KR100515946B1 - 납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 납사분해공정에서 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템에 관한 것으로, 시료채취장치 유입부의 막힘을 방지하는 고압수증기 세정장치와 응축액체 배출장치로 구성된다. 고압수증기 세정장치는 고압수증기가 장치의 측면부로 들어와서 시료채취장치에서 시료가 채취되는 방향의 정반대로 고압수증기를 분사하도록 구성되어 있다. 장치의 측면부에는 고압수증기에 포함되어 있을 수 있는 불순물을 제거하는 필터와 고압수증기의 입·출을 제어하는 게이트 발브가 설치되어 있으며, 장치의 몸체부에는 고압수증기가 몸체의 하단에 연결되어 있는 노즐을 통하여 분사될 수 있도록 내부가 빈공간으로 되어 있다. 상기 몸체부의 하단에는 고압수증기를 시료채취장치를 막는 이물질에 대해 분사하는 노즐이 설치되어 있으며, 노즐의 끝부분에는 고압수증기의 분사속도를 가속하기 위한 노즐 내경보다 작은 팁이 부착되어 있다. 또한 상기 몸체부의 중앙에는 응축액체 배수관이 있는데, 이것은 시료채취장치에서 장치의 벽면을 타고 내려온 응축액체들이 뜨거운 주공정라인에 의해 기화되고 다시 또 응축되고 기화되는 불완전한 시료채취 방법을 배제하기 위하여, 작은 방울의 응축액체들을 응축액체 배수관으로 모이게하여 그 방울을 크게하여 다시 기화되지 않고 주공정라인으로 돌아가게 하기 위하여 설치되어 있다. 본 발명의 시스템은 납사분해공정의 열분해가스 시료채취장치의 막힘현상을 제거하여 분석기로의 시료공급에 대한 시간지연을 줄여 공정 조정에 대한 실질적인 자료를 실시간으로 제공하고, 시료채취장치가 막히는 것에 의한 인력 낭비를 방지할 수 있으며, 정비중 고온가스의 유출로 인한 사고 위험도를 줄일 수 있는 것이다.

Description

납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템

본 발명은 납사분해공정에서 성분분석을 위한 분해가스 시료채취장치의 막힘 현상을 방지하는 막힘 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주공정라인과 시료채취장치의 연결부위에 발생하는 막힘을 고압 수증기 노즐을 통하여 분사되는 고압 수증기로 막힌 부위를 뚫는 고압 수증기 세정장치와 응축액체 배수장치로 구성되는 납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 납사분해공정의 시료채취장치에서 막힘 현상이 발생하는 주요 원인은 납사분해시 발생하는 코우크스(Coke) 성분이 퇴적되면서 시료채취장치를 막는 것으로 알려져 왔으며, 지금까지 이 문제에 관하여 납사분해공정이 운전중에는 막힌 부위를 뚫을 수 없어 그냥 맞지 않는 분석 자료를 얻게 되었으며, 코우크스제거공정(Decoking)시 시료채취장치를 분리하여 막힌 부위를 뚫는 작업을 행하고 있는 실정이다. 이런 시료채취장치를 주기적으로 청소할 경우 시료채취장치 1개당 3명의 인력×4시간 작업이 필요하며 고온의 가스 (약 350℃)분출로 인한 사고의 위험성이 높아지게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 시료채취장치의 퇴적물을 시료채취장치의 분해없이 제거하기 위한 고압수증기 세정장치를 구비한 납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 막힘 방지 시스템은 고압수증기 세정장치를 시료채취장치에 영구히 부착하여 운전함으로써, 간단한 밸브조작으로 시료채취장치를 청소하여 작업시간과 소요인력의 낭비를 줄이고 고온가스의 유출에 따른 사고의 위험성을 제거하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 하기에 기재된 설명을 판독하는 경우 당업자들에게 자명해질 상기 및 다른 목적은 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명은 몸체의 측면에 설치된 고압 수증기 유입구를 통하여 유입된 고압 수증기가 고압 수증기 회전부를 거쳐 노즐을 통하여 시료채취장치에 쌓인 퇴적물을 깍아내는 방법에 있어서, 하기의 (A) 내지 (B) 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:

(A) 시료채취장치의 유입부에 쌓인 퇴적물을 깍아내기 위해 노즐을 통하여 고압의 수증기가 분사되는 단계; 및

(B) 고압 수증기 세정장치의 상단 부위에 생성된 응축액체를 응축액체 배수관을 통하여 주공정라인으로 다시 회수시키는 단계.

본원에서 사용된 고압 수증기란 150파운드의 압력을 가진 스팀을 의미한다.

본 발명은 첨부된 도면을 통하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템을 나타내는 결합상태가 도시되는데, 본 발명의 막힘 방지 시스템은 주공정라인(20)과 시료채취장치의 연결부(18) 사이에 조임볼트(8)와 너트(16)에 의해서 설치된다.

도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 막힘 방지 시스템의 몸체부(1)에는 고압수증기라인을 통하여 내부에 유입된 고압 수증기가 노즐(2)에 고루 전달될 수 있도록 고압 수증기가 회전하는 빈 공간인 고압 수증기 회전부(7)가 형성되어 있다. 본 발명의 고압 수증기 세정장치는 노즐(2)과 그 선단에 설치된 노즐팁(3)으로 구성되며, 고압 수증기 회전부(7)에 각각 설치된 노즐(2)로 유입된 고압 수증기는 각각의 노즐(2)의 선단에 설치된 노즐팁(3)을 통하여 한번 더 가속되어 시료채취장치를 막는 퇴적물을 깍아낼 수 있게 되어 있다.

또한 고압 수증기가 분사되는 노즐(2)은 본 발명의 실시예에서는 2 개가 설치되나, 하나나 그 이상 설치되어 시료채취장치에 막힌 퇴적물에 대하여 고압 수증기를 직각으로 분사하거나, 시료채취장치의 내부에서 회전하면서 (Vortex형성) 퇴적물을 깍아낼 수 있도록 각도를 줄 수 있게 이루어 질 수 있으며, 도면에는 여러개의 노즐(2)이 설치되는 경우 고압 수증기의 분사에 따른 반작용의 힘을 상쇄시키도록 노즐 고정링(10)이 설치되는 것을 나타내는 것이다. 노즐 고정링(10)은 유입되는 고압 수증기의 압력에 대한 반작용을 이겨낼 수 있게 노즐(2)에 용접된다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 막힘 방지 시스템의 몸체부(1)가 시료채취장치의 플랜지 사이에 조임 볼트(8)와 너트(16)로 고정되며 몸체부(1)의 측면에는 고압수증기라인이 연결되며, 고압수증기라인은 고압 수증기 유입구(5)와 유입되는 고압 수증기의 양을 조절하는 고압 수증기 단속 밸브(12), 이물질을 걸러내는 필터(6)로 이루어진 것을 나타내는 것이다.

도 2와 도 3 에는 본 발명에 따른 응축액체 배수장치가 도시되는데, 응축액체 배수장치는 고압 수증기 세정장치의 상단 시료채취장치에서 생성되는 응축액체를 경사가 진 응축액체 배수판(11)을 통하여 응축액체를 큰방울로 만들어 응축액체 배수관(4)으로 주공정라인으로 되돌린다.

이때 응축액체 배수판(11)에 형성된 다수개의 개스 시료의 통로(9)는 응축액체 배수판(11)보다 높게 만들어져 있어야 응축액체가 개스 시료의 통로(9)를 통하여 흐르지 않고, 모두 응축액체 배수관(4)으로 모이며, 채취하고 싶은 개스 시료만이 개스 시료 통로(9)를 통하여 채취된다.

본 발명의 응축액체 배출장치는 시료채취장치에서 장치의 벽면을 타고 내려온 응축액체들이 뜨거운 주공정라인에 의해 기화되고 다시 또 응축되고 기화되는 불완전한 시료채취 방법을 배제하기 위하여, 작은 방울의 응축액체들을 응축액체 배수관으로 모이게하여 그 방울을 크게하여 다시 기화되지 않고 주공정라인으로 돌아가게 하기 위하여 설치된다.

도 4는 본 발명에 따른 고압 수증기 세정장치의 노즐팁에 대한 단면도로서, 노즐팁(3)은 노즐의 크기와 팁에서 시료채취장치를 막는 퇴적물 사이의 거리에 대해 적당한 분사 압력이 형성될 수 있도록 그 크기가 설정되어야 한다.

본 발명의 실시예에서, 노즐은 직경 0.635 mm, 노즐팁은 직경 0.4 mm 이었다.

이와 같은 본 발명의 막힘 방지 시스템의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이, 고압 수증기 회전부(7)로 고압 수증기 유입구(5)로부터 유입된 고압 수증기는 하나 이상의 노즐(2)로 일정하게 압력을 전하게 되고, 노즐팁(3)에서 이 고압의 수증기를 한번 더 가속하여 시료채취장치의 유입부를 막는 퇴적물에 대하여 분사하므로 시료채취장치가 막히는 것을 방지하게 될 수 있는 것이다.

본 발명의 납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템을 사용하면, 납사분해공정 열분해가스 시료채취장치의 막힘현상을 방지하여 온라인(On-line) 분석기로 실시간의 개스시료를 공급하며, 나아가 납사분해공정의 운전에 필요한 정확한 결과치를 얻어 운전조건을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템을 나타내는 결합상태의 정면도

도 2는 본 발명의 막힘 방지 시스템 만을 나타내며, 고압 수증기가 분사되는 노즐과 고압 수증기 세정장치의 상단에서 생성된 액체를 주 공정라인으로 회수시키는 응축액체 배수장치에 대한 상세 정면도

도 3은 생성된 응축액체를 모으는 응축액체 배수관에 대한 상단의 단면도

도 4는 고압수증기가 분사되는 노즐의 팁에 대한 상세 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 몸체부 2 : 노즐

3: 노즐팁 4 : 응축액체 배수관

5: 고압 수증기 유입구 6 : 고압 수증기 필터

7 : 몸체내 고압 수증기 회전부 8 : 고압 수증기 조임 볼트

9 : 개스 시료의 통로 10: 노즐 고정링

11 : 응축액체 배수판 12: 고압 수증기 단속 밸브

16 : 너트 18 : 시료채취장치의 연결부

20 : 주공정라인

Claims (4)

1. 주공정라인(20)과 시료채취장치의 연결부(18) 사이에 조임볼트(8)와 너트(16)에 의해서 설치되고, 몸체부(1)에는 고압수증기라인을 통하여 내부에 유입된 고압 수증기가 노즐(2)에 고루 전달될 수 있도록 고압 수증기가 회전하는 빈 공간인 고압 수증기 회전부(7)가 형성되며, 고압 수증기 세정장치는 노즐(2)과 그 선단에 설치된 노즐팁(3)으로 구성되며, 여러개의 노즐(2)은 고압 수증기의 분사에 따른 반작용의 힘을 상쇄시키도록 노즐 고정링(10)에 용접되고, 응축액체 배수장치는 고압 수증기 세정장치의 상단 시료채취장치에서 생성되는 응축액체를 경사가 진 응축액체 배수판(11)을 통하여 응축액체를 큰방울로 만들어 응축액체 배수관(4)으로 주공정라인으로 되돌리는 고압의 스팀 또는 물로 퇴적물을 깍아내는 것을 특징으로 하는 분해가스 시료채취장치의 막힘 방지 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   고압 수증기가 분사되는 노즐은 하나나 그 이상 설치되어 시료채취장치에 막힌 퇴적물에 대하여 고압 수증기를 직각으로 분사하거나, 시료채취장치의 내부에서 회전하면서 퇴적물을 깍아낼 수 있도록 각도를 줄 수 있게 이루어 질 수 있는 막힘 방지 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   몸체부(1)의 측면에는 고압수증기라인이 연결되며, 고압수증기라인은 고압 수증기 유입구(5)와 유입되는 고압 수증기의 양을 조절하는 고압 수증기 단속 밸브(12), 이물질을 걸러내는 필터(6)로 이루어지는 막힘 방지 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   응축액체 배수판(11)에 형성된 다수개의 개스 시료의 통로(9)는 응축액체 배수판(11)보다 높게 만들어져 있어야 응축액체가 개스 시료의 통로(9)를 통하여 흐르지않고, 모두 응축액체 배수관(4)으로 모이며, 채취하고 싶은 개스 시료만이 개스 시료 통로(9)를 통하여 채취되는 막힘 방지 시스템.