KR20190142088A - Injection nozzle for desulfur ization process of sintered exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소결 배가스의 탈황 공정용 중탄산나트륨의 분사 노즐에 관한 것이다.The present invention relates to an injection nozzle of sodium bicarbonate for the desulfurization process of sintered flue gas.
일반적으로 소결 공정은 고로에 적합한 크기를 갖는 괴상의 소결광을 제조하기 위한 공정이다. 소결광의 주원료인 미립의 철광석에 석회석, 사문암, 규사 등의 부연료, 코크스, 유연탄, 무연탄 등의 연료를 일정 비율로 혼합하여 소결광을 제조한다. 소결 과정에서 철광석 또는 연료 중에 포함되어 있는 황(S) 성분은 소결기에 흡인되는 공기 중의 산소와 반응하여 황산화물(SOx)을 형성하게 된다. 이러한 황산화물은 대기로 그대로 배출될 경우 환경 오염을 초래할 수 있기 때문에, 탈황 공정을 거쳐서 황산화물을 제거한 후 배가스(exhaust gas)를 대기중으로 배출한다.In general, the sintering process is a process for producing a bulk sintered ore having a size suitable for the blast furnace. Sintered ores are prepared by mixing fuels such as limestone, serpentine, silica, and other fuels, coke, bituminous coal, anthracite, and the like in the fine iron ore which is the main raw material of the sintered ore. In the sintering process, sulfur (S) component contained in iron ore or fuel reacts with oxygen in the air drawn into the sintering machine to form sulfur oxides (SOx). Since the sulfur oxides may cause environmental pollution when discharged to the atmosphere as it is, the exhaust gas is discharged to the atmosphere after removing the sulfur oxides through a desulfurization process.
소결 배가스 중의 황산화물을 제거하는 대표적인 탈황 공정으로는 습식 탈황공정과 건식 탈황 공정을 들 수 있다. 습식 탈황 공정은 용액을 사용하는 공정으로서 소석회, 슬러리 등과 같은 알칼리 용액을 사용하는 공정이다. 이러한 습식 탈황 공정은 설비 비용이 고가이며, 폐수처리 등 2차 오염 물질 처리가 필요하다.Representative desulfurization processes for removing sulfur oxides in sintered flue gases include wet desulfurization and dry desulfurization. The wet desulfurization process is a process using a solution and an alkaline solution such as slaked lime and slurry. This wet desulfurization process is expensive and requires secondary pollutant treatment such as wastewater treatment.
따라서, 최근에는 소결 배가스의 탈황 공정으로 대부분 건식 공정 또는 반건식 공정을 사용하고 있다. 건식 공정 또는 반건식 공정의 예로는 활성탄 흡착공정, 석회 투입 공정, 또는 중탄산나트륨 투입 공정 등을 들 수 있다.Therefore, in recent years, most of a dry process or a semi-dry process is used as a desulfurization process of sintered flue gas. Examples of dry or semi-dry processes include activated carbon adsorption, lime addition, or sodium bicarbonate addition.
중탄산나트륨 투입 공정은 중탄산나트륨(NaHCO3)을 분말 형태로 백필터 전단에서 투입하고 중탄산나트륨의 분사 노즐을 통해 분사시켜 황산화물을 제거한다. In the sodium bicarbonate input process, sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) is injected into the front of the bag filter in a powder form and sprayed through an injection nozzle of sodium bicarbonate to remove sulfur oxides.
이 때, 중탄산나트륨은 직진 방향으로 분사되므로, 덕트(Duct)의 내부에서 일정 구역에만 중탄산나트륨이 분사되어 일부의 황산화물만 제거된다. 따라서, 미반응 중탄산나트륨이 증가하고, 덕트 내부의 황산화물을 규정 농도(약 200ppm)로 관리하기 위해서는 많은 양의 중탄산나트륨을 투입해야 한다. At this time, since the sodium bicarbonate is injected in a straight direction, sodium bicarbonate is injected only in a predetermined region inside the duct to remove only some sulfur oxides. Therefore, unreacted sodium bicarbonate increases, and a large amount of sodium bicarbonate must be added to manage sulfur oxides in the duct at a prescribed concentration (about 200 ppm).
또한, 미반응 중탄산나트륨은 더스트(Dust)와 흡착하여 호퍼(Hopper) 하부로 관성에 의해 떨어지며, 중탄산나트륨과 황산화물의 반응물인 망초(Na2SO4)를 폐기 처리하는 경우 폐기물 처리 비용이 증가하고 제조 원가 상승하게 된다.In addition, unreacted sodium bicarbonate is adsorbed with dust and falls to the bottom of the hopper by inertia, and waste disposal costs increase when disposing of the reaction of sodium bicarbonate and sulfur oxides (Na 2 SO 4 ). Manufacturing costs will rise.
본 발명에서는 덕트(Duct)의 내부에서 중탄산나트륨과 황산화물을 최대화시킬 수 있는 중탄산나트륨의 분사 노즐을 제공하고자 한다.In the present invention, to provide a spray nozzle of sodium bicarbonate that can maximize the sodium bicarbonate and sulfur oxide in the interior of the duct (Duct).
본 발명의 일 측면에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐은 소결 배가스의 탈황 공정용 중탄산나트륨을 분사하는 배관, 그리고 상기 배관의 단부에 설치되며 상기 중탄산나트륨을 분산시키는 분산기를 포함하고, 상기 분산기는 상기 배관 내부의 공기를 흡입하는 배관 흡입부, 그리고 상기 배관의 연장 방향과 교차하는 분산판을 포함한다.The injection nozzle of sodium bicarbonate according to an aspect of the present invention includes a pipe for injecting sodium bicarbonate for the desulfurization process of sintered flue gas, and a disperser installed at an end of the pipe and dispersing the sodium bicarbonate, wherein the disperser is the pipe And a pipe suction part for sucking air therein, and a dispersion plate intersecting with an extension direction of the pipe.
상기 분산판은 부채꼴 형상의 지지판, 상기 지지판을 복수의 구역으로 나누는 복수개의 가이드부를 포함할 수 있다.The distribution plate may include a fan-shaped support plate, and a plurality of guide portions dividing the support plate into a plurality of zones.
상기 가이드부는 상기 지지판의 가장자리에 위치하는 제1 가이드부, 그리고 상기 지지판의 중앙부에 위치하는 제2 가이드부를 포함할 수 있다.The guide part may include a first guide part located at an edge of the support plate, and a second guide part located at a central part of the support plate.
상기 제1 가이드부의 크기는 상기 제2 가이드부의 크기보다 클 수 있다.The size of the first guide portion may be larger than the size of the second guide portion.
상기 지지판은 상기 배관과 대응하는 위치에 분산 홀을 가질 수 있다.The support plate may have a distribution hole in a position corresponding to the pipe.
상기 배관 흡입구는 관통홀을 가지며, 상기 관통홀은 상기 배관의 단부에 인접하게 위치할 수 있다.The pipe suction port may have a through hole, and the through hole may be positioned adjacent to an end of the pipe.
상기 분산기는 상기 배관을 고정하는 배관 고정부를 더 포함할 수 있다.The disperser may further include a pipe fixing part for fixing the pipe.
상기 배관 고정부는 상기 배관을 지지하는 제1 고정부, 그리고 상기 제1 고정부에 체결되며, 상기 배관을 고정하는 제2 고정부를 포함할 수 있다.The pipe fixing part may include a first fixing part which supports the pipe, and a second fixing part which is fastened to the first fixing part and fixes the pipe.
본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐은 산란형의 분산기를 배관의 단부에 설치함으로써, 덕트의 내부에 배가스중의 황산화물과 중탄산나트륨(NaHCO3)이 충분히 결합하여 반응할 수 있는 구간을 확보할 수 있다.Sodium bicarbonate spray nozzle according to an embodiment of the present invention by installing a scattering type of disperser at the end of the pipe, the section in which the sulfur oxide in the exhaust gas and sodium bicarbonate (NaHCO3) in the duct can be sufficiently combined and reacted Can be secured.
따라서, 미반응된 중탄산나트륨(NaHCO3)을 최소화시키고, 대기 중으로 방산되는 황산화물의 발생량을 감소시켜 대기 환경 오염을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the unreacted sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), and to reduce the amount of sulfur oxides released into the atmosphere to prevent air pollution.
또한, 중탄산나트륨(NaHCO3)을 절감하고, 폐기물로 버려지는 미반응 중탄산나트륨(NaHCO3)의 낭비를 예방할 수 있다.In addition, reduction with sodium bicarbonate (NaHCO 3), and can prevent wasted unreacted sodium bicarbonate (NaHCO 3) of the waste to waste.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 배관의 사시도이다.
도 3은 도 2의 배관의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 분산기의 일 방향에서의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 분산기의 다른 방향에서의 사시도이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 분산기의 상면도이다.
도 7은 도 4 및 도 5의 분산기의 측면도이다.1 is a schematic perspective view of a spray nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the pipe of the injection nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the pipe of FIG. 2.
4 is a perspective view in one direction of a disperser of a spray nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view from another direction of a disperser of a spray nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention.
6 is a top view of the disperser of FIGS. 4 and 5.
7 is a side view of the disperser of FIGS. 4 and 5.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 개략적인 도면이다. 1 is a schematic diagram of a spray nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐은 중탄산나트륨(NaHCO3)을 분사하는 배관(10), 그리고 배관(10)의 단부에 설치되며 중탄산나트륨을 분산시키는 분산기(20)를 포함한다.As shown in Figure 1, the injection nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention is installed at the end of the
배관(10)은 중탄산나트륨(NaHCO3)을 황산화물(SOx)을 포함하는 소결 배가스 채워진 덕트(DUCT) 내부로 분사시킨다. 중탄산나트륨의 분사 노즐은 배관(10)의 단부를 예리하게 만들어 중탄산나트륨을 덕트(Duct)의 내부로 분사시킨다. 따라서, 중탄산나트륨은 열분해에 의해 다공성 및 고표면적의 탄산나트륨(Na2CO3)으로 전환되고 탄산나트륨(Na2CO3)이 황산화물과 반응하여 망초(Na2SO4)를 형성하므로 덕트(DUCT) 내부에서 황산화물을 제거할 수 있다. 이러한 망초(Na2SO4)는 백 필터(Bag Filter)에서 더스트(Dust)와 함께 포집되어 탈진되면 수송 설비를 이용하여 호퍼(Hopper)에 저장후 차량을 이용하여 폐기물 처리한다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 배관(10)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 배관의 단면도이다.2 is a perspective view of a
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 배관(10)은 복수개의 제1 배관(11), 제1 배관보다 짧은 길이를 가지는 복수개의 제2 배관(12)을 포함한다. 배관(10)은 덕트(DUCT) 배부의 모든 공간에 균일하게 중탄산나트륨을 분사하기 위해 서로 다른 길이를 가지는 제1 배관(11) 및 제2 배관(12)을 포함할 수 있다. 배관(10)은 노즐 체결부(10a)를 통해 덕트(DUCT)의 상부에 체결되며, 배관(10)은 수직 하방으로 연장되므로, 수직 하방으로 중탄산 나트륨을 분사하게 된다. As shown in FIGS. 1 to 3, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 분산기의 일 방향에서의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 분산기의 다른 방향에서의 사시도이며, 도 6은 도 4 및 도 5의 분산기의 상면도이고, 도 7은 도 4 및 도 5의 분산기의 측면도이다.Figure 4 is a perspective view from one direction of the disperser of the sodium bicarbonate spray nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a perspective view from another direction of the disperser of a spray nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention 6 is a top view of the disperser of FIGS. 4 and 5, and FIG. 7 is a side view of the disperser of FIGS. 4 and 5.
도 1, 도 4 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 분산기(20)는 배관(10) 내부의 공기를 흡입하는 배관 흡입부(21), 그리고 배관(10)의 연장 방향과 교차하는 분산판(22), 배관(10)을 고정하는 배관 고정부(23)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 4 to 7, the
중탄산나트륨은 열분해에 의해 황산화물과 반응하는 탄산나트륨(Na2CO3)으로 전환되나, 완전히 열분해가 되지 않은 상태에서 중탄산나트륨이 황산화물과 반응하면 탈황 효율이 저하된다. Sodium bicarbonate is converted to sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) that reacts with sulfur oxides by pyrolysis, but desulfurization efficiency is lowered when sodium bicarbonate reacts with sulfur oxides without being completely pyrolyzed.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐의 분산기(20)는 중탄산나트륨을 분산시킴으로써, 중탄산나트륨의 열분해가 신속하게 이루어지도록 하고, 주변의 황산화물과 충분히 반응하도록 한다. However, the
배관 흡입부(21)는 중앙부에 관통홀(21a)을 가질 수 있다. 이러한 관통홀(21a)은 배관(10)의 단부에 인접하게 위치하므로, 배관(10) 내부의 공기를 흡입할 수 있다. 따라서, 배관 흡입부(21)는 덕트(DUCT) 내부에서 공기의 흐름을 빠르게 할 수 있으므로, 배관(10)을 통해 분사하는 중탄산나트륨이 보다 용이하게 주변으로 분산되도록 한다.The
분산판(22)은 부채꼴 형상을 가지는 지지판(22a), 지지판(22a)을 복수의 구역으로 나누는 복수개의 가이드부(22b, 22c)를 포함한다. The
지지판(22a)은 부채꼴 형상을 가지며, 부채꼴의 좁은 부분은 배관(10)에 대응하여 위치할 수 있다. 따라서, 지지판(22a)은 배관(10)에서 분사된 중탄산나트륨을 부채꼴 형상의 지지판(22a)을 따라 전면적으로 분산시킬 수 있다. The
지지판(22a)은 배관(10)과 소정 간격 이격하여 배관(10)과 대응하는 위치에 분산 홀(H)을 가질 수 있다. 분산 홀(H)은 배관(10)의 막힘을 방지하고, 배관(10)에서 중탄산나트륨이 분사 시 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 분산홀(H)은 70mm 내지 90mm의 직경을 가질 수 있다. The
복수개의 가이드부(22b, 22c)는 지지판(22a)의 가장자리에 위치하는 제1 가이드부(22b), 그리고 지지판(22a)의 중앙부에 위치하는 제2 가이드부(22c)를 포함한다. 제1 가이드부(22b)의 크기는 제2 가이드부(22c)의 크기보다 클 수 있다. 즉, 제1 가이드부(22b)의 길이는 제2 가이드부(22c)의 길이보다 클 수 있다. 그리고, 제1 가이드부(22b)의 높이는 제2 가이드부(22c)의 높이보다 클 수 있다. The plurality of
이러한 가이드부(22b, 22c)는 중탄산나트륨을 원하는 방향으로 가이드하며 균일하게 분산한다. 즉, 제1 가이드부(22b)는 중탄산나트륨의 전체적인 분산 방향을 가이드하며, 제2 가이드부(22c)는 중탄산나트륨이 균일하게 분산되도록 가이드한다. These guide
배관 고정부(23)는 배관(10)을 지지하는 제1 고정부(23a), 그리고 제1 고정부(23a)에 체결되며, 배관(10)을 고정하는 제2 고정부(23b)를 포함한다.The
제1 고정부(23a)는 배관 흡입부에서 연장되어 있으므로, 배관(10)을 강하게 지지할 수 있다. 제2 고정부(23b)는 제1 고정부(23a)와 마주보며 배관(10)이 삽입되도록 U 자 형상을 가지며, 배관(10)을 흔들리지 않도록 고정한다. Since the first fixing
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중탄산나트륨의 분사 노즐은 산란형의 분산기(20)를 배관(10)의 단부에 설치함으로써, 덕트의 내부에 배가스중의 황산화물과 중탄산나트륨(NaHCO3)이 충분히 결합하여 반응할 수 있는 구간을 확보할 수 있다.Thus, the injection nozzle of sodium bicarbonate according to an embodiment of the present invention by installing a
10: 배관
20: 분산기
21: 배관 흡입부
22: 분산판
23: 배관 고정부
H: 홀10: piping 20: disperser
21: pipe suction part 22: dispersion plate
23: pipe fixing part H: hole
Claims (8)
상기 배관의 단부에 설치되며 상기 중탄산나트륨을 분산시키는 분산기
를 포함하고,
상기 분산기는
상기 배관 내부의 공기를 흡입하는 배관 흡입부, 그리고
상기 배관의 연장 방향과 교차하는 분산판
을 포함하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.Piping for injecting sodium bicarbonate for desulfurization of sintered flue gas, and
Disperser is installed at the end of the pipe to disperse the sodium bicarbonate
Including,
The disperser
A pipe suction part for sucking air in the pipe, and
Dispersion plate intersects the extension direction of the pipe
Injection nozzle of sodium bicarbonate comprising a.
상기 분산판은
부채꼴 형상의 지지판,
상기 지지판을 복수의 구역으로 나누는 복수개의 가이드부를 포함하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 1,
The dispersion plate is
Fan-shaped support plate,
An injection nozzle of sodium bicarbonate comprising a plurality of guides for dividing the support plate into a plurality of zones.
상기 가이드부는
상기 지지판의 가장자리에 위치하는 제1 가이드부, 그리고
상기 지지판의 중앙부에 위치하는 제2 가이드부를 포함하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 2,
The guide part
A first guide part positioned at an edge of the support plate, and
Injection nozzle of sodium bicarbonate comprising a second guide portion located in the central portion of the support plate.
상기 제1 가이드부의 크기는 상기 제2 가이드부의 크기보다 큰 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 3,
The injection nozzle of sodium bicarbonate is larger than the size of the second guide portion.
상기 지지판은 상기 배관과 대응하는 위치에 분산 홀을 가지는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 2,
The support plate is a spray nozzle of sodium bicarbonate having a dispersion hole in a position corresponding to the pipe.
상기 배관 흡입구는 관통홀을 가지며,
상기 관통홀은 상기 배관의 단부에 인접하게 위치하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 1
The pipe inlet has a through hole,
The through hole is a sodium bicarbonate injection nozzle located adjacent to the end of the pipe.
상기 분산기는
상기 배관을 고정하는 배관 고정부를 더 포함하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 1,
The disperser
Injection nozzle of sodium bicarbonate further comprises a pipe fixing part for fixing the pipe.
상기 배관 고정부는
상기 배관을 지지하는 제1 고정부, 그리고
상기 제1 고정부에 체결되며, 상기 배관을 고정하는 제2 고정부
를 포함하는 중탄산나트륨의 분사 노즐.The method of claim 7, wherein
The pipe fixing portion
A first fixing part for supporting the pipe, and
A second fixing part fastened to the first fixing part to fix the pipe;
Injection nozzle of sodium bicarbonate comprising a.
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