KR100489233B1 - 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조경유 생산설비에서 배출되는 가스를 처리하는 장치에 관한 것으로, 배출가스내의 조경유 성분을 회수하고 재활용하며 가스를 여과하여 배출함으로서 환경오염을 방지하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치에 관한 것이다.

본 발명은, 흡입관이 외주상에 고정된 원통형의 바디와, 상기 바디내에 통기관을 고정시키며 상기 바디 내부를 분할하는 차단부재를 구비한 원심분리부; 상기 바디의 하부에 결합되고 외주상에 조경유 배출관이 형성되어 있는 몸체와, 상기 몸체의 하부에 연결된 수공급배관을 구비하는 유수분리부; 및 상기 바디의 상부에 결합되고 통기파이프가 고정되며 외측에 제 1노즐수배출관과 제 1노즐수공급관이 고정된 케이스와, 상기 케이스의 상부에 고정된 다수개의 노즐헤드, 및 상기 케이스의 상부에 연결되는 벤트를 구비하는 불순물 제거부;를 포함하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치를 제공한다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따르면, 배출되는 가스에 포함된 조경유 성분과 이물질이 제거된 기체를 배출함으로서 대기 및 수질오염을 방지하고, 가스내의 조경유 성분을 회수하여 재활용함으로서 비용을 절감하는 효과를 제공한다.

Description

조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치{A GAS PROCESSING APPARATUS CAPABLE OF COLLECTING CRUDE LIGHT OIL FROM EJECTION GAS}

본 발명은 조경유 생산설비에서 배출되는 가스를 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배출되는 가스내의 조경유 성분을 회수하고 재활용하며 가스내의 불순물을 제거하여 배출함으로서 환경오염을 방지하고 비용을 절감할 수 있는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치에 관한 것이다.

조경유란 벤젠, 톨루엔, 크실렌(이하, 벤졸이라 함)의 화합물로서 코크스 오븐가스(COG) 정제시 얻어지는 부산물인데, 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 석탄건류 작업시 발생되는 코크스 오븐가스로부터 탈벤유에 의해 벤졸등을 포집함으로서 얻어진다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 포집탑(100)은 코크스 오븐가스가 하측부로 인입되어 상측부로 배출되는 동안 상기 코크스 오븐가스로부터 벤졸을 포집한다.

즉, 상기 포집탑(100)내에서는 탈벤유(absorbing oil)가 상부로부터 분사되는데, 상기 분사되는 탈벤유속으로 코크스 오븐가스를 통과시키면 상기 탈벤유는 코크스 오븐가스로부터 벤졸을 흡수하므로 함벤유(벤졸을 포함한 탈벤유)로 변하게되고, 상기와 같이 생성된 함벤유는 함벤유 탱크(102)로 보내진다.

상기와 같이, 함벤유 탱크(102)내로 이송된 함벤유는 벤졸이 함유된 증기와의 열교환을 위해 콘덴서(104)를 통과하며 증류탑(106) 상부로부터 배출되는 고온의 증기를 응축시켜 승온되고, 예열기(108)를 통과하며 상기 증류탑(106)으로부터 배출되는 고온의 탈벤유와 열교환하면서 승온된다.

상기와 같이 승온된 함벤유는 가열로(110)를 거치며 코크스 오븐가스의 연소에 의한 최종 승온과정을 거친 후 증류탑(106)내로 인입된 후 증류되어 조경유(crude light oil)를 생성하고, 상기 포집탑(100)으로 재투입됨으로서 코크스 오븐가스로부터의 벤졸의 회수는 반복적으로 이루어진다.

이때, 상기 탈벤유의 조성과 점도를 일정하게 유지하기 위해 상기와 같이 연속순환공정을 순환하는 탈벤유 중에서 일정량을 탈피치탑(112)으로 인입시켜 스팀증류에 의한 방법으로 고비점물질을 추출하여 배출한다.

그러나, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 탈피치탑(112)은 그 내부의 압력과 온도가 스팀에 의하여 상승하므로 상기 탈피치탑(112)을 보호하기 위해 안전밸브(114)를 통해 내부의 가스를 대기로 방출하는데, 상기 가스에는 조경유의 입자 뿐만 아니라 스팀등이 혼합되어 있어 환경 및 설비주변의 오염을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 그 목적은, 탈피치탑으로부터 안전밸브를 통해 탈피치탑 내부의 가스가 대기로 방출될때 가스내의 조경유 성분을 회수하여 재활용하고 가스내의 불순물을 제거함으로서 원가절감 및 환경오염을 방지할 수 있는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 탈피치탑과 연결되는 흡입관이 외주상에 편심지도록 고정된 원통형의 바디와, 상기 바디내에 덮개가 상부에 고정된 통기관을 고정시키며 상기 바디 내부를 상기 흡입관의 상,하로 분할하는 차단부재를 포함하는 원심분리부; 상기 바디의 하부에 결합되고 외주상에 조경유 배출관이 형성되어 있는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 하부에 연결된 수공급배관을 포함하는 유수분리부; 및 상기 바디의 상부에 결합되고 덮개가 상부에 고정된 통기파이프가 고정되며 외측에 제 1노즐수배출관과 제 1노즐수공급관이 고정된 케이스와, 상기 케이스의 상부 내주면에 고정되어 상기 제 1노즐수공급관과 연통되는 제 1노즐바디에 고정된 다수개의 노즐헤드, 및 상기 케이스의 상부에 연결되는 벤트를 구비하는 불순물 제거부;를 포함하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치가 적용된 조경유 생산설비를 도시한 것으로, (a)는 전체 구성도이고, (b)는 탈피치탑에 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치가 적용된 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 조립단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 작용 상태도이다.

도 2 내지 도 5에서는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치(1)가 도시되어 있는데, 그 구성요소들을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치(1)은 크게 원심분리부(10), 유수분리부(30), 및 불순물 제거부(50)을 포함하고 있는데, 우선 상기 원심분리부(10)에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원심분리부(10)는 바디(12)와 차단부재(16)를 포함하고 있는데, 상기 바디(12)는 하부가 원추형인 원통형이고 상하부에 플랜지부를 구비하며 상기 바디(12)내와 연통되는 흡입관(12a)이 외주상에 형성되어 있다.

상기 바디(12)의 하부에는 상기 바디(12) 하부의 형상과 일치하는 원추형상의 부레(70)가 상,하 이송가능하도록 고정되어 있는데, 상기 부레(70)는 상기 바디(12)내의 유,수분을 하부로 원활하게 배출되도록 한다.

그리고, 상기 흡입관(12a)은 그 선단에 형성된 플랜지부에 배관이 결합되어 탈피치탑(112)과 연결됨으로서 상기 탈피치탑(112)으로부터 안전밸브(114)를 통해 배출되는 가스가 상기 바디(12)내로 유입되도록 구성된다.

이때, 상기 흡입관(12a)은 상기 바디(12)의 외주상에 편심지도록 연결되어 되어 있어서 상기 탈피치탑(112)으로부터 배출되는 가스가 상기 바디(12)내로 유입될때, 상기 바디(12)내의 내벽을 따라 회전하며 원심력이 발생된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바디(12)내에는 중앙에 통기관(14)을 고정시키는 차단부재(16)가 고정되어 있고, 상기 차단부재(16)는 상기 바디(12)내부를 상,하로 분할하는데, 상기 통기관(14)은 상기와 같이 차단부재(16)에 의해 분할된 상기 바디(12)의 상,하를 연결시키도록 구성된다.

이때, 상기 통기관(14)은 그 상부에 통기홈(14a)이 형성되고 덮개(18)가 고정되어 있다.

한편, 상기 바디(12)는 상기 차단부재(16)의 상부 외주상에 상기 바디(12)의 내부와 연통되는 제 2노즐수공급관(22)과 제 2노즐수배출관(24)이 고정되어 있으며, 상기 바디(12)의 상부 내주면에는 상기 제 2노즐수공급관(22)과 연통되는 제 2노즐바디(26)가 고정되어 있는데, 상기 제 2노즐바디(26)에는 다수개의 노즐헤드(28)가 상기 통기관(14)을 향하도록 경사져 고정되어 있다.

도 3과 4에 도시된 바와 같이, 상기 원심분리부(10)의 하부에 배치되는 유수분리부(30)는 원통형의 몸체(32)와 수공급배관(34)을 포함하고 있는데, 상기 몸체(32)는 상기 바디(12)의 하부에 플랜지결합되도록 플랜지부가 형성되고 그 외주상에 조경유 배출관(32a)이 형성되어 있으며 상기 몸체(32)의 하부에는 상기 수공급배관(34)이 고정되어 연결되어 있다.

이때, 상기 수공급배관(34)은 상부로 굴곡져 있고 드레인 배관(34a)이 분기되어 있으며 물이 공급되는 공급배관과 연결되어 있다.

또한, 상기 원심분리부(10)의 상부에 배치되는 불순물 제거부(50)는 케이스(52), 노즐헤드(28) 및 벤트(56)를 포함하고 있는데, 상기 케이스(52)는 플랜지부가 상하 양측에 형성된 원통형상이어서 상기 바디(12)의 상부에 플랜지결합된다.

그리고, 상기 케이스(52)내에는 중앙에 통기파이프(54)가 고정되어 있고, 외측에 제 1노즐수배출관(62)과 제 1노즐수공급관(64)이 상기 케이스(52)의 내부와 연통되도록 고정되어 있으며, 상기 케이스(52)의 상부 내주면에는 상기 제 1노즐수공급관(64)과 연통되는 제 1노즐바디(58)가 고정되어 있는데, 상기 제 1노즐바디(58)에는 다수개의 노즐헤드(28)가 상기 통기파이프(54)를 향하도록 하향경사져 고정된다.

이때, 상기 통기파이프(54)는 그 상부에 통기홈(54a)이 형성되고 덮개(55)가 고정되어 있다.

한편, 상기 케이스(52)의 상부에는 덮개부재(66)가 연결되어 있는데, 상기 덮개부재(66)는 원추형의 형상이며 상하부에 플랜지부가 형성되어 있어서 상기 케이스(52)의 상부에 플랜지 결합되며 상기 덮개부재(66)의 상부에는 원통형상의 수분제거부재(68)가 플랜지 결합된다.

상기 수분제거부재(68)의 내부는 주름진 접촉부재(68a)가 고정되어 있고 상하부에 플랜지가 형성되어 있어서 상기 덮개부재(66)와 상기 벤트(56)사이에 고정되어 결합되는데, 상기 접촉부재(68a)는 상기 벤트(56)를 통해 배출되는 기체와의 접촉면적을 극대화시킨다.

한편, 상기 수분제거부재(68)내에 고정된 주름진 접촉부재(68a)대신에 필터등도 적용가능하다.

그리고, 상기 벤트(56)의 기체를 대기중으로 배출하는 역할을 하는데, 빗물이나 이물질등이 낙하되어 유입되는 것을 방지하도록 하부로 굴곡된 곡관의 형상으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 탈피치탑(112)에 연결된 흡입관(12a)을 통해 상기 바디(12)내로 가스가 인입되면 상기 가스는 상기 바디(12)의 내면을 따라 상기 바디(12)내에서 회전하게 되는데, 상기 회전으로 인해 원심력이 발생되면 유분 및 수분등은 상기 바디(12)의 내벽에 충돌하고 상기 바디(12)의 내벽을 따라 하부로 흘러내린다.

상기와 같이, 유분 및 수분등이 가스로부터 분리된 기체는 상기 바디(12)의 통기관(14)의 통기홈(14a)을 통해 상기 바디(12)내의 차단부재(16) 상부로 상승하는데, 상기 바디(120에 고정된 제 2노즐수공급관(22)으로부터 공급되는 고압수는 상기 제 2노즐바디(26)에 고정된 노즐헤드(28)로 분사되어 기체로부터 이물질을 분리한 후 제 2노즐수배출관(24)을 통해 배출된다.

이때 상기 통기관(14) 상부에 고정된 덮개(18)는 상기 노즐헤드(28)로부터 분사되는 고압수가 상기 통기관(14)내로 유입되지 않도록 한다.

이후에, 기체는 상승하여 상기 케이스(52)의 통기파이프(54)의 통기홈(54a)을 통해 상기 케이스(52)내로 상승되는데, 상기 케이스(52)에 고정된 제 1노즐수공급관(64)으로부터 공급되는 고압수는 상기 제 1노즐바디(58)에 고정된 노즐헤드(28)로 분사되어 기체로부터 이물질을 2차로 분리한 후 제 1노즐수배출관(62)을 통해 배출된다.

이때 상기 통기파이프(54) 상부에 고정된 덮개(55)는 마찬가지로 노즐헤드(28)로부터 분사되는 고압수가 상기 통기파이프(54)내로 유입되지 않도록 한다.

상기와 같이, 2차에 걸쳐 이물질이 제거된 기체는 덮개부재(66)와 벤트(56)사이에 고정된 수분제거부재(68)에 의해 수분이 제거된 후 대기로 방출되는데, 수분은 상기 수분제거부재(68)의 내부에 고정된 접촉부재(68a)에 접촉되어 응결되고 낙하하여 상기 케이스(52)의 제 1노즐수배출관(62)을 통해 배출된다.

한편, 상기 원심분리부(10)로부터 기체와 분리된 유분 및 수분은 상기 원심분리부(10)의 하부에 배치된 유수분리부(30)의 몸체(32)내로 유입되는데, 상기 몸체(32)내부에는 상기 수공급배관(34)을 통해 공급되는 보충수가 일정수위를 유지하며 유입되어 있다.

즉, 상기 수공급배관(34)은 그 일측이 개방되어 있으므로 대기압과 상기 몸체(32)내으 압력이 균형을 이루도록 일정수위를 유지하게 되는데, 상기 몸체(12)내의 일정수위를 유지하는데 필요한 유량이상으로 보충수가 상기 수공급배관(34)에 공급되는 경우, 보충수는 상기 수공급배관(34)에 연결된 드레인 배관(34a)을 통해 배출함으로서 상기 몸체내의 수위는 항상 일정하게 유지되는 것이다.

이때, 상기 원심분리부(10)로부터 기체성분이 제거된 유분 및 수분이 상기 몸체내로 유입되면 상기 드레인 배관(34a)을 통해 보충수가 배출되며 상기 바디내의 수위를 일정하게 유지하는데, 상기 몸체(32)내의 유분은 물과의 비중차에 의해 물의 상부에 부유하므로 조경유 배출관(32a)을 통해 배출됨으로서 회수된다.

상기에서는 조경유의 경우에 대해서만 설명하였으나 기타 다른 유류제조장치에도 적용가능함을 밝혀두고자 한다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 탈피치탑(112)으로부터 배출되는 가스에 포함된 조경유 성분과 이물질이 제거된 기체를 배출함으로서 대기 및 수질오염을 방지하고, 가스내의 조경유 성분을 회수하여 재활용함으로서 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래의 조경유 생산설비를 도시한 것으로,

(a)는 전체 구성도,

(b)는 탈피치탑을 도시한 구성도;

도 2는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치가 적용된 조경유 생산설비를 도시한 것으로,

(a)는 전체 구성도,

(b)는 탈피치탑에 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치가 적용된 상태도;

도 3은 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 조립단면도;

도 4는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 분해 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치의 작용 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 원심분리부 12..... 바디

14..... 통기관 16..... 차단부재

22..... 제 2노즐수공급관 24..... 제 2노즐수배출관

26..... 제 2노즐바디 28..... 노즐헤드

30..... 유수분리부 32..... 몸체

34..... 수공급배관 34a..... 드레인 배관

50..... 불순물 제거부 52..... 케이스

54..... 통기파이프 56..... 벤트

58..... 제 1노즐바디 62..... 제 1노즐수배출관

64..... 제 1노즐수공급관 66..... 덮개부재

68..... 수분제거부재 112..... 탈피치탑

114..... 안전밸브

Claims (3)

1. 조경유 생산시 배출되는 가스를 처리하는 장치에 있어서,

   탈피치탑(112)과 연결되는 흡입관(12a)이 외주상에 편심지도록 고정된 원통형의 바디(12)와, 상기 바디(12)내에 덮개(18)가 상부에 고정된 통기관(14)을 고정시키며 상기 바디(12)내부를 상기 흡입관(12a)의 상,하로 분할하는 차단부재(16)를 구비하는 원심분리부(10);

   상기 바디(12)의 하부에 결합되고 외주상에 조경유 배출관(32a)이 형성되어 있는 원통형의 몸체(32)와, 상기 몸체(32)의 하부에 연결된 수공급배관(34)을 구비하는 유수분리부(30); 및

   상기 바디(12)의 상부에 결합되고 덮개가 상부에 고정된 통기파이프(54)가 내부에 고정되며 외측에 제 1노즐수배출관(62)과 제 1노즐수공급관(64)이 고정된 케이스(52)와, 상기 케이스(52)의 상부 내주면에 고정되어 상기 제 1노즐수공급관(64)과 연통되는 제 1노즐바디(58)에 고정된 다수개의 노즐헤드(28), 및 상기 케이스(52)의 상부에 연결되는 벤트(56)를 구비하는 불순물 제거부(50);를 포함함을 특징으로 하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 바디(12)는 상기 차단부재(16)의 상부 외주상에 제 2노즐수공급관(22)과 제 2노즐수배출관(24)을 구비하고, 상부 내주면에 고정되어 상기 제 2노즐수공급관(22)과 연통되는 제 2노즐바디(26)와 상기 제 2노즐바디(26)에 고정된 다수개의 노즐헤드(28)를 포함함을 특징으로 하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 벤트(56)에는 내부에 주름진 접촉부재(68a)를 구비한 원통형의 수분제거부재(68)가 고정되어 상기 벤트(56)를 통해 배출되는 기체로부터 수분을 제거함을 특징으로 하는 조경유 회수기능을 구비한 가스처리장치.