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KR100756558B1 - Chemical Agent Treatment System and Treatment Method - Google Patents

Chemical Agent Treatment System and Treatment Method Download PDF

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KR100756558B1
KR100756558B1 KR1020060100488A KR20060100488A KR100756558B1 KR 100756558 B1 KR100756558 B1 KR 100756558B1 KR 1020060100488 A KR1020060100488 A KR 1020060100488A KR 20060100488 A KR20060100488 A KR 20060100488A KR 100756558 B1 KR100756558 B1 KR 100756558B1
Authority
KR
South Korea
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exhaust gas
water
chemical agent
wastewater
incineration
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Active
Application number
KR1020060100488A
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Korean (ko)
Inventor
이종철
이용한
오석종
홍대식
김상국
Original Assignee
국방과학연구소
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    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
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Abstract

본 발명은 화학작용제 처리장치에 관한 것으로서, 상기 화학작용제 처리장치는 화학작용제를 가수분해 또는 중화시키는 가수분해 반응기; 및 상기 가수분해 반응기에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식으로 소각시키는 액중배기식 소각로를 포함하여 화학작용제를 안전하고 완전하게 폐기할 수 있다.The present invention relates to a chemical agent processing apparatus, wherein the chemical agent processing apparatus includes a hydrolysis reactor for hydrolyzing or neutralizing a chemical agent; And in-liquid incinerator which incinerates the decomposition material produced by the hydrolysis reactor in-liquid exhaust type to safely and completely dispose of the chemical agent.

Description

화학작용제 처리장치 및 처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR DESTRUCTION OF CHEMICAL WARFARE AGENTS}Chemical Agent Treatment Apparatus and Treatment Method {APPARATUS AND METHOD FOR DESTRUCTION OF CHEMICAL WARFARE AGENTS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 처리과정을 개략적으로 나타낸 개념도,1 is a conceptual diagram schematically showing a chemical agent treatment process according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 처리장치를 개략적으로 나타낸 개념도,2 is a conceptual diagram schematically showing a chemical agent processing apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 사린(GB) 가수분해율을 온도와 시간에 따라 도시한 그래프,3 is a graph showing sarin (GB) hydrolysis rate with temperature and time,

도 4a는 HD의 가수분해율을 HD의 농도와 시간에 따른 도시한 그래프,4A is a graph showing the hydrolysis rate of HD according to the concentration and time of HD,

도 4b는 HD 용액에 가성소다 용액을 주입한 상태에서 HD의 가수분해율을 HD의 농도와 시간에 따라 도시한 그래프,Figure 4b is a graph showing the hydrolysis rate of HD in accordance with the HD concentration and time in the state of caustic soda solution injected into the HD solution,

도 5는 도 2에 도시된 유동층 열교환기에 가성소다 용액의 주입여부에 따라 황화합물의 농도를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the concentration of sulfur compounds with time depending on whether or not the caustic soda solution is injected into the fluidized bed heat exchanger shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10; 가수분해 반응기 30; 액중배기식 소각로10; Hydrolysis reactor 30; Submerged incinerator

31; 소각로 본체 35; 연소기31; Incinerator body 35; burner

36; 인젝터 37; 퀀처36; Injector 37; Quencher

50; 후처리장치 51; 벤츄리 세정기50; Post-processing device 51; Venturi scrubber

52; 흡수탑 54; 유동층 열교환기52; Absorption tower 54; Fluidized bed heat exchanger

60; 굴뚝 61; 데미스터60; Chimney 61; Demister

90; 폐수 고상화기 91; 폐수 증발농축기90; Wastewater solidification phase 91; Wastewater evaporator

92; 건조기92; dryer

본 발명은 화학작용제 처리 장치 및 처리방법에 관한 것으로서, 특히 화학작용제를 가수분해하여 독성을 획기적으로 제거한 후 가수분해 물질을 액중배기식 소각로에서 무해한 물질로 소각하는 화학작용제 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical agent treatment apparatus and a treatment method, and more particularly, to a chemical agent treatment apparatus and a treatment method for incineration of hydrolyzed substances into harmless substances in a liquid exhaust type incinerator after hydrolysis of the chemical agent significantly removes toxicity. will be.

대량 살상무기인 화학무기는 화학무기 금지협약(Chemical Weapons Convention : CWC)에 따라 지정기간 내에 다시 사용할 수 없도록 완전히 폐기하여야 한다. 이를 실현하기 위해서는 화학무기의 가장 핵심물질인 작용제를 안전하고 완전하게 폐기하는 것이 관건이다. 작용제는 취급이 대단히 위험하고 미량의 대기 노출에 의해서도 인체에 매우 치명적인 유독성 화학물질이다.Chemical weapons, weapons of mass destruction, must be disposed of completely in accordance with the Chemical Weapons Convention (CWC) so that they cannot be reused within a designated period. The key to achieving this is to safely and completely dispose of the agent, the most important substance of chemical weapons. Agents are toxic chemicals that are extremely dangerous to handle and are extremely deadly to humans even with trace amounts of atmospheric exposure.

화학무기를 소량 처리함에 있어 세계 여러나라들은 탄이나 로켓, 지뢰 등에서 작용제를 분리한 후 소각하거나 염기성 수용액 또는 Methylethanolamine 등으로 중화한 후 매립 또는 소각하였으며 최근 비축 화학무기의 대량처리는 미국의 경우 화학무기에서 작용제를 안전하게 제거한 후 작용제와 탄체를 직접 소각하는 방식을 기본기술로 사용하여 왔다. 그러나 화학작용제를 직접 소각하는 경우, 불완전연소에 의해 화학작용제가 처리되지 않은 상태로 존재할 뿐만 아니라 소각 중 유독물질이 가스의 형태로 외부로 방출될 수도 있다.In the treatment of small amounts of chemical weapons, many countries in the world have separated their agents from coal, rockets, land mines, etc., and incinerated them, neutralized them with basic aqueous solutions or methylethanolamine, and then buried or incinerated them. In the United States, the technology has been used to safely remove chemical agents from chemical weapons and then directly incinerate the agents and carcasses. However, when incineration of chemical agents directly, not only the chemical agents are left untreated by incomplete combustion, but also toxic substances may be released to the outside during incineration.

이러한 이유로 취급과정 중 인체에 매우 유해한 작용제의 대기누출 방지를 위한 안전장치를 별도로 설치해야 하나, 이러한 안정장치는 거대하다는 문제점이 있다. 또한, 소각시 배출되는 유해가스를 제거하기 위하여 다수의 활성탄 여과기를 사용할 경우, 각종가스가 흡수된 폐 활성탄을 처리해야하는 문제가 있다.For this reason, a safety device for preventing air leakage of an agent that is very harmful to the human body during the handling process should be separately installed, but there is a problem that such a stabilizer is huge. In addition, when using a plurality of activated carbon filter to remove the harmful gas discharged during incineration, there is a problem that the waste activated carbon absorbed various gases must be treated.

한편, 세계 최대의 화학무기 보유국인 러시아는 작용제를 중화 후 고형화(neutralization - bituminization)하여 매립할 예정이다. 작용제는 일단 물로 가수분해 하거나 염기성 물질로 중화하면 분해 생성물은 작용제가 갖는 독성이 획기적으로 감소되어 작업자가 특수 장비를 사용하지 않아도 취급이 용이해진다. 그러나 분해 생성물에는 여전히 CWC에서 규제하는 목록 2 물질과 할로겐 또는 산성물질과 다량의 염이 함유되어 있기 때문에 이들 물질도 완전히 무해 물질로 전환되어야 한다.Meanwhile, Russia, the world's largest chemical weapons state, is planning to reclaim its landfills by neutralizing and neutralizing its agents. Once the agent is hydrolyzed with water or neutralized with a basic substance, the degradation product can dramatically reduce the toxicity of the agent, making it easier to handle without the operator using special equipment. However, since decomposition products still contain List 2 substances regulated by the CWC, halogens or acids and large amounts of salts, these substances must also be converted completely into harmless substances.

상술 한 바와 같이 작용제 처리는 직접 소각하거나 가수분해 시 생성된 물질을 매립하는 방식에 의해 진행된다. 그러나, 상술한 바와 같이 직접 소각하는 경우, 불완전연소에 의해 화학작용제가 처리되지 않은 상태로 존재할 뿐만 아니라 소각 중 유독물질이 가스의 형태로 외부로 방출될 수 있으며, 가수분해물 생성 분해물질을 매립하는 경우, 분해 물질에 할로겐 또는 산성물질과 다량의 염이 함유되어 있어서, 환경오염의 주원인이 된다.As described above, the treatment of the agent proceeds by direct incineration or by embedding the material produced during hydrolysis. However, when incinerated directly, as described above, not only the chemical agent may be left untreated due to incomplete combustion, but also toxic substances may be released to the outside during incineration, and the hydrolyzate-producing decomposition material may In this case, the decomposition material contains halogen or acid and a large amount of salt, which is the main cause of environmental pollution.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 화학작용제를 안전하고 완전하게 처리할 수 있는 화학작용제 처리장치 및 처리방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described point, and an object of the present invention is to provide a chemical agent treatment apparatus and a treatment method capable of safely and completely treating a chemical agent.

본 발명의 다른 목적은 화학작용제 처리폐수를 외부로 방류하지 않아 환경오염을 근원적으로 방지할 수 있는 화학작용제 처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a chemical agent treatment apparatus and a treatment method which can prevent the environmental pollution inherently by not discharge the chemical agent treatment wastewater to the outside.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학작용제 처리장치는 화학작용제를 가수분해 또는 중화시키는 가수분해 반응기; 및 상기 가수분해 반응기에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식으로 소각시키는 액중배기식 소각로를 포함한다.Chemical agent processing apparatus according to the present invention for achieving the above object is a hydrolysis reactor for hydrolyzing or neutralizing the chemical agent; And a liquid exhaust type incinerator for incineration the decomposition products produced by the hydrolysis reactor in the liquid exhaust type.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 액중배기식 소각로는 상기 분해물질이 유입되는 챔버가 마련된 소각로 본체; 상기 소각로 본체에 마련되어 상기 챔버로 유입된 분해물질을 소각시키는 연소기; 및 상기 연소기에 의해 소각된 분해물질의 배가스가 통과되는 물이 저장된 퀀처를 포함한다. 상기 퀀처의 물에 일부의 배가스는 흡수되고, 나머지의 배가스는 배출된다.According to an embodiment of the present invention, the submersible incinerator is an incinerator body provided with a chamber into which the decomposition material flows; A combustor provided in the incinerator body to incinerate the decomposition material introduced into the chamber; And a quencher in which water through which the exhaust gas of the decomposition material incinerated by the combustor passes is stored. Some of the exhaust gas is absorbed into the water of the quencher, and the remaining exhaust gas is discharged.

상기 퀀처로부터 배출되는 배가스를 정화시키기 위한 후처리장치를 포함할 수 있으며, 상기 후처리장치는 상기 배출된 배가스의 고상입자를 제거하기 위한 벤츄리 세정기; 상기 벤츄리 세정기를 통과한 배가스를 물에 흡수시키기 위한 흡수 탑; 및 상기 흡수탑을 통과한 배가스를 냉각시켜 물로 흡수시키기 위한 유동층 열교환기를 포함한다. It may include a post-treatment device for purifying the exhaust gas discharged from the quencher, the post-treatment device comprises a venturi scrubber for removing the solid particles of the discharged exhaust gas; An absorption tower for absorbing the exhaust gas passing through the venturi scrubber into water; And a fluidized bed heat exchanger for cooling the exhaust gas passing through the absorption tower to absorb the exhaust gas into water.

상기 유동층 열교환기는 냉각수가 통과되는 복수의 파이프를 포함하며, 상기 복수의 파이프에 의해 상기 흡수탑을 통과한 배가스는 냉각된다. 상기 유도층 열교환기는 상기 복수의 파이프에 의해 냉각된 배가스를 흡수하기 물이 저장되며, 상기 물에는 가성소다 용액이 순환될 수도 있다.The fluidized bed heat exchanger includes a plurality of pipes through which cooling water passes, and exhaust gas passing through the absorption tower is cooled by the plurality of pipes. The induction layer heat exchanger stores water for absorbing exhaust gas cooled by the plurality of pipes, and caustic soda solution may be circulated in the water.

한편, 상술한 화학작용제 처리장치는 상기 유동층 열교환기를 통과한 배가스를 외부로 배출시키기 위한 굴뚝과, 상기 액중배기식 소각로와 상기 후처리장치에 의해 발생되는 배가스를 흡수한 폐수를 고상화시키기 위한 폐수 고상화기를 포함할 수 있다.On the other hand, the above-described chemical agent treatment apparatus is a chimney for discharging the exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger to the outside, and wastewater for solidifying the wastewater absorbed by the flue gas generated by the submerged incinerator and the after-treatment device It may include a solidifier.

상기 굴뚝은 상기 유동층 열교환기를 통과한 배가스로부터 수증기를 제거하기 위한 데미스터를 포함하며, 상기 폐수 고상화기는 상기 배가스를 흡수한 폐수를 증발 및 농축시키는 폐수 증발농축기; 및 상기 폐수 증발농축기에 의해 증발 및 농축된 폐수를 건조시켜 고상화시키는 건조기를 포함한다.The chimney includes a demister for removing water vapor from the exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger, and the wastewater solidifying unit comprises: a wastewater evaporator for evaporating and concentrating wastewater absorbing the exhaust gas; And a dryer for drying and solidifying the wastewater evaporated and concentrated by the wastewater evaporator.

상기 화학작용제는 신경작용제, 신경작용제 전구물질 및 유황겨자(sulfur mustard)를 포함하며, 상기 신경작용제는 사린(GB,isopropyl methylphosphonofluoridate)이고, 상기 전구물질은 DF(methylphosphonic difluoride)로 이루어진다. 상기 분해물질은 MPA와, TDG와, OPA를 포함한다.The chemical agent includes a neuroagent, a neuroagent precursor and sulfur mustard, the neuroagent is GB (isopropyl methylphosphonofluoridate), and the precursor is made of DF (methylphosphonic difluoride). The degradant includes MPA, TDG, and OPA.

한편, 상술한 바와 같은 목적은 a) 화학작용제를 가수분해 또는 중화하는 단계; 및 b) 상기 a)단계에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식 소각하는 단계를 포 함하는 화학작용제 처리방법에 의해 달성될 수 있다.On the other hand, the above object is to a) hydrolyzing or neutralizing the chemical agent; And b) it can be achieved by a chemical agent treatment method comprising the step of incineration of the decomposition material produced by step a) in liquid exhaust.

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 a)단계는, 상기 화학작용제를 분해율이 99.99%에 도달할 때까지 가수분해가 진행되며, 상기 b)단계는 상기 분해물질의 파괴 및 제거효율(Destruction and Removal Efficiency : DRE)이 99.99%에 도달할 때까지 상기 가수분해로 생성된 분해물질을 소각한다. According to an embodiment of the present invention, the step a), hydrolysis proceeds until the decomposition rate of the chemical agent reaches 99.99%, the step b) is the destruction and removal efficiency of the decomposition material (Destruction and Removal efficiency) Incinerator was incinerated until the efficiency (DRE) reached 99.99%.

또한, 상기 a)단계는 상기 DF를 가수분해하여 생성된 분해물질을 가성소다 용액으로 중화하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step a) may include the step of neutralizing the decomposition product produced by hydrolyzing the DF to a caustic soda solution.

한편, 상술한 화학작용제 처리방법은, c) 상기 b)단계에 의해 생성된 배가스의 정화시키는 단계를 포함하며, 상기 c)단계는 c1) 상기 배가스의 일부를 물에 흡수시키는 단계; c2) 상기 c1) 단계에서 물에 흡수되지 않은 배가스의 일부를 냉각시켜 물에 흡수시키는 단계; 및 c3) 상기 c2)단계에서 물에 흡수되지 않은 배가스로부터 수분을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 c2) 단계는, 상기 배가스를 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 배가스를 물에 흡수시키는 단계; 및 상기 냉각된 배가스를 흡수한 물에 가성소다 용액을 순환시키는 단계를 포함한다.On the other hand, the above-described chemical agent treatment method, c) comprises the step of purifying the exhaust gas generated by step b), the step c) is the step of c1) absorbing a portion of the exhaust gas in water; c2) cooling the portion of the off-gas not absorbed by the water in step c1) to absorb the water; And c3) removing moisture from the exhaust gas which is not absorbed in water in step c2). Wherein c2), the step of cooling the exhaust gas; Absorbing the cooled exhaust gas into water; And circulating a caustic soda solution in water absorbing the cooled exhaust gas.

또한, 상술한 화학작용제 처리방법은, d) 상기 c1) 내지 c3) 단계의 배가스를 흡수한 물을 고상화시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 d)단계는, 배가스를 흡수한 물을 반복적으로 증발시켜 슬러지를 형성하는 단계; 및 상기 슬러지를 건조시켜 고상화시키는 단계를 포함한다.In addition, the above-described chemical agent treatment method may include d) solidifying the water absorbing the exhaust gas of the steps c1) to c3), the step d), repeatedly evaporating the water absorbed the exhaust gas To form sludge; And solidifying the sludge by drying.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화학작용제 처리장치 및 처리방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the chemical agent processing apparatus and processing method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 처리장치는, 가수분해 반응기(10)와, 액중배기식 소각로(30)와, 후처리장치(50)와, 굴뚝(60)과, 폐수저장조(70)와, 폐수 고상화기(90)를 포함한다. 1 and 2, the chemical agent processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the hydrolysis reactor 10, submerged incinerator 30, after-treatment device 50, chimney ( 60), wastewater storage tank 70, and wastewater solidifier 90.

상기 가수분해 반응기(10)는 화학작용제를 가수분해 또는 중화하기 위한 것으로서, 상용의 가수분해 반응기(10)에 처리대상 물질인 화학 작용제의 종류에 따라 물이나 가성소다 용액을 채우고 화학작용제를 서서히 주입하면서 교반한다. 일정온도에서 일정시간 가수분해 또는 중화한 후 분해물질을 안정화 시킨 다음 작용제 농도를 분석하여 가수분해율이 99.99% 이상에 도달하면 분해시 생성된 물질을 분해물질 저장조(12)에 펌프로 이송하여 소각로에서 소각한다. 가수분해율이 99.99% 이상 도달하지 않으면 화학작용제를 다시 가수분해 반응기(10)로 이송하여 가수분해 또는 중화한다.The hydrolysis reactor 10 is for hydrolyzing or neutralizing a chemical agent, and filling the commercial hydrolysis reactor 10 with water or caustic soda solution according to the type of chemical agent to be treated, and slowly injecting the chemical agent. Stir while. After hydrolysis or neutralization at a certain temperature for a certain period of time, the decomposition products are stabilized, and the concentration of the agent is analyzed. When the hydrolysis rate reaches 99.99% or more, the materials generated during decomposition are pumped to the decomposition material storage tank 12 to be incinerated. Incinerate. If the hydrolysis rate does not reach 99.99% or more, the chemical agent is transferred to the hydrolysis reactor 10 to hydrolyze or neutralize.

화학무기 금지기구에 신고된 작용제 종류는 VX, 사린 등의 신경작용제와 유황겨자(sulfur mustard)등의 수포작용제가 총량의 약 70% 이상 차지하며 이외에 산업용 가스 및 이원화 작용제 등이 있다. 따라서 본 실시예에서는 처리될 화학작용제의 예로서 현재 비축량이 가장 많고 신경작용제의 대표물질인 사린(isopropyl methylphosphonofluoridate, GB)과 수포작용제의 대표물질인 유황경자(Sulfur mustard, ((bis-(2-chloroethyl)sulfide), HD)) 및 이원화 작용제(binary chemical agent)로서 사린합성의 원료물질인 DF(methylphosphonic diflu- oride)를 선정하고 이들 물질의 완전폐기를 위한 2 단계 처리방법(가수분해 또는 중화 및 액중배기식 소각)을 구현하였다. 상술한 화학작용제의 상기 가수분해 반응기(10)에서 가수분해 또는 중화과정을 살펴보면 다음과 같다.The types of agents reported to the chemical weapons ban are about 70% of the total amount of nerve agents such as VX, sarin, and blisters such as sulfur mustard, and industrial gases and dual agents. Therefore, in this embodiment, as an example of the chemical agent to be treated, is currently the largest stockpile and representative of the neurological agent (isopropyl methylphosphonofluoridate, GB) and the representative of the blistering agent Sulfur mustard, (((bis- (2- chloroethyl) sulfide, HD)) and binary chemical agent, DF (methylphosphonic difluide), a raw material of sarin synthesis, was selected and two-stage treatment (hydrolysis or neutralization and Submerged incineration) was implemented. Looking at the hydrolysis or neutralization process in the hydrolysis reactor 10 of the above-described chemical agent is as follows.

사린(GB)은 NaOH 수용액으로 가수분해 하면 화학식 1과 같이 비유독성의 유기염과 NaF 및 물이 생성된다.When sarin (GB) is hydrolyzed with an aqueous NaOH solution, non-toxic organic salts, NaF, and water are produced as shown in Chemical Formula 1.

C4H10FO2P(GB) + 2NaOH -> C4O10O3PNa + NaF + H2O C 4 H 10 FO 2 P (GB) + 2NaOH-> C 4 O 10 O 3 PNa + NaF + H 2 O

유황겨자(HD)는 물과 가수분해 하면 화학식 2와 같이 thiodiglycol(TDG) 및 HCl을 생성한다.Sulfur mustard (HD) hydrolyzes with water to produce thiodiglycol (TDG) and HCl, as shown in formula (2).

(ClCH2CH2)2S(HD) + H2O -> (OHCH2CH2)2S + HCl (ClCH 2 CH 2 ) 2 S (HD) + H 2 O-> (OHCH 2 CH 2 ) 2 S + HCl

DF는 물로 가수분해하면 화학식 3과 같이 MPA(methylphosphonic acid) 및 HF로 분해된다.When DF is hydrolyzed by water, it is decomposed into methylphosphonic acid (MPA) and HF as shown in Chemical Formula 3.

CHP3(O)F2(DF) + H2O -> CH3P(O)(OH)2 + HFCHP 3 (O) F 2 (DF) + H 2 O-> CH 3 P (O) (OH) 2 + HF

위와 같이 사린(GB), 유황겨자(HD) 및 DF를 물이나 가성소다 등 염기성 물질로 가수분해 또는 중화하면 화학 작용제의 원래독성은 거의 제거되나 주요 가수분해 생성물인 MPA 및 TDG가 CWC 규제물질로 지정되어 있으므로 이들 물질도 다시 사용할 수 없도록 완전히 폐기해야 한다. 따라서, 가수분해 또는 중화에 의해 생성 된 분해물질의 처리공정이 필요하다. 또한 분해물질에는 각각 NaF와 같은 염과 HCl, HF와 같은 산이 포함되어 있다. Hydrolyzing or neutralizing sarin (GB), sulfur mustard (HD) and DF with basic substances such as water or caustic soda almost eliminates the original toxicity of chemical agents, but MPA and TDG, the major hydrolysis products, As specified, these materials must also be disposed of completely so that they cannot be reused. Therefore, there is a need for a process for treating decomposed substances produced by hydrolysis or neutralization. Degradants also include salts such as NaF and acids such as HCl and HF, respectively.

이와 같은 분해물질은 액중배기식 소각로(Submerged Quench Incinerator)에 의해 최종적으로 처리된다. 이와 같이, 가수분해 반응기(10)에 의한 가수분해 또는 중화단계에서 생성된 분해물질은 화학작용제의 유독성이 거의 제거된다. 따라서, 가수분해 또는 중화이후의 단계에서는 보다 안전하게 작업을 할 수 있다. 특히, 후술한 액중배기식 소각로(30)에서 유독성이 일차적으로 처리되어 감소된 분해물질을 소각시킴으로써, 액중배기식 소각로(30)에서 불완전 연소가 발생하거나 분해물질이 가스의 형태로 누출되더라도 인체에 치명적이지는 않다. 따라서, 액중배기식 소각로(30)에서의 소각을 더욱 안전하게 진행할 수 있게 된다. 이하에서는 액중배기식 소각로(30)에 대하여 살펴본다.Such decomposition products are ultimately processed by a Submerged Quench Incinerator. As such, the decomposition products generated in the hydrolysis or neutralization step by the hydrolysis reactor 10 are almost eliminated the toxicity of the chemical agent. Therefore, it is possible to work more safely at the stage after hydrolysis or neutralization. In particular, by incineration of the reduced decomposed substances by primarily treating the toxic in the liquid incineration incinerator 30 described later, even if incomplete combustion occurs in the liquid incineration incinerator 30 or the decomposition products leak in the form of gas to the human body It's not fatal. Therefore, the incineration in the liquid exhaust type incinerator 30 can be carried out more safely. Hereinafter, the liquid exhaust type incinerator 30 will be described.

상기 액중배기식 소각로(30)는 유기물의 파괴 및 제거효율(Destruction and Removal Efficiency : DRE)이 99.99% 이상 달성 할 수 있도록 운영하고 이때 발생하는 배가스는 소각로 하부의 퀀처(,quencher)에서 저장된 물과 접촉하여 일부는 폐수에 용해하고 일부는 후처리장치(50)를 통과시켜 대기배출 기준을 만족시킨 후 굴뚝(60)을 통하여 외부로 배출한다. 한편, 액중배기식 소각로(30) 및 후처리장치(50)에서 발생하는 모든 폐수는 폐수저장조(70)에 집수한 다음 중화한 후 폐수를 폐수 증발농축기(91)에서 농축 후 최종적으로 건조기(92)를 통과시켜 수분을 제거하여 건조한 후 폐염을 수집한다. 폐염은 일정량이 모아지면 일반폐기물 처리장으로 보낸다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 처리장치는 폐수를 무방류시키게 된다.The submersible incinerator 30 is operated to achieve at least 99.99% of the destruction and removal efficiency (DRE) of organic matter, and the exhaust gas generated at this time is stored in water at the lower portion of the incinerator. Some of them are dissolved in the waste water by contact, and some of them pass through the aftertreatment device 50 to satisfy the air emission standard and then discharged to the outside through the chimney 60. On the other hand, all the wastewater generated in the liquid incinerator 30 and the after-treatment device 50 is collected in the wastewater storage tank 70 and then neutralized, and the wastewater is concentrated in the wastewater evaporative concentrator 91 and finally dried. ), Remove moisture, dry and collect pneumonia. The waste salt is sent to a general waste treatment plant once a certain amount is collected. As such, the apparatus for treating chemical agents according to one embodiment of the present invention is to discharge the waste water freely.

이러한 액중배기식 소각로(30)는 소각로 본체(31)와, 상기 소각로 본체(31)의 상부에 마련된 연소기(35)와, 상기 연소기(35)의 양측에 배치된 두개의 인젝터(36)와, 상기 소각로 본체(31)의 하부에 마련된 퀀처(37, quencher)를 포함한다.The submersible incinerator 30 includes an incinerator body 31, a combustor 35 provided on an upper portion of the incinerator body 31, two injectors 36 disposed on both sides of the combustor 35, It includes a quencher (37, provided in the lower portion of the incinerator body 31).

상기 소각로 본체(31)에는 복수개의 단으로 구성되어 조립 및 분해가 용이하며, 상기 소각로 본체(31)에는 수직한 방향으로 챔버(32)가 형성되며, 상기 챔버(32)에는 분해물질 저장조(12)로부터 이동된 분해물질이 상기 인젝터(36)에 의해 유입된다. 유입과정을 보다 상세하게 살펴보면, 가수분해율이 99.99%까지 완료되어 분해물질 저장조(12)에 저장된 분해물질은 미도시된 펌프등에 의해 피드(feed) 탱크(33)에 저장되고, 피드 펌프(34)에 의해 상기 인젝터(36)를 통해 챔버(32)에 유입된다.The incinerator body 31 is composed of a plurality of stages and is easy to assemble and disassemble. The incinerator body 31 has a chamber 32 formed in a vertical direction, and the chamber 32 has a decomposition material storage tank 12. Decomposition material moved from) is introduced by the injector 36. Looking at the inflow process in more detail, the hydrolysis rate is completed up to 99.99% and the decomposed material stored in the decomposer storage tank 12 is stored in the feed tank 33 by a pump (not shown), the feed pump 34 It is introduced into the chamber 32 through the injector 36 by the.

상기 연소기(35)는 상기 챔버(32)로 유입된 분해물질을 연소시키기 위한 것으로서, 와류버너(vortex burner)와 같은 장치가 사용될 수 있다. 와류버너를 사용하는 경우 양호한 혼합효과와 강한 원심력으로 용융된 금속염을 벽 쪽으로 이동시켜 중력에 의해 소각로 본체(31) 하단으로 흘러내려 퀀처(37)에서 용이하게 회수될 수 있다.The combustor 35 is for burning the decomposition material introduced into the chamber 32, a device such as a vortex burner may be used. In the case of using the vortex burner, the molten metal salt is moved to the wall with good mixing effect and strong centrifugal force and flows to the bottom of the incinerator body 31 by gravity to be easily recovered from the quencher 37.

상기 인젝터(36)는 분해물질을 소각로 본체(31) 내부로 유입시키기 위한 것으로서, 2개의 이류체 분무기등이 이용될 수 있다. 분해물질의 발열량이 낮은 경우, 2개의 인젝터(36) 중 어느 하나는 보조연료를 분사하도록 사용될 수도 있다.The injector 36 is to introduce the decomposition material into the incinerator body 31, two air atomizers and the like can be used. If the calorific value of the decomposition material is low, either of the two injectors 36 may be used to inject auxiliary fuel.

상기 퀀처(37)는 상기 소각로 본체(31)로부터 분해물질이 연소되어 발생된 배가스를 1차적으로 처리하는 역할을 한다. 상기 퀀처(37)의 내부에는 물이 저장되어 있으며, 다운커머(38, downcomer)와 위어(39, weir)가 마련된다. 분해물질을 소각한 후에 배출되는 고온의 배가스는 다운커머(38)를 통해 퀀처(37)에 저장된 물로 유입되고, 물로 유입된 배가스는 기/액 혼합류의 형태로 다운커머(38)와 위어(39) 사이로 상승한다. 이때, 상기 배가스의 일부는 상기 물에 용해되어 흡수된다. 또한, 소각로 본체(31)에서 생성된 용융염은 다운커머(38)의 경사면을 따라 흘러내리는 물에 의해 퀀처(37)의 하부로 떨어진다. The quencher 37 serves to primarily process the exhaust gas generated by the combustion of decomposition products from the incinerator body 31. Water is stored in the quencher 37, and downcomer 38 and down weir 39 are provided. The hot exhaust gas discharged after incineration of decomposition products flows into the water stored in the quencher 37 through the downcomer 38, and the exhaust gas introduced into the water is downcomer 38 and weir in the form of gas / liquid mixture. To rise between 39). At this time, part of the exhaust gas is dissolved in the water and absorbed. In addition, the molten salt generated in the incinerator body 31 falls to the lower portion of the quencher 37 by water flowing along the inclined surface of the downcomer 38.

이러한 배가스는 퀀처(37)에서 일부 흡수된 후 후처리장치(50)로 이동된다. 이와 같이 액중배기식 소각에 의해 사린(GB), 유황겨자(HD) 및 전구물질인 DF의 분해물질인 MPA 및 TDG가 소각될 수 있다. 단, 상기 퀀처(37)에는 가성소다 등으로 중화시킨 물이 이용될 수도 있다.This exhaust gas is partially absorbed by the quencher 37 and then moved to the aftertreatment device 50. As described above, MPA and TDG, which are decomposition products of sarin (GB), sulfur mustard (HD), and precursor DF, may be incinerated by the liquid exhaust type incineration. However, water neutralized with caustic soda may be used for the quencher 37.

상기 후처리장치(50)는 상기 퀀처(37)에서 흡수되지 않은 배가스를 정화하기 위한 것으로서, 벤츄리 세정기(51), 흡수탑(52) 및 유동층 열교환기(54)를 포함한다.The aftertreatment apparatus 50 is for purifying exhaust gas not absorbed by the quencher 37, and includes a venturi scrubber 51, an absorption tower 52, and a fluidized bed heat exchanger 54.

상기 벤츄리 세정기(51)는 상기 퀀처(37)에서 흡수되지 않은 배가스 중 비교적 큰 고상입자를 제거한다.The venturi scrubber 51 removes relatively large solid particles of exhaust gas not absorbed by the quencher 37.

상기 흡수탑(52)은 상기 벤츄리 세정기(51)를 통과한 배가스를 물에 흡수시키기 위한 것으로서, 배가스를 통과시키는 통로에 물을 공급하여 배가스의 일부를 물에 흡수시킨다. 배가스가 흡수된 물은 흡수탑 폐수조(53)에 회수된다.The absorption tower 52 is to absorb the exhaust gas passing through the venturi scrubber 51 into water, and supplies water to a passage through which the exhaust gas passes to absorb a portion of the exhaust gas into the water. Water in which exhaust gas is absorbed is recovered to the absorption tower wastewater tank 53.

상기 유동층 열교환기(54)는 상기 흡수탑(52)을 통과한 배가스를 냉각시킴과 아울러 물에 흡수시키기 위한 것으로, 그 내부에는 냉각수가 공급되는 복수의 파이프(55)가 마련된다. 상기 복수의 파이프(55)에 의해 냉각된 배가스는 응축되어 유동층 열교환기(54) 내부의 물에 흡수된다. 배가스 중 수분이 일부 응축되어 더욱 효과적으로 배가스를 제거할 수 있게 된다. 배가스가 흡수된 물은 열교환기 폐수조(56)에 회수된다. 유동층 열교환기(54)를 통과한 배가스는 냉각수에 의해 냉각되어 배가스의 온도는 급격히 감소된다. 상기 유동층 열교환기(54)를 통과한 배가스는 팬(57)에 의해 굴뚝(60)으로 이동된다.The fluidized bed heat exchanger 54 is for cooling the exhaust gas passing through the absorption tower 52 and for absorbing it in water, and a plurality of pipes 55 to which cooling water is supplied are provided. The exhaust gas cooled by the plurality of pipes 55 is condensed and absorbed into the water inside the fluidized bed heat exchanger 54. The partial condensation of moisture in the flue gas makes it possible to remove the flue gas more effectively. The water in which the exhaust gas is absorbed is recovered to the heat exchanger wastewater tank 56. The exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger 54 is cooled by the cooling water so that the temperature of the exhaust gas is drastically reduced. The exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger 54 is moved to the chimney 60 by the fan 57.

상기 굴뚝(60)은 배가스를 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 4단의 플라스틱 그물망으로 만들어진 데미스터(demister)가 내장되어 있다. 후처리장치(50)를 통과한 배가스는 수분을 포함하고 있고, 이러한 수분은 상기 데미스터(61)에 의해 제거된다. 또한, 상기 데미스터(61)는 배가스의 미세입자를 제거할 수도 있으며, 특히 인성분의 제거에 효율적이다. 이러한 굴뚝(60)에 의해 제거된 응축 수분은 굴뚝 폐수조(62)에 수집된다.The chimney 60 is for discharging the exhaust gas to the outside, a demister made of a four-stage plastic mesh is embedded. The exhaust gas passing through the aftertreatment device 50 contains water, and this water is removed by the demister 61. In addition, the demister 61 may remove fine particles of the exhaust gas, and is particularly effective for removing phosphorous components. The condensed water removed by the chimney 60 is collected in the chimney waste water tank 62.

상기 폐수저장조(70)는 퀀처(37)와, 흡수탑 폐수조(53)와, 열교환기 폐수조(56)와, 굴뚝 폐수조(62)에 수집된 폐수를 수집하기 위한 것으로서, 상기 퀀처(37) 및 상기 각 폐수조들(53)(56)(62)과 연결된다. 이와 같은 폐수저장조(70)에 수집된 폐수는 사린 폐수에 함유된 불소(F)나 인(P) 또는 HD 가수분해 물질의 소각시 발생하는 염화수소(HCl)와 같은 강산이 포함하고 있다. 따라서, 이러한 폐수를 외부로 방류할 경우 소호나 하천수에 부영양화를 일으켜 환경관련 법규 및 폐수 방류기준에 따라 철저히 처리되어야 한다. 따라서, 이러한 폐수를 고상화시키기 위한 폐수 고상화기(90)가 필요하다.The wastewater storage tank 70 is for collecting the wastewater collected in the quencher 37, absorption tower wastewater tank 53, heat exchanger wastewater tank 56, and chimney wastewater tank 62, 37) and the respective wastewater tanks 53, 56 and 62. The wastewater collected in the wastewater storage tank 70 contains a strong acid such as fluorine (F), phosphorus (P) or hydrogen chloride (HCl) generated when incineration of HD hydrolyzate contained in the sarin wastewater. Therefore, when the wastewater is discharged to the outside, it will cause eutrophication to SOHO or river water and should be thoroughly treated in accordance with environmental regulations and wastewater discharge standards. Therefore, a wastewater solidifier 90 is needed to solidify such wastewater.

상기 폐수 고상화기(90)는 상기 폐수저장조(70)의 폐수를 고상화시키기 위한 것으로서, 폐수 증발농축기(91) 및 건조기(92)를 포함한다.The wastewater solidifier 90 is for solidifying the wastewater of the wastewater storage tank 70, and includes a wastewater evaporator 91 and a dryer 92.

상기 폐수 증발농축기(91)는 상기 폐수저장조(70)의 폐수를 반복적으로 증류시켜 농축함으로써, 폐수를 슬러지(sludge)형태로 만든다. The wastewater evaporation concentrator 91 repeatedly distills and concentrates the wastewater of the wastewater storage tank 70, thereby making the wastewater into a sludge form.

상기 건조기(92)는 폐수를 고상염의 형태로 수집하기 위해 상기 슬러지 형태의 폐수를 건조시켜 고상화시키기 위한 것으로서, 드럼건조기 또는 스프레이 건조기 등이 이용될 수 있다. 이와 같이 폐수 증발농축기(91) 및 건조기(92)에 의해 폐수를 고상화하여 처리함으로써, 폐수가 직접 외부로 방류되는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해 환경이 오염을 최소화할 수 있다.The dryer 92 is for drying and solidifying the sludge-type wastewater in order to collect the wastewater in the form of a solid salt, and a drum dryer or a spray dryer may be used. By treating the wastewater by solidifying the wastewater by the wastewater evaporation concentrator 91 and the dryer 92 in this manner, it is possible to prevent the wastewater from being directly discharged to the outside, thereby minimizing the pollution of the environment.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 처리방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail a chemical agent treatment method according to an embodiment of the present invention.

우선, 가수분해 반응기(10)에 반응물질에 따라 물이나 가성소다 용액을 채우고 사린(GB), 유황겨자(HD) 또는 DF와 같은 화학작용제를 서서히 주입하면서 교반하여 가수분해 또는 중화시킨다. 일정온도에서 일정시간 가수분해 또는 중화한 후 분해물질을 안정화시킨 다음 화학작용제 농도를 분석하여 가수분해율이 99.99% 이상에 도달하면 분해시 생성된 분해물질을 분해물질 저장조(12)에 펌프(미도시)로 이송시킨다.First, the hydrolysis reactor 10 is filled with water or caustic soda solution depending on the reactants, and stirred while slowly injecting a chemical agent such as sarin (GB), sulfur mustard (HD) or DF to hydrolyze or neutralize. After hydrolysis or neutralization at a certain temperature for a certain period of time, the decomposition products are stabilized and the concentration of the chemical agent is analyzed. When the hydrolysis rate reaches 99.99% or more, the decomposition products generated during decomposition are pumped into the decomposition material storage tank 12 (not shown). Transfer to).

분해물질 저장조(12)에 이송된 분해물질은 피드 탱크(33)에 이송되어 피드 펌프(34)에 의해 인젝터(36)를 통해 소각로 본체(31)의 챔버(32)의 내부로 유입된 다. 챔버(32)의 내부로 유입된 분해물질은 연소기(35)에 의해 소각되고, 소각된 후의 배가스는 퀀처(37)의 다운커머(38)를 통해 퀀처(37)에 저장된 물에 흡수된다. 보다 상세하게 설명하면, 배가스는 다운커머(38)을 통해 저장된 물로 유입된 후에 다운커머(38)와 위어(39)의 사이를 통해 상승한다. 이때, 물로 유입된 배가스는 기/액 혼합류의 형태로 다운커머(38)와 위어(39) 사이로 상승한다. 이때, 상기 배가스의 일부는 상기 물에 용해되어 흡수된다. 또한, 소각로 본체(31)에서 생성된 용융염은 다운커머(38)의 경사면을 따라 흘러내리는 물에 의해 퀀처(37)의 하부로 떨어진다. 한편, 퀀처(37)에 저장된 물은 가성소다 등으로 중화시킨 물이 이용될 수 있다. 상기 퀀처(37)에 저장된 물은 폐수 저장조(70)로 이송된다. Decomposition material transferred to the decomposition product storage tank 12 is transferred to the feed tank 33 is introduced into the chamber 32 of the incinerator body 31 through the injector 36 by the feed pump 34. The decomposition products introduced into the chamber 32 are incinerated by the combustor 35, and the exhaust gas after incineration is absorbed into the water stored in the quencher 37 through the downcomer 38 of the quencher 37. In more detail, the exhaust gas rises between the downcomer 38 and the weir 39 after entering the stored water through the downcomer 38. At this time, the exhaust gas introduced into the water rises between the downcomer 38 and the weir 39 in the form of gas / liquid mixture. At this time, part of the exhaust gas is dissolved in the water and absorbed. In addition, the molten salt generated in the incinerator body 31 falls to the lower portion of the quencher 37 by water flowing along the inclined surface of the downcomer 38. Meanwhile, water stored in the quencher 37 may be water neutralized with caustic soda. The water stored in the quencher 37 is transferred to the wastewater storage tank 70.

퀀처(37)의 물에 흡수되지 않은 배가스는 벤츄리 세정기(51)로 이동되어 비교적 큰 고상입자가 제거된다. 벤츄리 세정기(51)에서 제거되지 않은 배가스는 흡수탑(52)으로 이동되어 분사되는 물에 흡수된다. 배가스가 흡수된 물은 흡수탑 폐수조(53)에 회수되고, 흡수탑 폐수조(53)에 회수된 물은 폐수 저장조(70)에 수집된다.Flue gas not absorbed by the water in the quencher 37 is moved to the venturi scrubber 51 to remove relatively large solid particles. Exhaust gas not removed in the venturi scrubber 51 is moved to the absorption tower 52 and absorbed by the sprayed water. The water in which the exhaust gas is absorbed is recovered in the absorption tower wastewater tank 53, and the water recovered in the absorption tower wastewater tank 53 is collected in the wastewater storage tank 70.

상기 흡수탑(53)을 통과한 물은 유동층 열교환기(54)로 유입된다. 유동층 열교환기(54)로 유입된 물은 내부에 냉각수가 순환되는 복수의 파이프(55)에 의해 냉각되어 응축되고, 응축된 배가스는 유동층 열교환기(54)의 순환수인 물에 의해 효율적으로 흡수된다. 이때, 배가스로부터 황화합물을 줄이기 위해 가성소다 등을 유동층 열교환기(54)의 순환수에 순환시킬 수 있다.Water passing through the absorption tower 53 is introduced into the fluidized bed heat exchanger (54). The water flowing into the fluidized bed heat exchanger 54 is cooled and condensed by a plurality of pipes 55 through which cooling water is circulated, and the condensed exhaust gas is efficiently absorbed by the water, which is the circulating water of the fluidized bed heat exchanger 54. do. At this time, caustic soda may be circulated in the circulating water of the fluidized bed heat exchanger 54 to reduce sulfur compounds from the exhaust gas.

상기 유동층 열교환기(54)를 통과한 배가스는 팬(57)에 의해 굴뚝(60)으로 이동되어 데미스터(61)에 의해 수분 및 배가스의 미세입자가 제거된다. 특히, 인 성분이 효율적으로 제거된다. 상기 데미스터(61)에 의해 제거된 응축 수분은 굴뚝 폐수조(62)에 수집되어 폐수저장조(70)에 수집된다. The exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger 54 is moved to the chimney 60 by the fan 57 to remove the fine particles of the moisture and the exhaust gas by the demister 61. In particular, the phosphorus component is efficiently removed. The condensation water removed by the demister 61 is collected in the chimney waste water tank 62 and collected in the waste water storage tank 70.

폐수저장조(70)에 수집된 폐수는 폐수 증발농축기(91)로 보내지고, 폐수 증발농축기(91)에 의해 반복 증류되어 슬러지 형태가 된다. 슬러지 형태의 폐수는 다시 건조기(92)에 의해 고상염의 형태로 고상화된다.The wastewater collected in the wastewater storage tank 70 is sent to the wastewater evaporator 91, and repeatedly distilled by the wastewater evaporator 91 to form sludge. The sludge wastewater is again solidified in the form of a solid salt by the dryer 92.

이하에서는 화학작용제의 가수분해 또는 중화 및 분해물질의 소각에 대한 실험예에 대하여 설명한다.Hereinafter, experimental examples for hydrolysis or neutralization of chemical agents and incineration of decomposition products will be described.

(실험예 1) : 사린(GB)의 가수분해Experimental Example 1 Hydrolysis of Sarin (GB)

신경작용제의 대표 물질인 사린(isopropyl phosphonofluoridate, GB)을 무해한 물질로 전환하기 위하여 가성소다 용액으로 가수분해 하였다. 실험은 쟈켓이 부착된 소형 반응기에 서큘레이터(circulator)를 연결하고 2.05당량의 가성소다 수용액에 10 wt%의 사린을 주입한 후 각각 온도를 변화시켜(50, 70 및 90℃) 반응속도 상수를 구하였다. 가수분해시 가성소다의 량이 증가하면 NaF가 증가할 뿐 만 아니라 염의 발생량이 증가하므로 이를 최소화하기 위하여 가성소다는 가수분해에 필요한 최소량을 사용하였다.Sarin (isopropyl phosphonofluoridate, GB), a representative substance of neurological agents, was hydrolyzed with caustic soda solution to convert to harmless substance. The experiment was conducted by connecting a circulator to a jacketed small reactor, injecting 10 wt% of sarin into a 2.05 equivalent aqueous solution of caustic soda, and changing the temperature (50, 70, and 90 ° C), respectively. Obtained. When the amount of caustic soda is increased during hydrolysis, not only NaF increases but also the amount of salts generated increases the amount of caustic soda to minimize the amount of caustic soda.

NaOH 수용액에서 GB의 가수분해 실험결과 사린은 표 1 및 도 3과 같이 온도가 증가하면 분해가 촉진되었으며 90℃에서 60분 이상 가수분해할 경우 사린이 99.99% 이상 분해 되었다. 하기의 표 1은 온도 및 반응시간에 따른 사린의 가수분해 실험결과(가수분해율 : %)를 나타낸다.As a result of GB hydrolysis experiment in aqueous NaOH solution, the degradation was accelerated when the temperature was increased as shown in Table 1 and FIG. 3, and more than 99.99% of the sarin was decomposed when hydrolyzed at 90 ° C. for 60 minutes or more. Table 1 below shows the results of hydrolysis experiment (hydrolysis rate:%) of sarin according to temperature and reaction time.

Figure 112006074549649-pat00001
Figure 112006074549649-pat00001

실험결과를 1차 속도식을 적용하여 속도상수를 구하고 속도상수의 온도에 대한 의존성을 아레니우스(Arrhenius) 식에 대입하여 도시한 결과 좋은 직선성을 보여줌에 따라 각 온도별로 사린의 폐기율이 99% 이상 달성하는데 소요되는 반응 시간을 예측한 결과 표 2와 같다. 실제 공정에서는 작용제를 최단 시간(1∼2 시간)내에 폐기하는 것이 바람직하므로 작용제가 99.99% 이상 분해되는 반응조건은 80℃ 에서 2 시간, 90℃에서 1.2시간 이상 반응시키는 것이 가장 바람직하며, 이때 분해생성물을 가스크로마토그래피-질량분석기(GC-MSD) 및 액체크로마토그래피(LCQ(IT))로 분석한 결과 isopropylmethyl phosphonate(iMPA) 이었다. 표 2는 반응온도별 사린의 가수분해율(99.99 % 이상) 달성에 소요되는 반응예측 시간을 나타낸다.The experimental results were obtained by applying the first rate equation to find the rate constant and substituting the dependence of the temperature constant for temperature on the Arrhenius equation for good linearity. As a result of predicting the reaction time required to achieve more than% is shown in Table 2. In the actual process, it is preferable to dispose the agent within the shortest time (1 to 2 hours). Therefore, the reaction conditions under which the agent decomposes at least 99.99% are most preferably reacted at 80 ° C for 2 hours and at 90 ° C for 1.2 hours or more. The product was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MSD) and liquid chromatography (LCQ (IT)) and isopropylmethyl phosphonate (iMPA). Table 2 shows the reaction prediction time required to achieve the hydrolysis rate (more than 99.99%) of sarin by reaction temperature.

Figure 112006074549649-pat00002
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(실험예 2) : 유황겨자(HD)의 가수분해Experimental Example 2 Hydrolysis of Sulfur Mustard HD

수포작용제의 대표 물질인 유황겨자(sulfur mustard, HD, bis 2-chloroethylsulfide)를 무해한 물질로 전환하기 위하여 HD를 물로 가수분해 하였다. HD는 고온(80∼90℃)에서 빠르게 물에 의해 분해되므로 반응온도를 90℃로 고정하고 반응시간, HD 농도 및 가수분해 후 가성소다의 첨가 영향을 분석하여 HD 폐기조건을 설정하였다. 실험은 실험예1에서와 동일한 소형 반응기에 연결하고 90℃ 물에 10∼20 wt%의 HD를 주입하여 1.5시간 이상 반응 후 상온에서 가성소다 수용액 2.01 당량으로 30분간 추가 반응한 결과 HD의 분해율은 99.99% 이었으며 최종 분해물질은 가스크로마토그래피-질량분석기((GC/MS(SIM))으로 정량 분석한 결과, Thiodiglycol(TDG) 68wt%, 1,2-Bis(2- hydroxyethylthio)ethane, 8wt% 및 Bis-(2-hydroxy ethylthioethyl)ether 24wt% 이었다. 표 3은 온도 90℃에서 농도에 따른 유황겨자(HD)의 가수분해율(%)을 나타낸다.HD was hydrolyzed with water to convert sulfur mustard (HD, bis 2-chloroethylsulfide), a representative substance of blister, into a harmless substance. Since HD is rapidly decomposed by water at high temperature (80-90 ° C.), the reaction temperature was fixed at 90 ° C., and HD waste conditions were set by analyzing reaction time, HD concentration, and the effect of caustic soda after hydrolysis. The experiment was connected to the same small reactor as in Experimental Example 1, and 10-20 wt% of HD was injected into 90 ° C water, followed by reaction for 1.5 hours or more, followed by additional reaction for 30 minutes with 2.01 equivalents of aqueous solution of caustic soda at room temperature. The final degradation product was quantitatively analyzed by gas chromatography-mass spectrometry ((GC / MS (SIM)), which showed 68 wt% Thiodiglycol (TDG), 1,2-Bis (2-hydroxyethylthio) ethane, 8wt% and Bis- (2-hydroxy ethylthioethyl) ether was 24wt% Table 3 shows the hydrolysis rate (%) of sulfur mustard (HD) with concentration at 90 ° C.

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유황겨자(HD)는 물에 대한 용해도가 매우 작아 물에 넣으면 물 아래층으로 분리되므로 가수분해를 촉진하기 위해 물에 대한 용해도를 증가 시키는 것이 중요하였다. 농도에 따른 가수분해 영향을 판단하기 위하여 유황겨자(HD) 농도를 변화(10, 15 및 20 wt%)하여 실험한 결과 1 시간 후 표 3 및 도 4(a)와 같이 약 99.9% 까지 분해되었으며 반응시간을 2 시간 이상 증가 시켜도 분해율은 크게 증가하지 않았다. 또한 가수분해 중 생성되는 HCl을 중화함으로써 역반응에 의한 유황겨자(HD)의 생성을 방지하기 위해 반응 후 상온에서 가성소다 수용액을 초기 HD 량의 2.1 당량 주입 후 시간에 따른 반응결과를 분석한 결과 1시간 이내에 모든 농도범위 내에서 99.99%를 달성하였다. 유황겨자(HD) 분해속도는 온도 뿐만 아니라 교반기 형태와 교반속도에 큰 영향을 받았다. 따라서 실험에 사용한 회전막대는 크기가 작은(3 cm) 것이었으나 교반방법을 개선하면 유황겨자(HD)의 분해시간을 더욱 감소시킬 수 있을 것이다. Sulfur mustard (HD) has very low solubility in water, so when it is put into water, it is separated into the lower layer, so it is important to increase the solubility in water to promote hydrolysis. In order to determine the hydrolysis effect depending on the concentration, sulfur mustard (HD) concentration (10, 15 and 20 wt%) was tested and the result was degraded to about 99.9% as shown in Table 3 and FIG. 4 (a) after 1 hour. Increasing the reaction time over 2 hours did not significantly increase the decomposition rate. In addition, in order to prevent the generation of sulfur mustard (HD) by the reverse reaction by neutralizing the HCl generated during the hydrolysis, after the reaction of the caustic soda solution at room temperature after 2.1 equivalents of the initial HD amount after analyzing the reaction results over time 1 Within 9 hours, 99.99% was achieved within all concentration ranges. Sulfur mustard (HD) decomposition rate was influenced not only by temperature but also by stirrer type and stirring speed. Therefore, the rotating rod used in the experiment was a small size (3 cm), but by improving the stirring method will be able to further reduce the decomposition time of sulfur mustard (HD).

(실험예 3) : DF의 가수분해Experimental Example 3 Hydrolysis of DF

Methylphosphonic difluoride(DF)는 사린(GB)의 전구물질로서 OPA(이소프로필 알콜과 이소프로필 아민의 혼합물)와 함께 이원화 화학무기를 구성한다. DF를 완전히 파괴하기 위하여 DF를 물과 1: 1.5의 비율로 70∼90℃에서 2시간 이상 가수분해한 후 이온크로마토그라피(I.C.)로 분석한 결과 물 45%, methylphosphonic acid(MPA) 39% 및 HF 16%가 생성되었으며 DF는 검출되지 않았다. 분해 생성물에는 강산인 HF가 다량 함유되어 있으므로 이를 소각하는 경우 소각로 내화벽 및 배 가스 처리장치를 부식시킬 수 있으므로 HF를 최대로 제거하는 한편, 유기물인 MPA를 최대한 물에 용해시켜(용해도 : 32.3wt%) 소각하는 것이 경제적으로 판단되었다.Methylphosphonic difluoride (DF) is a precursor of sarin (GB) and together with OPA (a mixture of isopropyl alcohol and isopropyl amine), it forms a binary chemical weapon. In order to completely destroy the DF, DF was hydrolyzed at 70-90 ° C. for 2 hours or more with water at a ratio of 1: 1.5, and analyzed by ion chromatography (IC), 45% of water, methylphosphonic acid (MPA), 39% and 16% HF was produced and no DF was detected. Since the decomposition product contains a large amount of HF, a strong acid, in case of incineration, it may corrode the incinerator fire wall and exhaust gas treatment device. Therefore, HF is removed to the maximum while organic MPA is dissolved in water as much as possible (solubility: 32.3wt %) Incineration was considered economically.

이를 달성하기 위하여 물과 HF의 공비점을 이용하고 소각물의 최적조성을 MPA 32% 내외, HF 1% 내외 및 물로 구성되도록 반복 증류하여 HF는 회수하고 남은 MPA 및 HF 혼합용액을 소각하였다. 실험예에 따른 액중배기식 소각실험 용액의 최종 조성은 I.C. 분석 결과 MPA 32.14 wt%, HF 1.02 wt% 및 물로 구성되었다.In order to achieve this, HF was recovered by incineration using the azeotropy point of water and HF, and the optimum composition of the incinerator was composed of about 32% MPA, about 1% HF and water, and the remaining mixture of MPA and HF was incinerated. The final composition of the in-liquid incineration test solution according to the experimental example is I. The analysis consisted of 32.14 wt% MPA, 1.02 wt% HF and water.

(실험예 4): DF 가수분해 용액의 소각(1)(Experimental example 4): incineration of DF hydrolysis solution (1)

상기 실험예 1 내지 3에서 가수분해시 생성되는 주요 분해생성물 중 MPA(사린 및 DF의 가수분해시 생성) 및 TDG(HD의 가수분해시 생성)는 CWC 규제물질이므로 완전히 폐기하여야 한다. VX, 사린 및 DF 등의 신경계 작용제를 가수분해하면 공통적으로 MPA가 생성 되며 특히, 사린 및 DF 가수분해 물질에는 MPA와 함께 불산이 함유되어 있어 소각처리가 가장 곤란한 물질이므로 이를 모사하여 DF 가수분해 생성물을 소각하였다.MPA (generated upon hydrolysis of sarin and DF) and TDG (generated upon hydrolysis of HD) among the major degradation products generated during hydrolysis in Experimental Examples 1 to 3 are CWC regulated substances and should be disposed of completely. Hydrolysis of nervous system agents such as VX, sarin, and DF commonly produces MPA. In particular, sarin and DF hydrolyzate contain hydrofluoric acid along with MPA, which is the most difficult to incinerate. Was incinerated.

소각 용액의 조성은 MPA 26.4∼32.1 wt%, HF 0.8∼1.02wt%, 나머지는 물로 구성되었으며 pH 2.0∼2.9, 발열량 약 1,000 kcal/kg 이하이므로 연소성을 높이기 위하여 폐액에 보조연료로서 아세톤을 1:1 중량비로 혼합하여 과잉공기비 1.2∼1.5, 소각온도 900∼1100 ℃에서 소각한 결과 DRE를 99.99% 이상 달성하였으며 이때 주요 발생가스의 배출기준(CO, SOx, NOx, HF)을 만족하였으나 굴뚝에서 백색 연기가 발생하였다.The composition of the incineration solution was composed of MPA 26.4 ~ 32.1 wt%, HF 0.8 ~ 1.02wt%, the remainder of water, pH 2.0∼2.9, calorific value less than about 1,000 kcal / kg. When the mixture was incinerated at a weight ratio of 1.2 to 1.5, and the incineration temperature was incinerated at 900 to 1100 ℃, the DRE was achieved at 99.99% or more. At this time, the emission standards (CO, SOx, NOx, and HF) of the main generated gases were met. Smoke occurred.

(실험예 5): DF 가수분해 용액을 가성소다로 중화 후 소각(2)(Experimental example 5): incineration after neutralization of DF hydrolysis solution with caustic soda (2)

상기 실험예 4에서 배출되는 백색연기를 제거하기 위하여 소각로 후단설비에 가성소다 용액을 순환시켰으나 소각 대상용액을 가성소다 용액으로 중화한 후 소각하는 것이 가장 효과적이었다. 따라서 중화제의 최대 투입비율을 알아보기 위하여 가성소다 용액의 농도별 중화효과를 실험한 결과 40wt%(10 몰 NaOH 용액)까지는 중화가 잘 되었으나 이 범위를 초과하면 용액이 우유 빛으로 변하고 침전물이 발생되었다. 폐액에 침전이 발생하면 인젝터(36)의 노즐구멍을 폐쇄 시킬 수 있어 40 wt%의 가성소다 용액으로 중화하여 소각한 결과 DRE 99.99%를 달성하면서 백색연기를 획기적으로 제거하였다. 백색연기는 인 화합물인 MPA가 고온에서 열 분해시 발생된 P2O5가 수분과 접촉하여 발생하므로 I.C.로 PO4 -3를 측정하고 중화 전후의 농도를 정량적으로 비교하였다. 실험예 4 및 5에 따른 DRE 및 굴뚝가스 분석결과는 각각 표 4와 같다. 표 4는 유기물 파괴효율(DRE) 및 굴뚝 배출가스의 비교한 것이다.The caustic soda solution was circulated through the incinerator rear end facility to remove the white smoke discharged in Experimental Example 4, but it was most effective to neutralize the incineration solution with caustic soda solution before incineration. Therefore, the neutralization effect of each concentration of caustic soda solution was tested to find the maximum input ratio of neutralizing agent, and the neutralization was well up to 40wt% (10 mol NaOH solution). . When precipitation occurs in the waste liquid, the nozzle hole of the injector 36 can be closed, neutralized with 40 wt% caustic soda solution, and incinerated, resulting in drastically removing white smoke while achieving DRE 99.99%. White smoke was produced by P 2 O 5 generated by thermal decomposition of MPA, a phosphorus compound at high temperature, in contact with water. PO 4 -3 was measured by IC and the concentrations before and after neutralization were quantitatively compared. DRE and flue gas analysis results according to Experimental Examples 4 and 5 are shown in Table 4, respectively. Table 4 shows a comparison of organic material destruction efficiency (DRE) and chimney emissions.

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여기서, A는 실시예 4의 중화하지 않은 시료(DF 가수분해 용액)이고, B는 실시예 5의 중화시료(DF 가수분해 용액을 40wt % 가성소다로 중화)이다. DRE는 총 탄화수소 기준이며, HF 및 PO4 -3 농도는 실험시마다 가스를 포집병에 포집하여 실험 후 I.C.로 분석하였다.Here, A is an unneutralized sample (DF hydrolysis solution) of Example 4, and B is a neutralizing sample of Example 5 (neutralizing the DF hydrolysis solution with 40wt% caustic soda). DRE is based on total hydrocarbons, and HF and PO 4 -3 concentrations were collected by gas into the collection bottle and analyzed by IC after the experiment.

(실험예 6) : TDG의 소각Experimental Example 6 Incineration of TDG

상기 실험예 2에 따라 HD 가수분해 시 생성되는 주요물질인 TDG 10 wt%를 물에 용해시켜 소각하였다. TDG 용액을 아세톤과 1:1의 비율로 혼합하여 3∼4 kg/hr로 소각온도 800∼1,010℃에서 소각한 결과 DRE는 99.99% 이상 달성하였으나 황화합물(SOx)이 다량 발생(최대 240ppm)하였다. TDG는 황성분이 포함되어 있으므로 SOx를 현행 대기 배출기준 100ppm(소각용량 200Kg/시간 미만시설)의 1/2 이하로 감소시키기 위하여 다양한 방법으로 실험한 결과 유동층 열교환기(54)에 가성소다 용액을 순환시키는 것이 SOx 제거에 가장 효과적이었다. 유동층 열교환기(54)의 순환조에 10몰 가성소다 용액 50CC를 주입하여 실험한 결과 도 5와 같이 배가스 중의 SOx 농도를 100ppm 이하로 낮출 수 있었다. 따라서 순환조 내에 pH 농도 제어기를 설치하고 가성소다 용액으로 pH를 일정하게 유지하면 원하는 농도로 배출가스 중 SOx 농도를 조절할 수 있다.According to Experiment 2, 10 wt% of TDG, which is a major substance produced during HD hydrolysis, was dissolved in water and incinerated. The TDG solution was mixed with acetone at a ratio of 1: 1 and incinerated at an incineration temperature of 800-1,010 ° C. at 3 to 4 kg / hr. As a result, DRE was more than 99.99% but a large amount of sulfur compound (SOx) was generated (up to 240 ppm). Since TDG contains sulfur, various methods were tested to reduce SOx to less than 1/2 of the current standard of 100 ppm (incineration capacity below 200 Kg / hour), and the caustic soda solution was circulated in the fluidized bed heat exchanger (54). Was most effective at removing SOx. As a result of injecting 10 mol of caustic soda solution 50CC into the circulation tank of the fluidized bed heat exchanger 54, as shown in FIG. 5, the concentration of SOx in the exhaust gas was lowered to 100 ppm or less. Therefore, if the pH concentration controller is installed in the circulation tank and the pH is kept constant with the caustic soda solution, the concentration of SOx in the exhaust gas can be adjusted to the desired concentration.

또한 실시 예 2에서와 같이 HD를 가수분해 한 후 역반응을 방지하고 가수분해 효율을 높이기 위하여 분해물질에 가성소다 용액을 투입함에 따라 소각시 염에 대한 영향을 파악하기 위하여 TDG 용액에 HCl, NaCl 및 NaOH를 1 wt% 까지 혼합하여 소각하였으나 소각에 제한을 주거나 DRE의 감소 영향은 없었다. In addition, as in Example 2, HCl, NaCl and TDG solution were added to the TDG solution to determine the effects of salt upon incineration by adding caustic soda solution to the decomposition material to prevent reverse reaction and increase hydrolysis efficiency after hydrolysis of HD. Incineration by mixing NaOH up to 1 wt% did not limit the incineration or reduce the DRE.

(실험예 7) : OPA 소각 Experimental Example 7 OPA Incineration

OPA는 이소프로필 알콜과 이소프로필 아민의 72:28 혼합물(중량비)로서 DF와 혼합하면 사린을 생성하는 이원화 작용제로서 CWC 규제물질이므로 완전 폐기되어야 한다. OPA는 폴리에틸렌 용기에 저장되어 있어 천공 후 내용물을 분리한 후 폐기 공정상 저장용기를 물로 완전 세척함에 따라 소각용액에는 세척수가 다량 함유되어 있다. 이때 발생하는 폐액의 농도는 물 70%, 이소프로필알콜 28% 및 이소프로필아민 2% 이었다. 발열량이 낮아 보조연료를 사용하여 주입속도 6.4∼9.4Kg/hr로 900∼1100℃에서 소각한 결과 DRE를 99.99% 이상 달성하였으며 주 오염원인 NOx 농도는 배출기준 이하이었다.OPA is a 72:28 mixture (weight ratio) of isopropyl alcohol and isopropyl amine, which is a CWC regulated agent that produces sarin when mixed with DF and must be disposed of completely. OPA is stored in a polyethylene container, and after removing the contents after drilling, the incineration solution contains a large amount of washing water as the storage container is thoroughly washed with water during the disposal process. The concentration of the waste liquid generated at this time was 70% water, 28% isopropyl alcohol and 2% isopropylamine. The calorific value was lowered by incineration at 900 ~ 1100 ℃ with injection fuel of 6.4 ~ 9.4Kg / hr and the DRE was more than 99.99%, and the NOx concentration, which is the main pollutant, was below the emission standard.

(실험예 8) 폐수처리 및 폐염생성Experimental Example 8 Wastewater Treatment and Pulmonary Salt Production

소각과정에서 배출되는 quencher 순환수 및 배 가스 세정수는 산성화되어있으므로 반드시 폐수배출 허용기준에 따라 최종 처리 후 방류해야 한다.The quencher circulating water and the flue-gas cleaning water discharged from the incineration process are acidified and must be discharged after the final treatment according to the wastewater discharge limit.

위 실시예에 따라 각종 폐액을 시간당 6∼9 Kg/hr로 3∼4 시간 소각한 후 폐수가 가장 많이 발생하는 quencher를 기준으로 주요 오염원을 분석한 결과 표 5과 같이 COD 이외에는 만족하지 못하고 있다. 표 5는 6 Kg/h로 3.5 시간 소각 후 Quencher 폐수 성상(예)을 나타낸다.According to the above embodiment, after incineration of various waste fluids at 6-9 Kg / hr for 3-4 hours, the main pollutant was analyzed based on the quencher where the wastewater is most generated. Table 5 shows Quencher wastewater properties (example) after 3.5 hours incineration at 6 Kg / h.

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상기 허용기준은 수질환경 보존법 제8조 및 동법 시행규칙 제8조에 규정된 기준이며, MPA 1은 DF의 가수분해 용액이고, MPA 2는 MPA 1을 가성소다 용액으로 중화한 시료이다.The acceptance criteria are those specified in Article 8 of the Water Environment Preservation Act and Article 8 of the Enforcement Rule of the Act, MPA 1 is a hydrolysis solution of DF, and MPA 2 is a sample neutralized with MPA 1 with caustic soda solution.

소각 폐수에서 발생하는 폐수 중 규제 대상물질은 특히, 불소 및 총인의 배출 허용기준을 초과하는 MPA 폐수이다. 따라서 quencher 배출 폐수를 10몰 NaOH 용액으로 화학처리하고, 처리된 폐수를 증발, 농축한 후 건조기에서 건조한 후 폐염을 수집조에 담아 폐기물 용출시험 결과 일반폐기물로 분류되었다.Among the wastewaters from incineration wastewater, the regulated substances are, in particular, MPA wastewater that exceeds the fluoride and total phosphorus emission limits. Therefore, the quencher wastewater was chemically treated with 10 mol NaOH solution, the treated wastewater was evaporated and concentrated, dried in a dryer, and the waste salt was collected in a collection tank.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above described exemplary embodiments of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments as described above, the scope of the present invention by those skilled in the art to the claims It can be changed as appropriate within the scope described.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 화학작용제를 일단 가수분해 또는 중화하여 1차적으로 화학작용제를 처리하여 독성을 감소시킨 후, 액중배기식 소각에 의해 가수분해에 의해 생성된 분해물질을 2차적으로 처리함으로써, 보다 안전하고 완전하게 화학작용제를 처리할 수 있다.According to the present invention as described above, the chemical agent is first hydrolyzed or neutralized to treat the chemical agent first to reduce the toxicity, and thereafter, the decomposition material produced by the hydrolysis by the liquid exhaust incineration is secondary. By treating with, the chemical agent can be treated more safely and completely.

또한, 액중배기식 소각로로부터 배출된 배가스를 벤츄리 세정기, 흡수탑, 유동층 열교환기 및 굴뚝의 데미스터에 의해 다중으로 정화함으로써, 외부로 배출되는 배가스를 완전하게 정화할 수 있다.In addition, the exhaust gas discharged from the liquid exhaust type incinerator is purified by the venturi scrubber, the absorption tower, the fluidized bed heat exchanger, and the chimney's demister in order to completely purify the exhaust gas discharged to the outside.

특히, 유동층 열교환기에 의해 배가스를 냉각시켜 응축시킨 후에 물에 흡수시킴으로써 더욱 효율적으로 배가스를 정화할 수 있다.In particular, the exhaust gas can be purified more efficiently by cooling the exhaust gas by condensing and absorbing it in water after condensing.

또한, 유동층 열교환기의 순환수인 물에 가성소다 용액을 투입함으로써, 황화합물의 배출량을 줄여 환경오염을 최소화할 수 있다.In addition, by adding a caustic soda solution to the water circulating water of the fluidized bed heat exchanger, it is possible to minimize the environmental pollution by reducing the emissions of sulfur compounds.

한편, 화학작용제를 처리한 폐수를 고상화하여 처리함으로써, 폐수가 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있게 된다. 따라서, 폐수에 의한 환경오염을 최소화할 수 있게 된다.On the other hand, by solidifying and treating the wastewater treated with the chemical agent, it is possible to block the discharge of the wastewater to the outside. Therefore, it is possible to minimize environmental pollution by wastewater.

다시 한번 말하면, 2단계 처리기술은 기존 기술과 방법을 개선하면 용이하게 작용제를 반응기에서 가수분해하고 이때 발생되는 분해물질과 같이 염이 함유된 난 분해성 물질을 액중배기식 소각로를 이용하여 완전히 처리 할 수 있는 최적기술로서 시설규모와 관계없이 작용제 처리에 가장 안전하고 경제적이며 실현성있는 기술이다.In other words, the two-stage treatment technology can easily hydrolyze the agent in the reactor by improving the existing techniques and methods, and it is possible to completely treat the hardly decomposable substances containing salts such as the decomposed substances generated by the liquid exhaust incinerator. This technology is the safest, most economical and most feasible technology for treating agent regardless of facility size.

Claims (28)

화학작용제를 가수분해 또는 중화시키는 가수분해 반응기; 및Hydrolysis reactors that hydrolyze or neutralize chemical agents; And 상기 가수분해 반응기에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식으로 소각시키는 액중배기식 소각로를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.Chemical treatment apparatus characterized in that it comprises a liquid incineration incinerator for incineration of the decomposition material produced by the hydrolysis reactor in the liquid exhaust. 제1항에 있어서, 상기 액중배기식 소각로는,The incineration type incinerator of claim 1, wherein 상기 분해물질이 유입되는 챔버가 마련된 소각로 본체;An incinerator body having a chamber into which the decomposition material flows; 상기 소각로 본체에 마련되어 상기 챔버로 유입된 분해물질을 소각시키는 연소기; 및A combustor provided in the incinerator body to incinerate the decomposition material introduced into the chamber; And 상기 연소기에 의해 소각된 분해물질의 배가스가 통과되는 물이 저장된 퀀처를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a quencher storing water through which exhaust gas of the decomposition material incinerated by the combustor passes. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 퀀처의 물에 일부의 배가스는 흡수되고, 나머지의 배가스는 배출되는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.Part of the exhaust gas is absorbed in the water of the quencher, the remaining exhaust gas is characterized in that the exhaust agent treatment apparatus. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 퀀처로부터 배출되는 배가스를 정화시키기 위한 후처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a post-treatment device for purifying exhaust gas discharged from the quencher. 제4항에 있어서, 상기 후처리장치는,According to claim 4, The post-processing device, 상기 배출된 배가스의 고상입자를 제거하기 위한 벤츄리 세정기;A venturi scrubber for removing solid particles of the discharged exhaust gas; 상기 벤츄리 세정기를 통과한 배가스를 물에 흡수시키기 위한 흡수탑; 및An absorption tower for absorbing the exhaust gas passing through the venturi scrubber into water; And 상기 흡수탑을 통과한 배가스를 냉각시켜 물로 흡수시키기 위한 유동층 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a fluidized bed heat exchanger for cooling the exhaust gas passing through the absorption tower to absorb the exhaust gas into water. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 유동층 열교환기는 냉각수가 통과되는 복수의 파이프를 포함하며, The fluidized bed heat exchanger includes a plurality of pipes through which cooling water passes, 상기 복수의 파이프에 의해 상기 흡수탑을 통과한 배가스는 냉각되는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And the exhaust gas passing through the absorption tower by the plurality of pipes is cooled. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 유도층 열교환기는 상기 복수의 파이프에 의해 냉각된 배가스를 흡수하기 위한 물이 저장되며, 상기 물에는 가성소다 용액이 순환되는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.The induction layer heat exchanger is a chemical agent processing apparatus characterized in that the water for absorbing the exhaust gas cooled by the plurality of pipes is stored, the caustic soda solution is circulated in the water. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 유동층 열교환기를 통과한 배가스를 외부로 배출시키기 위한 굴뚝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a chimney for discharging the exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger to the outside. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 굴뚝은 상기 유동층 열교환기를 통과한 배가스로부터 수증기를 제거하기 위한 데미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And the chimney comprises a demister for removing water vapor from the exhaust gas passing through the fluidized bed heat exchanger. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 액중배기식 소각로와 상기 후처리장치에 의해 발생되는 배가스를 흡수한 폐수를 고상화시키기 위한 폐수 고상화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a wastewater solidifying device for solidifying the wastewater absorbing the flue gas generated by the submerged incinerator and the aftertreatment device. 제10항에 있어서, 상기 폐수 고상화기는,The wastewater solidifying apparatus of claim 10, 상기 배가스를 흡수한 폐수를 증발 및 농축시키는 폐수 증발농축기; 및A wastewater evaporator for evaporating and concentrating the wastewater absorbing the exhaust gas; And 상기 폐수 증발농축기에 의해 증발 및 농축된 폐수를 건조시켜 고상화시키는 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.And a dryer for drying and solidifying the wastewater evaporated and concentrated by the wastewater evaporator. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 화학작용제는 상기 화학작용제는 신경작용제, 신경작용제 전구물질 및 유황겨자(sulfur mustard)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.Wherein the chemical agent comprises a neuroagent, a neuroagent precursor and sulfur mustard. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 신경작용제는 사린(GB,isopropyl methylphosphonofluoridate)이고, The nerve agent is sarin (GB, isopropyl methylphosphonofluoridate), 상기 전구물질은 DF(methylphosphonic difluoride)인 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.The precursor is a chemical agent processing apparatus, characterized in that DF (methylphosphonic difluoride). 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분해물질은,The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the decomposition material, MPA와, TDG와, OPA를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리장치.A chemical agent processing apparatus comprising MPA, TDG, and OPA. a) 화학작용제를 가수분해 또는 중화하는 단계; 및a) hydrolyzing or neutralizing a chemical agent; And b) 상기 a)단계에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식 소각하는 단계를 포함하는 화학작용제 처리방법.b) a chemical agent treatment method comprising the incineration of the decomposition product produced by step a) in liquid exhaust. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 a)단계는 상기 화학작용제를 가수분해율이 99.99%에 도달할 때까지 가수분해를 진행하는 단계인 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.The step a) is a chemical agent treatment method, characterized in that to hydrolyze the chemical agent until the hydrolysis rate reaches 99.99%. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 화학작용제는 신경작용제, 신경작용제 전구물질 및 유황겨자(sulfur mustard)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.Wherein said chemical agent comprises a nerve agent, a nerve agent precursor and sulfur mustard. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 신경작용제는 사린(GB,isopropyl methylphosphonofluoridate)이고, The nerve agent is sarin (GB, isopropyl methylphosphonofluoridate), 상기 전구물질은 DF(methylphosphonic difluoride)인 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.The precursor is a chemical agent treatment method, characterized in that DF (methylphosphonic difluoride). 제18항에 있어서, 상기 b)단계는,The method of claim 18, wherein b), 상기 분해물질의 파괴 및 제거효율(Destruction and Removal Efficiency : DRE)이 99.99%에 도달할 때까지 상기 가수분해로 생성된 분해물질을 소각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.Incinerating the decomposed substance produced by the hydrolysis until the destruction and removal efficiency (DRE) of the decomposing substance reaches 99.99%. 제19항에 있어서, 상기 분해물질은,The method of claim 19, wherein the decomposition material, MPA와, TDG와, OPA를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.A chemical agent treatment method comprising MPA, TDG, and OPA. 제18항에 있어서, 상기 a)단계는,The method of claim 18, wherein step a) 상기 DF를 가수분해하여 생성된 분해물질을 가성소다 용액으로 중화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.And neutralizing the resulting decomposition product by hydrolyzing the DF with a caustic soda solution. 제15항에 있어서,The method of claim 15, c) 상기 b)단계에 의해 생성된 배가스의 정화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.c) purifying the exhaust gas produced by step b). 제22항에 있어서, 상기 c)단계는,The method of claim 22, wherein step c) c1) 상기 배가스의 일부를 물에 흡수시키는 단계;c1) absorbing a portion of the exhaust gas into water; c2) 상기 c1) 단계에서 물에 흡수되지 않은 배가스의 일부를 냉각시켜 물에 흡수시키는 단계; 및c2) cooling the portion of the off-gas not absorbed by the water in step c1) to absorb the water; And c3) 상기 c2)단계에서 물에 흡수되지 않은 배가스로부터 수분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.c3) removing water from exhaust gas not absorbed by water in step c2). 제23항에 있어서, c2) 단계는,The method of claim 23, wherein step c2), 상기 배가스를 냉각시키는 단계;Cooling the exhaust gas; 상기 냉각된 배가스를 물에 흡수시키는 단계; 및Absorbing the cooled exhaust gas into water; And 상기 냉각된 배가스를 흡수한 물에 가성소다 용액을 순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.And circulating a caustic soda solution in the water absorbing the cooled flue-gas. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein d) 상기 c1) 내지 c3) 단계의 배가스를 흡수한 물을 고상화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.d) solidifying the water absorbing the exhaust gas of the steps c1) to c3). 제25항에 있어서, 상기 d)단계는,The method of claim 25, wherein step d) 배가스를 흡수한 물을 반복적으로 증발시켜 슬러지를 형성하는 단계; 및Repeatedly evaporating the water absorbing the exhaust gas to form sludge; And 상기 슬러지를 건조시켜 고상화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학작용제 처리방법.And drying the sludge to solidify the sludge. 화학작용제를 가수분해 또는 중화시키는 가수분해 반응기;Hydrolysis reactors that hydrolyze or neutralize chemical agents; 상기 가수분해 반응기에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식으로 소각시키는 액중배기식 소각로; 및A liquid exhaust type incinerator for incineration of the decomposition products produced by the hydrolysis reactor with liquid exhaust type; And 상기 액중배기식 소각로로부터 배출되는 배가스를 정화시키기 위한 후처리장치를 포함하는 화학작용제 처리장치.And a post-treatment device for purifying exhaust gas discharged from the submerged incinerator. a) 화학작용제를 가수분해 또는 중화하는 단계;a) hydrolyzing or neutralizing a chemical agent; b) 상기 a)단계에 의해 생성된 분해물질을 액중배기식 소각하는 단계;b) incineration of the decomposition products produced in step a); c) 상기 b)단계에 의해 생성된 배가스의 정화시키는 단계; 및c) purifying the flue gas produced by step b); And d) 상기 b)단계 및 상기 c)단계에 의해 생성된 배가스를 흡수한 물을 고상화시키는 단계를 포함하는 화학작용제 처리방법.d) solidifying the water absorbing the flue-gas generated by the steps b) and c).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584071A (en) 1993-10-15 1996-12-10 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Disposal method and apparatus for highly toxic chemicals by chemical neutralization and encapsulation
US5689038A (en) 1996-06-28 1997-11-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Decontamination of chemical warfare agents using activated aluminum oxide
US20040024280A1 (en) 2001-10-16 2004-02-05 Max Michael D. Hydrate-based decontamination of toxic gases
US7001758B1 (en) 1998-12-07 2006-02-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microbial biodegradation of phosphonates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584071A (en) 1993-10-15 1996-12-10 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Disposal method and apparatus for highly toxic chemicals by chemical neutralization and encapsulation
US5689038A (en) 1996-06-28 1997-11-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Decontamination of chemical warfare agents using activated aluminum oxide
US7001758B1 (en) 1998-12-07 2006-02-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microbial biodegradation of phosphonates
US20040024280A1 (en) 2001-10-16 2004-02-05 Max Michael D. Hydrate-based decontamination of toxic gases

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