KR101160300B1 - 제철소의 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소의 배가스의 분진 처리시 발생되는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물을 제거하는 방법에 관한 것으로, 집진수가 모인 집수조를 밀폐하는 단계와, 상기 집수조에 공기 또는 배가스를 포기하여 상기 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 탈기하는 단계와, 상기 탈기된 가스를 발전소나 가열로의 연소용 공기와 혼합하여 휘발성 유기 화합물을 분해하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법을 그 기술적 요지로 한다.

본 발명에 의하면, 제철소의 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 공기 또는 배가스를 이용하여 탈기하고, 이를 발전소나 가열로의 연소용 공기를 이용하여 분해, 제거함으로써 에너지를 효율적으로 재이용함과 동시에 휘발성 유기 화합물을 무해한 상태로 대기로 배출하여 환경오염을 저감하는 효과가 있다.

휘발성, VOC, 집진수, 포기, 발전소, 가열로

Description

제철소의 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법{METHOD FOR ELIMINATING VOCs IN SCRUBBER WATER OF IRON WORKS}

본 발명은 제철소의 배가스의 분진 처리시 발생되는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물을 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 공기 또는 배가스를 이용하여 탈기하고, 이를 발전소나 가열로의 연소용 공기를 이용하여 분해, 제거함으로써 대기오염을 저감할 수 있는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로 화석 연료를 연소시키는 제철소 등의 산업시설에서 배출되는 고온 배가스에는 분진 등이 많이 포함되어 있기 때문에 이를 제거하기 위한 처리 설비를 구비하고 있다.

특히, 습식 집진기(scrubber)를 사용하여 경우, 사용된 물은 반드시 분진을 제거하여 방류하거나 냉각시켜 재사용해야 한다. 따라서, 상기 사용된 물은 분진을 침전시켜 제거하고, 온도를 감소시켜 냉각하는 공정을 거쳐서 방류하거나 재사용되고 있다.

이때, 상기 배가스 중에 포함된 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 상기 사용된 물 인 집진수(scrubber water)에 용해되어 침전 및 냉각 과정에서 대기 중으로 배출되어 공해를 유발시킨다. 그러나, 상기 집진수 중에는 휘발성 유기 화합물의 함량이 상당히 낮아 일반적인 처리 기술로는 제거가 곤란한 것이 문제이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제철소의 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 공기 또는 배가스를 이용하여 탈기하고, 이를 발전소나 가열로의 연소용 공기를 이용하여 분해, 제거함으로써 에너지를 효율적으로 재이용하고, 휘발성 유기 화합물을 무해한 상태로 대기로 배출하여 환경오염을 저감할 수 있는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법을 제공한다.

본 발명은 제철소의 배가스의 분진 처리시 발생되는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물을 제거하는 방법에 있어서, 상기 집진수가 모인 집수조를 밀폐하는 단계와, 상기 집수조에 공기 또는 배가스를 포기하여 상기 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 탈기하는 단계와, 상기 탈기된 가스를 발전소나 가열로의 연소용 공기와 혼합하여 휘발성 유기 화합물을 분해하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법을 제공한다.

이때, 상기 집수조에 포기된 공기 또는 배가스의 양은 집진수량의 0.5배 ~ 2.5배인 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 집수조에 모인 집진수의 온도는 20~50℃인 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 집진수와 공기 또는 배가스의 반응 시간은 20 ~ 40분인 것에도 그 특징이 있다.

상술한 본 발명에 의하면, 제철소의 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 공기 또는 배가스를 이용하여 탈기하고, 이를 발전소나 가열로의 연소용 공기를 이용하여 분해, 제거함으로써 에너지를 효율적으로 재이용함과 동시에 휘발성 유기 화합물을 무해한 상태로 대기로 배출하여 환경오염을 저감하는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물 제거를 위한 처리 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제철소의 배가스의 분진 처리시 발생되는 집진수에는 휘발성 유기 화합물이 용해되어 있다. 본 발명에 따른 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물이 제거 방법은 먼저 상기 집진수가 모인 집수조를 밀폐하는 단계(S1 단계)를 수행한다.

그리고, 상기 집수조에 공기 또는 배가스를 포기하여 상기 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 탈기하는 단계(S2 단계)를 수행한다. 이때, 상기 휘발성 유기 화합물은 집진수 내에 용해된 기체와 같이 탈기되어 배관을 통해 발전소나 가열로로 이동한다.

여기서, 상기 집수조에 포기된 공기 또는 배가스의 양은 집진수량의 0.5배 ~ 2.5배인 것이 바람직하다. 상기 포기된 공기 또는 배가스의 양이 집진수량의 0.5배 미만이면 휘발성 유기 화합물의 탈기 효과가 미미하여 그 제거 효율이 낮고, 2.5배 를 초과하는 경우에는 과도한 포기로 인하여 비용이 많이 소요되고 탈기 효율이 포화되기 때문이다.

또한, 상기 집수조에 모인 집진수와 공기 또는 배가스의 반응 시간은 20 ~ 40분인 것이 바람직한데, 상기 반응 시간이 20분 미만이면 휘발성 유기 화합물의 탈기 효율이 적고, 상기 반응 시간이 40분을 초과하는 경우 휘발성 유기 화합물의 탈기 효율이 포화되기 때문이다.

그리고, 상기 집수조에 모인 집진수의 온도는 20~50℃인 것이 바람직한데, 상기 온도가 20℃ 미만이면 낮은 온도로 인해 탈기 효율이 충분치 못하게 되는 문제가 있고, 상기 온도가 50℃를 초과하는 경우 높은 온도로 인해 재사용이 곤란하기 때문이다.

그리고, 발전소나 가열로에서 연소용 공기와 혼합하여 휘발성 유기 화합물을 분해하는 단계(S3 단계)를 수행한다. 여기서, 상기 휘발성 유기 화합물은 연소용 공기와 혼합되어 연소되어 물과 이산화탄소로 분해 제거된다.

[실시예1]

벤젠 농도가 10ppm인 집진수가 모인 집수조를 밀폐하고 25℃의 집진수 온도를 유지한 상태에서 공기를 20분동안 포기하여 폐수중의 벤젠의 농도 변화를 집진수량 대비 포기된 공기량별로 측정하여 집진수에서의 벤젠 제거 효율을 측정한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 25℃의 비교적 낮은 집진수 온도에서도 본 발명의 범위에 포함되는 포기된 공기량이 집진수량 대비 0.5배~2.5배인 경우에는 벤젠의 제거 효율이 85%이상으로 높았고, 포기된 공기량이 집진수량의 0.2배에 불과한 경우에는 벤젠의 제거 효율이 60%로 낮았으며, 포기된 공기량이 집진수량의 3배인 경우에는 벤젠의 제거 효율이 포화됨을 확인할 수 있었다.

[실시예2]

벤젠 농도가 10ppm인 집진수가 모인 집수조를 밀폐하고 25℃의 집진수 온도를 유지하고 집진수량의 1배에 해당하는 공기를 포기하여 폐수중의 벤젠의 농도 변화를 시간별로 측정하여 집진수에서의 벤젠 제거 효율을 측정한 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 25℃의 비교적 낮은 집진수 온도에서도 본 발명의 범위에 포함되는 반응 시간 20분~40분인 경우에는 벤젠의 제거 효율이 90% 이상으로 높았고, 반응 시간이 20분 미만인 경우에는 벤젠의 제거 효율이 매우 낮았으며, 반응 시간이 40분을 초과한 경우에는 벤젠의 제거 효율이 포화됨을 확인할 수 있었다.

[실시예3]

벤젠 농도가 10ppm인 집진수가 모인 집수조를 밀폐하고 집진수량의 1배에 해당하는 공기를 20분동안 포기하여 폐수중의 벤젠의 농도 변화를 집진수 온도별로 측정하여 집진수에서의 벤젠 제거 효율을 측정한 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.

[표 3]

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위에 포함되는 집진수의 온도가 20~50℃인 경우에는 벤젠의 제거 효율이 86% 이상으로 높았고, 집진수의 온도가 20℃ 미만인 경우에는 벤젠 제거 효율이 낮았으며, 집진수의 온도가 50℃를 초과한 경우에는 벤젠 제거 효율이 포화됨을 알 수 있었다.

도 1은 본 발명에 의한 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물 제거를 위한 처리 개념도.

Claims (4)

1. 제철소의 배가스의 분진 처리시 발생되는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물을 제거할 때, 상기 집진수가 모인 집수조를 밀폐하는 단계와, 상기 집수조에 공기 또는 배가스를 포기하여 상기 집진수 중에 용해된 휘발성 유기 화합물을 탈기하는 단계와, 상기 탈기된 가스를 발전소나 가열로의 연소용 공기와 혼합하여 휘발성 유기 화합물을 분해하는 단계로 이루어진 휘발성 유기 화합물의 제거 방법에 있어서;

   상기 집수조에 포기된 공기 또는 배가스의 양은 집진수량의 0.5배 ~ 2.5배이고;

   상기 집진수와 공기 또는 배가스의 반응 시간은 20 ~ 40분이며;

   상기 집수조에 모인 집진수의 온도는 20~50℃인 것을 특징으로 하는 집진수에 함유된 휘발성 유기 화합물의 제거 방법.
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