3)와 각각 연통하며, 선택적으로, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 배출 굴뚝으로 이어진다.
본 출원에서, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)도 또한 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있으며; 바람직하게는, 병렬적 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 챔버와 하부 챔버의 2개의 챔버(a, b), 또는 각각 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버의 3개의 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있으며, 그 후 연도 가스는 다음 스테이지로 들어간다. 대칭 이중 탑의 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 2개 이상의 병렬적 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)을 갖는 경우에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 역할을 하는 병렬적 대칭 이중 탑의 각각의 가스 출구 챔버는 상부 챔버와 하부 챔버의 2개의 챔버(a, b), 또는 각각 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버의 3개의 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할되며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있으며, 그 후 연도 가스는 다음 단계로 들어간다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에는, 각각 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 제공된다.
일반적으로, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판에 의한 분리를 통해 형성된다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이 비율은 0.7 내지 1.3:1, 바람직하게는 0.8 내지 1.2:1, 바람직하게는 0.9 내지 1.1:1, 예를 들어, 1:1이지만; 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이 비율은 0.5 내지 1.0: 0.5 내지 1.0:0.8 내지 1, 바람직하게는 0.6 내지 0.9:0.6 내지 0.9:0.8 내지 1, 및 바람직하게는 0.7 내지 0.8:0.7 내지 0.8:0.8 내지 1이다.
일반적으로, 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)는 산 생성 시스템에 연결된다. 바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 (예를 들어, 밸브를 통한) 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a)와 연통하거나 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a)로부터 분기되는 분기 파이프 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)과 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 동일하거나 상이한 구조 및 크기를 갖는다.
일반적으로, 흡착 탑(T1)의 높이 및 흡착 탑(T2)의 높이는 각각 독립적으로, 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 및 보다 바람직하게는 18m 내지 35m이다.
일반적으로, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 장치에서, 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)는 산 생성 시스템에 연결된다.
바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a)와 (예를 들어, 밸브를 통해) 연통하거나 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a)로부터 분기되는 분기 파이프 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 연도 가스 처리 후에, 원래의 연도 가스의 일부(예를 들어, 원래의 연도 가스의 20% 내지 60%, 바람직하게는 원래의 연도 가스의 30% 내지 50%)가 방출 기준을 충족시키고, 직접 배출될 수 있으며, 따라서 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수보다 많다. 일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 2개 내지 8개, 바람직하게는 3개 내지 6개, 더욱 바람직하게는 4개 내지 5개이고; 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수는 1개 내지 6개, 바람직하게는 2개 내지 5개, 더욱 바람직하게는 3개 내지 4개이다. 예를 들어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 4개이고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수는 2개이다.
제 1 실시예의 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법은 본 출원의 제 3 실시예에 따라 제공되며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:
I) 탈황 및 탈질 단계: 원래의 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 지그재그 방식으로 접촉하고, 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되며; 그 후, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가고, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 1 연도 가스 파이프(L1) 내의 원래의 연도 가스와 합쳐지도록 후방으로 이송되는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며; 바람직하게는, 상술한 단계와 동시에, 묽은 암모니아는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 연도 가스 입구 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)에 공급된다.
바람직하게는, 상술한 방법은 다음의 단계를 더 포함한다:
II) 활성탄 탈착 단계: 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터, 활성탄의 탈착 및 재생을 위한 상부 부분에 있는 가열 영역과 하부 부분에 있는 냉각 영역을 가진 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반된 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며; 탈착 프로세스 동안, 질소는 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 가열 영역과 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 산 생성 시스템으로 이송된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단 층의 하단에서 배출 밸브(4)의 회전 속도 또는 개방도를 조절함으로써 흡착 탑의 활성탄 베드 층에서의 활성탄의 체류 시간 또는 하강(moving-down) 속도는 조절되어, 흡착 탑의 상단 가스 출구 챔버(a)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량이 요구 사항 또는 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다. 즉, 함유량은 설정된 제한 값보다 낮다.
더욱 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계의 개시 전에 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)로부터 산 생성 시스템으로 이송되기 전에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 가열 가스를 통과시켜 산성 가스 파이프(L3a)를 예열한다(예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃ 온도로 예열함).
보다 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계를 완료한 후 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 즉시 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내어(sweep over), 산성 가스 파이프에 잔류하는 산성 가스를 제거한다.
제 2 실시예의 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법은 본 출원의 제 4 실시예에 따라 제공되며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:
I) 탈황 및 탈질 단계:
1) 원래의 연도 가스는 제 1 연도 가스 파이프(L1)를 통해 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 지그재그 방식으로 접촉하고, 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되며; 그 후,
2) 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되거나,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출된 연도 가스는 제 5 연도 가스 파이프(L5)를 통해 이송되고, 전환 밸브(10)에 의해 전환되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스 또는 제 3 연도 가스 파이프(L3) 내의 연도 가스와 합쳐지는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터 배출되고; 바람직하게는, 상술한 단계와 동시에, 묽은 암모니아가 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 제 1 연도 가스 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및/또는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에 공급된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상(예를 들어, 2개 내지 6개, 예컨대, 3개 또는 4개)의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있고/있거나; 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 또한 2개 이상(예를 들어 2개 내지 4개, 예컨대, 3개)의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있다.
바람직하게는, 본 출원의 제 4 실시예에 따른 방법에서, 방법은 다음의 단계를 더 포함한다:
II) 활성탄 탈착 단계: 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단 및/또는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터, 활성탄의 탈착 및 재생을 위한 상부 부분에 있는 가열 영역과 하부 부분에 있는 냉각 영역을 가진 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반된 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며; 탈착 프로세스 동안, 질소는 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 가열 영역과 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 산 생성 시스템으로 이송된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5)의 회전 속도를 조절함으로써 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 활성탄 베드 층의 활성탄의 체류 시간 또는 하강 이동 속도는 조절되어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량 및 선택적으로 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량은 요구 사항 또는 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다. 즉, 함유량은 설정된 제한 값보다 낮다.
더욱 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계의 개시 전에 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)로부터 산 생성 시스템으로 이송되기 전에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 가열 가스를 통과시켜 산성 가스 파이프(L3a)를 예열한다(예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃ 온도로 예열함).
보다 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계를 종료한 후 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 즉시 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내어, 산성 가스 파이프(L3a)에 잔류하는 산성 가스를 제거한다.
본 출원에서, "선택적으로(optionally)"는 수행할 것인지의 여부를 나타내고, "선택적(optional)"은 가지고 있거나 가지고 있지 않다는 것을 나타낸다.
게다가, 종래 기술에서, 활성화된 탈착 단계가 시작될 때, 고온의 산성 가스는 제 1 또는 초기 스테이지에서 저온의(예를 들어, 주위 온도 하의) 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흘러, 온도 강하를 초래하여 수분 응축을 일으키며, 산성 가스 파이프(L3a)에 강한 부식 효과를 나타내는 액상 산이 형성된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 보통, 자켓 파이프가 산성 가스 파이프(L3a)의 외주에 배치되고, 단열층은 산성 가스 파이프(L3a)의 최 외층에 배치된다. 고온의 가열 가스가 자켓 파이프에 공급되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통과하는 산성 가스의 온도가 이슬점 이상이 되도록, 즉 산성 성분이 가스 상태로 유지되도록 보장한다.
본 출원의 발명자는, 활성화 탈착 단계가 시작되기 전에, 가열 가스가 산성 가스 파이프(L3a)에 미리 공급되어 산성 가스의 이슬점 이상의 온도로 파이프를 예열한다는 연구, 예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃의 온도로 예열한다는 연구를 통해 밝혀졌다. 산성 가스가 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 연속적으로 흐르는 경우, 산성 가스에 의해 이송되는 열은 산성 가스 파이프(L3a) 내의 온도를 유지하기에 충분하여, 온도가 감소하는 것을 회피할 수 있다.
더욱 바람직하게는, SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후 또는 활성탄 탈착 단계를 종료한 후, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 즉시 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내도록 수행되어, 산성 가스 파이프(L3a)에 잔류하거나 유지하는 산성 가스를 제거한다.
활성탄은 탈착 탑의 상단으로부터 공급되고, 탑의 하단으로부터 배출된다. 탈착 탑의 상부 부분에 있는 가열 섹션에서, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 400℃ 이상으로 가열되어, 3시간 이상 동안 유지되고, 활성탄에 흡착된 SO2는 "SRG(sulfur rich gas)"를 생성하도록 방출되며, SRG는 H2SO4를 생성하기 위한 산 생성 워크숍 섹션(또는 산 생성 시스템)으로 이송된다. 활성탄에 의해 흡착된 NOx는 SCR 또는 SNCR 반응을 일으키고, 다이옥신의 대부분은 분해된다. 탈착 탑이 필요로 하는 열은 공기 가열로에 의해 제공되고, 고로 가스(blast-furnace gas)가 공기 가열로에서 연소된 후, (파이프(L1a)를 통해) 고온 연도 가스는 탈착 탑의 쉘 측으로 이송된다. 열교환 후 대부분의 고온 가스(L1b)는 (고온 가스의 다른 작은 부분이 대기로 배출되는 동안) 고온 공기 순환 팬으로 되돌아가고, 갓 연소된(freshly-burned) 고온 가스와 혼합하도록 팬에 의해 공기 가열로로 이송된다. 냉각 섹션은 탈착 탑의 하부 부분에 배치되고, 파이프(L2a)를 통해 냉각 섹션으로 공기가 불어 넣어져 활성탄의 열을 끌어낸다. 냉각 섹션에는 냉각 팬이 설치되고, 저온 공기가 불어 넣어져 활성탄을 냉각시킨 후, 대기로 배출된다. 탈착 탑으로부터의 활성탄은 활성탄 스크린에 의해 체질되고, 미세 활성탄 입자 및 1.2mm보다 작은 먼지는 제거되어, 활성탄의 흡착 능력을 향상시킨다. 활성탄 스크린 상에는 강한 흡착 능력을 갖는 활성탄이 있고, 활성탄은 순환 이용을 위해 활성탄 컨베이어에 의해 탈착 탑으로 이송되고, 스크린 아래의 것은 애쉬 빈으로 보내진다. 탈착 프로세스는 생산을 위해 질소를 필요로 하고, 담체로서 작용하는 질소는 SO2와 같은 유해 가스를 끌어낸다. 탈착 탑의 상부 부분과 하부 부분으로부터 질소가 공급되어, 탈착 탑의 중간으로부터 합쳐져서 배출되고, 동시에 활성탄에 흡착된 SO2는 질소에 의해 끌어내어져 산을 생성을 위한 산 생성 시스템으로 보내진다. 질소가 탈착 탑의 상단으로 공급될 때, 질소는 질소 히터에 의해 약 100℃로 가열된 후에, 탈착 탑에 공급된다.
여기서, 직렬로 연결되는 제 1 스테이지 탈착 탑(T1)과 제 2 스테이지 탈착 탑(T2)은 다음의 것을 지칭한다: 제 1 스테이지 탈착 탑(T1)의 연도 가스 출구는 파이프를 통해 제 2 스테이지 탈착 탑(T2)의 연도 가스 입구에 연결된다.
연도 가스(또는 배기 가스) 흡착 탑의 설계 및 흡착 기술은 US5932179, JP2004209332A, JP3581090B2(JP2002095930A), JP3351658B2(JPH08332347A) 및 JP2005313035A와 같은 종래 기술의 많은 문헌에 의해 개시되었으며, 이는 본 출원에서 설명되지 않는다.
본 출원에서, 흡착 탑 또는 제 1 스테이지 탈착 탑(T1) 또는 제 2 스테이지 탈착 탑(T2)에 대해, 단일 탑 및 단일 베드 층 설계가 사용될 수 있거나; 다수의 베드 층 설계, 예를 들어, 가스 입구 챔버(3)-탈황 활성탄 베드 층(A)-탈질 활성탄 베드 층(B)-가스 출구 챔버, 또는 예를 들어, 가스 입구 챔버 (3)-탈황 활성탄 베드 층 (A)-탈황 및 탈질 활성탄 베드 층 (B)-탈질 활성탄 베드 층 (C)-가스 출구 챔버가 사용될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층 설계가 또한 사용될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 대칭 이중 탑이 2개 이상의 탑이 나란히 배치되는 방식으로 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 역할을 하는 경우에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 역할을 하는 병렬적 대칭 이중 탑의 각각의 가스 출구 챔버는 상부 챔버와 하부 챔버의 2개의 챔버(a, b), 또는 각각 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버의 3개의 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할되며, 바람직하게는, 동일한 단에 있는 챔버로부터 이송된 연도 가스는 서로 합쳐지거나 결합할 수 있다. 일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 연도 가스 처리 후에, 원래의 연도 가스의 일부(예를 들어, 원래의 연도 가스의 20% 내지 60%, 바람직하게는 원래의 연도 가스의 30% 내지 50%)는 방출 기준을 충족하고, 직접 배출될 수 있으며, 따라서, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수보다 많다. 일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 2개 내지 8개, 바람직하게는 3개 내지 6개, 더욱 바람직하게는 4개 내지 5개이고; 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수는 1개 내지 6개, 바람직하게는 2개 내지 5개, 더욱 바람직하게는 3개 내지 4개이다. 예를 들어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 수는 4개이고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 수는 2개이다.
일반적으로, 본 출원에서 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 높이 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 높이는 각각 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 보다 바람직하게는 18m 내지 35m이다. 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 높이는 동일하거나 상이한 구조 및 크기를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 동일한 구조 및 크기를 사용하는 것이다. 흡착 탑의 높이는 흡착 탑의 하단에서의 활성탄 출구에서 흡착 탑의 상단에서의 활성탄 입구까지의 높이, 즉 탑의 메인 구조체의 높이를 지칭한다.
본 출원에서, 탈착 탑에 대한 특별한 요구 사항은 없으며, 종래 기술의 모든 탈착 탑은 본 출원에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 탈착 탑은 튜브-앤드-쉘(tube-and-shell) 타입의 수직 탈착 탑이며, 활성탄은 탑의 상단으로부터 공급되고, 튜브 측을 통해 하향으로 흘러, 탑의 하단에 도달하지만, 가열 가스는 쉘측을 통해 흐르고, 가열 가스는 탑의 측면으로부터 유입되어, 튜브 측을 통해 흐르는 활성탄과의 열교환을 수행하고, 냉각된 다음 탑의 다른 측면으로부터 배출된다. 본 출원에서, 탈착 탑에 대한 특별한 요구 사항은 없으며, 종래 기술의 모든 탈착 탑은 본 출원에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 탈착 탑은 튜브-앤드-쉘 타입(또는 쉘-앤드-튜브 타입)의 수직 탈착 탑이며, 활성탄은 탑의 상단으로부터 공급되고, 상부 가열 영역의 튜브 측을 통해 아래쪽으로 흘러, 상부 가열 영역과 하부 냉각 영역 사이에 배치된 완충 공간에 도달한 후에, 하부 냉각 영역의 튜브 측을 통해 흘러, 탑의 하단에 도착하며; 가열 가스(또는 고온 가스)가 가열 영역의 쉘 측을 통해 흐르는 동안, 가열 가스(400℃ 내지 450℃)는 탈착 탑의 가열 영역 측으로부터 유입되어, 가열 영역의 튜브 측을 통해 흐르는 활성탄과의 열 교환을 수행하여 냉각된 후에, 탑의 가열 영역의 다른 측면으로부터 배출된다. 냉각 공기는 탈착 탑의 냉각 영역 측으로부터 유입되어, 냉각 영역의 튜브 측을 통해 흐르는 탈착 및 재생된 활성탄과의 간접 열교환을 수행한다. 간접 열교환 후, 냉각 공기의 온도는 90℃ 내지 130℃(예를 들어, 약 100℃)까지 증가한다.
일반적으로, 본 출원에서 사용되는 탈착 탑은 보통 10m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 및 보다 바람직하게는 20m 내지 35m의 높이를 갖는다. 탈착 탑은 보통 6m2 내지 100m2, 바람직하게는 8m2 내지 50m2, 보다 바람직하게는 10m2 내지 30m2, 더욱 바람직하게는 15m2 내지 20m2의 본체 단면적을 갖는다.
본 출원에서, "동일한 단에 있는 챔버"는, 2개 이상의 탈착 탑에서, 각각의 탈착 탑의 가스 출구 챔버가 상부 챔버 및 하부 챔버의 2개의 챔버(또는 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버의 3개의 챔버)로 분리되는 것을 지칭하며, 탈착 탑의 모든 가스 출구 챔버의 상부 챔버는 동일한 단에 있는 챔버이고, 탈착 탑의 모든 가스 출구 챔버의 중간 챔버는 동일한 단에 있는 챔버이고, 유사하게, 탈착 탑의 모든 가스 출구 챔버의 하부 챔버는 동일한 단에 있는 챔버이다.
본 출원에서, "탈착" 및 "재생"은 상호 교환 가능하다.
1. 본 출원의 기술 및 장치는 흡착 탑의 상단에 있는 활성탄이 큰 흡착 능력, 강한 정화 능력 및 양호한 정화 효과를 갖는 특징을 이용하고, 정화된 연도 가스 내의 유해 성분의 농도는 낮으며; 흡착 탑의 가스 배출 챔버를 원래의 전체로부터 상하로 배치된 2개 이상의 층으로 분할함으로써, 흡착 탑에 의해 정화된 연도 가스가 정화도에 따라 상이한 연도 가스 파이프로 세그먼트화된다. 방출 기준을 충족하는 유해 성분의 농도를 가진 연도 가스는 굴뚝으로 직접 배출되지만, 방출 기준을 충족할 수 없는 연도 가스는 다음 스테이지 흡착 탑으로 들어가거나 다시 정화를 위해 흡착 탑의 입구로 되돌아가며, 따라서 다음 스테이지로 들어가는 연도 가스의 양은 30% 내지 50%만큼 감소될 것이며, 부스터 팬과 제 2 스테이지 흡착 탑의 용량은 감소되어 투자 및 운영 비용을 절감할 수 있다.
2. 활성탄 탈착 단계의 시작 전이나 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)로부터 산 생성 시스템으로 이송되기 전에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하여 산성 가스 파이프를 예열하도록 사용되고, 활성탄 탈착 단계를 완료한 후, 산성 가스 파이프(L3a)에 잔류하는 산성 가스를 제거하기 위해 가열 가스가 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내도록 하여, 산성 가스가 산성 가스 이송 파이프에 부식 효과를 갖는 것을 현저하게 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에서의 탈황 및 탈질 장치와 활성탄 흡착 탑 및 활성탄 재생 탑을 포함하는 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 2는 종래 기술에서 (일본 스미토모 그룹의) 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 3은 종래 기술에서 (Shanghai Clear Science&Technology 회사의) 다른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 출원의 제 1 실시예에 따른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 출원의 제 2 실시예에 따른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 출원의 제 2 실시예에 따른 다른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 7은 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층(모든 층 사이에는 간격 공간이 없음) 설계를 갖는 흡착 탑을 도시하는 개략도이다.
도 8은 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층(모든 층 사이에는 간격 공간이 있음) 설계를 갖는 흡착 탑을 도시하는 개략도이다.
도 2는 종래 기술에서 (일본 스미토모 그룹의) 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 3은 종래 기술에서 (Shanghai Clear Science&Technology 회사의) 다른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 출원의 제 1 실시예에 따른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 출원의 제 2 실시예에 따른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 출원의 제 2 실시예에 따른 다른 탈황 및 탈질 장치의 기술적 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 7은 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층(모든 층 사이에는 간격 공간이 없음) 설계를 갖는 흡착 탑을 도시하는 개략도이다.
도 8은 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층(모든 층 사이에는 간격 공간이 있음) 설계를 갖는 흡착 탑을 도시하는 개략도이다.
모든 실시예에서, 원래의 연도 가스 내의 SO2 및 NOx의 함유량은 각각 300 mg/Nm3 내지 4000 mg/Nm3 및 200 mg/Nm3 내지 500 mg/Nm3이다.
이하, 본 출원에 따른 특정 실시예가 설명될 것이다.
제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하는 본 출원의 제 1 실시예에 따라 연도 가스 탈황 및 탈질 장치가 제공된다. 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3), 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버(a, b)를 포함한다. 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 가스 입구 챔버(3)의 상류로 복귀하여 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1)와 합쳐지거나 결합된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)에는, 1개의 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 제공된다.
일반적으로, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)의 높이와 수직 방향으로의 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이의 비율은 0.7 내지 1.3:1, 바람직하게는 0.8 내지 1.2:1, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1:1, 예를 들어, 1:1이다.
일반적으로, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판으로 분리함으로써 형성된다.
일반적으로, 흡착 탑(T1)의 높이는 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 더욱 바람직하게는 18m 내지 35m이다.
일반적으로, 활성탄 탈착 탑(T3)은 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역을 갖는다. 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)가 산 생성 시스템에 연결된다. 바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a)로부터 분기되는 분기 파이프 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
본 출원의 제 2 실시예에 따른 연도 가스 탈황 및 탈질 장치는,
1) 직렬로 연결되고, 바람직하게는, 흡착 탑의 높이와 (T2)의 높이가 각각 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 및 보다 바람직하게는 18m 내지 35m인 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)과 제 2 스테이지 흡착 탑(T2); 및
2) 활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하며,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 흡착 탑의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3), 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버를 포함하며,
제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은, 본체 구조체(1), 흡착 탑(T2)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3'), 가스 입구 챔버(3')로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 3 연도 가스 파이프(L3), 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버(9)를 포함하며,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 선택적으로, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 배출 굴뚝으로 이어지거나;
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 5 연도 가스 파이프(L5)는 전환 밸브(10)를 통해 제 2 연도 가스 파이프(L2) 및 제 3 연도 가스 파이프(L3)와 연통하며, 선택적으로, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 배출 굴뚝으로 이어진다.
본 출원에서, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 나란한 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 각각 2개의 챔버, 즉 상부 챔버 및 하부 챔버(a, b), 또는 3개의 챔버, 즉 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉 가스 출구 챔버는 각각 2단 또는 3단으로 분할될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있다. 대칭 이중 탑 타입의 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 2개 이상의 나란한 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)을 갖는 경우에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 역할을 하는 나란한 대칭 이중 탑의 각각의 가스 출구 챔버는 2개의 챔버, 즉, 상부 챔버 및 하부 챔버(a, b), 또는 3개의 챔버, 즉, 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉, 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할되며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에는, 각각 독립적으로 하나의 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 제공된다.
일반적으로, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판으로 분리함으로써 형성된다.
일반적으로, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이 비율은 0.7 내지 1.3:1, 바람직하게는 0.8 내지 1.2:1, 바람직하게는 0.9 내지 1.1:1, 예를 들어, 1:1이지만; 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 수직 방향으로의 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)의 높이 비율은 0.5 내지 1.0: 0.5 내지 1.0:0.8 내지 1, 바람직하게는 0.6 내지 0.9:0.6 내지 0.9:0.8 내지 1, 및 바람직하게는 0.7 내지 0.8:0.7 내지 0.8:0.8 내지 1이다.
일반적으로, 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)는 산 생성 시스템에 연결된다. 바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 (예를 들어, 밸브를 통해) 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)과 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 동일하거나 상이한 구조 및 크기를 갖는다.
일반적으로, 흡착 탑(T1)의 높이 및 흡착 탑(T2)의 높이는 각각 독립적으로, 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 및 보다 바람직하게는 18m 내지 35m이다.
바람직하게는, 대칭 이중 탑 타입의 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 2개 이상의 병렬적 제 1 스테이지 흡착 탑을 갖는 경우에, 제 1 스테이지 흡착 탑의 역할을 하는 병렬적 대칭 이중 탑의 각각의 가스 출구 챔버는 2개의 챔버, 즉, 상부 챔버 및 하부 챔버(a, b), 또는 3개의 챔버, 즉, 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버(a, b, c)로 분리되며, 즉, 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할되며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있다.
일반적으로, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 장치에서, 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)는 산 생성 시스템(또는 산 생성 영역)에 연결된다.
바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및/또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 (예를 들어, 밸브를 통해) 연통하여, 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 가열 가스 입구 파이프(L1a)로부터 분기되는 분기 파이프 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 한다.
제 1 실시예의 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법은 본 출원의 제 3 실시예에 따라 제공되며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:
I) 탈황 및 탈질 단계: 원래의 연도 가스는 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 연도 가스는 직교류 방식(cross-flow manner)으로 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 접촉하고, 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되며; 그 후, 연도 가스는 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가고, 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 소량의 오염 물질을 함유한 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 1 연도 가스 파이프(L1) 내의 원래의 연도 가스와 합쳐지도록 후방으로 이송되는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며; 바람직하게는, 상기 단계를 수행하는 동안에, 묽은 암모니아는 흡착 탑(T1)의 연도 가스 입구 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 흡착 탑(T1)에 공급된다.
바람직하게는, 상술한 방법은 다음의 단계를 더 포함한다:
II) 활성탄 탈착 단계: 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 흡착 탑(T1)의 하단으로부터, 상부 부분에 있는 가열 영역과 하부 부분에 있는 냉각 영역을 가진 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반되어 활성탄이 탈착 및 재생되게 한 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며; 탈착 프로세스 동안, 질소는 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 가열 영역과 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 산 생성 시스템으로 이송된다.
바람직하게는, 흡착 탑(T1)의 하단 층의 하단에서 배출 밸브(4)의 회전 속도 또는 개방도를 조절함으로써 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 활성탄 베드 층에서의 활성탄의 체류 시간 또는 하강 속도는 조절되어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량이 요구 사항을 충족하거나 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다. 즉, 함유량은 설정된 제한 값보다 낮다.
더욱 바람직하게는, 활성탄의 탈착 단계의 시작 전에 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)을 산성 가스 파이프(L3a)로부터 산 생성 시스템으로 이송하기 전에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 가열 가스를 통과시켜 산성 가스 파이프(L3a)를 예열한다(예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃의 온도로 예열함).
보다 바람직하게는, 활성탄의 탈착 단계를 완료한 후 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내어, 산성 가스 파이프에 잔류하는 산성 가스를 제거한다.
제 2 실시예의 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법은 본 출원의 제 4 실시예에 따라 제공되며, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다:
I) 탈황 및 탈질 단계:
1) 원래의 연도 가스는 제 1 연도 가스 파이프(L1)를 통해 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 연도 가스는 직교류 방식으로 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 접촉하고, 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되며; 그 후,
2) 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 소량의 오염 물질을 함유한 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되거나,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되며, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출된 연도 가스는 제 5 연도 가스 파이프(L5)를 통해 이송되고, 전환 밸브(10)에 의해 전환되어 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스 또는 제 3 연도 가스 파이프(L3) 내의 연도 가스와 합쳐지는 한편, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터 배출되고; 바람직하게는, 상기 단계를 수행하는 동안에, 묽은 암모니아가 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 제 1 연도 가스 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및/또는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에 공급된다.
바람직하게는, 본 출원의 제 4 실시예에 따른 방법에서, 방법은 다음의 단계를 더 포함한다:
II) 활성탄 탈착 단계: 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단 및/또는 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터, 상부 부분에 있는 가열 영역과 하부 부분에 있는 냉각 영역을 가진 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반되어 활성탄이 탈착 및 재생되게 한 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며; 탈착 프로세스 동안, 질소는 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 가열 영역과 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 산 생성 시스템으로 이송된다.
바람직하게는, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5)의 회전 속도를 조절함으로써 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 활성탄 베드 층의 활성탄의 체류 시간 또는 하강 속도는 조절되어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량 및 선택적으로 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출되는 연도 가스 내의 오염 물질 함유량은 요구 사항 또는 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다. 즉, 함유량은 설정된 제한 값보다 낮다.
더욱 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계의 개시 전이나 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)로부터 산 생성 시스템으로 이송되기 전에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 가열 가스를 통과시켜 산성 가스 파이프(L3a)를 예열한다(예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 더욱 바람직하게는 300℃ 내지 380℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃ 온도로 예열함).
보다 바람직하게는, 활성탄 탈착 단계를 완료한 후 또는 SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후에, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내어, 산성 가스 파이프(L3a)에 잔류하는 산성 가스를 제거한다.
본 출원에서, 흡착 탑의 베드 층의 하단에서 배출 밸브를 조절함으로써 활성탄 베드 층에서의 활성탄의 체류 시간은 조절되어, 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 또는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출된 연도 가스의 오염 물질 함유량이 요구 사항을 충족하거나 법규와 일치하는 범위 내에 있음을 보장한다.
본 출원에서, "선택적으로(optionally)"는 수행할 것인지의 여부를 나타내고, "선택적(optional)"은 가지고 있거나 가지고 있지 않다는 것을 나타낸다.
게다가, 종래 기술에서, 활성화된 탈착 단계가 시작될 때, 고온의 산성 가스는 시작 또는 초기 스테이지에서 저온의(예를 들어, 주위 온도 하의) 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흘러, 온도 강하를 초래하여 수분 응축을 일으키며, 따라서 산성 가스 파이프(L3a)에 강한 부식 효과를 나타내는 액상 산이 형성된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 보통, 자켓 파이프가 산성 가스 파이프(L3a)의 외주에 배치되고, 단열층은 산성 가스 파이프(L3a)의 최 외층에 배치된다. 고온의 가열 가스가 자켓 파이프에 공급되어, 산성 가스 파이프(L3a)를 통과하는 산성 가스의 온도가 이슬점 이상이 되도록, 즉 산성 성분이 가스 상태로 유지되도록 보장한다.
본 출원의 발명자는, 활성화 탈착 단계를 시작하기 전에, 가열 가스가 산성 가스 파이프(L3a)에 미리 공급되어 산성 가스의 이슬점 이상의 온도로 파이프를 예열한다는 연구, 예를 들어, 250℃ 내지 450℃, 바람직하게는 280℃ 내지 400℃, 더욱 바람직하게는 300℃ 내지 380℃, 및 보다 바람직하게는 320℃ 내지 360℃의 온도로 예열한다는 연구를 통해 밝혀졌다. 산성 가스가 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 연속적으로 흐르는 경우, 산성 가스에 의해 이송되는 열은 산성 가스 파이프(L3a) 내의 온도를 유지하기에 충분하여 온도 강하를 회피한다.
더욱 바람직하게는, SO2 및 NH3를 포함하는 가스 오염 물질(즉, 산성 가스)이 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 흐르는 것을 중지한 후 또는 활성탄 탈착 단계를 종료한 후, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 가열 가스 출구 파이프(L1b)에서 가열 가스를 즉시 이송하는데 사용되고, 가열 가스는 산성 가스 파이프(L3a)를 쓸어내도록 수행되어, 산성 가스 파이프(L3a)에 잔류하거나 유지하는 산성 가스를 제거한다.
활성탄은 탈착 탑의 상단으로부터 공급되고, 탑의 하단으로부터 배출된다. 탈착 탑의 상부 부분에 있는 가열 섹션에서, 오염 물질을 흡착한 활성탄은 400℃ 이상으로 가열되어, 3시간 이상 동안 유지되고, 활성탄에 흡착된 SO2는 "SRG(sulfur rich gas)"를 생성하도록 방출되며, SRG는 H2SO4를 생성하기 위한 산 생성 워크숍 섹션(또는 산 생성 시스템)으로 이송된다. 활성탄에 의해 흡착된 NOx는 선택적 촉매 환원 반응 또는 선택적 비촉매 환원 반응을 수행하며, 한편 다이옥신의 대부분은 분해된다. 탈착 탑이 필요로 하는 열은 공기 가열로에 의해 제공되고, 고로 가스(blast-furnace gas)가 공기 가열로에서 연소된 후, 고온 연도 가스는 (파이프(L1a)를 통해) 탈착 탑의 쉘 측으로 이송된다. 열교환 후 대부분의 고온 가스(L1b)는 (고온 가스의 다른 작은 부분이 대기로 배출되는 동안) 고온 공기 순환 팬으로 되돌아가고, 갓 연소된 고온 가스와 혼합하도록 뜨거운 공기 순환 팬에 의해 공기 가열로로 이송된다. 냉각 섹션은 탈착 탑의 하부 부분에 배치되고, 파이프(L2a)를 통해 냉각 섹션으로 공기가 불어 넣어져 활성탄의 열을 끌어낸다. 냉각 섹션에는 냉각 팬이 설치되고, 저온 공기가 불어 넣어져 활성탄을 냉각시킨 후, 대기로 배출된다. 탈착 탑으로부터의 활성탄은 활성탄 스크린에 의해 체질되고, 미세 활성탄 입자 및 1.2mm보다 작은 먼지는 제거되어, 활성탄의 흡착 능력을 향상시킨다. 활성탄 스크린 상에는 강한 흡착 능력을 갖는 활성탄이 있고, 활성탄은 순환 이용을 위해 활성탄 컨베이어에 의해 탈착 탑으로 이송되고, 스크린 아래의 것은 애쉬 빈으로 보내진다. 질소는 탈착 프로세스 동안 보호를 위해 필요로 하고, 담체로 작용하는 질소는 SO2와 같이 탈착된 유해 가스를 끌어낸다. 탈착 탑의 상부 부분과 하부 부분으로부터 질소가 공급되어, 탈착 탑의 중간으로부터 합쳐져서 배출되고, 동시에 활성탄에 흡착된 SO2는 질소에 의해 끌어내어져 산을 생성을 위한 산 생성 시스템으로 보내진다. 질소가 탈착 탑의 상단으로 공급될 때, 질소는 질소 히터에 의해 약 100℃로 가열된 후에, 탈착 탑에 공급된다.
여기서, 직렬로 연결되는 제 1 스테이지 탈착 탑과 제 2 스테이지 탈착 탑은 다음의 것을 지칭한다: 제 1 스테이지 탈착 탑의 연도 가스 출구는 파이프를 통해 제 2 스테이지 탈착 탑의 연도 가스 입구에 연결된다.
연도 가스(또는 배기 가스) 흡착 탑의 설계 및 흡착 기술은 US5932179, JP2004209332A, JP3581090B2(JP2002095930A), JP3351658B2(JPH08332347A) 및 JP2005313035A와 같은 종래 기술의 많은 문헌에 의해 개시되었으며, 이는 본 출원에서 설명되지 않는다.
본 출원에서, 흡착 탑(T1) 또는 제 1 스테이지 탈착 탑(T1) 또는 제 2 스테이지 탈착 탑(T2)에 대해, 단일 탑 및 단일 베드 층 설계 또는 단일 탑 및 다수의 베드 층 설계, 예를 들어, 가스 입구 챔버(3)-탈황 활성탄 베드 층(A)-탈질 활성탄 베드 층(B)-가스 출구 챔버, 또는 예를 들어, 가스 입구 챔버 (3)-탈황 활성탄 베드 층 (A)-탈황 및 탈질 활성탄 베드 층 (B)-탈질 활성탄 베드 층 (C)-가스 출구 챔버가 사용될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 대칭 이중 탑 및 다중 베드 층 설계가 또한 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 출원에서 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 높이 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 높이는 각각 독립적으로 예를 들어 10m 내지 50m, 바람직하게는 13m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 보다 바람직하게는 18m 내지 35m이다. 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 동일하거나 상이한 구조 및 크기를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 동일한 구조 및 크기를 사용하는 것이다. 흡착 탑의 높이는 흡착 탑의 하단에서의 활성탄 출구에서 흡착 탑의 상단에서의 활성탄 입구까지의 높이, 즉 탑의 메인 구조체의 높이를 지칭한다.
본 출원에서, 탈착 탑에 대한 특별한 요구 사항은 없으며, 종래 기술의 탈착 탑은 모두 본 출원에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 탈착 탑은 튜브-앤드-쉘 타입의 수직 탈착 탑이며, 활성탄은 탑의 상단으로부터 공급되고, 튜브 측을 통해 하향으로 흘러, 탑의 하단에 도달하지만, 가열 가스는 쉘측을 통해 흐르고, 탑의 일 측면으로부터 유입되어, 냉각되도록 튜브 측을 통해 흐르는 활성탄과의 열교환을 수행한 후에, 탑의 다른 측면으로부터 배출된다. 본 출원에서, 탈착 탑에 대한 특별한 요구 사항은 없으며, 종래 기술의 탈착 탑은 모두 본 출원에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 탈착 탑은 튜브-앤드-쉘 타입(또는 쉘-앤드-튜브 타입)의 수직 탈착 탑이며, 활성탄은 탑의 상단으로부터 공급되고, 상부 가열 영역의 튜브 측을 통해 아래쪽으로 흘러, 상부 가열 영역과 하부 냉각 영역 사이에 배치된 완충 공간에 도달한 후에, 하부 냉각 영역의 튜브 측을 통해 흘러, 탑의 하단에 도착하며; 가열 가스(또는 고온 가스)가 가열 영역의 쉘 측을 통해 흐르는 동안, 가열 가스(400℃ 내지 450℃의 온도를 가짐)는 탈착 탑의 가열 영역의 일 측으로부터 유입되어, 가열 영역의 튜브 측을 통해 흐르는 활성탄과의 열 교환을 수행하여 냉각된 후에, 탑의 가열 영역의 다른 측면으로부터 배출된다. 냉각 공기는 탈착 탑의 냉각 영역의 일 측으로부터 유입되어, 냉각 영역의 튜브 측을 통해 흐르는 탈착 및 재생된 활성탄과의 간접 열교환을 수행한다. 간접 열교환 후, 냉각 공기의 온도는 90℃ 내지 130℃(예를 들어, 약 100℃)까지 증가한다.
일반적으로, 본 출원에서 사용되는 탈착 탑은 보통 10m 내지 45m, 바람직하게는 15m 내지 40m, 및 보다 바람직하게는 20m 내지 35m의 높이를 갖는다. 탈착 탑은 보통 6m2 내지 100m2, 바람직하게는 8m2 내지 50m2, 보다 바람직하게는 10m2 내지 30m2, 더욱 바람직하게는 15m2 내지 20m2의 본체 단면적을 갖는다.
활성 탈착 탑 및 활성탄 재생 방법의 설계는 종래 기술의 많은 문헌에 개시되어 있다. JP3217627B2(JPH08155299A)는 이중 밀봉 밸브를 사용하고, 불활성 가스를 주입하여 밀봉하고, 체질하고, 수냉시키는 탈착 탑(즉, 탈착기(desorber))을 개시하였다(특허 문헌의 도 3 참조). JP3485453B2(JPH11104457A)는 예열 섹션, 이중 밀봉 밸브를 사용하고, 불활성 가스를 주입하며, 공냉 또는 수냉을 사용할 수 있는 재생 탑을 개시하였다(도 23 및 도 24 참조). JPS59142824A는 냉각 섹션으로부터의 가스가 활성탄을 예열하는데 사용되는 것을 개시하였다. 중국 특허 출원 201210050541.6(Shanghai Clear Science & Technology 회사)은 건조기(2)가 사용되는 재생 탑의 에너지 재사용의 솔루션을 개시하였다. JPS4918355B는 활성탄 재생을 위해 고로 가스가 사용되는 것을 개시하였다. JPH08323144A는 연료(중유 또는 경유)를 사용한 재생 탑을 개시하였고, 공기 가열로(특허 문헌의 도 2, 11-온풍로, 12-연료 공급 장치 참조)가 사용되었다. 중국 실용신안 201320075942.7은 실용신안 특허의 도 2를 참조하여 가열 장치(연료 석탄 및 공기에 의해 가열됨)를 갖는 가열 장치 및 폐가스 처리 장치에 관한 것이다.
본 출원의 탈착 탑은 공기 냉각을 사용한다.
탈착 탑의 탈착 능력이 시간당 10톤의 활성탄인 경우에, 종래 기술에서는 탈착 탑의 온도를 420℃로 유지하기 위해, 필요한 코크스로 가스는 약 400 Nm3/h, 연소 지지 공기는 약 2200 Nm3/h, 배출된 고온 가스는 약 2500 Nm3/h, 필요한 냉각 공기는 3000 Nm3/h이며, 냉각된 활성탄의 온도는 140℃이다.
(실시예 1)
도 4에 도시된 장치 및 프로세스가 사용된다.
(실시예 2)
도 4에 도시된 장치 및 프로세스가 사용되지만, 도 4에 도시된 흡착 탑은 도 7에 도시된 흡착 탑 장치로 대체된다.
(실시예 3)
도 5에 도시된 장치 및 프로세스가 사용된다.
(실시예 4)
도 5에 도시된 장치 및 프로세스가 사용되지만, 도 5에 도시된 제 2 스테이지 흡착 탑은 도 7에 도시된 흡착 탑 장치로 대체된다.
(실시예 5)(바람직하게는)
도 6에 도시된 장치 및 프로세스가 사용된다.
(실시예 6)(바람직하게는)
도 5에 도시된 장치 및 프로세스가 사용되지만, 도 5에 도시된 제 2 스테이지 흡착 탑은 도 7에 도시된 흡착 탑 장치로 대체된다.
(실시예 7)(가장 바람직하게는)
도 5에 도시된 장치 및 프로세스가 사용되지만, 도 5에 도시된 제 2 스테이지 흡착 탑은 도 7에 도시된 흡착 탑 장치로 대체된다. 게다가, 3개의 제 1 스테이지 흡착 탑은 나란히 배치되고, 제 1 스테이지 흡착 탑의 동일한 단에서의 연도 가스 챔버의 연도 가스 배출 파이프가 합쳐지고, 연도 가스는 2개의 스트림으로 분할되어 나란히 배치된 2개의 제 2 스테이지 흡착 탑의 가스 입구 챔버로 들어간다. 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버에서 탈황률이 98.5%이고, 탈질률이 90%임이 측정되었다.
T1 흡착 탑 또는 제 1 스테이지 흡착 탑,
T2 제 2 스테이지 흡착 탑,
1 흡착 탑의 본체,
2 활성탄 공급 빈,
3 또는 3' 흡착 탑의 가스 입구 챔버,
4 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(또는 회전 밸브),
5 활성탄 베드 층의 하단에 있는 롤 피더(roll feeder)(또는 회전 밸브),
6 다공성 분리 판,
7 부스터 팬,
8, 8a, 8b 활성탄 컨베이어,
9 제 2 스테이지 흡착 탑의 가스 출구 챔버,
10 전환 밸브.
A, B, C, D, E 활성탄 베드 층,
a 상부 가스 출구 챔버,
c 중간 가스 출구 챔버,
b 하부 가스 출구 챔버,
L1 원래의 연도 가스 이송 파이프 또는 제 1 연도 가스 파이프,
L2 제 2 연도 가스 파이프(또는 정화된 연도 가스 파이프 이송 파이프),
L3 제 3 연도 가스 파이프, L4 제 4 연도 가스 파이프,
L5 제 5 연도 가스 파이프.
T3 탈착 탑, S1 활성탄 진동 스크린,
N2 질소 이송 파이프, L1a 가열 가스 입구 파이프,
L1b 가열 가스 출구 파이프, L2a 냉각 가스 입구 파이프,
L2b 냉각 가스 출구 파이프, L3a 산성 가스 이송 파이프,
L3a' 가열 가스 분기 파이프.
h 흡착 섹션의 높이
T2 제 2 스테이지 흡착 탑,
1 흡착 탑의 본체,
2 활성탄 공급 빈,
3 또는 3' 흡착 탑의 가스 입구 챔버,
4 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(또는 회전 밸브),
5 활성탄 베드 층의 하단에 있는 롤 피더(roll feeder)(또는 회전 밸브),
6 다공성 분리 판,
7 부스터 팬,
8, 8a, 8b 활성탄 컨베이어,
9 제 2 스테이지 흡착 탑의 가스 출구 챔버,
10 전환 밸브.
A, B, C, D, E 활성탄 베드 층,
a 상부 가스 출구 챔버,
c 중간 가스 출구 챔버,
b 하부 가스 출구 챔버,
L1 원래의 연도 가스 이송 파이프 또는 제 1 연도 가스 파이프,
L2 제 2 연도 가스 파이프(또는 정화된 연도 가스 파이프 이송 파이프),
L3 제 3 연도 가스 파이프, L4 제 4 연도 가스 파이프,
L5 제 5 연도 가스 파이프.
T3 탈착 탑, S1 활성탄 진동 스크린,
N2 질소 이송 파이프, L1a 가열 가스 입구 파이프,
L1b 가열 가스 출구 파이프, L2a 냉각 가스 입구 파이프,
L2b 냉각 가스 출구 파이프, L3a 산성 가스 이송 파이프,
L3a' 가열 가스 분기 파이프.
h 흡착 섹션의 높이
Claims (10)
- 연도 가스 탈황 및 탈질 장치에 있어서,
제 1 스테이지 흡착 탑(T1), 및
활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하며,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 상기 흡착 탑(T1)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3), 상기 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1), 상기 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버를 포함하며;
상기 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상기 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 상기 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 상기 가스 입구 챔버(3)의 상류로 복귀하여 상기 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 상기 제 1 연도 가스 파이프(L1)와 합쳐지거나 결합되는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)에는, 1개의 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 제공되며, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판으로 분리함으로써 형성되는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 연도 가스 탈황 및 탈질 장치에 있어서,
1) 직렬로 연결되는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 제 2 스테이지 흡착 탑(T2); 및
2) 활성탄 재생 탑(또는 탈착 탑)(T3)을 포함하며,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은, 본체 구조체(1), 상기 흡착 탑(T1)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3), 상기 가스 입구 챔버(3)로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 1 연도 가스 파이프(L1), 상기 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버를 포함하며,
상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은, 본체 구조체(1), 상기 흡착 탑(T2)의 상단에 위치된 공급 빈(2), 가스 입구 챔버(3'), 상기 가스 입구 챔버(3')로 이어지는 원래의 연도 가스 이송 파이프, 즉 제 3 연도 가스 파이프(L3), 상기 흡착 탑의 하단 빈에 있는 배출 밸브(4), 활성탄 베드 층의 하단에 있는 배출 밸브(5), 다공성 판(6) 및 가스 출구 챔버(9)를 포함하며,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a)와 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되고, 상기 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 상기 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 선택적으로, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 상기 배출 굴뚝으로 이어지거나;
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 출구 챔버는 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 분할되며, 상기 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 정화된 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 2 연도 가스 파이프(L2)는 배출 굴뚝과 연통하며, 상기 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 3 연도 가스 파이프(L3)는 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3')와 연통하며, 상기 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 5 연도 가스 파이프(L5)는 전환 밸브(10)를 통해 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2) 및 상기 제 3 연도 가스 파이프(L3)와 각각 연통하며, 선택적으로, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 연도 가스를 이송하도록 구성된 제 4 연도 가스 파이프(L4)는 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2)와 합쳐지거나 결합된 후에 상기 배출 굴뚝으로 이어지는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에는, 1개의 활성탄 베드 층, 2개의 활성탄 베드 층 또는 그 이상의 활성탄 베드 층(A, B, C), 바람직하게는 2개 내지 5개의 베드 층이 각각 제공되며, 2개 이상의 활성탄 베드 층은 다공성 판으로 분리함으로써 형성되고/되거나;
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)은 동일하거나 상이한 구조 및 크기를 갖는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있고/있거나, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)도 또한 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있으며; 바람직하게는, 병렬식 제 1 스테이지 흡착 탑의 가스 출구 챔버의 각각은 상부 챔버 및 하부 챔버(a, b)의 2개의 챔버, 또는 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버(a, b, c)의 3개의 챔버로 분리되며, 즉, 상기 가스 출구 챔버의 각각은 2단 또는 3단으로 분할될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있으며;
바람직하게는, 대칭 이중 탑 타입의 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 2개 이상의 병렬식 제 1 스테이지 흡착 탑을 갖는 경우에, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑의 역할을 하는 병렬식 대칭 이중 탑의 각각의 가스 출구 챔버는 상부 챔버 및 하부 챔버(a, b)의 2개의 챔버, 또는 상부 챔버, 중간 챔버 및 하부 챔버(a, b, c)의 3개의 챔버로 분리되며, 즉, 상기 가스 출구 챔버는 2단 또는 3단으로 분할되며, 보다 바람직하게는, 상이한 흡착 탑에서 동일한 단에 있는 챔버로부터 연도 가스를 이송하는 파이프는 서로 합쳐지거나 결합될 수 있는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성탄 탈착 탑(T3)에는, 상부 부분에 있는 가열 영역, 중간 부분에 있는 완충 영역 및 하부 부분에 있는 냉각 영역이 제공되며, 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및 가열 가스 출구 파이프(L1b)는 각각 상부 부분에 있는 상기 가열 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되고, 냉각 가스 입구 파이프(L2a) 및 냉각 가스 출구 파이프(L2b)는 각각 하부 부분에 있는 상기 냉각 영역의 하부 측면부 및 상부 측면부에 연결되며, 상기 탈착 탑(T3)의 중간 부분에 있는 상기 완충 영역의 측면부로부터 인출된 산성 가스 이송 파이프(L3a)는 산 생성 시스템에 연결되며;
바람직하게는, 가열 가스 분기 파이프(L3a')는 산성 가스 이송 파이프(L3a)의 시작 단부(또는 전방 단부)에서 분기되며, 상기 가열 가스 분기 파이프(L3a')의 다른 단부는 상기 가열 가스 입구 파이프(L1a) 및/또는 상기 가열 가스 출구 파이프(L1b)와 (예를 들어, 밸브를 통해) 연통하여, 상기 가열 가스 분기 파이프(L3a')가 상기 가열 가스 입구 파이프(L1a) 또는 상기 가열 가스 출구 파이프(L1b)로부터 분기되는 분기 파이프의 역할을 하게 하는
연도 가스 탈황 및 탈질 장치. - 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법에 있어서,
I) 탈황 및 탈질 단계를 포함하며,
원래의 연도 가스는 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 상기 연도 가스는 직교류 방식으로 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 접촉하고, 상기 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되고; 다음에,
상기 연도 가스는 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가고, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 상기 제 1 연도 가스 파이프(L1) 내의 원래의 연도 가스와 합쳐지도록 후방으로 이송되는 한편, 상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며;
바람직하게는, 상기 단계를 수행하는 동안에, 묽은 암모니아는 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 연도 가스 입구 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)에 공급되는
연도 가스 탈황 및 탈질 방법. - 제 7 항에 있어서,
II) 활성탄 탈착 단계를 더 포함하며,
상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터, 상부 부분에 있는 상기 가열 영역과 하부 부분에 있는 상기 냉각 영역을 가진 상기 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반되어 상기 활성탄이 탈착 및 재생되게 한 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 상기 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 상기 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며;
상기 탈착 프로세스 동안, 질소는 상기 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 상기 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 상기 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 상기 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 상기 가열 영역과 상기 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 상기 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 상기 산 생성 시스템으로 이송되는
연도 가스 탈황 및 탈질 방법. - 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 연도 가스 탈황 및 탈질 장치를 사용하는 연도 가스 탈황 및 탈질 방법에 있어서,
I) 탈황 및 탈질 단계를 포함하며,
1) 원래의 연도 가스는 제 1 연도 가스 파이프(L1)를 통해 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 가스 입구 챔버(3)로 이송된 후에, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르고, 상기 연도 가스는 직교류 방식으로 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상단으로부터 추가된 활성탄과 접촉하고, 상기 연도 가스 내에 포함된 오염 물질(예를 들어, 황 산화물, 질소 산화물, 먼지, 다이옥신 등)은 활성탄에 의해 제거되거나 부분적으로 제거되고; 다음에,
2) 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상기 상부 가스 출구 챔버(a) 및 상기 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 상기 연도 가스는 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 상기 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 상기 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되거나;
상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)이 상기 상부 가스 출구 챔버(a), 상기 중간 가스 출구 챔버(c) 및 상기 하부 가스 출구 챔버(b)를 갖는 경우에, 상기 연도 가스는 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a), 중간 가스 출구 챔버(c) 및 하부 가스 출구 챔버(b)로 들어가는 한편, 상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단으로부터 배출되며, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 상부 가스 출구 챔버(a)로부터 배출된 연도 가스는 방출을 위해 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2)를 통해 상기 배출 굴뚝으로 이송되고, 소량의 오염 물질을 함유하고 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하부 가스 출구 챔버(b)로부터 배출되는 연도 가스는 상기 제 3 연도 가스 파이프(L3)를 통해 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 입구 챔버(3') 내로 이송되고, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하나 이상의 활성탄 베드 층을 통해 순차적으로 흐르며, 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 가스 출구 챔버(9)로부터 배출된 연도 가스는 상기 제 4 연도 가스 파이프(L4)를 통해 이송되어 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스와 합쳐진 후에 배출되며, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 중간 가스 출구 챔버(c)로부터 배출된 연도 가스는 상기 제 5 연도 가스 파이프(L5)를 통해 이송되고, 전환 밸브(10)에 의해 전환되어 상기 제 2 연도 가스 파이프(L2) 내의 연도 가스 또는 상기 제 3 연도 가스 파이프(L3) 내의 연도 가스와 합쳐지는 한편, 상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터 배출되며; 바람직하게는, 상기 단계를 수행하는 동안, 묽은 암모니아는 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 제 1 연도 가스 파이프(L1)에 공급되고, 선택적으로 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1) 및/또는 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)에 공급되며; 바람직하게는, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)은 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있고/있거나; 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)도 또한 2개 이상의 흡착 탑이 나란히 배치되는 방식으로 사용될 수 있는
연도 가스 탈황 및 탈질 방법. - 제 9 항에 있어서,
II) 활성탄 탈착 단계를 더 포함하며,
상기 오염 물질을 흡착한 활성탄은, 상기 제 1 스테이지 흡착 탑(T1)의 하단 및/또는 상기 제 2 스테이지 흡착 탑(T2)의 하단으로부터, 상부 부분에 있는 상기 가열 영역과 하부 부분에 있는 상기 냉각 영역을 가진 상기 활성탄 탈착 탑(T3)의 가열 영역으로 운반되어 상기 활성탄이 탈착 및 재생되게 한 후에, 탈착 및 재생된 활성탄은 상기 냉각 영역을 통해 하방으로 흐르고, 상기 탈착 탑(T3)의 하단으로부터 배출되며;
상기 탈착 프로세스 동안, 질소는 상기 탈착 탑(T3)의 상부 부분으로 공급되고, 선택적으로, 그 동안에, 질소는 제 2 질소 파이프를 통해 상기 탈착 탑(T3)의 하부 부분으로 공급되며; 상기 탈착 탑(T3) 내로 공급된 질소는 상기 가열 영역과 상기 냉각 영역 사이의 중간 영역 섹션으로부터, SO2 및 NH3를 포함하는 활성탄으로부터의 열 탈착에 의해 탈착된 가스성 오염 물질을 이송한 후에, 상기 산성 가스 파이프(L3a)를 통해 상기 산 생성 시스템으로 이송되는
연도 가스 탈황 및 탈질 방법.
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