WO2020122356A1 - 고효율 습식 스크러버 - Google Patents

고효율 습식 스크러버 Download PDF

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WO2020122356A1
WO2020122356A1 PCT/KR2019/010748 KR2019010748W WO2020122356A1 WO 2020122356 A1 WO2020122356 A1 WO 2020122356A1 KR 2019010748 W KR2019010748 W KR 2019010748W WO 2020122356 A1 WO2020122356 A1 WO 2020122356A1
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WO
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exhaust gas
supply pipe
pipes
reaction
supply pipes
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/010748
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English (en)
French (fr)
Inventor
홍정희
길동순
Original Assignee
케이씨코트렐 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B01D47/063—Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants

Definitions

  • the present invention relates to a wet scrubber that more effectively removes pollutants of exhaust gas generated by combustion of fossil fuels in various power plants or steel mills, and more specifically, exhaust gas and cleaning liquid or alkaline solution introduced into the body. It relates to a high-efficiency wet scrubber that is configured to remove harmful substances contained in exhaust gas by reacting (hereinafter referred to as'reaction liquid').
  • a dust collector is a device that collects and removes particulates of solids or liquids contained in a gas, and was initially used to remove particulates of ash contained in the combustion gas of a boiler, but recently, fumes (hereinafter referred to as'exhaust gas') generated by factories D) is installed to prevent the discharge of substances into the atmosphere.
  • Such dust collectors are variously implemented according to a method of removing harmful substances contained in exhaust gas, such as by gravity, by filtration, by inertia and centrifugal force, by using sound waves, and by washing.
  • the dust collector by washing is called a scrubber
  • these scrubbers are widely used for air purification in general factories and theaters in addition to chemical plants, and are largely divided into dry and wet, and among them, wet scrubbers are compared to dry scrubbers. It is known that the removal efficiency of relatively harmful substances is higher.
  • Patent document a high-efficiency multi-stage vortex-type wet scrubber (hereinafter referred to as "patent document") of Patent No. 1827121 is disclosed.
  • the wet scrubber of the patent document includes a cylindrical body; A first chamber installed on one side of the main body and accommodating the first cleaning liquid; A second chamber installed to be separated from the first chamber on the other inside of the main body and accommodating the second cleaning liquid; A chamber separation plate installed vertically to separate the first chamber and the second chamber; It is installed to be connected to the first chamber on one side wall of the body, the inlet gas flow containing air pollutants flows; One or more cleaning liquid injection holes are installed at a position higher than the inlet at the upper portion of the first chamber, and the first cleaning liquid is sprayed; A first collision plate installed vertically to face the inlet between the chamber separation plate and the inlet; A first nozzle installed at a side of the first collision plate toward the chamber separation plate; A second collision plate installed on the side of the chamber separation plate toward the first collision plate at a position higher than the first nozzle; A third collision plate spaced apart from the upper end of the chamber separation plate and installed in a left and right direction to be connected to the upper end of the first collision plate; A fourth collision
  • a reaction liquid (cleaning liquid) injection pipe having a predetermined length is installed in a plurality of rows at predetermined intervals inside the cylindrical body, and therefore, the lengths of the pipes must be designed differently. It is difficult to adjust the flow rate of the reaction liquid supplied through the pipe differently in order to uniformly match the injection amount of the reaction liquid injected through each pipe.
  • the flow rate of the reaction liquid supplied to each pipe is not adjusted differently, the amount of the reaction liquid injected through the pipe will not be uniform, and therefore, the upward air flow in the process in which the exhaust gas flows from the inner bottom to the top of the body. As it is concentrated and flows toward the side with less resistance (the side with less amount of reaction solution), the efficiency of removing pollutants contained in the exhaust gas is greatly reduced.
  • an empty portion in which the reaction solution cannot be sprayed may be formed between pipes installed at a predetermined interval, and thus, a plurality of pipes are installed to have a multi-layer structure, and at the same time, pipes of each layer are staggered to each other.
  • the blank portion is prevented from being formed, in this case, it is difficult to reflect different design conditions for each pipe of each floor in order to alternately arrange the pipes of each floor.
  • the exhaust gas flows irregularly (turbulent flow) due to piping or the like installed in the main body, and as a result, the discharge flowability of the exhaust gas decreases (flow velocity decreases) and the energy used to discharge the exhaust gas to the outside of the main body increases. There is.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and the problem to be solved in the present invention is to facilitate the design of the piping for injecting the reaction liquid, to effectively remove contaminants contained in exhaust gas, and exhaust It is to provide a high-efficiency wet scrubber that can save energy by securing the gas flow rate.
  • a high-efficiency wet scrubber comprises: a cylindrical body including a gas-liquid reaction unit formed on an inner upper portion and a reaction tank formed on an inner lower portion; An exhaust gas inlet port formed to penetrate the side surface of the main body to allow exhaust gas to flow toward a lower portion of the gas-liquid reaction unit; An exhaust gas outlet that is located at an upper portion of the main body and allows exhaust gas from which nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed to be discharged through the gas-liquid reaction unit; A plurality of supply pipes which are located at the gas-liquid reaction unit inside the main body and spaced apart at predetermined intervals downwardly to jet the reaction liquid; A primary perforated plate installed between the plurality of supply pipes and the reaction tank to allow the exhaust gas flowing through the inlet to be firstly distributed and raised; And a secondary porous plate that is installed between the plurality of supply pipes so that the exhaust gas that has passed through the primary porous plate is distributed to the secondary and is raised, and the plurality of supply pipes are provided between
  • a first supply pipe installed to be located;
  • a second supply pipe installed on an upper side of the secondary porous plate;
  • a third supply pipe spaced apart at a predetermined distance toward the upper portion of the second supply pipe, wherein the first, second, and third supply pipes are configured by arranging a plurality of ring-shaped pipes having different diameters in concentric circles.
  • a plurality of nozzles are provided at predetermined intervals on the lower side of the pipe.
  • the first supply pipe of the present invention is provided with a hollow cone nozzle that concentrates and sprays the reaction solution toward the periphery relative to the central portion, and the second and third supply pipes are full cone nozzles that atomize the reaction solution and spray it uniformly as a whole. Another feature is that it is installed.
  • the present invention is further spaced a predetermined distance to the upper side of the third supply pipe, a fourth supply pipe is further installed, the fourth supply pipe, a hollow cone nozzle is installed to concentrate and spray the reaction liquid toward the periphery relative to the central portion It is another feature.
  • the present invention is characterized in that the nozzles of the first, second, and third supply pipes are installed at different angles so that the reaction liquid is uniformly sprayed over the gas-liquid reaction unit.
  • first and second perforated plates of the present invention is further characterized in that the total area of the flow path formed by the holes is 40 to 50% of the total area of the perforated plate.
  • the supply pipes arranged so that a plurality of pipes in a ring shape are formed in a concentric circle are installed inside the main body, it can be easily installed inside the main body of the cylindrical shape, and in addition, the nozzle is easily arranged so that the reaction solution is uniformly sprayed. As a result, there is an advantage that the design of the wet scrubber is easy.
  • the flow of exhaust gas can be stabilized during the gas-liquid reaction process, thereby guaranteeing the flow rate and reactivity of the exhaust gas.
  • the efficiency of removing harmful substances contained in the exhaust gas is improved, and the pressure loss of the exhaust gas is reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a high-efficiency wet scrubber according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a supply pipe according to the present invention.
  • Figure 3 is a bottom view of Figure 2;
  • FIG 4 and 5 are views showing an example of using a hollow cone nozzle according to the present invention.
  • FIG. 6 and 7 are views showing an example of using the full cone nozzle according to the present invention.
  • FIG 8 (a, b, c) is a view showing an example in which the injection region according to the installation angle of the nozzle according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing an example of primary and secondary perforated plates according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing another embodiment of a primary perforated plate according to the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing another example of a high-efficiency wet scrubber according to the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the primary perforated plate according to FIG. 11.
  • FIG. 13 shows an example of the filter according to FIG. 11
  • the present invention is to provide a high-efficiency wet scrubber that is easy to design a piping for injecting a reaction solution, can effectively remove pollutants contained in exhaust gas, and secures the flow rate of exhaust gas to save energy consumption.
  • the present invention is the main body 10, the exhaust gas inlet 20, the exhaust gas outlet 30, the supply pipe 40, the primary perforated plate 50 and the secondary as shown in Figures 1 and 2 It includes a perforated plate (60).
  • the main body 10 is configured to remove harmful substances contained in the exhaust gas by introducing exhaust gas into the inside and reacting with the reaction solution.
  • a gas-liquid reaction unit 11 having a predetermined height is formed at an upper portion as shown in FIG. 1, and a reaction dropping through a supply pipe 40 to be described below is performed at a lower portion.
  • a reaction tank 12 in which liquid and harmful substances are collected and stored is formed.
  • reaction tank 12 is provided with a reaction solution supply pipe (without reference numerals) for supplying the reaction solution to the inside of the reaction tank 12 to adjust the concentration, and on the other side, the reaction solution collected and stored in the reaction tank 12 is provided.
  • a reaction liquid discharge pipe (no drawing symbol) is provided that is connected to a flow path that is discharged to the outside and is connected to a circulation flow path through which the reaction liquid is supplied to the supply pipe 40 using a pump (no drawing symbol) to circulate.
  • the exhaust gas inlet 20 is formed through the side surface of the body 10 so as to communicate with the lower side of the gas-liquid reaction unit 11, and includes air pollutants such as nitrogen oxides and sulfur oxides into the body 10. It is a configuration that supplies exhaust gas.
  • the exhaust gas outlet 30 is configured to communicate with the upper portion of the main body 10 so that exhaust gas from which pollutants such as nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is discharged to the outside.
  • the exhaust gas outlet 30 is located above the gas-liquid reaction unit 11 as shown in FIG. 1, and on the exhaust gas outlet 30, an exhaust fan for sucking exhaust gas and discharging it to the outside as required. ) Can be installed.
  • the supply pipe 40 is located on the gas-liquid reaction unit 11 inside the main body 10, and spaced apart at a predetermined interval up and down to spray the reaction liquid downward to make a suitable contact for removing nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the exhaust gas. It is a configuration.
  • the first supply pipe 41 is installed to be positioned between the primary and secondary porous plates 50 and 60, which will be described later, as illustrated in FIGS. 2 and 3, and the secondary porous plate 60 ), the second supply pipe 42 installed at the upper side, and the predetermined distance apart to the upper portion of the third supply pipe 43 and the third supply pipe 43 and the third supply pipe 43 to be installed spaced apart at the upper side of the second supply pipe 42 And includes a fourth supply pipe 44.
  • first, second, third, and fourth supply pipes 41, 42, 43, and 44 respectively have a first pipe portion P1 formed in a ring shape having a predetermined diameter as shown in FIG. 3, and the first pipe A second pipe portion P2 formed in a ring shape having a relatively small diameter compared to the portion P1, and a third pipe formed in a ring shape having a relatively small diameter compared to the second pipe portion P2
  • first, second, and third piping parts P1, P2, and P3 are fixed to each other by concentric circles and coplanar surfaces by a plurality of connecting piping parts P4, and radially plural at a lower outer surface with a predetermined interval. Nozzles are installed.
  • the nozzles are installed by varying the number installed according to the diameters of the first, second, and third piping parts P1, P2, and P3, and at the same time, stabilizing the flow of the exhaust gas to improve the reaction efficiency of the reaction liquid and the exhaust gas.
  • Hollow cone nozzles (HN) are installed in the first and fourth supply pipes (41, 44), and full cone nozzles (FN) are installed in the second and third supply pipes (42, 43).
  • the hollow cone nozzle HN is configured such that the reaction liquid injected from the nozzle is sprayed in a ring shape that gradually increases in diameter as shown in FIG. 4, and the hollow cone nozzle ( When the reaction liquid is injected through the first supply pipe 41 in which the HN) is installed, as shown in FIG. 5, a region in which the reaction liquid is not injected relative to each central portion of the nozzle is formed and exhaust gas flows toward the center of the nozzle. After this is induced, it passes through the injection region of the reaction solution.
  • the exhaust gas passes through the second and third supply pipes 42 and 43 positioned at the upper side in a state where the flow is stabilized (induced) so as to rise vertically around the hollow cone nozzle HN.
  • the full cone nozzle (FN) is configured such that the reaction liquid injected from the nozzle is atomized and uniformly sprayed as a whole, as shown in FIG. 6, in which the flow is stabilized through the first supply pipe 41 by this configuration. As shown in FIG. 7, the exhaust gas passes through the injection region (which is generally injected) of the full cone nozzle FN to react.
  • reaction liquid injected through the full cone nozzle (FN) is atomized and scattered toward the upper side by the flow rate of the exhaust gas, so that the exhaust gas and the reaction liquid react more effectively.
  • the flow of the exhaust gas is stabilized by the reaction liquid sprayed through the plurality of supply pipes 40 while passing through the gas-liquid reaction unit 11 to ensure the flow rate and reaction efficiency, and at the same time, the reaction liquid is combined with the exhaust gas. Discharge toward the exhaust gas outlet 30 is naturally prevented.
  • the liquid may be uniformly sprayed on the space of the gas-liquid reaction unit 11.
  • reaction liquid sprayed through the supply pipe 40 is adjusted to a concentration such that sodium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydroxide and ammonia water are maintained at a pH of 7 to 9.
  • the primary and secondary porous plates 50 and 60 are configured to distribute exhaust gas so that the exhaust gas introduced into the main body 10 through the exhaust gas inlet 20 is evenly distributed to the gas-liquid reaction unit 11 and flows. to be.
  • the primary and secondary porous plates 50 and 60 have a circular plate shape and radially a plurality of holes H are formed as illustrated in FIG. 9, and the primary and secondary porous plates 50 and 60 are In order to prevent the flow rate of the exhaust gas from falling, the total area of the flow path formed by the holes is formed to be 40 to 50% of the total area of the perforated plate.
  • the primary perforated plate 50 is a hole formed in the primary perforated plate 50 due to a difference in position from the exhaust gas inlet 20, so that the exhaust gas may not pass uniformly, thereby uniformly distributing the exhaust gas
  • the efficiency is reduced, accordingly, as shown in FIG. 10, the first hole H1 formed on the side closer to the exhaust gas inlet 20 based on the virtual center line CL is formed on the far side Compared to the second hole (H2) to be formed may be a relatively large diameter.
  • the size of the hole (H) is shown and described as different, but unlike this, the diameter of the hole (H) may be configured to vary the number of holes (H) compared to the same area instead of being formed equally .
  • the side closer to the exhaust gas inlet 20 is positioned relatively high so that the exhaust gas naturally flows toward the exhaust gas inlet 20, and on the contrary, the far side from the exhaust gas inlet 20 It may be installed to have a slope (A) of a predetermined angle so as to be positioned low, in this case, an ellipse shape to partition the inside of the main body 10 in a state having a slope (A) at a predetermined angle as shown in FIG.
  • the primary perforated plate 50' may be formed.
  • the exhaust gas flowing into the exhaust gas inlet 20 flows from the far side closer to the exhaust gas inlet 20 by the inclination A of the primary porous plate 50' to the primary porous plate 50'. It is distributed evenly through the formed hole (H).
  • the exhaust gas supplied into the main body 10 by the primary and secondary porous plates 50 and 60 having the above-described configuration passes through the primary porous plate 50 and is disposed on the internal space of the gas-liquid reaction unit 11.
  • the flow of exhaust gas is stabilized by the reaction liquid sprayed through the hollow cone nozzle (HN) of the first supply pipe (41), which is uniformly distributed and flows toward the first supply pipe (41) located above, and then positioned above it
  • the exhaust gas is again more uniformly distributed through the secondary porous plate 60.
  • the flow rate is secured and the exhaust gas in a uniformly distributed state is effective and quickly reacts with the reaction solution while passing through the reaction solution injection region in the particulate state distributed through the second and third supply pipes 42 and 43.
  • the harmful substances are removed and then discharged through the exhaust gas discharge pipe 30 through the fourth supply pipe 44.
  • the gas-liquid reaction unit 11 may be further provided with a filter unit 70 for separating gas-liquid before the exhaust gas is discharged through the exhaust-gas outlet 30, such a filter unit 70 is shown in Figure 11 and As shown in Figure 13 includes a demister filter 71, a dew guide plate 72 and a dew guide pipe (73).
  • the demister filter 71 is installed in the width direction on the upper part of the gas-liquid reaction unit 11, before the exhaust gas from which nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is not discharged to the outside. It is a configuration to block.
  • the demister filter 71 due to the installation of the demister filter 71, the temperature difference between the lower portion of the demister filter 71, that is, the gas-liquid reaction unit 11 in which the gas-liquid reaction occurs and the upper portion of the demister filter 71 is generated, and thus the demister filter 71 )
  • the dew is condensed on the side part, and as the gas-liquid reaction proceeds, the amount of dew increases, and eventually the dew falls, thereby decreasing the gas-liquid reaction efficiency.
  • a dew induction plate 72 is installed at both lower edge portions of the demister filter 71, and is connected to the dew induction plate 72 to discharge dew along the inner side of the main body 10. 73) is installed.
  • the high-efficiency wet scrubber 1 When using the high-efficiency wet scrubber 1 according to the present invention to effectively purify and discharge nitrogen oxides and sulfur oxides from exhaust gas generated by combustion of fossil fuels in various power plants or steel mills, as shown in FIG. Likewise, the exhaust gas introduced through the exhaust gas inlet 20 flows into the lower side of the gas-liquid reaction unit 11 of the main body 10 and passes through the primary perforated plate 50 installed at the lower inner side of the gas-liquid reaction unit 11. While being uniformly distributed in the gas-liquid reaction unit 11, it is raised.
  • the exhaust gas rising through the primary porous plate 50 is nitrogen oxide and sulfur oxides contained in the exhaust gas by the reaction liquid injected from a plurality of supply pipes 40 provided inside the gas-liquid reaction unit 11
  • the exhaust gas from which the nitrogen oxide and sulfur oxides are removed is removed from the exhaust fan 31 installed after the water and impurities are removed through the demister filter 71 installed at the top of the gas-liquid reaction unit 11. Due to the suction action, it is discharged to the outside along the exhaust gas outlet 30.
  • the temperature difference between the gas-liquid reaction unit 11 and the demister filter 71 is generated, so that dew is condensed on the side surface of the demister filter 71. After gathering at 72), it falls down toward the bottom along the inner side of the main body 10 through the dew induction pipe 73 and is collected in the reaction tank 12.
  • reaction liquid reacted with the salt produced by the reaction with nitrogen oxide and sulfur oxides of the exhaust gas in the gas-liquid reaction unit 11 is dropped into the reaction tank 12 and stored and then processed.
  • the high-efficiency wet scrubber according to the present invention is easily installed inside a cylindrical body, and also installed inside the body, because a supply pipe disposed in a concentric circle with a plurality of ring-shaped pipes is installed inside the body 1 , Due to the arrangement structure of the secondary perforated plate, full cone nozzle and hollow cone nozzle, the flow of exhaust gas is stabilized during the gas-liquid reaction process to ensure the flow rate and reactivity of the exhaust gas, and as a result, the efficiency of removing harmful substances contained in the exhaust gas At the same time as this is improved, the energy used is saved.

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Abstract

본 발명은 반응액을 공급하는 공급부의 설계가 용이하면서 반응액과 배기가스의 반응 효율을 향상시킬 수 있는 고효율 습식 스크러버는에 관한 것으로, 본 발명의 고효율 습식 스크러버는, 원통 모양의 본체; 상기 본체의 측면을 관통하도록 형성되어 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구; 상기 본체의 상부에 위치되면서 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 배기가스 배출구; 상기 본체 내부의 기액반응부에 위치되면서 상하로 소정 간격 이격되어 반응액을 하향 분사하는 복수 개의 공급관; 상기 복수 개의 공급관과 상기 반응조 사이에 설치되면서 상기 유입구를 통해 유입되는 배기가스가 1차로 분배되어 흐르도록 하는 1차 다공판; 및 상기 복수 개의 공급관 사이에 설치되면서 상기 1차 다공판을 통과한 배기가스가 2차로 분배되어 흐르되도록 하는 2차 다공판을 포함하고, 상기 복수 개의 공급관은, 상기 1, 2차 다공판 사이에 위치되도록 설치되는 제1 공급관; 상기 2차 다공판의 상부 쪽에 설치되는 제2 공급관; 및 상기 제2 공급관의 상부 쪽으로 소정 간격 이격되어 설치되는 제3 공급관을 포함하며, 상기 제1, 2, 3 공급관은, 서로 다른 지름을 가지는 링 모양의 배관을 동심원상으로 복수 개 배치하여 구성되고, 상기 배관의 하부 쪽에는 소정 간격을 두고 복수 개의 노즐이 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

고효율 습식 스크러버
본 발명은 각종 발전소나 제철소 등에서 화석연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스의 오염물질을 더욱 효율적으로 제거하는 습식 스크러버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체 내부로 유입된 배기가스와 세정액 또는 알칼리성 용액 등(이하 '반응액'이라 한다)을 반응시켜 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 구성되는 고효율 습식 스크러버에 관한 것이다.
일반적으로 집진기는 기체 속에 포함된 고체 또는 액체의 미립자를 모아서 제거하는 장치로서, 최초에는 보일러의 연소가스 속에 함유된 재의 미립자를 제거하는데 사용되었으나, 근래에는 공장 등에서 발생되는 매연(이하 '배기가스'라 한다)에 유해물질이 포함되어 대기 중으로 배출되는 것을 방지하기 위해 설치되고 있다.
이러한 집진기는 중력에 의한 것, 여과에 의한 것, 관성 및 원심력에 의한 것, 음파를 이용하는 것, 세정에 의한 것 등과 같이 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하는 방법에 따라 다양하게 실시되고 있다.
이 중에서 세정에 의한 집진기는 스크러버(scrubber)라고 불리는데, 이러한 스크러버는 화학공장 이외에 일반적인 공장, 극장 등의 공기정화에 널리 사용되는 것으로 크게 건식과 습식으로 구분되고, 이 중 습식 스크러버는 건식 스크러버에 비해 상대적으로 유해물질의 제거 효율이 더 높은 것으로 알려져 있다.
상기와 같은 습식 스크러버의 종래 기술로서 등록특허공보 제1827121호의 고효율 다단 와류형 습식 스크러버(이하 "특허문헌"이라 한다)가 개시되어 있다.
상기 특허문헌의 습식 스크러버는 통 형상의 본체; 본체의 내부 한쪽에 설치되고, 제1세정액을 수용하는 제1챔버; 본체의 내부 다른 한쪽에 제1챔버와 분리되도록 설치되고, 제2세정액을 수용하는 제2챔버; 제1챔버와 제2챔버를 분리하도록 상하방향으로 설치되는 챔버 분리판; 본체의 한쪽 측벽에 제1챔버와 연결되도록 설치되고, 대기오염물질을 포함하는 가스흐름이 유입되는 유입구; 제1챔버의 상부에서 유입구보다 높은 위치에 설치되고, 제1세정액을 분사하는 하나 이상의 세정액 분사구; 챔버 분리판과 유입구 사이에서 유입구와 마주보도록 상하방향으로 설치되는 제1충돌판; 제1충돌판의 측면에 챔버 분리판 쪽으로 설치되는 제1노즐; 제1노즐보다 높은 위치에서 챔버 분리판의 측면에 제1충돌판 쪽으로 설치되는 제2충돌판; 챔버 분리판의 상단과 이격되고, 제1충돌판의 상단과 연결되도록 좌우방향으로 설치되는 제3충돌판; 제3충돌판의 제2챔버 쪽 말단과 연결되면서 상하방향으로 설치되고, 챔버 분리판과 이격되는 제4충돌판; 제4충돌판의 측면에 본체의 제2챔버 쪽 측벽 방향으로 설치되는 제2노즐; 제2노즐보다 높은 위치에서 본체의 다른 측벽에 제4충돌판 쪽으로 설치되는 제5충돌판; 제3충돌판보다 높은 위치에서 본체의 상부에서 설치되는 데미스터 필터; 본체의 상단에 설치되는 배출구; 본체의 제1챔버 쪽 측벽에 설치되는 제1세정액 주입구; 본체의 제2챔버 쪽 측벽에 설치되는 제2세정액 주입구; 본체의 제1챔버 쪽 바닥에 설치되는 제1세정액 배출구; 본체의 제2챔버 쪽 바닥에 설치되는 제2세정액 배출구; 제1세정액 주입구와 연결되도록 설치되는 제1수위 확인장치; 및 제2세정액 주입구와 연결되도록 설치되는 제2수위 확인장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그러나 상기 특허문헌의 습식 스크러버는 원통 모양의 본체 내측에 소정 길이를 가지는 반응액(세정액) 분사 배관이 소정 간격을 두고 복수 열로 설치되는 것으로, 이 때문에 배관의 길이를 각각 다르게 설계해야 하고, 또한 길이가 다른 각각의 배관을 통해 분사되는 반응액의 분사량을 균일하게 맞추기 위해 배관을 통해 공급되는 반응액의 유량을 다르게 조절해야 하는 어려움이 있다.
여기서 각 배관으로 공급되는 반응액의 유량을 다르게 조절하지 않는 경우에는 배관을 통해 분사되는 반응액의 양이 균일하지 못하게 되고, 이 때문에 배기가스가 본체 내측 하부에서 상부 쪽으로 흐르는 과정에서 상대적으로 상승 기류의 저항이 적은 쪽(반응액의 양이 적은 쪽)으로 집중되어 흐르게 되면서 배기가스에 포함된 오염물질의 제거 효율이 크게 떨어지게 된다.
또한, 소정 간격을 두고 설치된 배관 사이에 반응액이 분사되지 못하는 공백 부분이 형성될 수 있고, 이 때문에 복수 개의 배관을 복층 구조를 가지도록 설치하게 되며, 이와 동시에 각 층의 배관을 서로 엇갈리게 배열하여 공백 부분이 형성되지 않도록 방지하고 있으나, 이 경우 각 층의 배관을 서로 엇갈리게 배치하기 위해 각층의 배관마다 다른 설계 조건을 반영해야 하는 어려움이 있다.
이에 더해 본체 내부에 설치된 배관 등에 의해 배기가스가 불규칙하게 흐르게 되고(난류), 이 때문에 배기가스의 배출 흐름성이 저하(유속 저하)되면서 배기가스를 본체 외측으로 배출시키기 위한 사용 에너지가 증가되는 문제가 있다.
따라서 반응액을 분사시키는 배관의 설계가 용이하고, 배기가스에 포함된 오염물질 효율적으로 제거할 수 있으며, 배기가스의 유속을 담보하여 사용 에너지를 절약할 수 있는 습식 스크러버의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반응액을 분사시키는 배관의 설계가 용이하고, 배기가스에 포함된 오염물질을 효율적으로 제거할 수 있으며, 배기가스의 유속을 담보하여 사용 에너지를 절약할 수 있는 고효율 습식 스크러버를 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 고효율 습식 스크러버는, 내측 상부에 형성되는 기액반응부와, 내측 하부에 형성되는 반응조를 포함하는 원통 모양의 본체; 상기 본체의 측면을 관통하도록 형성되어 상기 기액반응부의 하부 쪽으로 배기가스가 유입되도록 하는 배기가스 유입구; 상기 본체의 상부에 위치되면서 상기 기액반응부를 통과하여 질소산화물과 황산화물이 제거된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 배기가스 배출구; 상기 본체 내부의 상기 기액반응부에 위치되면서 상하로 소정 간격 이격되어 반응액을 하향 분사하는 복수 개의 공급관; 상기 복수 개의 공급관과 상기 반응조 사이에 설치되면서 상기 유입구를 통해 유입되는 배기가스가 1차로 분배되어 상승되도록 하는 1차 다공판; 및 상기 복수 개의 공급관 사이에 설치되면서 상기 1차 다공판을 통과한 배기가스가 2차로 분배되어 상승되도록 하는 2차 다공판을 포함하고, 상기 복수 개의 공급관은, 상기 1, 2차 다공판 사이에 위치되도록 설치되는 제1 공급관; 상기 2차 다공판의 상부 쪽에 설치되는 제2 공급관; 및 상기 제2 공급관의 상부 쪽으로 소정 간격 이격되어 설치되는 제3 공급관을 포함하며, 상기 제1, 2, 3 공급관은, 서로 다른 지름을 가지는 링 모양의 배관을 동심원상으로 복수 개 배치하여 구성되고, 상기 배관의 하부 쪽에는 소정 간격을 두고 복수 개의 노즐이 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 상기 제1 공급관에는 중앙 부분에 비해 상대적으로 둘레 쪽으로 반응액을 집중하여 분사하는 할로우콘노즐이 설치되고, 상기 제2, 3 공급관에는 반응액을 미립화하여 전체적으로 균일하게 분사하는 풀콘노즐이 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제3 공급관의 상부 쪽에 소정 간격 이격되어 제4 공급관이 더 설치되고, 상기 제4 공급관에는, 중앙 부분에 비해 상대적으로 둘레 쪽으로 반응액을 집중시켜 분사하는 할로우콘노즐이 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더해 본 발명은 상기 제1, 2, 3 공급관의 노즐이 상기 기액반응부에 전체적으로 균일하게 반응액이 분사되도록 설치되는 각도를 서로 다르게 하여 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 상기 1, 2차 다공판은 구멍에 의해 형성되는 유로의 전체 면적이 다공판의 전체 면적 대비 40~50%가 되도록 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본체의 내부에 링 모양으로 된 복수 개의 배관이 동심원을 이루도록 배치된 공급관이 설치되므로 원통 모양의 본체 내부에 쉽게 설치할 수 있고, 이에 더해 반응액이 균일하게 분사되도록 노즐을 쉽게 배치할 수 있으며, 그 결과 습식 스크러버의 설계가 용이한 장점이 있다.
또한, 본체 내부에 설치되는 1, 2차 다공판, 풀콘노즐 및 할로우콘노즐의 배치 구조로 인해 기액 반응과정에서 배기가스의 흐름이 안정화될 수 있고, 이에 의해 배기가스의 유속과 반응성이 담보되어 배기가스 중에 포함된 유해물질의 제거효율이 향상됨과 동시에 배기가스의 압력손실이 감소되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고효율 습식 스크러버의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공급관의 예를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 저면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 할로우콘노즐의 사용 예를 보인 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 풀콘노즐의 사용 예를 보인 도면.
도 8(a, b, c)은 본 발명에 따른 노즐의 설치 각도에 따른 분사영역이 달라지는 예를 보인 도면.
도 9는 본 발명에 따른 1, 2차 다공판의 예를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 다른 1차 다공판의 다른 실시예를 보인 도면.
도 11은 본 발명에 따른 고효율 습식 스크러버의 다른 예를 보인 구성도.
도 12는 도 11에 따른 1차 다공판의 예를 보인 도면.
도 13은 도 11에 따른 필터의 예를 보인 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명은 반응액을 분사시키는 배관의 설계가 용이하고, 배기가스에 포함된 오염물질 효율적으로 제거할 수 있으며, 배기가스의 유속을 담보하여 사용 에너지를 절약할 수 있는 고효율 습식 스크러버를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10), 배기가스 유입구(20), 배기가스 배출구(30), 공급관(40), 1차 다공판(50) 및 2차 다공판(60)을 포함한다.
본체(10)는 내부로 배기가스가 유입되어 반응액과 반응됨으로써 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 하는 구성이다.
이러한 본체(10)는 소정 지름을 가지는 원통 모양으로 형성되면서 도 1에 도시된 바와 같이 상부에는 소정 높이의 기액반응부(11)가 형성되고, 하부에는 후술되는 공급관(40)을 통해 낙하되는 반응액과 유해물질이 수집되어 저장되는 반응조(12)가 형성된다.
이때 반응조(12)의 일측에는 반응조(12)의 내부로 반응액을 공급하여 농도를 조절하는 반응액공급관(도면부호 없음)이 구비되고, 또 다른 일측에는 반응조(12)에 수집 저장된 반응액을 외부로 배출하여 처리되도록 하는 유로와 연결되거나 또는 반응액을 펌프(도면부호 없음)를 이용하여 공급관(40)으로 공급하여 순환시키는 순환유로와 연결되는 반응액배출관(도면부호 없음)이 구비된다.
배기가스 유입구(20)는 기액반응부(11)의 하부 쪽과 연통되도록 본체(10)의 측면을 관통하여 형성되어 본체(10)의 내부로 질소산화물과 황산화물 등의 대기오염물질을 포함하는 배기가스를 공급하는 구성이다.
배기가스 배출구(30)는 본체(10)의 상부와 연통되도록 구성되어 질소산화물 및 황산화물 등의 오염물질이 제거된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 구성이다.
이러한 배기가스 배출구(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 기액반응부(11)의 위쪽에 위치되고, 배기가스 배출구(30)상에는 필요에 따라 배기가스를 흡인하여 외부로 배출시키는 배출팬(31)이 설치될 수 있다.
공급관(40)은 본체(10) 내부의 기액반응부(11)상에 위치되면서 상하로 소정 간격 이격되어 배기가스에 포함된 질소산화물과 황산화물 제거에 적합한 기약 접촉이 이루어지도록 반응액을 하향 분사하는 구성이다.
이러한 공급관(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 후술되는 1, 2차 다공판(50, 60) 사이에 위치되도록 설치되는 제1 공급관(41)과, 상기 2차 다공판(60)의 상부 쪽에 설치되는 제2 공급관(42)과, 상기 제2 공급관(42)의 상부 쪽으로 소정 간격 이격되어 설치되는 제3 공급관(43) 및 상기 제3 공급관(43)의 상부 쪽으로 소정 간격 이격되어 제4 공급관(44)을 포함한다.
그리고 제1, 2, 3, 4 공급관(41, 42, 43, 44)은 각각 도 3에 도시된 바와 같이 소정 지름을 가지는 링 모양으로 형성되는 제1 배관부(P1)와, 상기 제1 배관부(P1)에 비해 상대적으로 작은 지름을 가지는 링 모양으로 형성되는 제2 배관부(P2)와, 상기 제2 배관부(P2)에 비해 상대적으로 작은 지름을 가지는 링 모양으로 형성되는 제3 배관부(P3)와, 상기 제1, 2, 3 배관부(P1, P2, P3)를 연결하여 지지하는 복수 개의 연결배관부(P4) 및 상기 제1, 2, 3 배관부(P1, P2, P3)의 일측과 연결되어 내부로 반응액을 공급하는 공급배관부(P5)를 포함한다.
이때 제1, 2, 3 배관부(P1, P2, P3)는 복수 개의 연결배관부(P4)에 의해 서로 동심원 및 동일 평면상에 위치되어 고정되고, 하부 외측면에는 소정 간격을 두고 방사상으로 복수 개의 노즐이 설치된다.
여기서 노즐은 제1, 2, 3 배관부(P1, P2, P3)의 지름에 따라 설치되는 개수를 달리하여 설치되고, 이와 동시에 배기가스의 흐름을 안정화시켜 반응액과 배기가스의 반응 효율을 향상시키기 위해 제1, 4 공급관(41, 44)에는 할로우콘노즐(HN)이 설치되고, 제2, 3 공급관(42, 43)에는 풀콘노즐(FN)이 설치된다.
이에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 할로우콘노즐(HN)은 도 4에 도시된 바와 같이 노즐에서 분사되는 반응액이 점진적으로 지름이 커지는 링 모양으로 분사되도록 구성된 것으로, 이러한 구성에 의해 할로우콘노즐(HN)이 설치된 제1 공급관(41)을 통해 반응액이 분사되면 도 5에 도시된 바와 같이 노즐 각각의 중앙 부분에 상대적으로 반응액이 분사되지 않는 영역이 형성되면서 배기가스가 노즐의 중앙 쪽으로 흐름이 유도된 다음 반응액의 분사 영역을 통과하게 된다.
그 결과 배기가스가 할로우콘노즐(HN)을 중심으로 수직으로 상승하도록 흐름이 안정화(유도)된 상태에서 그 상부 쪽에 위치되는 제2, 3 공급관(42, 43)을 통과하게 된다.
또한, 풀콘노즐(FN)은 도 6에 도시된 바와 같이 노즐에서 분사되는 반응액이 미립화되어 전체적으로 균일하게 분사되도록 구성된 것으로, 이러한 구성에 의해 제1 공급관(41)을 통해 흐름이 안정화된 상태의 배기가스가 도 7에 도시된 바와 같이 풀콘노즐(FN)의 분사영역(전체적으로 분사되는)을 통과하게 되면서 반응하게 된다.
이때 풀콘노즐(FN)을 통해 분사되는 반응액은 미립화되어 배기가스의 유속에 의해 상부 쪽으로 흩날리게 되면서 배기가스와 반응액이 더욱 효과적으로 반응하게 된다.
그런 다음, 다시 제4 공급관(44)의 할로우콘노즐(HN)을 통해 배기가스 및 흩날리는 반응액의 흐름이 안정화되어 배기가스는 기액반응부(11) 상부에 위치되는 배기가스 배출구(30) 쪽으로 흐르게 되고, 배기가스와 함께 상부 쪽으로 흩날리는 반응액은 할로우콘노즐(HN)을 통해 분사되는 반응액의 영향으로 본체(10)의 하부 쪽으로 낙하되게 된다.
그 결과 배기가스는 기액반응부(11)를 통과하는 동안에 복수 개의 공급관(40)을 통해 분사되는 반응액에 의해 흐름이 안정화되어 유속과 반응 효율이 담보되고, 이와 동시에 반응액이 배기가스와 함께 배기가스 배출구(30) 쪽으로 배출되는 것이 자연스럽게 방지된다.
한편, 노즐이 배관(P)의 하부 쪽을 향하도록 수직으로 배열되면 도 8(a)에 도시된 바와 같이 배관(P)을 기준으로 내외측으로 균일한 폭의 분사영역(SZ)이 형성되고, 노즐이 배관(P)의 안쪽을 향하도록 소정 각도로 배열되면 도 8(b)에 도시된 바와 같이 배관(P)의 안쪽으로 더 많은 분사영역(SZ)이 형성되며, 노즐이 배관(P)의 바깥쪽을 향하도록 소정 각도로 배열되면 도 8(c)에 도시된 바와 같이 배관(P)의 바깥쪽으로 더 많은 분사영역(SZ)이 형성된다.
따라서 제1, 2, 3, 4 공급관(41, 42, 43, 44)의 제1, 2, 3 배관부(P1, P2, P3)에 설치되는 노즐의 설치 각도를 적절하게 변경하는 것만으로 반응액이 기액반응부(11)의 공간상에 균일하게 분사될 수 있다.
또한, 공급관(40)을 통해 분사되는 반응액은 수산화나트륨, 탄산칼슘, 수산화칼슘 및 암모니아수 등의 용액상태로 pH 7~9 정도가 유지되도록 농도 등이 조절된다.
1, 2차 다공판(50, 60)은 배기가스 유입구(20)를 통해 본체(10) 내부로 유입된 배기가스가 기액반응부(11)에 고르게 분배되어 흐를 수 있도록 배기가스를 분배하는 구성이다.
이러한 1, 2차 다공판(50, 60)은 도 9에 도시된 바와 같이 원판 모양을 가지면서 방사상으로 복수 개의 구멍(H)이 형성된 것으로, 이러한 1, 2 차 다공판(50, 60)은 배기가스의 유속 저하를 방지하기 위해 구멍에 의해 형성되는 유로의 전체 면적이 다공판의 전체 면적 대비 40~50%가 되도록 형성된다.
이는 구멍(H)에 의해 형성되는 유로의 전체 면적이 40% 미만으로 형성되면 배기가스의 유속이 저하되면서 배기가스를 배출시키기 위한 에너지가 증가되고, 이와 반대로 구멍의 면적이 50%를 초과하여 형성되면 배기가스의 분배 효율이 떨어지는 점에서 기인된다.
이때 1차 다공판(50)은 배기가스 유입구(20)와의 위치 차이로 인해 1차 다공판(50)에 형성된 구멍으로 균일하게 배기가스가 통과하지 못할 수 있고, 이에 의해 배기가스를 균일하게 분배시키는 효율이 떨어지게 되는 문제가 있을 수 있는데, 이에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 가상의 중심선(CL)을 기준으로 배기가스 유입구(20)와 가까운 쪽에 형성되는 제1 구멍(H1)은 먼 쪽에 형성되는 제2 구멍(H2)에 비해 상대적으로 지름이 크게 형성될 수 있다.
이는 배기가스 유입구(20)를 통해 본체(10)의 내부로 유입되는 배기가스가 소정의 유속을 가지기 때문에 상대적으로 배기가스 유입구(20)와 가까운 쪽의 1차 다공판(50) 쪽으로는 많은 양의 배기가스가 통과하지 못하는 점에서 기인된다.
위와 같은 구성에 의해 제2 구멍(H2) 쪽으로 많은 양의 배기가스가 유입되더라도 자연스럽게 지름이 더 큰 제1 구멍(H1) 쪽과 제2 구멍(H2) 간에 배기가스가 통과하는 속도의 차이가 생기게 되고, 그 결과 제2 구멍(H2) 쪽에서 제1 구멍(H1) 쪽으로 배기가스의 흐름이 유도되어 전체적으로 고르게 배기가스가 통과되게 된다.
위에서는 구멍(H)의 크기를 달리하는 것으로 도시되어 설명되었으나, 이와 달리 구멍(H)의 지름은 동일하게 형성되는 대신에 동일 면적 대비 구멍(H)이 형성되는 수를 달리하도록 구성될 수도 있다.
또 다르게는 도 11에 도시된 바와 같이 자연스럽게 배기가스가 배기가스 유입구(20) 쪽으로 흐를 수 있도록 배기가스 유입구(20)와 가까운 쪽이 상대적으로 높게 위치되고 반대로 배기가스 유입구(20)와 먼 쪽이 낮게 위치되도록 소정 각도의 기울기(A)를 가지게 설치될 수 있고, 이러한 경우에는 도 12에 도시된 바와 같이 소정 각도로 기울기(A)를 가진 상태에서 본체(10) 내부를 구획할 수 있도록 타원 모양의 1차 다공판(50')이 형성될 수 있다.
이에 의해 배기가스 유입구(20)로 유입된 배기가스가 1차 다공판(50')의 기울기(A)에 의해 배기가스 유입구(20)와 먼 쪽에서 가까운 쪽으로 흐르면서 1차 다공판(50')에 형성된 구멍(H)을 통과하여 균일하게 분배되게 된다.
상기와 같은 구성의 1, 2차 다공판(50, 60)에 의해 본체(10) 내부로 공급되는 배기가스는 1차 다공판(50)을 통과하면서 기액반응부(11)의 내부 공간상에 균일하게 분배되어 위쪽에 위치되는 제1 공급관(41) 쪽으로 흐르고, 제1 공급관(41)의 할로우콘노즐(HN)을 통해 분사되는 반응액에 의해 배기가스의 흐름이 안정화된 다음 그 위쪽에 위치되는 2차 다공판(60)을 통해 재차 배기가스가 더욱 균일하게 분배되게 된다.
이렇게 흐름이 안정화되어 유속이 담보됨과 동시에 균일하게 분배된 상태의 배기가스는 제2, 3 공급관(42, 43)을 통해 분배되는 미립자 상태의 반응액 분사영역을 통과하면서 효과적이면서도 빠르게 반응액과 반응하여 유해물질이 제거된 다음 제4 공급관(44)을 거쳐 배기가스 배출관(30)을 통해 배출되게 된다.
한편, 기액반응부(11)에는 배기가스 배출구(30)를 통해 배기가스가 배출되기에 앞서 기액을 분리하는 필터부(70)가 더 설치될 수 있는데, 이러한 필터부(70)는 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 데미스터 필터(71), 이슬유도판(72) 및 이슬유도관(73)을 포함한다.
여기서 데미스터 필터(71)는 기액반응부(11)의 상부에 폭 방향으로 설치되어 질소산화물과 황산화물이 제거된 배기가스가 외부로 배출되기 전에 수분(반응액)과 불순물이 외부로 방출되지 않도록 차단하는 구성이다.
그러나 상기 데미스터 필터(71)의 설치로 인하여 데미스터 필터(71) 하부 즉, 기액 반응이 일어나는 기액반응부(11)와 데미스터 필터(71)의 상부의 온도차가 생기게 되어 데미스터 필터(71)의 측면부에 이슬이 맺히게 되고, 기액 반응이 진행될수록 이슬의 양이 증가하여 결국 이슬이 하강하게 되어 기액 반응 효율을 떨어뜨리게 된다.
따라서 데미스터 필터(71)의 양 하단모서리 부분에 이슬유도판(72)이 설치되고, 상기 이슬유도판(72)과 연결되어 본체(10)의 내부 측면을 따라 이슬을 배출시키는 이슬유도관(73)이 설치된다.
상기와 같은 구성에 의해 기액 반응이 활발히 일어나면 기액반응부(11)와 데미스터 필터(71)의 상부의 온도차로 인하여 데미스터 필터(71)의 측면부에 맺히는 이슬이 하강되는 동시에 데미스터필터(71)의 양 하단모서리 부분의 이슬유도판(72)으로 모이게 되고, 다시 이슬유도관(73)을 통하여 본체(10)의 내부 측면을 따라 아래쪽으로 낙하하여 반응조(12)에 수집되게 된다.
이하에서는 본 발명의 고효율 습식 스크러버의 사용 예에 따라 설명한다.
본 발명에 따른 고효율 습식 스크러버(1)를 사용하여 각종 발전소나 제철소 등에서 화석연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스 중 질소산화물과 황산화물을 효과적으로 정화 처리하여 배출하고자 하는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 배기가스 유입구(20)를 통해 유입된 배기가스는 본체(10)의 기액반응부(11) 하부측으로 유입되고, 기액반응부(11)의 내측 하부에 설치된 1차 다공판(50)을 통과하면서 기액반응부(11) 내부에서 균일하게 분배되어 상승되게 된다.
이렇게 1차 다공판(50)을 통과하여 상승되는 배기가스는 기액반응부(11)의 내측에 구비된 복수 개의 공급관(40)에서 분사되는 반응액에 의해 배기가스에 포함된 질소산화물과 황산화물이 제거되고, 질소산화물과 황산화물이 제거된 배기가스는 기액반응부(11)의 최상부에 설치된 데미스터 필터(71)를 거쳐 물과 불순물이 제거된 다음 상부에 연결 설치된 배출팬(31)의 흡입 작용으로 인해 배기가스 배출구(30)를 따라 외부로 배출된다.
이때, 기액 반응이 일어나는 과정에서 기액반응부(11)와 데미스터 필터(71)의 상부의 온도차가 생기게 되어 데미스터 필터(71)의 측면부에 이슬이 맺히게 되고, 이렇게 맺힌 이슬은 이슬유도판(72)에 모인 다음 이슬유도관(73)을 통해 본체(10)의 내부 측면을 따라 하래 쪽으로 낙하되어 반응조(12)에 수집된다.
그리고 기액반응부(11)에서 배기가스의 질소산화물 및 황산화물과 반응으로 생성된 염과 반응된 반응액은 반응조(12)로 낙하되어 저장된 다음 처리된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고효율 습식 스크러버는 본체의 내부에 링 모양으로 된 복수 개의 배관이 동심원을 이루도록 배치된 공급관이 설치되므로 원통 모양의 본체 내부에 쉽게 설치되고, 또한 본체 내부에 설치되는 1, 2차 다공판, 풀콘노즐 및 할로우콘노즐의 배치 구조로 인해 기액 반응과정에서 배기가스의 흐름이 안정화되어 배기가스의 유속과 반응성이 담보되며, 그 결과 배기가스 중에 포함된 유해물질의 제거효율이 향상됨과 동시에 사용 에너지가 절약된다.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

Claims (5)

  1. 내측 상부에 형성되는 기액반응부(11)와, 내측 하부에 형성되는 반응조(12)를 포함하는 원통 모양의 본체(10);
    상기 본체(10)의 측면을 관통하도록 형성되어 상기 기액반응부(11)의 하부 쪽으로 배기가스가 유입되도록 하는 배기가스 유입구(20);
    상기 본체(10)의 상부에 위치되면서 상기 기액반응부(11)를 통과하여 질소산화물과 황산화물이 제거된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 배기가스 배출구(30);
    상기 본체(10) 내부의 상기 기액반응부(11)에 위치되면서 상하로 소정 간격 이격되어 반응액을 하향 분사하는 복수 개의 공급관(40);
    상기 복수 개의 공급관(40)과 상기 반응조(12) 사이에 설치되면서 상기 유입구(20)를 통해 유입되는 배기가스가 1차로 분배되어 상승되도록 하는 1차 다공판(50); 및
    상기 복수 개의 공급관(40) 사이에 설치되면서 상기 1차 다공판(50)을 통과한 배기가스가 2차로 분배되어 상승되도록 하는 2차 다공판(60);
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 공급관(40)은,
    상기 1, 2차 다공판(50, 60) 사이에 위치되도록 설치되는 제1 공급관(41);
    상기 2차 다공판(60)의 상부 쪽에 설치되는 제2 공급관(42); 및
    상기 제2 공급관(42)의 상부 쪽으로 소정 간격 이격되어 설치되는 제3 공급관(43)을 포함하며,
    상기 제1, 2, 3 공급관(41, 42, 43)은,
    서로 다른 지름을 가지는 링 모양의 배관(P)을 동심원상으로 복수 개 배치하여 구성되고, 상기 배관(P)의 하부 쪽에는 소정 간격을 두고 복수 개의 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 습식 스크러버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 공급관(41)에는,
    중앙 부분에 비해 상대적으로 둘레 쪽으로 반응액을 집중하여 분사하는 할로우콘노즐(HN)이 설치되고,
    상기 제2, 3 공급관(42, 43)에는,
    반응액을 미립화하여 전체적으로 균일하게 분사하는 풀콘노즐(FN)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 습식 스크러버.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 공급관(43)의 상부 쪽에는 소정 간격 이격되어 제4 공급관(44)이 더 설치되고,
    상기 제4 공급관(44)에는,
    중앙 부분에 비해 상대적으로 둘레 쪽으로 반응액을 집중시켜 분사하는 할로우콘노즐(HN)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 습식 스크러버.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 공급관(41, 42, 43)은,
    상기 기액반응부(11)에 전체적으로 균일하게 반응액이 분사되도록 상기 노즐이 설치되는 각도를 서로 다르게 하여 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 습식 스크러버.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 1, 2차 다공판(50, 60)은,
    구멍에 의해 형성되는 유로의 전체 면적이 다공판의 전체 면적 대비 40~50%가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 습식 스크러버.
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