KR20230078091A - 습식-건식 하이브리드형 탈황장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 습식-건식 하이브리드형 탈황장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 1탑 2단형 탈황장치를 이용하여 소화가스가 건식 및 습식 탈황 공정을 모두 거치도록 하는 습식-건식 하이브리드형 탈황장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 외부로부터 밀폐되어, 소화가스(G)로부터 황 화합물을 제거하도록 소정의 공간을 제공하는 탈황탱크(1); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상단으로부터 하부로 신장되어, 탈황탱크(1) 내부를 두 구간으로 구분시키는 격벽(2); 상기 격벽(2)을 기준으로 일측 공간(5)(좌측 공간)에 연결되는 소화가스유입구(3); 상기 격벽(2)을 기준으로 타측 공간(6)(우측 공간)에 연결되는 소화가스배출구(4); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간(좌측 공간 및 우측 공간)에 각각 구비되는 분사장치(7); 상기 탈황탱크(1)의 하단에 연결되는 폐수탱크(8); 상기 탈황탱크(1)와 폐수탱크(8)의 연결부에 구비되는 거름망(9); 및 상기 탈황탱크(1)의 하부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 개폐도어(10);를 포함하여, 상기 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 건식탈황수단 및 습식탈황수단을 각각 구비함으로써 탈황 효율을 향상시키는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 외부로부터 밀폐되어, 소화가스(G)로부터 황 화합물을 제거하도록 소정의 공간을 제공하는 탈황탱크(1); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상단으로부터 하부로 신장되어, 탈황탱크(1) 내부를 두 구간으로 구분시키는 격벽(2); 상기 격벽(2)을 기준으로 일측 공간(5)(좌측 공간)에 연결되는 소화가스유입구(3); 상기 격벽(2)을 기준으로 타측 공간(6)(우측 공간)에 연결되는 소화가스배출구(4); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간(좌측 공간 및 우측 공간)에 각각 구비되는 분사장치(7); 상기 탈황탱크(1)의 하단에 연결되는 폐수탱크(8); 상기 탈황탱크(1)와 폐수탱크(8)의 연결부에 구비되는 거름망(9); 및 상기 탈황탱크(1)의 하부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 개폐도어(10);를 포함하여, 상기 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 건식탈황수단 및 습식탈황수단을 각각 구비함으로써 탈황 효율을 향상시키는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 제공한다.
Description
본 발명은 습식-건식 하이브리드형 탈황장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 1탑 2단형 탈황장치를 이용하여 소화가스가 건식 및 습식 탈황 공정을 모두 거치도록 하는 습식-건식 하이브리드형 탈황장치에 관한 것이다.
일반적으로 하수종말처리장에서 발생하는 폐수에는 유기물질과 같은 다량의 잔존물(슬러지)이 함유되어 있다.
이러한 잔존물이 포함된 폐수를 생물학적 및 화학적 산소요구량, 부유물질함량등이 환경기준치에 도달하지 않은 상태에서 배출하게 되면 토양이나 수질을 오염시키게 된다.
이에 따라 폐수내의 잔존물(유기물질)을 생물학적, 물리적, 화학적 처리를 통해 정화된 상태로 하천등으로 방류함으로서 환경오염을 줄이게 된다.
그러나 폐수내 유기물질을 물리적인 방법에 의해 처리할 경우에는 그 처리효과가 미비하며, 화학적 처리방법은 수질오염과 더불어 처리비용이 많이 소요되는 바, 최근에는 미생물을 사용하는 생물학적 방법이 주로 사용되고 있다.
상기 생물학적 방법에 사용되는 대표적인 장비로는 소화조가 있으며, 상기 소화조내에 폐수를 투입한 후, 미생물에 의해 폐수에 포함되어 있는 유기물질을 처리하게 되는 것이다.
한편, 위와 같이 유기물질을 처리하는 과정에서 부산물로 환경 친화적인 대체에너지원인 메탄가스가 발생하게 되는데, 이러한 메탄가스는 탈황기를 거쳐 황화수소를 제거한 상태에서 가스홀더(가스탱크)에 저장된 후, 보일러나 발전기등의 에너지원으로 재활용된다. 이때 탈황기를 통해 메탄가스에 포함되어 있는 황화수소를 제거하는 이유는 메탄가스를 에너지원으로 사용하는 과정에서 유체를 이송시키는 배관이나 각종 관련기기들이 황화수소에 의해 부식되지 않도록 하기 위함이다.
상기 황화수소를 제거하는 대표적인 탈황기로는 습식 탈황기와 건식 탈황기를 예로 들 수 있다.
전자의 습식 탈황기는 카트리스트 스크레퍼라는 장비내로 메탄가스를 통과시키는 과정에서 장비내에 서식하고 있는 미생물이 황화수소(H2S)를 먹음으로서 탈황되는 원리를 이용한 장치이다. 그러나 위와 같은 습식 탈황기는 제작 및 설치비가 많이 소요되며, 넓은 설치장소를 요구하는 단점이 있다. 또한 구조가 복잡하여 운전 및 유지 관리가 용이하지 못하다는 단점이 있다.
후자의 건식 탈황기는 탈황탑 내부로 황화수소 흡착제(Fe2O3)인 탈황제를 충전시켜 황화수소(H2S)를 제거하는 장치로서, 구조가 비교적 간단하여 대부분의 하수종말처리장에서 보편적으로 사용되고 있는 탈황기중의 하나이다.
그러나 위와 같은 건식 탈황기는 탈황 효율이 그다지 높지 못하며, 또한 탈황제의 교체가 빈번히 발생한다는 단점이 있다.
즉, 메탄가스에는 황화수소 외에 다량의 수분이 함유되어 있는 데, 이러한 수분을 제거하지 않은 상태에서 건식 탈황기로 통과시키게 되면 탈황제가 수분을 머금게 되고, 이과정에서 탈황제의 기공률이 저하됨은 물론 탈황제가 수분에 녹아들게 됨으로서 탈황 효율이 급격히 저하되어 지며, 따라서 주기적으로 탈황제를 교체해야 하는 번거로움이 있었던 것이다.
본 발명의 출원인은 이러한 산업상의 요구에 따라 건식탈황기 및 습식탈황기를 모두 개발해왔으며, 건식탈황기 및 습식탈황기의 단점을 보완하고 탈황 효율을 향상시키기 위하여 건식과 습식을 혼합한 형태의 하이브리드 탈황장치를 개발하였다.
국내등록특허 제10-0963004호에는 "소화가스 탈황 및 촉매 재생장치"가 개시되어 있다.
상기 특허문헌에서는 단일체로 된 탈황탱크 본체를 격벽으로 구획하는 형태의 탈황장치가 개시되어 있으나, 상기 탈황장치에서는 습식 탈황 공정만을 사용할 수 있다.
또한, 상기 특허문헌에서는 습식 탈황 공정에 이용되는 촉매를 회수/재생하는 구조를 제안하고 있을 뿐, 건식 및 습식 탈황장치를 병용하는 형태의 발명은 제시하지 못하고 있다.
그리고, 상기 특허문헌의 장치는 탈황탱크를 구성하는 '탑'이 연결되어 있기는 하나, 실질적으로는 3개의 탑을 부착한 형태의 발명이어서 장치 전체의 부피를 줄이기 어렵다는 한계점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 탈황장치의 한계점을 개선하기 위하여, 건식 탈황장치와 습식 탈황장치를 직렬로 연결한 형태의 탈황장치를 통해 탈황 효율을 향상시키면서도, 1탑 2단식 구조를 사용함으로써 장치 전체의 부피를 크게 절감한 형태의 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 탈황장치의 한계점을 개선하기 위하여, 외부로부터 밀폐되어, 소화가스로부터 황 화합물을 제거하도록 소정의 공간을 제공하는 탈황탱크; 상기 탈황탱크의 내측 상단으로부터 하부로 신장되어, 탈황탱크 내부를 두 구간으로 구분시키는 격벽; 상기 격벽을 기준으로 일측 공간에 연결되는 소화가스유입구; 상기 격벽을 기준으로 타측 공간에 연결되는 소화가스배출구; 상기 탈황탱크의 내측 상부에서, 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 분사장치; 상기 탈황탱크의 하단에 연결되는 폐수탱크; 상기 탈황탱크와 폐수탱크의 연결부에 구비되는 거름망; 및 상기 탈황탱크의 하부에서, 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 개폐도어;를 포함하여, 상기 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 건식탈황수단 및 습식탈황수단을 각각 구비함으로써 탈황 효율을 향상시키는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 제공한다.
또한, 상기 분사장치는: 소정의 원통형으로 형성된 탈황탱크의 중심을 기준으로, 소정의 호 형상으로 형성되는 분사관; 및 상기 분사관의 하부에 방사상으로 다수개 형성되는 분사노즐;을 포함하여, 상기 격벽을 기준으로 양쪽 공간 각각에 대해 서로 다른 액체를 개별적으로 분사하도록 제어될 수 있다.
그리고, 상기 소화가스유입구 및 소화가스배출구는 탈황탱크의 상부에 연결되어, 상기 소화가스유입구를 통해 유입된 소화가스가 격벽을 기준으로 일측 공간을 거쳐 1차 탈황되고, 상기 일측 공간의 하부에 위치한 거름망을 통과한 소화가스가 상기 타측 공간의 하부에 위치한 거름망을 통과하여 타측 공간에 유입되고, 상기 거름망을 통해 유입된 소화가스가 격벽을 기준으로 타측 공간을 거쳐 2차 탈황되고, 2차 탈황된 상기 소화가스가 소화가스배출구를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기 소화가스유입구에 연결되어, 탈황탱크로 유입되는 소화가스로부터 수분을 제거하는 수취기; 상기 소화가스유입구가 연결된 일측 공간의 하부에 충진되는 고체탈황제; 상기 소화가스유입구가 연결된 일측 공간의 상부에 충진되는 석회석; 및 상기 소화가스배출구가 연결된 타측 공간에 분사되는 액체탈황제를 포함하여, 수취기에서 1차적으로 수분이 제거된 소화가스를 석회석을 통해 2차적으로 수분을 제거하며 중화시키고, 수분이 제거된 소화가스로부터 고체탈황제를 통해 황화수소를 흡착하여 1차 탈황하며, 1차 탈황된 소화가스에 액체탈황제를 분사하여 생물학적 및 화학적 중 하나 이상의 방식을 통해 2차 탈황할 수 있다.
또한, 상기 탈황탱크는: 하부로 갈수록 직경이 작아지는 깔대기 형상으로 형성되어, 상기 액체탈황제가 폐수탱크로 포집되도록 유도하고, 상기 개폐도어는: 상기 깔대기 형상의 외주면에 형성되어, 개방 시 고체탈황제가 외부로 배출되도록 유도하고, 상기 거름망은: 상기 격벽으로부터 개폐도어까지 소정의 경사를 가지도록 형성되어 개폐도어 개방 시 고체탈황제가 외부로 배출되도록 유도할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 탈황탱크의 부피를 변화시키지 않고도 소화가스가 탈황장치를 거쳐가는 경로의 길이를 두 배 가량 증가시킴으로써 장치의 부피 대비 탈황 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 습식 탈황 공정에서 사용된 액체탈황제를 다시 분사노즐로 이동시켜 재사용함으로써 액체탈황제 소모량을 절감시킬 수 있다.
그리고, 소화가스는 소정의 압력차이에 의해 일측 공간에서 하부 방향으로 이송되었다가 거름망을 거쳐 타측 공간의 상부로 이송되며, 분사된 액체탈황제는 자중 및 탈황탱크의 구조/형상에 의해 폐수탱크로 자연적으로 포집될 수 있다.
아울러, 건식 탈황 공정 및 습식 탈황 공정을 모두 채용함으로써, 습식 탈황기의 높은 탈황 효율을 얻으면서도, 제작 및 설치비를 일부 절감시킬 수 있으며, 설치공간을 크게 절감시킬 수 있다.
또한, 소화가스로부터 수분을 제거한 상태로 건식 탈황 공정에 공급하고, 건식 탈황 공정을 거친 소화가스를 다시 습식 탈황 공정에 공급함으로써 수분에 의한 고체탈황제의 기공율 저하, 탈황 효율 저하 등의 문제 발생을 방지할 수 있다.
그리고, 탈황탱크의 구조상 고체탈황제를 보다 쉽게 배출할 수 있으며, 탈황탱크 내측 상부에 배치된 분사노즐을 통해 물(냉각수)을 분사시킴으로써 고체탈황제와 공기(산소)간의 접촉으로 인한 과열/화재를 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따르면, 황화수소를 90% 이상 제거하여 50 ppm 이하인 소화가스를 배출할 수 있으며, 고체탈황제의 교체주기를 30% 이상 증가시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 나타낸 정면도이다.
도 2 는 종래 건식 탈황장치를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 나타낸 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 나타낸 정면도이다.
도 2 는 종래 건식 탈황장치를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 나타낸 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 나타낸 정면도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
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어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
발명의 설명에서 사용되는 용어 "상단, 하단, 상부, 하부, 좌측, 우측" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이러한 용어에 의하여 각 구성의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 외부로부터 밀폐되어, 소화가스(G)로부터 황 화합물을 제거하도록 소정의 공간을 제공하는 탈황탱크(1); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상단으로부터 하부로 신장되어, 탈황탱크(1) 내부를 두 구간으로 구분시키는 격벽(2); 상기 격벽(2)을 기준으로 일측 공간(5)(좌측 공간)에 연결되는 소화가스유입구(3); 상기 격벽(2)을 기준으로 타측 공간(6)(우측 공간)에 연결되는 소화가스배출구(4); 상기 탈황탱크(1)의 내측 상부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간(좌측 공간 및 우측 공간)에 각각 구비되는 분사장치(7); 상기 탈황탱크(1)의 하단에 연결되는 폐수탱크(8); 상기 탈황탱크(1)와 폐수탱크(8)의 연결부에 구비되는 거름망(9); 및 상기 탈황탱크(1)의 하부에서, 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 개폐도어(10);를 포함하여, 상기 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간에 건식탈황수단 및 습식탈황수단을 각각 구비함으로써 탈황 효율을 향상시키는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 제공한다.
상기 구조는 '1탑 2단' 구조로써, 종래 탈황탱크 하나의 크기를 가진 탈황탱크(1)의 내측에 격벽(2)을 구비한 형태의 구조이다.
상기 거름망(9)은 소정의 기체 및 액체는 투과할 수 있으나 고체(분말 등; 고체탈황제, 석회석)는 통과하지 못하도록 하는 구조의 부재를 의미할 수 있다. 고체탈황제(13) 및 석회석(14)이 폐수탱크(8)에 유입되지 않도록 적절한 분말/입자 크기를 가지는 고체탈황제(13) 및 석회석(14)을 충진시키는 것이 바람직하다.
상기 분사장치(7)는 서로 독립된 배관에 의해 유체를 공급받도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 건식탈황수단이 구비되는 좌측 공간에는 물(냉각수)이 공급되는 배관이, 습식탈황수단이 구비되는 우측 공간에는 액체탈황제(15)가 공급되는 배관이 연결될 수 있다.
습식탈황수단으로는 액체탈황제(15)(미생물, 약품(NaOH 등))이 사용될 수 있으며, 건식탈황수단으로는 고체탈황제(13)(황화수소 흡착제 등)가 사용될 수 있다.
이하, 도 2에 도시된 종래 건식 탈황장치와 도 1에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 습식-건식 하이브리드형 탈황장치를 비교한다.
도 2를 참조하면, 종래 건식 탈황장치는 탈황탱크(1) 내에 고체탈황제(13)를 충진시킨 상태에서 하부에 구비된 소화가스유입구(3)를 통해 소화가스(G)를 공급받는다. 이 때, 고체탈황제(13)를 통과한 소화가스(G)는 탈황탱크(1) 상부에 연결된 소화가스배출구(4)를 통해 빠져나간다.
반면, 본 발명에서는 소화가스유입구(3)를 탈황탱크(1)의 상부에 배치시켰으며, 이를 통해 소화가스(G)가 탈황탱크(1)의 상부에서 하부로 한 번 이동하면서 탈황되었다가 다시 하부에서 상부로 이동하면서 한 번 더 탈황되도록 하는 구조를 이루고 있다.
소화가스(G)가 탈황탱크(1) 내부에 지속적으로 유입됨에 따라 먼저 유입되었던 소화가스(G)가 소화가스배출구(4) 방향으로 밀려날 수 있으며, 하부에 구비된 폐수탱크(8)에는 사용된 액체탈황제(15)가 축적된다. 이에 따라, 소화가스(G)가 폐수탱크(8)에 갇히지 않고 소화가스배출구(4) 방향으로의 배출이 유도될 수 있다.
이와는 별도로, 소화가스(G)의 이송을 촉진시키기 위하여 소화가스유입구(3) 또는/및 소화가스배출구(4)에 펌프를 연결할 수 있다. 소화가스(G)의 유량/유속을 조절함으로써 소화가스(G)가 탈황제와 반응하는 시간을 조절할 수 있으며, 이에 따라 탈황 효율 및 탈황 처리 시간을 적절하게 조절할 수 있다.
상기 분사장치(7)는 좌측 공간 및 우측 공간 모두에 배치되나, 탈황 공정이 진행중일 때에는 우측 공간의 분사장치(7)에서 액체탈황제(15)가 분사될 뿐 좌측 공간의 분사장치(7)는 작동되지 않도록 제어될 수 있다. 이러한 방식 및 구조에 의해, 폐수탱크(8)에는 사용된 액체탈황제(15)만이 축적될 수 있다.
좌측 공간의 분사장치(7)는, 탈황 공정이 종료된 후 탈황탱크(1)(좌측 공간)로부터 고체탈황제(13)를 제거하는 동안에 작동될 수 있다.
고체탈황제(13)에 공기(산소)가 접촉하는 경우, 발열반응으로 인해 화재가 발생할 수 있으므로, 내부에 냉각수를 분사하여 온도를 저하시킴으로써 고체탈황제(13) 제거 단계에서의 화재를 방지할 수 있다.
상기 소화가스유입구(3) 또는/및 소화가스배출구(4)에는 소정의 시료채취용 노즐이 구비될 수 있다.
상기 개폐도어(10)에는 소정의 로터리밸브(16)가 구비되어, 고체탈황제(13)의 배출을 자동화할 수 있다.
상기 탈황탱크(1)의 상단에는 유지관리를 위한 상부개폐도어가 구비될 수 있으며, 상기 상부개폐도어를 개방하여 격벽(2)을 기준으로 일측 또는 양쪽에 고체탈황제(13)를 공급할 수 있다.
상기 폐수탱크(8)에는 소정의 배관, 필터장치, 액체탈황제 재생장치, 순환펌프 등이 연결될 수 있다. 이러한 구조를 통해, 포집된 액체탈황제(15)를 다시 분사장치(7)로 공급하거나, 필터장치, 재생장치 등을 거쳐서 분사장치(7)로 공급시킬 수 있다.
또한, 상기 분사장치(7)는: 소정의 원통형으로 형성된 탈황탱크(1)의 중심을 기준으로, 소정의 호 형상으로 형성되는 분사관(11); 및 상기 분사관(11)의 하부에 방사상으로 다수개 형성되는 분사노즐(12);을 포함하여, 상기 격벽(2)을 기준으로 양쪽 공간 각각에 대해 서로 다른 액체를 개별적으로 분사하도록 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 건식탈황수단이 구비된 일측에서는 고체탈황제(13)를 제거하는 과정에서 화재를 방지하기 위하여 물을 분사할 수 있으며, 습식탈황수단이 구비된 타측에서는 습식 탈황 처리를 위하여 탈황탱크(1) 내부 공간(우측 공간)에 액체탈황제(15)를 분사할 수 있다.
분사노즐(12)은 각각 제1노즐배관(17) 및 제2노즐배관(18)에 연결되어 물 또는/및 액체탈황제(15)를 공급받을 수 있다.
그리고, 상기 소화가스유입구(3) 및 소화가스배출구(4)는 탈황탱크(1)의 상부에 연결되어, 상기 소화가스유입구(3)를 통해 유입된 소화가스(G)가 격벽(2)을 기준으로 일측 공간(5)을 거쳐 1차 탈황되고, 상기 일측 공간(5)의 하부에 위치한 거름망(9)을 통과한 소화가스(G)가 상기 타측 공간(6)의 하부에 위치한 거름망(9)을 통과하여 타측 공간(6)에 유입되고, 상기 거름망(9)을 통해 유입된 소화가스(G)가 격벽(2)을 기준으로 타측 공간(6)을 거쳐 2차 탈황되고, 2차 탈황된 상기 소화가스(G)가 소화가스배출구(4)를 통해 배출되도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 구조를 통해, 탑을 여러 개 직렬 또는 병렬로 연결하지 않고 단일한 탑을 이용하여 다단의 탈황 공정이 수행되는 장치를 구성할 수 있다.
아울러, 상기 소화가스유입구(3)에 연결되어, 탈황탱크(1)로 유입되는 소화가스(G)로부터 수분을 제거하는 수취기; 상기 소화가스유입구(3)가 연결된 일측 공간(5)의 하부에 충진되는 고체탈황제(13); 상기 소화가스유입구(3)가 연결된 일측 공간(5)의 상부에 충진되는 석회석(14); 및 상기 소화가스배출구(4)가 연결된 타측 공간(6)에 분사되는 액체탈황제(15)를 포함하여, 수취기에서 1차적으로 수분이 제거된 소화가스(G)를 석회석(14)을 통해 2차적으로 수분을 제거하며 중화시키고, 수분이 제거된 소화가스(G)로부터 고체탈황제(13)를 통해 황화수소를 흡착하여 1차 탈황하며, 1차 탈황된 소화가스(G)에 액체탈황제(15)를 분사하여 생물학적 및 화학적 중 하나 이상의 방식을 통해 2차 탈황할 수 있다.
건식탈황수단 및 습식탈황수단이 적용되는 순서는 변경될 수 있다. 예를 들어, 수취기를 통과하여 소정의 수분이 제거된 소화가스(G)를 습식탈황수단으로 먼저 탈황시키고, 1차적으로 탈황된 소화가스(G)에 잔여한 황 성분을 건식탈황수단을 활용하여 제거하는 방식으로도 구성할 수 있다.
다만, 상기 실시 예에서는 수취기 및 석회석(14)을 거친 소화가스(G)가 고체탈황제(13) 및 액체탈황제(15)에 순차적으로 접촉하도록 구성함으로써 수분에 의한 탈황효율 저하 등의 문제를 방지하고 있다.
상기 석회석(14)을 통해 소화가스(G)를 중화시킴으로써, 금속 부품들의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 상기 탈황탱크(1)는: 하부로 갈수록 직경이 작아지는 깔대기 형상으로 형성되어, 상기 액체탈황제(15)가 폐수탱크(8)로 포집되도록 유도하고, 상기 개폐도어(10)는: 상기 깔대기 형상의 외주면에 형성되어, 개방 시 고체탈황제(13)가 외부로 배출되도록 유도하고, 상기 거름망(9)은: 상기 격벽(2)으로부터 개폐도어(10)까지 소정의 경사를 가지도록 형성되어 개폐도어(10) 개방 시 고체탈황제(13)가 외부로 배출되도록 유도할 수 있다.
상기와 같은 구조를 통해 고체탈황제(13)를 보다 쉽게 제거할 수 있다. 종래 장치에서는 수평식으로 구성된 개폐도어(10)로부터 작업자가 삽 등의 공구를 이용하여 직접 고체탈황제(13)를 제거하였으나, 본 발명의 실시 예에 따르면 탈황탱크(1)로부터 고체탈황제(13)가 쉽게 빠져나와 고체탈황제(13) 제거작업이 매우 용이해진다.
G : 소화가스
1 : 탈황탱크
2 : 격벽 3 : 소화가스유입구
4 : 소화가스배출구 5 : 일측 공간(좌측 공간)
6 : 타측 공간(우측 공간) 7 : 분사장치
8 : 폐수탱크 9 : 거름망
10 : 개폐도어 11 : 분사관
12 : 분사노즐 13 : 고체탈황제
14 : 석회석 15 : 액체탈황제
16 : 로터리밸브 17 : 제1노즐배관
18 : 제2노즐배관
2 : 격벽 3 : 소화가스유입구
4 : 소화가스배출구 5 : 일측 공간(좌측 공간)
6 : 타측 공간(우측 공간) 7 : 분사장치
8 : 폐수탱크 9 : 거름망
10 : 개폐도어 11 : 분사관
12 : 분사노즐 13 : 고체탈황제
14 : 석회석 15 : 액체탈황제
16 : 로터리밸브 17 : 제1노즐배관
18 : 제2노즐배관
Claims (5)
- 외부로부터 밀폐되어, 소화가스로부터 황 화합물을 제거하도록 소정의 공간을 제공하는 탈황탱크;
상기 탈황탱크의 내측 상단으로부터 하부로 신장되어, 탈황탱크 내부를 두 구간으로 구분시키는 격벽;
상기 격벽을 기준으로 일측 공간에 연결되는 소화가스유입구;
상기 격벽을 기준으로 타측 공간에 연결되는 소화가스배출구;
상기 탈황탱크의 내측 상부에서, 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 분사장치;
상기 탈황탱크의 하단에 연결되는 폐수탱크;
상기 탈황탱크와 폐수탱크의 연결부에 구비되는 거름망; 및
상기 탈황탱크의 하부에서, 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 각각 구비되는 개폐도어;를 포함하여,
상기 격벽을 기준으로 양쪽 공간에 건식탈황수단 및 습식탈황수단을 각각 구비함으로써 탈황 효율을 향상시키는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치 - 청구항 1항에 있어서,
상기 분사장치는:
소정의 원통형으로 형성된 탈황탱크의 중심을 기준으로, 소정의 호 형상으로 형성되는 분사관; 및
상기 분사관의 하부에 방사상으로 다수개 형성되는 분사노즐;을 포함하여,
상기 격벽을 기준으로 양쪽 공간 각각에 대해 서로 다른 액체를 개별적으로 분사하도록 제어되는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치 - 청구항 1항에 있어서,
상기 소화가스유입구 및 소화가스배출구는 탈황탱크의 상부에 연결되어,
상기 소화가스유입구를 통해 유입된 소화가스가 격벽을 기준으로 일측 공간을 거쳐 1차 탈황되고,
상기 일측 공간의 하부에 위치한 거름망을 통과한 소화가스가 상기 타측 공간의 하부에 위치한 거름망을 통과하여 타측 공간에 유입되고,
상기 거름망을 통해 유입된 소화가스가 격벽을 기준으로 타측 공간을 거쳐 2차 탈황되고,
2차 탈황된 상기 소화가스가 소화가스배출구를 통해 배출되도록 구성되는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치 - 청구항 1항에 있어서,
상기 소화가스유입구에 연결되어, 탈황탱크로 유입되는 소화가스로부터 수분을 제거하는 수취기;
상기 소화가스유입구가 연결된 일측 공간의 하부에 충진되는 고체탈황제;
상기 소화가스유입구가 연결된 일측 공간의 상부에 충진되는 석회석; 및
상기 소화가스배출구가 연결된 타측 공간에 분사되는 액체탈황제를 포함하여,
수취기에서 1차적으로 수분이 제거된 소화가스를 석회석을 통해 2차적으로 수분을 제거하며 중화시키고,
수분이 제거된 소화가스로부터 고체탈황제를 통해 황화수소를 흡착하여 1차 탈황하며,
1차 탈황된 소화가스에 액체탈황제를 분사하여 생물학적 및 화학적 중 하나 이상의 방식을 통해 2차 탈황하는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치 - 청구항 4항에 있어서,
상기 탈황탱크는: 하부로 갈수록 직경이 작아지는 깔대기 형상으로 형성되어, 상기 액체탈황제가 폐수탱크로 포집되도록 유도하고,
상기 개폐도어는: 상기 깔대기 형상의 외주면에 형성되어, 개방 시 고체탈황제가 외부로 배출되도록 유도하고,
상기 거름망은: 상기 격벽으로부터 개폐도어까지 소정의 경사를 가지도록 형성되어 개폐도어 개방 시 고체탈황제가 외부로 배출되도록 유도하는, 습식-건식 하이브리드형 탈황장치
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