KR100852347B1

KR100852347B1 - 타르배출장치

Info

Publication number: KR100852347B1
Application number: KR1020020055498A
Authority: KR
Inventors: 강광원; 조종식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2008-08-14
Also published as: KR20040024032A

Abstract

본 발명에 따른 타르배출장치는 안수 타르 슬러지 혼합액이 침전 분리되는 타르분리기에 있어서, 타르 유도관, 중공형 케이싱, 상하이동가능한 이동관, 상기 이동관을 상하로 이동시키는 승강부, 상기 이동관의 내부로 정기적으로 질소를 공급하는 질소퍼지부, 및 상기 케이싱의 하부 일측에 연결되어 상기 유입된 타르가 배출되는 드레인관을 포함하되, 상기 드레인관의 개폐를 조절하는 드레인밸브; 상기 드레인 밸브의 양측으로 상기 드레인관에 장착되어 스팀을 퍼지하기 위한 스팀퍼지밸브; 및 상기 케이싱 내주면과 상기 이동관의 외주면 사이에 장착되는 상측으로 돌출된 바늘형상 핀이 형성된 스크린을 구비하고, 상기 타르 분리기내의 타르층의 레벨을 감지하는 제 1 레벨감지기 및 상기 케이싱내의 타르 레벨을 감지하는 제 2 레벨감지기를 추가로 구비한다. 본 발명에 의하면 나프탈렌 입자가 바늘형 핀이 형성된 스크린에 의해 지속적으로 파괴됨으로써, 타르배출통로가 막히는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 타르 분리기내에서 분리 형성된 타르층이 파괴되는 것을 조기에 확인하여 적절한 조치를 취함으로써 타르배출관으로 이물질이 유입되는 것을 막아 타르 품질을 향상시킨다.

타르 분리기, 나플탈렌, 타르층, 레벨감지기, 타르배출장치

Description

타르배출장치{APPARATUS FOR DRAINING CRUDE COAL TAR}

도 1 은 안수 타르 슬러지 분리기의 측단면도이다.

도 2 은 본 발명에 따른 타르배출장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 바늘형상 핀이 형성된 스크린의 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10; 안수 타르 슬러지 분리기 20; 안수층

30; 타르층 80; 제 1 레벨감지기

101; 타르 유도관 110; 중공형 케이싱

120; 이동관 121; 연결로드

125; 승강부 130; 질소퍼지부

132; 연결관 134; 플렉시블 관

138; 전자식 타이머 150; 제어컴퓨터

160; 스크린 162; 바늘형상 핀

180; 제 2 레벨감지기 190; 드레인관

192; 드레인밸브 194; 스팀퍼지밸브

본 발명은 안수 타르 슬러지 분리기(이하 "타르 분리기")에 장착되는 타르분리장치에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 타르 분리기에 장착된 타르 배출관을 통해 타르 분리기내에서 온도가 하락하여 결정체로 석출된 나프탈렌이 배출되는 경우 나프탈렌을 파괴 제거하여 배출관이 폐쇄되는 것을 방지할 뿐만아니라, 타르 분리기내 침전 분리된 타르층의 파괴 현상을 감지하여 이를 안정화시켜 타르를 배출하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유연탄을 건류하여 코크스를 생산하는 공정에서 발생된 코크스 오븐 가스에 대해 상승관에서 냉각용으로 유체를 살수하여 발생하는 안수 타르 슬러지 혼합액체는 타르분리기내에서 침전하여 안수층, 타르층, 슬러지층 등으로 분리된다. 도 1 에는 타르 분리기(10)의 측단면도가 도시되어 있다. 상부에서 분리되는 안수(20)는 안수 배출관(22)으로 배출되고, 중간층의 타르(30)는 타르 유도관(101)을 통해 유입되어 중공형 케이싱(110)을 거쳐 타르 배출관으로 배출한다. 하부에 침전된 슬러지는 타르 분리기 하부의 컨베어장치(42)에 의해 배출된다. 중공형 케이싱(110)내에는 승하강이 가능한 이동관(34)이 설치되어 있어서, 작업자가 타르 분리기(10)내에 형성된 타르층의 높이에 따라 이동관(34)의 상단 레베을 조정하여, 타르 유도관(101) 및 이동관(34)을 통해 타르가 연속적으로 배출되도록 구성되어 있다.

나프탈렌은 코크스 생산공정에서 발생하여 타르와 안수중에 함유되어 기체상태로 있다가 온도가 하락하는 곳에서 결정체로 석출되어 타르 분리기 내부에 부착 되며 충격이나 진동에 입자가 떨어지면 일부는 용해되고 용해되지 않은 나프탈렌 입자는 타르 보다 비중이 가벼워 타르층(30) 상부로 부상된다. 이러한 나프탈렌 입자에 타르가 흡착되어 타르와 비중이 비슷한 나프탈렌 덩어리가 형성되고, 이 나프탈렌 덩어리가 타르층(30)내에서 혼합되어 있다가 타르 배출관으로 배출된다. 나플탈렌 덩어리 중 작은 것은 바로 배출되지만, 큰 덩어리는 배출되지 않고 타르 배출관(190)을 폐쇄시켜 타르층(30)의 높이를 상승시키고 이는 안수(20)중에 타르 혼입량의 증가로 증류탑 및 포집탑의 폐쇄원인이 되면, 이를 일시에 제거하는 경우 상승된 타르층(30)으로 인해 일시에 다량의 타르가 타르 배출관으로 유출되면서 타르분리기(10)내에 침전 분리된 타르층(30)을 파괴하는 현상이 발생하여 타르중에 안수 등의 유입증가로 타르 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

종래 기술분야에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 타르 배출 통로내에 스크린을 설치하고, 스크린이 폐쇄되는 경우 용제를 투입하여 용해하는 장치가 공지되어 있으나, 이러한 경우 용제사용에 따라 원단위가 상승하는 문제점이 있다. 또한, 타르층 파괴 현상이 발생하는 경우 스크린 폐쇄 원인이 될 수 있는 데, 나프탈렌 덩어리는 타르층에 소정기간 체류하는 경우 타르가 부착 흡수되어 침전하게 되므로 이를 조기에 발견하여 조치하는 경우 용제를 투입하지 않고서 스크린이 폐쇄되는 것을 막을 수 있다. 따라서 타르분리기에서는 중간분리층인 타르층을 안정적으로 관리하면서 타르층 파괴 현상을 조기에 발견, 조치하여 이동관을 정상운전 높이에 위치시켜 타르를 원활히 배출할수 있어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 타르배출관을 통해 유입된 나프탈렌 덩어리를 파쇄 제거할수 있는 바늘형상 핀이 형성된 스크린을 구비하고, 타르분리기내의 타르층 파괴 현상을 조기에 발견하여 타르층을 안정시킴으로서 타르가 안정적으로 배출될 수 있도록 하는 타르배출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 타르배출장치는 안수 타르 슬러지 혼합액이 침전 분리되는 타르분리기에 있어서, 상기 타르분리기내의 타르가 유입되는 타르 유도관, 상기 타르유도관에 연결된 중공형 케이싱, 상기 중공형 케이싱 내부에 상기 타르 유도관에 끼워진 상태로 상하이동가능한 이동관, 상기 이동관을 상하로 이동시키는 승강부, 상기 이동관의 내부로 정기적으로 질소를 공급하는 질소퍼지부, 및 상기 케이싱의 하부 일측에 연결되어 상기 유입된 타르가 배출되는 드레인관을 포함하되, 상기 드레인관의 개폐를 조절하는 드레인밸브; 상기 드레인 밸브의 양측으로 상기 드레인관에 장착되어 스팀을 퍼지하기 위한 스팀퍼지밸브; 및 상기 케이싱 내주면과 상기 이동관의 외주면 사이에 장착되는 상측으로 돌출된 바늘형상 핀이 형성된 스크린을 구비한다.

본 발명의 일 특징에 의하면, 본 발명에 따른 타르배출장치는 상기 타르분리기내의 타르층의 레벨을 감지하는 제 1 레벨감지기 및 상기 케이싱내의 타르 레벨을 감지하는 제 2 레벨감지기를 추가로 구비하여, 상기 제 1 레벨감지기의 감지 레벨은 실질적으로 하강하면서 상기 제 2 레벨감지기의 감지 레벨이 상승하면 타르분 리기내의 타르층 파괴 상태로 판단하고, 상기 제 1 레벨감지기의 감지 레벨은 실질적으로 변동하지 않으면서 상기 제 2 레벨감지기의 감지 레벨이 상승하면 스크린 막힌 상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2 에는 본 발명에 따른 타르분리기의 타르 배출장치가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 타르분리기의 타르배출장치는 타르 유도관(101)의 상부측에 중공형의 케이싱(110)을 구비하고, 중공형 케이싱(110)은 타르 유도관(101)과 플랜지 연결된다. 중공형 케이싱(110)의 내부에는 타르 유도관(101)에 끼워진 상태로 상하로 이동가능한 이동관(120)이 위치되고, 이동관(120)은 중공형 케이싱(110) 상단측으로 설치되어 이동관(120)을 상하구동시키는 승강부(125)에 연결로드(121)를 통해 연결되어 있다. 승강부(125)는 제어 컴퓨터(150)에 전기적으로 연결되어 컨트롤 되도록 구성될 수 있다.

이동관(120)에는 질소 퍼지부(130)가 연결되는 데, 이동관(120)의 외주면 상부에는 연결관(132)이 이동관(120)내측으로 관통연결된다. 이 연결관(132)은 플렉시블 관(134)을 통해 중공형 케이싱(110)외부의 질소공급관(136)에 연결되고, 질소 공급관(136)에는 전자식 타이머밸브(138)가 설치된다. 전자식 타이머 밸브(138)는 설정값에 따라 일정한 간격으로 개폐되면서 질소를 공급하여 이동관(120) 상부에 부유된 나프탈렌 덩어리를 이동관(120)외부로 강제 배출시킨다.

중공형 케이싱(110)의 상단 일측으로는 중공형 케이싱(110) 내부에 유입된 타르의 높이를 검출하기 위한 제 2 레벨감지기(180)가 설치된다. 이 제 2 레벌검출 기(180)는 타르분리기 탱크의 측면에 부착된 제 1 레벨감지기(도 1 참조, 200)협력하여 타르 분리기내의 타르층의 상태를 진단하여 타르층이 파괴되는 경우 이를 조기에 확인가능하도록 한다.

중공형 케이싱(110)의 하부면 일측으로는 드레인관(190)이 관통연결되어 있다. 드레인 관(190)상에는 드레인밸브(192)가 구비되고, 드레인밸브(192) 양측으로 스팀퍼지밸브(194)가 드레인관(190)에 설치된다. 스팀퍼지밸브(194)는 제어 컴퓨터(150)에 연결되어 컨트롤 되도록 구성가능하다.

중공형 케이싱(110) 내주면 이동관(120)의 외주면 사이에는 말단부가 날카롭게 형성된 바늘형상 핀이 형성된 스크린(160)이 설치된다. 스크린(160)은 내식성 재질로 구성되며, 스크린(160)을 구성하는 선재(161)들이 교차하는 지점(164)에는 나프탈렌 덩어리를 파괴 분쇄할수 있도록 바늘형상 핀(162)이 돌출된다. 도 3 은 스크린(160)의 사시도를 도시하고 있는 데, 스크린(160)에 형성된 바늘형상 핀(162)에 이동관으로부터 하강하는 나프탈렌 덩어리가 충돌하여 충돌압에 의해 파쇄된다. 스크린(160)에 형성된 바늘형상 핀(162)은 서로 상이한 높이를 가지도록 구성되어 나프탈렌 덩어리가 하강하면서 연속적으로 충돌하면서 파괴되도록 구성되어 있다.

이하 본 발명에 따른 타르분리기용 타르배출장치의 전체적인 작용을 개략적으로 설명한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 타르 분리기(10)내에서 타르 유도관(101)을 통해 타르가 유입되는 데, 타르와 함께 타르에 용해되지 않은 나프탈렌 덩어리 가 유입되면, 이동관(120) 상부에는 나프탈렌 덩어리가 부유하여 이동관을 통한 타르 배출을 방해하게 하므로 전자식 타이머(138)에 의해 일정시간간격으로 질소가 이동관(120) 내측으로 분사되도록 하여 나프탈렌 덩어리를 이동관(120) 외부로 강제배출한다. 이렇게 배출된 나프탈렌 덩어리는 바늘형상 핀(162)이 형성된 스크린(160)의 상부로 떨어지면서 낙하에 의한 충돌압에 의해 파괴 분쇄되고 일정 부분은 바늘형상 핀(162)에 꼽힌 상태를 유지하게 되는 데, 이렇게 꼽힌 나프탈렌 덩어리는 이동관(162)을 통해 배출되는 타르 낙차로 인해 연속적으로 파쇄, 용해되어 배출되게 된다.

제 1 및 제 2 레벨감지기(80, 180)를 통한 타르층 상태 진단과 관련된 동작을 살펴보면 하기와 같다. 바늘형상 핀(162)이 형성된 스크린(160)에 의해 나프탈렌 덩어리가 지속적으로 파괴, 용해되면서 타르가 배출되는 도중에도 나프탈렌 덩어리가 일시에 유입되는 경우 스크린(160)이 폐쇄되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에는 스크린(160)이 막혀 타르가 드레인관(190)으로 배출되지 못한다. 따라서, 타르분리기(10)에서 타르 유도관(101)으로 타르가 유입되지 못하여 제 1 레벨감지기(80)의 레벨은 하강되지 않고 조금씩 상승하고 , 제 2 레벌감지기(180)에 의해 감지되는 레벌은 스크린 상부에 누적되는 타르에 의해 크게 상승할 것이다. 이러한 경우 상기 두 레벌감지기의 감지 정보를 판단하여 스크린(160)이 폐쇄된 상태로 판단하고, 드레인밸브(192)를 막아 타르의 유입을 막으면서, 스팀퍼지밸브(194)를 개방하여 스팀퍼지를 실시한다. 이 경우에 스크린(160)을 막고 있는 스크린(160) 상부의 나프탈렌 덩어리는 스팀압에 의해 교반되고, 상하로 움직이면서 스크린(160) 상의 바늘형상 핀(162)과의 연속적 충돌에 의해 파쇄되고, 스팀열에 의해 용해제거된다. 이 후 스팀퍼지밸브(194)를 닫고, 드레인밸브(192)는 개방하여 두 레벨감지기(80,180 )를 확인하면 제 2 레벨감지기(180)는 지속적으로 하락하고 제 1 레벌감지기는 소량 하락한 후, 일정하게 유지될 것이다.

만약, 타르층(30) 파괴 현상이 발생하면 제 2 레벌감지기(180)는 상승된 상태를 유지하고 제 1 레벨감지기(80)는 하강되는 추세를 보일 것이다. 이러한 상태는 타르층 파괴상태로 판단, 타르가 배출되지 않도록 드레인밸브(192)를 닫고, 타르층이 안정되도록 소정시간동안 대기한다. 이후 파괴되었던 타르층이 안정되면 승강부(125)를 조절하여 이동관(120)을 높이를 조절하여 타르가 점차적으로 배출될수 있도록 조절하면서 드레인밸브(192)를 오픈한다. 제 1 레벌감지기(80)가 상승후 하강하면서 일정 상태를 유지하고, 제 2 레벌감지기(180)가 하강하여 일정한 상태를 유지하도록 이동관을 조절하여 작동한다.

제 1 및 제 2 레벨감지기를 통한 타르층 파괴 또는 스크린 막힌 상태의 확인은 수동으로 제어되거나 제어컴퓨터에 연결 제어되도록 선택가능하다.

상기와 같이, 본 발명에 의하면 나프탈렌 입자가 바늘형 핀이 형성된 스크린에 의해 지속적으로 파괴됨으로써, 타르 배출관이 막히는 것을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 타르분리기내에서 분리 형성된 타르층이 파괴되는 것을 조기에 확인하여 적절한 조치를 취함으로써 타르배출관으로 이물질이 유입되는 것을 막아 타르 품질을 향상시킨다.

Claims

안수 타르 슬러지 혼압액이 침전 분리되는 타르분리기에 있어서, 상기 타르분리기내의 타르가 유입되는 타르 유도관, 상기 타르유도관에 결합된 중공형 케이싱, 상기 중공형 케이싱 내부에 상기 타르유도관에 끼워진 상태로 상하 이동가능한 이동관, 상기 이동관을 상하로 이동시키는 승강부, 상기 이동관의 내부로 정기적으로 질소를 공급하는 질소퍼지부, 및 상기 케이싱의 하부 일측에 연결되어 상기 유입된 타르가 배출되는 드레인관을 포함하되 ,

상기 드레인관의 개폐를 조절하는 드레인 밸브;

상기 드레인 밸브의 양측으로 상기 드레인관에 장착되어 스팀을 퍼지하기 위한 스팀퍼지밸브; 및

상기 케이싱 내주면과 상기 이동관의 외주면 사이에 장착되는 상측으로 돌출된 바늘형상 핀이 형성된 스크린을 구비하는 것을 특징으로 하는 타르분리기의 타르 배출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 타르분리기내의 타르층의 레벨을 감지하는 제 1 레벨 감지기 및 상기 케이싱내의 타르 레벨을 감지하는 제 2 레벨감지기를 추가로 구비하여,

상기 제 1 레벨감지기의 감지 레벨은 실질적으로 하강하면서 상기 제 2 레벨감지기의 감지 레벨이 상승하면 타르분리기내의 타르층 파괴 상태로 판단하고, 상 기 제 1 레벨감지기의 감지 레벨은 실질적으로 변동하지 않으면서 상기 제 2 레벨감지기의 감지 레벨이 상승하면 스크린 막힌 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 타르 배출장치.