KR101522097B1

KR101522097B1 - 코크스 건식 소화설비 시스템

Info

Publication number: KR101522097B1
Application number: KR1020130120446A
Authority: KR
Inventors: 장재선; 유경현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-05-20
Also published as: KR20150041904A

Abstract

코크스 오븐 도어와 탄화실 입구 사이로 유출되는 코크스 오븐 가스를 포집하여 코크스 건식 소화설비로 공급하며, 코크스 건식 소화설비에서는 공급된 코크스 오븐 가스를 이용하여 보일러의 열원으로 이용할 수 있는 코크스 건식 소화설비 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 코크스 건식 소화설비 시스템은, 복수 개의 탄화실 입구와 각각 이격되어 설치되며 유출가스를 흡입하는 복수 개의 흡입수단; 상기 복수 개의 흡입수단을 선택적으로 작동시키는 제어부; 상기 복수 개의 흡입수단으로부터 유출가스를 공급받아 열원으로 사용하는 코크스 건식 소화설비; 상기 복수 개의 흡입수단에 흡입력을 공급하며 상기 유출가스를 상기 코크스 건식 소화설비로 공급하는 블로어; 및 상기 탄화실 상단에 설치되며, 그 일측에는 상기 블로어가 체결되고, 그 일단은 상기 코크스 건식 소화설비와 연결되는 가스 포집라인을 포함하고, 상기 코크스 건식 소화설비는, 코크스가 적재되는 챔버와, 상기 챔버 하단에 형성되어 불활성 가스가 주입되는 가스공급 덕트와, 상기 챔버 상단에 체결되어 상기 가스 포집라인의 일단과 연결되며 유출가스를 연소하고 불활성 가스를 배출하는 순환가스 덕트와, 상기 순환가스 덕트와 연결되어 불활성 가스를 냉각함과 동시에 열을 회수하는 보일러를 포함한다.

Description

코크스 건식 소화설비 시스템{COKE DRY QUENCHING SYSTEM}

본 발명은 코크스 건식 소화설비 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 코크스 오븐 도어와 탄화실 입구 사이로 유출되는 코크스 오븐 가스를 포집하여, 코크스 건식 소화설비의 열원으로 이용하는, 코크스 건식 소화설비 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 다수개의 탄화실을 구비하는 코크스 오븐은 장입차를 이용하여 탄화실에 석탄을 장입한 후, 약 1240℃ 이상의 온도로 약 26시간 동안 외부 공기를 차단시키고 가열함으로써, 코크스를 생산하는 설비이다.

이와 같은 작업을 '건류작업'이라고 하는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 건류작업이 끝난 코크스는 압출작업을 통해 탄화실(40) 외부로 배출된다. 이러한 압출작업을 시행하기 위해 탄화실(40)의 코크스 오븐 도어(20)를 인출하여 오픈시킨 후 압출기(50)의 램을 이용하여 트랜스퍼카로 압출한다.

그 후 코크스 가이드를 통해 소화차에 적재된 후, 도 3에 도시된 코크스 건식 소화설비(400)로 이송되어 소화되는데, 탄화실(40)로부터 코크스의 배출이 완료되면 압출기(50)와 트랜스퍼카는 코크스 오븐 도어(20)를 폐쇄시키고, 탄화실(40) 내에 석탄을 재장입하여 건류작업을 반복 수행한다.

하지만, 건류작업의 진행시 탄화실(40) 내에서는 타르와 같은 이물질이 발생하게 되는데, 이러한 이물질이 코크스 오븐 도어(20)와 도어 프레임(30) 사이에 부착되게 된다.

건류작업을 진행하며 코크스 오븐 도어(20)를 반복적으로 탈착하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 이때 코크스 오븐 도어(20)와 도어 프레임(30)이 체결되는 접촉부위에 부착된 이물질에 의해 미세한 틈이 발생하게 되며, 이 틈으로 코크스 건류과정 중 코크스 오븐 가스가 유출되게 된다.

건류과정 중 발생하는 코크스 오븐 가스는 상승관(70)을 통해 곡관부 및 수집관을 거쳐 화성공장으로 이송 후 정제되어 각 공장의 연료로 사용되는 것이 일반적인데, 상술한 바와 같이 미세한 틈을 통해 탄화실 외부로 유출됨에 따라 환경을 오염시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안이 종래의 "코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치(등록특허 10-0902257)"에 구체적으로 공지되어 있다.

종래의 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치는 코크스 오븐의 탄화실내에 원료탄을 장입하여 공기를 차단하고, 연소실에서 혼합 가스를 연소시켜 간접열에 의해 원료탄을 건류시켜 코크스를 제조하는 과정에 있어서, 건류 말기에 가스를 배출시키는 배관부에 분사 노즐을 설치하여 코크스 오븐 도어의 가스 유출을 방지하는 장치를 제시하였다.

하지만 이러한 코크스 오븐 도어의 가스 유출 방지장치와 같은 방안이 제시되었음에 불구하고, 작업 현장에서는 여전히 코크스 오븐 가스가 유출되는 문제점이 있다.

따라서, 이렇게 유출되는 코크스 오븐 가스를 효과적으로 포집하여 재활용하는 방안이 필요한 실정이다.

한편, 코크스 건식 소화설비(400)는, 불활성 가스를 이용하여 건류가 완료된 코크스를 냉각시키는 장치로서, 이때 발생되는 폐열을 보일러에서 회수하여 증기 및 전력을 생산한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 코크스 건식 소화설비는 크게 챔버(420), 순환가스 덕트(500)(또는 링 덕트), 보일러(520), 제진기(510), 순환팬(530), 가스공급 덕트(540)로 구분되며, 이와 관련된 다양한 개선 방안이 "코크스 건식 소화설비 및 코크스 건식 소화방법(공개특허 10-2011-0084921)", "코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법(등록특허 10-1199950)", "코크스 건식 소화설비의 결로 방지 장치(등록특허 10-0784138)" 및 "코크스 건식 소화 설비의 가스 취입 장치 및 그 조업 방법(공개특허 10-2007-0116640)에 구체적으로 공지되어 있다.

하지만, 코크스 건식 소화설비 자체의 문제점을 개선하는 방안은 다양하게 제시되어 있지만 탄화실에서 유출되는 코크스 오븐 가스를 이용하여 코크스 건식 소화설비의 효율을 향상시키는 방안은 제시된 바가 없는 실정이다.

한국등록특허 10-0902257 (2009. 06. 03) 한국공개특허 10-2011-0084921 (2011. 07. 26) 한국등록특허 10-1199950 (2012. 11. 05) 한국등록특허 10-0784138 (2007. 12. 04) 한국공개특허 10-2007-0116640 (2007. 12. 10)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 코크스 오븐 도어와 탄화실 입구 사이로 유출되는 코크스 오븐 가스를 포집하여 코크스 건식 소화설비로 공급하며, 코크스 건식 소화설비에서는 공급된 코크스 오븐 가스를 이용하여 보일러의 열원으로 이용하는 코크스 건식 소화설비 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 코크스 건식 소화설비 시스템은, 복수 개의 탄화실 입구와 각각 이격되어 설치되며 유출가스를 흡입하는 복수 개의 흡입수단; 상기 복수 개의 흡입수단을 선택적으로 작동시키는 제어부; 상기 복수 개의 흡입수단으로부터 유출가스를 공급받아 열원으로 사용하는 코크스 건식 소화설비; 상기 복수 개의 흡입수단에 흡입력을 공급하며 상기 유출가스를 상기 코크스 건식 소화설비로 공급하는 블로어; 및 상기 탄화실 상단에 설치되며, 그 일측에는 상기 블로어가 체결되고, 그 일단은 상기 코크스 건식 소화설비와 연결되는 가스 포집라인을 포함하고, 상기 코크스 건식 소화설비는, 코크스가 적재되는 챔버와, 상기 챔버 하단에 형성되어 불활성 가스가 주입되는 가스공급 덕트와, 상기 챔버 상단에 체결되어 상기 가스 포집라인의 일단과 연결되며 유출가스를 연소하고 불활성 가스를 배출하는 순환가스 덕트와, 상기 순환가스 덕트와 연결되어 불활성 가스를 냉각함과 동시에 열을 회수하는 보일러를 포함한다.
상기 흡입수단은, 상기 탄화실 입구 정면 상단부에 설치되며 그 일단은 상기 가스 포집라인과 연결되는 흡입후드와, 상기 흡입후드에 체결되어 유출가스를 감지하는 가스 감지센서와, 상기 흡입후드 일단에 체결되는 제어밸브를 포함하고, 상기 가스 감지센서는, 수소 또는 일산화탄소 중 적어도 하나 이상을 감지하고, 상기 유출가스의 감지시 상기 제어부로 경고신호를 전송하며, 미감지시 안전신호를 전송하고, 상기 제어부는, 상기 경고신호에 따라 상기 제어밸브를 열어 상기 흡입후드를 작동시키며, 상기 안전신호에 따라 상기 제어밸브를 닫아 상기 흡입후드를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 보일러와 연결되어 상기 불활성 가스의 더스트를 제거하는 제진기와, 상기 제진기 및 가스공급 덕트와 연결된 순환팬과, 상기 코크스가 배출되는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 포집라인의 일단에는 연소노즐이 체결되고, 일측에는 유량조절밸브가 체결되며, 상기 연소노즐은, 상기 유출가스가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 그 직경이 상기 순환가스 덕트 측으로 갈수록 상기 가스 포집라인의 직경보다 점점 작아지는 것을 특징으로 한다.
상기 순화가스 덕트는, 상기 챔버의 외주면을 따라 체결되며, 상기 가스 포집라인의 일단은 복수 개로 분할되어 상기 순환가스 덕트의 외주면을 따라 일정간격 이격되어 연결되고, 그 일단에는 상기 연소노즐이 체결되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 코크스 오븐 가스가 대기로 배출되는 것을 최소화 함으로 대기오염을 방지할 수 있다.

둘째, 본 발명은 작업자 및 작업현장의 청결성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 본 발명은 코크스 건식 소화설비의 열회수 효율을 향상시킬 수 있다.

넷째, 본 발명은 보일러에서 회수되는 열량이 향상되기 때문에 스팀 및 전력생산량을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 코크스 오븐 개략도,
도 2는 종래의 코크스 오븐 도어 체결상태를 나타낸 도면
도 3은 일반적인 코크스 건식 소화설비를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 탄화실 유출가스 포집장치 체결상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 코크스 건식 소화설비 시스템을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술에서 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.

이하에서 설명되는 본 발명의 탄화실 유출가스 포집장치에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화실 유출가스 포집장치는, 복수 개의 흡입수단(300), 블로어(350), 제어부(미도시) 및 가스 포집라인(340)을 포함한다.

복수 개의 흡입수단(300)은 각각의 탄화실(40) 입구와 각각 이격되어 설치되며 탄화실(40) 입구로부터 유출되는 코크스 오븐 가스를 흡입한다. 코크스 오븐 가스가 유출되는 위치는 정해져 있지 않고 각 탄화실(40) 입구의 노후 상태에 따라 다르다. 하지만 유출되는 코크스 오븐 가스는 그 위치와 무관하게 탄화실(40) 입구로부터 외부로 유출된 후에는 상승하게 된다. 따라서, 흡입수단(300)이 설치되는 위치는 각 탄화실(40) 입구의 정면 상단부에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

블로어(350)는 복수 개의 흡입수단(300)에 흡입력을 공급하는 것으로, 이러한 흡입력에 의해 대기로 유출되는 코크스 오븐 가스가 흡입수단(300) 측으로 흡입되게 된다.

제어부(미도시)는 복수 개의 흡입수단(300)을 선택적으로 작동시키는 것으로, 각 탄화실(40) 입구 마다 배치된 흡입수단(300)을 개별적으로 제어하여 코크스 오븐 가스(유출가스)가 유출되는 탄화실(40) 입구의 흡입수단(300)은 작동시키고, 유출되지 않는 탄화실(40) 입구의 흡입수단(300)은 정지시킨다.

가스 포집라인(340)은 탄화실(40) 상단에 설치되어 그 일측에는 블로어(350) 및 후술하는 흡입후드(320)가 체결되는 것으로, 블로어(350)에서 발생한 흡입력을 흡입수단(300)으로 전달하게 된다. 흡입수단(300)을 통해 흡입된 코크스 오븐 가스는 가스 포집라인(340)을 따라 이동하게 된다.

이러한 가스 포집라인(340)은 탄화실(40) 상단뿐만 아니라 탄화실(40) 측면에도 설치될 수 있지만, 안정적인 지지를 위해서는 본 일 실시예에서와 같이 탄화실(40) 상단에 체결하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 흡입수단(300)은 흡입후드(320), 가스 감지센서(310) 및 제어밸브(330)를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

흡입후드(320)는 탄화실(40) 입구를 통해 누출된 코크스 오븐 가스를 흡입하여 상술한 가스 포집라인(340)으로 이동시키는 것으로, 탄화실(40) 입구 정면 상단부에 설치된다. 이러한 흡입후드(320)의 형상은 특별히 한정되지 않고 다양하게 변결될 수 있으나, 그 크기에 있어서는 탄화실(40) 입구의 폭 보다 크게 형성되는 것이 바람직할 것이다.

가스 감지센서(310)는 흡입후드(320)에 체결되어 탄화실(40) 입구로부터 누출되는 코크스 오븐 가스를 감지하는 것으로, 체결되는 위치는 흡입후드(320)의 내부 또는 외부 모두 가능할 것이다.

또한, 코크스 오븐 가스를 구성하는 성분 중에는 수소 및 일산화탄소의 함량이 높으므로 이러한 수소 또는 일산화탄소 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있는 가스 감지센서(310)를 체결하는 것이 바람직할 것이다.

이뿐만 아니라, 가스 감지센서(310)는 코크스 오븐 가스를 감지시 제어부(미도시)로 경고신호를 전송하고, 미감지시 안전신호를 전송한다.

제어밸브(330)는 흡입후드(320) 일단에 체결되어 흡입후드(320)를 개방 또는 차단하는 것으로, 상술한 제어부(미도시)에 의해 작동된다.

이때, 제어부(미도시)는 가스 감지센서(310)로부터 전송받은 신호에 따라 제어밸브(330)를 작동시키게 되는데, 경고신호를 전송받으면 제어밸브(330)를 열어 흡입후드(320)를 작동시키고, 안전신호를 전송받으면 제어밸브(330)를 닫아 흡입후드(320)를 정지시킨다.

이하에서는 도 4를 참고로 탄화실(40) 코크스 오븐 가스 포집을 위한 본 발명의 작동 과정을 설명한다.

코크스 건류과정 중 코크스 오븐 도어(20)의 미세한 틈으로 코크스 오븐 가스가 누출되면 탄화실(40) 상단 방향으로 상승하게 된다. 이때, 각각의 탄화실(40) 상단에 위치한 가스 감지센서(310) 중 코크스 오븐 가스가 유출되는 탄화실(40) 도어의 상단에 설치된 가스 감지센서(310)에서 코크스 오븐 가스를 감지하게 되고 제어부(미도시) 측으로 경고신호를 전송하게 된다.

제어부(미도시)에서 경고신호를 전송받게되면 해당되는 탄화실(40)의 제어밸브(330)를 조절하여 흡입후드(320)를 개방하게 되고, 이러한 흡입후드(320)의 개방에 의해 가스 포집라인(340)으로부터 흡입력이 작용하게 된다. 이때, 가스 포집라인(340)의 흡입력은 블로어(350)를 통해 공급된 것이다.

탄화실(40) 상단으로 상승하던 코크스 오븐 가스는 흡입후드(320) 내로 흡입되고, 이때 코크스 오븐 가스 뿐만 아니라 탄화실(40) 주변의 공기도 같이 유입된다.

이렇게 유입된 코크스 오븐 가스 및 공기는 흡입후드(320)를 지나 가스 포집라인(340)으로 이동하게 된다.

만약, 코크스 오븐 가스가 유출되지 않으면 가스 감지센서(310)에서 코크스 오븐 가스를 감지할 수 없기 때문에 제어부(미도시) 측으로 안전신호를 전송하게 되고, 제어부(미도시)에서는 제어밸브(330)를 닫아 흡입후드(320)에 흡입력이 발생되는 것을 차단한다.

또한, 이러한 흡입후드(320)는 각 탄화실(40) 입구마다 설치되어 있으며, 복수 개의 코크스 오븐 도어(20) 중 코크스 오븐 가스가 유출되는 도어는 정해져 있지 않고 수시로 달라지기 때문에 각 탄화실(40) 입구에 설치된 가스 감지센서(310) 및 제어밸브(330)는 별개로 작동하게 된다.

이러한 작동에 의해 코크스 오븐 도어(20)와 탄화실(40) 입구의 미세한 틈으로 유출되는 코크스 오븐 가스는 대기로 배출되지 않고 포집될 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명에 따른 코크스 건식 소화설비 시스템을 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 건식 소화설비 시스템은, 복수 개의 흡입수단(300), 제어부(미도시), 코크스 건식 소화설비(400) 및 블로어(350)를 포함한다.

이러한 구성 중 복수 개의 흡입수단(300), 제어부(미도시) 및 블로어(350)의 기능 및 구성은 상술한 "탄화실 유출가스 포집장치"의 기능 및 구성과 동일하기에 생략한다.

다만, 가스 포집라인(340)은 흡입후드(320)와 연결됨과 동시에 그 일단이 코크스 건식 소화설비(400)와 연결되며, 블로어(350)는 흡입수단(300)에 의해 가스 포집라인(340)으로 흡입된 코크스 오븐 가스를 코크스 건식 소화설비(400)로 공급하는 기능을 추가로 하게된다.

코크스 건식 소화설비(400)는 챔버(700), 가스공급 덕트(540), 순환가스 덕트(500), 보일러(520), 제진기(510) 및 순환팬(530)을 포함하는 것이 바람직하다.

코크스 건식 소화설비(400)의 챔버(700)는 크게 쿨링챔버(720)와 프리챔버(710)로 구분된다. 프리챔버(710)의 상단에는 건류완료된 코크스가 장입되는 장입구(550)가 형성되며, 프리챔버(710)의 하단에는 쿨링챔버(720)가 위치하게 된다.

이러한 쿨링챔버(720)의 측면에는 불활성 가스가 주입되는 가스공급 덕트(540)가 연결되고, 쿨링챔버(720) 상단에는 순환가스 덕트(500)가 체결되며, 그 하단에는 냉각된 코크스가 배출될 수 있도록 배출구(560)가 형성된다.

순환가스 덕트(500)는 상술한 가스 포집라인(340)의 일단과 연결되며, 가스 포집라인(340)으로부터 주입된 코크스 오븐 가스 및 공기는 순환가스 덕트(500)로 유입되면서 연소된다.

또한, 순화가스 덕트는 가스공급 덕트(540)로부터 주입된 불활성 가스가 배출되는 곳이다.

이러한 순환가스 덕트(500)는 챔버(700)의 외주면을 따라 체결되며, 이에 따라 순환가스 덕트(500) 내의 균일한 압력유지 및 불활성 가스의 흐름을 균일하게 할 수 있도록 상술한 가스 포집라인(340)의 일단은 복수 개로 분할되어 순환가스 덕트(500)의 외주면을 따라 일정간격 이격되어 연결되는 것이 바람직하다.

이때, 순환가스 덕트(500)에 연결되는 가스 포집라인(340)의 일단에는 연소노즐(410)이 체결되며, 이러한 연소노즐(410)은 코크스 오븐 가스가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 그 직경이 순환가스 덕트(500) 측으로 갈수록 가스 포집라인(340)의 직경보다 점점 작아지게 형성되는 것이 더 바람직하다.

또한, 순환가스 덕트(500)의 일측에는 가스 포집라인(340)으로 공급되는 코크스 오븐 가스 및 공기의 유량을 조절할 수 있도록 유량조절밸브(360)가 체결되는 것이 바람직하다.

한편, 본 일 실시예에서는 불활성 가스가 배출되는 통로로 순환가스 덕트(500)를 체결하였지만, 경우에 따라서는 '링 덕트'를 사용하기도 한다. 이러한 링 덕트는 그 형상이 링의 형상으로 형성된 것으로, 기본적인 기능은 순환가스 덕트(500)와 동일하다.

순환가스 덕트(500)의 끝단은 챔버(700) 외부에 위치한 보일러(520)와 연결되는데, 보일러(520)에서는 순환가스 덕트(500)를 따라 이동해온 고온의 불활성 가스를 냉각시킴과 동시에 그 열을 회수하게 된다. 이렇게 회수된 열은 스팀 및 전력을 생산하는데 사용하게 된다.

보일러(520)를 통과하며 냉각된 불활성 가스는 제진기(510)로 이동하게 되고, 제진기(510)를 통과하면서 그 내부에 있던 더스트가 제거되게 된다.

순환가스 덕트(500)를 통해 배출된 불활성 가스가 이동하기 위해서는 구동력이 필요하게 되는데, 이러한 구동력은 제진기(510) 및 가스공급 덕트(540)와 연결된 순환팬(530)으로부터 공급된다.

본 일 실시예에서는 불활성 가스의 이동순서가 가스공급 덕트(540) - 챔버(700) - 순환가스 덕트(500) - 보일러(520) - 제진기(510) - 순환팬(530) - 가스공급 덕트(540)의 순서로 되어 있지만, 경우에 따라서는 가스공급 덕트(540) - 챔버(700) - 순환가스 덕트(500)(링 덕트) - 제진기(510) - 보일러(520) - 순환팬(530) - 가스공급 덕트(540)로 변경되기도 하며, 더욱 다양하게 변경되기도 한다.

하지만, 그 순서만 다를뿐 각각이 하는 역할은 동일하므로 다양하게 변경되어도 무방하다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참고로 코크스 건식 소화설비 시스템을 위한 본 발명의 작동 과정을 설명한다.

이렇게 유입된 코크스 오븐 가스 및 공기는 흡입후드(320)를 지나 가스 포집라인(340)으로 이동하게 되고, 블로어(350)의 흡입력에 의해 코크스 건식 소화설비(400)에 체결된 순환가스 덕트(500) 측으로 유입된다. 이때, 순환가스 덕트(500)로 유입되는 코크스 오븐 가스 및 공기의 유량은 유량조절밸브(360)를 이용하여 조절할 수 있다.

가스 포집라인(340)과 순환가스 덕트(500)가 연결되는 부위에는 연소노즐(410)이 형성되어 있는데, 연소노즐(410)의 끝단은 그 직경이 가스 포집라인(340)의 직경보다 점차적으로 작아지게 형성되어 있기 때문에, 가스 포집라인(340)에서 순환가스 덕트(500)로 배출된 코크스 오븐 가스 및 공기는 다시 가스 포집라인(340)으로 역류하지 않게 된다.

이와 별개로, 코크스 건식 소화설비(400) 또한 항상 작동되고 있는데, 코크스 건식 소화설비(400)는 그 상단에 형성된 장입구(550)를 통해 건류가 완료된 코크스를 주입하면, 쿨링챔버(720)부터 순차적으로 코크스가 적재되어 프리챔버(710)까지 적재되게 된다.

코크스가 적재되면 쿨링챔버(720) 일측에 형성된 가스공급 덕트(540)를 통해 불활성 가스를 주입하게 되고, 불활성 가스는 쿨링챔버(720) 내에 적재된 코크스의 틈새를 따라 상승하며 프리챔버(710) 측으로 이동하게 된다.

이러한 불활성 가스의 이동에 의해 고온의 코크스는 냉각되게 되고, 불활성 가스는 그와 반대로 고열을 얻어 고온의 상태로 변하게 된다.

이렇게 고온의 상태가된 불활성 가스는 순환가스 덕트(500)를 통해 배출되는데, 이때 가스 포집라인(340)으로부터 유입된 코크스 오븐 가스 및 공기와 접촉하게 된다.

순환가스 덕트(500)로 유입된 코크스 오븐 가스 및 공기는, 고온의 불활성 가스와 접촉함에 따라 그 열기로 인해 연소되며 열을 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 열에 의해 불활성 가스의 온도는 더욱 증가하게 되고, 순환가스 덕트(500)를 통해 보일러(520)로 이동하게 된다.

보일러(520)에서는 고온의 불활성 가스를 냉각시킴과 동시에 그에 상응하는 열을 회수하게 되며, 이렇게 회수된 열은 스팀 및 전력을 생산하는데 이용된다.

보일러(520)를 통과한 불활성 가스는 그 온도가 처음 가스공급 덕트(540)를 통해 주입될때 처럼 낮아진 상태이며, 순환팬(530)의 회전력에 의해 제진기(510)로 이동하여 더스트가 제거되고, 다시 가스공급 덕트(540)를 통해 쿨링챔버(720) 내로 주입된다.

이렇게 불활성 가스에 의해 냉각된 코크스는 배출구(560)를 통해 배출된다.

이러한 과정이 반복되면서 탄화실(40) 입구로부터 유출되는 코크스 오븐 가스는 포집되고, 그 가스를 이용함으로써 코크스 건식 소화설비(400)의 열회수 효율이 증가하게 된다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

300 : 흡입수단 310 : 가스 감지센서
340 : 가스 포집라인 400 : 코크스 건식 소화설비
410 : 연소노즐 500 : 순환가스 덕트
510 : 제진기 520 : 보일러
530 : 순환팬 540 : 가스공급 덕트
550 : 장입구 560 : 배출구
700 : 챔버

Claims

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복수 개의 탄화실 입구와 각각 이격되어 설치되며 유출가스를 흡입하는 복수 개의 흡입수단;
상기 복수 개의 흡입수단을 선택적으로 작동시키는 제어부;
상기 복수 개의 흡입수단으로부터 유출가스를 공급받아 열원으로 사용하는 코크스 건식 소화설비;
상기 복수 개의 흡입수단에 흡입력을 공급하며 상기 유출가스를 상기 코크스 건식 소화설비로 공급하는 블로어; 및
상기 탄화실 상단에 설치되며, 그 일측에는 상기 블로어가 체결되고, 그 일단은 상기 코크스 건식 소화설비와 연결되는 가스 포집라인을 포함하고,
상기 코크스 건식 소화설비는, 코크스가 적재되는 챔버와, 상기 챔버 하단에 형성되어 불활성 가스가 주입되는 가스공급 덕트와, 상기 챔버 상단에 체결되어 상기 가스 포집라인의 일단과 연결되며 유출가스를 연소하고 불활성 가스를 배출하는 순환가스 덕트와, 상기 순환가스 덕트와 연결되어 불활성 가스를 냉각함과 동시에 열을 회수하는 보일러를 포함하는, 코크스 건식 소화설비 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 흡입수단은, 상기 탄화실 입구 정면 상단부에 설치되며 그 일단은 상기 가스 포집라인과 연결되는 흡입후드와, 상기 흡입후드에 체결되어 유출가스를 감지하는 가스 감지센서와, 상기 흡입후드 일단에 체결되는 제어밸브를 포함하고,
상기 가스 감지센서는, 수소 또는 일산화탄소 중 적어도 하나 이상을 감지하고, 상기 유출가스의 감지시 상기 제어부로 경고신호를 전송하며, 미감지시 안전신호를 전송하고,
상기 제어부는, 상기 경고신호에 따라 상기 제어밸브를 열어 상기 흡입후드를 작동시키며, 상기 안전신호에 따라 상기 제어밸브를 닫아 상기 흡입후드를 정지시키는 것을 특징으로 하는, 코크스 건식 소화설비 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 보일러와 연결되어 상기 불활성 가스의 더스트를 제거하는 제진기와, 상기 제진기 및 가스공급 덕트와 연결된 순환팬과, 상기 코크스가 배출되는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코크스 건식 소화설비 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 가스 포집라인의 일단에는 연소노즐이 체결되고, 일측에는 유량조절밸브가 체결되며,
상기 연소노즐은, 상기 유출가스가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 그 직경이 상기 순환가스 덕트 측으로 갈수록 상기 가스 포집라인의 직경보다 점점 작아지는 것을 특징으로 하는, 코크스 건식 소화설비 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 순화가스 덕트는, 상기 챔버의 외주면을 따라 체결되며,
상기 가스 포집라인의 일단은 복수 개로 분할되어 상기 순환가스 덕트의 외주면을 따라 일정간격 이격되어 연결되고, 그 일단에는 상기 연소노즐이 체결되는 것을 특징으로 하는, 코크스 건식 소화설비 시스템.