KR920001935Y1 - 연소가스중의 아황산가스 처리 및 분진 분리 제거장치 - Google Patents

연소가스중의 아황산가스 처리 및 분진 분리 제거장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

연소가스중의 아황산가스 처리 및 분진 분리 제거장치
제 1 도는 본 고안 장치의 개략적인 측면도.
제 2 도는 본 고안에 의한 다른 실시예도.
제 3 도는 보 고안에 적용되는 스틸 휠터의 정면도.
제 4 도는 제 3 도의 A-A선 단면도.
제 5 도는 제 3 도의 B-B선 단면도.
제 6 도는 본 고안에 따른 수산화나트륨에 의한 아황산가스의 처리 상태도.
제 7 도는 종래의 장치의 개략적인 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 30 : 제1, 2분리장치 2, 32 : 보디
3 : 입구 4, 21, 34 : 분진 안내판
5, 35 : 유로 5' : 가스 유도판
6, 36 : 진동기 7, 37 : 탈락장치
8, 22, 38 : 송출기 9, 23 : 이송기
10 : 스틸 휠터 11 : 휠터 플레이트
12 : 가스 통기공 13 : 간살
14 : 연결부 24 : 흡수제 공급장치
θ : 경사각
본 고안은 보일러를 포함하는 각종 산업설비의 연소장치로 부터 배출되는 연소가스에 포함되어 있는 아황산가스(SO2)와 분진 및 유수분 분리 제거장치에 관한 것으로서, 특히 연소가스를 1차 스틸휠터(Steel Filer)에 통과시켜 분진 및 유수분을 1차로 분리제거하고, 1차 스틸 휠터를 통과한 연소가스에 수산화나트륨의 수용액인 흡수제를 분무하여 분말화 한 후 다시 2차 스틸 휠터에 통과시켜 분말이 2차 스틸 휠터에 의해 2차로 분리되도록 함으로써, 분진 및 유수분의 배출량을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한 연소가스중의 아황산 가스 처리 및 분진 분리 제거장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 각종 보일러 및 산업설비등의 연소장치에 배출되는 연소가스중에는 독성이 있어 인체에 매우 유해하고 공해로서 환경오염의 주 요인이 되는 아황상 가스가 다량 포함되어 배출되고 있는바, 연소가스를 다량으로 배출하는 각종 제조 및 생산업체에서는 상기와 같은 아황산 가스 및 기타 유해가스의 배출을 방지하기 위한 수단으로 각종의 연소가스 정화장치를 설치하고 있으며, 이러한 연소가스 정화장치에는 여러 종류의 기술이 개발되어 있지만 실용화된 것은 불과 몇 종류되지 않고 있다.
그 일예로서, 아황산 가스와 분진 및 유수분을 분리제거하여 아황산 가스의 배출을 저감시킬 수 있는 종래의 대표적인 기술을 보면 제 7 도와 같은 장치가 주로 사용되고 있다.
즉, 보일러 연소장치(80), 송풍기(81), 반응탑(82), 집진기(83), 연돌(84)을 연속적으로 연결 설비하여 아황산 가스의 배출량을 저감시키게 되는데, 이의 작용순서를 보면 다음과 같다.
먼저, 보일러 연소장치(80)에서 생성된 연소가스를 송풍기(81)로서 반응탑(82)으로 보내고 반응탑(82)에서는 외부로 부터 흡수제인 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 분무시켜 아황산 가스(SO2)와 수산화나트륨(NaOH)이 반응하게 한다.
그러면, 반응탑(82)내에서는 SO2(가스)+2NaOH(액체)-Na2SO3(분말)+H2O(증기)와 같은 반응식으로 아황산 가스(SO2)와 수산화나트륨(NaOH)이 반응하게 되는데, 이러한 반응에서 생성되는 아황산 나트륨(Na2SO3)는 연소가스의 보유 현열(100℃ 이상)에 의해 분말화되며, 상기와 같이 분말화된 아황산 나트륨과 증기는 다시 집진기(83)로 유도되어 분말의 아황산 나트륨은 집진기(83)에 의해 포집되고 그 나머지는 연돌(84)을 통해 외부로 배출되도록 함으로써 아황산 가스의 배출량을 저감시킬 수 있도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 장치에 있어서는 집진기(83) 한곳에서 분말화된 아황산 나트륨을 포집하고, 보일러에서 발생하는 미연분진(Soot)과 아황산가스(SO2)와 삼산화황(SO3)을 동시에 처리하기 때문에 아황산 나트륨(Na2SO3)과 미연분을 구분 처리할 수 없는 바, 아황산 가스와 분진 및 유수분의 제거효과를 크게 기대할 수 없으며, 또한 종래의 집진기(83)에는 자루 형태의 백 휠터(Bag Filter)를 사용함으로써, 이 휠터를 정기적으로 교환해야 한다는 불편함이 있고, 적용범위에 있어서도 보일러에 국한되며, 아황산가스(SO2)의 배출량저감에 국한되는 효과만을 기대할 수 밖에 없는 등의 많은 문제점을 내포하고 있었다.
따라서 본 고안은 상기의 종래 제반 문제점을 완전해소 함으로써, 연소가스에 포함되는 아황산가스(SO2) 및 삼산화황(SO3)의 분진 및 유수분의 제거를 극대화하고, 동력소모를 최소화하며, 휠터를 반영구적으로 사용토록 하고 적용범위에 있어서도 보일러를 포함하는 각종 연소장치와 산업설비에 이용할 수 있도록 한 연소가스중의 아황산 가스 처리 및 분진 제거장치를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 일 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 고안에 의한 일실시예로서 그 구성을 보면 제1분리장치(1), 반응기(20), 제2분리장치(30), 흡수제 공급장치(24)로 구성되는데, 상기 제1분리 장치(1)는 일측으로 보일러 또는 연소장치와 산업설비에 의해 생성된 연소가스가 유입되는 입구(3)와, 하부로 다수의 분진 안내판(4)이 형성된 보디(2)의 내부 상측으로 형성된 유로(5)의 중간부에 상측의 진동기(Vibrator)(6)에 의해 진동될 수 있도록 제1차 스틸 휠터(10)를 설치하고, 상기 제1차 스틸 휠터(10)의 후방에는 이의 후면을 타격하여 줄수 있는 탈락장치(Hammering)(7)를 설치하며, 상기 분진 안내판(4) 하부에는 모터에 의해 작동되는 스크류 피터(Screw Feeder) 즉 이송기(9)와 연결된 송출기(8)를 설치하였다.
상기 제1분리장치(1)의 보디(2) 타측으로 설치되는 반응기(20)는 그 하부로 분진 안내판(21)이 형성되어 그 하부로 송출기(22)를 두고 이송기(23)와 연결되고 또한 반응기(20)와 분진안내판(21) 사이의 노즐(39)은 흡수제 공급장치(24)와 연결되며, 흡수제공급장치(24)는 노즐(39)과 연결된 펌프(40)와 연결되면서 펌프(40)는 수산화나트륨 탱크(41)와 수조(42)로 연결된다.
한편 상기의 펌프(40)와 수산화나트륨 탱크(41) 및 수조(42)의 출구라인에는 각기 조절밸브(43)가 연결되면서 펌프(40)의 출구라인상에 압력게이지(44)가 설치되고 상기 반응기(20)의 상부에는 제2분리장치(30)가 설치된다.
제2분리장치(30)는 상기 제1분리장치(1)와 마찬가지로 출구(33)를 갖는 보디(32)의 유로(35) 중앙부에 상측의 진동기(36)에 의해 진동될 수 있도록 제2차 스틸 휠터(10')가 설치되고, 그 후방에는 탈락장치(37)가 설치되며, 보디(32)의 타측 하부에는 분진 안내판(34)이 형성되어 그 하부로 송출기(38)를 두고 이송기(23)와 연결되는 구성이다.
상기 제1, 2분리장치(1)(30)에 적용되는 스틸 휠터(10)(10')는 그 내부에 제 3 도 내지 제 5 도와 같이 형성되는 휠터 플레이트(11)가 겹겹이 설치되는데, 이 휠터 플레이트(11)는 금속판을 펀칭 가공에 의해 가공한 것으로 다수의 가스 통기공(12)을 형성하는 간살(13)의 폭을 크게하여 그 각각의 연결부(14)를 30-60°로 경사지게 형성하여 통과하는 가스의 속도 및 방향을 변환시킬 수 있도록 하되, 상기 간살(13)의 연결부(14) 경사각(θ)은 45°로 하는 것이 바람직하다.
또한, 제1분리장치(1)의 입구(3) 내부에는 약간 상측에 선단이 하향절곡되어 경사지게 설치된 가스 유도판(5')이 유입되는 연소가스의 흐름을 제1차 스틸 휠터(10)로 유도하게 된다.
이와 같은 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
보일러 또는 연소장치 및 산업설비등에서 배출되는 아황산 가스(SO2)와 분진 및 유수분이 함유된 연소가스가 제1분리장치(1)의 보디(2) 일측에 형성된 입구(3)를 통해 유입되면 연소가스는 보디(2)내의 흐름을 유도하는 가스유도판(5')에 의해 제1차 스틸 휠터(10)로 유도되어 이를 통과하게 된다.
그러면 연소가스내에 포함되어 있는 분진 및 유수분은 휠터 플레이트(11)의 가스 통기공(12)을 통과하면서 간살(13)의 경사진 연결부(14)에 의해 방향이 45°변환됨과 동시에 속도가 변환되고, 이 과정에서 분진 및 유수분은 연소가스와의 비중차에 의해 분리되면서 휠터 플레이트(11)의 간살(13) 및 그 연결부(14)에 부착되거나 또는 아래쪽으로 떨어지게 되어 1차로 분리되며 이 과정으로 스틸 휠터(10)를 통과한 연소가스는 반응기(20)로 유도된다.
상기의 1차분리과정에서 스틸 플레이트(11)에 부착된 분진 및 유수분은 미도시된 타이머에 의해 주기적으로 작동되는 진동기(6)가 스틸 휠터(10)를 진동시켜 줌으로써 탈락되어지고, 탈락된 분진 및 유수분은 분진 안내판(4)을 타고 하강하여 송출기(8) 및 이송기(9)에 의해 이송되어지며, 분진 및 유수분의 종류에 따라서는 탈락장치(7)를 작동시켜 강하게 스틸 휠터(10)를 타격함으로써 탈락시키게 된다.
상기와 같은 과정으로 제1분리장치(1)를 통과하면서 1차로 분진 및 유수분이 분리되어진 연소가스는 반응기(20)에 유도되며 이 반응기(20)에는 외부의 흡수제 공급장치(24)로부터 즉, 수산화나트륨 탱크(41)와 수조(42)의 출구조절밸브(43)를 적정량으로 열고 펌프(40)의 출구조절밸브(43)를 최초로 열면서 수산화 나트륨 탱크(41)의 출구조절 밸브(43)를 조절하여 샘플링에서 농도를 조정한 다음, 압력게이지(44)의 요구되는 일정압력까지 펌프(40)의 조절밸브(43)를 열면 수산화나트륨(NaOH)과 공급수의 혼합액은 노즐(39)로 압승되어 흡수제인 수산화나트륨(NaOH)의 수용액이 반응기(20)내에 미세하게 무화 분사된다.
이때 반응기(20)내의 연소가스중에 잔재하고 있던 아황산가스(SO2)가 수산화나트륨(NaOH)과 다음과 같은 반응식 즉, 「SO2(이황산 가스)+2NaOH(수산화나트륨용액)→Na2SO3(아황산나트륨분말)+H2O(증기)」「Na2SO3+H2O+SO→2NaHSO2」와 같은 반응식으로 반응하면서 생성된 아황산나트륨(Na2SO3)은 연소가스의 보유현열에 의해 분말화되어 제2분리장치(30)로 유도된다.
즉, 분사된 수산화나트륨의 수용액에 의하여 아황산 나트륨은 가스중의 아황산가스와 반응하게 되고 수산화나트륨 수용액의 수분이 배출가스온도에 의해 증발하므로 반응생성물인 아황산나트륨이 분말화되는 것이다.
상기의 기술공정은 다음의 참고문헌 기술내용을 응용하였다.
* 참고문헌
공해방지 설비 공정도집(일본, 화학공업사간)
1) 일본히다치 반습식 1형 배기가스 탈황시스템 P.418∼419
2) 반응, 흡수를 중심으로 하는 설계(세진사간, 번역본) P.25∼27
3) 일본공개 특허공보(공고번호 소 48-32772) P.1∼4
4) 대기오염(일본, 녹원출판사간) P.90∼91 P.99
여기서 본 고안에 이용된 설비(보일러)의 제원은, -용량 : 2TON/H-배기가스온도 : 180℃ -사용연료 : 벙커-C유
상기에 의거한 분진의 포집결과는 다음표와 같다.
한편 수산화나트륨(NaOH)의 투입량에 따른 오염도 제거 즉, 아황산가스(SO2)의 처리제거는 제 6 도에서 보는 바와같이 NaOH의 투입량(농도)의 증가에 따라 ppm이 저하되는 현상을 보였다.
환원하면, 상기와 같은 과정을 거쳐 반응기(20)로부터 유도된 연소가스는 상기의 제1분리장치(30)의 제2차 스틸 휠터(10')를, 제1분리장치(1)의 동일한 과정으로 통과되면서 분말화된 아황산나트륨(Na2SO3)이 분리되며, 제2차 스틸 휠터(10')를 통과한 연소가스는 출구(33)를 통해 외부로 배출 되어진다.
제2분리장치(30)의 진동기(36) 및 탈락장치(37) 또는 제1분리장치(1)의 진동기(6) 및 탈락장치(7)와 동일작용을 한다.
상기와 같은 아황산가스와 분진 및 유수분의 분리 제거과정에서 흡수제의 분무는 아황산 가스의 배출을 저감시키고자 할때에만 작동시키면 된다.
제 2 도는 본 고안에 의한 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제1분리장치(1) 및 제2분리장치(30)와 이에 관련된 부품을 본 발명과 동일하게 구성하되, 제2분리장치(30)를 반응기(20)의 상측으로 설치하지 않고 반응기(20)의 측부에 설치하며, 반응기(20) 또한 2개를 한쌍으로 설비하여 상부의 덕트(25)로써 연통시킨 구성이다.
여기서 반응기(20) 상부에 설치된 흡수제 공급장치(24)는 제 1 도에서와 같이 동일한 구성으로 한다.
이의 작용은 본 고안과 동일하게 이루어지되, 제1분리장치(1)를 통과한 연소가스와 이와 연통된 일측 반응기(20)로 유도되어 잔재하고 있던 아황산 가스(SO2)가 외부로 부터 공급되는 흡수제인 수산화나트륨(NaOH)과 1차 반응되고 다시 다른 반응기(20)로 유도되어 흡수제와 2차 반응을 한후 제2차 스틸 휠터(10)를 통과하면서 분말화된 아황산 나트륨(Na2SO3)이 분리되며 나머지의 가스는 출구(33)를 통해 외부로 배출되어지게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 고안에 의하면 연소가스중에 포함되어 있는 아황산가스 및 분진 및 유수분을 분리 제거함에 있어서, 아황산가스와 분진 및 유수분을 1차로 제1분리장치에서 분리한 후 반응기에 흡수제인 수산화나트륨을 이용하여 이황산 가스를 반응시켜 분말화 한 다음 제2차 분리장치에서 분리 제거토록 함으로써 아황산 가스와 분진 및 유수분의 분리 제거 효과를 극대화 할수 있는 고안인 것이다.

Claims (6)

  1. 각종 산업설비의 연소장치로 부터 배출되는 연소가스 중에 포함되어 있는 아황산 가스(SO2)의 분진 및 유수분 분리 제거장치를 구성함에 있어서, 일측으로 연소가스가 유입되는 입구(3)가 형성되어 이에 연통되는 유로(5)의 중간부에 상측의 진동기(6)에 의해 진동될 수 있는 제1차 스틸 휠터(10)를 설치하고 상기 제1차 스틸 휠터(10)의 그 후방에 이의 후면을 타격하여 주는 탈락장치(7) 설치한 제1분리장치(1)와, 흡수제 공급장치(24)와 연결된 반응기(20)와, 유로(35)의 후단에 출구(33)를 가지며 중간부에 상기 제1분리장치(1)와 동일하게 진동기(36)와 함께 제2차 스틸 휠터(10')를 설치하고 그 후방에 탈락장치(37)를 설치한 제2분리장치(30)를 연속되게 설비하여서 됨을 특징으로 하는 연소가스 중의 아황산 가스 처리 및 분진 분리 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제2분리장치(30)를 반응기(20)의 상부에 설치하여서 됨을 특징으로 하는 연소가스중의 이황산 가스 처리 및 분진 분리 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 반응기(20)를 2개 한쌍으로 횡설하여 상부의 덕트(25)로서 연통시키고 이에 각각 흡수제를 공급토록 흡수제 공급장치(24)를 설치하고, 제2분리장치(30)를 상기 반응기(20) 측부에 설치하여서 됨을 특징으로 하는 연소가스중의 아황산가스 처리 및 분진 분리 제거장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 제1,2분리장치(1)(30)에 적용되는 스틸 휠터(10)(10')는 그 내부에 가스 통기공(12) 펀칭 가공된 휠터 플레이트(11)를 분진 및 유수분의 분리 제거 조건에 따라 겹겹이 설치하되, 상기 휠터 플레이트(11)를 다수의 가스 통기공(12)을 형성하는 간살(13)의 폭을 크게 형성하여 이 간살(13)의 각 연결부(14)를 소정의 경사각(θ)을 갖고 경사지게 형성하여 통과하는 연소가스의 속도 및 방향을 변환시킬 수 있도록 형성하여서 됨을 특징으로 하는 연소가스중의 이황산 가스 처리 및 분진 분리 제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 휠터 플레이트(11) 간살(13)의 연결부(14) 경사각(θ)을 45°로 한것을 특징으로 하는 연소가스중의 아황산 가스 처리 및 분진 제거장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 흡수제 공급장치(24)는 펌프(40) 입구에 연결된 수산화나트륨 탱크(41)와 수조(42) 및 펌프(40)의 출구에 연결되는 압력게이지(44)와 노즐(39)로 형성되고 노즐(39)은 반응기(20)로 연결되며, 수산화나트륨 탱크(41)와 수조(42)로부터 펌프(40)로 혼합 유입된 수용액이 노즐(39)을 통해 반응기(20)내로 분사되게 함을 특징으로 하는 연소가스 중의 아황산 가스 처리 및 분진 분리 제거장치.
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