KR800001100B1 - 폐기중의 유독가스 제거 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐기중의 유독가스 제거 방법

제1도는 내부구조를 보이기 위해 일부 절개된, 본원 발명에 의한 연무 제거 장치의 측면도.

제2도는 제1도 A-A선상의 단면도.

제3도는 본원 발명에 의한 제거 장치의 변형에의 개요도.

제4도는 본원 발명에 사용되는 노즐장치의 측면도.

황산을 제조하는 종래 방법에 있어서는 유황을 열과 공기 또는 추가산소등의 존재하에 산화시켜 SO₂를 형성하고, 이어 이를 5산화바나듐 촉매를 함유하는 변환기(變換器)를 통과시킴으로써 SO₃로 변환시킨다. 이 가스질(質) SO₃을 농축된 황산과 접촉시켜서 추가적인 황산을 형성한다. 이 공정에서 나오는 가스질 방출물(放出物)에는 SO₂, SO₃및 소위 황산연무(黃酸煙霧)라는 연무가 함유되는데, 이 황산연무는 SO₃가 습기를 지닌 공기와 접촉해서 생기는, 황산의 미소립자(微小粒子)로 형성된 것이다.

이러한 구성분을 가스질 방출물로부터 제거하기 위해서, 방출 가스를 일련(一連)의 흡착기 또는 가스세정기로 처리하여 SO₂, SO₃및 황산연무의 거의 대부분을 제거한다. 그러나, 이와 같은 제거방법은 100% 효과적인 것이 못되어서 방출가스 1입방(立方)피이트당 약/내지 20밀리그램의 황산이 굴뚝으로 나가 대기속에 섞이게 된다. 이렇게되면 굴뚝으로부터 가스질연무가 뭉게뭉게한 연기상의 뭉치로 보이게 된다.

근래 대기오염방지에 대한 규정이 점차 엄격해지고 환경정화에 대한 노력이 경주됨에 따라 방출 가스중의 산연무(酸煙霧)의 거의 전부를 제거하여야 하게되었다. 이러한 목적하에 연무제거 시스템이 개발되었는데, 이와 같은 제거 시스템은 본질적으로 대규모 램크내에, 격벽(隔璧)을 도입구(導入口)와 방출구(放出口)사이에 마련되고, 이에 연무 제거 장치를 설치한다. 가장 많이 사용되고 있는 연무 제거장치는 2개의 스크리인 사이에 충전된 직립(直立)파이버상(床)으로 구성되어 있다. 2개의 동심적(同心的)스크리인사이나 또는 2개의 평행된 평탄(平坦)스크리인 사이에 충전파이버 상(床)으로 사용되는 충전자재로서는 화학적 저항섬유 유리, 합성섬유 또는 기타 특수형섬유등을 여건에 따라 사용한다. 구조부분은 가용접(可鎔接) 정련(精鍊)금속 또는 유리 보강수지로 만들어진다. 이리하여 연무질입자를 함유하는 배출(排出)가스는, 파이버상(床)을 수평방향으로 거쳐나가게 되고, 이어 이 액체입자는 가스에 끌려서 파이버상(床)을 관통하여 수평방향으로 이동하는 액막(液膜)에 합류되어 끝내는 중력에 의하여 아래로 떨어지게 된다. 이리하여 모여진 액체는 파이버상(床)의 하향류(下向流)를 이루어 배액각(排液脚)을 통합서 배출된다. 이러한 부재가 개별탱크나 용기내에 설치될때는 이 배액각은 탱크밑바닥의 액레벨 밑에 침지(沈漬)되의 액체의 밀봉을 유지한다. 그리고 연무제거장치요소가 흡착탑의 정상에서 현수(懸垂)된 경우에는 상기 배액각은 액의 밀봉을 유지키 위해 별개 밀봉캡으로 막아진다. 이런 연무제거장치의 하나는 몬산토-엔베로-캠시스템 인코오포레이테트(미국 미조리주, 센트 루이스시소재)에서 제조하는 Brink

라는 상품명으로 시판되고 있다.

이 형의 연무제거장치의 기능에 대한 좀더 상세한 것은 기술문헌번호 IGI LRA 0472/10M/BO⁸를 참조해보면 되는데, 이러한 형의 연무 제거장치의 설계나 구조는 본 발명에 하등관련이 없지만 본 발명의 주제에 대한 기재를 충실히 하기 위하여 상기 기술문헌의 주제를 참조키로 한다.

상기한바 연무제거장치는 정상적인 운행상태에 있어서는, 배출굴뚝으로부터 방출하기전에 가스질 연무 흐름으로부터 약 99.5%이상의 황산연무를 제거한다. 그러나 일단 이 제거장치의 상향류(上向流)상태에 이상(異常)이 발생하여 대량의 SO₃가스가 연무제거 장치에 주입되는 경우에는, 이들 연무제거장치가 실제상 SO₃가스를 제거하는 기능을 하지 못하게 되는 것이 밝혀졌다. 이와 같은 이상상태(異常狀態)는 공장의 가동 개시 무렵이나 아니면 기계적 고장 때문에 연무장치의 흡착기 또는 가스세정기의 상향류 기능이 저감되었을시에 더 흔이 일어난다. 이러한 상황하에서는 다량의 SO₃가스가 연무제거장치내에 주입되는데, 그렇게 가스제거장치가 삽시간에 SO₃가스로 포화되어 버림으로써, 발연황산(發煙黃酸)이 형성되고 따라서 한정선(限定線)을 넘는 대량의 SO₃가스가 굴뚝을 통해서 대기속에 방출되는데 이 현상은 굴뚝으로부터 뭉게뭉게한 연기가 대기속으로 나오는 것이 뚜렷하게 보임으로서 알 수 있다.

상술한바 이상 사태를 바로잡을려면, 고장개소의 수리 뿐만아니라 연무제거장치에 찬 SO₃가스를 모두 제거하기 위해 공장의 가동을 중단하지 않으면 안되었었다. 그리고 찬 SO₃가스를 모두 제거하려면 탱크내의 연무제거장치에다 황산을 범란시켜야만 되었는데, 이것은 곧 탱크를 황산으로 채워 연무제거장치에 찬 SO₃가스를 흡수케 한 후에 다시 탱크로부터 빼내는 작업을 필요로하고, 그러한 작업 수행에는 6시간 내지 24시간이 소요되었었다.

본원 발명은, 상술한 바와 같이 연무제거장치를 정상상태로 복귀하는데 6시간이상 24시간까지 소요되는 작업을 불과 수분내로 저감시키는, 유독 가스제어 시스템을 제공하려는 것이다. 즉, 본원 발명에 있어서는, 스프레이 시스템을 설치하여 이것으로 하여금 연무제거장치를 포화함으로써 연무제거장치를 직시 산흡착(吸着)장치로 변환시켜서 이에 접촉되는 SO₃가스가 신선한 황산과 불가피 접촉하게 되어 골 흡수되고 응고되게 하는 것이다.

이와 같은 효과는 연무제거장치가 모두 산(酸)스프레이를 받을 수 있겠끔 연무제거장치내에 장치함으로써 이루어지는 것인데, 이와 같은 이점을 지닌 본원 발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1도를 참조하면, 탱크(1)은 카버(2)로 덮게되고, 탱크(1)내의 밑바닥과 천정과의 중간에 수평격벽(水平隔璧)(3)을 마련한다. 이 수평격벽(3)은 I-빔멤버(4)로 지지되는데, 통상적인 연무제거장치(5)가 지지플베이트(6)에 의하여 수평격벽에 현수상(縣垂狀)으로 보지된다. 연무제거장치(5)의 하단에는 도관(導管)(7)이 황산웅덩이(9)에 잠기게 신장되어 있는데, 탱크(1)의 밑바닥은 연와(8)로 깔려 있다. 황산 제조공장에서 기오는 배출가스는 탱크(1)의 하부에 마련된 도입관(導入管)(10)을 통해서 탱크에 주입되어 상기 중간격벽(3)상부에 마련된 배출도관(排出導管)(11)을 통해서 나가게 된다. 전술한바와 같이 도입관(10)을 통해 탱크(1)에 주입되는 가스상(狀)흐름속의 황산량은 배출가스 1입방피이트당 약 1내지 20밀리그램이다. 가스상흐름이 연무제거장치(5)를 거쳐 빠져나가게 되면 황산연무량은 배출가스의 1입방피이트당 약 0.005내지 0.1밀리그램까지 저감되는데 이것은 충분히 허용범위내인 것이다. 배출가스는 배출도관(11)을 통해 탱크(1)로부터 나가게 되어 폐기굴뚝 또는 임의의 기타 폐기처리 장치로 반송된다.

제1도에 도시된 예에 있어서는 연무제거장치 2개가 마련되어 있으되, 일반적으로 다수개의 장치가 격벽(3)에 현수설치된다. 이 연무제거장치의 수는 처리할 배출가스의 양과, 격벽(3)을 중간에 둔 그 상하부분의 입력차에 따라 결정한다.

이제 제2도를 참조하면, 탱크(1)에는 직립(直立)격벽(12)이 그 좌측에 용량이 큰 제거부 공간을 마련하고, 그 우측에 보다 작은 제거부를 마련하겠끔 위치한다. 이 직립격벽(12)의 좌우양측에 산살포(酸撒布)장치(총괄적으로 부호(39) 및 (53)으로 표시함)이 각각 마련되어 있다. 그런데 이 내부 산살포장치(39)와 (53)은 동일한 방식으로 동일기능을 하게 돼 있기 때문에 여기서는 산살포장치(39)의 경우를 예로 들어 설명하겠다.

산살포장치(39)는 탱크(1)의 벽을 관통하여 신장되어 있는 도관(13)에 연결되어 있고, 도관(13)의 타단은 연결관(40) 및 (41)을 거쳐서 산급원(酸給源)에 연결되는데, 이 시스템의 탱크외부부분에 관해서는 후술키로 한다. 상기 도관(13)은 시스템의 T형상관계수(T刑管繼手)(14)로 관(15)와 연결된다. 관(15)의 타단은(16)에서 T형 관계수(18)에 연결되고, 이 계수(18)은 관(20) 및 (21)과 양쪽으로 연결된다. 이 관(20) 및 (21)의 외측단은 각각 상향으로 신장된 노출(31) 및 (34)에 연결된다. 도관(15)은 또한 계수(17)을 거쳐 T형관(19)에 연결되고, 이 T형관(19)는 관(22) 및 (23)의 각단에 연결된다. 관(22)의 외단에는 상향노즐(32)가 구비되어 있다. 관(23)은 T형관(27)에 연결되고, 이 T형관(27)에는 상향으로 신장된 노즐(37)이 연결되고, 이 노즐은 상기 T형관(19)에 연결된다. 관(23)의 외측단에는 상향으로 신장되는 노즐유닛(35)가 마련되어 있다. 계수(30)을 개재시켜 관(26)이 T형관(27)에 연결된다. 도관(26)은 계수(29)를 개재시켜 T형관(28)에 연결된다. T형관(28)의 일단에는 도관(25)가 연결되고 이 도관(25)의 외단에는 상향으로 신장되는 노즐(36)이 구비되어 있다. T형관(28)에는 상향으로 신장된 노즐(38)이 연결되고, 이 노즐(38)은 도관(24)에 연결되며, 이 도관(24)의 외단에는 상향노즐(33)이 연결되어 있다.

산살포시스템(39)는 황산급원(給源)에 연결되는데, 이 급원은 계수(41)를 거쳐 도간(13)에 연결되는 도관(40)으로 이어진다. 이 도관(40)에 연결되어 있고, 이 벌브(42)는 계수(44)를 통해 도관(45)에 연결된다. 이 도관(45)은 펌프(46)에 연결된다. 이 펌프(46)은 도입관(47)에 연결되는데, 이 도입관(47)은 도시되지 않는 황산급원에 연결되는 것이다. 또 이 도입관(47)에는 도관(49)가 연결되고, 이 관(49)가 탱크(1)의 벽을 관통하여 밑바닥의 황산웅덩이(9)에 유통된다. 중간 도관(49)와 (47)은 밸브(48)을 사이에 끼고 각각 계수(50) 및 (51)로 연결된다. 제3도에는 본 발명의 한 변형예를 도시한다. 이 예에서 탱크(54) 내부에 산살포장치(57)이 장치되어 있다. 즉, 탱크(54)는 제1도에 있어 격벽(3)과 유사한 격벽을 구비하고 있되, 이예에서는 2구분으로 나누는 직립격벽은 마련되어 있지 않다. 이리하여 탱크(54)에는 도입도관(55)가 마련되어 이로부터 배출 가스가 주입되고 도시되어 있지 않는 격벽상부에 마련된 배출도관(56)으로 유출된다. 살포장치(57)에는 복수개의 계수, 도관 및 노즐(58)이 마련되고, 이들은 본 발명에 따른 제1도 및 제2도에 관해 상술된 바와 동일한 기능을 하게 된다. 제3도에 예시된 이 시스템은, 제1도 및 제2도의 경우와 같은 황산의 2가닥 흐름이 아니고 단일 황산흐름에서 황산연무를 제거하게 돼 있는 것이다.

제4도에는 노즐(31)을 도시한다. 이 노즐체(31)에는 내관(60)이 마련되고, 이 내관이 그 내부나사(59)에 의하여 도관(20)에 연결된다. 본원 발명에 사용되는 노즐은 모두가 동일함으로 이 노즐(31)에 관해서 설명키로 한다. 이 노즐체(31)의 개구 또는 공동(空洞)부 (60)은 나선(螺旋)상 선단부(61)에 이어지고, 이것이 펌프에 의하여 가압하에 공급된 산을 원상(原狀)으로 살포시키는 역할을 한다. 노즐(31)은 황산에 대하여 내부식(耐腐蝕)성인 불활성물질로 형성된다.

본원 발명의 실제 실시를 설명하자면, 황산제조공장으로부터 나오는 폐기가스는 흡착 및/또는 가스세정장치의 처리를 거쳐 반송되어 도입도관(10)을 통하여 탱크(1)에 주입되고, 연무제거장치(5)를 거침으로써 황산염무가 제거되어 배출도관(11)을 통해서 탱크(1)로부터 굴뚝이나 기타 폐기처리 장치로 배출된다. 만약 흡착기가 가스세정기등의 기계적 고장에 인하여 SO₃가스가 탱크(1)에 주입되었을 경우에는, 펌프(46)을 작동시켜 벨브(42)를 개방해준다. 그러면 황산이 펌프작용에 의하여 가압하에 도관(40)을 통해 살포시스템(39)에 공급된다. 이렇게 황산이 펌프에 의하여 시스템(39)에 가압되어 공급되면, 산이 상향스프레이 노즐(31),(34),(32),(35),(33),(36),(37) 및 (38)을 통해서 제2도에 단선으로 표시된 원상(52)으로 탱크내에 살포된다. 이리하여 연무제거 유닛(5)의 외부부분은 황산으로 실질적으로 포화상태가 된다. SO₃가스가 제거장치(5)와 접촉하게 되면 이 연무제거 장치(5)상에 포화상태가 돼 있는 황산내에 흡착되게 된다.

이리하여 연무제거장치(5)는 실질적으로 SO₃가스의 흡착 장치로 변환되는 셈이다. 이렇듯 이상상태하의 SO₃가스가 거의 모두 흡착될 동안에 장치의 잘못된곳이 고쳐지고 연무제거장치는 정상가동으로 복귀되는 것이다. 본원 발명에 의한 시스템의 작동과정에 있어 탱크(1)의 밑바닥의 황산을 제거하여 황산웅덩이를 소정레벨로 유지해줄 필요가 있다. 그러기위하여 도간(49)가 웅덩이 밑바닥에 유통되어 있고, 밸브(48)를 개방함으로써 탱크(1)의 웅덩이(9)와 황산급원이 서로 유통케 된다.

[실시예]

탱크(1)에 제1도 및 제2도에 도시한 시스템을 장치하고 SO₃가스의 제거를 시험하였다. 이 시험을 위해 흡착탑(吸着塔)의 기능을 저감시켜서 연무제거장치의 정상가동에 과중한 부하가 걸리겠끔 한즉, 상기 연무제거 장치는 삽시간에 SO₃가스로 포화되고, 굴뚝으로부터 연기깃이 나오는 것이 보였다. 본원 발명에 의한 산살포장치(39)를 직시작동 시켰드니 7분이내에 배출가스가 깨끗해져 굴뚝에서 나오는 것이 보이든 연기깃이 사라졌다. 흡착탑을 다시 정상 가동시키고, 산살포장치(39)의 작동을 중지하여도 배출가스는 연기깃을 볼수없게 깨끗했었다. 더구나 종래에 하듯이 공장의 작업을 멈추고 연무제거장치를 범람시킬 필요는 전연 없었다.

상술한바에서 분명하듯이 본원 발명에 의한 시스템은 황산제조과정에 있어 유고시(有故時)에 소모되는 시간을 크게 저감할 수 있는데, 그러한 경우가 연무제거장치내에 찬 SO₃가스를 깨끗이 빼내는 작업을 크게뒤지게 할뿐만 아니라 제조상의 값비싼 손실을 가져오는 것을 감안할때 본원 발명의 효과 및 이득이 크다고 할 것이다.

Claims (1)

1. 황산제조공장에서 나오는 폐기(廢氣)를 흡착기 또는 가스세정기내에서 처리하고, 상기 폐기를 탱크내에 주입하여 연무제거장치를 거쳐서 황산 연무(煙霧)를 제거한후 탱크밖으로 반송(搬送)하는, 폐기중의 SO₃가스를 제거하는 방법에 있어서, 상기 연무제거장치가 과부하(過負荷)된 경우에 황산액을 상기 연무제거장치의 외면에 살포해줌으로써 이를 포화상태로 만들어 이에 SO₃가스가 접촉할때에 흡착제거되는 것을 특징으로하여, 이루어지는 폐기중의 유독가스 제거방법.

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