화학공학소재연구정보센터
HWAHAK KONGHAK, Vol.38, No.6, 882-888, December, 2000
GGH 스케일 분석을 통한 생성 원인 규명
Analysis of the Scale Formed in GGH
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초록
50만 kW급 유연탄 발전소의 배연 탈황설비의 GGH(gas gas heater) 스케일의 생성원인을 규명하여 원활한 탈황설비의 운전을 도모하고자 성능시험중인 두 발전소(T와 H로 명명)의 GGH에서 채취한 스케일에 대한 성분분석, 형상 및 결정구조분석을 실시하였다. 우선 저배율 입체 현미경에 의한 외형관찰 결과를 보면, 흡수탑 스케일은 판위에 스케일이 쌓여있는 형상을 보이고 손으로 쉽게 부서지는 반면에 GGH 스케일은 직육면체의 덩어리 모양으로 아주 단단하여 강도가 강한 것으로 관찰되었다. 또한 EDX 및 성분분석결과, Si, Al 및 Ca을 많이 포함하고 있으며, XRD에서 mullite와 quartz 결정구조가 관찰되고, SEM에서 크기가 1㎛ 이하로 아주 미세하고 석탄회의 전형적인 구형 모양이 관찰된 것으로 볼 때, 이는 흡수탑을 거치지 않은 미처리된 배가스에서 나온 석탄회일 것으로 추정된다. 그 이외에 SEM과 XRD에서 관찰되는 석고의 크기는 수 ㎛에서 10㎛ 사이로 일반적인 탈황설비에서 생성되는 석고의 크기인 40㎛에 비해 상당히 작았다. 두 발전소의 스케일의 특성에는 약간의 차이가 있지만 GGH 스케일의 생성원인은 배연 탈황설비 반응기에서 과포화 석고 슬러리가 비산되어 수 ㎛의 액적들이 M/E(mist eliminator)에서 제거되지 않고 GGH 설비에 유입되어 습분은 제거되고 포화되어 스케일이 발생하고 여기에 보일러에서 유입되는 미처리된 배가스 중의 석탄회가 엉겨 붙게 되고 습분이 제거되면서 스케일화를 촉진한 것으로 판단된다.
During the commission period of flue gas desulfurization(FGD), a considerable amount of scale was formed in GGH at 2 bituminous coal power plants which were named as T and H. Various attempts have been studied to identify the causes of the scale formed in GGH, for example, concentration analysis, surface morphology, and crystal structure of scale, gypsum and ash. According to the results of stereozoom microscopy, GGH scale was severely harder than absorber scale. In addition, Si, Al and Ca were observed from concentration analysis, and quartz and mullite crystal structure were identified from XRD, and very fine(size: less than 1 μm) and spherical-shaped particles were shown from SEM. In addition, the size of gypsum particle observed from XRD and SEM was 1-10 μm, and this size was very minute compared to the typical size of gypsum(size: about 40 μm) particle produced in FGD process. Although small differences were found between 2 power plants, the causes of scale formed in GGH were deduced that some saturated gypsum slurry was scattered in the reactor of FGD and that the slurry droplets were not eliminated properly in M/E. And then they arrived in GGH water or mist in them was eliminated, and finally formed the scale in GGH. The scale in turn got entangled with coal ash of untreated flue gas from boiler, and so the formation of scale was accelerated.
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