KR20230083847A - 선택적무촉매환원법을 이용한 질소산화물 저감 방법 및 질소산화물 저감 시스템 - Google Patents

선택적무촉매환원법을 이용한 질소산화물 저감 방법 및 질소산화물 저감 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 질소산화물이 발생되기 전에 산회수 공정의 처리대상이 되는 폐산에 환원제를 적용하여 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물을 SNCR법으로 저감하는 방법 및 이에 사용되는 질소산화물 저감 시스템에 관한 것이다. 질소 산화물 저감 방법은 폐산에 SNCR 환원제를 첨가하고 SNCR 환원제와 폐산이 함께 산회수 공정에 투입되고 이때 발생하는 질소산화물은 상기 폐산에 첨가된 SNCR 환원제에 의해 환원된다. 질소산화물 저감 시스템은 폐산 함유 세퍼레이터(113) 또는 로스터(215)에 폐산을 공급하는 유체 공급라인(L3')에 직접 SNCR 환원제가 첨가되어 로스터에(115, 215)에 폐산과 SNCR 환원제가 함께 투입되도록 구성된 것으로, 종래 산회수 공정 시스템의 설비 변경을 최소화하면서 SNCR 환원제가 효과적으로 투입되도록 구성된다.

Description

선택적무촉매환원법을 이용한 질소산화물 저감 방법 및 질소산화물 저감 시스템{Nitrogen Oxide Reduction Method and Nitrogen Oxide Reduction System using Selective Non-Catalytic Reduction Method}
본 발명은 선택적무촉매환원법을 사용하여 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물을 저감하는 방법 및 질소산화물 저감 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 질소산화물이 발생되기 전에, 산회수 공정의 처리대상이 되는 폐산에 환원제를 적용하여 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물을 선택적무촉매환원법으로 저감하는 방법 및 이에 사용되는 시스템에 관한 것이다.
산회수 공정은 제철 공정 중 압연 및/또는 냉연 공정에서 발생한 폐산을 처리하여 산화철 및 산을 회수하는 공정이다. 산화철의 회수를 위해서는 에너지 공급이 필요하며, 이 때, 부생가스 등을 활용하여 필요한 에너지를 공급하여 산화철을 회수한다. 이와 같이, 산화철 회수를 위한 에너지는 부생가스 연소를 통해 공급되지만, 부생가스 연소 과정에서 질소산화물(이하, 'NOx'라 하기도 한다)이 발생한다.
이러한 질소산화물은 현재 환경규제로 인해 저감되어야 한다. 질소 산화물을 저감하는 방법은 1)공연비 제어법, 2)저NOx 버너 적용법, 3)선택적무촉매환원법(SNCR) 또는 4)선택적촉매환원법(SCR)이 있다.
산회수 공정에서 발생하는 질소산화물을 저감하기 위해 적절한 질소산화물 저감 시스템을 적용할 필요가 있다. 상기 질소산화물 저감 시스템 중 공연비 제어법은 운전자의 지속적인 공정 모니터링이 필요하며, 지속적인 저감 효과를 얻는 것이 쉽지 않다. 저 NOx 버너 적용법은 화구에 맞는 버너 선정이 필요하므로 적용이 쉽지 않다. 따라서 SNCR법 또는 SCR법으로 질소산화물을 저감시킬 수 있으나, SCR법의 경우 촉매 사용으로 인하여 운영비 측면에서 약점을 갖는다. 따라서, SNCR법 적용이 타당하나, 산회수 공정 특성상 SNCR법을 효율적으로 적용할 필요가 있다.
구체적으로, NOx 저감을 위한 선택적무촉매환원법(이하, 'SNCR'라 하기도 한다)은 일반적으로 환원제로서 암모니아수 또는 요소수 투입하여 생성된 NOx를 환원시켜 저감시키는 방법이다. 촉매가 사용되지 않으므로, 환원이 일어나는 반응 온도 영역이 매우 중요하며, 산회수 공정에서 가스 연료의 연소 영역 주변이 적절한 SNCR 반응 온도 영역이다. 그러나, 연소 영역 주변에 SNCR 환원제를 투입하기 위해서는 기존 설비 변경과 환원제와 NOx의 반응을 위한 분사 설비를 필요로 한다. 따라서, 산회수 설비에서 발생하는 질소산화물을 SNCR에 의해 저감하기 위해, 설비 변경이 최소화된 효율적인 시스템이 요구된다.
한편, 소각로에서 선택적무촉매환원법을 이용하여 연소가스 중 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이 대한민국 특허출원 제2020-95951호에 개시되어 있으나, 상기 특허출원은 질소산화물을 포함하는 연소실에 환원제를 적용하여 질소산화물을 처리하는 것으로, 이 특허출원에서는 질소산화물이 환원되도록 연소 영역 주변에 해당하는 연소실에 환원제가 투입되며, 환원제 분무노즐이 연소실의 양 측부 및 상부에 설치된다. 상기 특허출원은 연소 영역 주변에 환원제를 투입하는 종래 기술 및 시스템에 해당하는 것으로, 환원제와 NOx의 반응을 위한 분사 설비가 연소실에 구비되어야 한다.
본 발명은 산회수 공정 도중에 발생하는 질소산화물을 선택적무촉매환원법으로 저감하는 방법 및 저감하는 시스템을 제공하는 것이다.
제1견지에 의하면, 폐산으로부터의 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물 저감 방법으로서,
폐산에 질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제를 첨가하는 단계; 및
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제가 투입된 폐산이 산회수 공정 처리되고 이때 발생하는 질소산화물은 상기 폐산에 첨가된 선택적무촉매환원법용 환원제에 의해 선택적무촉매환원법에 의해 환원되는 단계를 포함하는 질소산화물 저감 방법이 제공된다.
제2견지에 의하면, 상기 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종인, 질소산화물 저감 방법이 제공된다.
제3견지에 의하면,
폐산을 함유하는 세퍼레이터(113);
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(112);
폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(115);
상기 환원제 탱크(112)로부터 상기 세퍼레이터(113)로 연결된 유체 공급라인(L2);
상기 세퍼레이터(113)로부터 상기 로스터(115)로 연결된 유체 공급라인(L3);
상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1); 및
상기 세퍼레이터(113)에 연결된 상기 유체 공급라인(L2)의 말단에 세퍼레이터(113)의 폐산 내로 상기 선택적무촉매환원용 환원제가 제공되도록 구비된 환원제 정량 공급장치(114)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(100)이 제공된다.
제4견지에 의하면,
폐산을 함유하는 세퍼레이터(213);
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(212);
폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(215);
상기 세퍼레이터(213)로부터 상기 로스터(215)로 연결된 유체 공급라인(L3');
상기 환원제 탱크(212)로부터 상기 유체 공급라인(L3')으로 연결된 유체 공급라인(L2); 및
상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(200)이 제공된다.
제5견지에 의하면, 상기 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 제3견지 또는 제4견지의 질소산화물 저감 시스템이 제공된다.
제6견지에 의하면, 상기 세퍼레이터(113, 213)에서 상기 로스터(115, 215)로 공급되지 않은 폐산, 또는 폐산과 선택적무촉매환원용 환원제를 상기 세퍼레이터(113, 213)로 재순환시키는 벤투리(119, 219)를 추가로 포함하는 제3견지 또는 제4견지의 질소산화물 저감 시스템이 제공된다.
본 발명의 질소산화물 저감 방법에 따라 질소산화물이 발생되기 전에, 산회수 공정의 처리대상이 되는 폐산에 질소산화물 제거를 위한 SNCR 환원제를 투입함으로써 산회수 공정 중 발생하는 질소산화물인 NOx 가스의 발생이 효과적으로 저감된다. 뿐만 아니라, 산회수 공정의 안정적인 조업이 가능하다. 또한, 본 발명의 질소산화물 저감 시스템에 의하면 최소한의 설비 변경으로 폐산에 SNCR 환원제가 효율적으로 투입되고 폐산과 SNCR 환원제가 함께 로스터에 공급되어 NOx가 제거된다.
도 1은 본 발명의 일 구현에 의한 질소산화물 저감 시스템(100)을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현에 의한 질소산화물 저감 시스템(200)을 나타내는 개략도이다.
산회수 공정은 제철 공정 중 압연 및/또는 냉연 공정에서 발생한 폐산을 처리하여 산화철 및 산을 회수하는 공정이다. 산화철 회수를 위해 필요한 에너지는 부생가스 등의 가스 연료의 연소에 의해 공급된다. 그러나, 가스 연료의 연소시 질소산화물이 발생한다. 발생한 질소산화물은 산회수 후단 공정 내에서 제거하기 어려우므로 발생 시점에서의 저감시킬 필요가 있다. 본 발명은 질소산화물을 발생 시점에서 효과적으로 저감시킬 수 있는 방법 및 이에 사용되는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현에 의한 질소산화물 저감 방법은,
폐산으로부터의 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물 저감 방법으로서,
폐산에 질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제를 첨가하는 단계; 및
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제가 투입된 폐산의 산회수 공정에 의해 산화철을 회수하고 이 때 발생하는 질소산화물이 상기 폐산에 첨가된 선택적무촉매환원법용 환원제에 의해 선택적무촉매환원법에 의해 환원되는 단계를 포함한다.
즉, 본 발명의 질소산화물 저감 방법에서는 폐산에 환원제가 첨가된 후, 폐산이 환원제와 함께 로스터(산회수 공정처리 및 질소산화물이 환원되는 반응기에 해당)로 분사되고, 로스터에서 산회수 공정처리된다. 즉, 로스터에 산회수 처리를 위해 필요한 에너지로서 가스 연료의 연소에 의한 에너지가 제공되고, 가스 연료의 연소시에 발생하는 질소산화물이 상기 폐산에 첨가된 선택적무촉매환원법용 환원제(이하, 'SNCR 환원제'라 하기도 한다)에 의해 환원되어 저감된다.
본 발명에 의한 질소산화물 저감 방법은 폐산에 SNCR 환원제가 직접 첨가되는 것 이외에는, 종래 산회수 공정 및 SNCR에 의한 질소산화물 환원 처리법은 일반적으로 알려져 있는 사항이 동일하게 적용된다. 예를 들어, 상기 폐산의 물성, 조성 등은 한정되지 않으며, 제철 공정 중 압연 및/또는 냉연 공정에서 발생한 임의의 폐산일 수 있다. 또한, SNCR 반응 온도, SNCR 환원제 첨가량, 후술하는 시스템에서의 유량 등 공정조건 등도 종래 이 기술분야에 알려져 있는 범위이며, 특히 한정되는 것은 아니며, 여기에서 상세히 기재하지 않는다.
상기 SNCR 환원제는 암모니아 또는 요소수일 수 있다. 상기한 바와 같이, 폐산에 대한 SNCR 환원제의 첨가량은 일반적으로 알려져 있는 SNCR법에 의한 질소산화물 처리시의 환원제의 사용량을 고려하여 첨가된다. 구체적으로 SNCR법에서 질소산화물은 하기 반응식 (1) 및 (2)의 반응으로 환원되므로, 이에 기초하여 환원제의 종류, 환원제의 농도, 가스 유량 및 질소산화물 농도 등에 따라 적합하게 조정될 수 있다. 이는 이 기술분야에서 일반적인 사항으로서 여기에서 상세히 기재하지 않는다.
[반응식 1]
암모니아 사용시: 4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O (1몰 질소산화물 저감시 1몰의 암모니아수 필요)
[반응식 2]
요소수 사용시: H2NCONH2 + 2NO + 1/2O2 -> 2N2 + CO2 + 2H2O(1몰 질소산화물 저감시 0.5몰의 요소수 필요)
본 발명의 다른 구현에 의하면,
폐산을 함유하는 세퍼레이터(113);
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(112);
폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(115);
상기 환원제 탱크(112)로부터 상기 세퍼레이터(113)로 연결된 유체 공급라인(L2);
상기 세퍼레이터(113)로부터 상기 로스터(115)로 연결된 유체 공급라인(L3);
상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1); 및
상기 세퍼레이터(113)에 연결된 상기 유체 공급라인(L2)의 말단에 세퍼레이터(113)의 폐산 내로 상기 선택적무촉매환원용 환원제가 제공되도록 구비된 환원제 정량 공급장치(114)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(100)이 제공된다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 일 구현에 의한 질소산화물 저감 시스템(100)을 설명한다.
산회수 공정의 처리대상이 되는 폐산을 함유하는 세퍼레이터(113)에 환원제 탱크(112)로부터 유체 공급라인(L2)를 통해 SNCR 환원제가 공급된다. 세퍼레이터(113) 내에는 폐산 탱크(111)로부터 유체 공급라인(L1)을 통해 폐산이 지속적으로 공급되며, 폐산은 일정 높이로 유지된다.
한편, 상기 세퍼레이터(113) 쪽의 상기 유체 공급라인(L2)의 말단에 세퍼레이터(113)의 폐산 내부로 상기 SNCR 환원제가 제공되도록 구비된 환원제 정량 공급장치(114)가 제공되며, 유체 공급라인(L2)으로부터의 SNCR 환원제는 환원제 정량 공급장치(114)를 통해 세퍼레이터(113)의 폐산 내부로 공급된다. 이 때, 분사 시스템의 추가 없이, SNCR 환원제가 폐산과 함께 로스터(115)에 공급될 수 있도록 폐산 내부로 공급되어야 한다. 상기 환원제 정량 공급장치(114)는 SNCR 환원제를 폐산 내부로 투입하도록 폐산 내에 침지되므로 내산성을 갖는 재료로 구성된다. 내산성을 갖는 재료는, 예를 들어 섬유 보강 플라스틱(fiber reinforced plastics, FRP 계열 수지)이 사용될 수 있다. 환원제 정량 공급장치(114)는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 암모니아 또는 요소수 전용의 유량계일 수 있다. SNCR 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 한편, 상기 유체 공급라인(L2)에는 환원제의 첨가량을 조정하는 환원제 정량펌프(P1) 및 유량계(a)가 구비된다. 상기한 바와 같이, 환원제의 첨가량은 상기 반응식 (1) 및 (2)에 기초하여 환원제의 종류, 환원제의 농도, 가스 유량 및 질소산화물 농도 등에 따라 적합하게 조정될 수 있다.
세퍼레이터(113)에서 폐산 내부로 공급된 SNCR 환원제는 폐산과 혼합된다. 세퍼레이터(113)에서 혼합된 폐산과 SNCR 환원제는 공급라인(L3)을 통해 로스터(115)에 공급된다. 펌프(P2)를 통해 세퍼레이터(113)에서 폐산과 SNCR 환원제가 배출되면 일부는 로스터(115)로 나머지는 벤투리(119)을 통해 다시 세퍼레이터(113)로 공급된다. 이때, 세퍼레이터(113)에서 로스터(115)로 폐산 및 환원제를 공급하는 유체 공급라인(L3)의 내부에서 폐산 및 환원제는 자연적으로 균일하게 교반 및 혼합되어 로스터(115)로 공급된다. 로스터(115)에서는 폐산 및 SNCR 환원제에 버너(116, 116')를 통해 연료 가스의 연소에 의해 에너지가 가하여지고 폐산으로부터 산화철이 회수되는 산회수 공정이 수행되고, 연소 가스의 연소시 발생한 질소산화물은 SNCR 환원제에 의해 질소로 환원되어 제거된다.
한편, 종래 로스터(115) 상부에 산화철을 함유하는 폐산 투입시, 산화철의 회수율을 높이기 위해 폐산은 분사노즐(117)을 통해 분무 형태로 투입된다. 따라서, 본 발명의 일 구현에 의한 시스템에서, SNCR 환원제가 폐산과 함께 로스터(115) 상부에서 분사노즐(117)을 통해 분무 투입되고, 이에 따라, SNCR 환원제 역시 분무가 되어진 상태로 투입되므로, 이러한 분무 투입에 의해 추가 설비 없이 환원제와 NOx의 반응성을 높일 수 있다.
상기 세퍼레이터(113)에서 상기 로스터(115)로 공급되지 않은 폐산과 SNCR 환원제의 혼합물은 벤투리(119)를 통해 상기 세퍼레이터(113)로 재순환될 수 있다.
로스터(115)에서의 산회수 공정 및 SNCR에 의한 질소산화물 환원 후, 배출되는 배기가스는 종래의 산회수 공정에서와 같이 후단공정을 통해 처리된다. 구체적으로, 로스터(115)로부터 배출된 배기가스는 사이클론(118), 벤투리(119), 및 세퍼레이터(113)를 거쳐 후단공정으로서 스크러버(120) 등을 통해 스택(121)에서 배출된다.
본 발명의 또 다른 구현에 의하면,
폐산을 함유하는 세퍼레이터(213);
질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(212);
폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(215);
상기 세퍼레이터(213)로부터 상기 로스터(215)로 연결된 유체 공급라인(L3');
상기 환원제 탱크(212)로부터 상기 유체 공급라인(L3')으로 연결된 유체 공급라인(L2); 및
상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(200)이 제공된다.
이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 다른 구현에 의한 질소산화물 저감 시스템(200)을 설명한다.
산회수 공정 처리되는 폐산을 함유하는 세퍼레이터(213)로부터 폐산은 유체 공급라인(L3')을 통해 로스터(215)로 공급된다. 세퍼레이터(213) 내에는 폐산 탱크(211)로부터 유체 공급라인(L1)을 통해 폐산이 지속적으로 공급되며, 폐산은 일정 높이로 유지된다.
펌프(P2)를 통해 세퍼레이터(213)에서 폐산이 배출되면 일부는 로스터(215)로 공급되고 나머지는 벤투리(219)을 통해 다시 세퍼레이터(213)로 공급된다.
한편, SNCR 환원제는 환원제 탱크(212)로부터 유체 공급라인(L2)을 통해 유체 공급라인(L3')으로 공급되고, 유체 공급라인(L3')을 통해 폐산과 SNCR 환원제가 함께 로스터(215)에 공급된다. SNCR 환원제는 세퍼레이터(223)로부터 로스터(215)로 폐산이 공급되는 유체 공급라인 중 세퍼레이터(223) 후 그리고 로스터(215) 전의 유체 공급라인의 임의의 위치에 공급될 수 있다. 폐산과 SNCR 환원제는 공급라인(L3')을 통한 로스터(215)로의 공급과정에서 자연스럽게 함께 교반 및 혼합된다.
한편, 상기 유체 공급라인(L2)에는 SNCR 환원제의 첨가량을 조정하는 환원제 정량펌프(P1) 및 유량계(a)가 구비된다. 상기한 바와 같이, 환원제의 첨가량은 상기 반응식 (1) 및 (2)에 기초하여 환원제의 종류, 환원제의 농도, 가스 유량 및 질소산화물 농도 등에 따라 적합하게 조정될 수 있다.
로스터(215) 상부에 폐산과 SNCR 환원제는 분사노즐(217)을 통해 분무가 되어진 상태로 투입되며, 따라서 이러한 분무 투입에 의해 추가 설비 없이 환원제와 NOx의 반응성을 높일 수 있다. SNCR 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
로스터(215)에서는 폐산 및 SNCR 환원제에 버너(216, 216')를 통해 연료 가스의 연소에 의해 에너지가 가하여지고 폐산으로부터 산화철이 회수되는 산회수 공정이 수행되고, 연소 가스의 연소시 발생한 질소산화물은 SNCR 환원제에 의해 질소로 환원되어 제거된다.
한편, 상기 세퍼레이터(213)에서 상기 로스터(215)로 공급되지 않은 폐산, 또는 폐산과 SNCR 환원제의 혼합물은 벤투리(219)를 통해 상기 세퍼레이터(213)로 재순환될 수 있다. 구체적으로, SNCR 환원제가 유체 공급라인(L3')에 공급되는 지점에 따라, 폐산이 단독으로 또는 폐산과 SNCR 환원제의 혼합물이 벤투리(219)를 통해 상기 세퍼레이터(213)로 재순환될 수 있다.
로스터(215)에서의 산회수 공정 및 SNCR에 의한 질소산화물의 환원 후, 배출되는 배기가스는 종래의 산회수 공정에서와 같이 후단공정을 통해 처리된다. 구체적으로, 로스터(215)로부터 배출된 배기가스는 사이클론(218), 벤투리(219), 및 세퍼레이터(213)를 거쳐 후단공정으로서 스크러버(220) 등을 통해 스택(221)에서 배출된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 질소산화물 저감 시스템은 기존 산회수 공정 시스템의 설비 변경을 최소화하면서 SNCR 환원제가 폐산과 함께 효율적으로 로스터에 투입되어 질소산화물이 환원되도록 한다.
실시예
이하, 실시예를 통해 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예로서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 세퍼레이터로의 SNCR 환원제 첨가
압연 공정에서 발생한 폐산을 함유하는 세퍼레이터(113)에 SNCR 환원제로서 농도 1중량%의 암모니아수를 환원제 탱크(112)로부터 유체 공급라인(L2)를 통해 분당 2~4 리터의 유량으로 공급하였다. 암모니아의 유량은 환원제 정량펌프(P1)에 의해 조절된다. 암모니아수는 세퍼레이터(113) 내의 폐수에 침지되어 있는 환원제 정량 공급장치(114)에 의해 폐산 내부로 공급되었다. 폐산과 암모니아수는 세퍼레이터(113) 및 로스터(115)로 공급되는 유체 공급라인 (L3) 내부에서 자연적으로 교반되어 균일하게 혼합되고 유체 공급라인(L3)을 통해 로스터(115)로 7~9 Nm3/hr으로 공급되었다. 한편, 로스터(115)로 공급되지 않은 폐산 및 환원제는 벤투리(119)로 공급되어 세퍼레이터(113)로 재순환된다.
로스터(115)에는 가스 연소에 의해 약 800℃ 이상 환경이 만들어 질 수 있도록 에너지가 가하여지며, 폐산 내의 액체 증발 반응으로 인해 산화철이 회수되었다. 한편, 상기 에너지 생성을 위한 부생가스의 연소로 질소산화물이 발생되지만, 질소산화물은 폐산과 함께 공급된 암모니아수에 의한 SNCR 반응으로 환원되어 제거된다.
이러한 시스템에서는 별도의 분사 시스템의 추가 없이 환원제를 효과적으로 투입가능하며, 이러한 결과로 NOx 발생량이 30 vol%이상 저감된다.
실시예 2: 폐산라인으로의 SNCR 환원제 첨가
냉연 공정에서 발생한 폐산은 유체 공급라인(L3')를 통해 세퍼레이터(213)로부터 로스터(215)로 7~9 Nm3/hr 유량으로 공급된다. 한편, SNCR 환원제로서 농도 1중량%의 암모니아수를 환원제 탱크(212)로부터 유체 공급라인(L2)를 통해 유체 공급라인(L3')으로 7~9 Nm3/hr의 유량으로 공급하였다. 암모니아의 유량은 환원제 정량펌프(P1)에 의해 조절된다.
암모니아수는 폐산과 함께 유체 공급라인(L3')을 통해 로스터(215)로 7~9 Nm3/hr로 공급되었다. 또한, 로스터(215)로 공급되지 않은 폐산 및 암모니아수는 벤투리(219)로 공급되어 세퍼레이터(213)로 재순환된다.
로스터(215)에는 가스 연소에 의해 약 800℃ 이상 환경이 만들어 질 수 있도록 에너지가 가하여지며, 폐산 내의 액체 증발 반응으로 인해 산화철이 회수되었다. 한편, 상기 에너지 생성을 위한 부생가스의 연소로 질소산화물이 발생되지만, 질소산화물은 폐산과 함께 공급된 암모니아수에 의한 SNCR 반응으로 환원되어 제거된다.
이러한 시스템에서는 별도의 분사 시스템의 추가 없이 SNCR 환원제를 효과적으로 투입가능하며, 이러한 결과로 NOx 발생량이 30 vol%이상 저감된다.
100, 200: 질소산화물 저감 시스템
111, 211: 폐산 탱크
112, 212: 환원제 탱크
114: 환원제 정량 공급장치
115, 215: 로스터
116, 116', 216, 216': 버너
117, 217: 노즐
118, 218: 사이클론
119, 219: 벤투리
120, 220: 스크러버
121, 221: 스택
a: 유량계
L1, L2, L3, L3': 유체 공급라인
P1: 환원제 정량펌프
P2: 펌프

Claims (6)

  1. 폐산으로부터의 산회수 공정에서 발생하는 질소산화물 저감 방법으로서,
    폐산에 질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제를 첨가하는 단계; 및
    질소산화물에 대한 선택적무촉매환원법용 환원제가 투입된 폐산이 산회수 공정 처리되고 이때 발생하는 질소산화물은 상기 폐산에 첨가된 선택적무촉매환원법용 환원제에 의해 선택적무촉매환원법에 의해 환원되는 단계를 포함하는 질소산화물 저감 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종인, 질소산화물 저감 방법.
  3. 폐산을 함유하는 세퍼레이터(113);
    질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(112);
    폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(115);
    상기 환원제 탱크(112)로부터 상기 세퍼레이터(113)로 연결된 유체 공급라인(L2);
    상기 세퍼레이터(113)로부터 상기 로스터(115)로 연결된 유체 공급라인(L3);
    상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1); 및
    상기 세퍼레이터(113)에 연결된 상기 유체 공급라인(L2)의 말단에 세퍼레이터(111)의 폐산 내로 상기 선택적무촉매환원용 환원제가 제공되도록 구비된 환원제 정량 공급장치(114)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(100).
  4. 폐산을 함유하는 세퍼레이터(213);
    질소산화물에 대한 선택적무촉매환원용 환원제를 함유하는 환원제 탱크(212);
    폐산으로부터 산화철을 회수하고 이때 발생하는 질소산화물이 선택적무촉매환원법으로 환원되는 로스터(215);
    상기 세퍼레이터(213)로부터 상기 로스터(215)로 연결된 유체 공급라인(L3');
    상기 환원제 탱크(212)로부터 상기 유체 공급라인(L3')으로 연결된 유체 공급라인(L2); 및
    상기 유체 공급라인(L2)에 제공되는 환원제 정량펌프(P1)를 포함하는 질소산화물 저감 시스템(200).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 선택적무촉매환원용 환원제는 암모니아수 및 요소수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 질소산화물 저감 시스템.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 세퍼레이터(113, 213)에서 상기 로스터(115, 215)로 공급되지 않은 폐산, 또는 폐산과 선택적무촉매환원용 환원제를 상기 세퍼레이터(113, 213)로 재순환시키는 벤투리(119, 219)를 추가로 포함하는 질소산화물 저감 시스템.
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