Abstract
The optimum design conditions of gas sparger pipe and the effects of operating variables on $SO_2$ removal efficiency have been examined in Jet Bubbling Reactor. Geometry of gas sparser pipe of Jet Bubbling Reactor is a very important factor to obtain a effective gas-liquid contact. Test results revealed that Reynolds numbers at sparger and slot have to be kept greater than 12,000 identically at a given gas velocity. $SO_2$ removal efficiency was a function of ${\Delta}P$, pH, inlet $SO_2$ concentration and particle size of limestone and was more sensitive to the change of ${\Delta}P$ than to the changes of others. The ${\Delta}P$ of at least 230mmAq must be maintained to acheive the above 90% $SO_2$ removal at pH of 4.0 which is considered as adequate operating pH. Higher $SO_2$ removal efficiency was obtained even at lower pH ranges, which resulted from the complete oxidation of the absorbed $SO_2$ to sulfates by adding air and consequently from the reduction of $SO_2$ equillibrium partial pressure in the gas-liquid interface The 99.5% of the limestone utilization was attained in pH range from 3.0 to 5.0 with regardless to the particle size of limestone employed.
가스분사반응기(Jet bubbling reactor)에서의 가스분사관의 최적 설계조건과 $SO_2$ 제거효율에 미치는 운전변수들의 영향을 검토하였다. 효과적인 기-액 접촉을 위한 가스분사관의 설계에 있어서 가장 중요한 인자는 Reynolds number로서 Reynolds number를 12,000 이상으로 하고 가스분사관과 가스분사구멍에서의 Reynolds number가 동일하게 되도록 가스분사관을 설계하는 것이 가스분사관 설계의 최적조건인 것으로 판단된다. ${\Delta}P$, pH, 유입 $SO_2$농도, 석회석 입자크기 등 공정의 운전변수 중에서 $SO_2$ 제거효율에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 ${\Delta}P$였으며 pH 4.0하에서 90% 이상의 $SO_2$ 제거효율을 얻기 위해서는 ${\Delta}P$를 230mmAq 이상으로 유지시켜야 하였다. 실험결과 3.0 정도의 낮은 pH 하에서도 높은 $SO_2$ 제거효율이 얻어졌으며 이러한 이유는 강제산화에 의해 흡수액내의 $HSO{_3}{^-}$이온이 $SO{_4}{^{2-}}$ 이온으로 거의 완전한 산화가 일어나 흡수액 내의 $SO_2$ 평형분압이 매우 낮은 상태로 유지되었기 때문으로 생각된다. 또한 흡수액의 pH 5.0 이하의 조건에서는 $SO_2$ 흡수에 사용된 석회석의 입자크기에 관계없이 모두 99.5% 이상의 높은 석회석 이용률을 나타내었다.