KR20200065129A - Co2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치 및 이를 구비한 고로가스 청정 시스템 - Google Patents
Co2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치 및 이를 구비한 고로가스 청정 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
일 실시예에 따르면, 비숍 스크러버로(3)부터 배출되는 고로가스의 적어도 일부를 유입 받고, 유입 받은 고로가스에서 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하는 CO2 분리 및 회수 장치(60); 및 CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 CO2 마이크로 버블링 장치(70);를 포함하며, CO2 마이크로 버블링 장치(70)에 의해 생성된 CO2 미세 버블 함유수가 비숍 스크러버로 제공되는 것을 특징으로 하는 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치 및 이를 구비한 고로가스 청정 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래의 고로가스 청정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 고로가스 청정 시스템은 더스트 캐처(2), 비숍 스크러버(3), 데미스터(Demister)(4), 및 티알피(5)를 포함한다. 여기서, 비숍 스크러버(3)는 비숍 스크러버 1단 집진수 배출관(3-1), 비숍 스크러버 집진수 분사노즐(3-9), 비숍 스크러버 콘(Bischoff Con)(3-10), 비숍 스크러버 리싸이클(Recycle) 펌프(3-11), 및 비숍 스크러버 톱(Top) 집진수 분사노즐(3-12)을 포함한다.
고로(1)에서 발생되는 고로가스(G1)는 열원으로 사용되기 위해서 더스트 개처(2)로 이동된다. 더스트 캐처(2)(Dust Catcher)는 굵은 더스트를 집진하는 건식집진 설비이며, 고로가스(G1)는 더스트 캐처(2)로 이동되어 굵은 더스트가 집진된 후 비숍 스크러버(3)(Bischoff Scrubber, 이하 '비숍 스크러버' 또는 '비숍' 라고 약칭함)로 이동된다. 비숍 스크러버(3)는 더스트 캐처(2)로부터 오는 고로가스(G1)에 물(집진수)을 분사시켜 미세한 더스트를 집진하는 구성을 가진다.
비숍 스크러버(3)를 통과한 고로가스(G1)는 데미스터(4)를 거쳐서 필터링 된후 고압의 청정 고로가스(G2)로 되며, 이후 티알피(5)를 통과하면서 저압의 청정 고로가스(G3)로 되어 배출된다.
데미스터(4)에 설치된 디개싱 타워(Degassing Tower)는 고로가스(G1)에서 불순물을 제거한다. 디개싱 타워(3-2)로부터 배출되는 불순물이 함유된 물을 집진수 트랩(Trap)(3-3)이 집수하며, 이렇게 집수된 집진수는 시크너 폰드(Thickener Pond)로 이동된다. 시크너 폰드(3-4)에서 집진수는 응집처리되며, 시크너 폰드(3-4)에서 넘친 청정수(상등수)는 상등수 리턴 트라프(3-5)을 통해서 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)에 저장된다. 이후, 비숍 스크러버 서플라이(Supply) 펌프(3-7)에 의해서 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-7)에 저장된 청정수는 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)을 경유하여 비숍 스크러버 집진수 분사노즐(3-9)을 통해서 비숍 스크러버(3)에 분사된다.
한편, 종래의 비숍 스크러버(3)에서 사용된 물(집진수)은 수처리 설비인 시크너(Thickener) 폰드(3-4)에서 처리후 재사용되며, 이 과정에서 집진수 페하(pH)가 상승하는 현상이 나타난다. 이러한 고로가스 집진수의 고(高) 페하는 수처리 설비 폰드(3-4)에서 응집, 침전을 저해시키므로 비숍 급수조인 비숍 셋틀링 탱크(3-6)(bischoff Settling Tank) 내에 슬러지 누적되는 현상과 집진수 급수관내 스케일 부착에 의한 관경축소로 비숍 집진수 유량 저하를 초래하여 청정 고로가스의 품질을 저하(더스트 함유량을 증가)시키므로 수처리 공정 장애 및 후 공정에 제반 문제점을 야기 시키게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치 및 이를 구비한 고로가스 청정 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 비숍 스크러버 집진수의 고 페하의 중화효과를 높일 수 있는 CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치 및 이를 구비한 고로가스 청정 시스템이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 비숍 스크러버로(3)부터 배출되는 고로가스의 적어도 일부를 유입 받고, 유입 받은 고로가스에서 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하는 CO2 분리 및 회수 장치(60); 및 CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 CO2 마이크로 버블링 장치(70);를 포함하며, CO2 마이크로 버블링 장치(70)에 의해 생성된 CO2 미세 버블 함유수가 비숍 스크러버로 제공되는 것을 특징으로 하는 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 고로에서 발생된 고로가스에 물을 분사시켜 더스트를 집진하여 배출하는 비숍 스크러버(3); 비숍 스크러버(8)에서 배출되는 고로가스를 유입받아서 불순물을 필터링하여 고압의 고로가스로 배출하는 데미스터(4); 및 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치;를 포함하며, 데미스터(4)에서 배출되는 고압의 고로가스는 배출 라인을 통해서 배출되며, 배출 라인을 통해 이동되는 고압의 고로가스의 적어도 일부를 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치가 유입받아 CO2 분리 및 회수 장치(60)가 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 CO2 마이크로 버블링 장치(70)가 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 것인, 고로가스 청정 시스템이 제공된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 집진수의 고(高) 페하를 중화시키기 위해서 소요되는 CO2를 청정 고로가스(G2) 중에서 95% 농도로 분리, 농축하고 필요압력으로 압축하여 사용하므로 자체 부생가스중의 CO2만을 분리, 회수하여 활용하는 것과 회수 압축된 95% CO2를 마이크로 버블링 장치를 통해 물(집진수)에 취입하므로 용해반응 효과를 높이게 된다. 이에 의해, 비숍 스크러버 집진수의 고(高) 페하를 빠르게 중화 시키는 효과가 발휘된다.
도 1은 종래의 고로가스 청정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로에 있어서 CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치를 구비한 고로가스 청정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 실시예에서의 C02 분리 및 회수 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 실시예에서 CO2 마이크로 버블링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로에 있어서 CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치를 구비한 고로가스 청정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 실시예에서의 C02 분리 및 회수 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 실시예에서 CO2 마이크로 버블링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 축소된 것이다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
용어
본원 명세서에서, 용어 '미세 버블'은 버블의 직경이 수백 마이크로미터에서 수십 나노미터터인 경우를 의미한다.
본원 명세서에서, 용어 '유로'는 유체가 이동될 수 있는 공간을 의미한다.
본원 명세서에서, 용어 '관' 또는 '라인'은 유로를 제공하는 구성요소이다.
본원 명세서에서, 용어 '연결'(또는 '연통')은 직접적인 연결(또는 직접적인 연통)과 간접적인 연결(또는 간접적인 연통)을 포함한다. 직접적인 연결은 연결되는 구성요소들 사이에 다른 구성요소가 게재되어 있지 않은 것이고, 간접적인 연결은 연결되는 구성요소들 사이에 다른 하나 이상의 구성요소들이 게재되어 있을 수 있는 것이다.
본원 명세서에서, '흐름을 조절'한다고 함은 흐름을 막거나, 흐름을 허용하거나, 흐르는 양을 조절하는 것을 포함하는 개념이다. 예를 들면, 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소는 유체의 흐름을 막거나, 유체의 흐름을 허용하거나, 흐르는 유체의 양을 조절하는 있는 구성요소로서, 밸브나 유체 부하가 있을 수 있다.
본원 명세서에서, '밸브'는 유체의 흐름을 조절할 수 있는 구성요소이며, 유체의 흐름을 막거나 유체의 흐름을 허용하거나 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있는 구성요소를 의미하며, 예를 들면 온-오프 밸브와 컨트롤 밸브와 같은 기기들일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치는 비숍 스크러버로(3)부터 배출되는 고로가스의 적어도 일부를 유입 받고, 유입 받은 고로가스에서 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하는 CO2 분리 및 회수 장치(60); 및 CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 CO2 마이크로 버블링 장치(70);를 포함하며, CO2 마이크로 버블링 장치(70)에 의해 생성된 CO2 미세 버블 함유수가 비숍 스크러버로 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2 분리 및 회수 장치(60)는
냉각 필터(6-2), 멤브레인 컨택터(6), CO2 리시버(6-5), CO2 압축기(6-6), 냉각기(Chiller)(6-7), 및 CO2 고압 리시버(6-8)를 포함하며, 비숍 스크러버(3)로부터 배출되는 고로가스는 냉각 필터(6-2)에 의해 이물질이 제거 및 냉각되고, 냉각 필터(6-2)에 의해 필터링된 고로가스를 멤브레인 컨택터(6)가 유입받아서 CO2를 분리하여 배출하며, 멤브레인 컨택터(6)에 의해 배출되는 CO2를 CO2 리시버(6-5)가 유입받아 저장하고, CO2 압축기(6-6)는 CO2 리시버(6-5)가 저장하는 CO2를 유입받아서 압축하여 배출하고, 냉각기(Chiller)(6-7)는 CO2 압축기(6-6)에 의해 압축되어 배출되는 CO2를 유입받아서 냉각시켜서 배출하고, 그리고 CO2 고압 리시버(6-8)는 냉각기(6-7)에 의해 냉각되어 배출되는 CO2를 고온 및 고압으로 저장한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2 마이크로 버블링 장치(70)는
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제1용해탱크(7-6), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 포함하며, 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있고, CO2 분리 및 회수 장치에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 일부는 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 나머지는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되는 CO2의 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 물이 유입되는 배관으로 주입되고, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되는 CO2의 다른 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)와 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)의 사이의 배관으로 주입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2 마이크로 버블링 장치(70)는
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제1용해탱크(7-6), 제2용해탱크(7-7), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 포함하며, 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있고,
CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 일부는 상기 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 다른 일부는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 또 다른 일부는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-5)로 유입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면,
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되는 CO2의 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 물이 유입되는 배관으로 주입되고, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되는 CO2의 다른 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)와 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)의 사이의 배관으로 주입되고, CO2 제3 취입노즐 박스(7-5)로 유입되는 CO2의 또 다른 일부는, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)와 CO2 제3 취입노즐 박스(7-5)의 사이의 배관으로 유입된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 충돌식 노즐(7-9), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 충돌식 노즐(7-9), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고로가스 청정 시스템은 고로에서 발생된 고로가스에 물을 분사시켜 더스트를 집진하여 배출하는 비숍 스크러버(3); 비숍 스크러버(8)에서 배출되는 고로가스를 유입받아서 불순물을 필터링하여 고압의 고로가스로 배출하는 데미스터(4); 및 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치;를 포함하며, 데미스터(4)에서 배출되는 고압의 고로가스는 배출 라인을 통해서 배출되며, 배출 라인을 통해 이동되는 고압의 고로가스의 적어도 일부를 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치가 유입받아 CO2 분리 및 회수 장치(60)가 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 CO2 마이크로 버블링 장치(70)가 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성한다.
이하에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로에 있어서 CO2 마이크로 버블링 장치를 이용한 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치(이하, '비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치'라고 함)를 구비한 고로가스 청정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로가스 청정 시스템은, 비숍 스크러버(3), 데미스터(4), 시크너 폰드(3-4), 및 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치는 C02 분리 및 회수장치(60)와 CO2 마이크로 버블링 장치(70)를 포함한다.
비숍 스크러버(3)는 고로에서 발생된 고로가스(G1)에 물(집진수)을 분사시켜 미세한 더스트를 집진하고, 데미스터(4)는 불순물을 필터링하여 배출 라인을 통해 고압의 청정 고로가스(G2)로 배출하며, 바이패스 컨트롤 밸브(V1)와 바이패스 밸브(V2)는 상기 배출 라인에 흐르는 고압의 청정 고로가스(G3)를 저압의 청정 고로가스(G3)로 압력을 변환하여 배출한다. 한편, 데미스터(4)에서 발생된 불순물이 포함된 물은 트라프(3-3)를 경유하여 시크너 폰드(3-4)로 이동된 후 응집처리되며, 시크너 폰드(3-4)에서 넘친 청정수(상등수)는 후술하는 상등수 리턴 트라프(3-5)를 통해서 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)에 저장된다.
비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치는 데미스터(4)에서 배출되는 고압의 청정 고로가스(G2)의 적어도 일부를 유입 받아서, CO2를 분리 및 회수한 후 CO2 농도가 높도록 압축한 후, 그러한 CO2가 포함된 미세 버블을 비숍 스크러버(3)에 제공한다. 이에 의해 CO2의 용해도가 높아지므로, 집진수의 고 페하를 효과적으로 중화시킬 수 있게 된다.
즉, C02 분리 및 회수장치(60)는 데미스터(4)에서 배출되는 고압의 청정 고로가스(G2)의 적어도 일부를 유입 받아서, CO2를 분리 및 회수한 후 CO2 농도가 높도록 압축하여 배출하며, CO2 마이크로 버블링 장치(70)는 그렇게 압축된 CO2를 유입받아서 CO2가 포함된 미세 버블을 비숍 스크러버(3)에 제공한다.
도 2를 계속 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로가스 청정 시스템은 비숍 스크러버 서플라이 펌프(3-7), 고압 청정고로가스 유입 라인(6-1), 리턴가스 라인(6-3), 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8), 집진수 유입라인(7-1), CO2 용해수 공급라인(7-12), 트라프(3-3), 상등수 리턴 트라프(3-5), 유체의 흐름을 조절하기 위한 밸브, 및 CO2 공급 메인관(7-2C)을 더 포함할 수 있다.
비숍 스크러버 서플라이 펌프(3-7)는 CO2 마이크로 버블링 장치(70)에 의해 생성된 CO2 용해수를 CO2 용해수 공급라인(7-12)과 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)을 통해서 비숍스크러버(3)에게 제공한다. 한편, 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)의 말단(비숍 스크러버(3)에 위치되는 부분)에는 미세 버블의 원활한 생성을 위해서 노즐(미 도시)이 위치될 수도 있다.
CO2 공급 메인관(7-2C)은 CO2 분리 및 회수 장치에 의해 생성된 CO2 가스를 CO2 마이크로 버블링 장치(70)에게 제공하기 위한 유로를 제공하며, 집진수 유입라인(7-1)은 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)에 저장된 집진수의 적어도 일부를 CO2 취입노즐 박스들(제1차, 제2차, 및 제3차)에게 제공하기 위한 유로를 제공한다. 또한, 고압 청정고로가스 유입 라인(6-1)은 고압의 청정 고로가스(G2)를 CO2 분리 및 회수 장치(60)에게 공급하기 위한 유로를 제공하고, 리턴 가스 라인(603)은 CO2가 분리되고 남은 고로가스를 저압의 고로가스(G3)가 이동하는 라인(배출라인)으로 제공하기 위한 유로를 제공한다.
도 3은 도 2의 실시예에서 CO2 분리 및 회수 장치(60)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 분리 및 회수 장치(60)는 고로가스(G2)의 적어도 일부를 유입받아서 고로가스(G2)로부터 CO2를 분리, 회수, 농축 및 압축하여 CO2 마이크로 버블링 장치(70)에게 제공하고, CO2가 분리되고 남은 고로가스(G2)는 다시 리턴 가스 라인(6-3)을 통해서 고로가스(G3)가 이동하는 배출라인으로 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 분리 및 회수 장치(60)는 멤브레인 컨택터(MC; Membrane Contactor=CO2 회수 농축기)(6), 냉각 필터(6-2), CO2 리시버(6-5), CO2 압축기(6-6), 냉각기(Chiller)(6-7), CO2 고압 리시버(6-8)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소들 사이에는 유체가 이동할 수 있는 라인들이 위치되어 있으며(예를 들면, 회수 CO2 라인: 멤브레인 컨택터에서 농축된 CO2가 CO2 리시버(6-5)로 이동할 수 있는 라인), 또한 멤브레인 컨택터(6)에서 CO2가 회수되고 난 후의 고로가스를 저압의 고로가스(G3)가 이동하는 라인으로 이동될 수 있는 유로를 제공하는 리턴가스 라인(6-3)도 배치된다. 또한, 그러한 라인들에는 온도, 농도, 또는 압력을 측정하기 위한 측정장치들(6-E1; 고압 청정 고로가스 온도계, 6-E2; 고압 청정 고로가스 압력계, 6-E3; 고로가스 CO2 농도계(%), 6-E4; 회수가스 CO2 농도계(%), 6-E5; 리턴가스 CO2 농도계(%), 6-E6; 고압CO2 리시버 압력계, 6-E7; 고압CO2 온도계)과 유체의 흐름을 조절할 수 있는 밸브가 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2 분리 및 회수 장치(60)는 저 농도(예를 들면, 22~24%)의 CO2를 고농도(예를 들면 95%)의 CO2로 분리 및 회수하여 농축하는 동작을 수행한다.
보다 구체적으로 설명하면, 냉각 필터(6-2)는 고로가스(G2)를 유입받아 불순물을 제거하면서 냉각시켜서 멤브레인 컨택터(6)로 제공한다. 멤브레인 컨택터(6)는 불순물이 제거된 고로가스에서 CO2를 분리하고 분리한 CO2를 CO2 리시버(6-5)에 저장한다. CO2 리시버(6-5)에 저장된 CO2는 CO2 압축기(6-6)에서 압축되고, 냉각기(6-7)에 의해서 냉각된 후에 CO2 고압 리시버(6-8)에 저장된다. 이후, CO2 고압 리시버(6-8)에 저장된 고농도의 CO2는 CO2 공급 메인관(7-2C)을 통해서 CO2 마이크로 버블링 장치(60)로 제공된다.
한편, 멤브레인 컨택터(6)에서 미 회수된 가스는 리턴가스 라인(6-3)을 통해서 저압 청정 고로가스(G3)와 합류된다.
도 4는 도 2의 실시예에서 CO2 마이크로 버블링 장치(70)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 마이크로 버블링 장치(70)는 CO2 분리 및 회수 장치(60)로부터 고농도 및 고압의 CO2를 유입받아서 미세 버블이 함유된 함유수 - CO2가 녹아있고, CO2가 포함된 미세 버블이 포함된 물 - (이하, 'CO2 미세 버블 함유수')를 생성하여 비숍 스크러버(3)에게 제공한다. CO2 미세 버블 함유수가 비숍 스크러버(3)에 유입되면, 비숍 스크러버(3)에 존재하는 집진수와 CO2가 반응하여 페하가 중화된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 마이크로 버블링 장치(70)는 복수의 CO2 취입노즐 박스들(7-3, 7-4, 7-5), 복수의 다단 용해탱크들(7-6, 7-7, 7-8), 충돌식 노즐(7-9), 용해 반응조(7-10), 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6), 원수 페하(pH) 측정조(7-2)를 포함한다. 이들 구성요소들 사이에는 유체가 이동할 수 있는 라인들이 위치되어 있다(예를 들면, CO2 용해수 공급라인(7-12), 집진수 유입라인(7-1), CO2 공급 메인관(7-2C)). 또한, 그러한 라인들에는 온도, 농도, 유량, 또는 압력을 측정하기 위한 측정장치들(7-E1; 원수 페하(pH) 메터, 7-E2; 원수 유량계, 7-E3; CO2 메인 유량계, 7-E4; CO2 1차 유량계, 7-E5; CO2 2차 유량계, 7-E6; CO2 3차 유량계, 7-E7; 1차 용해탱크 집진수 압력계, 7-E8; 2차 용해탱크 집진수 압력계, 7-E9; 3차 용해탱크 집진수 압력계, 7-E10; 중화 처리수 페허(pH)메터))과 라인들에 흐르는 유체의 흐름을 조절하기 위한 밸브들이 위치될 수 있다.
복수의 CO2 취입노즐 박스들(7-3, 7-4, 7-5)은 서로 직렬로 연결되는 CO2 제1차 취입노즐 박스(7-3), CO2 제2차 취입노즐 박스(7-4), 및 CO2 제3차 취입노즐 박스(7-5)를 포함할 수 있다. 여기서는 3개의 취입노즐 박스를 실시하는 것으로 구현되어 있지만, 2개 혹은 4개 이상의 취입노즐 박스도 사용될 수 있다.
복수의 다단 용해탱크들(7-6, 7-7, 7-8)은 서로 직렬로 연결되는 제1차 용해탱크(7-6), 제2차 용해탱크(7-7), 및 제3차 용해탱크(7-8)를 포함할 수 있다. 여기서는 3개의 용해탱크를 실시하는 것으로 구현되어 있지만 이는 예시적인 것으로, 2개 혹은 4개 이상의 용해탱크들이 사용될 수도 있다.
CO2 제1차 취입노즐 박스(7-3)로는 집진수 유입 라인(7-1)을 통해서 비숍 스크러버 집진수(비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)에 저장되어 있던 집진수임)가 가압상태로 유입되며, 동시에 노즐(미 도시)을 통해서 고농도 및 고압의 CO2가 집진수 유입 라인(7-1)으로 주입된다. 이렇게 CO2가 주입된 집진수는 CO2 제1차 취입노즐 박스(7-3)를 통해서 제1차 용해탱크(7-6)에 유입된다. 제1차 용해탱크(7-6)에서는 집진수에 주입된 CO2가 용해되는 반응이 수행될 수 있다.
제1차 용해탱크(7-6)에서 배출되는 집진수는 후단의 제2차 취입노즐 박스(7-4)에 유입되고 CO2가 노즐로 주입되어 집진수와 재차 용해,반응되며 그 후단에 연결 설치되는 제2차 용해탱크(7-7)에 유입되어 중화반응이 진행된다.
제2차 용해탱크(7-7)에서 배출되는 집진수는 다시 후단의 제3차 취입노즐 박스(7-5)에 유입되고 주입 노즐을 통해 CO2가 다시 주입되어 용해되고 그 후단의 제3차 용해탱크(7-8)에 유입되어 중화반응이 진행된다.
제3차 용해탱크(7-8)에서 배출되는 집진수는 충돌식 노즐(7-9)을 통해서 용해 반응조(7-10)로 유입된다. 충돌식 노즐은 외부로 유체(예를 들면, 집진수)를 분사하기 전에, 유체가 흐르는 공간에 구조체를 위치시켜서 유체가 구조체에 충돌한 후에 외부로 분사되도록 하는 구성을 가진 노즐이다.
충돌식 노즐의 예시적인 구성은 한국등록특허공보 10-1144705호에 개시되어 있다. 본 한국등록특허공보에는 인젝터, 충돌식 이류체 생성부, 및 충돌식 노즐부로 이루어진 충돌식 미세 버블 발생장치가 개시되어 있으며, 본원 발명에서의 충돌식 노즐(7-9)은, 상기 한국등록특허공보에 개시된 충돌식 노즐부로 구성되거나, 또는 충돌식 이류체 생성부와 충돌식 노즐부로 구성될 수 있다.
용해 반응조(7-10)에서는 CO2 미세 버블 함유수가 생성된다. 용해 반응조(7-10)에는 또한, 희석기(7-11)가 장착되어 집진수와 CO2 미세 버블이 용이하게 용해 및 반응하게 된다.
용해 반응조(7-10)에서 생성된 CO2 미세 버블 함유수는 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)로 유입되며, 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)에 유입된 CO2 미세 버블 함유수는 CO2 용해수 공급라인(7-12) 및 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)을 통해서 비숍 스크러버(3)로 제공된다.
한편, 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)을 흐르는 유체는 집진수 유입라인(7-1)과 비숍 스크러버(3)으로 분기되며, 집진수 유입라인(7-1)으로 분기된 유체는 복수의 CO2 취입노즐 박스들(7-3, 7-4, 7-5)과 복수의 다단 용해탱크들(7-6, 7-7, 7-8)을 경유하여 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)로 이동된다. 여기서, 비숍 스크러버 집진수 급수관(3-8)을 흐르는 유체는 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)에 저장되어 있던 집진수이며, CO2 미세 버블을 생성하는데 필요한 것이다.
이상 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 고로가스 청정 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
도 2와 도 3을 다시 참조하면, 고압청정 고로가스(G2)가 냉각 필터(Chilling Filter)(6-2)를 통과하면서 고로가스중의 이물질과 응축수가 분리 배출되고 온도는 기준온도 이하로 저하되며, 이후 멤브레인 컨택터(6)로 유입되어 CO2 만(only) 분리 및 회수후 95% 수준으로 농축된다. 한편, 고로가스에서 미회수 가스성분인 시오(CO), 질소(N2), 및 수소(H2)는 배출되어 저압 청정 고로가스(G3) 구간으로 환류된다
한편, 멤브레인 컨택터(6)에서 95% 농도로 분리 및 회수된 CO2는 회수 CO2 라인(6-4)과 연결 설치되는 CO2 리시버(6-5) 및 CO2 압축기(6-6)에서 필요 압력으로 승압되고 냉각기(6-7)에서 사용온도로 냉각된 후 CO2 고압 리시버(6-8)에 저장된다.
이후, 고농도 95% CO2는 도 4를 참조하여 설명한 CO2 마이크로 버블링 장치에 공급되며, 서로 직렬 연결 설치되는 제 1,2,3차 취입노즐 박스(7-3,7-4,7-5)에서 비숍 스크러버(3) 집진수가 가압상태(3∼4 bar)로 통수상태에서 고농도 95% CO2가 주입되므로, 집진수와 주입된 CO2가 후단 용해탱크들(7-6, 7-7, 7-8)에서 물(집진수)과 연속 접촉하면서 중화반응이 일어나면서 흐른다.
또한, 후단에 설치되는 충돌식 노즐(7-9)은 미 반응CO2를 재차 미세 기포화시켜 집진수와 함께 용해반응 수조(7-10)로 제공함으로써 반응도가 더욱 높게 되어 중화효과가 높아 지는 것이다. 한편, 용해 반응조(7-10)의 배출측에서 페하의 중화 상태를 확인할수 있게 된다
이상 설명한 바와 같이, 고압 청정 고로가스(G2)가 멤브레인 컨택터(6)에서 95% CO2로 회수 농축 되고 미회수 되는 일산화탄소(CO), 수소(H2), 질소(N2)는 리턴가스회수라인(6-3)을 통해 청정 저압 고로가스(G3) 구역으로 회수되는 구조가 된다.
또한, 멤브레인 컨택터(6)에서 회수 농축된 95% CO2가 회수 CO2 라인(6-4), CO2 리시버(6-5), CO2압축기(6-6), 냉각기(6-7), 및 고압 CO2 리시버(6-8)를 경유하여 CO2 마이크로 버블링 장치(70)로 제공된다.
CO2 마이크로 버블링 장치(70)에서는, 집진수가 3∼4bar의 압력으로 통수 상태에서 CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 제공받은 95% CO2가 직렬로 연결된 1,2,3차 CO2 취입 노즐박스들(1차; 7-3, 2차; 7-4, 3차; 7-5)를 통해 취입됨으로써, 적정 기액비(CO2와 집진수 유량 비율)를 최적으로 적용할 수 있다.
또한, 후단의 직렬로 연결된 1,2,3차 용해탱크(1차; 7-6, 2차;7-7, 3차; 7-8)에서는 CO2가 집진수와 용해 반응하면서 흐르게 되고, 후단에 적용된 충돌식 노즐(7-9)에서 미반응 기체(CO2)를 미세버블 화하여 후단의 용해반응조(7-10)로 유입시키므로 CO2의 용해 반응을 높이게 된다. 이에 의해 비숍 스크러버 집진수의 고(高) 페하를 효과적으로 중화시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
<도 1에 있어서의 도면 부호>
1: 고로
2: 더스트 캐처(Dust Catcher),
3: 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber),
4: 데미스터(Demister)
5: 티알피(TRP)
G1: 고로가스
G2: 고압 청정 고로가스(2.2∼2.5kg/cm^2)
G3: 저압 청정 고로가스(0.1 kg/cm^2)
V1: 비시브이(BCV: By Pass Control Valve)
V2: 비브이(BV: By Pas Valve)
3-1: 비숍 스크러버 1단 집진수 배출관
3-2: 디개싱 타워
3-3: 제진수 트라프
3-4: 시크너 폰드(Thickener Pond)
3-5: 상등수 리턴 트라프
3-6: 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)
3-7: 비숍 스크러버 서플라이(Supply) 펌프
3-8: 비숍 스크러버 집진수 급수관
3-9: 비숍 스크러버 집진수 분사노즐
3-10: 비숍 스크러버 콘(Bischoff Con)
3-11: 비숍 스크러버 리싸이클(Recycle) 펌프
3-12: 비숍 스크러버 톱(Top) 집진수 분사노즐
3-E1: 상등수 pH(페하) 메터
<도2 에 있어서의 도면부호>
3: 비숍 스크러버 스쿠루버(Bischoff Scrubber)
4: 데미스터(Demister)
G1: 고로가스
G2: 고압 청정고로가스
G3: 저압 청정고로가스
V1: 비시브이(BCV: By Pass Control Valve)
V2: 비브이(BV: By Pas Valve)
3-5: 상등수 리턴 트라프
3-6: 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크
3-7: 비숍 스크러버 서플라이(Supply) 펌프
3-8: 비숍 스크러버 집진수 급수관
3-E1: 상등수 pH(페하) 메터
6: 멤브레인 컨택터(MC: Membrane Contactor=시오투 회수 농축기)
6-1: 고압 청정고로가스 유입 라인
6-2: 냉각 필터(Chilling Filter)
6-3: 리턴가스 라인
6-E1: 고압 청정 고로가스 온도계
6-E2: 고압 청정 고로가스 압력계
6-E3: 고로가스 CO2 농도계(%)
6-E4: 회수가스 CO2 농도계(%)
6-E5: 리턴가스 CO2 농도계(%)
6-4: 회수 CO2 라인
6-5: CO2 리시버
6-6: CO2 압축기
6-7: 냉각기(Chiller)
6-8: CO2 고압리시버
6-E6: 고압CO2 리시버 압력계
6-E7: 고압CO2 온도계
7-1: 집진수 유입라인
7-2: 원수 페하(pH) 측정조
7-2C: CO2 공급 메인관
7-E1: 원수 페하(pH) 메터
7-E2: 원수 유량계
7-E3: CO2 메인 유량계
7-3: CO2 1차 취입노즐 박스
7-4: CO2 2차 취입노즐 박스
7-5: CO2 3차 취입노즐 박스
7-6: 1차 용해탱크
7-7: 2차 용해탱크
7-8: 3차 용해탱크
7-9: 충돌식 노즐
7-10: 용해반응조
7-11: 희석기
7-12: CO2 용해수 공급라인
7-E4: CO2 1차 유량계
7-E5: CO2 2차 유량계
7-E6: CO2 3차 유량계
7-E7: 1차 용해탱크 집진수 압력계
7-E8: 2차 용해탱크 집진수 압력계
7-E9: 3차 용해탱크 집진수 압력계
7-E10: 중화 처리수 페허(pH)메터
<도3 에 있어서의 도면부호>
G2: 고압 청정고로가스
G3: 저압 청정고로가스
6: 멤브레인 컨택터(MC: Membrane Contactor=시오투 회수 농축기)
6-1: 고압 청정고로가스 유입 라인
6-2: 냉각 필터(Chilling Filter)
6-3: 리턴가스 라인
6-E1: 고압 청정 고로가스 온도계
6-E2: 고압 청정 고로가스 압력계
6-E3: 고로가스 CO2 농도계(%)
6-E4: 회수가스 CO2 농도계(%)
6-E5: 리터가스 CO2 농도계(%)
6-4: 회수 CO2 라인
6-5: CO2 리시버
6-6: CO2 압축기
6-7: 냉각기(Chiller)
6-8: CO2 고압리시버
6-E6: 고압CO2 리시버 압력계
6-E7: 고압CO2 온도계
<도4 에 있어서의 도면부호>
7-1: 집진수 유입라인
7-2: 원수 페하(pH) 측정조
7-2C: CO2 공급메인관
7-E1: 원수 페하(pH) 메터
7-E2: 원수 유량계
7-E3: CO2 메인 유량계
7-3: CO2 1차 취입노즐 박스
7-4: CO2 2차 취입노즐 박스
7-5: CO2 3차 취입노즐 박스
7-6: 1차 용해탱크
7-7: 2차 용해탱크
7-8: 3차 용해탱크
7-9: 충돌노즐 박스
7-10: 용해반응조
7-11: 희석기
7-12: CO2 용해수 공급라인
7-E4: CO2 1차 유량계
7-E5: CO2 2차 유량계
7-E6: CO2 3차 유량계
7-E7: 1차 용해탱크 집진수 압력계
7-E8: 2차 용해탱크 집진수 압력계
7-E9: 3차 용해탱크 집진수 압력계
7-E10: 중화 처리수 페허(pH)메터
1: 고로
2: 더스트 캐처(Dust Catcher),
3: 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber),
4: 데미스터(Demister)
5: 티알피(TRP)
G1: 고로가스
G2: 고압 청정 고로가스(2.2∼2.5kg/cm^2)
G3: 저압 청정 고로가스(0.1 kg/cm^2)
V1: 비시브이(BCV: By Pass Control Valve)
V2: 비브이(BV: By Pas Valve)
3-1: 비숍 스크러버 1단 집진수 배출관
3-2: 디개싱 타워
3-3: 제진수 트라프
3-4: 시크너 폰드(Thickener Pond)
3-5: 상등수 리턴 트라프
3-6: 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)
3-7: 비숍 스크러버 서플라이(Supply) 펌프
3-8: 비숍 스크러버 집진수 급수관
3-9: 비숍 스크러버 집진수 분사노즐
3-10: 비숍 스크러버 콘(Bischoff Con)
3-11: 비숍 스크러버 리싸이클(Recycle) 펌프
3-12: 비숍 스크러버 톱(Top) 집진수 분사노즐
3-E1: 상등수 pH(페하) 메터
<도2 에 있어서의 도면부호>
3: 비숍 스크러버 스쿠루버(Bischoff Scrubber)
4: 데미스터(Demister)
G1: 고로가스
G2: 고압 청정고로가스
G3: 저압 청정고로가스
V1: 비시브이(BCV: By Pass Control Valve)
V2: 비브이(BV: By Pas Valve)
3-5: 상등수 리턴 트라프
3-6: 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크
3-7: 비숍 스크러버 서플라이(Supply) 펌프
3-8: 비숍 스크러버 집진수 급수관
3-E1: 상등수 pH(페하) 메터
6: 멤브레인 컨택터(MC: Membrane Contactor=시오투 회수 농축기)
6-1: 고압 청정고로가스 유입 라인
6-2: 냉각 필터(Chilling Filter)
6-3: 리턴가스 라인
6-E1: 고압 청정 고로가스 온도계
6-E2: 고압 청정 고로가스 압력계
6-E3: 고로가스 CO2 농도계(%)
6-E4: 회수가스 CO2 농도계(%)
6-E5: 리턴가스 CO2 농도계(%)
6-4: 회수 CO2 라인
6-5: CO2 리시버
6-6: CO2 압축기
6-7: 냉각기(Chiller)
6-8: CO2 고압리시버
6-E6: 고압CO2 리시버 압력계
6-E7: 고압CO2 온도계
7-1: 집진수 유입라인
7-2: 원수 페하(pH) 측정조
7-2C: CO2 공급 메인관
7-E1: 원수 페하(pH) 메터
7-E2: 원수 유량계
7-E3: CO2 메인 유량계
7-3: CO2 1차 취입노즐 박스
7-4: CO2 2차 취입노즐 박스
7-5: CO2 3차 취입노즐 박스
7-6: 1차 용해탱크
7-7: 2차 용해탱크
7-8: 3차 용해탱크
7-9: 충돌식 노즐
7-10: 용해반응조
7-11: 희석기
7-12: CO2 용해수 공급라인
7-E4: CO2 1차 유량계
7-E5: CO2 2차 유량계
7-E6: CO2 3차 유량계
7-E7: 1차 용해탱크 집진수 압력계
7-E8: 2차 용해탱크 집진수 압력계
7-E9: 3차 용해탱크 집진수 압력계
7-E10: 중화 처리수 페허(pH)메터
<도3 에 있어서의 도면부호>
G2: 고압 청정고로가스
G3: 저압 청정고로가스
6: 멤브레인 컨택터(MC: Membrane Contactor=시오투 회수 농축기)
6-1: 고압 청정고로가스 유입 라인
6-2: 냉각 필터(Chilling Filter)
6-3: 리턴가스 라인
6-E1: 고압 청정 고로가스 온도계
6-E2: 고압 청정 고로가스 압력계
6-E3: 고로가스 CO2 농도계(%)
6-E4: 회수가스 CO2 농도계(%)
6-E5: 리터가스 CO2 농도계(%)
6-4: 회수 CO2 라인
6-5: CO2 리시버
6-6: CO2 압축기
6-7: 냉각기(Chiller)
6-8: CO2 고압리시버
6-E6: 고압CO2 리시버 압력계
6-E7: 고압CO2 온도계
<도4 에 있어서의 도면부호>
7-1: 집진수 유입라인
7-2: 원수 페하(pH) 측정조
7-2C: CO2 공급메인관
7-E1: 원수 페하(pH) 메터
7-E2: 원수 유량계
7-E3: CO2 메인 유량계
7-3: CO2 1차 취입노즐 박스
7-4: CO2 2차 취입노즐 박스
7-5: CO2 3차 취입노즐 박스
7-6: 1차 용해탱크
7-7: 2차 용해탱크
7-8: 3차 용해탱크
7-9: 충돌노즐 박스
7-10: 용해반응조
7-11: 희석기
7-12: CO2 용해수 공급라인
7-E4: CO2 1차 유량계
7-E5: CO2 2차 유량계
7-E6: CO2 3차 유량계
7-E7: 1차 용해탱크 집진수 압력계
7-E8: 2차 용해탱크 집진수 압력계
7-E9: 3차 용해탱크 집진수 압력계
7-E10: 중화 처리수 페허(pH)메터
Claims (10)
- 비숍 스크러버로(3)부터 배출되는 고로가스의 적어도 일부를 유입 받고, 유입 받은 고로가스에서 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하는 CO2 분리 및 회수 장치(60); 및
CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 CO2 마이크로 버블링 장치(70);를 포함하며,
CO2 마이크로 버블링 장치(70)에 의해 생성된 CO2 미세 버블 함유수가 비숍 스크러버로 제공되는 것을 특징으로 하는 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제1항에 있어서,
CO2 분리 및 회수 장치(60)는
냉각 필터(6-2), 멤브레인 컨택터(6), CO2 리시버(6-5), CO2 압축기(6-6), 냉각기(Chiller)(6-7), 및 CO2 고압 리시버(6-8)를 포함하며,
비숍 스크러버(3)로부터 배출되는 고로가스는 냉각 필터(6-2)에 의해 이물질이 제거 및 냉각되고, 냉각 필터(6-2)에 의해 필터링된 고로가스를 멤브레인 컨택터(6)가 유입받아서 CO2를 분리하여 배출하며, 멤브레인 컨택터(6)에 의해 배출되는 CO2를 CO2 리시버(6-5)가 유입받아 저장하고, CO2 압축기(6-6)는 CO2 리시버(6-5)가 저장하는 CO2를 유입받아서 압축하여 배출하고, 냉각기(Chiller)(6-7)는 CO2 압축기(6-6)에 의해 압축되어 배출되는 CO2를 유입받아서 냉각시켜서 배출하고, 그리고 CO2 고압 리시버(6-8)는 냉각기(6-7)에 의해 냉각되어 배출되는 CO2를 고온 및 고압으로 저장하는 것을 특징으로 하는 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제1항에 있어서,
CO2 마이크로 버블링 장치(70)는
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제1용해탱크(7-6), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 포함하며,
상기 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있고,
CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 일부는 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 나머지는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되는 것인 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제3항에 있어서,
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되는 상기 CO2의 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 물이 유입되는 배관으로 주입되고, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되는 상기 CO2의 다른 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)와 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)의 사이의 배관으로 주입되는 것을 특징으로 하는 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제1항에 있어서,
CO2 마이크로 버블링 장치(70)는
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제1용해탱크(7-6), 제2용해탱크(7-7), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 포함하며,
상기 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있고,
CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 일부는 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 다른 일부는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2의 또 다른 일부는 CO2 제2 취입노즐 박스(7-5)로 유입되는 것인 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제5항에 있어서,
CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 유입되는 상기 CO2의 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)로 물이 유입되는 배관으로 주입되고, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)로 유입되는 상기 CO2의 다른 일부는, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3)와 CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)의 사이의 배관으로 주입되고, CO2 제3 취입노즐 박스(7-5)로 유입되는 상기 CO2의 또 다른 일부는, CO2 제2 취입노즐 박스(7-4)와 CO2 제3 취입노즐 박스(7-5)의 사이의 배관으로 유입되는 것인 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 제1항에 있어서,
CO2 마이크로 버블링 장치(70)는 충돌식 노즐(7-9)를 더 포함하며,
상기 물이 CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 충돌식 노즐(7-9), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)를 순차적으로 경유하여 이동하도록, CO2 제1 취입노즐 박스(7-3), 제1용해탱크(7-6), CO2 제2 취입노즐 박스(7-4), 제2용해탱크(7-7), CO2 제3 취입노즐 박스(7-5), 제3용해탱크(7-8), 충돌식 노즐(7-9), 용해 반응조(7-10), 및 비숍 스크러버 셋틀링 탱크(3-6)가 배관에 의해 서로 동작적으로 연결되어 있는 것인 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치. - 고로에서 발생된 고로가스에 물을 분사시켜 더스트를 집진하여 배출하는 비숍 스크러버(3);
비숍 스크러버(8)에서 배출되는 고로가스를 유입받아서 불순물을 필터링하여 고압의 고로가스로 배출하는 데미스터(4); 및
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치;를 포함하며,
데미스터(4)에서 배출되는 고압의 고로가스는 배출 라인을 통해서 배출되며, 배출 라인을 통해 이동되는 고압의 고로가스의 적어도 일부를 상기 비숍 스크러버 집진수 고(高)페하 중화 장치가 유입받아 CO2 분리 및 회수 장치(60)가 CO2를 분리하여 고온 및 고압의 CO2를 생성하고, CO2 분리 및 회수 장치(60)에 의해 생성된 고온 및 고압의 CO2를 CO2 마이크로 버블링 장치(70)가 유입받고, 유입받은 CO2를 물에 단계적으로 주입하여 용해시켜 CO2 미세 버블 함유수를 생성하는 것인, 고로가스 청정 시스템. - 제7항에 있어서,
CO2 분리 및 회수 장치(60)가 CO2를 분리하고 남은 고로가스는 상기 배출 라인으로 이동되는 것인, 고로가스 청정 시스템. - 제7항에 있어서,
시크너 폰드(3-4); 및
비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6);를 더 포함하며,
데미스터(4)에서 발생된 불순물이 포함된 물은 트라프(3-3)를 경유하여 시크너 폰드(3-4)로 이동된 후 응집처리되며,
시크너 폰드(3-4)에서 넘친 청정수(상등수)는 비숍 스크러버 셋틀링(Settling) 탱크(Tank)(3-6)에 저장되는 것인, 고로가스 청정 시스템.
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|---|---|---|---|
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