KR20190091288A - 분말형 재료를 공압으로 전달하기 위한 방법 - Google Patents

분말형 재료를 공압으로 전달하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

분말형 재료를 공압으로 전달하기 위한 방법 및 장치는, 송풍기에 의해 발생된 유동에 의해 (제1) 공압 전달 배관에서 분말형 재료를 수용 영역 안으로 공압으로 전달하는 단계, 분말형 재료 투여 단계, 및 공압 전달 배관 내부에서 또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 포함하고, 음파 장치가 공압 전달 배관 내부에서 또는 수용 영역까지 음파를 발생시키고 또한 공압 전달 배관 내부에서 또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제한다.

Description

분말형 재료를 공압으로 전달하기 위한 방법
본 발명은 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 방법은,
제1 공압 전달 배관에서 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 수용 영역까지 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하는 단계 - 상기 제1 공압 전달 배관은 배관 벽을 포함하고 또한 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크 및 상기 수용 영역에 연결되어 있고, 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는 송풍기로 발생된 유동에 의해 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 상기 수용 영역 안으로 공압으로 수송되며, 상기 송풍기는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불게 됨 -;
상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 상기 제1 공압 전달 배관 안으로 들어갈 때, 일정량의 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하기 위한 투여 수단에 의해 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하는 단계 - 상기 제1 공압 전달 배관은 상기 투여 수단을 통해 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크에 연결됨 -; 및
상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 포함한다.
분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크와 수용 영역 사이에서 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압으로 전달되는 동안에, 압력 강하 변동이 언제든지 매우 빈번히 일어날 수 있고 제어하기가 어렵다. 압력 강하의 변동(pressure drop fluctuation)은 공압 전달 공정의 많은 내재적인 요인 또는 외부적인 이벤트로 인해 생길 수 있다.
압력 강하의 이러한 변동은 전달될 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 전체 공압 전달을 교란시켜, 상이한 종류의 섭동을 야기하게 된다. 다른 섭동 중에서도, 압력 강하의 변동은 분말형 재료/흡착제의 전달 속도의 변화를 야기함을 알 수 있다.
분말형 재료/흡착제 유동은 입자 부양 최저 속도를 갖는데, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에 가라앉는 것을 방지하기 위해 입자 부양 최저 속도 보다 큰 안전한 공칭 속도 값을 송풍기에 의해 불리는 전달 유체가 가지고 있을 때, 입자 부양 최저 속도 아래에서는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에서 가라앉기 시작한다.
불행히도, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달 동안에 언제든지 많은 변동이 일어나서, 공압 전달 배관 내부에서 압력 강하 불안정성이 생기게 된다.
사실, 송풍기는 압력 강하와 유량 간의 곡선으로 특성화된다. 압력 강하, 즉 수용 영역 내부의 압력과 제1 전달 관의 입구에서의 압력의 차는 공압 전달이 수행되는 플랜트에 의해 주어지는 것이고, 송풍기의 특성 곡선은, 플랜트 내부에서 생기는 압력의 값에 따라 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달에 대한 유량을 준다.
압력 강하의 작은 변동(예컨대, 대기 조건의 변화, 전달 유체 온도의 변화, 배관 단면의 감소(막힘 또는 부분적인 막힘으로 인해 생길 수 있음), 송풍기 유동을 교란시키는 물체, 특히 회전 밸브에 의한 분말형 재료의 불연속적인 로딩, 전력 중단 또는 전압(또는 전류)의 변동, 검댕 불기, 부하(용량) 변화, 가스 스크러버의 작동 조건의 변화, 백(bag) 여과기 펄스, 전기 집진기 랩핑(rapping), 연료 분사의 변화, 연료 질(예컨대, 에너지, 습기 및 재 함량)의 변화, 주, 강제 드래프트(draft) 또는 유도 드래프트의 비율 변화, 플랜트의 팬(fan) 및 공압 전달 배관에 투여 및 공급되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 유량의 불균질성, 투여 수단에 의한 공기 유동 내 분말 재료의 덩어리 등에 의해 야기되지만 이에 한정되지 않음)이 있자 마자, 압력 강하가 감소 또는 증가하기 시작하고, 분말형 흡착제/재료의 공압 전달이 교란되지 않도록 충분히 신속하게 제어하는 것은 가능하지 않다. 송풍기(있다면)의 제어는 일반적으로 충분히 반응적이지 않기 때문에, 공정 연도 가스의 수용 영역에서의 이러한 압력 변동은 분사 전에 공압 전달 배관에 사용되는 가스 유량에 직접 영향을 줄 수 있다. 따라서, 유동 방식의 변화가 일어나, 전달 유체에 대한 분말형 재료의 질량 비가 변하게 된다. 따라서, 예컨대, 다시 그에 한정됨이 없이, 압력 강하가 증가하면, 전달 유체의 공압 속도 또는 유량이 감소되어, 전달 유체의 속도가 안전한 공칭 속도 값 보다 낮은 값에 이를 수 있고, 그래서, 공압으로 전달되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 배관 내부에 침강된다. 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 침강되면, 압력 강하가 증가되어 가스 유량이 더욱더 낮게 된다. 명백히, 가스 유량이 적극적으로 제어되지 않는 시스템 또는 가스 유량이 충분히 빠르게 제어될 수 없는 시스템의 경우에, 그러한 공압 수송 시스템은 불안정하다.
반대로, 압력 강하가 감소되는 경우, 단면 또는 방향의 변화가 존재하는 영역에서는 분말형 재료의 충격력이 더 높기 때문에, 너무 높은 유량은 분말형 재료가 관의 벽에 부착되게 할 수 있다.
그러므로, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하고, 그래서, 공압 전달에 이용 가능한 배관의 통과 직경이 감소됨에 따라 압력 강하의 변동이 일어나게 되고, 이로 인해, 공압 전달에 영향을 주는 압력 강하의 증가가 일어나게 된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 압력 강하의 최소 단일 변동(공압 전달의 설계 최적화의 레벨이 무엇이든 간에 일어나게 됨)은, 공압 전달 배관 내에서 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달의 효율에 큰 영향을 줄 것이다.
가끔, 연도 가스 덕트 내의 압력은 공정 작업에 따라 변할 것이다(이들 압력 변동에 대한 원인의 예는 아래에서 제공됨). 투여 수단에 따라, 연도 가스 압력 변동은 공압 전달 시스템에서 가스 유동 변동을 야기할 것이다.
이 변동 현상은 전달 유체가 불릴 때 어떤 전달 유체에서도 일어난다. 물론, 이 현상은, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하자 마자 스스로 올바른 압력 강하를 쉽게 회복할 수 없음에 따라 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 전달될 때 더 강화된다. 사실, 가스 속도가 입자 부양 최저 속도 아래로 떨어짐에 따라 분말형 재료가 퇴적되기 시작하면, 그러한 분말은 쉽게 재동반되지 않는다.
본 발명은, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크와 수용 영역 사이의 공압 전달 배관에서의 분말형 흡착제의 공압 전달을 효율적으로 개선할 수 있는 방법을 제공하여 이들 단점의 적어도 일부분을 해결한다.
본 발명에 따르면, 수용 영역은, 분말형 흡착제를 모으기 위한 노 또는 후연소실 또는 연소후 영역 또는 다른 저장 수용부, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달, 예컨대 연도 가스 덕트(즉, 노에 있거나 노에 연결되어 있거나, 열교환기에 있거나 열교환기에 연결되어 있거나, 연소 영역에 있거나 연소 영역에 연결되어 있거나, 후연소실에 있거나 연소실에 연결되어 있거나, 연소후 영역에 있거나 연소 영역 등에 연결되어 있는), 플랜트 내의 배관, 여과기 장치, 예컨대 전기 집진기, 백(bag) 여과기, 가스 스크러버, 예컨대 건식, 반습식(분무 건식 흡수기) 또는 습식 스크러버를 통해 분사되는 채널 중이 하나 이상을 의미하고, 여과기 장치 또는 가스 스크러버의 경우, 분사 지점은 특히 여과기 장치 또는 가스 스크러버의 앞의 덕트에 있거나 여과기 장치 또는 가스 스크러버의 입구에 있을 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 분말형 재료의 공압 전달이라는 용어는, 부압 또는 양압에 의한 공압 전달, 전달 유체 내의 밀한 상 또는 스트랜드 상 또는 묽은 상, 특히 묽은 상으로서 또는 전달 유체 내의 불연속적인 상으로서 분말형 재료의 공압 전달을 의미한다.
"∼에 연결되어 있는" 이라는 용어는, 한 요소가 다른 요소에 직접 또는 간접적으로 연결되는 것을 의미하며, 이는 요소들이 서로 연통하지만 다른 요소가 사이에 삽입될 수 있음을 의미한다.
위에선 언급된 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법이 제공되는데, 이 방법은, 음파 장치가 제1 공압 전달 배관 내에서 그리고/또는 수용 영역까지 음파를 발생시키고 또한 제1 공압 전달 배관 내에서 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제하는 것(counteraction)을 특징으로 한다.
사실, 놀랍게도, 여기서 고려되는 난류 유동의 경우, 음파는 압력 강하의 증가를 발생시키고 또한 음파는 제1 공압 전달 배관 내에서 그리고/또는 수용 영역까지 일어나는 압력 변동을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다.
가끔 음파는 분말형 흡착제 입자와 같은 축적된 입자의 덩어리짐을 풀거나 기체 고체 유동을 사용하는 대형 장비에서 축적된 입자를 방지하거나 세정하거나 제거하기 위해 사용된다. 이들 용례에서, 음파는 정체 영역, 즉 가스 속도가 거의 영이어서 층류 유동 조건을 유발하는 영역에서 난류를 발생시키거나 또는 덕트의 벽을 기계적으로 진동시켜 입자 부착을 방지하게 된다. 이들 두 메카니즘은 덕트 벽에의 입자 침강 및 부착을 방지할 것이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 음파를 사용하여, 공압 전달 유동의 압력 강하를 증가시키고 또한 본 발명에 따른 음파는, 압력 강하의 변동 단계를 억제하여, 입자의 축적을 세정하거나 그에 역작용하는 대신에 공압 전달시에 분말형 재료의 축적을 야기하는 섭동을 최소화할 수 있도록 사용된다.
본 발명에 따르면, 전달 유체는 배관의 벽을 따라 경계층을 포함하는 유동을 가지며, 배관 벽의 경계층 두께는 배관의 단면이 변하는 영역 및 방향이 변하는 영역에서 변하게 된다.
유리하게, 본 발명의 방법에 따르면, 송풍기는 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있고, 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불고 또한 상기 전달 유체를 적어도 부분적으로 상기 음파 장치를 통해 불게 된다.
사실, 송풍기는 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불고 또한 전달 유체를 적어도 부분적으로 상기 음파 장치를 통해 불기 때문에, 제1 공압 전달 배관 내부에서의 압력 강하가 더 증가되고 또한 압력 강하 변동을 억제하는데 더 효율적이다.
특정한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관은 강성적인 배관이고 특히 스테인레스강 또는 탄소강으로 되어 있다. 이 특정한 실시 형태는, 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 부는 송풍기와 조합될 때 더욱더 성과적이다.
다른 특정한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관은 가요적인 배관이며, 특히 폴리우레탄과 같은 폴리머로 되어 있다.
사실, 이 바람직한 실시 형태에 따르면, 놀랍게도 압력 강하의 변동은 압력 강하의 증가를 발생시키는 음파에 의해 억제된다.
강성적인 공압 수송 배관의 벽에서 100μm 미만의 평균 입자 크기(d50)를 갖는 분말형 재료의 미세 압자의 부착은, 배관의 곡부, 엘보우, 단면 감소부 또는 확대부와 같은 영역에서 일어난다. 일단 입자가 배관의 벽에 부착되면, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 수화 석회이거나 수화 석회를 포함하는 흡착제의 혼합물인 경우, 수화 석회의 탄산염화가 일어나, 제거가 어려운 경질 층이 형성된다.
마찰력, 충격력 및 중력과 비교되는 정전기력의 증가된 기여 때문에, 고체 물체에 대한 부착 문제는 감소하는 입자 직경을 갖는 입자에 대해서는 점점 더 중요해지고 있다. 100μm보다 작은 직경(직경＜100μm)을 갖는 분말형 흡착제 입자는 일반적으로 겔다트(Geldart) 분류에 따라 응집력이 있는 것으로 분류되고(Cocco, R.; Reddy-Karri, S. B.; Knowlton, T. Introduction to Fluidization. AICHE CEP 2014, No. November, 21-29; Geldart, D. Types of Gas Fluidization. Powder Technol. 1973, 7 (5), 285-292) (Geldart Powder group C) 참조) 또한 그의 유동 특성은 제닉케(Jenicke)에 따른 유동 함수 분류를 사용하여 상세히 평가될 수 있다(CAGLI, A. S.; DEVECI, B. N.; OKUTAN, C. H.; SIRKECI, D. A. A.; TEOMAN, E. Y. Flow Property Measurement Using the Jenike Shear Cell for 7 Different Bulk Solids. Proc. Eur. Congr. Chem. Eng. 2007, No. September, 16-20; Jenicke, A. W. Gravity Flow of Bulk Solids. Bull. Univ. Utah 1961, 52 (29), 1-309; Jenicke, A. W. Storage and Flow of Solids. Bull. Univ. Utah 1964, 53 (26), 1-198; Pendyala, R.; Jayanti, S.; Balakrishnan, A. R. Flow and Pressure Drop Fluctuations in a Vertical Tube Subject to Low Frequency Oscillations. Nucl. Eng. Des. 2008, 238 (1), 178-187 참조). 제닉케 유동 함수로, 분말의 내부 응집성이 측정되고 이는 분말의 부착성에 대한 양호한 지표로 간주될 수 있다.
강성적인 파이프에서 분말형 흡착제의 공압 전달의 부착 문제에 대해, 위에서 개괄적으로 설명한 세정 기구는 부착의 방지를 설명할 수 없다.
음파의 종래의 용례에서, 가스 속도가 장비의 정체 영역 내에서 거의 영인 시스템에서 음파를 사용하여 난류를 생성한다.
파이프에서 유체 유동의 난류는 레이놀즈(Reynolds) 수로 평가될 수 있다:
Figure pct00001
여기서, ρ는 전달 유체 밀도(kg/m3), v는 전달 유체 속도(m/s), d는 파이프 직경(m)이고, μ는 전달 유체 점도(Pa s)이다. 레이놀즈 수가 2000 보다 크면(즉, Re > 2000), 전달 유체는 난류로 고려된다.
분말형 흡착제의 통상적인 수송의 경우, 전달 유체는 주변 공기일 수 있고, 관 직경은 약 0.10m(4 인치)이고, 전달 공기 속도는 전형적으로 20 m/s이다. 이들 조건 하에서, 레이놀즈 수는 100만 이상인데, 이는 유체는 매우 난류적이다 라는 것을 의미한다.
이는, 공압 전달의 경우, 음파는 축적된 입자 메카니즘의 세정 또는 제거를 개시하기 위해 국부적인 난류를 층류 유동 영역에 제공하는 역할을 하지 않고 그래서 압력 강하의 변동을 억제하는 일을 담당할 수 없음을 의미한다.
추가로, 음속 공기 유동으로 인한 압력 강하의 증가는 매우 난류적인 유동에 대해서는 예상되지 않는다(Pendyala, R.; Jayanti, S.; Balakrishnan, A. R. Flow and Pressure Drop Fluctuations in a Vertical Tube Subject to Low Frequency Oscillations. Nucl . Eng . Des . 2008, 238 (1), 178-187 참조).
덕트 및 장비 벽의 경우, 낮은 굽힘 강도를 가지며 그래서 더욱 변형 가능한 부분 및/또는 더 얇은 벽의 큰 크기 때문에 금속 부분의 움직임이 가능하지만, 이러한 움직임은, 제1 공압 전달 배관으로서 사용되는 0.10 ∼ 0.20 m(4 ∼ 8 인치) 직경의 강 또는 폴리머(플라스틱) 파이프에서는 가능하지 않다. 공압 전달 배관의 표면적과 벽 두께의 조합으로, 음파로 인한 큰 반경 방향 움직임이 방지된다.
그래서, 음파를 가하면 압력 강하의 변동이 억제되어, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 입자가 강성적인 파이프 벽에 부착되는 것이 회피된다는 것은 예상되지 않았다. 이 비자명한 결과는, 데드 엔드(dead end) 소리 발생기가 사용되는 종래의 시스템과는 대조적으로, 예컨대 바람직한 실시 형태에서 음파가 송풍 통과 시스템을 통해 발생되는 방식에 의해 얻어진다. 음파의 송풍 관통 발생의 결과로, 유동의 출발-정지 성질로 인해 가스 고체 혼합물의 더욱 강한 혼합이 일어나게 된다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 실시 형태에서, 음파를 발생시키는 음파 장치는 불가청음파(infrasonic wave)를 발생시키는 불가청음 장치이다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 음파 장치가 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 때, 음파 장치는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 평탄화 작용 및/또는 차폐 작용(보상 작용이라고도 함)을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 특정한 실시 형태에서, 제1 챔버와 제2 챔버를 포함하는 불가청음 장치 내부에 불가청음파가 발생되고, 상기 제1 및 제2 챔버 모두는 관에 의해 서로에 연결되고, 상기 불가청음파는 상기 제1 챔버 내부의 여기자(exciter)에 의해 발생되고, 이 여기자는 적어도 부분적으로 제1 챔버 내부에서 불리는 상기 전달 유체에 불가청음파 펄스를 제공하고, 발생된 불가청음파는 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달한다.
더 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 제1 챔버는 제1 격실과 제2 격실로 나누어져 있고, 상기 제1 격실은 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 연결되고, 상기 제1 격실은 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 상기 제1 챔버에 대해 외부에 위치되고 상기 여기자를 형성하는 동력원에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제 1 위치로 이동되며, 상기 내부 채널은 상기 제1 격실 내부에서 동심으로 설치되고, 상기 불가청음파는 이동 피스톤에 의해 발생되고, 상기 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달하기 전에 상기 전달 유체에 의해 상기 제1 격실로부터 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 전달된다. 전달 유체는 피스톤을 불릴 수 있다.
다른 유리한 실시 형태에서, 부적절한 작업 진동수를 피하고 또한 효율성과 안전성을 증가시키기 위해 여기자 동력원(모터)을 위한 회전 제어기가 포함된다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관에서 음파 발생기 근처에서 20 내지 200 mbar, 특히 적어도 30 mbar, 특히 최대 150 mbar의 압력 증가를 일으킨다.
본 발명에 따른 유리한 실시 형태에서, 본 방법은, 전달 유체가 상기 제1 격실에 들어가거나 또는 제1 격실에 연결되기 전에, 상기 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻고 이를 상기 제2 챔버의 내부에 들여 보내는 단계를 더 포함한다.
특정한 실시 형태에서, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임(quick dolime), 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물(Trona라고도 함), 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
특정한 실시 형태에서, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 바람직하게는 주로 광물 분말형 흡착제인데, 이는 그 흡착제는 본래 주로 광물일 수 있지만 분말형 흡착제의 중량에 대해 활성탄과 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물의 전형적으로 30 중량% 이하, 특히 20 중량% 이하, 더 특히 15 중량% 이하를 함유할 수 있음을 의미한다.
분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 바람직하게는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 분말형 흡착제의 중량에 대해 50 중량% 보다 큰, 특히 70 중량% 보다 큰 양의 칼슘 흡착제를 함유하는 주로 칼슘 광물 흡착제이다.
또 다른 바람직한 실시 형태에서, 전달 유체는 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물이다.
더 바람직한 실시 형태에서, 분말형 재료의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파, 특히 불가청음파는 또한 투여 수단과 접촉한다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 분말형 재료의 수송 동안에 상기 음파, 특히 불가청음파는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 이동하고 또한 바람직하게는 상기 수용 영역까지 이동하게 된다(또는 분배됨).
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파, 특히 불가청음파는, 상기 제1 챔버에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 상기 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체로 인해 송풍기에 도달하는 것이 방지된다.
본 발명에 따른 특정한 실시 형태에서, 본 방법은 비상 모드와 작동 모드를 더 포함하고, 비상 모드에서, 불리는 전달 유체는 상기 제1 챔버에 들어가는 것이 방지되고 또한 상기 음파 장치의 하류로 방향 전환되어 직접 상기 제1 공압 전달 배관에 불려 가고, 작동 모드에서는 상기 불리는 전달 유체는 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버에 제공된다.
본 발명은 또한 연도 가스로부터 오염 화합물의 포획을 개선하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은,
연소될 연료 및/또는 재료를 연소시키거나 가열될 또는 용해될 재료를 가열하여 수용 영역에서 연도 가스를 생성하는 단계;
본 발명에 따라 상기 오염 화합물을 포획하기 위해 제공되는 분말형 흡착제를 공압으로 전달하는 단계 - 상기 수용 영역은 연도 가스 덕트임 -; 및
상기 연도 가스 덕트 내부에서 상기 분말형 흡착제로 오염 화합물을 포획하여 오염 화합물로부터 연도 가스를 고갈시키는 단계를 포함한다.
구체적으로, 연도 가스로부터 오염 화합물의 포획을 개선하기 위한 방법은,
연소될 연료 및/또는 재료를 연소시키거나 가열될 또는 용해될 재료를 가열하여 수용 영역에서 연도 가스를 생성하는 단계;
제1 공압 전달 배관에서 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 수용 영역(연도 가스 덕트)까지 분말형 흡착제를 공압으로 전달하는 단계 - 제1 공압 전달 배관은 배관 벽을 포함하고 또한 상기 분말형 흡착제 저장 탱크 및 상기 수용 영역에 연결되어 있고, 상기 분말형 흡착제는 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는 송풍기로 발생된 유동에 의해 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 연도 가스 덕트 안으로 공압으로 수송되며, 상기 송풍기는 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불게 됨 -;
상기 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 상기 제1 공압 전달 배관 안으로 들어갈 때, 일정량의 분말형 흡착제를 투여하기 위한 투여 수단에 의해 분말형 흡착제를 투여하는 단계 - 상기 제1 공압 전달 배관은 상기 투여 수단을 통해 상기 분말형 흡착제 저장 탱크에 연결됨 -;
제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계; 및
연도 가스 덕트 내부에서 분말형 흡착제로 오염 화합물을 포획하여 오염 화합물로부터 연도 가스를 고갈시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 연료는 가스, 액체, 페이스트(paste) 또는 고형물, 특히 석탄 및/또는 오일을 의미할 수 있다.
본 발명에 따르면, 연소될 재료 또는 가열될 또는 용해될 재료라는 용어는, 쓰레기 재료(가정용 또는 산업용 또는 의료용), 가열될 원료를 가열하여 시멘트 또는 유리를 제조하기 위한 규산염 재료, 석회석 또는 돌로스톤(백운석), 금속 광석, 특히 철광석, 벽돌 또는 타일 등을 의미하되 이에 한정되지 않으며, 가열될 또는 연소될 재료는 또한 강, 배터리 등의 부스러기와 같은 재생 재료일 수 있다.
일반적으로, 가스, 특히 연도 가스의 처리에서는, 건조한 분말형 물질(종종 광물)을 연도 가스 유동 내로 분사하거나 또는 고정되어 있거나 움직이는 고체 입자를 포함하는 여과기 층에 통과시켜 산성 가스(특히, HCl, SO2, SO3 및/또는 HF)를 감소시키는 것이 필요하고, 이 감소는 건식 조건 하에서 수행될 수 있다. 이 경우, 분말형 화합물은 일반적으로 칼슘-마그네슘계 화합물, 특히 석회, 바람직하게는 소석회 또는 수화 석회 또는 탄산나트륨 또는 중탄산염과 같은 나트륨 화합물을 포함한다. 다른 화합물, 특히, 다이옥신, 퓨란(furan) 및/또는 수은을 포함하는 중금속을 줄이기 위해 사용되는 화합물, 예컨대, 활성탄 또는 갈탄 코크스와 같은 탄소질 물질 또는 세피올라이트 또는 할로이사이트 등과 같은 층상 규산염에 기반하는 것과 같은 광물질이 사용될 수 있다.
예컨대 WO 2014/206880호에 기재되어 있는 해결책과 같이, 오염 화합물 포획을 개선하기 위해 다양한 해결책이 개발되었다. WO 2014/206880호에는, 분말형 광물 화합물을 연도 가스 덕트 안으로 분사하기 위한 장치가 기재되어 있는데, 이 장치는 분말형 화합물 공급원과 분말형 화합물 분사 파이프를 포함하고, 이 분사 파이프는 분말형 화합물 공급원에 의해 공급을 받고 또한 가스 덕트 안으로 개방되도록 배치된다. 분말형 광물 화합물을 분사하기 위한 장치는 단상 액체 수성 상의 공급원 및 단상 액체 수성 상을 액적으로 분사하기 위한 적어도 하나의 파이프를 더 포함한다. 이 문헌에 따르면, 단상 액체 수성 상을 분사하기 위한 파이프는 분말형 화합물 분사 파이프의 외면 주위에 있는 주변 공간에 위치된다.
다른 해결책은 문헌 JP S61259747호에 기재되어 있다. 이 문헌에 따르면, 소석회와 같은 흡수제가 고체-기체 접촉기 내부에 공급되고, 폐가스가 또한 공급된다. 고체-기체 접촉기는 중첩된 천공 판을 포함한다. 폐가스는 접촉기의 바닥측에서 공급되고, 천공 판을 통과한 후에 포획 오염물이 더 고갈된 상태에서 접촉기의 상측 단(stage)에서 접촉기를 나갈 것이다. 흡수제는 폐가스 위쪽에서 공급되지만, 접촉기 내부의 천공 판 아래에서도 공급된다. 공기 중에서 극히 낮은 진동수의 소리가 발생되어 접촉기 안에 들어가 다단 젯트 흐름 층 고체-기체 접촉기를 형성하게 된다.
오염물의 대기 방출은 더욱더 규제되고 있고, 연도 가스에서 방출되는 오염 화합물의 허가된 레벨은 심하게 통제된다. 이러한 이유로, 쓰레기 소각기와 같은 버너를 사용하는 산업(여기서 이하 "연소 산업"이라고 함), 및 노(furnace)를 사용하는 산업(예컨대, 시멘트 산업, 석회 산업, 유리 산업)은 환경 요건에 부합하기 위해 연도 가스 처리시에 오염 화합물 배출을 더욱더 통제하고 있다.
불행하게도, 연도 가스 내의 오염물의 레벨을 감소시키기 위해 많은 예방조치가 대응적으로 또한 적극적으로 취해지지만, 그들 모든 예방 조치 자체는 분말형 흡착제의 공압 전달에서 변동을 야기하고 그래서 오염 물질 포획의 부족을 야기하게 된다.
본 발명은 연도 가스로부터의 오염 물질 포획의 효과를 개선하는 방법을 제공하여 이들 단점의 적어도 일부분을 해결하며, 그래서 오염 물질 포획의 변동 및 부족이 가능한 한 많이 감소된다.
이 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따라, 앞에서 언급한 바와 같이 가스로부터의 오염 화합물의 포획을 개선하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은, 음파 장치가 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 음파를 발생시키고 또한 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제하고, 수용 영역은 연도 가스 덕트인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 공압 전달 배관에서의 압력 강하의 변동 단계의 억제에 의해, 분말형 흡착제의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파에 의해 연도 가스 덕트에서 공급되는 분말형 흡착제, 특히 분말형 광물 흡착제에서의 바람직하지 않은 변동이 감소됨으로써 오염 물질 화합물의 포획이 개선된다.
사실, 놀랍게도, 분말형 흡착제의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파는 연도 가스 덕트에서 공급되는 분말형 흡착제의 공압 전달의 변동에 직접적인 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따르면, 분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 압력 강하의 증가를 일으키는 음파의 적절한 사용은, 연도 가스 덕트 내부에서 분사되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제에서의 변동을 해결할 수 있는 것으로 나타났다.
분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 이동하는 음파는, 압력 강하의 변동을 매우 신속히 억제하여 변동적인 압력 강하로 인해 입자의 속도가 입자 부양 최저 속도(이 속도에서 입자는 가라앉기 시작할 것임) 아래로 떨어지는 것을 방지하고 또한 입자가 공압 수송으로 전달될 수 있게 하고 결과적으로 여전히 연도 가스 덕트에 도달하게 함으로써 연도 가스 덕트 내부서의 오염 물질 포획의 부족을 방지하는 것으로 나타났다.
사실, 이 효과는, 제1 공압 전달 배관에서 압력 강하의 증가를 일으키는 음파의 적절한 사용, 및 분말형 흡착제의 입자와 파이프에서 소리의 파복(antinode)과 진동 노드의 위치를 변화시키는 음파의 변동적인 진동수를 갖는 음파 사이의 충돌의 조합으로 얻어진다.
전형적으로, 막힘이 시작되면, 앞에서 언급한 바와 동일한 이유로, 제1 공압 전달 배관의 직경이 감소되고, 이에 따라 또한 전달 유체와 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 사이의 중량비가 변할 것이다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 분말형 흡착제의 전달 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파는, 제1 공압 전달 배관에서의 압력 강하의 변동을 억제하여 연도 가스 덕트로 가는 분말형 흡착제의 적당한/최적 유량을 보장하여 오염물질 포획의 레벨을 개선하는 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시 형태에서, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 연료 및/또는 재료의 연소 단계의 작업 조건의 변동 단계는 제1 신호 및/또는 상기 제1 전달 배관 내부에서의 압력 강하의 변동 단계를 발생시키고, 상기 방법은 상기 제1 신호 및/또는 제1 전달 배관 내부에서의 압력 강하의 변동 단계에 반응하여 분말형 흡착제의 양을 조절하는 단계를 더 포함한다.
더욱이, 연소 산업에서는, 오염 화합물의 레벨(제1 신호의 예)를 측정하기 위해 연도 가스 덕트의 출구에서 분석기를 사용하고, 또한 그 오염 물질을 포획하기 위해 사용되는 분말형 흡착제의 양을 제어하기 위해 제어 루프가 시간이 지나면서 현장에서 사용되고 있다. 예컨대, SO2 의 레벨이 증가하기 시작하면, 분말형 흡착제의 양이 증가되어 이 오염 물질의 포획을 개선할 것이다. SO2 의 레벨이 감소하기 시작하면, 분말형 흡착제의 양은 감소될 것이다.
다른 "연소 산업"은 연속적인 분석을 사용하지 않지만, 여러 기준과 측정치(제1 신호), 예컨대, 사용될 연료 내의 황의 레벨, 연소될 쓰레기 또는 가열될 재료(금속 광석, 재생 재료 등)에 존재하는 염화물 또는 황의 레벨에 관한 예비 분석 또는 데이타, 연소 또는 가열 단계, 사람이 노 작업을 하는 소요 시간, 연소될 재료의 연소를 행하기 위해 노에 도입되는 주 공기 레벨, 온도, 대기압 등에 근거하여, 예방 조치로서 분말형 흡착제의 양을 조절한다. 그래서 분말형 흡착제의 양은 미리 정해진 시간 기간 동안 수동으로 고정되고 또한 새로운 조건(제1 신호)이 생기면 변하게 된다.
더 구체적으로, 오염 물질 레벨의 증가, 오염 물질 레벨의 감소와 같은, 연소될 연료 및/또는 재료의 연소로 생기는 배출 가스로부터 제1 신호가 발생되면, 주어질 반응은 연도 가스 덕트 내부에 도입되는 분말형 흡착제의 양을 변경하는 것이다. 송풍기에 의해 제1 공압 전달 배관 내부에서 불리는 분말형 흡착제의 양의 변화로 인해 전달 유체와 분말형 흡착제 사이의 중량비가 변하게 되고, 이에 따라, 공압 수송의 압력 강하의 변동이 일어나, 연도 가스 덕트 내부에 분사되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 변동이 생기게 된다.
사실, 분말형 흡착제의 양의 변화로 인해 공압 전달 시스템의 작동에서 변동이 일어나고, 그래서, 송풍 유량이 제1 공압 전달 배관에 있는 송풍기의 출구에서 상당히 안정적으로 유지됨에 따라 전달 유체 유량이 역압(counter-pressure)에 적합하게 되도록 그 전달 유체 유량의 변동이 일어난다.
제1 신호에 반응하여, 분말형 흡착제와 전달 유체 사이의 중량비가 변하게 된다. 분말형 흡착제의 입자는 증가 또는 감소될 수 있는 변동 속도로 제1 공압 전달 배관에서 전달된다.
본 발명의 방법에 따른 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 제1 신호는 예컨대 굴뚝 출구에서의 환경의 바람 속도, 굴뚝 출구 또는 연도 가스 덕트 외부에서의 환경의 대기압, 연도 가스의 온도, 연료의 성질, 연료의 황 함량, 연도 가스의 황 함량, 연도 가스의 염화물 함량, 연도 가스의 수은 함량, 연소될 또는 가열될 재료의 염화물 함량, 연소될 또는 가열될 재료의 황 함량, 연소될 또는 가열될 재료의 수은 함량 및 이의 조합이다.
연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관에서 음파 발생기 근처에서 20 내지 200 mbar, 특히 적어도 30 mbar, 특히 최대 150 mbar의 압력 증가를 일으킨다.
유리하게, 본 발명의 방법에 따르면, 송풍기는, 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있고, 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불고 또한 전달 유체를 적어도 부분적으로 음파 장치를 통해 불게 된다.
사실, 송풍기가 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불고 또한 전달 유체를 적어도 부분적으로 음파 장치를 통해 불기 때문에, 제1 공압 전달 배관에서의 압력 강하가 더 증가되고, 그래서 또한 압력 강하 변동을 억제하는데 더 효율적으로 작용하며, 이는 제1 공압 전달 배관을 통해 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 전달되는 분말형 흡착제에 의해 연도 가스로부터 오염 화합물을 포획하는 것에 긍정적으로 영향을 준다.
바람직한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관은 강성적인 배관이고 특히 스테인레스강으로 되어 있다. 이 바람직한 실시 형태는, 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 부는 송풍기와 조합될 때 더욱더 성과적(performing)이다.
사실, 이 바람직한 실시 형태에 따르면, 놀랍게도 압력 강하의 변동은 압력 강하의 증가를 발생시키는 음파에 의해 억제된다.
강성적인 공압 수송 배관의 벽에서 100μm 미만의 평균 입자 크기(d50)를 갖는 분말형 재료의 미세 압자의 부착은, 배관의 곡부, 엘보우, 단면 감소부 또는 확대부와 같은 영역에서 일어난다. 일단 입자가 배관의 벽에 부착되면, 분말형 흡착제가 수화 석회이거나 수화 석회를 포함하는 흡착제의 혼합물인 경우, 수화 석회의 탄산염화가 일어나, 제거가 어려운 경질 층이 형성된다.
마찰력, 충격력 및 중력과 비교되는 정전기력의 증가된 기여 때문에, 고체 물체에 대한 부착 문제는 감소하는 입자 직경을 갖는 입자에 대해서는 점점더 중요해지고 있다. 100μm보다 작은 직경(직경＜100μm)을 갖는 분말형 흡착제 입자는 일반적으로 겔다트(Geldart) 분류에 따라 응집력이 있는 것으로 분류되고 또한 그의 유동 특성은 제닉케에 따른 유동 함수 분류를 사용하여 상세히 평가될 수 있다. 제닉케 유동 함수로, 분말의 내부 응집성이 측정되고 이는 분말의 부착성에 대한 양호한 지표로 간주될 수 있다.
강성적인 파이프에서 분말형 흡착제의 공압 수송의 부착 문제에 대해, 위에서 개괄적으로 설명한 세정 기구는 부착의 방지를 설명할 수 없다.
음파의 통상적인 용례에서, 가스 속도가 장비의 정체 영역 내에서 거의 영인 시스템에서 음파를 사용하여 난류를 생성한다.
파이프에서 유체 유동의 난류는 레이놀즈 수로 평가될 수 있다:
Figure pct00002
여기서, ρ는 전달 유체 밀도(kg/m3), v는 전달 유체 속도(m/s), d는 파이프 직경(m)이고, μ는 전달 유체 점도(Pa s)이다. 레이놀즈 수가 2000 보다 크면(즉, Re > 2000), 전달 유체는 난류로 고려된다.
분말형 흡착제의 통상적인 수송의 경우, 전달 유체는 주변 공기일 수 있고, 관 직경은 약 0.10m(4 인치)이고, 전달 공기 속도는 전형적으로 20 m/s이다. 이들 조건 하에서, 레이놀즈 수는 100만 이상인데, 이는 유체가 매우 난류적이다라는 것을 의미한다.
이는, 공압 전달의 경우, 음파는 축적된 입자 메카니즘의 세정 또는 제거를 개시하기 위해 국부적인 난류를 층류 유동 영역에 제공하는 역할을 하지 않고 그래서 압력 강하의 변동을 억제하는 일을 담당할 수 없음을 의미한다.
추가로, 음속 공기 유동으로 인한 압력 강하의 증가는 매우 난류적인 유동에 대해서는 기대되지 않는다(Pendyala, R.; Jayanti, S.; Balakrishnan, A. R. Flow and Pressure Drop Fluctuations in a Vertical Tube Subject to Low Frequency Oscillations. Nucl . Eng . Des . 2008, 238 (1), 178-187 참조).
덕트 및 장비 벽에 대해, 금속 부분의 움직임은 그 부분의 큰 크기 때문에 가능하지만, 이러한 움직임은, 제1 공압 전달 배관으로서 사용되는 0.10 ∼ 0.20 m(4∼8 인치) 직경의 강 파이프에 대해서는 가능하지 하지 않다. 공압 전달 배관의 표면적과 벽 두께의 조합으로, 음파로 인한 큰 반경 방향 움직임이 방지된다.
그래서, 음파를 가하면 압력 강하의 변동이 억제되어, 분말형 흡착제 입자가 강성적인 파이프 벽에 부착되는 것이 회피된다는 것은 예상되지 않았다. 이 비자명한 결과는, 데드 엔드 소리 발생기가 사용되는 종래의 시스템과는 대조적으로, 예컨대 바람직한 실시 형태에서 음파가 송풍 통과 시스템을 통해 발생되는 방식에 의해 얻어진다. 음파의 송풍 통과 발생의 결과로, 유동의 출발-정지 특성으로 인해 더욱 강한 혼합이 일어나게 된다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 실시 형태에서, 음파를 발생시키는 음파 장치는 불가청음파를 발생시키는 불가청음 장치이다.
연도 가스로부터의 오염 화합물의 포획을 개선하기 위한 본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 음파 장치가 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 때, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 평탄화 작용 및/또는 차폐 작용(보상 작용이라고도 할 수 있음)을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 특정한 실시 형태에서, 제1 챔버와 제2 챔버를 포함하는 불가청음 장치 내부에 불가청음파가 발생되고, 상기 제1 및 제2 챔버 모두는 관에 의해 서로에 연결되고, 상기 불가청음파는 제1 챔버 내부의 여기자(exciter)에 의해 발생되고, 그 여기자는 적어도 부분적으로 제1 챔버 내부에서 불리는 상기 전달 유체에 불가청음파 펄스를 제공하고, 발생된 불가청음파는 관을 통해 전달되어 상기 제2 챔버에 도달한다.
더 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 제1 챔버는 제1 격실과 제2 격실로 나누어져 있고, 상기 제1 격실은 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 연결되고, 상기 제1 격실은 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 상기 제1 챔버에 대해 외부에 위치되고 상기 여기자를 형성하는 동력원에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제 1 위치로 이동되며, 상기 내부 채널은 상기 제1 격실 내부에서 동심으로 설치되고, 상기 불가청음파는 이동 피스톤에 의해 발생되고, 상기 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달하기 전에 상기 전달 유체에 의해 상기 제1 격실로부터 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 전달된다. 전달 유체는 피스톤을 통해 불릴 수 있다.
다른 유리한 실시 형태에서, 부적절한 작업 진동수를 피하고 또한 효율과 안전성을 증가시키기 위해 여기자 동력원(모터)을 위한 회전 제어기가 포함된다.
본 발명에 따른 유리한 실시 형태에서, 본 방법은, 전달 유체가 상기 제1 격실에 또는 제1 격실로부터 들어가기 전에, 상기 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻고 이를 상기 제2 챔버의 내부에 들여 보내는 단계를 더 포함한다.
사실, 연도 가스를 처리하기 위한 기존의 플랜트는, 기존의 송풍기, 공압 전달 배관 및 파이프 덕트, 분말형 흡착제 투여 장치의 치수 등의 사이의 특정한 보정에 따라 치수 결정되었다.
본 발명에 따른 방법이 기존의 플랜트에서 수행될 때, 음파 장치, 특히 불가청음 장치를 기존의 플랜트, 또한 가끔은 제1 공압 전달 배관의 길이(특히 투여 장치와 연도 가스 덕트 사이의 길이)에 적합하게 하는 것이 매우 자주 필요하고, 그 길이는 플랜트의 크기 또는 플랜트의 구속 요건에 따라 매우 길다(100m 보다 큼).
일반적으로, 분말형 흡착제 공급률은 한 플랜트와 다른 플랜트 사이에 30 kg/h 내지 1200 kg/h일 수 있고, 분말형 흡착제의 부피 유량은 130m3/h 내지 800 m3/h에서 변할 수 있고, 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 압력은 플랜트의 능력에 따라 170 mbar 내지 900 mbar에서 변할 수 있다.
물론, 어떤 경우에, 모든 전달 유체가 플랜트의 용량으로 인해 고압에서 송풍기에 의해 불릴 때, 이 고압이 제1 챔버에 들어가면 음파의 질, 특히 불가청음파의 질 또는 음파 장치, 특히 불가청음 장치 자체를 손상시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 많은 플래트 용량에 적합하게 되어 음파 장치, 특히 불가청음 장치의 작동 가능성으로서 직접 제2 챔버에 보내지는 불린 전달 유체의 일부분을 얻을 수 있는 음파 장치, 특히 불가청음 장치를 제공하는 것을 예견하였다.
특정한 실시 형태에서, 분말형 흡착제는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물(Trona라고도 함), 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
특정한 실시 형태에서, 분말형 흡착제는 바람직하게는 주로 광물 분말형 흡착제인데, 이는 그 흡착제는 본래 주로 광물일 수 있지만 활성탄과 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물을 분말형 흡착제의 중량에 대해 전형적으로 30 중량% 이하, 특히 20 중량% 이하, 더 특히 15 중량% 이하를 함유할 수 있음을 의미한다.
분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 바람직하게는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 분말형 흡착제의 중량에 대해 50 중량% 보다 큰, 특히 70 중량% 보다 큰 양의 칼슘 흡착제를 함유하는 주로 칼슘 광물 흡착제이다.
또 다른 바람직한 실시 형태에서, 전달 유체는 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물이다.
더 바람직한 실시 형태에서, 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 불가청음파는 또한 투여 수단과 접촉하고, 그리하여, 전달되는 양의 정확성이 증가하고, 투여 장치의 손상 없이 투여 수단의 잠재적인 막힘이 줄어든다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 분말형 흡착제의 수송 동안에 불가청음파는 제1 공압 전달 배관 내부에서 이동하고 또한 바람직하게는 연도 가스 덕트까지 이동하게 된다(또는 분배됨).
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 불가청음파는, 상기 제1 챔버에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 상기 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체로 인해 송풍기에 도달하는 것이 방지된다.
본 발명에 따른 특정한 실시 형태에서, 본 방법은 비상 모드와 작동 모드를 더 포함하고, 비상 모드에서, 불리는 전달 유체는 상기 제1 챔버에 들어가는 것이 방지되고 또한 상기 음파 장치의 하류로 방향 전환되어 직접 상기 제1 공압 전달 배관에 불려 가고, 작동 모드에서는 상기 불리는 전달 유체는 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버에 제공된다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시 형태는 첨부된 청구범위에 언급되어 있다.
본 발명은 또한 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는,
연소될 또는 가열될 또는 용해될 연료 및/또는 재료를 연소시키고 또한 연도 가스를 생성하기 위한 노 또는 연소실 - 상기 노 또는 연소실은 연도 가스 덕트에 연결되고, 상기 노 또는 연소실에서 발생된 연도 가스는 상기 연도 가스 덕트에 보내짐 -;
제1 공압 전달 배관에 의해 상기 연도 가스 덕트에 연결되는 분말형 흡착제 저장 탱크 - 제1 공압 전달 배관은, 제1 공압 전달 배관에서 분말형 흡착제를 상기 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 연도 가스 덕트까지 공압으로 전달하기 위해 제공되는 송풍기에 더 연결되어 있고, 상기 제1 공압 전달 배관은 배관 벽을 포함하고 또한 상기 연도 가스 덕트에 연결되어 있고, 상기 송풍기는, 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체의 유동을 발생시키도록 제공됨 -;
분말형 흡착제가 상기 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 상기 제1 공압 전달 배관 안으로 들어갈 때 일정량의 분말형 흡착제를 투여하기 위해 제공되는 분말형 흡착제 투여 수단 - 상기 제1 공압 전달 배관은 상기 투여 수단을 통해 상기 분말형 흡착제 저장 탱크에 연결되어 있음 -; 및
제1 신호에 반응하여 분말형 흡착제의 양을 조절하기 위한 제어 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는, 이 장치는 제1 공압 전달 배관에 연결되고 또한 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 연도 가스 덕트까지 음파를 발생시키도록 제공되는 음파 장치를 더 포함하고, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 연도 가스 덕트까지 일어나는 상기 압력 강하의 변동 단계를 억제하도록 더 제공되는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 장치는, 상기 투여 수단과 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되고 분말형 흡착제를 상기 전달 유체에 혼합하기 위해 제공되는 혼합 장치를 더 포함한다.
바람직한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 장치는, 상기 투여 수단과 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되는 연결 장치를 더 포함하고, 어떤 실시 형태에서, 투여 장치와 혼합 장치는 단일의 장치에 통합된다.
바람직한 실시 형태에서, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 송풍기와 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되는 냉각 장치를 더 포함한다.
바람직하게는, 음파를 발생시키기 위해 제공되는 상기 음파 장치는 불가청음파를 발생시키기 위해 제공되는 불가청음 장치이다.
더 바람직하게는, 불가청음 장치는 제1 챔버와 제2 챔버를 포함하고, 제1 및 제2 챔버 모두는 관에 의해 서로에 연결되고, 제1 챔버는 제1 챔버 내부에 위치되는 여기자를 포함하고, 여기자는 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버 내부에서 불리는 상기 전달 유체에 불가청음(infrasound) 펄스를 제공하여 상기 불가청음파를 발생시키도록 제공되고, 발생된 불가청음파는 공진 배관으로서 작용하는 상기 관을 통해 전달되어 상기 제2 챔버에 도달한다.
특히 바람직한 실시 형태에서, 제1 챔버는 제1 격실과 제2 격실로 나누어져 있고, 상기 제1 격실은 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 연결되고, 상기 제1 격실은 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 상기 제1 챔버에 대해 외부에 위치되고 상기 여기자를 형성하는 동력원에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제 1 위치로 이동되며, 상기 내부 채널은 상기 제1 격실 내부에서 동심으로 설치되고, 상기 불가청음파는 이동 피스톤에 의해 발생되고, 상기 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달하기 전에 상기 전달 유체에 의해 상기 제1 격실로부터 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 전달된다.
본 발명에 따른 특정한 실시 형태에서, 음파 장치는 상기 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결된다.
변형 실시 형태에서, 음파 장치는 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 연도 가스 덕트 사이에서 제2 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결된다.
본 발명에 따른 다른 변형 실시 형태에서, 음파 장치는 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 송풍기 사이에서 제2 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결된다.
본 발명에 따르면, 상기 장치는 조절 가능한 유량 분배 파이프를 포함하고, 이 파이프는 제1 단부에서 송풍기에, 송풍기와 제1 챔버 사이에 또는 제1 챔버, 바람직하게는 제1 챔버의 제1 격실에 연결되고 또한 제2 단부에서는 제2 챔버에 연결되며, 상기 조절 가능한 유량 분배 파이프는 상기 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻어 상기 제2 챔버 내부에 들여 보내기 위해 제공되는 것이 바람직하다.
특정한 실시 형태에서, 분말형 흡착제 저장 탱크는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물(Trona라고도 함), 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 분말형 흡착제의 분말형 흡착제 저장 탱크이다.
특히, 전달 유체는 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물이다.
바람직한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 장치는 상기 제1 챔버에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 상기 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체를 포함하고, 이 헬름홀츠 저음 흡음체는 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 불가청음파가 송풍기에 도달하는 것을 방지하기 위해 제공된다.
더 바람직한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 장치는 비상 위치인 제1 위치와 작동 위치인 제2 위치를 갖는 비상 장치를 포함하고, 비상 장치는, 상기 불가청음 장치의 하류에서, 송풍기를 제1 공압 전달 배관에 직접 연결하는 비상 파이프에 연결되는 스위치를 포함하고, 상기 비상 위치는, 상기 스위치가 불려진 전달 유체가 제1 챔버에 들어가는 것을 방지하고 그 전달 유체를 불가청음 장치의 하류에서 제1 공압 전달 배관에 직접 보내는 위치이고, 상기 작동 위치는, 불려진 전달 유체가 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버에 제공되는 위치이다.
본 발명에 따른 장치에서, 제1 신호는 예컨대 굴뚝 출구에서의 환경의 바람 속도, 굴뚝 출구 또는 연도 가스 덕트 외부에서의 환경의 대기압, 연도 가스의 온도, 연료의 성질, 연료의 황 함량, 연도 가스의 황 함량, 연도 가스의 염화물 함량, 연도 가스의 수은 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 염화물 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 황 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 수은 함량 및 이의 조합이다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시 형태에서, 투여 수단은, 투여 스크류, 수직 축 또는 수평 축을 갖는 회전 밸브, 공기 슬라이드, 젯트 공급기, 스크류 공급기, 에어로크(airlock) 공급기, 스크류 펌프, 압력 용기, 공기 리프트에서 선택되고, 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되는 상기 투여 수단은 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파와 접촉하도록 제공된다.
본 발명에 따른 장치의 다른 실시 형태는 종속 청구항에 언급되어 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은, 도면 및 예를 참조하여 이하의 비제한적인 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 분말형 재료의 공압 전달이 수행되는 가열 공정의 개략도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 분말형 재료의 공압 전달이 수행되는 가열 공정의 다른 개략도이다.
도 1c는 본 발명에 따른 분말형 재료의 공압 전달이 다른 가능한 위치에서 수행되는 가열 공정의 다른 개략도이다.
도 1d는 본 발명에 따른 분말형 재료의 공압 전달이 수행되는 가열 공정의 다른 개략도이다.
도 2는 분말형 재료의 공압 전달의 개략도로, 음파 장치가 공압 전달 배관과 직렬로 위치되어 있다.
도 3은 분말형 재료의 공압 전달의 개략도로, 음파 장치가 공압 전달 배관과 병렬로 위치되어 있다.
도 4는 분말형 재료의 공압 전달의 개략도로, 음파 장치가 자체의 송풍기로 공압 전달 배관과 병렬로 위치되어 있다.
도 4a는 분말형 재료의 다중 라인 공압 전달의 개략도이다.
도 5는 분말형 재료가 수화 석회인 경우 그 분말형 재료의 응집 거동을 나타내는 분말형 재료에 대한 제닉케(Jenicke) 유동도이다.
도 6은 공압 전달 배관에서의 압력 경향을 나타내는 그래프로, 제1 곡선은 불가청음 장치가 없는 한 공압 전달 배관(13')에서 시간에 따른 압력 강하를 나타내고, 제2 곡선은 불가청음 장치가 없는 다른 공압 전달 배관(13)에서 시간에 따른 압력 강하를 나타낸다.
도 6a는 제1 공압 전달 배관에서의 압력 경향을 나타내는 그래프로, 제1 곡선은 불가청음 장치가 있는 한 공압 전달 배관(13')에서 시간에 따른 압력 강하를 나타내고, 제2 곡선은 불가청음 장치가 없는 다른 공압 전달 배관(13)에서 시간에 따른 압력 강하를 나타낸다.
도 7은 예가 실행된 플랜트를 개략적으로 도시한다.
도면에서, 동일하거나 유사한 요소에는 동일한 참조 번호가 부여되어 있다.
도 1a에 나타나 있는 바와 같이, 가열 공정은 일반적으로 열교환기(예컨대, 보일러)와 같은 가열 유닛, 소각기 또는 노(furnace)(8)를 포함하고, 이 다음에는여과 유닛 및/또는 스크러버(scrubber)(9)가 있다. 가열 유닛(8)에서, 연도 가스가 연도 가스 덕트(미도시) 내에 들어 있고 가열 유닛(8)에서 나가 여과 유닛 및/또는 스크러버(9)에 들어가며, 이로부터 연도 가스는 송풍기(팬)(11)를 통과하여 굴뚝(10)으로 배출된다. 장비(9)로서 단지 하나의 물품만 나타나 있지만, 플랜트의 연도 가스 처리 설비에 따라 덕트에 의해 어떤 순서로도 연결될 수 있는 연이은 여과기와 스크러버 유닛이 있을 수 있음이 분명하다.
도 1에 도시되어 있는 가열 공정은, 석탄, 갈탄 또는 바이오매스 노, 시멘트 노, 석회 노, 유리 노, 금속 광석, 특히 철광석 노, 재생 재료 노 또는 심지어 예컨대 쓰레기를 연소시키기 위한 소각기(8)와 같은 노(8)가 존재하는 연소 공정일 수 있다.
여기에 도시되어 있는 바와 같은 가열 공정은 또한 이전 단계로부터 열 에너지를 회수하는 보일러(8)를 포함하는 공정일 수 있다. 이 보일러(8)는, 노 또는 연소기(15)(도 1c 참조) 내의 이전 연소 단계 또는 다른 연소 단계로부터 에너지를 회수할 수 있다.
연도 가스는 연소될 재료(쓰레기, 강 플랜트의 철 광석. 석회석, 실리카)의 연소 또는 가열 또는 제련으로 생길 수 있거나 또는 연료(코크스, 석탄, 가스, 갈탄, 석유, 액체 연료 등)에서 생길 수 있다.
이러한 이유로, 산업(이하, 쓰레기 소각기와 같은 버너를 사용하는 "연소 산업"이라고 함) 및 노를 사용하는 산업은 환경 요건에 부합하기 위해 연도 가스 처리시에 오염 화합물 배출을 더욱더 통제하고 있다.
가스, 특히 연도 가스의 처리에는, 건조한 분말형 물질(종종 광물)을 연도 가스 유동 내로 분사하거나 또는 고정되어 있거나 움직이는 고체 입자를 포함하는 여과기 층에 통과시켜 산성 가스(특히, HCl, SO2 및/또는 HF)를 감소시키는 것이 필요하고, 이 감소는 건식 조건 하에서 수행될 수 있다. 이 경우, 분말형 화합물은 일반적으로 칼슘-마그네슘 화합물, 특히 석회, 바람직하게는 소석회 또는 수화 석회 또는 탄산나트륨 또는 중탄산염과 같은 나트륨 화합물을 포함한다. 다른 화합물, 특히, 다이옥신, 퓨란(furan) 및/또는 수은을 포함한 중금속을 줄이기 위해 사용되는 화합물, 예컨대, 활성탄 또는 갈탄 코크스와 같은 탄소질 물질 또는 세피올라이트 또는 할로이사이트 등과 같은 층상 규산염에 기반하는 것과 같은 광물질이 사용될 수 있다.
연도 가스는 제거되어야 할 오염 화합물을 포함함에 따라, 매우 종종 분발형 재료, 특히, 분말형 흡착제가 연도 가스 덕트 안에 분사되어 어느 정도의 오염 화합물을 포획하게 된다.
분말형 재료, 예컨대 분말형 흡착제를 분사하기 위해, 공정 플랜트는 송풍기(1)를 포함하고, 이 송풍기는 제1 공압 전달 배관(13)에 연결되고, 전달 유체, 예컨대 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물을 제1 공압 전달 배관(13) 안에 불어 넣는다.
분말형 재료, 특히, 분말형 흡착제 저장 탱크(2)가 투여 수단(3)을 통해 제1 공압 전달 배관(13)에 연결되어 있다. 배관 벽을 포함하는 제1 공압 전달 배관(13)은 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2) 및 가열 유닛(8)의 연도 가스 덕트에 연결되어 있고 가열 유닛(8)의 하류로 이어져 있다.
전달 유체는 배관 벽을 따르는 경계층을 포함하는 유동을 가지며, 또한 분말형 재료의 입자도 전달 유동 내에서 그 주위에서 경계층을 갖는다.
그러므로, 송풍기(1)에 의해 발생된 전달 유체의 유동에 의해, 또는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 제1 공압 전달 배관(13) 내부에 전달 유체를 불어, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2)로부터 제1 공압 전달 배관(13) 내에서 공압으로 가열 유닛(8)의 연도 가스 덕트에 전달되고 또한 가열 유닛(8)의 하류로 이어지게 된다.
투여 수단(3)은, 분말 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2)로부터 제1 공압 전달 배관(13) 안으로 들어갈 때 일정량의 분말 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하게 된다.
투여 수단(3)은 바람직하게는 투여 스크류, 수직 축 또는 수평 축을 갖는 회전 밸브, 공기 슬라이드, 젯트 공급기, 스크류 공급기, 에어로크(airlock) 공급기, 스크류 펌프, 압력 용기, 공기 리프트 등에서 선택된다.
분말형 재료 저장 탱크(2)에 들어 있는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물(또한 Trona로 알려져 있음), 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
도시되어 있는 실시 형태에서, 송풍기(1)에 들어가기 전에 전달 유체를 건조하기 위해 건조 장치(14)가 제공된다. 또한, 건조된 전달 유체를 제1 공압 전달 배관(13) 안에서 더 전달하기 위해, 전달 유체가 송풍기에 의해 제1 공압 전달 배관(13) 안으로 불려 들어간 후에 그 전달 유체를 냉각하기 위해 냉각 장치(4)가 제공되어 있다. 혼합 또는 연결 장치(5)가 또한 공정 플랜트에 존재하는데, 이 장치에 의해, 송풍기(1)에 의해 불리는 전달 유체와 투여 수단(3)에 의해 투여되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 혼합이 일어날 수 있다.
더 구체적으로, 혼합 장치는 제1 공급 관 및 제2 공급 관을 포함하고, 제1 공압 전달 배관 내의 전달 유체는 제1 공급 관이 연결되어 있는 혼합 챔버에 들어가고, 제2 공급 관은 분말형 재료를 공급하기 위해 투여 수단(3) 및 혼합 챔버에 연결되어 있다. 분말형 재료와 전달 유체를 공급하는 동안에, 분말형 재료와 불리는 전달 유체의 균질한 혼합물이 형성되고, 이 혼합물은 혼합 챔버를 떠나서 제1 공압 전달 배관(13)을 통해 노 또는 송풍기(8)의 연도 가스 덕트까지 수송된다. 제1 공압 전달 배관에서, 혼합 챔버 아래쪽으로 입자는 전달 유체 내에서 전달되고 또한 적절히 분산된다. 전달 유체 내의 분말형 재료의 입자는 노 또는 보일러(8)의 바닥에, 특히 연도 가스 덕트에 공급된다.
음파 장치(12)가 송풍기와 연도 가스 덕트의 사이, 바람직하게는, 여기에 나타나 있는 바와 같이, 송풍기와 혼합 장치(5) 사이의 임의의 위치에 위치되거나 연결된다. 음파 장치(12)는 제1 공압 전달 배관 내에서 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 음파를 발생시킨다. 이 도시된 바람직한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관(13)에 연결되어 있는 송풍기(1)는 제1 공압 전달 배관(13) 내부의 전달 유체를 불지만 적어도 부분적으로 음파 장치(12)를 통해서도 전달 유체를 불게 된다.
이 도시되어 있는 실시 형태에서, 분말형 흡착제 저장 탱크(2)와 제1 공압 전달 배관(13) 사이에 위치되는 투여 수단(3)은 또한 분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 음파와 접촉하게 된다.
"∼에 연결되어 있는" 이라는 용어는, 한 요소가 다른 요소에 직접 또는 간접적으로 연결되는 것을 의미하며, 이는 요소들이 서로 연통하지만 다른 요소가 사이에 삽입될 수 있음을 의미한다.
분말형 재료의 공압 전달이라는 용어는, 본 발명의 범위 내에서, 부압 또는 양압에 의한 공압 전달, 전달 유체 내의 밀한 또는 스트랜드 상 또는 묽은 상, 특히 묽은 상으로서 또는 전달 유체 내의 불연속적인 상으로서 분말형 재료의 공압 전달을 의미한다.
분말형 재료의 공압 전달 동안에, 압력 강하 변동이 언제든지 매우 빈번히 일어나고 또한 제어하기가 어렵다. 압력 강하의 변동은 공압 전달 공정의 많은 내재적인 요인 또는 외부적인 이벤트로 인해 생길 수 있다.
압력 강하의 이러한 변동은 전달될 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 전체 공압 전달을 교란시켜, 상이한 종류의 섭동을 야기하게 된다. 다른 섭동 중에서도, 압력 강하의 변동은 분말형 흡착제의 전달 속도의 변화를 야기함을 알 수 있다.
서두에서 설명한 바와 같이, 분말형 흡착제 유동은 입자 부양 최저 속도(saltation velocity)를 갖는데, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에 가라앉는 것을 방지하기 위해 입자 부양 최저 속도 보다 큰 안전한 공칭 속도 값(safe nominal value of velocity)을 송풍기에 의해 불리는 전달 유체가 가지고 있을 때, 입자 부양 최저 속도 아래에서는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에서 가라앉기 시작한다.
사실 송풍기는 압력 강하와 유량 간의 곡선으로 특성화된다. 압력 강하는 공압 전달이 수행되는 플랜트에 의해 주어지는 것이고, 송풍기의 특성 곡선은 플랜트 내부에서 일어나는 압력 강하의 값에 따라 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달에 대한 유량을 준다.
압력 강하의 작은 변동이 있자 마자, 압력 강하가 감소 또는 증가하기 시작하고 분말형 재료의 비교란적인 공압 전달을 위해 그 압력 강하를 충분히 신속하게 제어하는 것이 가능하지 않다. 따라서, 예컨대, 다시 그에 한정됨이 없이, 압력 강하가 증가하면, 전달 유체의 공압 속도 또는 유량이 감소되어, 전달 유체의 속도가 안전한 공칭 속도 값 보다 낮은 값에 이르게 되고, 그래서, 공압으로 전달되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 배관 내부에 침강 된다.
그래서 분말형 재료가 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하고, 공압 전달에 이용 가능한 배관의 통과 직경이 감소됨에 따라 압력 강하의 변동이 일어나, 압력 강하의 증가가 일어나고 이는 공압 전달에 영향을 주게 된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 공압 전달의 최적화 레벨이 어떻든 간에 일어나는 압력 강하의 최소 단일 변동은 공압 전달 배관 내부에서의 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달의 효율에 큰 영향을 줄 것이다.
이러한 변동 현상은 전달 유체가 불릴 때 어떤 전달 유체에서도 일어나지만, 물론, 분말형 재료가 전달될 때 더 커지게 되는데, 왜냐하면, 분말형 재료가 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하자 그 분말형 재료 자체는 올바른 압력 강하 방식을 쉽게 회복할 수 없기 때문이다.
본 발명에 따른 방법에서, 음파 장치(12)는 제1 공압 전달 배관(13)에서 노 또는 보일러(8)까지 음파를 발생시키고 또한 제1 공압 전달 배관에서 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제한다.
사실, 음파가 압력 증가를 발생시키면, 그 압력 증가는 제1 전달 배관 및/또는 연도 가스 덕트에서 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 수 있다는 것이 놀랍게도 확인되었다.
음파 장치는 바람직하게 제1 공압 전달 배관에서 음파 발생기 근처에서 20 내지 200 mbar, 특히 적어도 30 mbar, 특히 최대 150 mbar의 압력 강하 증가를 일으킬 수 있다.
바람직하게, 움파 장치가 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 때, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 평탄화 작용 및/또는 차폐 작용을 제공한다.
음파 장치를 사용하여 압력 강하를 증가시키는데, 이는 본 발명에 따른 음파는 압력 강하의 변동 단계를 억제하여, 입자를 굳게하거나 입자의 축적에 역작용(retro-acting)하는 대신에 공압 전달시에 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 축적을 야기하는 섭동을 최소화할 수 있도록 사용됨을 의미한다.
도시되어 있는 바람직한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관(13)에서 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 대한 억제에 의해, 분말형 흡착제의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 음파에 의해 연도 가스 덕트에서 공급되는 분말형 흡착제, 특히 분말형 광물 흡착제의 변동을 감소시킴으로써 오염 화합물 포획이 개선된다.
사실, 놀랍게도, 분말형 흡착제의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관 내에서 전달되는 음파는 연도 가스 덕트에서 공급되는 분말형 흡착제의 공압 전달의 변동에 직접적인 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
순환하는 음파를 적절히 사용하여, 분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내에서 압력 강하의 증가를 일으켜, 연도 가스 덕트 내부에 분사되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 변동을 해결할 수 있다.
분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파는, 압력 강하의 변동을 매우 신속히 억제하여 충분한 속도를 갖지 않는 입자가 가라앉는 것을 방지하고 또한 입자가 공압 수송으로 전달될 수 있게 하고 결과적으로 여전히 연도 가스 덕트에 도달될 수 있게 함으로써 연도 가스 덕트 내부의 오염물 포획의 부족을 방지하는 것으로 나타났다. 사실, 음파는, 입자가 경계층의 존재로 인해 공압적으로 전달되기에 충분한 속도를 가지고 있지 않을 때 제1 공압 전달 배관의 벽에 가라앉는 경향이 있는 입자와 충돌한다.
사실, 이 효과는, 제1 공압 전달 배관에서 압력 강하의 증가를 일으키는 음파의 적절한 사용과 분말형 흡착제의 입자와 관에서 소리의 파복(antinode)과 진동 노드의 위치를 변화시키는 음파의 변동적인 주파수를 갖는 음파 사이의 충돌의 조합으로 얻어진다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 분말형 흡착제의 전달 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 음파는, 제1 공압 전달 배관(13)에서의 압력 강하의 변동을 억제하여 노 또는 보일러(8)의 연도 가스 덕트로 가는 분말형 흡착제의 적당한/최적 유량을 보장하여 오염 물질 포획의 레벨을 개선하는 것으로 나타났다.
어떤 경우에, 제1 공압 전달 배관에서의 압력 강하의 변동은 작업 조건 또는 조절 루프로 인해 생기거나 또는 공정 자체에 의해 또는 측정치 또는 데이타에 의해 주어지는 제1 신호로 인해 생긴다.
더욱이, 연소 산업에서는, 오염 화합물의 레벨(제1 신호의 예)를 측정하기 위해 연도 가스 덕트의 출구에서 분석기를 사용하고, 또한 그들 오염물을 포획하기 위해 사용되는 분말형 흡착제의 양에 영향을 주기 위해 조절 루프가 시간이 지나면서 현장에서 사용되고 있다. 예컨대, SO2 의 레벨이 증가하기 시작하면, 분말형 흡착제의 양이 증가되어 이 오염물의 포획을 개선할 것이다. SO2 의 레벨이 감소하기 시작하면, 분말형 흡착제의 양은 감소될 것이다.
다른 "연소 산업"은 연속적인 분석을 사용하지 않지만, 여러 기준과 측정치(제1 신호), 예컨대, 사용될 연료 내의 황의 레벨, 연소될 쓰레기 또는 가열될 재료(금속 광석, 재생 재료 등)에 존재하는 염화물 또는 황의 레벨에 관한 예비 분석 또는 데이타, 연소 또는 가열 단계, 사람이 노 작업을 하는 소요 시간, 연소될 재료의 연소를 행하기 위해 노에 도입되는 주 공기 레벨, 온도, 대기압 등에 근거하여, 예방적인 조치로서 분말형 흡착제의 양을 조절한다. 그래서 분말형 흡착제의 양은 미리 정해진 시간 기간 동안 수동으로 고정되고 새로운 조건(제1 신호)이 생기면 변하게 된다.
더 구체적으로, 오염물 레벨의 증가, 오염물 레벨의 감소와 같은 제1 신호가 연소될 연료 및/또는 재료의 연소로 생기는 배출 가스로부터 발생되면, 주어질 반응은 연도 가스 덕트 내부에 도입되는 분말형 흡착제의 양을 변경하는 것이다. 송풍기에 의해 제1 공압 전달 배관 내부에서 불리는 분말형 흡착제의 양의 변화로 인해 전달 유체와 분말형 흡착제 사이의 중량비가 변하게 되고, 이에 따라, 공압 수송의 압력 강하의 변동이 일어나, 연도 가스 덕트 내부에 분사되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 변동이 생기게 된다.
사실, 분말형 흡착제의 양의 변화로 인해 공압 전달 시스템의 작동에서 변동이 일어나고, 그래서, 송풍 속도가 제1 공압 전달 배관에 있는 송풍기의 출구에서 상당히 안정적으로 유지됨에 따라 전달 유체 유량이 역압에 적합하게 되도록 그 전달 유체 유량의 변동이 일어난다.
제1 신호에 반응하여, 분말형 흡착제와 전달 유체 사이의 중량비가 변하게 된다. 분말형 흡착제의 입자는 증가 또는 감소될 수 있는 변동 속도로 제1 공압 전달 배관에서 전달된다.
다른 경우에, 제1 신호는 예컨대 굴뚝 출구에서의 환경의 바람 속도, 굴뚝 출구 또는 연도 가스 덕트 외부에서의 환경의 대기압, 연도 가스의 온도, 연료의 성질, 연료의 황 함량, 연도 가스의 황 함량, 연도 가스의 염화물 함량, 연도 가스의 수은 함량, 연소될 재료의 염화물 함량, 연소될 또는 가열될 재료의 황 함량, 연소될 또는 가열될 재료의 수은 함량 및 이의 조합이다.
도 1b는 본 발명에 따른 변형 실시 형태를 도시하는데, 여기서 전달 유체 내의 분말형 재료의 입자는 가열 유닛(8)에 들어가는 덕트에서 공급된다.
도 1c는, 앞에서 언급한 바와 같이, 가열 공정이 노 또는 버너(15)로부터 열 에너지를 회수하는 보일러(31)를 포함하는 공정을 도시한다.
더 구체적으로 고온 연도 가스가 노 또는 버너(15)에서 발생되고, 여과 장치 및/또는 가스 스크러버(9)에 전달되기 전에, 포함되어 있는 열량을 회수하기 위해 보일러(31)에 전달된다. 장비(9)로서 단지 하나의 물품만 나타나 있지만, 플랜트의 연도 가스 처리 설비에 따라 덕트에 의해 어떤 순서로도 연결될 수 있는 연이은 여과기와 스크러버 유닛이 있을 수 있음이 분명하다.
분말형 재료는, 상이한 위치에 도시되어 있는 바와 같이, 예컨대, 노의 후연소실 또는 연소 후 영역(옵션 A)을 포함한 노(15), 보일러(31)(욥션 B), 또는 여과 장치 및/또는 가스 스크러버(9)의 입구(옵션 C) 또는 이들 모든 장비 사이의 가스덕트(대시선) 또는 이것들의 임의의 조합에서 분사될 수 있다. 복수의 장지(9)의 경우에, 분말형 입자는 다양한 장비(9) 사이에, 하나 이상의 유닛(9) 사이의 덕트 또는 그의 입구에 분사될 수 있다.
제1 공압 전달 배관은 노 또는 그의 후 연소실 또는 연소후 영역(옵션 A), 보일러(또는 다른 열교환기)(31)(옵션 B), 또는 여과(또는 스크러빙) 장치(9)(욥션 C)에 연결되거나 이들 모든 장비 사이의 가스 덕트 또는 이것들의 임의의 조합에 있는 여러 옵션에 의존한다.
본 발명에 따른 특정한 변형예에서, 복수의 전달 배관이 존재하고, 각 배관은 자체의 음파 장치를 포함하고, 또는 음파 장치의 하류에는 다방향 커넥터가 존재하고 또한 복수의 제1 전달 배관이 공압 전달 배관의 다발 안으로 분산되며, 이 전달 배관에는, 본 발명에 따른 장치에 더 많은 유연성을 제공하는 개폐 기구가 선택적으로 제공된다.
도 1d는 도 1c에 도시되어 있는 실시 형태 A를 나타내고, 이 도에는, 불가청음파를 발생시키는 불가청음 장치인 음파 발생 장치가 상세히 나타나 있다. 음파 장치는 변형예 B 및 변형예 C 모두에 통합될 수 있음을 유의해야 하다.
불가청음 장치에서, 제1 챔버(16)와 제2 챔버(17)를 포함하는 불가청음 장치(12) 내부에 불가청음파가 발생되고, 제1 및 제2 챔버 모두는 관(18)에 의해 서로에 연결되고, 불가청음파는 제1 챔버(16) 내부의 여기자(exciter)(19)에 의해 발생되고, 이 여기자는 적어도 부분적으로 제1 챔버(16) 내부에서 불리는 전달 유체에 불가청음 펄스를 제공하고, 발생된 불가청음파는 관을 통해 전달되어 제2 챔버(17)에 도달하고, 제1 챔버는 제1 격실(20)과 제2 격실(21)로 나누어진다. 제1 격실(20)은 통과 구멍(22)을 통해 제2 격실(21)에 연결되고 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 제1 챔버(16)에 대해 외부에 위치되고 여기자를 형성하는 동력원(23)에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제 1 위치로 이동된다. 내부 채널은 제1 격실(20) 내부에 동심으로 설치된다.
불가청음파는, 관(18)을 통해 제2 챔버(17)에 도달하기 전에, 이동 피스톤에 의해 발생되고 전달 유체에 의해 제1 격실(20)로부터 통과 구멍(22)을 통해 제2 격실(21)에 전달된다.
송풍기(1)에 의해 불리는 전달 유체는 제1 챔버의 제1 격실에 도달하여 공급 라인(24)을 통해 불가청음 장치에 들어간다. 제1 챔버(16) 다음에는 테이퍼형 부분(16a)이 있고, 이 부분은 공진 관(18)으로서 작용하는 관에 연결되어 있다. 전달 유체는 관(18)을 따라 제2 팽창 테이퍼형 부분(17a)에 도달하고, 이 부분은 관이 연결되어 있는 제2 챔버(17)의 방향으로 확장 부분을 갖는다.
바람직한 실시 형태에서, 조절 가능한 유량 분배 파이프(25)를 더 포함하고, 이 파이프는 제1 단부에서 송풍기(1)에, 송풍기(1)와 제1 챔버(16) 사이에, 또는 제 1 챔버(16), 바람직하게는 제1 격실(20)에 연결되고, 또한 제2 단부에서 제2 챔버(17)에 연결된다. 조절 가능한 유량 분배 파이프(25)는 송풍기(1)에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻어 제2 챔버(17) 내부에 들여 보내기 위해 제공된다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 장치는, 제1 챔버(16)에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체(미도시)를 더 포함한다. 헬름홀츠 저음 흡음체는, 분말형 흡착제의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 불가청음파가 송풍기(1)에 도달하는 것을 방지하기 위해 제공된다.
도 1d에 나타나 있는 바와 같은 다른 바람직한 실시 형태에서, 본 발명에 따른 장치는 비상 장치(26)를 포함하고, 이 비상 장치는 비상 위치인 제1 위치와 작동 위치인 제2 위치를 가지며, 비상 장치는 비상 파이프(28)에 연결되는 스위치(27)를 불가청음 장치(12)의 하류에서 포함하고, 그 비상 파이프는 송풍기(1)를 제1 공압 전달 배관(13)에 직접 연결한다. 스위치(27)는 그려져 있는 바와 같은 연결점에 설치되는 3방향 밸브일 수 있고, 그래서 모든 불려진 전달 유체는 비상 파이프(28)를 통과하고, 또는 스위치는 임의의 위치에서 파이프(28)에 삽입되는 2방향 밸브일 수 있고, 불려진 전달 유체는 그 2방향 밸브에 의해 불가청음 장치(12)의 하류로 전달된다(완전히 또는 부분적으로 내부 채널 내의 이동 피스톤의 위치에 따라).
비상 위치는, 스위치(27)가 불려진 전달 유체가 제1 챔버(16)에 들어가는 것을 방지하고 그 전달 유체를 불가청음 장치(12)의 하류에서 제1 공압 전달 배관(13)에 직접 보내는 위치이고, 작동 위치는, 불려진 전달 유체가 적어도 부분적으로 제1 챔버(16)에 제공되는 위치이다.
불가청음 장치는 낮은 압력으로 작동하는데, 이는 불가청음 장치 내부의 압력이 대기압 주위에서 요동하지만 1.5 bar(절대 압력) 보다 낮게 유지됨을 의미한다.
발생된 불가청음파는 150과 170 dB 사이의 고파워 파동이다. 들어가는 전달 유체는 1.25 bar 주변의 압력으로 공급된다. 피스톤(23)은 전달 유체를 전달 유체 입구(24)로부터 내보낸다. 동력원은 피스톤의 운동을 보장하기 위해 피스톤을 구동시킨다. 피스톤의 바람직한 직경은 50 내지 150 mm 이다. 피스톤은 제1 격실(20)에 연결되어 있는 재킷 내부에서 제1 위치로부터 제2 위치로 이동한다. 재킷은 제1 유형의 구멍을 포함하고, 이 구멍에 의해 재킷은 전달 유체 입구(24)와 유체 연결된다. 추가로, 피스톤(23)은 제2 유형의 구멍이 또한 제공되어 있는 헤드를 포함한다.
재킷은 전달 유체 입구(24)와 유체 연결되는 제1 격실(20) 내부에 위치된다. 피스톤(23)이 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 동안에, 제2 유형의 구멍이 제1 유형의 구멍 앞에서 점진적으로 이동하여, 전달 유체가 제1 격실(20)로부터 제2 격실(21)로 점진적으로 이동하게 된다. 피스톤(23)이 제1 위치에 있을 때, 제1 유형의 구멍은 제2 유형의 구멍과 정렬되어, 전달 유체가 완전히 통과할 수 있다(개방 위치). 피스톤(23)이 제2 위치에 있을 때, 제1 유형의 구멍은 제2 유형의 구멍과 정렬되지 않고, 그래서 전달 유체의 통과가 방지된다(폐쇄 위치).
불가청음 펄스의 발생기는 하류에서 음파 진동수에서 전달 유체의 진동을 발생시키고, 불가청음파의 경우에, 그 음파 진동수는 30 Hz 보다 낮고, 바람직하게는 대략 20 Hz 이다. 펄스의 발생, 즉 피스톤(23)의 이동에 의해, 장치의 파이프를 통해 전파되는 음파 진동수의 전달 유체의 압력이 변동된다.
제1 챔버에 의해 진동의 파워가 감소되지만 대역폭은 증가된다. 사실, 공진 관이 제공되어 있기 때문에, 진동수는 +0.5에서 -0.5 Hz까지 변할 수 있고, 이에 따라, 제1 공압 전달 배관 안에 있는 소리의 파복 및 진동 노드의 위치가 변하게 된다.
바람직하게는, 테이퍼형 부분(16a)의 기부의 직경은 350 내지 500 mm 이고, 테이퍼형 부분(16a)의 정상부의 직경은 150 내지 219 mm 이다. 공진 관(18)은 150 내지 300 mm의 직경 및 X/4의 길이를 가지며, 여기서 X는 불가청음파 신호의 파장이다. 공진 관(18)은 전달 유체가 공진을 시작할 수 있게 해준다. 테이퍼형 부분(17a)의 기부는 150 내지 300 mm 이고, 테이퍼형 부분(17a)의 정상부는 400 내지 600 mm의 직경을 갖는다. 제2 챔버(17)는 분말형 재료에의 전달을 보장하기 위해 진동을 전파시킬 수 있다. 제2 챔버(17)의 길이는 약 750 mm 이고 직경은 400 내지 600 mm 이다.
도 2 내지 4는 공압 전달 시스템에 있는 음파 장치의 바람직한 위치를 도시하지만, 그에 한정되지 않는다.
다른 실시 형태에서, 음파 장치는 또한 저장 탱크의 하류에도 위치될 수 있다.
도 2 내지 4에 도시되어 있는 실시 형태에서, 도 1a 내지 1d에 처럼, 제1 공압 전달 배관은 노, 소각기, 보일러, 여과기, 스크러버 또는 심지어 사일로(silo)에 연결될 수 있다. 이는 이하에서 수용 영역으로 언급되어 있다.
본 발명에 따르면, 수용 영역은 분말형 흡착제를 모으기 위한 사일로, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달, 예컨대 연도 가스 덕트, 플랜트 내의 배관, 가스 스크러버, 여과기 장치, 예컨대 전기 집진기, 백(bag) 여과기 등을 통해 분사되는 채널을 의미한다.
도 2는 분말형 재료, 예컨대 분말형 흡착제를 전달하는 공압 전달 시스템을 개략적으로 도시한다.
공압 전달 시스템은 제1 공압 전달 배관(13)에 연결되는 송풍기(1)를 포함하고, 이 송풍기는 제1 공압 전달 배관(13)에서 전달 유체, 예컨대, 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물을 분다.
분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2)는 투여 수단(3)을 통해 제1 공압 전달 배관(13)에 연결된다. 배관 벽을 포함하는 제1 공압 전달 배관(13)은 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2) 및 수용 영역에 연결된다.
전달 유체는 배관 벽을 따르는 경계층을 포함하는 유동을 가지며, 또한 분말형 재료의 입자도 전달 유동 내에서 그 주위에서 경계층을 갖는다.
그러므로, 송풍기(1)에 의해 발생된 전달 유체의 유동에 의해, 또는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 제1 공압 전달 배관(13) 내부에 전달 유체를 불어, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2)로부터 제1 공압 전달 배관(13) 내에서 공압으로 수용 영역(미도시)의 연도 가스 덕트에 전달된다.
투여 수단(3)은, 분말 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크(2)로부터 제1 공압 전달 배관(13) 안으로 들어갈 때 일정량의 분말 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하게 된다.
투여 수단(3)은 바람직하게는 투여 스크류, 수직 축 또는 수평 축을 갖는 회전 밸브, 공기 슬라이드, 젯트 공급기, 스크류 공급기, 에어로크(airlock) 공급기, 스크류 펌프, 압력 용기, 공기 리프트에서 선택된다.
분말형 재료 저장 탱크(2)에 들어 있는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물(또한 Trona로 알려져 있음), 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
도시되어 있는 실시 형태에서, 전달 유체가 송풍기에 의해 제1 공압 전달 배관(13) 안으로 불려 들어간 후에 그 전달 유체를 건조하여 제1 공압 전달 배관(13)에 건조된 전달 유체를 더 전달하기 위해 건조 장치(4)가 제공된다. 혼합 또는 연결 장치(5)가 또한 공정 플랜트에 존재하는데, 이 장치에 의해, 송풍기(1)에 의해 불리는 전달 유체와 투여 수단(3)에 의해 투여되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 혼합이 일어날 수 있다.
더 구체적으로, 혼합 장치는 제1 공급 관 및 제2 공급 관을 포함하고, 제1 공압 전달 배관 내의 전달 유체는 제1 공급 관이 연결되어 있는 혼합 챔버에 들어가고, 제2 공급 관은 분말형 재료를 공급하기 위해 투여 수단(3) 및 혼합 챔버에 연결되어 있다. 분말형 재료와 전달 유체를 공급하는 동안에, 분말형 재료와 불리는 전달 유체의 균질한 혼합물이 형성되고, 이 혼합물은 혼합 챔버를 떠나서 제1 공압 전달 배관(13)을 통해 수용 영역까지 수송된다. 제1 공압 전달 배관에서, 혼합 챔버 아래쪽으로 입자는 전달 유체 내에서 전달되고 또한 적절히 분산된다.
음파 장치(12)가 송풍기와 연도 가스 덕트의 사이, 바람직하게는, 여기에 나타나 있는 바와 같이, 송풍기와 혼합 장치(5) 사이의 임의의 위치에 위치되거나 연결된다. 음파 장치(12)는 제1 공압 전달 배관 내에서 그리고/또는 수용 영역까지 음파를 발생시킨다. 이 도시된 바람직한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관(13)에 연결되어 있는 송풍기(1)는 제1 공압 전달 배관(13) 내부의 전달 유체를 불지만 적어도 부분적으로 음파 장치(12)를 통해서도 전달 유체를 불게 된다.
이 도시되어 있는 실시 형태에서, 분말형 흡착제 저장 탱크(2)와 제1 공압 전달 배관(13) 사이에 위치되는 투여 수단(3)은 또한 분말형 재료의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 음파와 접촉하게 된다.
"∼에 연결되어 있는" 이라는 용어는, 한 요소가 다른 요소에 직접 또는 간접적으로 연결되는 것을 의미하며, 이는 요소들이 서로 연통하지만 다른 요소가 사이에 삽입될 수 있음을 의미한다.
분말형 재료의 공압 전달이라는 용어는, 본 발명의 범위 내에서, 부압 도는 양압에 의한 공압 전달, 전달 유체 내의 밀한 또는 스트랜드 상 또는 묽은 상, 특히 묽은 상으로서 또는 전달 유체 내의 불연속적인 상으로서 분말형 재료의 공압 전달을 의미한다.
분말형 재료의 공압 전달 동안에, 압력 강하 변동이 언제 든지 매우 빈번히 일어나고 또한 제어하기가 어렵다. 압력 강하의 변동은 공압 전달 공정의 많은 내재적인 요인 또는 외부적인 이벤트로 인해 생길 수 있다.
압력 강하의 이러한 변동은 전달될 분말형 재료의 전체 공압 전달을 교란시켜, 상이한 종류의 섭동을 야기하게 된다. 다른 섭동 중에서도, 압력 강하의 변동은 분말형 재료의 전달 속도의 변화를 야기함을 알 수 있다.
서두에서 설명한 바와 같이, 분말형 흡착제 유동은 입자 부양 최저 속도를 갖는데, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에 가라앉는 것을 방지하기 위해 입자 부양 최저 속도 보다 큰 안전한 공칭 속도 값을 송풍기에 의해 불리는 전달 유체가 가지고 있을 때, 입자 부양 최저 속도 아래에서는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 관 내부에서 가라앉기 시작한다.
사실 송풍기는 압력 강하와 유량 간의 곡선으로 특성화된다. 압력 강하는 공압 전달이 수행되는 플랜트에 의해 주어지는 것이고, 송풍기의 특성 곡선은 플랜트 내부에서 일어나는 압력 강하의 값에 따라 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달에 대한 유량을 준다.
압력 강하의 작은 변동이 있자마자, 압력 강하가 감소 또는 증가하기 시작하고 분말형 재료의 비교란적인 공압 전달을 위해 그 압력 강하를 충분히 신속하게 제어하는 것이 가능하지 않다. 따라서, 예컨대, 다시 그에 한정됨이 없이, 압력 강하가 증가하면, 전달 유체의 공압 속도 또는 유량이 감소되어, 전달 유체의 속도가 안전한 공칭 속도 값 보다 낮은 값에 이르게 되고, 그래서, 공압으로 전달되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제가 공압 전달 배관 내부에 침강 된다.
그래서 분말형 재료가 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하고, 공압 전달에 이용 가능한 배관의 통과 직경이 감소됨에 따라 압력 강하의 변동이 일어나, 압력 강하의 증가가 일어나고 이는 공압 전달에 영향을 주게 된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 공압 전달의 최적화 레벨이 어떻든 간에 일어나는 압력 강하의 최소 단일 변동은 공압 전달 배관 내부에서의 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 공압 전달의 효율에 큰 영향을 줄 것이다.
이러한 변동 현상은 불릴 때 어떤 전달 유체에서도 일어나지만, 물론, 분말형 재료가 전달될 때 더 커지게 되는데, 왜냐하면, 분말형 재료가 공압 전달 배관 내부에 축적되기 시작하자 그 분말형 재료 자체는 옳바른 압력 강하 방식을 쉽게 회복할 수 없기 때문이다.
본 발명에 따른 공정에서, 음파 장치(12)는 제1 공압 전달 배관(13)에서 수용 영역까지 음파를 발생시키고 또한 제1 공압 전달 배관에서 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제한다.
사실, 음파가 압력 증가를 발생시키면, 그 압력 증가는 제1 전달 배관 및/또는 수용 영역에서 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 수 있다는 것이 놀랍게도 확인되었다.
음파 장치는 바람직하게 제1 공압 전달 배관에서 음파 발생기 근처에서 20 내지 200 mbar, 특히 적어도 30 mbar, 특히 최대 I5O mbar의 압력 강하 증가를 일으킬 수 있다.
바람직하게, 움파 장치가 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 때, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 연도 가스 덕트까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 평탄화 작용 및/또는 차폐 작용을 제공한다.
음파 장치를 사용하여 압력 강하를 증가시키는데, 이는 본 발명에 따른 음파는 압력 강하의 변동 단계를 억제하여, 입자를 굳게 하거나 입자의 축적에 역작용하는 대신에 공압 전달시에 분말형 재료의 축적을 야기하는 섭동을 최소화할 수 있도록 사용됨을 의미한다.
도시되어 있는 바람직한 실시 형태에서, 제1 공압 전달 배관(13)에서 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 대한 억제에 의해, 분말형 재료의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내부에서 전달되는 음파에 의해 연도 가스 덕트에서 공급되는 분말형 흡착제, 특히 분말형 광물 흡착제의 변동을 감소시킴으로써 오염 화합물 포획이 개선된다.
사실, 놀랍게도, 분말형 재료의 공압 전달 동안에 제1 공압 전달 배관 내에서 전달되는 음파는 수용 영역에서 공급되는 분말형 재료의 공압 전달의 변동에 직접적인 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
이동하는 음파를 적절히 사용하여, 분말형 재료의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관(13) 내에서 압력 강하의 증가를 일으켜, 수용 영역 내부에 분사되는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 변동을 해결할 수 있다.
분말형 재료의 수송 동안에 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파는, 압력 강하의 변동을 매우 신속히 억제하여 충분한 속도를 갖지 않는 입자가 가라앉는 것을 방지하고 또한 입자가 공압 수송으로 전달될 수 있게 하고 결과적으로 여전히 연도 가스 덕트에 도달될 수 있게 함으로써 연도 가스 덕트 내부의 오염물 포획의 부족을 방지하는 것으로 나타났다. 사실, 음파는, 입자가 경계층의 존재로 인해 공압적으로 전달되기에 충분한 속도를 가지고 있지 않을 때 제1 공압 전달 배관의 벽에 가라앉는 경향이 있는 입자와 충돌한다.
사실, 이 효과는, 제1 공압 전달 배관에서 압력 강하의 증가를 일으키는 음파의 적절한 사용과 분말형 재료의 입자와 관에서 소리의 파복(antinode)과 진동 노드의 위치를 변화시키는 음파의 변동적인 주파수를 갖는 음파 사이의 충돌의 조합으로 얻어진다.
도 3은 본 발명에 따른 공압 전달 시스템에 있는 음파 장치의 다른 가능한 위치를 도시한다.
알 수 있는 바와 같이, 이 실시 형태에서, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관(13)에 배치되지 않고, 대신에, 출구 덕트(29)를 통해 제1 공압 전달 배관(13)에 병렬적으로 배치되고 연결되며, 그 출구 덕트는 혼합 장치 앞에서 제1 공압 전달 배관에 도달한다. 음파 장치는 데드-엔드(dead-end) 장치다.
도 4는 본 발명에 따른 공압 전달 시스템에 있는 음파 장치의 다른 가능한 위치를 도시한다.
알 수 있는 바와 같이, 이 실시 형태에서, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관(13)에 위치되지 않고, 대신에 출구 덕트(29)를 통해 제1 공압 전달 배관(13)에 평행하게 배치되어 연결되고, 그 출구 덕트는 혼합 장치 앞에서 제1 공압 전달 배관에 도달한다. 음파 장치(12)는 송풍 관통 장치이고 입구 덕트(30)에 의해 다른 송풍기(6)에 연결된다.
도 4a는 한 음파 장치(12)가 2개의 도시된 공압 전달 배관의 투여 수단(5)의 상류에 위치되는 다중 라인 공압 전달 시스템을 나타낸다.
도 5는 분말형 재료가 수화 석회인 경우 그 분말형 재료의 응집 거동을 나타내는 분말형 재료에 대한 제닉케(Jenicke) 유동도이다.
앞에서 말한 바와 같이, 마찰력, 충격력 및 중력과 비교되는 정전기력의 증가된 기여 때문에, 고체 물체에 대한 부착 문제는 감소하는 입자 직경을 갖는 입자에 대해서는 점점더 중요해지고 있다.
100μm보다 작은 직경(직경＜100μm)을 갖는 수화 석회 입자는 일반적으로 가이다트(Geidart) 분류에 따라 응집력이 있는 것으로 분류되고, 그의 유동 특성은 제닉케에 따른 유동 함수 분류를 사용하여 상세하게 평가될 수 있다.
제닉케 유동 함수로, 분말의 내부 응집성이 측정되고 이는 분말의 부착성에 대한 양호한 지표로 간주될 수 있다.
도 5에서, 2개의 수화 석회 분말의 응집도가 나타나 있다. 분말 A는 dp = 10(μm)의 입자 크기를 가지며, 분말 B는 dp = 3(μm)의 입자 크기를 갖는다. 분말 B가 응집력이 더 크고 또한 유동 함수에 의해 "응집력이 매우 높음"으로 분류된다. 결과적으로, 분말 B는 분말 A 보다 강성 파이프 벽에 대한 부착에 훨씬 더 민감할 것이다. 분말 C는 쉽게 유동하는 분말이고, 분말 D는 자유롭게 유동하는 분말이며, 분말 E는 점착성 분말이다.
예:
발전소에서 시험을 산업적인 스케일로 수행하여, 분말형 수화 석회 흡착제의 공압 전달에 대한 본 발명의 효과를 특히 발전소 내부에서의 압력 강하의 변동 면에서 평가하였다.
이 시험에 사용되는 발전소(도 7에 도시되어 있음)는 버너(15) 및 석탄을 연소하기 위한 노(31)를 포함하고, 이 노는 연도 가스 덕트에 연결되어 있고, 노에서 발생된 연도 가스는 전기 집진기(9)에 보내지고, 이 전기 집진기 다음에는 스크러버(32)가 있고 연도 가스는 굴뚝(10)으로 더 배출된다.
수화 석회는, 기체 오염물(특히, SO2)을 포획하기 위해, 전기 집진기와 굴뚝전에 이 발전소의 연도 가스 덕트 안으로 분사된다. 이러한 흡착제는 WO 9714650호에 개시되어 있는 바와 같이 고 비표면적(high specific surface)의 수화 석회이다.
발전소는 분말형 수화 석회를 위한 저장 탱크(2)를 더 포함하고, 이 탱크는 호퍼(3)를 통해 노에 연결되고, 그 호퍼는 분말형 수화 석회를 동일한 공급률로 2개의 공압 전달 배관(13, 13') 안으로 병렬적으로 보내기 위한 2개의 출력부를 갖는다. 전달 배관(13, 13') 둘다는 4 인치(10.2 cm)의 직경을 갖는다. 수화 석회의 공급률은 노에서 연소되는 석탄의 양 및 이 석탄 내에 함유되어 있는 황의 양에 근거하여 주기적으로 조절된다.
송풍기(1, 1')에 의해 전달 유체인 공기(15, 15')가 두 전달 배관에 공급된다.
그 전달 유체(15, 15')는 송풍기(1, 1')에 들어가기 전에 먼저 건조 장치(14, 14')에 의해 건조되고, 그런 다음에, 송풍기에 의해 불린 후에 냉각 장치(4, 4')에 의해 더 냉각된다. 송풍기(1, 1')는 약 10 kPa으로 일정한 초기 압력 강하를 나타낸다.
본 발명을 설명하기 위해, 전달 유체(15')는, 수화 석회와 접촉하기 전에, 전술한 바와 같이 음파 장치(12') 안으로 더 전달된다.
두 전달 배관(13, 13')에서의 압력 강하는 송풍기(1, 1')에 의해 연속적으로 측정된다.
따라서, 이 발전소의 경우, 음파 장치가 설치되어 있지 않은 전달 배관에서 특히 수화 석회 분사의 공급률이 시간이 지남에 따라 변함으로써 발생되는 압력 강하의 변동을, 전술한 바와 같이 음파 장치를 포함하는 본 발명에 따른 전달 배관과 실시간으로 비교할 수 있다.
결과는 도 6 및 6a에 도시되어 있다.
도 6은 5일의 연속적인 작업 기간 동안 시간의 함수로 측정된 배관 내의 압력을 나타낸다. 도 6은 기준 경우를 나타내는데, 즉 음파 장치는 작동하지 않으며, 배관(13', 13)에 대한 조건은 유사하다. 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 압력 기록 값에서 큰 변동이 일어나고 또한 이들 압력 변동은 두 배관(13', 13)에 대해 유사하다. 표 1은 도 6의 압력 기록 값의 통계학적 분석을 나타낸다.
표 1 - 음파 장치가 작동하지 않는 경우에 배관(13', 13)의 압력 신호의 통계학적 분석
Figure pct00003
표 1로부터, 두 배관(13', 13)은 유사한 평균 압력으로 작동하고 배관(13')이 더 낮은 평균 압력으로 작동함을 결론 내릴 수 있다. 두 배관의 압력 변동은 표 1에서 압력 신호의 표준 편차(1σ)로 나타나 있다. 압력 변동은 두 배관의 경우에 사실상 동일함이 명백하다. 이는, 음파 장치가 작동하지 않는 경우 압력 손실과 압력 변화는 유사함을 의미한다. 마지막으로, 표준 편차와 평균 압력의 비인 상대 압력 변동이 표 1에 나타나 있다. 배관(13')에서의 평균 압력이 약간 더 낮기 때문에, 압력 변동의 상대적인 효과는 약간 더 높다. 상대 압력 변동은 두 배관에서 22 ~ 30%이다. 이러한 압력 변화는 매우 크고 또한 공압 전달 시스템의 가스 유량의 변화를 발생시킬 것이다. 보고된 압력 변동은 전체 5일의 작업에 대한 평균값이고 순간적인 압력 변동은 상당히 더 큼을 유의해야 한다.
도 6a는, 5일의 기간에 걸쳐 배관(13')에서 음파 장치가 작동하는 경우에 배관(13, 13')의 압력 신호를 나타낸다. 배관(13') 내의 압력은 배관(13)에서 보다 상당히 높은 것이 명백하다. 분명히, 음파 장치를 갖는 작동 배관(13')이 더 높은 압력 손실을 발생시킨다. 음파 장치가 없는 작업의 경우에 배관(13')은 배관(13)에서 보다 약간 더 낮은 압력을 나타냈음을 유의해야 한다(도 6 참조). 도 6a의 압력 신호의 통계학적 분석이 표 2에 나타나 있다.
표 2 - 음파 장치가 작동하는 경우에 배관(13', 13)의 압력 신호의 통계학적 분석
Figure pct00004
먼저, 표 2에 나타나 있는 바와 같이, 음파 장치가 작동하는 배관(13')에서의 평균 압력은 음파 장치가 없는 배관(13)에서 보다 거의 2(1.7) 팩터 더 높다. 표 2에서 압력 신호의 표준 편차(1σ)로 나타나 있는 압력 변동은, 음파 장치가 작동하는 배관(13')이 음파 장치가 없는 배관(13) 보다 훨씬 더 안정적임을 나타낸다. 음파 장치가 없는 배관(13)의 경우의 압력 신호의 표준 편차는 음파 장치가 있는 배관의 경우 보다 거의 1.5(1.45)배 더 높다.
음파 장치가 작동하는 배관(13')의 경우, 더 높은 평균 압력과 낮은 표준 편차의 조합의 결과, 상대 압력 변동(표준 편차와 평균 압력의 비)은 2.5 배 이상 더 낮다. 음파 장치가 없는 배관(13)은, 도 6 및 표 1에 나타나 있는 시간 프레임에서 보이는 22%와 유사한 18%의 상대 압력 변동을 나타낸다. 음파 장치가 작동하는 배관(13')의 경우, 상대 압력 변동은 단지 7%이다. 이렇게 더 낮은 압력 변동(절대 및 상대 압력 변동 둘 모두)의 결과로, 공압 전달 시스템의 안정성이 크게 개선된다.
도 6, 6a 및 표 1, 2의 통계학적 분석으로부터 명백한 바와 같이, 음파 장치로 인해 압력 변동이 감쇠되고 결과적으로 공압 전달 시스템의 안정성이 개선된다.
추가로, 음파 장치가 작동하는 경우, 더 높은 평균 압력에서의 작동은 연도 가스 덕트에서 압력 섭동을 유발하여, 전달 배관 내의 압력에 더 작은 영향을 주며 또한 결과적으로 공압 공기 속도에 더 작은 영향을 주게 된다. 이 결과 더 안정적인 공압 전달 작동이 일어나게 된다.

Claims (32)

  1. 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법으로서,
    제1 공압 전달 배관에서 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 수용 영역까지 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하는 단계 - 상기 제1 공압 전달 배관은 배관 벽을 포함하고 또한 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크 및 상기 수용 영역에 연결되어 있고, 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는 송풍기로 발생된 유동에 의해 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 상기 수용 영역 안으로 공압으로 수송되며, 상기 송풍기는 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 불게 됨 -;
    상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 상기 제1 공압 전달 배관 안으로 들어갈 때, 일정량의 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하기 위한 투여 수단에 의해 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 투여하는 단계 - 상기 제1 공압 전달 배관은 상기 투여 수단을 통해 상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제 저장 탱크에 연결됨 -; 및
    상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 포함하고,
    음파 장치가 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 음파를 발생시키고 또한 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 상기 압력 강하의 변동 단계를 억제하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있고 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체를 부는 상기 송풍기는 또한 상기 전달 유체를 적어도 부분적으로 상기 음파 장치를 통해 부는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    음파를 발생시키는 상기 음파 장치는 불가청음파(infrasonic wave)를 발생시키는 불가청음 장치인, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파 장치가 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 억제할 때, 음파 장치는, 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 수용 영역까지 일어나는 압력 강하의 변동 단계에 평탄화 작용 및/또는 차폐 작용을 제공하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  5. 제2항을 인용할 때 제3항 또는 제4항에 있어서,
    제1 챔버와 제2 챔버를 포함하는 불가청음 장치 내부에 불가청음파가 발생되고, 상기 제1 및 제2 챔버 모두는 관(tube)에 의해 서로에 연결되고, 상기 불가청음파는 상기 제1 챔버 내부의 여기자(exciter)에 의해 발셍되고, 여기자는 적어도 부분적으로 제1 챔버 내부에서 불리는 상기 전달 유체에 불가청음 펄스를 제공하고, 발생된 불가청음파는 상기 관을 통해 전달되어 상기 제2 챔버에 도달하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 챔버는 제1 격실과 제2 격실로 나누어져 있고, 상기 제1 격실은 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 연결되고, 상기 제1 격실은 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 상기 제1 챔버에 대해 외부에 위치되고 상기 여기자를 형성하는 동력원에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제1 위치로 이동되며, 상기 내부 채널은 상기 제1 격실 내부에서 동심으로 설치되고, 상기 불가청음파는 이동 피스톤에 의해 발생되고, 상기 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달하기 전에 상기 전달 유체에 의해 상기 제1 격실로부터 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 전달되는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    전달 유체가 상기 제1 격실에 들어가거나 또는 제1 격실에 연결되기 전에, 상기 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻고 이를 상기 제2 챔버의 내부에 들여 보내는 단계를 더 포함하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물, 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 유체는 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물인, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파는 또한 상기 투여 수단과 접촉하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 음파는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 이동하고 또한 바람직하게는 상기 수용 영역까지 이동하는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  12. 제5항 또는 제5항을 인용할 때 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    분말형 재료, 특히 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 불가청음파는, 상기 제1 챔버에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 상기 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체로 인해 송풍기에 도달하는 것이 방지되는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  13. 제5항 또는 제5항을 인용할 때 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    비상 모드와 작동 모드를 포함하고, 비상 모드에서, 불리는 전달 유체(blown conveying fluid)는 상기 제1 챔버에 들어가는 것이 방지되고 또한 상기 음파 장치의 하류로 방향 전환되어 직접 상기 제1 공압 전달 배관에 불려 가고, 작동 모드에서 상기 불리는 전달 유체는 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버에 제공되는, 분말형 재료, 특히 분말형 흡착제를 공압으로 전달하기 위한 방법.
  14. 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 방법으로서,
    연소될 연료 및/또는 재료를 연소시키거나 가열될 또는 용해될 재료를 가열하여 수용 영역에서 연도 가스를 생성하는 단계;
    상기 오염 화합물을 포획하기 위해 제공되는 분말형 흡착제를 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 공압으로 전달하는 단계 - 상기 수용 영역은 연도 가스 덕트임 -; 및
    상기 연도 가스 덕트 내부에서 상기 분말형 흡착제로 오염 화합물을 포획하여 오염 화합물로부터 연도 가스를 고갈시키는 단계를 포함하는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    연소될 또는 가열될 또는 용해될 연료 및/또는 재료의 연소 단계의 작업 조건의 변동 단계는 제1 신호 및/또는 상기 제1 전달 배관 내부에서 일어나는 압력 강하의 변동 단계를 발생시키고, 상기 방법은 상기 제1 신호 및/또는 제1 전달 배관 내부에서 일어나는 상기 압력 강하의 변동 단계에 반응하여 분말형 흡착제의 양을 조절하는 단계를 더 포함하는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 신호는 예컨대 굴뚝 출구에서의 환경의 바람 속도, 굴뚝 출구 또는 연도 가스 덕트 외부에서의 환경의 대기압, 연도 가스의 온도, 연료의 성질, 연료의 황 함량, 연도 가스의 황 함량, 연도 가스의 염화물 함량, 연도 가스의 수은 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 염화물 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 황 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 수은 함량 및 이의 조합인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 방법.
  17. 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치로서,
    연소될 또는 가열될 또는 용해될 연료 및/또는 재료를 연소시키고 또한 연도 가스를 생성하기 위한 노(furnace) 또는 연소실 - 상기 노 또는 연소실은 연도 가스 덕트에 연결되고, 상기 노 또는 연소실에서 발생된 연도 가스는 상기 연도 가스 덕트에 보내짐 -;
    제1 공압 전달 배관에 의해 상기 연도 가스 덕트에 연결되는 분말형 흡착제 저장 탱크 - 제1 공압 전달 배관은, 제1 공압 전달 배관에서 분말형 흡착제를 상기 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 연도 가스 덕트까지 공압으로 전달하기 위해 제공되는 송풍기에 더 연결되어 있고, 상기 제1 공압 전달 배관은 배관 벽을 포함하고 또한 상기 연도 가스 덕트에 연결되어 있고, 상기 송풍기는, 분말형 흡착제의 입자가 수송되는 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달 유체의 유동을 발생시키도록 제공됨 -;
    분말형 흡착제가 상기 분말형 흡착제 저장 탱크로부터 상기 제1 공압 전달 배관 안으로 들어갈 때 일정량의 분말형 흡착제를 투여하기 위해 제공되는 분말형 흡착제 투여 수단 - 상기 제1 공압 전달 배관은 상기 투여 수단을 통해 상기 분말형 흡착제 저장 탱크에 연결되어 있음 -; 및
    제1 신호에 반응하여 분말형 흡착제의 양을 조절하기 위한 제어 장치를 포함하고,
    상기 장치는, 상기 제1 공압 전달 배관에 연결되고 또한 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 연도 가스 덕트까지 음파를 발생시키도록 제공되는 음파 장치를 더 포함하고, 음파 장치는 제1 공압 전달 배관 내부에서 그리고/또는 상기 연도 가스 덕트까지 일어나는 상기 압력 강하의 변동 단계를 억제하도록 더 제공되는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 투여 수단과 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되고 분말형 흡착제를 상기 전달 유체에 혼합하기 위해 제공되는 혼합 또는 연결 장치를 더 포함하는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 송풍기와 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되는 냉각 장치를 더 포함하는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    음파를 발생시키기 위해 제공되는 상기 음파 장치는 불가청음파를 발생시키기 위해 제공되는 불가청음 장치인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 불가청음 장치는 제1 챔버와 제2 챔버를 포함하고, 제1 및 제2 챔버 모두는 관에 의해 서로에 연결되고, 제1 챔버는 제1 챔버 내부에 위치되는 여기자를 포함하고, 여기자는 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버 내부에서 불리는 상기 전달 유체에 불가청음 펄스를 제공하여 상기 불가청음파를 발생시키도록 제공되고, 발생된 불가청음파는 공진 배관으로서 작용하는 상기 관을 통해 전달되어 상기 제2 챔버에 도달하는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 챔버는 제1 격실과 제2 격실로 나누어져 있고, 상기 제1 격실은 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 연결되고, 상기 제1 격실은 내부 채널을 포함하며, 이 내부 채널 안에서 이동 피스톤이, 상기 제1 챔버에 대해 외부에 위치되고 상기 여기자를 형성하는 동력원에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 또한 제2 위치에서 제 1 위치로 이동되며, 상기 내부 채널은 상기 제1 격실 내부에서 동심으로 설치되고, 상기 불가청음파는 이동 피스톤에 의해 발생되고, 상기 관을 통해 전달되어 제2 챔버에 도달하기 전에 상기 전달 유체에 의해 상기 제1 격실로부터 통과 구멍을 통해 상기 제2 격실에 전달되는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파 장치는 상기 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  24. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파 장치는 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 연도 가스 덕트 사이에서 제2 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  25. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음파 장치는 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 송풍기 사이에서 제2 송풍기 및 제1 공압 전달 배관에 연결되어 있는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    조절 가능한 유량 분배 파이프를 더 포함하고, 이 파이프는 제1 단부에서 송풍기에, 송풍기와 제1 챔버 사이에 또는 제1 챔버, 바람직하게는 제1 챔버의 제1 격실에 연결되고 또한 제2 단부에서는 제2 챔버에 연결되며, 상기 조절 가능한 유량 분배 파이프는 상기 송풍기에 의해 불리는 전달 유체의 일부분을 얻어 상기 제2 챔버 내부에 들여 보내기 위해 제공되는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말형 흡착제 저장 탱크는, 수화 석회, 수화 또는 반수화 돌라임, 석회석, 백운석, 생석회, 퀵 돌라임, 탄산나트륨 또는 중탄산염, 나트륨 세스퀴탄산염 이수화물, 할로이사이트, 세피올라이트, 활성탄 및 갈탄 코크스에서 선택되는 탄소질 유기 화합물, 비산회 또는 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 분말형 흡착제의 분말형 흡착제 저장 탱크인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  28. 제17항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 유체는 공기, 불활성 가스, 배출 가스 또는 이것들의 혼합물인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  29. 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 챔버에 연결되거나 바람직하게는 배관에서 상기 송풍기와 제1 챔버 사이에 있는 헬름홀츠 저음 흡음체를 더 포함하고, 헬름홀츠 저음 흡음체는 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 불가청음파가 송풍기에 도달하는 것을 방지하기 위해 제공되는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  30. 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    비상 위치인 제1 위치와 작동 위치인 제2 위치를 갖는 비상 장치를 포함하고, 비상 장치는, 상기 불가청음 장치의 하류에서, 송풍기를 제1 공압 전달 배관에 직접 연결하는 비상 파이프에 연결되는 스위치를 포함하고, 상기 비상 위치는, 상기 스위치가 불려진 전달 유체가 제1 챔버에 들어가는 것을 방지하고 그 전달 유체를 불가청음 장치의 하류에서 제1 공압 전달 배관에 직접 보내는 위치이고, 상기 작동 위치는, 불려진 전달 유체가 적어도 부분적으로 상기 제1 챔버에 제공되는 위치인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  31. 제17항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 예컨대 굴뚝 출구에서의 환경의 바람 속도, 굴뚝 출구 또는 연도 가스 덕트 외부에서의 환경의 대기압, 연도 가스의 온도, 연료의 성질, 연료의 황 함량, 연도 가스의 황 함량, 연도 가스의 염화물 함량, 연도 가스의 수은 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 염화물 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 황 함량, 연소될 또는 가열될 또는 용해될 재료의 수은 함량 및 이의 조합인, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
  32. 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투여 수단은, 투여 스크류, 수직 축 또는 수평 축을 갖는 회전 밸브, 공기 슬라이드, 젯트 공급기, 스크류 공급기, 에어로크(airlock) 공급기, 스크류 펌프, 압력 용기, 공기 리프트에서 선택되고, 상기 분말형 흡착제 저장 탱크와 제1 공압 전달 배관 사이에 위치되는 상기 투여 수단은 분말형 흡착제의 수송 동안에 상기 제1 공압 전달 배관 내부에서 전달되는 음파와 접촉하도록 제공되는, 연도 가스로부터의 오염 화합물 포획을 개선하기 위한 장치.
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