KR101109994B1

KR101109994B1 - 산소제조설비의 기화장치 및 기화방법

Info

Publication number: KR101109994B1
Application number: KR1020100017612A
Authority: KR
Inventors: 최재달
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-01-31
Also published as: KR20110098148A

Abstract

본 발명은 산소제조설비의 기화장치 및 기화방법에 관한 것이다. 구체적으로는 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 저장하는 저장수 탱크(110)와, 대기 중에 배출되는 불순한 초저온 액상가스를 기화시키며 일시 저장하도록 상기 저장수 탱크 내에 설치된 드레인 용기(120)와, 공장에 공급되는 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 배치된 기화 라인(130)과, 상기 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 보충하는 한편 저장수의 동결을 방지하도록 온수 또는 스팀을 상기 저장수 탱크에 공급하는 저장수 공급라인(140)과, 상기 저장수 탱크 내의 저장수의 온도와 수위를 감지하는 감지수단(150))과, 상기 감지수단의 감지에 따라 저장수 탱크 내의 저장수를 배출시키는 저장수 배출수단(160)을 포함하는 기화장치와 기화방법이다. 이러한 구성에 의하면, 드레인 용기와 기화라인을 통해 불순한 초저온 액상 가스와 순수한 초저온 액상가스를 동시에 기화시킬 수 있게 하여 구조를 간단히 하고 설비비를 줄이고 기화효율을 높이며, 폐열을 회수하여 스팀 및 에너지의 소비를 줄이는 효과가 있다.

Description

산소제조설비의 기화장치 및 기화방법{vaporizer and method for vaporizing in oxgen manufacturing facility}

본 발명은 산소제조설비의 순도가 낮은 초저온 액상가스를 대기중에 배출시키기 위해 기화시키거나 순도가 높은 초저온 액상가스를 공장에 공급하기 위해 기화시키는 산소제조설비의 기화장치 및 기화방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 다양하게 사용되는 산소, 질소, 아르곤은 대기 중의 공기를 공기 압축기를 통해 압축한 후, 팽창터빈을 통해 기체가 액체로 상변화를 일으키는 액화점까지 온도를 냉각시켜 산소, 질소, 아르곤 가스의 액화점을 이용해 액체 산소와 액체 질소 및 액체 아르곤을 분리하는 공기분리장치를 통해 얻게 된다.

공기분리장치는 비점차(산소 : -183℃, 질소 : -196℃, 아르콘 : -186℃)를 이용한 정유원리에 의해 고순도의 산소, 질소 및 아르곤 가스를 생산하기 위한 장치이며, 생산된 순수한 산소와 질소 및 아르곤 가스는 액체탱크에 저장된다.

액체탱크에 저장된 순수한 초저온 액상가스(순수한 산소와 질소 및 아르곤 가스)와 순수한 초저온 액상가스를 생산하는 중에 생긴 불순한(순도가 낮은) 초저온 액상가스는, 기화장치를 거쳐 기화시켜 공장에 공급하거나 대기 중에 배출하게 된다.

본 발명은 초저온 액상가스의 기화효율을 높이고 기화시 사용되는 스팀 및 에너지의 소비를 줄이는 산소제조설비의 기화장치 및 기화방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 산소제조설비의 기화장치는, 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 저장하는 저장수 탱크와, 대기 중에 배출되는 불순한 초저온 액상가스를 기화시키며 일시 저장하도록 상기 저장수 탱크 내에 설치된 드레인 용기와, 공장에 공급되는 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 배치된 기화 라인과, 상기 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 보충하는 한편 저장수의 동결을 방지하도록 온수 또는 스팀을 상기 저장수 탱크에 공급하는 저장수 공급라인과, 상기 저장수 탱크 내의 저장수의 온도와 수위를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 감지에 따라 저장수 탱크 내의 저장수를 배출시키는 저장수 배출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기화 라인은 상기 드레인 용기를 감싸는 파이프 라인으로 배치된다.

본 발명에 의한 산소제조설비의 기화방법은, 저장수 탱크 내에 저장수를 공급하고, 불순한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 드레인 용기를 설치하는 한편 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 기화라인을 배치하여, 상기 저장수와의 열교환에 의해 상기 불순한 초저온 액상가스와 순수한 초저온 액상가스를 기화시키되, 상기 저장수 탱크 내에 공급하거나 보충하는 저장수는 스팀을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 저장수 탱크 내에 공급하거나 보충하는 저장수는 공장에서 열교환된 온수를 사용할 수도 있다.

본 발명에 의한 산소제조설비의 기화장치 및 기화방법에 의하면, 드레인 용기와 기화라인을 통해 불순한 초저온 액상 가스와 순수한 초저온 액상가스를 동시에 기화시킬 수 있게 하여 구조를 간단히 하고 설비비를 줄이고 기화효율을 높이며, 폐열을 회수하여 스팀 및 에너지의 소비를 줄이는 효과가 있다.

도1은 본 발명이 적용된 산소제조설비의 기화장치를 나타내는 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명이 적용된 산소제조설비의 기화장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 기화장치(100)는 저장수 탱크(110) 내에 저장된 저장수(W)가 초저온 액상가스와 열교환하며, 상기 저장수 탱크(110) 내에 설치된 드레인 용기(120)는 대기 중에 배출되는 불순한 초저온 액상가스를 기화시키는 한편 일시 저장하며, 상기 저장수 탱크(110) 내에 배치된 기화라인(130)은 공장에 공급되는 순수한 초저온 액상가스를 기화시키고, 온수 또는 스팀을 상기 저장수 탱크(110)에 공급하는 저장수 공급라인(140)은 상기 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 보충하는 한편 저장수의 동결을 방지하며, 감지수단(150)이 상기 저장수 탱크(110) 내의 저장수의 온도와 수위를 감지하고, 상기 감지수단(150)의 감지에 따라 도시하지 않은 제어수단에 의해 저장수 배출수단(160)이 저장수 탱크(110) 내의 저장수를 배출시키는 구성으로 되어 있다.

상기 드레인 용기(120)에는 불순한 초저온 액상가스(액상 질소가스 또는 액상 아르곤가스 등)이 유입하는 유입관(121, 121')이 연결되는 한편 상기 저장수(W)에 의해 기화된 불순한 기화가스가 대기 중으로 배출되는 배출관(122)이 구비된다, 상기 유입관(121, 121')에는 개폐밸브(123, 123')가 설치되며, 상기 배출관(122)에도 도시하지 않은 개폐밸브가 설치된다.

상기 기화라인(130)은 상기 드레인 용기(120)를 감싸는 파이프 라인으로 배치되며, 유입관부(131)는 도시하지 않은 액체탱크(순수한 초저온 액상가스를 액체상태로 저장)에 연결되고, 유출관부(132)는 공장의 사용처에 연결된다. 상기 유입관부(131)와 유출관부(132)에는 개폐밸브(133, 134)가 각각 설치된다. 상기 드레인 용기(120)를 감싸는 파이프 라인으로 배치된 기화라인(130)은 공간효율 및 기화효율은 높이는 효과가 있다.

상기 저장수 공급라인(140)의 입구부에는 상기 저장수 탱크(110)에 공급되는 스팀 또는 온수의 양을 제어하는 제어밸브(141)가 설치된다. 상기 저장수 탱크(110)에 공급되는 온수는 공장에서 열교환된 온수(약 35℃)를 사용하여 폐열을 회수함으로써 에너지 소비를 줄이는 것이 바람직하다.

상기 감지수단(150)은 저장수(W)의 온도를 감지하는 온도감지센서(151)와 저장수(W)의 수위를 감지하는 수위감지센서(152) 등으로 이루어진다. 상기 온도감지센서(151) 및 수위감지센서(152)는 다양한 형태의 센서를 사용할 수 있다.

상기 저장수 배출수단(160)은 펌프로 되어 있으나, 저장수 탱크(110)의 하측에 제어밸브가 설치된 배출관으로 이루어질 수도 있다.

상기 개폐밸브(123, 123', 133, 134)와 제어밸브(141) 및 저장수 배출수단(160 : 펌프)은 상기 감지수단(150)의 감지에 따라 도시하지 않은 제어수단에 의해 제어된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 산소제조설비의 기화장치에서, 초저온 액상가스(산소, 질소, 아르곤 가스 등)를 생산하는 중에 생성된 불순한(순도가 낮은)초저온 액상가스는 유입관(121, 121')을 통해 드레인 용기(120)에 유입되어 저장수(W)와의 열교환에 의해 기화되어 배출관(122)을 통해 대기 중으로 배출되고, 도시하지 않은 액체탱크에 저장된 순수한(순도가 높은) 초저온 액상가스는 유입관부(131)를 통해 기화라인(130)을 따라 흐르면서 저장수(W)와의 열교환에 의해 기화되어 유출관부(132)을 통해 공장의 사용처에 공급된다. 상기 불순한 초저온 액상가스와 순수한 초저온 액상가스는 상기 드레인 용기(120)와 기화라인(130)을 통해 동시에 기화처리되거나 선택적으로 기화처리될 수 있다.

초저온 액상가스가 기화되는 과정에서 저장수(W)의 온도가 저하되면 온도감지센서(151)의 감지에 따라 제어수단을 통해 저장수 배출수단(160 : 펌프)을 가동하여 저장수를 배출시켜 도시하지 않은 저수조로 이동시킨다. 이때 저장수 탱크(110)의 내의 수위가 일정레벨 이하로 떨어지면 수위감지센서(152)의 감지에 따라 제어수단을 통해 제어밸브(141)를 작동시켜 스팀 또는 온수를 저장수 탱크(110)에 공급하여 저장수를 보충한다.

상기 저장수(W)의 온도는 17~22℃가 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 저장수 배출수단(160)의 펌프는 다수대를 설치하여 저장수(W)의 온도에 따라 적정한 수위를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

100 : 기화장치 110 : 저장수 탱크
120 : 드레인 용기 130 : 기화라인
140 : 저장수 공급라인 150 : 감지수단
151 : 온도감지센서 152 : 수위감지센서
160 : 저장수 배출수단

Claims

초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 저장하는 저장수 탱크와,
대기 중에 배출되는 불순한 초저온 액상가스를 기화시키며 일시 저장하도록 상기 저장수 탱크 내에 설치된 드레인 용기와,
공장에 공급되는 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 배치된 기화라인과,
상기 초저온 액상가스와 열교환하는 저장수를 보충하는 한편 저장수의 동결을 방지하도록 온수 또는 스팀을 상기 저장수 탱크에 공급하는 저장수 공급라인과,
상기 저장수 탱크 내의 저장수의 온도와 수위를 감지하는 감지수단과,
상기 감지수단의 감지에 따라 저장수 탱크 내의 저장수를 배출시키는 저장수 배출수단을 포함하고,
상기 기화라인은 상기 드레인 용기를 감싸는 파이프 라인으로 배치되는 것을 특징으로 하는 산소제조설비의 기화장치.
삭제
저장수 탱크 내에 저장수를 공급하고, 불순한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 드레인 용기를 설치하는 한편 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 기화라인을 배치하여, 상기 저장수와의 열교환에 의해 상기 불순한 초저온 액상가스와 순수한 초저온 액상가스를 기화시키되,
상기 저장수 탱크 내에 공급하거나 보충하는 저장수는 스팀을 사용하고,
상기 기화라인은 상기 드레인 용기를 감싸는 파이프 라인으로 배치되는 것을 특징으로 하는 산소제조설비의 기화방법.
저장수 탱크 내에 저장수를 공급하고, 불순한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 드레인 용기를 설치하는 한편 순수한 초저온 액상가스를 기화시키도록 상기 저장수 탱크 내에 기화라인을 배치하여, 상기 저장수와의 열교환에 의해 상기 불순한 초저온 액상가스와 순수한 초저온 액상가스를 기화시키되,
상기 저장수 탱크 내에 공급하거나 보충하는 저장수는 공장에서 열교환된 온수를 사용하고,
상기 기화라인은 상기 드레인 용기를 감싸는 파이프 라인으로 배치되는 것을 특징으로 하는 산소제조설비의 기화방법.