KR101159661B1 - 전로가스용 연소장치 - Google Patents

Abstract

전로가스용 연소장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 전로가스용 연소장치는: 전로가스의 연소가 이루어지는 하우징부와, 하우징부의 내측에 구비되며 열이 축열되는 축열부 및 축열부에 열을 공급하는 가열부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

전로가스, 하우징부, 축열부, 세라믹볼, 가열부재

Description

전로가스용 연소장치{COMBUSTION APPARATUS FOR GAS OF FURNACE}

본 발명은 전로가스용 연소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로가스의 연소시, 공해물질의 발생을 감소시킬 수 있는 전로가스용 연소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공정 가운데, 전로에 장입된 용선에 산소를 공급하는 산소 취련작업 중에 전로가스(LDG:Linz Donawitz Gas)가 발생한다.

산소 취련작업의 초기와 말기에 생산되는 전로가스는 대부분 일산화탄소(CO)의 농도가 30% 미만이므로 연소시켜 배출하고, 산소 취련작업의 중간에 생산되는 전로가스는 일산화탄소의 농도가 30% 이상이므로 회수하여 열원으로 재사용한다.

전로가스의 연소시에는 다량의 공기가 유입되며, 연소실 내의 온도가 1000도 이상이 되면, 공기 중에 포함되어 있는 질소와 산소가 열반응하여 질소산화물(Thermal NOx)이 발생되어 대기오염의 원인이 된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속 하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

전로가스의 연소시 산소와 질소가 반응하여 질소산화물이 생성되므로 대기오염의 원인이 된다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 전로가스의 연소시 산소의 공급을 차단하여 대기오염의 원인 물질인 질소산화물의 생성을 감소시킬 수 있는 전로가스용 연소장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 전로가스용 연소장치는: 전로가스의 연소가 이루어지는 하우징부와, 하우징부의 내측에 구비되며 열이 축열되는 축열부 및 축열부에 열을 공급하는 가열부재를 포함한다.

또한 본 발명은, 하우징부에 접하여 설치되며 하우징부에서 배출되는 배출가스와 하우징부로 공급되는 전로가스의 열교환이 이루어지는 열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 열교환기는, 배출가스가 이동되는 배출관로와, 배출관로의 외측을 감싸며 설치되는 케이스부 및 케이스부에 연결되며 하우징부로 유입되는 전로가스가 이동되는 관로부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 축열부는 세라믹볼을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 가열부재는 전기히터를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전로가스용 연소장치는 외부 공기의 유입 없이 전로가스가 축열부와 접하여 산화되므로 질소산화물의 생성이 감소되어 대기오염을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 축열부를 통하여 배출되는 배출가스와 축열부로 유입되는 전로가스의 열교환이 이루어지므로, 에너지를 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전로가스용 연소장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 제강공정에서 사용되는 전로가스용 연소장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치에서 커버부가 분리된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 가스용 연소장치의 측단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치(1)는, 전로가스(5)의 연소가 이루어지는 하우징부(10)와, 하우징부(10)의 내측에 구비되며 열이 축열되는 축열부(20) 및 축열부(20)에 열을 공급하는 가열부재(30)를 포함한다.

하우징부(10)는 축열부(20)가 내측에 설치되며, 하우징부(10)의 외측 공기가 하우징부(10)의 내측으로 유입하는 것을 차단하는 기술사상 안에서 원통 형상을 포함한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

하우징부(10)의 내측에 설치되는 축열부(20)는 고온의 열에 견디는 내열성을 갖는다. 축열부(20)는 고온에서도 유해 물질을 발생시키지 않는 기술사상 안에서 허니컴(Honeycomb)을 포함한 다양한 종류의 축열부재가 사용된다.

일 실시예에 의한 축열부(20)는 오염물질을 발생시키지 않으면서도 내열성이 높은 세라믹볼(22)을 포함한다.

세라믹볼(22)은 하우징부(10)의 내측에 복수로 적층되며, 세라믹볼(22)과 이웃한 세라믹볼(22)의 공간으로 전로가스(5)가 이동된다.

세라믹볼(22)은 열원의 공급으로 850도 내지 1000도의 온도로 축열되며, 세라믹볼(22)을 지나는 전로가스(5)는 세라믹볼(22)의 표면에서 연소된다.

축열부(20)의 내측에는 가열부재(30)가 삽입 설치된다. 가열부재(30)는 축열부(20)를 설정된 온도로 가열하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 가열장치 들이 사용될 수 있으며, 일 실시예에 의한 가열부재(30)는 신속하고 정확하게 온도 조절 을 할 수 있는 전기히터(32)를 포함한다.

전기히터(32)는 전로가스(5)의 이동방향을 따라 종 방향(도 3기준)으로 설치되며, 축열부(20)와 하우징부(10)의 크기를 참고하여 복수의 전기히터(32)가 설치된다.

하우징부(10)에서 배출되는 배출가스(7)와 하우징부(10)로 공급되는 전로가스(5)의 열교환이 이루어지는 열교환기(40)는 하우징부(10)에 접하여 설치된다.

열교환기(40)는 배출가스(7)와 전로가스(5)가 혼합되지 않으면서도, 고온의 배출가스(7)와 저온의 전로가스(5)가 열교환되어 전로가스(5)의 온도가 상승되는 기술사상 안에서 다양한 종류와 형상의 열교환장치가 사용될 수 있다.

일 실시예에 의한 열교환기(40)는, 하우징부(10)에서 배출되는 배출가스(7)가 이동되는 배출관로(44)와, 배출관로(44)의 외측을 감싸며 설치되는 케이스부(42) 및 케이스부(42)에 연결되며 하우징부(10)로 유입되는 전로가스(5)가 이동되는 관로부(50)를 포함한다.

케이스부(42)는 하우징부(10)에 접하여 설치되며, 케이스부(42)의 양측에는 복수의 통공이 구비된 제1구획부재(46)와 제2구획부재(48)가 설치된다.

제1구획부재(46)와 제2구획부재(48)의 사이에는 다수의 배출관로(44)가 설치되며, 전로가스(5)가 축열부(20)에서 연소되면서 발생된 배출가스(7)는 배출관로(44)를 따라 이동된다.

전로가스(5)가 이동되는 관로부(50)는, 케이스부(42)로 전로가스(5)를 공급하는 유입관로(52)와, 케이스부(42)에서 가열된 전로가스(5)를 하우징부(10)로 공 급하는 이동관로(54)를 포함한다.

케이스부(42)에 연결된 유입관로(52)와 이동관로(54)는, 케이스부(42)의 내측을 흐르는 전로가스(5)의 흐름을 고려하여 다양한 위치에 설치될 수 있을 것이다.

케이스부(42)의 출구에는 깔때기 형상의 커버부(60)가 연결되므로 배출가스(7)가 일방향으로 배출될 수 있도록 가이드한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

가열부재(30)의 전기히터(32)가 동작되어 세라믹볼(22)을 850도 내지 1000도로 가열한다.

전로가스(5)는 축열부(20)가 가열된 상태에서 유입관로(52)를 따라 이동되어 케이스부(42)의 내측으로 유입된다.

케이스부(42)의 내측으로 유입된 전로가스(5)는 배출관로(44)를 따라 흐르는 고온의 배출가스(7)와 열교환되면서 예열된 후, 이동관로(54)를 따라 하우징부(10)로 이동된다.

하우징부(10)의 내측으로 유입된 전로가스(5)는 고온으로 가열된 세라믹볼(22)의 표면에서 연소된 이후에 배출관로(44)를 따라 이동되어 커버부(60)를 통해 외측으로 배기된다.

전로가스(5)가 연소되는 하우징부(10)의 내측은 산소의 공급이 차단되므로 전로가스(5)의 연소시 질소산화물의 발생을 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 의한 전로가스용 연소장치(1)는, 외부 공기의 유입 없이 전로가스(5)가 축열부(20)와 접하여 산화되므로 질소산화물의 생성이 감소되어 대기오염을 감소시킬 수 있다.

또한 일 실시예에 의한 전로가스용 연소장치(1)는, 축열부(20)를 통하여 배출되는 배출가스(7)와 축열부(20)로 유입되는 전로가스(5)의 열교환이 이루어지므로, 가열부재(30)의 가열에 사용되는 에너지를 절감할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 제강공정에서 사용되는 전로가스용 연소장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 폐가스의 연소에 사용되는 다양한 종류의 연소장치에도 본 발명의 전로가스용 연소장치가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치에서 커버부가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로가스용 연소장치의 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 전로가스용 연소장치 5: 전로가스

7: 배출가스 10: 하우징부

20: 축열부 22: 세라믹볼

30: 가열부재 32: 전기히터

40: 열교환기 42: 케이스부

44: 배출관로 46: 제1구획부재

48: 제2구획부재 50: 관로부

52: 유입관로 54: 이동관로

Claims (5)

1. 전로가스의 연소가 이루어지는 하우징부;

   상기 하우징부의 내측에 구비되며, 열이 축열되는 축열부; 및

   상기 축열부에 열을 공급하는 가열부재를 포함하며,

   상기 하우징부에 접하여 설치되며, 상기 하우징부에서 배출되는 배출가스와 상기 하우징부로 공급되는 전로가스의 열교환이 이루어지는 열교환기를 더 포함하며,

   상기 열교환기는, 배출가스가 이동되는 배출관로;

   상기 배출관로의 외측을 감싸며 설치되는 케이스부; 및

   상기 케이스부에 연결되며, 상기 하우징부로 유입되는 전로가스가 이동되는 관로부를 포함하고,

   상기 케이스부는 상기 하우징부에 접하여 설치되며, 상기 케이스부의 양측에는 복수의 통공이 구비된 제1구획부재와 제2구획부재가 설치되며,

   상기 제1구획부재와 상기 제2구획부재의 사이에는, 상기 축열부에서 발생하는 배출가스의 이동을 안내하는 상기 배출관로가 설치되며,

   상기 가열부재는, 상기 축열부의 내측에 삽입되어 전로가스의 이동방향을 따라 종 방향으로 설치되는 복수의 전기히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로가스용 연소장치.
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4. 제 1 항에 있어서,

   상기 축열부는 세라믹볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 전로가스용 연소장치.
5. 삭제

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