KR100902257B1 - 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스 오븐의 탄화실내에 원료탄을 장입하여 공기를 차단하고, 연소실에서 혼합 가스를 연소시켜 간접열에 의해 상기 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에 있어서, 건류 말기에 가스를 배출시키는 배관부에 분사 노즐을 설치하여 상기 코크스 오븐 도어의 가스 유출을 방지하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 코크스 오븐의 탄화실에 원료탄을 장입하여 연소실에서 가스를 연소시켜 상기 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에서 발생되는 가스 유출을 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 탄화실의 양측에 각각 다수개 설치된 도어가스 압력센서를 통해 측정된 가스의 압력을 압력발신기와 데이터 수집장치를 통해 전송받고 이를 컴퓨터를 통해 처리하는 데이터처리부; 상기 데이터처리부를 통해 출력된 신호를 전송받아 소정의 설정압력과 비교하고 유압기를 통해 상승관 댐퍼의 댐퍼개도 조절장치부를 작동시키는 유압제어부; 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 가스압력 제어부; 및 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 안수의 공급량을 제어하고 그 선단에는 분사노즐이 설치된 안수공급 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

코크스 오븐, 탄화실, 연소실, 안수라인, 분사노즐

Description

코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치{Apparatus for anti gas leak of coke oven}

도 1은 코크스 오븐을 도시한 단면도.

도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 코크스 오븐의 양측에 각각 설치된 도어가스 압력센서를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치에 있어서의 가스압력 제어부의 설치상태도.

도 4는 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치에 있어서의 안수공급 제어부의 설치상태도.

도 5는 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치에 있어서의 데이터 처리부의 구성도.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치에 있어서의 콘트롤 밸브 및 유압기를 도시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 탄화실 2 : 코크스 오븐도어

3 : 연소실 4 : 상승관

5 : 상승관 댐퍼 6 : 곡관부

12 : 도어가스 압력센서 15 : 원료탄

20 : 안수라인 24 : 분사노즐

30 : 압력발신기 42 : 압력제어기

52 : 콘트롤 밸브 100 : 유압기

본 발명은 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치에 관한 것으로, 특히 코크스 오븐의 탄화실내에 원료탄을 장입하여 공기를 차단하고, 연소실에서 혼합 가스를 연소시켜 간접열에 의해 상기 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에 있어서, 건류 말기에 가스를 배출시키는 배관부에 분사 노즐을 설치하여 상기 코크스 오븐 도어의 가스 유출을 방지하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐의 탄화실(1)에 장입차(9)를 통해 원료탄(석탄)(15)을 장입하고 연소실(3)에서 혼합 가스를 연소시켜서 상기 원료탄(15)을 건류시킬 경우 가스가 발생되면서 건류가 이루어지는 바, 가스발생량은 건류시간, 즉 경과시간에 따라 큰 폭으로 급속하게 발생하게 되므로 장입 작업의 안전을 위해 고압안수(도 4의 23)를 공급하며 상기 배출가스는 상승관(4)의 곡관부(6)를 경유하여 G.C main(도 3의 8)으로 모이게 한 후 후공정인 화성공정에서 블로워(blower)에 의해 흡입된다.

한편, 상기와 같은 원료탄(15)의 건류 과정에서는 원료탄이 연소실(3)의 열 을 흡수하여 건류가 이루어지며, 원료탄(15)의 장입직후 건류 초기 약 2,3 시간 동안에는 다량의 열을 흡수하면서 원료탄(15)에 포함된 휘발성 물질을 가스로 변화시켜 방출하는 확산 현상으로 인해 탄화실(1)내에는 건류말기인 13~15시간대에는 코크스 오븐도어(2)측 가스 발생량이 적어져서 상기 G.C main(8) 측 상승관 댐퍼(5)의 닫힘(Close)시, 압력의 변화가 커져서 상기 코크스 오븐도어(2)의 틈새를 통해 가스가 유출되고, 이에 따라 탄화실(1)의 스트레스도 증가하는 문제점이 있었다.

한편, 대한민국 특허출원 제 10-2000-36360호에는 코크스 오븐 프레임과 코크스 오븐 도어에 각각 설치된 압축판과 누름판의 상호 작용에 의해 상기 코크스 오븐에 장입된 석탄을 가열하여 적열 코크스로 제조하는 과정에서 발생하는 가스의 누출을 방지하도록 한 '코크스 오븐 도어의 가스누출 차단장치'가 제시되어 있으나, 이는 압축판과 누름판의 상호 작용에 따른 기계적 구조를 가짐에 따라 가스의 누출을 미세하게 방지하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코크스 오븐 도어에 미치는 탄화실내 가스 압력을 일정하게 유지시키고, 원료탄의 건류말기 과정에서 발생하는 가스의 유출을 방지하므로써, 코크스 오븐의 손상 방지와 함께 탄화실의 스트레스를 감소시킬 수 있는 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치는 코크스 오븐의 탄화실에 원료탄을 장입하여 연소실에서 가스를 연소시켜 상기 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에서 발생되는 가스 유출을 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 탄화실의 양측에 각각 다수개 설치된 도어가스 압력센서를 통해 측정된 가스의 압력을 압력발신기와 데이터 수집장치를 통해 전송받고 이를 컴퓨터를 통해 처리하는 데이터처리부; 상기 데이터처리부를 통해 출력된 신호를 전송받아 소정의 설정 가스 압력과 비교하고 유압기를 통해 상승관 댐퍼의 댐퍼개도 조절장치부를 작동시키는 유압제어부; 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 가스압력 제어부; 및 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 안수의 공급량을 제어하고 그 선단에는 분사노즐이 설치된 안수공급 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치는 크게 탄화실의 양측에 설치된 도어가스 압력센서를 통해 측정된 가스의 압력을 전송받고 이를 처리하는 데이터처리부와, 상기 데이터처리부를 통해 출력된 신호를 전송받아 소정의 설정압력과 비교하고 댐퍼개도 조절장치부를 작동시키는 유압제어부와, 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 가스압력 제어부 및, 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 안수의 공급량을 제어하는 안수공급 제어부로 이루어져 있다.

상기 데이터처리부는 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탄화실(1)의 양측에 각각 3개씩 설치된 도어가스 압력센서(12)를 통해 측정된 가스의 압력을 4개의 압력발신기(30)를 통해 데이터 수집장치(31)로 전송하고, 컴퓨터(32)가 이를 수신받아 처리한다.

상기 유압제어부는 도 4, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 데이터처리부를 통해 출력된 신호를 전송받아 기셋팅된 소정의 설정 가스 압력과 비교하고, 유압기(100)를 통해 상기 상승관 댐퍼(5)의 댐퍼개도 조절장치부(51)를 작동시킨다.

즉, 상기 유압기(100)는 전술한 G.C main(8)내에 위치하면서, 후술하는 고압안수(23)를 통한 안수를 그 내부에 공급하면서 후술하는 콘트롤 밸브(52)의 제어를 받아 그 선단의 댐퍼 연결편(25)을 통해 상기 상승관 댐퍼(5)를 오픈(Open), 또는 클로즈(Close)하며, 안수의 압력 정도에 따라 상기 곡관부(6)를 통한 가스의 누출을 작업자가 원하는 정도로 조절할 수 있다.

상기 가스압력 제어부는 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 압력설정기(41) 및 이에 연결된 압력제어기(42)를 통해 상기 댐퍼개도 조절장치부(51)에 공급되는 가스의 압력을 제어한다.

상기 안수공급 제어부는 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이, 안수라인(20)에 저압안수(21), 중압안수(22), 고압안수(23)가 각각 연결되고, 안수라인(20)의 일단부에 콘트롤 밸브(52)가 설치되어 있으며, 안수라인(20)의 타단부에는 안수조절밸브(43)와 함께 선단부에 분사노즐(ejection nozzle)(24)이 설치되어 상 기 원료탄(15)의 건류 말기에 곡관부(6) 상부에 적절한 안수의 분사량을 통해 가스의 유츨을 막게 되며, 도 3중 미설명 부호 44는 콘트롤러(controller)이다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 탄화실(1)에 설치된 다수개의 도어가스 압력센서(12)를 통해 검출된 가스 압력은 상기 압력발신기(30) 및 데이터 수집장치(31)를 통해 컴퓨터(32)로 전송되고, 컴퓨터는 소정의 기설정 압력과 비교하여 상기 콘트롤 밸브(52)를 경유하는 저압, 중압, 고압안수(21,22,23)를 통해 상기 댐퍼개도 조절장치부(51)를 유압기(100)로 상하 작동시킨다.

즉, 검출된 가스 압력이 사전에 정해진 소정의 목표 압력과 비교하여 미달되는 경우에는 그 미달하는 압력 차이에 해당하는 제어신호에 따라 상기 분사노즐(24)에 공급되는 안수를 조절(저압, 중압, 고압)하므로써, 상기 G.C. Main(8)과 코크스 오븐 내부의 압력을 적정하게 조절할 수 있고, 건류초기부터 건류중기에 해당하는 시간 동안에는 상기 콘트롤 밸브(52)에서 상기 유압기(100)로 작동신호를 보내 안수의 분사가 이루어져서 건류의 진행과 함께 발생되는 가스량이 감소한다.

한편, 상기 안수조절밸브(43)를 경유하는 안수는 분사노즐(24)을 통해 상기 원료탄(15)의 건류 말기에 곡관부(6) 상부에 적절하게(저압, 중압, 고압) 안수를 분사하므로써 상기 곡관부(6)를 통한 가스의 유출을 막게 되고, 이와 동시에 상기 콘트롤러(44)의 제어를 받는 압력설정기(41) 및 압력제어기(42)를 통해 상기 댐퍼 개도 조절장치부(51)에 공급되는 가스의 압력을 제어한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치는 탄화실내의 원료탄 건류 말기에 탄화실내 가스의 압력을 목표압력으로 구현함에 따라 가스량의 변화에 의한 코크스 오븐내 압력을 최적화하고, 탄화실내의 외부공기의 유입에 의한 코크스 오븐의 손상 방지와 함께, 원료탄의 건류말기 과정에서 발생하는 가스의 유출을 방지하므로써, 코크스 오븐의 손상 방지와 함께 탄화실의 스트레스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 코크스 오븐의 탄화실에 원료탄을 장입하여 연소실에서 가스를 연소시켜 상기 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에서 발생되는 가스 유출을 방지하기 위한 장치에 있어서,

   상기 탄화실의 양측에 각각 다수개 설치된 도어가스 압력센서를 통해 측정된 가스의 압력을 압력발신기와 데이터 수집장치를 통해 전송받고 이를 컴퓨터를 통해 처리하는 데이터처리부;

   상기 데이터처리부를 통해 출력된 신호를 전송받아 소정의 설정 가스 압력과 비교하고 유압기를 통해 상승관 댐퍼의 댐퍼개도 조절장치부를 작동시키는 유압제어부;

   상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 가스압력 제어부; 및

   상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 안수의 공급량을 제어하고 그 선단에는 분사노즐이 설치된 안수공급 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가스압력 제어부는 압력설정기와, 상기 압력설정기에 연결되어 상기 댐퍼개도 조절장치부에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 압력제어기와, 상기 압력제 어기에 연결된 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 안수공급 제어부는 안수라인과, 상기 안수라인에 각각 연결된 저압안수, 중압안수, 고압안수와, 상기 안수라인의 일단부에 설치된 콘트롤 밸브와, 상기 안수라인의 타단부에 각각 설치된 안수조절밸브 및 분사노즐(ejection nozzle)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치.

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