게시판 > 질답게시판 > 액상소각로 먼지 저감방안에 대해 문의드립니다.

스테파노 Stefano

09-02-22 17:00

(1) 폐수의 중화 먼저
소각로 유입 폐수가 우선 중화가 되지 않은 물질로 추정되는데 중화후 소각하는 방법을 고려해보는게 좋을 것 같습니다.
인산이 주성분이라고 한다면 Calcium Hydroxide 용액으로 중화하면 제1제2제3인산칼슘성분들이 생성되면서 침전물을 형성할 것이고 이것이 다른 유기폐액등과 함께 공침시켜 제거, 소각하는 방법을 고려하는 것이 어떨까 생각됩니다.

(2) Multi Cyclone 입구 배관에서의 현상
Economizer의 출구로부터 싸이클론과 연결되는 관에서의 상태는 고온의 연소가스가 냉각되면서 응축수가 생성되고 여기에 인산성분이 용해되어 관의 하부를 따라 연소가스와 함께 흐르고 있는 상태로 보입니다.

연소상태가 불량하기 때문에 여기에 Tar 혹은 Carbon이 섞이게 되어 검은 액체로 되었을 터이므로 우선 연소기의 연소상태를 점검해 봐야 하고,

인산과 같이 수용성인 물질이 섞여 있다고 하면 싸이클론 앞에 Water Scrubber를 두고 제거해야 할 것입니다. 그렇지 않으면 비점이 높고 처리가 고약한 물질들이 싸이클론과 ID Fan에 이르기까지 따라나오기 때문에 운전상 어려움을 겪게 될 것입니다. 특히 소각상태가 불량한 경우 열분해되면서 생성되는 Tar 성분이 폐열보일러 등을 오염시켜 열전달계수를 크게 떨어뜨려 자주 운전정비를 해주어야 합니다.

(3) 만일 절탄기는 문제가 없다면
멀티싸이클론에 온수 혹은 Ca(OH)2 용액을 연속으로 분사하도록 하고 싸이크론으로 분리되는 액상으로부터 Tar 성분이포함된 스러지를 분리해 낸 뒤 다시 가열하여 멀티싸이클론으로 순환하도록 하는 방법이 좋을 것으로 생각됩니다.

아마 현재의 멀티싸이크론 내부에도 Tarry Material이 누적되어 싸이고 있을 것이기 때문에 연속가동을 위해서는 위에서 제안하는 방법을 고려해 보도록 하세요. 그러나 이 방법을 실제로 적용하기 전, 절탄기 출구의 배가스를 도입하여 소형 장치를 만들어 시험해 봐서 이 방법의 적용 가능성을 미리 검토해 보는 것이 좋을 것 같습니다.

(2) Multi Cyclone 입구 배관에서의 현상
Economizer의 출구로부터 싸이클론과 연결되는 관에서의 상태는 고온의 연소가스가 냉각되면서 응축수가 생성되고 여기에 인산성분이 용해되어 관의 하부를 따라 연소가스와 함께 흐르고 있는 상태로 보입니다.

연소상태가 불량하기 때문에 여기에 Tar 혹은 Carbon이 섞이게 되어 검은 액체로 되었을 터이므로 우선 연소기의 연소상태를 점검해 봐야 하고,

인산과 같이 수용성인 물질이 섞여 있다고 하면 싸이클론 앞에 Water Scrubber를 두고 제거해야 할 것입니다.  그렇지 않으면 비점이 높고 처리가 고약한 물질들이 싸이클론과 ID Fan에 이르기까지 따라나오기 때문에 운전상 어려움을 겪게 될 것입니다.  특히 소각상태가 불량한 경우 열분해되면서 생성되는 Tar 성분이 폐열보일러 등을 오염시켜 열전달계수를 크게 떨어뜨려 자주 운전정비를 해주어야 합니다.

(3) 만일 절탄기는 문제가 없다면
멀티싸이클론에 온수 혹은 Ca(OH)2 용액을 연속으로 분사하도록 하고 싸이크론으로 분리되는 액상으로부터 Tar 성분이포함된 스러지를 분리해 낸 뒤 다시 가열하여 멀티싸이클론으로 순환하도록 하는 방법이 좋을 것으로 생각됩니다.

아마 현재의 멀티싸이크론 내부에도 Tarry Material이 누적되어 싸이고 있을 것이기 때문에 연속가동을 위해서는 위에서 제안하는 방법을 고려해 보도록 하세요.   그러나 이 방법을 실제로 적용하기 전, 절탄기 출구의 배가스를 도입하여 소형 장치를 만들어 시험해 봐서 이 방법의 적용 가능성을 미리 검토해 보는 것이 좋을 것 같습니다.

까르페디엠 encyclo

09-02-23 10:10

도움되는 답변 감사합니다.

현재 거의 200에서 20정도로 멀티클론 효율이 90% 정도 나오는데요..

인산의 응축물이 끈적한 상태에서 먼지와 결합하여 멀티클론에 들러붙고 엉겨서 먼지 제거율이 높게 나오는 것 같습니다.

만약에 (1) 방법으로 중화처리하거나 스크러버로 인산을 잡아준다면 멀티클론에서의 문제는 해결되지만

오히려 효율이 떨어지는 증상으로 인해 Dust가 높아지지 않을까 사료됩니다.

만약 위의 방법으로 해결이 안된다면 습식집진기 도입을 고려해야 할지요?

Stefano

09-02-23 19:20

(1) 멀티클론 가동상에 문제가 없다면
멀티클론에 온수만을 공급하거나, 온수대신 Warm Ca(OH)2를 사용하면 될 것 같습니다. 멀티클론에서 분리되어 나오는 액을 정치시키고 여과하여 슬러지를 제거하고 액을 다시 순환하며 소모되는 Ca(OH)2만 보충해주는 것이 쉬울듯 합니다.

만일 절탄기 출구에서부터 Tar 성분이 문제가 된다면 절탄기 출구에 따뜻한 Ca(OH)2 액을 분사시켜주는 방법도 고려해볼 수 있을 것 같습니다.

(2) 인산의 농도가 높은 경우라면
문제는 인산의 농도가 짙은 경우라면 생성되는 인산칼슘의 양이 많아지기 때문에, 중화처리는 기존의 폐액수집조에서 중화 및 슬러지 제거장치를 추가하는 것이 필요하다고 봅니다.

실제로 인산의 농도가 그리 높은지 재확인 해봐야 할 것 같습니다.

(3) 습식집진기
습식집진기를 두는 경우는 온도가 떨어지면서 Tar, 분진 등이 수분이 응축되면서 함께 제거될 것이므로 효율은 좋지만 앞서 설명한 추가장치들이 필요합니다.

까르페디엠 encyclo

09-02-24 10:07

반응기 촉매 안정제로 trimethylphosphate [TMP, O=P(OCH3)3]가 들어가고

반응기 촉매(고정상)는 vanadium phosphorus oxide를 사용하는데 여기서 인이

반응기 높은 온도(400도 이상)에서 공기와 반응하여 반응기 후단으로 미량의

P2O5가 생성되어 나옵니다. 이 P2O5가 물과 반응하여 인산으로 바뀌는것 같습니다.

실제로 공정폐수를 샘플 분석한 결과 PO43-가 40ppm이 나왔습니다.

이 저농도 폐수는 양이 많이 발생해서 증발기에서 60~70% 농축하여 농축액이 최종으로

소각로에 공급되고 있습니다. 증발기는 스팀으로 가열하여 상압에서 증발시키는데 온도는

120~130도 정도입니다.

인산
녹는점(℃) 21 비 중 1.685
끓는점(℃) 260 증기밀도 3.4

이렇게 보면 인산은 증발기에서 증발하지 않고 농축되면서 농도가 높아지는것 같습니다.

(1) 방법으로 하고 후단에 바이패스로 백필터를 설치하고 먼지 농도가 높아서

환경 규제치를 초과시 바이패스하여 백필터로 포집하여 내보내는 방법은

괜찮을지요?

스테파노님 답변이 정말 큰 도움이 됩니다. 감사합니다.

스테파노 Stefano

09-02-25 00:55

(1) TMP는 연소되어 CO2/H2O/P2O5가 생성되고 P2O5는 물에 녹아 인산이 될것입니다.
촉매 고정제는 vanadium phosphorus oxide 가 아니고 고체물질인 V2O5일 것으로 추정됩니다.

이들 혼합물이 연소된 후 연소가스가 보일러와 절탄기를 통과하면서 냉각되면 응축수가 생기고 여기에 P2O5가 용해되어 인산이 생성되는 것 같습니다. V2O5는 분진상태로 남아있다가 멀티싸이클론에서 포집될 것이고..

따라서 연소가스를 Ca(OH)2 용액으로 중화시킨 다음 싸이클론에서 분리하면 인산칼슘, 탄산칼슘등이 침전되어 분리되어 나올 것이므로 이를 농축해서 슬러지를 소각한 후 무기질 비료 등으로 사용할 수 있겠지요.

(2) 폐수 증발기에서 농축시 산도가 높아지면 이를 중화시킬 필요가 있습니다. 그렇지 않으면 농축 장치가 못견딜지도 모르지요. Ca(OH)2를 사용하는 이유는 중화해서 생성되는 칼슘염들은 물에 잘 놓지 않기 때문이고 가격도 저렴하기 때문입니다.

(3) 먼지농도는 P2O5, V2O5나 칼슘염 카본, 등으로 구성될 것이며 V2O5를 제외한 다른 입자들은 매우 가늘어서 싸이클론으로 제거하는데는 한계가 있을 것으로 봅니다. Tarry Material이 생성되어 배출되는 문제로 이를 백필터로 직접 포집하기에는 운전상 무리가 있을 것으로 봅니다.

결론적으로 앞서 설명한 바와 같이 습식 제거방법이 함께 병행되는 것이 좋겠고 절탄기 후단에 Ca(OH)2 용액의 주입에 의해 습식제거 방법을 병행하여 멀티싸이클론에서 분리해 낸다음 제거되지 않은 미세 분진을 최종적으로 백필터를 사용하는 편이 좋겠다는 생각입니다.

(4) 후단에서 바이패스 방식으로 백필터를 설치해도 Tarry Material로 인해 Bag Filter가 한번 막히면 재생이 거의 불가능할 것입니다. 규조토나 펄라이트를 Bag Filter 표면에 분사한 후 배가스를 통과시키는 방법도 있는데 운전장치가 복잡하고 Bag Filter 표면에 균일하게 분사하기도 어려울 것이므로 차라리 Sand Bath나 규조토 Bath를 통과시키고 나서 Bag Filter를 다시 통과시켜 분진과 Tar물질을 제거하는 것을 고려해 봄직도 합니다. 이들은 차압이 많이 걸리기 때문에 넓은 표면적을 갖도록 해야 하겠지요.

배가스에 포함된 물질과 성질, 분진의 농도 등을 고려하여 실험장치를 만들어 시험해 보고 그 해결방법을 찾는게 빠른길일수도 있습니다.

(1) TMP는 연소되어  CO2/H2O/P2O5가 생성되고 P2O5는 물에 녹아 인산이 될것입니다. 
촉매 고정제는 vanadium phosphorus oxide 가 아니고 고체물질인 V2O5일 것으로 추정됩니다.

이들 혼합물이 연소된 후 연소가스가 보일러와 절탄기를 통과하면서 냉각되면 응축수가 생기고 여기에 P2O5가 용해되어 인산이 생성되는 것 같습니다.   V2O5는 분진상태로 남아있다가 멀티싸이클론에서 포집될 것이고..

따라서 연소가스를 Ca(OH)2 용액으로 중화시킨 다음 싸이클론에서 분리하면 인산칼슘, 탄산칼슘등이 침전되어 분리되어 나올 것이므로 이를 농축해서 슬러지를 소각한 후 무기질 비료 등으로 사용할 수 있겠지요.

(2) 폐수 증발기에서 농축시 산도가 높아지면 이를 중화시킬 필요가 있습니다.  그렇지 않으면 농축 장치가 못견딜지도 모르지요.  Ca(OH)2를 사용하는 이유는 중화해서 생성되는 칼슘염들은 물에 잘 놓지 않기 때문이고 가격도 저렴하기 때문입니다.

(3) 먼지농도는 P2O5, V2O5나 칼슘염 카본, 등으로 구성될 것이며 V2O5를 제외한 다른 입자들은 매우 가늘어서 싸이클론으로 제거하는데는 한계가 있을 것으로 봅니다.   Tarry Material이 생성되어 배출되는 문제로 이를 백필터로 직접 포집하기에는 운전상 무리가 있을 것으로 봅니다.

결론적으로 앞서 설명한 바와 같이 습식 제거방법이 함께 병행되는 것이 좋겠고 절탄기 후단에 Ca(OH)2 용액의 주입에 의해 습식제거 방법을 병행하여 멀티싸이클론에서 분리해 낸다음 제거되지 않은 미세 분진을 최종적으로 백필터를 사용하는 편이 좋겠다는 생각입니다.

(4) 후단에서 바이패스 방식으로 백필터를 설치해도 Tarry Material로 인해 Bag Filter가 한번 막히면 재생이 거의 불가능할 것입니다.   규조토나 펄라이트를 Bag Filter 표면에 분사한 후 배가스를 통과시키는 방법도 있는데 운전장치가 복잡하고 Bag Filter 표면에 균일하게 분사하기도 어려울 것이므로 차라리 Sand Bath나 규조토 Bath를 통과시키고 나서 Bag Filter를 다시 통과시켜 분진과 Tar물질을 제거하는 것을 고려해 봄직도 합니다.   이들은 차압이 많이 걸리기 때문에 넓은 표면적을 갖도록 해야 하겠지요.

배가스에 포함된 물질과 성질, 분진의 농도 등을 고려하여 실험장치를 만들어 시험해 보고 그 해결방법을 찾는게 빠른길일수도 있습니다.

까르페디엠

09-02-26 12:32

상세한 답변 감사합니다.

여러 방법을 고려해보고 궁금한 점이 있으면 새로 문의글 올리겠습니다.

좋은 하루 되십시오...^^

종피리 azzie

18-08-16 19:02