KR102724284B1 - Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 배기가스 중의 산성가스의 농도변동에 연동하는 산소농도의 변동에 의하여 산성가스의 농도가 증가하기 시작하는 시기를 조기에 예측하여, 적정한 첨가량의 처리제를 적정한 타이밍에 첨가할 수 있는 배기가스 처리시스템을 제공한다. 배기가스 회수부(16)의 상류측 및 하류측 중 적어도 일방의 측에 배치되고, 배기가스 중의 산소가스 농도를 적어도 분석하는 배기가스 분석부(131, 132)를 구비하고, 배기가스 분석부(132)에서 분석한 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 배기가스 처리부(11)에서 처리하는 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 지시하는 처리제 첨가 관리부(13)와, 처리제 첨가 관리부(13)에서 지시된 첨가량의 처리제를 공급하는 처리제 공급부(14)를 구비한다.The present invention provides an exhaust gas treatment system capable of predicting in advance the time when the concentration of acid gas begins to increase due to fluctuations in the oxygen concentration linked to fluctuations in the concentration of acid gas in exhaust gas, and adding an appropriate amount of a treatment agent at an appropriate timing. The system comprises an exhaust gas analysis unit (131, 132) which is arranged on at least one of the upstream and downstream sides of an exhaust gas recovery unit (16) and analyzes at least the concentration of oxygen gas in exhaust gas, and a treatment agent addition management unit (13) which calculates the addition amount of a treatment agent necessary for the treatment of acid gas included in exhaust gas to be treated in an exhaust gas treatment unit (11) based on the fluctuation amount of the oxygen gas concentration analyzed by the exhaust gas analysis unit (132) and instructs the supply of the calculated addition amount of the treatment agent, and a treatment agent supply unit (14) which supplies the addition amount of the treatment agent instructed by the treatment agent addition management unit (13).
Description
본 발명은, 배기가스 처리시스템 및 배기가스 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas treatment system and an exhaust gas treatment method.
종래에 소각로로부터 배출되는 배기가스를 감온탑(減溫塔)에서 감온시키고 나서 배기가스를 여과식 집진장치에 통과시킴으로써, 배기가스 중의 고형물이나 산성가스를 제거한 후에, 굴뚝으로부터 대기 중으로 배출시키도록 하고 있다.Conventionally, exhaust gas discharged from an incinerator is cooled in a temperature reducing tower, and then the exhaust gas is passed through a filtering dust collector to remove solids and acid gases from the exhaust gas, after which it is discharged into the atmosphere through a chimney.
그러나 배기가스를 여과식 집진장치에 통과시키는 것만으로는 산성가스를 완전하게 제거할 수 없다. 현재 일본 내의 많은 소각 플랜트에서는, 감온탑으로부터 여과식 집진장치까지의 연도(煙道)에, 산성가스를 중화시켜 제거하기 위하여 소석회를 연속적으로 취입(吹入)하는 건식 배기가스 처리방법을 채용하고 있다. 예를 들면 소각로 등의 가스 발생원으로부터 배출되는 배기가스를 정화하는 여과식 집진장치의 부직포 등의 천에, 배기가스 중의 산성가스를 중화작용에 의하여 제거하기 위한 약제를 투입하는 배기가스 처리방법 및 배기가스 처리장치가 흔히 사용되고 있다. 그러나 배기가스의 처리는 불충분하여, 황산화물 등의 산성가스가 누설되고 있다. 그 때문에, 배기가스 중의 산성가스를 제거하기 위하여 이하와 같은 방법이 제안되어 있다.However, acid gases cannot be completely removed simply by passing the exhaust gas through a filtering dust collector. Currently, many incineration plants in Japan employ a dry exhaust gas treatment method in which lime is continuously blown into the flue from the temperature-reducing tower to the filtering dust collector to neutralize and remove acid gases. For example, an exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment device in which an agent is injected into a nonwoven fabric or other cloth of a filtering dust collector that purifies exhaust gas emitted from a gas generation source such as an incinerator to remove acid gases in the exhaust gas by neutralizing the agent are commonly used. However, the treatment of the exhaust gas is insufficient, and acid gases such as sulfur oxides are leaking. Therefore, the following methods have been proposed to remove acid gases in the exhaust gas.
특허문헌1에는, 여과식 집진장치의 출구측 또는 입구측에 있어서의 배기가스 중의 산성가스 농도의 계측값이, 소정의 값을 초과함과 아울러 상기 초과한 상태가 소정 시간 계속되는 경우에, 계측값에 대응하여 설정되는 양의 나트륨계 약제를 여과식 집진장치의 입구측에 공급하는 쓰레기 소각로 배기가스 처리방법이 개시되어 있다. 또한 특허문헌2에는, 배기가스의 산성가스 농도를 측정하는 상류측 산성가스 농도계와, 집진장치보다도 하류측에서 배기가스의 산성가스 농도를 측정하는 하류측 산성가스 농도계를 구비하고, 반응부와 집진장치의 사이에서 배기가스에 분말 중화제를 공급하여 산성가스의 잔부(殘部)를 중화시키는 배기가스 처리장치가 개시되어 있다. 특허문헌3에는, N시간 전의 SOx 농도의 N시간 이동 평균값과 현시점의 SOx 농도의 N시간 이동 평균값의 차분(差分)인 제1차분과, N시간 전에 탈황제(脫黃劑)의 첨가량의 산출에 사용한 제어값에 의거하여, 현재의 제어값을 산출하고, 현재의 제어값에 의거하여 탈황제의 첨가량을 결정하는 탈황제 첨가 제어방법이 개시되어 있다.Patent Document 1 discloses a method for treating exhaust gas from a waste incinerator, wherein, when a measured value of the concentration of acid gas in exhaust gas at the outlet side or the inlet side of a filtering type dust collector exceeds a predetermined value and the exceeding state continues for a predetermined period of time, a sodium-based agent in an amount set in response to the measured value is supplied to the inlet side of a filtering type dust collector. In addition, Patent Document 2 discloses an exhaust gas treatment device, which comprises an upstream-side acid gas concentration meter for measuring the concentration of acid gas in exhaust gas and a downstream-side acid gas concentration meter for measuring the concentration of acid gas in exhaust gas downstream of a dust collector, and supplies a powdered neutralizing agent to the exhaust gas between a reaction section and a dust collector to neutralize a residual portion of the acid gas.
그러나 특허문헌1 내지 특허문헌3은, 모두 산성가스 중의 황산화물(SOx)을 분석하는 것으로서, 황산화물의 분석결과가 나올 때까지는 상당한 시간을 필요로 하기 때문에, 배기가스 중의 황산화물의 농도가 대폭 증가하여도, 분석결과가 나올 때까지의 타임래그 때문에, 증가된 황산화물을 처리하는데 필요한 처리제의 첨가량을 즉시 첨가할 수 없고, 그 결과 충분히 처리하지 못한 황산화물이 대기 중으로 배출되는 경우가 있다. 이 때문에 황산화물을 처리하는 처리제는, 필요 첨가량보다도 어느 정도 많은 양을 첨가할 필요가 있지만, 필요 첨가량보다 많은 첨가량의 처리제를 첨가하는 것은, 배기가스 회수부에서 분리제거되는 비산재(fly ash) 등을 포함하는 고형물에 미반응의 처리제도 포함되는 것이기 때문에, 고형물의 회수량이 증가하게 된다. 이렇게 증가한 고형물은, 매립 등에 의하여 처분하는 경우에 매립장의 수용 스페이스를 여분으로 준비할 필요가 있으므로, 바람직하지 않다.However, since Patent Documents 1 to 3 all analyze sulfur oxides (SOx) in acid gas, and a considerable amount of time is required until the analysis results for sulfur oxides are available, even if the concentration of sulfur oxides in exhaust gas increases significantly, the amount of treatment agent required to treat the increased sulfur oxides cannot be added immediately due to the time lag until the analysis results are available, and as a result, sulfur oxides that have not been sufficiently treated may be emitted into the atmosphere. For this reason, it is necessary to add a treatment agent for treating sulfur oxides in an amount somewhat larger than the required amount, but adding a treatment agent in an amount larger than the required amount increases the amount of solids recovered, including fly ash and the like, because unreacted treatment agent is also included in solids separated and removed in the exhaust gas recovery section. This increased solids are not desirable because, when disposed of by landfill or the like, it is necessary to prepare additional space for the landfill.
그래서 본 발명은, 이상의 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 배기가스 중의 산성가스의 농도변동에 연동하는 산소가스 농도의 변동에 의하여 산성가스의 농도가 증가하기 시작하는 시기를 조기에 예측하여, 적정한 첨가량의 처리제를 적정한 타이밍에 첨가할 수 있는 배기가스 처리시스템 및 배기가스 처리방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.Accordingly, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object the provision of an exhaust gas treatment system and an exhaust gas treatment method capable of predicting in advance the time at which the concentration of acid gas begins to increase due to a change in the concentration of oxygen gas linked to the change in the concentration of acid gas in exhaust gas, and adding an appropriate amount of a treatment agent at an appropriate timing.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 요지구성은 다음과 같다.To solve the above problem, the gist of the present invention is as follows.
(1) 배기가스를 처리하기 위한 배기가스 처리부와, 상기 배기가스 처리부에서 처리한 배기가스로부터 고형분을 분리제거하는 배기가스 회수부와, 상기 배기가스를 처리하기 위한 처리제를 저장하는 처리제 저장부와, 상기 배기가스 회수부의 상류측 및 하류측 중 적어도 일방의 측에 배치되고, 적어도 상기 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석하는 배기가스 분석부를 구비하고, 상기 배기가스 분석부에서 분석한 상기 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 상기 배기가스 처리부에서 처리하는 상기 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 지시하는 처리제 첨가 관리부와, 상기 처리제 첨가 관리부에서 지시된 첨가량의 처리제를, 상기 처리제 저장부로부터 상기 배기가스 처리부에 공급하는 처리제 공급부를 구비하는 배기가스 처리시스템.(1) An exhaust gas treatment system comprising an exhaust gas treatment unit for treating exhaust gas, an exhaust gas recovery unit for separating and removing solids from the exhaust gas treated in the exhaust gas treatment unit, a treatment agent storage unit for storing a treatment agent for treating the exhaust gas, an exhaust gas analysis unit arranged on at least one of the upstream and downstream sides of the exhaust gas recovery unit and for analyzing at least the concentration of oxygen gas in the exhaust gas, and a treatment agent addition management unit for calculating the amount of treatment agent required for treating acid gas included in the exhaust gas treated in the exhaust gas treatment unit based on the amount of change in the oxygen gas concentration analyzed by the exhaust gas analysis unit and instructing the supply of the calculated amount of treatment agent, and a treatment agent supply unit for supplying the treatment agent in the amount of addition instructed by the treatment agent addition management unit from the treatment agent storage unit to the exhaust gas treatment unit.
(2) 상기 배기가스 분석부가, 상기 배기가스 회수부의 하류측에 배치되는 (1)에 기재되어 있는 배기가스 처리시스템.(2) An exhaust gas treatment system described in (1), wherein the exhaust gas analysis unit is positioned downstream of the exhaust gas recovery unit.
(3) 상기 처리제가, 상기 배기가스 중의 산성가스를 중화시키는 특성을 가지는 (1) 또는 (2)에 기재되어 있는 배기가스 처리시스템.(3) An exhaust gas treatment system described in (1) or (2), wherein the treatment agent has the property of neutralizing acid gas in the exhaust gas.
(4) 상기 산성가스가, 황산화물 가스인 (1) 내지 (3) 중의 어느 하나에 기재되어 있는 배기가스 처리시스템.(4) An exhaust gas treatment system described in any one of (1) to (3) wherein the acid gas is sulfur oxide gas.
(5) 배기가스에 포함되는 기체와 고형물을 분리하여 고형물을 회수제거하는 배기가스 회수부의 상류측 및 하류측 중 적어도 일방의 측에 배치되고, 적어도 상기 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석하는 배기가스 분석부를 구비하는 처리제 첨가 관리부의 상기 배기가스 분석부에서 분석한 상기 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 상기 배기가스 처리부에서 처리하는 상기 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 처리제 공급부에 지시하고, 지시된 첨가량의 처리제를 처리제 저장부로부터 상기 배기가스 처리부에 공급하여, 상기 배기가스 중에 포함되는 산성가스를 처리하는 배기가스 처리방법.(5) An exhaust gas treatment method, wherein the treatment agent addition management unit is provided on at least one of the upstream and downstream sides of an exhaust gas recovery unit that separates gases and solids contained in exhaust gas and recovers and removes the solids, and has an exhaust gas analysis unit that analyzes at least the concentration of oxygen gas in the exhaust gas, and calculates the amount of treatment agent required for treatment of acid gas contained in the exhaust gas to be treated in the exhaust gas treatment unit based on the amount of change in the concentration of oxygen gas analyzed by the exhaust gas analysis unit, instructs a treatment agent supply unit to supply the calculated amount of treatment agent added, and supplies the instructed amount of treatment agent added from a treatment agent storage unit to the exhaust gas treatment unit, thereby treating the acid gas contained in the exhaust gas.
본 발명의 배기가스 처리시스템 및 배기가스 처리방법에 의하여, 대기 중으로 방출되는 배기가스에 포함되는 황산화물의 농도가 급격하게 높아지지 않고 안정적으로 낮게 억제할 수 있으며, 또한 배기가스 회수부에서 분리제거되는 고형물 중의 미반응의 처리제의 양도 적어진다.By means of the exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method of the present invention, the concentration of sulfur oxides contained in exhaust gas emitted into the atmosphere can be stably suppressed to a low level without rapidly increasing, and also the amount of unreacted treatment agent in solid substances separated and removed in an exhaust gas recovery unit is reduced.
도1은, 본 발명의 배기가스 처리방법을 실시하는 배기가스 처리시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도2는, 배기가스에 포함되는 SO2의 농도의 분석결과에 의거하여, 처리제를 첨가하였을 때의 SO2 농도, O2 농도 및 소석회의 투입량의 추이를 나타내는 그래프이다.
도3은, 배기가스에 포함되는 O2의 농도의 분석결과에 의거하여, 처리제를 첨가하였을 때의 SO2 농도, O2 농도 및 소석회의 투입량의 추이를 나타내는 그래프이다.Figure 1 is a drawing showing the configuration of an exhaust gas treatment system that implements the exhaust gas treatment method of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the trend of SO 2 concentration, O 2 concentration, and lime input amount when a treatment agent was added based on the analysis results of the concentration of SO 2 contained in exhaust gas.
Figure 3 is a graph showing the trend of SO 2 concentration, O 2 concentration, and lime input amount when a treatment agent was added based on the analysis results of the concentration of O 2 contained in exhaust gas.
이하에 본 발명의 실시형태에 관하여 설명한다. 다음의 설명은 본 발명에 있어서의 실시형태의 일례(一例)이며, 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The following description is an example of embodiments of the present invention and does not limit the scope of the patent claims.
(배기가스 처리시스템)(Exhaust gas treatment system)
본 실시형태에 관한 배기가스 처리시스템(1)은, 배기가스를 처리하기 위한 배기가스 처리부(11)와, 배기가스 처리부(11)에서 처리한 배기가스로부터 고형분을 분리하여 회수하는 배기가스 회수부(16)와, 배기가스를 처리하기 위한 처리제를 저장하는 처리제 저장부(12)와, 배기가스 회수부(16)의 상류측 및 하류측 중 적어도 일방(一方)의 측에 배치되고, 적어도 배기가스 중의 산소가스(O2) 농도를 분석하는 배기가스 분석부(131, 132)를 구비하고, 상기 배기가스 분석부(131, 132)에서 분석한 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 배기가스 처리부(11)에서 처리하는 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 지시하는 처리제 첨가 관리부(13)와, 처리제 첨가 관리부(13)로부터 지시된 첨가량의 처리제를 처리제 저장부(12)로부터 배기가스 처리부(11)에 공급하는 처리제 공급부(14)를 구비하는 배기가스 처리시스템이다. 또한 배기가스 처리시스템(1)에는, 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석하는 배기가스 분석부(131, 132)가 배치된다.An exhaust gas treatment system (1) according to the present embodiment comprises an exhaust gas treatment unit (11) for treating exhaust gas, an exhaust gas recovery unit (16) for separating and recovering solids from exhaust gas treated in the exhaust gas treatment unit (11), a treatment agent storage unit (12) for storing a treatment agent for treating exhaust gas, and an exhaust gas analysis unit (131, 132) arranged on at least one of the upstream and downstream sides of the exhaust gas recovery unit (16) for analyzing at least the concentration of oxygen gas (O 2 ) in exhaust gas, and a treatment agent addition management unit (13) for calculating the amount of treatment agent required for treating acid gas included in exhaust gas treated in the exhaust gas treatment unit (11) based on the amount of change in the oxygen gas concentration analyzed in the exhaust gas analysis unit (131, 132) and instructing the supply of the calculated amount of treatment agent, and a treatment agent addition control unit (13) for controlling the addition of the treatment agent. An exhaust gas treatment system having a treatment agent supply unit (14) that supplies a treatment agent in an amount indicated by a management unit (13) from a treatment agent storage unit (12) to an exhaust gas treatment unit (11). In addition, an exhaust gas analysis unit (131, 132) that analyzes the concentration of oxygen gas in exhaust gas is arranged in the exhaust gas treatment system (1).
(배기가스 처리시스템의 구성)(Composition of exhaust gas treatment system)
도1은, 본 발명의 배기가스 처리방법을 실시하는 배기가스 처리시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 또한 도1에 있어서, 각 블록을 연결하는 선 중에서 실선은 물체의 흐름, 일점쇄선은 정보의 흐름을 나타내고 있다.Figure 1 is a drawing showing the configuration of an exhaust gas treatment system that implements the exhaust gas treatment method of the present invention. In addition, among the lines connecting each block in Figure 1, solid lines represent the flow of objects, and dashed lines represent the flow of information.
본 실시형태에 관한 처리제의 배기가스 처리시스템(1)은, 소각로(F), 배기가스 처리부(11), 처리제 공급부(14), 처리제 저장부(12)와, 배기가스 분석부(131, 132)를 포함하는 처리제 첨가 관리부(13)와, 배기가스 회수부(16)를 중심으로 하여 구성되며, 그 밖에 유량계(17), 굴뚝(18)이 설치되어 있다. 이하에 배기가스 처리시스템(1)의 구성에 관하여 상세하게 설명한다.The exhaust gas treatment system (1) of the treatment agent according to the present embodiment is configured with an incinerator (F), an exhaust gas treatment unit (11), a treatment agent supply unit (1 4 ), a treatment agent storage unit (1 2 ), a treatment agent addition management unit (13) including an exhaust gas analysis unit (131, 132), and an exhaust gas recovery unit (16) as the center, and in addition, a flow meter (17) and a chimney (18) are installed. The configuration of the exhaust gas treatment system (1) will be described in detail below.
(소각로)(incinerator)
소각로(F)는, 예를 들어 도시폐기물 소각로, 산업폐기물 소각로, 발전보일러, 탄화로, 민간공장 등의 연소시설을 말한다. 일반적으로 도시폐기물 소각로로부터 배출되는 배기가스에는, 소각대상이 되는 쓰레기의 종류에 따라서 염화수소(HCl), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 유해한 산성가스, 고형물(이하, 「비산재」라고 기재한다)이 포함되어 있다. 이 중에서, 가장 양이 많은 것이 황산화물이다. 배기가스로서는, 그 발생원이나 함유성분에 대하여 특별히 한정되는 것이 아니라, 각종 폐기물의 소각에 의하여 생성된 가스를 말한다. 「산성가스」는, 용액에 용해(溶解)되어 산성을 나타내는 가스를 말하고, 예를 들면 염화수소나 황산화물 등을 포함하는 가스를 말한다.Incinerator (F) refers to combustion facilities such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, power boilers, carbonization furnaces, and private factories, for example. In general, exhaust gas emitted from municipal waste incinerators contains harmful acid gases such as hydrogen chloride (HCl), sulfur oxides (SOx), and nitrogen oxides (NOx), as well as solids (hereinafter referred to as “fly ash”), depending on the type of waste to be incinerated. Of these, sulfur oxides are the most abundant. Exhaust gas is not particularly limited in terms of its source or content, and refers to gases generated by the incineration of various types of waste. “Acid gas” refers to gases that are dissolved in a solution and exhibit acidity, and for example, refers to gases containing hydrogen chloride or sulfur oxides.
(배기가스 처리부)(Exhaust gas treatment unit)
배기가스 처리부(11)는, 배기가스에 대하여 처리제의 투입·첨가처리를 실시하는 것이다. 배기가스는, 황산화물을 포함하는 산성가스이기 때문에, 대기로 배출하기에 앞서 산성가스를 중화시켜 환경에 대한 유해가스의 배출을 억제할 필요가 있다. 그래서 배기가스 처리부(11)에서는, 배기가스에 대하여 처리제로서 중화제를 첨가하여 중화시킨다.The exhaust gas treatment unit (11) performs treatment by adding and adding a treatment agent to the exhaust gas. Since the exhaust gas is an acidic gas containing sulfur oxides, it is necessary to neutralize the acidic gas before discharging it into the atmosphere, thereby suppressing the emission of harmful gases into the environment. Therefore, in the exhaust gas treatment unit (11), a neutralizing agent is added as a treatment agent to the exhaust gas to neutralize it.
처리제(이하, 「중화제」라고 기재하는 경우가 있다)로서는, 중화제를 사용한다. 이러한 처리제는, 배기가스와 접촉시킴으로써 배기가스 중에 포함되는 산성가스를 중화시킬 수 있다.As a treatment agent (hereinafter sometimes referred to as a “neutralizing agent”), a neutralizing agent is used. This treatment agent can neutralize acid gases contained in exhaust gas by contacting it with the exhaust gas.
배기가스 처리부(11)로서는, 배기가스와 고체인 처리제를 접촉시켜서 반응시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 연도(煙道)(가스의 유로)의 일부 등을 배기가스 처리부(11)로 할 수 있다. 이 중 연도로서는, 배기가스를 하류측의 백필터(bag filter) 등의 배기가스 회수부(16)로 이송하기 위한 이송관 등의 일부를 사용하여도 좋다. 또한 배기가스 처리부(11)는, 연도(가스의 유로)에 추가적으로 설치하는 폐쇄적인 용기, 각종 반응용기 등으로 구성할 수도 있다.As the exhaust gas treatment unit (11), there is no particular limitation as long as it can cause a reaction by bringing exhaust gas into contact with a solid treatment agent, and for example, a part of a flue (gas path) etc. can be used as the exhaust gas treatment unit (11). Among these, a part of a transfer pipe etc. for transferring exhaust gas to an exhaust gas recovery unit (16) such as a bag filter on the downstream side may be used as the flue. In addition, the exhaust gas treatment unit (11) can also be composed of a closed container, various reaction containers, etc. additionally installed in the flue (gas path).
또한 배기가스에 포함되는 산성가스는, 배기가스 처리부(11)에서 전량을 화학적으로 중화시킬 필요는 없고, 처리제가 배기가스와 함께 이송됨에 따라서 그 하류측(예를 들면, 배기가스 처리부(11)에서 배기가스 회수부(16)까지의 연도)에서 중화시켜도 좋다. 예를 들면 처리제로서 소석회를 사용하는 경우, 소석회는 산성가스와의 반응이 느리므로 상기와 같이 중화시킬 수 있다.In addition, the acid gas contained in the exhaust gas does not need to be chemically neutralized in its entirety in the exhaust gas treatment unit (11), and may be neutralized in the downstream side (e.g., in the path from the exhaust gas treatment unit (11) to the exhaust gas recovery unit (16)) as the treatment agent is transported together with the exhaust gas. For example, when lime is used as the treatment agent, lime reacts slowly with acid gas, so neutralization can be performed as described above.
또한 배기가스의 처리는 연속식으로 실시할 수 있다. 또한, 예를 들면 폐쇄적인 용기나 기상반응용(氣相反應用)의 각종 반응용기를 사용하는 등 배치식(batch式)으로 실시하여도 좋다. 어느 경우에 있어서도, 배기가스의 처리량은 특별히 한정되지 않고, 폐기물의 소각에 의하여 발생하는 배기가스량 등을 고려하여 적절하게 설계할 수 있다.In addition, the treatment of exhaust gas can be carried out continuously. In addition, it can be carried out in a batch manner, for example, using a closed vessel or various reaction vessels for gas phase reaction. In either case, the amount of exhaust gas to be treated is not particularly limited, and can be appropriately designed by considering the amount of exhaust gas generated by incineration of waste, etc.
(처리제 저장부)(processing agent storage)
처리제 저장부(12)는, 배기가스를 처리하기 위한 처리제를 저장하는 것이다. 본 실시형태에 있어서의 배기가스 처리시스템(1)에서는, 처리제 저장부(12)에 저장되어 있는 처리제를 관리한다. 처리제 저장부(12)로서는, 처리제를 저장할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 저장탱크나 사일로(silo)를 사용할 수 있다. 처리제 저장부(12)의 용량이나 형상으로서는, 특별히 한정되지 않고, 그 설치 스페이스나 배기가스처리의 가동계획, 배기가스의 처리량, 배기가스의 처리빈도, 처리제의 발주빈도 등을 고려하여 적절하게 설계할 수 있다.The treatment agent storage unit (1 2 ) stores the treatment agent for treating exhaust gas. In the exhaust gas treatment system (1) of the present embodiment, the treatment agent stored in the treatment agent storage unit (1 2 ) is managed. The treatment agent storage unit (1 2 ) is not particularly limited as long as it can store the treatment agent, and for example, a storage tank or a silo can be used. The capacity and shape of the treatment agent storage unit (1 2 ) are not particularly limited, and can be appropriately designed in consideration of the installation space, the operation plan for exhaust gas treatment, the amount of exhaust gas treated, the frequency of exhaust gas treated, the frequency of ordering the treatment agent, etc.
(처리제 첨가 관리부)(Treatment Agent Addition Management Department)
처리제 첨가 관리부(13)는, 배기가스 처리부(11)의 상류측 및 하류측의 쌍방 또는 어느 일방에 배치되는 배기가스 분석부(131) 및 배기가스 분석부(132)를 구비한다. 처리제 첨가 관리부(13)는, 배기가스 분석부(131, 132)에 의하여 배기가스를 분석하여, 배기가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 지시하는 것이다. 이와 같이 처리제 첨가 관리부(13)는, 처리해야 할 배기가스의 성질(예를 들면, 산성가스의 농도 및 유량), 배기가스 처리부(11)의 크기 등에 따른 분석값의 변동량에 대응하여, 처리제의 첨가량을 변동시킨다. 또한 여기에서의 「상류측」 및 「하류측」은, 배기가스의 흐름에 있어서의 상류, 하류를 말한다.The treatment agent addition management unit (13) is provided with an exhaust gas analysis unit (131) and an exhaust gas analysis unit (132) which are arranged on either or both of the upstream and downstream sides of the exhaust gas treatment unit (11). The treatment agent addition management unit (13) analyzes exhaust gas by the exhaust gas analysis units (131, 132), calculates the addition amount of the treatment agent necessary for the treatment of the exhaust gas, and instructs the supply of the calculated addition amount of the treatment agent. In this way, the treatment agent addition management unit (13) changes the addition amount of the treatment agent in response to the change in the analysis value depending on the properties of the exhaust gas to be treated (e.g., the concentration and flow rate of acid gas), the size of the exhaust gas treatment unit (11), etc. In addition, the “upstream side” and the “downstream side” herein refer to the upstream and downstream in the flow of the exhaust gas.
또한 처리제 첨가 관리부(13)로부터 송신되는 처리제의 첨가량에 관한 지시는, 예를 들면 배기가스 처리부(11)의 상류측에 설치되는 정량피더(定量 feeder) 등의 처리제 공급부(14)에 전달되고, 그 지시에 의거하여 처리제 공급부(14)를 작동시켜서, 배기가스 처리부(11)에 소정량의 처리제를 첨가할 수 있다.In addition, an instruction regarding the amount of treatment agent to be added transmitted from the treatment agent addition management unit (13) is transmitted to a treatment agent supply unit (14), such as a fixed amount feeder installed upstream of the exhaust gas treatment unit (11), and the treatment agent supply unit (14) is operated based on the instruction to add a predetermined amount of treatment agent to the exhaust gas treatment unit (11).
처리제 첨가 관리부(13)는, 배기가스 처리부(11)에 있어서의 배기가스의 처리를 실시하였을 때에, 일정량(예를 들면, 일정 유량, 일정 시간 또는 하나의 배치(batch))의 배기가스당 일정한 첨가량의 처리제로 처리한 경우에 있어서의 배기가스의 처리횟수나 처리시간에 대하여 황산화물 등의 각 성분의 감소 시에 기억시킨 수치를 사용하여, 여러 수치를 산출하는 연산회로를 구비하는 것이 바람직하다. 연산처리하는 제어방식은, 배기가스 중의 산성가스를 분석하여 이를 중화시키기 위하여 필요한 처리제의 양을 산출하는 방법(피드 포워드 제어)이나, 처리 후의 배기가스 중의 산성가스에 의거하여 필요한 처리제의 양을 산출하는 방법(피드백 제어)이 있다.It is preferable that the treatment agent addition management unit (13) be provided with an arithmetic circuit that calculates various values by using the stored values when each component, such as sulfur oxides, is reduced with respect to the number of times the exhaust gas is treated or the treatment time when a constant amount of treatment agent is added to a constant amount of exhaust gas (for example, constant flow rate, constant time, or one batch) when the exhaust gas is treated in the exhaust gas treatment unit (11). The control method for performing the arithmetic processing may include a method of analyzing acid gas in the exhaust gas and calculating the amount of treatment agent required to neutralize it (feedback control), or a method of calculating the amount of treatment agent required based on acid gas in the exhaust gas after the treatment (feedback control).
(배기가스 분석부)(Exhaust Gas Analysis Department)
배기가스 분석부(131, 132)는, 각각 처리제 첨가 전후의 배기가스의 성질을 분석하는 것으로, 배기가스 중의 염화수소(HCl), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)의 농도를 분석할 수 있다. 또한 배기가스의 유량도 분석할 수 있다. 이 배기가스 분석부(131, 132)의 분석값을 처리제 첨가 관리부(13)가 관리한다.The exhaust gas analysis unit (131, 132) analyzes the properties of exhaust gas before and after adding the treatment agent, respectively, and can analyze the concentration of hydrogen chloride (HCl), sulfur oxide (SOx), and nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas. In addition, the flow rate of exhaust gas can also be analyzed. The analysis values of the exhaust gas analysis unit (131, 132) are managed by the treatment agent addition management unit (13).
배기가스 분석부(131, 132)는 배기가스 회수부(16)의 하류측에 설치하는 것이 바람직하다. 배기가스 회수부(16)의 상류측이어도 좋지만, 배기가스 회수부(16)의 상류측은 비산재가 많아, 이 비산재를 여과·회수한 배기가스를 배기가스 분석부(132)에서 분석함으로써, 배기가스의 분석정밀도를 향상시킬 수 있다. 이러한 사실로부터 배기가스 분석부(132)에서는, 황산화물 농도 대신에 산소가스 농도의 분석을 실시하고, 그 분석결과 산소가스 농도가 저하하기 시작하면, 산소가스 농도에 대응하여 처리제를 첨가한다. 산소가스 농도의 분석방식은, 지르코니아 방식, 자기방식, 레이저 분광방식, 전극방식이 있다. 어느 방식도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 지르코니아 방식을 사용한다.It is preferable that the exhaust gas analysis unit (131, 132) be installed downstream of the exhaust gas recovery unit (16). It may be installed upstream of the exhaust gas recovery unit (16), but since the upstream side of the exhaust gas recovery unit (16) contains a lot of fly ash, the exhaust gas from which this fly ash has been filtered and recovered is analyzed in the exhaust gas analysis unit (132), thereby improving the analysis precision of the exhaust gas. From this fact, the exhaust gas analysis unit (132) analyzes the oxygen gas concentration instead of the sulfur oxide concentration, and when the analysis results show that the oxygen gas concentration begins to decrease, a treatment agent is added in response to the oxygen gas concentration. The oxygen gas concentration analysis methods include the zirconia method, the magnetic method, the laser spectroscopy method, and the electrode method. Any of the methods can be used, but the zirconia method is preferably used.
지르코니아 방식에 있어서는, 지르코니아 소자의 양면에 다공질(多孔質)의 백금전극을 붙여서 가열하고, 각각의 면에 산소가스 분압이 다른 가스를 접촉시키면, 산소농담전지가 발생한다. 이 전지의 작용에 의하여 양 전극간에 기전력(起電力)이 발생하여, 산소가스 농도를 분석할 수 있는 것이다. 또한 배기가스 처리부(11)의 상류측 및 하류측에 각각 배치된 배기가스 분석부(131) 및 배기가스 분석부(132)로부터 얻어지는 분석결과를 서로 대조함으로써, 배기가스의 중화에 필요한 처리제의 양을 더 정확하게 산출할 수도 있다.In the zirconia method, porous platinum electrodes are attached to both sides of a zirconia element, heated, and when gases having different partial pressures of oxygen gas are brought into contact with each side, an oxygen concentration cell is generated. An electromotive force is generated between the two electrodes by the action of this cell, and the oxygen gas concentration can be analyzed. In addition, by comparing the analysis results obtained from the exhaust gas analysis unit (131) and the exhaust gas analysis unit (132) respectively arranged on the upstream and downstream sides of the exhaust gas treatment unit (11), the amount of treatment agent required for neutralizing the exhaust gas can be calculated more accurately.
또한 처리제의 사용량의 산출정밀도를 더 높이기 위하여, 배기가스 유량계(17)로 배기가스량을 분석한다. 또한 배기가스량은, 처리제의 첨가 전후로 거의 변화하지 않으므로, 도1에 있어서는 배기가스 유량계를 배기가스 분석부(132)와 함께 배치하고 있지만, 배기가스 유량계의 위치는 이에 한정되지 않는다. 배기가스량을 분석함으로써, 산성가스 농도를 분석한 분석값과 함께 배기가스에 포함되는 산성가스의 절대량을 산출할 수 있어, 요구되는 처리제의 질량을 더 고정밀도로 산출할 수 있다.In addition, in order to further increase the accuracy of calculating the amount of treatment agent used, the exhaust gas amount is analyzed by an exhaust gas flow meter (1 7 ). In addition, since the exhaust gas amount hardly changes before and after adding the treatment agent, the exhaust gas flow meter is arranged together with the exhaust gas analysis unit (132) in Fig. 1, but the position of the exhaust gas flow meter is not limited to this. By analyzing the exhaust gas amount, the absolute amount of acid gas contained in the exhaust gas can be calculated together with the analysis value of the acid gas concentration, so that the required mass of the treatment agent can be calculated with higher accuracy.
(처리제 공급부)(Treatment agent supply section)
처리제 공급부(14)는, 처리제 첨가 관리부(13)에 의하여 지시된 첨가량의 처리제를, 처리제 공급부(14)로부터 배기가스 처리부(11)에 공급하는 것이다.The treatment agent supply unit (14) supplies the treatment agent in the amount indicated by the treatment agent addition management unit (13) from the treatment agent supply unit (1 4 ) to the exhaust gas treatment unit (11).
처리제 공급부(14)는, 처리제를 처리제 저장부(12)로부터 배기가스 처리부(11)에 소정량 공급할 수 있는 구성이면 좋고, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 정량피더나 펌프, 분체공급기로 구성할 수 있다.The treatment agent supply unit (14) may be configured to supply a predetermined amount of treatment agent from the treatment agent storage unit (12) to the exhaust gas treatment unit (11), and is not particularly limited thereto, but may be configured as, for example, a quantitative feeder, a pump, or a powder feeder.
(처리제)(processing agent)
처리제는, 배기가스 중의 산성가스를 중화시키는 특성을 가진다. 처리제로서는, 액체상이어도 좋고 혹은 분말상(고체상)이어도 좋지만, 배기가스를 분석함으로써 그 첨가량의 산출이 가능한 성분을 구비하는 것이 필요하다.The treatment agent has the property of neutralizing acid gases in exhaust gas. The treatment agent may be in liquid or powder (solid) form, but it is necessary to have a component that can be used to calculate the amount of addition by analyzing the exhaust gas.
처리제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 수산화칼슘, 산화칼슘, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화칼슘-수산화마그네슘, 산화칼슘-산화마그네슘, 탄산칼슘-탄산마그네슘, 수산화나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 등을 사용할 수 있다. 처리제는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.As the treatment agent, there is no particular limitation, and for example, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, calcium hydroxide-magnesium hydroxide, calcium oxide-magnesium oxide, calcium carbonate-magnesium carbonate, sodium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, etc. can be used. One type of the treatment agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
처리제로서 분말상인 것을 사용하는 경우에, 그 평균입자지름으로서는, 1㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2㎛ 이상인 것이 더 바람직하고, 5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 처리제의 평균입자지름을 1㎛ 이상인 것으로 함으로써, 하류측의 배기가스 회수부(16)에 있어서의 차압상승의 방지나, 회수효율의 저하에 의한 배기가스 중의 산성가스 농도의 상승을 방지할 수 있다. 또한 처리제의 평균입자지름으로서는, 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 40㎛ 이하인 것이 더 바람직하고, 30㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 처리제의 평균입자지름을 50㎛ 이하인 것으로 함으로써, 배기가스가 접촉하는데 충분한 비표면적(比表面積)이 큰 처리제를 확보할 수 있다.When using a powder-form treatment agent, the average particle diameter is preferably 1 µm or more, more preferably 2 µm or more, and even more preferably 5 µm or more. By setting the average particle diameter of the treatment agent to 1 µm or more, it is possible to prevent a pressure differential increase in the exhaust gas recovery section (16) on the downstream side, or to prevent an increase in the acid gas concentration in the exhaust gas due to a decrease in the recovery efficiency. In addition, the average particle diameter of the treatment agent is preferably 50 µm or less, more preferably 40 µm or less, and even more preferably 30 µm or less. By setting the average particle diameter of the treatment agent to 50 µm or less, it is possible to secure a treatment agent having a large specific surface area sufficient for the exhaust gas to come into contact with.
(배기가스 회수부)(Exhaust gas recovery unit)
배기가스 처리시스템(1)은, 배기가스 처리부(11)의 하류측에 백필터와 같은 배기가스 회수부(16)를 설치한다. 배기가스 회수부(16)는, 배기가스에 포함되는 고형물인 비산재를 제거한다. 여기에서 제거되는 비산재에는, 배기가스 처리부(11)에 첨가된 처리제의 일부가 배기가스처리의 중화반응에 사용되지 않고 미반응인 채로 남아 있는 경우에는, 이 미반응의 처리제도 포함된다. 그 밖에 처리제와 반응한 황산화물, 미반응의 염화수소(HCl)나, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)도 포함된다. 일정 시간 경과 후에는, 배기가스 회수부(16)에 모아진 비산재는 회수되어 외부로 배출된다.The exhaust gas treatment system (1) installs an exhaust gas recovery unit (16), such as a bag filter, on the downstream side of the exhaust gas treatment unit (11). The exhaust gas recovery unit (16) removes fly ash, which is a solid substance contained in the exhaust gas. The fly ash removed here includes the unreacted treatment agent if some of the treatment agent added to the exhaust gas treatment unit (11) is not used in the neutralization reaction of the exhaust gas treatment and remains unreacted. In addition, sulfur oxides that have reacted with the treatment agent, unreacted hydrogen chloride (HCl), sulfur oxides (SOx), and nitrogen oxides (NOx) are also included. After a certain period of time, the fly ash collected in the exhaust gas recovery unit (16) is recovered and discharged to the outside.
(공급량 측정계)(supply meter)
처리제 첨가 관리부(13)는, 처리제 공급부(14)의 하류측 또한 배기가스 처리부(11)의 상류측에, 공급량 측정계(도면에는 나타내지 않는다)를 구비하고 있어도 좋다. 공급량 측정계는, 처리제 공급부(14)로부터 배기가스 처리부(11)에 공급되는 처리제의 양을 측정하는 것이다.The treatment agent addition management unit (13) may be equipped with a supply amount measuring unit (not shown in the drawing) on the downstream side of the treatment agent supply unit (14) and on the upstream side of the exhaust gas treatment unit (11). The supply amount measuring unit measures the amount of treatment agent supplied from the treatment agent supply unit (14) to the exhaust gas treatment unit (11).
(배기가스 처리방법)(Exhaust gas treatment method)
본 실시형태에 관한 배기가스 처리방법은, 배기가스에 포함되는 기체와 고형물을 분리하여 고형물을 회수제거하는 배기가스 회수부(16)의 상류측 및 하류측 중 적어도 일방의 측에 배치되고, 적어도 상기 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석하는 배기가스 분석부(131, 132)를 구비하는 처리제 첨가 관리부(13)의 배기가스 분석부(131, 132)에서 분석한 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 배기가스 처리부(11)에서 처리하는 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 처리제 공급부(14)에 지시하고, 지시된 첨가량의 처리제를 처리제 저장부(12)로부터 배기가스 처리부(11)에 공급하여, 배기가스 중에 포함되는 산성가스를 처리한다.The exhaust gas treatment method according to the present embodiment comprises: a treatment agent addition management unit (13) having an exhaust gas analysis unit (131, 132) that is arranged at least on one of the upstream and downstream sides of an exhaust gas recovery unit (16) that separates gas and solids contained in exhaust gas and recovers and removes the solids; and, based on the amount of change in the oxygen gas concentration analyzed by the exhaust gas analysis unit (131, 132) of the treatment agent addition management unit (13), the amount of treatment agent required for the treatment of acid gas contained in the exhaust gas treated in the exhaust gas treatment unit (11) is calculated; supply of the calculated amount of treatment agent is instructed to the treatment agent supply unit (14); and the instructed amount of treatment agent is supplied from the treatment agent storage unit (12) to the exhaust gas treatment unit (11), thereby treating the acid gas contained in the exhaust gas.
(배기가스 처리시스템의 동작)(Operation of exhaust gas treatment system)
여기에서 배기가스 처리시스템(1)의 배기가스 처리방법에 있어서의 동작에 대하여 설명한다.Here, the operation of the exhaust gas treatment method of the exhaust gas treatment system (1) is described.
배기가스가 소각로(F)에 있어서 폐기물이 소각되어서 생성된 것인 경우, 예를 들면 이하의 경로를 거쳐서 처리된다. 소각로(F)에 있어서 생성된 배기가스는, 연도 및 감온탑(모두 도면에는 나타내지 않는다)을 경유함으로써 냉각되고, 배기가스 회수부(16)에서 비산재가 제거 또는 회수된다. 그 후에 배기가스 회수부(16)를 거쳐서 처리제 첨가 관리부(13)의 배기가스 분석부(132)로 이송된다. 이 배기가스 분석부(132)에서 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석한 후, 처리제 첨가 관리부(13)로부터 산소가스 농도의 변동량에 대응하여, 배기가스에 포함되는 황산화물을 처리하는데 필요한 양의 처리제를 첨가하는 지시가 전달된다. 처리제 첨가 관리부(13)로부터의 지시에 의하여 처리제 공급부(14)로부터 공급된 처리제로, 배기가스 처리부(11)에서 배기가스 중의 황산화물이 중화처리된다. 계속하여 배기가스 분석부(132)에서 산소가스 농도 또는 황산화물 농도 등을 분석하여, 배기가스의 황산화물 농도가 기준 이하인 것을 확인한 후에, 굴뚝(18)을 거쳐서 대기 중으로 배출한다. 또한 배기가스 회수부(16)에서 제거된 비산재는, 중금속 등을 고정화시켜 제거하고 매립하는 등의 처리가 더 이루어진다.When the exhaust gas is generated by incineration of waste in an incinerator (F), it is processed, for example, through the following path. The exhaust gas generated in the incinerator (F) is cooled by passing through a flue and a thermostatic tower (both not shown in the drawing), and fly ash is removed or recovered in an exhaust gas recovery unit (16). Thereafter, it is transferred to an exhaust gas analysis unit (132) of a treatment agent addition management unit (13) through the exhaust gas recovery unit (16). After the concentration of oxygen gas in the exhaust gas is analyzed in the exhaust gas analysis unit (132), an instruction is transmitted from the treatment agent addition management unit (13) to add an amount of treatment agent necessary for processing sulfur oxides contained in the exhaust gas in response to the amount of change in the oxygen gas concentration. In accordance with the instruction from the treatment agent addition management unit (13), sulfur oxides in the exhaust gas are neutralized in the exhaust gas treatment unit (11) with the treatment agent supplied from the treatment agent supply unit ( 14 ). After analyzing the oxygen gas concentration or sulfur oxide concentration, etc. in the exhaust gas analysis unit (132), and confirming that the sulfur oxide concentration of the exhaust gas is below the standard, it is discharged into the atmosphere through the chimney (18). In addition, the fly ash removed in the exhaust gas recovery unit (16) is further processed, such as fixing and removing heavy metals, etc., and landfilling.
(산소가스 농도의 거동)(Behavior of oxygen gas concentration)
본 실시형태는, 배기가스 분석부(132)에서 배기가스 중의 산소가스(O2)의 농도를 분석한다. 종래에 배기가스 중의 산성가스에 대한 처리제에 의한 처리는, 중화의 목적이 되는 산성가스, 예를 들면 황산화물(SOX)의 배기가스 중의 농도를 분석하였다. 그러나 배기가스 분석부(132)에서 산성가스(예를 들면, 황산화물(SOX))를 분석하여 결과가 나올 때까지는 상당한 시간(예를 들면, 4분 이상)이 필요하기 때문에, 그 분석결과인 산성가스의 농도에 의거하여 적정량의 처리제를 배기가스 처리부에 첨가하여 배기가스를 처리한다고 하여도, 처리제를 첨가하는 시점에서는 처리하는 배기가스에 포함되는 산성가스의 농도가 변동되었을 가능성이 있기 때문에, 첨가한 처리제의 양이 반드시 과부족(過不足) 없이 첨가되어 있다고는 할 수 없어, 산성가스의 농도를 안정적으로 낮게 억제하지 못함으로써, 산성가스가 일시적으로 고농도로 상승변동하는 경우가 있었다.In this embodiment, the concentration of oxygen gas (O 2 ) in the exhaust gas is analyzed in the exhaust gas analysis unit (132). In the past, treatment of acid gas in the exhaust gas using a treatment agent analyzed the concentration of acid gas, for example, sulfur oxide (SO X ), in the exhaust gas, which is the target of neutralization. However, since it takes a considerable amount of time (e.g., 4 minutes or more) until the results come out from analyzing acid gas (e.g., sulfur oxides (SO X )) in the exhaust gas analysis unit (132), even if an appropriate amount of treatment agent is added to the exhaust gas treatment unit to treat the exhaust gas based on the concentration of the acid gas as a result of the analysis, there is a possibility that the concentration of the acid gas contained in the exhaust gas to be treated may have changed at the time of adding the treatment agent, so it cannot be said that the amount of the added treatment agent is necessarily added without excess or deficiency, and since the concentration of the acid gas cannot be stably suppressed low, there have been cases where the acid gas temporarily fluctuates to a high concentration.
그래서 본 발명자가 예의 검토를 거듭한 결과, 배기가스 중에 포함되는 산성가스 농도와 산소가스 농도에는 상관관계가 있고, 산성가스 농도가 높아지기 시작함과 동시에 산소가스 농도가 저하되기 시작한다는 것을 발견하였다. 또한 배기가스 중의 산소가스의 분석은, 분석하고 나서 결과가 나올 때까지의 시간이 산성가스의 분석시간에 비하여 반 정도 이하로 짧으므로(예를 들면, 2분 정도), 배기가스 중의 산소가스 농도를 분석하여, 산소가스 농도가 내려가기 시작하면 산성가스가 상승하기 시작한다고 예측하고, 즉시 산소가스 농도의 저하비율에 따라서 필요한 처리제를 배기가스 처리부에 첨가한 결과, 산성가스가 일시적으로 고농도로 상승하지 않고 산성가스의 농도를 안정적으로 낮게 억제할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이러한 사실로부터 본 발명에서는, 배기가스 중의 황산화물 농도의 분석결과를 사용하는 대신에 배기가스 중의 산소가스 농도의 분석결과에 의거하여, 배기가스 중의 산소가스 농도의 저하가 시작된 시점에서 적정량의 처리제를 첨가하여, 배기가스 중의 황산화물의 중화처리를 실시함으로써, 산성가스가 일시적으로 고농도로 상승변동하지 않고 산성가스의 농도를 안정적으로 낮게 억제할 수 있다.Accordingly, as a result of repeated examinations by the inventors of the present invention, they found that there is a correlation between the concentration of acid gas and the concentration of oxygen gas contained in exhaust gas, and that as the concentration of acid gas begins to increase, the concentration of oxygen gas begins to decrease. In addition, since the time from analysis of oxygen gas in exhaust gas to the time when the result is obtained is shorter than that of acid gas analysis (for example, approximately 2 minutes), it was predicted that when the concentration of oxygen gas in exhaust gas begins to decrease by analyzing the concentration of oxygen gas, the acid gas begins to increase, and as a result of immediately adding the necessary treatment agent to the exhaust gas treatment unit according to the rate of decrease in the concentration of oxygen gas, it was found that the concentration of acid gas can be stably suppressed to a low level without causing the concentration of acid gas to temporarily increase to a high level. From these facts, in the present invention, instead of using the analysis results of the concentration of sulfur oxides in exhaust gas, an appropriate amount of a treatment agent is added based on the analysis results of the concentration of oxygen gas in exhaust gas, and neutralization treatment of sulfur oxides in exhaust gas is performed at the point in time when the concentration of oxygen gas in exhaust gas begins to decrease, thereby stably suppressing the concentration of acid gas to a low level without the acid gas temporarily fluctuating in high concentration.
산소가스 농도와 황산화물 농도의 상관은, 배기가스 처리시스템의 장치의 특성, 장치의 크기, 배기가스가 발생하는 반응의 상황 등에 따라서 달라진다. 따라서 각각의 배기가스 처리시스템에 의한 산소가스 농도와 황산화물 농도의 관계를 조사한 검량선을 미리 작성해 두고, 또한 배기가스량을 아울러 고려함으로써, 배기가스에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 결정할 수 있다.The correlation between oxygen gas concentration and sulfur oxide concentration varies depending on the characteristics of the exhaust gas treatment system device, the size of the device, the situation of the reaction in which exhaust gas is generated, etc. Therefore, by preparing a calibration curve that investigates the relationship between oxygen gas concentration and sulfur oxide concentration by each exhaust gas treatment system in advance and also considering the amount of exhaust gas, the amount of treatment agent required for treating acid gas contained in the exhaust gas can be determined.
(황산화물 농도의 분석시간)(Analysis time of sulfur oxide concentration)
또한 황산화물 농도의 분석에서는, 황산화물의 주체가 되는 이산화황의 적외선 영역에 있어서의 광흡수를 이용하여 이산화황 농도를 구하는 방식으로 실시하고 있었다. 구체적으로는 이산화황의 7.3㎛ 부근에 있어서의 적외선의 흡수량을 분석하여, 배기가스 중에 포함되는 이산화황 농도를 연속적으로 분석하였다. 그러나 황산화물의 현재의 분석은, 분석원리에 따라서도 다르지만, 결과가 나올 때까지 몇 분의 시간, 현재 상태로는 최소한 4분의 시간을 필요로 하였다. 그 시간 동안 소각로(F)로부터 배기가스 회수부(16)를 통하여 굴뚝(18)으로 배기가스가 흐른다. 따라서 분석을 시작하고 결과가 나올 때까지의 사이에, 처리제가 투입되지 않은 배기가스가 대기 중으로 흐르고 있었다.In addition, in the analysis of sulfur oxide concentration, the sulfur dioxide concentration was obtained by utilizing the light absorption in the infrared range of sulfur dioxide, which is the main component of sulfur oxide. Specifically, the infrared absorption amount of sulfur dioxide in the vicinity of 7.3 μm was analyzed, and the sulfur dioxide concentration contained in the exhaust gas was continuously analyzed. However, the current analysis of sulfur oxide requires several minutes, and at least 4 minutes in the current state, until the result is obtained, depending on the analysis principle. During that time, the exhaust gas flows from the incinerator (F) through the exhaust gas recovery section ( 16 ) to the chimney (18). Therefore, between the start of the analysis and the result being obtained, the exhaust gas without the treatment agent was flowing into the atmosphere.
(산소가스 농도의 분석시간)(Analysis time of oxygen gas concentration)
그래서 본 실시형태의 배기가스 처리시스템(1)은, 배기가스 중의 황산화물 농도를 분석하는 것이 아니라, 배기가스 중의 산소가스에 착목하여 그 산소가스 농도를 분석·측정한다. 분석·측정방식에 있어서는, 지르코니아 방식을 사용한 산소농도계를, 배기가스 처리시스템(1)의 배기가스 분석부(132)의 상류 또는 하류에 설치하여 분석할 수 있다. 보통 산소가스 농도분석에 있어서는, 지르코니아 방식으로는 2분만에 분석할 수 있어, 황산화물의 농도분석과 비교하여 단시간에 분석을 할 수 있다. 따라서 산소농도계의 분석시간은, 배기가스가 배기가스 분석부(132)에 도달하고 나서 단시간에 할 수 있기 때문에, 배기가스 회수부(16)의 하류측이어도 산소가스 농도를 분석하여 분석값을 산출하고, 단시간에 처리제 첨가 관리부(13)로부터 처리제 공급부(14)에 지시를 내림으로써, 처리제 공급부(14)가 처리제를 공급하여 배기가스 처리부(11)에서 처리한다. 이로써 처리제로 중화되지 않은 배기가스를 감소시켜, 중화되지 않고 대기 중으로 누설되는 배기가스를 감소시킬 수 있다.Therefore, the exhaust gas treatment system (1) of the present embodiment does not analyze the concentration of sulfur oxides in the exhaust gas, but focuses on the oxygen gas in the exhaust gas and analyzes and measures the concentration of the oxygen gas. In the analysis and measurement method, an oxygen concentration meter using the zirconia method can be installed upstream or downstream of the exhaust gas analysis section (132) of the exhaust gas treatment system (1) for analysis. Usually, in the oxygen gas concentration analysis, the zirconia method can be used for analysis in just 2 minutes, so that analysis can be performed in a shorter period of time compared to the sulfur oxide concentration analysis. Accordingly, since the analysis time of the oxygen concentration meter can be performed in a short period of time after the exhaust gas reaches the exhaust gas analysis unit (132), even if it is downstream of the exhaust gas recovery unit (16), the oxygen gas concentration is analyzed to calculate the analysis value, and by giving instructions from the treatment agent addition management unit (13) to the treatment agent supply unit (1 4 ) in a short period of time, the treatment agent supply unit (1 4 ) supplies the treatment agent and performs the treatment in the exhaust gas treatment unit (11). As a result, the exhaust gas that is not neutralized by the treatment agent can be reduced, and the exhaust gas that is leaked into the atmosphere without being neutralized can be reduced.
(산소가스 농도의 변화의 이용)(Utilizing changes in oxygen gas concentration)
이상에서 설명한 바와 같이, 배기가스 분석부(132)에 있어서의 분석대상인 산소가스 농도, 황산화물 농도의 분석에 걸리는 시간과, 배기가스 처리시스템(1)에 있어서의 산소가스 농도, 황산화물 농도의 변화의 거동에 나타나는 시간차의 양방을 이용함으로써, 처리제로 중화되지 않은 배기가스를 크게 감소시켜, 중화되지 않고 대기 중으로 누설되는 배기가스를 줄일 수 있다. 이와 같이 황산화물의 중화처리에 대응할 수 없는 지연시간을 최대한 줄임으로써, 황산화물을 포함하는 배기가스의 굴뚝으로부터의 누설을 억제할 수 있었다.As described above, by utilizing both the time required for analysis of the oxygen gas concentration and sulfur oxide concentration, which are analysis targets in the exhaust gas analysis unit (132), and the time difference appearing in the behavior of the change in the oxygen gas concentration and sulfur oxide concentration in the exhaust gas treatment system (1), the exhaust gas that is not neutralized by the treatment agent can be significantly reduced, thereby reducing the exhaust gas that leaks into the atmosphere without being neutralized. In this way, by minimizing the delay time that cannot respond to the neutralization treatment of sulfur oxides, it was possible to suppress the leakage of exhaust gas containing sulfur oxides from the chimney.
(처리제의 단계적 첨가)(Stepwise addition of treatment agent)
또한 1시간당 처리하는 산성가스의 질량을 배기가스량과 황산화물 농도로부터 구하고, 단위량의 황산화물에 대한 중화반응을 고려한 처리제의 양을 첨가함으로써 필요한 처리제의 양을 구하였다. 그 다음에 피드 포워드 제어방식 또는 피드백 제어방식으로, 배기가스에 대한 처리제의 첨가의 제어를 실시하고 있었다. 따라서 본 실시형태에서는, 지금까지의 황산화물 농도의 분석에 의한 제어방식과 마찬가지로, 배기가스 분석부(132)에서 분석한 산소가스 농도의 변화의 수치에 의거하여, 처리제의 첨가량을 제어하는 로직을 처리제 첨가 관리부(13)에 적용시킴으로써, 황산화물의 처리를 제어하고 있다.In addition, the mass of acid gas to be treated per hour was obtained from the exhaust gas amount and sulfur oxide concentration, and the amount of the treatment agent considering the neutralization reaction for a unit amount of sulfur oxide was added to obtain the required amount of the treatment agent. Then, the addition of the treatment agent to the exhaust gas was controlled by a feed forward control method or a feedback control method. Therefore, in the present embodiment, similar to the control method by analysis of sulfur oxide concentration up to now, the logic of controlling the addition amount of the treatment agent based on the numerical value of the change in the oxygen gas concentration analyzed by the exhaust gas analysis unit (132) is applied to the treatment agent addition management unit (13), thereby controlling the treatment of sulfur oxides.
그러나 산소가스 농도의 변화는, 황산화물 농도보다도 변화가 완만하다. 또한 산소가스 농도의 변화는, 처리제를 첨가하는 시작시점을 지시하고 있지만, 산소가스 농도와 황산화물 농도가 완전하게 대응하지는 않는다. 그래서 산소가스 농도의 변화에 완전하게 대응시키지 않고, 산소가스 농도의 변화에 대응하여 처리제의 첨가량을 단계적으로 가변시키는 것이 바람직하다. 예를 들면 산소가스 농도가 저하되었을 때에, 저하된 만큼 처리제의 양을 정하는 것이 아니라, 처음 처리제를 첨가하는 것이어도 많은 양을 첨가한다. 산소가스 농도에 대하여 단계적으로 첨가하는 양을 정해 둔다. 그 후에 산소가스 농도의 저하경향이 줄어들면 처리제를 첨가하는 양을 크게 감소시켜서 적게 한다. 이렇게 단계적 처리를 함으로써, 배기가스 처리시스템(1)에 있어서의 산소가스 농도에 대응하여 황산화물의 중화처리를 실시할 수 있다.However, the change in the oxygen gas concentration is more gradual than the sulfur oxide concentration. In addition, although the change in the oxygen gas concentration indicates the starting point of adding the treatment agent, the oxygen gas concentration and the sulfur oxide concentration do not completely correspond. Therefore, it is preferable not to completely correspond to the change in the oxygen gas concentration, but to vary the amount of the treatment agent added stepwise in response to the change in the oxygen gas concentration. For example, when the oxygen gas concentration decreases, rather than determining the amount of the treatment agent by the amount decreased, a large amount is added even when the treatment agent is added for the first time. The amount to be added stepwise is determined in relation to the oxygen gas concentration. Afterwards, when the tendency of the oxygen gas concentration to decrease decreases, the amount of the treatment agent added is greatly reduced to a small amount. By performing the stepwise treatment in this way, the neutralization treatment of sulfur oxides can be performed in response to the oxygen gas concentration in the exhaust gas treatment system (1).
(상류측의 배기가스 분석부)(Exhaust gas analysis section on the upstream side)
또한 산소가스 농도의 분석값은, 배기가스 회수부(16)의 하류측의 배기가스 분석부(132)를 사용하였지만, 배기가스 회수부(16)의 상류측의 배기가스 분석부(131)의 분석에 의한 분석값으로 처리제 첨가 관리부(13)가 관리하여도 좋다. 처리제 공급부(14)와 배기가스를 분석하는 위치가 거리적·시간적으로 가까운 쪽이 배기가스에 대하여 즉응적인 처리제의 첨가를 가능하게 한다.In addition, the analysis value of the oxygen gas concentration is managed by the treatment agent addition management unit (13) as an analysis value obtained by the exhaust gas analysis unit (131) on the upstream side of the exhaust gas recovery unit (16), although the exhaust gas analysis unit (132) on the downstream side of the exhaust gas recovery unit (16) was used. The closer the treatment agent supply unit (1 4 ) and the location where the exhaust gas is analyzed in terms of distance and time, the more immediate the treatment agent addition to the exhaust gas is.
(실시예)(Example)
이하에서 실시예에 의거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to these examples.
배기가스 중의 황산화물을 중화시켜서 배기가스 회수부에서 회수하기 위해서는, 보통은 배기가스 회수부의 다음에 황산화물의 양을 분석한다. 황산화물의 제어에서는, 황분석결과에 의거하여 PID 등의 피드백 제어방식으로 처리제의 첨가량의 제어가 이루어지고 있다. 지금까지 대부분의 경우에 배기가스 회수부의 하류측에서 황산화물 농도를 분석하고, 그 분석결과로부터 배기가스 회수부의 상류측으로 처리제를 제공하고 있었다. 배기가스 회수부의 하류측에서의 산소가스 농도 및 황산화물 농도의 분석의 영향을 비교하기 위하여, 각각의 농도분석을 실시하였을 때의 황산화물 농도의 추이와 처리제인 소석회의 소비의 상황을 분석하였다.In order to neutralize sulfur oxides in exhaust gas and recover them in an exhaust gas recovery section, the amount of sulfur oxides is usually analyzed after the exhaust gas recovery section. In controlling sulfur oxides, the amount of treatment agent added is controlled by a feedback control method such as PID based on the sulfur analysis results. In most cases up to now, the sulfur oxide concentration has been analyzed downstream of the exhaust gas recovery section, and the treatment agent has been provided upstream of the exhaust gas recovery section based on the analysis results. In order to compare the influence of the analysis of oxygen gas concentration and sulfur oxide concentration on the downstream of the exhaust gas recovery section, the trend of sulfur oxide concentration and the consumption of slaked lime, which is a treatment agent, when each concentration analysis was performed were analyzed.
(비교예1)(Comparative Example 1)
비교예1로서, 상기한 배기가스 처리시스템을 구비하고 있는 공장에서, 종래와 같은 배기가스 처리방법으로 황산화물 농도를 분석하여 배기가스처리를 실시하였다.As comparative example 1, in a factory equipped with the above-mentioned exhaust gas treatment system, exhaust gas treatment was performed by analyzing the sulfur oxide concentration using the same exhaust gas treatment method as before.
여기에서는 산소가스 농도의 변화에 관계없이, 황산화물 농도의 변화를 파악하여 처리제의 첨가를 시작하였다. 이 때에 황산화물 농도와 처리제의 첨가시간의 추이를 도2에 나타내고 있다. 황산화물 농도의 분석은, 적외선 방식을 사용하는 황산화물의 분석계로 하고, 배기가스가 분석계에 도달하였을 때부터의 응답시간이 몇 분, 구체적으로는 90% 응답까지 240초 정도이다. 한편 산소가스 농도는, 지르코니아 방식으로 90% 응답까지 120초 정도로 분석할 수 있다.Here, regardless of the change in oxygen gas concentration, the change in sulfur oxide concentration was identified and the addition of the treatment agent was started. At this time, the trend of sulfur oxide concentration and treatment agent addition time is shown in Fig. 2. The analysis of sulfur oxide concentration is done by a sulfur oxide analyzer using an infrared method, and the response time from when the exhaust gas reaches the analyzer is several minutes, specifically, about 240 seconds until 90% response. On the other hand, the oxygen gas concentration can be analyzed in about 120 seconds until 90% response by the zirconia method.
도1에 나타내는 배기가스 처리시스템의 배기가스 처리부에 배기가스를 주입하고, 도2에 나타내는 바와 같이 황산화물인 이산화황(SO2) 농도가 높아지기 시작하는 시점에서, 처리제인 소석회를 투입하였다. 그러나 배기가스 회수부의 하류측에 있는 배기가스 분석부의 위치에서는, SO2 농도가 급격하게 증가하기 시작하였다. 그 후 1∼2분 정도 경과하였을 때 SO2 농도가 피크에 도달한 후에, 처리제 첨가의 효과가 나오기 시작하여 SO2 농도가 저하된다. 이러한 사실로부터 배기가스 처리부 내에 대한 처리제의 첨가가, 배기가스에 포함되는 SO2 농도를 충분하게 처리할 수 없었다는 것을 알 수 있다. 처리제가 섞인 배기가스가 배기가스 분석부에 도달하였을 때에는, 처리제로 처리되지 않은 황산화물을 많이 포함한 배기가스가, 1∼2분 사이에 굴뚝을 통하여 대기 중으로 배출·누설된다.In the exhaust gas treatment section of the exhaust gas treatment system shown in Fig. 1, exhaust gas was injected, and at the point where the concentration of sulfur dioxide ( SO2 ), which is a sulfur oxide, began to increase as shown in Fig. 2 , lime as a treatment agent was injected. However, at the position of the exhaust gas analysis section located downstream of the exhaust gas recovery section, the SO2 concentration began to increase rapidly. After about 1 to 2 minutes had passed, the SO2 concentration reached a peak, after which the effect of the addition of the treatment agent began to appear and the SO2 concentration decreased. From this fact, it can be seen that the addition of the treatment agent to the exhaust gas treatment section was not able to sufficiently treat the SO2 concentration contained in the exhaust gas. When the exhaust gas mixed with the treatment agent reaches the exhaust gas analysis section, the exhaust gas containing a large amount of sulfur oxide that has not been treated with the treatment agent is emitted and leaked into the atmosphere through the chimney within 1 to 2 minutes.
(실시예1)(Example 1)
다음에 산소가스(O2) 농도의 변화를 파악하여, 처리제를 첨가하였다. 이때의 O2 농도와 처리제의 양의 추이를 도3에 나타내고 있다.Next, the change in oxygen gas (O 2 ) concentration was identified and the treatment agent was added. The trend of the O 2 concentration and the amount of treatment agent at this time is shown in Figure 3.
실시예1에서는, 미리 배기가스 중에 포함되는 SO2 농도와 O2 농도를 분석하여 검량선을 작성한 후에, 아래와 같이 단계적으로 처리제의 첨가량을 가변시키는 프로그램을 도입하고, 종래의 제어방식과 본 프로그램 중에서 첨가량이 높은 값을 채용하는 방식으로 하였다. 표1에, 산소가스 농도(%)와 투입하는 소석회의 양(kg/h)의 관계를 나타내고 있다.In Example 1, after analyzing the concentration of SO 2 and O 2 contained in the exhaust gas in advance to create a calibration curve, a program was introduced to gradually vary the amount of treatment agent added as shown below, and a method of adopting a higher addition amount between the conventional control method and this program was used. Table 1 shows the relationship between the oxygen gas concentration (%) and the amount of lime added (kg/h).
도3에 나타내는 바와 같이 배기가스를 주입하고 1분 경과 후에, 산소농도가 10%보다 낮아진 시점에서 처리제인 소석회를 투입하였다. 그러나 배기가스 회수부의 하류측에 있는 배기가스 분석부에는, 산소가스 농도가 저하하고부터 2분 후에 황산화물 농도가 높은 배기가스가 주입되었다. 따라서 처리제가 섞인 배기가스가 배기가스 분석부에 도달하였을 때에는, 중화처리되지 않은 황산화물을 많이 포함한 배기가스는 외부로 배출된다. 그러나 황산화물 농도가 상승하기 1분 정도 전에, 소석회의 첨가가 시작되고 있다. 이 때문에 황산화물 농도의 피크가 비교예1에 비하여 매우 낮아졌다. 또한 산소가스 농도의 변화에 연속적으로 소석회의 첨가량을 변경하는 것이 아니라, 산소가스 농도의 변화에 단계적으로 첨가량을 변경함으로써, 소석회의 소비량은 다소 많지만 황산화물에 대하여 미처리된 황산화물이 발생하지 않도록 하고 있다. 이러한 처리에 의하여, 처리제가 첨가처리되지 않은 황산화물을 많이 포함한 배기가스의 외부로의 배출·누설이 매우 적은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 3, the treatment agent, slaked lime, was injected 1 minute after the exhaust gas was injected, when the oxygen concentration fell below 10%. However, in the exhaust gas analysis section located downstream of the exhaust gas recovery section, exhaust gas with a high sulfur oxide concentration was injected 2 minutes after the oxygen gas concentration decreased. Therefore, when the exhaust gas mixed with the treatment agent reaches the exhaust gas analysis section, the exhaust gas containing a lot of sulfur oxide that has not been neutralized is discharged to the outside. However, the addition of slaked lime is started about 1 minute before the sulfur oxide concentration increases. For this reason, the peak of the sulfur oxide concentration is much lower than in Comparative Example 1. In addition, by changing the addition amount of slaked lime in stages in response to the change in oxygen gas concentration, rather than continuously changing the addition amount of oxygen gas concentration, the consumption of slaked lime is somewhat large, but untreated sulfur oxides are not generated for sulfur oxides. This treatment shows that the emission and leakage to the outside of exhaust gas containing a lot of sulfur oxides to which the treatment agent has not been added is very small.
다만 실시예1에서는, 비교예1과 비교하여 조기에 소석회를 첨가하고 있기 때문에, 첨가하는 시간이 길고 소석회의 첨가량이 많다는 것을 알 수 있다. 이에 의해서도, 배기가스 중의 황산화물의 중화처리가 충분하게 실시되어 있다는 것을 알 수 있다.However, in Example 1, since the slaked lime is added earlier than in Comparative Example 1, it can be seen that the addition time is long and the amount of slaked lime added is large. From this, it can be seen that the neutralization treatment of sulfur oxides in the exhaust gas is sufficiently performed.
또한 도2 및 도3에 나타내는 소석회로부터 명백하게 알 수 있듯이, 실제의 배기가스 처리시스템에서는 산소, 황산화물 농도와 관계없이, 항상 일정량의 처리제를 첨가하고 있다. 여기에서 「처리제의 첨가」는, 일반적인 첨가부터 다량의 처리제를 첨가하는 것을 말한다.Also, as can be clearly seen from the lime shown in Figures 2 and 3, in an actual exhaust gas treatment system, a certain amount of treatment agent is always added regardless of the concentration of oxygen and sulfur oxides. Here, "addition of treatment agent" means from general addition to addition of a large amount of treatment agent.
1 : 배기가스 처리시스템
11 : 배기가스 처리부
12 : 처리제 저장부
13 : 처리제 첨가 관리부
131, 132 : 배기가스 분석부
14 : 처리제 공급부
16 : 배기가스 회수부
17 : 배기가스 유량계
18 : 굴뚝
F : 소각로1: Exhaust gas treatment system
11: Exhaust gas treatment unit
12: Treatment agent storage compartment
13: Treatment Agent Addition Management Department
131, 132: Exhaust Gas Analysis Section
14: Treatment agent supply section
16: Exhaust gas recovery unit
17: Exhaust gas flow meter
18 : Chimney
F: Incinerator
Claims (5)
상기 배기가스 처리부에서 처리한 배기가스로부터 고형분(固形分)을 분리제거하는 배기가스 회수부와,
상기 배기가스를 처리하기 위한 처리제를 저장하는 처리제 저장부와,
상기 배기가스 회수부의 하류측에 배치되고, 상기 배기가스 중의 산소가스 농도를 적어도 분석하는 배기가스 분석부를 구비하고, 상기 배기가스 분석부에서 분석한 상기 산소가스 농도의 변동량에 의거하여, 상기 배기가스 처리부에서 처리하는 상기 배기가스 중에 포함되는 산성가스의 처리에 필요한 처리제의 첨가량을 산출하고, 산출한 첨가량의 처리제의 공급을 지시하는 처리제 첨가 관리부와,
상기 처리제 첨가 관리부에서 지시된 첨가량의 처리제를, 상기 처리제 저장부로부터 상기 배기가스 처리부에 공급하는 처리제 공급부를
구비하는 배기가스 처리시스템.
An exhaust gas treatment unit for treating exhaust gas,
An exhaust gas recovery unit that separates and removes solids from the exhaust gas treated in the above exhaust gas treatment unit,
A treatment agent storage unit for storing a treatment agent for treating the above exhaust gas, and
An exhaust gas recovery unit is provided with an exhaust gas analysis unit that analyzes at least the concentration of oxygen gas in the exhaust gas, and, based on the amount of change in the concentration of oxygen gas analyzed by the exhaust gas analysis unit, calculates the amount of treatment agent required for treatment of acid gas included in the exhaust gas to be treated by the exhaust gas treatment unit, and a treatment agent addition management unit that instructs supply of the calculated amount of treatment agent;
A treatment agent supply unit that supplies the treatment agent in the amount indicated by the treatment agent addition management unit from the treatment agent storage unit to the exhaust gas treatment unit.
Equipped with exhaust gas treatment system.
상기 배기가스 분석부가, 지르코니아 방식을 사용하는 산소농도계로 배기가스중의 산소가스 농도를 분석하고, 상기 처리제 첨가 관리부가 산소가스 농도가 내려가기 시작하는 때에 처리제의 공급을 지시하고, 상기 배기가스 처리부가 산성가스를 포함하는 배기가스에 처리제를 처리하는 배기가스 처리시스템.
In the first paragraph,
An exhaust gas treatment system in which the above exhaust gas analysis unit analyzes the oxygen gas concentration in the exhaust gas using an oxygen concentration meter using the zirconia method, the treatment agent addition management unit instructs the supply of the treatment agent when the oxygen gas concentration begins to decrease, and the exhaust gas treatment unit treats the exhaust gas containing the acid gas with the treatment agent .
상기 처리제가, 상기 배기가스 중의 산성가스를 중화시키는 특성을 가지는 배기가스 처리시스템.
In paragraph 1 or 2,
An exhaust gas treatment system in which the above treatment agent has the property of neutralizing acid gas in the exhaust gas.
상기 산성가스가, 황산화물을 포함하는 것인 배기가스 처리시스템.
In paragraph 1 or 2 ,
An exhaust gas treatment system wherein the above acidic gas contains sulfur oxide.
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JP2010127598A (en) | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Treated object combustion system and method of controlling concentration of nitrogen oxide in exhaust gas |
JP2019155260A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Exhaust gas processing device and exhaust gas processing method |
WO2019235110A1 (en) | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 日立造船株式会社 | Exhaust gas processing device |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010127598A (en) | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Treated object combustion system and method of controlling concentration of nitrogen oxide in exhaust gas |
JP2019155260A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Exhaust gas processing device and exhaust gas processing method |
WO2019235110A1 (en) | 2018-06-06 | 2019-12-12 | 日立造船株式会社 | Exhaust gas processing device |
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