KR100396080B1 - 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 요소투입관의 외주면을 냉각수가 유통되도록 함으로서, 소각로의 열원으로부터 배관을 차단시켜 요소가 노즐에 고착되는 것을 방지할 수 있도록 된 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치를 제공함에 있다.

이에 본 고안은, 질소산화물 제거설비에 있어서, 요소투입관 외주면에 설치되어 냉각수가 유통되는 냉각수관과, 상기 냉각수관 외측에 설치되어 열전달을 차단하기 위한 진공관, 진공관 외측의 에어분사관을 고열로부터 방어하기 위해 외주면에 부착설치되는 노즐외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치를 제공한다.

Description

산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치{Device for protecting clog of urea nozzle}

본 발명은 스테인레스 소둔산세 공정의 질소산화물 제거설비에 관한 것으로, 특히, 질소산화물 제거설비의 요소 분사노즐의 막힘을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열간 압연한 스테인레스 열연코일은 1200℃ 고온에서 열처리를 통하여 열간 압연시 형성된 가공 조직을 재결정시켜 내부 응력을 제거하는 소둔 공정을 거친 후, 열간 압연된 코일의 표면에 생성된 산화성 스케일을 황산 등을 사용하여 화학적으로 제거하는 산세공정을 거치게 된다.

상기 산세공정은 숏트 블라스트와 스케일 브레이커에 의해 일단의 스케일이 제거된 스트립에 황산을 스트립 표면의 박리가 어려운 스케일 층에 깊숙히 침투시켜 스케일을 박리시키는 황산 산세 영역과, 혼산(질산, 불산)을 이용하여 스케일층을 용해시켜 블랙코일 상태의 코일을 화이트코일로 만드는 혼산 산세 영역으로 나뉜다.

여기서 혼산 산세 작업시 질산과 불산이 산에 용해된 스케일과 반응하면서 질소산화물(no_x)이 발생하게 되는 데, 이런 질소산화물은 대기를 오염시키는 유독성물질로서 질소산화물 제거설비를 거쳐 질소산화물을 제거시킨 후 대기로 방출하도록 되어 있다.

상기 질소산화물 제거설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 질소산화물 가스가 이동하는 이송관(200) 상에 연속배치되는 1차불소제거부(100)와, 소각로(110), 요소분사부(120), 촉매부(130)로 이루어져, 배출팬(140)에 의해 산세라인에서 유입된질소산화물 가스는 분사되는 물에 의해 불소를 제거시키고 버너(112)에 의해 350℃로 가열되어 에어와 함께 요소를 분사시킨 후 촉매부(130)에서 촉매작용을 통하여 질소산화물을 제거된 후 약 5ppm으로 정제되어 배출덕트(150)를 통해 대기로 방출되는 구조로 되어 있다.

그런데 종래에는 상기 요소분사과정에서 소각로 내의 열원에 의해 요소의 수분이 급격히 증발하거나 건조되어 고체화 현상이 발생함에 따라 요소투입관의 노즐이 막혀 원활한 분사가 이루어지지 않는 문제점이 발생하였다.

따라서 작업자가 고착 요소 점검구를 통해 수시로 점검을 실시해야 하는 불편함이 있고, 협소한 공간에서 점검 및 고착된 요소 제거를 해야 하므로 안전사고의 위험이 높다는 문제점이 있다.

또한 촉매역할을 수행하지 못함에 따라 질소산화물이 대기 중으로 그대로 방출되어 심각한 대기 오염을 유발시키게 되고, 노즐 청소를 위해서 산세라인의 가동을 멈춰야 하고 청소와 소각로 승온에 약 4시간이 소요되므로 생산에 막대한 손실이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 요소투입관의 외주면을 냉각수가 유통되도록 함으로서, 소각로의 열원으로부터 배관을 차단시켜 요소가 노즐에 고착되는 것을 방지할 수 있도록 된 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 질소산화물 제거설비를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 요소노즐 막힘 방지장치를 도시한 일부 절개 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 요소노즐 막힘 방지장치에서 요소 제거부를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 요소투입관 12 : 분사노즐

20 : 원판 30 : 에어분사관

40 : 냉각수관 42 : 공급파이프

44 : 배출파이프 50 : 진공관

60 : 노즐외피 70 : 침적관

72 : 이송스크류 74 : 구동모터

76 ; 배출관 78 : 요소받이통

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 요소투입관 외주면에 설치되어 요소투입관을 외부 열원으로부터 차단시켜 온도상승을 방지하기 위한 냉각부와, 질소산화물 이송관 저면에 설치되어 요소투입관의 노즐로부터 흘러내려 굳어진 요소를 제거시키기 위한 제거부를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 질소산화물 제거설비를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 요소노즐 막힘 방지장치를 도시한 일부 절개 사시도이다.

상기한 도면에 의하면, 요소투입관(10)은 버너(112)가 설치된 소각로(110)와 촉매부(130) 사이의 질소산화물 이송관(200)에 설치되고, 요수투입관(10) 외주면으로 냉각부가 설치되며, 제거부는 요소투입관(10) 바로 밑의 이송관(200) 저면에 설치되어 있음을 알 수 있다.

요소투입관(10)은 이송관(200) 일측에 일체로 돌출형성된 연결관(202)에 볼트결합되어 설치되는 데, 이를 위해 요소투입관(10) 하부에 고정설치되는 원판(20)에 연결관(202)으로 삽입되는 수직의 플랜지(22)를 부착하고 플랜지(22)와 연결관(202)에 각각 볼트체결홀(24)을 형성한다.

상기 냉각부는 요소투입관(10)과 이 요소투입관(10)의 외주면을 감싸며 설치되는 에어분사관(30) 사이에 설치되는 것으로, 요소투입관(10) 외주면에 설치되어 냉각수가 유통되는 냉각수관(40)과, 이 냉각수관(40) 외주면에 설치되어 열전달을 차단하기 위한 진공관(50), 및, 상기 에어분사관(30)을 고열로부터 방어하기 위해 외주면에 부착설치되는 노즐외피(60)로 이루어진다.

상기 노즐외피(60)는 충격과 화염에 강한 스테인레스재질 파이프로 제작된다.

여기서 본 발명에 따르면, 냉각수는 냉각수관(40)으로 유입되어 진공관(50)으로 밀폐되어 있는 공간(요소투입관(10)과 진공관(50) 사이의 공간)을 통해 배출된다.

즉, 상기 냉각수관(40)은 요소투입관(10) 하부의 원판(20)에 설치된 공급파이프(42)와 연결되어 냉각수를 공급받도록 되어 있고, 냉각수관(40)은 냉각효율 향상을 위해 요소투입관(10)의 외주면에 나선형으로 감아 노즐 선단까지만 설치되며, 냉각수관(40) 끝에서 토출되는 냉각수는 외측의 진공관(50)과 요소투입관(10) 사이의 공간을 통해 배출파이프(44)로 빠져나가도록 되어 있다.

이와 같이 본 고안은 가장 외측의 노즐외피(60), 노즐외피(60) 내부에 설치되는 에어분사관(30), 에어분사관(30) 내부에 설치되는 진공관(50), 진공관(50) 내부에 설치되고 요소투입관(10) 표면에 감겨 설치되는 냉각수관(40)이 차례로 배열 되어 요소투입관(10)을 열원으로부터 차단시키게 된다.

한편, 상기 요소 제거부는 설비사고나 이상 운전시 요소 분사노즐(12)로부터 흘러내린 요소가 이송관(200) 저면에 쌓인 경우 이를 신속하게 제거하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 이송관(200) 하부에 길이방향으로 부착설치되고 윗면이 이송관(200) 내부와 통하도록 연결되어 흘러내리는 요소가 침적되는 침적관(70)과, 이 침적관(70) 내부에 길이방향으로 놓여져 침적되어 굳어진 요소를 이송시키기 위한 이송스크류(72), 침적관(70) 외측에 설치되어 상기 이송스크류(72)를 회전시키기 위한 구동모터(74), 침적관(70) 일측 선단에 설치되어 이송되는 요소를 배출시키기 위한 배출관(76) 및, 배출관(76)을 통해 떨어지는 요소를 받아내기 위한 요소받이통(78)으로 이루어진다.

여기서 미설명부호인 (80)는 이송스크류(72) 선단에 설치되는 베어링블럭이다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

질소산화물을 제거하기 위해서 이송관(200) 내부로 요소를 투입하게 되는 데, 요소는 요소투입관(10)을 통해 요소투입관(10) 선단의 분사노즐(12)로부터 토출되고, 요소투입관(10) 외측을 감싸는 에어분사관(30)에서 토출되는 에어에 의해 이송관(200) 내부의 질소산화물에 분사되게 된다.

이 때 소각로(110) 점화와 동시에 냉각수를 냉각수 공급파이프(42)를 통해 냉각수관(40)으로 공급하여 요소투입관(10)과 분사노즐(12)을 냉각시켜 줌으로서 초기 요소 공급시 소각로(110) 열원에 의해 요소가 굳어져 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

즉, 냉각수는 냉각수 냉각수관(40)을 통해 요소투입관(10)을 감싸며 투입관(10)의 외주면을 따라 순환한 후 냉각수관(40) 끝단을 통해 요소투입관(10)과 진공관(50) 사이의 밀폐공간으로 빠져나와 상기 공간에 연결되어 있는 배출파이프(44)를 통해 빠져나가게 된다.

이 과정에서 최초 저온의 냉각수가 요소투입관(10)에 밀착되어 투입관(10)을 냉각시키고, 냉각수관(40)을 빠져나온 냉각수는 요소투입관(10)과 진공간 사이의공간을 거치면서 냉각수관(40)을 외부 열원으로부터 차단시켜주게 되어 2중으로 열원을 차단함으로서, 요소가 열에 의해 굳어지는 것을 막아 요소 흐름을 원활히 하게 된다.

또한 상기 냉각수관(40) 외부에는 밀폐된 진공관(50)을 통해 밀봉함으로서 냉각수 흐름과 냉각효과를 증대시키고 열전도도를 낮추는 효과를 얻게 된다.

에어분사관(30) 외부를 감싸는 노즐외피(60)의 출구쪽은 요소 분사노즐(12)보다 전방으로 확장되어 있어서 충격이나 화염으로부터 요소를 보호 할 수 있게 된다.

한편, 설비사고나 이상 운전인 경우에는 요소투입관(10)의 분사노즐(12)로부터 요소가 흘러나오게 되는 데, 이렇게 흘러나온 요소는 이송관(200) 저면의 침적관(70)에 쌓이게 된다.

이 경우 작업자는 스위치 등을 조작하여 구동모터(74)를 작동시키게 되면 이송관(200) 저면의 침적관(70)에 쌓여 굳어있는 요소를 이송스크류(72)에 의해 파쇄하여 제거할 수 있게 된다.

구동모터(74)가 작동하게 되면 모터(74)의 회전축에 연결되어 있는 이송스크류(72)가 침전관 내에서 회전하면서 침적관(70)에 쌓여 굳어있는 요소를 부스러뜨리게 되고 잘게 부스러진 요소는 이송스크류(72)를 따라 이동되어 침전관 일측에 설치된 배출관(76)을 통해 빠져나가게 된다.

여기서 배출관(76) 하부에는 요소받이통(78)이 놓여져 있어서 배출관(76)으로부터 나오는 요소가루를 받아 모을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치에 의하면, 요소 투입관 및 노즐 부위에 요소 고착이 방지되므로 요소 불량 투입에 따른 질소산화물 대기방출을 막아 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 라인 멈춤을 줄여 생산량을 중대시킬 수 있고, 라인 멈춤시 발생되는 스트립의 얼룩 등과 같은 결함을 없앰으로서 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 안전 측면에서는 협소한 작업 공간내에서 요소 노즐을 분해 청소하므로서 오는 작업자의 위험 재해 요인을 제거할 수 있으며 작업능율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 이송관 상에 연속배치되는 1차불소제거부와, 소각로, 요소분사부, 촉매부로 이루어져, 스테인레스 산세공정에서 배출된 질소산화물을 제거하기 위한 질소산화물 제거설비에 있어서,

   상기 요소분사부가 요소투입관 외주면에 설치되어 냉각수가 유통되는 냉각수관과, 상기 냉각수관 외측에 설치되어 열전달을 차단하기 위한 진공관, 진공관 외측의 에어분사관을 고열로부터 방어하기 위해 외주면에 부착설치되는 노즐외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수관은 공급파이프와 연결되어 요소투입관의 외주면에 나선형으로 감아 요소투입관의 노즐 선단까지 설치되며, 냉각수관 끝에서 토출되는 냉각수는 외측의 진공관과 요소투입관 사이의 공간을 통해 배출파이프로 빠져나가도록 된 것을 특징으로 하는 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이송관 하부에 길이방향으로 부착설치되고 윗면이 이송관 내부와 통하도록 연결되어 요소투입관 노즐로부터 흘러내리는 요소가 침적되는 침적관과, 침적관 내부에 길이방향으로 놓여져 침적되어 굳어진요소를 이송시키기 위한 이송스크류, 침적관 외측에 설치되어 상기 이송스크류를 회전시키기 위한 구동모터, 침적관 일측 선단에 설치되어 이송되는 요소를 배출시키기 위한 배출관 및, 배출관을 통해 떨어지는 요소를 받아내기 위한 요소받이통으로 이루어진 질소 제거부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 산세공정 질소산화물 제거설비의 요소노즐 막힘 방지장치.