KR100959017B1 - 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법 - Google Patents

코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100959017B1
KR100959017B1 KR1020030095899A KR20030095899A KR100959017B1 KR 100959017 B1 KR100959017 B1 KR 100959017B1 KR 1020030095899 A KR1020030095899 A KR 1020030095899A KR 20030095899 A KR20030095899 A KR 20030095899A KR 100959017 B1 KR100959017 B1 KR 100959017B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
combustion chamber
pressure
chamber
coke oven
upper pressure
Prior art date
Application number
KR1020030095899A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050064479A (ko
Inventor
이종규
이용국
김기홍
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원, 주식회사 포스코 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020030095899A priority Critical patent/KR100959017B1/ko
Publication of KR20050064479A publication Critical patent/KR20050064479A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100959017B1 publication Critical patent/KR100959017B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B43/00—Preventing or removing incrustations
    • C10B43/14—Preventing incrustations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Abstract

본 발명은 상기 탄화실 내의 상부온도가 연소실 내의 상부압력에 따라 영향을 받는다는 것에 착안하여 연소실의 상부압력을 조절할 수 있는 여러 가지 인자를 제어함으로써 궁극적으로 탄화실 내에 정체된 타르 등의 열분해를 막아 카본이 부착되는 것을 방지할 수 있는 방법을 마련하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법은, 코크스 오븐의 탄화실 양쪽에 위치한 연소실의 내부 상측에 설치된 압력센서에 의해 연소실의 상부압력을 측정하는 단계; 상기 측정된 연소실 상부압력이 소정 범위 내에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 및, 상기 측정된 연소실의 상부압력이 소정 범위 내에 속하지 않는 경우 코크스 오븐의 폐기변 압력, 배가스의 소연도 압력 및 연소실에 공급되는 공기비를 각각 제어하여 상기 소정 범위 내에 속하도록 하는 단계로 이루어진다.
코크스 오븐, 탄화실, 연소실, 부착카본

Description

코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법{Method to prevent carbonizing chamber of cokes oven from deposing carbon}
도1은 일반적인 코크스 오븐을 도시한 도면.
도2는 본 발명에 따른 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법의 순서도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
1: 분배관 2: 공기 조절댐퍼
3: 폐기변 4: 폐기변 조절댐퍼
5: 소연도 조절댐퍼 6: 연돌
10: 코크스 오븐 11: 축열실
12: 연소실 13: 탄화실
14: 상승관
본 발명은 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 오븐 조업 중에 연소실 상부압력을 조절하여 탄화실 내의 온도를 소정 범위 내로 유지함으로써 탄화실 내벽에 카본이 부착되는 것을 방지할 수 있는 방법에 관한 것이다.
도1은 일반적인 코크스 오븐 장치를 도시한 도면이다. 코크스 오븐(10)은 석탄을 원료로 하여 고로에서 연료로 사용될 코크스를 생산하는 장치이며, 코크스의 품질은 고로에서의 용선 작업에 커다란 영향을 미치므로 코크스의 생산 공정은 매우 중요하다. 코크스 오븐(10)은 석탄과 같은 원료가 장입되는 탄화실(13)과 이 탄화실의 양쪽에 설치되고 연료가스와 공기가 주입되어 상기 탄화실 내의 석탄이 건류되는데 필요한 열을 발생시키는 연소실(12), 및 연소실(12)에서 발생된 열을 축적하여 상기 탄화실(13)로 공급하는 축열실(11)로 구성된다.
상기 연소실(12)로 공급되는 연료가스는 분배관(1)을 통해 공급되고 그 공급량은 공기 조절댐퍼(2)에 의해 이루어진다. 연소실(12)에서 발생된 배가스는 폐기변(3)과 연돌(6)을 통해 외부로 배출되는데, 이 때 배가스의 압력은 외기의 상태 즉 대기온도 및 대기압에 따라 1차적으로는 소연도 댐퍼(5)에 의해 제어되고, 2차적으로는 폐기변 조절댐퍼(4)에 의해 조절된다.
코크스 오븐에 장입된 석탄은 고온에서 건류되면서 타르 및 탄화수소 계열 화합물이 열분해되어 코크스와 코크스 오븐 가스(COG)를 발생시킨다. 이 때, 발생된 코크스 오븐 가스는 주성분이 수소인 것으로 상승관(14)을 통해 화성공장으로 보내지고 가스정제공정을 거친 후에 제철소 내의 열원으로 재사용된다. 한편, 코크스 오븐(10)에서 나오는 타르는 타르공정을 통해 타르와 타르 슬러지로 분리된 후 재활용을 위한 공정을 거쳐 제품으로 생산된다.
석탄을 건류할 때 발생되는 타르 및 탄화수소는 가스 블라워(미도시)에 의해 가스정제공정으로 유입되는데, 그 과정에서 코크스 오븐(10)의 상부공간에서 보다 상세하게는 탄화실(13)의 상부공간에서 일정시간 정체하게 된다. 이 때, 정체된 타르 및 탄화수소 계열 화합물은 열분해되어 카본이 생성되고 이 카본은 탄화실(13)의 상부 노벽 및 장입구 주위에 부착되게 된다.
탄화실(13) 내에 장입된 석탄의 건류가 완료되면 생산된 코크스를 밀어내기 위해 압출기램을 사용하는데, 탄화실(13)의 노벽 등에 카본이 부착된 경우에는 그 부착카본의 저항에 의해 압출에 어려움이 생긴다. 또한, 장입구 주위의 뚜껑 하단에 형성된 부착카본은 장입구의 개폐를 어렵게 하여 코크스 오븐 내로 석탄을 장입시키는데 장시간이 소요되므로 작업생산성을 저하시킨다. 이와 같이 코크스 오븐(10)에서의 부착카본 형성은 코크스 생산량을 감소시키고 코크스 오븐의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
탄화실 상부에서 부착카본이 생성되고 성장되는 것은 탄화실 상부의 온도를 적정 범위 내로 조절하여 타르 등이 열분해되지 못하도록 함으로써 방지할 수 있는 바, 상기한 탄화실 상부온도를 적정하게 유지하기 위한 방법의 개발이 요구되어 지고 있다.
본 발명은 이러한 당업계의 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 상기 탄화실 내의 상부온도가 연소실 내의 상부압력에 따라 영향을 받는 다는 것에 착안하여 연소실의 상부압력을 조절할 수 있는 여러 가지 인자를 제어함으로써 궁극적으로 탄화실 상부에 정체된 타르 등의 열분해를 막아 카본이 부착되는 것을 방지할 수 있는 방법을 마련하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법은, 코크스 오븐의 탄화실 양쪽에 위치한 연소실의 내부 상측에 설치된 압력센서에 의해 연소실의 상부압력을 측정하는 단계; 상기 측정된 연소실 상부압력이 소정 범위 내에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 및, 상기 측정된 연소실의 상부압력이 소정 범위 내에 속하지 않는 경우 코크스 오븐의 폐기변 압력, 배가스의 소연도 압력 및 연소실에 공급되는 공기비를 각각 제어하여 상기 소정 범위 내에 속하도록 하는 단계로 이루어진다.
한편, 상기 연소실 상부압력은 1.5~2.0mmH20인 것이 바람직하다.
참고로, 본 발명에서 제시되는 압력의 수치는 계기압력임을 미리 밝혀둔다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법의 바람직한 일 실시예를 보다 상세히 설명한다. 도2는 본 발명에 따른 카본 부착 방지방법의 순서도이다.
코크스 오븐의 연소실에 연료가스와 공기가 혼합되어 공급되고, 이 공급된 혼합가스가 연소되면서 연소실 내에 화염이 발생되며, 이 화염에 의해 발생된 열에 의해 탄화실 내에 장입된 석탄이 건류되어 코크스가 만들어지고, 이 과정에서 발생된 배가스는 폐기변 및 소연도를 거쳐 연돌의 자연 통풍력에 의해 대기 중으로 방출된다는 것은 이미 상기한 바이다.
이 때, 상기 건류과정에서 생성된 타르 및 탄화수소계열 화합물은 탄화실의 상부에서 열분해되어 탄화실 노벽 등에 카본으로 부착된다. 그러나, 이러한 부착카본은 탄화실 상부의 온도를 800 ~ 850℃로 조절함으로써 방지할 수 있다. 왜냐하면, 상기 온도 범위 내에서 타르 및 탄화수소계열 화합물의 열분해속도가 제일 낮아서 카본의 생성을 최소화할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 탄화실 내 카본 부착의 방지는 탄화실의 상부 온도를 800 ~ 850℃로 유지함으로써 달성할 수 있는데, 본 발명자는 여러 번의 실험을 실시한 결과 상기 탄화실의 온도는 탄화실의 양쪽에 위치한 연소실의 상부압력을 제어함으로써 조절할 수 있고, 이 연소실의 상부압력은 폐기변 압력, 소연도 압력, 연소실로 공급되는 공기비(연료가스와 공기의 혼합비)를 제어함으로써 조절할 수 있다는 것을 발견하였다.
탄화실의 상부 온도에 영향을 미치는 연소실의 상부압력은 연소실 내에서 발생하는 화염의 길이에 따라 달라지는데, 이 화염의 길이는 연소실 내로 공급되는 공기비가 증가함에 따라 길어질 뿐만 아니라 폐기변의 압력 및 소연도의 압력에 따라 연소실에서 발생하는 배가스의 흡입력이 상승한 경우에도 길어져 결과적으로 연소실의 상부압력을 증가시킨다. 상기 공기비의 조절은 공기 조절댐퍼에 의해, 상기 폐기변 압력은 폐기변 조절댐퍼에 의해, 상기 소연도 압력은 소연도 조절댐퍼에 의해 각각 이루어진다.
코크스 오븐에서 연소실 상부압력과 탄화실 온도 및 부착카본량과의 관계를 살펴보면 아래 표1과 같다.
[표1]
연소실 상부압력(mmH2O) 탄화실 상부온도(℃) 부착카본량(mm/ch) 코크스 품질
0.8 795 0.011 85.4
1.3 826 0.015 87.2
1.8 877 0.025 87.3
상기 표1에서 알 수 있는 바와 같이, 연소실 상부압력이 증가하면 탄화실의 상부온도도 증가하고, 부착카본량도 증가한다. 따라서, 연소실 상부압력을 감소시키면 탄화실의 상부온도도 낮아지고 부착카본량도 감소한다. 그러나, 탄화실의 상부온도를 너무 낮추면 탄화실의 상하부 온도편차가 너무 커져 코크스의 품질이 저하된다. 이러한 점을 고려해 볼 때 탄화실 상부의 온도는 800 ~ 850℃로 유지하는 것이 바람직하다. 이 온도범위는 탄화실 상부 공간에 정체된 타르 및 탄화수소 화합물이 카본으로 열분해되는 속도가 가장 낮은 범위에 해당하므로 코크스의 품질을 저하시키지 않으면서 부착카본량을 최소화할 수 있다. 상기한 탄화실 상부의 온도범위에 대응하는 연소실 상부압력은 1.5 ~ 2.0mmH2O이다.
상기 연소실 상부압력을 소정 범위 내로 유지하기 위해서는 먼저 탄화실의 양쪽에 위치한 연소실의 내부 상측에 압력센서를 설치하고 이 압력센서로부터 현재 연소실 상부압력을 측정한다. 상기 압력센서는 고온에서 기체의 압력을 측정할 수 있는 것이면 어떤 것이라도 무방하다.
측정된 현재 연소실의 상부압력을 미리 설정된 범위에 바람직하게는 상기 1.5 ~ 2.0mmH2O의 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 이러한 판단은 상기 압력센서로부터 측정신호를 입력받아 필요한 제어신호를 상기 공기 조절댐퍼, 폐기변 조절댐퍼, 소연도 조절댐퍼로 출력하는 제어기에 의해 이루어진다. 이 제어기는 작업실 내에 설치된 퍼스널 컴퓨터일 수도 있다.
판단 결과, 상기 범위에 속하지 않은 경우에는 연소실의 상부압력을 조절할 수 있는 인자인 폐기변 압력, 소연도 압력 및 공기비를 제어하여 상기 범위 내에 속하도록 한다. 이하에서 상기 세가지 인자와 연소실 상부압력과의 관계를 구체적인 실시예를 통해 살펴본다.
먼저, 상기 연소실 상부압력과 폐기변 압력 및 공기비와의 관계를 살펴보면 다음 표2와 같다.
[표2]
폐기변 압력(mmH2O) 공기비 연소실 상부압력(mmH2O)
-13 2.5 0.9
-15 2.5 1.6
-17 2.5 1.9
-19 2.5 3.6
-17 1.0 0.7
-17 2.0 1.8
-17 3.0 2.8
상기 표2에서 폐기변 압력(음압) 및 공기비가 증가함에 따라 연소실 상부압력이 증가함을 알 수 있으며, 이는 상기 폐기변과 공기비를 제어함으로써 연소실의 상부압력을 조절할 수 있다는 것을 의미한다. 연소실의 상부압력을 상기한 1.5 ~ 2.0 mmH2O로 유지하기 위해서는 상기 폐기변 압력은 약 -15mmH2O, 상기 공기비는 2.0 정도로 유지하면 된다.
다음으로, 상기 연소실 상부압력과 소연도 압력과의 관계를 살펴보면 다음 표3과 같다. 이 표3에서 상기 연소실 상부압력은 소연도 압력(음압)이 감소할수록 더 증가하므로 소연도 압력을 제어함으로써 연소실 상부압력을 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다. 연소실 상부압력을 상기 범위 내로 유지하기 위해서는 소연도 압력을 -37.5mmH2O 정도로 유지하면 된다.
[표3]
소연도 압력(mmH2O) 연소실 상부압력(mmH2O)
-39.5 1.0
-37.5 1.6
-35.5 2.3
그러나, 상기한 폐기변 압력, 소연도 압력 및 공기비 등은 연돌의 상태가 일정한 조건 하에서 측정된 결과를 예시한 것에 불과하며, 상기 연돌의 상태는 자연통풍식으로 대기온도 및 대기압이 변함에 따라 같이 변하기 때문에 상기한 각 인자의 최적 범위도 연돌의 상태에 따라 변한다. 따라서, 대기온도 및 대기압에 의해 규정되는 연돌의 상태에 따라 각 인자들의 최적의 제어범위를 설정한 후에 측정된 연돌의 상태에 적합한 범위로 각각 제어하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법에 의하면, 폐기변 압력, 소연도 압력 및 공기비를 적정하게 제어하여 연소실 상부압력을 소정 범위 내로 유지할 수 있다. 이로 인해 탄화실 상부에서 타르 및 탄화수소계열 화합물이 카본으로 열분해되는 것을 방지되어 결국 부착카본의 생성을 최소화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 코크스 오븐(10)의 탄화실(13) 양쪽에 위치한 연소실(12)의 내부 상측에 설치된 압력센서에 의해 연소실의 상부압력을 측정하는 단계;
    상기 측정된 연소실 상부압력이 소정 범위 내에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 및,
    상기 측정된 연소실의 상부압력이 소정 범위 내에 속하지 않는 경우 코크스 오븐(10)의 폐기변 압력, 배가스의 소연도 압력 및 연소실에 공급되는 공기비를 각각 제어하여 상기 소정 범위 내에 속하도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연소실 상부압력의 소정 범위는 1.5~2.0mmH20(계기압)인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐기변 압력, 소연도 압력 및 공기비는 각각 대기온도 및 대기압으로 규정되는 연돌(6)의 상태에 따라 상기 연소실 상부압력을 소정 범위 내로 유지시키기 위한 제어범위가 결정되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법.
KR1020030095899A 2003-12-23 2003-12-23 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법 KR100959017B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030095899A KR100959017B1 (ko) 2003-12-23 2003-12-23 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030095899A KR100959017B1 (ko) 2003-12-23 2003-12-23 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050064479A KR20050064479A (ko) 2005-06-29
KR100959017B1 true KR100959017B1 (ko) 2010-05-24

Family

ID=37256073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030095899A KR100959017B1 (ko) 2003-12-23 2003-12-23 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100959017B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100797852B1 (ko) * 2006-12-28 2008-01-24 주식회사 포스코 배기가스의 유량 제어 방법
KR101322902B1 (ko) * 2011-11-29 2013-10-29 주식회사 포스코 코크스 오븐 배기가스 온도를 이용한 소연도 압력 제어방법
CN102977900B (zh) * 2012-12-18 2014-04-30 中冶焦耐工程技术有限公司 一种焦炉集气管压力数据测量装置和方法
CN103911167B (zh) * 2013-01-08 2016-02-24 宝山钢铁股份有限公司 焦炉直行温度测量时加减吸力控制系统及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07216360A (ja) * 1994-02-02 1995-08-15 Nkk Corp コークス炉空間炉壁部のカーボン付着防止方法
JPH08109381A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Nippon Steel Corp コークス炉炉蓋上部付着物除去方法
JPH1135944A (ja) 1997-07-22 1999-02-09 Nippon Steel Corp コークス炉の炉壁温度テーパー制御方法
KR20000040437A (ko) * 1998-12-18 2000-07-05 이구택 피드탱크 내부의 미분탄 고착방지방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07216360A (ja) * 1994-02-02 1995-08-15 Nkk Corp コークス炉空間炉壁部のカーボン付着防止方法
JPH08109381A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Nippon Steel Corp コークス炉炉蓋上部付着物除去方法
JPH1135944A (ja) 1997-07-22 1999-02-09 Nippon Steel Corp コークス炉の炉壁温度テーパー制御方法
KR20000040437A (ko) * 1998-12-18 2000-07-05 이구택 피드탱크 내부의 미분탄 고착방지방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050064479A (ko) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101890873B1 (ko) 폐기물 가스화 용해로
KR100959017B1 (ko) 코크스 오븐 탄화실의 카본 부착 방지방법
KR20090131118A (ko) 코크스 로 연소실 가스 공급 시스템
JP3868315B2 (ja) 熱分解ガス化溶融炉の燃焼制御装置及び燃焼制御方法
CN113512439B (zh) 一种低温热解方法及系统
CN214528830U (zh) 一种焦炉炭化室补充加热结构
JP6016196B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融装置及び廃棄物ガス化溶融方法
US6189462B1 (en) Burning/melting method of waste melting furnace
JP6658411B2 (ja) コークス炉の炉体状態診断方法
RU2730063C1 (ru) Способ газификации твёрдого топлива и устройство для его осуществления
KR100761723B1 (ko) 코크스로 연소실 내의 압력 제어장치 및 그 제어방법
KR102308616B1 (ko) 코크스 건류 시뮬레이터
JP6018860B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融炉の立ち上げ方法
JP6493744B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融装置及び廃棄物ガス化溶融方法
JP4022655B2 (ja) コークス炭化炉の炉蓋近傍部装入石炭粒子の加熱方法
JP4941671B2 (ja) 廃棄物の処理方法
KR100984100B1 (ko) 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법
CN2272441Y (zh) 用植物原料制作生物炭碳化炉
JPH1122940A (ja) 層高の管理方法
JP2006348063A (ja) コークス炉の燃焼制御方法
KR101412368B1 (ko) 코크스 공정의 조경유 수율 예측방법
JP6481961B2 (ja) 廃棄物ガス化溶融装置及び廃棄物ガス化溶融方法
UA154510U (uk) Електротермічна піч псевдозрідженого шару
CN112745863A (zh) 一种焦炉炭化室补充加热结构及方法
JP4222233B2 (ja) コークス炉排出副生物の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130514

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee