KR100890811B1 - Apparatus for cleaning heat exchanger of btx recovery equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코크스로에서 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때 발생되는 부생가스인 코크스오븐가스중 불순물인 벤젠, 톨루엔, 크실렌을 정제 증류하는 과정에서 각종 열교환기에 부착, 누적된 콜타르, 피치 등을 용이하게 제거하여 열교환기의 효율을 극대화시킬 수 있도록 개선된 비티엑스 증류설비의 열교환기 세정장치에 관한 것으로, 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 과정에서 발생된 코크스오븐가스내 함유된 벤젠, 톨루엔, 크실렌을 정제 증류하는 설비에 있어서, 증류설비에 부설된 열교환기에서 세정액을 배출하는 회수배관의 단부에 연결되고 경사배치된 혼합물분리기와; 상기 열교환기로 세정액을 공급하는 세정배관의 단부와 연결되고 수평하게 설치된 순수 B.T.X 탱크와; 상기 혼합물분리기와 순수 B.T.X 탱크를 연결하는 배출관과; 상기 배출관상에 설치되어 증발하는 세정액을 냉각시키는 냉각용 열교환기와; 상기 혼합물분리기와 연결되고 이로부터 배출되는 콜타르, 피치를 수거 회수하는 데칸타설비를 포함하여 구성된다.The present invention easily adheres to various heat exchangers and accumulates coal tar, pitch, etc. in the process of purifying and distilling benzene, toluene, and xylene, which are impurities in coke oven gas, which is a by-product gas generated when coke is dried by coal in coke oven. The present invention relates to a heat exchanger scrubber of a BTI distillation plant that is improved to maximize the efficiency of the heat exchanger. The benzene, toluene, and xylene contained in the coke oven gas generated during the coking of coal is manufactured. An apparatus for purifying distillation, comprising: a mixture separator connected to an end of a recovery pipe for discharging a cleaning liquid from a heat exchanger attached to a distillation equipment and arranged inclinedly; A pure B.T.X tank horizontally connected to an end of the cleaning pipe for supplying the cleaning liquid to the heat exchanger; A discharge pipe connecting the mixture separator and the pure B.T.X tank; A cooling heat exchanger installed on the discharge pipe to cool the washing liquid evaporated; It is configured to include a decanter facility for collecting and recovering coal tar, the pitch is connected to the mixture separator and discharged therefrom.
본 발명에 따르면, 세정혼합액으로부터 유기용제인 순수 B.T.X만을 회수하여 세정액으로 재사용할 수 있어 세정효율이 극대화되고, 열교환기의 가동효율이 향상되며, B.T.X 증류설비의 증류효율도 향상되고, 콜타르나, 피치를 부산물로 획득할 수 있다.According to the present invention, only pure BTX, which is an organic solvent, can be recovered and reused as a cleaning liquid from the cleaning mixture, thereby maximizing the cleaning efficiency, improving the operating efficiency of the heat exchanger, improving the distillation efficiency of the BTX distillation unit, coal tar, Pitch can be obtained as a by-product.
Description
도 1은 종래 B.T.X 증류설비의 열교환기 세정 및 불순물 처리 공정도,1 is a heat exchanger cleaning and impurity treatment process diagram of a conventional B.T.X distillation unit,
도 2는 본 발명에 따른 B.T.X 증류설비의 열교환기 세정 및 불순물 처리 공정도,2 is a heat exchanger cleaning and impurity treatment process diagram of the B.T.X distillation plant according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 세정장치의 요부 확대도.Figure 3 is an enlarged view of the main portion of the cleaning apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100....흡수유탱크 110....B.T.X 흡수탑100 ...
120....흡수유저장탱크 130....B.T.X 증류탑120 ...
142,152,162....열교환기 174....세정배관142,152,162 ....
176....회수배관 200....혼합물분리기176 .... Recovery piping 200 .... Mixture separator
230....배출관 240....냉각용 열교환기230 .... exhaust pipe 240 .... cooling heat exchanger
300....순수 B.T.X 탱크300 .... pure B.T.X tank
본 발명은 코크스로에서 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때 발생되는 부생 가스인 코크스오븐가스중 불순물인 벤젠, 톨루엔, 크실렌(이하 "B.T.X"라 함)을 정제 증류하는 과정에서 각종 열교환기에 부착, 누적된 콜타르, 피치 등을 용이하게 제거하여 열교환기의 효율을 극대화시킬 수 있도록 개선된 비티엑스 증류설비의 열교환기 세정장치에 관한 것이다.The present invention is attached to various heat exchangers in the process of purifying and distilling benzene, toluene, and xylene (hereinafter referred to as "BTX"), which are impurities in coke oven gas, which is a by-product gas generated when producing coke by distilling coal in a coke oven. The present invention relates to a heat exchanger cleaning device of an improved BTI distillation system to easily remove accumulated coal tar, pitch, and the like, thereby maximizing the efficiency of the heat exchanger.
통상, 코크스로에서 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때 발생되는 부생가스인 코크스오븐가스중 불순물인 B.T.X는 B.T.X 흡수탑에서 흡수유에 의해 흡수된 후 증류설비에서 증류되게 되는데 그 과정은 다음과 같다.Usually, B.T.X, an impurity in coke oven gas, which is a by-product gas generated when coke is dried by coal in coke oven, is absorbed by absorption oil in B.T.X absorption tower and then distilled in distillation equipment. The process is as follows.
도 1을 참조하면, 불순물인 B.T.X를 함유한 코크오븐가스는 B.T.X 흡수탑(110) 하부(110a)로부터 유입되어 상부(110b)로 배출되는 동안 B.T.X를 흡수하는 흡수유가 흡수유탱크(100)로부터 펌프(100a)에 의해 공급된 후 B.T.X 흡수탑(1100 상부에서 하부로 흐르면서 B.T.X를 흡수하고, 이어 펌프(110c)에 의해흡수유저장탱크(120)로 유입되게 된다.Referring to FIG. 1, the coke oven gas containing BTX as an impurity is absorbed oil absorbing BTX from the
이 흡수유(B.T.X를 함유하고 있음)는 펌프(120a)에 의해 각종 열교환기(142,152,162)를 통과하면서 승온되어 B.T.X 증류탑(130)으로 장입된다.The absorbing oil (containing B.T.X) is heated by passing through
이때, B.T.X를 함유한 흡수유의 온도를 더욱 높이기 위해 가열로(140)가 설치되어 있고 열매체 오일이 펌프(140a)를 통해 가열로(140)를 순환하면서 흡수유와 열교환기(152)에서 열교환을 하게 된다.At this time, the
B.T.X 증류탑(130)에 장입된 흡수유는 스팀(134)에 의해 증류되어 흡수유중 B.T.X는 증기상태로 변화된 후 B.T.X 증류탑(130) 상부를 통해 배출되며 또한, 열교환기(132)를 통과하면서 후공정을 거쳐 부산물로 회수된다.
Absorption oil charged in the
B.T.X가 증류처리된 고온의 흡수유는 B.T.X 증류탑(130) 하부로 내려와 펌프(130a)에 의해 열교환기(142,162)를 거쳐 온도 강하된 후 다시 흡수유탱크(100)로 유입되어 B.T.X 포집용으로 재사용되게 된다.The high temperature absorbent oil in which BTX is distilled off is lowered to the bottom of the
이 과정에서 각 열교환기(142,152,162)에는 고온(80~180℃)의 오일이 유통되는데 흡수유 및 B.T.X가 함유된 흡수유가 유통되면서 튜브형 열교환기의 튜브내측과 외측에 콜타르, 피치 등을 부착, 고착시켜 열교환기의 효율을 저하시키므로 액체 B.T.X로 세정을 하게 된다.In this process, oil of high temperature (80 ~ 180 ° C) is distributed to each heat exchanger (142, 152, 162). As absorption oil and absorbent oil containing BTX are distributed, coal tar and pitch are attached and fixed to the inside and outside of the tube type heat exchanger. It lowers the efficiency of the heat exchanger, so it is cleaned with liquid BTX.
특히, 이 흡수유는 콜타르계 흡수유이므로 흡수유 자체에도 콜타르 성분이 있기 때문에 튜브형 열교환기의 튜브내측과 외측에 콜타르, 피치 등의 부착이 더욱 심하다.In particular, since the absorbent oil is coal tar-based absorbent oil, the absorbent oil itself has a coal tar component, so that coal tar and pitch are more attached to the inner and outer tubes of the tubular heat exchanger.
세정작업은 세정탱크(170)내 저장된 액체 B.T.X를 펌프(170a)로 펌핑하여 각 열교환기(142,152,162)와 연결된 세정배관(174)으로 공급하고, 열교환기의 튜브 내외측에 부착된 콜타르 혹은 피치를 용해한 후 회수배관(176)을 통해 다시 세정탱크(170)로 회수토록 하는 순환을 통해 세정하게 되며, 세정시간은 대략 72시간정도 연속하여 이루어진다.In the cleaning operation, the liquid BTX stored in the
그런데, 이와 같은 지속적인 세정작업에 의해 열교환기에 부착되어 있던 불순물인 콜타르, 피치 등이 탈거되기는 하나 외부로 신속하면서도 완전하게 배출되지 못하고 여전히 액체 B.T.X중에 혼재된 상태로 순환하면서 세정하게 되므로 세정시간이 경과될 수록 그 세정효율이 떨어지는 문제가 발생된다.However, this continuous cleaning operation removes impurities such as coal tar and pitch, which are attached to the heat exchanger, but is not quickly and completely discharged to the outside, but still circulates in a mixed state in the liquid BTX. The more the problem is that the cleaning efficiency is lowered.
뿐만 아니라, 세정탱크(170)로부터 배액된 찌꺼기는 슬롭탱크(180)에 모인후 다시 흡수유저장탱크(120)로 보내져 재사용되기 때문에 결국 이 순환라인 외부로 완전히 배출되지 못하는 실정이므로 그 증류효율은 물론 세정효율 양자의 저하는 필수불가결하다고 볼 수 있다.In addition, since the waste discharged from the
아울러, 흡수유탱크(100)와 흡수유저장탱크(120) 및 슬롭탱크(180)의 바닥에 콜타르나 피치의 누적이 심하게 되면 설비의 가동이 중지되기 때문에 이때에는 모든 설비를 휴지시킨 상태에서 작업자가 직접 탱크내부로 들어가 이들 찌꺼기를 퍼내야 하는 번거로움, 안전사고의 위험 등의 문제가 상존하고 있는 실정이다.In addition, when coal tar or pitch is accumulated in the bottom of the
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, B.T.X 증류설비의 열교환기 세정액중에 혼합된 불순물인 콜타르나 피치를 그 세정액이 순환하는 라인으로부터 분리하여 설비가동중에도 외부로 완전배출처리토록 하여 부산물로 회수토록 함으로써 세정시에는 순수 B.T.X만을 세정액으로 사용할 수 있어 세정효율의 향상을 도모할 수 있고 동시에 설비의 효율도 극대화시킬 수 있도록 한 비티엑스 증류설비의 열교환기 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it was created to solve this problem. During the cleaning process, only the pure BTX can be used as the cleaning liquid, which allows the complete discharge process to the outside to be recovered as a by-product, thereby improving the cleaning efficiency and at the same time maximizing the efficiency of the equipment. It is an object to provide a cleaning device.
본 발명의 상기한 목적은, 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 과정에서 발생된 코크스오븐가스내 함유된 벤젠, 톨루엔, 크실렌을 정제 증류하는 설비에 있어서, 증류설비에 부설된 열교환기에서 세정액을 배출하는 회수배관의 단부에 연결되고 경사배치된 혼합물분리기와; 상기 열교환기로 세정액을 공급하는 세정배관의 단 부와 연결되고 수평하게 설치된 순수 B.T.X 탱크와; 상기 혼합물분리기와 순수 B.T.X 탱크를 연결하는 배출관과; 상기 배출관상에 설치되어 증발하는 세정액을 냉각시키는 냉각용 열교환기와; 상기 혼합물분리기와 연결되고 이로부터 배출되는 콜타르, 피치를 수거 회수하는 데칸타설비를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비티엑스 증류설비의 열교환기 세정장치를 제공함에 의해 달성된다.The above object of the present invention is to purify and distill benzene, toluene and xylene contained in the coke oven gas generated in the process of producing coke by distilling coal, and the cleaning liquid is discharged from the heat exchanger installed in the distillation facility. A mixture separator connected to an end of the recovery pipe and inclinedly disposed; A pure B.T.X tank horizontally connected to the end of the cleaning pipe for supplying the cleaning liquid to the heat exchanger; A discharge pipe connecting the mixture separator and the pure B.T.X tank; A cooling heat exchanger installed on the discharge pipe to cool the washing liquid evaporated; It is achieved by providing a heat exchanger cleaning apparatus of the BTI-X distillation equipment, characterized in that it comprises a decanter facility for collecting and recovering coal tar, discharged from the mixture separator.
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 B.T.X 증류설비의 열교환기 세정 및 불순물 처리 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 세정장치의 요부 확대도이다.Figure 2 is a heat exchanger cleaning and impurity treatment process diagram of the B.T.X distillation plant according to the present invention, Figure 3 is an enlarged view of the main part of the cleaning apparatus according to the present invention.
도 2 내지 도 3에서와 같이, 각 열교환기(142,152,162)로부터 세정액이 배출되는 회수배관(176)의 단부에 약간의 경사를 두고 설치된 혼합물분리기(200)를 연결설치하고, 이 혼합물분리기(200)의 하부에는 스팀 혹은 히터를 이용하여 열을 공급할 수 있는 형태의 열원공급기(210)가 설치되어 그 내부를 가열할 수 있게 구성되며, 또한 그 내부에는 온도조절을 위한 온도센서(220)가 내장된다.2 to 3, the
그리고, 상기 혼합물분리기(200)의 타측, 즉 회수배관(176)이 연결된 대향측에는 B.T.X가 증기상태로 배출되는 배출관(230)이 연결되고, 이 배출관(230)은 수평연장된 후 순수 B.T.X탱크(300)와 연결되는데 그 일부에는 냉각용 열교환기(242)가 연결된다.The other side of the
또한, 상기 혼합물분리기(200)의 경사도가 낮은 쪽에는 콜타르, 피치의 액면을 계측하는 액면계(202)가 설치되고, 그 일측에는 펌프(204)가 설치되며, 상기 액면계(202)에 의해 조절되는 액면조절밸브(206)가 구비되고, 이를 통해 배출된 콜타 르 혹은 피치를 데칸타설비(400)로 배출처리되게 된다.In addition, the lower side of the
아울러, 상기 냉각용 열교환기(242)에는 냉각온도 제어를 위한 온도검지기(242a) 및 이에 의해 작동되는 온도조절밸브(242b)가 부설된다.In addition, the
한편, 순수 B.T.X 탱크(300)에도 열을 가할 수 있는 히터와 같은 간접열공급기(310)가 구비되며, 이의 제어를 위한 온도검지기(320)가 구비되고, 펌프(330) 및 유량계(350) 이에 의해 제어되는 유량제어밸브(340)가 각 열교환기(142,152,162)와 연결된 세정배관(174)상에 설치된다.On the other hand, the pure BTX
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.The operating relationship of the present invention made of such a configuration is as follows.
먼저, 코크스오븐가스중 B.T.X 증류과정은 도 1을 참고로 종래기술에서 설명한 것과 동일한 과정으로 이루어지며, 본 발명에서는 이러한 증류과정중 열교환기에 생기는 고착물의 제어과정에 관한 것이므로 이를 중심으로 설명한다.First, the B.T.X distillation process in the coke oven gas is made of the same process as described in the prior art with reference to Figure 1, the present invention relates to the control process of the deposits generated in the heat exchanger during this distillation process will be described.
순수 B.T.X 탱크(300)로부터 액체 B.T.X는 펌프(330)에 의해 세정배관(174)을 따라 열교환기(142,152,162)로 보내지게 되는데 이때 유량은 유량계(350)의 유량설정치에 따라서 유량제어밸브(340)가 자동으로 동작하게 된다Liquid BTX from the pure BTX
튜브형 열교환기(142,152,162)의 튜브 내외부를 통과해서 나오는 세정액은 튜브 내외부에 부착된 콜타르, 피치를 용해시켜 나오기 때문에 이 세정액 중에는 콜타르, 피치가 당연히 포함되게 된다.Since the cleaning liquid passing through the inner and outer tubes of the
콜타르, 피치가 포함된 혼합액은 회수배관(176)을 통해 혼합물분리기(200)로 유입된다.Coal tar, pitch, and the mixed liquid is introduced into the
혼합물분리기(200)의 내부에는 온도센서(220)의 온도 설정치에 따라 열원공 급기(210)를 통해 스팀 혹은 히팅된 열이 혼합물분리기(200)의 내부까지 유통되어 혼합물분리기(200)의 내부 온도를 조절하게 된다.In the interior of the
이때, B.T.X의 비등점은 80.1℃ 이므로 80.1℃ 이상 적정한 온도로 관리하게 되면 혼합물분리기(200)에 유입된 혼합액중 순수 B.T.X는 비등되어 배출관(230)으로 증발하면서 냉각용 열교환기(242)로 유입되게 된다.At this time, the boiling point of the BTX is 80.1 ℃, so that if managed at an appropriate temperature of more than 80.1 ℃ pure BTX of the mixed liquid introduced into the
냉각용 열교환기(242)에서는 순수 B.T.X를 냉각하게 되고, 냉각된 순수 B.T.X는 배출관(230)의 타단을 통해 순수 B.T.X 탱크(300)로 이동 저장되게 된다.The
이 상태에서의 냉각온도는 배출관(230)에 설치된 온도검지기(242a)의 설정치에 따라 온도조절밸브(242b)가 자동으로 동작하여 공정에서 원하는 온도로 조절된다. In this state, the cooling temperature is automatically adjusted to a desired temperature in the process by automatically operating the
한편, 혼합물분리기(200)에서 순수 B.T.X가 분리되어지고 난 후의 콜타르, 피치는 혼합물분리기(200) 하부에 쌓이게 되는데 온도가 높기 때문에 유동성이 있게 된다.On the other hand, after the pure B.T.X is separated from the
따라서, 하부에 쌓인 콜타르, 피치는 펌프(204)에 의해서 콜타르를 수집하는 데칸타설비(400)로 보내져 부산물로 회수된다.Therefore, the coal tar and pitch accumulated at the bottom are sent to the
또한, 혼합물분리기(200)에 설치되어 있는 액면계(202)의 설정치에 따라 액면조절밸브(206)가 동작되므로서 콜타르, 피치층의 액면을 관리하게 된다.In addition, the liquid
아울러, 순수 B.T.X 탱크(300)에 유입된 액체 B.T.X는 펌프(330)에 의해 열교환기 세정용으로 재사용된다.In addition, the liquid B.T.X introduced into the
순수 B.T.X 탱크(300)의 내부온도는 온도검지기(320)의 온도설정치에 따라 간접열공급기(310)에 의해 히팅량 혹은 스팀량이 조절되면서 순수 B.T.X 탱크(300)의 내부온도를 조절하게 된다.The internal temperature of the
이러한 작동은 반복적으로 순환되게 된다.This operation is repeated repeatedly.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.As described in detail above, the present invention provides the following effects.
첫째, 세정혼합액으로부터 유기용제인 순수 B.T.X만을 회수하여 세정액으로 재사용할 수 있어 세정효율이 극대화된다.First, since only pure B.T.X, an organic solvent, can be recovered from the cleaning mixture and reused as the cleaning solution, the cleaning efficiency is maximized.
둘째, 열교환기의 가동효율이 향상된다.Second, the operating efficiency of the heat exchanger is improved.
세째, B.T.X 증류설비의 증류효율도 향상된다.Third, the distillation efficiency of the B.T.X distillation plant is also improved.
네째, 콜타르나, 피치를 부산물로 획득할 수 있다.Fourth, coal tar or pitch can be obtained as a by-product.
다섯째, 탱크의 청소작업을 하지 않아도 되므로 인력절감 및 안전사고를 예방할 수 있다.Fifth, since the tank does not need to be cleaned, manpower reduction and safety accidents can be prevented.
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