대기환경플랜트

Air control Engineering Co., Ltd.

Scrubber ( Packing Tower )

PROCESS DESCRIPTION

  • Packing Tower는 충전물에 흡수액(세정액)의 엷은 층을 형성하여, 가스와 접촉시켜 흡수한다.
  • 흡수액은 충전층상부의 액분사장치에 의해 분사되고 순환펌프에 의해 순환되며,
  • 최종적으로 액적분리장치를 거쳐 대기로 배출된다.
  • 처리할 가스는 흡수액에 물리적으로 흡수되거나 화학적인 반응이 일어날 수 있어야 한다.
  • 흡수액은 오염물질에 약품공급장치를 통한 산/염기 또는 산화/환원제 등의 물질을 사용한다.
  • 운전이 진행되면서 기-액 평형상태 (Gas-Liquid Equilibrium) 도달 이전에 신수 공급 및 폐수 처리가 필요하다.

특징

  • 가스의 겉보기속도 : 0.3~2.0 m/s
  • 액기비 : 1~20 ℓ/m3
  • 충전고 : 0.5~5.0 m
  • 압력손실 : 10~50mmAq/m(충전고)

장점

  • 가스유량의 변동에 대해 안정된 흡수효율을 발휘한다.
  • 압력손실이 작아 동력비가 저렴하다.
  • 고도의 가스흡수효율로 설계가 가능하다.

단점

  • Flooding이 존재 하여 운전속도에 제한이 있다.
  • 고형물을 많이 함유한 가스의 처리에 막힘을 유발하기 쉽다.

적용

  • 화학공장 Chemical plant
  • 도금공장 Plating factory
  • 폐수처리장 Wastewater treatment facility
  • 분뇨처리장 Night soil treatment facility
  • 악취발생사업장 Odor generating workplaces
  • 유해가스, VOC 발생 사업장

대표 오염물질과 흡수액

구분 오염물질 흡수액 화학 반응식 대표 업종
염기성 암모니아 (NH3) H2SO4
HCL
NaOCl		 2NH3＋H2SO4 → (NH4)2SO4
NH3＋HCl → NH4Cl2NH3＋
3NaOCl → N2＋3NaCl＋3HO		 축산농업, 양계장, 복합비료제조업, 전분제조업, 어장골처리장, 쓰레기처리장, 분뇨처리장, 하수처리장 등
트리메틸아민[(CH3)3N] H2SO4
HCL
NaOCl		 (CH3)3N＋H2SO4＋(CH3)3N ·
H2SO4(CH3)3N＋HCl →
(CH3)3N · HCl(CH3)3N＋NaOCl
→ (CH3)3NO · NaCl		 축산농업, 복합비료제조업, 전분제조업,어장골처리장, 쓰레기처리장, 분뇨처리장, 하수처리장 등
산성 황화수소 (H2S) NaOH
NaOCl		 H2S＋NaOH → Na2S＋H2O
Na2S＋H2S → 2NaSH
H2S＋2NaOH → Na2S＋2H2O
Na2S＋4NaOCl → Na2SO4＋
4NaCl Na2S＋NaOCl＋H2O →
S＋NaCl＋2NaOH		 축산농업, 크레프트펄프공장, 전분제조업, 셀로판제조업, 비스코스레이온제조장, 화제장, 어장골처리장, 가죽처리장,쓰레기처리장, 분뇨처리장, 하수처리장 등
메틸메르캅탄 (CH3SH) NaOH
NaOCl		 CH3SH＋NaOH → CH3SNa＋
H2O2CH3SH＋6NaOCl →
2CH3SO3＋6NaCl＋H2 ↑		 크레프트펄프공장, 어장골처리장, 쓰레기처리장,분뇨처리장, 하수처리장 등
중성 황화메틸 [(CH3)2S] NaOCl (CH3)2S＋3NaOCl → (CH3)
2SO3＋3NaCl		 크레프트펄프공장, 어장골처리장, 쓰레기처리장, 분뇨처리장, 하수처리장 등
이황화디메틸[(CH3)2S2] NaOCl (CH3)2S＋2NaOCl → (CH3)
2SO2＋2NaCl		 크레프트펄프공장, 어장골처리장, 쓰레기처리장, 분뇨처리장, 하수처리장 등
아세트알데히드 (CH3CHO) NaOCl CH3CHO＋NaOCl＋NaOH →
CH3COONa＋NaCl＋H2O		 아세트알데히드제조공장, 아세트산제조공장, 아세트산비닐제조공장, 클로로프렌제조공장, 담배제조공장, 복합비료제조업, 어장골처리장
스틸렌 (C6H5) HClO C6H5CHCH2＋HClO →
C6H5CHOHCH2Cl		 스티렌제조공장, 폴리스티렌제조공장, 폴리스티렌가공공장, SBR제조공장, FRP제품제조공장 등

스크러버의 재질

  • PVC+FRP: 내구성이 좋으며, 가볍고 저렴하지만, 내화학성이 FRP보다 낮다.
  • FRP: 내화학성이 좋음(황산에는 취약),충격에 약하다.
  • STS: 내화학성, 내구성 좋음
분류 F.R.P 탄소강
(SS41)		 스텐레스강
(SUS316)		 히스테
로이C		 알루
미늄		 염화비닐
(PVC)		 네오프렌
고무		 폴리프로필렌
(pp)
비중 1.8/2.1 7.87 7.89 8.80 2.84 1.45 1.64 0.19
열변형온도(℃) 40/120 - - - - 70 - 60
인장강도(㎏/㎟) 20/30 42 52 56.2 8.5 5.0/6.0 8.9/3.5 2.5/3.8
영률(㎏/㎟×102) 15/25 211 197 18.3 70 2.4/4.2 0.7/4.2 1.1/1.4
선팽창계수(㎝/㎝ ℃×
10-5)		 1.7/2.0 1.2 1.6 1.1 2.4 7.0 12/13 11.0
열전도율 0.23/0.25 41.5 14.0 9.7 199.5 0.13 0.10 0.08
염화초산 0 x x 99%이상 x 60%이하 x x
옥살산(수산) 0 x x x x 60%이하 o o
묽은 황산 0 x 5%이하 o x 60%이하 o o
진한 황산 75%이하 8.5%이하 85%이상 상온 x 60%이하 상온 80℃,50%이하
묽은 염산 0 x x o x 60%이하 o o
진한 염산 0 x o o x 60%이하 x 20℃,36%이하
진한 인산 0 x o o x 60%이하 o 95%이하
불화수소산 10%이하 x x x x 60%이하 x o
불화 규소산 30%이하 x x x x 60%이하 x o
묽은수산화나트륨 50%이하 0 20%이하 20%이하 x 60%이하 50%이하 20℃,38%이하
묽은수산화칼륨 50%이하 0 20%이하 77%이하 x 60%이하 o o
암모니아수 0 - 50%이하 0 x x o o
염소가스 0 x x 0 x o x x
이산화염소 0 x x 0 x o x x
염화암모늄 70%이하 x x 0 x 60℃,25%이하 o o

충전물의 종류

  • Raschig Ring

  • Spirax

  • Pall Ring

  • Intalox Saddle

  • Berl Saddle

  • Lessing Ring

  • Cross Ring

  • S-Spiral Ring

  • D-Spiral Ring

  • T-Spiral Ring

  • Inter Pack

  • Net Ring

  • Dixson Pack

  • Mcmahon Pack

  • Canon Pack

  • Stedman Pack

  • Goodlow Racking

  • Heilex

  • Pana Pack

  • Wooden Grid

충전물의 조건

  • 단위부피당 표면적이 클 것
  • 가스와 액체가 전체에 균일하게 분포될 것
  • 가스와 액체에 대하여 내식성이 있을 것
  • 압력손실이 적고 충전밀도가 클 것
  • 충분한 화학적 저항성을 가질 것
  • 대상물질에 부식성이 작을 것
  • 세정액의 체류현상 (hold-up)이 작을 것

충전탑의 파과점 (break through point)

  • 세정액이 중력에 의해 하부로 내려오지 못하고, 충전물층 내 유지되면서 압력손실 증가 및 처리효율이 나오지 않는 현상으로, 공탑속도가 빠를수록, 세정액의 점성이 클수록, 충전물의 부하압력이 클수록 커진다.
  • loading point (부하점) : 세정액의 hold-up이 증가하여 압력손실 및 세정액의 하강속도가 급격이 변하는 첫번째 파과점
  • Flooding Point(범람점): 공탑속도가 과도하여 세정액이 흘러넘쳐 향류조작이 자체가 불가능한 두번째 파과점
  • 원활한 스크러버 운영을 위해 최대 범람점의 40~70% 에서 운전

적용사례 ( CJ제일제당 100HP )