KR100278499B1 - 연소 잔유물처리 및 연소 연기 정화방법 - Google Patents
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Abstract
연소 잔유물 처리 및 연소연기 정화방법에서, 적은 물 및 임의의 반응재를 소모하여 잔유물이 세정되고 헹구어져 미량원소 및 전체 용해가능한 파편에 대해 여과가능한 파편을 감소시킨다.
Description
[발명의 명칭]
연소 잔유물처리 및 연소 연기 정화방법
[발명의 분야]
본 발명은 고체 및/또는 액체 연료를 점화 및/또는 연소시키는 공정, 특히 그같은 공정에의해 발생된 신더 ( cinder : 신더 또는 타다남은 부스러기 ) 및 비산재 (fly ash ) 형태의 고체잔유물을 처리하는것에 관한 것이다.
예컨대 가정 쓰레기를 태울때, 가정 쓰레기 미터톤당 가스에 포함된 약 250kg의 신더 및 25kg의 비산재가 발생한다. 다른 연소 공정에 있어서, 잔유물의 양은 사용된 연료에 의존하며 신더/비산재의 비는 형태에 의존한다. 경험상, 유사 유리 형태의 신더들은 가정 쓰레기의 소각의 경우 용해 가능한 염화물 및 알카리 물질과 같은 용해가능한 화합물로 과도하게 또는 적게 피복됨을 알수있다. 신더 갱 (pit) 에서 신더를 켄칭하면 이같은 신더들은 단지 냉각되지만 그들을 세정할수는 없는바 ; 대부분의 경우 결국 물을 신더갱에 첨가하게되어 신더의 잔여 습기 및 증발을 보상한다. 극소수의 경우, 신더를 세정하기 위해 많은 량의 물을 사용할 수 있는바; 이는 그들의 재생의 견지에서볼때 우수한 질을 저지하게 된다. 더우기, 가정 쓰레기 소각 설비의 경우 갱으로부터 철 부스러기를 제거하기위한 공지된 공정을 사용하고 그 철 부스러기를 고속도로 기초재료 또는 건설재료로 재생시키기에 잠재적으로 적합한 입자 크기로 만들기위해 그것들을 분쇄/선별하는 것은 공지되어 있다. 실제로 가능한 이같음 재생을 위하여, 물의 존재하에서는 용해가능한 성분들의 현저한 배출이 없어야 한다. 그러므로 여과 시험에 우수한 성능이 필요하다. 공지된 세정 공정을 이용하면 이것은 가능하지만, 이는 많은 물의 소모를 수반하게 된다.
종종 비산재는, 중금속을 포함하는 30 %에 이르는 높은 비율의 용이하게 용해가능한 성분들을 포함한다. 그러므로 비산재는, 덤프에 명확히 저장되거나 재생될수 있기전에 처리되어야 한다. 그같은 처리를 위한 다양한 공정이 제안되어 왔다. 에컨대, 소각설비의 경우, 정전 침전기가 소각로와 회수 보일러의 하류에 주기적으로 설치되어 산성 개스, HCl 및 특히 HF의 배기를 보장하는 습윤정화가 후속되는 비산재의 포획을 보장한다. 비산재를 산성상으로 여과시켜 처리하기위한 그같은 습윤정화로부터의 산성 정화를 사용하는것이 제안되었다. 그 같은 방법의 단점은 복잡한 외부 설비의 도입은 별개로하고 용해화된 중금속 및 습윤 정화시 배출되는 미량 원소가 풍부한 액체를 사용한다는 점이다. 이로써 특히 전체 용해가능한 단편의 경우 많은 량의 물의 소비없이 처리된 잔유물의 우수한 정화 성능을 획득할 수 없다.
또한 이같은 비산재를 순환된 세정 액체내로 유입시켜 산성 개스를 배출시키는 방법으로 제안되었다. 이 방법은 복잡한 외부설비를 설치한 필요는 없지만, 세정 액체의 특징들을 고려해야하며, 또한 특히 용해가능한 전체 단편의 경우 많은 량의 물의 소비없이는 처리된 자유물의 우수한 정화 성능을 획들할 수 없다.
[발명의 개요]
본 발명의 목적은, 공지된 방법의 단점을 제거하고 적은 량의 물 및/또는 반응제를 사용하여, 특히 잔유물이 연기의 습윤 정화를 구비한 연소 설비로부터 발생할때 연소 연기의 습윤 정화의 작동을 위해 필요한 보충물( make - up water ) 을 명백히 사용하는데 있다. 이를위해, 처리될 잔유물은 요동 탱크에 세정액체와 접촉 배치되어 퍼내진 액체 형태로 탈수장치를 향해 이송된다. 따라서 세정되어 여과된 잔유물은 하나 또는 여러개의 헹굼액으로 헹궈진다. 본 발명에 따른 처리 공정은
a) 탈수장치에서의 초기화 이후 헹굼액 (들) 이 세정탱크를 향하며,
b) 세정된 잔유물의 탈수로부터 발생된 여과제가 주로 세정 탱크를 향하고, 나머지는 연소 연기의 습윤정화 장치를 향하게되어 이같은 정화시 보충물을 복귀시키고, 또는 공정이 연소 연기의 습윤 정화가 일체로 사용되지 않을때 특정 처리 장치로 향하게 되며,
c) 상기 b) 에 후속하는 탈수로부터 발생된 여과액의 분산이 제어되어 세정탱크를 일정 수준으로 유지시키며,
d) 헹굼액 또는 각각의 헹굼액의 조성 및 량은 처리될 잔유물의 특징의 기능에 따라 선택되어 이같은 잔유물의 표면을 헹구고, 특히 용이하게 용해될수 없거나 처리될 잔유물상의 표면에 침착된 화합물들을 순간적으로 용해 및 포획한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은, 본 발명의 주제를 형성하는 공정을 개략적으로 예시하는 제 1 도를 참조로하여 후술되는 상세한 설명을 고찰함으로써 용이하게 이해될 것이다.
처리될 잔유물 (1) 은, 요동장치 (3) 를 구비할수 있으며 수준 측정장치 (11)로 측정될수 있는 세정액체를 포함하는 세정 탱크 (2) 내로 유입된다. 세정액체와 접촉후 세정된 잔유물은, 일정한 현탁 유량 (액체 + 세정된 잔유물 ; 4)을 탈수장치로 이송시키는 펌프 (5) 에의해 세정 탱크로부터 추출된다. 이 현탁액은 탈수 장치 (6) 의 제 1 부분에서 탈수된다. 결과적인 여과액 (7) 은, 세정탱크 (2) 를 향하는 주유동 (8) 및 제 2 유동 (9) 으로 분리된다. 이같은 분산은 수준 측정 장치 (11) 의 신호에의해 제어되는 조절기 (10) 에의해 달성되어 세정탱크 (2) 의 수준을 일정하게 유지한다. 제 2 유동 (9) 은 연기 습윤 정화장치 (제 1 도에는 도시되지 않았음) 내로 이송되어 상기 연기 정화장치내의 보충물의 전부 또는 일부를 복귀시키고, 또는 정화공정이 습윤 연기정화와 일체로 사용되지 않을때는 특정처리를 행한다. 제어기 (10) 는 제어밸브 또는 과류장치 또는 다른 적합한 장차로 될수 있다.
탈수장치 (6) 의 제 1 부분에서의 탈수이후, 잔유물은 하나 또는 여러개의 헹굼액 (12) 을 지닌 하나 또는 여러개의 분리영역에서 헹궈진다. 모든 세정액 (12) 은 탱크 (2) 로 이송된다. 이후 처리된 잔유물 (14) 은 탈수장치 (6) 로부터 추출된다.
탈수장치 (6) 의 바람직한 실시예는 진공 여과를 지니는 드럼 필터이기때문에, 다른 탈수 및 헹굼 영역이 쉽게 결정되게 한다. 그러나 예컨대 압축 벨트 필터와 같은 다른 장치들도 사용될수 있다.
놀랍게도, 용해염을 포함하는 액체로 세정하는 이같은 방법은 미량 원소를 용해시키기에 유용한바 ; 그러나, 농축된 용액으로 용해시키는 이같은 방법만이 실행될뿐이라면 간질수가 유지되어 중요한 용해가능한 단편으로 남을 것이다. 본 발명에 있어서, 저유량의 보충물에 연계된 헹굼은 이같은 단점을 제거한다.
그러나, 그같은 헹굼은 적은 량의 물로 실행되는 경우 용이하게 용해될수 없으며 처리될 잔유물상의 표면에 침작되고 미량 원소보다 더 많은 량으로 존재하는 화합물을 용해 및 포획하는데 불충분할 것이다. 이같은 경우는, 예컨대, 황산 칼슘이 비산재의 표면 황산화에의한 산화시 형성되는 경우이다. 이는 화합물이 약 2 g/1의 평균 용해도로 나타나며, 또한 이는 종종 잔유물의 용해가능한 단편을 낮게 유지시키도록 제거되어야 한다. 본 발명의 특징들중 하나에 따르면, 이같은 용해도는 예컨대 제 2 헹굼중 염산의 부가 (15) 에의해 일시적으로 증가될수 있는 바, 이는 황산칼슘을 Ca++및 SO4 --이온형태 (황산칼슘의 용해성 제품으로 제한됨) 뿐아니라 Ca++와 HSO4 -형태 (더 낮은 pH가 비교적 더 많음) 로 용해되게 한다. 이는, 처리될 잔유물의 기본 잠재력을 중화시키는 매우 많은량의 산의 부과없이 통상의 세정에서는 불가능하다. 본 발명에 따르면, 이같은 산성 헹굼은 자체가 얇은 층으로 생산되는 탈수장치에서 얇은 층으로 실행된다. 그같은 장치는 낮은 물의 소모 및 낮은 산의 소모로 표면 황산칼슘의 순간적 용해를 허용한다. 처리될 잔유물의 표면 특징들에 따라, 다른 첨가제 (15) 가 제 2 헹굼의 물에 첨가 될수 있어 상기 헹굼액에서 세정된 잔유물상에 천박하게 존재하는 일부 화합물을 용해된 요소 형태로 또는 상기 헹굼액내의 현탁액내의 미세입자들의 흡수침전에 의해 전달하는바 ; 예컨대 전술된 황산칼슘의 경우 본 발명에 따라 완만한 용해되는 미세 황산칼슘 분말을 헹굼액내로 주입시키는 것도 가능하며 용해된 황산칼슘을 침전시킨다.
제 2 도는, 연소 연기의 습윤 정화와 일체로되는 실행의 형태로되는 바람직한 변형 형태의 공정의 달성을 보여준다. 연소 (21) 장치 자체 (및 보일러) 로하부에서는 신더 (22) 들이 회수되며, 정전 침전기 (23) 가 종종 설치되어 비산재 (25) 의 포획을 보장하며, 연기 (25)의 습윤정화가 후속되며, 유출 처리부분은 한편으로 고체 잔유물 (소위 필터케익이라 칭함 ; 27) 형태로, 다른 한편으로 중성염 (염화칼슘, 염화나트륨등) 을 포함하는 깨끗한 물 (28) 형태로 포획된 화합물을 공급하는, 일부의 경우, 이같은 깨끗한 물은 증발되어 예컨대 화학 공업에서 재사용가능한 염 (30) 및 습윤정화의 보충물 (26) 대체품으로 재사용가능한 물 (31)을 생산한다. 본 발명에 따르면, 신더 (22 ; 임의의 기계적인 처리이후 ; 도시되지 않았음) 및 비산재 (24) 는 세정탱크 (2) 내로 운송되어 제 1 도에 설명된 바와같이 본 발명에 따라 처리된다 (임의의 증발 (29) 로부터 발생하는 물 (31) 을 포함하는) 모든 또는 일부의 보충물은 먼저 모두 헹굼 (12) 용으로 사용되며, 제 2 유동 (9) 은 보충물로서 습윤 정화장치 (25) 로 운송된다. 습윤 정화장치 (25) 의 설계는 용해된 형태 또는 미립자 형태의 화합물이 포함된 물의 이용이 본 기술분야의 법칙에 따라 적합하게 된다.
더 용이한 유도를 달성하기위해, 본 발명에 따른 비산재 (24) 의 처리만이 제 2 도에 도시되어 있다. 도시되지않은 동등한 다이아그램 또한 비산재 (24)의 처리에 적용될수 있는바, 이는 본 기술분야의 법칙에 따라 기계적인 예비처리를 필요로 할수있다.
더우기 상기 설명은 단지 실시예 방식으로 제공된 것이며 본 기술분야를 한정하는것이 아님이 이해되어야 하는바 ; 전술된 실시예들의 요소들이 어떤 다른 등가물로 대체시키는것 또한 본 발명의 설명과 별개로 구성되지 않는다. 그같은 변화인한 수정예 및 변형예는 당업자들에게는 자명할것이며, 그같은 예들은 본 발명에 일체로 속하는 것으로 간주된다.
Claims (3)
- 연소 잔유물 처리 및 연소연기 정화 방법으로서, 요동 세정 탱크내의 수정액체로 세정하는 단계, 탈수 장치로 탈수하는 단계 및 탈수장치내에서 한번 또는 여러번의 헹굼단계를 포함하며,a) 헹굼액 (들) 은 탈수장치내에서의 초기화 이후 세정탱크를 향하며,b) 세정된 잔유물의 탈수로부터 발생된 여과액은 주로 세정탱크로 향하며, 나머지 부분은 연소연기의 습윤 정화장치를 향하게되어 보충물 ( make - up water )을 대신하며, 또는 정화방법이 연소연기의 습윤 정화에 일체로 사용되지 않을때는 특정 처리장치를 향하며,c) 상기 b) 에 후속하는 탈수로부터 발생된 여과액의 분산은 세정탱크의 수준을 일정하게 유지하도록 제어되며,d) 헹굼액 또는 각각의 헹굼액의 조성 및 량은 처리될 잔유물의 특징들의 함수로 선택되어 잔유물들의 표면을 헹구고, 특히 용이하게 용해될수 없으며 처리될 잔유물 상태 표면에 침착된 화합물을 순간적으로 용해시켜 포획하는, 연소 잔유물 처리 및 연소연기 정화방법.
- 제1항에 있어서, 2 개의 연속 헹굼은 염산을 제 2 헹굼에 첨가시켜 실행되는 방법.
- 제1항 또는 2항에 있어서, 미세 분리 고체가 탈수장치에서 헹굼액의 사용 직전 헹굼액에 첨가되는 방법.
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