KR930011074B1 - 석탄의 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법 - Google Patents

석탄의 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

석탄의 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법
제1도는 슬러깅, 포울링 및 클킹커가 발생되는 위치를 나타내는 개략도이고,
제2도는 본 발명을 실시하는데 사용되는 공정도이고,
제3도는 화염 검지기 신호에 의한 클링커의 부착을 나타내는 도면이고,
제4도는 버어너 주위의 클링커의 부착을 조사하기 위한 검지회로의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대하 부호의 설명
1 : 벙커 2 : 석탄공급기
3 : 분쇄기 4 : 블로우어
5 : 첨가제 분사 펌프 6 : 첨가제 탱크
7 : 버어너 8 : 보일러
9 : 탈질소 장치 10 : 공기가열기
11 : 전기 집진기 12 : 플루(flue)
13 : 클링커 호퍼 14 : 클링커 분쇄기
15 : 이젝터(ejector) 16 : 재처리 펌프
17 : 탈수조 18 : 트럭
본 발명은 연료로서 미분 석탄을 사용하는 보일러, 노 등의 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법에 관한 것이다.
최근 석탄을 연료로 하는 보일러, 노 등의 사용이 증가하고 있다. 그러나, 석탄은 중유와 비교하여 볼때, 소량의 휘발성 물질(20 내지 30%)과 극히 많은 양의 고정탄소(40 내지 60%)를 함유하고 있기 때문에, 연소성이 낮다. 이 때문에, 최근의 석탄 연소 보일러와 노의 형태는 석탄의 활성과 산소와의 접촉 면적을 증대시키기 위해, 석탄을 200멧쉬(약 95%) 미만으로 분쇄하도록 설계되어 있으며, 이로서 연소성을 개선하고 있다. 연소성이 낮은 석탄은 연소성이 큰 석탄과 혼합하여 연소를 행한다.
석탄은 중유에 비해 회분 함량이 매우 높기 때문에(10 내지 30%), 많은 양의 애시가 발생된다. 예를 들면, 500T/H급의 석탄 연소 보일러에서 매년 약 60,000톤의 애시가 발생된다. 석탄재는 플라이 애시와 클링커 애시로 크게 분류된다. 클링커 애시는 보일러의 바닥에 축적되는 애시로서, 전 애시 양의 약 15%를 차지한다. 나머지 양이 플라이 애시이며, 에어 히터 호퍼와 전기집진기 호퍼에서 수집된다. 이 애시는 SiO2와 Al2O2가 주성분이고 연소되지 않은 물질 15 내지 20% 이하를 함유한다. 생성된 애시의 양은 석탄의 회분으로부터 대략적으로 계산할 수가 있으나, 발생된 애시의 성질은 석탄의 종류에 따라 변하게 된다.
다량의 황화 제1철을 함유한 석탄은 융점이 낮고 비중이 높기 때문에 가스 기류상에 이송되지 않고, 노의 가열면 표면에 충돌하여, 용융된 애시가 축적이 된다. 이것을 슬러깅이라 한다.
알칼리금속을 다량 함유한 석탄의 경우는, 석탄중에 함유된 나트륨, 칼륨등과 같은 알칼리금속 화합물이 탄소, 일산화탄소 또는 수소로 환원되어 활성화하여 가열면상에 존래하는 SiO2와 반응하여 용점이 낮은 규산알칼리(예를 들면 Na2SiO3)를 생성하기 때문에, 이 생성된 접착성의 물유리 같은 물질에 석탄중에 석탄중의 애시가 부착하여, 비대화 한다. 이것을 포울링이라 한다.
이러한 조건이 결합되어 슬러깅과 포울링 상태가 발생되고 버어너 목 또는 가열면상에 형성된 큰 클링커 같은 덩어리 형태로 애시가 비대해진다. 제1도는 이러한 상태가 발생되는 위치를 나타낸 도면이다. 이러한 상태가 일어나면, 다음과 같은 문제가 발생된다:
(1) 노에 의해 열의 흡수가 감고되기 때문에 노 출구의 가스온도가 상승할 수 있으며 ;
(2) 버어너 목에 용융 슬러그가 부착되어 애시가 비대화하고 폐쇄를 야기시킬 수 있으며, 극단적인 경우 연소 장애를 일으킬 수 있고 ;
(3) 노에 축적된 큰 덩어리가 클링커의 형태로 낙하하여 수벽관을 파손할 수도 있으며 ;
(4) 상기 (1)에서 언급한 것과 같은 배기가스 온도의 상승과 과열기 그리고 재가열기의 금속 온도가 상승하여 증기 분사량을 증가시켜서 보일러 효율을 감소를 가져올 수가 있고 ;
(5) 슬러그의 부착에 기인한 수벽과 사이의 온도차가 증대하고 ; 그리고
(6) 클링커 애시의 발생이 증가하여 이것의 유동성이 감소되고 폐쇄를 야기하여 노 바닥재의 폐기처분에 따른 여러 문제를 일으키게 된다.
이러한 문제가 발생되는 것을 막기 위해, 부하를 낮추거나 또는 사용하는 석탄의 종류를 바꾸는 방법이 채택되었다. 극단적인 경우에는, 가동을 중단하고, 노 내부의 청소, 클링커의 폐기처분과 배관의 청소를 해야만 하였다. 이러한 사태가 되면 중대한 재정적 손실을 야기시킨다.
일반적으로, 노의 바닥에 낙하하되여 축적된 애시를 클링커 애시라고 언급하나, 본 명세서에서는 보일러 가열면에 부착된 슬러그(재)도 클링커 애시라고 언급하였다.
용융된 클링커 애시를 제거하는 방법으로 다음과 같은 수단이 있다:
(1) 슷블로우(sootblower)로부터 증기로 재를 불어버린다;
(2) 노의 온도를 낮추거나 또는 관벽의 온도를 낮춘다;
(3) 부하를 낮춘다;
(4) 사용하는 석탄의 종류를 바꾸고; 그리고
(5) SiO2분말 또는 유기 SiO2와 같은 알칼리금속 포집 첨가제에 의해 가열면상에 존재하는 용융 알칼리금속을 흡착한다.
그러나 이들 방법은 다음과 같은 단점이 있다.
상기한 (1)의 수단이 효과적이나, 슛블로우어를 노의 전체 내부면에 설치한다는 것은 물리적으로 그리고 경제적 관점에서 곤란하다.
또한, 용융된 클링커가 점착성이 있기 때문에, 압력을 상승시켜도 슬러깅을 제거하기 어렵다, 과도한 압력이나 또는 압력인가 회수를 과다하게 하면, 가열면이 침식되고 벽 두께가 감소되어 가열되면이 파열되게 된다.
상기한 (2)와 (3)의 수단은 보일러의 개조 또는 효율의 저하를 초래하여 바람직하지 않다.
상기한 (4)의 수단은 예를 들어
Figure kpo00001
가 되도록 석탄의 종류를 선택하면 슬러깅이 감소되는, 어느 정도의 이점은 있으나, 근본적인 해결이 되는 것은 아니다.
상기한 (5)의 수단의 경우, 고용융 SiO2와 Al2O2의 분말 분사에 의해 반대로 슬러깅이 촉진되고, 배기가스 온도의 상승 및 용융의 증가를 가져온다. 가열면의 알칼리금속 물질을 물리적으로 흡착할 목적으로 SiO2형 첨가제의 첨가를 행하고 있으나, 이 수단도 근본적인 해결책이 되는 것은 아니다. 또한, 이들 첨가제는 FeS2의 슬러깅에는 아무런 효과가 없다. 현재로서는 클링커 억제를 목적으로 하는 효율적인 첨가제는 없다. 또한 과거에는 그을음과 분진을 감소시킬 목적으로 산화철 분말을 직접 버어너로 부터 보일러 또는 노에 공급했는데, 이 경우, 분말입자가 가열면에 부착하여 반대로 슬러깅이 촉진되고, 배기가스의 온도도 상승된다는 것을 알게 되었다. 이와 같이, 지금까지 미분탄의 연소로 발생하는 클링커 애시를 억제하는 효과적인 수단은 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서 상술한 여러 문제를 일으킬 수 있는 배기가스 분진에 의해 발생된 클링커 애시를 효과적으로 억제하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적과 이점은 다음에 기술하는 내용으로 부터 본 분야에 지식을 가진 사람에 있어서는 더욱 명백해질 것이다.
비교적 소량의 1종 이상의 철 화합물, 바람직하기는 Cu, Mn, Co, Ni 및 Crr으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속화합물, 바람직하기는 Na, K, Li등으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 이상의 알칼리금속 화합물 또는 Ba, Ca, Mg등으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 이상의 알칼리금속 화합물을 용액의 형태로 또는 금속화합물 입자가 100메쉿 체를 통과할 수 있으며, 또는 철 화합물의 분말이 200메쉿 체를 통과할 수 있는 수성 슬러리의 형태로 가함으로써, 알칼리금속과 황화 제1철을 상당량 함유하는 미분탄의 연소로부터 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
(1) 석탄중에 존재하는 황화철 FeS2의 산화에 의해 생성되는 황화제일철 FeS가 첨가제와 반응하여 마그네타이트 Fe3O4가 되고 슬러그의 융점(1371℃)을 상승시키고, 슬러그의 부착을 감소시켜 건조한 애시가 되게 한다.
또 환원 조건하에서는, 석탄입자에 부착한 Fe2O3가 Fe3O4로 환원하기 때문에, 건조한 다공성 슬러그가 되어, 부착상태에서도 떨어지는 경향이 있어 부착량이 감소되게 된다.
(2) 표면에 강력하게 부착된 철이 탄소 또는 CO에 의해 석탄중에 존재하는 알칼리금속 화합물의 화원에 의해서 야기되는 활성화를 억제하기 때문에(촉매작용), 융점이 낮은 규산알칼리의 생성이 억제되어, 건조한 다공성의 비부착성 슬러그가 된다.
본 발명은 클링커가 산화조건에서 보다 환원조건에서 융점이 낮기 때문에, 산화조건에 비하여 불리한 환원조건하에 있어서도 상술한 우수한 효과를 나타내는, 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법을 제공하는 데에 있다.
적합한 철 화합물은 아세트산 제1철, 황산 제1철, 황산 제2철, 아세트산 제2철, 염화철, 수산화철등과 같은 수용성 철염, 또는 Fe2O3, Fe3O4, FeO, FeOOH, Fe(OH)3등을 포함한다. 이들 화합물의 수성슬러리는 이들 입자가 100메쉿 체를 통과할 정도로 작은 경우 효과적이며, 입자의 크기가 작을수록 첨가되는 수성슬러리의 양도 적어진다.
철의 산화 촉진작용을 위해서는, Cu, Mn, Co, Ni 및 Cr의 화합물로서 예를 들면 CuO, CuSO4, CuCl2, MnO, MnSO4, CoSO4, NiSO4, MnCl2, CoO, CoCl2, NiCl2, Na2Cr2O7, Cr2O3, CrO3, K2Cr2O7, Cr(OH)3, CrCl2, CrCl3, CrCl4, Cr2(SO4)3등이 포함된다. 철의 산화촉매화 작용을 촉진시키기 위한 보조제로서, Na, K, Li등으로 구성된 알칼리금속류의 화합물로는 NaCl, NaSO4, Na2CO3, NaNO3, NaOH, KCl, K2SO4, KCO3, KNO3, KOH, LiCl, Li2SO4, LiNO3, LiOH등이 포함되며, 한편, Ba, Ca, Mg로 구성된 알칼리토금속류의 적합한 화합물은 BaO, BaSO4, BaCl2, BaCO3, BaNO3, Ba(OH)2, CaO, CaSO4, Ca(OH)2, CaCl2, CaCO3, Ca(NO3)2, Ca(OH)2, MgO, MgSO4,MgCl2, MgCO3, Mg(NO3)2, Mg(OH)2등이 포함된다.
철 화합물은 미분석탄 양을 기준하여 2 내지 2000ppm(Fe2O3로서)의 범위가 바람직하다. 철 화합물이 2ppm 이하이면 소망하는 효과는 얻지 못한다. 철 화합물이 200ppm 이상인 경우에도 효과의 향상은 기대할 수 없으며, 오로지 경제적 효율을 감소시킬 뿐이다.
Cu, Mn, Co 및 Ni로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 1종 이상의 금속화합물 및/또는 Na, K, Li등으로 구성된 그릅으로 부터 선택된 1종 이상의 알칼리금속 화합물또는 Ba, Ca, Mg등으로 구성된 그룹으로 부터 선택된 1종의 알칼리토금속 화합물은 각각 미분탄양 기준으로 50ppm이하(그들의 각 산화물로서)의 양으로 제공하는 것이 바람직하다. 50ppm 이상에서는 효과의 향상은 나타나지 않으며, 비경제적이다.
본 발명을 제2도의 공정도에 따라서 설명한다.
제2도에서 1은 석탄을 임시 저장하는 벙커이고, 2는 벙커로 부터 공급받는 석탄은 계량하여 일정량의 석탄을 공급하는 석탄 공급기이고, 3은 200멧쉬의 규격으로 석탄을 미분쇄하는 분쇄기이다. 4는 공기로 미분쇄된 석탄을 버어너(7)에 이송하는 블로우어이다. 6은 본 발명의 첨가제를 함유하는 탱크이다. 5는 첨가제를 분사하는 펌프로, 연료에 일정량의 첨가제를 공급할 수 있는 정량 공급펌프이다. 분사 지점은 분쇄기의 입구에 위치하여, 여기서 첨가제는 분쇄된 석탄과 혼합된다. 분쇄기의 입구는 첨가제가 석탄입자의 표면에 부착하고 분쇄기의 롤러에 의해 이들 표면을 강력하게 압착하기 때문에 분사에 가장 적합한 지점이다. 복수개의 분쇄기를 사용하면, 첨가제는 각 분쇄기의 상부 지점에서 가해진다. 9는 탈질소화장치이고, 10은 공기 가열기이고, 11은 전기 집진기이며, 12는 배기가스 분진을 굴뚝에 보내는 연도이다. 13은 가열면으로 부터 떨어지는 클링커 애시를 수집하는 클링커 호퍼이다.
클링커는 클링커 분쇄기(14)에 의해 분쇄되어 애시처리 펌프(16) 수단에 의해 물과 함께 이젝터(15)를 경유하여 탈수조(17)에 공급된다. 탈수된 클링커는 트럭(18)에 적재된 후 폐기물로서 매립된다.
미분탄은 버어너로 부터 보일러(8)에 공급되어 연소된다. 연소시에, 함유된 철 화합물은 다음과 같은 작용을 하는 것으로 생각된다.
온도가 약 600℃에 이르면, 첨가된 화합물은 Fe2O3+C→2FeO+CO의 반응에 의해 탄소를 기화시키고 FeO로 환원된다. 이 FeO는 반응성이 높기 때문에, 원자 상태의 산소와 반응하여 산화되어 Fe2O3가 된다.
Figure kpo00002
이들 반응식으로 부터 알 수 있는 것과 같이, 철 화합물은 미분탄의 표면에 부착하여 촉매작용을 하면서 탄소를 기화시킨다. 한편, 철 화합물( Fe2O3로 산화된다)은 600℃의 상승된 온도에서 환원물질과 쉽게 반응하기 때문에, 미분탄중에 존재하는 Na2O 및 K2O가 환원하여 기체상의 반응성 알칼리금속이 생성되는 것을 억제하게 된다.
즉 환원성 분위기에서 생성된 FeO가 원자상태의 산소와 반응하여 연소를 촉진시키기 때문에
Figure kpo00003
이 같은 Na2O의 반응성 알칼리금속 증기의 방출이 억제되므로
Figure kpo00004
의 반응이 억제되어, 융점이 높아지고 클링커의 양이 감소된다.
이들 철 화합물은 통상적으로 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 입경을 가지며, 1μ 이하인 것이 바람직하다. 입경이 적을수록, 그들의 반응성은 높아지게 되며 요구되는 첨가제의 양은 적어지게 된다. 석탄중의 철분은 주로 FeS2, FeCO3, Fe2O3등과 같은 무기형태로 존재한다. 특히, FeS2는 FeS로 산화된다(FeS2+O2→FeS-SO2).
FeS는 융점이 1179℃로 낮기 때문에, 액체형태로 존재하고 있으나, FeS의 표면에 철 화합물이 부착하면 다음과 같은 반응이 일어난다 :
Figure kpo00005
Fe3O4는 융점이 높아 다공성 슬러리가 된다.
표면에 부착한 철은 환원 분위기에서 Fe3O4로 전환되어 부착상이 감소된으로써 결과적으로 Fe3O4가 용이하게 떨어지게 된다.
철 화합물이 가해지지 않을 경우, FeS는 산화되어 융점이 낮은 물질이 된다.
Figure kpo00006
일예로서, 하기 표 1에 표시한 조성을 갖는 석탄에, 아세트산 제1철 수용액 2, 40 및 200ppm을 함유한 연료를 각기 분쇄기에 투입하기 전에 적하한다. 보일러는 철의무첨가시에는 부하 180MW에서 가동하고 철의 첨가시에는 부하를 190MW로 증가시켜 가동하여, 슬러깅 및 포울링의 양과, 생성된 클링커의 양을 비교한다. 이코노마이저 (ECO) 출구에서 산소의 양은 각 경우에 약 3.5%이었다. 그 결과는 하기 표 2에 표시하였다. 생성된 슬러깅과 포울링의 양은 아세트산 제1철 용액의 첨가량이 증가됨에 따라 크게 감소하였다. 2ppm, 40ppm 및 200ppm으로 각각 첨가한 경우 무첨가의 경우에 비하여 슬러깅과 포울리의 양은 1/2, 1/3 및 1/5로 각각 감소되었다. 200ppm 이상으로 첨가하여도 200ppm의 첨가시에 얻어진 양 이하로 더이상 감소되지 않았다.
또한 철 화합물이 첨가되지 않은 경우에는 마치 플루워가 생겨난 것처럼, 버어너의 목에 대량의 클링커가 부착되었으나, 단지 철 화합물 2ppm을 첨가한 경우, 글링커는 거의 부착되지 않았다. 통상적으로 보일러의 부하가 증가하면, 노의 온도가 상승하여 슬러깅과 클링커의 양이 증대하게 된다. 그러나, 철 화합물을 첨가하면 슬러깅과 클링커의 양이 감소하는 효과를 나타내었다. 하기 표 3은 동일한 보일러에 황산 제1철 수용액을, 2, 40 및 200ppm의 양으로 가하여 얻은 결과를 나타낸 것이다. 아세트산 제1찰 용액의 경우와 동일한 결과가 얻어졌다. 하기 표 4는 표 3의 경우와 같은 가동조건하에서 분쇄기에 투입하기 전에, 석탄에 평균입경이 70μ인 Fe3O4분말을 가해서 얻는 결과를 나타낸 것이다. 200ppm을 첨가한 경우에도 무첨가의 경우와 비교하여 슬러깅의 양은 단지 50%만이 감소되었다. 이 결과는 황산 제1철의 경우에서 얻은 감소율 1/3보다 열등한 것이다. 또한, 이코노마이저 출구의 가스온도는 약 10℃로 증가하였다. 1500ppm의 첨가시, 배기가스 온도는 60℃가 증가하고 슬러깅과 클러커의 양은 무첨가의 경우에서 얻은 양과 대등하였다. Fe3O4가 황산 제1철보다 입경이 매우 크면 효과는 감소되며 이로인한 과대한 부착은 역으로 배기가스 온도를 상승시킨다.
[표 1]
실험용 석탄재의 분석
Figure kpo00007
[표 2]
미분탄연소 보일러에 있어서의 클링커 애시 양의 감소결과
Figure kpo00008
주 : 슬러깅과 포울리의 양은 철의 무첨가 경우의 양에 대한 절대량의 비율로서 표시했다.
[표 3]
Figure kpo00009
[표 4]
Figure kpo00010
주 : 슬러깅의 양은 철의 무첨가 경우의 양에 대한 절대량의 비율로서 표시했다.
표 5는 미분탄기의 상부 지점에서 황산 제1철 수용액(Fe3O4로서, 2, 40, 200ppm)과 황산구리의 수용액(CuO로서, 2ppm)의 혼합물을 가하여 얻은 결과를 나타낸 것이다. 슬러깅의 양은 황산 제1철 용액만을 단독 사용할 때의 경우보다 양호한 결과를 얻었다. 발생된 클링커의 양은 황상 제1철 용액을 단독으로 사용한 경우한 경우와 거의 대등하였다.
[표 5]
Figure kpo00011
표 6은 황산 제1철 수용액과 탄산나트륨 수용액 (Na2O로서, 2ppm)의 혼합물을 첨가하여 얻은 결과를 나타낸 것이다. 표 7은 아세트산 제1철 수용액과 탄산나트륨 (Na2O로서 2ppm)의 혼합물을 가해서 얻을 결과를 나타낸 것이다. 이들 양자의 경우는 황산 제1철 용액만을 단독으로 첨가할 때보다 양호한 결과를 얻었다.
[표 6]
Figure kpo00012
[표 7]
Figure kpo00013
표 8은 황산 제1철 수용액과 탄산칼륨의 수용액 2ppm의 혼합물을 분쇄기의 상부 지점에서 석탄에 가하여 얻은 결과를 나타낸 것이다. 황산 제1철 용액만을 사용한 경우보다 양호한 결과가 얻어졌다.
[표 8]
Figure kpo00014
표 9는 황산 제1철 수용액, 황산구리 수용액 및 탄산칼륨 수용액의 혼합물을 분쇄기의 상부 지점에서 석탄에 가하여 얻을 결과를 나타낸 것이다. 황산칼슘 용액을 첨가하지 않은 표 5의 데이터와 비교할때 보다 양호한 결과가 얻어졌다.
[표 9]
Figure kpo00015
Cu가 Fe의 산화촉매로서 보조작용을 하고, 또한 Na 및 Ca은 Fe의 산화촉매 능력을 감소시키는 황화합물의 흡수제로서 보조 가능하는 것으로 판단된다. 이와 같이, Fe의 수용액은 Fe의 분말보다 더욱 효과적이며, 이 수용액에 Cu, Na 및/또는 Ca을 더 가하면 효과가 증가한다.
화염으로부터 발생된 적외선으로 검지하고, 이어서 화염에 의해 야기되는 실화를 검지하는 화염 검지기의 출력신호를 플롯팅하여 버어너 주위의 클링커의 부착상태를 조사하였다. 그 결과를 표 3에 표시하였다. 표 4는 검지 회로도로서, 버어너 A, B, C 및 D 4개의 버어너에 대해 체크하였다. 무첨가의 경우는 180 MW의 부하로 , 아세트산 제1철 수용액의 첨가의 경우는 190MW의 부라를 사용했다. 아무것도 첨가되지 않은 경우, OFF 상태가 비교적 장기간 계속되는데 비해 철을 첨가한 후는 클링커가 검지부에 부착하지 않고 용이하게 분리된다. 이것은 슬러깅과 클링커의 양이 무첨가의 경우와 상이하다는 것을 명확히 보여주는 것이다. 이들 챠트는 철의 첨가에 기인한 개선된 슬러깅의 특징을 나타낸다.
표 10은 40ppm의 아세트산 제1철 용액(Fe2O3로서)을 가하는 경우에 있어서, (1) 분쇄기 A, B, C 및 D 각각에 10ppm씩을 가한 경우, (2) 분쇄기 A 및 B에 각각 20ppm을 가하고, 분쇄기 C 및 D에는 가하지 않은 경우, 그리고 (3) 분쇄기 A에 40ppm을 가하고, 분쇄기 B. C 및 D에는 가하지 않은 경우에 얻어진 결과를 나타낸 것이다. (1)의 경우는 덕트 A와 B에 대한 이코노마이저 출구에서 거의 균등한 정도의 산소(3.5 내지 3.6%)을 나타내고 있음을 보여준다. (2)의 경우 덕트 A에 대해 3.2% 및 덕트 B에 대해 4.3%를 나타내었다. (3)의 경우는 덕트 A에 대해 3.0%, 덕트 B에 대해 4.5%을 나타내었으며, 산소량은 더욱 불균형하였다. 이것은 철 화합물의 첨가에 의해서 활성은 얻은 철이 산소를 소비하는 것이 장소에 따라 불균형하게 되기 때문에, 산소 확산이 불균일하게 되기 때문이다. 이 결과로부터 나타난 바와 같이, 분쇄기가 복수개인 경우는 각각에 균등한 양의 용액을 가하는 것이 바람직하다.
[표 10]
Figure kpo00016
상술한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 철 화합물 및 첨가제 환원성 물질과의 선택적 반응은 Na2O 및 K2O의 반응성 미스트의 생산과 융점이 낮은 Na2SiO3, K2SiO3등과 같은 알칼리 금속 규산염의 생산을 억제함과 동시에, 석탄중에 존재하는 FeS2가 융점이 낮은 FeSiO3로 전환되는 것을 억제하고, 한편으로는 FeS2를 환원 분위기 중에서 융점이 높고, 접착성이 없는 Fe3O4로 전환을 촉진하고, Fe3O4는 산화분위기에서는 Fe2O3로 변한다. 또한 수용액 또는 미립자(100멧쉬 통과) 형태인 철 화합물의 크기가 매우 작기 때문에, 그리고 극히 적은 양 (2 내지 20ppm)이 사용되기 때문에, 철 화합물을 배기가스 온도의 상승과 NOX의 양의 증가도 일으키지 않는다. 이것은 인력과 경비를 현저하게 감소기키고 가동을 중지할 수 있는, 보일러 표면에 부착한 애시 제거작업의 위험성을 감소시킨다. 또한 만약 본 발명에 따라 철 화합물의 첨가를 적합한 방법을 사용하여 적절한 위치에서 실시한다면, 한정된 부하에만 통상적으로 제공되는 종류의 석탄을 고부하에 제공되어 사용될 수가 있다. 이것은 큰 이점을 제공하는 것이다. 석탄을 슬러깅성이 낮은 석탄과 혼합할 필요가 없기 때문에 경비와 인력이 상당히 감소된다. 가동을 환원 분위기에서도 적절하게 할 수 있기때문에, 보일러에 과잉의 공기를 불어넣을 필요성이 없게 되며, 배기가스의 손실이 적어지고 보일러의 효율도 향상되게 된다.
또한, 보일러 하부에서 클로깅이나 다량의 클링커의 인한 수관의 파손도 피할 수 있으므로, 크게 경비 절감이 된다.
버어너 주변의 노벽에 클링커가 축적되는 양이 감소되어 버어너 팀을 폐쇄해야 하는 문제점도 해소된다.

Claims (11)

  1. 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서)을 수용액 형태로, 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 철 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로, 또는 200멧쉬 체를 통과할 수 있는 철 화합물 분말 형태로 연료에 가하여 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 철 화합물이 수용성인 것을 특징으로 하는 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  3. 연료에 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서) 및 Cu, Mn, Co, Ni 그리고 Cr으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태 또는 분말 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 철 화합물과 Cu, Mn, Co, Ni 그리고 Cr으로 구성된 그룹에서 선택된 금속 화합물이 수용성인 것을 특징으로 하는 클링커 애시의 발생하는 억제하는 방법.
  5. 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서) 및 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 철 화합물과 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물이 수용성인 것을 특징으로 하는 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  7. 미분탄의 양을 기준하여, (a) 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서), (b) Cu, Mn, Co, Ni 및 Cr으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서) 및 (c) 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태로, 분말 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  8. 연료게에 설치된 분쇄기 또는 분쇄기의 상부 지점에서 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서)을 수용액 형태로, 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 철 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로, 또는 200멧쉬체를 통과할 수 있는 철 화합물 분말 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  9. 연료계에 설치된 분쇄기 또는 분쇄기의 상부 지점에서 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서) 및 Cu, Mn, Co, Ni 그리고 Cr으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태로, 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  10. 연료계에 설치된 분쇄기 또는 분쇄기의 상부 지점에서 미분탄의 양을 기준으로 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서) 및 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태로, 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
  11. 연료계에 설치된 분쇄기 또는 분쇄기의 상부 지점에서 미분탄의 양을 기준하여, (a) 1종 이상의 철 화합물 2 내지 200ppm(Fe2O3로서), (b) Cu, Mn, Co, Ni 및 Cr으로 구성된 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서) 및 (c) 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 구성되는 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물 50ppm 이하(그들의 산화물로서)로 된 혼합물을 수용액 형태로, 분말 또는 100멧쉬 체를 통과할 수 있는 금속 화합물 입자를 함유하는 수성-슬러리 형태로 연료에 가하여, 미분탄을 연료로 사용하는 보일러, 노 등에서의 클링커 애시의 생성을 억제하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 분진으로부터 클링커 애시의 발생을 억제하는 방법.
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