KR100825328B1 - Device for separating and recovering drain catalyst in inner of desulfurization equipments - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탈황설비 반응로 내부 유출촉매 분리 및 회수장치에 관한 것으로, 반응로에서 유출되는 촉매를 분리하는 촉매 분리장치부와, 상기 촉매 분리장치부와 연결되고 이를 통해 분리된 촉매를 재사용하기 위하여 일시 저장하는 촉매 저장장치부와, 상기 촉매 저장장치부로부터 촉매를 인출하여 반응로로 회수하는 촉매 인출장치부와, 상기 촉매 인출장치부와 연결되고 그 내부에 장입되는 촉매 인출매체인 질소를 승온시키는 질소 승온장치부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to an outflow catalyst separation and recovery apparatus inside a desulfurization reactor, and a catalyst separator for separating a catalyst flowing out of the reactor and a catalyst connected to the catalyst separator and reused through the catalyst separator. A catalyst storage unit for temporarily storing the catalyst, a catalyst extractor unit for extracting the catalyst from the catalyst storage unit and recovering the catalyst into the reactor, and a nitrogen, which is a catalyst extracting medium connected to the catalyst extractor unit and charged therein It is configured to include a nitrogen temperature increasing unit.
본 발명에 따르면, 탈황설비의 반응로 내부에 충진되어 있는 촉매가 설비 운전중 유황이 생산되어 배액되는 관을 통하여 유출될 때 유출된 촉매를 유황으로부터 분리하여 이를 회수 재사용할 수 있다.According to the present invention, when the catalyst charged inside the reactor of the desulfurization facility is discharged through the pipe in which sulfur is produced and drained during the operation of the facility, the spilled catalyst may be separated from the sulfur and recovered and reused.
Description
도 1은 종래 탈황설비의 유황 회수공정 및 반응로 내부의 촉매 유출과정을 보인 예시도,1 is an exemplary view showing a sulfur recovery process of a conventional desulfurization facility and a catalyst outflow process in a reactor
도 2는 본 발명 장치의 설치상태 사시도,Figure 2 is a perspective view of the installation state of the device of the present invention,
도 3은 본 발명 장치를 구성하는 촉매 인출장치부의 사시도,3 is a perspective view of a catalyst extractor unit constituting the apparatus of the present invention;
도 4는 본 발명 장치를 구성하는 질소 승온장치부의 단면도,Figure 4 is a cross-sectional view of the nitrogen temperature increaser unit constituting the present invention device,
도 5는 본 발명 장치의 작동상태도.Figure 5 is an operating state of the device of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 촉매 분리장치부 110 : 이중용기100: catalyst separation unit 110: double vessel
120 : 스크린 200 : 촉매 저장장치부120: screen 200: catalyst storage unit
300 : 촉매 인출장치부 400 : 질소 승온장치부300: catalyst extraction unit 400: nitrogen temperature raising unit
본 발명은 탈황설비의 반응로 내부에 충진되어 있는 촉매가 설비 운전중 유황이 생산되어 배액되는 관을 통하여 유출될 때 유출된 촉매를 유황으로부터 분리 하여 이를 회수 재사용할 수 있도록 한 탈황설비 반응로 내부 유출촉매 분리 및 회수장치에 관한것이다.In the present invention, when the catalyst charged inside the reactor of the desulfurization facility is discharged through the pipe where sulfur is produced and drained during operation of the facility, the catalyst discharged from the sulfur is separated from the sulfur so that the catalyst can be recovered and reused. The present invention relates to an outflow catalyst separation and recovery device.
일반적으로, 코크오븐가스중 불순물로 포함되어 있는 황화수소가 황화수소 포집탑에서 액체상태로 포집되어져 증류설비에서 증기상태로 증류된후 탈황설비에서 순수황으로 회수되어진다.In general, hydrogen sulfide, which is contained as an impurity in the coke oven gas, is collected in a liquid state in a hydrogen sulfide collection tower, distilled in a vapor state in a distillation unit, and then recovered as pure sulfur in a desulfurization unit.
도 1에서와 같이, 증류설비로부터 기체상태로 증류되어진 황화수소가스가 가스스공급관(20)을 통하여 탈황설비(30)로 유입되면 송풍기(32)에 의해서 흡입되는 공기중 산소와의 발열반응을 하면서 공정가스쿨러(31)에서 일부는 액체상태의 순수유황으로 생산되어 배액관(31a)을 통해 유황 저장탱크(10)에 저장되어지고 아직 덜 회수되어진 유황은 반응로(40,50,60)와 공정가스 히터(80) 및 유황 응축기(70)를 차례로 통과하면서 최종적으로 유황이 회수되며 이때 가스는 배기관(71)을 통하여 후공정으로 보내지고 반응로(40,50,60) 및 유황 응축기(70)에서 액체상태로 생산되는 유황은 각 배액관(40a,50a,60a,70a)을 통하여 유황 씰-포트(90)에 유입된 후 유황 저장탱크(10)에 저장되어진다.As shown in FIG. 1, when hydrogen sulfide gas distilled in a gaseous state from the distillation unit is introduced into the
그런데, 각 반응로(40,50,60)에는 반응을 촉진시키기 위한 직경 약 5mm인 구형의 촉매(가,나,다)가 충진되어 있는데 이 촉매(가,나,다)가 설비 운전중 어떤원인에 의해서 유황이 생산되어 배액되는 배액관(40a,50a,60a)을 따라 유황과 함께 유황 씰-포트(90)에 유입되어 쌓이게 된다.However, each reactor (40, 50, 60) is filled with a spherical catalyst of about 5mm diameter (A, B, C) to promote the reaction. Sulfur is produced and discharged along the
이렇게 되면, 씰-포트(90)가 폐쇄되어 생산되는 유황이 배액관을 따라 배액되지 못하고 결국 반응로(40,50,60) 및 유황 응축기(70)에 쌓여 설비 운전이 불가 능하게 되어 전후 모든 공정을 정지하게되는 상황이 발생되어 장기간 공정 조업을 하지 못하는 결과가 초래되는 문제점이 발생되었다.In this case, the sulfur produced by closing the seal-
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해고하기 위하여 창출된 것으로, 탈황설비 반응로에서 유출되는 촉매를 분리 및 회수하여 재사용하므로서 공정의 안정화에 기여하고 전후공정의 조업안정을 이룰 수 있도록 한 탈황설비 반응로 내부 유출촉매 분리 및 회수장치를 마련함에 그 목적이 있다.The present invention was created in order to fire the conventional problems as described above, desulfurization contributes to the stabilization of the process by achieving the separation and recovery and reuse of the catalyst flowing out of the desulfurization facility reactor and achieve the operation stability of the post-war process The purpose is to provide a separation and recovery device for the outflow catalyst inside the reactor.
본 발명의 상기한 목적은 반응로에서 유출되는 촉매를 분리하는 촉매 분리장치부와, 상기 촉매 분리장치부와 연결되고 이를 통해 분리된 촉매를 재사용하기 위하여 일시 저장하는 촉매 저장장치부와, 상기 촉매 저장장치부로부터 촉매를 인출하여 반응로로 회수하는 촉매 인출장치부와, 상기 촉매 인출장치부와 연결되고 그 내부에 장입되는 촉매 인출매체인 질소를 승온시키는 질소 승온장치부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황설비 반응로 내부 유출촉매 분리 및 회수장치를 제공함에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a catalyst separator unit for separating the catalyst flowing out of the reactor, a catalyst storage unit connected to the catalyst separator unit and temporarily stored in order to reuse the catalyst separated therefrom, and the catalyst And a nitrogen extracting unit for extracting the catalyst from the storage unit and recovering the catalyst into the reactor, and a nitrogen raising unit for raising nitrogen, which is a catalyst extracting medium connected to the catalyst extracting unit and charged therein. It is achieved by providing an internal outflow catalyst separation and recovery apparatus.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
도 2를 참고하면, 콘 타입의 촉매 분리장치부(100)가 구비된다.Referring to FIG. 2, a cone type
상기 촉매 분리장치부(100)는 이중용기(110)로 제작되어져 용기 사이에는 보온용 스팀이 유통될 수 있도록 스팀 입구관(100d)과 스팀 배출관(100e)이 연결되며 용기 상부측에는 생산유황과 촉매가 함께 유입되는 유입구(100f)가 연결되고 하부측에는 유황배출구(100c)가 연결된다.The
그리고, 상기 촉매 분리장치부(100)의 내부에는 유황으로부터의 촉매 분리용 스크린(120)이 경사지도록 설치된다.In addition, the
촉매 분리장치부(100)의 측면에는 분리된 촉매가 빠져나가는 촉매 배출관(100a)이 연결되는데 이 촉매 배출관(100a)도 역시 이중관(100b)으로 설치되고 관 사이에는 보온용 스팀이 유통되며 상기 스팀이 배출되는 스팀배출관(100g)이 연결된다.A
상기 촉매 분리장치부(100)의 후단에는 유출된 촉매를 일시 저장하는 촉매 저장장치(200)가 설치되는데 이들 사이는 촉매 배출관(100a)으로 연결이 된다.A
촉매 저장장치부(200)도 역시 이중용기(210)로 만들어지는데 이 용기 사이에는 보온용 스팀 유입부(200a)와 스팀 배출부(200b)가 설치된다.
촉매 저장장치부(200)의 상부측 일면에는 초음파 레벨(높이) 검지기(A)가 설치되며, 하부측면에는 촉매 인출장치부(300)가 연결되는데 연결관(300b)을 통해 연결되며 이 촉매 인출장치부(300)에는 이젝터(배출기 또는 인출기)가 설치된다.An ultrasonic level (height) detector (A) is installed on one side of the upper side of the
상기 이젝터는 도 3에서 처럼, 촉매 인출매체로 사용되는 질소관(300c)이 만들어지고 질소관(300c)의 외부에는 촉매 저장장치부(200)로부터 배출되는 촉매 유입부(300b)가 만들어지며, 이 촉매 유입부(300b)는 촉매 체류부(300d)와 연결되고, 상기 촉매 체류부(300d)의 일측단에는 촉매가 배출되는 촉매 배출구(300e)가 연결된다.The ejector is made of a nitrogen pipe (300c) is used as a catalyst withdrawal medium as shown in Figure 3 and the catalyst inlet (300b) is discharged from the
상기 촉매 인출장치부(300)의 전단에는 촉매 저장장치부(200) 내부의 촉매 레벨(높이)을 조절하는 제어변(300a)이 연결되는데 이 제어변(300a)은 상기 촉매 저장장치부(200)의 상부 일면에 설치된 초음파 레벨 검지기(A)와 제어회로에 의해 서 구성되어 자동으로 촉매층 높이를 조절하게 된다.The front side of the catalyst take-
촉매 인출장치부(300)의 전단에는 촉매 인출매체로 사용되는 질소의 온도를 승온하는 질소 승온장치부(400)가 설치되는데, 도 4처럼 튜브형 열교환기 형태로 설치되며 튜브측은 질소가 유입되고 셀측은 공정가스가 통과되도록 한다.At the front end of the catalyst take-
상기 질소 승온장치부(400)에는 질소 유입부(400a)와 질소 배출부(400b)가 연결되고 질소 승온용으로 사용되는 공정가스 유입부(400c)와 공정가스 배출부(400d)가 연결된다.The nitrogen
상기 공정가스 유입부(400c)에는 제어변(B)이 연결되는데 이 제어변(B)은 상기 초음파 레벨 검지기(A)와 연결되어 제어가능하게 구성되고, 또한 상기 제어변(C)과도 제어회로를 구성하게 된다.A control valve (B) is connected to the process gas inlet (400c), and the control valve (B) is connected to the ultrasonic level detector (A) and configured to be controllable, and also to the control valve (C) and a control circuit. Will be configured.
질소 승온장치부(400)의 후단에는 온도검지기(400e)가 부착되는데 이 온도 검지기(400e)도 제어변(C)과 제어회로를 구성하게 된다.The
즉, 제어변(B,C)과 초음파 레벨 검지기(A) 및 온도검지기(400e)는 제어회로에 의해서 유기적으로 자동으로 동작되도록 설치가 되어진다.That is, the control valves B and C, the ultrasonic level detector A, and the
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described.
도 5에 도시된 바와같이, 설비 운전중 각 반응로(40,50,60)로부터 유출되는 촉매는 생산되는 유황과 함께 배액관(40a,50a,60a)을 통하여 촉매 분리장치부(100)의 유입구(100f)로 유입되어 스크린(120)에 부딪히게 되고 여기에서 액체상태의 순수유황은 스크린을 통과하여 분리장치 하부로 떨어져 유황배출구(100c)를 통해 실-포트(90)에 유입된 후 유황저장탱크(10)에 저장되며 스크린(120)을 통과하지 못한 촉매(가,나,다)는 경사지도록 설치된 스크린(120)을 타고 흘러내려와 촉매 배출관(100a)을 타고 촉매 저장장치부(200)에 유입되어 하부로부터 쌓이게 되는데 이때 이들 관로의 외주면은 이중용기로 되어 있어 그 사이로 스팀이 유통되므로 유황과 촉매가 고결되지 않게 된다(참고로 유황의 녹는점:112.8℃).As shown in FIG. 5, the catalyst flowing out of each of the
촉매 저장장치부(200)의 하부에서부터 쌓인 촉매는 초음파 레벨 검지기(A)에 의해서 검지되어 높은레벨 설정치에 이르게 되면 질소 승온장치부(400)의 제어변((B)이 열리며, 이때 공정가스 유입부(400c)를 통해 고온(150℃)의 공정가스가 질소 승온장치부(400)으로 유입되어 공정가스 배출부(400d)를 통해 빠져 나가는데, 이와 같은 과정에서 질소 승온장치부(400) 내부의 질소 온도가 상승하게 된다.The catalyst accumulated from the lower portion of the
온도가 상승하게 되면 온도검지기(400e)의 온도가 올라가게 되고 설정치에 이르게 되면 제어변(C)이 열려 질소는 높은 압력을 유지한 상태로 질소 유입부(400a)를 통해 유입되어 승온장치에서 승온된 상태로 배출되면서 촉매 인출장치부(300)에 질소관관(300c)을 지나가게 되면 촉매 체류부(300d) 내부에는 부압(-압력)이 형성되어 촉매 저장장치부(200)에 쌓여 있던 촉매(가,나,다)가 연결관(300b)쪽으로 빠져나와 촉매 체류부(300d)를 통해서 질소와 함께 촉매 배출구(300e)로 빠져나가 수거됨으로써 재사용할 수 있게 된다.When the temperature rises, the temperature of the
한편, 촉매 저장장치부(200)의 촉매가 빠져나가 초음파 레벨 검지기(A)의 설정치가 낮은레벨에 이르게 되면 제어변(C)과 제어변(B)이 차례로 닫히게 되어 본 발명의 작용이 완료되는데, 계속적인 촉매의 유출로 인해서 상기의 작용이 반복적으로 이루어지는 것이다.On the other hand, when the catalyst of the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 탈황설비 조업중 반응로로부터 유출되는 촉매를 분리 및 회수하여 재사용 하고, 촉매가 생산유황 실-포트에 쌓여 유황 생산공정이 폐쇄되는 것을 방지하여 탈황공정의 조업정지 현상과 전후 공정의 조업중지 현상을 막아 원활한 조업이 이루어지게 하는 효과가 얻어지게 되고 조업중지시 설비 정상화 과정에서 발생되는 원가상승 요인과 재해 발생위험을 미연에 방지하는 효과가 얻어진다. As described in detail above, according to the present invention, the catalyst flowing out of the reactor during the desulfurization operation is separated, recovered and reused, and the catalyst is accumulated in the production sulfur seal-port to prevent the sulfur production process from being closed. It is possible to prevent the operation stoppage and the operation stoppage of the post-war process, so that the operation can be performed smoothly, and the cost increase factor and the risk of disaster occurring during the normalization of the facility can be prevented.
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