KR960010376B1 - 분진-함유 배기가스를 컨디셔닝하는 방법 - Google Patents

분진-함유 배기가스를 컨디셔닝하는 방법 Download PDF

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Abstract

내용없음

Description

분진-함유 배기가스를 컨디셔닝하는 방법
제 1 도는 본 발명의 공정을 예증하는 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 황 연소용 노(爐)2 : 액체황 공급라인
3 : 연소용 공기 공급라인4 : 가스 출구 라인
5 : 촉매적 전환기6 : 가스-전달 라인
7 : 배기가스 도관7 : 분배 수단
9 : 황의 공급 및 개량용 수단10 : 공기 공급용 송풍기
11 : 공기 가열기12 : 오리피스 판
13, 16 : 조정 밸브14 : 보조 공기 가열기
15 : 측로 라인17 : 온도 감지기
19 : 순가스의 분진함량 측정수단20 : 배기가스 속도 측정수단
21 : 정전식 집진기
본 발명은 분진-함유 배기 가스 류(stream)가 정전식 집진기 속으로 들어가기전, 근본적으로 하기(a)-(f)로 구성되는 SO3발생로로부터 공급된 SO3-함유 컨디셔닝 가스를 첨가함으로써 그 가스류를 컨디서닝하는 방법에 관한 것이다.
(a) 액체 황 공급라인, 연소용 공기 공급라인 및 가스 출구 라인이 구비되어 있는 노,
(b) 가스 출구 라인에 연결되어 있는 촉매적 전환기,
(c) 전환기와 배기가스 도관사이에 걸쳐 뻗어있고 그 끝에 분배용 수단이 구비되어 있는 가스-전달 라인,
(d) 컨디셔닝 가스의 수요를 나타내는 측정 변수에 의거하여 액체 황을 개량하고 공급하기 위한 수단,
(e) 적당한 속도로 공기를 공급하기 위한 송풍기, 및
(f) 송풍기와 노 사이에 배치되어 있으며, 그의 가열 출구는, 황의 공급 속도에 직접 좌우되면서 가열 공기 및 황과 함께 노에 공급된 전체 열 및 화학 에너지가 일정하게 되도록 조절되는 공기 가열기.
이러한 공정은 EP-A-O 062 930으로부터 공지되었으며, SO3발생로가 현재의 SO3수요에 대한 외부신호에 의하여 조절되며 그 본질적인 기능이 간단한 조절 시스템에 의하여, 즉 황 연소로에 항상 일정한 속도로 에너지가 공급되어 간단한 방식으로 본질상 일정한 출구 온도가 유지될 수 있도록 해주는 시스템에 의해 내부 조절된다는 점에서 이전에 알려진 다른 공정들과 본질적으로 다른 것이다.
또한 인용된 공지의 공정들은, 많은 수의 추가 조절 및 고정 작용을 허용하여, 필수적인 중앙 조절 시스템이 본질적으로 복잡한 조절 문제를 이행할 수 없게 되거나, 또는 그 시스템이 예컨대 주위 온도의 가능한 변동을 보상하기 위하여 성가신 제 2 의 피이드 백 루우프를 포함해야만 한다.
본 발명의 목적은 그러한 점에 있어 공지의 방법을 개선하고 단순화하기 위한 것이며, 구체적으로는, 조절 및 자동 조절을 위하여 안전 요건이 간과될 필요가 없는 명확하게 규정된 구조를 제안하는 것이다.
그러나 목적을 달성하기 위하여, 상세한 설명란의 맨앞에 기재되어 있는 공정에서, 고려되는 가장 높은 속도하에서의 황의 화학양론적 연소를 위해 요구되는 속도의 4.5-5배인 일정 속도로 공기를 공기 가열기에다 공급해주고, 공기 가열기에 공급된 공기는 자동 조절에 의하여 일정 온도로 유지시키는 방법이 제안되었다.
공기 가열기에 공급되는 공기의 속도(rate)는 오피리스 및 조정 밸브에 의해 그 자체가 공지된 방식에 따라 자동 조절에 의하여 일정 값으로 유지시킬 수 있다.
본 발명을 전개시킴에 있어, 송풍기와 공기 가열기 사이에 보조 공기 가열기를 제공하고, 보조 공기 가열기와 공기 가열기 사이에서 측정되는 온도에 의거하여 자동으로 조절한다.
안전상의 이유로 인해, SO3-함유 컨디서닝 가스 분배가 근처의 온도가 황산에 의한 부식을 막기 위해 결정적인 값 아래로 떨어질때(또는 낮은 온도로부터 상승하는 동안 상기한 값에 다다르지 못했을때) 황의 공급을 중단시킨다(또는 봉쇄된 채로 둔다).
안전성의 양상을 채택한 본 발명에 따른 공정의 더 나아간 실시형태에 있어, 측로 라인이 송풍기와 조정밸브 사이에 분기되어 노에 직접 통해있고 조정 밸브가 구비되어 있으며, 노의 온도가 한계점을 초과했을때 냉각 공기를 노에다 공급해주는 역할을 해준다. 또한 전환기 아래쪽에다 온도감지기를 제공하고 온도가 한계점 위로 상승했을때 황의 공급 및 공기 가열기의 작동을 즉시 완전 차단하고 이러한 경우 측로 라인의 조정 밸브가 즉시 완전히 열리도록 하는 것이 바람직하다. 끝으로, 순 가스의 분진 함량을 측정하기 위한 수단을 정전식 집진기로부터의 배기가스류 속에 제공하고 컨디셔닝 가스의 수요를 측정하는데 사용할 수 있다. 배기 가스의 속도를 측정하는 수단이 같은 목적으로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 더 상세한 사항은 예로써 제 1 도에 나와 있는 흐름도를 참고로 하여 상술하고자 한다.
황 연소용 노(1)에다, 라인(2)을 통하여는 액체 황을 공급해주고 라인(3)을 통하여는 연소용 공기를 공급해 준다. 공기와 연소 생성물과의 혼합물을 가스 출구 라인(4)을 통해 노에서 빼낸다. 연소용 공기의 속도는 황의 화학양론적 연소에 요구되는 속도를 크게 초과하며, 전환기(5)속에 들어가는 혼합물이 SO2성분을 SO3로 촉매적 전환시키는데 충분한 산소를 함유하고 그러한 전환에 유리한 온도를 갖도록 선택된다. 통상적인 요산화바나듐 촉매를 사용할 경우엔 그러한 온도가 약 420-480℃이다. 온도 및 흐름 조건을 시스템 전반에 걸쳐 가능한한 일정하게 유지시키기 위해서는, 공기의 속도를 현재의 황 공급 속도에 개의치 않고서 일정하게 유지시킨다.
SO3-함유 컨디셔닝 가스를 가스 공급 라인(6) 및 분배 수단(8)을 통하여 배기가스 도관(7)에다 공급해주고, 배기가스류가 정전식 집진기(21)속으로 들어가기 전에 그 배기 가스류 속에 균일하게 분배해 준다. SO3의 수요는 19에서 순 가스의 분진 함량을 측정함으로써 혹은 20에서 배기가스 속도를 측정함으로써 결정될 수 있다. 황을 공급 및 계량하기 위한 수단(9)과 감지기(19) 또는 (20)을 피리드백 루우프에 포함시켜서 황 공급 속도가 자동조절 되어 현재의 수요를 만족시키도록 해준다.
연소용 공기를 송풍기(10)와 라인(3)을 통하여 노(1) 속으로 공급해주고, 오리피스판(12) 및 조정밸브(13)에 의하여 일정 속도로 유지시킨다. 고려되는 가장 높은 속도보다 낮은 변화 속도하에 황이 공급되고 공기가 일정 속도로 공급될때 전환기 (5)속에 일정 온도를 유지시키는 것이 바람직하다면, 노에다 또다른 공급원으로부터의 에너지를 공급해주어야 할 것이다. 그러한 목적을 위하여 공기 가열기(11)를 공지된 방식으로 라인(3)에 포함시키며, 황 및(다소)가열된 연소용 공기와 함께 노에 공급되는 전체 열 및 화학 에너지가 일정하게 되도록 하는 방식으로 황 공급 속도에 따라 상기 공기 가열기의 열 산출량을 직접 조절한다. 그러한 조절은 매우 간단하며 사실상 시간의 지체없이 작동되나, 주위 온도의 가능한 변동을 보상할 수 없다. 상기한 공기 온도의 변동은 지리학적인 위치에 의거하여 50 또는 60℃ 정도로까지 이를 수 있으며, 부가적인 조처가 채택되지 않는한 전환기내 크기의 상응되는 상태의 영향을 가질 것이다.
그같은 영향을 회피하고 모든 시간에서 가능한한 최적 온도에 가까운 온도하에 전환기를 작동시키기 위하여 보조 공기 가열기(14)와 공기 가열기(11) 사이에 위치한 온도 감지기에 의해 자동으로 조절되는 보조 공기 가열기(14)을 제공해 준다. 보조공기 가열기(14)는 일정 온도의 기류가 공기 가열기(11)에 공급되도록 해준다. 12/13에서의 자동속도 조절과 관련하여, 공기 가열기(11)를 위한 일정 입구 조건이 보장되어서 본 발명에 따라 사용된 SO3발생로를 위한 자동조절 시스템에 완성된다. 부가적인 조처는 잘못이 있는 경우 및 공장설비가 가동 및 폐쇄될 때 손상이 일어나지 않도록 하기 위해서만 채택된다. 맨 먼저, 과도한 온도를 방지하기 위한 수단을 노에다 제공해 준다. 공급되는 액체 황은 SO3수요가 만족되지 않거나 황의 초과량이 노에 공급되도록 특정 시간에 완전 연소되기 않을 수 있다. 노속에서의 그러한 황의 체류는 감지될만한 온도 상승이 발생하기전 높은 속도하의 연장된 연소에 의하여 보상될 것이다. 그러나 연소용 공기가 항상 초과량 속에 존재하므로 높은 연소 속도가 갑자기 발생되도록 황이 때로는 비교적 다량으로 체류할 수 있다. 이로인해, 높은 온도상승이 야기될 수 있다. 그러한 경우를 위하여 노(1)속에는 가열되지 않은 공기를 노속에 공급하기 위한 측로(15)내의 조정 밸브(16)상에 작용하는 온도 감지기가 들어 있다. 과도한 온도는 그러한 방식으로 재빨리 제거할 수 있다. 그런 목적을 위하여 피이드백 루우프를 제공해주는데, 그 이유는, 일반적으로 그와 같은 일시적인 온도상승의 경우엔 인화점 아래로까지 냉각시키기 위해 보조 공기를 비교적 높은 속도로 노(1) 속에 공급해줄 필요가 없기 때문이다.
그외의 다른 소견들이 나머지 조처에 적용될 수 있는데, 그러한 조처들은 모두 공장설비의 가동 및 그의 비상폐쇄(대시-도트 라인)을 위해 중요한 것이다. 온도 감지기를 분배기(8) 근처에 제공해 주는데, 이것은 황의 공급 및 계량 수단(9)이, 그 감지기에 의하여 측정된 온도가 황산의 부식에 결정적인 온도를 충분히 초과했을 때에만 작동하도록 해준다. 수단(9)은 이 시스템이 가열된 연소용 공기의 공급에 의하여 예정된 온도에 다다를때까지는 능력이 없다. 반대로, 상기 수단은 어떠한 잘못이 있은 후 온도가 예정된 값 아래로 떨어질 경우 무능력해질 것이다.
또한, 잘못이 있는 경우 한계점을 넘는 전환기 출구에서의 온도 상승에 답하는 감지기가 있으며, 그러한 경우엔 황의 공급 및 공기 가열기의 작동을 즉시 차단하고 동시에 조정 밸브(16)를 열어서 전체 시스템이 가능한한 빨리 냉각될 수 있도록 해준다. 이러한 것은 전체 공장설비의 비상폐쇄를 구성하여, SO3가 더 이상 생산되지 않도록 하고, 배기 가스류가 나오는 주 공장 설비내에 여러 조처들이 채택되도록끔 한다. 그 어느 경우에 있어서도 SO3발생로는 계속해서 가동되어야 한다.

Claims (8)

  1. 근본적으로, a) 액체 황 공급 라인(2), 연소용 공기 공급 라인(3) 및 가스 출구 라인(4)이 구비되어 있는 노(1) ; b) 가스 출구 라인(4)에 연결되어 있는 촉매적 전환기(5) ; c) 전환기(5)와 배기 가스 도관(7) 사이에 걸쳐 뻗어 있고 그 끝에 분배용 수단(8)이 구비되어 있는 가스-전달 라인(6) ; d) 컨디셔닝 가스의 수요를 나타내는 측정 변수에 의거하여 액체 황을 공급 및 계량하는 수단(9) ; e) 적당한 속도로 공기를 공급하기 위한 송풍기(10), 그리고 f) 송풍기(10)와 노(1) 사이에 배치되어 있으며, 그의 열 출구는 황의 공급 속도에 직접 좌우되면서 가열 공기 및 황과 함께 노(1)에 공급된 전체 열 및 화학 에너지가 일정하게 되도록 조절되는 공기 가열기(11)로 구성되는 SO3발생로에서 공급된 SO3-함유 컨디셔닝 가스를 첨가함으로써, 분진-함유 배기 가스류가 정전식 집전기속으로 들어가기 전 그 배기 가스류를 컨디셔닝하는 방법에 있어, 고려되는 가장 높은 속도하에서의 황의 화학량론적 연소를 위해 요구되는 속도의 4.5-5배인 일정 속도로 공기를 공기 가열기(11)에다 공급해주며, 공기 가열기(11)에 공급된 공기는 자동 조절에 의하여 일정 온도로 유지시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 공기 가열기(11)에 공급된 공기의 속도는 오리피스(12) 및 조정 밸브(13)에 의하여 그 자체가 공지된 방식에 따라 자동 조절에 의해 일정값으로 유지시킴을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 보조 공기 가열기(14)가 송풍기(10)와 공기 가열기(11) 사이에 구비되어 있고, 보조 공기 가열기(14)와 공기 가열기(11) 사이에서 측정되는 온도에 따라 자동으로 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, SO3-함유 컨디셔닝 가스 분배기(8) 근처의 온도가 황산에 의한 부식을 막기 위해 결정적인 값 아래로 떨어질때(혹은 낮은 온도로부터 상승하는 동안 상기한 값에 아직 다다르지 못했을때) 황의 공급을 중단시킴(혹은 봉쇄된 채로 둠)을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 측로 라인(15)이 송풍기(10)와 조정 밸브(13) 사이에 분기되어 노(1)에 직접 통해있고 조절밸브(16)가 구비되어 있으며 노(1)속의 온도가 한계점을 초과했을때 냉각 공기를 노(1)속에 공급해주는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 온도 감지기(17)가 전환기(5) 아래쪽에 구비되어 있고, 온도가 한계점 위로 상승되었을때 황의 공급 및 공기 가열기의 작동을 즉시 완전 중단시키며 그 경우에 측로 라인(15)의 조정 배브(16)가 즉시 완전히 열리도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 순가스의 분진 함량을 측정하기 위한 수단(19)이 정전식 집진기(21)로부터의 배기 가스류 속에 구비되어서, 컨디셔닝 가스의 수요를 측정하기 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 배기가스 속도를 측정하기 위한 수단(20)이 컨디셔닝 가스의 수요를 측정하기 위해 구비되어 있음을 특징으로 하는 방법.
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