KR20190078135A - Method for refining acid gas containing hydrogen sulfide and device for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 구현예는 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법 및 그 장치에 관한 것이다. One embodiment of the present invention relates to an acidic gas purification method and apparatus thereof containing hydrogen sulfide.
석탄가스화 복합발전 (IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle) 등 전 산업군에서 발생하는 황화수소 등의 황화합물을 포함한 가스는 용매를 사용하여 황화수소를 흡수, 제거하는 습식법과 촉매반응에 의한 액체유황으로 전환하는 건식법인 클라우스(Claus)공정으로 처리되고 있다. 제거효율과 기술성숙도 측면에서 습식법이 건식법에 비해 우수하나, 폐수, 부산물 등 처리공정을 수반하고 작업환경, 투자비 측면에서 불리하여 건식법이 널리 적용되고 있는 실정으로써 클라우스(Claus) 공정에 의해 전체 황 생산량의 50% 정도가 생산되고 있다. 클라우스(Claus) 공정의 기본 반응식은 다음과 같다.Gas containing sulfur compounds such as hydrogen sulfide generated in all industries such as coal gasification combined cycle (IGCC), is a wet process that absorbs and removes hydrogen sulfide by using a solvent, and a dry process It is being processed by the Claus process. Although the wet process is superior to the dry process in terms of removal efficiency and technical maturity, the dry process is widely applied due to disadvantages in terms of work environment and investment cost, accompanied by waste water and byproducts. Thus, the total sulfur production by the Claus process Of which about 50% are produced. The basic reaction scheme of the Claus process is as follows.
2H2S + O2 → 2S + 2H2O (1)2H 2 S + O 2 ? 2S + 2H 2 O (1)
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O (2)2H 2 S + 3O 2 ? 2SO 2 + 2H 2 O (2)
2H2S + SO2 → 2S + 2H2O (3)2H 2 S + SO 2 ? 2S + 2H 2 O (3)
산성가스(Acid Gas)에 포함된 불순물은 발생원에 따라 다르나 주로 암모니아, 이산화탄소, 탄화수소화합물이며 공정 내에서 여러 부반응을 일으켜 황회수율 감소를 초래한다. 특히 탄화수소화합물은 황화합물과의 반응으로 황화카르보닐(COS)와 이황화탄소를 생성하여, 이의 제거를 위한 가수분해 반응을 위해 촉매반응기의 온도를 350℃ 이상으로 운전한다. 암모니아는 니켈 함유 촉매층을 통과하며 질소와 물로 분해 후 처리한다. 클라우스(Claus) 공정의 황회수율은 90-95%로 산업적으로 황화수소 대량처리에 유용한 공정이나 그 자체로만은 대기오염 방지설비로서의 기능에 한계가 있어 배가스(Tail Gas) 처리를 위한 설비가 추가적으로 요구된다. The impurities contained in the acid gas are ammonia, carbon dioxide, and hydrocarbon compounds, which vary depending on the source, and cause a number of side reactions in the process, leading to a decrease in the sulfur recovery rate. Particularly, the hydrocarbon compound generates carbonyl sulfide (COS) and carbon disulfide by reaction with a sulfur compound, and the temperature of the catalytic reactor is operated at 350 ° C or higher for the hydrolysis reaction to remove carbon disulfide. Ammonia passes through the nickel-containing catalyst layer and is decomposed and treated with nitrogen and water. The sulfur recovery rate of the Claus process is 90-95%, which is industrially useful for massive hydrogen sulfide treatment. However, it is limited in its function as an air pollution control facility, and therefore requires facilities for treating tail gas .
기존 개발된 배가스 처리기술은 잔류 황화수소의 산화/환원 반응을 통한 처리 목적으로 별도의 배가스 처리설비(TGTU, Tail Gas Treatment Unit) 투자가 필요하고, 대기 배출을 목적으로 하여 환경기준 만족이라는 부담이 수반된다. The existing developed flue gas treatment technology requires investment of separate TGTU (tail gas treatment unit) for treatment through oxidation / reduction reaction of residual hydrogen sulphide, accompanied by burden of satisfying environmental standards do.
산성가스 정제공정 효율을 높이고, 설비부하를 감소시킬 수 있는 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법 및 그 장치를 제공한다.A method and apparatus for refining acidic gas containing hydrogen sulfide capable of increasing the efficiency of an acidic gas purification process and reducing facility load.
본 발명의 일 구현예에 따른 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법은, 가스 발생원에서 발생하는 황화수소를 포함하는 산성가스를 준비하는 산성가스 준비단계, 상기 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황단계, 상기 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거단계, 및 상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입하는 단계 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an acidic gas purifying method comprising hydrogen sulfide, comprising the steps of: preparing an acidic gas containing hydrogen sulfide generated from a gas generating source, removing the sulfur component from the acidic gas containing hydrogen sulfide, A step of removing the carbon dioxide from the flue gas obtained in the desulfurization step in the form of a salt and separating the flue gas into a flue gas and a salt, and the flue gas obtained in the step of removing carbon dioxide, And adding the acid gas to the desulfurization step together with the prepared acid gas.
상기 탈황단계 이전에 황화수소를 포함하는 산성가스에서 불순물을 제거하는 불순물 제거단계 더 포함하는 것일 수 있다.And an impurity removing step of removing impurities from the acidic gas containing hydrogen sulfide prior to the desulfurization step.
상기 이산화탄소 제거단계는 상기 탈황단계에서 수득된 배가스를 암모니아와 혼합하는 가스혼합단계, 상기 혼합가스를 냉각을 통해 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집단계, 상기 이산화탄소 포집단계에서 형성된 염에 물과 열을 가하여 염용액을 형성하는 염용액 형성단계, 및 상기 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 이산화탄소 기체화단계 포함하고, 상기 이산화탄소 포집단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입되는 것일 수 있다.The carbon dioxide removing step may include a gas mixing step of mixing the exhaust gas obtained in the desulfurization step with ammonia, a carbon dioxide collecting step of removing carbon dioxide in a salt form by cooling the mixed gas and separating the flue gas into a salt and a salt, A salt solution forming step of forming a salt solution by adding water and heat to the formed salt, and a carbon dioxide gasification step of heating the salt solution to gasify the carbon dioxide, wherein the exhaust gas obtained in the carbon dioxide trapping step contains the acid gas May be added to the desulfurization step together with the acid gas prepared in the step (a).
이산화탄소 기체화단계 이후에, 상기 이산화탄소 기체화단계에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하는 가스세정단계 더 포함하는 것일 수 있다.And a gas cleaning step of removing impurities using the absorbent in the gas obtained in the carbon dioxide gasification step after the carbon dioxide gasification step.
상기 가스혼합단계는 혼합가스 내에 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비가 0.01 이상 및 0.8 이하가 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The gas mixing step may further include adjusting the molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the mixed gas to be not less than 0.01 and not more than 0.8.
상기 가스혼합단계는 60 내지 90℃에서 수행하는 것일 수 있다.The gas mixing step may be performed at 60 to 90 占 폚.
상기 이산화탄소 포집단계에서 상기 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 및 카르밤산염 중에서 선택된 1 이상을 포함하는 것일 수 있다.In the carbon dioxide capture step, the salt may include at least one selected from ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and carbamate.
상기 이산화탄소 포집단계는 혼합가스를 10 내지 50℃로 냉각하는 것일 수 있다.The carbon dioxide collecting step may be to cool the mixed gas to 10 to 50 ° C.
상기 이산화탄소 포집단계는 하기 화학식 1과 같은 반응을 포함하는 것일 수 있다.The carbon dioxide capture step may include a reaction represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2CO3 CO 2 + 2 NH 3 + H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3
NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3 NH 3 + CO 2 + H 2 O = NH 4 HCO 3
2NH3 + CO2 = NH2COONH4 2NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4
상기 이산화탄소 기체화 단계는 열분해기 또는 증류탑을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.The carbon dioxide gasification step may be performed using a pyrolyzer or a distillation column.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스의 이산화탄소의 농도는 0 부피%초과, 및 20부피%미만인 것일 수 있다.The concentration of carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide may be more than 0% by volume and less than 20% by volume.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 +10 부피%이하인 것일 수 있다.The flow rate change rate of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be more than 0 vol% and not more than +10 vol%.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 +80 부피%이하인 것일 수 있다.The carbon dioxide concentration change rate of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be more than 0 vol% and not more than +80 vol%.
본 발명의 일 구현예에 따른 황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치 는, 황화수소를 포함하는 산성가스를 발생시키는 가스발생원, 상기 가스발생원 및 이산화탄소 제거설비와 연결되고, 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황설비, 상기 탈황설비와 연결되고 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거설비 포함하고, 상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스를 상기 가스발생원에서 배출되는 황화수소를 포함하는 산성가스와 함께 탈황설비로 투입하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an acidic gas purifying apparatus including hydrogen sulfide, comprising: a gas generating source for generating an acidic gas containing hydrogen sulfide; a gas generator connected to the gas generating source and the carbon dioxide removing equipment, A desulfurization facility for removing the carbon dioxide from the flue gas and obtaining a clean gas and an exhaust gas, a carbon dioxide removal facility connected to the desulfurization facility for separating the carbon dioxide from the flue gas obtained in the desulfurization step into a salt form and separating the flue gas into a salt and a salt, To the desulfurization equipment together with the acid gas containing hydrogen sulfide discharged from the gas generating source.
상기 가스발생원에서 공급되는 산성가스 및 이산화탄소 제거설비로부터 탈황설비로 공급되는 가스에서 불순물을 제거하여, 황화수소를 포함하는 산성가스를 탈황설비로 공급하는 불순물 정제설비 더 포함하는 것일 수 있다.And an impurity refining facility for removing impurities from the acid gas supplied from the gas generating source and the gas supplied from the carbon dioxide removing equipment to the desulfurization equipment and supplying the acid gas containing hydrogen sulfide to the desulfurization equipment.
상기 이산화탄소 제거설비는 상기 탈황단계에서 수득된 배가스와 암모니아를 혼합하는 가스 혼합기, 상기 가스 혼합기로부터 공급된 혼합가스를 냉각하여 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집기, 상기 이산화탄소 포집기에서 수득된 염에 열과 수분을 가해 염용액을 생성하는 반응기, 및 상기 반응기에서 수득된 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 가열기 포함하는 것일 수 있다.The carbon dioxide removing unit includes a gas mixer for mixing the flue gas and the ammonia obtained in the desulfurization step, a carbon dioxide collector for removing carbon dioxide in a salt form by cooling the mixed gas supplied from the gas mixer and separating the flue gas and the salt, , And a heater for heating the salt solution obtained in the reactor to vaporize the carbon dioxide.
상기 이산화탄소 포집기에서 형성되는 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 및 카르밤산염 중에서 선택된 1 이상을 포함하는 것일 수 있다.The salt formed in the carbon dioxide collector may include at least one selected from ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and carbamate.
상기 이산화탄소 제거설비는 상기 가열기에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하고, 이산화탄소를 배출하는 세정탑 더 포함하는 것일 수 있다.The carbon dioxide removing unit may further include a washing tower for removing impurities from the gas obtained by the heater using an absorbent and discharging carbon dioxide.
상기 가열기는 열분해기 또는 증류탑인 것일 수 있다.The heater may be a pyrolyzer or a distillation column.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스의 이산화탄소의 농도는 0%초과, 및 20%이하인 것일 수 있다.The concentration of carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be more than 0% and not more than 20%.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황공정 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 10 부피 %이하인 것일 수 있다.The rate of change in flow rate of the desulfurization process inlet gas by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be more than 0 vol% and not more than 10 vol%.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황공정 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 80 부피%이하인 것일 수 있다.The carbon dioxide concentration change rate of the gas introduced into the desulfurization process by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be more than 0% by volume and not more than 80% by volume.
상기 가스 혼합기는 혼합가스 내에, 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비를 0.01 이상 및 0.8 이하로 조절하는 것일 수 있다.The gas mixer may be such that the molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the mixed gas is adjusted to 0.01 or more and 0.8 or less.
상기 가스 혼합기는 60 내지 90℃에서 수행하는 것일 수 있다.The gas mixer may be performed at 60 to 90 < 0 > C.
상기 이산화탄소 포집기는 혼합가스를 50℃ 이하로 간접 냉각하는 것일 수 있다.The carbon dioxide sorter may indirectly cool the mixed gas to 50 캜 or less.
본 발명의 일 구현예에 의한 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법 및 장치를 통해, 가스 정제효율 향상 및 가스 정제설비 부하감소 도모할 수 있다. 또한, 각 단계에서 분리된 클린가스(Clean Gas), 유황, 이산화탄소 가스를 이용하여 고부가가치 상품으로 유용화할 수 있다.According to the method and apparatus for refining acidic gas containing hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention, the gas purification efficiency can be improved and the load of the gas purification facility can be reduced. In addition, it can be used as a high-value-added product by using clean gas, sulfur, and carbon dioxide gas separated at each stage.
도 1는 본 발명의 일 구현예에 따른 황화수소를 포함하는 산성가스의 정제 장치의 개략도이다.
도 2은 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화탄소 제거설비의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a carbon dioxide removal facility in accordance with an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Thus, in some embodiments, well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
제철, 석유화학 등 황화수소를 포함한 가스를 발생시키는 산업에서는 가스를 배출하기 위해서는 환경기준을 만족하여야 한다. 이에 가스 배출을 위한 가스 정제공정이 수반되며, 탈황설비의 운전효율 한계로 탈황단계에서 수득된 배가스에는 미처리된 황화수소가 포함되게 된다. 미처리된 황화수소의 제거를 위하여 탈황단계에서 수득된 배가스를 탈황설비로 재유입시킬 수 있다. 그러나, 이 경우 탈황공정에 유입되는 가스의 이산화탄소가 농축된다. 황화수소와 이산화탄소가 산성거동을 하는 성상이 유사하여, 정제설비에서 사용하는 알칼리계 및 아민계 흡수재에 경쟁적으로 반응하여 한다. 따라서, 이산화탄소가 다량 존재할 경우 황화수소 제거 효율이 감소하고, 정제설비 부하가 수반되는 문제가 발생할 수 있다. In industries that generate gases containing hydrogen sulfide, such as steel and petrochemicals, environmental standards must be met to discharge the gases. Therefore, a gas purification process for discharging the gas is performed, and untreated hydrogen sulfide is included in the exhaust gas obtained in the desulfurization step as the operation efficiency limit of the desulfurization facility. The flue gas obtained in the desulfurization step may be reintroduced into the desulfurization facility for removal of the untreated hydrogen sulfide. However, in this case, the carbon dioxide of the gas flowing into the desulfurization step is concentrated. Hydrogen sulphide and carbon dioxide are similar in nature to acidic behavior, so they react competitively to alkaline and amine based absorbers used in refinery plants. Therefore, when a large amount of carbon dioxide is present, the hydrogen sulfide removal efficiency is reduced, and the problem of accompanying the refining facility load may arise.
본 발명의 일 구현예에 따른 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법 및 정제장치에 의하는 경우, 탈황단계에서 수득된 배가스를 탈황 공정으로 재유입시키는 단계 이전에 이산화탄소 제거단계를 도입한다. 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 이산화탄소 농도가 낮아 탈황 공정으로 재유입하더라도 탈황설비 유입가스의 이산화탄소 농축을 저감시킬 수 있고, 이산화탄소 제거에 의해 배가스의 유량이 감소하는바, 탈황설비에서 처리해야 하는 가스의 양을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 황화수소 제거의 효율을 향상시키고, 정제설비 부하를 감소시킬 수 있다. 또한 가스발생원의 이산화탄소 발생량에 대한 부담이 줄어들어 원료 및 부원료 선택의 폭이 넓어질 수 있으며, 공정 확대가 가능하고, 투자비 및 운영비 절감이 가능하다.According to the method and apparatus for refining acidic gas containing hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention, the step of removing carbon dioxide is introduced before the step of re-introducing the flue gas obtained in the desulfurization step into the desulfurization step. The concentration of carbon dioxide in the desulfurization facility can be reduced and the flow rate of the exhaust gas is reduced by the removal of carbon dioxide, Can be reduced. As a result, it is possible to improve the efficiency of hydrogen sulfide removal and reduce the refining facility load. In addition, the burden on the generation of carbon dioxide in the gas source can be reduced, which can broaden the choice of raw materials and additives, enable the expansion of the process, and reduce investment and operating costs.
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법An acidic gas purification method comprising hydrogen sulfide
본 발명의 일 구현예에 의한 황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법은 가스 발생원에서 발생하는 황화수소를 포함하는 산성가스를 준비하는 산성가스 준비단계, 상기 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황단계, 상기 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거단계를 포함하고,The method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing an acidic gas for preparing an acidic gas containing hydrogen sulfide generated from a gas source, removing the sulfuric acid from the acidic gas containing the hydrogen sulfide, And a carbon dioxide removing step of removing carbon dioxide in a salt form from the flue gas obtained in the desulfurization step and separating the flue gas into a salt and a salt,
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.The flue gas obtained in the step of removing carbon dioxide may be supplied to the desulfurization step together with the acid gas prepared in the acid gas preparation step.
먼저, 상기 가스 발생원에서 발생하는 황화수소를 포함하는 산성가스를 준비하는 산성가스 준비단계를 실시할 수 있다. 상기 단계에 의해 가스 발생원으로부터 황화수소를 포함하는 산성가스는 탈황단계로 공급될 수 있다. 상기 가스 발생원에서 발생되는 가스는 이산화탄소, 황화수소, 암모니아, 메탄, 수소, 질소, 수분 등을 포함한 가스일 수 있다. 상기 가스 발생원에서 발생되는 가스(a)는 석탄가스화 복합발전 (IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle) 등 전 산업군에서 발생하는 황화수소 등의 황화합물을 포함한 가스일 수 있다. First, an acidic gas preparation step for preparing an acidic gas containing hydrogen sulfide generated in the gas generating source may be performed. By this step, the acid gas containing hydrogen sulfide from the gas generating source can be supplied to the desulfurization step. The gas generated from the gas generating source may be a gas including carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia, methane, hydrogen, nitrogen, moisture, and the like. The gas (a) generated in the gas generating source may be a gas including sulfur compounds such as hydrogen sulfide generated in all industries such as IGCC (Integrated Coal Gasification Combined Cycle).
상기 가스 발생원에서 발생하는 황화수소를 포함하는 산성가스를 준비하는 산성가스 준비단계 이후, 황화수소를 포함하는 산성가스 내의 불순물을 제거하는 불순물 제거단계가 더 포함될 수 있다. 상기 불순물 제거단계에서는 이산화탄소, 황화수소, 암모니아 등이 불순물로 제거될 수 있다. And an impurity removing step of removing impurities in the acidic gas containing hydrogen sulfide after the step of preparing an acidic gas containing hydrogen sulfide generated from the gas generating source. In the impurity removal step, carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia, and the like may be removed as impurities.
이후, 상기 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황단계를 실시할 수 있다. 상기 단계에 의해 상기 산성가스 내 황화 수소 가스를 정제할 수 있고, 정제 후 발생되는 클린가스(Clean Gas)(c)를 제조하여 활용하거나, 판매하여 수익을 창출할 수 있다. 상기 클린가스(Clean Gas)는 이산화탄소, 질소, 수분 등을 포함한다. 상기 단계에 의해 산성가스 내 황성분은 유황 형태로 제거되어 분리 배출될 수 있다. 상기 탈황단계에서 수득된 배가스(d)에는 탈황단계에서 미처리된 황화수소, 이산화탄소, 이산화황, 이황화탄소, 질소, 수분 등이 포함될 수 있다. Thereafter, the desulfurization step of removing the sulfur component from the acid gas containing the hydrogen sulfide to obtain a clean gas and an exhaust gas may be performed. The hydrogen sulfide gas in the acid gas can be purified by the above step, and the clean gas (c) generated after the purification can be produced, utilized, or sold to generate a profit. The clean gas includes carbon dioxide, nitrogen, moisture, and the like. By this step, the sulfur component in the acid gas can be removed and discharged in the form of sulfur. The exhaust gas (d) obtained in the desulfurization step may contain hydrogen sulfide, carbon dioxide, sulfur dioxide, carbon disulfide, nitrogen, water, etc. which have not been treated in the desulfurization step.
이후, 상기 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거단계를 실시할 수 있다. 상기 단계에 의해 탈황단계에서 수득된 배가스 내 이산화탄소가 탄산암모늄의 형태로 제거될 수 있다. 상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스(f)는 미처리된 이산화탄소, 황화수소, 이산화황, 이황화탄소, 질소, 수분 등이 포함될 수 있다. Thereafter, the carbon dioxide removal step of separating the carbon dioxide from the flue gas obtained in the desulfurization step into a salt form and an exhaust gas may be performed. The carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the desulfurization step can be removed in the form of ammonium carbonate by the above step. The exhaust gas (f) obtained in the carbon dioxide removal step may include untreated carbon dioxide, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, carbon disulfide, nitrogen, water, and the like.
상기 이산화탄소 제거단계는 탈황단계에서 수득된 배가스를 암모니아와 혼합하는 가스혼합단계, 상기 혼합가스를 냉각을 통해 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집단계, 상기 이산화탄소 포집단계에서 형성된 염에 물과 열을 가하여 염용액을 형성하는 염용액 형성단계, 및 상기 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 이산화탄소 기체화단계를 포함할 수 있다. The carbon dioxide removing step may include a gas mixing step of mixing the flue gas obtained in the desulfurization step with ammonia, a carbon dioxide collecting step of removing the carbon dioxide in a salt form by cooling the mixed gas and separating the mixed gas into a flue gas and a salt, A salt solution forming step of forming a salt solution by adding water and heat to the salt, and a carbon dioxide gasification step of heating the salt solution to vaporize the carbon dioxide.
상기 이산화탄소 기체화단계 이후에, 상기 이산화탄소 기체화단계에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하는 가스세정단계를 더 포함할 수 있다. The carbon dioxide gasification step may further include, after the carbon dioxide gasification step, a gas cleaning step of removing impurities using the absorbent in the gas obtained in the carbon dioxide gasification step.
이산화탄소 기체화단계에서 수득된 가스에는 이산화탄소 이외에도 암모니아, 수증기 등의 기체가 포함될 수 있으며, 가스세정단계에서는 흡수제를 사용하여 암모니아, 수증기 및 기타 불순물을 제거하여, 고순도의 이산화탄소를 배출할 수 있다.The gas obtained in the carbon dioxide gasification step may include gases such as ammonia and water vapor in addition to carbon dioxide. In the gas cleaning step, the absorbent may be used to remove ammonia, water vapor, and other impurities, thereby discharging high purity carbon dioxide.
상기 이산화탄소 포집단계에서 수득되는 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 또는 카르밤산염 일 수 있다. The salt obtained in the carbon dioxide capture step may be ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or carbamate.
상기 이산화탄소 포집단계는 탈황단계에서 수득된 배가스와 암모니아가 혼합된 혼합가스를 냉각하여, 하기 화학식 1과 같은 반응에 의해 탈황단계에서 수득된 배가스 내 이산화탄소를 염의 형태로 포집하는 것일 수 있다. 이에 따라, 탈황단계에서 수득된 배가스 내 이산화탄소를 제거할 수 있다. The carbon dioxide capture step may be a step of collecting the carbon dioxide in the flue gas obtained in the desulfurization step in the form of a salt by cooling a mixed gas obtained by mixing the flue gas and the ammonia obtained in the desulfurization step. Thus, carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the desulfurization step can be removed.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2CO3 CO 2 + 2 NH 3 + H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3
NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 HCO 3
2NH3 + CO2 = NH2COONH4 2NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4
상기 탈황단계에서 수득된 배가스를 암모니아와 혼합하는 가스혼합단계는 혼합가스 내에 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비가 0.01 이상 및 0.8 이하로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 0.01 이상 및 0.5이하, 0.01 이상 및 0.4이하, 또는 0.01 이상 및 0.3이하일 수 있다.The gas mixing step of mixing the exhaust gas obtained in the desulfurization step with ammonia may further include adjusting the molar ratio of ammonia to carbon dioxide to not less than 0.01 and not more than 0.8 in the mixed gas. Specifically, it may be 0.01 or more and 0.5 or less, 0.01 or more and 0.4 or less, or 0.01 or more and 0.3 or less.
구체적으로, 상기 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비가 0.01 미만인 경우 암모니아를 투입할 수 있으며, 상기 암모니아는 암모니아 가스 및 스팀의 혼합 가스 형태일 수 있다.Specifically, when the molar ratio of ammonia to carbon dioxide is less than 0.01, ammonia may be introduced, and the ammonia may be in the form of a mixed gas of ammonia gas and steam.
산성가스 내 이산화탄소의 효율적인 제거를 위해 암모니아 가스를 추가적으로 투입할 수 있으며, 이산화탄소 농도 변화에 따라 암모니아 투입양을 조절할 수 있다. 탈황단계에서 수득된 배가스 중 이산화탄소와 암모니아 가스 농도의 분석을 통해 이산화탄소 제거단계에서 적절한 양의 암모니아를 투입하고, 피드백 제어함으로써, 가스정제공정의 운영효율을 증대시킬 수 있다. Ammonia gas can be added for efficient removal of carbon dioxide in the acid gas, and the amount of ammonia input can be controlled according to the change of the carbon dioxide concentration. Through the analysis of the concentration of carbon dioxide and ammonia gas in the exhaust gas obtained in the desulfurization step, the operation efficiency of the gas purification process can be enhanced by feeding the appropriate amount of ammonia in the carbon dioxide removal step and performing feedback control.
상기 혼합가스 내에 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비를 만족하는 경우 가스 내 이산화탄소의 제거효율 향상된다. 또한, 탈황공정의 공정효율 향상, 이산화탄소 제거 단계의 배가스 감소, 탈황설비 및 가스정제설비의 부하를 감소시킬 수 있다. When the molar ratio of ammonia to carbon dioxide is satisfied in the mixed gas, the removal efficiency of carbon dioxide in the gas is improved. Further, it is possible to improve the process efficiency of the desulfurization process, reduce the exhaust gas in the carbon dioxide removal process, and reduce the load of the desulfurization facility and the gas purification facility.
혼합가스 내에 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비(NH3/CO2)가 작은 경우 탈황단계에서 수득된 배가스 내 존재하는 이산화탄소를 포집하기에 충분한 암모니아가 공급되지 못하므로, 이산화탄소 제거 효율이 감소하게 되며, 암모니아에 대한 이산화탄소의 몰비 큰 경우 암모니아가 과잉공급되어 이산화탄소 제거율은 높으나 경제성 측면에서 불리할 수 있다 When the molar ratio of ammonia to carbon dioxide (NH 3 / CO 2 ) is small in the mixed gas, sufficient ammonia is not supplied to collect the carbon dioxide present in the exhaust gas obtained in the desulfurization step. Therefore, the carbon dioxide removal efficiency decreases, , The ammonia is supplied in an excessive amount and the carbon dioxide removal rate is high, but it may be disadvantageous in terms of economy
상기 가스혼합단계는 60 내지 90℃에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로 70 내지 80℃ 일 수 있다. The gas mixing step may be performed at 60 to 90 < 0 > C. Specifically, it may be 70 to 80 占 폚.
이산화탄소 포집단계에서 혼합가스는 10 내지 50℃로 냉각되는 것일 수 있으며, 냉각수를 이용하여 혼합가스를 간접 냉각에 의하는 것일 수 있다. 구체적으로 20 내지 40℃일 수 있다. 냉각은 간접냉각 방식에 한정되는 것은 아니며, 직접냉각에 의할 수 있다. 그러나, 간접냉각에 의하는 경우 이산화탄소 배출을 위한 공정에서 별도의 불순물 제거 작업을 필요로 하지 않으므로, 공정이 간소화될 수 있다. In the carbon dioxide capture step, the mixed gas may be cooled to 10 to 50 ° C, or may be indirect cooling the mixed gas using cooling water. Concretely from 20 to 40 캜. The cooling is not limited to indirect cooling, but may be performed by direct cooling. However, since the indirect cooling does not require a separate impurity removal operation in the process for discharging the carbon dioxide, the process can be simplified.
상기 이산화탄소 포집단계에서 형성된 염에 물과 열을 가하여 염용액을 형성하는 염용액 형성단계에서 상기 염용액은 슬러리 형태일 수 있다. The salt solution may be in the form of a slurry in a salt solution forming step of forming a salt solution by adding water and heat to the salt formed in the carbon dioxide collecting step.
상기 이산화탄소 기체화 단계는 열분해기 또는 증류탑을 이용하여 수행되는 것일 수 있다. The carbon dioxide gasification step may be performed using a pyrolyzer or a distillation column.
상기 이산화탄소 기체화 단계는 염용액을 가열하여 이산화탄소, 암모니아, 수증기로 전환하는 열분해단계로 실시되는 것일 수 있다. 상기 열분해단계는 고온의 질소 가스 및 스팀을 이용할 수 있다. The carbon dioxide gasification step may be performed as a pyrolysis step of converting the salt solution into carbon dioxide, ammonia, and water vapor. The pyrolysis step may use high temperature nitrogen gas and steam.
또한, 상기 이산화탄소 기체화 단계는 상기 염용액을 증류탑을 이용하여 가스와 액체로 분리하고 농축하는 것일 수 있다. 상기 가스는 이산화탄소 및 암모니아를 포함할 수 있으며, 상기 액체는 물을 포함할 수 있다. In addition, the carbon dioxide gasification step may be performed by separating the salt solution into a gas and a liquid using a distillation column and concentrating the same. The gas may comprise carbon dioxide and ammonia, and the liquid may comprise water.
상기 기체화단계는 70℃이상 및 110℃이하에서 실시되는 것일 수 있다. 상기 온도를 만족하는 경우 불필요한 에너지 소모 없이 상기 염 용액을 이산화탄소, 암모니아, 수증기로 효율적으로 가스화 가능하다. The gasification step may be conducted at 70 ° C or higher and 110 ° C or lower. When the temperature is satisfied, the salt solution can be efficiently gasified with carbon dioxide, ammonia, and water vapor without unnecessary energy consumption.
이후, 상기 이산화탄소 기체화단계에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하는 가스세정단계를 실시할 수 있다. Thereafter, a gas cleaning step for removing impurities using the absorbent in the gas obtained in the carbon dioxide gasification step may be performed.
상기 불순물은 암모니아, 수증기, 미량의 황화수소 등일 수 있다. The impurities may be ammonia, water vapor, trace hydrogen sulfide, and the like.
열분해기를 이용한 경우 이산화탄소, 암모니아, 수증기를 포함하는 가스가 이산화탄소 분리배출단계로 이송되며, 수증기, 암모니아, 기타 불순물 가스가 흡수제에 의해 제거되어 고순도의 이산화탄소를 배출할 수 있다. When a pyrolyzer is used, gases including carbon dioxide, ammonia, and water vapor are transferred to the carbon dioxide separation and discharge stage, and water vapor, ammonia, and other impurity gases can be removed by the absorbent to discharge high purity carbon dioxide.
증류탑을 이용하여 이산화탄소를 가스화한 경우 염용액은 물을 포함하는 액체와 이산화탄소, 암모니아를 포함하는 기체로 분리되며, 이산화탄소 기체화단계에서 액체는 분리 배출될 수 있다. 이후, 상기 이산화탄소와 암모니아를 포함하는 가스는 이산화탄소 분리배출단계로 이송되며, 암모니아 및 기타 가스가 흡수제에 의해 제거되어 고순도의 이산화탄소를 배출할 수 있다.When carbon dioxide is gasified using a distillation tower, the salt solution is separated into a liquid containing water and a gas containing carbon dioxide and ammonia, and the liquid can be separated and discharged in the carbon dioxide gasification step. Then, the gas containing the carbon dioxide and ammonia is transferred to the carbon dioxide separation and discharge step, and ammonia and other gases are removed by the absorbent to discharge the high purity carbon dioxide.
흡수제는 물 또는 아민일 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니며, 제거하고자 하는 물질 및 조업조건에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 복수개의 불순물 가스를 제거하기 위하여, 복수개의 흡수재가 필요한 경우, 가스세정단계를 여러 번 수행할 수 있다. 상기 단계를 거쳐 배출되는 이산화탄소의 순도에 따라 자원화, 화학원료, 농업분야 등에서 활용할 수 있다. The absorbent may be water or an amine, but is not limited thereto and may be selected depending on the substance to be removed and the operating conditions. When a plurality of absorbers are required to remove a plurality of impurity gases, the gas cleaning step may be performed several times. Depending on the purity of the carbon dioxide discharged through the above steps, it can be utilized in resources, chemical raw materials, and agricultural fields.
이후, 상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be introduced into the desulfurization step together with the acid gas prepared in the acid gas preparation step.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 미처리된 이산화탄소, 이산화황, 황화수소, 질소, 수분 등을 포함할 수 있다. The exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide may contain untreated carbon dioxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide, nitrogen, moisture, and the like.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스 내의 미처리된 이산화탄소의 농도는 0 부피% 초과, 및 20 부피% 미만일 수 있다. 구체적으로 0 부피%초과 및 15 부피%미만, 또는 10 내지 15 부피%일 수 있다.The concentration of untreated carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be more than 0 vol% and less than 20 vol%. Specifically greater than 0 volume% and less than 15 volume%, or from 10 to 15 volume%.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 +10 부피%이하일 수 있다. 구체적으로 +3 내지 +10 부피%, +3 내지 +9 부피%. 또는 +5 내지 +8 부피%일 수 있다.The flow rate change rate of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be more than 0 vol% and not more than +10 vol%. Specifically +3 to +10 vol%, +3 to +9 vol%. Or +5 to +8% by volume.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 +80 부피%이하일 수 있다. 구체적으로 +20 내지 +80 부피%, +20 내지 +70 부피%, +20 내지 +60 부피%, 또는 +30 내지 +50 부피%일 수 있다.The carbon dioxide concentration change rate of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step may be more than 0 vol% and not more than +80 vol%. Specifically, it may be +20 to +80 vol%, +20 to +70 vol%, +20 to +60 vol%, or +30 to + 50 vol%.
이와 같이 암모니아를 사용함으로써, 탈황단계에서 수득된 배가스 내 이산화탄소가 효율적으로 제거될 수 있고, 이산화탄소 제거단계에서 수득되는 배가스의 유량도 현저히 감소할 수 있다. By using ammonia in this manner, the carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the desulfurization step can be efficiently removed, and the flow rate of the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step can be remarkably reduced.
결과적으로, 이산화탄소 제거단계를 거친 배가스를 탈황공정으로 재투입하는 경우에 이산화탄소의 농축으로 인한 탈황효율 저하를 방지할 수 있으며, 이산화탄소의 농도 감소와 함께 정제처리가 필요한 가스량도 감소하므로 공정설비 부하를 감소시킬 수 있다. As a result, when the flue gas passed through the carbon dioxide removal step is reintroduced into the desulfurization process, it is possible to prevent the desulfurization efficiency from being lowered due to the concentration of carbon dioxide, and the amount of gas required for the purification treatment is reduced along with the decrease in the concentration of carbon dioxide. .
이하 황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치에 대하여 설명하며, 황화수소를 포함하는 산성가스 정제 방법에서 설명한 내용과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. Hereinafter, an acidic gas purifying apparatus including hydrogen sulfide will be described, and the description of the parts overlapping with those described in the acid gas purifying method including hydrogen sulfide will be omitted.
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치An acidic gas refining apparatus comprising hydrogen sulfide
본 발명의 일 구현예에 의한 황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치는, 황화수소를 포함하는 산성가스를 발생시키는 가스발생원, 상기 가스발생원 및 이산화탄소 제거설비와 연결되고, 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황설비, 상기 탈황설비와 연결되고 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거설비를 포함하고,According to an embodiment of the present invention, there is provided an acidic gas refining apparatus including hydrogen sulfide, comprising: a gas generating source for generating an acid gas containing hydrogen sulfide; a gas generator connected to the gas generating source and the carbon dioxide removing equipment, And a carbon dioxide removing unit connected to the desulfurizing unit for removing carbon dioxide in a salt form from the flue gas obtained in the desulfurization step and separating the flue gas into a flue gas and a salt,
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스를 상기 가스발생원에서 배출되는 황화수소를 포함하는 산성가스와 함께 탈황설비로 투입하는 것일 수 있다. The flue gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be supplied to the desulfurization equipment together with the acid gas including the hydrogen sulfide discharged from the gas source.
도 1에는 본 발명의 일 구현예에 의한 황화수소를 포함하는 정제장치의 개략도를 나타내었다. FIG. 1 shows a schematic view of a purification apparatus including hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 구현예에 따른 황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치는, 상기 가스발생원에서 공급되는 산성가스 및 이산화탄소 제거설비로부터 탈황설비로 공급되는 가스에서 불순물을 제거하여, 황화수소를 포함하는 산성가스를 탈황설비로 공급하는 불순물 정제설비를 더 포함할 수 있다. The acidic gas refining apparatus containing hydrogen sulfide according to an embodiment of the present invention may remove impurities from the acid gas supplied from the gas generating source and the gas supplied from the carbon dioxide removing unit to the desulfurizing unit to remove acidic gas containing hydrogen sulfide And an impurity refining facility supplied to the desulfurization facility.
도 2에는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화탄소 제거설비의 개략도를 나타내었다.FIG. 2 is a schematic view of a carbon dioxide removing system according to an embodiment of the present invention.
상기 이산화탄소 제거설비는 상기 탈황단계에서 수득된 배가스와 암모니아를 혼합하는 가스 혼합기, 상기 가스 혼합기로부터 공급된 혼합가스를 냉각하여 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집기, 이산화탄소 포집기에서 수득된 염에 열과 수분을 가해 염용액을 생성하는 반응기, 및 상기 반응기에서 수득된 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 가열기를 포함할 수 있다. The carbon dioxide removing unit includes a gas mixer for mixing the flue gas and the ammonia obtained in the desulfurization step, a carbon dioxide collector for separating the carbon dioxide into a salt form and a flue gas by cooling the mixed gas supplied from the gas mixer, A reactor for producing a salt solution by adding heat and moisture to the obtained salt, and a heater for heating the salt solution obtained in the reactor to vaporize the carbon dioxide.
상기 이산화탄소 포집기에서 수득되는 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 또는 카르밤산염 일 수 있다. The salt obtained in the carbon dioxide collector may be ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or carbamate.
상기 이산화탄소 포집기에서는 하기 화학식 1과 같은 반응에 의해 이산화탄소를 염의 형태로 포집하는 것일 수 있다. In the carbon dioxide sorter, carbon dioxide may be collected in the form of a salt by a reaction represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2CO3 CO 2 + 2 NH 3 + H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3
NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3 NH 3 + CO 2 + H 2 O = NH 4 HCO 3
2NH3 + CO2 = NH2COONH4 2NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4
상기 가열기는 열분해기 또는 증류탑을 이용하는 것일 수 있다. The heater may be a pyrolyzer or a distillation column.
열분해기를 이용하는 경우, 반응기에서 수득된 염용액은 이산화탄소, 암모니아, 수증기로 전환되며, 열분해기는 운전조건이 단순한 공정의 경우 유리할 수 있다.When a pyrolyzer is used, the salt solution obtained in the reactor is converted to carbon dioxide, ammonia, water vapor, and the pyrolyzer can be advantageous in the case of a simple process.
증류탑을 이용하는 경우, 염용액을 물과 이산화탄소, 수증기, 암모니아를 포함하는 가스로 분리할 수 있다.When a distillation column is used, the salt solution can be separated into water and a gas containing carbon dioxide, water vapor and ammonia.
증류탑을 이용하는 경우, 재비등기(Reboiler) 및 응축기(Condenser)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 세정탑에서의 흡수액 사용량 및 폐수 발생량을 최소화할 수 있다는 이점이 있다. In the case of using the distillation tower, it may further include a reboiler and a condenser. In this case, there is an advantage that the amount of absorbent used and the amount of generated wastewater in the washing tower can be minimized.
재비등기를 이용하는 경우 온도조절을 통한 운전조건 확보가 가능하여 여러 성분이 혼합된 용액의 경우 유리하다.In the case of reboiling, it is advantageous in the case of mixed solution of various components because the operation condition can be secured through temperature control.
상기 이산화탄소 제거설비는 상기 가열기에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하고, 이산화탄소를 배출하는 세정탑;를 더 포함할 수 있다. 가열기에서 수득된 가스에는 이산화탄소 뿐만 아니라, 수증기, 암모니아 가스 등이 포함될 수 있으며, 세정탑에서는 흡수제를 사용하여 수증기, 암모니아, 기타 불순물을 제거 가능하므로, 고순도 이산화탄소 가스를 배출할 수 있다. The carbon dioxide removing unit may further include a cleaning tower for removing impurities from the gas obtained from the heater using an absorbent and discharging carbon dioxide. The gas obtained in the heater may contain not only carbon dioxide but also steam, ammonia gas and the like. In the washing tower, since water vapor, ammonia and other impurities can be removed by using the absorbent, high purity carbon dioxide gas can be discharged.
상기 흡수제는 물 또는 아민 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 제거하고자 하는 물질에 따라 적절한 흡수제를 선택하여 사용할 수 있다. The absorbent may be water, amine, or the like, but is not limited thereto, and an appropriate absorbent may be selected depending on the substance to be removed.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 세정탑에서는 물을 분사하여 가스 내 암모니아, 수증기 및 기타 불순물 가스를 제거할 수 있다According to one embodiment of the invention, water can be sprayed in the scrubbing tower to remove ammonia, water vapor and other impurity gases in the gas
복수의 물질을 제거할 필요가 있는 경우에는 복수개의 세정탑을 사용할 수 있다.When it is necessary to remove a plurality of substances, a plurality of washing towers can be used.
상기 가스 혼합기의 혼합가스 내에, 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비가 0.01 이상 및 0.8 이하로 조절할 수 있으며, 60 내지 90℃에서 가스 혼합을 수행할 수 있다.The molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the mixed gas of the gas mixer can be adjusted to 0.01 or more and 0.8 or less, and gas mixing can be performed at 60 to 90 캜.
상기 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비 범위를 만족하는 경우, 이산화탄소를 효율적으로 제거할 수 있다. 가스 혼합기의 온도가 낮은 경우 가스혼합과정에서 일부 이산화탄소가 염으로 전환될 수 있으며, 온도가 높은 경우 염 생성을 위한 다음단계에서 가스냉각에 필요한 에너지가 커지므로, 에너지 효율이 저하된다. 상기 이산화탄소 포집기에서 혼합가스를 10 내지 50 ℃로 냉각할 수 있다. 상기 냉각은 간접냉각 또는 직접냉각에 의할 수 있다. 상기 온도를 만족하는 경우 이산화탄소를 염으로 효과적으로 고착하여 분리할 수 있다. When the molar ratio of ammonia to carbon dioxide is satisfied, carbon dioxide can be efficiently removed. If the temperature of the gas mixer is low, some of the carbon dioxide can be converted into a salt in the gas mixing process, and the energy required for the gas cooling is increased in the next step for salt formation when the temperature is high. In the carbon dioxide collector, the mixed gas may be cooled to 10 to 50 캜. The cooling may be indirect cooling or direct cooling. When the temperature is satisfied, the carbon dioxide can be effectively fixed and separated by the salt.
상기 열분해기는 반응기에서 수득된 염용액을 이산화탄소, 암모니아 및 수증기로 열분해한다, The pyrolyzer pyrolyzes the salt solution obtained in the reactor with carbon dioxide, ammonia and water vapor,
상기 증류탑은 반응기에서 수득된 염용액을 이산화탄소, 암모니아를 포함하는 기체와 물을 포함하는 액체로 분리할 수 있다. The distillation column may separate the salt solution obtained in the reactor into a gas containing carbon dioxide and ammonia and a liquid containing water.
상기 가열기는 70 이상 및 110 ℃이하에서 수행하는 것일 수 있다. 상기 온도 범위를 만족하는 경우 불필요한 에너지 소모 없이 상기 염 용액을 이산화탄소, 암모니아, 수증기로 효율적으로 가스화 가능하다.The heater may be at a temperature above 70 and below 110 < 0 > C. When the temperature range is satisfied, the salt solution can be efficiently gasified with carbon dioxide, ammonia, and water vapor without unnecessary energy consumption.
세정탑 및 흡수액 설계를 통한 불순물 제어로 고농도 이산화탄소 배출이 가능하며, 분리 배출된 이산화탄소의 고부가가치화를 통하여 경제성을 증대시킬 수 있다The high concentration of carbon dioxide can be discharged through impurity control through the cleaning tower and the absorption liquid design, and the economic value can be increased through the high added value of the separated and discharged carbon dioxide
세정탑에서 배출된 배가스의 이산화탄소의 농도는 0 부피%초과, 및 20 부피%미만일 수 있으며, 구체적으로 0 부피%초과 및 15 부피%미만일 수 있다.The concentration of carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the scrubbing column may be greater than 0% by volume, and less than 20% by volume, and more specifically greater than 0% by volume and less than 15% by volume.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황설비 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 +10 부피%이하 일 수 있다. 구체적으로 +3 내지 +10 부피%, +3 내지 +9 부피%. 또는 +5 내지 +8 부피%일 수 있다. The flow rate change rate of the desulfurization equipment inflow gas by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be more than 0 vol% and not more than +10 vol%. Specifically +3 to +10 vol%, +3 to +9 vol%. Or +5 to +8% by volume.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황설비 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 +80 부피%이하 일 수 있다. 구체적으로 +20 내지 +80 부피%, +20 내지 +70 부피%, +20 내지 +60 부피%, 또는 +30 내지 +50 부피%일 수 있다.The carbon dioxide concentration change rate of the gas introduced into the desulfurization equipment by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility may be more than 0 vol% and not more than +80 vol%. Specifically, it may be +20 to +80 vol%, +20 to +70 vol%, +20 to +60 vol%, or +30 to + 50 vol%.
상기와 같이 본 발명의 일 구현예에 따른 산성가스 정제설비를 이용하는 경우 이산화탄소를 효과적으로 제거함으로써, 이산화탄소 제거설비에서 수득되어 탈황설비로 유입되는 가스의 이산화탄소 농도 및 유량을 감소시키고, 탈황설비에 유입되는 가스의 유량변화율, 이산화탄소의 농도 변화율을 감소시킬 수 있어, 결과적으로 탈황설비의 공정 효율 및 설비 부하를 감소시킬 수 있다. As described above, in the case of using the acidic gas refining facility according to an embodiment of the present invention, the carbon dioxide is effectively removed, thereby reducing the carbon dioxide concentration and the flow rate of the gas flowing into the desulfurization equipment, The rate of change of the flow rate of the gas and the rate of change of the concentration of the carbon dioxide can be reduced. As a result, the process efficiency and the equipment load of the desulfurization facility can be reduced.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
시험예 1Test Example 1
코크스 오븐가스 (COG, Coke Oven Gas)의 탈황공정에서 발생되는 탈황단계에서 수득된 배가스를 탈황공정으로 재유입하도록 구성하였다,The flue gas obtained in the desulfurization step generated in the desulfurization process of the coke oven gas (COG) is re-introduced into the desulfurization process.
실시예 1은 탈황단계에서 수득된 배가스를 이산화탄소 제거공정을 거쳐 코크스 오븐가스와 함께 탈황 공정으로 유입하도록 구성하였으며, 비교예 1은 이산화탄소 제거공정을 도입하지 않고, 탈황단계에서 수득된 배가스를 코크스 오븐가스와 함께 탈황 공정으로 유입 하도록 구성하여 이산화탄소 농도 및 COG 유량을 비교 검토한 결과를 표 1에 나타내었다.In Example 1, the exhaust gas obtained in the desulfurization step was introduced into the desulfurization process together with the coke oven gas through the carbon dioxide removal process. In Comparative Example 1, the exhaust gas obtained in the desulfurization step was introduced into the coke oven And the carbon dioxide concentration and the COG flow rate were compared with each other, and the results are shown in Table 1.
(b = a + f)Desulfurization equipment inflow gas
(b = a + f)
이산화탄소 제거 공정을 적용하지 않은 비교예 1과 비교하여, 실시예 1의 경우 이산화탄소 제거 공정의 적용으로 인하여 CO2 가스가 제거됨으로써, 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스(f)의 유량 및 CO2 농도가 현저히 감소되었다.Compared with Comparative Example 1 in which the carbon dioxide removal process is not applied, in the case of Example 1, the CO 2 gas is removed due to the application of the carbon dioxide removal process, so that the flow rate and the CO 2 concentration of the exhaust gas (f) .
그 결과, 비교예 1의 경우 정제공정 유입가스의 유량 변화율(a/b)이 +8.5%이고, CO2의 농도 변화율(a/b)은 +73.3%임에 반해, 실시예 1의 경우 정제공정 유입가스의 유량 변화율(a/b)은 +4.7%이고, CO2 농도 변화율(a/b)도 +1.3%에 불과하다. 따라서, 정제공정 유입가스의 유량 증가로 인한 정제설비의 설비부하를 크게 감소시킬 수 있으며, CO2농도도 거의 일정하게 유지되므로, 탈황공정 유입 가스 내 CO2 가스 농축으로 인한 정제효율 감소를 방지할 수 있음을 확인하였다. As a result, in the case of Comparative Example 1, the rate of change in flow rate (a / b) of the inflowing gas in the purification process was + 8.5% and the rate of change in CO 2 concentration (a / b) was + 73.3% The flow rate change rate (a / b) of the process inflow gas is + 4.7% and the CO 2 concentration change rate (a / b) is only + 1.3%. Therefore, it is possible to greatly reduce the equipment load of the purification facility due to the increase of the flow rate of the inflow gas in the purification process and to maintain the CO 2 concentration almost constant, thereby preventing the reduction of the purification efficiency due to the concentration of CO 2 gas in the desulfurization process- Respectively.
시험예 2Test Example 2
코크스 오븐가스(COG, Coke Oven Gas) 정제 공정 중 탈황단계에서 수득된 배가스(Tail Gas)에 암모니아 가스를 공급양을 달리하여 이산화탄소의 제거효율에 대한 실험을 진행하여 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the results of experiments on the removal efficiency of carbon dioxide by varying the amount of ammonia gas supplied to the tail gas obtained in the desulfurization step during the refining process of the coke oven gas (COG).
실시예 2는 80℃, 1500mmH2O의 탈황단계에서 수득된 배가스에 암모니아를 공급하여 혼합하는 단계를 거치고, 28℃ 공정냉각수를 이용하여 35℃ 이하로 간접 냉각시켜 이산화탄소 제거성능 및 가스유량 변화를 확인하였다.In Example 2, ammonia was supplied to the flue gas obtained in the desulfurization step of 80 ° C and 1500 mm H 2 O and mixed, and indirect cooling was performed at 35 ° C or less using 28 ° C process cooling water to change the carbon dioxide removal performance and the gas flow rate Respectively.
비교예 2는 상기 실시예 2에 대해 암모니아를 공급하지 않고 탈황단계에서 수득된 배가스를 냉각시켜 이산화탄소 제거성능 및 가스유량 변화를 평가하였다.In Comparative Example 2, the exhaust gas obtained in the desulfurization step without supplying ammonia to the Example 2 was cooled to evaluate the carbon dioxide removal performance and the gas flow rate change.
실시예 3은 상기 실시예 2보다 암모니아를 과량 공급 조건에서 탈황단계에서 수득된 배가스를 냉각시켜 이산화탄소 제거성능 및 가스유량 변화를 확인하였다.In Example 3, the flue gas obtained in the desulfurization step under the condition of excessive ammonia feed was cooled to confirm the carbon dioxide removal performance and the gas flow rate change.
이산화탄소에 대한
암모니아의 몰비(NH3/CO2)In a mixed gas
For carbon dioxide
The molar ratio of ammonia (NH 3 / CO 2 )
표 1을 보면, 암모니아(NH3)를 투입하지 않은 비교예 2의 경우 CO2제거율이 22.5%이고, 가스 유량 감소율도 22.5%인 것으로 확인되나, 암모니아(NH3)를 투입한 실시예 2 및 실시예 3의 경우 이산화탄소 제거율이 각각 92.7%, 90.7%로 향상되었으며, 가스 유량 감소율도 각각 45.4%, 30.2%로 비교예 2보다 향상되었다. 이는 암모니아(NH3)를 투입하지 않는 경우 가스 중 수분이 냉각되어 응축되면서 이산화탄소가 용해되어 일부 제거될 수 있으나, 암모니아(NH3)를 투입함으로써, 탄산암모늄 형태로 대량의 이산화탄소를 제거하는 것이 가능하여 이산화탄소 제거 효율이 향상된다.As shown in Table 1, in Comparative Example 2 in which ammonia (NH 3 ) was not added, it was confirmed that the CO 2 removal rate was 22.5% and the gas flow rate reduction rate was 22.5%. However, in Examples 2 and 3 in which ammonia (NH 3 ) In Example 3, the carbon dioxide removal rates were improved to 92.7% and 90.7%, respectively, and the gas flow rate reduction rates were 45.4% and 30.2%, respectively, as compared with Comparative Example 2. This is because when the ammonia (NH 3 ) is not supplied, the moisture in the gas is cooled and condensed, so that the carbon dioxide can be dissolved and partially removed. However, by injecting ammonia (NH 3 ), it is possible to remove a large amount of carbon dioxide in the form of ammonium carbonate So that the carbon dioxide removal efficiency is improved.
실시예 3(NH3 투입량 3 Nm3/hr)의 경우, 실시예 2(NH3 투입량 1 Nm3/hr)보다 가스 유량 감소율이 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 미반응된 암모니아가 배가스로 함께 배출되기 때문이다.It can be confirmed that the gas flow rate reduction rate is smaller than that of Embodiment 2 (NH 3 feed rate 1 Nm 3 / hr) in the case of Example 3 (NH 3 feed rate 3 Nm 3 / hr). This is because the unreacted ammonia is discharged together with the exhaust gas.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
a: 황화수소 포함 산성가스
b: 탈황설비 유입가스(a + f)
c: 클린가스(Clean Gas)
d: 탈황단계에서 수득된 배가스(Tail Gas)
e: 유황
f: 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스
g: 이산화탄소 가스
h: 암모니아 가스
i: 탈황단계에서 수득된 배가스(d)+암모니아(h)
j: 염
k: 염용액
l: 이산화탄소, 암모니아 가스
m: 물
n: 이산화탄소, 암모니아, 수증기
o: 암모니아수a: Acid gas containing hydrogen sulfide
b: Desulfurization equipment inflow gas (a + f)
c: Clean Gas
d: Tail gas obtained in the desulfurization step,
e: sulfur
f: the exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide
g: carbon dioxide gas
h: ammonia gas
i: flue gas (d) + ammonia (h) obtained in the desulfurization step
j: salt
k: salt solution
l: carbon dioxide, ammonia gas
m: water
n: carbon dioxide, ammonia, water vapor
o: Ammonia water
Claims (25)
상기 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황단계;
상기 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거단계; 및
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입하는 단계;를 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
An acidic gas preparation step of preparing an acidic gas containing hydrogen sulfide generated in a gas generating source;
A desulfurization step of removing sulfur components from the acidic gas containing hydrogen sulfide to obtain a clean gas and an exhaust gas;
A carbon dioxide removing step of removing carbon dioxide from the exhaust gas obtained in the desulfurization step in the form of a salt and separating the flue gas into a salt and a salt; And
And the step of putting the exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide into the desulfurization step together with the acid gas prepared in the step of preparing the acid gas
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 탈황단계 이전에
황화수소를 포함하는 산성가스에서 불순물을 제거하는 불순물 제거단계;를 더 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method according to claim 1,
Before the desulfurization step
And an impurity removing step of removing impurities from the acidic gas containing hydrogen sulfide
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거단계;는
상기 탈황단계에서 수득된 배가스를 암모니아와 혼합하는 가스혼합단계;
상기 혼합가스를 냉각을 통해 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집단계;
상기 이산화탄소 포집단계에서 형성된 염에 물과 열을 가하여 염용액을 형성하는 염용액 형성단계; 및
상기 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 이산화탄소 기체화단계; 를 포함하고,
상기 이산화탄소 포집단계에서 수득된 배가스는 상기 산성가스 준비단계에서 준비된 산성가스와 함께 상기 탈황단계로 투입되는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method according to claim 1,
The carbon dioxide removing step
A gas mixing step of mixing the exhaust gas obtained in the desulfurization step with ammonia;
A carbon dioxide capture step of removing the carbon dioxide in a salt form through the cooling of the mixed gas and separating the carbon dioxide into an exhaust gas and a salt;
Forming a salt solution by adding water and heat to the salt formed in the carbon dioxide capture step; And
A carbon dioxide gasification step of heating the salt solution to vaporize carbon dioxide; Lt; / RTI >
The flue gas obtained in the carbon dioxide capture step is introduced into the desulfurization step together with the acid gas prepared in the acid gas preparation step
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
이산화탄소 기체화단계 이후에,
상기 이산화탄소 기체화단계에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하는 가스세정단계;를 더 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
After the carbon dioxide gasification step,
And a gas cleaning step of removing impurities using the absorbent in the gas obtained in the carbon dioxide gasification step
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 가스혼합단계는
혼합가스 내에 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비가 0.01 이상 및 0.8 이하가 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
The gas mixing step
And adjusting the molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the mixed gas to be not less than 0.01 and not more than 0.8
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 가스혼합단계는
60 내지 90℃에서 수행하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
The gas mixing step
60 to < RTI ID = 0.0 > 90 C
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 포집단계에서
상기 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 및 카르밤산염 중에서 선택된 1 이상을 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
In the carbon dioxide capture step
Wherein the salt comprises at least one selected from ammonium carbonate, ammonium bicarbonate,
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 포집단계는
혼합가스를 10 내지 50℃로 냉각하는 것인,
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
The carbon dioxide capture step
Lt; RTI ID = 0.0 > 50 C < / RTI >
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 포집단계는
하기 화학식 1과 같은 반응을 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
[화학식 1]
CO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2CO3
NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3
2NH3 + CO2 = NH2COONH4
The method of claim 3,
The carbon dioxide capture step
Comprising the steps of:
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
[Chemical Formula 1]
CO 2 + 2 NH 3 + H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3
NH 3 + CO 2 + H 2 O = NH 4 HCO 3
2NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4
상기 이산화탄소 기체화 단계는
열분해기 또는 증류탑을 이용하여 수행되는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method of claim 3,
The carbon dioxide gasification step
A pyrolyzer or a distillation column
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스의 이산화탄소의 농도는 0 부피%초과, 및 20부피%미만인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method according to claim 1,
The concentration of carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide is more than 0 vol% and less than 20 vol%
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 +10 부피%이하인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method according to claim 1,
The flow rate change rate of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal step is more than 0 vol% and not more than +10 vol%
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거단계에서 수득된 배가스에 의한 탈황단계 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 +80 부피%이하인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제방법.
The method according to claim 1,
The rate of change of the carbon dioxide concentration of the gas introduced into the desulfurization step by the exhaust gas obtained in the step of removing carbon dioxide is more than 0 vol% and not more than +80 vol%
A method for purifying an acidic gas containing hydrogen sulfide.
상기 가스발생원 및 이산화탄소 제거설비와 연결되고, 황화수소를 포함하는 산성가스에서 황성분을 제거하여 클린가스 및 배가스를 수득하는 탈황설비;
상기 탈황설비와 연결되고 탈황단계에서 수득된 배가스에서 이산화탄소를 염 형태로 제거하여 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 제거설비;를 포함하고,
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스를 상기 가스발생원에서 배출되는 황화수소를 포함하는 산성가스와 함께 탈황설비로 투입하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
A gas generating source for generating an acidic gas containing hydrogen sulfide;
A desulfurization facility connected to the gas generating source and the carbon dioxide removing facility for removing sulfur components from an acidic gas containing hydrogen sulfide to obtain a clean gas and an exhaust gas;
And a carbon dioxide removing unit connected to the desulfurization unit for removing carbon dioxide in a salt form from the flue gas obtained in the desulfurization step and separating the flue gas into a salt and a salt,
The flue gas obtained in the carbon dioxide removing facility is introduced into the desulfurization equipment together with the acid gas containing hydrogen sulfide discharged from the gas generating source
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 가스발생원에서 공급되는 산성가스 및 이산화탄소 제거설비로부터 탈황설비로 공급되는 가스에서 불순물을 제거하여, 황화수소를 포함하는 산성가스를 탈황설비로 공급하는 불순물 정제설비;를 더 포함하는 것인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
15. The method of claim 14,
And an impurity refining facility for removing impurities from the acid gas supplied from the gas generating source and the gas supplied from the carbon dioxide removing equipment to the desulfurization equipment and supplying the acid gas containing hydrogen sulfide to the desulfurization equipment
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거설비는
상기 탈황단계에서 수득된 배가스와 암모니아를 혼합하는 가스 혼합기;
상기 가스 혼합기로부터 공급된 혼합가스를 냉각하여 이산화탄소를 염 형태로 제거하고 배가스와 염으로 분리하는 이산화탄소 포집기;
상기 이산화탄소 포집기에서 수득된 염에 열과 수분을 가해 염용액을 생성하는 반응기; 및
상기 반응기에서 수득된 염용액을 가열하여 이산화탄소를 기체화하는 가열기; 를 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
15. The method of claim 14,
The carbon dioxide removal facility
A gas mixer for mixing the exhaust gas obtained in the desulfurization step with ammonia;
A carbon dioxide collector which cools the mixed gas supplied from the gas mixer to remove carbon dioxide in a salt form and separates the flue gas into a salt and a salt;
A reactor for producing a salt solution by adding heat and moisture to the salt obtained in the carbon dioxide collector; And
A heater for heating the salt solution obtained in the reactor to vaporize carbon dioxide; Containing
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 포집기에서 형성되는 염은 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 및 카르밤산염 중에서 선택된 1 이상을 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
17. The method of claim 16,
The salt formed in the carbon dioxide sorbent may include at least one selected from ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and carbamate
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거설비는
상기 가열기에서 수득된 가스에서 흡수제를 이용하여 불순물을 제거하고, 이산화탄소를 배출하는 세정탑;를 더 포함하는
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
17. The method of claim 16,
The carbon dioxide removal facility
And a cleaning tower for removing impurities from the gas obtained by the heater using an absorbent and discharging carbon dioxide
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 가열기는
열분해기 또는 증류탑인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
17. The method of claim 16,
The heater
Pyrolyzer or distillation tower
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스의 이산화탄소의 농도는 0%초과, 및 20 부피%미만인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
15. The method of claim 14,
The concentration of carbon dioxide in the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal plant is greater than 0% and less than 20%
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황공정 유입가스의 유량 변화율은 0 부피%초과, 및 10 부피 %이하인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
15. The method of claim 14,
The rate of flow rate change of the desulfurization process influent gas by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility is more than 0 vol% and not more than 10 vol%
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 제거설비에서 수득된 배가스에 의한 탈황공정 유입가스의 이산화탄소 농도 변화율은 0 부피%초과, 및 80 부피%이하인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
15. The method of claim 14,
The carbon dioxide concentration change rate of the gas introduced into the desulfurization process by the exhaust gas obtained in the carbon dioxide removal facility is more than 0 vol% and not more than 80 vol%
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 가스 혼합기는
혼합가스 내에, 이산화탄소에 대한 암모니아의 몰비를 0.01 이상 및 0.8 이하로 조절하는 것인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
17. The method of claim 16,
The gas mixer
In the mixed gas, the molar ratio of ammonia to carbon dioxide is adjusted to 0.01 or more and 0.8 or less
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 가스 혼합기는
60 내지 90℃에서 수행하는 것인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.
17. The method of claim 16,
The gas mixer
Lt; RTI ID = 0.0 > 60 C < / RTI &
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
상기 이산화탄소 포집기는
혼합가스를 50℃ 이하로 간접 냉각하는 것인
황화수소를 포함하는 산성가스 정제장치.17. The method of claim 16,
The carbon dioxide collector
And indirectly cooling the mixed gas to 50 캜 or lower.
An apparatus for refining acid gas comprising hydrogen sulfide.
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