KR20190106001A - Apparatus for simultaneous removing nitrogen oxide and sulfur oxides of flue gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액상의 산화제를 분사하여 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)를 산화시키며, 유기 촉매를 이용하여 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거 가능한 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for simultaneously removing nitrogen oxides and sulfur oxides of exhaust gases, and more particularly, to oxidize nitrogen monoxide (NO) contained in exhaust gases by injecting a liquid oxidant, and using nitrogen oxides and organic catalysts. The present invention relates to an apparatus for simultaneously removing nitrogen oxides and sulfur oxides of exhaust gas which can simultaneously remove sulfur oxides.
보일러에서는 석탄(coal) 등의 화석연료와 과잉산소가 포함된 공기(air)가 주입되어 연소가 이루어지고, 연소 결과 석탄회(fly ash), 이산화탄소(CO2), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 미연탄소분(HC) 등의 부산물이 열과 함께 발생하고, 반응하지 않은 질소(N2)와 산소(O2)가 잔류하게 된다. In the boiler, combustion is carried out by injecting fossil fuel, such as coal, and air containing excess oxygen, and as a result of combustion, fly ash, carbon dioxide (CO2), nitrogen oxides (NOx), and sulfur oxides ( By-products such as SOx), carbon monoxide (CO), and unburned carbon powder (HC) are generated together with heat, and unreacted nitrogen (N2) and oxygen (O2) remain.
이와 같이, 황을 함유한 연료가 연소될 때, 황은 재에 붙은 것을 제외하고 이산화황(SO2)의 형태로 대기로 방출된다. 이러한 이산화황은 대기오염을 유발하며 지구상에 산성비를 내리게 하여 인체 및 동물 뿐만 아니라 환경에 상당히 해로운 영향을 미친다. As such, when the fuel containing sulfur is burned, sulfur is released to the atmosphere in the form of sulfur dioxide (SO2), except that it is attached to ash. This sulfur dioxide causes air pollution and causes acid rain on the earth, which has a detrimental effect on the environment as well as the human body and animals.
또한, 질소산화물은 주로 다양한 공정(연소)이 이루어지는 높은 온도에서 대기 중에 존재하는 기본 산소와 질소 사이에서 반응하여 생성되며, 주로 일산화질소(NO)의 형태로 방출된다. 이러한 질소산화물은 산성비를 내리게 할 뿐만 아니라 오존을 형성하고 광화학 스모그를 형성한다. In addition, nitrogen oxides are mainly produced by reacting between basic oxygen and nitrogen present in the atmosphere at high temperatures at which various processes (combustion) occur, and are mainly released in the form of nitrogen monoxide (NO). These nitrogen oxides not only cause acid rain, but also form ozone and form photochemical smog.
이에 따라, 환경보호 차원에서 대규모의 소각 시설 및 발전소 등에는 통상적으로 배기가스 중 질소산화물과 황산화물을 처리하기 위한 탈질장치와 탈황장치가 설치되어 왔다. Accordingly, in order to protect the environment, large-scale incineration plants and power plants, etc., have generally been provided with a denitrification apparatus and a desulfurization apparatus for treating nitrogen oxides and sulfur oxides in exhaust gas.
상기 탈질장치 중 대부분은 선택적 촉매환원장치(SCR)이며, 상기 선택적 촉매환원장치는 촉매층에서 배기가스와 암모니아(NH3) 환원제를 동시에 통과시키면서 배기가스 내의 NOx를 암모니아의 반응에 의해 질소와 수증기로 선택적 환원시킨다. Most of the denitrification apparatuses are selective catalytic reduction apparatuses (SCRs), and the selective catalytic reduction apparatuses selectively select NOx in the exhaust gases as nitrogen and water vapor by the reaction of ammonia while simultaneously passing the exhaust gas and the ammonia (NH 3) reducing agent in the catalyst bed. Reduce.
또한, 상기 탈황장치 중 대부분은 습식배연 탈황장치이며, 습식 탈황 공정에 있어서, 배기 가스는 석회와 같은 알칼리를 함유한 흡수 유체와 기체-액체 접촉(gas-liquid contact)하게되고, 그에 따라 이산화황이 배기 가스로부터 흡수되고 제거된다. 이때, 배기가스와 흡수유체의 기액접촉방법에 따라 여러 가지로 분류되지만 분무방식의 접촉방법이 세계적으로 많이 채용되고 있다.In addition, most of the desulfurization devices are wet flue gas desulfurization devices, and in the wet desulfurization process, the exhaust gas is gas-liquid contacted with an absorbing fluid containing an alkali such as lime, thereby dissolving sulfur dioxide. It is absorbed and removed from the exhaust gas. At this time, although the gas is classified into various types according to the gas-liquid contact method of the exhaust gas and the absorbing fluid, a spray method of contact is widely used worldwide.
그 결과, 배기가스로부터 흡수된 이산화황은 흡수 유체에 아황산염(Sulfite)을 형성하며, 이러한 아황산염은 통상적으로 공기를 흡수 유체 내로 불어넣는 것에 의해 산화되어 부산물인 석고를 형성하게 된다. As a result, sulfur dioxide absorbed from the exhaust gas forms sulfite in the absorbing fluid, which is typically oxidized by blowing air into the absorbing fluid to form gypsum as a byproduct.
이와 같이, 종래의 습식배연 탈황장치는 배기가스 중 질소산화물을 제거하는 능력은 없어 별도의 탈질장치가 구비되었으며, 종래 사용되고 있는 배기가스의 질소산화물 제거 방법은 주로 질소와 물을 형성하는 촉매를 사용하거나 암모니아를 사용하는 것으로, 이러한 방법은 좁은 배기가스 온도 범위에서만 유효하며 상대적으로 높은 비용이 들고 먼지가 발생하기 쉽다는 문제점이 있다. As such, the conventional wet flue gas desulfurization device does not have the ability to remove nitrogen oxides from the exhaust gas, and thus a separate denitrification device is provided. The method of removing nitrogen oxides of the exhaust gas, which is conventionally used, mainly uses a catalyst that forms nitrogen and water. Alternatively, using ammonia, such a method is effective only in a narrow exhaust gas temperature range, and has a relatively high cost and is prone to dust generation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액상의 산화제를 분사하여 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)를 산화시키며, 유기 촉매를 이용하여 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거 가능한 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치를 제공하는 것에 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, by injecting a liquid oxidant to oxidize nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas, by using an organic catalyst of the exhaust gas that can remove nitrogen oxides and sulfur oxides at the same time It is an object of the present invention to provide a nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal device.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 유기 촉매를 포함하는 흡수용액이 저장된 흡수탱크와, 상기 흡수탱크의 상부로 연장되는 흡수탑과, 상기 흡수탑의 일측에 구비되는 배기가스 입구덕트와, 상기 흡수탑의 타측에 구비되는 배기가스 출구덕트와, 상기 흡수탑 내에 설치되어 상기 흡수용액을 분사하기 위한 제1 분사부와, 상기 흡수탱크 내의 흡수용액을 상기 제1 분사부로 공급하기 위한 순환 펌프와, 상기 입구덕트 또는 상기 흡수탑 내에 설치되어 산화제 용액을 분사하기 위한 제2 분사부와, 상기 제2 분사부로 산화제 용액을 공급하는 산화제 공급부 및 상기 흡수탱크에 산소 함유 가스를 공급하는 산소공급관을 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치를 제공한다. The present invention for solving the above problems, the absorption tank containing the absorption liquid containing the organic catalyst, the absorption tower extending to the upper portion of the absorption tank, the exhaust gas inlet duct provided on one side of the absorption tower, An exhaust gas outlet duct provided on the other side of the absorption tower, a first injection unit installed in the absorption tower for injecting the absorption solution, and a circulation pump for supplying the absorption solution in the absorption tank to the first injection unit. A second injector installed in the inlet duct or the absorption tower for injecting an oxidant solution, an oxidant supply unit for supplying an oxidant solution to the second injector, and an oxygen supply pipe for supplying an oxygen-containing gas to the absorption tank; It provides a nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal device of the exhaust gas.
상기 유기 촉매는 오일로부터 생성된 유기 술폭시드(oil-derived sulfoxides)일 수 있다. The organic catalyst may be organic sulfoxides (oil-derived sulfoxides) produced from oil.
상기 산화제는 H2O2, NaClO2, KMnO4, P4O10 중 적어도 하나 이상으로 이루어질 수 있다. The oxidant may be formed of at least one of H 2 O 2, NaClO 2, KMnO 4, and P 4 O 10.
상기 입구덕트로 유입되는 배기가스는 상기 제2 분사부에 의해 분사되는 산화제 용액과 1차로 접촉되고, 상기 제1 분사부에 의해 분사되는 흡수용액과 2차로 접촉될 수 있다. The exhaust gas introduced into the inlet duct may be in primary contact with the oxidant solution injected by the second injector, and may be in secondary contact with the absorption solution injected by the first injector.
상기 산화제 공급부는, 산화제 용액이 저장되는 저장탱크 및 상기 저장탱크에 저장된 산화제 용액을 상기 제2 분사부로 공급하기 위한 송급 펌프를 포함할 수 있다. The oxidant supply unit may include a storage tank in which an oxidant solution is stored and a supply pump for supplying the oxidant solution stored in the storage tank to the second injection unit.
상기 제2 분사부는 산화제 용액이 분사되는 복수의 노즐이 구비되는 트레이(tray)로 이루어질 수 있다. The second injector may be formed as a tray having a plurality of nozzles through which the oxidant solution is injected.
상기 복수의 노즐에는 초음파 미스트 제조기가 각각 설치될 수 있다. Ultrasonic mist makers may be installed in the plurality of nozzles, respectively.
상기 트레이에는 상기 복수의 노즐로 산화제 용액을 공급하기 위한 용액 투입구가 구비될 수 있다. The tray may be provided with a solution inlet for supplying an oxidant solution to the plurality of nozzles.
상기 트레이는 복수개로 형성되며, 상기 흡수탑의 일측과 타측에 교대로 각각 설치될 수 있다. The tray may be formed in plural and alternately installed on one side and the other side of the absorption tower.
상기 저장탱크로부터 상기 제2 분사부로 산화제 용액이 공급되는 산화제 공급 라인 상에는 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다. A flow control valve may be installed on the oxidant supply line through which the oxidant solution is supplied from the storage tank to the second injection unit.
또한, 상기 입구덕트로 유입되는 배기가스의 일산화질소(NO) 농도를 측정하기 위한 농도측정기를 더 포함할 수 있다. In addition, the method may further include a concentration meter for measuring nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas introduced into the inlet duct.
또한, 상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도에 따라 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a controller for controlling the injection amount of the oxidant solution injected through the second injection unit according to the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas measured by the concentration meter.
상기 제어부는, 상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도가 기준값을 초과하는 경우에는 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 증가시킬 수 있다. The controller may increase the injection amount of the oxidant solution injected through the second injection unit when the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas measured by the concentration meter exceeds a reference value.
상기 제어부는, 상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도가 기준값을 넘지 않는 경우에는 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 감소시킬 수 있다. The controller may reduce the injection amount of the oxidant solution injected through the second injection unit when the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas measured by the concentration meter does not exceed a reference value.
상기 유량 조절 밸브는 전동식 밸브일 수 있다. The flow control valve may be an electric valve.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 입구덕트 또는 상기 흡수탑에 설치되는 난류 발생기를 더 포함할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, it may further include a turbulence generator installed in the inlet duct or the absorption tower.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 흡수탱크에서 배출되는 질산(nitric acid)과 황산(sulfuric acid)을 중화시키기 위한 중화탱크를 더 포함할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, it may further include a neutralization tank for neutralizing nitric acid (sulfuric acid) and the nitric acid (sulfuric acid) discharged from the absorption tank.
상기 중화를 위한 중화제는 암모니아수, 요소수 및 탄산칼슘 수용액 중 적어도 하나 이상으로 이루어질 수 있다. The neutralizing agent for the neutralization may be made of at least one of ammonia water, urea water and calcium carbonate aqueous solution.
본 발명에 따르면, 액상의 산화제를 분사하여 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)를 산화시킴에 따라, 유기 촉매를 이용하여 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거할 수 있다. According to the present invention, by injecting a liquid oxidant to oxidize nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas, it is possible to remove nitrogen oxides and sulfur oxides simultaneously using an organic catalyst.
이와 같이, 종래의 습식배연 탈황장치에 탈질 능력을 추가하여 하나의 장치 및 공정으로 탈질과 탈황을 동시에 저비용으로 수행할 수 있다. As such, by adding the denitrification capability to the conventional wet flue gas desulfurization apparatus, it is possible to perform denitrification and desulfurization simultaneously at a low cost in one apparatus and process.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 장치를 도시한 개략도.
도 2는 도 1의 제2 분사부의 정면도.
도 3은 도 2의 A-A 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장치를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치를 도시한 개략도.
도 6은 도 5의 난류 발생기의 정면도. 1 is a schematic diagram illustrating an apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the second spray unit of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 2.
4 is a schematic diagram illustrating an apparatus according to a second embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an apparatus according to a third embodiment of the present invention.
6 is a front view of the turbulence generator of FIG.
이하, 본 발명의 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the simultaneous removal of nitrogen oxide and sulfur oxides of the exhaust gas of the present invention.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구 범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users or operators, and the following embodiments do not limit the scope of the present invention. It is merely illustrative of the components set forth in the claims.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
본 발명의 장치는 흡수용액과 배기가스의 기액접촉에 의해 보일러 등의 배기가스로부터 황산화물과 질소산화물을 제거하기 위한 것이다. 배기가스 중 질소산화물의 대부분은 일산화질소(NO)의 형태이고 일부는 이산화질소(NO2)의 형태이다. 또한, 배기가스 중 황산화물의 대부분은 이산화황(SO2)의 형태이고 1-2% 정도가 삼산화황(SO3)의 형태이다. The apparatus of the present invention is for removing sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gases such as boilers by gas-liquid contact between absorption liquid and exhaust gases. Most of the nitrogen oxides in the exhaust gas are in the form of nitrogen monoxide (NO) and some in the form of nitrogen dioxide (NO2). In addition, most of the sulfur oxides in the exhaust gas is in the form of sulfur dioxide (SO2) and about 1-2% is in the form of sulfur trioxide (SO3).
우선, 도 1 내지 3을 참고하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치에 관하여 살펴보도록 한다. First, referring to FIGS. 1 to 3, the apparatus for simultaneously removing nitrogen oxide and sulfur oxide of exhaust gas according to the first embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 장치는 크게, 흡수탱크(100), 흡수탑(200), 배기가스 입구덕트(210), 배기가스 출구덕트(220), 제1 분사부(300), 순환 펌프(320), 제2 분사부(400), 산화제 공급부(500), 산소공급관(600), 제어부(700) 및 농도 측정기(800)를 포함하여 이루어질 수 있다. The apparatus according to the first embodiment of the present invention is largely
구체적으로 살펴보면, 상기 흡수탱크(100)에는 유기 촉매를 포함하는 흡수용액이 저장되며, 상기 흡수탱크(100)는 원형 또는 사각형 등 다양한 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 사각탱크인 것을 기준으로 설명하도록 한다. Looking specifically, the
이때, 본 실시 예에서 상기 유기 촉매는 오일로부터 생성된 유기 술폭시드(oil-derived organic sulfoxides)로 이루어질 수 있다. 상기 유기 술폭시드는 산성 추출 물질에 해당하는 것으로, 특히 기름에 함유된 유기 황화물(organic sulfides)의 산화를 통해 얻어지는 유기 술폭시드에 해당하는 것이다. At this time, in the present embodiment, the organic catalyst may be made of oil-derived organic sulfoxides generated from oil. The organic sulfoxide corresponds to an acidic extraction material, and particularly to an organic sulfoxide obtained through oxidation of organic sulfides contained in oil.
즉, 상기 흡수용액은 상기 유기 술폭시드와 물이 혼합된 용액(water-in-organic sulfoxides)이며, 이때 물과 유기 술폭시드의 중량비는 10:90에서 90:10으로 다양하게 형성될 수 있되, 10:90에서 50:50인 것이 바람직하다. That is, the absorbing solution is a mixture of the organic sulfoxide and water (water-in-organic sulfoxides), wherein the weight ratio of water and organic sulfoxide may be formed in a variety of from 10:90 to 90:10, Preferably from 10:90 to 50:50.
상기 흡수탑(200)은 상기 흡수탱크(100)의 상부로 연장되는 것으로, 상기 흡수탱크(100)와 일체로 형성될 수 있다. The
상기 흡수탑(200)의 일측에는 배기가스가 유입되기 위한 배기가스 입구덕트(210)가 구비되며, 상기 흡수탑(200)의 타측에는 정화된 배기가스가 배출되기 위한 배기가스 출구덕트(220)가 구비되고 있다. One side of the
본 실시 예에서 상기 입구덕트(210)는 도 1을 기준으로 상기 흡수탑(200)의 좌측 상부에 구비되고 있으며, 상기 출구덕트(220)는 상기 흡수탑(200)의 우측 하부에 구비되고 있다. 이에 따라, 상기 입구덕트(210)를 통해 유입되는 배기가스는 상기 흡수탑(200) 내에서 하부로 유동되어 상기 출구덕트(220)를 통해 배출된다. In the present embodiment, the
상기 입구덕트(210)와 출구덕트(220)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 입구덕트(210)를 통해 유입되는 배기가스가 후술할 바와 같이 제1 분사부(300)에 의해 분사되는 흡수용액 및 제2 분사부(400)에 의해 분사되는 산화제 용액과 각각 접촉된 후 상기 출구덕트(220)를 통해 배출될 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. The positions of the
상기 흡수탑(200) 내에는 산화제 용액을 분사하기 위한 제2 분사부(400)가 설치되며, 상기 산화제 공급부(500)는 상기 제2 분사부(400)로 산화제 용액을 공급하기 위한 것이다. The
이때, 상기 산화제는 H2O2, NaClO2, KMnO4, P4O10 중 적어도 하나 이상으로 이루어질 수 있다. In this case, the oxidizing agent may be made of at least one of H 2 O 2, NaClO 2, KMnO 4, and P 4 O 10.
상기 산화제 공급부(500)는, 산화제 용액이 저장되는 저장탱크(520) 및 상기 저장탱크(520)에 저장된 산화제 용액을 상기 제2 분사부(400)로 공급하기 위한 송급 펌프(540)를 포함한다. The
더욱이, 상기 저장탱크(520)로부터 상기 제2 분사부(400)로 산화제 용액이 공급되는 산화제 공급 라인 상에는 유량 조절 밸브(V1)가 설치되어 상기 제2 분사부(400)로 공급되는 산화제 용액의 유량이 조절될 수 있도록 한다. 이하, 상기 제2 분사부(400)로 공급되는 산화제 용액의 유량 조절에 관하여는 아래에서 자세히 살펴보도록 한다. Furthermore, on the oxidant supply line through which the oxidant solution is supplied from the
본 실시 예에서 상기 제2 분사부(400)는 산화제 용액이 분사되는 복수의 노즐(410)이 구비되는 트레이(tray)로 이루어진다. 구체적으로, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 트레이는 상기 복수의 노즐(410)이 각 지점마다 구비되는 격자 무늬로 이루어지고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 복수의 노즐(410)이 구비되는 플레이트 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. In the present exemplary embodiment, the
이때, 상기 복수의 노즐(410)에는 초음파 미스트 제조기(420)가 각각 설치될 수 있으며, 이에 따라 상기 산화제 용액이 상기 노즐(410)를 통해 미스트 분사되어 상기 제2 분사부(400)를 통과하는 배기가스와 더 넓은 면적으로 기액 접촉될 수 있고, 산화 효율이 향상될 수 있다. In this case, an
이를 위해, 상기 트레이에는 상기 복수의 노즐(410)로 산화제 용액을 공급하기 위한 용액 투입구(430)가 구비된다. 즉, 상기 투입구(430)는 상기 트레이의 일측에 구비되며, 상기 저장탱크(520)로부터 상기 산화제 공급 라인을 통해 상기 투입구(430)로 산화제 용액이 공급될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 트레이에는 산화제 용액이 배출되기 위한 배출구도 구비될 수 있다. To this end, the tray is provided with a
또한, 상기 트레이는 복수개로 형성되며, 상기 흡수탑(200)의 일측과 타측에 교대로 각각 설치될 수 있다. 본 실시 예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 분사부(400)를 이루는 트레이가 2개로 이루어지되, 상기 흡수탑(200)의 내측에서 일측과 이와 마주보는 측에 각각 설치되고 있다. 다만, 상기 2개의 트레이는 서로 다른 높이에 설치되고 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 1개의 트레이가 상기 흡수탑(200)의 단면의 전 영역에 설치될 수 있음은 물론이다. In addition, the tray may be formed in plural and may be alternately installed on one side and the other side of the
이에 따라, 상기 입구덕트(210)를 통해 유입되는 배기가스는 흡수탑(200)의 내부에서 하측으로 유동되며 상기 2개의 트레이를 차례로 통과하게 되고, 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 산화제 용액과 기액 접촉하게 된다. 상기 산화제 용액은 배기가스 내에 존재하는 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시키게 된다. 즉, 상기 제2 분사부(400)를 통과하기 전 배기가스 내에는 일산화질소(NO)가 대부분이지만, 상기 제2 분사부(400)를 통과한 배기가스 내에는 이산화질소(NO2)가 대부분이 된다. Accordingly, the exhaust gas flowing through the
이는, 일산화질소(NO)는 물에 잘 용해되지 않고 물 또는 알칼리와 화합물을 형성하지 않기 때문에, 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)가 흡수용액에 흡수되도록 하기 위해서는 이산화질소(NO2)로 산화시켜야 하기 때문이다. This is because nitrogen monoxide (NO) does not dissolve well in water and does not form a compound with water or alkali, so that nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas must be oxidized with nitrogen dioxide (NO2) in order to be absorbed in the absorption solution. Because.
구체적으로, 산화제의 종류에 따라 아래와 같은 산화반응이 이루어지게 된다. Specifically, the following oxidation reaction is made according to the type of oxidant.
(1) NO + H2O2 -> NO2 + H2O(1) NO + H2O2-> NO2 + H2O
(2) 2NO + NaClO2 -> 2NO2 + NaCl(2) 2NO + NaClO 2-> 2NO 2 + NaCl
(3) 2NO + KMnO4 -> 2NO2 + KMnO2(3) 2NO + KMnO4-> 2NO2 + KMnO2
(4) P4 + O2 -> P4O + O(4) P4 + O2-> P4O + O
P4O + xO2 -> P4O10 + mO P4O + xO2-> P4O10 + mO
O + O2 -> O3 O + O2-> O3
NO + O3 -> NO2 + O2 NO + O3-> NO2 + O2
P4O10 + 6H2O -> 4H3PO4 P4O10 + 6H2O-> 4H3PO4
또한, 상기 흡수탑(200) 내에는 상기 흡수용액을 분사하기 위한 제1 분사부(300)가 설치되며, 상기 순환펌프(320)는 상기 흡수탱크(100) 내의 흡수용액을 회수하여 상기 제1 분사부(300)로 공급하기 위한 것이다. In addition, a
이때, 상기 제2 분사부(400)는 상기 흡수탑(200) 내에서 상기 제1 분사부(300)와 평행하게 설치될 수 있으며, 본 실시 예에서 상기 제2 분사부(400)는 상기 제1 분사부(300)보다 상측에 형성되고 있다. In this case, the
이에 따라, 상기 입구덕트(210)로 유입된 배기가스는 흡수탑(200)의 하부로 유동되며 상기 제2 분사부(400)에 의해 분사되는 산화제 용액과 1차로 접촉되고, 상기 제1 분사부(300)에 의해 분사되는 흡수용액과 2차로 접촉될 수 있다. Accordingly, the exhaust gas introduced into the
즉, 상기와 같이 제2 분사부(400)를 통과한 배기가스는 상기 순환 펌프(320)에 의해 상승되어 상기 제1 분사부(300)를 통해 분무되는 흡수 용액과 기체-액체 접촉하게 되고, 상기 흡수 용액이 배기가스 내에 존재하는 이산화질소(NO2) 및 이산화황(SO2)을 흡수하게 된다. That is, as described above, the exhaust gas passing through the
구체적으로, 이산화질소(NO2)와 관련하여 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. Specifically, the following reaction is made in relation to nitrogen dioxide (NO 2).
(5) 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3(5) 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3
(6) 3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O(6) 3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O
또한, 배기가스에 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)가 모두 존재하면, 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. In addition, when both nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2) is present in the exhaust gas, the following reaction occurs.
(7) NO + NO2 → N2O3(7) NO + NO 2 → N 2 O 3
(8) N2O3 + H2O → 2HNO2(8) N2O3 + H2O → 2HNO2
(9) 3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O(9) 3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O
상기와 같이 이산화질소(NO2) 또는 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2)가 물과 반응함으로써 아질산(HNO2) 또는 질산(HNO3)을 생성하며(반응 (1), (3), (4)), 상기 아질산(HNO2)은 불안정한 중간 생성물에 해당하기 때문에 안정적으로 산화되기 전에 다시 분해되며 일산화질소(NO)를 내놓는다(반응 (2), (5)). As above, nitrogen dioxide (NO 2) or nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2) react with water to produce nitrous acid (HNO 2) or nitric acid (HNO 3) (reactions (1), (3), (4)), Since the nitrous acid (HNO 2) is an unstable intermediate product, it is decomposed again before being stably oxidized to give nitrogen monoxide (NO) (reactions (2) and (5)).
이에 따라, 본 발명의 상기 흡수 용액은 유기 촉매, 특히 본 실시 예에서는 유기 술폭시드를 포함함으로써, 상기 유기 술폭시드가 불안정한 중간 생성물과 결합하며 안정한 복합체를 형성할 수 있다. 즉, 상기 유기 술폭시드는 불안정한 상기 아질산(HNO2)과 복합체를 형성하여 이를 안정화시키고 분해를 방지한다. 구체적으로, 상기 유기 술폭시드 중 황(S) 원자의 자유 전자 쌍이 상기 아질산(HNO2)과 결합하여 이의 분해를 방지한다. Accordingly, the absorption solution of the present invention includes an organic catalyst, in particular the organic sulfoxide in the present embodiment, the organic sulfoxide can be combined with the labile intermediate product and form a stable complex. That is, the organic sulfoxide forms a complex with the unstable nitrous acid (HNO 2) to stabilize it and prevent degradation. Specifically, free electron pairs of sulfur (S) atoms in the organic sulfoxide bond with the nitrous acid (HNO 2) to prevent its decomposition.
또한, 이산화황(SO2)과 관련하여 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. In addition, the following reaction is made in relation to sulfur dioxide (SO2).
(10) SO2 + H2O → H2SO3(10) SO2 + H2O → H2SO3
상기와 같이 이산화황(SO2)이 물에 용해되어 아황산(H2SO3)을 생성하며, 상기 아황산(H2SO3) 또한 불안정한 중간 생성물에 해당하기 때문에 안정적으로 산화되기 전에 온도가 상승함에 따라 상기 반응이 반대로 일어나며 이산화황(SO2)이 다시 배출될 수 있다. 즉, 온도가 상승함에 따라 이산화황(SO2)의 용해도가 감소한다. As described above, sulfur dioxide (SO 2) is dissolved in water to produce sulfurous acid (H 2 SO 3), and since the sulfurous acid (H 2 SO 3) also corresponds to an unstable intermediate product, the reaction is reversed as the temperature increases before it is stably oxidized. SO2) may be discharged again. That is, the solubility of sulfur dioxide (SO2) decreases as the temperature rises.
이때, 상기 이산화황(SO2)의 흡수는 강화하고 상기 아황산(H2SO3)이 분해되며 다시 이산화황을 배출하지 않도록 하기 위해, 상기 흡수용액 중 유기 술폭시드는 이산화황(SO2)과 안정한 복합체를 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 술폭시드 중 산소(O) 원자와 상기 이산화황(SO2)의 황(S) 원자에 있는 자유 전자 쌍의 배위 결합(coordination bond)을 통해 1:1로 결합할 수 있다. 따라서, 상기 유기 술폭시드를 이용하여 배기가스로부터 이산화황(SO2)을 제거할 수 있다. In this case, in order to enhance absorption of sulfur dioxide (SO 2) and to prevent sulfurous acid (H 2 SO 3) from being decomposed and discharging sulfur dioxide again, the organic sulfoxide in the absorption solution may form a stable complex with sulfur dioxide (SO 2). Specifically, the organic sulfoxide may be bonded 1: 1 through a coordination bond of a pair of free electrons in an oxygen (O) atom and a sulfur (S) atom of sulfur dioxide (SO 2). Therefore, sulfur dioxide (SO 2) can be removed from the exhaust gas using the organic sulfoxide.
이때, 상기 제1 분사부(300)와 제2 분사부(400)는 상기 흡수탑(200)을 통과하는 배기가스가 흡수용액 및 산화제 용액과 접촉되지 않고 지나가는 부분이 생기지 않도록 상기 흡수탑(200)의 단면에 있어서 모든 위치에 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. At this time, the
이에 따라, 질소산화물 및 황산화물이 제거된 배기 가스는 상기 출구덕트(220)를 통해 배출되며, 질소산화물(이산화질소) 및 황산화물(이산화황)을 흡수한 흡수 용액은 다시 상기 흡수탱크(100)의 내부로 떨어지게 된다. Accordingly, the exhaust gas from which the nitrogen oxides and the sulfur oxides are removed is discharged through the
이때, 상기 제1 분사부(300) 및 제2 분사부(400)를 통과하여 출구덕트(220)를 향해 유동되는 배기가스 상에는 수분(미스트)이 함유되어 있으며, 이를 흡수 제거하기 위해 상기 출구덕트(220)에는 습분제거기(Mist Eliminator; 230)가 설치될 수 있다. At this time, water (mist) is contained in the exhaust gas flowing through the
상기 흡수탱크(100)에는 산소 함유 가스, 본 실시 예에서는 공기를 공급하기 위한 산소공급관(600)이 설치된다. The
상기 산소공급관(600)에 의해 흡수탱크(100)의 흡수용액 내로 공기가 공급됨에 따라, 상기 흡수탱크(100) 내에서는 아질산(HNO2)과 아황산(H2SO3)의 산화 반응이 이루어지게 된다. As air is supplied into the absorption solution of the
구체적으로, 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. Specifically, the reaction is made as follows.
(11) HNO2 + 1/2 O2 → HNO3(11) HNO2 + 1/2 O2 → HNO3
(12) H2SO3 + 1/2 O2 → H2SO4(12) H2SO3 + 1/2 O2 → H2SO4
상기와 같이, 불안정한 아질산(HNO2)과 아황산(H2SO3)이 안정한 질산(HNO3)과 황산(H2SO4)으로 산화됨에 따라, 이와 결합되었던 상기 유기 술폭시드는 분해되고 다시 새로운 아질산 및 아황산과 결합하게 된다. 이와 같이, 상기 유기 촉매는 계속적으로 재사용이 가능하다. As described above, as the labile nitrous acid (HNO 2) and sulfurous acid (H 2 SO 3) are oxidized to stable nitric acid (HNO 3) and sulfuric acid (H 2 SO 4), the organic sulfoxide which has been bound thereto is decomposed and again combined with new nitrous acid and sulfurous acid. As such, the organic catalyst can be continuously reused.
상기 흡수탱크(100) 내에는 흡수 용액을 교반하기 위한 교반기(120)가 더 설치될 수 있으며, 상기 교반기(120)에 의해 상기 흡수탱크(100) 내에 회전 흐름이 형성됨에 따라 상기 산소공급관(600)을 통해 공급되는 공기가 미세하게 분할될 수 있어 공기와 흡수용액 간의 접촉면적과 시간이 증가될 수 있고, 산화 효율이 향상될 수 있다. In the
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 산소공급관은 상기 흡수탱크(100)의 원주방향을 따라 복수개가 서로 이격되어 배치되되, 상기 흡수탱크(100)의 원주방향을 따라 같은 방향으로 기울어지도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 별도의 교반기 없이 상기 복수의 산소공급관을 통해 공급되는 공기에 의해 상기 흡수용액의 교반이 이루어지도록 할 수도 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the oxygen supply pipe is arranged in a plurality of spaced apart from each other along the circumferential direction of the
상기와 같이 반응이 일어난 후, 산화된 질산(HNO3)과 황산(H2SO4)을 배출하여 흡수용액으로 흡수된 질소산화물과 황산화물을 완전히 제거하기 위해 상기 흡수 용액을 수성층(aqueous phase)과 유성층(sulfoxide phase)으로 분리할 수 있다. After the reaction is carried out as described above, to remove the oxidized nitric acid (HNO3) and sulfuric acid (H2SO4) to completely remove the nitrogen oxides and sulfur oxides absorbed into the absorbent solution, the absorbent solution in the aqueous phase and the oil layer ( sulfoxide phase).
결과적으로 질산과 황산은 물에 대한 용해도가 매우 높기 때문에 상기 수성층에는 질산과 황산이 존재하게 되며, 상기 유성층에는 오일 유기 술폭시드가 존재하게 된다. As a result, since nitric acid and sulfuric acid have a very high solubility in water, nitric acid and sulfuric acid are present in the aqueous layer, and an oil organic sulfoxide is present in the oily layer.
이에 따라, 상기 수성층만을 상기 흡수탱크(100)로부터 분리 배출함으로써 상기 질산과 황산을 완전히 제거할 수 있으며, 상기 유성층은 신선한 물과 결합하여 다시 흡수 용액으로 사용할 수 있다. Accordingly, the nitric acid and sulfuric acid can be completely removed by separating and discharging only the aqueous layer from the
더욱이, 상기 흡수탱크(100)에서 배출되는 질산(nitric acid)과 황산(sulfuric acid)을 중화시키기 위한 중화탱크(900)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
즉, 상기 흡수 용액의 위상 분리 후 상기 수성층이 상기 흡수탱크(100)로부터 중화탱크(900)로 배출될 수 있으며, 중화제를 통해 질산과 황산이 중화되어 질산염과 황산염을 형성할 수 있다. That is, after phase separation of the absorption solution, the aqueous layer may be discharged from the
이때, 상기 중화를 위한 중화제는 암모니아 수용액일 수 있다. 구체적으로, 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. In this case, the neutralizing agent for neutralization may be an aqueous ammonia solution. Specifically, the reaction is made as follows.
(13) HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2O (13) HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2O
(14) H2SO4 + 2NH4OH → (NH4)2SO4 + 2H2O (14) H2SO4 + 2NH4OH → (NH4) 2SO4 + 2H2O
또는, 상기 중화를 위한 중화제는 요소수일 수 있다. 구체적으로, 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. Alternatively, the neutralizing agent for neutralization may be urea water. Specifically, the reaction is made as follows.
(15) 2HNO3 + (NH2)2CO + H2O → 2NH4NO3 + CO2(15) 2HNO 3 + (NH 2) 2 CO + H 2 O → 2NH 4 NO 3 + CO 2
(16) H2SO4 + (NH2)2CO + H2O → (NH4)2SO4 + CO2(16) H2SO4 + (NH2) 2CO + H2O → (NH4) 2SO4 + CO2
결과적으로, 질산 암모늄 비료와 황산 암모늄 비료를 얻을 수 있다. As a result, ammonium nitrate fertilizer and ammonium sulfate fertilizer can be obtained.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 중화제는 별도의 중화제 저장탱크로부터 공급 펌프에 의해 상기 중화탱크(900) 내로 공급될 수 있다. In addition, although not shown in the figure, the neutralizing agent may be supplied into the
하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 중화탱크(900)가 생략되고 상기 중화를 위한 중화제가 상기 흡수탱크(100) 내로 직접 공급될 수도 있다. 이에 따라, 상기 흡수탱크(100) 내에서 반응식 (13), (14) 또는 (15), (16)과 같이 질산과 황산의 중화반응이 이루어지게 되며, 질산염과 황산염이 상기 흡수탱크(100)로부터 배출될 수 있다. 즉, 배기가스 내의 질소산화물과 황산화물이 흡수됨과 동시에 중화될 수 있는 것이다. However, the present invention is not limited thereto, and the
또는, 상기 중화를 위한 중화제는 탄산칼슘(CaCO3) 수용액일 수도 있으며, 결과적으로 석고를 얻을 수 있다. 구체적으로, 아래와 같은 반응이 이루어지게 된다. Alternatively, the neutralizing agent for neutralization may be an aqueous solution of calcium carbonate (CaCO 3), resulting in gypsum. Specifically, the reaction is made as follows.
(17) H2SO4 + CaCO3 + H2O → CaSO4·2H2O + CO2(17) H2SO4 + CaCO3 + H2O → CaSO4, 2H2O + CO2
또한, 상기 제2 분사부(400)로 공급되는 산화제 용액의 유량을 조절하기 위해, 즉 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 산화제 용액의 분사량을 조절하기 위해 본 발명은 제어부(700) 및 농도 측정기(800)를 포함한다. In addition, in order to control the flow rate of the oxidant solution supplied to the
상기 농도 측정기(800)는 상기 입구덕트(210)로 유입되는 배기가스의 일산화질소(NO) 농도를 측정하기 위한 것으로, 상기 제어부(700)는 상기 농도 측정기(800)에 의해 측정되는 배기가스의 일산화질소(NO) 농도에 따라 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 제어할 수 있다. The
이때, 상기 유량 조절 밸브(V1)는 전동식 밸브로 이루어져 전기적 신호를 받아 개도를 조절함으로써 유량을 조절할 수 있고, 상기 제어부(700)는 상기 유량 조절 밸브(V1)의 개도를 조절하기 위해 전기적 신호를 보낼 수 있다. At this time, the flow control valve (V1) is made of an electric valve to adjust the flow rate by receiving an electrical signal to adjust the opening, the
구체적으로, 상기 제어부(700)는, 상기 농도 측정기(800)에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소 농도가 기준값을 초과하는 경우에는 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부(700)는 상기 유량 조절 밸브(V1)가 열리도록 전기적 신호를 보내 상기 제2 분사부(400)로 공급되는 산화제 용액의 유량을 증가시킬 수 있다. Specifically, the
또한, 상기 제어부(700)는, 상기 농도 측정기(800)에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소 농도가 기준값을 넘지 않는 경우에는 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부(700)는 상기 유량 조절 밸브(V1)가 닫히도록 전기적 신호를 보내 상기 제2 분사부(400)로 공급되는 산화제 용액의 유량을 감소시킬 수 있다. In addition, when the concentration of nitrogen monoxide in the exhaust gas measured by the
즉, 배기가스 중의 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시키는데 필요한 산화제의 양만큼 공급할 수 있다. That is, the amount of oxidant required to oxidize nitrogen monoxide (NO) in the exhaust gas to nitrogen dioxide (NO2) can be supplied.
이와 같이 상기 배기가스의 일산화질소 농도에 따라 상기 제2 분사부(400)를 통해 분사되는 산화제 용액의 분사량을 조절함으로써 상기 배기가스 내에 포함된 일산화질소의 산화가 효율적으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화제 용액의 분사량을 조절함으로써 운전 비용이 감소될 수 있다. As such, by adjusting the injection amount of the oxidant solution injected through the
다음으로, 도 4를 참고하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장치에 관하여 살펴보도록 한다. Next, a device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 장치는 크게, 흡수탱크(100), 제1 흡수탑(1200), 제2 흡수탑(2200), 배기가스 입구덕트(210), 배기가스 출구덕트(220), 제1 분사부(300), 순환 펌프(320), 제2 분사부(400), 산화제 공급부(500), 산소공급관(600), 제어부(700) 및 농도 측정기(800)를 포함하여 이루어질 수 있다. The apparatus according to the second embodiment of the present invention is largely the
이때, 상기 흡수탑이 복수개로, 즉 상기 제1 흡수탑(1200)과 제2 흡수탑(2200)으로 이루어지는 구조만 상기 제1 실시 예와 상이하며 나머지 구성은 모두 동일한 바, 상이한 부분을 중점적으로 설명하도록 한다. At this time, only a plurality of absorption towers, that is, the structure consisting of the
상기 제1 흡수탑(1200)과 제2 흡수탑(2200)은 상기 흡수탱크(100)의 상부로 연장 형성되는 것으로 서로 나란하게 연장되며, 상기 흡수탱크(100)와 일체로 형성될 수 있다. The
상기 흡수탑(200)의 일측에는 배기가스가 유입되기 위한 배기가스 입구덕트(210)가 구비되며, 상기 흡수탑(200)의 타측에는 정화된 배기가스가 배출되기 위한 배기가스 출구덕트(220)가 구비되되, 본 실시 예에서 상기 입구덕트(210)는 도 4를 기준으로 상기 제1 흡수탑(1200)의 좌측 상부에 구비되고 있으며, 상기 출구덕트(220)는 상기 제2 흡수탑(2200)의 우측 상부에 구비되고 있다. One side of the
이에 따라, 상기 입구덕트(210)를 통해 제1 흡수탑(1200)으로 유입되는 배기가스는 상기 제1 흡수탑(1200) 내에서 하부로 유동되며, 상기 흡수탱크(100)를 가로질러 제2 흡수탑(2200)으로 유입되는 배기가스는 상기 제2 흡수탑(2200) 내에서 상부로 유동될 수 있다. Accordingly, the exhaust gas flowing into the
이때, 상기 제1 흡수탑(1200)에는 상기 제1 실시예와 같이 상기 제1 분사부(300)와 제2 분사부(400)가 설치되고 있으며, 상기 제1 분사부(300)와 제2 분사부(400)는 상기 제1 흡수탑(1200) 내에서 평행하게 설치되되, 상기 제2 분사부(400)가 상기 제1 분사부(300)보다 상측에 형성되고 있다. At this time, the
이에 따라, 상기 입구덕트(210)로 유입된 배기가스는 상기 제1 흡수탑(1200) 내에서 하부로 유동되며 상기 제2 분사부(400)에 의해 분사되는 산화제 용액과 1차로 접촉되고, 상기 제1 분사부(300)에 의해 분사되는 흡수용액과 2차로 접촉될 수 있으며, 상기 제1 실시예와 동일한 반응 및 효과를 얻을 수 있다. Accordingly, the exhaust gas introduced into the
또한, 상기 제2 흡수탑(2200)에는 상기 제1 분사부(300)만 설치되고 있으며, 상기 제2 흡수탑(2200)으로 유입된 배기가스는 이의 상부로 유동되며 상기 제1 분사부(300)에 의해 분사되는 흡수용액과 3차로 접촉될 수 있다. In addition, only the
이때, 상기 제2 흡수탑(2200)에는 상기 제2 분사부(400)가 설치되지 않기 때문에, 상기 제2 흡수탑(2200)에 설치된 제1 분사부(300)에서 분사되는 흡수 용액의 분사 높이는 상기 제1 흡수탑(1200)에 설치된 제1 분사부(300)에서 분사되는 흡수 용액의 분사 높이보다 높게 형성될 수 있다. At this time, since the
이에 따라, 상기 제2 흡수탑(2200)에서 상기 제1 흡수탑(1200)을 통과한 후 배기가스에 남아있는 이산화질소와 이산화황의 추가 흡수가 이루어질 수 있으며, 탈질 및 탈황 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, after passing through the
마지막으로, 도 5 및 6을 참고하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치에 관하여 살펴보도록 한다. Finally, a device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치는 크게, 흡수탱크(100), 흡수탑(200), 배기가스 입구덕트(3210), 배기가스 출구덕트(3220), 제1 분사부(3300), 순환 펌프(320), 제2 분사부(3400), 산화제 공급부(500), 산소공급관(600), 제어부(700), 농도 측정기(800) 및 난류 발생기(3240)를 포함하여 이루어질 수 있다. The apparatus according to the third embodiment of the present invention is largely
이때, 본 실시 예에서는 상기 배기가스 입구덕트(3210) 및 출구덕트(3220), 상기 제1 분사부(3300) 및 제2 분사부(3400)의 구조와, 상기 난류 발생기(3240)를 더 포함하는 구조만 상기 제1 실시 예와 상이하며 나머지 구성은 모두 동일한 바, 상이한 부분을 중점적으로 설명하도록 한다. In this embodiment, the exhaust
본 실시 예에서 상기 입구덕트(3210)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡수탑(200)의 상측면에서 이의 내부로 연장 형성되고 있으며, 상기 흡수탑(200)의 중앙부에서 연장 형성될 수 있다. 또한, 상기 출구덕트(3220)는 상기 흡수탑(200)의 상부 일측에 형성되고 있다. In the present embodiment, the
이에 따라, 상기 입구덕트(3210)를 통해 흡수탑(200)의 내부로 유입되는 배기가스는, 정확하게는 상기 입구덕트(3210)를 통해 흡수탑(200)의 아래쪽으로 유입되는 배기가스는 흡수탑(200) 내에서 상부로 유동되며 상기 출구덕트(3220)를 통해 배출된다. Accordingly, the exhaust gas flowing into the
이때, 상기 제2 분사부(3400)는 상기 입구덕트(3210)의 내부에 설치되고 있으며, 상기 제1 분사부(3300)는 상기 흡수탑(200)의 내부에 설치되고 있다. 본 실시 예에서 상기 제1 분사부(3300)는 상기 입구덕트(3210) 부분을 제외한 나머지 흡수탑(200)의 부분에 있어서 모든 부분에 설치되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 입구덕트(3210) 내에도 설치될 수 있다. In this case, the
또한, 상기 입구덕트(3210)의 내부에 설치되는 난류 발생기(3240)를 더 포함한다. 상기 난류 발생기(3240)는 상기 제2 분사부(3400)보다 상측에 형성되며, 이에 따라 상기 난류 발생기(3240)는 상기 입구덕트(3210)를 통해 유입되는 배기가스의 난류가 발생하도록 하여 상기 제2 분사부(3400)를 통해 분사되는 산화제 용액과 난류에 의해 혼합되어 산화 효율이 높아질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 난류 발생기(3240)를 구동하기 위한 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. The apparatus further includes a
이와 같이, 상기 입구덕트(3210)를 통해 흡수탑(200)으로 유입되는 배기가스는 상기 입구덕트(3210)를 통과하며 상기 제2 분사부(3400)에 의해 분사되는 산화제 용액과 1차로 접촉되고, 상기 흡수탑(200)의 내부에서 상부로 유동되며 상기 제1 분사부(3300)에 의해 분사되는 흡수용액과 2차로 접촉될 수 있으며, 상기 제1 실시예와 동일한 반응 및 효과를 얻을 수 있다. As such, the exhaust gas flowing into the
하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 난류 발생기는 상기 제1 실시 예에서 상기 흡수탑(200) 내에 설치될 수도 있음은 물론이다. However, the present invention is not limited thereto, and the turbulence generator may be installed in the
본 발명에 따르면, 액상의 산화제를 분사하여 배기가스에 포함된 일산화질소(NO)를 산화시킴에 따라, 유기 촉매를 이용하여 질소산화물과 황산화물을 동시에 제거할 수 있다. According to the present invention, by injecting a liquid oxidant to oxidize nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas, it is possible to remove nitrogen oxides and sulfur oxides simultaneously using an organic catalyst.
이와 같이, 종래의 습식배연 탈황장치에 탈질 능력을 추가하여 하나의 장치 및 공정으로 탈질과 탈황을 동시에 저비용으로 수행할 수 있다. 또한, 저온 탈질이 가능하다. As such, by adding the denitrification capability to the conventional wet flue gas desulfurization apparatus, it is possible to perform denitrification and desulfurization simultaneously at a low cost in one apparatus and process. Low temperature denitrification is also possible.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Such variations are within the protection scope of the present invention.
[제1 실시예]
100: 흡수탱크
120: 교반기
200: 흡수탑
210: 배기가스 입구덕트
220: 배기가스 출구덕트
230: 습분제거기
300: 제1 분사부
320: 순환 펌프
400: 제2 분사부
410: 복수의 노즐
420: 미스트 제조기
430: 투입구
500: 산화제 공급부
520: 저장 탱크
540: 송급 펌프
600: 산소공급관
700: 제어부
800: 농도측정기
900: 중화탱크
[제2 실시예]
1200: 제1 흡수탑
2200: 제2 흡수탑
[제3 실시예]
3210: 입구덕트
3220: 출구덕트
3240: 난류 발생기
3300: 제1 분사부
3400: 제2 분사부[First Embodiment]
100: absorption tank 120: stirrer
200: absorption tower 210: exhaust gas inlet duct
220: exhaust gas outlet duct 230: moisture removal
300: first injection unit 320: circulation pump
400: second injection unit 410: a plurality of nozzles
420: mist maker 430: inlet
500: oxidant supply unit 520: storage tank
540: supply pump 600: oxygen supply pipe
700: control unit 800: concentration meter
900: Chinese tank
Second Embodiment
1200: first absorption tower 2200: second absorption tower
Third Embodiment
3210: entrance duct 3220: exit duct
3240: turbulence generator 3300: first injection unit
3400: second injection unit
Claims (18)
상기 흡수탱크의 상부로 연장되는 흡수탑;
상기 흡수탑의 일측에 구비되는 배기가스 입구덕트;
상기 흡수탑의 타측에 구비되는 배기가스 출구덕트;
상기 흡수탑 내에 설치되어 상기 흡수용액을 분사하기 위한 제1 분사부;
상기 흡수탱크 내의 흡수용액을 상기 제1 분사부로 공급하기 위한 순환 펌프;
상기 입구덕트 또는 상기 흡수탑 내에 설치되어 산화제 용액을 분사하기 위한 제2 분사부;
상기 제2 분사부로 산화제 용액을 공급하는 산화제 공급부; 및
상기 흡수탱크에 산소 함유 가스를 공급하는 산소공급관;
을 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. An absorption tank in which an absorption solution containing an organic catalyst is stored;
An absorption tower extending to an upper portion of the absorption tank;
An exhaust gas inlet duct provided at one side of the absorption tower;
An exhaust gas outlet duct provided on the other side of the absorption tower;
A first injection unit installed in the absorption tower to inject the absorption solution;
A circulation pump for supplying the absorption liquid in the absorption tank to the first injection portion;
A second injector installed in the inlet duct or the absorption tower to inject an oxidant solution;
An oxidant supply unit supplying an oxidant solution to the second injection unit; And
An oxygen supply pipe for supplying an oxygen-containing gas to the absorption tank;
Containing, simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 유기 촉매는 오일로부터 생성된 유기 술폭시드(oil-derived sulfoxides)인, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 1,
The organic catalyst is an organic sulfoxide (oil-derived sulfoxides) produced from oil, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 산화제는 H2O2, NaClO2, KMnO4, P4O10 중 적어도 하나 이상으로 이루어지는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 1,
The oxidizing agent comprises at least one or more of H2O2, NaClO2, KMnO4, P4O10, nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal apparatus of the exhaust gas.
상기 입구덕트로 유입되는 배기가스는 상기 제2 분사부에 의해 분사되는 산화제 용액과 1차로 접촉되고, 상기 제1 분사부에 의해 분사되는 흡수용액과 2차로 접촉되는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 1,
The exhaust gas flowing into the inlet duct is in primary contact with the oxidant solution injected by the second injector and in secondary contact with the absorption solution injected by the first injector. Simultaneous cargo removal device.
상기 산화제 공급부는,
산화제 용액이 저장되는 저장탱크; 및
상기 저장탱크에 저장된 산화제 용액을 상기 제2 분사부로 공급하기 위한 송급 펌프;
를 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 4, wherein
The oxidant supply unit,
A storage tank in which the oxidant solution is stored; And
A supply pump for supplying the oxidant solution stored in the storage tank to the second injection unit;
Comprising, nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal device of the exhaust gas.
상기 제2 분사부는 산화제 용액이 분사되는 복수의 노즐이 구비되는 트레이(tray)로 이루어지는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 5,
The second injection unit comprises a tray (tray) having a plurality of nozzles to which the oxidant solution is injected, nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal apparatus of the exhaust gas.
상기 복수의 노즐에는 초음파 미스트 제조기가 각각 설치되는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 6,
Ultrasonic mist makers are respectively provided in the plurality of nozzles, nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal device of the exhaust gas.
상기 트레이에는 상기 복수의 노즐로 산화제 용액을 공급하기 위한 용액 투입구가 구비되는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 6,
The tray is provided with a solution inlet for supplying an oxidant solution to the plurality of nozzles, nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal apparatus of the exhaust gas.
상기 트레이는 복수개로 형성되며, 상기 흡수탑의 일측과 타측에 교대로 각각 설치되는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 6,
The tray is formed of a plurality, the nitrogen oxide and sulfur oxide simultaneous removal apparatus of the exhaust gas, which are respectively installed alternately on one side and the other side of the absorption tower.
상기 저장탱크로부터 상기 제2 분사부로 산화제 용액이 공급되는 산화제 공급 라인 상에는 유량 조절 밸브가 설치되는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 5,
Simultaneous removal apparatus for nitrogen oxide and sulfur oxides of the exhaust gas is installed on the oxidant supply line through which the oxidant solution is supplied from the storage tank to the second injection portion.
상기 입구덕트로 유입되는 배기가스의 일산화질소(NO) 농도를 측정하기 위한 농도측정기;
를 더 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 10,
A concentration meter for measuring nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas flowing into the inlet duct;
Further comprising, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도에 따라 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 제어하는 제어부;
를 더 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 11,
A control unit controlling an injection amount of the oxidant solution injected through the second injection unit according to the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas measured by the concentration meter;
Further comprising, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 제어부는, 상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도가 기준값을 초과하는 경우에는 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 증가시키는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 12,
The control unit, when the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas measured by the concentration meter exceeds a reference value, increasing the injection amount of the oxidant solution injected through the second injector, nitrogen oxides of the exhaust gas and Simultaneous removal of sulfur oxides.
상기 제어부는, 상기 농도측정기에 의해 측정된 배기가스의 일산화질소(NO) 농도가 기준값을 넘지 않는 경우에는 상기 제2 분사부를 통해 분사되는 상기 산화제 용액의 분사량을 감소시키는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 12,
The control unit, when the concentration of nitrogen monoxide (NO) of the exhaust gas measured by the concentration meter does not exceed the reference value, reducing the injection amount of the oxidant solution injected through the second injector, nitrogen oxides of the exhaust gas and Simultaneous removal of sulfur oxides.
상기 유량 조절 밸브는 전동식 밸브인, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 12,
The flow rate control valve is an electric valve, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 입구덕트 또는 상기 흡수탑에 설치되는 난류 발생기;
를 더 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 1,
Turbulence generators installed in the inlet duct or the absorption tower;
Further comprising, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 흡수탱크에서 배출되는 질산(nitric acid)과 황산(sulfuric acid)을 중화시키기 위한 중화탱크;
를 더 포함하는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치. The method of claim 1,
A neutralization tank for neutralizing nitric acid and sulfuric acid discharged from the absorption tank;
Further comprising, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
상기 중화를 위한 중화제는 암모니아수, 요소수 및 탄산칼슘 수용액 중 적어도 하나 이상으로 이루어지는, 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 동시제거 장치.
The method of claim 17,
The neutralizing agent for neutralization is made of at least one or more of ammonia water, urea water and calcium carbonate aqueous solution, the simultaneous removal of nitrogen oxides and sulfur oxides of the exhaust gas.
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KR102276560B1 (en) * | 2020-05-04 | 2021-07-13 | (주)한국이엔지 | Exhaust gas treatment equipment for removing nitrogen oxide and sulfur oxide |
KR20220129395A (en) * | 2021-03-16 | 2022-09-23 | 강림중공업 주식회사 | Apparatus for treating ship exaust gas |
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KR19980030926A (en) | 1996-10-30 | 1998-07-25 | 배순훈 | Battery voltage automatic inspection device with channel switching function |
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