KR100954365B1 - 탈황 및 탈질장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 슬러리가 저장되는 산화탱크, 상기 산화탱크 상측에 연장된 흡수탑, 상기 흡수탑의 상측에 연장되어 소각시설이나 발전시설로부터 배기가스가 유입되는 배기가스유입구, 상기 산화탱크로부터 흡수탑에 연장된 플레이에 순환펌프를 통해 산화탱크의 슬러리를 공급하여 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 하여 배기가스에 존재하는 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되도록 하는 슬러리공급노즐 및 상기 산화탱크의 슬러리에 산소 함유 가스를 공급시키는 산소공급수단을 포함하고, 상기 산화탱크의 내부 일측 상측에 구비되는 제1수중펌프, 상기 제1수중펌프에 대각으로 대향되도록 산화탱크의 내부 타측 하측에 구비되는 제2수중펌프 및 상기 제1수중펌프와 제2수중펌프에 의한 슬러리의 대류 순환 방향에 대하여 반대 방향으로 슬러리를 대류 순환시키는 복수개의 수중펌프들을 구비하여 상기 슬러리의 대류 순환이 일정주기로 정방향 또는 역방향으로 진행되도록 하여 상기 슬러리를 산화탱크 내부에서 대류 순환시켜 상기 산소가 슬러리에 고르게 반응할 수 있도록 슬러리를 교반시키는 교반수단; 상기 흡수탑의 일측에 산화탱크의 상측으로부터 연장되어 상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구의 내부에 구비되어 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 광촉매 반응시키는 광촉매수단; 상기 배기가스배출구 내부에 구비되어 상기 광촉매수단에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물을 포집하여 고압 방전 반응시켜 제거하는 고압방전수단; 및 상기 배기가스유입구의 내측에 절 연 상태로 구비되며 면적 A를 가지는 제1도체판, 면적 A를 가지고 제1도체판과 일정거리 간격 d를 가지며 상기 배기가스유입구에 접지된 제2도체판, 상기 제1도체판에 연결되어 상기 배기가스의 유전율에 따른 상기 제1도체판과 제2도체판 사이의 정전용량 C1을 감지하는 감지모듈 및 상기 감지모듈의 정전용량 C1과 미리 설정된 참조값에 해당되는 정전용량 C0을 비교하는 비교모듈로 구성되어 상기 정전용량 C1과 C0의 비교값에 따라 상기 순환펌프, 산소공급수단, 교반수단, 광촉매수단 및 고압방전수단의 동작이 제어되도록 하는 정전용량센서수단을 포함하는 탈황 및 탈질장치가 제공된다.
탈황, 탈질, 황산화물, 질산화물, 정전용량, 유전율
Description
본 발명은 탈황 및 탈질장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소각시설이나 발전시설에 설치되어 상기 시설로부터 발생되는 배기가스의 유전율(Permittivity) 변화를 감지하여 상기 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물을 산화 제거하는 구성부들의 동작을 제어할 수 있는 탈황 및 탈질장치에 관한 것이다.
일반적으로 소각시설이나 발전시설로부터 배출되는 배기가스에는 대기오염물질인 황산화물과 질산화물이 포함되어 있다. 그러므로 상기 소각시설이나 발전시설에는 상기 배기가스의 황산화물과 질산화물을 정화시키기 위한 습식 연도 가스 탈황 및 탈질장치가 구비된다.
상기와 같은 습식 연도 탈황 및 탈질장치에 의한 탈황 및 탈질 공정에 있어서, 배기가스는 석회와 같은 알칼리를 함유한 흡수유체와 기체 또는 액체 접촉(Gas-liquid contact)하게 되고 그에 따라 황산화물과 질산화물이 배기가스로부터 흡수유체에 흡수되며 상기 흡수유체에 외부로부터 공급되는 산소와 상기 황산화물과 질산화물이 반응하여 산화 제거되는 방식이 주로 실행되고 있다.
도 1은 종래의 탈황 및 탈질장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 탈황 및 탈질장치는, 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 슬러리내로 흡수하고 산소 함유 가스를 슬러리 내로 공급하여 상기 슬러리 내에 존재하는 황산화물과 질산화물을 산화시키는 것으로, 슬러리가 저장되는 산화탱크(1), 상기 산화탱크(1) 상측에 연장된 흡수탑(2), 상기 산화탱크(1)의 상측으로부터 연장되며 내부에 연무제거기(3)가 구비된 배기가스배출구(4), 상기 흡수탑(2)의 상측에 연장되어 소각시설이나 발전시설로부터 배기가스가 유입되는 배기가스유입구(5), 상기 흡수탑(2)에 구비된 플레이트(6)에 순환펌프(7)를 통해 산화탱크(1)의 슬러리를 공급하여 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 하여 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되도록 하는 슬러리공급노즐(8), 산소 함유 가스를 상기 산화탱크(1)에 공급시키는 산소공급수단(9) 및 상기 슬러리에 상기 산소가 고르게 반응할 수 있도록 상기 슬러리를 교반시키는 교반프로펠러(10) 등을 포함한다.
따라서 상기와 같은 탈황 및 탈질장치에 의하면, 상기 배기가스유입구(5)를 통해 유입된 배기가스는 슬러리공급노즐(8)로부터 주입되어 하향으로 흐르는 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 되고 이에 따라 상기 슬러리는 상기 배기가스의 황산화물과 질산화물을 흡수한 상태로 산화탱크(1)로 공급되며, 상기 슬러리에 의해 황산화물과 질산화물이 제거된 배기가스가 상기 배기가스배출구(4)에 구비된 연무제거기(3)에 의해 필터링되어 대기 중으로 배기되게 된다.
그러나 상기와 같은 탈황 및 탈질장치는, 일반적으로 소각시설이나 발전시설 의 발열수단에 의해 발생되는 배기가스의 온도를 상기 배기가스유입구(5)에 설치된 온도센서를 통해 측정하여 상기 배기가스의 온도가 임계점 온도를 유지하다가 다시 임계점 온도 미만의 동작종료점 온도 이하를 나타내는 경우 상기 연무제거기(3), 순환펌프(7), 산소공급수단(9) 및 교반프로펠러(10) 등의 동작을 정지시키도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 탈황 및 탈질장치는, 상기 배기가스의 온도를 측정하는 온도센서가 통상적으로 상기 배기가스가 유입되는 금속재질의 배기가스유입구(5) 또는 배기가스유입관 내부에 설치되기 때문에, 상기 배기가스의 열이 상기 금속재질의 관에 전달되어 손실되는 경우 정확한 배기가스의 온도를 측정하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 소각시설이나 발전시설 등에 의해 소각되는 산업폐기물은 물, 탄수화물, 단백질 등과 같은 유기물 등과 각종 무기물 등을 포함하기 때문에, 상기 배기가스는 공기의 건조에 따른 수증기와 상기 유기물 또는 무기물 등의 건조에 따른 수증기로 이루어진다. 따라서 상기 배기가스에 포함되는 유기물 또는 무기물의 건조에 따른 수증기 입자가 상기 온도센서의 표면에 부착되어 건조되는 경우 상기 온도센서의 온도 측정 기능이 저하되어 정확한 배기가스의 온도를 측정하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 상기 산업폐기물의 유기물 또는 무기물들은 비열이 서로 다르기 때문에 상기 유기물 또는 무기물의 건조에 따라 수증기가 발생되는 온도가 각각 다르기 때문에, 즉, 유기물 또는 무기물에 따라 상기 임계점 온도와 동작종료점 온도가 다 르기 때문에 상기 배기가스의 온도를 이용하여 상기 연무제거기(3), 순환펌프(7), 산소공급수단(9) 및 교반프로펠러(10) 등을 제어하는 경우 상기 산업폐기물이 완전히 소각되지 않았음에도 불구하고 상기 산업폐기물이 완전히 소각된 것으로 판단하게 되어 연무제거기(3), 순환펌프(7), 산소공급수단(9) 및 교반프로펠러(10) 등의 동작이 정지하게 되어 상기 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물이 제거되지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 배기가스의 온도를 정확히 측정하지 못할 경우, 예를 들어 상기 연무제거기(3), 순환펌프(7), 산소공급수단(9) 및 교반프로펠러(10) 등의 동작을 정지시켜야 하는 경우 발생시 그 동작 제어가 이루어지지 않기 때문에 상기 구성부들의 과부하나 과열이 발생되어 상기 구성부들이 오동작되거나 화재 등이 발생하게 될 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 소각시설이나 발전시설에 설치되어 상기 시설로부터 발생되는 배기가스의 유전율(Permittivity) 변화를 감지하여 상기 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물을 산화 제거하는 구성부들의 동작을 제어하여 배기가스에 포함된 유기물 또는 무기물의 농도에 관계없이 탈황 또는 탈질의 동작의 시작점과 종료점을 결정하고 고효율 정화를 가능하게 할 수 있는 탈황 및 탈질장치에 관한 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되 지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 슬러리가 저장되는 산화탱크, 상기 산화탱크 상측에 연장된 흡수탑, 상기 흡수탑의 상측에 연장되어 소각시설이나 발전시설로부터 배기가스가 유입되는 배기가스유입구, 상기 산화탱크로부터 흡수탑에 연장된 플레이에 순환펌프를 통해 산화탱크의 슬러리를 공급하여 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 하여 배기가스에 존재하는 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되도록 하는 슬러리공급노즐 및 상기 산화탱크의 슬러리에 산소 함유 가스를 공급시키는 산소공급수단을 포함하고, 상기 산화탱크의 내부 일측 상측에 구비되는 제1수중펌프, 상기 제1수중펌프에 대각으로 대향되도록 산화탱크의 내부 타측 하측에 구비되는 제2수중펌프 및 상기 제1수중펌프와 제2수중펌프에 의한 슬러리의 대류 순환 방향에 대하여 반대 방향으로 슬러리를 대류 순환시키는 복수개의 수중펌프들을 구비하여 상기 슬러리의 대류 순환이 일정주기로 정방향 또는 역방향으로 진행되도록 하여 상기 슬러리를 산화탱크 내부에서 대류 순환시켜 상기 산소가 슬러리에 고르게 반응할 수 있도록 슬러리를 교반시키는 교반수단; 상기 흡수탑의 일측에 산화탱크의 상측으로부터 연장되어 상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구의 내부에 구비되어 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 광촉매 반응시키는 광촉매수단; 상기 배기가스배출구 내부에 구비되어 상기 광촉매수단에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물을 포집하여 고압 방전 반응시켜 제거하는 고압방전수단; 및 상기 배기가스유입구의 내측에 절연 상태로 구비되며 면적 A를 가지는 제1도체판, 면적 A를 가지고 제1도체판과 일정거리 간격 d를 가지며 상기 배기가스유입구에 접지된 제2도체판, 상기 제1도체판에 연결되어 상기 배기가스의 유전율에 따른 상기 제1도체판과 제2도체판 사이의 정전용량 C1을 감지하는 감지모듈 및 상기 감지모듈의 정전용량 C1과 미리 설정된 참조값에 해당되는 정전용량 C0을 비교하는 비교모듈로 구성되어 상기 정전용량 C1과 C0의 비교값에 따라 상기 순환펌프, 산소공급수단, 교반수단, 광촉매수단 및 고압방전수단의 동작이 제어되도록 하는 정전용량센서수단을 포함하는 탈황 및 탈질장치가 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 상기 배기가스의 유전율(Permittivity) 변화를 감지하여 상기 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물을 산화 제거하는 구성부들의 동작을 제어하여 배기가스에 포함된 유기물 또는 무기물의 농도에 관계없이 탈황 또는 탈질의 동작의 시작점과 종료점을 결정하고 고효율 정화를 가능하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세 히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈황 및 탈질장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 탈황 및 탈질장치에 있어서 배기가스의 온도를 측정하는 온도측정수단을 나타낸 도면이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈황 및 탈질장치는, 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 슬러리내로 흡수하고 산소 함유 가스를 슬러리 내로 공급하여 상기 슬러리 내에 존재하는 황산화물과 질산화물을 산화시키는 연도 습식 탈황 및 탈질장치에 관한 것으로, 슬러리가 저장되는 산화탱크(11), 상기 산화탱크(11) 상측에 연장된 흡수탑(12), 상기 흡수탑(12)의 상측에 연장되어 소각시설이나 발전시설로부터 배기가스가 유입되는 배기가스유입구(13), 상기 산화탱크(11)로부터 흡수탑(12)에 연장된 플레이트(14)에 순환펌프(15)를 통해 산화탱크(11)의 슬러리를 공급하여 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 하여 배기가스에 존재하는 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되도록 하는 슬러리공급노즐(16) 및 상기 산화탱크(11)의 슬러리에 산소 함유 가스를 공급시키는 산소공급수단(17), 상기 산화탱크(11)의 내부에 구비되어 상기 산소가 슬러리에 고르게 반응할 수 있도록 상기 슬러리를 교반시키는 교반수단(18) 이외에, 상기 흡수탑(12)의 일측에 산화탱크(11)의 상측으로부터 연장되어 상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구(19)의 내부에 구비되어 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 광촉매 반응시키는 광촉매수단(P), 상기 배기가스배출구(19) 내부에 구비되어 상기 광촉매수 단(P)에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물을 포집하여 고압 방전 반응시켜 제거하는 고압방전수단(D) 및 상기 배기가스유입구(13)에 구비되어 상기 소각시설이나 발전시설로부터 발생된 배기가스의 유전율에 따른 정전용량을 측정하는 정전용량센서수단(E)을 포함한다.
여기서, 상기 산화탱크(11)에 저장된 슬러리는, 석회 등과 같은 칼슘 화합물로써, 상기 슬러리공급노즐(16)을 통해 흡수탑(12)에 연장된 플레이트(14)에 공급되어 흡수탑(12)의 상측을 향하여 분사되고, 이에 따라 상기 흡수탑(12)에 배기가스유입구(13)를 통하여 배기가스가 유입되게 되면 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 또는 액체 접촉하게 되어 배기가스 중의 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수된 상태로 산화탱크(11) 내부로 떨어지게 된다. 이때, 상기 황산화물과 질산화물을 흡수한 흡수유체 즉, 슬러리는 상기 산소공급수단(17)에 의해 공급되는 산소 함유 가스와 산화 반응하게 되면서 상기 황산화물과 질산화물은 고체 상태의 석고로 부유되거나 용해되게 되고, 상기 부유된 석고는 회수펌프(미도시)에 의해 회수되어 고액분리기(미도시) 내로 유입되어 석고와 여과액으로 각각 분리되고 상기 여과액은 여과탱크(미도시)로 전달되어 석회와 같은 흡수제와 혼합된 후 다시 산화탱크(11)로 복귀된다.
따라서 상기 배기가스 중의 황산화물과 질산화물은 상기 석회와 같은 흡수제가 혼합된 슬러리와의 접촉을 통하여 완벽하게 산화됨을 통하여 제거될 수 있다.
상기 교반수단(18)은, 상기 산소 함유 가스의 산소가 산화탱크(11) 내부의 슬러리에 포함된 황산화물과 질산화물과 고르게 반응하여 상기 황산화물과 질산화 물이 완벽하게 산화될 수 있도록 상기 슬러리를 교반시키는 것으로, 상기 산화탱크(11)의 내부 일측 상측에 구비되는 제1수중펌프(18a)와 상기 제1수중펌프(18a)에 대각으로 대향되도록 산화탱크(11)의 내부 타측 하측에 구비되는 제2수중펌프(18b)를 포함한다.
따라서 상기 교반수단(18)에 의하면, 상기 제1수중펌프(18a)와 제2수중펌프(18b) 즉, 복수개의 수중펌프를 통하여 상기 슬러리가 산화탱크(11) 내부 공간에 대류 순환되면서 교반되기 때문에, 상기 산소공급수단(17)으로부터 주입되는 산소 함유 가스의 공기 상승 작용이 발생되더라도 상기 슬러리와 산소의 산화 반응이 용이하게 진행될 수 있다. 여기서, 상기 교반수단(18)은 복수개의 수중펌프 즉, 상기 제1수중펌프(18a)와 제2수중펌프(18b)에 의한 슬러리의 대류 순환 방향에 대하여 반대 방향으로 슬러리를 대류 순환시키는 복수개의 수중펌프들을 더 구비하여 상기 슬러리의 대류 순환이 일정주기로 정방향 또는 역방향으로 진행되도록 하여 상기 슬러리의 교반 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 교반수단(18)에 의하면, 상기 슬러리의 교반이, 종래와 같이, 교반용 프로펠러의 구성을 통하여 진행되는 것이 아니고 입자가 작은 슬러리를 흡수하여 토출시키는 펌프의 구성을 통하여 진행됨으로써, 상기 황산화물과 질산화물의 산화시 생성되는 석고(상기 슬러리에 비해 상대적으로 부피가 큼)에 의해 상기 교반수단(18)이 파손되거나 하는 등의 문제점을 방지하여 유지비용을 절약할 수 있다.
또한, 상기 교반수단(18)에 의하면, 복수개의 수중펌프를 이용하여 슬러리를 대류 순환시켜 교반되게 함으로써, 종래와 같이 상기 산화탱크(11)의 외측에 연장되어 상기 슬러리를 순환시키는 별도의 연결관 등을 설치할 필요가 없어 제조 및 설치 작업이 간편하고 상기 연결관에 산화시 생성된 석고 등이 정체되는 문제점을 방지할 수 있다.
상기 광촉매수단(P)은, 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 제거하기 위한 것으로, 상기 흡수탑(12)으로부터 연장되어 상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구(19)의 입구에 구비되는 광촉매제로 구성된 광촉매필터(F)와, 상기 광촉매필터(F)의 내부에 구비되어 상기 광촉매필터(F)에 자외선을 조사하는 자외선조사램프(L) 등을 포함한다.
여기서, 상기 광촉매필터(F)는, 상기 자외선조사램프(L)로부터 자외선 조사시 배기가스 중의 잔여 황산화물과 질산화물을 광촉매 분해할 수 있도록 표면에 나노실버(Nano silver)와 광촉매인 이산화티타늄이나 산화아연 중 어느 하나가 라미네이트 코팅된다.
또한, 상기 광촉매필터(F)는, 상기 배기가스배출구(19)의 입구 전체를 커버하는 원형 또는 타원형의 단면을 가지면서 설치되기 때문에 상기 배기가스와의 접촉 면적을 최대화할 수 있으며, 상기 원형 또는 타원형의 단면을 가지는 광촉매필터(F)의 내부에 자외선조사램프(L)가 구비되기 때문에 상기 광촉매필터(F)의 단위면적당 조사되는 자외선이 항상 수직한 각도를 가질 수 있어 광도(
)를 최대화할 수 있어 상기 광촉매수단(P)에 의한 황산화물과 질산화물의 고효율 정화를 가능하게 할 수 있다. 또한, 상기 광촉매필터(F)는 Col-gate 또는 허니콤 구조를 가 져 배기가스와 광촉매필터(121)와의 접촉면적을 증대시켜 광촉매 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서 상기 광촉매수단(P)에 의하면, 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 자외선조사램프(L)로부터 자외선을 조사받아 광촉매 반응을 발생시키는 광촉매필터(F)를 통하여 분해 제거할 수 있다.
상기 고압방전수단(D)은, 상기 광촉매수단(P)에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물을 포집하여 고압 방전 반응시켜 제거하기 위한 것으로, 외부의 고전압원(미도시)으로부터 전기를 공급받는 제1축전기의 양단에 방전기의 2개 전극이 연결되고, 상기 방전기의 후단에 제2축전기와 변압기를 통해 방전실의 방전전극과 접지전극이 연결된 형태를 가진다.
따라서 상기 고압방전수단(D)에 의하면, 상기 광촉매필터수단(P)에 의해 배기가스 중의 황산화물과 질산화물이 분해 제거되었다 하더라도 상기 광촉매필터수단(P)의 광촉매필터(F)에 흡착된 황산화물과 질산화물의 연소 가능한 찌꺼기를 고전압 방전을 통해 제거시킬 수 있다.
여기서, 상기 고압방전수단(D)은 상기 배기가스의 방전효율을 보다 높이기 위하여 상기 배기가스를 가열하여 기화시키기 위한 히팅수단을 더 포함할 수 있다.
정전용량센서수단(E)은, 상기 배기가스유입구(13)에 구비되어 상기 소각시설이나 발전시설로부터 발생된 배기가스의 유전율에 따른 정전용량을 측정하여 상기 순환펌프(15), 산소공급수단(17), 교반수단(18), 광촉매수단(P) 및 고압방전수단(D)의 동작이 제어되도록 하기 위한 것으로, 상기 배기가스유입구(13)의 내측에 절연 상태로 구비되며 면적 A를 가지는 제1도체판(E1), 면적 A를 가지고 제1도체판(E1)과 일정거리 간격 d를 가지며 상기 배기가스유입구(13)에 접지된 제2도체판(E2), 제1도체판(E1)에 연결되어 상기 배기가스의 유전율에 따른 유전전극 즉, 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 정전용량 C1을 감지하는 감지모듈(E3) 및 감지모듈(E3)의 정전용량 C1과 미리 설정된 참조값에 해당되는 정전용량 C0을 비교하는 비교모듈(E4)을 포함한다.
따라서 상기와 같은 정전용량센서수단(E)에 의하면, 상기 배기가스유입구(13)를 따라 상기 흡수탑(12)에 배기가스의 유입시, 상기 배기가스는 유기물 또는 무기물의 소각시 발생되는 수증기를 포함하고 있기 때문에, 상기 유기물 또는 무기물의 소각시 발생되는 수증기의 유전율(
)에 의해 상기 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 전체유전율(
= 
)이 변화하게 되고, 감지모듈(E3)에 의해 상기 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 정전용량 C1 = 
이 측정되게 된다.
이후, 비교모듈(E4)에 의해 상기 배기가스의 수증기가 발생되지 않을 때 즉, 산업폐기물이 완전히 소각되어 상기 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 전체유전율(
)이 소각시설이나 발전시설 내부의 순수 공기만의 유전율(
)을 포함할 때의 정정용량 C0 = 
와 상기 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 정전용량 C1 = 
이 비교된다.
따라서 정전용량센서수단(E)은, 상기 비교를 통하여 상기 정전용량 C1이 상기 참조값에 해당되는 정전용량 C0 보다 클 경우 상기 산업폐기물의 소각이 완전히 진행되지 않은 것으로 판단하고, 상기 정전용량 C1과 상기 참조값에 해당되는 정전용량 C0의 값이 일정범위 내에서 대등할 경우 상기 산업폐기물의 소각이 완전히 진행된 것으로 판단하여, 상기 순환펌프(15), 산소공급수단(17), 교반수단(18), 광촉매수단(P) 및 고압방전수단(D)의 동작이 해당 판단에 대응되도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 탈황 및 탈질장치는, 상기 정전용량센서수단(E)으로부터 해당 판단 신호를 입력받아 상기 구성부들, 즉, 상기 순환펌프(15), 산소공급수단(17), 교반수단(18), 광촉매수단(P) 및 고압방전수단(D)의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈황 및 탈질장치의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 상기 산화탱크(11)에 저장된 슬러리가 상기 슬러리공급노즐(16)을 통해 흡수탑(12)에 연장된 플레이트(14)에 공급되어 흡수탑(12)의 상측을 향하여 분사되는 상태에서, 배기가스유입구(13)로 소각시설이나 발전시설로부터 발생된 배기가스가 유입되면, 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 또는 액체 접촉하게 되어 배기가스 중의 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되게 되고 상기 황산화물과 질산화물을 흡수한 슬러리는 산화탱크(11) 하측으로 하강하게 된다. 이에 따라, 상기 황산화물과 질산화물은 상기 슬러리에 함유된 석고 등과 같은 흡수제와 산화 반응하여 고체 상태의 석고 등으로 부유되거나 용해되어 제거된다.
한편, 상기 슬러리에 의해 배기가스 중의 황산화물과 질산화물의 흡수시, 상 기 산화탱크(11)의 내부에 구비된 교반수단(18)의 제1수중펌프(18a)와 제2수중펌프(18b)에 의해 산화탱크(11) 내부의 슬러리가 대류 순환되면서 교반되어 상기 슬러리와 산소공급수단(17)에 의해 산화탱크(11)에 공급되는 산소의 산화 반응이 용이하게 진행된다. 이때, 상기 교반수단(18)에 의한 슬러리의 교반은, 종래에서와 같이, 교반용 프로펠러의 구성을 통하여 진행되는 것이 아니고 입자가 작은 슬러리를 흡수하여 토출시키는 펌프의 구성을 통하여 진행기 때문에 상기 황산화물과 질산화물의 산화시 생성되는 석고에 의해 상기 수중펌프가 파손되거나 하는 등의 문제점이 방지되어 유지비용을 절약할 수 있다.
한편, 상기 흡수탑(12)으로부터 연장된 배기가스배출구(19)를 통해 배기되는 배기가스 중 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 황산화물과 질산화물은 광촉매수단(P)의 자외선조사램프(L)로부터 조사되는 자외선을 통하여 광촉매 반응을 일으키는 광촉매필터(F)에 의해 분해 제거된다.
한편, 상기 광촉매수단(P)에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물 즉, 광촉매필터(F)에 흡착된 황산화물과 질산화물의 찌꺼기는 상기 고압방전수단(D)에 의해 제거된다.
한편, 상기 순환펌프(15), 산소공급수단(17), 교반수단(18), 광촉매수단(P) 및 고압방전수단(D)의 동작은, 상기 배기가스유입구(13)에 구비되어 상기 소각시설이나 발전시설로부터 발생된 배기가스의 유전율에 따른 정전용량을 측정하여 상기 측정된 정전용량이 참조 정전용량 보다 클 경우 상기 산업폐기물의 소각이 완전히 진행되지 않은 것으로 판단하고 상기 측정된 정전용량이 참조 정전용량의 일정범위 내에서 대등할 경우 상기 산업폐기물의 소각이 완전히 진행된 것으로 판단하는 정전용량센서수단(E)의 판단에 의해 제어된다.
따라서 상기와 같은 탈황 및 탈질장치에 의하면, 상기 배기가스의 유전율(Permittivity) 변화를 감지하여 상기 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물을 산화 제거하는 구성부들의 동작을 제어하여 배기가스에 포함된 유기물 또는 무기물의 농도에 관계없이 탈황 또는 탈질의 동작의 시작점과 종료점을 결정하고 고효율 정화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 슬러리를 이용하여 배기가스 중의 황산화물과 질산화물의 흡수 산화 제거시, 상기 산화탱크(11)의 내부에 구비된 교반수단(18)의 제1수중펌프(18a)와 제2수중펌프(18b)에 의해 산화탱크(11) 내부의 슬러리가 대류 순환되면서 교반되도록 함으로써, 상기 슬러리와 산소공급수단(17)에 의해 산화탱크(11)에 공급되는 산소의 산화 반응이 용이하게 진행되도록 할 수 있고, 상기 황산화물과 질산화물의 산화시 생성되는 석고에 의해 상기 수중펌프가 파손되거나 하는 등의 문제점이 방지되어 유지비용을 절약할 수 있다.
또한, 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물을 광촉매수단(P)과 고압방전수단(D)을 통하여 광촉매 반응시키고 상기 반응의 결과물을 포집하여 방전 반응시켜 제거함으로써, 배기가스에 포함된 황산화물과 질산화물의 고효율 정화를 가능하게 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이 나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 종래의 탈황 및 탈질장치를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탈황 및 탈질장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면; 및
도 3은 도 2의 탈황 및 탈질장치에 있어서 배기가스의 온도를 측정하는 온도측정수단을 나타낸 도면이다.
Claims (3)
- 슬러리가 저장되는 산화탱크(11), 상기 산화탱크(11) 상측에 연장된 흡수탑(12), 상기 흡수탑(12)의 상측에 연장되어 소각시설이나 발전시설로부터 배기가스가 유입되는 배기가스유입구(13), 상기 산화탱크(11)로부터 흡수탑(12)에 연장된 플레이트(14)에 순환펌프(15)를 통해 산화탱크(11)의 슬러리를 공급하여 상기 배기가스가 상기 슬러리와 기체 및 액체 접촉하게 하여 배기가스에 존재하는 황산화물과 질산화물이 슬러리에 흡수되도록 하는 슬러리공급노즐(16) 및 상기 산화탱크(11)의 슬러리에 산소 함유 가스를 공급시키는 산소공급수단(17)을 포함하고,상기 산화탱크(11)의 내부 일측 상측에 구비되는 제1수중펌프(18a), 상기 제1수중펌프(18a)에 대각으로 대향되도록 산화탱크(11)의 내부 타측 하측에 구비되는 제2수중펌프(18b) 및 상기 제1수중펌프(18a)와 제2수중펌프(18b)에 의한 슬러리의 대류 순환 방향에 대하여 반대 방향으로 슬러리를 대류 순환시키는 복수개의 수중펌프들을 구비하여 상기 슬러리의 대류 순환이 일정주기로 정방향 또는 역방향으로 진행되도록 하여 상기 슬러리를 산화탱크(11) 내부에서 대류 순환시켜 상기 산소가 슬러리에 고르게 반응할 수 있도록 슬러리를 교반시키는 교반수단(18);상기 흡수탑(12)의 일측에 산화탱크(11)의 상측으로부터 연장되어 상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구(19)의 내부에 구비되어 상기 슬러리에 의해 제거되지 않은 배기가스 중의 황산화물과 질산화물을 광촉매 반응시키는 광촉매수단(P);상기 배기가스배출구(19) 내부에 구비되어 상기 광촉매수단(P)에 의한 광촉매 반응시 생성되는 결과물을 포집하여 고압 방전 반응시켜 제거하는 고압방전수단(D); 및상기 배기가스유입구(13)의 내측에 절연 상태로 구비되며 면적 A를 가지는 제1도체판(E1),면적 A를 가지고 제1도체판(E1)과 일정거리 간격 d를 가지며 상기 배기가스유입구(13)에 접지된 제2도체판(E2),제1도체판(E1)에 연결되어 상기 배기가스의 유전율에 따른 상기 제1도체판(E1)과 제2도체판(E2) 사이의 정전용량 C1을 감지하는 감지모듈(E3) 및상기 감지모듈(E3)의 정전용량 C1과 미리 설정된 참조값에 해당되는 정전용량 C0을 비교하는 비교모듈(E4)로 구성되어 상기 정전용량 C1과 C0의 비교값에 따라 상기 순환펌프(15), 산소공급수단(17), 교반수단(18), 광촉매수단(P) 및 고압방전수단(D)의 동작이 제어되도록 하는 정전용량센서수단(E)을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 및 탈질장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광촉매수단(P)은,상기 배기가스가 대기 중으로 배기되도록 하는 배기가스배출구(19)의 입구 전체를 커버하는 원형 또는 타원형의 단면을 가지면서 설치되는 광촉매제로 구성된 광촉매필터(F)와;상기 광촉매필터(F)의 내부에 구비되어 상기 광촉매필터(F)에 자외선을 조사 하는 자외선조사램프(L)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 및 탈질장치.
- 제2항에 있어서, 상기 고압방전수단(D)은,외부의 고전압원(미도시)으로부터 전기를 공급받는 제1축전기의 양단에 방전기의 2개 전극이 연결되고, 상기 방전기의 후단에 제2축전기와 변압기를 통해 방전실의 방전전극과 접지전극이 연결된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 탈황 및 탈질장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020090125427A KR100954365B1 (ko) | 2009-12-16 | 2009-12-16 | 탈황 및 탈질장치 |
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| KR (1) | KR100954365B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103446838A (zh) * | 2013-09-18 | 2013-12-18 | 王利国 | 设有静电加湿装置的湿法脱硫*** |
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| CN108246071A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-07-06 | 昆明理工大学 | 一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置 |
Citations (1)
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| KR0179220B1 (ko) * | 1995-08-03 | 1999-03-20 | 오기노 카네오 | 습식배연탈황장치 |
-
2009
- 2009-12-16 KR KR1020090125427A patent/KR100954365B1/ko not_active IP Right Cessation
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| CN108246071B (zh) * | 2018-03-28 | 2024-03-22 | 昆明理工大学 | 一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置 |
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