KR100555649B1

KR100555649B1 - 배기가스 처리방법 및 처리장치

Info

Publication number: KR100555649B1
Application number: KR1019990023799A
Authority: KR
Inventors: 코테라타모츠; 시노다타카아키; 오수미카주오; 오오타토모히사; 이치무라케이지; 오가타카츠유키
Original assignee: 가부시키가이샤 다쿠마
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2006-03-03
Also published as: TW589224B; ATE312658T1; KR20000006392A; JP2000197812A; EP0967003B1; JP3976444B2; DE69928865T2; EP0967003A1; DE69928865D1

Abstract

중화용 알칼리제의 양을 극단으로 적게할 수 있음과 아울러, 염의 배출을 삭감할 수 있고, 또한 순도가 높은 산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있는 배기가스 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 배기가스 중에 함유된 산성가스성분을 제1세정탑에 의하여 탈산처리함과 아울러, 이 제1세정탑에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 전기투석조의 원액실로 도입한다. 한편, 전기투석조의 투과실에는 HCl탱크에서 희박 HCl액을 도입한다. 이 전기투석조는, 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되어 있고, HCl가스흡수후의 세정액을 하나 걸러서 구획실로 도입함으로서 희박 HCl액이 농축되어서 회수된다.

Description

배기가스 처리방법 및 처리장치{METHOD AND APPARATUS FOR EXHAUST GAS TREATMENT}

도 1은, 제9발명의 발명원리도이다.

도 2는, 제10발명의 발명원리도이다.

도 3은, 제11발명의 발명원리도이다.

도 4는, 제15발명의 발명원리도이다.

도 5는, 제16발명의 발명원리도이다.

도 6은, 제17발명의 발명원리도이다.

도 7은, 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 처리장치의 시스템 구성도이다.

도 8은, 제1실시예에서의 전기 투석조의 상세구조를 도시하는 도면이다.

도 9는, 본 발명의 제3실시예에 따른 배기가스 처리장치의 시스템 구성도이다.

도 10은, 본 발명의 제5실시예에 따른 배기가스 처리장치의 시스템 구성도이다.

도 11은, 종래의 배기가스 처리장치의 시스템 구성도이다.

본 발명은, 배기가스 처리방법 및 처리장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 쓰레기 소각설비를 포함하는 연소설비, 화학플랜트로부터 나오는 배기가스 중의 산성가스성분의 탈산처리를 실시하는 배기가스 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.

종래에, 쓰레기 소각설비(일반 폐기물 혹은 산업폐기물 소각플랜트 등)에 있어서, 이들 쓰레기 소각설비로부터 나오는 배기가스중에 함유되는 HCl, SOx 등의 산성가스성분을 탈산처리하는 방법으로는, 이들 산성가스성분을 물로 세정하고, 가성소오다 등의 알칼리제의 중화에 의해서 pH6∼7로 조정함으로서 염으로 변경하여 회수하는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있다.

이 종래방법은 도 11에 도시되는 시스템 구성에 의해서 설명한다. 이 도 11에 표시되는 종래의 시스템에 있어서는, 제1세정탑(51)과 제2세정탑(52) 등이 구비되어 있다. 도시되지 않는 쓰레기 소각설비로부터의 배기가스는 연도(53)를 통하여 제1세정탑(51)의 정상부로 도입되고, 이 제1세정탑(51)의 하부에 쌓여진 세정액(54)이 순환펌프(55)에 의하여 그 제1세정탑(51)의 상부에 배치되는 스프레이노즐(56)로부터 분무되며, 이것에 의하여 제1세정탑(51)내로 도입된 배기가스 중의 산성가스성분(HCl, SOx 등)이 세정액(54)에 의하여 흡수되도록 되어 있다. 이 산성가스성분의 흡수에 따라서 세정액(54)의 pH는 작은 값으로 되므로, 순환하는 세정액(54) 중에 가성소오다 헤드탱크(57)로부터 가성소오다가 보급되어, 그 세정액(54)의 pH가 6∼7로 유지된다. 또한, 제1세정탑(51)내의 과잉된 세정액(54)은 배출펌프(58)에 의하여 계 밖으로 배출된다.

상기한 제1세정탑(51)을 나온 배기가스는 연도(59)에 의하여 제2세정탑 (52)으로 도입된다. 이 제2세정탑(52)으로 도입된 배기가스중에는 아직 산성가스성분을 함유하고 있으며, 이 제2세정탑(52)의 하부에 축적된 세정액(60)이 순환펌프(61)에 의하여 그 제2세정탑(52)의 상부로부터 투입됨으로써, 배기가스와 기액접촉시켜서 배기가스 중의 산성가스성분이 세정액(60)에 의하여 흡수된다. 이 산성가스성분의 흡수에 의하여 세정액(60)에 pH는 역시 작은 값으로 되므로, 제1세정탑(51)과 마찬가지로, 순환하는 세정액(60) 중에 가성소오다 헤드탱크(57)로부터 가성소오다가 보급되어, 그 세정액(60)의 pH가 6∼7로 유지된다. 그리고, 이 제2세정탑(52)을 나온 배기가스는 연도(63)로부터 도시되지 않는 가스재가열기 등을 거쳐서 연돌에 의하여 대기로 방출된다. 또한, 제1세정탑(51) 및 제2세정탑(52)은 스프레이탑으로 한정되지 않고, 래쉬링(Rarchigning) 등의 충전물을 충전한 방식 등 다른 각종 방식인 것도 사용가능하다.

그런데, 상술한 종래의 처리방법에 있어서는, 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 산성가스성분을 중화시키기 위하여 가성소오다가 필요하게 된다.

(2) 가성소오다에 의한 중화에 의해서 염이 생산되지만, 이 염은, 종래의 배수처리설비에서는 제거할 수 없고, 그 처리수를 특히 하천 등으로 방류한 경우에, 지역에 따라서는 염해의 문제가 발생할 염려가 있다.

(3) 생성된 염의 리사이클을 실시하는 방법으로서 증발건고기술이 있지만, 이 기술을 적용한 경우에는 방대한 에너지가 필요하게 된다.

(4) 생성된 염을 산과 알칼리로 분해하여 재이용하는 방법으로서, 바이폴라막전기투석법이 있지만, 이 방법은 바이폴라막을 사용하므로 비용이 들고, 또 분해된 산, 알칼리의 순도, 농도에도 문제가 있고, 이용이 진척되어 있지 않다.

(5) RO(Reverse Osmosis)막에 의한 탈염기술을 이용하는 것도 생각되지만, 이 방법에서는 운영비용이 들 뿐만 아니라, 농축염 처분의 문제가 존재하고 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 문제점에 감안하여 이루어진 것으로서, 중화용 가성소오다 등의 알칼리제의 양을 극단으로 적게 할 수 있음과 아울러, 염의 배출을 삭감할 수 있고, 또한 순도가 높은 산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있는 배기가스 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 제1발명(청구항 1에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수후의 세정액으로부터 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하는 것을 특징으로 한다.

이 제1발명에 있어서는, 제1단계에서, 배기가스중에 함유되는 HCl, SOx 등의 산성가스성분중에서 HCl가스가 세정액에 의하여 선택적으로 흡수되며, 제2단계에서, 이 흡수후의 세정액이 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 처리됨으로서, 배기가스 중의 산성가스성분을 중화하지 않고, 탈산처리가 실시된다. 또한, 배기가스 중에 함유되는 Na, K 등도 세정액 중에 이온으로서 용해하지만, 그 양이 적으므로, HCl 순도저하의 영향은 작다. 따라서, 이 방법을 사용함으로서, 고농도의 염산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있게 되고, 게다가 처리시에 중화때문에 가성소오다 등의 알칼리제가 불필요하며, 또 염의 배출을 삭감할 수 있게 된다.

다음에, 제2발명(청구항 2에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수 후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하는 것을 특징으로 한다.

이 제2발명에 있어서는, 제1단계에서, 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분 중에 HCl가스가 세정액에 의하여 선택적으로 흡수되고, 제2단계에서, 이 흡수후의 세정액이 프로톤 선택투과성 양이온교환막에 의해서 수용액중의 양이온 중 프로톤만이 투과하는 것을 이용하여, 배기가스 중의 산성가스성분을 중화하지 않고, 탈산처리가 실시된다. 따라서, 이 방법을 사용함으로서, 순도가 높은 염산을 회수하여 리사이클을 실시하는 일이 가능하며, 게다가 처리시에 중화로 인한 가성소오다 등의 알칼리제가 불필요하며, 또 염의 배출을 삭감할 수 있게 된다.

다음에, 제3발명(청구항 3에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수 후의 세정액에서 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하고, 상기한 세정액에 의하여 흡수되지 않았던 SO₂를 pH2∼5의 세정액으로 더 흡수시켜서, 이 흡수된 SO₂를 산화시켜서 H₂SO₄용액이 되게 하고, 이 H₂SO₄용액에서 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 H₂SO₄를 분리회수하는 것을 특징으로 한다.

이 제3발명에 있어서는, 제1단계에서, 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분 중에 HCl가스가 세정액에 의하여 선택적으로 흡수되며, 제2단계에서, 이 흡수후의 세정액이 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 처리됨으로서, 배기가스 중의 HCl가스를 중화하지 않고, 탈산처리가 실시된다. 따라서, 이 방법을 사용함으로써, 고농도의 염산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있게 되고, 게다가 처리시에 중화로 인한 가성소오다 등의 알칼리제가 불필요하며, 또 염의 배출을 삭감할 수 있는 것이다. 이후, 제3단계에서, 상기한 세정액에서는 흡수되지 않았던 SO₂가스가 pH2∼5(바람직하게는 pH3∼4)의 세정액에 의하여 흡수된다. 이것에 의하여, 제1단계에서 취하지 못했던 HCl가스는 물론, SOx가스, 특히 SO₂가스도 제거할 수 있다. 더욱이, 이 SO₂가스의 산화에 의하여 얻어지는 H₂SO₄용액을 이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 처리함으로써, H₂SO₄를 분리회수하여 리사이클을 실시할 수 있게 된다. 이와 같이하여, 상기한 제1발명 및 제2발명에서의 제2단계에서 생성되는 Na₂SO₄ 등의 염을 함유한 용액의 방류를 실질적으로 제로 근처로 할 수 있다고 하는 효과를 성취한다.

다음에, 제4발명(청구항 4에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 일단 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl 및 H₂SO₄를 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하는 것을 특징으로 한다.

이 제4발명에 있어서는, 제1단계에서, 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분이 pH6∼7의 세정액에 의하여 흡수되고, 제2단계에서, 이 흡수후의 세정액이 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석법에 의하여 처리됨으로써, 배기 중의 HCl가스 및 SOx의 탈산처리가 실시된다. 따라서, 이 방법을 사용함으로써, 염산과 황산의 혼산을 회수할 수 있고, 게다가 산을 분리한 후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용함으로써 전기 투석조의 원액중의 음이온농도를 높이고, 이것에 의하여 플랜트 효율을 높일 수 있다.

다음에, 제5발명(청구항 5에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하는 것을 특징으로 한다.

이 제5발명에 있어서는, 제1단계에서, 배기가스 중에 함유된 HCl가스가 알칼리제에 의해 pH0∼2(바람직하게는 pH1정도)로 제어된 세정액에 의하여 선택적으로 흡수된다. 그러나, 배기가스 중에 함유된 다른 산성가스성분인 SOx, 그 중에서도 SO₂는 pH0∼2정도의 세정액에서 흡수되지 않고, 배기가스 중에 잔류한다. 제2단계에서, 이 흡수후의 세정액이 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 처리됨으로써, 배기가스 중의 HCl가스의 탈산처리가 실시된다. 따라서, 이 방법을 사용함으로써, 순도가 높은 염산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있게 되고, 게다가 처리시에 중화로 인한 가성소오다 등의 알칼리제의 추가투입이 불필요하며, 또 염의 배출을 삭감할 수가 있다. 더욱이, 산을 분리한 후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용함으로써, 전기투석조의 원액 중의 음이온농도를 높이고, 이것에 의하여 플랜트 효율을 높일 수 있다.

다음에, 제6발명(청구항 6에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은,
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법으로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하고, 더욱이 상기한 세정액에 의하여 흡수되지 않았던 SO₂가스를 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수된 SO₂를 산화시켜 H₂SO₄용액으로 되게 하고, 이 H₂SO₄용액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 H₂SO₄를 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환하는 것을 특징으로 한다.

이 제6발명에 있어서는, 상기한 제5발명에서의 제1단계 및 제2단계에 의한 처리후에, 제3단계에서, 상기한 세정액에 의하여 흡수되지 않았던 SO₂가스를 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 더 흡수시켜, 이 흡수된 SO₂를 산화시켜 H₂SO₄용액으로 되게 하고, 이 H₂SO₄용액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 H₂SO₄를 분리회수할 수 있다.

다음에, 제7발명(청구항 7에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리방법은, 상기한 제1발명 내지 제6발명에 의한 배기가스 처리방법을 쓰레기 소각설비에 사용하는 것을 특징으로 한다.

다음에, 제8발명(청구항 8에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제1발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 제1의 발명원리도에 나타내듯이, 배기가스중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치(1)와, 이 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치(2)를 구비하고, 이 전기투석장치(2)는, 양이온교환막과 음이온교환막 등이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 제8발명에 있어서는, 배기가스가 배기가스세정장치(1)로 도입되면, 이 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분중에서 HCl가스는 그 배기가스세정장치(1)에 있어서 세정액에 의하여 선택적으로 흡수된다. 이때, 상기한 배기가스세정장치(1)의 세정액중의 HCl농도는, HCl가스를 선택적으로 흡수시키는 것을 목적으로서 하여 예컨대 0.04∼10중량%의 일정치로 제어된다. 계속하여, 이 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액은 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 전기투석장치(2)에 있어서는, 양이온교환막과 음이온교환막 등이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되어 있고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 그들 구획실중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 양이온교환막을 통과하지만 그 양은 대단히 적고, 실질적으로는 양이온교환막을 통과한 H⁺와, 음이온교환막을 통과한 Cl^-이 결합되어서 HCl이 회수·농축된다. 이 회수·농축된 HCl은 부생염산으로서 재차 이용할 수 있다. 이와 같이하여, 배기가스 중의 HCl가스를 중화하지 않고, 고농도의 염산을 회수할 수 있게 된다.

다음에, 제9발명(청구항 9에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제2발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 도 1의 발명원리도에 나타내듯이, 배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치(1)와, 이 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 HCl가스흡수 후의 세정액을 도입하는 전기투석장치(2)를 구비하고, 이 전기투석장치(2)는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스성분흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 제9발명은, 제8발명에 의한 배기가스 처리장치에서의 양이온교환막에 대신하여 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 것에 상당한다. 이 제9발명에 있어서는, 배기가스가 배기가스세정장치(1)에 도입되면, 이 배기가스중에 함유되는 HCl, SOx 등의 산성가스성분중에서 HCl가스는 그 배기가스세정장치(1)에서 세정액에 의하여 선택적으로 흡수된다. 이때, 상기한 배기가스세정장치(1)의 세정액중의 HCl농도는, HCl가스를 선택적으로 흡수시키는 것을 목적으로 하여 예컨대 0.04∼10중량%의 일정치로 제어된다. 계속하여, 이 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액은 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 전기투석장치(2)에서는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막 등이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 그들 구획실 중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지 않으므로, 인접하는 구획실에서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과한 H⁺와, 음이온교환막을 통과한 Cl^- 등이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl은 부생염산으로서 재차 이용할 수 있다. 또한, 세정액의 순환라인중에는, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온이 농축되기 때문에, 적당히 블로우(blow) 된다. 이와 같이하여, 배기가스 중의 HCl가스를 중화하지 않고, 순도가 높은 염산을 회수할 수 있게 된다.

다음에, 제10발명(청구항 10에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 도 2의 발명원리도에 나타내듯이, 상기한 제8발명 또는 제9발명에 있어서, 상기한 배기가스세정장치에서 배출되는 배기가스를 도입하는 제2의 배기가스세정장치(3)를 설치함과 아울러, 이 제2의 배기가스세정장치(3)에 사용되는 세정액에 가성소오다 등의 알칼리제를 보급하도록 구성된 것이다. 이것에 의하여, SOx를 주성분으로 하는 산성가스성분 및 상기한 배기가스세정장치(1)에서 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분을 확실하게 흡수할 수 있다.

다음에, 제11발명(청구항 11에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제3발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 도 3의 발명원리도에 나타내듯이, 배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의하여 흡수하는 제1의 배기가스세정장치(1)와, 이 제1의 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 도입하는 제1의 전기투석장치(2)와, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의해서 흡수되지 않았던 SO₂가스를 pH2∼5의 세정액으로 흡수하는 배기가스세정장치(3)와, 이 제2의 배기가스세정장치(3)에서 추출되는 SO₂가스흡수후의 세정액을 도입하는 제2의 전기투석장치(4)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 제11발명에 있어서는, 배기가스가 제1의 배기가스세정장치(1)로 도입되면, 이 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분 중에서 HCl가스가 그 제1의 배기가스세정장치(1)에서 세정액에 의하여 선택적으로 흡수된다. 이때, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)의 세정액 중의 HCl농도는, HCl가스를 선택적으로 흡수시키는 것을 목적으로 하여 예컨대 0.04∼10중량%의 일정치로 제어된다. 계속하여, 이 제1의 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액은 제1의 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 제1의 전기투석장치(2)에 있어서는, 이온교환막을 통과한 H⁺와 Cl^-이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 더욱이, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의해서는 흡수되지 않았던 HCl가스 및 SOx가스가 제2의 배기가스세정장치(3)로 안내된다. 이 제2의 배기가스세정장치(3)에 사용되는 세정액은 pH2∼5, 바람직하게는 pH3∼4로 유지되며, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의하여 흡수되지 않았던 HCl가스 및 SOx가스성분이 확실학 흡수된다. 계속하여, 제2의 배기가스세정장치(3)에 의하여 SO₂가스를 흡수한 세정액이 제2의 전기투석장치(4)로 안내되고, 이 제2의 전기투석장치(4)에서, 이온교환막을 통과한 H⁺와 SO₄ ^2-이 결합하여 H₂SO₄가 회수·농축된다.

다음에, 제12발명(청구항 12에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제11발명에서의 제1의 전기투석장치 및 제2의 전기투석장치로서, 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스 혹은 SO₂가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성된 장치를 채용한 것이다.

이와 같이 구성된 것으로는, 제1의 배기가스세정장치(1) 또는 제2의 배기가스세정장치(3)에 의하여 HCl가스 또는 SO₂가스성분을 흡수한 세정액이 각각 제1의 전기투석장치(2) 또는 제2의 전기투석장치(4)로 안내된다. 이들 전기투석장치(2,4)에서는, 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되어 있고, 상기한 HCl가스 또는 SO₂가스 흡수후의 세정액이 그들 구획실중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 양이온교환막을 통과하지만 그 양은 대단히 적고, 실질적으로 양이온교환막을 통과한 H⁺와, 음이온교환막을 통과한 Cl^- 또는 SO₄ ^2- 등이 결합하여 HCl 또는 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl 또는 H₂SO₄는 부생염산 또는 부생황산으로서 재차 이용할 수 있다. 이와 같이하여, 배기가스 중의 HCl가스 또는 SO₂가스를 중화하지 않고, 고농도의 염산 또는 황산을 회수할 수 있게 된다.

다음에 , 제13발명(청구항 13에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제11발명에서의 제1의 전기투석장치 및 제2의 전기투석장치로서, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스 혹은 SO₂가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성된 장치를 채용한 것이다.

이와 같이 구성된 것은, 제1의 배기가스세정장치(1) 또는 제2의 배기가스세정장치(3)에 의하여 HCl가스 또는 SO₂가스성분을 흡수한 세정액이 제1의 전기투석장치 (2) 또는 제2의 전기투석장치(4)로 안내된다. 이들 전기투석장치(2,4)에서는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스 또는 SO₂가스흡수 후의 세정액이 그들 구획실중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지 않으므로, 인접하는 구획실에 있어서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과한 H⁺와, 음이온교환막을 통과한 Cl^- 또는 SO₄ ^2- 등이 결합하여 HCl 또는 H₂SO₄가 회수·농축된다. 이 회수·농축된 HCl 또는 H₂SO₄는 부생염산 또는 부생황산으로서 재차 이용할 수 있다. 또한, 세정액의 순환라인중에는, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온이 농축되기 때문에, 적당히 블로우된다. 이와 같이하여, 배기가스 중의 HCl가스 또는 SO₂가스를 중화하지 않고, 순도가 높은 염산 또는 황산을 회수할 수 있게 된다.

다음에, 제14발명(청구항 14에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제11발명 내지 제13발명에 있어서, 상기한 제2의 배기가스세정장치에 사용되는 pH2∼5의 세정액에, 산화제로서 오존, 과산화수소 및/또는 철, 망간계 촉매를 가하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 오존, 과산화수소 및/또는 철, 망간계 촉매로된 산화제를 가함으로써, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에서는 흡수되지 않았던 SOx는 세정액에 흡수된 후, 상기한 산화물과 접촉함으로써, 쉽게 산화되어서 H₂SO₄로 된다. 이와 같이하여, SOx 및 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의하여 흡수되지 않았던 HCl가스성분을 확실하게 흡수할 수 있다.

다음에, 제15발명(청구항 15에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제4발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 도 4의 발명원리도에 표시되듯이, 배기가스중에 함유되는 산성가스성분중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분중의 HCl가스 및 SO₂가스를 일단 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치(1)와, 이 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치(2)를 구비하여, 이 전기투석장치(2)는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어서 구획실이 형성되고, 상기한 산성가스성분흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 배기가스세정장치로 순화시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 제15발명에 있어서는, 배기가스가 배기가스세정장치(1)로 도입되면, 이 배기가스중에 함유되는 HCl가스 및 SO₂가스는 그 배기가스세정장치(1)에 있어서 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 의하여 흡수된다. 계속하여, 이 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스 및 SO₂가스를 흡수한 세정액은 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 전기투석장치(2)에 있어서는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어서 구획실이 형성되어 있고, 상기한 HCl가스 및 SO₂가스흡수후의 세정액이 그들 구획실중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막을 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지 않으므로, 인접하는 구획실에 있어서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과한 H+와, 음이온교환막을 통과한 Cl^- 또는 SO₄ ^2-이 결합하여 HCl 및 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl 및 H₂SO₄는 부생염산ㆍ황산의 혼산으로서 재차 이용할 수 있다.

다음에, 제16발명(청구항 16에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제5발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 도 5의 발명원리도에 나타내듯이, 배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치(1)와, 이 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 HCl흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치(2)를 구비하고, 이 전기투석장치(2)는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수 후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 배기가스세정장치로 순화시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 제16발명에 있어서는, 배기가스가, 배기가스세정장치(1)로 도입되면, HCl가스는 그 배기가스세정장치(1)에서 알칼리제에 의해 pH0∼2, 바람직하게는 pH1정도로 제어된 세정액에 의하여 흡수된다. 계속하여, 이 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액은 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 전기투석장치(2)에서는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 그들 구획실중에서 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 하전에 의하여 H⁺는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지만, 음이온교환막은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지 않으므로, 인접하는 구획실에서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과한 H⁺와, 음이온교환막을 통과한 Cl^-이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl은 부생염산으로서 재차 이용할 수 있다.

다음에, 제17발명(청구항 17에 관한 발명)에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제6발명에 의한 배기가스 처리방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 이 배기가스 처리장치는, 도 6의 발명원리도에 나타내듯이, 배기가스 중에 함유되는 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 제1의 배기가스세정장치(1)와, 이 제1의 배기가스세정장치(1)에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 제1의 전기투석장치(2)와, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의해서는 흡수되지 않았던 산성가스성분을 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 제2의 배기가스세정장치(3)와, 이 제2의 배기가스세정장치(3)에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 제2의 전기투석장치(4)를 구비하고, 상기한 제1의 전기투석장치(2) 및 제2의 전기투석장치(4)는, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수 후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 제1의 배기가스세정장치(1) 및 제2의 배기가스세정장치(3)로 각각 순환시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 제17발명에 있어서는, 배기가스가 제1의 배기가스세정장치(1)로 도입되면, 이 배기가스 중에 함유된 HCl, SOx 등의 산성가스성분 중에서 HCl가스는 그 제1의 배기가스세정장치(1)에서 알칼리제에 의해 pH0∼2, 바람직하게는 pH1정도로 제어된 세정액에 의하여 흡수된다. 계속하여, 이 배기가스세정장치(1)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액은 제1의 전기투석장치(2)로 안내된다. 이 제1의 전기투석장치(2)에서는, 이온교환막을 통과한 H⁺와 Cl^- 등이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 더욱이, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의해서 흡수되지 않았던 HCl가스 및 SOx가스는 제2의 배기가스세정장치(3)로 안내된다. 이 제2의 배기가스세정장치(3)에서 사용되는 세정액은 pH2∼7, 바람직하게는 pH6∼7로 유지되어, 상기한 제1의 배기가스세정장치(1)에 의해서 흡수되지 않았던 HCl가스 및 SOx가스성분이 확실하게 흡수된다. 계속하여, 제2의 배기가스세정장치(3)에 의하여 SO₂가스를 흡수한 세정액은 제2의 전기투석장치 (4)로 안내되고, 이 제2의 전기투석장치(4)에 있어서, 이온교환막을 통과한 H⁺와 SO₄ ^2- 등이 결합하여 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 또한, 산의 분리후에 잔존하는 알칼리금속이온을 함유한 잔액을 세정액에 의해 제1의 배기가스세정장치(1) 및 제2의 배기가스세정장치(3)로 각각 순환시킨다.

다음에 제18발명에 의한 배기가스 처리장치는, 상기한 제8발명 내지 제17발명에 의한 배기가스 처리장치를 쓰레기 소각설비로 사용하는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본 발명에 의한 배기가스 처리방법 및 처리장치의 구체적인 실시예에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

(제1실시예)

도 7에는, 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스 처리장치의 시스템 구성도가 표시되어 있다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에서는, 제1세정탑(배기가스세정장치)(11)과 제2의 세정탑(제2의 배기가스세정장치)(12) 및 전기투석조(전기투석장치)(13) 등이 구비되어 있다. 도시되지 않는 쓰레기 소각설비에서 연도(14)를 통하여 이동된 배기가스는, 제1세정탑(11)의 정상부에서 그 제1세정탑(11)내로 도입되고, 이 제1세정탑 (11)의 하부에 집합된 세정액(15)은 순환펌프(16)에 의하여 윗쪽으로 순환되어 상부의 스프레이노즐(17)에서 탑내로 분무되고, 이것에 의하여 제1세정탑(11)내로 도입된 배기가스 중의 HCl가스를 흡수하도록 되어 있다(SO₂가스는 흡수되지 않는다). 이 HCl가스의 흡수에 의하여 세정액(15) 중의 HCl농도는 높아지므로, 후술하는 전기투석조(13)에 의해 처리하여 그 농도가 예컨대 0.04∼10중량%의 범위로 되도록 제어한다. 여기에서, HCl농도를 상기한 범위로 규정한 것은, 0.04중량% 미만으로 되면 회수된 HCl농도가 묽어져서 효율이 악화되기 때문이고, 10중량% 이상으로 되면 HCl가스흡수율의 저하가 커지기 때문이다. 세정액의 pH가 산성측으로 될수록, SO₂성분은 거의 세정액에 흡수되지 않기 때문에, HCl성분만의 회수가 가능하게 된다.

이 HCl가스흡수 후의 세정액(15)은 펌프(18)에 의하여 송액되며, 앞의 처리장치(19)에 의하여 고형물(SS), 중금속 등, 전기투석조(13)의 안전운전으로서 유해한 것이 제거된 후, 수냉각기(20)에 의해서 온도가 60℃ 이하로 내려져서, 전기투석조(13)로 송입된다. 이 전처리장치(19)와 수냉각기(20)는, 순서를 역으로 설치하여도 좋다.

상기한 전기투석조(13)는, 양단에 양극(21)과 음극(22)이 각각 배치됨과 아울러, 이들 전극(21,22)사이에 후술하는 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)이 서로 번갈아 다수개 설치되어 이루어진 것이다. 또한, 양극, 음극에 인접하는 양이온교환막(C)은, 적어도 1개 이상 설치하는 것으로 한다. 이와 같이하여, 전처리장치(19) 및 수냉각기(20)를 통하여 송입되는 세정액은 원액실(23)내로 유입되고, 이 전기투석조(13)에서의 처리에 의해 HCl농도가 저하된 세정액이 배관(24)을 통하여 제1세정탑(11)으로 복귀된다.

한편, 상기한 전기투석조(13)의 투과실(25)에는, HCl탱크(26)로부터 펌프(27)에 의해서 희박한 HCl액이 송입된다. 이 희박 HCl액은, 원액실(23)로부터 이온교환막을 투과하는 H⁺이온 및 Cl^-이온 등에 의해서 농축되고, 이 농축HCl액이 배관(28)에서 HCl탱크(26)로 복귀됨과 아울러, 그 일부가 제품 HCl로서 배관(29)으로부터 계 밖으로 배출된다. 또, 이 제품 HCl의 배출량에 대응하는 순수한 물이 배관(30)을 통하여 HCl탱크(26)로 공급된다.

또, 양극(21)과 음극(22)의 접액유로에는 사용목적에 따라 NaNO₃, Na₂SO₄ 등의 중성염이나 HNO₃, H₂SO₄ 등의 수용액이 유통되어 있다. 이들의 수용액은 순환탱크(31)에 축적되어, 펌프(32)에 의해 양극(21)측 및 음극(22)측으로 송액됨과 아울러, 전기투석조(13)를 나온 후, 재차 순환탱크(31)로 복귀된다. 또한, 순환탱크(31) 및 펌프(32)는, 양극(21)측, 음극(22)측 각각 별개로 전용의 것을 설치할 수 있다.

SOx를 주성분으로 하는 산성가스성분 및 상기한 제1세정탑(11)에 의해서 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분을 흡수하기 위하여, 제1세정탑(11)을 나온 배기가스는 연도(33)에 의해서 제2세정탑(12)으로 도입된다. 이 제2세정탑(12)에서는, 하부에 저장된 세정액(34)이 순환펌프(35)에 의해서 윗쪽으로 순환되어 투입되며, 이것에 의하여 제2세정탑(12)내로 도입된 배기가스와 기액접촉시켜, 이 배기가스 중의 SO₂가스 및 제1세정탑(11)에서는 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분을 흡수하도록 되어 있다. 또, 이 제2세정탑(12)에서의 세정액(34)의 pH를 6∼7로 유지하기 위하여, 가성소오다 등의 알칼리제가 헤드탱크(36)로부터 세정액(34)으로 보급된다. 또한, 이 제2세정탑(12)을 나온 배기가스는 배관(37)에서 가스재가열기 등을 거쳐서 연돌(어느것도 도시하지 않음)에서 대기로 방출된다.

다음에, 전기투석조(13)에서의 처리에 대하여 도 8를 참조로 하여 보다 상세하게 설명한다.

이 전기투석조(13)에서는, 양극(21)과 음극(22) 사이에 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)이 서로 번갈아 다수개 배치됨과 아울러, 각 전극(21,22)에 근접하는 측에는 양이온교환막(C)이 1개이상 겹쳐서 배치되고, 이들 이온교환막 (C),(A)에 의해 다수의 구획실이 형성되어 있다. 그리고, 제1세정탑(11)에서 추출되어 전처리장치(19) 및 수냉각기(20)를 통하여 송입되는 세정액(HCl수용액)은, 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)에 의하여 획성(畵成)되는 하나 걸른 구획실내로 공급된다(도면에 있어서 실선의 화살표로 표시함). 전기투석에 의하여 그 HCl수용액 중의 수소이온 H⁺는 양이온교환막(C)을 통과하지만, 음이온교환막(A)을 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 그 양은 대단히 적지만 양이온교환막(C)을 통과한다. 따라서, 인접하는 구획실에서는 양이온교환막(C)을 통과한 수소이온H⁺과, 음이온교환막(A)을 통과한 염소이온Cl^-이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl은 상술한 바와 같이 농축 HCl액으로서 배관(28)에서 HCl탱크(26)로 복귀된다(도면에 있어서 일점쇄선의 화살표로 표시됨). 또, 양극(21)과 음극(22)의 접액유로에는 상술한 바와 같이 순환탱크(31)에서 금속염 수용액이 유통되어(도면에 있어서 파선의 화살표로 표시됨), 양극(21)에는 산소만, 음극(22)에는 수소만이 생성되도록 되어 있다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에 의하면, 순도가 높은 HCl을 회수하여 리사이클할 수 있고, 게다가 그 처리시에 가성소오다 등의 알칼리제의 소비량을 극단으로 적게할 수 있다고 하는 효과를 성취할 수가 있다. 또, 염의 배출량도 최소한으로 억제할 수 있고, 염해의 발생이나 염의 리사이클시에 있어서의 각종 문제점을 해소할 수 있게 된다.

그런데, 최근에, 쓰레기 소각시설이나 회용융시설에 의하여 집진되는 중금속을 다량 함유하는 포집회에 대하여 산원환원이 제창되고, 이들 포집회에서의 중금속회수의 연구가 진척되어 있다. 이 산원환원을 실시하는 프로세스에는, 다량의 HCl 등의 산을 필요로 한다는 점에서, 이들 산의 공급원으로서도 본래의 시스템이 유효하다. 즉, 본래의 시스템을 사용함으로서, 중금속 리사이클의 추진을 도모할 수 있음과 아울러, 얻어진 HCl용액의 공장내 재이용을 도모할 수 있다.

(제2실시예)

본 실시예는, 제1실시예의 전기투석조(13)에서 사용되는 양이온교환막(C) 대신에 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 것이다. 또한, 이 전기투석조(13)의 기본구성은 제1실시예의 것과 달라진 점이 없으므로, 그 도시는 생략하는 것으로 한다. 여기에서, 이 프로톤 선택투과성 양이온교환막의 일예로는, 양이온교환막상에 음이온교환막의 박층을 적층하여 이루어진 것으로서, 이 음이온교환막의 막두께를 종래의 것에 비하여 현저하게 얇게 하기 위하여, 얇게 막을 형성할 수 있는 용매 가용형인 폴리머를 사용함과 아울러, 음이온교환막으로서, 용매에 용해가능한 폴리술폰골격의 음이온교환폴리머를 사용하여 이루어진 것이다(「황산과 공업」 평성 8년 4월호, P51∼P58참조).

이와 같은 구성에 있어서, 제1의 세정탑(11)에 의하여 HCl가스를 흡수한 세정액이 전기투석조(13)에 하나 걸러서 구획실로 도입되면, 이 전기투석조(13)에서는, 전기투석에 의하여 HCl수용액 중의 수소이온 H⁺는 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과하지만, 음이온교환막(A)은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 통과하지 않는다. 이것에 의하여, 인접하는 구획실에서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과한 수소이온 H⁺와, 음이온교환막(A)을 통과한 염소이온Cl^-이 결합하여 HCl이 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl은 농축HCl액으로서 배관(28)에서 HCl탱크(26)로 복귀된다. 또한, 세정액의 순환라인중에는, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온이 농축되기 때문에, 적당히 블로우된다. 또, 양극(21)과 음극(22)의 접액유로에는 순환탱크(31)에서 금속수용액이 유통되고, 양극(21)에는 산소만, 음극(22)에는 수소만이 생성되도록 되어 있다.

(제3실시예)

도 9에는, 본 발명의 제3실시예에 따른 배기가스 처리장치의 시스템구성도가 표시되어 있다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에 있어서, 제1세정탑(11), 제2세정탑(12) 및 전기투석조(제1전기투석층)(13)를 구비하는 점은 상기한 제1실시예와 마찬가지이다. 아래에서, 제1실시예와 공통되는 부분에는 도면에 동일부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 제2세정탑(12)에서 그 하부에 저장된 세정액(34)의 pH값을 pH2∼5, 바람직하게는 pH3∼4로 하여 순환펌프(35)에 의해 윗쪽으로 순환시켜 투입하도록 하고, 이것에 의하여 제2세정탑(12)내로 도입된 배기가스와 기액접촉시켜, 이 배기가스 중의 SO₂가스 및 제1세정탑(11)에서는 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분이 흡수되도록 되어 있다. 여기에서, 배기가스 중의 SO₂가스는, 세정액(34)의 산성도가 강하게 될수록 용해도가 작아지는 경향이 있으므로, 이 세정액(34)을 상술한 바와 같이 pH2∼5, 바람직하게는 pH3∼4로 하는 것이 유효하다. 이 pH값이 작아져서 보다 산성측으로 이행하면, SO₂의 용해도는 작아진다. 한편, 이 pH값이 커져 보다 알칼리측으로 이행하면, SO₂의 용해도는 커지지만, 흡수된 SO₂의 산화에 의하여 생성되는 H₂SO₄의 농도가 극단으로 저하되므로, 바로 SO₂를 흡수하지 않게 된다.

또, 본 실시에에서는, 제2세정탑(12)의 세정액(34)에 산화제를 주입하기 위한 노즐(38)이 설치되어 있고, 이 노즐(38)에서 산화제로서 오존, 과산화수소수용액이 주입된다. 또는, 철, 망간계 촉매가 세정액 중으로 주입된다. 이 산화제의 작 용에 의하여, 세정액(34)에 흡수된 SO₂는 산화되어 H₂SO₄로 되고, 세정액(34)에 의해서 추출되기 쉽게 된다.

즉, 오존, 과산화수소에 의하여, 세정액(34)에 흡수된 SO₂는 산화되어 최종적으로는 H₂SO₄로 이행한다. 또, 철, 망간계 촉매의 작용에 의하여, 배기가스 중에 함유된 10% 정도의 산소와 반응하여, 세정액(34)에 흡수된 SO₂는 산화되어, 최종적으로 H₂SO₄로 이행한다. 이와 같이하여, 세정액(34)에 용해되어 있는 SO₂의 농도가 저하되면, 배기가스 중의 SO₂가 세정액(34)에 더 용해한다. 이 세정액(34)에 용해된 SO₂의 산화속도가 빨라질수록, 배기가스 중의 SO₂의 흡수속도는 커지므로, 세정액(34) 중으로 산화제를 주입하는 것은, SO₂의 흡수속도를 높이기 위하여 특히 유효하다. 또한, 상기한 제2세정탑(12)을 나온 배기가스가 배관(37)에서 재가열기 등을 거쳐서 연돌에서 대기로 방출되는 것은, 이전의 실시예와 마찬가지이다.

더욱이, 본 실시예에서는, 상기한 제2세정탑(12)의 세정액(34) 중의 황산농도가 높아지므로, 제2전기투석조(39)가 설치되고, 이 제2전기투석조(39)에 의해 황산회수를 실시하도록 되어 있다. 또한, 이 제2전기투석조(39)는, 도 7 및 도 8에서 나타내는 전기투석층(13)과 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 이들 도 7, 도 8에서의 대응 장소의 부호에 「′」기호를 붙여서 그 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 구성에 있어서, 제2세정탑(12)에서 SO₂가스흡수후의 세정액(34)은 펌프(40)에 의하여 제2전기투석조(39)으로 송액되고, 이 제2전기투석조(39)에 서의 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)에 의하여 획성되는 구획실 내로 하나 걸러서 공급된다. 이 제2전기투석조(39)에서는, 전기투석에 의하여 그 H₂SO₄ 수용액중의 수소이온 H⁺가 양이온교환막(C)을 통과하지만, 음이온교환막(A)은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 그 양은 대단히 적지만 양이온교환막(C)을 통과한다. 따라서, 인접하는 구획실에서는 양이온교환막(C)을 통과한 수소이온 H⁺과, 음이온교환막(A)을 통과한 황산이온 SO₄ ^2-이 결합하여 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 H₂SO₄는 농축 H₂SO₄액으로 되어서 배관(28')에서 H₂SO₄ 탱크(41)로 복귀한다. 또, 양극(21')과 음극(22')의 접액유로에는 상술한 바와 같이 순환탱크(31')에서 금속염 수용액이 유통되고, 양극(21')에는 산소만, 음극(22')에는 수소만이 생성되도록 되어 있다.

이상과 같이, 본 실시예의 배기가스 처리장치에 의하면, 제1단의 전기투석에 의해 순도가 높은 HCl을 회수할 수 있음과 아울러, 제2단의 전기투석에 의해서 H₂SO₄와 저농도 HCl을 함유한 혼산을 회수하여 리사이클할 수 있다. 게다가, 그 처리시에 가성소오다 등의 알칼리제의 소비량을 극단으로 적게할 수 있고, 또 염의 배출량도 최소한으로 억제할 수 있다.

본 실시예에서는, 배기가스 중에 HCl가스 및 SO₂가스를 함유하고 있는 경우 를 전제로 하여 전기투석조를 2단으로 설치하는 경우에 대하여 설명했지만, HCl가스가 없고, SO₂가스만으로 된 경우에는, 전기투석조를 1단만으로 하여 H₂SO₄액을 회수하도록 구성할 수 있다.

(제4실시예)

상기한 제3실시예에서는, 전기투석조(13) 및 제2전기투석조(39)의 구조를 양극(21),(21')과 음극(22),(22') 사이에 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)을 서로 번갈아 다수개 배치한 것으로 하였지만, 본 제4실시예에서는 양이온교환막 대신에, 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 것이다.

본 실시예에 있어서, 제1단의 전기투석조(13)를 사용하는 처리에 대해서는 상기한 제2실시예와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략하고, 제2단의 전기투석조(39)에 의한 처리에 대해서만 아래에 설명한다.

제2세정탑(12)에 있어서, SO₂가스 흡수후의 세정액(34)이 제2전기투석조(39)에서의 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)에 의하여 획성되는 구획실내로 하나 걸러서 공급되면, 전기투석에 의하여 H₂SO₄수용액 중의 수소이온 H⁺이 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과하지만, 음이온교환막(A)은 통과하지 않고, 또, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과하지 않는다. 이것에 의하여, 인접하는 구획실에서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과한 수소이온 H⁺와, 음이온교환막(A)을 통과한 황산이온 SO₄ ^2-이 결합하여 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 H₂SO₄는 농축 H₂SO₄액으로 되어 배관(28')에서 H₂SO₄ 탱크(41)로 복귀한다. 또한, 세정액의 순환라인중에는, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온이 농축되기 때문에, 적당히 블로우된다. 또 양극(21)과 음극(22)의 접액유로에는 순환탱크(31)에서 금속수용액이 유통되며, 양극(21)에는 산소만, 음극(22)에는 수소만이 생성되도록 되어 있다.

(제5실시예)

도 10에는, 본 발명의 제5실시예에 관한 배기가스 처리장치의 시스템구성도가 표시되어 있다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에서는, 제2세정탑(12)의 하부에 저장된 세정액 (34)이 펌프(42)에 의해서 배관(43)을 통하여 제1세정탑(11)으로 복귀되도록 구성되며, 이것에 의하여 제1세정탑(11)의 하부에 저장된 세정액(15)이 염을 함유하는 pH6∼7로 유지되도록 되어 있다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에서는, 쓰레기 소각설비에서 연도(14)를 통하여 송달되어온 배기가스가, 제1세정탑(11)의 정상부에서 그 제1세정탑(11) 내로 도입되고, 이 제1세정탑(11)의 하부에 저장된 염을 함유하는 pH6∼7의 세정액(15)이 순환펌프(16)에 의하여 윗쪽으로 순환되어 상부의 스프레이노즐(17)에서 탑내로 분무되고, 이것에 의하여 제1세정탑(11) 내로 도입된 배기가스 중의 HCl가스 및 SOx가스를 염의 모양으로 흡수하도록 되어 있다. 이 HCl가스 및 SOx가스의 흡수에 의하여 세정액(15) 중의 염의 농도가 높아지므로, 상술한 각 실시예와 마찬가지로, 전기투석조(13)에 의해서 처리된다.

그리고, 상기한 제1세정탑(11)에 있어서, HCl가스 및 SOx가스를 염의 모양으로 흡수한 후 세정액(15)은 펌프(18)에 의하여 송액되고, 전처리장치(19)에 의하여 고형물(SS), 중금속 등, 전기투석조(13)의 안정운전에 있어서 유해한 것이 제거된 후, 수냉각기(20)에 의하여 온도가 60℃이하로 내려져서, 전기투석조(13)로 송입된다.

이 전기투석조(13)의 구성은, 도 8에 표시되는 것과 마찬가지로, 양단에 양극(21)과 음극(22)이 각각 배치됨과 아울러, 이들 전극(21, 22) 사이로 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)이 서로 번갈아 다수개 설치되어 이루어진 것이다. 이와 같이하여, 전기투석조(13) 내로 송입되는 세정액은 원액실 (23) 내로 흐르게 되며, 이 전기투석조(13)에서의 처리에 의해서 HCl과 H₂SO₄가 제거되어, 염과 알칼리금속이온이 잔류하는 세정액이 배관(24)을 통하여 제1세정탑 (11)으로 복귀한다.

한편, 상기한 전기투석조(13)에서는, 그 원액실(23)로 송입된 세정액이 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)에 의하여 수소이온 H⁺가 투과함과 아울러, 음이온교환막(A)에 의하여 염소이온 Cl^-과 황산이온 SO₄ ^2-이 투과하여 각각 투과실(25)로 유입되어, HCl 및 H₂SO₄가 추출, 농축된다. 이 농축액은 HCl탱크(26)로 송입되어 저장되고, 제품으로서 배관(29)에서 계 밖으로 배출된다.
또, 양극(21)과 음극(22)의 접액유로에는 사용목적에 따라 NaNO₃, Na₂SO₄ 등의 중성염이나 HNO₃, H₂SO₄ 등의 수용액이 유통되어 있다. 이들의 수용액은 순환탱크(31)에 저장되며, 펌프(32)에 의해서 양극(21)측 및 음극(22)측으로 송액됨과 아울러, 전기투석조(13)를 나온 후, 재차 순환탱크(31)로 복귀된다. 또한, 순환탱크 (31) 및 펌프(32)는, 양극(21)측, 음극(22)측 각각 별개로 전용의 것을 설치할 수도 있다.

삭제

상기한 제1세정탑(11)에 의하여 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분을 흡수하기 위하여, 제1세정탑(11)을 나온 배기가스는 연도(33)에 의해서 제2세정탑 (12)으로 도입된다. 이 제2세정탑(12)에서는, 하부에 저장된 pH6∼7의 세정액(34)이 순환펌프(35)에 의해서 윗쪽으로 순환되어 투입되고, 이것에 의하여 제2세정탑 (12) 내로 도입된 배기가스와 기액 접촉시켜서, 이 배기가스 중의 SO₂가스 및 제1세정탑(11)에서 흡수되지 않았던 HCl가스 등의 산성가스성분을 흡수하도록 되어 있다. 또, 이 제2세정탑(12)에서의 세정액(34)의 pH를 6∼7로 유지하기 위하여, 가성소오다 등의 알칼리제가 헤드탱크(36)에서 세정액(34)으로 보급된다. 또한, 이 제2세정탑(12)을 나온 배기가스는 배관(37)에서 도시하지 않는 가스재가열기 등을 거쳐서 연돌에서 대기로 방출된다.

상기한 전기투석조(13)에서는, 제1세정탑(11)에서 추출되어 전처리장치(19) 및 수냉각기(20)를 통하여 송입되는 세정액이, 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)과 음이온교환막(A)에 의하여 획성되는 구획실내로 하나 걸러서 공급될 경우, 전기투석에 의하여 그 수용액 중의 수소이온 H⁺와 프로톤 선택투과성 양이온교환막 (C)을 통과하지만, 음이온교환막(A)은 통과하지 않고, 또 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온은 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과하지 않으므로, 인접하는 구획실에서는 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)을 통과한 수소이온 H⁺와, 음이온교환막(A)을 통과한 염소이온 Cl^- 및 황산이온 SO₄ ^2-이 결합하여 HCl 및 H₂SO₄가 회수ㆍ농축된다. 이 회수ㆍ농축된 HCl 및 H₂SO₄는 상술한 바와 같이 배관(28)에서 탱크(26)로 저장된다. 또한, 세정액의 순환라인 중에는, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ 등의 양이온이 농축되고, 배관(24)에 의하여 제1세정탑(11)으로 복귀되고, 세정액으로서 순환사용된다. 이와 같이하여 세정액의 라인농도가 증가되고, 전기투석조(13)의 플랜트 효율이 상승한다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에 의하면, 농도가 높은 HCl 및 H₂SO₄를 회수하여 리사이클 할 수 있고, 게다가 그 처리시에 가성소오다 등의 알칼리제의 소비량을 극단으로 적게할 수 있는 효과를 성취하는 것이다. 또, 염의 배출량도 최소한으로 억제할 수 있고, 염해의 발생이나 염의 리사이클시의 각종 문제점을 해소할 수 있게 된다.

본 실시예에 의한 처리방법은, 농축HCl 등의 정제 이외에, 다른 산의 정제, 회수에 응용할 수 있다. 예컨대 HCl가스를 함유하지 않고, SOx가스만을 함유하는 배기가스에서 황산을 회수하는 경우에, 본 실시예의 장치를 사용할 수 있다.

(제6실시예)

본 실시예는, 알칼리제를 첨가한 세정액에 의해 배기가스를 흡수하는 것을 목적으로 한 것으로서, 세정액을 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석법에 의하여 HCl을 분리회수하고, 잔액을 순환하여 HCl가스의 흡수에 사용하도록 한 것이다.

본 실시예에서는, 도 7에 표시되는 제1실시예와 마찬가지의 장치가 사용되고, 연도(14)를 통하여 주로 HCl가스로 이루어진 배기가스가 제1세정탑(11)으로 도입된다. 이 제1세정탑(11)에서는 세정액(15)의 pH값이 알칼리제에 의해 pH0∼2, 바람직하게는 pH1 정도로 제어된다. 이 때문에, 이 배기가스 중의 HCl가스가 세정액에 잘 흡수되어서 NaCl로 된다. 계속하여, 이 제1세정탑(11)에 의해 HCl가스를 흡수한 세정액(15)이 전기투석조(13)의 원액실(23)로 들어가면, 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)에 의하여 수소이온 H⁺이, 음이온교환막(A)에 의하여 Cl^-이 각각 투과하여 투과실(25)로 유입되어, HCl이 추출, 농축된다. 이 농축된 HCl은 순도가 극히 높은 것으로서, 재차 이용하기 쉬운 것으로 한다.

또한, 제1세정탑(11)에서의 세정액(15)은, 전기투석조(13)에 의해서 HCl을 분리한 후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 순환사용하여 그 pH가 0∼2, 바람직하게는 pH1 정도로 제어되므로, 세정액(15)의 이온농도가 증가되고, 전기투석조(13)의 플랜트효율이 상승한다.

(제7실시예)

본 제7실시예의 시스템구성도는 도 9에 표시되는 제3실시예의 시스템구성도와 동일하다. 따라서, 이 도 9에 의거하여 설명한다.

본 실시예에서는, 제6실시예와 마찬가지로, 제1세정탑(11)에서의 세정액(15)의 pH값이 알칼리제에 의해 pH0∼2, 바람직하게는 pH1 정도로 제어된다. 이 pH영역에서는 배기가스 중의 HCl가스는 세정액에 잘 흡수되어서 NaCl로 이루어지지만, SOx가스는 거의 흡수되지 않고, 배기가스 중에 잔류한다.

따라서, 제1세정탑(11)에 의하여 HCl가스만을 선택적으로 흡수한 세정액(15)이 전기투석조(13)의 원액실(23)로 들어가면, 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)에 의하여 수소이온 H⁺가, 음이온교환막(A)에 의하여 Cl^-이 각각 투과하여 투과실(25)로 유입되어, HCl이 추출, 농축된다.

한편, 제1세정탑(11)에서 흡수되지 않았던 SOx가스를 함유하는 배기가스는 제2세정탑(12)에 도입되고, 여기에서, pH2∼7, 바람직하게는 pH6∼7의 세정액(34)에 의하여 제1세정탑(11)에 의하여 흡수되어 잔존된 HCl가스와 아울러 잘 흡수되고, 배기가스 중의 산성가스성분은 제거된다. 이 제2세정탑(12)에서의 세정액(34)은, 그 pH값을 2∼7, 바람직하게는 6∼7로 유지하도록, 알칼리제에 의해 제어된다. 따라서, 이 pH영역에서는, 배기가스 중의 SOx가스가 세정액(34)에 잘 흡수되고, 계속해서 더 산화되어 Na₂SO₄와 같은 염으로 된다.

이와 같이하여, SO₂가스를 흡수, 산화하여 Na₂SO₄와 같은 염을 용해한 세정액(34)이 제2전기투석조(39)의 원액실(23')로 유입되면, 프로톤 선택투과성 양이온교환막(C)에 의하여 수소이온 H⁺가, 음이온교환막(A)에 의하여 SO₄ ^2-가 각각 투과하여 투과실(25')로 유입되어, 소량의 HCl을 함유한 H₂SO₄가 추출, 농축된다.

또한, 제6실시예와 마찬가지로, 제1세정탑(11)에서의 세정액(15)은, 전기투석조(13)에 의하여 HCl을 분리한 후에 잔존된 염 및 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 순환사용하여 그 pH가 0∼2, 바람직하게는 pH1 정도로 제어되므로, 세정액(15)의 이온농도가 증가되고, 전기투석조(13)의 플랜트효율이 상승한다. 또, 제2세정탑(12)에서의 세정액(34)은, 제2전기투석조(39)에 의하여 H₂SO₄를 분리한 후에 잔존된 염 및 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 순환사용하여 그 pH가 2∼7, 바람직하게는 pH6∼7로 제어되므로, 세정액(34)의 이온농도가 증가되고, 제2전기투석조(39)의 플랜트 효율이 상승한다.

본 실시예의 배기가스 처리장치에 의하면, 상기한 제2실시예의 시스템과 비교하여 플랜트 효율을 대폭으로 개선할 수가 있다.

상기한 각 실시예에서는, 쓰레기 소각플랜트의 배기가스 처리장치에 적용된 것을 설명했지만, 본 발명은, 산업폐기물 플랜트나 그 외의 연소 등에 의하여 발생된가스 중의 산성가스성분 혹은 화학플랜트에서 배출되는 산성가스성분의 분리기술에 적용할 수 있다.

또, 상기한 실시예에 의한 처리방법은, 농축HCl 및 H₂SO₄의 정제 이외에도, HNO₃ 등 다른 산의 정제, 회수에 응용할 수 있다. 또, 각종 양이온의 제거에도 응용할 수 있다.

본 발명의 배기가스 처리방법 및 처리장치에에 의하여, 고농도의 염산을 회수하여 리사이클을 실시할 수 있게 되고, 게다가 처리시에 중화때문에 가성소오다 등의 알칼리제가 불필요하며, 또 염의 배출을 삭감할 수 있게 된다.

또한, 염산과 황산의 혼산을 회수할 수 있고, 게다가 산을 분리한 후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용함으로서 전기 투석조의 원액중의 음이온농도를 높이고, 이것에 의하여 플랜트 효율을 높일 수 있다.

Claims

배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수후의 세정액에서 이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 HCl을 분리회수하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 HCl을 분리회수하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 흡수시켜, 이 HCl가스흡수후의 세정액에서 이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 HCl을 분리회수하고, 상기한 세정액에 의하여 흡수되지 않았던 SO₂가스를 pH2∼5의 세정액에 더 흡수시켜, 이 흡수된 SO₂를 산화시켜 H₂SO₄용액으로 되게 하고, 이 H₂SO₄용액에서 이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 H₂SO₄를 분리회수하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 일단 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 HCl 및 H₂SO₄를 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 HCl을 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리방법에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 흡수시켜, 이 흡수후의 세정액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의하여 HCl을 분리회수하고, 이 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 순환사용하고, 상기한 세정액에 의하여 흡수되지 않았던 SO₂가스를 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 더 흡수시켜, 이 흡수된 SO₂를 산화시켜 H₂SO₄용액으로 되게 하고, 이 H₂SO₄용액에서 프로톤 선택투과성 양이온교환막을 사용한 전기투석에 의해 H₂SO₄를 분리회수하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 쓰레기 소각설비에 사용되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리방법.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의해서 흡수하는 배기가스세정장치와, 이 배기가스세정장치에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치를 구비하며, 이 전기투석장치가, 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스성분흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치와, 이 배기가스세정장치에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치를 구비하며, 이 전기투석장치가, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스성분 흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기한 배기가스세정장치에서 배출되는 배기가스를 도입하는 제2배기가스세정장치가 설치됨과 아울러, 이 제2의 배기가스세정장치에서 사용되는 세정액에 알칼리제가 보급되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
배기가스 중에 함유되는 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 HCl농도 0.04∼10중량%의 세정액에 의하여 흡수하는 제1의 배기가스세정장치와, 이 제1의 배기가스세정장치에서 추출되는 HCl가스흡수후의 세정액을 도입하는 제1의 전기투석장치와, 상기한 제1의 배기가스세정장치에 의해서는 흡수되지 않았던 SO₂가스를 pH2∼5의 세정액에 의하여 흡수하는 제2의 배기가스세정장치와, 이 제2의 배기가스 세정장치에서 추출되는 SO₂가스흡수후의 세정액을 도입하는 제2의 전기투석장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제11항에 있어서, 상기한 제1의 전기투석장치 및 제2의 전기투석장치가, 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스 혹은 SO₂가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제11항에 있어서, 상기한 제1의 전기투석장치 및 제2의 전기투석장치가, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스 혹은 SO₂가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 제2의 배기가스세정장치에 사용되는 pH2∼5의 세정액에, 산화제로서 오존, 과산화수소 및/또는 철, 망간계 촉매가 가해지는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SO₂가스를 일단 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치와, 이 배기가스세정장치에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치를 구비하며, 이 전기투석장치가, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 산성가스성분흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 배기가스세정장치로 순환되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스를 선택적으로 탈산처리하는 배기가스 처리장치로서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 배기가스세정장치와, 이 배기가스세정장치에서 추출되는 HCl흡수후의 세정액을 도입하는 전기투석장치를 구비하며, 이 전기투석장치가, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 배기가스세정장치로 순환되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
배기가스 중에 함유된 산성가스성분 중의 HCl가스 및 SOx가스를 탈산처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기한 산성가스성분 중의 HCl가스를 일단 알칼리제에 의해 pH0∼2로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 제1의 배기가스세정장치와, 이 제1의 배기가스세정장치에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 제1의 전기투석장치와, 상기한 제1의 배기가스세정장치에 의해서는 흡수되지 않았던 산성가스성분을 알칼리제에 의해 pH6∼7로 제어된 세정액에 의하여 흡수하는 제2의 배기가스세정장치와, 이 제2의 배기가스세정장치에서 추출되는 산성가스흡수후의 세정액을 도입하는 제2의 전기투석장치를 구비하며, 상기한 제1의 전기투석장치 및 제2의 전기투석장치가, 프로톤 선택투과성 양이온교환막과 음이온교환막이 서로 번갈아 배치되어 구획실이 형성되고, 상기한 HCl가스흡수후의 세정액이 하나 걸러서 구획실로 도입됨과 아울러, 이 산의 분리후에 잔존된 알칼리금속이온을 함유하는 잔액을 세정액으로서 상기한 제1의 배기가스세정장치 및 제2의 배기가스세정장치로 각각 순환되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.
제8항, 제9항, 제11항 내지 제13항, 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 쓰레기 소각설비에 사용되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치.