연도 가스

Flue gas
1975년 런던 뱅크사이드 발전소의 연도 가스

연도 가스는 연도(flue)를 통해 대기로 나가는 기체로, 이는 벽난로, 오븐, 용광로, 보일러 또는 증기 발생기에서 나오는 배기 가스를 전달하기 위한 파이프 또는 통로다. 연도 가스는 발전소에서 발생하는 연소 배기가스를 말하는 경우가 꽤 많다. 그것의 구성은 연소되는 것에 따라 달라지지만, 대개 공기의 연소에서 유래한 질소(일반적으로 3분의 2 이상), 이산화탄소(CO2
) 및 수증기와 더불어 과잉 산소(연소 공기에서도 유래됨)로 구성될 것이다.
또한 입자 물질(매연 등), 일산화탄소, 질소산화물, 황산화물 등 다수의 오염물질을 소량 함유하고 있다.[1]

대부분의 화석 연료는 주변 공기로 연소된다(순수 산소로 연소하는 것과 구별된다). 주변 공기는 기본적으로 연소가 불가능한 약 79%의 기체2 질소([2]N)를 함유하고 있기 때문에 대부분의 화석연료 연소에서 나오는 연도 가스의 가장 큰 부분은 불연성 질소다. 연도 가스의 다음으로 큰 부분인 이산화탄소(CO2)는 연도 가스의 10~25 부피 이상일 수 있다. 이는 대기 산소와 함께 연료 내 수소가 연소하면서 생성되는 수증기(HO2)에 의해 부피로 밀접하게 뒤따른다. 연도 가스 스택에서 쏟아져 나오는 '냄새'의 대부분은 이 수증기가 시원한 공기와 접촉하면서 구름을 형성하는 것이다.

화석연료의 연소로 인한 일반적인 연도 가스에는 매우 적은 양의 질소산화물(NOx), 이산화황(SO2) 및 입자 물질이 포함되어 있다.[3] 질소산화물은 화석연료의 질소 함유 화합물뿐만 아니라 주변 공기의 질소로부터 파생된다. 이산화황은 연료에 있는 어떤 황 함유 화합물에서 유래한다. 이 입자 물질은 고체 물질의 매우 작은 입자와 연도 가스의 매캐한 외관을 주는 매우 작은 액체 방울로 구성되어 있다.

대형 발전소의 증기발생기와 대형 정유소, 석유화학화학공장, 소각장공정로는 상당량의 화석연료를 연소시켜 대기 중으로 다량의 연도 가스를 방출한다. 아래 표는 천연가스, 연료유, 석탄과 같은 화석연료를 태움으로써 일반적으로 발생하는 연도 가스의 총량을 나타낸다. 그 데이터는 측량계[4] 계산에 의해 얻어졌다.[5]

석탄연소로 발생하는 습식 연도 가스 총량은 천연 가스 연소로 발생하는 연도 가스(건연 가스 비율이 더 높다)보다 10%밖에 높지 않다.

스크러빙

연도 가스 탈황설비가 설치되기 전 뉴멕시코주 코너스 발전소의 배출가스에는 과도한 양의 아황산가스가 함유되어 있었다.

발전소에서 연도 가스는 오염물질을 제거하는 일련의 화학적 과정과 스크러버로 처리되는 경우가 많다. 정전기 침전기직물 필터는 입자 물질을 제거하고 연도 가스 탈황은 화석 연료, 특히 석탄을 태워서 생성되는 이산화황을 포착한다.[6] 질소산화물은 그 형성을 방지하기 위해 연소 과정을 수정하거나 암모니아요소와의 고온 또는 촉매 반응에 의해 처리된다. 어느 경우든 목표는 질소산화물이 아닌 질소 가스를 생산하는 것이다. 미국에서는 연도 가스에서 수은을 제거하는 기술이 급속도로 보급되고 있다. 일반적으로 흡착제에 흡수되거나 연도 가스 탈황 제품의 일부로서 불활성 고형물에 포획되어 있다. 이러한 스크러빙은 추가적인 산업용 유황의 의미 있는 회수로 이어질 수 있다.[7]

연도 가스에서 CO2
제거하기 위해 아민에 의한 재생 캡처를 기반으로 한 기술이 보급되어 식품 산업에 고순도 CO2
가스를 공급하고, 석유 회수를 강화하였다.
그들은 현재 온실 가스 교정조치 수단으로서 장기 저장에 대한 CO2
포획방법으로 활발한 연구를 하고 있으며, 상업적으로 제한적으로 실시되기 시작했다(예: 북해슬립너 서부 벌판, 1996년 이후 운영).[8]

발전소에서 배출되는 오염물질을 제거하기 위해 현재 이용 가능한 검증된 기술들이 많이 있다. 또한 더 많은 대기 오염물질을 제거할 기술에 대한 연구가 계속되고 있다.[citation needed]

화석연료 연소로 인한 연도 가스 배출의 구성

화석 연료의 연소에 의해 발생하는 배기 연도 가스(SI 미터법 단위 및 미국의 관습 단위)
연소 데이터 연료가스 연료유 석탄
연료 특성:
총칼로리 값, MJ/m3 43.01
총 난방값, Btu/scf 1,093
총칼로리 값, MJ/kg 43.50
총 난방값, Btu/gal[vague] 150,000
총칼로리 값, MJ/kg 25.92
총 난방값, Btu/lb 11,150
분자량 18
비중 0.9626
중력, °API 15.5
중량별 탄소/수소 비율 8.1
중량 % 탄소 61.2
중량 % 수소 4.3
중량 % 산소 7.4
중량 % 유황 3.9
중량 % 질소 1.2
중량 % 회분 12.0
중량 % 수분 10.0
연소 공기:
과잉 연소 공기, % 12 15 20
습식 배기 연도 가스:
습식 배기 가스 양, 연료3 M/GJ 294.8 303.1 323.1
습식 배기 가스 양, scf/106 Btu 연료 11,600 11,930 12,714
습식 배기 가스 내 CO2, 부피 % 8.8 12.4 13.7
습식2 배기 가스 내 O, 부피 % 2.0 2.6 3.4
습식배기가스의 분자량 27.7 29.0 29.5
건조 배기 연도 가스:
건식배기가스의 양, 연료 M3/GJ 241.6 269.3 293.6
건조 배기 가스량, scf/10Btu6 연료 9,510 10,600 11,554
건조 배기 가스 내 CO2, 부피 % 10.8 14.0 15.0
건조한2 배기 가스 내 O, 부피 % 2.5 2.9 3.7
건배기가스의 분자량 29.9 30.4 30.7
m은3 0 °C와 101.325 kPa에서 표준 입방 미터로, scf는 60 °F와 14.696 psia에서 표준 입방 피트다.

참고 항목

참조

  1. ^ 화석연료 연소 연도 가스 밀턴 R. Beychok, 2012년 지구 백과사전.
  2. ^ 2012년 10월 28일 웨이백 기계 C에 보관. 2011년 지구 백과사전 마이클 호건.[verification needed]
  3. ^ 화석연료 연소 연도 가스 밀턴 R. Beychok, 2012년 지구 백과사전.[verification needed]
  4. ^ "Technology - Technology and innovation - statoil.com". www.statoil.com. Archived from the original on 2009-12-16. Retrieved 2017-12-09.[필요하다]
  5. ^ 인용 오류. 수정 방법은 인라인 코멘트를 참조하십시오.[verification needed]
  6. ^ "Flue gas treatment technology". Encyclopedia Britannica. Retrieved 2021-10-13.
  7. ^ 2012년 10월 28일 웨이백 기계 C에 보관. 2011년 지구 백과사전 마이클 호건.
  8. ^ "Technology - Technology and innovation - statoil.com". www.statoil.com. Archived from the original on 2009-12-16. Retrieved 2017-12-09.