KR101225131B1 - Apparatus for increasing calorific value of gas - Google Patents

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Abstract

가스 열량 증대 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 탈류슬래그를 이용하여 유입 가스로부터 이산화탄소(CO2)를 제거하는 이산화탄소 제거기, 및 이산화탄소 제거기의 하류 또는 상류에 배치되며, 유입 가스로부터 질소(N2)를 제거하는 질소 제거기를 포함하는 가스 열량 증대 장치가 제공된다.Disclosed is a gas calorie increasing device. According to one aspect of the present invention, a carbon dioxide remover for removing carbon dioxide (CO 2 ) from the inlet gas by using a degassing slag, and nitrogen disposed downstream or upstream of the carbon dioxide remover, to remove nitrogen (N 2 ) from the inlet gas A gas calorific increase device comprising a remover is provided.

Description

가스 열량 증대 장치{APPARATUS FOR INCREASING CALORIFIC VALUE OF GAS}Gas calorific increase device {APPARATUS FOR INCREASING CALORIFIC VALUE OF GAS}

본 발명은 가스 열량 증대 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 유입되는 가스의 열량을 증가시키기 위한 가스 열량 증대 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a gas calorie increasing device, and more particularly, to a gas calorific increasing device for increasing the amount of heat of the gas to be introduced.

제철 공정에서는 고로 가스(BFG, blast furnace gas), 코크스로 가스(COG, coke oven gas), 전로 가스(LDG, linz donawitz gas) 등과 같은 부생 가스가 발생된다.In the steelmaking process, by-product gases such as blast furnace gas (BFG), coke oven gas (COG) and linz donawitz gas (LDG) are generated.

이러한 고로 가스, 코크스로 가스 및 전로 가스는, 각각 750kcal/Nm3, 4200kcal/Nm3, 2000kcal/Nm3 정도의 발열량을 보유하고 있어, 이들 부생 가스는 제철 공정의 에너지원으로 다양하게 재이용될 수 있다.Such blast furnace gas, gas and converter gas to coke, respectively 750kcal / Nm 3, 4200kcal / Nm 3, it has a calorific value of 2000kcal / Nm 3 or so, these by-product gas can be variously reused as an energy source for steel making process have.

이러한 부생 가스에는 탄화수소 계열 성분 등과 같이 열량을 보유하고 있는 가연성 성분 이외에도 이산화탄소, 질소 등과 같이 열량을 보유하지 못하는 성분도 포함되어 있다.
These by-product gases include components that do not hold calories, such as carbon dioxide and nitrogen, in addition to flammable components that hold calories, such as hydrocarbon-based components.

본 실시예들은, 유입 가스의 열량을 증가시킬 수 있는 가스 열량 증대 장치를 제공하는 것이다.
These embodiments provide a gas calorific value increasing device capable of increasing the calorific value of the inflow gas.

본 발명의 일 측면에 따르면, 탈류슬래그를 이용하여 유입 가스로부터 이산화탄소(CO2)를 제거하는 이산화탄소 제거기, 및 이산화탄소 제거기의 하류 또는 상류에 배치되며, 유입 가스로부터 질소(N2)를 제거하는 질소 제거기를 포함하는 가스 열량 증대 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a carbon dioxide remover for removing carbon dioxide (CO 2 ) from the inlet gas by using a degassing slag, and nitrogen disposed downstream or upstream of the carbon dioxide remover, to remove nitrogen (N 2 ) from the inlet gas A gas calorific increase device comprising a remover is provided.

이산화탄소 제거기는, 유입 가스가 통과하는 반응 용기, 및 반응 용기 내에 충진되며, 이산화탄소와 반응을 일으키도록 산화칼슘(CaO)을 포함하는 재질로 이루어진 탈류슬래그를 포함할 수 있다.The carbon dioxide remover may include a reaction vessel through which an inflow gas passes, and a deflow slag filled in the reaction vessel and made of a material including calcium oxide (CaO) to cause a reaction with carbon dioxide.

질소 제거기는, 유입 가스가 유입되는 압력 용기, 및 압력 용기 내에 수용되어 질소를 흡착시키는 흡착제를 포함하는 가압 교대 흡착기(PSA unit, pressure swing absorption unit)일 수 있다.The nitrogen remover may be a pressure swing absorption unit (PSA unit) including a pressure vessel into which the inlet gas is introduced and an adsorbent contained within the pressure vessel to adsorb nitrogen.

가스 열량 증대 장치는, 유입 가스 내의 이산화탄소 및 질소의 함량을 측정하기 위한 조성 측정기를 더 포함할 수 있다.The gas calorific increase apparatus may further include a composition measuring device for measuring the contents of carbon dioxide and nitrogen in the inlet gas.

조성 측정기는, 이산화탄소 제거기로부터 배출된 유입 가스 내에 잔류하는 이산화탄소의 함량을 측정하기 위한 제1 측정기, 및 질소 제거기로부터 배출된 유입 가스 내에 잔류하는 질소의 함량을 측정하기 위한 제2 측정기를 포함할 수 있다.The composition meter may include a first meter for measuring the content of carbon dioxide remaining in the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover, and a second meter for measuring the content of nitrogen remaining in the inlet gas discharged from the nitrogen remover. have.

가스 열량 증대 장치는, 이산화탄소 제거기로부터 배출된 유입 가스를 이산화탄소 제거기로 재유입시키는 제1 순환기, 및 질소 제거기로부터 배출된 유입 가스를 질소 제거기로 재유입시키는 제2 순환기를 더 포함할 수 있다.The gas calorific increase apparatus may further include a first circulator for reflowing the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover into the carbon dioxide remover, and a second circulator for reflowing the inlet gas discharged from the nitrogen remover into the nitrogen remover.

제1 및 제2 순환기는, 유입 가스가 이송되는 제1 및 제2 순환관, 및 제1 및 제2 순환관에 각각 설치되어 유입 가스의 이송을 위한 구동력을 제공하는 제1 및 제2 순환 펌프를 포함할 수 있다.The first and second circulators, the first and second circulation pipes to which the inlet gas is transported, and the first and second circulation pumps respectively installed in the first and second circulation pipes to provide a driving force for the transport of the inlet gas. It may include.

가스 열량 증대 장치는, 제1 및 제2 순환기의 작동을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.The gas calorific increase device may further include a controller for controlling the operation of the first and second circulators.

제어기는 이산화탄소 제거기로부터 배출된 유입 가스 내에 잔류하는 이산화탄소의 함량이 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이상인 경우 제1 순환기를 작동시킬 수 있다.The controller may operate the first circulator when the content of carbon dioxide remaining in the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover is greater than or equal to a preset carbon dioxide reference value.

유입 가스는 고로 가스(BFG, blast furnace gas)이며, 이산화탄소 기준값은 5 부피퍼센트(volume percent)일 수 있다.The inlet gas is blast furnace gas (BFG) and the carbon dioxide reference may be 5 volume percent.

제어기는 질소 제거기로부터 배출된 유입 가스 내에 잔류하는 질소의 함량이 미리 설정된 질소 기준값 이상인 경우 제2 순환기를 작동시킬 수 있다.The controller may operate the second circulator when the content of nitrogen remaining in the inlet gas discharged from the nitrogen remover is greater than or equal to a preset nitrogen reference value.

유입 가스는 고로 가스며, 질소 기준값은 45 부피퍼센트일 수 있다.
The inlet gas is blast furnace gas and the nitrogen reference value may be 45 volume percent.

본 실시예들에 따르면, 유입 가스 중의 이산화탄소 및 질소가 제거됨으로써, 부생 가스 등과 같은 유입 가스의 열량이 효과적으로 증가될 수 있다.
According to the embodiments, by removing carbon dioxide and nitrogen in the inlet gas, the heat amount of the inlet gas, such as by-product gas, can be increased effectively.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치의 이산화탄소 제거기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치의 질소 제거기를 나타낸 도면.1 is a schematic view showing a gas calorie increasing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing a carbon dioxide remover of the gas calorie increase device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing a nitrogen remover of the gas calorific increase device according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 가스 열량 증대 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a gas calorific increase apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or corresponding components are given the same reference numerals and duplicate description thereof. Will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치(100)를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a gas calorie increasing device 100 according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 유입 가스(10), 예를 들어, 고로 가스, 코크스로 가스, 전로 가스 등과 같은 부생 가스의 열량을 증가시키기 위한 가스 열량 증대 장치(100)로서, 이산화탄소 제거기(110), 질소 제거기(120), 제1 측정기(132), 제2 측정기(134), 제1 순환기(140), 및 제2 순환기(150)를 포함하는 가스 열량 증대 장치(100)가 제시된다.According to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the gas calorific value increasing device 100 for increasing the calorific value of the inlet gas 10, for example, by-product gas such as blast furnace gas, coke oven gas, converter gas, etc. As a gas heat increaser including a carbon dioxide remover 110, a nitrogen remover 120, a first measurer 132, a second measurer 134, a first circulator 140, and a second circulator 150 ( 100) is presented.

이와 같은 본 실시예들에 따르면, 탈류슬래그(114) 및 흡착제(124)를 이용하여 유입 가스(10) 중의 이산화탄소 및 질소를 각각 제거함으로써, 유입 가스(10)의 열량을 획기적으로 증가시킬 수 있다.According to the present embodiments as described above, by removing the carbon dioxide and nitrogen in the inlet gas 10 by using the deflow slag 114 and the adsorbent 124, it is possible to significantly increase the heat amount of the inlet gas 10. .

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
Hereinafter, each configuration of the gas calorific value increasing device 100 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치(100)의 이산화탄소 제거기(110)를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a carbon dioxide remover 110 of the gas calorie increasing device 100 according to an embodiment of the present invention.

이산화탄소 제거기(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 탈류슬래그(114)를 이용하여 유입 가스(10)로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다. 이산화탄소는 연소 이후의 생성물로서 열량을 갖지 못한다. 따라서 유입 가스(10)로부터 이러한 이산화탄소가 제거됨으로써, 유입 가스(10)의 열량이 증가될 수 있으며, 이와 함께 온실 가스가 저감되는 효과도 기대할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the carbon dioxide remover 110 may remove carbon dioxide from the inlet gas 10 using the degassing slag 114. Carbon dioxide does not have calories as a product after combustion. Therefore, by removing the carbon dioxide from the inlet gas 10, the calorific value of the inlet gas 10 can be increased, along with the effect of reducing the greenhouse gas can be expected.

유입 가스(10)는 예를 들어 고로 가스일 수 있으며, 고로 가스의 일반 조성은 다음의 표 1과 같다. 고로 가스 내에는 열량을 보유하지 못한 이산화탄소가 포함되어 있으므로, 이러한 이산화탄소의 제거를 통해 고로 가스의 열량을 증가시킬 수 있게 된다.The inlet gas 10 may be, for example, blast furnace gas, and the general composition of the blast furnace gas is shown in Table 1 below. Since the blast furnace gas contains carbon dioxide which does not hold calories, the heat of the blast furnace gas can be increased by removing the carbon dioxide.

<단위: 부피퍼센트(vol%)><Unit: volume percent (vol%)> CO2 CO 2 20.720.7 O2 O 2 -- COCO 2020 CH4 CH 4 -- H2 H 2 3.23.2 N2 N 2 54.154.1

이산화탄소 제거기(110)는 반응 용기(112) 및 이에 충진된 탈류슬래그(114)로 구성될 수 있다.The carbon dioxide remover 110 may be composed of a reaction vessel 112 and a deflow slag 114 filled therein.

도 2에 도시된 바와 같이, 반응 용기(112)에는 유입구 및 배출구가 형성되므로, 유입 가스(10)는 유입구를 통해 반응 용기(112) 내로 유입된 후 탈류슬래그(114)를 통과하여 배출구로 배출될 수 있다.As shown in FIG. 2, since the inlet and the outlet are formed in the reaction vessel 112, the inlet gas 10 is introduced into the reaction vessel 112 through the inlet and then passed through the dewatering slag 114 to the outlet. Can be.

이 경우 유입구는 반응 용기(112)의 하부에 배출구는 반응 용기(112)의 상부에 마련될 수 있다. 이에 따라 유입 가스(10)의 반응 용기(112) 내 체류 시간이 증가되어, 유입 가스(10) 중 이산화탄소와 탈류슬래그 중 산화칼슘(CaO)의 반응량이 보다 증가될 수 있다.In this case, the inlet may be provided in the lower portion of the reaction vessel 112, the outlet may be provided in the upper portion of the reaction vessel (112). Accordingly, the residence time of the inlet gas 10 in the reaction vessel 112 is increased, so that the reaction amount of carbon dioxide in the inlet gas 10 and calcium oxide (CaO) in the degassed slag may be increased.

탈류슬래그(114)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반응 용기(112) 내에 충진될 수 있다. 탈류슬래그(114)는 제철 공정에 있어 용선 중의 유황을 제거하는 탈류 공정에서 발생된다. 탈류슬래그(114)는 산화칼슘을 포함하는 재질로 이루어지므로, 유입 가스(10) 내의 이산화탄소와 반응을 일으킬 수 있다.The outflow slag 114 may be filled in the reaction vessel 112, as shown in FIG. 2. The deflow slag 114 is generated in the deflow process for removing sulfur in the molten iron in the steelmaking process. Since the outflow slag 114 is made of a material containing calcium oxide, it may cause a reaction with carbon dioxide in the inflow gas 10.

여기서 탈류슬래그(114)의 입도는 25mm이하, 구체적으로는 5 내지 10mm일 수 있다. 탈류슬래그(114)의 입도가 감소할수록 탈류슬래그(114)의 전체 표면적이 증가되어, 이산화탄소의 제거율 역시 증가될 수 있으나, 유입 가스(10)의 유동을 고려하여 탈류슬래그(114)의 입도는 5mm 이상이 되도록 설정될 수 있다.Here, the particle size of the outflow slag 114 may be 25 mm or less, specifically 5 to 10 mm. As the particle size of the outflow slag 114 decreases, the total surface area of the outflow slag 114 increases, so that the removal rate of carbon dioxide may also increase. However, the particle size of the outflow slag 114 is 5 mm in consideration of the flow of the inflow gas 10. It can be set to be abnormal.

탈류슬래그(114)는 황 성분을 포함하고 있어 기존에는 다른 용도로 활용되지 못하고 있었다. 이에 대해 본 실시예의 경우 유입 가스(10) 중 이산화탄소의 제거를 위해, 이러한 미활용의 탈류슬래그(114)를 효과적으로 재활용하게 된다.De-flowing slag 114 contains a sulfur component has not been used for other purposes in the past. On the contrary, in the present embodiment, in order to remove carbon dioxide in the inflow gas 10, the unused desorption slag 114 is effectively recycled.

탈류슬래그(114)의 일반 조성은 다음의 표 2와 같다. 탈류슬래그(114)에는 산화칼슘이 다량 포함되어 있다. 따라서 유입 가스(10)의 이산화탄소는 탈류슬래그(114)의 산화칼슘과 반응을 일으켜 탄산칼슘(CaCO3)을 생성하면서 유입 가스(10)로부터 제거될 수 있다.The general composition of the outflow slag 114 is shown in Table 2 below. The deflow slag 114 contains a large amount of calcium oxide. Therefore, the carbon dioxide of the inlet gas 10 may be removed from the inlet gas 10 while reacting with the calcium oxide of the degassing slag 114 to produce calcium carbonate (CaCO 3 ).

<단위: 중량퍼센트(wt%)><Unit: weight percent (wt%)> CaOCaO 48 - 5048-50 SiO2 SiO 2 21 - 2421-24 T_FeT_Fe 0.5 - 1.50.5-1.5 Al2O3 Al 2 O 3 4 - 74-7 MgOMgO 2 - 52-5 MnOMnO 0.5 - 1.20.5-1.2 SS 0.7 - 1.80.7-1.8

이와 같이 산화칼슘과의 반응에 의해 이산화탄소가 제거되면, 유입 가스(10)가 고로 가스인 경우, 유입 가스(10) 중 이산화탄소의 함량은 표 3에 나타낸 바와 같이 예를 들어 5 부피퍼센트로 감소될 수 있으므로, 이에 따라 유입 가스(10)의 열량은 이산화탄소 제거 이전의 약 750Kcal/Nm3에서 약 900Kcal/Nm3로 크게 상승될 수 있다.When carbon dioxide is removed by the reaction with calcium oxide as described above, when the inlet gas 10 is the blast furnace gas, the content of carbon dioxide in the inlet gas 10 may be reduced to, for example, 5% by volume as shown in Table 3. can, so that heat of the gas inlet 10 can be greatly increased in the previous approximately 750Kcal / Nm 3 to remove carbon dioxide to about 900Kcal / Nm 3.

<단위: 부피퍼센트(vol%)><Unit: volume percent (vol%)> CO2 CO 2 55 O2 O 2 -- COCO 24.324.3 CH4 CH 4 -- H2 H 2 3.83.8 N2 N 2 65.765.7

한편, 상기 표 1을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 유입 가스(10)에는 이산화탄소 외에도 질소도 포함되어 있으며, 이러한 질소 역시 열량을 보유하지 못하는 성분에 해당된다.On the other hand, as shown in Table 1, the inlet gas 10 includes nitrogen in addition to carbon dioxide, and such nitrogen also corresponds to a component that does not hold calories.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 질소 제거기(120)를 이용하여 유입 가스(10) 중의 질소를 제거하게 되면, 유입 가스(10)의 열량은 그에 따라 더욱 상승될 수 있다.Therefore, when nitrogen is removed from the inlet gas 10 using the nitrogen remover 120 as shown in FIG. 1, the calorific value of the inlet gas 10 may be further increased accordingly.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 열량 증대 장치(100)의 질소 제거기(120)를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the nitrogen remover 120 of the gas calorie increasing device 100 according to an embodiment of the present invention.

질소 제거기(120)는, 흡착제(124)를 이용하여 유입 가스(10)로부터 질소를 제거할 수 있다. 질소 제거기(120)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 제거기(110)의 하류에 배치될 수 있으며, 이에 따라 이산화탄소 제거기(110)를 통과한 유입 가스(10)가 질소 제거기(120)로 유입될 수 있다.The nitrogen remover 120 may remove nitrogen from the inlet gas 10 using the adsorbent 124. The nitrogen remover 120 may be disposed downstream of the carbon dioxide remover 110, as shown in FIGS. 1 and 3, whereby the inlet gas 10 passing through the carbon dioxide remover 110 is denitrated 120. ) Can be introduced into.

유입 가스(10)가 고로 가스인 경우, 표 1에 나타낸 바와 같이 고로 가스는 질소를 다량 함유하고 있으며, 표 3에 나타낸 바와 같이 유입 가스(10)가 이산화탄소 제거기(110)를 통과하는 경우, 질소의 함량은 더욱 증가하게 된다.When the inflow gas 10 is the blast furnace gas, as shown in Table 1, the blast furnace gas contains a large amount of nitrogen, and as shown in Table 3, when the inflow gas 10 passes through the carbon dioxide remover 110, the nitrogen The content of is further increased.

이에 대해, 유입 가스(10)를 질소 제거기(120)로 통과시켜 질소도 추가적으로 제거함으로써, 유입 가스(10)의 열량은 유입 가스(10)가 이산화탄소 제거기(110)만을 통과한 경우에 비해 더욱 증가될 수 있다.On the other hand, by additionally removing nitrogen by passing the inlet gas 10 through the nitrogen remover 120, the calorific value of the inlet gas 10 is further increased compared to the case where the inlet gas 10 passes through the carbon dioxide remover 110 only. Can be.

질소 제거기(120)는, 흡착제(124)의 선택적 흡착력을 이용하여 질소를 분리해 내는 가압 교대 흡착기(PSA unit, pressure swing absorption unit)일 수 있다. 즉, 질소 제거기(120)는 한 쌍의 압력 용기(122)와 이들 내에 수용되는 흡착제(124)를 포함하여 구성될 수 있다.The nitrogen remover 120 may be a pressure swing absorption unit (PSA unit) that separates nitrogen using the selective adsorption force of the adsorbent 124. That is, the nitrogen remover 120 may include a pair of pressure vessels 122 and an adsorbent 124 contained therein.

압력 용기(122)는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 배치될 수 있으며, 이들 내부에는 유입 가스(10)가 유입될 수 있다. 이들 한 쌍의 압력 용기(122) 내에는 교대로 압력이 가해지게 된다.As illustrated in FIG. 3, the pressure vessels 122 may be arranged in pairs, and the inflow gas 10 may be introduced therein. Pressure is applied to these pairs of pressure vessels 122 alternately.

흡착제(124)는 제올라이트(zeolite) 등으로 이루어질 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 압력 용기(122) 내에 수용될 수 있다. 흡착제(124)는 압력용기 내의 유입 가스(10)에 가해지는 압력에 의해 유입 가스(10) 중 질소를 선택적으로 흡착시키게 되고, 흡착제(124)에 의해 질소가 분리된 유입 가스(10)는 상부에 마련된 배출구를 통해 압력 용기(122)의 외부로 배출된다.The adsorbent 124 may be made of zeolite or the like, and may be contained in the pressure vessel 122, as shown in FIG. 3. The adsorbent 124 selectively adsorbs nitrogen in the inlet gas 10 by the pressure applied to the inlet gas 10 in the pressure vessel, and the inlet gas 10 in which the nitrogen is separated by the adsorbent 124 has an upper portion. It is discharged to the outside of the pressure vessel 122 through the outlet provided in the.

이와 같이 이산화탄소 제거기(110)를 통과한 유입 가스(10)로부터 질소가 제거되면, 예를 들어 표 3과 같은 조성을 갖는 유입 가스(10) 중 질소의 함량은 예를 들어 표 4에 나타낸 바와 같이 43.7 부피퍼센트로 감소될 수 있으며, 이에 따라 유입 가스(10)의 열량은 이산화탄소 제거기(110) 통과 이후의 약 900Kcal/Nm3에서 약 1000Kcal/Nm3로 더욱 상승될 수 있다.When nitrogen is removed from the inlet gas 10 passing through the carbon dioxide remover 110 as described above, the content of nitrogen in the inlet gas 10 having the composition shown in Table 3 is, for example, 43.7 as shown in Table 4, for example. It can be reduced by volume percent, so that the calorific value of the inlet gas 10 can be further raised from about 900 Kcal / Nm 3 after passing through the carbon dioxide remover 110 to about 1000 Kcal / Nm 3 .

다만, 이 경우 질소 제거에 따른 유입 가스(10) 전체 유량의 감소로 인하여 유입 가스(10) 중 이산화탄소의 함량은 이산화탄소 제거기(110) 통과 이후 5 부피퍼센트에서 7부피퍼센트로 다소 증가될 수 있다.However, in this case, due to the decrease in the total flow rate of the inlet gas 10 according to the nitrogen removal, the content of carbon dioxide in the inlet gas 10 may be slightly increased from 5% by volume to 7% by volume after passing through the carbon dioxide remover 110.

<단위: 부피퍼센트(vol%)><Unit: volume percent (vol%)> CO2 CO 2 77 O2 O 2 -- COCO 42.342.3 CH4 CH 4 -- H2 H 2 5.85.8 N2 N 2 43.743.7

본 실시예의 경우, 질소 제거기(120)가 이산화탄소 제거기(110)의 하류에 배치되는 경우를 일 예로 제시하였으나, 질소 제거기(120)는 이와 달리 이산화탄소 제거기(110)의 상류에 배치될 수도 있으며, 이러한 경우에는 유입 가스(10)가 질소 제거기(120)를 먼저 통과한 뒤 이산화탄소 제거기(110)를 통과하게 될 것이다.In the present embodiment, the case where the nitrogen remover 120 is disposed downstream of the carbon dioxide remover 110 is illustrated as an example, but the nitrogen remover 120 may alternatively be disposed upstream of the carbon dioxide remover 110. In this case, the inlet gas 10 will first pass through the nitrogen remover 120 and then pass through the carbon dioxide remover 110.

조성 측정기는 유입 가스(10)의 조성을 측정함에 의해 유입 가스(10) 내의 이산화탄소 및 질소의 함량을 측정할 수 있다. 이러한 조성 측정기는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 측정기(132)와 제2 측정기(134)로 구성될 수 있다.The composition measuring instrument may measure the content of carbon dioxide and nitrogen in the inlet gas 10 by measuring the composition of the inlet gas 10. The composition measuring device may be composed of a first measuring device 132 and a second measuring device 134 as shown in FIG. 1.

제1 측정기(132)는 이산화탄소 제거기(110)로부터 배출된 유입 가스(10) 내에 잔류하는 이산화탄소의 함량을 측정하기 위하여 이용될 수 있다. 즉, 제1 측정기(132)는 도 1에 도시된 바와 같이 이산화탄소 제거기(110)의 하류에 배치되어 이산화탄소 제거기(110)를 통과한 유입 가스(10) 내에 잔존하는 이산화탄소의 함량을 측정할 수 있다.The first meter 132 may be used to measure the amount of carbon dioxide remaining in the inlet gas 10 discharged from the carbon dioxide remover 110. That is, the first measuring unit 132 may be disposed downstream of the carbon dioxide remover 110 to measure the amount of carbon dioxide remaining in the inflow gas 10 passing through the carbon dioxide remover 110 as shown in FIG. 1. .

이와 같은 제1 측정기(132)에 의해 측정된 이산화탄소의 함량이 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이상인 경우, 제어기(미도시)는 제1 순환기(140)를 작동시켜 유입 가스(10)를 이산화탄소 제거기(110)로 재유입시킬 수 있다.When the content of carbon dioxide measured by the first measuring device 132 is equal to or more than a preset carbon dioxide reference value, the controller (not shown) operates the first circulator 140 to direct the inlet gas 10 to the carbon dioxide remover 110. Can be reintroduced.

제2 측정기(134)는 질소 제거기(120)로부터 배출된 유입 가스(10) 내에 잔류하는 질소의 함량을 측정하기 위하여 이용될 수 있다. 제2 측정기(134)는 도 1에 도시된 바와 같이 질소 제거기(120)의 하류에 배치되어 질소 제거기(120)를 통과한 유입 가스(10) 내에 잔존하는 질소의 함량을 측정할 수 있다.The second meter 134 may be used to measure the content of nitrogen remaining in the inlet gas 10 discharged from the nitrogen remover 120. As shown in FIG. 1, the second meter 134 may be disposed downstream of the nitrogen remover 120 to measure the amount of nitrogen remaining in the inflow gas 10 passing through the nitrogen remover 120.

이와 같은 제2 측정기(134)에 의해 측정된 질소의 함량이 미리 설정된 질소 기준값 이상인 경우, 제어기(미도시)는 제2 순환기(150)를 작동시켜 유입 가스(10)를 질소 제거기(120)로 재유입시킬 수 있다.When the nitrogen content measured by the second measuring device 134 is equal to or more than a preset nitrogen reference value, the controller (not shown) operates the second circulator 150 to direct the inlet gas 10 to the nitrogen remover 120. Can be reintroduced.

여기서, 제1 측정기(132) 및 제2 측정기(134)는 이산화탄소 및 질소의 각 함량 이외에도 다른 성분의 함량도 모두 측정할 수 있다. 이와 같이 이산화탄소 제거기(110) 및 질소 제거기(120)를 각각 거친 뒤의 유입 가스(10)의 전체 성분에 대한 함량을 측정함으로써, 이를 통해 보다 용이하게 유입 가스 열량의 산출이 가능하게 된다.Here, the first measuring unit 132 and the second measuring unit 134 may measure all the contents of other components in addition to the respective contents of carbon dioxide and nitrogen. Thus, by measuring the content of the total components of the inlet gas 10 after passing through the carbon dioxide remover 110 and the nitrogen remover 120, respectively, it is possible to more easily calculate the amount of inlet gas heat.

제1 순환기(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 제거기(110)의 배출구와 유입구를 연결하여, 이산화탄소 제거기(110)로부터 배출된 유입 가스(10)를 이산화탄소 제거기(110)로 재유입시킬 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the first circulator 140 connects an outlet and an inlet of the carbon dioxide remover 110 to reintroduce the inlet gas 10 discharged from the carbon dioxide remover 110 into the carbon dioxide remover 110. You can.

그리고 이와 유사하게, 제2 순환기(150)는 질소 제거기(120)의 배출구와 유입구를 연결하여, 질소 제거기(120)로부터 배출된 유입 가스(10)를 질소 제거기(120)로 재유입시킬 수 있다.And similarly, the second circulator 150 may connect the outlet and the inlet of the nitrogen remover 120 to reflow the inlet gas 10 discharged from the nitrogen remover 120 into the nitrogen remover 120. .

상술한 바와 같이 이산화탄소 제거기(110) 및 질소 제거기(120)를 각각 통과한 유입 가스(10) 내에 잔류하는 이산화탄소 및 질소의 함량이 기준값을 벗어나는 경우, 제어기(미도시)는 이들 제1 순환기(140), 제2 순환기(150)를 작동시켜 유입 가스(10)를 재순환시킬 수 있는 것이다.As described above, when the content of carbon dioxide and nitrogen remaining in the inlet gas 10 passing through the carbon dioxide remover 110 and the nitrogen remover 120, respectively, is out of the reference value, the controller (not shown) controls these first circulators 140. ), The second circulator 150 may be operated to recycle the inlet gas 10.

이 경우, 제1 순환기(140)는, 유입 가스(10)가 이송 가능하도록 이산화탄소 제거기(110)의 배출구와 유입구를 연결하는 제1 순환관(142)과, 제1 순환관(142)에 설치되어 유입 가스(10)의 이송을 위한 구동력을 제공하는 제1 순환 펌프(144)로 구성될 수 있다.In this case, the first circulator 140 is installed in the first circulation pipe 142 and the first circulation pipe 142 connecting the outlet and the inlet of the carbon dioxide remover 110 so that the inlet gas 10 can be transported. It may be composed of a first circulation pump 144 to provide a driving force for the transfer of the inlet gas (10).

그리고 제2 순환기(150) 역시 제1 순환기(140)와 마찬가지로 제2 순환관(152) 및 그에 설치되는 제2 순환 펌프(154)로 이루어질 수 있다.The second circulator 150 may also include a second circulation pipe 152 and a second circulation pump 154 installed therein, similarly to the first circulator 140.

제어기(미도시)는 제1 측정기(132)와 제2 측정기(134)에 의해 측정된 이산화탄소 및 질소의 함량에 따라 제1 순환기(140)와 제2 순환기(150)의 작동을 제어할 수 있다.The controller (not shown) may control the operation of the first circulator 140 and the second circulator 150 according to the content of carbon dioxide and nitrogen measured by the first meter 132 and the second meter 134. .

즉, 제어기(미도시)는 제1 측정기(132)에 의해 측정된 이산화탄소의 함량이 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이상인 경우 제1 순환기(140)를 작동시켜, 유입 가스(10)를 이산화탄소 제거기(110)로 다시 한번 통과시킬 수 있다.That is, the controller (not shown) operates the first circulator 140 when the content of the carbon dioxide measured by the first measuring unit 132 is equal to or greater than a preset carbon dioxide reference value, thereby transferring the inflow gas 10 to the carbon dioxide remover 110. You can pass it again.

유입 가스(10)가 고로 가스인 경우, 상기 이산화탄소 기준값은 요구되는 유입 가스(10)의 열량을 고려하여 5 부피퍼센트로 설정될 수 있다. 이에 따라 이산화탄소 제거기(110)를 통과한 유입 가스(10) 중 잔류 이산화탄소의 함량이 5 부피퍼센트 이상인 경우, 제어기(미도시)의 신호에 따른 제1 순환기(140)의 작동에 의해 유입 가스(10)가 이산화탄소 제거기(110)를 재순환하게 되므로, 결과적으로 잔류 이산화탄소의 함량은 표 3에 나타낸 바와 같이, 5 부피퍼센트 이하로 조절될 수 있다.When the inlet gas 10 is blast furnace gas, the carbon dioxide reference value may be set to 5% by volume in consideration of the calorific value of the inlet gas 10 required. Accordingly, when the residual carbon dioxide content in the inlet gas 10 passing through the carbon dioxide remover 110 is 5% by volume or more, the inlet gas 10 is activated by the operation of the first circulator 140 according to a signal of a controller (not shown). ) Recycles the carbon dioxide remover 110, and as a result, the content of residual carbon dioxide can be adjusted to 5% by volume or less, as shown in Table 3.

또한, 제어기(미도시)는 제2 측정기(134)에 의해 측정된 질소의 함량이 미리 설정된 질소 기준값 이상인 경우 제2 순환기(150)를 작동시켜, 유입 가스(10)를 질소 제거기(120)로 다시 한번 통과시킬 수 있다.In addition, the controller (not shown) operates the second circulator 150 when the nitrogen content measured by the second measuring unit 134 is equal to or greater than a preset nitrogen reference value, thereby introducing the inlet gas 10 to the nitrogen remover 120. You can pass it again.

유입 가스(10)가 고로 가스인 경우, 상기 질소 기준값은 요구되는 유입 가스(10)의 열량을 고려하여 45 부피퍼센트로 설정될 수 있다. 이에 따라 질소 제거기(120)를 통과한 유입 가스(10) 중 잔류 질소의 함량이 45 부피퍼센트 이상인 경우, 제어기(미도시)의 신호에 따른 제2 순환기(150)의 작동에 의해 유입 가스(10)가 질소 제거기(120)를 재순환하게 되므로, 결과적으로 잔류 질소의 함량은 표 4에 나타낸 바와 같이, 45 부피퍼센트 이하로 조절될 수 있다.
When the inlet gas 10 is a blast furnace gas, the nitrogen reference value may be set to 45% by volume in consideration of the required calorific value of the inlet gas 10. Accordingly, when the content of the residual nitrogen in the inlet gas 10 passing through the nitrogen remover 120 is 45% by volume or more, the inlet gas 10 is activated by the operation of the second circulator 150 according to a signal of a controller (not shown). ) Recycles the nitrogen remover 120, so that the residual nitrogen content can be adjusted to 45 vol% or less, as shown in Table 4.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

10: 유입 가스
100: 가스 열량 증대 장치
110: 이산화탄소 제거기
112: 반응 용기
114: 탈류슬래그
120: 질소 제거기
122: 압력 용기
124: 흡착제
132: 제1 측정기
134: 제2 측정기
140: 제1 순환기
142: 제1 순환관
144: 제1 순환 펌프
150: 제2 순환기
152: 제2 순환관
154: 제2 순환 펌프10: inflow gas
100: gas calorific increase device
110: carbon dioxide remover
112: reaction vessel
114: outflow slag
120: nitrogen remover
122: pressure vessel
124: adsorbent
132: first measuring instrument
134: second measuring instrument
140: the first circulator
142: first circulation pipe
144: first circulation pump
150: second circulator
152: second circulation pipe
154: second circulation pump

Claims (12)

탈류슬래그를 이용하여 유입 가스로부터 이산화탄소(CO2)를 제거하는 이산화탄소 제거기;
상기 이산화탄소 제거기의 하류 또는 상류에 배치되며, 유입 가스로부터 질소(N2)를 제거하는 질소 제거기;
상기 이산화탄소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스를 상기 이산화탄소 제거기로 재유입시키는 제1 순환기; 및
상기 질소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스를 상기 질소 제거기로 재유입시키는 제2 순환기를 포함하는 가스 열량 증대 장치.
A carbon dioxide remover for removing carbon dioxide (CO 2 ) from the inlet gas using the degassing slag;
A nitrogen remover disposed downstream or upstream of the carbon dioxide remover to remove nitrogen (N 2 ) from the inlet gas;
A first circulator for reflowing the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover into the carbon dioxide remover; And
And a second circulator for reflowing the inlet gas discharged from the nitrogen remover into the nitrogen remover.
제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 제거기는,
상기 유입 가스가 통과하는 반응 용기; 및
상기 반응 용기 내에 충진되며, 이산화탄소와 반응을 일으키도록 산화칼슘(CaO)을 포함하는 재질로 이루어진 상기 탈류슬래그를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 1,
The carbon dioxide remover,
A reaction vessel through which the inlet gas passes; And
Filled in the reaction vessel, the gas calorific increase device comprising the deflow slag made of a material containing calcium oxide (CaO) to cause a reaction with carbon dioxide.
제1항에 있어서,
상기 질소 제거기는,
상기 유입 가스가 유입되는 압력 용기; 및
상기 압력 용기 내에 수용되어 질소를 흡착시키는 흡착제를 포함하는 가압 교대 흡착기(PSA unit, pressure swing absorption unit)인 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 1,
The nitrogen remover,
A pressure vessel into which the inlet gas is introduced; And
And a pressure swing adsorption unit (PSA unit) including an adsorbent which is contained in the pressure vessel to adsorb nitrogen.
제1항에 있어서,
상기 유입 가스 내의 이산화탄소 및 질소의 함량을 측정하기 위한 조성 측정기를 더 포함하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 1,
And a composition measuring device for measuring the contents of carbon dioxide and nitrogen in the inlet gas.
제4항에 있어서,
상기 조성 측정기는,
상기 이산화탄소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스 내에 잔류하는 이산화탄소의 함량을 측정하기 위한 제1 측정기; 및
상기 질소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스 내에 잔류하는 질소의 함량을 측정하기 위한 제2 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
5. The method of claim 4,
The composition measuring device,
A first measuring device for measuring a content of carbon dioxide remaining in the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover; And
And a second measuring device for measuring the content of nitrogen remaining in the inlet gas discharged from the nitrogen remover.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 순환기는,
상기 유입 가스가 이송되는 제1 및 제2 순환관; 및
상기 제1 및 제2 순환관에 각각 설치되어 상기 유입 가스의 이송을 위한 구동력을 제공하는 제1 및 제2 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 1,
The first and second circulator,
First and second circulation pipes through which the inlet gas is transferred; And
And a first and a second circulation pump respectively installed in the first and second circulation pipes to provide a driving force for the transfer of the inflow gas.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 순환기의 작동을 제어하는 제어기를 더 포함하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 1,
And a controller for controlling the operation of the first and second circulators.
제8항에 있어서,
상기 제어기는 상기 이산화탄소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스 내에 잔류하는 이산화탄소의 함량이 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이상인 경우 상기 제1 순환기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
9. The method of claim 8,
And the controller operates the first circulator when the amount of carbon dioxide remaining in the inlet gas discharged from the carbon dioxide remover is equal to or greater than a preset carbon dioxide reference value.
제9항에 있어서,
상기 유입 가스는 고로 가스(BFG, blast furnace gas)이며,
상기 이산화탄소 기준값은 5 부피퍼센트(volume percent)인 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
10. The method of claim 9,
The inlet gas is blast furnace gas (BFG),
Wherein the carbon dioxide reference value is 5 volume percent.
제8항에 있어서,
상기 제어기는 상기 질소 제거기로부터 배출된 상기 유입 가스 내에 잔류하는 질소의 함량이 미리 설정된 질소 기준값 이상인 경우 상기 제2 순환기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
9. The method of claim 8,
And the controller operates the second circulator when the content of nitrogen remaining in the inlet gas discharged from the nitrogen remover is equal to or greater than a preset nitrogen reference value.
제11항에 있어서,
상기 유입 가스는 고로 가스며,
상기 질소 기준값은 45 부피퍼센트인 것을 특징으로 하는 가스 열량 증대 장치.
The method of claim 11,
The inlet gas is blast furnace gas,
Wherein said nitrogen reference value is 45 volume percent.
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