KR20220099671A - Flue Gas Denitrification System and Desulfurization System In Wet Oxidation Technology - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a flue gas nitrogen oxide and sulfur oxide reduction system by wet ozone oxidation technology. More specifically, in the system, performed are: a step of discharging an exhaust gas from which a sulfur oxide (SOx) of the exhaust gas is separated and removed by spraying ozone water by a nozzle while the exhaust gas of a chimney is vertically discharged from a lower part of a primary scrubber (21) of a sulfur oxide (Sox) removal unit (200) to an upper part and the ozone water, in which ozone supplied from an ozone generator (100) is dissolved, is circulated; an ozone mixing step of mixing the exhaust gas with ozone from the ozone generator for an oxidation reaction; and a wet ozone oxidation step in which the exhaust gas mixed with the ozone is sprayed by a nozzle while circulating water in a secondary scrubber (41) of a nitrogen oxide (NOx) removal unit (400) and thus, a nitrogen oxide (NOx) is separated and removed from the exhaust gas by dissolution-type denitrification. In particular, the exhaust gas, ozone, and ozone water are evenly mixed, and a temperature of the exhaust gas is sequentially cooled in each step. Thus, a denitrification effect is maximized by an oxidation reaction of the ozone and the exhaust gas. Moreover, due to a chemical reaction by an additive, the separation and removal efficiency of sulfur oxide (SOx) and nitrogen oxide (NOx) is further maximized such that the exhaust gas is discharged in a clean state.

Description

습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템{Flue Gas Denitrification System and Desulfurization System In Wet Oxidation Technology}Flue Gas Denitrification System and Desulfurization System In Wet Oxidation Technology

본 발명은 습식오존산화기술을 이용한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 소각로 등의 굴뚝에서 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 습식오존산화공정에 의해 순차적으로 분리 제거하는 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for reducing flue gas nitrogen oxide and sulfur oxide using wet ozone oxidation technology, and more particularly, wet ozone oxidation of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas discharged from chimneys such as incinerators. It relates to a system for reducing flue gas nitrogen oxides and sulfur oxides by wet ozone oxidation technology that sequentially separates and removes them through a process.

일반적으로 대규모 소각로(또는 기타 연소설비) 등의 굴뚝에서 방출되는 배기가스에는 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 다량 포함되어 있어 대기 오염의 주범이 되기 때문에 상기 배기가스의 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 처리하기 위한 처리장치가 필수적으로 설치되고 있다.In general, exhaust gas emitted from chimneys such as large-scale incinerators (or other combustion facilities) contains large amounts of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx), which are the main culprits of air pollution. ) and a treatment device for treating nitrogen oxides (NOx) is essential.

종래 굴뚝의 배기가스 처리장치는 질소산화물을 오존으로 산화시켜서 제거하는 장치 또는 스크러버를 통해 제거하는 방법이 개시되었으나, 이는 질소산화물 및 황산화물을 동시에 제거하지 못하거나, 제거효율이 우수하지 못한 단점이 있었다.The conventional exhaust gas treatment apparatus of the chimney has been disclosed a method for removing nitrogen oxide by oxidizing it with ozone or a method for removing it through a scrubber, but this has the disadvantage that it cannot remove nitrogen oxide and sulfur oxide at the same time or the removal efficiency is not excellent. there was.

이러한 문제점을 해결하고자 공개특허 제10-2017-0026793호에서 과산화수소 액적을 공급하는 초음파 가습기, 오존공급기, 기상반응기 및 습식 스크러버를 포함하는 배기가스 처리장치를 이용하여 질소산화물 및 황산화물을 동시에 제거하는 방법이 개시된 바 있었다.In order to solve this problem, in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0026793, nitrogen oxides and sulfur oxides are simultaneously removed using an exhaust gas treatment device including an ultrasonic humidifier, an ozone supplier, a gas phase reactor, and a wet scrubber for supplying hydrogen peroxide droplets. A method has been disclosed.

이는 상기 기상반응기로 질소산화물 및 황산화물의 혼합가스와 오존을 공급하여 상기 질소산화물 및 황산화물을 산화시키는 단계(단계 1); 및 상기 습식 스크러버를 통해 단계 1에서 산화된 혼합가스를 0.1 내지 5.0 mol/L 농도의 과산화수소 60 내지 90μm 크기의 액적으로 흡수, 제거하는 단계(단계 2)에 의해 질소산화물 및 황산화물을 동시에 2단계에 의해 제거하도록 하는 것이었다.This includes oxidizing the nitrogen oxides and sulfur oxides by supplying ozone and a mixed gas of nitrogen oxides and sulfur oxides to the gas phase reactor (step 1); and absorbing and removing the mixed gas oxidized in step 1 through the wet scrubber into droplets of 60 to 90 μm in size with a concentration of 0.1 to 5.0 mol/L (step 2) to simultaneously remove nitrogen oxides and sulfur oxides in two steps was to be removed by

그러나 상기한 종래 배기가스 처리장치는 배기가스와 오존의 혼합, 오존과 배기가스의 산화 반응을 위한 반응 시간, 최적의 온도 조건을 제공하지 못하면서 오존의 파괴율이 높아져 산화 효율이 떨어지고, 뿐만 아니라 오존 이외에 질소산화물 및 황산화물 제거를 위한 산화 방식 이외의 화학적 반응 등을 다양하게 포함하지 않으면서 배기가스의 질소산화물 및 황산화물 제거 효율이 극대화되지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional exhaust gas treatment apparatus does not provide the mixture of exhaust gas and ozone, reaction time for the oxidation reaction of ozone and exhaust gas, and optimum temperature conditions. In addition, there was a problem in that the nitrogen oxide and sulfur oxide removal efficiency of the exhaust gas could not be maximized without including various chemical reactions other than the oxidation method for removing nitrogen oxides and sulfur oxides.

등록특허 제10-1544280호(2015년08월06일)Registered Patent No. 10-1544280 (August 06, 2015) 등록특허 제10-1572321호(2015년11월20일)Registered Patent No. 10-1572321 (November 20, 2015) 공개특허 제10-2017-0026793호(2017년03월09일)Publication No. 10-2017-0026793 (Mar. 09, 2017)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 소각로 등의 굴뚝에서 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 습식오존산화공정에 의해 순차적으로 분리 제거하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art, and sequentially separates and removes sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) from exhaust gas discharged from chimneys such as incinerators by wet ozone oxidation process. The purpose is to make it happen.

특히, 상기 배기가스와 오존, 오존수(오존산화수)의 고른 혼합, 상기 배기가스의 온도를 순차 냉각시켜 오존과 배기가스의 산화 반응에 의해 탈질 효과를 극대화함은 물론 첨가제에 의한 화학 반응으로 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)의 분리 제거 효율을 극대화하도록 하는데 그 목적이 있다.In particular, the exhaust gas, ozone, and ozone water (ozonized water) are evenly mixed, and the temperature of the exhaust gas is cooled sequentially to maximize the denitrification effect by the oxidation reaction of ozone and exhaust gas, as well as sulfur oxides through chemical reaction with additives. The purpose is to maximize the separation and removal efficiency of (SOx) and nitrogen oxides (NOx).

이러한 본 발명은 오존을 발생시키는 오존 발생부와; 굴뚝의 배기가스를 1차 스크러버 하부에서 상부로 수직 배출하되, 상기 1차 스크러버 내부에 상하로 노즐을 설치하고, 상기 노즐은 오존 발생부에서 공급되는 오존을 1차 스크러버 하부의 수조에서 오존 용해기에 의해 용해시킨 오존수를 순환 펌프에 의해 순환 공급하면서 노즐 하부로 분사하여 배기가스의 황산화물(SOx)을 분리 제거하는 황산화물(SOx) 제거부와; 상기 1차 스크러버 상부와 오존 발생부에서 오존이 주입되는 연결관으로 연결되어 배기가스와 오존을 함께 공급하되, 본체의 내부 일측에서 격벽에 의해 구획되어 배기가스와 오존을 하부에서 상부로 승강시키는 제1 덕트와 다시 상부에서 하부로 하강시키는 제2 덕트에 의해 배기가스와 오존을 혼합하면서 산화 반응시키는 오존 혼합부 및; 상기 오존 혼합부에서 오존이 혼합 공급된 배기가스를 2차 스크러버의 하부에서 상부로 승강시키면서 하부의 수조에서 순환펌프에 의해 순환 공급되는 물을 노즐에 의해 하부로 분사하여 용해 방식의 탈질 과정에 의해 배기가스의 질소산화물(NOx)을 분리 제거한 후 외부로 방출하는 질소산화물(NOx) 제거부로 구성함에 그 특징이 있다.The present invention includes an ozone generator for generating ozone; The exhaust gas of the chimney is discharged vertically from the lower part of the primary scrubber to the upper part, and nozzles are installed inside the primary scrubber up and down, and the nozzles supply ozone supplied from the ozone generator to the ozone dissolver in the water tank below the primary scrubber. a sulfur oxide (SOx) removal unit that separates and removes sulfur oxides (SOx) from exhaust gas by spraying ozone water dissolved therein to the lower part of the nozzle while circulating and supplying the ozone water by a circulation pump; The upper part of the primary scrubber and the ozone generator are connected to a connection pipe into which ozone is injected, and exhaust gas and ozone are supplied together. an ozone mixing unit for oxidizing while mixing the exhaust gas and ozone by the first duct and the second duct descending from the upper part to the lower part; In the ozone mixing unit, the ozone mixed and supplied exhaust gas is raised from the lower part of the secondary scrubber to the upper part, and water circulated from the lower water tank by the circulation pump is sprayed downward by the nozzle through the dissolution method denitrification process. It is characterized in that it consists of a nitrogen oxide (NOx) removal unit that separates and removes nitrogen oxides (NOx) from exhaust gas and then discharges them to the outside.

본 발명에 따르면, 상기 황산화물(SOx) 제거부 전방에는 열교환기를 더 설치하여 상기 열교환기- 황산화물(SOx) 제거부- 질소산화물(NOx) 제거부에서 오존 반응을 위해 배기가스의 온도를 순차적으로 냉각하도록 구성하되, 상기 열교환기는 탱크 하부에서 상부로 배기가스를 배출 안내하도록 하고, 상기 탱크 상부에 노즐을 설치하여 탱크 하부의 수조에서 순환 공급되는 냉각수를 하부로 분사하여 배기가스를 냉각하도록 구성함에 그 특징이 있다.According to the present invention, a heat exchanger is further installed in front of the sulfur oxide (SOx) removal unit to sequentially control the temperature of the exhaust gas for ozone reaction in the heat exchanger - the sulfur oxide (SOx) removal unit - the nitrogen oxide (NOx) removal unit. The heat exchanger is configured to discharge the exhaust gas from the lower part of the tank to the upper part of the heat exchanger, and a nozzle is installed in the upper part of the tank to spray cooling water circulated and supplied from the water tank in the lower part of the tank to the lower part to cool the exhaust gas It has its characteristics.

본 발명에 따르면, 상기 황산화물(SOx) 제거부는 수조에 NaOH 공급부에서 공급되는 NaOH를 첨가하고, 상기 질소산화물(NOx) 제거부는 수조에 NaOH 공급부에서 공급되는 NaOH와, Na2S2O3 공급부에서 공급되는 Na2S2O3 (티오황산나트륨)을 공급하여 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 화학 반응으로 분리 제거하도록 구성함에 그 특징이 있다.According to the present invention, the sulfur oxide (SOx) removing unit adds NaOH supplied from the NaOH supply unit to the water tank, and the nitrogen oxide (NOx) removing unit includes NaOH supplied from the NaOH supply unit to the water tank, and Na 2 S 2 O 3 supply unit It is characterized in that it is configured to separate and remove sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) through a chemical reaction by supplying Na 2 S 2 O 3 (sodium thiosulfate) supplied from.

본 발명에 따르면, 상기 오존 혼합부는 연결관의 내 벽면에 나선형 안내익을 설치하여 배기가스와 오존을 회전시키며 공급하되, 상기 나선형 안내익에 형성된 관통공에 의해 일부 배기가스와 오존을 직선 공급하면서 배기가스와 오존을 고르게 혼합 공급하도록 구성함에 그 특징이 있다.According to the present invention, the ozone mixing unit installs a spiral guide vane on the inner wall surface of the connection pipe to rotate and supply exhaust gas and ozone, while supplying some exhaust gas and ozone in a straight line through a through hole formed in the spiral guide vane. It is characterized in that it is configured to evenly mix and supply ozone and ozone.

이러한 본 발명은 굴뚝의 배기가스를 황산화물(SOx) 제거부의 1차 스크러버 하부에서 상부로 수직 배출하면서 오존 발생부에서 공급되는 오존이 용해된 오존수를 순환시키면서 노즐에 의해 분사하여 배기가스의 황산화물(SOx)을 분리 제거한 배기가스로 배출하는 과정과, 상기 배기가스에 오존 발생부의 오존을 혼합하여 산화 반응시키는 오존 혼합과정과, 상기 오존이 혼합된 배기가스를 질소산화물(NOx) 제거부의 2차 스크러버에서 물을 순환시키면서 노즐에 의해 분사하여 용해 방식의 탈질에 의해 배기가스의 질소산화물(NOx)을 분리 제거하는 과정의 습식오존산화공정에 의해 굴뚝의 배기가스에서 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 효과적으로 분리 제거하도록 하는 것이다.According to the present invention, the exhaust gas of the chimney is vertically discharged from the lower part of the primary scrubber of the sulfur oxide (SOx) removal unit to the upper part, and ozone supplied from the ozone generating unit is circulated and sprayed by the nozzle while circulating dissolved sulfuric acid in the exhaust gas. A process of discharging the cargo (SOx) into exhaust gas from which the cargo (SOx) has been separated and removed, an ozone mixing process of mixing the ozone of the ozone generator with the exhaust gas for an oxidation reaction, and a nitrogen oxide (NOx) removal unit for the exhaust gas mixed with the ozone Sulfur oxides (SOx) and sulfur oxides (SOx) and sulfur oxides (SOx) and It is to effectively separate and remove nitrogen oxides (NOx).

특히, 상기 배기가스와 오존, 오존수(오존산화수)의 고른 혼합, 상기 배기가스의 온도를 각 과정에서 순차적으로 냉각시켜 오존과 배기가스의 산화 반응에 의해 탈질 효과를 극대화함은 물론 첨가제에 의한 화학 반응으로 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)의 분리 제거 효율을 더욱 극대화하므로 배기가스를 청정 상태로 방출하도록 하는 효과를 갖는 것이다.In particular, the exhaust gas, ozone, and ozone water (ozone oxidized water) are evenly mixed, and the temperature of the exhaust gas is sequentially cooled in each process to maximize the denitrification effect by the oxidation reaction of ozone and exhaust gas, as well as chemical additives As the reaction further maximizes the separation and removal efficiency of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx), it has the effect of releasing the exhaust gas in a clean state.

도 1은 본 발명 장치의 일 실시 예를 보여주는 전체 구성도.
도 2는 도 1의 황산화물(SOx) 제거부를 보여주는 확대 구성도.
도 3은 도 1의 질소산화물(NOx) 제거부를 보여주는 확대 구성도.
도 4는 본 발명 장치의 다른 실시 예를 보여주는 전체 구성도.
도 5는 도 4의 열 교환기를 보여주는 확대 구성도.
도 6은 본 발명 오존 혼합부의 연결관 내부 구조를 보여주는 확대 단면도.1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing a sulfur oxide (SOx) removal unit of FIG. 1 ;
3 is an enlarged configuration diagram showing a nitrogen oxide (NOx) removal unit of FIG. 1 .
4 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the apparatus of the present invention.
5 is an enlarged configuration view showing the heat exchanger of FIG.
6 is an enlarged cross-sectional view showing the internal structure of the connection pipe of the ozone mixing unit of the present invention.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 오존 발생부(100), 황산화물(SOx) 제거부(200), 오존 혼합부(300), 질소산화물(NOx) 제거부(400) 및, 열교환기(500)로 구성하여 이루어지는 것이다.As shown in FIGS. 1 to 4, the exhaust nitrogen oxide and sulfur oxide reduction system by the wet ozone oxidation technology of the present invention includes an ozone generator 100, a sulfur oxide (SOx) removal unit 200, an ozone mixing unit 300, It is composed of a nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 and a heat exchanger 500 .

상기 오존 발생부(100)는 오존(O3)을 발생시켜 공급하도록 구성한다.The ozone generator 100 is configured to generate and supply ozone (O 3 ).

상기 황산화물(SOx) 제거부(200)는 소각로 등의 굴뚝에서 배출되는 배기가스를 1차 스크러버(21) 하부에서 상부로 수직 배출하되, 상기 1차 스크러버(21) 내부에 상하로 노즐(22)을 설치하고, 상기 노즐(22)은 오존 발생부에서 공급되는 오존을 1차 스크러버 하부의 수조(24)에서 오존 용해기(25)에 의해 용해시킨 오존수를 순환 펌프(P1)에 의해 순환 공급하면서 노즐 하부의 미디어(MEDIA)(23)로 분사하여 배기가스의 황산화물(SOx)을 분리 제거하도록 구성하는 것이다.The sulfur oxide (SOx) removal unit 200 vertically discharges the exhaust gas discharged from the chimney of the incinerator, etc. from the lower part of the primary scrubber 21 to the upper part, and the nozzle 22 vertically inside the primary scrubber 21. ), and the nozzle 22 circulates and supplies ozone water in which ozone supplied from the ozone generator is dissolved by the ozone dissolver 25 in the water tank 24 under the primary scrubber by the circulation pump P1. It is configured to separate and remove sulfur oxides (SOx) in the exhaust gas by spraying it to the media (MEDIA) 23 under the nozzle while doing so.

상기 오존 용해기(25)는 수직 관 형태로 상부는 수조 상부, 하부는 수조 내부에 위치하도록 형성하여 수조(24)의 물을 순환 펌프(P2)에 의해 오존 용해기 상부에서 하부로 공급함과 동시에 오존 용해기 상부 측방에서 오존을 공급하여 오존이 용해되는 오존수를 수조(24)로 공급하도록 구성하는 것이다.The ozone dissolver 25 is formed in a vertical tube shape so that the upper part is located in the upper part of the water tank and the lower part is located inside the water tank. It is to supply ozone from the upper side of the ozone dissolver to supply ozone water in which ozone is dissolved to the water tank 24 .

상기 오존 혼합부(300)는 1차 스크러버(21) 상부와 오존 발생부(100)에서 오존이 주입되는 연결관(31)으로 연결되어 배기가스와 오존을 함께 공급하되, 본체(35)의 내부 일측에서 격벽에 의해 구획되어 배기가스와 오존을 하부에서 상부로 승강시키는 제1 덕트(36)와 다시 상부에서 하부로 하강시키는 제2 덕트(37)에 의해 배기가스와 오존을 혼합하면서 산화 반응시키도록 구성한다.The ozone mixing unit 300 is connected to the connecting pipe 31 into which ozone is injected from the upper part of the primary scrubber 21 and the ozone generating unit 100 to supply exhaust gas and ozone together, but the inside of the main body 35 . A first duct 36 that is partitioned by a partition on one side to elevate the exhaust gas and ozone from the lower part to the upper part and a second duct 37 that descends again from the upper part to the lower part causes an oxidation reaction while mixing the exhaust gas and ozone. make up a list

이때, 상기 오존 혼합부(300)의 연결관(31)은 도 6에서아 같이 내 벽면에 나선형 안내익(33)을 설치하여 배기가스와 오존을 회전시키며 공급하되, 상기 나선형 안내익에 형성된 관통공(33a)에 의해 일부 배기가스와 오존을 직선 공급하면서 배기가스와 오존을 고르게 혼합 공급하도록 구성하는 것이다.At this time, the connection pipe 31 of the ozone mixing unit 300 is supplied with a spiral guide blade 33 installed on the inner wall surface as shown in FIG. 6 to rotate and supply exhaust gas and ozone, but a through hole formed in the spiral guide blade ( 33a), while supplying some exhaust gas and ozone in a straight line, it is configured to evenly mix and supply exhaust gas and ozone.

상기 질소산화물(NOx) 제거부(400)는 상기 오존 혼합부(300)에서 오존이 혼합 공급된 배기가스를 2차 스크러버(41)의 하부에서 상부로 승강시키면서 하부의 수조(44)에서 순환펌프(P3)에 의해 순환 공급되는 물을 노즐(45)에 의해 하부의 미디어(MEDIA)(46)로 분사하여 용해 방식의 탈질 과정에 의해 배기가스의 질소산화물(NOx)을 분리 제거한 후 배출관(47)을 통해 외부로 방출하도록 구성한다.The nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 raises and lowers the exhaust gas mixed and supplied with ozone from the ozone mixing unit 300 from the lower part of the secondary scrubber 41 to the upper part, and a circulation pump in the lower water tank 44 . Water circulated by (P3) is sprayed to the lower media (MEDIA) 46 by the nozzle 45 to separate and remove nitrogen oxides (NOx) from the exhaust gas by a dissolution-type denitration process, and then the discharge pipe 47 ) to emit to the outside.

여기서, 오존 혼합부(300)의 제1 덕트(36)와 제2 덕트(37), 상기 질소산화물 제거부의 2차 스크러버(41)는 각각 별도로 형성할 수도 있으나 도면에서와 같이 하나의 본체(35) 내부에서 격벽에 의해 구분 형성하고, 하부로 수조(44)가 위치하도록 형성함이 바람직하다.Here, the first duct 36 and the second duct 37 of the ozone mixing unit 300, and the secondary scrubber 41 of the nitrogen oxide removal unit may be formed separately, respectively, but as shown in the figure, one main body ( 35) It is preferable to form a partition from the inside by a partition wall, and to form the water tank 44 to the lower part.

또한, 본 발명은 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 황산화물(SOx) 제거부(200) 전방에는 열교환기(500)를 더 설치하여 상기 열교환기(500)- 황산화물(SOx) 제거부(200)- 질소산화물(NOx) 제거부(400)에서 오존 반응을 위해 배기가스의 온도를 순차적으로 냉각하도록 구성하는 것이다.In addition, in the present invention, a heat exchanger 500 is further installed in front of the sulfur oxide (SOx) removing unit 200 as shown in FIGS. 4 and 5, so that the heat exchanger 500-SOx removing unit ( 200)- The nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 is configured to sequentially cool the temperature of the exhaust gas for ozone reaction.

즉, 상기 열교환기(500)는 굴뚝에서 배출 공급되는 배기가스의 온도를 80~120℃로 냉각시키고, 상기 황산화물(SOx) 제거부(200)는 오존수와의 접촉에 의해 배가가스의 온도를 60~80℃로 냉각시켜 주면서 오존이 파괴되지 않고 오존수의 오존 용해 농도를 잘 유지하면서 오존 산화 효율을 높이도록 구성하는 것이다. 그리고 상기 질소산화물(NOx) 제거부(400)는 배기가스를 최종 55~65℃로 냉각시켜 외부로 방출하도록 구성하는 것이다.That is, the heat exchanger 500 cools the temperature of the exhaust gas discharged and supplied from the chimney to 80 to 120° C., and the sulfur oxide (SOx) removal unit 200 reduces the temperature of the exhaust gas by contact with ozone water. While cooling to 60~80℃, ozone is not destroyed and ozone dissolved concentration of ozone water is well maintained and ozone oxidation efficiency is increased. And the nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 is configured to cool the exhaust gas to a final 55 ~ 65 ℃ and discharge to the outside.

이때, 상기 열교환기(500)는 다양한 구조로 제작 가능한데, 탱크(51) 하부에서 상부로 배기가스를 배출 안내하도록 하고, 상기 탱크 상부에 노즐(53)을 설치하여 탱크 하부의 수조(52)에서 순환 공급되는 냉각수를 하부로 분사하여 배기가스를 냉각하도록 구성할 수 있는 것이다.At this time, the heat exchanger 500 can be manufactured in various structures. The exhaust gas is guided from the lower part of the tank 51 to the upper part, and the nozzle 53 is installed in the upper part of the tank so that in the water tank 52 at the lower part of the tank. It can be configured to cool the exhaust gas by injecting the circulating cooling water to the lower part.

또한, 상기 황산화물(SOx) 제거부(200)와 질소산화물(NOx) 제거부(400)는 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)의 제거를 위한 화학적 반응을 유도하기 위해 첨가제를 더 첨가하도록 구성하는데, 상기 황산화물(SOx) 제거부(200)는 수조에 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH를 첨가하고, 상기 질소산화물(NOx) 제거부(400)는 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH와, Na2S2O3 공급부(70)에서 공급되는 Na2S2O3 (티오황산나트륨)을 공급하거나 그 밖에 산화제 NaClO2, NaClO, 환원제 SO3, Na2S 등을 공급 사용하도록 구성하는 것이다.In addition, the sulfur oxide (SOx) removal unit 200 and the nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 further add additives to induce a chemical reaction for the removal of sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx). The sulfur oxide (SOx) removal unit 200 adds NaOH supplied from the NaOH supply unit 60 to the water tank, and the nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 is supplied from the NaOH supply unit 60 . NaOH and Na 2 S 2 O 3 to supply Na 2 S 2 O 3 (sodium thiosulfate) supplied from the supply unit 70 or other oxidizing agents NaClO 2 , NaClO, reducing agents SO 3 , Na 2 S, etc. to compose

미 설명 부호로서, 5는 브로워, 35a,35b는 본체(35) 내부에 구획을 위해 설치되는 격벽, 36a는 제1 덕트에 내장되는 미디어(MEDIA)를 나타내는 것이다.As unexplained reference numerals, 5 denotes a blower, 35a, 35b denotes a partition wall installed for partitioning inside the main body 35, and 36a denotes a media (MEDIA) embedded in the first duct.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.Next, we will look at the operation and operation of the present invention configured as described above.

먼저, 소각로 등의 굴뚝에서 배출되는 배기가스는 200℃ 이상의 고온 상태이므로 오존과의 접촉시 오존을 파괴하기 때문에 열교환기(500)에서 냉각시켜 공급하도록 하는 것이다.First, the exhaust gas discharged from the chimney of an incinerator, etc. is in a high temperature state of 200° C. or higher, and thus destroys ozone when it comes into contact with ozone, so that it is cooled and supplied by the heat exchanger 500 .

즉, 상기 굴뚝에서 배출되는 배기가스는 열교환기의 탱크(51) 하부에서 상부로 배출 안내하면서 상기 탱크 상부에 설치된 노즐(53)에서 탱크 하부의 수조(52)에 있는 냉각수를 펌프에 의해 순환시켜 하부로 분사하여 배기가스의 온도를 80~120℃로 냉각시키는 것이다.That is, the exhaust gas discharged from the chimney is discharged from the lower part of the tank 51 of the heat exchanger to the upper part, and the coolant in the water tank 52 at the lower part of the tank is circulated by a pump from the nozzle 53 installed on the upper part of the tank. It is to cool the temperature of the exhaust gas to 80~120℃ by spraying it downward.

이와 같이 상기 열교환기에서 1차 냉각된 배기가스는 황산화물(SOx) 제거부(200)로 공급하게 되는 것이다.As such, the exhaust gas cooled primarily in the heat exchanger is supplied to the sulfur oxide (SOx) removal unit 200 .

즉, 상기 배기가스를 1차 스크러버(21) 하부에서 상부로 수직 공급하는 것이다.That is, the exhaust gas is vertically supplied from the lower part of the primary scrubber 21 to the upper part.

그리고 상기 오존 발생부(100)에서 공급되는 오존을 1차 스크러버 하부의 수조(24)에서 오존 용해기(25)에 의해 용해시킨 후 상기 오존수를 순환 펌프(P1)에 의해 순환 공급하면서 1차 스크러버(21)에 상하로 설치되는 노즐(22)로 공급하여 분사하되, 상기 노즐(22) 하부의 미디어(MEDIA)(23)로 분사하므로 배기가스와의 접촉에 의해 배기가스의 황산화물(SOx)을 분리 제거하게 되는 것이다.And after dissolving ozone supplied from the ozone generator 100 by the ozone dissolver 25 in the water tank 24 under the primary scrubber, the ozone water is circulated and supplied by the circulation pump P1 while the primary scrubber It is supplied and sprayed through the nozzle 22 installed in the upper and lower parts of the nozzle 22, but is sprayed to the media (MEDIA) 23 under the nozzle 22, so sulfur oxide (SOx) in the exhaust gas by contact with the exhaust gas will be separated and removed.

또한, 상기 황산화물(SOx) 제거부(200)의 수조(24)에는 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH를 첨가제로 첨가하여 아래와 같은 화학적 반응에 의해서 SOx/HCl을 더 효과적으로 분리 제거하게 되는 것이다.In addition, NaOH supplied from the NaOH supply unit 60 is added to the water tank 24 of the sulfur oxide (SOx) removal unit 200 as an additive to more effectively separate and remove SOx/HCl by the following chemical reaction. .

NaOH + HCl → NaCl + H2ONaOH + HCl → NaCl + H 2 O

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Na2SO3 + H2O + SO2 → 2NaHSO3 Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 → 2NaHSO 3

이와 같이 상기 황산화물(SOx) 제거부(200)에서 황산화물(SOx)을 분리 제거 후 오존 혼합부의 연결관(31)으로 배출되는 배기가스는 황산화물(SOx) 제거부(200)의 오존수 접촉에 의한 2차 냉각으로 60~80℃의 온도로 배출되는 것이다.In this way, after the sulfur oxide (SOx) is separated and removed from the sulfur oxide (SOx) removing unit 200 , the exhaust gas discharged to the connection pipe 31 of the ozone mixing unit is in contact with the ozone water of the sulfur oxide (SOx) removing unit 200 . It is discharged at a temperature of 60~80℃ by secondary cooling by

그리고 상기 배기가스는 오존 발생부(100)에서 연결관(31)으로 공급되는 오존(O3)을 혼합 공급되는 것이다.And the exhaust gas is supplied by mixing ozone (O 3 ) supplied from the ozone generator 100 to the connection pipe 31 .

이때, 상기 연결관(31)의 내 벽면에 나선형 안내익(33)이 설치되어 있어 배기가스와 오존을 회전시키며 공급함과 함께 상기 나선형 안내익에 형성된 관통공(33a)을 통해 일부 배기가스와 오존을 직선 공급하면서 배기가스와 오존을 더 고르게 혼합 상태로 공급하게 되는 것이다.At this time, a spiral guide vane 33 is installed on the inner wall of the connecting pipe 31 to rotate and supply the exhaust gas and ozone, and some exhaust gas and ozone are directed through a through hole 33a formed in the spiral guide vane in a straight line. While supplying, the exhaust gas and ozone are supplied in a more evenly mixed state.

이와 같이 혼합 공급되는 배기가스와 오존은 본체(35)의 내부 일측에서 제1 덕트(36)의 하부에서 상부로 승강 안내시킨 후 다시 제2 덕트(37)에 의해 상부에서 하부로 하강 안내시키는 과정에서 배기가스와 오존의 산화 반응을 이루게 되는 것이다.The process of guiding the exhaust gas and ozone mixed and supplied in this way to ascend and descend from the lower part of the first duct 36 to the upper part on one side of the inner side of the main body 35 and then to descend from the upper part to the lower part by the second duct 37 again. Oxidation reaction between exhaust gas and ozone occurs.

즉, 상기 배기가스의 온도, 오존의 투입량과 혼합 상태, 그리고 충분한 반응 시간을 제공함에 따라 아래와 같이 산화 반응을 효과적으로 얻게 되는 것이다.That is, by providing the temperature of the exhaust gas, the input amount and mixing state of ozone, and a sufficient reaction time, the oxidation reaction is effectively obtained as follows.

NO + O3 → NO2 + O2 NO + O 3 → NO 2 + O 2

2NO2 + O3 → N2O5 + O22NO 2 + O 3 → N 2 O 5 + O2

여기서, 상기 N2O5는 물에 잘 용해되기 때문에 상기 N2O5의 함량이 높아짐에 따라 탈질 효율이 우수하게 되는 것이다.Here, since the N 2 O 5 is well soluble in water, as the content of the N 2 O 5 increases, the denitration efficiency becomes excellent.

이와 같이 상기 오존 혼합부(300)에서 오존이 고르게 혼합된 상태로 산화되어 있는 배기가스는 다시 2차 스커러버(43)의 하부에서 상부로 승강시키게 되는 것이다.As described above, the exhaust gas oxidized in the ozone mixing unit 300 in a state in which ozone is evenly mixed is raised again from the lower part of the secondary scrubber 43 to the upper part.

그리고 상기 2차 스크러버 하부의 수조(44)에서 순환펌프(P3)에 의해 순환 공급되는 물을 노즐(45)에 의해 하부의 미디어(MEDIA)(46)로 분사하는 용해 방식의 탈질 과정에 의해 배기가스의 N2O5를 용해시켜 주면서 탈질 효율이 우수하게 되는 것이다.And exhaust by a dissolution type denitration process in which the water circulated and supplied by the circulation pump P3 in the water tank 44 under the secondary scrubber is sprayed to the media (MEDIA) 46 below by the nozzle 45. While dissolving N 2 O 5 of the gas, the denitration efficiency is excellent.

또한, 상기 질소산화물(NOx) 제거부(400)의 수조(44)에는 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH, Na2S2O3 공급부(70)에서 공급되는 Na2S2O3 (티오황산나트륨)을 첨가하여 주므로 아래와 같은 화학적 반응에 의해서 NOx를 더 효과적으로 분리 제거하게 되는 것이다.In addition, in the water tank 44 of the nitrogen oxide (NOx) removal unit 400, NaOH supplied from the NaOH supply unit 60, Na 2 S 2 O 3 supplied from the Na 2 S 2 O 3 supply unit 70 (thio Sodium sulfate) is added, and NOx is more effectively separated and removed by the following chemical reaction.

4NO2 + NaClO2 + 4NaOH → 4NaNO3 + NaCl + 2H2O4NO 2 + NaClO 2 + 4NaOH → 4NaNO 3 + NaCl + 2H 2 O

4NO2 + 2Na2S2O3 + 4NaOH → 4Na2SO4 + 2H2O + N2 4NO 2 + 2Na 2 S 2 O 3 + 4NaOH → 4Na 2 SO 4 + 2H 2 O + N 2

이와 같이하여 배기가스의 질소산화물(NOx)을 효과적으로 분리 제거하게 되는 것이다.In this way, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are effectively separated and removed.

이와 같이 질소산화물(NOx)을 분리 제거한 배기가스는 청정 상태로 배출관을 통해 외부로 방출하게 되는 것이다.In this way, the exhaust gas from which nitrogen oxides (NOx) are separated and removed is discharged to the outside through the exhaust pipe in a clean state.

21: 1차 스크러버 22: 노즐
24: 수조 25: 오존 용해기
31: 연결관 33: 나선형 안내익
33a: 관통공 35: 본체
36,37: 제1,2 덕트 41: 2차 스크러버
44: 수조 45: 노즐
51: 탱크 52: 수조
53: 노즐 60: NaOH 공급부
70: Na2S2O3 공급부 100: 오존 발생부
200: 황산화물(SOx) 제거부 300: 오존 혼합부
400: 질소산화물(NOx) 제거부 500: 열교환기21: primary scrubber 22: nozzle
24: tank 25: ozone dissolver
31: connector 33: spiral guide vane
33a: through hole 35: body
36,37: first and second ducts 41: secondary scrubber
44: water bath 45: nozzle
51: tank 52: water tank
53: nozzle 60: NaOH supply
70: Na 2 S 2 O 3 supply unit 100: ozone generator
200: sulfur oxide (SOx) removal unit 300: ozone mixing unit
400: nitrogen oxide (NOx) removal unit 500: heat exchanger

Claims (4)

오존을 발생시키는 오존 발생부(100)와,
굴뚝의 배기가스를 1차 스크러버(21) 하부에서 상부로 수직 배출하되, 상기 1차 스크러버(21) 내부에 상하로 노즐(22)을 설치하고, 상기 노즐(22)은 오존 발생부에서 공급되는 오존을 1차 스크러버 하부의 수조(24)에서 오존 용해기(25)에 의해 용해시킨 오존수를 순환 펌프에 의해 순환 공급하면서 노즐 하부로 분사하여 배기가스의 황산화물(SOx)을 분리 제거하는 황산화물(SOx) 제거부(200)와,
상기 1차 스크러버 상부와 오존 발생부에서 오존이 주입되는 연결관(31)으로 연결되어 배기가스와 오존을 함께 공급하되, 본체(35)의 내부 일측에서 격벽에 의해 구획되어 배기가스와 오존을 하부에서 상부로 승강시키는 제1 덕트(36)와 다시 상부에서 하부로 하강시키는 제2 덕트(37)에 의해 배기가스와 오존을 혼합하면서 산화 반응시키는 오존 혼합부(300) 및,
상기 오존 혼합부(300)에서 오존이 혼합 공급된 배기가스를 2차 스크러버(41)의 하부에서 상부로 승강시키면서 하부의 수조(44)에서 순환펌프에 의해 순환 공급되는 물을 노즐(45)에 의해 하부로 분사하여 용해 방식의 탈질 과정에 의해 배기가스의 질소산화물(NOx)을 분리 제거한 후 외부로 방출하는 질소산화물(NOx) 제거부(400)로 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템.
an ozone generator 100 that generates ozone;
The exhaust gas of the chimney is vertically discharged from the lower part of the primary scrubber 21 to the upper part, and the nozzle 22 is installed vertically inside the primary scrubber 21, and the nozzle 22 is supplied from the ozone generator. Sulfur oxide that separates and removes sulfur oxides (SOx) from the exhaust gas by spraying ozone water dissolved by the ozone dissolver 25 in the water tank 24 under the primary scrubber to the lower part of the nozzle while circulating and supplying ozone water by a circulation pump (SOx) removal unit 200 and,
The upper part of the primary scrubber and the ozone generator are connected to a connection pipe 31 into which ozone is injected, and exhaust gas and ozone are supplied together. An ozone mixing unit 300 for oxidatively reacting while mixing the exhaust gas and ozone by the first duct 36 for raising and lowering from the upper part to the second duct 37 for descending from the upper part to the lower part;
As the ozone mixing unit 300 elevates the exhaust gas mixed and supplied with ozone from the lower part of the secondary scrubber 41 to the upper part, water circulated from the lower water tank 44 by the circulation pump is supplied to the nozzle 45 . Wet ozone oxidation technology, characterized in that it consists of a nitrogen oxide (NOx) removal unit 400 that separates and removes nitrogen oxides (NOx) from exhaust gas by a dissolution-type denitrification process by spraying it downward by A system for reducing flue gas nitrogen oxides and sulfur oxides by
 제1항에 있어서,
상기 황산화물(SOx) 제거부(200) 전방에는 열교환기(500)를 더 설치하여 상기 열교환기(500)- 황산화물(SOx) 제거부(200)- 질소산화물(NOx) 제거부(400)에서 오존 반응을 위해 배기가스의 온도를 순차적으로 냉각하도록 구성하되,
상기 열교환기(500)는 탱크(51) 하부에서 상부로 배기가스를 배출 안내하도록 하고, 상기 탱크 상부에 노즐(53)을 설치하여 탱크 하부의 수조(52)에서 순환 공급되는 냉각수를 하부로 분사하여 배기가스를 냉각하도록 구성한 것을 특징으로 하는 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템.
According to claim 1,
A heat exchanger 500 is further installed in front of the sulfur oxide (SOx) removing unit 200 , so that the heat exchanger 500 - the sulfur oxide (SOx) removing unit 200 - the nitrogen oxide (NOx) removing unit 400 Configured to sequentially cool the temperature of the exhaust gas for ozone reaction in
The heat exchanger 500 discharges the exhaust gas from the lower part of the tank 51 to the upper part, and installs a nozzle 53 in the upper part of the tank to spray the coolant circulated and supplied from the water tank 52 in the lower part of the tank to the lower part. Flue gas nitrogen oxide and sulfur oxide reduction system by wet ozone oxidation technology, characterized in that it is configured to cool the exhaust gas.
 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 황산화물(SOx) 제거부(200)는 수조에 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH를 첨가하고, 상기 질소산화물(NOx) 제거부(400)는 수조에 NaOH 공급부(60)에서 공급되는 NaOH와, Na2S2O3 공급부(70)에서 공급되는 Na2S2O3 (티오황산나트륨)을 공급하여 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)을 화학 반응으로 분리 제거하도록 구성한 것을 특징으로 하는 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템.
3. The method of claim 1 or 2,
The sulfur oxide (SOx) removing unit 200 adds NaOH supplied from the NaOH supply unit 60 to the water tank, and the nitrogen oxide (NOx) removing unit 400 is NaOH supplied from the NaOH supply unit 60 to the water bath. And, by supplying Na 2 S 2 O 3 (sodium thiosulfate) supplied from the Na 2 S 2 O 3 supply unit 70 to separate and remove sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) through a chemical reaction. A system for reducing flue gas nitrogen oxides and sulfur oxides by wet ozone oxidation technology.
 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오존 혼합부(300)는 연결관(31)의 내 벽면에 나선형 안내익(33)을 설치하여 배기가스와 오존을 회전시키며 공급하되, 상기 나선형 안내익에 형성된 관통공(33a)에 의해 일부 배기가스와 오존을 직선 공급하면서 배기가스와 오존을 고르게 혼합 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 습식오존산화기술에 의한 배연 질소산화물과 황산화물 저감시스템.3. The method of claim 1 or 2,
The ozone mixing unit 300 installs a spiral guide vane 33 on the inner wall surface of the connection pipe 31 to rotate and supply exhaust gas and ozone, but some exhaust gas by a through hole 33a formed in the spiral guide vane. Flue gas nitrogen oxide and sulfur oxide reduction system by wet ozone oxidation technology, characterized in that it is configured to evenly mix and supply exhaust gas and ozone while supplying and ozone in a straight line.
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