KR0143242B1 - 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도 - Google Patents

Abstract

냉각탑의 주위에 설치한 환상 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고, 상기 배기구의 적어도 입측부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에, 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로방향으로 연장하는 복수의 홈부를 형성한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도. 상기 홈부는 복수의 궤조형 벽돌을 인접하여 설치해도 된다. 또한, 상기 홈부 대신에 공극으로 하고, 배기구와 공극을 소통로로 접속해도 된다.

Description

코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도

제1도는 본 발명의 실시예의 축구 연도를 도시하는 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선을 따라본 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선을 따라본 단면도.

제4도는 제1도의 사시도.

제5도는 본 발명의 홈부의 소 통로의 응용예를 도시한 도면.

제6도는, 제7도 및 제8도는 본 발명의 홈부의 공극 형상을 변화시킨 응용예의 도면.

제9도는 본 발명 실시예의 홈부 하부구조를 도시하는 상세도.

제10도 및 제11도는 홈부의 구조를 도시하는 다른 실시예의 도면.

제12도는 그 소통로의 배치를 도시하는 단면도.

제13도는 본 발명의 효과를 구체적으로 나타낸 그래프.

제14도는 코우크스 분립의 비산 상태를 도시하는 개략도.

제15도는 코우크스 건식 소화설비의 전체구조를 도시하는 개략도.

제16도 및 제17도는 종래의 출구 연도를 도시하는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:냉각탑 본체4:냉각실

8:배기구9:환상덕트

17:상부 노벽18:기둥형부

19:하부 노벽20:코우크스 덩어리

21:불활성 가스류23:홈부

24:⊃자형 쇠붙이25:궤조형 벽돌

26:가스 통로

본 발명은 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑에서 적열 코우크스와의 열교환에 의해 고온으로된 가스를 보일러 등의 열교환기로 송출할때, 가스의 배출류에 수반되는 분립체를 적게한 가스 출구 연도에 관한 것이다.

코우크스 노에서 밀어내어진 적열 코우크스의 현열을 회수하면서 적열 코우크스를 냉각하는 것으로서 냉각탑에 배치(batch)되어 장입된 적열 코우크스를 예열 챔버에 일단 저류하고 이 예열 챔버로부터 연속적으로 냉각 대역에 낙하시키는 방식의 코우크스 건식 소화 설비가 공지되어 있다.

제15도는 이 현열 회수 계통을 구비한 코우크스 건식 소화 설비를 도시한다.

코우크스 노로부터의 적열 코우크스는 냉각 탑본체(1)의 정부에 설치한 투입구(2)로부터 예열 챔버(3)에 투입된다. 그리고, 아래쪽의 냉각실(4)에 차례로 낙하되며, 가스 취이북(5)에서 불어넣어진 불활성 가스와의 열교환에 의해서 약 200℃ 정도로 냉각된다. 냉각된 코우크스는 배출구(6)로부터 절단 배출장치(7)에 의해서 빼내어진다. 다른 한편, 열교환에 의해서 약 800℃로 온도가 상승한 불활성 가스는 배기구(8)로부터 환상 덕트(9)에 모아지며, 덕트(10)를 경유해서 보일서(11)에 인도된다. 보일러(11)에는 유입관(12)으로부터 물이 공급되어 있으며, 이 물이 덕트(10)로부터 보내져온 불활성 가스의 보유열을 흡수한 온수 또는 수증기로 되어서 유출관(13)에서 꺼내어진다.

이때, 보일러(11)를 향해서 덕트(10)내에 흐르는 불활성 가스에는 코우크스로부터 분리한 다량의 분립 및 분진이 부유하고 있다. 이 불활성 가스를 그대로 보일러(11)에 송입하면 보일러(11)내의 전열관이 마모에 의해 손상되거나, 보일러(11)의 내부에 이들 분립 및 분진이 퇴적하며, 보일러(11)의 고장원인이 된다. 그러므로, 덕트(10)의 도중에 집진장치(14)를 부착하고, 이 집진장치(14)에 의해 불활성 가스중의 분립 및 분진을 제진하고 있다. 집진장치(14)에서 불활성 가스로부터 분리된 분립 및 분진은 배출관(15)을 거쳐서 시스템 외부로 반출된다.

덕트 10내에 설치되는 집진장치(14)로서는 불활성 가스에 부유하고 있는 분립 및 분진이 충돌하는 충돌판(16)을 유로의 도중에 돌출시키며, 또한, 충돌판(16)을 유로의 도중에 돌출시키며, 또한 충돌판(16)근처의 유로단면적을 크게한 것이 사용되고 있다. 이 형식의 집진장치(14)는 구조가 간단하며, 메인티넌스에 대한 부담이 경감된다는 잇점을 갖는다. 그러나, 배기구(8)로부터 유출하는 불활성 가스에 수반되는 분립 및 분진의 양이 많아지면, 이 집진장치(14)로는 모두 포착하지 못하며, 분립 및 분진의 일부가 보일러(11)에 흘러든다. 또, 불활성 가스에 코우크스 덩어리가 수반되면 배기구(8)가 코우크스 덩어리로 폐쇄되어, 설비운전을 계속할 수 없게 된다.

그래서, 냉각탑 본체(1)의 내부를 상승해서 배기구(8)로부터 환상 덕트(9)로 흐르는 불활성 가스에 다량의 분립이나 코우크스 덩어리가 말려 들어가는 것을 방지하기 위해서 배기구(8)부분의 노벽구조가 여러가지로 개량되고 있다.

그러나, 제16도에 도시하듯이 종래의 배기구(8)는 상부 노벽(17)의 내측 표면에 연속해서 배기구(8)의 사이를 간막이 하는 기둥형부(18)를, 그 내측 표면이 상부 노벽(17) 및 하부 노벽(19)의 내측 표면에 연속하도록 설계하고 있다. 이때 기둥형부(18)는 개개의 벽돌 블럭을 하부 노벽(19)으로부터 상부 노벽(17)을 향해서 수직 방향으로 쌓아 올리고 있다. 이같은 벽돌 쌓기에선 기둥형부(18)의 경사각도 α를 구조상으로 작게할 수 없다. 그때문에, 노내부를 강하하고 있는 코우크스 덩어리(20)의 안식각(angle of repose)보다 기둥형부(18)의 경사각도 α가 크게되어 있다.

따라서, 냉각탑 본체(1)를 강하해오는 코우크스 덩어리(20)나 분립은 상부 노벽(17)의 하단에서 배기구(8)내의 일부에 경사한 상태로 침입하며, 하부 노벽(19) 상단에 근접할 수록 코우크스 덩어리의 퇴적 두께는 두꺼워진다(또한, 이 배출구(8)내에 침입한 하부 노벽(19)상단 근처의 코우크스 덩어리나 분립은 하부 노벽(19)벽돌과의 마찰 및 코우크스의 측압을 받기 대무에 배기구(8)에서의 유출은 곤란해진다). 또, 하부 노벽(19)상단 근처는 제14도에 도시하듯이 불활성 가스류(21)에 수바되는 코우크스 분립의 일부가 집적해가는데 이 부분은 코우크스 덩어리나 분립의 유출이 곤란하므로, 코우크스 분립이 차지하는 비율이 증가하며, 공극율의 저하를 초래한다.

이 배기구(8)에 냉각실(4)의 아래쪽으로부터 상승해온 불활성 가스류(21)가 유입할대, 배기구(8)내의 통기저항이 작은 즉, 증후가 얇고 공극율이 높은 상부 노벽(17)의 하단 근처일 수록 불활성 가스류의 유속이 증대한다.

그때문에, 상부 노벽(17)하단 근처의 가스 유속이 계획값 이상으로 되며, 이 부분의 코우크스 덩어리(20) 및 분립이 불활성 가스류에 불어날려져서 환상 덕트(9)에 운반되는 비율이 커진다.

이 코우크스 덩어리(20)분립의 비산은 설비 대형화에 따라서 냉각탑 본체(1)에 송입하는 불활성 가스의 풍량을 많게 할수록 현저해진다.

이 코우크스 덩어리, 분립 등의 비산을 억제하는 것으로서 제17도에 도시하듯이, 배기구(8)를 복수 또는 단수의 간막이벽(22)에 의해 다단으로 구획하는 것이 특허공개소화 62-250090에 기재되어 있다. 이 간막이벽(22)에 의해서 배기구(8)내에 있는 코우크스 덩어리(20)는 간막이 벽(22)보다 윗쪽의 표면(20a)과 아래쪽의 표면(20b)을 갖는다. 이 코우크스 덩어리(20)의 퇴적상태를 제16도의 경우와 비교하면, 불활성 가스류(21)의 흐름방향으로 본 코우크스 덩어리(20)의 퇴적 두께는 약 반 정도이다. 그때문에, 상부 노벽(17)직하와 간막이벽(22)직상과의 사이, 및 간막이벽(22)직하와 하부 노벽(19) 직상과 사이에서의 통기저항의 차이는 작으며, 상부 노벽(17)직하 및 간막이벽(22)직하에 불활성 가스류(21)에 의해서 불어날려지는 코우크스 덩어리(20)나 분립되 적어진다.

간막이벽(22)은 예컨대 기둥형부(18)의 측면으로부터 돌출한 것으로서 설치된다. 그때문에 기둥형부(18)로서 특별히 제조된 이형(異形)벽돌이 필요해지며, 기존 설비에 부설하는 것도 용이하지 않다.

또한, 하나의 간막이벽은 이웃끼리의 2개의 기둥형부(18)에 지지되기 때문에 각 기둥형부(18)가 열팽창 등으로 독자적으로 움직이면, 간막이벽(22)에 균열이 생기거나, 손상된다. 이것이 조업변동에 따르는 온도 변동 등으로 여러번 반복되면 간막이벽(22)은 탈락되기도 한다.

게다가, 하부 노벽(19)상단 근처에 집적하는 코우크스 분립을 도출할 수 있는 기구가 없으므로 이 부분의 공극율은 저하되며, 배기구(8)를 통과하는 불활성 가스류(21)의 양도 대폭적으로는 증가하지 않는다.

그래서, 본 발명은 하부 노벽측에 집적된 코우크스 분립을 도출할 수 있고 또한, 불활성 가스류가 적극적으로 흐르는 홈부를 형성하므로서, 배기구를 통과하는 불활성 가스가 상부 노벽측에서 국부적으로 집중해서 흐르는 것을 방지하며, 코우크스 덩어리나 분립의 수반을 억제하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 냉각탑가스 출구 연도는 다음과 같이 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

1. 냉각탑의 주위에 설치한 환상 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고 상기 배기구의 적어도 입측부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에, 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로방향으로 연장하는 복수의 홈부를 형성한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.

2. 냉각 탑의 주위에 설치한 환성 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고, 상기 배기구의 적어도 입측 부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로 방향으로 연장하는 복수의 홈부를 형성하는 복수의 궤조 벽돌을 인접해서 설치한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.

3. 냉각탑의 주위에 설치한 환상 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고 상기 배기구의 적어도 입측 부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로 방향으로 연장하는 복수의 공극을 형성할때 상기 배기구와 공극을 소통로로 접속한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.

이하, 도면을 참조하면서, 실시예에 의해서 본 발명의 특징을 구체적으로 설명한다.

제1도 내지 제4도의 배기구(8)의 일부를 형성하는 하부 노벽(19)에 귀조형 벽돌을 배열해서 홈을 형성한 실시예를 도시한다. 또한, 동 도면에 있어서, 제16도에 도시한 부재등에 대응하는 것에 대해선 동일 부호로 지시하고, 이하의 설명에 있어선 제15도 및 제16도의 부호를 적합하게 사용하고 있다.

본 실시예의 출구 연도는 제16도의 경우와 마찬가지로 상부 노벽(17)과 하부 노벽(19)의 사이에 기둥형부(18)를 배치하고, 배기구(8)를 형성하고 있다. 기둥형부(18)는 제15도에 도시하듯이 냉각탑 본체(1)의 내주면을 따라서 복수개 설치되며 각각의 기둥형부(18)의 사이가 배기구(8)로 된다.

배기구(8)의 하면을 형성하는 하부 노벽(19)의 내벽면에는 제2도에 도시하듯이 복수의 궤조 벽돌(25)이 불활성 가스류(21)의 통과방향을 따라서 설치되어 있다.

그때문에, 하부 노벽(19)의 내벽면에 공극(26a)과, 배기구(8)와 공극(26a)을 접속하는 소통로(26b)로 이루어진 홈부(23)가 형성된다.

이것에 의해서 배기구(8)의 하부 노벽(19) 상단 근처에 퇴적한 코우크스 분립을 홈부(23)의 소통로(26b)에서 공극(26a)에 낙하해서 냉각통(4)으로 도출된다. 그때문에,이 부분의 코우크스 분립양이 감소되며 코우크스 덩어리 사이의 공극율의 저하가 억제된다.

또, 홈부(23)의 공극(26a)은 이 분립의 도출뿐 아니라 불활성 가스류(21)의 유로로서도 활용된다.

그 결과, 불활성 가스류가 상부 노벽(17)직하에 집중하고 경향이 억제되며, 불활성 가스류(21)에 의해서 불어 날려지는 코우크스 덩어리나 분립되 적어진다.

하부 노벽(19)에 형성되는 홈부(23)의 공극(26a)은 상술한 바와같이 낙하된 코우크스 분립(31)을 냉각통(4)으로 도출시키거나 불활성 가스류(21)의 유로가 되므로 이 치수는 크면 클수록 좋다.

또, 소통로(26b)는 하부노벽 상단 근처에 퇴적하는 코우크스 분립(31)만을 상기 공극(26a)에 낙하시키거나 상기 공극(26a)내를 흐르는 불활성 가스류(21)를 적합하게 배기구(8)내로 도출하는 것이므로 이 치수는 코우크스 덩어리가 소통로(26b)에 들어가지 않는 최대치수가 바람직한다.

일반적으로 코우크스 덩어리(20)의 평균 입경은 50~60mm 정도이므로 소통로(26b)치수는 코우크스 덩어리가 강하지지 않는 10~30mm, 바람직하게는 20mm정도가 최적이다.

또한, 궤조형 벽돌을 제5도에 도시하듯이 인접하는 궤조형 벽돌의 상부를 서로 접촉하도록 해서 틈(26b)을 부분적으로 또는 전면적으로 없애도 좋다. 이 같이하면, 코우크스 분립의 도출성은 저하되지만, 궤조형 벽돌(25)이 인접하는 궤조형 벽돌(26)상하면, 좌우면에서 고정되어지게 되며, 벽돌 구조체로서 안정화된다.

또, 제1도에서 제5도에 도시한 궤조형 벽돌(25) 대신에 홈부(23)의 공극(26a)의 형상을 제6도에 도시한 것같이 대형으로 할수도 있고, 홈부(23)를 제7도, 제8도에 도시하는 것같이 공극(26a)과 소통로(26b)를 겸하는 홈부(23)로 할수도 있다. 이같이 하면, 홈부(23)를 형성하는 벽돌의 형상이 궤조벽돌(25)과 비교해서 간소화되며, 벽돌 제조 원가를 절감할 수 있다.

제9도는 홈부(23)의 공극(26a)의 하부 구조를 도시하는 일예이다. 하부 노벽(19)의 내벽면에 홈부(23)를 형성해도 그 하부의 구조가 부적당하면 홈부(23)로부터 분립의 도출을 할수 없으며, 홈부(23)가 코우크스 분립(31)으로 폐쇄된다. 이렇게 되면, 코우크스 분립의 도출은 물론, 불활성 가스류(21)의 유로로서도 사영할 수 없게 된다.

이때문에, 홈부(23)하부구조를 홈부(23)를 형성하는 위에서 특히 중요하다. 상기 도면에선, 낙하한 코우크스 분립을 원활하게 냉각통(4)으로 도출하기 때문에 홈부(23)하부의 내벽면각 θ₁, θ₂는 양쪽이 다 코우크스의 안식각 이상으로 하고, 또한, 하부 내벽면 θ₁을 상부 내벽면 각 θ₂보다 크게 취하고 있다.

또는, 홈부(23)를 형성하는 천장벽(32)하단의 지름을 냉각 챔버 지름보다 작게, 즉 상기 도며의 a 치수를 +치수로하여 홈부(23)로의 코우크스 덩어리의 침입량을 적게하고, 코우크스 분립의 냉각 통(4)으로의 도출저항을 작게하고 있다.

이같이 홈부(23)의 공극(26a)에 낙하한 코우크스 분립(31)은 공극(26a)내에 정체함이 없이 냉각통(4)으로 원활하게 도출된다. 따라서, 홈부(23)의 공극(26a)내가 코우크스 분립으로 폐쇄되는 일도 없고, 냉각통의 아래쪽으로부터 상승해오는 불활성 가스류(21)의 일부가 홈부(23)를 통과할때 원할하게 통과할 수 있다.

또, 제10도 및 제11도는 배기구(8)와 공극(26a)을 접속하는 소통로(26b)를 제12도에 도시하듯이 불활성 가스류(21)의 가스 흐름방향에 대해서, 직각으로 배열한 다른 실시에를 도시한 것이다.

이같이하면, 하부 노벽(19)근처에 집적한 코우크스 분립(31)이 하부 노벽(19)의 경사벽을 따라서 강하해갈때, 코우크스 분립의 낙하범위가 넓기 때문에 코우크스 분립(31)이 통로(26a)에서 공극(26a)에 낙하하는 양이 많아진다.

따라서, 하부 노벽(19)상단 근처에 퇴적하는 코우크스 분립을 보다 많이 냉각통(4)으로 도출할 수 있고, 공극율의 저하를 가일층 억제할 수 있다.

제13도는 불활성 가스류(21)의 통과방향을 따라서 연장하며, 폭 50mm, 깊이 100mm의 공극(26a)과, 폭 20mm의 소통로(26b)를 가진 홈부(23)를 경사면에 형성한 하부 노벽(19)에서 배기구(8)의 하면을 형성했을 경우에, 배기구(8)를 통과하는 불활성 가스류(21)의 유량분포를 나타낸 그래프이다. 제13도로 분명하듯이, 하부 노벽(19)상류 근처의 공극율의 저하가 억제되며, 또한 하부 노벽(19)과 코우크스 덩어리(20)의 사이에 형성된 공극(26a)를 불활성 가스류(21)가 우선적으로 통과하므로 상부 노벽(17)측을 흐르는 불활성 가스류(21)의 유량이 감소되며, 배기구(8)의 단면에 관해서 유량 분포가 평균화되어 있다. 그때문에, 상기 노벽(17)근처에서 코우크스 덩어리(20)가 불활성 가스류(21)에 수반되는 일이 없게 된다.

이것에 대해서, 제16도에서 설명한 종래의 배기구(8)에선 하부 노벽(19)상단 근처의 공극율의 저하에 의해서, 압력 손실이 배기구(8)단면에 있어서 서로 다르므로, 파선으로 도시하듯이 상부 노벽(17) 측의 유량이 극단적으로 크게되어 있다. 이 유량의 큰 곳, 즉 상부 노벽(17)의 근처에서 코우크스 덩어리(20)가 불활성 가스류(21)에 수반되며 노밖으로 송출된다.

이상에 설명한대로 본 발명에 있어서는, 배기구의 하면을 형성하는 하부 노벽측에 홈부를 형성하고, 배기구의 입측부에 침입한 코우크스 덩어리와 하부 노벽과 의사이에 생기는 공극을 접속하는 소통로를 형성하고 있다.

이 홈부는 하부 노벽 경사부에 퇴적한 코우크스 분립을 배기구내롭터 냉각통으로 도출시키고, 이 부분의 공극율의 저하를 억제함과 더불어 불활성 가스류의 가스 유로로도 사용된다. 그러므로, 상부 노벽측을 통과하는 불활성 가스류의 유량이 적이지며, 상부 노벽 직하를 불활성 가스가 집중되어 고속으로 흐르는 일이 없으며, 코우크스 덩어리와 분립의 수반이 억제된다. 그 결과, 코우크스 건식 소화설비의 대형화에 대하여 불활성 가스의 취입량을 크게했을 경우에도 냉각탑으로부터 반출되는 코우크스 덩어리나 분립에 기인한 곤란이 따르지 않으며 안정된 조업을 행하는 것이 가능해진다.

Claims (3)

1. 냉각탑의 주위에 설치한 환상 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고, 상기 배기구의 적어도 입측부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에, 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로방향으로 연장하는 복수의 홈부를 형성한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.
2. 냉각 탑의 주위에 설치한 환성 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고, 상기 배기구의 적어도 입측 부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로 방향으로 연장하는 복수의 홈부를 형성하는 복수의 궤조 벽돌을 인접해서 설치한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.
3. 냉각탑의 주위에 설치한 환상 덕트에 노내부를 접속하는 배기구를 하부 노벽, 상부 노벽 및 기둥형부로 구획하고 상기 배기구의 적어도 입측 부분에 해당하는 상기 하부 노벽측에 상기 배기구를 통과하는 불활성 가스류의 유로 방향으로 연장하는 복수의 공극을 형성할때 상기 배기구와 공극을 소통로로 접속한 것을 특징으로 하는 코우크스 건식 소화 설비의 냉각탑 가스 출구 연도.

Images