Spray Dryer Absorber 배연탈황공정의 모델 개발

Model Development of Spray Dryer Absorber FGD Process

반건식 배연탈황공정에서 사용되는 spray dryer absorber(SDA)에 대한 수치모사를 행하였다. 기본 방정식으로는 기체와 액적의 각 성분들의 물질수지식, 에너지수지식과 액적의 운동 방정식등이 포함되었다. 만들어진 모델은 대부분이 기존의 SPRAYMOD-M보다 실제의 pilot plant data를 더 잘 모사하였다. 실제 pilot plant에서 사용되는 값의 범위 내에서 선정된 공정변수가 SDA의 성능에 미치는 효과를 계산하고, 이를 $SO_2$의 흡수속도, 배연기체의 체류시간, 그리고 액적의 건조시간 및 속도 등에 의해 검토하였다. 또 $SO_2$ 제거율을 두 개의 독립된 공정 변수의 함수로 구하였으며, 그 결과를 3차원 또는 2차원의 등가선으로 표시하여 SDA의 설계에 쉽게 적용될 수 있도록 하였다.

A mathematical model has been developed for simulating the spray dryer absorber (SDA) used in semi-dry flue gas desulfurization process. Fundamental equations include the component mass and heat balances in both gas and droplet phases and the equation of motion for a single droplet. The model developed described the pilot-plant data much better than the existing SPRAYMOD-M model. The effect of the process variables, whose values were chosen within the operation limits of the actual pilot plants, on % $SO_2$ removal or conversion of the sorbent were calculated, and discussed in terms of $SO_2$ absorption rate, the residence time of flue gas, the velocity and drying time of droplets. Finally, the % $SO_2$ removal was calculated with two independent process variables and the results were shown on three-dimensional or two-dimensional diagrams with the lines of constant % $SO_2$ removal, so that they can be easily applied to preliminary design of the SDA.