KR100899941B1 - An apparatus for waste gas reusing in quick lime making - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치에 관한 것으로서, 생석회 소성 공정을 수행할 때 예열기를 통과한 고온의 배출 가스가 대기중으로 직접적으로 방출되므로, 소성 공정에 사용되는 스톤빈에 예열기에서 배출되는 배출 가스를 유입시켜 생석회 원료의 온도를 상승시키고 이에 따라 생석회 원료의 소성율을 높이고 사용하는 연료의 소모량을 감소시키는 효과를 갖는다.The present invention relates to an exhaust gas recycling apparatus in a quicklime calcining process, and when the quicklime calcining process is performed, hot exhaust gas passing through a preheater is directly discharged into the atmosphere, and thus is discharged from a preheater in a stone bin used in the calcining process. The discharge gas is introduced to increase the temperature of the quicklime raw material, thereby increasing the firing rate of the quicklime raw material and reducing the consumption of fuel used.

상기한 효과는 석회석 원료를 소성하는 소성 장치에 있어서, 로터리 킬른(3)에서 배출되는 배출 가스가 스톤빈(6)을 통과하도록 하는 배출 가스 유도관(20)이 수평으로 다수개 설치되는 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치에 의해 구현된다. The above-described effect is the calcining apparatus for calcining limestone raw material, in which calcined lime is installed horizontally with a plurality of exhaust gas induction pipes 20 for allowing exhaust gas discharged from the rotary kiln 3 to pass through the stone bin 6. It is realized by the exhaust gas recycling apparatus in the process.

Description

생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치{An apparatus for waste gas reusing in quick lime making}An apparatus for waste gas reusing in quick lime making

도 1은 종래의 기술에 의한 생석회 소성 공정 설비의 구성을 나타나는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure of the quicklime baking process installation by a prior art.

도 2는 종래의 기술에 의한 생석회 소성 공정중 예열기와 스톤빈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.2 is a view schematically showing a configuration of a preheater and a stone bean during a quicklime calcining process according to the related art.

도 3은 본 발명에 의한 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면. Figure 3 is a view showing the configuration of one embodiment of the exhaust gas recycling apparatus in the quicklime calcining process according to the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

1 : 호퍼 2 : 접지용 바 1 Hopper 2 Grounding Bar

3 : 로터리 킬른 6 : 스톤빈 3: rotary kiln 6: stone bean

9 : 순환 송풍기 10 : 유도 송풍기 9: circulating blower 10: induction blower

20 : 배출 가스 유도관 30 : 덕트팬 20: exhaust gas induction pipe 30: duct fan

본 발명은 생석회 소성 공정에 관한 것으로서, 특히 석회 소성 공정중 발생하는 배기 가스를 이용하여 킬른내로 장입되는 석회석의 온도를 상승시켜 석회 소 성율을 개선시키고 이에 따라 소성 공정에 소요되는 연료 소모량을 감소시키는 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quicklime calcining process, in particular to increase the temperature of the limestone charged into the kiln by using the exhaust gas generated during the lime calcining process to improve the lime burning rate and thus reduce the fuel consumption required for the calcining process. An exhaust gas recycling apparatus in a quicklime calcining process.

제강 공정에서 석회석(Lime Stone)은 용선(Hot Metal)의 탈인과 탈황을 위한 염기성 용제로 사용된다. 그러나, 채광된 석회석은 CaCO3를 주성분으로 하는 것으로서 제강 공정에 그대로 투입하기는 곤란하며, 고온하에서의 소성 공정을 거쳐서 CaCO3 로부터 CO2를 제거하여 CaO의 비율을 높인 생석회(Burnt Lime)의 상태로 투입된다. 이것은 석회석에 비해 CaO의 비율이 높은 생석회가 비교적 용해하기 쉬워 반응이 빠르고 열손실이 적기 때문이다.Lime Stone is used as a basic solvent for dephosphorization and desulfurization of hot metal in the steelmaking process. However, in the light limestone, and it is difficult to as input to the steel making process as mainly composed of CaCO 3, through a baking process at high temperatures increased the ratio of CaO to remove the CO 2 from CaCO 3 state of the calcium oxide (Burnt Lime) Is committed. This is because quicklime, which has a higher CaO ratio than limestone, is relatively easy to dissolve, resulting in fast reaction and low heat loss.

도 1은 종래의 기술에 의한 생석회 소성 공정 설비의 구성을 나타나는 도면으로서, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 직경이 수 미터이고 길이가 수십 미터인 원통형 로터리 킬른(Cylindrical Rotary Kiln: 3)과, 그러한 로터리 킬른(3)의 입구를 이루는 호퍼(1)와, 로터리 킬른(3)의 출구측에 배치된 냉각기(5)을 포함한다. 1 is a view showing the configuration of the quicklime calcining process equipment according to the prior art, and as shown in the drawings, a cylindrical rotary kiln (3) having a diameter of several meters and a length of several tens of meters is generally shown. And a hopper 1 forming the inlet of such a rotary kiln 3 and a cooler 5 arranged on the outlet side of the rotary kiln 3.

로터리 킬른(3)은 일반적으로 로터리 킬른(3)의 외원주를 따라 형성된 기어(4)를 이용하는 구동수단에 의해 2RPM 정도의 저속으로 회전하고 있으며, 수평면에 대해 약 3도의 경사를 이루도록 입구측이 출구측보다 높게 배치되어 있고, 내부온도는 일반적으로 출구측에서 700℃ 정도이고 입구측에서 1000℃ 정도인 고온이다. 그러한 내부온도를 유지하기 위한 열원으로는 로터리 킬른(3)의 출구측에 배치된 버너(2)에서 발생되는 연기인 코크스 오븐가스(COG)가 이용된다. The rotary kiln (3) is generally rotated at a low speed of about 2 RPM by a drive means using a gear (4) formed along the outer circumference of the rotary kiln (3), and the inlet side is inclined at about 3 degrees with respect to the horizontal plane It is disposed higher than the outlet side, and the internal temperature is generally about 700 ° C. at the outlet side and 1000 ° C. at the inlet side. As a heat source for maintaining such internal temperature, coke oven gas COG, which is smoke generated in the burner 2 disposed on the outlet side of the rotary kiln 3, is used.                         

호퍼(1)를 통해 투입된 석회석은 로터리 킬른(3)이 회전함에 따라 출구를 향해 미끄러져 내려가면서 약 1000℃ 내지 1300℃의 고온으로 가열되어 소성됨으로써 생석회가 된다. 로터리 킬른(3)의 출구를 빠져나온 생석회는 냉각기(5) 속에서 낙하하면서 냉각된 후에, 컨베이어 벨트에 의해 이송되어 제강 공정에 투입된다.The limestone introduced through the hopper 1 is calcined by being heated to a high temperature of about 1000 ° C to 1300 ° C while being slid toward the exit as the rotary kiln 3 rotates. The quicklime that has exited the exit of the rotary kiln 3 cools while falling in the cooler 5, and is then transferred by a conveyor belt to be introduced into the steelmaking process.

또한, COG 의 연소에 의해 고온으로 상승된 가스는 석회석을 소성시킨 후 배출되는데, 이때 배출가스의 열을 이용하여 킬른으로 장입되는 석회석 원료를 예열시키는데 이용된다. In addition, the gas which has risen to a high temperature by the combustion of COG is discharged after calcining the limestone, which is used to preheat the limestone raw material charged into the kiln by using the heat of the exhaust gas.

도 2는 종래의 기술에 의한 생석회 소성 공정중 예열기와 스톤빈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 석회석 원료는 스톤빈(6)에서 낙하하여 예열기(7)로 이동되고, 일정 시간마다 주입기(8)에 의해 킬른(3)으로 장입된다.2 is a view schematically showing the configuration of the preheater and the stone bin during the quicklime calcining process according to the prior art, wherein the limestone raw material falls from the stone bin 6 and is moved to the preheater 7, and the injector 8 is fixed at a predetermined time. Is charged into the kiln (3).

이때 킬른(3)에서 배출되는 고온의 가스는 예열기(7)로 유입되어 석회석을 예열하고, 유도 송풍기(10)에 의해 외부의 배출구를 통해 배출된다. 이때 순환 송풍기(9)는 예열기(7) 내부에서의 가스의 순환이 원활히 이루어지도록 한다. At this time, the hot gas discharged from the kiln 3 flows into the preheater 7 to preheat the limestone, and is discharged through the external outlet by the induction blower 10. At this time, the circulation blower 9 allows the gas to be circulated smoothly in the preheater 7.

생석회는 제강 공정에서 탈황 등의 정련을 위한 조재제로 사용되는 물질로서 고순도의 고청정강을 제조하기 위해서는 고품위의 생석회를 필요로 하기 때문에 소성 공정의 수행중 생석회의 소성율을 높이는 것이 필요하다. 소성율을 높이기 위해서는 최초의 재료 투입시 재료의 온도를 높일 필요가 있으나, 재료의 온도를 높이기 위해 가열할 경우 사용 연료량이 증가하여 생산 원가가 증가하는 문제점이 있었다. Quicklime is a material used as a refining agent for refining, such as desulfurization in the steelmaking process. It is necessary to increase the firing rate of quicklime during the firing process because high quality quicklime is required to produce high purity high purity steel. In order to increase the firing rate, it is necessary to increase the temperature of the material at the time of the first input of the material, but when heating to increase the temperature of the material, there is a problem in that the production cost increases due to the amount of fuel used.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 석회 소성 공정의 수행중 발생된 배출 가스를 대기중으로 직접적으로 배출하지 않고 킬른 내로 장입되는 석회석의 온도를 상승시킨 후에 배출시켜 생석회의 소성율을 개선하고, 생석회 소성 공정에서의 사용 연료량이 감소되도록 하는 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.  The present invention was devised to solve the above problems, and does not directly discharge the exhaust gas generated during the execution of the lime calcination process into the atmosphere, but increases the temperature of the limestone charged into the kiln and then discharges the calcined lime of quicklime. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recycling apparatus in a quicklime calcining process to improve and reduce the amount of fuel used in the quicklime calcining process.

도 3은 본 발명에 의한 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 도면으로서, 석회석 원료를 소성하는 소성 장치에 있어서, 로터리 킬른(3)에서 배출되는 배출 가스가 통과하는 배출 가스 유도관(20)이 스톤빈(6)의 내부에 수평으로 다수개 설치되어 있음을 도시하고 있다.3 is a view showing the configuration of an embodiment of the exhaust gas recycling apparatus in the quicklime calcining process according to the present invention, in the calcining apparatus for calcining limestone raw material, the exhaust gas discharged from the rotary kiln 3 passes It is shown that a plurality of gas induction pipes 20 are horizontally provided inside the stone bean 6.

또한, 상기 배출 가스 유도관(20)의 양단에는 수평으로 형성된 배출 가스 유도관(20)의 내부에서 가스가 이동할 수 있도록 하는 덕트팬(30)이 각각 설치되어 있다. In addition, both ends of the exhaust gas induction pipe 20 are each provided with a duct fan 30 to allow gas to move inside the horizontal exhaust gas induction pipe 20.

상기한 바와 같은 구성에 의하면 로터리 킬른(3)으로 투입된 석회석 원료가 로터리 킬른(3)이 회전함에 따라 출구를 향해 미끄러져 내려가게 되고, 이때 약 1000℃ 내지 1300℃의 고온으로 가열되어 소성되면서 생석회의 소성 공정을 수행하게 되는데, 이때 로터리 킬른(3)에서 배출되는 배출 가스가 스톤빈(6)의 내부를 통과하면서 킬른(3)으로 장입되는 석회석 원료의 온도가 증가되도록 한다. According to the configuration as described above, the limestone raw material introduced into the rotary kiln 3 is slid down toward the exit as the rotary kiln 3 rotates. The firing process is performed, wherein the discharge gas discharged from the rotary kiln 3 passes through the interior of the stone bin 6 to increase the temperature of the limestone raw material charged into the kiln 3.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. When explaining the embodiment of the present invention configured as described above with reference to the drawings as follows.                     

종래의 기술에 의해 석회석 소성 공정을 수행할 때, 석회석을 소성하고 배출되는 가스는 약 1000 ℃ 의 온도를 갖는다. 이때 배출되는 가스는 예열기(7)로 유입시켜 석회석에 함유된 수분을 제거하도록 한다. 석회석에 함유된 수분이 제거된 후, 예열기(7)에서 배출되는 가스의 온도는 500 ℃ 이다. 또한, 이때 배출되는 가스에 포함되어 있는 먼지의 제거와 수증기 발생량 감소를 위해 물을 살포함으로서, 배출되는 가스의 온도를 50 ℃ 이하로 감소시킨다. When carrying out the limestone firing process by the prior art, the gas that calcines the limestone and exits has a temperature of about 1000 ° C. At this time, the discharged gas is introduced into the preheater 7 to remove moisture contained in the limestone. After the moisture contained in the limestone is removed, the temperature of the gas discharged from the preheater 7 is 500 ° C. In addition, by spraying water to remove the dust contained in the discharged gas and to reduce the amount of steam generated, the temperature of the discharged gas is reduced to 50 ℃ or less.

따라서, 종래의 기술에서는 예열기(7)에서 배출되는 500 ℃의 온도를 갖는 가스를 바로 배출함을 알 수 있다. Therefore, in the related art, it can be seen that the gas having a temperature of 500 ° C. discharged from the preheater 7 is immediately discharged.

본 발명에 의한 소성 고정에서는 소성 공정 수행시 예열기(7)에 유입되어 석회석 원료의 수분을 제거하는데 사용하는 로터리 킬른(3)의 배출 가스를 예열기(7)의 측면에 부착되어 있는 순환 송풍기(9)를 이용하여 스톤빈(6)에 설치되어 있는 배출 가스 유도관(20)으로 유도하고, 이에 따라 배출 가스는 스톤빈(6)을 수평으로 통과되도록 한다. In the plastic fixing according to the present invention, a circulating blower (9) having a discharge gas of the rotary kiln (3) attached to the side surface of the preheater (7) flowing into the preheater (7) and used to remove moisture from the limestone raw material during the firing process is performed. ) To guide the exhaust gas induction pipe 20 installed in the stone bean (6), thereby allowing the exhaust gas to pass through the stone bean (6) horizontally.

도면에서 굵은 지름의 화살표는 석회석 원료의 이동 방향을 나타내고, 좁은 지름의 화살표는 가스의 이동 방향을 나타낸다. In the figure, the thick diameter arrow indicates the movement direction of the limestone raw material, and the narrow diameter arrow indicates the gas movement direction.

로터리 킬른(3)에서 배출되는 가스가 배출 가스 유도관(20)을 통과하는 동안 스톤빈(6)의 상부에서 스톤빈(6)의 내측으로 생석회 원료가 투입된다. While the gas discharged from the rotary kiln 3 passes through the exhaust gas induction pipe 20, the quicklime raw material is introduced into the stone bin 6 from the top of the stone bin 6.

스톤빈(6)의 내측으로 투입되는 생석회 원료는 배출 가스 유도관(20)을 통과하는 배출 가스에 의해 예열된다. 스톤빈(6)으로 투입되는 생석회 원료는 출구측이 좁기 때문에 스톤빈(6)의 외부로 바로 빠져 나가지 않고 일정시간 동안 머무르게 된다. 스톤빈(6)의 내부에 생석회 원료가 머무르는 동안 배출 가스 유도관(20)을 지나는 배출 가스에 의해 생석회 원료가 예열된다. The quicklime raw material introduced into the stone bean 6 is preheated by the exhaust gas passing through the exhaust gas induction pipe 20. The quicklime raw material introduced into the stone bean 6 stays for a predetermined time without exiting the outside of the stone bean 6 because the outlet side is narrow. The quicklime raw material is preheated by the exhaust gas passing through the exhaust gas induction pipe 20 while the quicklime raw material stays inside the stone bean 6.

배출 가스에 의해 예열된 생석회 원료가 투입되는 소성 공정은 종래의 기술과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. Since the calcining process into which the quicklime raw material preheated by the exhaust gas is the same as in the conventional art, a detailed description thereof will be omitted.

다음의 표는 종래의 기술을 사용했을 경우와 본 발명에 의한 기술을 사용했을 경우의 코크스 오븐가스(COG)의 사용량과 소성 공정에 투입되는 석회석 원료 온도의 차이를 나타내고 있다. [표 1]에서 알 수 있는 바와 같이, 코크스 오븐가스(COG)의 사용량은 줄어들지만, 석회석의 온도는 더욱 증가함을 알 수 있다. The following table shows the difference between the amount of coke oven gas (COG) used and the limestone raw material temperature to be used in the firing step, when using the conventional technique and when using the technique according to the present invention. As can be seen in Table 1, the amount of coke oven gas (COG) is reduced, but the limestone temperature is further increased.

생산성 (t/day)Productivity (t / day) COG 사용량(Nm3/Hr)COG Usage (Nm3 / Hr) 석회석 온도(℃)Limestone Temperature (℃) 소성도(수화율) %Firing degree (hydration rate)% 종래 기술Prior art 본 기술This technology 종래 기술Prior art 본 기술This technology 350350 38003800 36003600 715715 810810 9090 400400 40004000 38503850 700700 800800 450450 42004200 40004000 680680 795795

스톤빈(6)에서 예열된 석회석 원료가 예열기(7)에 투입될 때, 석회석 원료의 함수율은 다음의 [표 2]와 같다. When the limestone raw material preheated in the stone bean 6 is input to the preheater 7, the water content of the limestone raw material is as shown in Table 2 below.

측정 횟수Number of measurements 종래 기술Prior art 본 기술This technology 1 회1 time 1.731.73 0.210.21 2 회Episode 2 1.561.56 0.170.17 3 회3rd time 2.092.09 0.250.25

본 발명에 의한 기술을 사용했을 경우, 종래의 기술을 사용했을 경우보다 석회석 원료의 함수율이 저감되는 것을 알 수 있다. When the technique by this invention is used, it turns out that the moisture content of limestone raw material is reduced compared with the case of using the conventional technique.

다음의 표는 종래의 기술을 사용했을 경우와 본 발명에 의한 기술을 사용했 을 경우의 배출되는 가스의 온도와 배출되는 가스에 포함되어 있는 먼지의 제거와 수증기 발생량 감소를 위해 살포되는 물의 양을 나타내고 있다. [표 3]에서 알 수 있는 바와 같이, 배기 가스의 온도는 종래의 기술을 사용했을 때보다 낮아지고, 소모되는 물의 양도 줄어들게 된다. The following table shows the temperature of the discharged gas and the amount of water sprayed to remove the dust contained in the discharged gas and to reduce the amount of steam generated when using the conventional technique and the technique according to the present invention. It is shown. As can be seen from Table 3, the temperature of the exhaust gas is lower than when using the conventional technology, and the amount of water consumed is also reduced.

생산성 (t/day)Productivity (t / day) 배기가스 온도(℃)Exhaust gas temperature (℃) 수처리량(Nm3/Hr)Water throughput (Nm3 / Hr) 종래 기술Prior art 본 기술This technology 종래 기술Prior art 본 기술This technology 350350 520520 320320 270270 220220 400400 540540 330330 320320 250250 450450 600600 350350 350350 270270

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 석회석의 소성 공정을 수행할 때 킬른에서 배출되는 배출 가스를 소성 공정시 사용하는 스톤빈에 투입하여 석회석 원료의 온도를 미리 상승시켜 제강 공정에서 탈황 등의 정련을 위한 조재제로 사용하기 위한 석회석의 소성율을 증가시키고 소성 공정에서 사용하는 연료의 소모량을 절감하는 효과를 갖는다. As described above, according to the present invention, when performing the calcining process of limestone, the exhaust gas discharged from the kiln is introduced into the stone bin used in the calcining process to raise the temperature of the limestone raw material in advance to refine the desulfurization and the like in the steelmaking process. It has the effect of increasing the calcination rate of limestone for use as a refining agent and reducing the consumption of fuel used in the calcination process.

Claims (2)

석회석 원료가 로터리 킬른(3)이 회전함에 따라 출구를 향해 미끄러져 내려가면서 1000℃ 내지 1300℃의 고온으로 가열되어 소성되는 생석회의 소성 설비에 있어서, 로터리 킬른(3)에서 배출되는 배출 가스가 통과하는 배출 가스 유도관(20)이 스톤빈(6)의 내부에 수평으로 다수개 설치시켜 스톤빈(6)으로 장입되는 석회석 원료의 온도가 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치.In the calcining apparatus of quicklime in which limestone raw material is heated and baked at a high temperature of 1000 ° C to 1300 ° C as the rotary kiln 3 rotates toward the exit, the exhaust gas discharged from the rotary kiln 3 passes. Exhaust gas in the quicklime calcining process, characterized in that the discharge gas induction pipe 20 is installed horizontally in the interior of the stone bin (6) to increase the temperature of the limestone raw material charged to the stone bin (6) Recycling device. 제 1 항에 있어서, 상기 배출 가스 유도관(20)의 양단에는 수평으로 형성된 배출 가스 유도관(20)의 내부에서 가스가 이동할 수 있도록 하는 덕트팬(30)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 생석회 소성 공정에서의 배출 가스 재활용 장치.2. The quicklime lime according to claim 1, wherein both ends of the exhaust gas induction pipe 20 are provided with duct fans 30 for allowing gas to move inside the exhaust gas induction pipe 20 formed horizontally. Emission gas recycling apparatus in the firing process.
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