KR101482654B1 - 배기가스의 처리장치 및 폐열회수 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전설비나 보일러, 소각로 등에서 배출되는 배기가스에 존재하는 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 산화시키는 산화기; 상기 산화기와 연계되고 산화된 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기; 및 상기 열교환기의 하단부에 설치된 응축수 배출장치;를 포함하는 배기가스 처리장치로서, 상기 산화기는 산화촉매; 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기;로 구성되고, 상기 배기가스 중의 NOx 또는 SOx를 응축수에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배기가스의 폐열을 이용하기 위하여, 상기 배기가스 처리장치 중의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 또는 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하는 열교환기가 더 연결된 배기가스 폐열회수 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수를 모두 활용하기 위하여, 배기가스 처리장치 중의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기가 연결되고, 응축수 배출장치에 미세조류 배양시설 또는 온실시설이 연결되고, 산화된 NOx 및/또는 SOx가 제거된 배기가스를 상기 미세조류 배양시설 또는 온실에 공급하는 장치를 더 포함하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템에 관한 것이다.

Description

배기가스의 처리장치 및 폐열회수 시스템{Exhaust gas treating device and waste heat recovery system}
본 발명은 배기가스 처리장치 및 배기가스로부터 폐열과 이산화탄소(CO2), 응축수 등을 회수하여 활용하는 배기가스 폐열회수 시스템에 관한 것이다.
전세계적으로 석탄이나 오일을 연료로 사용하는 수많은 화력발전소가 가동되고 있고, 환경 오염에 대한 규제가 강화되면서, 발전시스템 중 에너지 이용 효율이 높은 복합화력 발전설비의 보급이 급속하게 증가하였고, 이러한 추세는 세일가스 보급으로 더욱 가속화될 것으로 예상된다. 그리고 수많은 산업용 보일러가 가동되고 있다. 또한, 매립하던 쓰레기등을 이용한 소각로 연소설비도 확대되고 있다. 이들 연소설비의 배기가스에는 많은 폐열 및 수분과 이산화탄소(CO2)가 포함되어 있어 이들의 회수 및 이용 기술 개발이 진행되고 있다.
복합화력 발전설비의 구조를 보면 도 1과 같이 먼저 가스터빈을 운전하고, 여기서 발생하는 고열의 배기가스로 배열회수보일러(HRSG: Heat Recovery Steam Generator)를 가열하여 고온의 증기를 발생시켜 증기터빈을 가동한다. 복합화력 발전설비는 열 공급을 위하여 도심지 주변에 설치되는 경우가 많아 다른 발전설비보다 엄격한 환경규제를 받고 있어 주로 천연가스와 같은 청정연료를 사용하고 있다. 천연가스 공급이 어려운 일부 지역은 저유황유를 연료로 사용하고 있다.
복합화력은 운전시에는 주로 질소산화물(NOx)만 발생하므로 배기가스 중의 질소산화물을 도 1과 같이 선택적촉매환원장치(SCR)를 거치면서 제거하고 있다. SCR 탈질설비는 배기가스에 암모니아나 우레아 등의 환원제를 분사하여 촉매 상에서 질소산화물(NOx)을 다음과 같이 무공해의 물과 질소로 전환시키는 설비이다.
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2 → 3N2+6H2O
NO+NO2+2NH3 → 2N2+3H2O
최근 환경규제가 강화되면서 NOx 이외에 가스터빈 운전시 발생되는 일산화탄소(CO) 및 휘발성 유기화합물(VOCs) 등의 제거가 요구되어 도 1과 같이 SCR 전단에 산화촉매를 장착하여 이들 공해물질을 제거하고 있다. 공해물질 이외에 가스터빈 기동(Start)시 발생하는 가시매연인 NO2 제거도 요구되어 한국등록특허 제10-1057342호 등에서 이들의 제거 방법 등이 개발되었다.
복합화력 운전시에는 발생하는 수증기에 의한 백연의 제거 역시 요구된다. 복합화력 배기가스에는 수분이 6~16% 정도 포함되어 있어 굴뚝으로 배출시 백연이 발생하는데 주위 온도가 낮은 겨울철에 백연 현상이 증가한다. 이들 백연은 비교적 인체에 무해하나 시각적인 공해를 유발하고, 겨울철에 주변 도로의 결빙 현상과 농작물에 냉해를 발생시키고 있어 제거가 필요하다. 백연을 제거하기 위하여 다수의 기술이 개발되었으나 많은 비용이 소요되어 설치에 어려움이 있다. 효과적인 백연을 제거하기 위해서는 배기가스 온도를 이슬점 온도 이하로 낮추어야 한다. 그런데 온도가 낮아진 배기가스는 자체적으로 굴뚝으로 상승하여 배출되지 못하므로 송풍기로 강제 배출해야 한다. 즉, 추가적인 에너지가 필요하다. 이때 회수된 80℃ 이하의 폐열은 지역난방 공급수로 사용하기에는 온도가 낮아 적합하지 않고, 다른 사용처도 없는 상황이고, 회수된 응축수도 발전소 소내 공업용수로 활용하기에도 어려움이 있어, 백연제거에는 많은 비용 지출이 불가피한 상황이다.
한편 한국등록특허 제10-1072844호, 제10-1194942호 등에서는 배기가스의 CO2와 폐열을 이용하여 미세조류를 배양하여 활용하는 기술을 제시하고 있다. 상기 기술은 석탄화력의 배기가스를 활용하는 기술인데 실제 운전시에는 높은 수분과 분진, 그리고 SOx, NOx, HCl, HF 등으로 배기가스 이송설비가 부식되어 운전에 어려움이 있고 CO2 활용성이 낮은 단점이 있다.
배기가스를 이용한 해수담수화 발전시스템도 한국공개특허 제10-2013-0131641호에서 제시하고 있으나, 이용한 배기가스를 그대로 배출하기에는 여러 공해물질이 포함되어 있어 대기중으로 직접 배출이 어렵고, 굴뚝으로 강제 배출해야 하는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1057342호: 가속 선택적 촉매 환원법을 이용한 저온 탈질 효율 증가 및 가시매연 제거 시스템
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1072844호: 발전소 배기가스를 이용한 미세조류 배양장치
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1194942호: 유기성폐기물의 미세조류배양에 의한 바이오가스, 지용성물질 및 미세조류의 생산 방법 및 장치
(특허문헌 4) 한국공개특허 제10-2013-0131641호: 연소가스 여열을 이용한 해수 담수화 발전 시스템
본 발명의 하나의 목적은 발전설비나 보일러, 소각로 등에서 배출되는 배기가스에 존재하는 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 산화시키는 산화기; 상기 산화기와 연계되고 산화된 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기; 및 상기 열교환기의 하단부에 설치된 응축수 배출장치;를 포함하는 배기가스 처리장치로서, 상기 산화기는 산화촉매; 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기;로 구성되고, 상기 배기가스 중의 산화된 NOx 또는 SOx를 응축수에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 배기가스 처리장치의 산화기 전단부에 선택적촉매환원장치 및/또는 탈황설비를 설치함으로써, 배기가스 중에 존재하는 질소산화물(NOx) 및/또는 황산화물(SOx)를 제거하는 것을 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 배기가스의 폐열을 이용하기 위하여, 상기 배기가스 처리장치 중의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 또는 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하기 위한 열교환기가 더 연결된 배기가스 폐열회수 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수를 모두 활용하기 위하여, 상기 배기가스 처리장치 중의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기가 연결되고, 응축수 배출장치에 미세조류 배양시설 또는 온실시설이 연결되고, 산화된 NOx 및/또는 SOx가 제거된 배기가스를 상기 미세조류 배양시설 또는 온실에 공급하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 열교환기에 해수담수화설비가 더 연결되고, 상기 해수담수화설비에서 발생하는 농축된 해수로부터, 리튬 및/또는 마그네슘을 회수할 수 있는 리튬, 마그네슘 추출 설비가 상기 해수담수화설비 후단부에 연결되고, 상기 열교환기에서 회수된 폐열을 이용하여 농축된 해수로부터 소금을 수득할 수 있는 증발농축 소금 제조설비가 상기 리튬, 마그네슘 추출 설비 후단부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 해수담수화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 배기가스 중의 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 산화시키는 산화기; 상기 산화기와 연계되고 산화된 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기; 및 상기 열교환기의 하단부에 설치된 응축수 배출장치;를 포함하는 배기가스 처리장치로서,
상기 산화기는 산화촉매; 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기;로 구성되고, 상기 배기가스 중의 산화된 NOx 또는 SOx를 응축수에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치를 제공한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 산화기 전단에 선택적촉매환원장치가 설치되어 있을 수 있다.
또한, 바람직하게, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 산화기 전단에 탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)가 설치되어 있을 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 상기 배기가스 처리장치 중의 산화촉매 전단부에는 산화제 분사장치가 추가로 설치된다. 이때, 바람직한 산화제 분사장치는 오존 분사장치이다.
또한, 바람직하게 본 발명에 따른 상기 배기가스 처리장치 중의 열교환기는 고온 열교환기 및 저온 열교환기로 구성될 수 있고, 상기 저온 열교환기는 습식세정기 방식의 직접 열교환 방식일 수 있다.
또한, 바람직하게 상기 열교환기는 습식세정기 방식의 직접 열교환 방식과 튜브 또는 판형 열교환 방식의 간접 열교환 방식이 일체화된 열교환기일 수 있다.
또한, 바람직하게, 상기 열교환기는 미스트 제거기(mist eliminator) 또는 습분분리기가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 먼저 산화기를 통하여 배기가스 중의 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 산화시킨다. 그 후, 상기 산화기와 연계된 열교환기에서 배기가스의 온도를 이슬점 이하까지 냉각시킴으로써 배기가스 중의 수분을 응축시킨다. 이에 따라 발생하는 응축수에, 산화된 NOx 또는 SOx를 용해시킴으로써 배기가스 중의 질소산화물 및/또는 황산화물을 완전 제거하는 것을 특징으로 한다. 이때, 생성된 응축수는 배출하여 제거하고, 정화된 청정 배기가스는 별도의 배출 설비 없이 바로 공기 중으로 방출될 수 있으며, 열교환기로부터 회수된 폐열은 필요에 따라 다양하게 활용될 수 있다.
상기 회수된 폐열은, 예컨대, 열교환기에 연결된 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 또는 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하기 위한 열교환기에 사용될 수 있다.
또한, 다른 하나의 양태로서 본 발명은, 황이 거의 존재하지 않는 천연가스에서 발생한 배기가스 또는 탈황설비를 거친 배기가스의 경우, 배기가스 처리장치의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기를 연결하고, 응축수 배출장치에 미세조류 배양시설 또는 온실시설을 연결하고, 배기가스 중 포함된 이산화탄소를 이용하기 위하여, NOx 또는 SOx가 제거된 청정 배기가스를 상기 미세조류 배양시설 또는 온실에 공급하는 장치를 포함함으로써, 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수를 모두 이용하는 시스템을 제공한다.
또한, 다른 하나의 양태로서 본 발명은, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 열교환기에 해수담수화설비가 더 연결되고, 상기 해수담수화설비에서 발생하는 농축된 해수로부터, 리튬 및/또는 마그네슘을 회수할 수 있는 리튬, 마그네슘 추출 설비가 상기 해수담수화설비 후단부에 연결되고, 상기 열교환기에서 회수된 폐열을 이용하여 농축된 해수로부터 소금을 수득할 수 있는 증발농축 소금 제조설비가 상기 리튬, 마그네슘 추출 설비 후단부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 해수담수화 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 탈황, 탈질 또는 집진 설비를 거친 배기가스 중의 잔여 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 또는 휘발성 유기화합물(VOCs), 또는 상기 설비를 거치지 않은 배기가스 중의 잔여 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 또는 휘발성 유기화합물(VOCs)을, 산화기의 통과로 모두 산화시킨 후, 열교환기에서 생성되는 응축수에 용해시켜 제거함으로써, 간단하게 청정한 배기가스를 얻을 수 있으며 동시에 폐열을 회수하여 다양하게 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 복합화력발전소 계통에서 산화촉매와 탈질설비인 선택적촉매환원장치가 설치된 구성도이고,
도 2는 도 1의 설비에 산화기로서 산화촉매 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기가 추가되고 배기가스에서 폐열을 회수하기 위한 열교환기가 설치된 구성도이고,
도 3은 도 2의 설비 중의 폐열회수 열교환기에서 저온 열교환기를 습식세정기 방식의 직접 열교환기로 변경하는 경우의 구성도이고,
도 4는 도 3 설비 중의 열교환기를 일체형으로 구성할때의 구성도이고,
도 5는 도 2 설비 전단부에 SCR 없이 산화기로서 산화촉매 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기를 설치하여 NOx, SOx, CO, VOC 등을 제거하는 구성도이고,
도 6은 석탄화력발전소에서 탈황설비 후단에 산화기로서 산화촉매 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기가 추가되고 배기가스에서 폐열을 회수하기 위한 열교환기가 설치된 구성도이고,
도 7은 소각로에서 굴뚝 전단에 산화촉매 또는 산화제 분사장치가 추가되고 배기가스에서 폐열을 회수하기 위한 열교환기가 설치된 구성도이고,
도 8은 배기가스에서 회수한 폐열을 이용하여 혐기성 소화액을 배양하고, 배기가스로는 미세조류를 배양하는 구성도이고,
도 9는 배기가스에서 회수한 폐열을 이용하여 해수담수화 설비를 구동하는 예시 구성도이고,
도 10은 배기가스에서 폐열을 회수하여 증발법을 이용한 폐수처리설비를 구동하기 위한 구성도이고,
도 11은 석탄 또는 오일 보일러에서 배기가스로부터 회수한 폐열을 이용하여 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하는 구성도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 복합화력발전소 계통에서 산화촉매와 탈질설비인 선택적촉매환원장치가 설치된 구성도이며, 도 2는 도 1의 설비에 산화기로서 산화촉매(4) 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기(9)가 추가되고, 그 후단부에 폐열회수 열교환기가 설치된 구성도이다.
먼저, 배기가스 중의 유해물질이 주로 질소산화물인 복합화력 발전설비에서 폐열회수에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다. 복합화력 발전설비는 가스터빈, HRSG (Heat Recovery Steam Generator), 증기터빈 및 기타 부대설비로 구성되어 있다. 기존의 복합화력 발전설비에서의 효율 개선 방법은 기존 HRSG 후단에 추가적인 배열회수 열교환기를 설치하여 기존 HRSG에서의 급수를 추가적으로 승온하는 방법 및 지역난방용 온수를 생산 공급하는 방법 등이 채택되어 왔다. 이러한 추가적인 배열회수를 통하여 에너지 이용효율을 3~5% 정도 향상시키는 효과를 달성하고 있다. 종래 기존 복합화력 발전설비의 효율 향상을 위한 노력들이 지속적으로 진행되어 배기가스 온도가 기존에는 110~145℃ 범위였으나 최근에는 일부 발전설비에서 80~90℃ 까지 폐열을 회수하여, 배기가스를 배출하고 있다.
일반적인 튜브형이나 판형 열교환기와 같은 간접 전열방식으로는 장치의 규모가 상당히 커져야 하기 때문에 저온의 배열에너지 회수에 있어서, 설치공간에 대한 문제 및 투자비에 대한 경제성 부족 등으로 상용화에 제한적이다.
본 발명은 상기와 같은 복합화력 발전설비의 배기가스에서 보다 더 많은 폐열을 회수할 수 있는 배기가스 처리장치, 특히 저온의 배기가스에 적합한 폐열회수 열교환기를 포함하는 배기가스 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 폐열을 최대한 회수하여 백연 발생도 방지하고, 폐열을 다양하게 이용하고자 복합화력발전소에서 폐열회수 열교환기를 도 2와 같이 2단으로 설치한다. 먼저 80℃ 이상의 배기가스로부터는 고온 열교환기를 이용하여 폐열을 회수하여 60℃ 이하의 온도까지 감소시킨다. 이들을 다시 저온 열교환기를 이용하여 배기가스의 이슬점 온도 이하인 30℃ 이하까지 냉각시켜 배기가스의 폐열 및 응축열(잠열)을 회수한다. 이때 고온 열교환기는 주로 튜브형이나 판형 열교환기를 사용하나 저온 열교환기는 튜브형 열교환기를 사용할 경우, 저온에서 열교환 효율의 저하로 열교환기 부피가 급격히 증가하므로, 직접 열교환 방식인 습식세정기(Wet Scrubber)를 이용하는 방식이 더 적합할 수 있다. 이들 시스템 구성은 도 3과 같다.
도 3은 본 발명에서 대상 기술의 시스템 예상도를 나타낸 것으로, 기존의 굴뚝(8)을 통하여 배출되는 배기가스를 우회시켜 고온에서는 간접전열 방식의 열교환기와 저온에서는 직접접촉 방식의 열교환기가 조합된 폐열회수 시스템을 통하여 배기가스의 온도를 대기온도 수준에 가까운 30℃ 이하까지 냉각하여 배기가스의 현열은 물론 잠열까지 회수하여 활용할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 도 3의 배기가스 처리장치는 SCR 후단부에, 산화기로서 산화촉매(4)와 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기(9)가 구비되어 배기가스 중의 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)을 모두 산화시킨다. 주 굴뚝(8)에 연결되는 폐열회수 열교환기 연결 댐퍼(10)를 통하여 배기가스(12)가 상기 산화기와 연계된 폐열회수 열교환기로 이동한다. 고온 상태의 배기가스(12)는 간접전열 방식의 열교환기를 통하여 열을 회수하고, 이어서 상대적으로 낮아진 온도의 배기가스는 직접접촉 방식의 열교환기에서 폐열이 완전히 회수된다. 이때, 발생한는 응축수(13)은 순환(17)하여 직접접촉 열교환기에 다시 공급될 수 있고, 직접접촉 열교환기 내부에는 미스트 제거기 또는 습분분리기(18)가 설치될 수 있다.
한편, 저온 열교환기를 통과한 배기가스에는 공해물질인 NOx 가 포함되어 있어 공기중에 그대로 방출이 어렵고 다시 굴뚝으로 배출해야 한다. 30℃ 이하 까지 냉각된 배기가스는 온도가 낮기 때문에, 그 자체 부력으로 배출이 되지 않아서, 송풍기로 강제 배출하게 된다. 송풍기 동력 등이 추가로 소비되는 경우, 에너지 효율 면에서 비효율적이다. 본 발명은 폐열이 회수된 배기가스(16)를 굴뚝을 통하지 않고 대기 중으로 직접 배출할 수 있기 때문에, 에너지 절감의 효과가 있다.
배기가스를 공기 중으로 직접 배출하기 위해서는 배기가스중의 공해물질인 NOx, SOx, CO, 및 VOCs가 완전히 제거되어야 한다. 현재 천연가스를 연소하는 복합화력 발전소 또는 보일러에는 배기가스 처리 시스템으로 SCR을 설치하여 NOx를 10 ppm 이하로 제어하고 있다. 그러나, 배기가스에 포함된 미량의 NO는 기존의 SCR 기술로는 완전 제거가 어려우며, 뿐아니라, 많은 촉매가 소요되며, 촉매비용과 압력손실의 증가로 보일러 또는 가스터빈 출력 감소로 경제성 또한 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 발전소나 보일러에서 직접 배출되는 배기가스 중의 NOx 또는 SOx, 또는 탈질설비(SCR)나 탈황설비(FGD) 등을 거쳐서 배출되는 배기가스 중의 잔여 NOx 또는 SOx를 산화기를 통하여 완전히 산화시킨 후, 폐열회수를 위한 열교환기 보일러의 응축수에 완전 용해시켜 질산염 또는 황산염으로 변화시킨다.
본 발명에 따른 배기가스의 산화는 도 2와 같이 SCR 설비 후단에 산화촉매(4) 및 오존과 같은 산화제의 분사장치 또는 플라즈마 발생기(9)를 통해서 이루어진다.
산화촉매, 산화제 분사장치, 플라즈마 발생기는 온도 구간별로 산화 효율이 상이하다. 배기가스의 온도가 100℃ 이하인 경우에는 산화제로서 오존을 분사하면 효과적으로 배기가스 중의 NOx, SOx, CO, 및 VOCs를 산화시킬 수 있다. 배기가스의 온도가 100℃ 이상이 되는 경우는 오존은 산소로 분해되기 시작하여 산화성능이 저하된다. 이 경우, 산화촉매를 사용하여 NOx, SOx, CO, 및 VOCs를 효과적으로 산화시킬 수 있다. 산화촉매는 특히 200℃ 이상의 온도에서 최적의 산화성능을 나타낸다. 한편, 산화제(예컨대, 오존)의 분사와 산화촉매를 구비하는 경우라도 100~200℃ 온도구간의 배기가스에 대해서는 오염물질(NOx, SOx, CO, 및 VOCs)이 충분히 산화되지 경우가 발생할 수 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 산화촉매 전단부에 소량의 산화제, 구체적으로는 오존을 분사하는 장치를 추가로 구비할 수 있다. 산화촉매 전단에서 소량의 오존을 분사하는 경우, 산화촉매가 최적의 산화 효율을 발휘하는 온도 구간을 100~200℃까지 하강시킬 수 있다. 이때, 사용되는 오존의 양은 산화촉매 후단에서 산화제 분사장치에 사용되는 오존의 양에 비하여 현저하게 적은 소량이다.
본 발명의 산화기에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 예컨대, NO를 산화시킬 때 산화촉매를 사용하는 것이 간편한 장점이 있다. 그런데 배기가스 온도가 200℃ 이하로 낮은 경우에는 산화촉매의 사용만으로는 완벽한 NO의 제거가 어렵다. 이러할 경우, 오존을 이용하여 NO를 산화시키는 것이 바람직하다. 오존 공정은 NOx의 농도가 낮고 배기가스의 온도가 저온일수록 성능이 향상된다. 즉, 오존은 온도 제한이 덜하고, 온도가 낮을수록 산화력이 우수하여, 저온에서 NO를 산화시키기에는 오존이 유리하다. 따라서, 산화촉매와 산화제(오존)의 분사를 적절히 배합하여 사용함으로써, 배기가스 중의 NO를 효과적으로 산화시킬 수 있다.
오존 분사를 다양한 운전조건에 적용하기 위해서는 사전에 다음과 같은 사항을 고려할 수 있다. 오존을 주입하는 경우, 오존은 배기가스의 온도가 높을수록 NO와의 반응에 앞서서 파괴되어 버리기 때문에, 배기온도가 고온일수록 전환율이 낮아진다. 이에, 1) 배기가스의 NOx 농도가 수십 ppm 이하이고 2) 배기가스의 온도가 100℃ 이하인 경우에, 보다 경제성 있는 기술로서 활용된다. 이외에도, 오존에 의하여 NO가 NO2 또는 N2O5로 산화된 경우, 물에 흡수되면 시간 경과에 따라 용해된 질산 농도의 증가로 흡수반응의 속도가 낮아질 수 있다. 따라서, 현장조건에 맞는 적절한 pH 관리가 되어야 한다.
상기와 같은 조건에 비추어, 본 발명의 배기가스 처리장치에서와 같이, 예컨대 SCR 공정의 후단에 산화기(오존 분사)가 설치될 때 그 효과를 최적으로 이용할 수 있게 된다. SCR이 설치된 복합화력 HRSG 보일러 후단에서 NOx의 농도는 낮은 편이고, 이들 배기가스에서 폐열을 회수하기 위해 직접 접촉식 열교환기를 사용하여 열을 회수할 경우, 배기가스 중의 많은 수분이 응축되어 응축수가 발생한다. 이들 열교환기가 기존 오존 공정에서의 wet scrubber의 역할을 하기 때문에, 오존 분사, 또는 공급 장치만을 추가로 설치하면, 효과적으로 배기가스 중의 유해물질을 제거할 수 있게 된다.
또한, SCR 후단의 NO 농도가 높을 경우에는 도 3과 같이, SCR 후단에 산화촉매를 설치하여 NO를 NO2로 산화시킨 후, 잔류 NO를 산화제 분사장치(오존)로 산화시켜, 열교환기에서 응축수에 용해시키는 구성을 이용할 수도 있다.
도 1에서 산화촉매(4)가 SCR 전단에 위치하여 CO나 VOC를 제거하였으나 도 2에서는 SCR 후단에 산화촉매 등이 설치되어 있기 때문에, 배기가스 중의 CO 또는 VOC 뿐만 아니라 잔류 NOx 또는 SOx를 제거할 수 있는 장점이 있다.
또는, 도 2와 같이 공해물질인 NOx를 제거하기 위해 산화기 전단에 SCR을 가동하는 경우, 암모니아의 분사 과정이 필요하기 때문에 운영비가 다소 많이 소요될 수 있다. 따라서, 도 5와 같이 SCR 설비 없이 산화기의 설치(산화촉매(4) 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기(9))만으로 배기가스 중의 모든 NOx 또는 SOx를 산화시키고 이들을 열교환기에서 응축수 속에 용해시켜 제거하는 방법으로 발전설비 운영비를 절약할 수 있다.
산화기를 통과하여 산화된 NO2 또는 SO3는 수용성이 상당히 높다. 따라서, 산화기 후단부에 폐열회수 열교환기를 설치하여 배기가스를 이슬점 온도 이하로 냉각시키면 배기가스 중의 수분이 응축하게 되고, 이들 응축수에 NO2 또는 SO3를 용해시킴으로써, NO2 또는 SO3를 완전히 제거할 수 있다.
이때, 저온 열교환기가 도 3과 같이 습식세정기 방식일 경우, NO2를 수용액 등에 용해시키는데 보다 효과적이다. 높은 수분 함량이 문제가 될 경우에는, 도 3과 같이 열교환기 상단(또는 후단)에 미스트 제거기(Mist Eliminator)나 습분분리기(18)를 설치하여 수분을 최대한 제거 후 배기가스를 배출할 수 있다.
상기와 같은 산화 방법을 사용하면 NOx, SOx 뿐만 아니라 앞서 산화기(산화촉매 등)에서 미반응한 NH3도 완전 제거가 가능하여, 발전소 또는 보일러에서 배출되는 배기가스에서 공해물질이 완전 제거되는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따른 장치에 의해 처리된 배기가스는 별도의 굴뚝 설비 없이 공기 중으로 직접 배출이 가능하다.
도 3의 시스템에서 폐열회수 열교환기 부피를 줄이기 위하여, 습식세정기 후단에 튜브형 열교환기를 설치할 수도 있다. 또는, 습식세정기형 열교환기와 튜브형 열교환기를 도 4와 같이 일체형으로 설치할 수도 있다.
한편, 석탄이나 중유 연소보일러의 경우 천연가스 연소 보일러와는 달리 배기가스에 분진과 SOx, HCl, HF 등의 유해가스가 포함되어 있어 배출과정에서 제거되어야 한다. 그런데 현재 기술로는, 배출과정에서 탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)를 통과시키더라도, 미량의 잔여 SOx를 완전 제거하는 것은 불가능한 실정이다. 또한, 배기가스 중의 HCl 또는 HF 의 제거도 용이하지 않다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 산화기에서 SO2를 SO3로 산화시킨 후 열교환기 중 응축수에 용해시켜 제거한다. 산화촉매나 산화제 투입 위치는 도 6과 같이 탈황설비(24) 후단이 되어야 하나, 탈황설비(24) 후단은 온도가 매우 낮아 산화촉매 적용이 어려운 경우가 있다. 따라서 산화제(오존) 분사장치 또는 플라즈마 발생기(9)를 주로 사용해서 잔여 NOx 또는 SOx 등의 유해물질을 산화시켜 제거한다. HCl 또는 HF 는 수용성 높기 때문에, 상기 산화된 질소산화물 또는 황산화물과 함께, 응축수에 용해시켜 제거할 수 있다. 배기가스 중의 잔여 분진 등도 이때 함께 제거가 가능하다.
한편, 응축수에는 SO3, HCl, HF 등이 용해되어 강력한 부식물질을 형성한다. 이런 경우 배기가스 중의 수분을 최대한 제거해는 것이 바람직하므로, 도 3이나 4와 같이 열교환기 상단(또는 후단)에 미스트 제거기(Mist Eliminator)나 습분분리기(18)를 설치하여 수분을 최대한 제거할 수 있다.
도 7과 같은 소각로의 경우, 배기가스는 탈황, 탈질, 집진처리후 배출되기 때문에 석탄이나 오일을 연소하는 경우보다 배기가스가 깨끗한 편이다. 소각로의 후단부에 본 발명에 따른 배기가스 처리장치를 설치하여, 앞서 설명한 바와 같이 보다 청정한 배기가스를 배출할 수 있다.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 열교환기에, 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 또는 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하기 위한 열교환기를 더 연결하여 배기가스 폐열회수 시스템을 구성할 수 있다. 회수한 폐열이나, 배기가스 중의 또는 응축수 등을 활용하는 방법은 다음과 같이 다양하다.
고온 열교환기로부터 회수한 80℃ 이상의 폐열은 주로 지역난방이나 해수담수화, 음식물/축산분뇨 건조 등에 사용하고, 50~60℃ 정도의 폐열은 음식물쓰레기나 축산분뇨를 이용한 혐기성소화액 배양에, 그 이하의 저온 폐열은 미세조류 배양, 온실이나 식물공장 가동 등에 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 배기가스 폐열회수 시스템은 전술한 배기가스 처리장치의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기가 연결되고, 응축수 배출장치에 미세조류 배양시설 또는 온실시설이 연결되고, 배기가스 중 포함된 이산화탄소를 이용하기 위하여, 산화된 NOx 또는 SOx가 제거된 배기가스를 상기 미세조류 배양시설 또는 온실에 공급하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템이다.
본 발명에 의한 배기가스 처리장치, 배기가스 폐열회수 시스템을 이용한 폐열 이용의 구체적인 예는 다음과 같다.
실시예 1: 미세조류 배양 및 혐기성 소화액의 제조
현재 축산폐수나 음식물쓰레기를 처리하기 위하여 많은 미세조류 배양 기술이 개발되고 있다. 이들 미세조류는 온도, CO2 농도, 적적한 파장의 빛, 그리고 혐기성 소화액과 같은 먹이 공급을 최적화하면 생산량을 크게 증가시킬 수 있다. 일반적으로 미세조류 배양을 위한 적정온도는 20~30℃로 알려져 있다. 상기 온도를 유지하지 것이 매우 중요하나, 겨울철에는 이들 온도를 유지하는데 많은 비용이 소요된다. 따라서 본 발명에 따른 배기가스 처리장치 또는 배기가스 폐열회수 시스템에서 회수한 폐열을 미세조류 배양에 필요한 적정온도를 확보하는데 사용한다.
구체적으로 도 8과 같이 폐열회수 열교환기로부터 폐열을 회수시 배기가스로부터 많은 량의 응축수(13)와 응축 잠열을 회수할 수 있다. 고농도 CO2가 포함된 배기가스(27)를 미세조류 배양시설(26)으로 공급하면 미세조류에 CO2를 공급할 수 있고, 응축수(13)에는 미세조류의 영양분인 질산염이 포함되어 있어, 미세조류의 성장을 도울 수 있다. 온도는 폐열을 이용하여 미세조류의 배양에 최적 온도인 20~30℃ 정도로 조절하면 미세조류 배양을 극대화할 수 있다.
도 5와 같이 SCR 설비없이 산화기(산화촉매나 산화제)로 NO를 산화시켜 응축수에 용해시키는 경우, 미세조류의 영양분을 최대화할 수 있다. 열교환기에서 회수한 폐열을 이용하고, CO2를 활용하고, 공해물질도 완전히 제거하면서 SCR 운영비가 소요되지 않고, 미세조류로부터 많은 유용한 원료와 바이오 오일도 얻을 수 있어 가장 경제적인 발전시스템이라고 할 수 있다.
미세조류의 배양을 위해 추가적인 영양분 공급이 필요한 경우, 열교환기에서 회수한 폐열을 이용하여 축산분뇨나 음식물쓰레기로 혐기성 소화액 배양기(25)를 구동하고 이를 미세조류 배양시설(26)에 공급한다. 혐기성 소화액을 공급하기 위해서는 50~60℃의 열원이 필요하다. 따라서 도 8과 같이 고온 열교환기에서 회수한 폐열(15)로 혐기성 소화액 배양기(25)에 공급하고 이들 배양액을 미세조류 배양시설(26)에 공급한다.
도 8과 같은 시스템은 고온 및 저온 영역의 모든 폐열의 이용이 가능하고 CO2 및 NO로부터 생성된 질산염도 활용할 수 있는 최적의 시스템이다. 미세조류에서 얻어지는 오일등을 보일러 연료로 사용할 경우 완전 자원재순환설비를 구축할 수 있다.
한편, 미세조류 배양시설은 최적 배양 온도가 20~30℃로 여름철 무더위에 배양시설의 온도가 최적 온도이상 상승할 수 있다. 발전소가 바닷가에 위치하는 경우에는 복수기 냉각수로 해수를 사용할 수 있으므로, 여름철에는 도 8과 같이 취수된 차가운 해수를 이용하여(28, 29) 미세조류 배양시설에 공급되는 배기가스(고농도 CO2가 포함된 배기가스)의 온도를 조절함으로써, 미세조류 반응시설의 온도를 조절할 수 있다. 냉각수를 사용하지 못하는 경우에는 고온의 폐열을 이용하여 Heat Pump를 이용한 냉방을 가동하여 온도를 조절할수 있다. 또한 미세조류의 광합성을 위하여 LED를 사용하여 성장을 촉진시키는데, 발전소의 심야전력을 이용하여 LED를 가동하면 배양시설의 운영비를 대폭 절감할 수 있다.
실시예 2 : 온실이나 식물공장 가동
기상이변 등으로 인한 가뭄이나 혹한 등에서도 안정적인 농산물 생산을 위하여 많은 유리온실이나 식물공장이 건설되고 있다. 이들 설비의 가장 큰 어려움은 적정 온도를 유지하기 위환 난방 및 냉방 문제이다. 난방비를 절감하기 위해 지열발전 등도 도입하고 있으나 시설비가 막대하여 이들 시설의 경제성 확보에 지장을 주고 있다.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치 또는 배기가스 폐열회수 시스템을 이용하여 폐열 및 응축잠열을 회수하여 주위의 온실이나 식물공장에 공급할 경우, 저렴하게 난방 문제를 해결할 수 있다. 열교환기에서 발생하는 응축수는 그동안 폐수처리장으로 보내 처리하였으나 NO2만 용해되었을 경우, 응축수는 비료성분이 포함되어 있어 이를 농업용수로도 대체활용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 배출되는 배기가스에는 고농도의 CO2 를 유리온실로 공급함으로써, 식물성장을 촉진할 수 있다.
도 5와 같이 SCR 설비없이 산화촉매나 산화제 분사장치로 NO를 산화시켜 응축수에 용해시키는 경우, 작물에 비료원료인 질산염을 공급을 최대화할 수 있고, 폐열을 이용하고, CO2를 활용하고, 공해물질도 완전히 제거하면서 SCR 운영비가 소요되지 않아, 가장 경제적인 폐열회수 시스템이라고 할 수 있다.
유리온실의 경우, 18~25℃를 유지해야 하므로 여름철에는 냉방이 필요하다. 발전소의 경우 대부분이 바닷가에 위치하여 해수를 냉각수로 사용하므로 여름철에는 취수된 차가운 해수를 이용하여 온실로 공급되는 배기가스를 냉각하여 식물공장을 운영할 수 있다. 냉각수를 사용하지 못하는 경우에는 고온의 폐열을 이용하여 Heat Pump를 이용한 냉방을 가동하여 온도를 조절할 수 있다. 또한 식물공장에는 LED를 사용하여 식물의 성장을 촉진시키는데, 발전소의 심야전력을 이용하여 LED를 가동하면 식물공장의 운영비를 대폭 절감할 수 있다.
실시예 3 : 해수담수화 및 농축된 해수로부터 소금 제조
해수담수화 방법은 크게 역삼투압과 증발법으로 구분할수 있는데, 배기가스의 폐열을 이용하여 해수를 담수화하는 경우에는 증발법을 이용한다. 증발법은 증발 방법과 증기 재활용 방법에 따라 다단프래쉬법(MSF: Multi Stage Flash Distillation), 다중효용법(MED: Multi Effect Distillation), 증기재압축법(MVR: Mechanical Vapor Compression) 등으로 나누어진다.
다단프래쉬법은 순간적으로 수증기를 방출하는 현상인 플래싱(Flashing)을 이용한 담수설비로 단(Stage)이라 불리는 곳에서 열원의 추가없이 계속적으로 낮은 증기 압력에서 해수의 플래싱이 연속적으로 발생하게 함으로써 에너지를 보다 효과적으로 사용할 수 있도록 고안된 담수화 설비이다. 다중효용법(Multi Effect Distillation)은 금속관(tube) 외부에 해수를 분무하여 내부로 흐르는 증기를 응축하게 하는 것으로서 관 외부의 해수는 끓어서 증기를 발생시키고 이 증기는 다음 단의 관내부로 들어가서 응축되는 과정을 반복하는 것이다. 이 과정은 관외부가 진공상태에서 진행되므로 역시 낮은 온도에서도 분무되는 해수가 끓어오르게 된다. 다단증발법과의 차이점은 낮은 온도에서 운전되므로 (60~70℃) 비교적 중.소형이고, 대신 열효율이 높으며 전력소모량이 생산량에 비해 적다.
상기 증발법들은 터빈 후단의 증기를 냉각할 때의 폐열을 이용하여 해수를 담수화하는 방식이나, 본 발명은 증기의 폐열이 아니라 도 9와 같이 배기가스의 폐열을 이용하는 방법으로 열원의 공급처가 다르다. 또한, 기존 방법은 해수담수화 공정에서 농축된 해수를 바다에 방류하여 주변 해수의 염분농도를 상승시켜 생태계에 영향을 미치고 있으나 본 발명에서는 열교환기에 해수담수화설비(30)을 연결하고, 또한, 상기 해수담수화설비(30)로부터 농축된 해수를, 회수한 고온 폐열로 추가 증발농축하여 소금(34)을 생산할 수 있다. 나아가, 농축된 해수로부터 Li, Mg, 우라늄 등을 추출 회수하는 설비(31)를 추가 설치할 수 있다(도 9 참고).
실시예 4 : 발전소내 폐수처리
발전소에서는 탈황폐수를 비롯하여 다량의 폐수가 배출되고 있어 이들을 처리해야 한다. 한편 폐열회수 과정에서도 다량의 응축수가 발생하는데 이들 응축수에 NO2 뿐만아니라 SO2 및 분진이 포함될수 있다. 이들을 기존의 폐수처리기술로 처리할 수 있으나 환경규제 강화에 따라 배출농도가 낮아짐에 따라 기존 기술로는 어려움 점이 있다. 따라서 앞서 실시예 3에서 설명한, 해수 담수화에 사용하는 MSF 나 MVR을 사용하여 폐수를 증발농축시켜 처리하고자 한다. 이들 공정의 구성도는 도 10과 같다.
실시예 5 : 축산폐수나 음식물쓰레기의 건조
도 7과 같은 소각로의 경우, 축산분뇨나 음식물쓰레기를 처리하는 경우가 많다. 예전에는 가연성 쓰레기와 혼합하여 연소하였는데, 최근에는 이들 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 보일러의 증기를 이용하여 건조후, 소각로에서 연소하는 경우가 증가하고 있다. 그런데 보일러의 증기를을 이용하는 경우, 발전출력이나 지역난방수 공급을 감소하므로 본 발명에서는 도 7과 같이 배기가스에서 폐열을 회수하여 건조하고자 한다.
실시예 6 : 보일러 연소용 공기의 예열
겨울철 혹한으로 대기온도가 저하시 보일러에 공급되는 공기 온도의 감소로 공기예열기 냉단부 온도가 이슬점 이하로 낮아지는 경우 수증기 응축 현상이 발생하여 냉단부 끝단의 막힘 현상으로 발전설비 운전에 어려움이 많다. 이에 도 11과 같이 배기가스로부터 회수한 폐열을 이용하여 공기예열기(21) 전단에 보일러 공급용 공기 예열기(36)를 구비하여 공기예열기(21) 막힘 현상을 방지하고 보일러 효율을 상승시킬 수 있다.
1: 가스터빈, 2: 우회 굴뚝, 3: 배열회수보일러의 과열기, 4: 산화촉매, 5: 환원제 분사장치, 6: 탈질촉매, 7: 배열회수보일러의 재열기, 8: 주 굴뚝, 9: 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기, 10: 폐열회수 열교환기 연결 댐퍼, 11: 주 굴뚝 연결 댐퍼, 12: 배기가스, 13: 응축수, 14,15: 폐열회수 열교환기 입.출구, 16:청정 배기가스, 17:응축수 순환, 18: 미스트 제거기(Mist Eliminator) 또는 습분분리기, 19: 보일러, 20: 선택적촉매환원장치(SCR), 21: 공기예열기, 22: 보일러 공급 공기, 23: 저온 전기집진기 또는 저온 백필터, 24: 탈황설비, 25: 혐기성 소화액 배양기, 26: 미세조류 배양시설, 27: 고농도 CO2 가 포함된 배기가스 이송관, 28: 냉각해수 입구, 29: 냉각해수 출구, 30: 해수담수화 설비, 31: 해수 중의 리튬, 마그네슘 추출 설비, 32: 증발농축 소금 제조설비, 33: 소금, 34: 담수, 35: 증발법을 이용한 폐수처리설비, 36: 보일러 공급용 공기 예열기

Claims (14)

  1. 배기가스 중의 NOx, SOx, CO, 및 VOCs(Volatile Organic Compounds)로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 산화시키는 산화기;
    상기 산화기와 연계되고 산화된 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기; 및
    상기 열교환기의 하단부에 설치된 응축수 배출장치;를 포함하는 배기가스 처리장치로서,
    상기 산화기는 산화촉매; 및 산화제 분사장치 또는 플라즈마 발생기;로 구성되고, 상기 배기가스 중의 NOx 또는 SOx를 응축수에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산화기 전단에 선택적촉매환원장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산화기 전단에 탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 산화기 전단에 탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화촉매의 전단부에 산화제 분사장치가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 산화제 분사장치는 오존 분사장치인 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기는 배기가스를 이슬점 이하까지 냉각시켜 수분을 응축시킴으로써, 산화된 NOx 또는 SOx가 응축수에 용해되도록 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기는 고온 열교환기 및 저온 열교환기로 구성되고, 상기 저온 열교환기는 습식세정기 방식의 직접 열교환 방식인 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기는 습식세정기 방식의 직접 열교환 방식과 튜브 또는 판형 열교환 방식의 간접 열교환 방식이 일체화된 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기는 미스트 제거기(mist eliminator) 또는 습분분리기가 설치된 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배기가스 처리장치; 및 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 및 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하기 위한 열교환기로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 배기가스 폐열회수 시스템으로서,
    상기 혐기성 소화액 배양기, 축산분뇨 혹은 음식물 쓰레기의 건조기, 해수담수화설비, 폐수처리설비 및 공기예열기로 들어가는 보일러 공급용 공기를 예열하기 위한 열교환기로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나는 상기 배기가스 처리장치의 열교환기에 연결된 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수 시스템.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배기가스 처리장치; 혐기성 소화액 배양기; 및 미세조류 배양시설 또는 온실시설을 포함하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템으로서,
    상기 배기가스 처리장치의 열교환기에 혐기성 소화액 배양기가 연결되고, 상기 배기가스 처리장치의 응축수 배출장치에 미세조류 배양시설 또는 온실시설이 연결되고, 배기가스 중 포함된 이산화탄소를 이용하기 위하여, NOx 또는 SOx가 제거된 배기가스가 상기 미세조류 배양시설 또는 온실시설에 공급되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 NOx 또는 SOx가 제거된 배기가스를 냉각시킬 수 있는 냉각해수 공급설비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 폐열, 이산화탄소 및 응축수 이용 시스템.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 배기가스 처리장치; 해수담수화설비; 리튬, 마그네슘 추출 설비; 및 증발농축 소금 제조설비를 포함하는 해수담수화 시스템으로서,
    상기 배기가스 처리장치의 열교환기에 해수담수화설비가 연결되고,
    상기 리튬, 마그네슘 추출 설비가 상기 해수담수화설비 후단부에 연결되고,
    상기 증발농축 소금 제조설비가 상기 리튬, 마그네슘 추출 설비 후단부에 연결되고,
    상기 리튬, 마그네슘 추출설비는 상기 해수담수화설비에서 발생하는 농축된 해수로부터, 리튬 및/또는 마그네슘을 회수할 수 있으며,
    상기 증발농축 소금 제조설비는 상기 배기가스 처리장치의 열교환기에서 회수된 폐열을 이용하여 농축된 해수로부터 소금을 수득할 수 있는 것을 특징으로 하는 해수담수화 시스템.
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