배기가스 탈황
프로젝트 소개
탈황 분무탑의 기술적 장점:
1. 배연, 탈황, 질소 제거, 분진 제거, 탈수 과정을 동시에 통합하는 기술 설계를 완료했습니다. 구조가 간단하고 컴팩트하며 공정이 합리적이고, 내부 확장 및 막힘 현상이 발생하지 않으며, 배기가스에 수분이 발생하지 않는 설계입니다.
2. 장비 내부의 유효 면적 이용률은 100%로 설계되었으며, 그을음은 전체 정화 과정에서 알칼리성 수용액에 완전히 용해되어 효율적인 물질 전달 효과를 얻습니다.
3. 고효율 외부 스플래시 스프레이 분무 설계를 적용하고, 마모 부품이 없는 장비 내부 설계를 통해 가장 효율적인 탈황 및 먼지 제거를 보장합니다. 연기 가스와 알칼리 용액의 가장 충분한 물질 전달 프로세스를 형성하여 가장 효율적인 탈황 및 먼지 제거를 보장합니다.
5. 장비 내부의 매끄러운 배기가스 통로 설계, 배기가스 방향에 사각이 없어 배기가스의 열 저항을 줄이고 설계 조건에서의 효과를 보장하며 보일러 및 기타 연소 장비의 작동에 영향을 미치지 않습니다.
탈황 흡수탑의 일반적인 유형
흡수탑 시스템은 습식 배연 탈황 시스템의 핵심 구성 요소입니다. 흡수탑은 기능별로 위에서 아래로 디포그 영역(기체 영역), 분무 흡수 영역(기액 혼합 영역), 그리고 산화 영역(액체 영역)으로 구분됩니다. 배연가스 내 SO2 제거 및 탈황 산물인 아황산칼슘의 산화와 같은 주요 화학 반응은 흡수탑에서 완료됩니다.
흡수탑 내부에 하부에서 상부까지 설치된 주요 장비로는 일반적으로 슬러리 혼합 장비, 산화공기 분배관망, 흡수탑 입구의 배기가스 분배장치, 슬러리 분무장치, 미스트 제거장치, 세척수 시스템 등이 있다.
습식 탈황 흡수탑은 여러 종류의 구조를 가지고 있으며, 기체-액체 접촉 모드의 차이에 따라 탈황탑은 분무탑, 기포탑, 액주탑, 충전탑 등으로 나눌 수 있습니다. 그 중 분무탑은 효율이 높고, 저항이 낮으며, 이용 가능성이 높은 장점이 있으며, 석회석-석고 습식 탈황 공정에서 선두적인 탑 유형입니다.
1. 분무탑
분무탑(스프레이 스크러버라고도 함)은 습식 FGD 장치의 주요 타워 유형으로, 일반적으로 연도 가스와 슬러리의 역류 접촉 방식으로 배치됩니다. 흡수탑 상부에는 여러 층의 노즐이 배치되어 있으며, 탈황 슬러리는 분무 노즐을 통해 액체 미스트를 형성합니다. 연도 가스와 슬러리 미스트가 역방향으로 완전히 접촉하면 SO2가 흡수됩니다. 연도 가스에 포함된 Cl, F-, 먼지와 같은 대부분의 불순물도 흡수탑에서 제거됩니다. 석고, 먼지, 불순물이 포함된 흡수탑 슬러리는 부분적으로 석고 탈수 시스템으로 배출됩니다. 석회석 슬러리는 순환을 통해 탑 내 다양한 높이에 배치된 분무층 노즐로 펌핑됩니다. 노즐은 내마모성 재질로 제작됩니다. 슬러리는 노즐에서 아래로 분사되어 분산된 작은 물방울을 형성하고 아래로 떨어집니다. 동시에 연도 가스는 흐름에 역행하여 상승하는데, 이때 가스와 액체가 완전히 접촉하여 이산화물을 세척합니다.
흡수탑에서의 이산화황 흡수 이론은 다양한 기액 접촉 방식에 따른 작은 면적의 기액상의 물질 전달 과정과 화학 흡수 과정을 연구하는 것입니다. 이 이론에는 주로 막 이론, 삼투 이론, 표면 갱신 이론이 포함됩니다.
그림에 표시된 분무탑에는 합금 트레이 층이 장착되어 있습니다. B&W 사에서 설계한 이 기술은 기액 2상의 물질 전달 효율을 향상시키고 액상-기상 비율을 효과적으로 낮출 수 있습니다. 그러나 트레이 연도 가스 저항이 크기 때문에(트레이 층의 저항은 약 500Pa) 국가 초저배출 기준 도입 이전에는 경쟁 우위가 제한적입니다. 이 방식은 탈황탑 입구에서 SOx 농도가 높고 탈황 효율이 높은 프로젝트에만 사용됩니다. 최근 초저배출 전환이 지속적으로 추진됨에 따라, 일부 프로젝트에서는 기존 흡수탑의 변경을 줄이고 액상-기상 비율을 높이지 않고도 비교적 높은 탈황 효율을 달성하기 위해 이중 팔레트 기술을 도입했습니다.
탈황 효율을 향상시키기 위한 트레이의 원리는 공유 유동 향상판 위에 슬러리 층을 유지하여 구멍을 따라 균일하게 흐르도록 하여 일정 정도의 액막을 형성하여 슬러리가 고르게 분포되도록 하는 것입니다. 액막은 흡수탑에서 연도 가스와 슬러리의 접촉 시간을 증가시킵니다. 연도 가스가 트레이를 통과할 때 기액 접촉이 완전해지고 트레이 위의 난류가 강해져 SO에서 슬러리로의 물질 전달이 강화됩니다. 형성된 슬러리 거품층은 기액 접촉면을 확장하여 흡수기의 이용률을 향상시키고 액-기체 비율과 순환 슬러리 분무량을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 그러나 빈 타워와 비교할 때 트레이 설치형 흡수탑의 단점은 흡수탑의 저항이 비교적 높고 부스터 팬의 전력 소비가 높다는 것입니다.
이중 트레이의 기류 균질화 효과는 연도 가스가 흡수탑으로 유입된 후, 먼저 탑 내부의 트레이를 통과하여 트레이 위의 액막을 통해 기액상 균질화를 조절한다는 것입니다. 가스와 슬러리의 최적 접촉은 흡수 영역 전체 높이에서 달성될 수 있습니다. 단일 트레이와 비교했을 때, 이중 트레이는 액막이 한 겹 더 많아 기액 교환이 더 원활하고, 기체상 분포가 더 좋으며, 탈시너지 효과가 더욱 뚜렷합니다.
흡수탑 합금 트레이는 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다:
(1) 공기 흐름의 균일한 분포. 배기가스는 흡수탑 입구를 통해 유입되어 와류대를 형성합니다. 배기가스의 유량은 합금 트레이를 통과한 후 아래에서 위로 감소하여 흡수탑의 분무 영역을 균일하게 통과합니다. 분무탑의 직경이 클수록 기계적 수단으로 균일한 분포를 유지하는 것이 더욱 중요합니다. 이러한 트레이를 사용하지 않으면 흡수탑 각 영역의 배기가스가 불균일하게 되어 일부 흡수제는 부족하고 일부 흡수제는 너무 많아지는데, 이는 특히 대형 유닛의 탈황에 중요합니다. 합금 트레이를 추가하기 전과 후의 흡수탑 구역에서 배기가스 유속 분포를 비교한 그림이 나와 있습니다. 그림 (a)는 빈 탑에서 배기가스가 흡수탑에 유입되어 분무층에 도달할 때의 유동장 분포를 보여주는데, 이는 편향 유동이 매우 심각함을 보여줍니다. 그림 (b)는 트레이 타워에서 연도가스가 흡수탑으로 유입되어 분무층에 도달할 때의 유동장 분포를 보여줍니다. 연도가스는 트레이를 통과하면서 균일하게 분포되도록 강제적으로 조절되며, 이는 분무층의 슬러리 분포와 더욱 잘 일치합니다.
(2) 슬러리를 균일하게 분산시킨다. 슬러리 층을 트레이 위에 유지하고 구멍을 따라 균일하게 흘러내려 슬러리가 균일하게 분포되도록 한다.
(3) 탈황 작용을 강화하고 흡수제 이용률을 향상시킵니다. 트레이 구멍의 조절 및 분사 효과는 배기가스 내 슬러리 액적으로 SOx의 물질 전달 속도를 증가시킵니다. 또한, 트레이에 형성되는 일정 높이의 기포층은 슬러리 체류 시간을 연장하고 기액 접촉 면적을 증가시킵니다.
기체가 통과할 때 기액 접촉은 오염 물질 성분의 일부를 흡수하는 역할을 하여 액체-기체 비율을 효과적으로 낮추고, 흡수제 사용률을 향상시키며, 순환 슬러리 펌프의 유량 및 전력 소비를 감소시킵니다. 연구에 따르면 단층 트레이는 물질 전달 효과를 약 50% 향상시키고 액체-기체 비율을 15~30%까지 줄일 수 있습니다.
(4) 낮은 흡수탑. 흡수 효과가 좋으면 액-기체 비율과 분무층을 낮출 수 있어 흡수탑의 높이를 낮출 수 있습니다. 낮은 흡수탑은 부식 방지 면적을 줄이고 무게를 줄여 전체 흡수 시스템 투자 비용을 절감하고 운영 및 유지 보수 비용을 낮춥니다.
(5) 스케일링 없음. 트레이는 합금강으로 제작되어 견고하며, 자체 세척 및 강력한 거품 효과가 있는 특성을 가지고 있어 고체 입자를 더욱 제거하고, 강력한 슬러리 세척으로 트레이에 스케일이 발생하지 않습니다.
(6) 편리한 유지보수. 본 트레이는 흡수탑 설치 단계에서 임시 설치 플랫폼으로 활용 가능하며, 가동 후에는 분무층 및 연무 제거 장치의 유지보수 플랫폼으로 활용할 수 있습니다. 또한, 탑 내부의 슬러리를 비우거나 비계 설치 없이 바로 수리가 가능하여 시간과 노력을 절약할 수 있습니다.
(7) 에너지 절약. 위의 특성 외에도 다공성 트레이의 가장 큰 장점은 많은 전력을 절약할 수 있다는 것입니다. 낮은 액-기체 비율과 낮은 흡수기 높이는 순환 펌프 전력을 크게 감소시켜 에너지 절약 효과가 트레이 저항으로 인한 팬 전력 증가를 상쇄할 수 있습니다.
(1) 공기 흐름의 균일한 분포. 트레이를 설치한 후 흡수탑으로 유입되는 가스 유량은 잘 분포되며 대부분의 가스 유량은 평균 유량 범위 내에 있습니다.
(2) 석회석 용해 속도가 크게 증가했습니다. 트레이 슬러리의 pH 값은 반응조 내 pH 값보다 20% 이상 낮았으며, 석회석 용해 속도는 슬러리 내 수화 수소 이온 농도 [H"]에 정비례했습니다. pH 4.0에서의 [H+]는 pH 5.5에서의 [H"]의 31배이므로 트레이 위의 석회석을 용해하기가 더 쉽습니다.
(3) 배기가스와 슬러리의 접촉 시간이 크게 증가합니다. 기존 공탑에서 배기가스와 슬러리의 접촉 시간은 약 3.5초입니다. 트레이가 일정한 높이의 액막을 유지할 수 있기 때문에 흡수탑 내 배기가스의 체류 시간이 증가하고, 단일 트레이에서의 슬러리 체류 시간은 1.8초입니다. 이중 트레이 흡수탑의 경우 트레이에서의 슬러리 체류 시간은 약 3.5초이며, 배기가스 접촉 시간은 공탑보다 1배 더 깁니다.
(4) 편리한 유지관리. 트레이 설치로 흡수탑의 운전 및 유지관리가 편리해집니다. 흡수탑 내부 부품 유지관리 시, 탑 내부의 슬러리를 모두 배출할 필요 없이 탑 내부에 임시 유지관리 플랫폼만 설치하면 됩니다. 운전 및 유지관리 담당자는 합금 트레이 위에 서서 탑 내부 부품을 유지관리 및 교체할 수 있어 운전 중 유지관리 시간을 단축할 수 있습니다.
분무탑에서는 노즐이 미립화 미세도를 만족하는 조건에서 압력 손실을 최대한 줄여야 하며, 액상 미스트가 흡수탑 전체 면적을 덮어 흡수의 안정성과 균일성을 확보해야 합니다. 탑 하부의 산화조에서는 특수 산화 팬을 통해 공기를 펌핑합니다. 동시에 탑 벽면에 대칭적으로 배치된 교반기는 슬러리 침전을 방지하는 동시에 산화 공기의 균일한 분포 효과를 증진합니다. 미스트 제거기는 흡수탑 상부에 배치되어 배기가스에 포함된 미세 입자를 제거합니다.
배연 탈황 기술 개발에 있어 분무탑은 가장 초기의 탈황 반응 장치입니다. 분무탑의 장점은 넓은 기액 접촉 면적을 형성할 수 있고 시스템의 액상-기상 비율이 낮다는 것입니다. 그러나 좋은 효과를 보장하기 위해서는 슬러리 분무가 균일한 미세 입자를 형성해야 하며, 순환 펌프는 충분한 압력을 제공해야 합니다. 또한 슬러리 내 탈황제 입자의 크기가 너무 커서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 노즐이 막히기 쉽습니다. 이를 위해 탈황제는 분쇄 공정에서 특정 입도(약 250메시)에 도달해야 합니다. 따라서 이 장치는 탈황제 분쇄 공정과 순환 펌프 성능에 대한 높은 요구 조건을 충족해야 합니다.
현재 전 세계에서 가동 중인 탈황 플랜트의 상당 부분이 이 분무탑입니다. 지난 10년간의 실제 가동 사례를 보면, 이 공정 기술은 가장 성숙된 상태이며, 정기적인 유지보수를 통해 장치의 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. 이 분무탑은 중국에 도입된 여러 대형 발전소의 탈황 유닛에도 사용되고 있습니다. 분무흡수탑은 배기가스 내 SO2 세척, 흡수, 산화, 석고 결정화를 통합한 탑 장비입니다. 이 탑은 배기가스 탈황 플랜트에서 널리 사용됩니다.
역류 분무탑의 입구 연도는 일반적으로 반응 탱크의 액면과 탑 본체의 흡수 영역 하부 사이에 설치되는데, 이 흡수 영역은 고온의 연도 가스와 낙하하는 슬러리의 계면으로, 일반적으로 "건습 계면"으로 알려져 있습니다. 연도 가스가 흡수탑에 진입하면 단열 포화 상태가 되어 입구 연도 가스와 건습 계면을 따라 큰 온도 구배가 형성됩니다. 이 영역에서 연도 가스 온도는 일반적으로 120~150℃에서 약 50℃로 급격히 떨어집니다. 와류 작용이나 입구 연도 가스의 불균일한 분포로 인해 낙하하는 슬러리가 입구 연도로 유입되고, 슬러리가 연도의 고온 벽면에 닿으면 물이 증발하여 고체 침전물을 형성합니다. 고형물이 지속적으로 축적되면 유입 연도 가스 유동 면적이 감소하고, 연기 시스템의 저항이 증가하여 유도 통풍 팬의 서지 현상이 발생하며, 심각한 경우 장치가 저부하로 작동하거나 강제로 정지하게 됩니다. 유입 연도 가스의 환경은 습식 연도 가스 탈황 시스템에서 가장 심하게 부식되는 부분 중 하나입니다.
건습 경계면에 석고가 장시간 축적되면 장치의 풍연계 저항이 증가합니다. 차폐 캡 구조를 사용하여 건습 경계면을 타워 내부로 밀어 넣고 입구 연도 벽에서 분리하여 입구 연도에 과도한 고형물이 쌓이는 것을 방지합니다. 또는 타워 입구를 경사지게 수평 연도로 만들고, 타워와 연결된 최종 부분을 사각형 버킷 모양으로 만듭니다.
입구 플랜지 전이부의 구조 재료는 일반적으로 고온 내성, 고농도 염화물 및 가스 내성, 낮은 pH 내식성, 점부식 내성, 퇴적물 내 틈새 부식 내성을 가진 고니켈 합금 재료(예: C-276 및 59 합금)를 선택합니다. 흡수탑 입구 연도 온도가 약 100°C로 낮아지면, 저렴한 고온 내성 유리 플레이크 수지를 부식 방지용으로 사용할 수도 있습니다.
분무탑은 국내외 탈황탑의 발전 방향이며, 석회석-석고-습식 배연탈황(FGD) 분야에서 주도적인 위치를 차지하고 있습니다. 탈황탑은 구조가 간단하고, 석탄 종류 및 보일러 부하 변화에 대한 적응성이 뛰어나며, 효과적인 탈황이 가능하고, 조정이 용이하며, 유지관리가 편리하고, 스케일이나 막힘 현상이 발생하지 않습니다.
2. 버블 스프레이 타워
JBR(제트 버블 반응기)은 기포 반응기에 속합니다. 반응기의 핵심은 제트 비등 반응기입니다. 반응기는 종종 보일러 집진기 뒤에 배치되며, 연도 가스는 특수 가스 분배 장비를 통해 바로 아래의 탈황기 슬러리로 수직 펌핑됩니다. 이 과정에서 연도 가스의 SO2는 슬러리와 완전히 접촉하여 반응하여 아황산칼슘을 생성합니다. 산화된 공기는 기포 반응기 바닥에서 유입되어 분배관을 통해 슬러리에 고르게 분배되어 아황산칼슘을 황산칼슘으로 산화시킵니다. 이 공정은 연도 가스의 분진 함량에 대한 요구 조건이 낮고, 높은 분진 농도 조건에서도 운전이 원활하고 높은 탈황 효율을 얻을 수 있습니다.
내부는 기능에 따라 버블링 존(제트 버블 존)과 반응 존의 두 부분으로 나뉜다.
기포 발생 구역(배출 기포 발생 구역)은 연속적으로 형성되고 파괴되는 수많은 기포로 구성된 연속적인 기포층입니다. 기포 발생 구역에는 가스 분사관이 설치되어 있으며, 원래의 연도 가스는 분사관을 통해 슬러리 액면 아래로 일정 속도로 유입되어 슬러리와 격렬하게 혼합되어 내부에 수많은 기포를 생성합니다. 이후 부력의 영향으로 지그재그로 위쪽으로 이동하며 급격히 분산되어 기포층을 형성합니다. 이 과정에서 가스와 액체가 완전히 접촉하게 되며, 연도 가스 내의 SO2가 흡수 및 반응하여 아황산칼슘을 생성합니다. 연도 가스 내의 비산재 또한 액막과 접촉한 후 제거됩니다. 기포 발생 구역의 기포는 대량으로 빠르게 생성되고 파괴되어 기액 접촉 용량을 더욱 강화하여 끊임없이 새로운 접촉 면적을 생성하는 동시에 기포 발생 구역의 반응물을 반응 구역으로 이동시키고 흡수기와 연도 가스의 새로운 접촉을 형성합니다.
반응 구역은 기포 발생 구역 아래에 있으며, 석회석 슬러리는 반응 구역으로 직접 공급됩니다. 산화된 공기는 반응 구역 바닥에서 유입되어 분배관을 통해 슬러리에 고르게 분배되어 아황산칼슘을 황산칼슘으로 산화시킵니다. 처리 후, 순연도 가스는 슬러리에서 기포 발생하여 굴뚝으로 배출됩니다. 반응 구역에서는 공기 기포 발생과 기계적 교반(일부 기포 발생탑에는 수직 교반 장치가 장착됨)으로 인해 기체와 액체가 완전히 혼합됩니다. 기포 발생탑의 기포 발생 구역에서 발생하는 액체 순환은 기존 공정에서 슬러리 순환 펌프의 역할을 대체합니다.
3. 액체 분무 컬럼 타워
액주탑은 공탑형이며, 탑 몸체는 사각 철골 구조입니다. 액주탑은 단층 모체 제어 구조를 채택하고 있으며, 숏크리트 파이프는 탑 몸체 하단에 배치됩니다. 순환 펌프는 흡수제 슬러리를 숏크리트 모체 파이프로 보낸 후, 각 평행 분기관으로 분산시켜 위쪽으로 분사하여 탈황탑의 전체 단면을 덮는 액주를 형성합니다. 배가스는 탈황탑 하부에서 방사형으로 탑으로 유입되어 액주를 통과하여 위쪽으로 이동합니다. 상승 과정에서 배가스는 먼저 하류로 위쪽으로 분사되는 슬러리 컬럼과 접촉합니다. 슬러리 컬럼이 최고점에 도달하면 분산되어 균일한 액적을 형성하여 역낙하하며 위에서 아래로 향하는 배가스와 다시 접촉합니다. 고밀도 액적층을 형성하여 배가스와 흡수액의 혼합을 개선하고, 기체와 액체의 두 상이 효율적으로 접촉하도록 하여 이산화황(SO₂)의 흡수 반응을 촉진합니다.
탈황탑 전체의 흡수 영역에서 액주는 위쪽으로 분사되어 자유롭게 낙하하며, 액적의 파쇄 및 응축이 끊임없이 발생하고 새로운 표면이 끊임없이 생성됩니다. 액주탑의 흡수 영역은 분무탑의 흡수 영역보다 높아, 낮은 연도 가스 유량의 영향을 상쇄하고 흡수 영역에서 슬러리의 체류 시간을 연장합니다.
액체 기둥 내 액체 방울은 높은 난류를 가지며, 기체와 액체의 얽힘 사이에는 명확한 접촉 계면이 없습니다. 기체-액체 접촉 계면은 흡수성 방울의 산란, 충돌 및 파편화 과정에서 지속적으로 업데이트되며, 이는 SO2의 흡수를 크게 촉진할 수 있습니다.
액주탑의 특징은 다음과 같습니다. 구조가 간단하고 내부 부품이 적습니다. 연도 가스의 분진 함량에 대한 요구 사항이 없으며 공정 자체의 분진 처리 용량이 비교적 높습니다. 노즐의 개구부가 커서 막히기 어렵고, 흡수 영역이 비어 있는 탑으로 스케일링 위험을 줄여 석회석 처리 시설에 대한 요구 사항이 그다지 높지 않습니다. 또한, 슬러리 순환 펌프에 주파수 변환 펌프를 사용하면 에너지를 절약하는 동시에 시스템의 부하 조절 능력이 향상되어 보일러 부하가 변경될 때 액주 주입 높이만 변경하면 탈황 시스템 출력을 그에 따라 조절할 수 있습니다.
(1) 흡수탑 높이가 낮습니다. 흡수탑과 플룸 가스의 이중 접촉으로 인해 액주탑의 높이는 기존의 일방향 흐름탑보다 훨씬 낮습니다. 특히 중유황 및 고유황 석탄의 경우, 액주탑의 합리적이고 단순한 단층 숏크리트 파이프라인은 분무탑의 다층 및 복잡한 분무층 레이아웃을 피하고 흡수탑의 전체 높이를 크게 낮춥니다.
(2) 산화 탱크의 부피가 작습니다. 액주탑의 슬러리 농도는 일반적으로 30%로 분무탑의 약 20%보다 크며 산화 탱크에 필요한 부피가 훨씬 적습니다.
(3) 낮은 전력 소비. 분무 파이프가 흡수탑 하단에 배치되고 노즐과 노즐이 낮은 위치에 배치되어 대구경 중공 축류 노즐은 배압이 필요하지 않습니다. 기존 분무탑 노즐과 달리 슬러리 전체에 충분한 높은 압력이 필요하고 순환 펌프의 양정이 크게 감소하여 흡수탑 순환 펌프의 전력 소비가 비교적 낮습니다.
(4) 저렴한 비용. 분사관은 암형 제어 방식을 채택하여 필요에 따라 하나 이상의 순환 펌프를 설치할 수 있습니다. 동일한 모델의 순환 펌프는 예비 부품부터 운영 및 유지 보수까지 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
(5) 2단 직렬, 컴팩트한 연결, 높은 탈황 효율.
(6) 흡수탑은 구조가 간단하고 유지관리가 용이합니다. 흡수탑 노즐은 중공 구조를 채택하여 막힘이 발생하기 어렵고, 노즐은 격자형 단층으로 배열되어 있습니다.
(7) 노즐에 배압이 없고 순환 펌프 압력 헤드가 낮습니다. 에너지 소비가 적고 타워의 저항이 낮습니다. 타워에는 액주층과 노즐이 단층만 있어 슬러리 순환 펌프의 압력 헤드가 낮고 에너지 소비가 적습니다.
(8) 액주 컬럼 내의 기액 두 상이 반복적으로 접촉하여 물질 전달이 충분하여 높은 탈황 효율을 확보할 수 있다.
(9) 흡수탑의 슬러리 순환 시스템은 암형 제어를 채택하고 있으며 암형 배관의 유량은 일정 범위에 제한되어 있으므로 순환 슬러리 펌프의 수와 유량의 일치 설계는 단위 부하의 변동 범위를 충족시키고 에너지 절약적으로 작동해야 합니다.
(10) 액주탑은 직사각형 형태를 채택하고, 흡수탑 슬러리 풀의 유동장 시험데이터를 통해 산화공기 시스템을 최적화하여 산화공기의 균일한 분포를 확보해야 한다.
액상 컬럼 기술은 석고 슬러리 농도가 최대 28%~32%로 분무 컬럼 기술보다 높습니다. 따라서 컬럼 내 석고 슬러리는 석고 슬러리 사이클론 없이 탈수기로 직접 이송될 수 있으며, 탈수 처리 후 석고가 생성됩니다. 석고 슬러리 사이클론이 고정되지 않으면 폐수 사이클론도 고정되지 않고, 탈황 폐수가 여과수에서 배출됩니다.
4. 그릴 탈황탑
탈황탑의 기존 충진탑은 TBC(난류층 접촉기)로, 폴리에틸렌 볼이나 폼 볼을 패킹으로 사용하여 링 형태로 적층하는 방식입니다. 마모, 부식 및 내열성으로 인해 패킹이 자주 손상되어 슬러리 이송 파이프라인을 막히게 하고, 시스템의 장기간 안정적인 운전을 방해합니다. 최근 습식 탈황 충진탑은 특수 그리드를 충진재로 사용하여 그리드 타워라고도 하며, 일반 충진재가 깔끔하게 배출됩니다.
일반적인 하류 그릴 흡수탑에서는 탑 상단의 분무 장치가 탈황 슬러리를 그릴 상단에 고르게 분사한 후, 탑 상단에서 그릴 표면에 서서히 흘러내려 비교적 안정된 액막을 형성합니다. 가스는 충전재와 액체 사이의 틈을 통해 하류로 계속 접촉하면서 이산화황을 지속적으로 용해 및 흡수합니다. 처리된 배기가스는 탑 하단의 산화 탱크를 통과한 후 미스트 제거기로 들어갑니다.
그리드 타워는 탈황 슬러리가 필러에 고르게 분포되어야 하며, 그리드 표면의 강하막 형성은 연속적이고 균일해야 합니다. 그릴은 넓은 비표면적, 높은 공극률, 강한 내식성, 우수한 강도, 그리고 우수한 습윤성을 가져야 하며, 가격이 지나치게 비싸서는 안 됩니다. 분무 타워와 마찬가지로, 그레이트 타워도 탈황제의 입도가 일정해야 합니다(약 250메시). 현재 적용 분야에서는 필러의 스케일링 및 막힘 문제가 완전히 해결되지 않았으며, 시스템은 전체 반응이 적절한 상태로 진행되도록 높은 자체 제어 능력을 갖추어 스케일링 위험을 최소화해야 합니다.
흡수탑 선정 원리
(1) 사용자 입장에서는 저비용을 기반으로 최대한 높은 효율과 간단한 조작을 구현하는 것이 요구된다.
(2) 흡수탑 설계는 탈황 반응의 물질 전달 요건을 충족하여 부반응(이산화탄소 흡수)을 억제하고 펌프 부하를 줄이는 데 효과적입니다. 교반기 등의 에너지 소비는 시스템 제어(pH 값, 액-기체 비율, 칼슘-황 비율 조정 포함)에 유리하여 설계값(탈황 효율, 칼슘 이용률, 산화율)을 확보합니다.
(3) 분무탑과 그릴탑 기술은 비교적 성숙되었지만, 노즐과 충진재에 대한 요구 사항이 더 높아 시스템의 확장 및 막힘 현상이 발생하기 쉽습니다. 새로운 JBR 반응기와 액탑은 이러한 문제가 발생하지 않도록 설계되었으며, 시스템 제어 수준과 탈황제 입자에 대한 요구 사항이 상대적으로 낮습니다. 또한, 액탑 자체도 분진 제거 효과를 동시에 가지고 있어 특히 분진 농도가 높은 배기가스의 탈황에 적합하며, 실제 엔지니어링 응용 분야에서 고효율, 스케일링 방지, 제어 용이성 등의 장점을 입증했습니다.
(4) 기액 반응 및 반응기 이론의 발전은 탈황 반응기 개발에 지침을 제공합니다. 분무탑에서 그릴탑, 제트비등탑, 액주탑에 이르기까지 탈황 흡수탑의 발전은 기액 물질 전달 반응 이론과 이에 대응하는 다양한 엔지니어링 기술의 발전을 충분히 반영합니다.
흡수탑의 레이아웃 및 공정 요구 사항
석회석과 석고 습식 탈황은 200MW 이상의 장치에 적합하므로 이 공정을 중소형 장치에 적용할 경우 두 개의 고랑과 한 개의 탑 또는 세 개의 고랑과 한 개의 탑을 채택할 수 있으며, 각 장치 간의 전환은 연도 가스 차단문을 통해 실현됩니다.
흡수탑 본체는 강철로 제작되며, 내장 부품, 하부 지지대, 바닥판, 벽판, 중간 지지대, 탑 상단부로 구성된 탈황 장치의 핵심 설비입니다. 두 가지 기능을 하는데, 하나는 배기가스 중 이산화황을 제거하는 것이고, 다른 하나는 분해 생성물을 고품질 석고 제품으로 만드는 것입니다.
탑 본체가 약산성 슬러리와 직접 접촉하므로 부식 방지 조치를 취해야 합니다. 일반적으로 부식 방지 처리에는 고무, 유리 스케일 또는 내식성 강철 벽지가 사용됩니다. 배기가스 온도가 175℃를 초과하면 흡수탑의 부식 방지층과 장비가 손상될 수 있습니다. FGD 장치에는 배기가스를 냉각하여 흡수탑 및 기타 장비를 보호하고 보일러 유닛의 안전한 작동을 보장하는 사고 방지 스프레이가 장착되어 있습니다.
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