KR0137628B1 - 소각로 배출가스 처리방법 - Google Patents

소각로 배출가스 처리방법

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Abstract

폐기물 소각로(7)에서 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 소각로(7) 내에 과황산암모늄을 공급하는 소각로 배출가스 처리방법 및 상기 배출가스 배출로내의 400℃ 이상의 장소에 과황산암모늄을 공급함과 동시에, 상기 집진기로부터 배출되는 가스를 다시 탈질용 촉매장치에 도입하는 소각로 배출가스 처리방법.
배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소 제거를 과황산암모늄이라는 공통의 첨가제에 의하여 달성할 수 있고, 그 때문에 첨가제의 공급위치 및 첨가제 공급장치가 각각 하나라도 족하고, 따라서 배출가스 처리시스템을 매우 간단화할 수 있음과 동시에 처리운전의 번잡성을 현저히 완화할 수 있게 된다.

Description

소각로 배출가스 처리방법
제1도는 실시예 1의 소각로 배출가스 처리장치의 개략 구성도.
제2도는 제1도에 있어서의 소각로의 분무노즐 위치에서의 수평 단면도.
제3도는 실시예 2의 소각로 배출가스 처리장치의 개략 구성도.
제4도는 과황산암모늄을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우에 대한 배출가스중의 CO농도와 집진기 입구에서의 디옥신류 농도와의 관계도.
제5도는 과황산암모늄을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우에 대한 자루모양 필터(bag filter) 집진온도와 자루모양 필터에서의 Hg 제거율과의 관계도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 호퍼 2 : 저장조
3 : 펌프 4 : 유량계
5 : 분무노즐 6 : 공기압축기
7 : 소각로 8 : 2차 공기흡입위치
9 : 화염면 10 : 배출가스 배출로
11 : 집진기 12 : 탈질용 촉매장치
[산업상의 이용분야]
본 발명의 소각록의 배출가스 처리방법에 관하여, 상세히는 소각로에서의 폐기물의 소각에 따라 생기는 배출가스를 정화하는 소각로 배출가스 처리방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
폐기물(도시먼지, 하수오물 등)을 효율적 그리고 위생적으로 처리하는 방법으로서, 소각처리는 뛰어난 방식이지만, 소각로에서 배출되는 배출가스 중에는 유해물질인 디옥신류, Hg 등의 중금속류 및 노내에서 생성 NOx가 함유되어 있다.
따라서, 이러한 소각처리에 있어서는 소각로 배출가스를 대기중에 방출하기 전에 상기와 같은 유해물질을 제거 또는 감소시킬 필요가 있어, 그 때문에 소각로 배출가스 처리가 행하여진다. 이러한 처리에 있어서 종래 적용 또는 제안되고 있는 소각로 배출가스 처리방법으로서는 다음과 같은 방법이 있다.
① 디옥신류의 제거에 관해서는 배출가스 열회수(가스냉각)공정 및 배출가스 처리 공정에 있어서의 디옥신류의 재합성(De-Novo합성)을 억제하고, 디옥신류의 배출량을 감소시키는 수단으로서, 소각로부터의 배출가스의 가장 먼저 유로인 배출가스 배출로에 H2S, NH3, 트리에탄올아민, 트리에틸아민 등의 재합성 억제제를 첨가하는 방법이 보고되어 있다. 또 일본국 특개평 3-4918호 공보에는 배출가스 배출로에 O3, H2O2등의 산화제를 공급(첨가)하여, 디옥신류 재합성의 전구물질(precursor)이 되는 방향족 탄화수소나 그 탄소유도체를 상기 산화제에 의하여 HCl, CO2, H2O로 산화하는 방법이 기재되어 있다.
② Hg 등의 중금속류를 감소시키는 방법으로서는 1 이상의 금속황화물(예컨대, 황화나트륨)을 함유하는 수용액 또는 슬러리를 배출가스와 접촉시켜, 배출가스중의 가스상 중급속을 황화물로 하여, 증기분압을 저하시킴으로써, 후단의 자루모양 필터 등의 집진기에서의 중금속류의 제거효율을 높이는 방법이 제안되어 있다(공표특허공보 평 3-504098호).
③ NOx를 감소시키는 방법에 관해서는 2단 연소법 등의 연소제어기술이 사용되고 있다. 여기서 2단 연소법은 예컨대 소화 53년 발행, 공해와 대책(Vol. 114, No. 5, 특집/하수도 종말처리에 있어서의 환경 대책중,「오물소각에 따르는 질소산화물 대책」특히 제40페이지)에 기재되어 있다. 또한, NH3수나 요소수 등을 사용한 무촉매 탈질법이 제안되어 있다(특원평 4-141617호).
[발명이 해결하려고 하는 과제]
상기 종래의 소각로 배출가스 처리방법에 의하면, 배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나 상기와 같이 감소 제거 대상인 디옥신류 중금속류 NOx의 각각에 대하여 다른 첨가제가 필요하다.
즉, 감소제거 대상물질에 대하여 감소제거를 위한 첨가제가 다르다.
또, 이들 각 첨가제에 따라 그 공급위치(장소)가 다르고, 첨가제의 수에 맞추어 첨가제 공급장치가 필요하게 되어, 그 때문에 배출가스 처리의 시스템이 복잡함과 동시에 처리운전이 번잡하게 되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 사정에 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해소하고, 배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소제거를 공통의 첨가제에 의하여 달성할 수 있고, 그에 따라 배출가스 처리시스템을 간단화할 수 있음과 동시에 처리운전의 번잡성을 완화할 수 있는 소각로 배출가스 처리방법을 제공하려고 하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 소각로 배출가스 처리방법은 다음과 같이 구성되어 있다.
즉, 제1항 기재의 소각로 배출가스 처리방법은 소각로에서 배출가스 배출로를 통하여 집진기로 도입할때에 상기 소각로내에 과황산암모늄을 공급하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법이다.
제2항 기재의 소각로 배출가스 처리방법은 소각로에서 배출가스를 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 상기 배출가스 배출로내의 400℃ 이상의 장소에 과황산암모늄을 공급하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법이다.
제3항 기재의 소각로 배출가스 처리방법은 상기 집진기로부터 배출되는 가스를 다시 탈질용 촉매장치에 도입하는 제2항 기재의 소각로 배출가스 처리방법이다.
제4항 기재의 소각로 배출가스 처리방법은 과황산암모늄의 공급량을 배출가스량에 대하여 0.01N㎥ 이상으로 하는 제1항 내지 제3항에 기재된 소각로 배출가스 처리방법이다.
[작용]
본 발명의 소각로 배출가스 처리방법중, 먼저 제1항 기재의 방법은 소각로로부터 배출가스를 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 소각로내에 과황산암모늄을 공급하도록 하고 있다.
그렇게 하면, 이 과황산암모늄의 작용의 작용에 의하여 배출가스중의 디옥신류 및 NOx를 동시에 감소시킬 수 있음과 동시에 후단에 집진기에서의 중금속류의 제거효율을 높일 수 있게 된다.
과황산암모늄이 이러한 작용을 가지고 있는 것은 여러 가지 연구를 거듭한 결과, 알아낸 새로운 발견이다.
이것은 예컨대 과황산암모늄으로서 10%과황산암모늄 수용액을 사용하여, 이것을 소각로 내에 2리터/분으로 공급(과황산암모늄의 공급량으로서는 배출가스량에 대하여 0.6g/Nm3)하면, 제4도에 도시한 바와 같이, 집진기입구에서 배출되는 가스중의 디옥신류의 농도를 감소시킬 수 있음과 동시에 표 1에 도시한 바와 같이 배출가스중의 NOx농도를 감소시킬 수 있고, 제5도에 도시한 바와 같이, 자루모양 필터등의 집진기에서의 Hg 등의 중금속류의 제거율을 높일 수 있다는 것이다.
그리고, 상기 제4도의 예에서는 집진온도는 140℃이고, 디옥신류의 감소율은 42∼66%이다. 표 1의 예에서는 NOx농도의 감소율(탈질율)은 25∼39%이다.
제5도의 예에서는 Hg 제거율은 과황산암모늄 무첨가의 경우에는 0∼58%이고, 과황산암모늄을 첨가한 경우에는 86%이다.
[표 1]
여기서 디옥신류의 농도를 감소시킬 수 있는 것은 과황산암모늄에 의하여 디옥신류의 재합성이 억제되기 때문이다. NOx의 농도를 감소시켜 탈질율을 향상할 수 있는 것은 소각로내에 첨가된 과황산암모늄이 열분해되어 NH3가 발생하고, 이 NH3가 하기식과 같이 NOx를 분해하기 때문이다.
집진기에서의 중금속류의 제거효율을 높일 수 있는 것은 과황산암모늄과의 반응에 의하여 배출가스중의 가스상 중금속이 황화물이 되어 증기분압을 저하시키고 있기 때문이다.
4NO + 4NH3+ O2→ 4N2+ 6H2O
이와 같이, 제1항 기재의 방법에 의하면, 소각로내로의 과황산암모늄의 공급(첨가)에 의하여 배출가스중의 디옥신류 및 NOx를 동시에 감소시킬 수 있음과 동시에 후단의 집진기에서의 중금속류의 제거효율을 높일 수 있다.
따라서, 배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소·제거를 과황산암모늄이라는 공통의 첨가제에 의하여 달성할 수 있고, 그 때문에 첨가제의 공급위치(장소) 및 첨가제 공급장치가 각각 하나면 족하며, 배출가스처리시스템 및 처리운전이 매우 간단해진다.
다음에, 제2항 기재의 방법은 소각로에서 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 상기 배출가스 배출로내의 400℃이상의 장소에 과황산암모늄을 공급하도록 하고 있다. 그렇게 하면, 이 과황산암모늄의 작용에 의하여 먼저 제1항 기재의 방법의 경우와 마찬가지로 배출가스중의 디옥신류를 감소시킬 수 있음과 동시에 후단의 집진기에서의 중금속류의 제거효율을 높일 수 있게 된다.
한편, 배출가스중의 NOx에 대해서는 제1항 기재의 방법의 경우와는 달리 과황산암모늄 공급위치가 배출가스 배출로내의 400℃ 이상의 장소이기 때문에 과황산암모늄의 열분해에 의하여 NH3가 발생하지만, 그 NH3에 의한 NOx의 분해량은 적고 불충분하다. 그래서, 집진기로부터 배출되는 가스를 가시 탈질용 촉매장치에 도입하면 좋다.
그렇게 하면, 과황산암모늄의 열분해 의하여 발생하는 NH3와 함께 탈질용 촉매장치에 도입되어, 이 장치에서 NOx의 분해(즉, 탈질)가 행해진다.
즉, 과황산암모늄의 열분해에 의하여 발생하는 NH3를 촉매탈질에 요하는 NH3의 공급원으로 할 수 있어서, 이것을 사용함으로써 탈질을 행할 수 있다.
따라서, 제2항 기재의 방법에 의하면, 배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소 제거를 과황산암모늄이라는 공통의 첨가제에 의하여 달성할 수 있고, 또 배출가스 배출로내의 400℃ 이상의 장소에의 과황산암모늄의 공급이라는 매우 간단한 시스템으로 실현할 수 있다. 여기서 배출가스 배출로내에의 과황산암모늄의 첨가위치를 400℃ 이상의 장소로 하고 있는 것은 400℃ 미만의 장소로 하면, NH3발생을 위한 과황산암모늄의 열분해가 생기지 않으므로, 과황산암모늄을 촉매탈질에 필요한 NH3의 공급원으로 할 수 없게 되기 때문이다.
그리고, 제3항 기재의 방법은 제2항 기재의 방법에 있어서, 집진기로부터 배출되는 가스를 다시 탈질용 촉매장치에 반드시 도입하는 것이고, 따라서 배출가스중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소 제거를 과황산암모늄이라는 공통의 첨가제의 의하면 확실히 달성할 수 있다.
또한, 제4항 기재의 방법은 과황산암모늄의 공급량을 배출가스량(건조가스기준)에 대하여 0.01g/N㎥ 이상으로 하는 것으로, 이에 의하여 배출가스중의 유해물질을 효과적으로 제거하는 것이 가능해진다.
[실시예 1]
실시예 1의 소각로 배출가스 처리장치의 개요를 제1도에 도시하였다.
이 장치의 주요부는 소각로(7), 과황산암모늄 공급계, 배출가스 배출로 및 집진기(이후 2자는 도시하지 않음)로 구성되고 있다. 이 소각로(7)는 유동상으로 이루어진다. 과황산암모늄 공급계는 호퍼(1), 저장조(2), 펌프(3), 유량계(4), 분무노즐(5)(2 유체노즐) 및 공기압축기(6)로 이루어진다.
상기 장치를 사용하여 그 소각로(7)에 의하여 폐기물의 소각을 행함과 동시에, 소각로 배출가스 처리를 다음과 같이 행하였다.
먼저, 소정량의 과황산암모늄을 호퍼(1)로부터 저장조(2)에 송급하고, 플랜트 용수와 혼합하여, 소정농도(5∼10%)의 과황산암모늄수용액으로 조정한다.
이어서, 이 과황산암모늄수용액을 유량계(4)에 의하여 소정유량으로 설정하여 송급함과 함께 공기압축기(6)에 의하여 압축공기를 송급하여 분무노즐(5)에 의하여 소각로(7) 내에 과황산암모늄수를 분무상으로 뿜어 넣는다.
이때, 과황산암모늄수의 흡입위치는 화염면(9)과 2차 공기흡입위치(8)와의 사이로 하되, 특히 2차 공기흡입위치(8)의 바로 아래로 하는 것이 바람직하다.
노내에의 과황산암모늄의 분무면적은 제2도에 도시한 바와 같이, 노(7)의 2차 연소부 단면적의 50%이상이 되도록 하는 것이 바람직하고, 그러기 위해서는 분무노즐(5)을 복수개 설치하면 된다.
[실시예 2]
실시예 2의 소각로 배출가스 처리장치의 플로트(float)를 제3도에 도시하였다. 이 장치는 소각로(7), 배출가스 배출로(10), 집진기(11), 탈질용 촉매장치(12)를 관접속하고, 상기 배출가스 배출로(10), 집진기(11), 탈질용 촉매장치(12)를 관접속하고, 상기 배출가스 배출로(10)의 400℃ 이상의 장소에 과황산암모늄공급제(도시하지 않음)를 접속하여 구성되고 있다.
이 장치를 사용하여 폐기물의 소각 및 소각로 배출가스 처리를 하였다.
과황산암모늄수는 분무상으로 배출가스 배출로(10)의 400℃ 이상의 장소에 분무상으로 흡입시킨다.
상기 실시예 1 및 2의 소각로 배출가스처리의 결과, 어느 경우에도 배출가스 중의 디옥신류, NOx및 중금속류를 제거(감소)할 수 있고, 소각로 배출가스를 충분히 정화할 수 있는 것이 확인되었다.
그리고, 본 발명에 있어서, 공급첨가용 과황산암모늄의 농도, 소각로내 또는 배출가스 배출로내에의 공급량, 집진온도 등의 조건은 상기 실시예에 기재된 조건이나, 전술한 제4도, 표 1 및 5도의 예에서의 조건에 한정되는 것은 아니다.
[발명의 효과]
본 발명의 소각로 배출가스 처리방법에 의하면, 배출가스 중의 디옥신류, 중금속류 및 NOx의 감소제거를 과황산암모늄이라는 공통의 첨가제에 의하여 달성할 수 있고, 그 때문에 첨가제의 공급위치(장소)및 첨가제 공급장치가 하나로 족하며, 따라서 배출가스 처리시스템을 간단화할 수 있음과 동시에 처리운전의 번잡성을 완화할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 소각로에서 배출가스를 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 상기 소각로내에 과황산암모늄을 공급하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법.
  2. 소각로에서 배출가스를 배출가스 배출로를 통하여 집진기에 도입할 때에 상기 배출가스 배출로내의 400℃ 이상의 장소에 과황산암모늄을 공급하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 집진기로부터 배출되는 가스를 다시 탈질용 촉매장치에 도입하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한항에 있어서, 과황산암모늄의 공급량을 소각로의 배출가스량에 대하여 0.01g/Nm3이상으로 하는 것을 특징으로 하는 소각로 배출가스 처리방법.
KR1019940004454A 1993-03-11 1994-03-08 소각로 배출가스 처리방법 KR0137628B1 (ko)

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