KR100206484B1 - 소결광 제조시 배가스중의 이산화황 가스발생량 저감방법 - Google Patents

소결광 제조시 배가스중의 이산화황 가스발생량 저감방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제철소에서 소결광 제조시 발생되는 배가스중의 SOx 가스발생량을 저감하는 방법에 관한 것으로써, 소결공정중에 발생하는 배가스의 풍량을 조절하므로써, 별도의 설비가 요구되지 않을 뿐만 아니라 소결과의 품질에도 악영향을 미치지 않으면서 배가스중의 SOx 함량을 감소시킬 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 DL 소결기에서 연속적으로 소결광을 제조할 시 소결시간에 따른 배가스풍량 및 배가스중의 SOx 농도를 측정하여 소결시간에 따른 측정풍량 및 SOx 농도분포 곡선을 구하는 단계; 상기 측정 풍량 및 SOx 농도 분포곡선에서 SOx 농도가 높게 나타나는 소결시간 범위를 구하고, 이 소결시간 범위에서의 측정풍량을 이 곡선으로부터 구하는 단계; 및 소결광 제조시 상기에서 구한 소결시간 범위에서의 배가스 풍량을 상기 측정풍량 보다 5-25％ 감소시키는 대신에 이 감소된 풍량만큼을 상기 소결시간 범위 전,후의 소결공정에서 증가시키는 단계를 포함하여 구성되는 소결광 제조시 배가스중의 SOx 가스발생량 저감방법을 그 요지로 한다.

Description

소결광 제조시 배가스중의 이산화황(SOx) 가스발생량 저감방법
제1도는 소결광 제조시 발생되는 배가스 풍량 및 SOx 가스 발생분포의 일례를 나타내는 그래프.
제2도는 본 발명에 따라 풍량조절량별 소결시간에 따른 풍량변화를 나타내는 그래프.
제3도는 본 발명에 따라 풍량조절시 풍량 조절량 및 소결시간에 따른 배가스중의 SOx 농도변화를 나타내는 그래프.
본 발명은 제철소에서 소결광 제조시 발생되는 배기가스중의 이산화황(SOx)가스 발생량을 저감하는 방법에 관한 것이다.
소결공정은 미분철광석, 부원료 및 열원인 코크스, 무연탄 등이 혼합된 배합원료를 연속공급하여 상부표면을 착화시키고 하부방향으로 공기를 강제 흡인하면서 용융결합상태의 괴상화된 소결광을 제조하는 과정이다. 이때 흡인된 공기는 연료의 연소반응에 참여한 후 배기가스로 배출되며 그 발생량은 약 36000㎥/min 이고 온도는 150。C 정도이며 최근 철강산업에서의 심각한 문제로 대두되고 있는 공해발생의 주요성분인 SOx, NOx 및 더스트등이 다량 포함되어 있다. 이러한 유해물질의 발생량 감소를 위하여 황성분이 많이 함유된 연, 원료의 사용억제 및 탈황설비의 개발등 많은 노력을 기울여 왔다. 하지만 소결에서 사용하는 연원료의 선택에는 한계가 있고, 탈황설비는 설치 및 운전비용의 부담이 큰 문제가 있다.
이에, 본 발명자들은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 배가스중의 SOx 가스의 발생이 소결과정중 일정시간에서 급격히 상승하는 점에 착안하여 이때의 풍량을 조절함으로써 별도의 설비가 요구되는 않을 뿐만 아니라 소결광의 품질에도 악영향을 미치 않으면서 배가스중의 SOx 함량을 감소시킬 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 DL식 소결기에서 연속소결하여 소결광을 제조할 시 소결시간에 따른 배가스 풍량 및 배가스중의 SOx 농도를 측정하여 소결시간에 따른 측정풍량 및 SOx 농도분포 곡선을 구하는 단계; 상기 측정 풍량 및 SOx 농도 분포곡선에서 SOx 농도가 높게 나타나는 소결시간 범위를 구하고, 이 소결시간 범위에서의 측정풍량을 이 곡선으로부터 구하는 단계; 및 소결광 제조시 상기에서 구한 소결시간 범위내에서 배가스 풍량을 상기 측정풍량보다 5-25％ 감소시키는 대신에 이 감소된 풍량만큼을 상기 소결시간 범위 전, 후의 소결공정에서 증가시키는 단계를 포함하여 구성되는 소결광 제조시 배가스중의 SOx가스발생량 저감방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다.
소결광의 제조시 흡입되는 풍량의 조절에 의한 제조소결광의 품질 및 배기가스중의 SOx 함량 변화를 조사하기 위하여 소결광 제조시험을 행하였으며, 풍량 이외의 다른 조건을 동일하게 하기 위한 하기표 1 및 표 2에 나타난 바와같이 배합원료의 성분을 일정하게 고정시켰다. 또한, 제조소결광의 목표화학 성분은 하기표 2와 같이 정하였다.
상기와 같은 조건으로 소결광 제조시 소결시간에 따르는 배가스의 풍량과 배가스중의 SOx 발생량을 조사하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다.
제1도에서 알 수 있는 바와같이, 소결초기 하부에서 흡입압이 작용함에 따라 배합원료의 수축으로 인한 풍량감소가 나타나고 베드상부의 착화이후 소결반응의 진행과 함께 통기저항의 주원인인 배합원료의 층이 감소함으로써 배가스 풍량은 서서히 증가한다. 이러한 풍량의 증가는 일정한 시점을 기준으로 그 기울기가 다름을 알 수 있는데 이는 배합원료 층내의 수분응축대가 존재할 경우 풍량증가가 더디다가 소결이 진행되어 수분응축대가 없어지면 급격한 기울기로 증가하기 때문이다. 이 때 소결반응에 의해 발생하는 SOx 가스는 수분응축대가 존재할 때가지 농축되어 있다가 배기가스의 풍량이 증가하는 시점, 즉 수분 응축대가 사라지는 시점(소결 시작후 20-28분)에서 급격히 발생하게 된다. 소결과정중의 풍량조절은 기 출원된 '소결광 제조방법(대한민국 특허출원 제 94-34151 호)에서와 같이 일정 풍량을 감소시켰을 경우 감소된 풍량만큼을 전후반부로 이동시킴에 의해 본 발명에서는 제조 소결광의 품질을 향상 또는 악화방지토록 하였다.
본 발명에서는 소결광의 제조반응중 수분응축대가 사라지는 시점의 배가스 풍량중 일정량을 감소시키고 감소된 풍량을 전후반부로 이동시킴으로써 발생 SOx 발생량을 감소시키고자 하였다. 제2도는 소결광 제조중 SOx 가스의 발생이 급격히 증가하는 시점의 풍량을 5-35% 감소시키고, 감소된 풍량만큼을 전후반부로 이동시킴에 의해 본 발명에서는 제조소결광의 품질을 향상 또는 악화방지토록 하였다.
본 발명에서는 소결광의 제조반응중 수분응축대가 사라지는 시점의 배가스 풍량중 일정량을 감소기키고 감소된 풍량을 전후반부로 이동시킴으로써 발생 SOx 발생량을 감소시키고자 하였다. 제2도는 소결광 제조중 SOx가스의 발생이 급격히 증가하는 시점의 풍량을 5-35％ 감소시키고, 감소된 풍량만큼을 전후로 이동시킨 경우의 풍량분포곡선이며, 공기의 강제 흡인에 사용되는 배풍기 모우터의 회전수를 조절하여 제2도와 같은 풍량분포로 소결광 제조시험을 행하였다. 제3도는 제2도에 나타난 풍량분포 곡선을 이용해 소결광을 제조하는 동안 발생하는 SOx 가스의 발생량을 측정한 결과로서 풍량조절에 따라 SOx 가스 발생지점은 전체적으로 소결전반부로 이동하였으며, 발생량은 하기표 4에 나타낸 바와같이 기존의 풍량분포를 이용한 소결광 제조시 250ppm에서 풍량 조절율에 따라 180-220ppm으로 30-70ppm 정도 감소하였다. 즉, SOx 발생지점이 풍량이 저하함에 따라 전후반부 풍량이 상대적으로 늘어나지만 전반부의 수분응축대 존재에 의한 SOx 발생의 억제로 인해 소결광 중에 농축되고 수분응축대가 소멸되는 시점에서 풍량을 저하시킴에 따라 발생가스는 감소하게 되는 것이다.
하기표 5는 풍량조절비에 따라 소결광중에 잔류하는 S 성분분석결과로서 정량적인 상관성은 없으나 전체적으로 풍량조절량 증가에 의해 소결광중 ''S농도가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.
풍량조절에 의한 소결광의 품질변화는 하기표 6에서 알 수 있는 바와같이 기존의 방법에 비해 풍량조절범위가 20％ 까지는 회수율 및 회전강도 등의 품질이 오히려 개선되었고, 25％ 경우에는 비슷한 경향을 나타내었다. 하지만 풍량 조절범위가 30％이상일 경우는 품질이 악화되는 경향을 확인하였다.
상기한 결과를 종합해보면, 소결광의 제조시 SOx 가스가 발생하는 위치의 풍량중 5-25％를 전후반부로 이동시킴에 따라 소결광의 품질악화 없이 SOx 의 발생율울 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 소결광의 제조시 SOx 가스가 발생하는 위치의 풍량중5-25％를 전후반부로 이동시킴에 따라 별도의 설비가 요구되지 않을 뿐만 아니라 소결광의 품질도 개선시키거나 적어도 악하시키지 않으면서 SOx 가스의 발생량을 저감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. DL 소결기에서 연속적으로 소결광을 제조할 시 소결시간에 따른 배가스 풍량 및 배가스중의 SOx 농도를 측정하여 소결시간에 따른 측정풍량 및 SOx 농도 분포곡선을 구하는 단계 : 상기 측정 풍량 및 SOx 농도 분포곡선에서 SOx 농도가 높게 나타나는 소결시간 범위를 구하고, 이 소결시간 범위에서의 측정풍량을 이 곡선으로부터 구하는 단계: 및 소결광 제조시 상기에서 구한 소결시간 범위에서의 배가스 풍량을 상기 측정풍량 보다 5-25％ 감소시키는 대신에 이 감소된 풍량만큼을 상기 소결시간범위 전, 후의 소결공정에서 증가시키는 단계를 포함하여 구성되는 소결광 제조시 배가스중의 SOx 가스발생량 저감방법.
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