KR100372388B1 - Reaction gas and solid feed method and apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응기체와 고체를 수용하고 또한 반응기체와 고체를 현수용광로에 전달하기 위한 최소한의 도관을 포함하고, 대부분 이상의 반응기체가 고체공급채널 주위의 반응기체채널을 통하여 현수용광로에 공급되는, 현수용광로에 반응기체 및 고체를 공급하는 방법과 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 현수용광로의 측면상의 단부 근처에 필수적으로, 상기 반응기체채널 (3)내에, 조절부재 (8)를 설치함으로써, 현수용광로에 공급된 반응기체의 유동속도는 필수적으로 연석적으로 제어될 수 있다.The present invention is directed to a process for the preparation of a suspension furnace which comprises a minimum conduit for receiving a reactant gas and a solid and for transferring the reactant gas and solid to a suspension furnace, And more particularly, to a method and apparatus for supplying a reaction gas and a solid to a suspending furnace. According to the present invention, by providing the regulating member 8 in the reaction gas channel 3 essentially near the end on the side of the suspending furnace, the flow rate of the reactive gas supplied to the suspending furnace is essentially calcined Lt; / RTI >

Description

반응기체 및 고체 공급 방법과 장치Reaction gas and solid feed method and apparatus

본 발명은 반응기체의 유량이 반응기체 도관과 현탁 용광로의 접합점 근처에서, 반응기체 도관에 설치된 조절부재에 의해 조절되도록, 현탁용광로에 반응기체와 고체를 공급하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is directed to a method and apparatus for supplying a reactive gas and a solid to a suspended furnace so that the flow rate of the reactive gas is controlled by a regulating member disposed in the reactive gas conduit near the junction of the reactive gas conduit and the suspended blast furnace.

현탁 용광로 내에 효율적인 현탁액을 만들기 위해서, 반응기체의 유량은 고체량의 변동에 관계없이, 반드시 일정한 크기로 유지되도록 계획되어야 한다. 예를 들어, 현탁 용광로에 공급되는 고체량이 어떤 이유로 감소될 때, 반응기체량 또한 감소되어야 한다. 반응기체량이 감소될 때, 반응기체의 횡단유동면적이 동일하게 유지된다면 반응기체의 유량 또한 감소한다. 반응기체의 유량은 효과적인 현탁액을 만들기 위한 중요한 요소이며, 따라서 현탁 용광로의 반응기체의 유량은 여러 가지 다양한 방법으로 조절된다.In order to make an efficient suspension in a suspended furnace, the flow rate of the reactant gas must be designed to be maintained at a constant size, regardless of variations in the solids content. For example, when the amount of solids fed to the suspended furnace is reduced for some reason, the reactor weight must also be reduced. When the amount of reactive gas is reduced, the flow rate of the reactive gas also decreases if the transverse flow area of the reactive gas remains the same. The flow rate of the reactant gas is an important factor in making an effective suspension, so the flow rate of the reactant gas in the suspended furnace is controlled in a variety of different ways.

미합중국 특허번호 제 4,331,087 호는 현탁 용광로의 반응실내에 발생하는 반응을 취급한다; 반응기체와 고체물질 사이에 충분한 속도 차이를 발생시키기 위하여, 외부로부터 오는, 고체의 운동에너지를 이용함으로써, 수렴 원추 활주 표면에 의해 형성되는 고체의 환상유동과 만나도록, 반응기체는 강한 난류운동으로 설정된다. 상기 미합중국 특허번호 제 4,331,087 호에 언급된 반응기체의 조절방법은 반응기체의 순환을 조절하는 것에만 관한 것이며, 따라서 주로 버너의 중심축선 방향으로, 선형 가스 속도를 조절하는데 사용할 수 없다.U.S. Patent No. 4,331,087 deals with reactions occurring in the reaction chamber of a suspended furnace; In order to generate a sufficient velocity difference between the reaction gas and the solid material, the reaction gas is subjected to a strong turbulent movement so as to meet the solid annular flow formed by the converging conical sliding surface, by using the kinetic energy of the solid, Respectively. The method of controlling the reactive gas mentioned in U.S. Patent No. 4,331,087 relates only to regulating the circulation of the reactant gas and thus can not be used to control the linear gas velocity, mainly in the direction of the central axis of the burner.

핀란드공화국 특허출원번호 제 922,530 호 및 제 932,458 호에 있어서, 기체유량은 기체유동을 하나 또는 몇 개의 환상유동으로 용광로의 반응공간으로 배출시킴으로써 제어되어, 배출속도는 채널의 개수를 조절함으로써 한정된다. 따라서, 선택된 유량과 기체속도에 따라서, 기체는 집중배출 지점에 대하여 집중배출지점과 다양한 거리로 반경방향으로 반응공간으로 배출된다.In Finland, in patent applications Nos. 922,530 and 932,458, the gas flow rate is controlled by discharging the gas flow into one or several annular flows into the reaction space of the furnace so that the discharge rate is limited by adjusting the number of channels. Thus, depending on the selected flow rate and gas velocity, the gas is radially discharged into the reaction space at various distances from the central discharge point with respect to the central discharge point.

본 발명의 목적은 종래 기술의 일부 결점을 제거하여 반응기체와 고체를 현탁 용광로 공급하는 개선되고 보다 효율적인 방법을 달성하는데 있고, 또한 반응기체 도관의 횡단면적이 반응기체 도관과 현탁 용광로의 접합점 근처에서, 즉 현탁 용광로에 공급된 고체의 배출지점 근처에 연속적으로 유리하게 제어될 수 있는 장치를 달성하는데 있다.It is an object of the present invention to achieve an improved and more efficient method of eliminating some of the disadvantages of the prior art to supply reactant gases and solids into the suspended furnace and also to provide a process for the production of That is, near the discharge point of the solid supplied to the suspended blast furnace.

본 발명의 방법과 장치에 있어서, 반응기체의 유량은 반응기체 도관 내에 설치된 조절부재에 의해 연속적으로 반응기체 도관의 횡단면적을 유리하게 조절함으로써 제어된다. 조절부재는 현탁 용광로의 측면 상에 있는 반응기체 도관의 단부 근처에 설치된다. 더욱이 조절부재는 연결부재에 의해서 연결된다. 상기 연결부재는 전달축에 의해 반응기체 도관 외부에 제공되는 액추에이터에 연결된다.In the method and apparatus of the present invention, the flow rate of the reactant gas is controlled by advantageously regulating the cross-sectional area of the reactant gas conduit continuously by means of a regulating member disposed within the reactant gas conduit. The control member is installed near the end of the reactant gas conduit on the side of the suspended furnace. Further, the adjustment member is connected by a connecting member. The connecting member is connected to an actuator provided outside the reaction gas conduit by a transmission shaft.

본 발명에 따라서, 반응기체의 유량은 기본적으로 하나의 환상으로만 연속적으로 조절됨으로써, 반응기체가 반응공간으로 배출되는 지점 근처에서 조절이 이루어진다. 고체의 배출 오리피스는 기체배출 오리피스 근처에 유리하게 위치한다. 유량이 조절된 경우, 고체의 배출지점에 대한 반응기체의 배출지점은 변하지 않는다. 더욱이, 반응기체의 유량 조절은 기본적으로 배출 오리피스에서 수행되며, 이 경우 조절에 의한 유량은 현탁액을 형성하기 위하여 기체유동이 고체유동과 만날 수 있을 때까지 유지된다. 따라서, 바람직한 혼합효과가 달성되고, 반응기체와 고체 사이의 반응은 제어된 형태로 나타난다.According to the present invention, the flow rate of the reactant gas is basically continuously controlled only in one annular phase, so that adjustment is made near the point where the reactant gas is discharged to the reaction space. The solid discharge orifice is advantageously located near the gas discharge orifice. When the flow rate is controlled, the discharge point of the reaction gas to the discharge point of the solid does not change. Moreover, the flow rate control of the reactive gas is basically carried out in the discharge orifice, where the controlled flow rate is maintained until the gas flow can meet the solid flow to form the suspension. Thus, the desired mixing effect is achieved, and the reaction between the reaction gas and the solids appears in a controlled form.

본 발명에 따라 수행된, 반응가스의 배출 오리피스에서 횡단면적의 조절은 유량의 광범위한 작동영역에서 선형 형태로 작동한다. 본 발명에 따라서, 반응기체의 횡단유동면적은 유동채널벽에 지지되는 이동 가능한 조절부재에 의해 유리하게조절된다. 바람직하게, 조절부재는 예를들어 유동채널벽의 반대측면상에서 모든 조절부재에 공통된 연결부재에 대하여 이동 가능하게 지지되는 링섹터들이다. 상기 연결부재는 구동축에 의해 반응기체의 유동채널 외부에 설치된 액추에이터에 연결된다.Adjustment of the cross-sectional area in the discharge orifice of the reaction gas, carried out in accordance with the present invention, operates in a linear fashion in a wide range of operating conditions. According to the present invention, the transverse flow area of the reactive gas is advantageously controlled by a movable regulating member supported on the flow channel walls. Preferably, the adjustment member is ring sectors that are movably supported with respect to a link member common to all adjustment members, for example on the opposite side of the flow channel wall. The connecting member is connected to an actuator provided outside the flow channel of the reaction gas by a driving shaft.

액추에이터에는 수동 또는 원격제어가 제공될 수 있으며, 고체량이 변동하는 동안에, 액추에이터에 의해 반응기체 유동채널의 횡단면적은 유리하고 신속하게 변해서, 반응기체의 유량은 연속적으로 유지될 수 있다.The actuator may be provided with a manual or remote control, and the transverse area of the reactant gas flow channel is advantageously and rapidly changed by the actuator during the fluctuation of the solid amount, so that the flow rate of the reactant gas can be maintained continuously.

본 발명에 따라 조절부재로 사용된 링섹터의 개수는 예를 들어 8개 일 수 있으며, 섹터의 폭은 135도 일 수 있고, 이 경우 조절될 링섹터는 3 층의 겹친 형태로 위치한다. 그러나, 조절부재의 개수는 4 내지 10 으로 변경할 수 있으며 , 이 경우 섹터의 범위 또한 변할 수 있다.The number of ring sectors used as control elements in accordance with the present invention may be, for example, eight, and the width of the sector may be 135 degrees, in which case the ring sector to be controlled is placed in a three-layer overlapping form. However, the number of adjustment members can be varied from 4 to 10, in which case the range of sectors can also vary.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 링섹터의 개수는 4 개이며, 단일섹터의 폭은 90 도이다. 조절부재는 반응기체 유동채널과 대략 동일한 레벨에서, 서로에 대해 인접하여 설치된다. 본 발명의 장치에 의해, 횡단유동면적은 반응기체의 비조절 횡단면적의 100 - 20 % 의 면적 이내로 유리하게 조절될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the number of ring sectors is four, and the width of a single sector is 90 degrees. The regulating members are installed adjacent to each other at approximately the same level as the reactant gas flow channels. With the apparatus of the present invention, the transverse flow area can advantageously be controlled within an area of 100 - 20% of the unregulated cross-sectional area of the reactive gas.

본 발명의 장치에 의한 반응기체의 횡단유동면적의 조절은 유동의 국부적인 난류의 내측 에너지를 증가시킨다. 그러나, 상기 에너지의 증가는 기체유동의 충격량을 감소시킬 시간은 없으나, 고체 및 기체상의 혼합을 촉진시키고, 따라서 반응조건을 향상시키고 또한 반응을 증대시킨다.Control of the transverse flow area of the reactive gas by the apparatus of the present invention increases the inner energy of the local turbulence of the flow. However, the increase in energy does not have the time to reduce the amount of impingement of the gas flow, but it promotes solid and gaseous phase mixing, thus enhancing the reaction conditions and also increasing the reaction.

본 발명의 장치는 첨부도면을 참조하여 상세히 후술된다.The apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

제 1 도는 집중식 채널 (1) 을 경유하여 버너로 농축물이 공급되는 집중식버너에서의 본 발명의 조절장치를 도시한다. 집중식 채널의 개수는 하나 또는 여러 개 일 수 있다. 일부의 가공기체, 일반적으로 산소가 풍부한 공기가 도관(3) 을 경유하여 공기실 (2) 로 전달된다. 기체 도관 (3) 의 개수는 하나 또는 여러 개 일 수 있다. 집중식 버너는 중앙제트 분배기 (4) 와 중앙 산소창 (5)을 구비한다. 중앙제트 분배기를 포위하는 집중식 채널로부터 집중식 배출 오리피스 (6) 를 경유하여 현탁 용광로의 반응공간으로 농축물이 배출된다. 산소가 풍부한 공기가 집중식 채널을 포위하는 하나의 환상 공기채널을 통해 공기배출 오리피스 (7) 를 경유하여 배출된다. 본 발명에 따른 조절장치는 버너 외부에 설치된 액추에이터 (10) 와, 트랜스미션 (11)을 갖춘 구동축 및 공기채널 벽에 지지된 이동 가능한 조절부재 (8) 를 포함한다. 액추에이터의 작동은 수동 또는 원격제어로 제어될 수 있다. 액추에이터의 운동은 기어구동에 의해 구동축 (10)의 회전운동으로 전환된다. 구동축 (10) 의 회전운동은 또한 기어구동에 의해 공기채널 주위에 설치된 구동링 (9) 의 회전운동으로 전달된다. 구동링 (9) 아래에서, 공기채널과 관련하여 제공된 조절부재 (8) 는, 한 면에서는 공기채널과 관절 연결되고, 반대편에서는 구동링 (9) 과 관절 연결되는 몇 개의 링섹터로 구성된다. 구동링 (9) 의 회전운동은 링섹터 (8) 의 구동링 (9) 에 관절 연결된 측면은 공기채널 쪽으로 이동시키며, 이 경우 반응기체의 유동채널의 유동면적은 감소되어, 반응기체 배출 오리피스의 외주는 원형을 유지한다. 반대 방향에서의 구동링 (9) 의 회전운동은 조절부재 (8) 를 반응기체 유동채널로부터 이격시켜서, 반응기체 유동채널의 유동면적은 증가하고, 반응기체의 유량은 감소한다.1 shows a control device according to the invention in a centralized burner in which a concentrate is supplied via a centralized channel 1 to a burner. The number of centralized channels may be one or several. Some processing gas, typically oxygen-enriched air, is delivered to the air chamber 2 via the conduit 3. The number of gas conduits 3 may be one or more. The centralized burner has a central jet distributor (4) and a central oxygen window (5). The concentrate is discharged from the centralized channel surrounding the central jet distributor to the reaction space of the suspended furnace via the centralized discharge orifice (6). Oxygen enriched air is discharged via the air discharge orifice (7) through one annular air channel surrounding the centralized channel. The adjusting device according to the present invention comprises an actuator 10 installed outside the burner, a drive shaft with a transmission 11 and a movable adjustment member 8 supported on the air channel wall. The operation of the actuator can be controlled by manual or remote control. The movement of the actuator is converted to the rotational motion of the drive shaft 10 by the gear drive. The rotational motion of the drive shaft 10 is also transmitted by the rotational movement of the drive ring 9 provided around the air channel by gear drive. Below the drive ring 9, the adjustment member 8 provided in relation to the air channel consists of several ring sectors articulated on one side and air-channel on the opposite side and articulated with the drive ring 9 on the opposite side. The rotational movement of the drive ring 9 moves the side jointed to the drive ring 9 of the ring sector 8 toward the air channel where the flow area of the flow channel of the reactive gas is reduced, The outer circumference maintains its original shape. The rotational movement of the drive ring 9 in the opposite direction separates the regulating member 8 from the reactant gas flow channel such that the flow area of the reactant gas flow channel increases and the flow rate of the reactant gas decreases.

제 2 도의 A 점은 조절부재 (8) 가 완전히 개방되고, 반응기체가 유동채널(12) 의 영역을 통과하여 배출되는 경우를 설명한다. B 점은 조절부재(8)가 반응기체 유동채널의 횡단유동면적을 줄이는 위치에 있으므로, 반응기체가 반응기체 채널의 비어있는 영역만을 따라 배출되는 경우를 도시한다.The point A in FIG. 2 illustrates the case where the regulating member 8 is completely opened and the reactive gas is discharged through the region of the flow channel 12. Point B shows the case where the regulating member 8 is positioned to reduce the transverse flow area of the reactant gas flow channel so that the reactant gas is discharged only along the vacant region of the reactant gas channel.

제 3 도는 작동영역에서 소망 유량이 100 m / s ± 20 m / s 인 경우의 예를 나타낸다. 본 발명에 따른 조절장치로는 작동영역이 7,200 - 48,000 m3/ h의 범위에 달하고, 반면에 비조절장치로는 작동영역이 32,000 - 48,000 m3/ h 의 범위에 달한다. 원격제어로 작동할 때, 조절부재는, 예를 들어 공급된 고체량이 변하는 경우, 소망 유량을 자동적으로 조절하는 프로세스 컴퓨터에 직접 연결될 수 있다.FIG. 3 shows an example of a case where the desired flow rate in the operating region is 100 m / s ± 20 m / s. With the regulating device according to the invention, the operating range is in the range of 7,200 - 48,000 m 3 / h, while in the unregulated device the operating range is in the range of 32,000 - 48,000 m 3 / h. When operating with remote control, the control member can be directly connected to the process computer, which automatically adjusts the desired flow rate, for example, when the supplied amount of solids changes.

상기 명세서에서 본 발명의 장치는 바람직한 하나의 실시예만을 참조하여 기술하였으나, 본 발명은 첨부한 특허청구 범위 내에서 광범위하게 변형 될 수 있음은 당연히 자명하다.While the apparatus of the present invention has been described with reference to only one preferred embodiment, it is obvious that the present invention can be widely modified within the scope of the appended claims.

제 1 도는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도시하는 부분측단면도.FIG. 1 is a partial side sectional view showing a preferred embodiment according to the present invention. FIG.

제 2 도는 두 가지 다른 조절위치에서의 제 1 도의 실시예를 도시하는 도면.Fig. 2 shows an embodiment of a first view in two different adjustment positions; Fig.

제 3 도는 제 1 도의 실시예의 작동범위를 도시하는 선도.Fig. 3 is a diagram showing the operating range of the embodiment of Fig. 1; Fig.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※[Description of Reference Numerals]

1 : 집중식 채널 2 : 공기실1: Centralized channel 2: air chamber

3 : 도관 4 : 중앙제트 분배기3: conduit 4: central jet distributor

5 : 중앙 산소창 6 : 집중식 배출 오리피스5: central oxygen window 6: centralized discharge orifice

7 : 공기배출 오리피스 8 : 조절부재7: air discharge orifice 8: regulating member

9 : 구동링 10 : 액추에이터9: drive ring 10: actuator

11 : 트랜스미션 12 : 유동채널11: Transmission 12: Flow channel

Claims (10)

반응기체와 고체를 수용하고 또한 반응기체와 고체를 현탁 용광로에 전달하기 위한 1 이상의 도관을 포함하고, 대부분의 반응기체가 고체 공급용 채널을 포위하는 반응기체 채널을 통하여 현탁 용광로에 공급되는, 현탁 용광로에 반응기체 및 고체를 공급하는 방법에 있어서,Wherein one or more conduits for receiving the reactive gas and solids and for delivering the reactive gas and solids to the suspended furnace and wherein most of the reactant gas is fed to the suspended furnace through reaction gas channels surrounding the solid feed channels, A method for supplying a reaction gas and a solid to a furnace, 현탁 용광로에 공급되는 반응기체의 유량은 상기 현탁 용광로의 측면 상의 단부 근처에서 상기 반응기체 채널 (3) 에 설치된 조절부재 (8) 에 의해, 연속적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the flow rate of the reactive gas supplied to the suspended furnace is continuously regulated by the regulating member (8) provided in the reactive gas channel (3) near the end on the side of the suspended furnace. 제 1 항에 있어서, 상기 반응기체의 유량은 상기 반응기체 채널내의 횡단면적에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the flow rate of the reactant gas is controlled by the cross-sectional area within the reactant gas channel. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반응기체의 유량은 하나의 환상 부분으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the flow rate of the reaction gas is adjusted to one annular portion. 반응기체와 고체를 수용하고 또한 반응기체와 고체를 현탁 용광로에 전달하기 위한 1 이상의 도관을 포함하고, 대부분의 반응기체가 고체공급채널을 포위하는 반응기체채널을 통하여 상기 현탁 용광로에 공급되는, 현탁 용광로에 반응기체 및 고체를 공급하는 제 1 항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서,Wherein at least one conduit for receiving the reactive gases and solids and for delivering the reactive gases and solids to the suspended furnace is supplied to the suspended furnace through reaction gas channels surrounding the solid feed channels, An apparatus for carrying out the process according to claim 1 for supplying a reaction gas and a solid to a furnace, 연속적으로 상기 반응기체채널 (3) 의 횡단유동면적을 조절하기 위한 조절부재 (8) 가 상기 현탁 용광로의 측면 상의 단부 근처에서 상기 반응기체채널 (3)내에 설치되며, 상기 조절부재 (8) 는 상기 반응기체채널 주위에 설치된 연결부재(9) 에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.An adjusting member 8 for adjusting the transverse flow area of the reaction gas channel 3 is provided in the reaction gas channel 3 near the end on the side of the suspended blast furnace, Are interconnected by a connecting member (9) installed around the reaction gas channel. 제 4 항에 있어서, 상기 조절부재 (8) 는 링섹터인 것을 특징으로 하는 장치.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that said control member (8) is a ring sector. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 조절부재 (8) 의 개수는 4 내지 10 개인 것을 특징으로 하는 장치.6. An apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the number of said adjusting members (8) is between 4 and 10. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 조절부재 (8) 는 서로에 대해 겹치는 형상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.6. An apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the adjustment members (8) are installed in a shape overlapping with each other. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 조절부재 (8) 는 수동으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the control member (8) is manually adjustable. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 조절부재 (8) 는 원격제어로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the control member (8) is adjustable by remote control. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 반응기체채널 (3) 의 횡단면적은 상기 조절부재 (8) 에 의해 전체 횡단면적의 비조절영역의 100 % 내지 20% 범위 이내에서 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the cross-sectional area of the reaction gas channel (3) is adjustable by the regulating member (8) within a range of 100% to 20% .
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