KR101495428B1 - 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법 - Google Patents

코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법이 소개된다.
본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템은, 코크스 오븐의 상승관에 설치되는 도압관 내부에 끼인 이물질을 상기 코크스 오븐 내부로 밀어내는 이물질 제거부; 상기 도압관 내부 압력을 실시간으로 감지하는 압력계; 및 상기 압력계로부터 상기 도압관 내부에 관한 압력 정보를 전달받아 상기 이물질 제거부에 작동 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REMOVING TAR IN PIPE FOR MEASURING PRESSURE IN COKES OVEN}
본 발명은 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 도압관 내부에 끼인 타르 등의 이물질을 제거하고, 더 나아가 제거된 타르를 재활용하는 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 코크스 오븐은 축열실, 탄화실 및 연소실을 포함한다.
축열실의 상부에는 탄화실 및 연소실이 설치되며, 하나의 코크스 오븐은 복수 개의 탄화실을 포함하는 것이 일반적이다.
탄화실에 장입된 석탄은 건류, 코크스화되는 바, 코크스 생산공정에서는 석탄 장입, 건류 및 코크스 배출이 반복적으로 이루어진다.
한편, 고온 상태의 탄화실에 석탄이 장입되면 가스가 발생되면서 건류가 이루어지게 되는데, 가스 발생량은 건류시간에 따라 큰 폭으로 변동한다.
특히 석탄 장입 직후 연소실 로벽으로부터 전달되어진 고온의 열이 탄화실 벽측 석탄으로 급속하게 전달되면서 급격한 건류가 이루어질 때에 다량의 가스가 발생하게 되는 바, 건류 중기에도 일정량의 가스가 발생하며, 건류 말기에 이르러 가스 발생량은 감소하게 된다.
즉 가스 발생량은 설정된 전체 건류시간의 변화에 관계없이 건류말기에는 항상 감소되며, 코크스 오븐의 탄화실에 장입된 석탄은 석탄 장입량 및 온도 등과 관계없이 건류 초기와 건류 중기에 주로 발생되는 것이다.
이와 같이, 탄화실에 장입된 석탄을 건류하는 과정에서 석탄이 연소실의 열을 흡수하여 건류가 이루어지게 되는데, 건류 초기 및 중기에는 다량의 열을 흡수하면서 석탄에 포함되어진 휘발성 물질을 가스로 변환시켜 방출하게 되는 확산 현상으로 인해 탄화실내에는 일정한 양압(+)이 유지되나, 건류말기에는 가스발생량이 적어지게 되므로 양압(+)이 유지되지 않고 부압(-)이 발생하게 된다.
즉, 가스 집합관은 다수개의 상승관에 연결되어 일정한 양압(+)을 계속 유지하고 있는데 비해, 건류 말기의 탄화실은 급격하게 압력이 낮아짐에도 불구하고 발생가스를 가스 집합관으로 계속 배출하게 되는 바, 상대적으로 큰 정압력(+)을 유지하고 있는 가스집합관과 비교하여 상대적인 부압 상태가 되게 된다.
상대적 부압(-) 상태가 지속되면서 탄화실의 내부압력이 더욱 낮아지면서 탄화실 외부의 대기압보다 낮아지는 절대적 부압(-) 상태가 발생되고, 건류 말기에 탄화실에 부압(-)이 발생되면 탄화실에 혹시 있을지 모를 틈새를 통하여 외부 공기가 유입되는 문제점이 존재한다.
특히, 코크스 오븐 도어 상부에서 외부 공기가 유입됨으로써 연소 현상을 발생되고, 이로 인해 국부적 온도 상승에 따라 코크스 오븐이 손상되는 등 다양한 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 코크스 오븐 도어 내부의 압력을 제어하기 위한 다양한 압력 제어 시스템이 개시되어 있다.
이러한 압력 제어 시스템은 부생 가스가 가장 많이 발생하는 석탄 장입 이후에 로가스(raw gas)를 보다 손쉽게 가스 집합관으로 배출 가능하도록 스탠드 내부 압력을 매우 낮게 설정하고, 로가스 발생량이 감소하는 것과 연동하여 스탠드 파이프의 압력을 단계적으로 증가시켜 로내 압력을 일정하게 유지한다.
한국공개특허 제10-2012-0132787호(2012.12.10.)에는 "곡관부 클리닝 장치"가 개시되어 있다.
이는 곡관부의 점검홀을 통해 곡관부 내에 부착된 이물질을 제거하고, 이물질 제거시 곡관부 내에 에어가 유입되는 것을 차단할 수 있는 곡관부 클리닝 장치에 관한 것인 바, 이러한 장치를 이용하더라도 도압관 내부에 끼인 타르 등 이물질을 제거할 수 없기 때문에 상술한 문제점들을 해결할 수는 없다.
한국등록특허 제10-0635075호(2006.10.10)에는 코크스 오븐의 내부 압력 제어를 위한 "코크스 오븐의 탄화실 압력 조절장치"가 개시되어 있다.
이는 도압관을 통해 탄화실 가스의 압력을 압력계를 사용하여 검출하고, 증폭 변환하여 출력시키는 흡입검출기, 흡입검출기로부터의 출력신호를 설정압력과 비교하고 그 비교 결과에 의해 경고등을 작동시키면서 제어신호를 출력하는 콘트롤러, 콘트롤러로부터의 제어신호에 근거하여 하단에 연결 설치된 수위조절댐퍼를 상하 동작시키는 수위조절부, 수위조절부에 의해 상하 개폐 동작을 함으로써 내부에 충만한 안수의 수위를 조절하는 수위조절댐퍼를 구비하여, 안수의 수면 하부로 그 단부가 삽입된 탄화실의 곡관부에 가하는 수두압을 조절하는 액위포트를 포함한다.
이러한 구성을 이용하여, 석탄 건류 말기에 가스를 배출시키는 배관부에 적절한 수두압을 가함으로써 탄화실 내의 가스 압력을 적절한 목표 압력으로 유지, 부압 형성으로 인한 외부 공기의 유입을 방지하여 코크스 오븐 손상을 방지할 수 있게 된다.
일본공개특허 제1999-349955호(1999.12.21.)에는 "코크스로의 탄화실 내 압력제어방법 및 압력제어장치"가 개시되어 있다.
이는 코크스 오븐의 내부 압력 변화에 따른 가스 누출을 방지하기 위해 코크스 오븐 내부 압력을 제어하기 위한 것으로, 코크스 오븐의 상승관 곡관부에 마련된 가압 유체 공급 노즐에 복수의 가압 유체 공급 배관을 연결하고, 코크스 오븐 내부의 측정 압력값에 따라 가압 유체의 압력을 조절함으로써 코크스 오븐의 탄화실 내 압력을 제어하는 기술이다.
이와 같이, 종래 선행기술들은 상승관에 설치된 압력계를 이용하여 로내 압력을 측정하고, 가압 유체를 이용하거나 실린더를 이용하여 곡관부의 개방 정도를 조절함으로써 내부 압력을 조절하는 바, 이러한 노력에도 불구하고 석탄 장입 직후 부생 가스량이 증가하게 되어 내부 압력이 급상승하는 경우, 로가스 내에 포함된 타르에 의해 압력계 도압관이 막히게 되는 문제점이 존재한다.
이러한 경우에는 운전실에서의 코크스 오븐 내부 압력 제어가 불가능할 뿐만 아니라, 정상적인 작업을 위해서 작업자가 직접 상승관 현장에서 볼트 등을 풀고 타르 제거 작업을 실시해야 하는 등 다양한 문제가 발생하게 된다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
(선행문헌 1) 한국공개특허 제10-2012-0132787호(2012.12.10.) (선행문헌 2) 한국등록특허 제10-0635075호(2006.10.10) (선행문헌 3) 일본공개특허 제1999-349955호(1999.12.21.)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도압관 내 타르를 제거함으로써 코크스 오븐 압력 조절 작업의 효율성을 개선하고, 도압관 내부는 물론 곡관부로부터 제거된 타르 등의 이물질을 재활용함으로써 에너지 효율을 개선한 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템은, 코크스 오븐의 상승관에 설치되는 도압관 내부에 끼인 이물질을 상기 코크스 오븐 내부로 밀어내는 이물질 제거부; 상기 도압관 내부 압력을 실시간으로 감지하는 압력계; 및 상기 압력계로부터 상기 도압관 내부에 관한 압력 정보를 전달받아 상기 이물질 제거부에 작동 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.
상기 상승관을 관통하며, 상기 이물질 제거부를 통하여 상기 도압관 내부로부터 제거되어 상기 도압관 끝단에 부착된 이물질을 고압의 유체를 이용하여 제거할 수 있도록 그 일단이 상기 도압관 끝단을 향하여 위치하는 클리닝 유체 분사부를 더 포함한다.
상기 이물질 제거부는, 상기 제어부의 작동 신호에 따라 그 내부로 유체가 인입/인출하는 실린더와, 그 일단은 상기 실린더에 삽입되며 그 타단은 상기 도압관 내부로 인입되거나 상기 도압관 내부에서 인출되는 실린더 로드를 포함한다.
상기 클리닝 유체 분사부는 유체 공급관과, 이 유체 공급관을 개폐하는 솔레노이드 밸브 및 상기 도압관 끝단에 부착된 이물질 및 상승관의 곡관부 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 상기 유체 공급관 일단에 결합되어 고압의 클리닝 유체를 분사하는 분사노즐을 포함하고, 상기 제어부는 상기 실린더에 작동 신호를 전송하고, 순차적으로 상기 솔레노이드 밸브에 개방 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 곡관부에는 커버가 볼팅 조립되며, 상기 이물질 제거부 및 클리닝 유체 분사부는 상기 커버를 관통하여 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 이물질 제거부 및 클리닝 유체 분사부에 의해서 제거된 이물질을 수집할 수 있도록 상기 곡관부의 하단과 연결배관을 매개로 연결되는 수집조와, 상기 곡관부에서 연결배관을 통하여 배출되어 상기 수집조에 저장된 타르 및 클리닝 유체 공급받아 코크스로 재생하는 재생부를 더 포함한다.
상기 재생부는, 상기 코크스 오븐의 탄화실 내부 열원을 공급받아 수분을 제거하는 수분 제거조와, 수분이 제거된 상태의 타르와 미분의 코크스를 혼합하는 혼합조와, 타르 및 미분 코크스가 혼합된 코크스로 성형하는 성형조를 포함한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 방법은, 도압관 내부 압력을 실시간으로 감지하는 과정; 코크스 오븐 내부 압력에 기준 범위 이상의 압력이 감지되면 도압관 내부에 이물질이 끼인 것으로 판단하는 과정; 상기 도압관 내부에 끼인 이물질을 외부로 배출하는 과정; 도압관 내부 압력이 기준 범위로 저하되면 도압관 끝단에 클리닝 유체를 분사하여 도압관으로부터 이물질을 제거하는 과정을 포함한다.
상기 도압관으로부터 이물질을 제거하는 과정과 동시에 상승관의 곡관부 내측에 부착된 이물질을 제거하는 과정을 더 포함한다.
상기 상승관 곡관부 내측에 부착된 이물질을 제거하는 과정 이후에, 상기 도압관 및 곡관부 내부로부터 제거되어 상기 곡관부에 담긴 이물질 및 클리닝 유체가 기준치 이상으로 판단되면 이를 상기 곡관부로부터 배출하는 과정과, 배출된 이물질 및 클리닝 유체 중 코크스 오븐 탄화실의 열기를 이용하여 클리닝 유체만을 제거하는 과정과, 상기 이물질 중 타르를 선별하고 선별된 타르에 미분의 코크스 미분을 혼합하여 재활용 코크스를 성형하는 과정을 더 포함한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 코크스 오븐 탄화실에 석탄 장입 직후 부생 가스량이 증가함으로써 발생되는 도압관 내 타르를 제거함으로써 코크스 오븐 압력 조절 작업의 효율성을 개선할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 도압관 내부 타르 제거 작업의 효율성이 개선된다.
셋째, 타르 제거 작업시 발생할 수 있는 안전사고 방지할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 도압관 내부는 물론 곡관부 내부에 끼인 타르를 제거할 수 있는 이점이 있다.
다섯째, 곡관부 및 도압관 내부에서 제거된 타르를 재활용하여 코크스화함으로써 재활용 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명이 일요부를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거방법을 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법을 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템은, 이물질 제거부(200), 압력계(300), 제어부(400)를 포함한다.
이물질 제거부(200)는, 코크스 오븐(100)의 상승관(120)에 설치되는 도압관(PP) 내부에 끼인 이물질을 코크스 오븐(100) 내부로 밀어내는 기능을 한다.
통상 코크스 오븐(100)의 상승관(120)에는 곡관부(122)가 마련되며, 곡관부(122) 일측에는 도압관(PP)이 연결되는 바, 도압관(PP) 끝단에는 압력계(300)가 설치된다.
일반적으로 도압관(PP)은 곡관부(122) 일측에 볼팅 조립되는 커버(C)를 관통하여 설치되는 바, 부생 가스량이 많은 코크스 오븐(100) 건류 초기에 타르로 인하여 막힘 현상이 발생하게 되는데, 상술한 이물질 제거부(200)는 도압관(PP) 내부에 타르가 끼어 코크스 오븐(100) 내부 압력 컨트롤에 문제가 발생하는 경우 이를 제거함으로써 전체적인 압력 제어를 가능하게 한다.
압력계(300)는 도압관(PP) 내부 압력을 실시간으로 감지하는 기능을 한다.
압력계(300)에서 측정된 도압관(PP) 내부 압력에 관한 신호는 제어부(400)로 전송된다.
제어부(400)에서는 압력계(300)로부터 전송된 도압관(PP) 내부 압력에 관한 신호를 실시간으로 전달받아 도압관(PP) 내부 압력에 기준치 이상의 압력이 전달되면, 이물질 제거부(200)에 작동 신호를 전송한다.
즉, 제어부(400)에는 작업 진행 과정에 따른 코크스 오븐(100)의 탄화실(110) 내부 압력 데이터가 저장되어 있는 바, 실시간으로 도압관(PP)의 내부 압력 데이터 역시 압력계(300)로부터 전달받아 저장되는데, 도압관(PP) 내부 압력이 기저장된 압력 범위를 벗어나는 경우 제어부(400)는 도압관(PP) 내부에 타르 등의 이물질이 끼어 있는 것으로 판단하고, 이물질 제거부(200)에 작동 신호를 전송함으로써 도압관(PP) 내부 이물질을 제거하는 것이다.
이물질 제거부(200)는 상승관(120)을 관통하여 설치되는 바, 도압관(PP) 내부에 이물질을 제거할 수 있는 구성이라면 다양한 수단이 활용될 수 있다.
이물질 제거부(200)는 상승관(120)의 곡관부(122)를 관통하며, 제어부(400)의 작동 신호에 따라 그 내부로 유체가 인입/인출되는 실린더(210)와, 그 일단은 실린더(210)에 삽입되며 그 타단은 도압관(PP) 내부로 인입되거나 도압관(PP) 내부에서 인출되는 실린더 로드(220)를 포함한다.
실린더(210) 내부로 유입, 유출되는 유체의 종류는 다양할 수 있는데, 유입되는 유체의 종류에 따라 유압 또는 공압 실린더 등 다양한 명칭으로 불리워질 수도 있지만, 어떠한 유체가 유입/유출되던지 유입/유출되는 유체의 양 및 그 시점은 상술한 제어부(400)에 의해서 컨트롤된다.
따라서, 실린더(210) 내부에 유체가 공급되면 실린더 로드(220)가 실린더(210)에서 인출되어 도압관(PP) 내부로 인입되면서 도압관(PP) 내부 이물질을 밀어내게 되며, 실린더(210) 내부로부터 유체가 유출되면 실린더 로드(220)는 역 방향으로 움직이게 되는 것이다.
이렇게 피스톤 운동을 반복함으로써 도압관(PP) 내부에 자리잡은 타르 등의 이물질을 제거할 수 있게 된다.
한편 실린더 로드(220)가 피스톤 운동함으로써 도압관(PP) 내부에 끼인 이물질을 제거하게 되면, 이물질 자체가 가지고 있는 점성 때문에 이물질이 도압관(PP) 끝단에 부착될 수도 있다.
도압관(PP) 끝단에 지속적으로 이물질이 부착하게 되면, 이로 인해 도압관(PP) 끝단이 막혀 압력 측정 및 압력 컨트롤이 불가능해진다.
이를 방지하기 위하여 본 발명은 클리닝 유체 분사부(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
클리닝 유체 분사부(500)는, 이물질 제거부(200)를 통하여 도압관(PP) 내부로부터 제거되어 도압관 끝단에 부착된 이물질을 고압의 유체를 이용하여 제거하는 기능을 한다.
클리닝 유체 분사부(500)는, 유체 공급관(510)과, 솔레노이드 밸브(520) 및 분사노즐(530)을 포함하는 것이 바람직하고, 제어부(400)는 상술한 실린더(210)에 작동 신호를 전송하고, 순차적으로 솔레노이드 밸브(520)에 작동 신호를 전송함으로써, 도압관(PP) 내부의 이물질 및 도압관(PP) 끝단에 부착된 이물질을 제거한다.
유체 공급관(510)은 상승관 곡관부(122)의 커버(C)를 관통한다.
이러한 유체 공급관(510)을 통하여 공급되는 유체는 설계자 및 작업자의 선택에 따라 다양한 유체를 사용할 수 있으나, 일반적으로 물이 사용된다.
솔레노이드 밸브(520)는 유체 공급관(510)을 개폐한다.
제어부(400)의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(520)는 오픈/클로즈 작동함으로써 유체 공급을 컨트롤하게 되는 바, 이러한 솔레노이드 밸브(520)는 유체 공급관(510)을 개폐하고, 제어부(400)로부터 작동 신호를 수신할 수 있는 다른 구성에 의해서 대체되어도 무방하다.
분사노즐(530)은 도압관(PP) 끝단에 부착된 이물질은 물론, 상승관의 곡관부(122) 내부에 부착된 이물질을 제거하는 기능을 한다.
즉, 고압의 클리닝 유체를 분사함으로써 이물질을 제거하게 되는데, 도압관(PP)은 물론 곡관부(122) 내측에 부착된 이물질 제거를 위해서 분사노즐(530) 또는 유체 공급관(510)은 다양한 형태로 설계될 수 있다.
예를 들어, 유체 공급관(510)을 이분할하고, 그 중 하나를 다른 하나에 대하여 회전 및 텔레스코핑 가능한 구조로 설계하고, 회전 및 텔레스코핑 가능한 유체 공급관(510)의 끝단에 다양한 형태의 분사노즐(530)을 장착함으로써 도압관(PP) 및 곡관부(122) 내부에 부착된 이물질을 효율적으로 제거할 수 있을 것이다.
특히, 텔레스코핑 가능한 강관 구조의 유체 공급관(510)을 사용하는 경우에는 그 외주면에 유체 공급관(510)의 길이 방향으로 복수 개의 분사노즐(530)을 형성한다면 도압관(PP) 끝단은 물론, 곡관부(122) 내부의 이물질도 효율적으로 제거할 수 있을 것이다.
또한 유체 공급관(510)이나 분사노즐(530)은 내열 처리되는 것이 바람직하다.
통상 곡관부(122)에는 커버(C)가 볼팅 조립되는데, 이물질 제거부(200) 및 클리닝 유체 분사부(500)는 커버(C)를 관통하여 설치되는 바, 커버(C)에 체결된 볼트 등을 조립 해제하지 않아도 도압관(PP) 내부에 끼인 이물질을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템은 이물질 제거부(200) 및 클리닝 유체 분사부(500)에 의해서 제거된 이물을 수집할 수 있도록 곡관부(122) 하단과 연결배관(JP)을 매개로 연결된 수집조(600), 곡관부(122)에서 연결배관(JP)을 통하여 배출되어 수집조(600)로 저장되는 타르 및 클리닝 유체를 공급받아 코크스로 재생하는 재생부(700)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
연결배관(JP) 상에는 연결배관(JP)을 개폐하는 개폐밸브(V)가 장착되는 것이 바람직하며, 이러한 개폐밸브(V)는 제어부(400)로부터 개방 신호를 전송받아 작동함으로써 연결배관(JP)을 개폐한다.
재생부(700)는 코크스 오븐의 탄화실 내부 열원을 공급받아 수분을 제거하는 수분 제거조(710)와, 수분이 제거된 상태의 타르와 미분의 코크스를 혼합하는 혼합조(720)와, 타르 및 미분 코크스가 혼합된 코크스로 성형하는 성형조(730)를 포함한다.
연결배관(JP)을 통하여 수집조(600)로 수집된 클리닝 유체 및 타르 등을 포함하는 이물질은 재생부(700)의 수분 제거조(710)로 공급된다.
수분 제거조(710)에서는 코크스 오븐의 열원을 공급받아 클리닝 유체를 제거하게 되며, 수분이 제거된 상태의 타르는 혼합조(720)에서 미분 코크스와 혼합된 후 성형조(730)로 이송되어 코크스로 성형된다.
이와 같이, 곡관부(122) 및 도압관(PP) 내부에서 제거된 타르는 다시 수거되어 재활용될 수 있는 바, 재활용 과정에서 필요한 열원 역시 재생의 개념을 도입함으로써 전체적으로 에너지 효율을 개선할 수 있게 되는 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조로, 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 과정을 설명한다.
도압관(PP) 내부에 끼인 타르 등의 이물질을 제거하기 위해서는 이상 징후를 감지할 있어야 한다.
즉, 도압관(PP)의 압력 측정이 불가능, 혹은 압력이 측정되더라도 일상적인 기준 범위를 벗어나는 경우이어야 하는 바, 이를 인지하기 위해서는 도압관(PP) 내부 압력을 실시간으로 측정하여야 한다.
코크스 오븐 내부 압력 측정이 불가능하거나, 측정되더라도 기준 범위를 벗어나는 압력이 감지되면, 제어부(400)는 다양한 절차를 통해서 도압관(PP) 내부에 타르 등의 이물질이 끼인 것으로 판단한다.
도압관(PP) 내부에 타르 등의 이물질이 끼인 것으로 판단되면, 도압관(PP)에 끼인 이물질을 제거하는 과정이 진행되는데, 도압관(PP)으로부터 배출된 타르 등의 이물질이 갖는 점성으로 인해 도압관(PP) 끝단에 부착된 타르는 고압의 클리닝 유체를 분사함으로써 제거한다.
또한, 도압관(PP) 끝단에 부착된 것은 물론, 곡관부(122) 내부에 부착된 타르 등의 이물질 역시 고압의 클리닝 유체를 분사하여 제거하는 것이 바람직하며, 도압관(PP) 및 곡관부(122) 내부로부터 제거되어 곡관부(122)에 담긴 이물질 및 클리닝 유체가 기준치 이상에 이르면, 이를 곡관부(122)로부터 배출하고, 코크스 오븐 탄화실의 열기를 이용하여 배출된 이물질 및 클리닝 유체 중 클리닝 유체만을 제거한 후에, 이물질 중 타르를 선별하고 선별된 타르에 미분의 코크스 미분을 혼합, 재활용 코크스를 성형할 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템 및 그 방법에 따르면, 코크스 오븐 탄화실에 석탄 장입 직후 부생 가스량이 증가함으로써 발생되는 도압관 내 타르를 제거함으로써 코크스 오븐 압력 조절 작업의 효율성을 개선할 수 있는 것은 물론, 커버의 볼팅 조립을 해제하지 않고서도 도압관 내부 타르 제거 작업을 진행할 수 있는 바, 작업의 효율성이 개선된다.
또한, 수작업이 아닌 타르 제거 작업 자동화를 통해 안전사고 방지하며, 도압관 내부는 물론 곡관부 내부에 끼인 타르까지 제거하여 재활용할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 코크스 오븐 110 : 탄화실
120 : 상승관 122 : 곡관부
200 : 이물질 제거부 210 : 실린더
220 : 실린더 로드 300 : 압력계
400 : 제어부 500 : 클리닝 유체 분사부
510 : 유체 공급관 520 : 솔레노이드 밸브
530 : 분사노즐 600 : 수집조
700 : 재생부 710 : 수분 제거조
720 : 혼합조 730 : 성형조
C : 커버 JP : 연결배관
V : 개폐밸브 PP : 도압관

Claims (10)

  1. 코크스 오븐의 상승관에 설치되는 도압관 내부에 끼인 이물질을 상기 코크스 오븐 내부로 밀어내는 이물질 제거부;
    상기 도압관 내부 압력을 실시간으로 감지하는 압력계; 및
    상기 압력계로부터 상기 도압관 내부에 관한 압력 정보를 전달받아 상기 이물질 제거부에 작동 신호를 전송하는 제어부를 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상승관을 관통하며, 상기 이물질 제거부를 통하여 상기 도압관 내부로부터 제거되어 상기 도압관 끝단에 부착된 이물질을 고압의 유체를 이용하여 제거할 수 있도록 그 일단이 상기 도압관 끝단을 향하여 위치하는 클리닝 유체 분사부를 더 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이물질 제거부는, 상기 제어부의 작동 신호에 따라 그 내부로 유체가 인입/인출하는 실린더와, 그 일단은 상기 실린더에 삽입되며 그 타단은 상기 도압관 내부로 인입되거나 상기 도압관 내부에서 인출되는 실린더 로드를 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 클리닝 유체 분사부는 유체 공급관과, 이 유체 공급관을 개폐하는 솔레노이드 밸브 및 상기 도압관 끝단에 부착된 이물질 및 상승관의 곡관부 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 상기 유체 공급관 일단에 결합되어 고압의 클리닝 유체를 분사하는 분사노즐을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 실린더에 작동 신호를 전송하고, 순차적으로 상기 솔레노이드 밸브에 개방 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 곡관부에는 커버가 볼팅 조립되며,
    상기 이물질 제거부 및 클리닝 유체 분사부는 상기 커버를 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이물질 제거부 및 클리닝 유체 분사부에 의해서 제거된 이물질을 수집할 수 있도록 상기 곡관부의 하단과 연결배관을 매개로 연결되는 수집조와,
    상기 곡관부에서 연결배관을 통하여 배출되어 상기 수집조에 저장된 타르 및 클리닝 유체 공급받아 코크스로 재생하는 재생부를 더 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 재생부는, 상기 코크스 오븐의 탄화실 내부 열원을 공급받아 수분을 제거하는 수분 제거조와, 수분이 제거된 상태의 타르와 미분의 코크스를 혼합하는 혼합조와, 타르 및 미분 코크스가 혼합된 코크스로 성형하는 성형조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거 시스템.
  8. 도압관 내부 압력을 실시간으로 감지하는 과정;
    코크스 오븐 내부 압력에 기준 범위 이상의 압력이 감지되면 도압관 내부에 이물질이 끼인 것으로 판단하는 과정;
    상기 도압관 내부에 끼인 이물질을 외부로 배출하는 과정;
    도압관 내부 압력이 기준 범위로 저하되면 도압관 끝단에 클리닝 유체를 분사하여 도압관으로부터 이물질을 제거하는 과정을 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 도압관으로부터 이물질을 제거하는 과정과 동시에 상승관의 곡관부 내측에 부착된 이물질을 제거하는 과정을 더 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 상승관 곡관부 내측에 부착된 이물질을 제거하는 과정 이후에,
    상기 도압관 및 곡관부 내부로부터 제거되어 상기 곡관부에 담긴 이물질 및 클리닝 유체가 기준치 이상으로 판단되면 이를 상기 곡관부로부터 배출하는 과정과, 배출된 이물질 및 클리닝 유체 중 코크스 오븐 탄화실의 열기를 이용하여 클리닝 유체만을 제거하는 과정과, 상기 이물질 중 타르를 선별하고 선별된 타르에 미분의 코크스 미분을 혼합하여 재활용 코크스를 성형하는 과정을 더 포함하는, 코크스 오븐 도압관 이물질 제거방법.
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