KR100605520B1 - tar reaction and gas generation increasing device in coke oven - Google Patents

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    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
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Abstract

본 발명은 코크스오븐 건류중 부산물인 콜타르(Coal Tar)중의 QI성분을 증가시키고 건류말기 가스발생량을 증대시켜 오븐내로 공기가 유입되는 것을 최소화하도록 한 타르반응 및 가스발생 증대 장치에 관한 것으로, 코크스 운전제어 시스템(24)으로부터 건류정보를 전달받고 각 장치에 제어변수를 출력하는 PLC(23)와, 타르를 저장하는 탱크(21-1)와, 타르를 압송하기 위한 다단 원심펌프(21-2)와, 타르투입밸브(21-3)로 구성되어 상기 타르투입밸브(21-3)는 상기 PLC(23)로부터 명령을 전달받아 제어되고, 타르를 탄화실의 안쪽까지 이송하는 배관(22)과, 상기 배관에서 타르를 분사하는 노즐(25)이 취부되며, 상기 노즐(25)은 압력을 가진 타르가 미스트 형태로 분사되도록 입구에 타르의 회전을 일으키는 회전부(22-1)와 타르가 퍼지도록 하는 부분(22-2)으로 구성되어 상승관에서 가장 먼쪽의 상부에서의 내화물 면에 돌출됨으로써, 타르 중 QI 함량을 인위적으로 증가시켜 피치제품의 품질향상을 기할 수 있으며 건류말기 발생가스를 충분히 확보하므로써 상승관을 개방하는 시간이 최소화되어 가스의 대기방산에 따른 공해문제 및 열량의 대기방출이 최소화된다 The present invention relates to a tar reaction and gas generation increasing apparatus for minimizing the inflow of air into the oven by increasing the QI component in coal tar, a by-product of coke oven dry liquor, and increasing the amount of late dry gas generated. PLC 23 for receiving dry water information from control system 24 and outputting control variables to each device, tank 21-1 for storing tar, and multistage centrifugal pump 21-2 for pumping tar. And a tar inlet valve 21-3, wherein the tar inlet valve 21-3 is controlled by receiving a command from the PLC 23, and conveys tar to the inside of the carbonization chamber; And, the nozzle 25 for spraying the tar in the pipe is mounted, the nozzle 25 is so that the tar and the rotary part 22-1 causing the rotation of the tar at the inlet so that the tar with pressure is sprayed in the mist form It consists of parts 22-2 By protruding to the refractory surface at the farthest upper part of the pipe, the quality of pitch products can be improved by artificially increasing the QI content of the tar, and the time to open the riser pipe is minimized by securing enough gas generated at the end of dry distillation. Pollution problems and heat emissions from air emissions are minimized

코크스 오븐, 타르, QI, BTX       Coke Oven, Tar, QI, BTX

Description

코크스 로에서의 타르반응 및 가스발생 증대 장치{tar reaction and gas generation increasing device in coke oven}      Tar reaction and gas generation increasing device in coke oven}

도 1 은 코크오븐 탄화실 및 연소실의 개략을 나타내는 단면도.       1 is a cross-sectional view illustrating an outline of a coke oven carbonization chamber and a combustion chamber.

도 2 는 건류 말기 발생가스의 방출을 나타내는 도면.       Fig. 2 is a view showing the discharge of gas generated at the end of dry distillation.

도 3 은 본 발명에 적용된 코크 오븐 도면.        3 is a view of a coke oven applied to the present invention.

도 4 는 본 발명을 적용한 코크건류 말기의 조업상황 도면.       Figure 4 is an operating situation of the end of the coke dry water applying the present invention.

도 5 는 노즐을 나타내는 단면도.       5 is a sectional view of a nozzle;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>       <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 장입탄 2 : 가스웨이 3 : 발생가스 4 : 상승관 뚜껑       DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging coal 2 Gasway 3 Generated gas 4 Uprising cap

5 : 화성공정(가스 정제공정) 6 : 연료가스 공급배관        5: chemical conversion process (gas purification process) 6: fuel gas supply piping

7 : 가스 집합관(GC Main) 8 : 상승관 9 : 댐퍼(Damper)        7 gas collecting tube (GC Main) 8 rising tube 9 damper (Damper)

본 발명은 코크스 로에서의 타르반응 및 가스발생 증대 장치에 관한 것으로, 특히 코크스오븐 건류중 부산물인 콜타르(Coal Tar)중의 QI성분을 증가시키고 건류말기 가스발생량을 증대시켜 오븐내로 공기가 유입되는 것을 최소화하도 록 한 타르반응 및 가스발생 증대 장치에 관한 것이다.        The present invention relates to an apparatus for increasing tar reaction and gas generation in a coke oven, and in particular, increases the QI component in coal tar, a by-product of coke oven dry liquor, and increases the amount of gas generated during the last dry liquor, thereby introducing air into the oven. It relates to a tar reaction and gas generation increasing device to minimize.

도 1 은 코크오븐 탄화실 및 연소실의 개략을 나타내는 단면도이고, 도 2 는 건류 말기 발생가스의 방출을 나타내는 도면으로써, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.        1 is a cross-sectional view showing an outline of a coke oven carbonization chamber and a combustion chamber, and FIG. 2 is a view illustrating the discharge of gas generated at the end of dry distillation.

타르는 코크스 건류과정에서 부생되는 주요한 부산물이며, 다양한 물질들로 구성된 타르는 2차 가공하여 여러 종류의 제품을 만들어 내며, 제품 중 가장 큰 비중을 차지하는 물질이 피치이며 이는 알루미늄 제련공장에서의 전극봉 원료로 사용한다.         Tar is a major by-product of coke drying process.Tar, composed of various materials, is secondary processed to produce various kinds of products.The material that accounts for the largest proportion of the products is pitch, which is the raw material of electrode in aluminum smelting plant. Used as.

피치의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소가 타르중 QI이며 이 값은 3% 이상인 것이 적절하나 정상정인 코크스 오븐에서 생산하는 타르의 QI는 3%를 넘기가 쉽지 않기 때문에 이 경우 타르의 QI함량은 순수한 QI성분을 첨가하는 방법을 택한다.       The most important factor in determining the quality of the pitch is QI in tar, which is appropriate to be over 3%, but the QI content of tar in pure coke ovens is not easy to exceed 3%. The method of adding QI component is chosen.

또한, 퀴놀린 용매 불용분으로써 피치중 함량이 적으면 제련용 전극봉의 점결성이 떨어져 품질을 떨어지게 하는데, 이때 QI의 함량이 타르 가공공정의 요구값보다 낮기 때문에 수요가의 주요한 불만사항으로 작용한다. In addition, if the content of the pitch in the quinoline solvent insoluble content is low, the smelting electrode sticks poor quality, which is a major complaint of the demand because the QI content is lower than the required value of the tar processing process.

코크스 오븐에서 건류중 발생하는 가스(COG)는 그 량이 건류시간의 경과에 따라 다르기 때문에 탄화실 내부의 압력관리에 어려움이 있는데, 특히 건류 말기에 가스 발생량의 급격한 감소로 노내 압력이 감소하여 공기를 다량 흡입할 조건이 되기 때문에 압출 약 3~4시간 전에는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와같이 상승관(4)을 개방하고 화성공정(5)으로 향하는 가스배관을 차단(9)한 상태에서 발생하는 소량의 가스를 대기로 방산(3-e)시킨다.        The amount of COG generated during the dry distillation in the coke oven is difficult to control the pressure inside the carbonization chamber because the amount varies depending on the evaporation time. Especially, at the end of the dry distillation, the pressure in the furnace decreases due to the rapid decrease of the gas generation. Since it is a condition to inhale a large amount, it occurs in the state of opening the riser 4 and blocking the gas pipe to the chemical conversion process 9 as shown in FIGS. 1 and 2 before extrusion about 3 to 4 hours. Dissipate a small amount of gas into the atmosphere (3-e).

방산시키지 않고 조업할 경우 가스 발생량이 적기 때문에 탄화실내로 공기가 흡입되어 노체손상등의 원인으로 작용하며, 가스의 방산에 따라 많은 량의 열량이 대기중으로 방출되며 공해의 한 원인으로 작용하기도 한다.       When operating without dissipation, the amount of gas generated is small, so air is sucked into the carbonization chamber and causes damage to the furnace, and according to the dissipation of gas, a large amount of heat is released into the atmosphere, and it also acts as a cause of pollution.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 타르중 QI의 인위적 증가와 건류말기 가스 발생량 증대를 목적으로 한다.        Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and aims at artificially increasing QI in tar and increasing the amount of gas produced during the last dry distillation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.       Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

본 발명 타르반응 및 가스발생 증대 장치의 실시예는,        Embodiments of the present tar reaction and gas generation increasing device,

코크스 운전제어 시스템(24)으로부터 건류정보를 전달받고 각 장치에 제어변수를 출력하는 PLC(23)와, 타르를 저장하는 탱크(21-1)와, 타르를 압송하기 위한 다단 원심펌프(21-2)와, 타르투입밸브(21-3)로 구성되어 상기 타르투입밸브(21-3)는 상기 PLC(23)로부터 명령을 전달받아 제어되고, 타르를 탄화실의 안쪽까지 이송하는 배관(22)과, 상기 배관에서 타르를 분사하는 노즐(25)이 취부되며, 상기 노즐(25)은 압력을 가진 타르가 미스트 형태로 분사되도록 입구에 타르의 회전을 일으키는 회전부(22-1)와 타르가 퍼지도록 하는 부분(22-2)으로 구성되어 상승관에서 가장 먼쪽의 상부에서의 내화물 면에 돌출됨이 바람직하다.       PLC 23 for receiving dry water information from the coke operating control system 24 and outputting control variables to each device, a tank 21-1 for storing tar, and a multi-stage centrifugal pump for pumping tar. 2) and a tar inlet valve 21-3, wherein the tar inlet valve 21-3 is controlled by receiving a command from the PLC 23, and conveys tar to the inside of the carbonization chamber 22 And a nozzle 25 for injecting tar from the pipe, and the nozzle 25 has a rotary part 22-1 and a tar that causes rotation of the tar at the inlet so that the tar with pressure is injected into the mist form. It is preferably composed of a portion 22-2 to spread so as to protrude on the refractory surface at the uppermost part farthest from the riser.

도 3 은 본 발명에 적용된 코크 오븐 도면이고, 도 4 는 본 발명을 적용한 코크건류 말기의 조업상황 도면이며, 도 5 는 노즐을 나타내는 단면도로써, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.        FIG. 3 is a view of a coke oven applied to the present invention, FIG. 4 is a view illustrating an operation situation of the last stage of coke dry water applying the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a nozzle.

코크스 운전제어 시스템(24)으로부터 건류정보를 전달받고 각 장치에 제어변수를 제공하는 PLC(23)와 타르를 저장하는 탱크(21-1), 타르를 압송하기 위한 다단 원심펌프(21-2), 타르투입밸브(21-3)로 구성되며 타르투입밸브(21-3)는 PLC(23)로부터 명령을 전달받아 제어된다. 타르를 탄화실의 안쪽까지 이송하는 배관(22) 및 배관에서 타르를 분사하는 노즐(25)이 있다. 노즐은 상승관에서 가장 먼쪽의 상부에서 내화물 면에 돌출되어 있다. 노즐은 압력을 가진 타르가 미스트 형태로 분사될 수 있도록 입구에 타르의 회전을 일으키는 부분(22-1)과 타르가 퍼지도록 하는 부분(22-2)으로 구성된다.       PLC 23 for receiving dry water information from the coke operating control system 24 and providing control variables to each device, a tank 21-1 for storing tar, and a multistage centrifugal pump 21-2 for pumping tar. , The tar injection valve 21-3 and the tar injection valve 21-3 are controlled by receiving a command from the PLC 23. There is a pipe 22 for transferring tar to the inside of the carbonization chamber and a nozzle 25 for spraying tar from the pipe. The nozzles project on the refractory side at the uppermost side away from the riser. The nozzle is composed of a portion 22-1 for causing tar to rotate at the inlet and a portion 22-2 for spreading the tar so that the pressurized tar can be sprayed in the form of a mist.

건류말기 가스발생량이 적어서 상승관을 개방(4)하는 시기에 탄화실 내부에 타르를 분사하여(25) 탄화실의 가스웨이(2)에서 기체상태로 반응이 일어나도록 하면서 기체상태로 팽창하는 타르에 의해 부족한 가스를 공급하여 탄화실내부의 압력을 일정수준 이상으로 유지하는 것이다. 이때 필요한 열량은 기존의 대기로 방산했던 가스의 (3-e)열량으로써 보상이 된다. 분사되는 타르는 가스웨이(2)의 온도에 의해서 700~1,000배의 부피팽창이 있으며 이로 인해 가스상태에서 밀도가 증가된 타르가 기상고분자화 반응(축중합, 가교반응등)을 하게되며 이에 따라 피치의 품질에 중요한 인자인 QI가 다량 생성되게 된다.        Tar during expansion of the dry gas, tar is injected into the carbonization chamber (25) at the time of opening the riser (4), causing tar to expand in the gaseous state while allowing gas to react in the gasway (2) of the carbonization chamber. By supplying the gas insufficient by the to maintain the pressure in the carbonization chamber above a certain level. The required calories are compensated by the (3-e) calories of the gas which has been dissipated into the existing atmosphere. The injected tar has a volume expansion of 700 to 1,000 times by the temperature of the gasway (2), which causes the tar with increased density to undergo gas phase polymerization reaction (condensation polymerization, crosslinking, etc.). A large amount of QI, which is an important factor for pitch quality, is generated.

또한 건류 말기에는 코크스화 열량의 소비가 적기 때문에 가스웨이의 온도가 높아 더욱 더 기상고분자화 반응을 촉진시켜 QI량을 증가시키는 원인으로 작용 한다. 건류말기의 판단은 현재 운영중인 Oven제어 시스템(24)에서 정보를 전달받으며 그에 따라 타르의 투입 및 중지시기는 타르투입 시스템에서 건류말기 3~4시간 전에서 압출시까지의 가스 발생이 적은 시기로 결정한다.       In addition, at the end of dry distillation, the consumption of coking heat is low, so the gasway temperature is high, which promotes the gas phase polymerization reaction, thereby increasing the amount of QI. The determination of the end of dry distillation is informed by the Oven control system 24 currently in operation, and the timing of tar injection and discontinuation is the time when gas is generated from 3 to 4 hours before the end of dry distillation in the tar input system until extrusion is low. Decide

건류말기 발생가스가 감소되어 탄화실내의 압력이 낮아져 공기의 유입으로 공기 중 산소와 탄화실내 연소성분(수소, 메탄등)의 반응에 따른 온도상승으로 열충격에 의해 노체손상의 원인으로 작용하던 현상은 본 고안을 통한 인위적인 타르의 공급(25)으로 타르의 부피팽창에 따른 가스발생 증대로 노내부 압력 상승에 의해 해소된다..       Due to the decrease of gas generated at the end of dry distillation, the pressure in the carbonization chamber is lowered. As a result, the temperature rise due to the reaction of oxygen in the air and the combustion components (hydrogen, methane, etc.) in the carbonization chamber caused by the thermal shock caused the damage to the furnace. The supply of artificial tar 25 through the present invention is solved by an increase in the pressure inside the furnace due to increased gas generation due to the volume expansion of the tar.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타르 중 QI 함량을 인위적으로 증가시켜 피치제품의 품질향상을 기할 수 있으며 건류말기 발생가스를 충분히 확보하므로써 상승관을 개방하는 시간이 최소화되어 가스의 대기방산에 따른 공해문제 및 열량의 대기방출이 최소화된다.       As described above, according to the present invention, the quality of the pitch product can be improved by artificially increasing the QI content of the tar, and the time for opening the riser is minimized by securing sufficient gas generated at the end of dry distillation, so that the gas is released into the air. Pollution problems and heat emissions from heat are minimized.

Claims (1)

코크스 운전제어 시스템(24)으로부터 건류정보를 전달받고 각 장치에 제어변수를 출력하는 PLC(23)와, 타르를 저장하는 탱크(21-1)와, 타르를 압송하기 위한 다단 원심펌프(21-2)와, 타르투입밸브(21-3)로 구성되어 상기 타르투입밸브(21-3)는 상기 PLC(23)로부터 명령을 전달받아 제어되고, 타르를 탄화실의 안쪽까지 이송하는 배관(22)과, 상기 배관에서 타르를 분사하는 노즐(25)이 취부되며, 상기 노즐(25)은 압력을 가진 타르가 미스트 형태로 분사되도록 입구에 타르의 회전을 일으키는 회전부(22-1)와 타르가 퍼지도록 하는 부분(22-2)으로 구성되어 상승관에서 가장 먼쪽의 상부에서의 내화물 면에 돌출됨을 특징으로 하는 타르반응 및 가스발생 증대 장치.       PLC 23 for receiving dry water information from the coke operating control system 24 and outputting control variables to each device, a tank 21-1 for storing tar, and a multi-stage centrifugal pump for pumping tar. 2) and a tar inlet valve 21-3, wherein the tar inlet valve 21-3 is controlled by receiving a command from the PLC 23, and conveys tar to the inside of the carbonization chamber 22 And a nozzle 25 for injecting tar from the pipe, and the nozzle 25 has a rotary part 22-1 and a tar that causes rotation of the tar at the inlet so that the tar with pressure is injected into the mist form. A tar reaction and gas generation increasing apparatus, comprising: a portion (22-2) for spreading, protruding to the refractory surface at the uppermost side of the riser.
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