KR20140018971A - 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치 및 배기 가스 처리 시스템 - Google Patents

탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치 및 배기 가스 처리 시스템 Download PDF

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도시히로 후쿠다
다츠토 나가야스
세이지 가가와
나오유키 가미야마
노부유키 우카이
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

분무 건조 장치(50A)의 정상(덮개)부(51a) 근방의 측벽(51b)에 설치되어, 탈수 여과액(33)의 분무액(33a)을 건조하는 배기 가스(18)를 도입하는 가스 도입구(52)와, 분무 건조 장치 본체 내에 설치되어, 도입된 배기 가스(18)를 감속함과 동시에, 배기 가스 흐름을 층류(X)로 변경하는 정류판(53)과, 층류(X)가 된 배기 가스(18) 중에, 탈황 배수(30)로부터의 탈수 여과액(33)을 분무하는 분무 노즐(54)과, 분무 건조 장치 본체의 저부 근방의 측벽(51c)에 설치되어, 탈수 여과액(33)의 건조에 기여한 배기 가스(18)를 배출하는 가스 배출구(55)와, 분무 건조 장치 본체의 저부측에 설치되어, 분무 건조 고형물인 재(56)를 배출하는 고형물 배출 수단인 배출 호퍼(57)를 구비한다.

Description

탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치 및 배기 가스 처리 시스템{SPRAY DRYING APPARATUS FOR FILTRATE FROM DESULFURIZATION WASTE WATER, AND EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 보일러로부터 배출되는 배기 가스를 처리하는 배기 가스 처리시에 발생하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치 및 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이다.
종래, 화력 발전 설비 등에 설치되는 보일러로부터 배출되는 배기 가스를 처리하기 위한 배기 가스 처리 시스템이 알려져 있다. 배기 가스 처리 시스템은 보일러로부터의 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 탈초 장치와, 탈초 장치를 통과한 배기 가스의 열을 회수하는 에어 히터와, 열 회수 후의 배기 가스 중의 매진을 제거하는 집진기와, 제진 후의 배기 가스 중의 황 산화물을 제거하기 위한 탈황 장치를 구비하고 있다. 탈황 장치로서는 석회 흡수액 등을 배기 가스와 기액 접촉시켜서 배기 가스 중의 황 산화물을 제거하는 습식의 탈황 장치가 일반적으로 사용된다.
습식의 탈황 장치로부터 배출되는 배수(이하, 「탈황 배수」라고 함)에는 염소 이온, 암모늄 이온 등의 이온이나 수은 등 여러 종류의 유해 물질이 다량으로 포함된다. 이로 인해, 탈황 배수를 시스템 외부에 방류하기 전에 탈황 배수로부터 이들의 유해 물질을 제거할 필요가 있지만, 탈황 배수 중에 포함되는 이들 다종류의 유해 물질의 제거 처리는 복잡하고, 처리 비용이 높다는 문제가 있다. 따라서, 탈황 배수의 처리 비용을 절감하기 위해, 탈황 배수를 시스템 외부에 방출하지 않고 시스템 내에서 재이용하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 및 2에는 탈초 장치, 에어 히터, 집진기, 탈황 장치가 접속되는 주 라인의 화기 통로로부터 분지하여, 탈황 배수를 분무하여 가스화하는 설비를 별도 설치하고, 주 라인의 화기 통로로부터 배기 가스의 일부를 이 설비 내에 도입하고, 설비 내의 배기 가스 중에 탈황 배수를 분무하여 증발시킴으로써 유해 물질을 석출시킨 후, 이 배기 가스를 주 라인의 화기 통로에 복귀시키도록 구성된 배기 가스 처리 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1 및 2).
일본 특허 공개 소 63-200818호 공보 일본 특허 공개 평 9-313881호 공보
그러나, 특허문헌 1 및 2의 배기 가스 처리 장치에서는 화기 통로로부터 배기 가스를 일부 분지하여, 탈황 장치로부터의 탈황 배수(또는 액체 배출)를 분무하여 가스화하는 설비를 설치하여, 탈황 배수를 증발시키고 있지만, 탈황 장치로부터의 탈황 배수는 고형분이 함유되어 있기 때문에, 분무 건조를 양호하게 행할 수 없다고 하는 문제가 있다.
또한, 최근 들어, 내륙부 등에 있어서의 수자원에 대한 환경 배려를 위해서, 배기 가스 처리 설비에 있어서의 무배수화가 갈망되고 있고, 안정되게 조업할 수 있는 무배수화를 도모하는 배기 가스 처리 설비의 출현이 갈망되고 있다.
이 무배수화를 실시하는 설비로서, 탈황 배수를 건조하는 분무 건조기를 사용할 수 있지만, 보일러 배기 가스를 사용하여 탈황 배수를 분무 건조하는 경우에는 이하와 같은 문제가 있다.
보일러 배기 가스 중에는 고농도의 재가 포함되어 있고, 추가로 탈황 배수가 증발되면 배수 중에 포함되는 다량의 석출염이 존재하므로, 그의 대책이 필요하게 된다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여, 탈황 장치로부터의 탈황 배수의 무배수화를 도모할 수 있는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치 및 배기 가스 처리 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 발명은, 분무 건조 장치 본체의 정상부 근방 측벽에 설치되어, 분무액을 건조하는 배기 가스를 도입하는 가스 도입구와, 상기 분무 건조 장치 본체 내에 설치되어, 도입된 배기 가스를 감속함과 동시에, 배기 가스 흐름을 층류로 변경하는 정류판과, 층류가 된 배기 가스 중에, 탈황 배수로부터의 탈수 여과액을 분무하는 분무 노즐과, 상기 분무 건조 장치 본체의 저부 근방 측벽에 설치되어, 탈수 여과액의 건조에 기여한 배기 가스를 배출하는 가스 배출구와, 상기 분무 건조 장치 본체의 저부에 설치되어, 분무 건조 고형물을 배출하는 고형물 배출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치에 있다.
제2 발명은 제1 발명에 있어서, 상기 분무 건조 장치 본체 내의 배기 가스 도입 영역 근방에 설치되어, 배기 가스 중의 고형분에 의한 내벽면의 마모를 방지하는 보호판을 갖는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치에 있다.
제3 발명은 제1 또는 2의 발명에 있어서, 상기 분무 건조 장치의 내벽 둘레면을 세정하는 세정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치에 있다.
제4 발명은 연료를 연소시키는 보일러와, 상기 보일러로부터의 배기 가스의 열을 회수하는 에어 히터와, 열 회수 후의 배기 가스 중의 매진을 제거하는 집진기와, 제진 후의 배기 가스 중에 포함되는 황 산화물을 흡수액에서 제거하는 탈황 장치와, 상기 탈황 장치로부터 배출되는 탈황 배수로부터 석고를 제거하는 탈수기와, 상기 탈수기로부터의 탈수 여과액을 분무하는 분무 수단을 구비한 제1 내지 3 중 어느 하나의 분무 건조 장치와, 상기 분무 건조 장치에 배기 가스의 일부를 도입하는 배기 가스 도입 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 시스템에 있다.
본 발명에 따르면, 분무 건조 장치 내에서, 배기 가스를 층류로 하고, 그의 층류가 된 배기 가스 중에, 탈황 배수로부터의 탈수 여과액을 분무 노즐로부터 분무함으로써, 탈수 여과액의 분무 건조가 양호하게 된다. 이때, 도입하는 배기 가스에 의한 마모를 보호판으로 보호하는 것으로 하고 있다.
또한, 분무 건조 장치 내부를 세정하는 세정 수단을 가짐으로써, 배기 가스 중의 고농도의 재와 분무 건조 후의 다량의 석출염을 세정하고, 벽면 내부에 스케일의 발생을 방지한다.
도 1은 실시예 1에 관한 배기 가스 처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 실시예 1에 관한 탈황 액체 배출로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다.
도 3a은 도 2의 A-A 단면도이고, 분무 건조 장치의 정상부측에 설치한 제1 보호판의 설치 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 C부 확대도이다.
도 4a는 도 2의 B-B 단면도이고, 분무 건조 장치의 저부측에 설치한 제2 보호판의 설치 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 D부 확대도이다.
도 5는 실시예 2에 관한 탈황 액체 배출로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다.
도 6은 실시예 3에 관한 탈황 액체 배출로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또한, 실시예가 복수인 경우에는 각 실시예를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다. 또한, 하기 실시예에 있어서의 구성 요소에는 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 또는 실질적으로 동일한 것이 포함된다.
실시예 1
도 1은 실시예 1에 관한 배기 가스 처리 시스템의 개략 구성도이다. 도 1에 예시되는 배기 가스 처리 시스템(10)은, 예를 들면 석탄을 연료로서 사용하는 석탄을 태우는 보일러나 중유를 연료로서 사용하는 중유을 태우는 보일러 등의 보일러(11)로부터의 배기 가스(18)로부터, 질소 산화물(NOx), 황 산화물(SOx), 수은(Hg) 등의 유해 물질을 제거하는 장치이다.
배기 가스 처리 시스템(10)은 연료(F)를 연소시키는 보일러(11)와, 상기 보일러(11)로부터의 배기 가스(18) 중의 질소 산화물을 제거하는 탈초 장치(12)와, 탈초 후의 배기 가스(18)의 열을 회수하는 에어 히터(13)와, 열 회수 후의 배기 가스(18) 중의 매진을 제거하는 집진기(14)와, 제진 후의 배기 가스(18) 중에 포함되는 황 산화물을 흡수액인 석회 슬러리(20)로 제거하는 탈황 장치(15)와, 상기 탈황 장치(15)로부터 배출되는 탈황 배수(30)로부터 석고(31)를 제거하는 탈수기(32)와, 상기 탈수기(32)로부터의 탈수 여과액(33)을 분무하는 분무 수단을 구비한 분무 건조 장치(50)(후술하는 분무 건조 장치(50A 내지 50C))와, 상기 분무 건조 장치(50)에 배기 가스(18)의 일부를 도입하는 배기 가스 도입 라인(L11)을 구비하는 것이다. 이에 의해, 석고(31)를 제거한 탈수 여과액(33)을 도입한 배기 가스(18)를 사용하여 분무 건조 장치(50)에 있어서, 분무 건조하므로, 탈황 배수(30)의 무배수화를 안정되게 실시할 수 있다.
탈초 장치(12)는 보일러(11)로부터 가스 공급 라인(L1)을 통해 공급되는 배기 가스(18) 중의 질소 산화물을 제거하는 장치이고, 그의 내부에 탈초 촉매층(도시하지 않음)을 갖고 있다. 탈초 촉매층 전류에는 환원제 주입기(도시하지 않음)가 배치되고, 이 환원제 주입기로부터 배기 가스(18)에 환원제가 주입된다. 여기서 환원제로서는, 예를 들면 암모니아, 요소, 염화암모늄 등이 사용된다. 탈초 장치(12)에 도입된 배기 가스(18) 중의 질소 산화물은 탈초 촉매층과 접촉함으로써, 배기 가스(18) 중의 질소 산화물이 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 분해·제거된다. 또한 배기 가스(18) 중의 수은은 염소(Cl)분이 많아지면, 물에 가용한 2가의 염화 수은의 비율이 많아지고, 후술하는 탈황 장치(15)에서 수은이 포집되기 쉬워진다.
또한, 상기의 탈초 장치(12)는 필수적인 것은 아니고, 보일러(11)로부터의 배기 가스(18) 중의 질소 산화물 농도나 수은 농도가 미량, 또는 배기 가스(18) 중에 이들의 물질이 포함되지 않은 경우에는, 탈초 장치(12)를 생략하는 것도 가능하다.
에어 히터(13)는 탈초 장치(12)에서 질소 산화물이 제거된 후, 배기 가스 공급 라인(L2)을 통해 공급되는 배기 가스(18) 중의 열을 회수하는 열 교환기이다. 탈초 장치(12)를 통과한 배기 가스(18)의 온도는 300℃ 내지 400℃ 정도로 고온이기 때문에, 에어 히터(13)에 의해 고온의 배기 가스(18)와 상온의 연소용 공기 사이에서 열 교환을 행한다. 열 교환에 의해 고온이 된 연소용 공기는 보일러(11)에 공급된다. 한편, 상온의 연소용 공기와의 열 교환을 행한 배기 가스(18)는 150℃ 정도까지 냉각된다.
집진기(14)는 열 회수 후, 가스 공급 라인(L3)을 통해 공급되는 배기 가스(18) 중의 매진을 제거하는 것이다. 집진기(14)로서는 관성력 집진기, 원심력 집진기, 여과식 집진기, 전기 집진기, 세정 집진기 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 도 1 중 부호(16)는 집진재를 도시한다.
탈황 장치(15)는 매진이 제거된 후, 가스 공급 라인(L4)을 통해 공급되는 배기 가스(18) 중의 황 산화물을 습식에서 제거하는 장치이다. 이 탈황 장치(15)에서는 알칼리 흡수액으로서 석회 슬러리(20)(물에 석회석 분말을 용해시킨 수용액)가 사용되고, 장치 내의 온도는 30 내지 80℃ 정도로 조절되어 있다. 석회 슬러리(20)는 석회 슬러리 공급 장치(21)로부터 탈황 장치(15)의 탑저부(22)에 공급된다. 탈황 장치(15)의 탑저부(22)에 공급된 석회 슬러리(20)는 도시하지 않은 흡수액 송급 라인을 통해 탈황 장치(15) 내의 복수의 노즐(23)에 보내져, 노즐(23)로부터 탑정부(24)측을 향하여 분출된다. 탈황 장치(15)의 탑저부(22)측으로부터 상승해 오는 배기 가스(18)가 노즐(23)로부터 분출하는 석회 슬러리(20)와 기액 접촉함으로써, 배기 가스(18) 중의 황 산화물 및 염화 수은이 석회 슬러리(20)에 의해 흡수되어, 배기 가스(18)로부터 분리, 제거된다. 석회 슬러리(20)에 의해 정화된 배기 가스(18)는 정화 가스(26)로서 탈황 장치(15)의 탑정부(24)측으로부터 배출되어, 굴뚝(27)으로부터 계외로 배출된다.
탈황 장치(15)의 내부에 있어서, 배기 가스(18) 중의 황 산화물 SOx는 석회 슬러리(20)와 하기 반응식 (1)로 표시되는 반응을 발생한다.
Figure pct00001
또한, 배기 가스(18) 중의 SOx를 흡수한 석회 슬러리(20)는 탈황 장치(15)의 탑저부(22)에 공급되는 공기(도시하지 않음)에 의해 산화 처리되어, 공기와 하기 반응식 (2)로 표시되는 반응을 발생한다.
Figure pct00002
이와 같이 하여, 배기 가스(18) 중의 SOx는 탈황 장치(15)에 있어서 석고 CaSO4·2H2O의 형태로 포획된다.
또한, 상기한 바와 같이 석회 슬러리(20)는 탈황 장치(15)의 탑저부(22)에 저류한 액을 양수한 것이 사용되지만, 이 양수되는 석회 슬러리(20)에는 탈황 장치(15)의 가동에 수반하여, 반응식 (1), (2)에 의해 석고 CaSO4·2H2O가 혼합된다. 이하에서는 이 양수되는 석회 석고 슬러리(석고가 혼합된 석회 슬러리)를 흡수액이라고 부른다.
탈황에 사용한 흡수액(석회 석고 슬러리)은 탈황 배수(30)로서 탈황 장치(15)의 탑저부(22)로부터 외부로 배출되어, 후술하는 배수 라인(L20)을 통해 탈수기(32)에 보내져, 여기에서 탈수 처리된다. 이 탈황 배수(30)에는 석고(31) 이외에, 수은 등의 중금속이나 Cl-, Br-, I-, F- 등의 할로겐 이온이 포함되어 있다.
탈수기(32)는 탈황 배수(30) 중의 석고(31)를 포함하는 고체분과 액체분의 탈수 여과액(33)을 분리하는 것이다. 탈수기(32)로서는, 예를 들면 벨트 필터, 원심 분리기, 디캔터(decanter)형 원심 침강기 등이 사용된다. 탈황 장치(15)로부터 배출된 탈황 배수(30)는 탈수기(32)에 의해 석고(31)가 분리된다. 그 때, 탈황 배수(30) 중의 염화 수은은 석고(31)에 흡착된 상태에서 석고(31)와 함께 액체와 분리된다. 분리된 석고(31)는 시스템 외부(이하, 「계외」라고 함)에 배출된다.
한편, 분리액인 탈수 여과액(33)은 탈수 라인(L21)을 통해 분무 건조 장치(50)에 보내진다. 또한, 탈수 여과액(33)은 일시적으로 배수 탱크(도시하지 않음)에 저류하도록 해도 된다.
분무 건조 장치(50)는 보일러(11)로부터의 배기 가스(18)의 주 라인인 배기 가스 공급 라인(L2)으로부터 분지한 배기 가스 도입 라인(L11)을 통해 배기 가스(18)의 일부가 도입되는 가스 도입 수단과, 탈수 여과액(33)을 살포 또는 분무하는 분무 수단을 구비하고 있다. 그리고, 도입되는 배기 가스(18)의 열에 의해 살포 또는 분무된 탈수 여과액(33)을 증발 건조시키고 있다. 또한, 부호(L12)는 분무 건조 장치(50)에서 건조에 기여한 배기 가스(18)를 가스 공급 라인(L3)에 송급하는 배기 가스 송급 라인이다.
본 발명에서는 탈황 배수(30)로부터 석고(31)를 제거한 탈수 여과액(33)을 분무 건조하고 있으므로, 분무 수단에서의 막힘을 방지할 수 있다.
즉, 탈황 배수 그 자체를 분무하는 것은 아니므로, 탈황 배수가 증발하는데 수반하여 발생하는 건조 입자의 양을 대폭 저감시킬 수 있다. 그 결과, 건조 입자의 부착에 기인하는 막힘을 저감시킬 수 있다. 또한, 탈황 배수(30)를 탈수 처리함으로써, 석고(31)와 함께 염화 수은도 분리·제거되기 때문에, 배수 분무시에 배기 가스(18) 중의 수은 농도가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 에어 히터(13)에 유입하는 배기 가스(18)의 일부를 배기 가스 공급 라인(L2)으로부터 배기 가스 도입 라인(L11)을 통해 분지하고 있으므로, 배기 가스의 온도가 높고(350 내지 400℃), 탈수 여과액(33)의 분무 건조를 효율적으로 행할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 관한 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 분무 건조 장치(50A)는 분무 건조 장치 본체의 정상(덮개)부(51a) 근방의 측벽(51b)에 설치되고, 탈수 여과액(33)의 분무액(33a)을 건조하는 배기 가스(18)를 도입하는 가스 도입구(52)와, 분무 건조 장치 본체 내에 설치되어, 도입된 배기 가스(18)를 감속함과 동시에, 배기 가스 흐름을 층류(X)로 변경하는 정류판(53)과, 층류(X)가 된 배기 가스(18) 중에, 탈황 배수(30)로부터의 탈수 여과액(33)을 분무하는 분무 노즐(54)과, 분무 건조 장치 본체의 저부를 배기 가스(18)의 주화기 통로인 가스 공급 라인(L3)과 연결하는 가스 배출구(55)를 구비하는 것이다. 또한, 도면 중 부호(56)는 분무 건조 고형물인 재를 도시한다.
또한, 본 실시예에서는 분무 건조 장치(50A)의 본체 내의 배기 가스(18)의 도입 영역 및 건조에 기여한 배기 가스(18)의 배출 영역의 각각에, 배기 가스(18) 중의 고형분에 의한 내벽면(51d)의 마모를 방지하는 제1 보호판(61) 및 제2 보호판(62)을 벽을 따라 설치하도록 하고 있다.
이것은, 도입되는 배기 가스(18)는 그의 유속이 예를 들면 10 내지 18m/s 정도이고, 이 배기 가스(18)가 장치 본체의 접선 방향으로부터 도입되므로, 제1 보호판(61)을 설치함으로써, 그의 내벽면(51d)의 마모를 방지하도록 하고 있다.
도 3a은 도 2의 A-A 단면도이고, 분무 건조 장치의 정상부측에 설치된 제1 보호판(61)의 설치 상태를 나타내는 개략도이다. 도 3b는 그의 C부 확대도이다.
도 4a는 도 2의 B-B 단면도이고, 분무 건조 장치의 저부측에 설치한 제2 보호판(62)의 설치 상태를 나타내는 개략도이다. 도 4b는 그의 D부 확대도이다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 분무 건조 장치(50A)의 본체 내의 내벽면(51d)에, 예를 들면 레일 형상의 삽입 지그(63)가 설치되어 있다. 그리고, 제1 보호판(61)은 삽입 지그(63)에 대하여 연직축 방향으로 인발이 용이하게 되어, 필요에 따라 교환 가능하게 하고 있다.
이것은 보일러(11)로부터의 배기 가스(18) 중에는 경도가 높은 재 등의 매진이 많이 포함되어 있다. 그리고, 배기 가스(18)가 가스 도입구(52)로부터 유입할 때에 발생하는 선회류에 의해 충돌시에 발생하는 내벽면(51d)에 대한 경도가 단단한 재 등에 의한 마모로부터 보호할 필요가 있기 때문이다. 이 때문에, 삽입 가능한 제1 보호판(61)을 내벽면(51d)의 주위를 따라서 설치하도록 하고 있다.
또한, 배기 가스(18)의 도입은 배기 가스 공급 라인(L2)과 배기 가스 도입 라인(L11)과의 압력 손실의 상이에 의해, 배기 가스(18)를 분무 건조 장치(50A) 내에 도입하도록 하거나, 필요에 따라 유인 팬 등을 사용하여 배기 가스(18)를 도입하거나 하고 있다.
또한, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제1 보호판(61)의 표면에는 추가로 요철면(61a)을 형성하고, 이 요철면(61a)에 의해 배기 가스(18)의 흐름을 감속시키도록 하고 있다.
본 실시예에서는 제1 보호판(61)에 감속 수단인 요철면(61a)을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 별도 독립하여 가스 감속 수단을 설치하도록 해도 된다.
이 제1 보호판(61)에 충돌한 배기 가스(18)는 추가로 그의 소용돌이 흐름을 약화시키기 위해서, 정류판(53)이 설치되어 있다.
본 실시예에 관한 정류판(53)은 분무 노즐(54)에 공급하는 탈수 여과액(33)의 공급관(54a)을 중심으로 하고, 거기에서 방사상으로 도시하지 않은 지지 수단에 의해 설치되어 있다. 그리고 이 정류판(53)에 의해, 배기 가스(18)를 소용돌이류(선회류)로부터 층류(X)의 하강류에 변경하도록 하고 있다.
또한, 정류판(53)은 내벽면(51d)측에도 그의 연직축 방향에 설치할 수도 있다.
이 층류(X)가 된 배기 가스(18) 중에, 탈수 여과액(33)을 분무액(33a)으로서 분무 노즐(54)로부터 분출하도록 하고 있다.
여기서, 분무 노즐(54)은 탈수 여과액(33)을 소정의 액적 지름이 되도록 분무하는 것이면, 그의 형식은 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 2 유체 노즐이나, 로터리 분무기 등의 분무 수단을 사용할 수 있다. 또한, 2 유체 노즐은 비교적 소량의 탈수 여과액(33)을 분무하기에 적합하고, 로터리 분무기는 비교적 다량의 탈수 여과액(33)을 분무하는데도 적합하다.
또한, 노즐의 수도 1기가 아니고, 그의 처리량에 따라서 복수기 설치할 수도 있다.
본 실시예에서는 분무 건조 장치(50A)의 내벽 둘레면을 세정하는 세정 수단을 갖고 있다.
이 세정 수단은 세정액(72)을 내벽면(51d) 전역에 걸쳐서 분사하고, 습윤벽(72a)을 형성하는 세정 노즐(71)과, 습윤벽(72a)의 낙하액을 회수하는 회수 홈통(73)을 갖고 있다.
이 습윤벽(72a)은 내벽면(51d)의 전역에 걸쳐서 형성되어 있고, 배기 가스(18) 및 탈수 여과액(33) 중에서 석출하는 부착물의 발생을 방지하도록 하고 있다.
이 세정 수단은 필요에 따라서 설치하면 되고, 부착물의 발생이 적은 경우에는 세정 수단을 생략하도록 해도 된다.
또한, 분무 노즐(54)로부터 분무되는 분무액(33a)의 건조가 양호하게 행해지도록, 분무 건조 장치(50A)의 탑내의 분무 건조 영역은 일반의 물에 비교하여 비점이 높은 탈황 여과액이므로, 그의 여과액의 증발 속도에 따라서 그의 길이를 변화시켜, 분무액(33a)의 체류 시간을 길게 하도록 하고 있다.
분무 건조에 기여한 배기 가스(18)는 분무 건조 장치(50A)의 저부 근방 측벽(51c)에 설치된 가스 배출구(55)로부터 배출된다.
이때, 연직축 방향의 층류(X)로부터 소용돌이류가 될 때의 내벽면(51d)의 마모를 방지하기 위해서, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 제2 보호판(62)이 벽을 따라 복수 설치되어 있다. 또한, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 제2 보호판(62)의 표면은 제1 보호판(61)의 표면과는 상이하고, 평활면으로 하고 있다.
또한, 제2 보호판(62)에 대해서는, 배기 가스 중에 포함되는 매진량에 따라서는 생략하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여 탈수 여과액(33)은 분무 노즐(54)로부터 분무될 때, 도입된 배기 가스(18)와 접촉하여 분무 건조되는 것이 되지만, 탈수 여과액(33)에는 여러 가지 염류가 포함되어 있으므로, 그의 분무 건조 고형물인 재(56)를 분무 건조 장치 본체의 저부에 설치한 배출 호퍼(57)로부터 배출하도록 하고 있다.
또한, 배출 호퍼(57)의 내벽면에 있어서도, 재(56)와의 마모에 의한 부식을 방지하기 위해서, 제3 보호판(64)을 설치하도록 하고 있다.
또한, 배출 호퍼(57) 내에 설치하는 제3 보호판(64)은 용이하게는 교환을 할 수 없는 경우도 있어서, 재의 마모나 석출염 등의 부식 환경에 있어서 내구성이 있는 예를 들면 세라믹 타일 등을 부착하도록 해도 된다.
본 실시예에 의하면, 분무 건조 장치(50A) 내에서, 배기 가스(18)를 정류판(53)에 의해 층류(X)라고 하고, 그의 층류(X)가 된 배기 가스(18) 중에, 탈황 배수(30)로부터의 탈수 여과액(33)을 분무 노즐(54)로부터 분무함으로써, 탈수 여과액(33)의 분무 건조가 양호해진다. 이때, 도입 및 배출할 때의 내벽면(51d)과 충돌하는 배기 가스(18)에 의한 마모를 제1 및 제2 보호판(61, 62)에서 보호하기로 하고 있으므로, 분무 건조 장치의 내구성이 향상된다.
또한, 분무 건조 장치(50A)의 내부를 세정하는 세정 수단을 갖고, 습윤 벽(72a)에 의한 세정으로 함으로써, 배기 가스(18) 중의 고농도의 재와 분무 건조 후의 다량인 석출염을 세정하고, 벽면 내부에 스케일의 발생을 방지할 수 있으므로, 분무 건조 장치(50A)의 내구성이 향상된다.
실시예 2
도 5는 실시예 2에 관한 탈황 액체 배출로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다. 또한, 실시예 1의 분무 건조 장치(50A)와 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 붙여서 그의 설명은 생략한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 분무 건조 장치(50B)는 분무 건조 장치 본체의 저부에, 재(56)를 불출하는 재 불출 수단(80)을 설치하고 있다.
재 불출 수단(80)은 배출 호퍼(57)에 연결하여 설치되어 있고, 내부에 개구(81a)를 갖는 고정반(81)과, 모터(83)의 구동에 의해 회전하는 무단 벨트(84)의 회전에 의해 회전하는 회전반(82)이 설치되어 있다. 회전반(82)에는 개구(82a)가 설치되어 있다.
그리고, 재(56)가 소정량이 되었을 때에는, 회전반(82)을 모터(83)의 구동에 의해 무단 벨트(84)에 의해 회전시켜, 개구(81a, 82a)를 일치시켜서, 하방의 배출 통로(86)에 재(56)를 낙하시키고 있다. 배출 통로(86)의 일단부에는 컴프레서(85)가 설치되어 있고, 이 컴프레서(85)에 의해 재(56)를 압송하고, 배출 통로(86)의 타단부에 설치된 재 수집 설비(87)에 보내지도록 하고 있다.
재불출 수단(80)이 개재 장착되는 연통 통로(88)의 내면에는 제3 보호판(64)이 설치되어 있고, 연통 통로(88)의 내면을 보호하도록 하고 있다.
또한, 배출 호퍼(57)의 주위에 진동 장치(89)를 설치하고 있고, 배출 호퍼(57)를 진동시킴으로써, 재나 석출염을 막히지 못하게 하도록 하고 있다.
또한, 배출 호퍼(57), 배출 통로(86) 및 연통 통로(88)에는 보온 수단(예를 들면 증기 트레이스 등)을 설치하여, 재나 석출염을 막히지 못하게 하도록 하고 있다.
실시예 3
도 6은 실시예 3에 관한 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치의 개략도이다. 또한, 실시예 1의 분무 건조 장치(50A)와 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 붙여서 그의 설명은 생략한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 분무 건조 장치(50C)는 세정 수단의 세정액(72)의 회수 및 재이용을 도모하는 세정액 저류조(74)를 설치하고 있다.
분무 건조 장치 본체의 내면에 형성된 습윤벽(72a)은 석출하는 부착물을 씻어 버리고 있고, 이 세정액(72)은 회수 홈통(73)으로 회수되어, 회수 라인(L31)에 의해, 세정액 저류조(74)에 회수되어, 저류되고, 순환 펌프(75)에 의해, 세정액 공급 라인(L32)을 통해 다시 세정 노즐(71)에 세정액(72)을 공급하고 있다.
또한, 장기간에 걸쳐서 세정을 계속해 가면, 세정액(72)의 농도가 상승하므로, 적절히 희석물(76)을 공급하여 희석하도록 하고 있다. 또한, 농도가 소정 이상으로 상승한 경우에는 세정액(72)의 일부를 세정액 저류조(74)로부터 뽑아내어, 뽑아낸 분만 희석물(76)로 엷게 하여, 다시 세정을 행하도록 하고 있다.
10 배기 가스 처리 시스템
11 보일러
12 탈초 장치
13 에어 히터
14 집진기
15 탈황 장치
16 집진재
18 배기 가스
30 탈황 배수
32 탈수기
33 탈수 여과액
50A 내지 50C 분무 건조 장치
52 가스 도입구
53 정류판
54 분무 노즐
55 가스 배출구
56 재
57 배출 호퍼

Claims (4)

  1. 분무 건조 장치 본체의 정상부 근방 측벽에 설치되어, 분무액을 건조하는 배기 가스를 도입하는 가스 도입구와,
    상기 분무 건조 장치 본체 내에 설치되어, 도입된 배기 가스를 감속함과 동시에, 배기 가스 흐름을 층류로 변경하는 정류판과,
    층류가 된 배기 가스 중에, 탈황 배수로부터의 탈수 여과액을 분무하는 분무 노즐과,
    상기 분무 건조 장치 본체의 저부 근방 측벽에 설치되어, 탈수 여과액의 건조에 기여한 배기 가스를 배출하는 가스 배출구와,
    상기 분무 건조 장치 본체의 저부에 설치되어, 분무 건조 고형물을 배출하는 고형물 배출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분무 건조 장치 본체 내의 배기 가스 도입 영역 근방에 설치되어, 배기 가스 중의 고형분에 의한 내벽면의 마모를 방지하는 보호판을 갖는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분무 건조 장치의 내벽 둘레면을 세정하는 세정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 탈황 배수로부터의 탈수 여과액의 분무 건조 장치.
  4. 연료를 연소시키는 보일러와,
    상기 보일러로부터의 배기 가스의 열을 회수하는 에어 히터와,
    열 회수 후의 배기 가스 중의 매진을 제거하는 집진기와,
    제진 후의 배기 가스 중에 포함되는 황 산화물을 흡수액에서 제거하는 탈황 장치와,
    상기 탈황 장치로부터 배출되는 탈황 배수로부터 석고를 제거하는 탈수기와,
    상기 탈수기로부터의 탈수 여과액을 분무하는 분무 수단을 구비한 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 분무 건조 장치와,
    상기 분무 건조 장치에 배기 가스의 일부를 도입하는 배기 가스 도입 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 처리 시스템.
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