KR910010242B1 - Exit gas treating method - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명 방법을 실시하는 배출 가스 처리 시스템의 블럭도.1 is a block diagram of an exhaust gas treatment system implementing the method of the present invention.
제2도는 종래의 배출 가스 처리 시스템의 블럭도이다.2 is a block diagram of a conventional off-gas treatment system.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 흡수탑 2 : 순환조1: absorption tower 2: circulation tank
3 : 중화조 4 : 농축조3: neutralization tank 4: concentration tank
5 : 고액 분리 장치(필터 프레스) 6 : 호퍼5: solid-liquid separator (filter press) 6: hopper
7 : 미처리 가스 8 : 흡수액7: untreated gas 8: absorbent liquid
9 : 물 10 : 가성 소다9: water 10: caustic soda
11 : 황산 12 : 과산화 수소11: sulfuric acid 12: hydrogen peroxide
13 : 황산 제1철 14 : 처리된 배출 가스13
15 : 흡수 처리후의 흡수액 16 : 용출액15: absorbent liquid after absorption treatment 16: eluent
17 : 중화후의 흡수액 18 : 상징액17: absorbing liquid after neutralization 18: supernatant
19 : 농축액 20 : 잔사19: concentrate 20: residue
21 : 여액21: filtrate
더 말하자면, 4,5,6은 2차 처리 장치를 표시한다.In other words, 4, 5 and 6 denote secondary processing units.
본 발명은 배출 가스중의 페놀과 포름알데히드 등의 환원성 물질을 과산화 수소와 제1철 이온을 함유한 흡수액으로 세정 제거함과 동시에 폐액중의 철 슬러지(鐵 sludge)의 처리 장치를 필요로 하지 않는 배출 가스 처리 방법에 관한 것이다.The present invention cleans and removes reducing substances such as phenol and formaldehyde in the exhaust gas with an absorbent liquid containing hydrogen peroxide and ferrous ions, and does not require an apparatus for treating iron sludge in the waste liquid. It relates to a gas treatment method.
일반적으로, 주조 공정 등에서 배출되는 배출 가스중에는 환원성 물질인 페놀과 포름알데히드 등의 악취성분이 함유되어 있다. 그래서, 이 배출 가스를 대기중에 방출하기 전에 그러한 악취 성분을 배출 가스중으로부터 제거하는 것이 필요로 하게 된다.In general, odorous components such as phenol and formaldehyde, which are reducing substances, are contained in the exhaust gas discharged from a casting process or the like. Thus, it is necessary to remove such odor components from the exhaust gas before releasing this exhaust gas into the atmosphere.
상기 페놀과 포름알데히드 등의 환원성 물질은 수용액이고, 그 위에 수용액상의 평형분압이 낮다. 따라서, 이들 물질을 세정 제거할 경우, 흡수액중의 이들 물질의 농도가 높아지지 않도록 당해물질을 적당하게 산화 분해하면 좋다.Reducing substances such as phenol and formaldehyde are aqueous solutions, and the equilibrium partial pressure of the aqueous phase is low thereon. Therefore, when these substances are washed and removed, the substances may be appropriately oxidized and decomposed so as not to increase the concentration of these substances in the absorbent liquid.
흡수액중의 당해물질을 산화 분해하려면, 과산화 수소와 제1철 이온(통상, 황산 제1철을 사용)을 첨가하는 것이 효과적인 것으로 알려져 있다. 이런 종류의 배출 가스 처리 방법으로서 일본국 특공소 51-44898호 공보에 개시(開示)되어 있는 바와 같이, 흡수액을In order to oxidatively decompose the substance in the absorbent liquid, it is known to add hydrogen peroxide and ferrous ions (usually using ferrous sulfate). As an exhaust gas treatment method of this kind, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 51-44898,
로 하여 사용하는 방법이 있었다.There was a way to use.
이 배출 가스 처리에 있어서도 제1철 이온이 필요하고, 사실 황산 제1철을 첨가하고 있다. 그런데, 페놀 등의 산화 분해의 과정 및 기액 접촉의 과정에서 상기 제1철 이온은 제2철 이온으로 된다. 따라서, 제1철 이온을 소정의 농도로 유지하기 위하여 황산 제1철을 항상 당량으로 계속 첨가하지 않으면 안되고, 또 그 결과, 불필요하게 된 철분을 계(系)에서 적당하게 제거하여서 2차 처리를 하지 않으면 안된다.Ferrous ions are also required in this exhaust gas treatment, and ferrous sulfate is actually added. By the way, the ferrous ions become ferric ions in the process of oxidative decomposition of phenol and the like and in the process of gas-liquid contact. Therefore, in order to maintain ferrous ions at a predetermined concentration, ferrous sulfate must always be added in an equivalent amount, and as a result, unnecessary iron powder is appropriately removed from the system and secondary treatment is performed. You must do it.
더욱이, 상기 종래의 기술을 적용한 실용장치의 운전 결과를 보면, 불필요한 철분이 슬러지(sludge)가 되어 계내에 퇴적(堆積)해 있다. 결국 이때까지의 기술에 있어서는 ″황산 제1철의 항상 다량 공급″, ″불필요한 철분의 폐기 및 2차 처리″ 및 ″계내에 퇴적된 철 슬러지의 제거″가 유지 관리 및 경제성의 점에서 문제가 되고 있다.Moreover, when the operation result of the practical apparatus to which the said prior art was applied is seen, unnecessary iron becomes sludge and it accumulates in the system. As a result, ″ always high supply of ferrous sulphate ″, ″ disposal and secondary processing of unnecessary iron ″ and ″ removal of iron sludge deposited in the system ″ are problems in terms of maintenance and economics. have.
이것을 해결하기 위하여서 본 발명자는 일본국 특개소 62-237926호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 흡수액의 pH, 과산화 수소 농도 및 제2철 농도를 각각 2~4, 0.8㎎-mol/ℓ이상 및 1㎎-mol/ℓ이상의 범위에서 순환조내에서 2분간 이상 유지하므로서 제1철 이온의 재생을 촉진하여 제1철 이온의 공급량을 흡수액 순환유량 1㎥/hr 당 30㎎-mol/hr 이하로 하므로서 제1철 이온의 공급량을 삭감하여, 그 결과, 철 슬러지량을 저감시켜 계(系)내에서 철 슬러지의 퇴적을 막는 기술을 개발하였다.In order to solve this problem, the present inventors have disclosed the pH, the hydrogen peroxide concentration and the ferric iron concentration of the absorbent liquid, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-237926, at least 2-4, 0.8 mg-mol / l and 1, respectively. Regeneration of ferrous ions is promoted by holding at least 2 minutes in a circulation tank within a range of mg-mol / l and the amount of ferrous ions supplied is 30 mg-mol / hr or less per
그러나, 상기 종래의 방법에서는 철 슬러지량의 저감이 불충분하기 때문에 불필요하게 된 철분을 계에서 적당하게 제거 폐기하기 위하여, 중화처리후 2차 처리로서 생성한 철 슬러지(수산화 제2철)를 제2도에 있는 바와 같이 농축조(thickener)(4)에 도입하고, 상징액(18)을 종말처리장으로 방류함과 동시에 농축액(19)을 고액(固液) 분리 장치(필터 프레스)(5)등으로 처리하지 않으면 안된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional method, the reduction of the amount of iron sludge is insufficient, so that iron sludge (ferric hydroxide) produced as a secondary treatment after the neutralization treatment is removed in order to properly remove and discard unnecessary iron in the system. As shown in FIG. 1, the
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 완성된 것으로서, 그 목적으로 하고 있는 것은 제1철 이온의 공급량을 더욱 대폭 삭감하고, 그 결과, 철 슬러지량을 대폭 저감시켜서 2차 처리 장치(고액 분리 장치 등)를 불필요로 함과 동시에 계내에 있어서의 철 슬러지의 퇴적을 방지하고, 배출 가스 처리 시스템의 유지 관리를 보다 용이하게 하며, 또한 경제성을 보다 높일 수가 있는 배출 가스 처리 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been completed to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to further reduce the amount of ferrous ions supplied, and as a result, to significantly reduce the amount of iron sludge, thereby allowing the secondary treatment apparatus (solid-liquid separation). It is possible to provide an exhaust gas treatment method capable of eliminating an apparatus or the like and preventing deposition of iron sludge in the system, facilitating maintenance of the exhaust gas treatment system, and increasing economic efficiency.
그런데, 페놀 등을 흡수 제거할 경우, 제1철 이온의 소비와 재생에 관하여는 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 제1철 이온은 페놀 등의 산화 분해의 과정 및 기액 접촉의 과정에서 제1철 이온으로 된다. 한편, 제2철 이온은 하기 반응에 의하여 제1철 이온으로 되돌아간다.However, when absorbing and removing phenol or the like, the consumption and regeneration of ferrous ions can be considered as follows. That is, ferrous ions become ferrous ions in the process of oxidative decomposition such as phenol and in the process of gas-liquid contact. On the other hand, ferric ions return to ferrous ions by the following reaction.
단, C6H4(OH2)는 히드로퀴논 혹은 카테콜을 나타내는데, 어느것이나 페놀의 분해 생성물이다. 이상의 반응중에서 (2)의 반응은 느리기 때문에 (1)의 반응만이 제1철 이온의 재생에 기여한다고 생각된다.Provided that C 6 H 4 (OH 2 ) represents hydroquinone or catechol, both of which are decomposition products of phenol. Since the reaction of (2) is slow among the above reactions, it is considered that only the reaction of (1) contributes to the regeneration of ferrous ions.
본 발명자는 예의 연구한 결과, 흡수액의 상태를 아래와 같이 설정하므로서 상기 (1)의 반응을 촉진시킬 수 있는 것을 발견하였다. 더욱이, 제1철 이온의 농도는 하기 흡수액 조건 아래서 0.02㎎-mol/ℓ이상이면 페놀 등의 산화 분해에는 충분하다는 것을 발견하여 제1철 이온의 공급량을 종래보다 대폭 적게 하는 것을 가능케 하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly researching, it discovered that the reaction of said (1) can be accelerated | stimulated by setting the state of an absorption liquid as follows. Furthermore, the concentration of ferrous ions was found to be sufficient for oxidative decomposition of phenol and the like when the concentration of ferrous ions was 0.02 mg-mol / l or more under the following absorbing liquid conditions, thereby making it possible to significantly reduce the amount of ferrous ions supplied.
그 결과, 폐액의 2차 처리 장치가 불필요하게 되었다. 즉, 본 발명은 흡수액의 pH, 과산화 수소 농도 및 제2철 농도를 각각 2~4, 0.5㎎-mol/ℓ이상 및 0.5~1.0㎎-mol/ℓ의 범위에서 순화조내에서 2분간 이상 유지하므로서 제1철 이온의 재생을 촉진하여 제1철 이온의 공급량을 흡수액 순환유량 1㎥/hr 당 0.9~3.0㎎-mol/hr의 범위로 한다. 그 결과, 폐액중의 철 슬러지량을 대폭 저감시켜 고액 분리 장치 등의 2차 처리 장치를 불필요로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.As a result, the secondary processing apparatus of waste liquid became unnecessary. That is, the present invention is to maintain the pH, hydrogen peroxide concentration and the ferric iron concentration of the absorbent liquid in the purifying tank for at least 2 minutes in the range of 2 ~ 4, 0.5 mg-mol / L or more and 0.5 ~ 1.0 mg-mol / L, respectively Regeneration of ferrous ions is promoted, so that the amount of ferrous ions supplied is in the range of 0.9 to 3.0 mg-mol / hr per 1
이하, 본 발명의 방법을 실시하는 배출 가스 처리 시스템에 관하여 도면을 참조하면서 상술한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the exhaust gas processing system which implements the method of this invention is described in detail, referring drawings.
제1도는 제1철 이온의 공급량을 흡수액 순화유량 1㎥/hr 당 0.9~3.0㎎-mol/hr의 범위로 하는 경우의 배출 가스 처리 시스템을 나타낸 것인데, (1)은 흡수탑이고, 예를들면, 주조 공정에서 배출되는 미처리의 배출 가스(7)에 흡수액(8)을 접촉시켜서 이 배출 가스중의 페놀 및 포름알데히드 등의 환원성 물질을 흡수액(8)에 흡수시킨다. (2)는 순환조인데, 물(9), 가성 소자(10) 및 황산(11)이 조절되면서 공급되어 흡수액의 액량 및 pH 치가 소정치로 유지된다. 또, 이 순환조(2)에는 과산화 수소(12) 및 황산 제1철(13)도 공급된다.FIG. 1 shows the exhaust gas treatment system in the case where the supply amount of ferrous ions is in the range of 0.9 to 3.0 mg-mol / hr per 1
본 실시예의 처리 시스템은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 우선 미처리 가스(7)는 흡수탑(1)내에서 흡수액(8)에 의하여 세정되어 그 중의 페놀 및 포름알데히드 등의 환원성 물질이 이 흡수액(8)에 흡수, 분해되어 처리된 배출 가스(14)로서 배출된다. 배출 가스 세정전의 흡수액(8)은 펌프(도시하지 않음)로 상기 순환조(2)에서 흡수탑(1)으로 보내져서 위에 나온 바와 같이 페놀 및 포름알데히드 등의 환원성 물질을 흡수 처리한 후, 흡수액(15)으로서 순환조(2)로 되돌아간다. 또, 흡수액(8)의 일부는 용출액(16)으로서 흡수계에서 분리되어 중화조(中和槽)(3)로 들어가서 가성 소다(10) 또는 황산(11)으로 중화 처리된다. 중화후의 흡수액(17)은 직접 종말처리장에 보내어 다른 배수와 함께 처리된다.Since the treatment system of the present embodiment is constituted as described above, the untreated gas 7 is first washed by the
그런데, 상기 시스템의 운전 조건 및 성능의 실시예는 하기와 같다.However, embodiments of the operating conditions and performance of the system are as follows.
[실시예 1]Example 1
(i) 배출 가스(i) exhaust gas
(ii) 흡수탑(ii) absorption tower
형식 : 충전탑Type: charging tower
충전물 : 화형(花型) 충전물(상품명 : 테러렛)Filling Material: Flower Type Filling Material
충전높이 m : 2.0Filling height m: 2.0
가스 유속 m/sec : 2.5Gas flow rate m / sec: 2.5
액가스비 ℓ/㎥ : 2Liquid gas ratio ℓ / ㎥: 2
(iii) 흡수액(순환조)(iii) Absorption liquid (circulation tank)
pH : 3pH: 3
과산화 수소 농도 mg-mol/ℓ : 1Hydrogen peroxide concentration mg-mol / ℓ: 1
제1철 이온 농도 mg-mol/ℓ : 0.02Ferrous ion concentration mg-mol / l: 0.02
제2철 농도 mg-mol/ℓ : 0.5Ferric Concentration mg-mol / l: 0.5
순환조 체류 시간 min : 3Circulation tank residence time min: 3
(iv) 황산 제1철(iv) ferrous sulfate
흡수량 순환량 1㎥/hr에 대하여 mg-mol/hr : 1.4Absorption amount Circulation amount mg-mol / hr: 1.4 for 1㎥ / hr
전공급량 g-mol/hr : 0.25Total supply g-mol / hr: 0.25
(v) 배출액(v) emissions
배출액 유량 ㎥/hr : 0.5Discharge liquid flow rate ㎥ / hr: 0.5
(vi) 중화후의 배출액(vi) discharge after neutralization
SS 농도 mg/ℓ : 82SS concentration mg / ℓ: 82
[실시예 2]Example 2
(i) 배출 가스(i) exhaust gas
(ii) 흡수탑(ii) absorption tower
형식 : 충전탑Type: charging tower
충전물 : 화형(花型) 충전물(상품명 : 테러렛)Filling Material: Flower Type Filling Material
충전높이 m : 2.0Filling height m: 2.0
가스 유속 m/sec : 2.5Gas flow rate m / sec: 2.5
액가스비 ℓ/㎥ : 2Liquid gas ratio ℓ / ㎥: 2
(iii) 흡수액(순환조)(iii) Absorption liquid (circulation tank)
pH : 3pH: 3
과산화 수소 농도 mg-mol/ℓ : 1.8Hydrogen peroxide concentration mg-mol / ℓ: 1.8
제1철 이온 농도 mg-mol/ℓ : 0.04Ferrous ion concentration mg-mol / l: 0.04
제2철 농도 mg-mol/ℓ : 0.7Ferric Concentration mg-mol / l: 0.7
순환조 체류 시간 min : 3Circulation tank residence time min: 3
(iv) 황산 제1철(iv) ferrous sulfate
흡수량 순환량 1㎥/hr에 대하여 mg-mol/hr : 2.0Absorption amount Circulation amount mg-mol / hr: 2.0 for 1㎥ / hr
전공급량 g-mol/hr : 0.36Total supply g-mol / hr: 0.36
(v) 배출액(v) emissions
배출액 유량 ㎥/hr : 0.5Discharge liquid flow rate ㎥ / hr: 0.5
(vi) 중화후의 배출액(vi) discharge after neutralization
SS 농도 mg/ℓ : 104SS concentration mg / ℓ: 104
[실시예 3]Example 3
(i) 배출 가스(i) exhaust gas
(ii) 흡수탑(ii) absorption tower
형식 : 충전탑Type: charging tower
충전물 : 화형(花型) 충전물(상품명 : 테러렛)Filling Material: Flower Type Filling Material
충전높이 m : 2.0Filling height m: 2.0
가스 유속 m/sec : 2.5Gas flow rate m / sec: 2.5
액가스비 ℓ/㎥ : 2Liquid gas ratio ℓ / ㎥: 2
(iii) 흡수액(순환조)(iii) Absorption liquid (circulation tank)
pH : 3pH: 3
과산화 수소 농도 mg-mol/ℓ : 1.2Hydrogen peroxide concentration mg-mol / ℓ: 1.2
제1철 이온 농도 mg-mol/ℓ : 0.02Ferrous ion concentration mg-mol / l: 0.02
제2철 농도 mg-mol/ℓ : 1.0Ferric Concentration mg-mol / l: 1.0
순환조 체류 시간 min : 3Circulation tank residence time min: 3
(iv) 황산 제1철(iv) ferrous sulfate
흡수량 순환량 1㎥/hr에 대하여 mg-mol/hr : 2.8Absorption amount Circulation amount mg-1g / hr: 2.8
전공급량 g-mol/hr : 0.5Total supply amount g-mol / hr: 0.5
(v) 배출액(v) emissions
배출액 유량 ㎥/hr : 0.5Discharge liquid flow rate ㎥ / hr: 0.5
(vi) 중화후의 배출액(vi) discharge after neutralization
SS 농도 mg/ℓ : 140SS concentration mg / ℓ: 140
흡수액중의 pH, 과산화 수소 농도 및 제2철 농도를 각각 2~4, 0.5㎎-mol/ℓ이상 및 0.5~1.0㎎-mol/ℓ의 범위에서 순환조내에서 2분 이상 유지한 후, 이 흡수액을 배출 가스의 세정에 사용함으로써 흡수액 순환 유량 1㎥/hr 당 제1철 이온 공급량을 0.9~3.0㎎-mol/hr의 범위로 하였기 때문에, 그 결과, 황산 제1철의 공급량을 극히 적게 할 수 있어 폐액중의 철 슬러지량을 대폭 저감하고, 고액 분리 장치 등의 2차 처리 장치를 불필요로 할 수 있다. 또, 철분이 슬러지로 계내에 퇴적할 염려도 없고, 유지 관리가 용이하여 경제적이다.After the pH, the hydrogen peroxide concentration and the ferric iron concentration in the absorbent liquid were maintained in the circulation tank for at least 2 minutes in the range of 2-4, 0.5 mg-mol / l or more and 0.5-1.0 mg-mol / l, respectively, the absorbent liquid The amount of ferrous ions supplied per 1
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