KR100568325B1

KR100568325B1 - 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치

Info

Publication number: KR100568325B1
Application number: KR1019990057831A
Authority: KR
Inventors: 박양주
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2006-04-05
Also published as: KR20010056381A

Abstract

본 발명은 석탄을 건류하여 코크스로 제조할 때 발생되는 가스(이하 COG 라 한다)를 냉각시키는 경우 발생되는 가스액의 타르와 안수를 분리하는 장치에 관한 것으로, 특히 안수/타르분리기(Decanter)의 중간층에서 생성한 에멀젼을 효과적으로 분리 제거하는 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치에 관한 것이다.

본 빌명은, 석탄을 건류하여 코크스로 제조할 때 발생되는 COG 가스를 냉각시키는 경우 발생되는 가스액의 타르와 안수를 분리하는 장치에 있어서,

안수/타르 분리기와 2차 타르 분리기사이에는 상기 안수/타르분리기의 중간층으로부터 제공된 에멀젼을 추출하고, 상기 에멀젼을 2차로 침강분리하여 에멀젼과 타르로 침강분리시키기 위한 에멀젼 침강분리기가 장착되며, 상기 2차 분리된 에멀젼은 상승관측으로 제공되어 재사용 되도록 구성됨을 특징으로 하는 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치를 제공한다.

석탄 건류, 코크스, COG 가스, 가스액, 타르와 안수, 에멀젼, 침강분리기

Description

침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING EMERSION LAYERS IN DECANTER}

도 1은 종래의 기술에 따라서 COG 가스액을 분리시키는 안수/타르분리기의 동작플로우를 도시한 설명도;

도 2는 본 발명에 따라서 COG 가스액중의 에멀젼을 분리시키는 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 에멀젼 침강 분리기 12..... 펌프

14..... 밸브 100... COG 상승관

110... 코크스 로 112.... 기액 분리기

118... 송풍기 130.... 안수/타르분리기

132.... 타르 분리기 134..... 원심 분리기

136.... 타르 탱크

일반적으로 코크스 로에 장입한 석탄을 건류시키는 과정에서 발생한 가스는 상승관의 곡관부에서 안수를 분사시킴에 의해 냉각되어지고, 이 안수에는 가스와 함께 동반하는 타르가 포함된다.

도 1에는 종래의 방법에 따라서 COG 가스액을 분리시키는 플로우 챠트가 되시되어 있다.

도 1에서, (100)은 코크스로(110)에 붙은 상승관이며 (112)는 COG 가스를 기액분리하는 기액분리기이며, 그 후단에는 COG 를 냉각수로서 간접 냉각하는 1차 냉각기(114)가 갖춰지고, COG 중 타르 성분을 집진하는 전기집진기(116)를 갖는다.

그리고, 그 후단으로는 COG 송풍기(118)와 COG 중 불순물질을 포집하는 정제설비(120)가 갖춰지고, 상기 COG 기액분리기(112)에는 이로 부터 COG 가스액(타르 + 안수)을 받아서 타르, 에멀젼, 안수를 1차로 침강 분리하는 복수의 안수/타르분리기(130)가 연결된다.

그리고, 그 하류측에는 복수의 타르 침강분리기(132)가 위치되고, 그 하류측으로 타르와 슬러지를 분리하는 원심분리기(134)가 장착되며, 그 하류측으로는 타르 탱크(136)와 바이브로 밀(138)이 장착된 구조를 갖는다.

이와 같은 종래의 처리설비에서, COG 가스는 기액분리기(112)에서 기체(COG)와 액체인 가스액(안수 + 타르)으로 분리되고 1차 안수/타르 분리기(DECANTER)(130) 내로 유입된다. 이 안수/타르분리기(130) 내에 유입된 가 스액은 침전, 에멀젼, 슬러지 함유 타르로 침강 분리되고, 이와 같이 분리된 안수는 안수/타르분리기(130)에서 오버 플로우되어 회수되며 펌프(130A)에 의해서 펌핑되어 상승관(100)에서 사용하는 안수로 재사용된다.

여기에서 슬러지 함유 타르는 2차 타르 분리기(132)에서 재 침강하여 분리된다. 이 침강분리된 슬러지 함유 타르는 그 하류측의 원심분리기(134)에서 원심분리 처리되어 최종적으로 안수, 타르, 중질 타르로 분리되고 정제되어 타르 탱크(136)와 바이브로 밀(VIBRO MILL)(138)등에 제공되는 것이다.

그러나, 이러한 설비는 코크스 조업에서 석탄조습설비의 건조탄이 코크스 로내에 장입됨으로서 비산 석탄의 미분은 증가하고, 안수를 동반해서 타르와 에멀젼을 형성하고 침강분리를 곤란하게 하며 후공정에서 원심분리도 곤란하게 하여 막대한 피해를 입히고 있다.

즉, 원심분리기(134)등을 설치하면 슬러지 제거가 가능하지만, 에멀젼은 원심 분리기(134)에서 제거가 곤란하다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은

COG 가스로 부터 에멀젼, 타르, 안수들을 효과적으로 분리 제거함으로서 에멀젼을 다량 함유 경우에도 부산물인 양질의 반제품 타르를 안정적으로 후공정인 수요가에게 순차적으로 보내는 것이 가능하고, 안정된 조업이 가능하도록 개선된 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치를 제공함에 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

석탄을 건류하여 코크스로 제조할 때 발생되는 COG 가스를 냉각시키는 경우 발생되는 가스액의 타르와 안수를 분리하는 장치에 있어서,

안수/타르 분리기와 2차 타르 분리기사이에는 상기 안수/타르분리기의 중간층으로부터 제공된 에멀젼을 추출하고, 상기 에멀젼을 2차로 침강분리하여 에멀젼과 타르로 침강분리시키기 위한 에멀젼 침강분리기가 장착되고, 상기 2차 분리된 에멀젼은 상승관측으로 제공되어 재사용 되도록 구성됨을 특징으로 하는 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 2에서 본 발명에 따른 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치는 에멀젼 침강분리기가 안수/타르 분리기와 2차 타르 분리기사이에 배치되어 상기 안수/타르분리기의 중간층으로부터 제공된 에멀젼을 받고, 상기 에멀젼을 2차로 침강분리하여 에멀젼과 타르로 침강분리시킨다. 그리고, 상기 2차 분리된 에멀젼은 상승관측으로 제공되어 재사용 되도록 구성되는 것이다.

본 발명은 기액분리기(112)로 부터 COG 가스액을 받아서 타르 및 안수, 에멀젼을 1차로 침강 분리한 후 안수/타르 분리기(130)의 중간층에서 발생한 에멀젼액을 밸브(5)를 통해서 에멀젼 침강분리기(10)내에 받고 에멀젼을 2차로 침강분리시키며, 에멀젼액을 펌프(12)와 콘트롤 밸브(14)를 열어서 COG 상승관(100)으로 보내도록 구성된다.

그리고, 에멀젼 침강분리기(10)내의 하부층 타르는 배관(16)을 통하여 그 하 류측의 2차 타르분리기(132)로 공급되고, 상기 2차 타르 분리기 하류측의 배관(18)에는 펌프(22)가 장착되어 원심분리기(134)로 타르를 제공한다.

그리고, 원심분리기(134)에서 분리한 타르를 타르 공급관(134a)을 통해서 타르 탱크(136)에 저장하고, 원심분리기(134)에서 분리한 슬러지를 공급관(134b)을 통해서 중질 타르를 생산하는 바이브로 밀(134)에 공급한다.

그리고, 미설명된 (40)은 에멀젼 침강분리기(10)에서 오버플로우된 안수를 받아서 펌프(42)를 이용해 안수/타르분리기(130)로 재순환시키는 슬롭피트(SLOP PIT) 이다.

한편, 안수/타르분리기(130)에서 오버플로우 된 안수를 펌프(130a)를 이용해서 코크스 상승관(100)으로 제공하는 버퍼 탱크(130b)를 갖추고, 에멀젼 침강분리기(10)내 상층부액(안수와 에멀젼 경계부액)의 밀도를 측정하는 기포관식 밀도계 (Ps1)를 갖는다. 그리고, 에멀젼 침강분리기(10)내 하층부액(에멀젼과 타르의 경계부액)의 밀도를 측정하는 기포관식 밀도계(Ps2)도 갖는다.

그리고, 상기 밀도계(Ps1)(Ps2)와 펌프(12)등이 전기적으로 연결된 비교연산부(Hs)를 갖추고, 이것은 앞서 밀도계(Ps1)(Ps2)에서 측정한 상층액, 하층액의 각 측정밀도치를 입력하고, 이 측정밀도치로부터 안수와 에멀젼의 경계부 위치를 검지하는 것과 상기 측정밀도치로 부터 에멀젼과 타르의 경계부위치를 검지한다. 그래서 이 각 검지위치와 미리 예상 설정한 에멀젼 추출기준치, 타르 추출기준치를 비교해서 경계부 위치가 에멀젼 추출기준치보다 크게 되면, 에멀젼 추출신호를 펌프(12)로 출력하고, 또 경계부 위치가 타르 추출기준치보다 크게 되면 타르 추출 신호를 출력한다.

이하, 이것의 작동에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 코크스 로에서 발생한 고온의 COG 가스는 상승관(100)에서 안수 분사 에 의해 1차 냉각되고, 기액분리기(112)에서 COG 가스는 1차 냉각기(114)를 거쳐 COG 송풍기(118)등 순차적으로 통과해서 가스정제 설비(128)에서 정제되어 후공정에 사용된다.

한편, 기액분리기(112)에서 액체인 가스액은 1차 체류지인 안수/타르분리기(130)에 유입되어 안수, 에멀젼, 슬러지 함유 타르로 1차 침강 분류되며, 이 침강분류된 안수는 안수/타르 분리기(130)를 각각 오버플로우해서 버퍼 탱크(130b)에 저장되어 펌프(130a)를 통해서 펌핑되어 순환 안수로서 상승관(100)에 재순환된다.

또, 안수/타르분리기(130)내 중간층의 에멀젼(Em)은 밀도 검출제어부(미도시)에서 검출하고, 에멀젼 배출밸브(5)를 개방해서 에멀젼을 배출하여 에멀젼 침강분리기(10)에 저장된다.

이 저장된 에멀젼은 2차로 일정시간의 체류시간과 함께 재 침강분리를 거친 후, 펌프(12) 및 콘트롤 밸브(14)의 동작에 의해서 펌핑되어 COG 상승관(100) 도중에 송출되고, 다시 기액분리기(112)를 통해 안수/타르분리기(130)에 유입하기 까지 COG 상승관(100)내 내부 온도(80℃)에 의해 에멀젼은 슬러지 함유 타르와 안수에 의해 분해된다.

그리고, 앞서 1차적으로 안수/타르분리기(130)내에서 침강 분리된 하층의 슬 러지 함유 타르가 증가해 온것을 밀도검출 제어부(미도시)에서 검지하고 밀도검출 제어부는 밸브(5)를 개방해서 타르 침강분리기(10)에 곧바로 공급한다.

한편, 2차 에멀젼 침강분리기(10)에서는 또 다시 안수, 에멀젼, 슬러지 함유 타르로 침강분리한다. 여기에서 분리한 안수는 에멀젼 침강분리기(10)를 오버플로우해서 슬롭피트(40)에 유입하며, 펌프(42)를 작동해서 1차 침강분리기인 안수/타르분리기(130)로 재 순환한다. 또한, 에멀젼 침강분리기(10)내 중간층의 에멀젼이 증가하고 에멀젼 추출기준치를 초과하면 비교연산부(Hs)에서 에멀젼 추출신호를 제어동작부(Cs1)에 출력하고 제어동작부(Cs1)에서 콘트롤 밸브(14) 및 구동부 펌프(12)를을 동작시켜 에멀젼 침강분리기(10)내 에멀젼을 배관(12a)을 통해 COG 상승관(100)에 보내어 내부 온도(80℃)에 의해 에멀젼이 분해되고 기액분리기(112)에서 재분리되어 또 다시 1차 안수/타르분리기(130)로 유입한다.

아울러 에멀젼 침강분리기(10)내 슬러지 함유 타르는 개폐변(Cv2)을 통해서 타르 침강분리기(132)내로 유입되며 동시에 타르 침강분리기(132)에 저장된 슬러지 함유 타르는 개폐변 및 펌프를 통해서 원심분리기(134)에 유입한다.

그리고, 원심분리기(134)의 공동제어를 행하고 해당 원심분리기(134)에서는 앞서 얘기한 슬러지 함유 타르를 슬러지 및 타르로 분리한다.

상기 분리한 타르는 타르 공급관(134a)을 통해서 타르 탱크(136)에 공급하고, 또 슬러지는 슬러지 공급관(134b)을 통해서 바이브로 밀(138)에 공급하여 중질 타르 로서 생산된다.

따라서, 본 발명은 코크스로(110)에서 발생한 COG가 상승관(100), 기액분리 기(112), 가스냉각기(114)를 순차적으로 통과해서 가스 처리설비에 공급되고 여기에서 액체인 가스액은 1차 안수/타르분리기(130)와 2차 침강분리기(10)내에 놓인 안수, 에멀젼, 슬러지 함유 타르의 각 표면 레벨을 측정하는 것으로 각 분리기내의 층별의 비중, 밀도를 측정하며, 이것을 측정하는 측정기로는 기포관식 밀도계, 푸트식(FOOT) 비중계, 압력계를 사용하면 가능하다.

본 발명은, 첫째 1차 안수/타르분리기(130) 및 2차 침강분리기(10)에서 다량의 에멀젼이 형성되므로 이것을 추출해서 온도가 있는 COG 상승관(100)에서 80℃의 열처리를 행하여 에멀젼을 분해하고, 또다시 에멀젼 침강분리기(10)에서 에멀젼의 침강분리를 재실시한다.

둘째, 1차 안수/타르분리기(130)및 2차 침강분리기(10)에서 밀도제어를 실시하는 것으로서, 침강분리를 강화해서 안수 및 에멀젼 배출을 강화한다.

셋째, 2차 에멀젼침강분리기(10)내에서 밀도제어를 실시하는 것으로서, 양질의 타르를 원심분리기(134)에서 추출하고, 또 원심분리기(134)의 자동운전을 가능하게 한다.

따라서, 설비 비용 및 가동비용을 최소화하고, 설비 사고를 최소화한다.

상기에서와 같이 본 발명에서는 에멀젼을 다량 함유 경우에도 최소수의 침강분리기에서 신설 부속설비를 설치하지 않고도 가동비용의 증가없이 부산물인 양질의 반제품 타르를 안정시켜서 후공정인 수요가에게 순차적으로 보내는 것이 가능하다.

또한, 안수 및 타르중에 에멀젼이 없게 되고, 안수순환계에 타르 성분이 유출하는 일이 없이 코크스로에서 타르 및 에멀젼에 기인하는 설비사고도 발생하지 않고, 안정된 조업이 가능하며, 아울러서 화성조업 역시 침강분리기에서 분리가 가능함으로서 안수 및 타르중에 에멀젼의 생성없이 안전된 조업이 가능한 효과를 가지는 것이다.

Claims

석탄을 건류하여 코크스로 제조할 때 발생되는 COG 가스를 냉각시키는 경우 발생되는 가스액의 타르와 안수를 분리하는 장치에 있어서,

안수/타르 분리기와 2차 타르 분리기사이에는 상기 안수/타르분리기의 중간층으로부터 제공된 에멀젼을 추출하고, 상기 에멀젼을 2차로 침강분리하여 에멀젼과 타르로 침강분리시키기 위한 에멀젼 침강분리기가 장착되고, 상기 2차 분리된 에멀젼은 상승관측으로 제공되어 재사용 되도록 구성됨을 특징으로 하는 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치.
제 1항에 있어서, 에멀젼 침강분리기(10)내 상층부액(안수와 에멀젼 경계부액)의 밀도를 측정하는 기포관식 밀도계 (Ps1)와, 에멀젼 침강분리기(10)내 하층부액(에멀젼과 타르의 경계부액)의 밀도를 측정하는 기포관식 밀도계(Ps2)및, 상기 밀도계(Ps1)(Ps2)를 펌프(12)에 전기적으로 연동시키는 비교연산부(Hs)를 추가 포함하여 상기 밀도계(Ps1)(Ps2)에서 측정한 상층액, 하층액의 각 측정밀도치를 이용하여, 에멀젼 추출신호를 펌프(12)로 출력하고, 또한 타르 추출신호를 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 침강분리기에서의 에멀젼층 제거장치.