KR100220171B1 - 핫더스트 재순환 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

고온 가스 싸이크론 분리기 집합체에 의해 가스화장치 또는 용락 가스화장치로부터 핫더스트를 재순환하기 위한 방법을 관련된 장치와 함께 설명하였다. 핫더스트는 고온가스싸이크론 분리기와 용락 가스화장치 사이의 압력차를 극복하기 위하여 잠금장치에 의해 고온가스 싸이크론 분리기로부터 버너로 공급된다. 잠금장치에 의하여 더스트는 저압영역으로부터 고압영역으로 공급된다. 재순환되는 더스트는 석탄 또는 석탄과 철입자의 혼합물로 이루어진다.

Description

핫더스트의 재순환 방법 및 장치
제1도는 잠금장치가 구비된 본 발명의 더스트 재순환 도면;
제2도는 핫더스트 슬라이드 밸브를 통한 단면도이다.
본 발명은 핫더스트 재순환 방법 및 장치에 관한 것이다. 핫더스트는 철함유 물질로부터 용융 선철 또는 강 제품을 제조하는 동안 또는 석탄을 가스화하는 동안에 재순환된다.
오스트리아 특허 381 116호에는 저급석탄을 사용하여 환원가스로부터 분리된 석탄입자를 연소시켜 추가로 열을 공급하는 방법이 기술되어 있다.
이 방법을 수행하기 위한 장치에서 링형상의 버너가 용락가스화장치(melt-down gasifier)상에 적어도 2개의 중첩된 수평판내에 구비된다.
이 버너들은 더스트 벙커 및 연료가스 파이프와 연결되어 있다. 더스트 벙커는 조(粗) 환원가스가 유입되어 주로 석탄 입자를 함유하는 고체가 제거되는 고온 싸이클론과 연결되어 있다.
이 방법은 버너 시스템이 잠기는 경우 저압레벨 영역으로의 가스의 복귀 흐름이 생기고; 반면에 인젝터 효과 때문에 항상 가스와 더스트가 흡입될 위험이 있다는 불리한 점이 있다.
이 절차는 약 800℃의 온도 수준에서 실시되며, 그 농도로 인해 더스트는 특히 코크스 입자에 대한 상당한 마모효과를 가지기 때문에, 시스템의 마손 및 그에 따른 고장을 피할 수 없다.
따라서, 본 발명은 본원 특허청구범위 제1항 및 제3항의 전제부에 기재된 방법 및 장치를 더욱 개량하여 재순환 시스템의 마손 현상을 최소화하는 핫더스트의 재순환을 제공하고자 하는 목적에 기초한 것이다.
본 발명에 따라서, 잠금 시스템 및 그것에 통합된 신규한 기능성 요소를 포함하고, 그에 따라 가스 및 더스트의 복귀 흐름 또는 흡인흐름을 방지하고 더스트의 공급을 차단할 수 있는 방법 및 장치에 의해 상기 목적이 달성된다.
본 방법과 관련하여, 이 문제는 제1항 및 그 종속항의 특징에 의해 해결되며, 본 장치에 대해서는 제3항 및 그 종속항의 특징에 의해 해결된다.
용락가스화 장치에서 얻어진 조 환원가스는 고온가스(hot gas) 싸이크론 분리기에 도입되어 고체가 제거된다. 주로 석탄과 철입자를 함유하는 더스트는 제거된다.
고온가스 싸이크론 분리기로부터 핫더스트는 잠금장치에 의하여 버너로 이송된다. 고온가스 싸이크론 분리기와 용락가스화장치 사이의 압력차를 극복하기 위한 잠금장치는 더스트벙커, 핫더스트 슬라이드 밸브 및 인젝터와 버너로의 공급부재 형태의 버킷 휠 록크를 포함하고 있다.
블래이드 슬라이드 밸브(blade slide valve)는 보수와 유지를 위한 차단부재로서 설치되어 있다. 핫더스트는 잠금장치를 통해서 고온가스 싸이크론 분리기 내의 저압영역으로부터 용락가스화 장치상에 설치된 버너상의 고압영역으로 공급된다.
잠금장치는 가스와 더스트의 복귀와 흡입을 방지하며 더스트 공급을 차단할 수 있다. 고온 및 용락가스화 장치상의 버너와 고온 가스 싸이크론 분리기 사이의 압력차이 때문에, 본 발명에 따른 핫더스트 슬라이드 밸브는 수냉장치를 구비하고 있으며 단단하거나 소결된 금속이 밀봉면에 피복되어 있어서, 한편으로 신뢰할 만한 밀봉성과 다른 한편으로 이송되는 더스트에 의한 마찰작용에 견딜 수 있도록 구성되어 있다. 고온가스 싸이크론 분리기는 대개 판금으로 용접하여 조립되어 있고 라이닝되어 있다.
더스트 벙커는 라이닝된 판금 압력용기이다. 더스트 충전 레벨을 측정하기 위해서 방사능 시험탐침이 더스트 벙커에 설치되어 있다.
핫더스트 슬라이드 밸브는 케이싱에 대해 저손실(low-loss)로 냉각수를 살포하기 위한 밀링가공된 래버린스 구조물에 의해 그리고 밸브샤프트를 직접 냉각함으로써 수냉된다.
핫더스트 슬라이드 밸브 디스크는 공압 실린더에 의해 가동된다. 밸브 샤프트는 볼시이트와 팩킹박스에 의해 장착된다. 슬라이드 밸브 디스크와 슬라이드 밸브 디스크를 위한 슬라이드웨이는 단단하거나 소결된 금속으로 피복되어 있다.
버킷휠록크는 케이싱, 로터 및 버킷휠을 완전히 수냉한다. 버킷휠록크의 로터는 원추형으로 구성되어 있으며 고온 코발트 경합금인 경용접면(weld hard face)을 가지고 있다. 또한 로터는 필요한 밀봉을 보장하기 위하여 조정될 수 있다.
버너는 용락가스화 장치상에 직접 설치되어 산소에 의하여 핫더스트를 가스화한다. 버너는 완전히 수냉된다. 파이프의 나머지 부분에 세라믹 코드 덮개와 내열 내부관이 구비되어 있다.
정상적인 핫더스트 재순환 조건하에서, 블래이드 슬라이드 밸브와 볼콕크는 개방되어 있고, 유지 및 보수를 위해서만 폐쇄된다.
이제 본 발명을 실시예와 첨부된 도면을 참고로 해서 보다 상세히 설명한다.
제1도에 나타낸 것처럼 대략 850℃이고 주로 코크스와 철입자를 함유하는 더스트(1a)는 고온가스 싸이크론(1)에서 분리되고, 이 싸이크론(1)은 용접되고, 라이닝 된 강판구조물이다.
분리된 더스트(1a)는 잠금장치(2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 4)에 의해 버너(5)로 이송된다. 고온가스 싸이크론 분리기(1)와 용락가스화 장치(7) 상의 버너(5) 사이의 대략5Kpa인 압력차이를 극복하기 위하여, 잠금장치는 더스트벙커(2a, 2b), 핫더스트 슬라이드 밸브(3b), 블래이드 슬라이드 밸브(3a), 적어도 1개의 버킷휠록크(4) 및 볼콕크(3c)를 포함한다.
잠금장치(2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 4)는 고온가스 싸이크론 분리기(1) 내의 저압영역으로부터 용락가스화장치(7) 상에 위치되어 있는 버터(5) 상의 고압영역으로 핫더스트를 이송한다.
고온가스 싸이크론 분리기(1)에 이어 제1블래이드 슬라이드 밸브(3a)와 제1핫더스트 슬라이드 밸브(3b)가 위치한다. 다른 블래이드 슬라이드 밸브(3a)는 버킷록크(4)의 상·하 위치 그리고 버너(5)의 직상류에 설치된다.
블래이드 밸브(3a)와 볼콕크(3c)는 통상 개방되어 있고 유지 또는 보수를 위해서만 폐쇄된다. 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)는 더스트벙커(2a)의 상·하에 설치되어 있다. 더스트벙커(2a, 2b) 및 버킷휠록크(4)와 함께 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)는 핫더스트를 저압영역으로부터 고압영역으로 이송하는 잠금장치 역할을 한다. 핫더스트 슬라이드 밸브 구조물은 제2도를 참고로 해서 설명하겠다.
블래이드 밸브(3a)와 핫더스트 밸브(3b)에 의해 핫더스트는 제1더스트 벙커(2a)내로 전달되고, 그 다음에 제2더스트뱅커(2b)로 전달되고, 그 곳으로부터 버킷휠록크(4) 내로 전달된다.
더스트벙커(2a, 2b)는 라이닝된 판금 압력용기로서 구성된다. 충전 레벨을 측정하고 모니터하기 위해서 더스트벙커(2a, 2b)는 방사능 시험탐침을 포함한다. 더스트벙커(2a, 2b)의 상·하에 배치되어 있는 핫더스트밸브(3b)는 자동으로 작동한다.
버킷휠록크(4)는 인젝터(5a)와 하부 더스트벙커(2b) 사이에 설치되어 있으며 인젝터(5a)와 버너(5)에 대한 공급부재로 작용한다. 이것은 인젝터(5a)에 의해 조절되는 핫더스트를 운반하는데, 인젝터는 연료가스에 의해 더스트를 버너로 이송한다.
버킷휠록크(4)는 인젝터 이송장치에 공급물을 공급하는 기능을 하며 잠금장치내의 하부로부터 정상으로의 밀봉기능을 가지고 있다. 버킷휠록크(4)는 케이싱, 로터 및 샤프트를 가지고 있는 버킷휠을 완전히 수냉한다. 로터는 원추형으로 구성되어 있고 고온 코발트 경합금으로 제조된 경용접면을 구비하고 있다. 로터는 요구되는 밀봉을 영구히 보장하기 위하여 조정될 수 있다. 버너(5)는 용락가스화장치(7)에 직접 설치되어 산소에 의하여 핫더스트를 가스화 한다. 버너(5)는 완전히 수냉된다.
단열을 위해 그리고 변환하는 온도부하에 기인한 응력을 피하기 위해서, 고온 가스 싸이크론 분리기(1), 더스트벙커(2a, 2b), 블래이드 밸브(3a), 핫더스트밸브(3b), 버킷휠록크(4), 인젝터(5a) 및 버너(5)와 같은 상술한 더스트 재순환 성분의 연결파이프 길이부분(6)에는 세라믹코드 덮개와 내열 내부관이 구비되어 있다.
제2도는 본 발명에 따른 핫더스트 슬라이드 밸브를 통한 단면도이다. 핫더스트 슬라이드밸브(3b)는 기밀차단 부재인데, 이것은 공압 실린더에 의해 상·하로 가동된다. 핫더스트 밸브(3b)는 밸브케이싱(8)을 가지고 있는데, 밸브케이싱은 수냉 및 저손실 수냉 살포 목적으로 밀링가공된 래버린스 구조물(9)를 구비하고 있다. 밸브샤프트(10)도 수냉된다. 밸브샤프트(10)는 볼시이트(11)와 팩킹박스(12)에 의해 장착된다. 밸브디스크(13)는 공압실린더에 의해 가동된다. 밸브디스크(13)와 밸브디스크를 위한 슬라이드 웨이(14)는 마모를 방지하고 기밀을 보장하기 위해 단단하거나 소결된 금속으로 피복되어 있다. 핫더스트 슬라이드 밸브의 공급과 배출 연결부는 내열강으로되어 있는 내부관과 세라믹코드 덮개를 구비한다.

Claims (16)

  1. (2회정정) 파이프라인 시스템으로 통합되어 있는 고온가스 싸이크론 및 더스트벙커를 경유하여 가스화장치 또는 용락가스화 장치로부터 핫더스트를 재순환시키기 위한 방법에 있어서, 저압 구역인 고온가스 싸이크론 분리기(1)로부터의 핫더스트(1a)가 용락가스화 장치(7)에 대한 압력차를 극복하기 위해 잠금장치(2a, 2b, 3a, 3b, 4)에 의하여 버너(5)를 통하고 인젝터(5a)에 의해 용락가스화장치(7)로 공급되며, 잠금장치는 연속된 상부 더스트벙커(2a), 하부 더스트벙커(2b) 및 버킷휠록(4)을 가지고, 이들은 슬라이드 밸브(3a, 3b)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 핫더스트 재순환 방법.
  2. (삭제)
  3. (2회정정) 파이프라인 시스템으로 통합되어 있는 고온가스 싸이크론 및 더스트벙커를 경유하여 용락가스화 장치로부터 핫더스트를 재순환 시키기 위한 장치에 있어서, 고온 가스 싸이크론 분리기(1)와 용락가스화장치(7) 상에 설치된 버너(5) 사이에 연속된 상부 더스트벙커(2a), 하부 더스트벙커(2b), 및 버킷휠록(4)을 구비한 잠금장치가 제공되어 있고, 슬라이드 밸브(3a, 3b)가 이들 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. (정정) 제3항에 있어서, 고온가스 싸이크론 분리기(1)는 라이닝되고 판금용접된 구조물로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. (정정) 제3항에 있어서, 상부 더스트벙커(2a)와 하부 더스트벙커(2b)는 라이닝된 판금 구조물로부터 형성된 압력용기로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. (2회정정) 제5항에 있어서, 더스트벙커(2a, 2b)에 더스트(1a)의 충전레벨을 측정하기 위한 방사능 시험 탐침이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. (정정) 제3항에 있어서, 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)가 저손실 냉각수 살포를 위해 밀링가공된 래버린스 구조물(9)을 가지고 있는 밸브 케이싱(8)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. (정정)제3항 또는 제7항에 있어서, 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)가 수냉 밸브 샤프트(10)을 구비하고 있고 밸브디스크(13)가 공압실린더에 의해 가동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. (정정) 제3항에 있어서, 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)가 볼시이트(11)와 팩킹박스(12)에 의해 장착되어 있는 밸브샤프트(10)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. (정정) 제3항에 있어서, 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)는 밸브 디스크(13)와 밸브디스크(13)를 위한 슬라이드 웨이(14)를 구비하고 있고, 밸브디스크(13)와 슬라이드웨이(14)는 단단하거나 소결된 금속으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. (2회정정) 제3항 또는 제7항에 있어서, 핫더스트 슬라이드 밸브(3b)의 입구와 출구 연결부가 세라믹 코드 덮개와 함께 내열강으로 된 내부관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제3항에 있어서, 버킷휠록크(4)는 케이싱, 로터 및 샤프트를 갖는 버킷휠을 완전히 수냉시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. (정정) 제12항에 있어서, 로터가 원추형으로 구성되어 있으며, 내고온 코발트-경합금인 경용접면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. (2회정정) 제12항 또는 제13항에 있어서, 로터가 기밀을 유지하기 위하여 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제3항에 있어서, 버너(5)가 완전히 수냉되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. (정정) 제3항에 있어서, 내열 내부튜브를 가지는 연결 파이프 길이부분(6)에 세라믹 코드 덮개가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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