KR101414913B1

KR101414913B1 - 간접가열방식의 탈황장치

Info

Publication number: KR101414913B1
Application number: KR1020130145884A
Authority: KR
Inventors: 송충옥
Original assignee: 송충옥
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-07-04

Abstract

본 발명은 간접가열방식의 탈황장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몸체부를 횡으로 구획하는 받침틀과 원료수용틀을 구성함으로써, 하부에 위치한 버너의 화염이 직접 원료에 닿지 않고 용융이 이루어져 M-Fe 성분이 없어지는 것을 방지할 수 있으며, 버너의 화염이 일측 방향으로 분사되기 때문에 열이 회전하면서 상부에 위치한 원료로 공급되고, 받침틀의 중앙에 형성된 중공홀을 통해 용융되어 낙하하는 원료가 하부 몸체의 내벽에 용융된 원료가 달라붙는 것을 방지할 수 있고, 받침틀에 형성된 제1테이퍼부로 인해 투입된 원료가 중앙에 위치한 원료수용틀에 간편하게 안착되며, 제2테이퍼부로 인해 회전하며 공급되는 열을 원료에 집중시킬 수 있는 간접가열방식의 탈황장치에 관한 것이다.

Description

간접가열방식의 탈황장치{Desulfurization device of indirect heating system}

본 발명은 간접가열방식의 탈황장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함철 부산물에 함유된 황(S)이 산소(O₂)와 반응하여 이산화황(S0₂)으로 기화되면서 탈황이 이루어지며, 고온으로 인하여 순수철(M-Fe)이 없어지는 것을 방지할 수 있도록 하는 것으로서, 몸체부를 횡으로 구획하는 받침틀과 원료수용틀을 구성하여 하부에 위치한 버너의 화염이 직접 원료에 닿지 않고 용융이 이루어져 M-Fe 성분이 없어지는 것을 방지할 수 있으며, 버너의 화염이 일측 방향으로 분사되기 때문에 열이 회전하면서 상부에 위치한 원료로 공급되고, 받침틀의 중앙에 형성된 중공홀을 통해 용융되어 낙하하는 원료가 하부 몸체의 내벽에 용융된 원료가 달라붙는 것을 방지할 수 있고, 받침틀에 형성된 제1테이퍼부로 인해 투입된 원료가 중앙에 위치한 원료수용틀에 간편하게 안착되며, 제2테이퍼부로 인해 회전하며 공급되는 열을 원료에 집중시킬 수 있는 간접가열방식의 탈황장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 발생하는 폐기물 중 함철 부산물로서는 고로 슬러지, 제강공장의 제강슬러지, 제강 집진 더스트(Dust), 열연 오일슬러지, 선분정광, 밀스케일(Mill Scale) 등이 있으며, 이를 재활용하는 방법은 브리켓팅하여 전로에 냉각제나 철원 회수용으로 사용하거나, 환원철(DRI)로 재가공하여 고로에서 사용하거나, 또는 철에 유해한 황(sulfur) 성분이 높은 원료는 펠렛 형태로 성형하여 소결광 제조용으로 사용하고 있다.

이 중에서 펠렛 형태로 성형하여 재활용하는 방법, 다시 말해 습식제강슬러지를 이용하여 더스트 단광 또는 SPB, CBP를 제조하기 위한 종래의 일반적인 방법으로는 습식제강슬러지와 바인더를 혼합하여 일정 형상의 틀을 갖는 브리켓팅장치의 틀에 혼합물을 채워넣은 후, 상기 브리켓팅장치를 구동시키는 것에 의해 상기 틀에 채워진 혼합물을 압축 성형시켜 제조하게 되고, 또한 HBI, DRI 제품은 압축성형된 성형물을 환원로에 투입시킨 후, 1200℃ 이상의 노내 온도로 상기 성형물의 표면을 고상 소결환원시켜 용융환원철로 제조하게 된다.

따라서 함철을 포함하는 재활용 원료에서 황을 제거하는 탈황공정을 수행하게 되는데, 종래에는 펠렛 형태의 원료를 고온의 버너 불꽃에 직접 닿도록 가열하서 용융시키기 때문에 재활용 원료의 핵심 성분인 M-Fe이 고열에 의해 없어지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0976126호 함철부산물을 이용한 저황 용융환원철의 제조방법 및 장치 (2010. 08. 16.)

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 몸체부를 횡으로 구획하는 받침틀과 원료수용틀을 구성함으로써, 하부에 위치한 버너의 화염이 직접 원료에 닿지 않고 용융이 이루어져 M-Fe 성분이 없어지는 것을 방지할 수 있는 간접가열방식의 탈황장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 버너의 화염이 일측 방향으로 분사되기 때문에 열이 회전하면서 상부에 위치한 원료로 공급되고, 받침틀의 중앙에 형성된 중공홀을 통해 용융되어 낙하하는 원료가 하부 몸체의 내벽에 용융된 원료가 달라붙는 것을 방지할 수 있는 간접가열방식의 탈황장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 받침틀에 형성된 제1테이퍼부로 인해 투입된 원료가 중앙에 위치한 원료수용틀에 간편하게 안착되며, 제2테이퍼부로 인해 회전하며 공급되는 열을 원료에 집중시킬 수 있는 간접가열방식의 탈황장치를 제공하는 것이다.

상기와 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치는 상부에는 원료투입구와, 연소가스배출구가 형성되고, 하부에는 출선구와, 버너투입구가 형성되는 통 형상의 몸체부와; 상기 몸체부를 상하로 구획하며, 상기 몸체부에 고정되고 상하로 개방된 중공홀이 형성되는 받침틀과, 상기 받침틀의 중공홀에 놓여지며 투입된 원료를 수용할 수 있도록 서로 이격되는 다수의 로드로 이루어지는 원료수용틀로 이루어지는 용융부; 및 상기 용융부의 하측에 형성된 버너투입구에 삽입되는 버너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 버너는 상기 몸체부 중앙을 기준으로 좌 또는 우측으로 치우쳐 화염을 분사하여 열이 상기 몸체부 내에서 회전하면서 상기 원료수용틀 상에 수용된 원료로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 몸체부는 하부 몸체와 상부 몸체로 이루어지는 원통 형상이고, 상기 받침틀은 상기 하부 몸체와 상부 몸체 사이에 삽입 고정되는 고정부와, 상기 고정부에서 연장되고 중앙에 상기 중공홀이 형성되는 받침부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 받침틀은 중앙 영역에 상기 중공홀이 형성되고 상기 원료투입구를 통해 투입된 원료가 상기 원료수용틀 상에 놓이도록 상광하협 형상의 제1테이퍼부를 포함하는 받침부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 받침틀은 중앙 영역에 상기 중공홀이 형성되고 상기 버너를 통해 회전하면서 공급되는 열이 상기 중공홀로 집중될 수 있도록 하광상협 형상의 제2테이퍼부를 포함하는 받침부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 버너투입구는 상기 출선구보다 높게 형성되고, 상기 몸체부의 바닥면은 상기 출선구 쪽으로 갈수록 낮아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 몸체부의 바닥면에는 상기 버너에서 공급되는 열이 회전할 수 있도록 상기 몸체부에서 이격되고 곡면으로 이루어지는 가이드벽이 형성되되, 상기 가이드벽은 상기 중공홀보다 외측에 위치하며, 적어도 상기 출선구 쪽은 개방되며, 상기 버너의 화염은 상기 몸체부와 가이드벽 사이로 분사되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 간접가열방식의 탈황장치는 몸체부를 횡으로 구획하는 받침틀과 원료수용틀을 구성함으로써, 하부에 위치한 버너의 화염이 직접 원료에 닿지 않고 용융이 이루어져 M-Fe 성분이 없어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 간접가열방식의 탈황장치는 버너의 화염이 일측 방향으로 분사되기 때문에 열이 회전하면서 상부에 위치한 원료로 공급되고, 받침틀의 중앙에 형성된 중공홀을 통해 용융되어 낙하하는 원료가 하부 몸체의 내벽에 용융된 원료가 달라붙는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 간접가열방식의 탈황장치는 받침틀에 형성된 제1테이퍼부로 인해 투입된 원료가 중앙에 위치한 원료수용틀에 간편하게 안착되며, 제2테이퍼부로 인해 회전하며 공급되는 열을 원료에 집중시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 A-A 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 B-B 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 용융부를 도시하는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 다른 실시예를 도시하는 종, 횡 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치에 대해 상세히 설명한다. 다만, 상기한 본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 중복되는 내용에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 A-A 횡단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 일실시예를 도시하는 B-B 횡단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 용융부를 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치(100)는 함철 부산물에 함유된 황(S)이 산소(O₂)와 반응하여 이산화황(S0₂)으로 기화되면서 탈황이 이루어지며, 화염이 함철 부산물을 함유하는 원료에 직접 닿지 않도록 구성함으로써 순수철(M-Fe)성분이 없어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치(100)는 크게 몸체부(111,121)와 용융부와 버너(150)를 포함할 수 있다.

상기 몸체부(111,121)는 내화물로 이루어지며, 내부공간이 형성되어 함철부산물을 함유하는 펠렛 형태의 원료를 용융하는 역할을 한다.

상기 몸체부(111,121)는 통 형상, 바람직하게는 원통 형상으로 이루어지며, 크게 상부 몸체(121)와 하부 몸체(111)로 이루어질 수 있다.

상기 상부 몸체(121)에는 원료투입구(123)와, 연소가스배출구(125)와, 점검구(126) 등이 형성될 수 있다.

상기 원료투입구(123)는 원료가 투입되는 곳으로서, 하향 경사지도록 구성할 수 있다.

상기 연소가스배출구(125)는 원료가 용융되면서 발생하는 SO₂와 같은 연소가스를 배출하는 역할을 한다.

상기 하부 몸체(111)에는 출선구(113)와, 버너투입구(115)가 형성될 수 있다.

상기 출선구(113)는 상기 용융부 상에 놓여진 원료가 용융되어 하부 몸체(111)의 바닥면에 낙하한 후 배출되는 곳이다.

상기 버너투입구(115)는 버너(150)가 삽입되는 곳으로서, 상기 출선구(113)와 대향되는 영역에 형성되는 것을 예시할 수 있다.

상기 버너투입구(115)는 상기 출선구(113)보다 높게 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 버너에서 공급되는 열이 상기 출선구를 통해 빠져나가는 것을 최대한 방지하기 위함이다.

상기 하부 몸체(111)의 바닥면은 상기 출선구(113) 쪽으로 갈수록 낮아지도록 구배를 형성하여 용융된 원료의 배출을 용이하게 할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 용융부는 상기 하부 몸체(111)와 상부 몸체(121) 사이에 횡방향으로 삽입 고정되고, 투입된 원료를 수용하여 간접가열을 통해 용융이 일어나도록 하는 역할을 한다.

상기 용융부는 하측에 위치한 버너(150)의 상측으로 이격 형성되어 있으며, 크게 받침틀(131)과, 원료수용틀(140)로 이루어질 수 있다.

상기 용융부는 상기 몸체부(111,121)를 상하로 구획하며, 상기 몸체부(111,121)에 고정되고 상하로 개방된 중공홀(137)이 형성되는 받침틀(131)과, 상기 받침틀(131)의 중공홀(137)에 놓여지며 투입된 원료를 수용할 수 있도록 서로 이격되는 다수의 로드(141)로 이루어지는 원료수용틀(140)로 이루어진다.

상기 받침틀(131)은 상기 하부 몸체(111)와 상부 몸체(121) 사이에 삽입 고정되는 고정부(133)와, 상기 고정부(133)에서 연장되고 중앙에 중공홀(137)이 형성되는 받침부로 구성될 수 있다.

상기 고정부(133)와 상기 하부 몸체(111) 및 상부 몸체(121)는 플랜지(미도시) 결합 등으로 고정되는 것을 예시할 수 있다.

상기 받침부(135)는 중앙 영역에 상기 중공홀(137)이 형성되고 상기 원료투입구(123)를 통해 투입된 원료가 상기 원료수용틀(140) 상에 놓이도록 상광하협 형상의 제1테이퍼부(138)와, 상기 제1테이퍼부(138)의 하부에 형성되며 하광상협 형상의 제2테이퍼부(139)를 포함할 수 있다.

상기 제1테이퍼부(138)의 상단은 상기 원료투입구(123)의 하면과 일치하도록 구성할 수 있다. 이때 원료투입구(123)도 상기 제1테이퍼부(138)와 같이 경사지도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 제1테이퍼부(138)의 하단 영역에는 원료수용틀(140)이 형성되므로, 투입된 원료는 상기 제1테이퍼부(138)의 안내에 따라 원료수용틀(140) 상에 안착하게 된다.

상기 제1테이퍼부(138)는 대략 30~50°, 바람직하게는 40°의 경사로 테이퍼질 수 있다.

상기 제2테이퍼부(139)는 하측에 위치한 버너(150)의 열을 집중적으로 공급받을 수 있도록 하광상협 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 하부 몸체(111)에 삽입된 버너(150)를 통해 공급되는 열은 상대적으로 좁은 중공홀을 통해 원료로 공급되는데, 이때 제2테이퍼부(139)를 마련함으로써, 열의 흐름이 자연스럽게 중공홀(137)로 집중될 수 있도록 구성한 것이다.

상기 원료수용틀(140)은 상기 받침틀(131)의 중공홀(137)에 놓여지며 투입된 원료를 수용할 수 있도록 서로 이격되는 다수의 로드(141)(rod)로 이루어지는 것을 예시할 수 있다. 상기 원료수용틀은 도시하지는 않았지만 격자 형상으로 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 원료수용틀(140)의 로드(141)는 원료가 대략 6cm의 직경을 가지는 경우, 3~5cm 간격으로 이격될 수 있으며, 이격된 공간을 통해 원료로 열이 공급되어 용융시키게 된다.

상기 버너(150)는 몸체부(111,121)로 열을 공급하는 역할을 하는 것으로서, 상기 버너투입구(115)에 삽입된다. 상기 버너(150)는 최초 분사되는 화염이 직접 원료에 닿지 않도록 상기 용융부의 하측에 위치한다.

상기 버너(150)는 상기 몸체부(111,121) 중앙을 기준으로 좌 또는 우측으로 치우쳐 화염을 분사하여 열이 상기 몸체부(111,121) 내에서 회전하면서 상기 원료수용틀(140) 상에 수용된 원료로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 버너투입구(115)를 상기 버너(150)에서 분사되는 화염과 대응되는 방향으로 치우친 구조로 구성할 수 있다.

상기 버너(150)는 반드시 수평 방향으로 설치될 필요는 없으며, 하부몸체의 크기 또는 화염의 길이 등을 고려하여 상향으로 배치할 수 있음은 물론이다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 간접가열방식의 탈황장치의 다른 실시예를 도시하는 종, 횡 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에서는 하부 몸체(111)의 바닥면에 가이드벽(117)을 형성할 수 있다.

상기 가이드벽(117)은 상기 버너에서 공급되는 열이 회전할 수 있도록 상기 하부 몸체(111)에서 이격되고 곡면으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

이때, 상기 가이드벽(117)의 상단은 상기 받침틀(131)의 하단보다 낮게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 가이드벽(117)은 상기 중공홀(137)보다 외측에 위치하며, 적어도 상기 출선부 쪽은 개방되도록 구성하여 용융된 원료의 배출에 지장이 없도록 하는 것이 바람직하다.

상기 가이드벽(117)을 형성함으로써, 상기 버너(150)에서 발생한 화염은 상기 하부몸체와 가이드벽 사이로 분사되어 열의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

이와 같이, 버너에서 공급하는 열이 하부 몸체의 내면을 따라 회전하도록 구성함으로써, 원료에 직접 화염을 분사하지 않더라도 효율적으로 열을 공급할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 탈황장치 110 : 몸체부
111 : 하부 몸체 113 : 출선구
115 : 버너투입구 117 : 가이드벽
121 : 상부 몸체 123 : 원료투입구
125 : 연소가스배출구 126 : 점검구
131 : 받침틀 133 : 고정부
135 : 받침부 137 : 중공홀
138 : 제1테이퍼부 139 : 제2테이퍼부
140 : 원료수용틀 141 : 로드
150 : 버너

Claims

상부에는 원료투입구와, 연소가스배출구가 형성되고, 하부에는 출선구와, 버너투입구가 형성되는 통 형상의 몸체부와;
상기 몸체부를 상하로 구획하며, 상기 몸체부에 고정되고 상하로 개방된 중공홀이 형성되는 받침틀과, 상기 받침틀의 중공홀에 놓여지며 투입된 원료를 수용할 수 있도록 서로 이격되는 다수의 로드로 이루어지는 원료수용틀로 이루어지는 용융부; 및
상기 용융부의 하측에 형성된 버너투입구에 삽입되는 버너;를 포함하되,
상기 버너는,
상기 몸체부 중앙을 기준으로 좌 또는 우측으로 치우쳐 화염을 분사하여 열이 상기 몸체부 내에서 회전하면서 상기 원료수용틀 상에 수용된 원료로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 몸체부는 하부 몸체와 상부 몸체로 이루어지는 원통 형상이고,
상기 받침틀은 상기 하부 몸체와 상부 몸체 사이에 삽입 고정되는 고정부와, 상기 고정부에서 연장되고 중앙에 상기 중공홀이 형성되는 받침부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.
제1항에 있어서,
상기 받침틀은 중앙 영역에 상기 중공홀이 형성되고 상기 원료투입구를 통해 투입된 원료가 상기 원료수용틀 상에 놓이도록 상광하협 형상의 제1테이퍼부를 포함하는 받침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.
제1항에 있어서,
상기 받침틀은 중앙 영역에 상기 중공홀이 형성되고
상기 버너를 통해 회전하면서 공급되는 열이 상기 중공홀로 집중될 수 있도록 하광상협 형상의 제2테이퍼부를 포함하는 받침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.
제1항에 있어서,
상기 버너투입구는 상기 출선구보다 높게 형성되고,
상기 몸체부의 바닥면은 상기 출선구 쪽으로 갈수록 낮아지는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체부의 바닥면에는 상기 버너에서 공급되는 열이 회전할 수 있도록 상기 몸체부에서 이격되고 곡면으로 이루어지는 가이드벽이 형성되되,
상기 가이드벽은 상기 중공홀보다 외측에 위치하며, 적어도 상기 출선구 쪽은 개방되며,
상기 버너의 화염은 상기 몸체부와 가이드벽 사이로 분사되는 것을 특징으로 하는 간접가열방식의 탈황장치.