KR101278171B1 - 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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마이클 치앙
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Abstract

수용성 흡수 액체(54)를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템(50)이 공개된다. 상기 시스템은 하우징(56), 개구형 플레이트(64), 출구 박스(68), 분배 메카니즘(66), 컨테이너(60) 및 펌프(58)를 포함한다. 상기 하우징은 입구와 출구를 구비한다. 상기 개구형 플레이트는 상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치하고 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 연결하는 개구들을 포함한다. 상기 출구 박스는 상기 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 개구들을 통과하기 전에, 상기 출구 박스로부터 배출되는 흡수 액체가 상기 입구로부터 상기 가스와 접촉하도록 배열된 분배 메카니즘을 포함한다. 상기 컨테이너는 상기 흡수 액체를 수용하고 상기 하우징과 유체 연결된다. 상기 펌프는 펌프와 도관을 통해서, 상기 컨테이너로부터 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 상기 흡수 액체를 인출한다.
수용성 흡수 액체, 하우징, 개구형 플레이트, 출구 박스, 분배 메카니즘, 컨테이너, 펌프

Description

가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF SULPHUR DIOXIDE FROM A GAS}
본 발명은 일반적으로 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 흡수 액체를 분무탑(spray tower)으로 그리고 개구형(apertured) 플레이트를 가로질러 펌핑하기 위한 하나 이상의 재순환 펌프를 포함하는, 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.
이산화황 및 기타 산성 가스들, 예를 들어, 삼산화황, 염산 가스, 및 불화 수소 가스는 석탄, 오일, 천연 가스, 산업 및 가정 폐기물, 이탄덩어리 등과 같이, 황 함유 재료의 산화시에 형성된다. 이산화황 및 기타 산성 가스들은 또한 예를 들어, 야금 공정에 대한 화학 공정에서 잔여 생성물로서 형성될 수 있다. 일반적으로, 다량의 이산화황과 기타 산성 가스들을 대기로 방출하는 것은 허용되지 않으며, 이는 임의의 종류의 세정작업이 필요하다는 것을 의미한다. 이에 대한 한 예는 발전소 및 기타 연소 설비에서 세정되는 연도 가스이다. 이러한 설비들에서의 연소시에 형성되는 연도 가스는 대체로 이산화황과 기타 산성 가스들을 흡수 액체 내로 흡수함으로써, 다른 것들중에서 세정된다. 흡수 액체는 예를 들어, 물과 하나 이상의 석회 물질, 석회암, 백운암, 나트륨 수소 용액 및 이산화황의 흡수에 적합한 유사 물질들을 수용할 수 있다. 연도 가스들은 예를 들어, EP 0 162 536에 기재된 분무탑에서 또는 예를 들어, 미국 특허 제 5,246,471호 기재된 천공 트레이에 의해서 세정될 수 있다. 그러나, 가스들 특히, 이산화황과 산성 가스들로부터 나오는 연도 가스들을 세정하기 위한 이들 장치들은 대량의 흡수 액체들이 비교적 고압으로 펌핑되기 때문에, 상당한 에너지를 필요로 하는 것으로 확인되었다.
미국 특허 제 4,099,925호, 미국 특허 제 5,660,616호, 미국 특허 제 4,239,515호, 및 WO96/00122호는 낮은 에너지 소모율을 갖는 세정 장치들을 공개하고 있다. 연도 가스는 흡수 액체의 유동층이 제공되는 개구형 플레이트를 통해서 상향으로 운반된다.
연도 가스가 수증기로써 포화되지 않으면, 물은 흡수 액체로부터 증발되고 세정 공정 동안 연도 가스에 첨가될 것이다. 이 증발은 연도 가스가 개구형 플레이트를 통과할 때 부분적으로 발생하는 것으로 확인되었다. 하나의 문제점은 흡수 액체에 용해되거나 또는 부유되는 석회, 석회암, 석고, 아황산염 칼슘, 아황산염 나트륨 등과 같은 물질이 개구형 플레이트의 하측 및 개구형 플레이트의 구멍에서 증발되어 침전되는 경향이 있다는 것이다. 이는 개구형 플레이트를 가로질러 압력 강하를 증가시키고 개구형 플레이트의 영역에 대한 압력 강하를 변화시킨다. 이는 증가된 압력 강하로 인하여 에너지 소비를 증가시키고 개구형 플레이트의 흡수 액체층에 있는 연도 가스의 불균일한 분포로 인하여 이산화황의 흡수를 감소시킨다. 이 문제점에 대한 종래 기술의 해결 방안은 개구형 플레이트를 갖는 세정 장치 앞에, 예를 들어 미국 특허 제 5,753,012호에 기재된 유형의 개별 분무탑 형태의 냉각기(cooler)를 배열하는 것이다. 연도 가스가 먼저 도입되는 개별적인 분무탑에서, 수용성 액체는 액체가 미립자화되고 연도 가스를 수증기로 포화시키는 높은 압력에서, 전형적으로 연도 가스의 액체/입방 미터의 약 0.2 내지 1 리터의 액체의 유동 대 연도 가스의 유동 비율(소위 L/G)로 분사된다. 수증기로 포화된 후에, 연도 가스는 고체들이 침전될 가능성이 없이 개구형 플레이트를 통과할 수 있다. 그러나, 펌프들, 파이프들, 탱크들, 제어 시스템들 및 개별적인 탑(tower)을 포함하는, 개별적인 분무탑은 복잡하고 에너지 소비형 해결방안이다. 또한, 이러한 분무탑을 사용할 때, 반건조 미립자들이 형성될 수 있고, 상기 미립자들은 개구형 플레이트의 하측에 부착된다. 따라서, 개구형 플레이트의 하측의 간헐적인 세척을 위한 시스템을 배열하는 것이 종종 필요하다.
미국 특허 제 4,263,021호, 5,281,402호 및 6,923,852호는 가스 액체 접촉을 개선하기 위한 트레이들을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템들은 예를 들어, 흡수 액체를 도관을 통하여 트레이들의 정상면 위에 위치한 노즐들로 펌핑함으로써, 흡수 액체를 트레이의 정상면으로 이동시키기 위한 종래의 메카니즘을 포함한다. 따라서, 이러한 시스템들에서 유동하는 가스의 유동 비율은 덕트워크(duckwork) 및 용기의 기하학적 형태, 펌프의 크기 및 노즐 수에 의해서 제한된다. 또한, 이 시스템들은 흡수 액체가 도관을 통과하는 중력에 의한 것보다 트레이에 있는 구멍들을 통해서 떨어지는 이중 유동 조건들에서 작동한다.
도 1에 있어서, 전체적으로 본원에 공개된 것처럼 참고로 합체된 미국 특허 제 7,094,382호는 가스(21)로부터 이산화황을 분리하고, 가스용 입구 덕트(24), 이산화황이 분리되는 가스용 출구 덕트(26)를 구비한 분무탑(22) 및 입구와 출구 사이에 배열된 개구형 플레이트(28)를 포함하는 장치(20)에 대해서 기재하고 있다. 가스는 아래로부터 개구형 플레이트(28)에 있는 개구들(30)을 통과한다. 흡수 액체(32)의 유동층은 개구형 플레이트(28)의 상측부(34)에 의해서 지지된다. 입구 덕트(36)는 흡수 액체를 위한 컨테이너(38)를 개구형 플레이트(28)의 상측부(34)에 연결한다. 펌프(40)는 압축 공기(42)를 흡수 액체 안으로 도입하고 그에 의해서 에어리프트(airlift)로서 작용하고, 상기 압축 공기는 흡수 액체를 컨테이너(38)로부터 입구 덕트(36)를 통해서 개구형 플레이트(28)의 상측부(34)로 그리고 개구형 플레이트를 따라 운반한다. 흡수 액체는 입구 덕트(36)에 대향하는 개구형 플레이트(28)의 단부에서 출구 박스(46)에 있는 개구들(30) 및 개방부(44)를 통해서 컨테이너(38)로 돌아간다. 개방부(44)로부터 유동하는 흡수 액체는 냉각 폭포(48)를 생성하고, 상기 냉각 폭포는 입구 덕트(24)로부터 장치(20) 안으로 유동하는 가스와 접촉한다. 미국 특허 제 7,094,382호에서, 가스(21)의 유동 비율은 입구 덕트(36)의 기하학적 형태, 개구형 플레이트(28)의 상측부(34)에 의해서 지지되는 흡수 액체(32)의 유동층을 수용하는 분무탑(22)의 일부 내의 기하학적 형태 및 펌프(들)(40)의 크기에 의해서 제한된다.
본 발명의 한 형태는 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템이다. 상기 시스템은 하우징, 실질적으로 수평인 개구형 플레이트, 적어도 하나의 출구 박스, 적어도 하나의 분배 메카니즘, 컨테이너 및 펌프와 도관을 포함한다. 상기 하우징은 이산화황 함유 가스를 받기에 적합한 입구와 이산화황이 분리되는 가스를 방출하기에 적합한 출구를 포함한다. 실질적으로 수평인 상기 개구형 플레이트는 상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치한다. 상기 개구형 플레이트는 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함한다. 상기 개구형 플레이트는 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열된다. 상기 적어도 하나의 출구 박스는 상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체를 수집하기 위해서 사용되고 적어도 하나의 개구를 포함한다. 상기 적어도 하나의 분배 메카니즘은 상기 적어도 하나의 출구 박스의 상기 적어도 하나의 개구와 유체 소통하게 연결된다. 상기 적어도 하나의 분배 메카니즘은 상기 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 상기 적어도 하나의 출구 박스에 있는 상기 흡수 액체가 상기 입구로부터 상기 가스와 접촉하도록, 배열된다. 상기 흡수 액체를 수용하기 위한 컨테이너는 상기 하우징과 유체 소통하게 연결된다. 상기 펌프와 도관은, 상기 컨테이너로부터 펌프와 도관을 통해서 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 그리고 상기 개구형 플레이트를 따라 그리고 상기 개구형 플레이트를 걸쳐 상기 흡수 액체를 인출하는데 사용된다.
본 발명의 다른 형태는 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템이다. 상기 시스템은 하우징, 실질적으로 수평인 개구형 플레이트, 냉각 폭포(quench waterfall), 컨테이너 및 펌프와 도관을 포함한다. 상기 하우징은 이산화황 함유 가스를 받기에 적합한 입구와 이산화황이 분리되는 가스를 방출하기에 적합한 출구를 포함한다. 실질적으로 수평인 개구형 플레이트는 상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치한다. 상기 개구형 플레이트는 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함한다. 상기 개구형 플레이트는 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열된다. 상기 개구형 플레이트는 상기 개구형 플레이트의 일단부와 상기 하우징의 측벽 사이에 갭이 형성되도록 배치된다. 상기 갭은 상기 상측부를 상기 하측부에 유체 소통하게 연결한다. 냉각 폭포는 상기 갭을 통하여 유동하는 흡수 액체에 의해서 형성된다. 상기 폭포는 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 상기 갭을 통해서 유동하는 상기 흡수 액체가 상기 입구로부터의 가스와 접촉하도록 배열된다. 상기 컨테이너는 상기 흡수 액체를 수용하기 위하여 사용되고, 상기 하우징과 유체 소통하게 연결된다. 상기 펌프와 도관은, 상기 컨테이너로부터 펌프와 도관을 통해서 상기 갭에 대향하는 위치에 있는 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 상기 흡수 액체를 인출하기 위하여 사용된다. 상기 흡수 액체는 상기 도관으로부터, 상기 개구형 플레이트를 따라서 그리고 상기 개구형 플레이트를 걸쳐, 및 상기 갭을 통하여 유동한다.
본 발명의 또다른 형태는 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 방법이다. 상기 방법은 하기 단계들 즉, 입구 및 출구를 구비하는 하우징 안으로 이산화황 함유 가스를 안내하는 단계로서, 상기 하우징은 상기 입구 및 상기 출구 사이에 있는 실질적으로 수평인 개구형 플레이트를 포함하고, 상기 개구형 플레이트는 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함하고, 상기 개구형 플레이트는 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열된 안내 단계; 상기 흡수 액체의 상기 유동층을 형성하도록, 펌프와 도관을 통해서, 컨테이너로부터 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 상기 흡수 액체를 인출하는 단계; 상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체를 수집하는 단계; 상기 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 상기 흡수 액체가 상기 하우징 안으로 안내된 상기 가스와 접촉하도록, 상기 수집 단계에서 수집된 상기 흡수 액체를 분배하는 단계; 상기 흡수 액체를 상기 컨테이너로 복귀시키는 단계; 및 상기 가스가 상기 이산화황으로부터 분리된 후에, 상기 출구를 통해서 상기 하우징으로부터 상기 가스를 방출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들을 도시하기 위한 목적을 위하여, 도면은 현재 양호한 실시예들의 형태를 도시한다. 그러나, 본 발명은 도면에 도시된 정확한 배열 및 수단에 국한되지 않음을 이해해야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 시스템의 개략적인 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 개략적인 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 개략적인 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 개략적인 측단면도.
유사 도면부호들이 유사 부분들을 지시하는 도면들, 특히 도 2를 참조할 때, 본 발명의 한 형태는 수용성 흡수 액체(54)를 사용함으로써 가스(52)로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템(50)이다. 일 실시예에서, 가스(52)는 하우징(56) 안으로 안내되고, 펌프(58)는 컨테이너(60)로부터 하우징 안으로 도관(62)을 통해서 흡수 액체(54)를 재순환시킨다. 하우징(56)은 당기술에 공지되고 상술한 기존의 분무탑일 수 있거나 또는 새롭게 개발될 수 있다. 하우징(56)에서, 흡수 액체(54)는 적어도 하나의 출구 박스(68)에 있는 개구(67)에 결합된 적어도 하나의 분배 메카니즘(66)을 통해서 실질적으로 수평인 개구형 플레이트(64)를 가로지르고 그리고 컨테이너(60) 안으로 복귀하게 유동하도록 안내된다. 동시에, 가스(52)는 적어도 하나의 분배 메카니즘(66)에서 빠져나오고 실질적으로 수평인 개구형 플레이트(64)에 있는 개구들(70)을 통해서 상향으로 유동하며 흡수 액체(54)와 접촉한다.
하우징(56)은 일반적으로 이산화황 함유 가스(52)를 받기에 적합한 입구(72)와 이산화황이 분리되는 가스를 방출하기에 적합한 출구(74)를 포함한다. 하우징(56)은 전형적으로 도관(77)과 결합된 하나 이상의 배출구(76)를 포함하는 하단(75)을 포함한다. 도관(77)은 흡수 액체(54)를 컨테이너로 재순환시키기 위하여 컨테이너(60)와 결합된다. 하우징(56)은 전형적으로 하우징에 있는 흡수 액체(54)의 정상면(78)이 출구 박스(68) 아래에 위치하여서, 흡수 액체의 정상면과 출구 박스 사이에 채널(79)을 형성하도록 구성된다. 하우징(56)에 있는 흡수 액체(54)의 정상면(78)은 일반적으로 실질적으로 모든 개구형 플레이트(64) 아래로 연장된다.
실질적으로 수평인 개구형 플레이트(64)는 전형적으로 입구(72)와 출구(74) 사이에 위치한다. 개구형 플레이트(64)는 전형적으로 하측부(80), 상측부(81) 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들(70)을 포함한다. 개구형 플레이트(64)는 일반적으로 이산화황 함유 가스(52)가 하측부(80)로부터 상측부(81)로 복수의 개구들(70)을 통과할 수 있게 하고 상측부에서 흡수 액체(54)의 유동층(82)을 지지하도록 배열된다.
적어도 하나의 출구 박스(68)는 개구형 플레이트(64)를 걸쳐서 유동한 후에 흡수 액체(54)를 수집하도록 구성된다. 흡수 액체(54)는 적어도 하나의 개구(67)를 경유하여 그리고 적어도 하나의 분배 메카니즘(66)을 통해서 출구 박스(68)에서 빠져나오고, 상기 분배 메카니즘(66)은 상기 적어도 하나의 출구 박스의 적어도 하나의 개구와 유체 소통하게 연결된다. 출구 박스(68)는 전형적으로 개구형 플레이트(64)의 상측부(81) 밑의 거리(D1)에 위치한 하단(84)을 포함한다. 개구(67)는 일반적으로 하단(84)에 형성된다. 분배 메카니즘(66)은 노즐(도시생략) 또는 단순 갭(도시생략)일 수 있다. 일 실시예에서, 분배 메카니즘(66)은 약 1 내지 8cm의 최소 구멍 직경 또는 최소 갭 폭을 포함하는 노즐이다. 각 분배 메카니즘(66)은 전형적으로 가스가 개구형 플레이트(64)에 있는 복수의 개구들(70)을 통과하기 전에, 출구 박스(68)에 있는 흡수 액체(54)가 입구(72)로부터 가스(52)와 접촉하도록 배열된다.
컨테이너(60)는 흡수 액체(54)를 수용하도록 구성되고 전형적으로 하우징(56)과 유체 소통하게 연결된다. 펌프(58)와 도관(62)은, 컨테이너(60)로부터 펌프와 도관을 통해서 개구형 플레이트(64)의 상측부(81)로 그리고 개구형 플레이트를 따라서 또한 개구형 플레이트를 걸쳐 출구 박스(68) 안으로 흡수 액체(54)를 인출하는데 사용된다. 펌프(58)는 개구형 플레이트(64)를 걸쳐서 유동하는 흡수 액체(54)의 두께 또는 높이(H)를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 펌프(58)는 또한 흡수 액체의 정상면(78)과 하우징(56)의 하단(75) 사이의 거리(D2)를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 밸브(V)도 역시 거리(D)와 높이(H)를 제어하는데 사용될 수 있다.
도 3을 참조할 때, 시스템(50)과 유사한 시스템(100)은 일반적으로 분배 메카니즘(66), 개구(67), 및 출구 박스(68)를 포함하지 않는다. 분배 메카니즘(66), 개구(67), 및 출구 박스(68) 대신에, 갭(102)이 개구형 플레이트(64)의 일단부(104)와 하우징(56)의 측벽(106) 사이에 형성될 수 있다. 갭(102)은 일반적으로 개구형 플레이트(64)의 하측부(80)와 상측부(81)를 유체 소통하게 연결하도록 구성된다. 개구형 플레이트(64)의 상측부(81)를 따라 유동하는 흡수 액체(54)는 갭(102) 안으로 유동한다. 이 과정에서, 냉각 폭포(108)는 갭(102)을 통하여 유동하는 흡수 액체(54)에 의해서 형성된다. 상기 냉각 폭포(108)는 일반적으로 가스가 개구형 플레이트(64)에 있는 복수의 개구들(70)을 통과하기 전에, 갭(102)을 통하여 유동하는 흡수 액체(54)가 가스(52)와 접촉하도록 배열된다. 시스템(50)과 유사하게, 펌프(58)는 개구형 플레이트(64)를 걸쳐서 유동하는 흡수 액체(54)의 두께 또는 높이(H)를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 갭(102)의 폭(W)도 또한 시스템(100)의 유체 동력을 제어하도록 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 갭(102)의 폭(W)은 약 1 내지 8cm이다.
아직, 도 3을 참조할 때, 시스템(100)은 또한 메카니즘(110), 예를 들어, 복수의 개구들(70)을 통해서 유동할 때, 흡수 액체(54)를 가스(52)로 분무하기 위한 노즐, 파이프 또는 다른 도관을 포함할 수 있다. 전형적으로, 메카니즘(110)은 흡수 액체의 정상면(78)과 하우징(56)의 하단(75) 사이에 있는 채널(79) 내에 위치한다. 일반적으로, 흡수 액체(54)는 펌프(112)와 도관(114)을 사용하여 컨테이너(60)로부터 인출되며 이 액체가 메카니즘(110)을 통해서 상향으로 그리고 복수의 개구들(70)을 통해서 개구형 플레이트(64)의 하측부(80)로부터 상측부(81)로 분무될 수 있다. 비록, 도시되지 않았지만, 시스템(50)도 역시 메카니즘(110)을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 4를 참조할 때, 일반적으로 시스템(50 또는 100)과 실질적으로 유사한 시스템(120)은 하우징(56')과 근접 챔버(122)에 형성된 컨테이너(60')를 포함하도록 구성될 수 있다. 시스템(120)에서, 흡수 액체(54)는 개별 챔버들로부터 형성된 하우징(56)과 컨테이너(60)를 모두 포함하는, 시스템들(50 및 100)과 같이, 배출구(76)와 도관(77)을 경유하기 보다, 개구형 플레이트(64)의 상측부(81)로부터 컨테이너(60')로 직접 배출될 수 있다. 시스템들(50 및 100)과 유사하게, 시스템(120)에서, 펌프(58)는 개구형 플레이트(64)를 걸쳐서 유동하는 흡수 액체(54)의 두께 또는 높이(H)를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 펌프(58)는 또한 흡수 액체(54)의 정상면(78)과 컨테이너(60')의 하단(124) 사이의 거리(D2)를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 공지된 시스템들에 비하여 장점들을 제공한다. 개구형 플레이트의 상측부로 직접 흡수 액체를 펌핑하면, 작동 조건들에 대해서 광범위한 제어를 할 수 있고 기존의 분무탑들의 개장을 용이하게 한다. 흡수 액체의 액체층(liquid bed) 또는 높이는 조정가능하고 따라서 산성 가스 제거는 고성능 레벨의 세팅점으로 제어될 수 있다.
종래 기술의 디자인들은 흡수 액체를 이동시키도록 에어 리프트(air lift)에 의존한다. 공개된 요지에서, 펌프는 액체를 훨씬 큰 높이로 이동시킬 수 있다. 이것은 트레이 밑에 공간들 제공하는 장점이 되고, 대응하는 가스 용적들이 수용되었다.
공개된 요지는 실시예들에 대해서 기술되고 도시되었지만, 당업자는 상기 및 다양한 기타 변화, 생각 및 추가 구성이 본 발명의 정신 및 범주 내에서 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 다른 실시예들도 하기 청구범위의 범주 내에 있다.

Claims (29)

  1. 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템으로서,
    이산화황 함유 가스를 받도록 구성된 입구와 이산화황이 분리되는 가스를 방출하도록 구성된 출구를 포함하는 하우징;
    상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치한 수평인 개구형 플레이트로서, 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함하고, 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열된 개구형 플레이트;
    상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체를 수집하고, 적어도 하나의 개구를 포함하는 적어도 하나의 출구 박스;
    상기 적어도 하나의 출구 박스의 상기 적어도 하나의 개구와 유체 소통하게 연결되고, 상기 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 상기 적어도 하나의 출구 박스에 있는 상기 흡수 액체가 상기 입구로부터의 상기 가스와 접촉하도록, 배열되는 적어도 하나의 분배 메카니즘;
    상기 흡수 액체를 수용하고, 상기 하우징과 유체 소통하게 연결된 컨테이너; 및
    상기 컨테이너로부터 상기 흡수 액체를 인출하기 위한 펌프와 도관을 포함하고; 상기 흡수 액체는 상기 컨테이너로부터 상기 펌프와 도관을 통해서 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 그리고 상기 개구형 플레이트를 따라가며 인출되며,
    상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하여 상기 적어도 하나의 출구 박스에 의해 수집된 흡수 액체는, 상기 흡수 액체가 상기 컨테이너로 복귀하기 전에 상기 가스와 접촉하고,
    상기 하우징은 배출구를 포함하는 하단을 추가로 포함하고, 상기 배출구는 상기 흡수 액체를 상기 컨테이너로 재순환시키기 위해 상기 컨테이너와 결합된 도관과 결합되는, 분리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체의 두께 또는 높이를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 메카니즘은 적어도 하나의 노즐을 포함하는, 분리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐은 1 내지 8cm의 최소 구멍 직경 또는 최소 갭 폭을 각각 포함하는, 분리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 출구 박스는 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부 밑에 거리를 두고 위치한 하단(bottom)을 포함하는, 분리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 액체가 상기 복수의 개구들을 통과하여 유동할 때, 상기 흡수 액체를 상기 가스 안으로 분무하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 분리 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징에 있는 상기 흡수 액체의 정상면이 상기 적어도 하나의 출구 박스 아래에 위치하여서, 상기 흡수 액체의 상기 정상면과 상기 적어도 하나의 출구 박스 사이에 채널을 형성하도록 구성되는, 분리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징에 있는 상기 흡수 액체의 상기 정상면이 모든 상기 개구형 플레이트 아래로 연장되도록 구성되는, 분리 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 하우징의 상기 하단과 상기 흡수 액체의 상기 정상면 사이의 거리를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 컨테이너는 근접 챔버에 형성되는, 분리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 상기 컨테이너에 있는 상기 흡수 액체의 정상면이 상기 적어도 하나의 출구 박스 아래에 위치하여서, 상기 흡수 액체의 상기 정상면과 상기 적어도 하나의 출구 박스 사이에 채널을 형성하도록 구성되는, 분리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 상기 컨테이너에 있는 상기 흡수 액체의 상기 정상면이 모든 상기 개구형 플레이트 아래로 연장되도록 구성되는, 분리 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 컨테이너의 하단과 상기 흡수 액체의 상기 정상면 사이의 거리를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  15. 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 시스템으로서,
    이산화황 함유 가스를 받도록 구성된 입구와 이산화황이 분리되는 가스를 방출하도록 구성된 출구를 포함하는 하우징;
    상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치한 수평인 개구형 플레이트로서, 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함하고, 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열되고, 상기 개구형 플레이트의 일단부와 상기 하우징의 측벽 사이에 갭이 형성되도록 배치되고, 상기 갭이 상기 상측부를 상기 하측부에 유체 소통하게 연결하는 개구형 플레이트;
    상기 갭을 통하여 유동하는 흡수 액체에 의해서 형성되고, 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 상기 갭을 통해서 유동하는 상기 흡수 액체가 상기 입구로부터의 가스와 접촉하도록 배열되는 냉각 폭포;
    상기 흡수 액체를 수용하고, 상기 하우징과 유체 소통하게 연결된 컨테이너; 및
    상기 컨테이너로부터 상기 흡수 액체를 인출하기 위한 펌프와 도관을 포함하고; 상기 흡수 액체는 상기 컨테이너로부터 상기 펌프와 도관을 통해서 상기 갭에 대향하는 위치에 있는 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 인출되고, 상기 흡수 액체는 상기 도관으로부터 상기 개구형 플레이트를 따라가며 상기 갭을 통하여 유동하며,
    상기 개구형 플레이트를 따라가며 상기 갭을 통하여 유동하는 흡수 액체는, 상기 흡수 액체가 상기 컨테이너로 복귀하기 전에 상기 가스와 접촉하고,
    상기 하우징은 배출구를 포함하는 하단을 추가로 포함하고, 상기 배출구는 상기 흡수 액체를 상기 컨테이너로 재순환시키기 위해 상기 컨테이너와 결합된 도관과 결합되는, 분리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체의 두께 또는 높이를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 갭 폭은 1 내지 8cm인, 분리 시스템.
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징에 있는 상기 흡수 액체의 정상면이 상기 개구형 플레이트의 모든 상기 하측부 아래에 위치하여서, 상기 흡수 액체의 상기 정상면과 상기 개구형 플레이트의 상기 하측부 사이에 채널을 형성하도록 구성되는, 분리 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 하우징에 있는 상기 흡수 액체의 상기 정상면이 모든 상기 개구형 플레이트 아래로 연장되도록 구성되는, 분리 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 하우징의 상기 하단과 상기 흡수 액체의 상기 정상면 사이의 거리를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 흡수 액체가 상기 복수의 개구들을 통하여 유동할 때, 상기 흡수 액체를 상기 가스 안으로 분무하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 분리 시스템.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 컨테이너는 근접 챔버에 형성되는, 분리 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 상기 컨테이너에 있는 상기 흡수 액체의 정상면이 상기 개구형 플레이트의 상기 하측부 아래에 위치하여서, 상기 흡수 액체의 상기 정상면과 상기 개구형 플레이트의 상기 하측부 사이에 채널을 형성하도록 구성되는, 분리 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 컨테이너에 있는 상기 흡수 액체의 상기 정상면은 모든 상기 개구형 플레이트 아래로 연장되는, 분리 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율은 상기 컨테이너의 하단과 상기 흡수 액체의 상기 정상면 사이의 거리를 제어하도록 맞추어진, 분리 시스템.
  27. 수용성 흡수 액체를 사용함으로써 가스로부터 이산화황을 분리하기 위한 방법으로서,
    입구 및 출구를 구비하는 하우징 안으로 이산화황 함유 가스를 안내하는 단계로서, 상기 하우징은 상기 입구 및 상기 출구 사이에 있는 수평인 개구형 플레이트를 포함하고, 상기 개구형 플레이트는 하측부, 상측부 및 상기 하측부와 상기 상측부를 유체 소통하게 연결하는 복수의 개구들을 포함하고, 이산화황 함유 가스가 상기 하측부로부터 상기 상측부로 상기 복수의 개구들을 통과할 수 있게 하고 상기 상측부에서 상기 흡수 액체의 유동층을 지지하도록 배열된 안내 단계;
    상기 흡수 액체의 상기 유동층을 형성하도록, 펌프와 도관을 통해서, 컨테이너로부터 상기 개구형 플레이트의 상기 상측부로 상기 흡수 액체를 인출하는 단계;
    상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체를 수집하는 단계;
    상기 가스가 상기 개구형 플레이트에 있는 상기 복수의 개구들을 통과하기 전에, 또한 상기 흡수 액체가 상기 컨테이너로 복귀되기 전에 상기 흡수 액체가 상기 하우징 안으로 안내된 상기 가스와 접촉하도록, 상기 흡수 액체를 수집하는 단계에서 수집된 상기 흡수 액체를 분배하는 단계;
    상기 흡수 액체를 상기 컨테이너로 복귀시키는 단계로서, 상기 하우징은 배출구를 포함하는 하단을 추가로 포함하고, 상기 배출구는 상기 흡수 액체를 상기 컨테이너로 재순환시키기 위해 상기 컨테이너와 결합된 도관과 결합되는, 흡수 액체 복귀 단계; 및
    상기 가스가 상기 이산화황으로부터 분리된 후에, 상기 출구를 통해서 상기 하우징으로부터 상기 가스를 방출하는 단계를 포함하는, 분리 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 펌프의 유동 비율을 적응(adapt)시킴으로써, 상기 개구형 플레이트를 걸쳐서 유동하는 상기 흡수 액체의 두께 또는 높이를 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 분리 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 흡수 액체가 상기 복수의 개구들을 통하여 유동할 때, 상기 흡수 액체를 상기 가스 안으로 분무하는 단계를 추가로 포함하는, 분리 방법.
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