KR101560946B1 - Apparatus and Method for amplifying cokes oven gas - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 코크스오븐가스 증량장치는, 탄화실의 내부 벽면의 부차카본을 포함한 탄소화합물과 반응시켜 코크스오븐가스로 만들도록, 이산화탄소, 물 또는 이들 중 하나 이상이 포함된 혼합반응물인 반응가스를 상기 탄화실 측으로 공급하는 공급파이프; 및 상기 반응가스를 상기 탄화실 내로 취입시키도록 상기 공급파이프에 제공되는 노즐;을 포함하며, 상기 노즐이 상기 탄화실의 내부 양측 하부 각각에 배치된다.
이와 같이 본 발명은, 반응가스가 탄화실의 내부 양측 하부 각각에서 취입되도록 구성됨으로써, 탄화실의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 높임에 따라 코크스오븐가스를 증량할 수 있다. 아울러, 부착카본을 소실시키기 위해 외부공기를 유입시키는 공정을 배제 또는 최소화할 수 있으며, 이에 따른 코크스오븐 관리 및 코크스오븐가스를 처리하는 처리설비에 대한 부담이 경감되어 비용측면에 있어서 경제성이 향상될 수 있다. 나아가, 연소실에서 탄화실로의 열전달효율이 부착카본에 의해 저하되는데, 본 발명에 의해 부착카본 제거효율이 향상됨으로써 탄화실의 효율적이면서도 안정적인 조업 및 부착카본 제거에 필요한 인력 및 장치의 소모를 최소화할 수 있다. The apparatus for increasing coke oven gas according to the present invention is characterized in that carbon dioxide, water, or a reaction gas, which is a mixed reaction product containing at least one of these, is reacted with a carbon compound including a subcarbon at the inner wall surface of a carbonization chamber to produce a coke oven gas A supply pipe for supplying the carbonized gas to the carbonization chamber; And a nozzle provided in the supply pipe to blow the reaction gas into the carbonization chamber, wherein the nozzle is disposed in each of the lower both sides of the carbonization chamber.
As described above, according to the present invention, since the reaction gas is blown from the lower both sides of the interior of the carbonization chamber, the effective contact collision rate for effectively contacting the reaction gas with the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber is increased, Can be increased. In addition, it is possible to eliminate or minimize the process of introducing outside air in order to eliminate the adhered carbon, thereby reducing the burden on the coke oven management and processing facilities for treating the coke oven gas, thereby improving the cost efficiency . Further, the heat transfer efficiency from the combustion chamber to the carbonization chamber is lowered by the adhered carbon. By the present invention, the efficiency of removing the deposited carbon is improved, so that the efficient and stable operation of the carbonization chamber and the consumption of manpower and equipment required for removing the adhered carbon can be minimized have.

Figure R1020130163262
Figure R1020130163262

Description

코크스오븐가스 증량장치 및 증량방법{Apparatus and Method for amplifying cokes oven gas}[0001] The present invention relates to a coke oven gas increasing apparatus and an increasing method thereof,

본 발명은 코크스오븐가스 증량장치 및 증량방법으로서, 코크스오븐가스를 증량하기 위해 탄화실의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 높일 수 있는 코크스오븐가스 증량장치 및 증량방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a coke oven gas increasing apparatus and a coking oven gas increasing apparatus which are capable of increasing the effective contact collision rate for effectively contacting the reaction gas to the attachment carbon attached to the inner wall surface of the carbonizing chamber for increasing the coke oven gas, And an increasing method.

코크스오븐가스(COG, Cokes Oven Gas)는 제철소에서 코크스 건류 과정에서 부산물로 생성되는 가스를 말한다. 이러한 코크스오븐가스는 정제 과정을 통해 제철소 내에서 연료로 대부분 사용하고 있으나, 최근 코크스오븐가스의 사용량이 증가하게 되어 코크스오븐가스를 증량시키는 것이 중요한 과제로 대두되고 있다.Coke oven gas (COG) refers to the gas produced as a by-product in the coke oven process at the steelworks. Although the coke oven gas is mostly used as fuel in the steelworks through the refining process, the use amount of the coke oven gas has recently been increased, and thus increasing the coke oven gas has become an important task.

한편, 최근 이산화탄소 문제의 부각으로 인해 수소 대량생산이 중요한 이슈로 부각되고 있는데, 이 가운데 수소를 대량 생산할 수 있는 잠재적 원료로서 COG가 주목을 받고 있다.
On the other hand, recently, the mass production of hydrogen is becoming an important issue due to the incidence of carbon dioxide problem. Among them, COG is attracting attention as a potential raw material for mass production of hydrogen.

고온의 코크스오븐 탄화실에 반응가스(CO2, H2O, 이들 중 하나 이상의 성분이 포함된 혼합물 등)를 투입하여 일산화탄소(CO)를 포함한 가연성 가스로 전환하는 코크스오븐가스 증량방법은, 투입된 반응가스가 노벽과 접촉하면서 흘러감으로써 탄소화합물(부착카본, 스폰지카본 등)과의 접촉됨으로써 코크스오븐가스를 증량하는 것이고, 이때의 주요 반응은 다음과 같다. A method of increasing the coke oven gas in which a reaction gas (a mixture containing at least one of CO 2, H 2 O, and the like) is introduced into a high temperature coke oven carbonization chamber to convert it into a combustible gas containing carbon monoxide (CO) The main coke oven gas is increased by contacting with a carbon compound (attached carbon, sponge carbon, etc.) by flowing in contact with the furnace wall, and the main reaction at this time is as follows.

C + CO2 -> 2CO (Boudouard reaction)C + CO 2 - > 2CO (Boudouard reaction)

C + H2O -> CO + H2 (Water-gas reaction)C + H 2 O - > CO + H 2 (Water-gas reaction)

CO + H2O -> CO2 + H2 (water gas shift reaction)CO + H 2 O -> CO 2 + H 2 (water gas shift reaction)

Tar 등 + CO2 -> xCO + …Tar + CO 2 -> xCO + ...

Tar 등 + H2O -> xCO + yH2 + …
Tar + H 2 O -> x CO + y H 2 + ...

또한, 탄화실의 구조는 긴 정육면체 모양을 가지고 있어서 일반적인 원통형 가스화 반응기와 상당한 차이가 있기 때문에, 가스화 반응기에 사용하는 투입노즐을 그대로 사용할 경우 투입가스가 탄화실 벽면에 주로 있는 부착카본과 낮은 유효접촉 충돌을 일으킴으로써, 코크스오븐가스로의 반응가스 전환율이 낮아지게 된다.
In addition, since the structure of the carbonization chamber has a long cube shape, it is considerably different from a general cylindrical gasification reactor. Therefore, when the injection nozzle used in the gasification reactor is used as it is, By causing the collision, the reaction gas conversion rate into the coke oven gas becomes low.

그리고, 탄화실 내에서 발생된 코크스오븐가스가 탄화실 상부에 형성된 상승관을 통해 외부로 배출 시, 상기 상승관에 이르기까지 탄화실의 상부인 석탄의 상측에는 코크스오븐가스가 상승관으로 이동하는 상부수평 가스유동경로가 형성되는데, 이러한 가스유동경로에 반응가스가 투입되는 경우 투입성분이 탄화실 내부벽돌 전체에 분포하는 부착카본 등의 탄소화합물과 반응하지 못하고, 탄화실 상부의 상부수평 가스유동경로에 노출된 벽면에 부착된 탄소화합물과만 반응을 함으로써, 투입된 반응가스의 코크스오븐가스 전환율이 낮고 이로 인하여 일산화탄소 등의 발생이 낮아 COG증량이 저하되어 경제성이 낮은 문제점을 가지고 있다.
When the coke oven gas generated in the carbonization chamber is discharged to the outside through the uprising pipe formed in the upper portion of the carbonization chamber, the coke oven gas is moved to the uprising pipe on the upper side of the coal as the upper portion of the carbonization chamber The upper horizontal gas flow path is formed. When the reaction gas is introduced into the gas flow path, the input component does not react with the carbon compound such as the attached carbon distributed on the entire inner brick of the carbonization chamber, The reaction of the introduced reaction gas with the coke oven gas is low and the generation of carbon monoxide and the like is low due to the reaction with the carbon compound attached to the wall surface exposed to the path.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 반응가스가 탄화실의 내부 양측 하부 각각에서 취입되도록 구성되는 코크스오븐가스 증량장치 및 증량방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a coke oven gas increasing apparatus and a method for increasing the amount of coke oven gas, which are designed to solve the above problems, wherein the reaction gas is blown from the lower both sides of the inside of the carbonization chamber.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코크스오븐가스 증량장치는, 이산화탄소, 물 또는 이들 중 하나 이상이 포함된 혼합반응물인 반응가스를 탄화실 측으로 공급하는 공급파이프; 및 상기 반응가스를 상기 탄화실 내로 취입시키도록 상기 공급파이프에 제공되되, 상기 탄화실의 내부 양측 하부 각각에 배치된 노즐;을 포함하여, 상기 반응가스가 상기 탄화실의 내부 벽면에 타고 올라가면서 상기 탄화실의 내부 벽면에 부착된 탄소화합물인 부착카본과 반응되어 코크스오븐가스를 만든다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a coke oven gas increasing apparatus comprising: a supply pipe for supplying carbon dioxide, water, or a reaction gas containing at least one of the carbon dioxide and water, into a carbonization chamber; And a nozzle provided on the supply pipe so as to introduce the reaction gas into the carbonization chamber, the nozzles being disposed at the lower both sides of the inside of the carbonization chamber, wherein the reaction gas rides on the inner wall surface of the carbonization chamber Is reacted with the attached carbon which is a carbon compound attached to the inner wall surface of the carbonization chamber to produce a coke oven gas.

이때, 상기 공급파이프는, 상기 노즐이 상기 탄화실 내의 석탄 건류과정 중 건류중기에 상기 탄화실의 내부 양측 하부 각각에 이르도록, 구동부에 의해 전후진될 수 있다.At this time, the supply pipe may be moved forward and backward by the driving unit so that the nozzle reaches the lower both sides of the inside of the carbonization chamber in the middle of the carbonization during the carbonization process of the coal in the carbonization chamber.

구체적으로, 상기 구동부는, 복수 개의 상기 공급파이프를 연결하는 연결부재; 및 상기 연결부재에 연결되어 상기 연결부재를 상기 탄화실 측으로 전후진시키는 구동부재;를 구비하며, 상기 구동부재는 실린더로드가 상기 연결부재에 연결된 전후실린더이거나, 구동회전축이 상기 연결부재에 나사체결된 회전모터일 수 있다.
Specifically, the driving unit may include: a connection member for connecting the plurality of supply pipes; And a driving member connected to the connecting member and causing the connecting member to move back and forth toward the carbonization chamber side, wherein the driving member is a front-rear cylinder having a cylinder rod connected to the connecting member, Or the like.

나아가, 상기 공급파이프는, 상기 노즐이 석탄에 의해 막히는 것을 차단하도록 상기 노즐의 상부에 차단판이 장착될 수 있다.Furthermore, the supply pipe may be mounted on the top of the nozzle to block the nozzle from being clogged by coal.

그리고, 상기 노즐은, 상기 반응가스가 상기 탄화실의 내부 벽면에 대해 경사지게 취입되도록 상기 공급파이프에 설치될 수 있다.The nozzle may be installed in the supply pipe such that the reaction gas is blown obliquely to the inner wall surface of the carbonization chamber.

아울러, 상기 노즐은, 상기 탄화실의 바닥면에서 3cm이상 이격되어 배치될 수 있다.
In addition, the nozzle may be disposed at a distance of 3 cm or more from the bottom surface of the carbonization chamber.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술된 코크스오븐가스 증량장치를 이용한 코크스오븐가스 증량방법에 있어서, 탄화실 내의 석탄 건류과정 중 건류중기 이전에는, 상기 노즐이 상기 탄화실 내부에 위치되지 않도록 상기 공급파이프를 배치시키는 파이프배치단계; 건류중기부터 건류후기까지 상기 노즐이 상기 탄화실 내부에 위치되도록, 상기 공급파이프를 상기 탄화실 내부로 전진시키는 파이프전진단계; 및 상기 탄화실의 내부 벽면에 타고 올라가면서 상기 탄화실의 내부 벽면의 부착카본을 포함한 탄소화합물과 반응하도록, 상기 반응가스를 상기 탄화실의 내부 양측 하부에 취입시키는 반응가스취입단계;를 포함하는 코크스오븐가스 증량방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for increasing coke oven gas using a coke oven gas increasing apparatus as described above, wherein the nozzle is not positioned inside the carbonization chamber A pipe arrangement step of arranging the supply pipe; A pipe advancement step of advancing the supply pipe to the inside of the carbonization chamber so that the nozzle is located inside the carbonization chamber from the midstream to the downstream of the carbonization; And a reaction gas blowing step of blowing the reaction gas into the lower both sides of the inside of the carbonization chamber so as to react with the carbon compound including the attached carbon on the inner wall surface of the carbonization chamber while riding on the inner wall surface of the carbonization chamber A coke oven gas boosting method is provided.

여기에서, 상기 반응가스취입단계 이전에는, 상기 반응가스 대신에 비활성가스를 취입시킬 수 있다.
Here, before the reaction gas is introduced, an inert gas may be introduced instead of the reaction gas.

본 발명에 따른 코크스오븐가스 증량장치 및 증량방법은, 반응가스가 탄화실의 내부 양측 하부 각각에서 취입되도록 구성됨으로써, 탄화실의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 높임에 따라 코크스오븐가스를 증량할 수 있는 효과를 가진다.The coke oven gas increasing device and the increasing method according to the present invention are configured such that the reaction gas is blown from each of the lower both sides of the inner side of the carbonization chamber so that an effective contact collision The effect of increasing the coke oven gas can be obtained.

아울러, 부착카본을 소실시키기 위해 외부공기를 유입시키는 공정을 배제 또는 최소화할 수 있으며, 이에 따른 코크스오븐 관리 및 코크스오븐가스를 처리하는 처리설비에 대한 부담이 경감되어 비용측면에 있어서 경제성이 향상될 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to eliminate or minimize the process of introducing outside air in order to eliminate the adhered carbon, thereby reducing the burden on the coke oven management and processing facilities for treating the coke oven gas, thereby improving the cost efficiency There are advantages to be able to.

나아가, 연소실에서 탄화실로의 열전달효율이 부착카본에 의해 저하되는데, 본 발명에 의해 부착카본 제거효율이 향상됨으로써 탄화실의 효율적이면서도 안정적인 조업 및 부착카본 제거에 필요한 인력 및 장치의 소모를 최소화할 수 있다.
Further, the heat transfer efficiency from the combustion chamber to the carbonization chamber is lowered by the adhered carbon. By the present invention, the efficiency of removing the deposited carbon is improved, so that the efficient and stable operation of the carbonization chamber and the consumption of manpower and equipment required for removing the adhered carbon can be minimized have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스오븐가스 증량장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 코크스오븐가스 증량장치에서 공급파이프 및 노즐을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 공급파이프가 구동부에 의해 전후진되는 것을 나타낸 도면이다.1 is a schematic view showing a coke oven gas increasing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a supply pipe and a nozzle in the coke oven gas increasing apparatus of FIG.
Fig. 3 is a view showing that the supply pipe of Fig. 2 is moved forward and backward by a driving unit.

본 발명의 코크스오븐가스 증량장치는, 코크스오븐가스를 증량하기 위해 탄화실의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 높일 수 있도록, 반응가스가 탄화실의 내부 양측 하부 각각에서 취입되도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
The coke oven gas increasing apparatus according to the present invention is a device for increasing the coke oven gas in order to increase the effective contact collision rate that effectively brings the reaction gas into contact with the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonizing chamber, And is blown from each of the two lower sides.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스오븐가스 증량장치를 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1의 코크스오븐가스 증량장치에서 공급파이프 및 노즐을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 공급파이프가 구동부에 의해 전후진되는 것을 나타낸 도면이다.1 is a schematic view showing a coke oven gas increasing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a supply pipe and a nozzle in the coke oven gas increasing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- Is moved forward and backward by the driving unit.

도면을 참조하면, 본 발명은 반응가스를 탄화실(1) 측으로 공급하는 공급파이프(10)와, 상기 반응가스를 탄화실(1) 내로 취입시키도록 공급파이프(10)에 제공되는 노즐(20)을 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing a carbonization chamber in which a supply pipe 10 for supplying a reaction gas to the carbonization chamber 1 and a nozzle 20 for supplying the reaction gas into the carbonization chamber 1 ).

여기에서, 상기 공급파이프(10)를 통해 공급되어 노즐(20)을 통해 탄화실(1) 내로 취입시키는 반응가스는, 이산화탄소, 물 또는 이들 중 하나 이상이 포함된 혼합반응물로서 탄화실(1) 내의 벽면에 부착된 부착카본과 반응하여 CO를 포함한 가연성 가스로 전환된다.The reaction gas supplied through the supply pipe 10 and blown into the carbonization chamber 1 through the nozzle 20 is supplied to the carbonization chamber 1 as a mixed reaction product containing carbon dioxide, water, And is converted into a combustible gas containing CO by reacting with the attached carbon attached to the wall surface in the inside.

이때, 상기 부착카본은 주로 탄화실(1) 내에서 석탄에 함유된 휘발성분이 분해될 때 발생하는 탄소가 탄화실(1) 내벽 등에 달라붙어 만들어지는 덩어리로서, 탄소화합물이다.At this time, the attached carbon is a carbon compound which is formed by attaching carbon generated when the volatile component contained in coal is decomposed mainly in the carbonization chamber 1 to the inner wall of the carbonization chamber 1 or the like.

이와 같이 탄화실(1) 내벽에 부착된 부착카본은 온도가 건류완료 및 건류중인 건류완료 및 건류중기의 코크스화되고 있는 탄화실 내부의 탄소의 온도보다 높고 다공성이 높음으로써 투입되는 반응가스의 이산화탄소 전환율이 높다. 이는 전환 시의 반응이 접촉흡열반응이기 때문에 고온의 비표면적이 높은 탄소와 반응이 용이하기 때문이다.
As described above, the attached carbon attached to the inner wall of the carbonization chamber 1 has a temperature higher than the temperature of carbon in the carbonized chamber of the coke in the middle of the carbonization in the middle of the carbonization completion and the completion of the carbonization during the completion of the carburization and the carbonization of the reaction gas, Conversion rate is high. This is because the reaction at the time of conversion is a catalytic endothermic reaction, so that it is easy to react with carbon having a high specific surface area at a high temperature.

본 발명은 이와 같이 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본을 반응가스와 반응시켜 코크스오븐가스로 만들도록 구성되며, 나아가 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 상기 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 증대시키도록 구성될 수 있다.The present invention is constructed such that the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1 is reacted with the reaction gas to make the gas into the coke oven gas and further reacts with the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1, And may be configured to increase the effective contact collision rate which effectively contacts the gas.

구체적으로, 상기 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에 배치됨으로써, 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 탄화실(1)의 내부 하부 양측 벽면으로부터 상승관(2)에 이르기까지 반응가스가 이동하는 상방경사형태의 가스유동경로가 형성됨에 따라, 비록 도면에 미도시되었지만 탄화실(1)의 상부에서 반응가스가 투입된 후 상승관(2)에 이르기까지의 상부수평 가스유동경로보다, 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본과의 유효접촉 충돌율을 증대시킬 수 있다.Specifically, the nozzles 20 are disposed in the lower both sides of the interior of the carbonization chamber 1, so that the reactive gas can effectively contact the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1. That is, as shown in Fig. 1, the upwardly inclined gas flow path is formed in which the reaction gas moves from the inner bottom wall of the carbonization chamber 1 to the uprising pipe 2, The effective contact collision rate with the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1 is lower than the upper horizontal gas flow path from the top of the carbonization chamber 1 to the uprising pipe 2 after the reaction gas is introduced Can be increased.

이에 대한 실험예로서, 본 발명과 같이 탄화실(1) 하부로 이산화탄소를 투입하는 경우(상방경사 가스유동경로)와, 종래와 같이 탄화실(1) 상부로 이산화탄소를 투입하는 경우(상부수평 가스유동경로)를 비교평가하기 위해 기존의 키네틱(kinetics)을 기반으로 한 모델을 통해 이산화탄소 전환율을 예측하였다.As an experimental example, when carbon dioxide is injected into the lower portion of the carbonization chamber 1 (upward sloping gas flow path) as in the present invention, and when carbon dioxide is injected into the upper portion of the carbonization chamber 1 Flow path), the CO2 conversion rate was predicted using a conventional kinetics-based model.

(경우 1) 종래과 같이 탄화실(1) 상부에 이산화탄소를 투입하여 상부수평 가스유동경로로 이산화탄소가 진행되는 경우(Case 1) In the case where carbon dioxide is introduced into the upper portion of the carbonization chamber 1 and carbon dioxide is advanced into the upper horizontal gas flow path

(경우 2) 본 발명과 같이 탄화실(1) 하부의 양측 벽면에 이산화탄소를 투입하여 상방경사 가스유동경로로 이산화탄소가 진행되는 경우(Case 2) In the case where carbon dioxide is introduced into both side walls of the lower portion of the carbonization chamber 1 as in the present invention and the carbon dioxide is advanced into the upward sloping gas flow path

상기와 같은 이산화탄소 투입실험조건은 코크스오븐에 석탄의 건류가 시작되는 시점에서 14시간이 지난 후 1Nm3/min으로 이산화탄소를 6시간 정도 투입하였다. 이때 이산화탄소 전환율은 이산화탄소 전환율 = (투입 이산화탄소량 - 순수미반응 이산화탄소량) / 투입 이산화탄소량 * 100으로 계산하였다.The carbon dioxide test conditions were as follows: carbon dioxide was fed into the coke oven for about 6 hours at a rate of 1 Nm < 3 > / min after 14 hours at the start of carbonization. At this time, the conversion rate of carbon dioxide was calculated as CO2 conversion = (input carbon dioxide amount - pure carbon reaction carbon dioxide amount) / input carbon dioxide amount * 100.

각각의 경우의 이산화탄소 평균 전환율은 아래와 같았다.The average conversion rates of carbon dioxide in each case were as follows.

- 경우 1의 이산화탄소 평균 전환율 : 50%- the average conversion of carbon dioxide in case 1: 50%

- 경우 2의 이산화탄소 평균 전환율 : 90%- Case 2 Average CO2 Conversion: 90%

상기의 결과에서 보는 것처럼 이산화탄소 투입위치 따라 미반응 이산화탄소의 양이 4배 차이를 내고 2배에 가까운 이산화탄소 전환율 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen from the above results, it was confirmed that the amount of unreacted carbon dioxide is four times different depending on the position of the carbon dioxide injection, and the difference of the carbon dioxide conversion rate is nearly double.

한편, 상기 공급파이프(10)는 탄화실(1) 내의 석탄 건류과정 중 건류중기에 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에 이르도록, 구동부(30)에 의해 전후진되게 구성될 수 있다.The supply pipe 10 is moved forward and backward by the drive unit 30 so that the nozzle 20 reaches the lower both sides of the inside of the carbonization chamber 1 during the middle of the carbonization during the carbonization process in the carbonization chamber 1 Lt; / RTI >

상기 탄화실(1) 내에 석탄을 장입하게 되면 당연히 탄화실(1) 내의 벽면에도 접하면서 점차적으로 쌓이게 된다. 이와 같이 탄화실(1) 내에 장입된 석탄은 건류를 하는 과정에서 일정 정도의 건류(건조 및 화학반응)가 진행되면 탄화실(1)의 양측 벽면과 이격이 발생하고 발생된 이격사이를 통해 탄화실 하부로 건류탄이 떨어지게 된다.When the coal is charged into the carbonization chamber 1, it naturally comes into contact with the wall surface of the carbonization chamber 1 and gradually accumulates. The coal charged in the carbonization chamber 1 is separated from both side walls of the carbonization chamber 1 by a certain amount of carbonization (drying and chemical reaction) during the course of the carbonization, So that the granular coal falls to the bottom of the chamber.

즉, 건류초기부터 건류중기 전까지는 석탄이 탄화실(1)의 벽면으로부터 접촉된 상태를 유지하게 되고, 건류중기부터 건류후기까지는 석탄이 탄화실(1)의 벽면으로부터 떨어져서 일정 정도의 틈이 형성되게 된다.That is, the coal remains in contact with the wall surface of the carbonization chamber 1 from the early stage of the carbonization process to the middle stage of the carbonization process, and the coal is separated from the wall surface of the carbonization chamber 1 .

이와 같이 석탄이 탄화실(1)의 벽면으로부터 떨어져서 일정 정도의 틈이 형성된 경우에, 공급파이프(10)가 전진되어 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에 배치됨으로써, 노즐(20)을 통해 취입되는 반응가스가 탄화실(1) 벽면에 부착된 부착카본에 보다 많은 접촉을 할 수 있게 된다.When the coal is separated from the wall surface of the carbonization chamber 1 and a certain degree of gap is formed as described above, the supply pipe 10 is advanced so that the nozzles 20 are disposed in the lower both sides of the inside of the carbonization chamber 1, The reaction gas blown through the carbonization chamber 20 can make more contact with the attached carbon attached to the wall surface of the carbonization chamber 1.

즉, 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 대한 반응가스의 유효접촉 충돌율을 증대시킬 수 있다.That is, it is possible to increase the effective contact collision rate of the reaction gas against the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1.

물론, 상기 공급파이프(10)는 탄화실(1)의 하부에 설치된 구조를 취함으로써 노즐(20)이 건류중기 전까지는 탄화실(1)의 하부에 위치되지만, 상술된 바와 같이 건류중기부터 건류후기까지는 부착카본에 대한 반응가스의 유효접촉 충돌율을 높이기 위해 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에 이르도록 공급파이프(10)가 전진될 수 있다.Of course, since the supply pipe 10 is provided at the lower portion of the carbonization chamber 1, the nozzle 20 is located at the lower portion of the carbonization chamber 1 until middle of the carbonization. However, The supply pipe 10 may be advanced so that the nozzle 20 reaches each of the inner and lower sides of the inside of the carbonization chamber 1 in order to increase the effective contact collision rate of the reaction gas to the attached carbon.

아울러, 이와 같이 건류중기 전에는 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 벽면 하부에 위치되지 않도록 공급파이프(10)가 전진되지 않는 상태를 유지함으로써, 상기 노즐(20)에 석탄이 들어가서 노즐(20)이 막히는 것을 방지할 수 있다. 즉, 건류중기 전까지 석탄이 탄화실(1)의 벽면으로부터 점차적으로 떨어지기 시작하는 과정에서, 석탄이 낙하되면서 탄화실(1)의 내부 양측 벽면 하부에 배치된 노즐(20)에 충돌하여 노즐(20)을 막을 수 있기 때문에, 건류중기 전에는 노즐(20)이 탄화실(1)의 내부 양측 벽면 하부에 위치되지 않도록 공급파이프(10)가 전진되지 않는 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
The supply pipe 10 is not advanced so that the nozzle 20 is not positioned below both inner side walls of the carbonization chamber 1 before the middle of the dry distillation as described above so that coal enters the nozzle 20, (20) is prevented from clogging. That is, in a process in which coal gradually begins to fall from the wall surface of the carbonization chamber 1 until the middle of the carbonization, the coal collides against the nozzle 20 disposed at the lower side of both inner side walls of the carbonization chamber 1, It is preferable to maintain the state in which the supply pipe 10 is not advanced so that the nozzle 20 is not positioned below the inner side walls of the interior of the carbonization chamber 1.

한편, 상기 노즐(20)은 도 2(a)에 도시된 바와 같이 반응가스가 탄화실(1)의 내부 벽면에 대해 하방 경사지게 취입되도록 공급파이프(10)에 설치될 수 있다. 즉, 노즐(20)이 상측을 향하는 경우 석탄에 의해 쉽게 막힐 수 있는데 이러한 점을 방지할 수 있다.2 (a), the nozzle 20 may be installed in the supply pipe 10 such that the reactive gas is blown downwardly inclined with respect to the inner wall surface of the carbonization chamber 1. [ That is, when the nozzle 20 faces upward, it can be easily clogged by coal, which can be prevented.

아울러, 상기 노즐(20)은 상기 탄화실(1)의 바닥면에서 3cm이상 이격되어 배치될 수 있는데, 이는 석탄과 탄화실(1)의 벽면 사이에 틈이 형성되더라도 일정량의 석탄이 낙하됨으로써 바닥에 쌓이는 석탄에 의해 노즐(20)이 막히는 것을 방지할 수 있다.In addition, the nozzle 20 may be disposed at a distance of 3 cm or more from the bottom surface of the carbonization chamber 1, so that even if a gap is formed between the coal and the wall surface of the carbonization chamber 1, It is possible to prevent the nozzle 20 from being clogged by the coal accumulated in the nozzle.

이와 같은 노즐(20)은 도시된 바와 같이 공급파이프(10)의 전단부에 복수 개가 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of such nozzles 20 are installed at the front end of the supply pipe 10 as shown in FIG.

이와 더불어, 상기 공급파이프(10)는 도 2(a) 및 2(b)에 도시된 바와 같이 노즐(20)이 석탄에 의해 막히는 것을 차단하도록 노즐(20)의 상부에 차단판(40)이 장착될 수 있다. 이때, 이러한 차단판(40)은 노즐(20)을 통한 반응가스의 취입로를 제외한 부분에 형성됨은 물론이다. 아울러, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 상기 공급파이프(10)의 선단부가 뾰족함으로써 탄화실(1) 내의 석탄 속에서 전진 시 원활하게 나아갈 수 있으며, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 공급파이프(10)의 선단부에 차단판(40)이 장착된 경우 차단판(40)의 형상도 전측으로 굴곡되면서 돌출됨으로써 석탄 속에서 전진 시 원활하게 나아가면서도 노즐(20)이 석탄에 의해 막히는 것을 차단할 수 있다.
In addition, the supply pipe 10 is provided with a blocking plate 40 at the top of the nozzle 20 so as to block the nozzle 20 from being blocked by coal as shown in Figs. 2 (a) and 2 (b) Can be mounted. At this time, it is needless to say that the blocking plate 40 is formed in the portion except the blowing path of the reaction gas through the nozzle 20. As shown in FIG. 2 (a), since the tip of the supply pipe 10 is sharp, it can smoothly advance in the coal in the carbonization chamber 1, and as shown in FIG. 2 (b) When the shutoff plate 40 is mounted at the tip end of the supply pipe 10, the shape of the shutoff plate 40 is also bent forward to smoothly move forward in the coal while the nozzle 20 is clogged with coal You can block things.

나아가, 상기 공급파이프(10)는 탄화실(1) 내의 석탄 건류과정 중 건류중기 이전에는 반응가스 대신에 비활성가스를 공급할 수 있는데, 이는 반응가스의 유효접촉 충돌율이 높지 않은 상태에서는 반응가스의 주입을 하지 않으며, 아울러 그 대신에 노즐(20)의 막힘은 방지하도록 가스를 계속해서 취입하게 되며 이때의 가스는 석탄을 산화시키지 않는 비활성가스가 활용될 수 있다.
Further, the supply pipe 10 may supply an inert gas instead of the reactive gas before the middle of the carbonization during the carbonization process in the carbonization chamber 1. This is because, when the effective contact impingement rate of the reactive gas is not high, The gas is continuously blown in order to prevent the clogging of the nozzle 20 and the inert gas which does not oxidize the coal can be utilized.

한편, 상기 공급파이프(10)를 전후진시키는 구동부(30)에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 구동부(30)는 복수 개의 상기 공급파이프(10)를 연결하는 연결부재(31)와, 상기 연결부재(31)에 연결되어 연결부재(31)를 탄화실(1) 측으로 전후진시키는 구동부재(32)를 구비할 수 있다.The driving unit 30 includes a connecting member 31 for connecting the plurality of supply pipes 10 and a connecting member 31 for connecting the plurality of supplying pipes 10 to each other. 31 for driving the connecting member 31 to advance and retreat to the side of the carbonization chamber 1.

이때, 일례로서 도 2에서는 두 개의 공급파이가 연결부재(31)에 의해 연결되며, 이러한 연결부재(31)는 구동부재(32)로부터 전후구동력이 전달되도록 하는 역할을 수행한다.In this case, for example, in FIG. 2, two supply pies are connected by a connecting member 31, and the connecting member 31 serves to transmit the driving force from the driving member 32 to the front and rear.

아울러, 상기 구동부재(32)는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 실린더로드(32'a)가 연결부재(31)에 연결된 전후실린더(32')이거나, 구동회전축(32''a)이 연결부재(31)에 나사체결된 회전모터(32'')일 수 있다. 상기 구동부재(32)가 전후실린더(32')인 경우 실린더로드(32'a)의 신축에 의해 공급파이프(10)는 전후진될 수 있으며, 상기 구동부재(32)가 회전모터(32'')인 경우 회전모터의 작동에 의해 구동축(32''a)이 회전함에 따라 연결부재(31)가 전후진될 수 있고 이에 따라 공급파이프(10)도 전후진될 수 있다.
3 (a), the driving member 32 may be a front-rear cylinder 32 'connected to the connecting member 31 or a driving rotation shaft 32''a, May be a rotary motor 32 '' screwed to the connecting member 31. The supply pipe 10 can be moved back and forth by the expansion and contraction of the cylinder rod 32'a when the drive member 32 is the front and rear cylinder 32'and the drive member 32 is rotated by the rotation motor 32 '', The connecting member 31 can be moved back and forth as the driving shaft 32''a is rotated by the operation of the rotating motor, so that the feeding pipe 10 can also be moved forward and backward.

그러면, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 코크스오븐가스 증량방법을 살펴보기로 한다.The method of increasing the coke oven gas according to the present invention will now be described.

먼저, 탄화실(1) 내의 석탄 건류과정 중 건류중기 이전에는, 노즐(20)이 탄화실(1) 내부에 위치되지 않도록 공급파이프(10)를 배치시키는 파이프배치단계(S10)가 수행된다. 이때, 상기 노즐(20)은 탄화실(1) 내부가 아닌 탄화실(1)의 도어 벽 내부에 일정 정도 들어간 상태로 배치될 수 있다. 이로 인하여, 상기 노즐(20)이 반응가스를 탄화실(1) 내부로 취입하기 전까지는 탄화실(1) 내부에 위치되지 않음으로써 석탄에 의해 막히는 것을 방지할 수 있다.A pipe arrangement step S10 is performed in which the supply pipe 10 is arranged so that the nozzle 20 is not located inside the carbonization chamber 1 during the carbonization process in the carbonization chamber 1 before the middle period of the carbonization. At this time, the nozzles 20 may be arranged in the inside of the door wall of the carbonization chamber 1, not inside the carbonization chamber 1, to some extent. This prevents the nozzle 20 from being clogged by the coal because it is not located inside the carbonization chamber 1 until the reaction gas is introduced into the carbonization chamber 1.

그리고, 건류중기부터 건류후기까지 노즐(20)이 탄화실(1) 내부에 위치되도록, 공급파이프(10)를 탄화실(1) 내부로 전진시키는 파이프전진단계(S20)가 수행된다.Then, a pipe advancing step (S20) for advancing the supply pipe (10) to the inside of the carbonization chamber (1) is performed so that the nozzle (20) is located inside the carbonization chamber (1) from the midstream to the downstream.

이어서, 탄화실(1) 내부로 반응가스를 취입시키는 반응가스취입단계(S30)가 진행되는데, 구체적으로 반응가스가 탄화실(1)의 내부 벽면에 타고 올라가면서 탄화실(1)의 내부 벽면의 부착카본을 포함한 탄소화합물과 반응하도록, 반응가스를 탄화실(1)의 내부 양측 하부에 취입시키는 단계이다.
Subsequently, a reaction gas blowing step (S30) for blowing the reaction gas into the carbonization chamber 1 proceeds. Specifically, as the reaction gas rides on the inner wall surface of the carbonization chamber 1, The reaction gas is blown into both sides of the inside of the carbonization chamber 1 so as to react with the carbon compound including the attached carbon of the carbonization chamber 1.

결과적으로, 본 발명은 반응가스가 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에서 취입되도록 구성됨으로써, 탄화실(1)의 내부 벽면에 부착된 부착카본에 반응가스를 효과적으로 접촉시키는 유효접촉 충돌율을 높임에 따라 코크스오븐가스를 증량할 수 있다.As a result, the present invention is configured such that the reaction gas is blown from each of the lower both sides of the inside of the carbonization chamber 1, whereby the effective contact collision rate which effectively contacts the reaction gas to the attached carbon attached to the inner wall surface of the carbonization chamber 1 The coke oven gas can be increased as the temperature increases.

아울러, 부착카본을 소실시키기 위해 외부공기를 유입시키는 공정을 배제 또는 최소화할 수 있으며, 이에 따른 코크스오븐 관리 및 코크스오븐가스를 처리하는 처리설비에 대한 부담이 경감되어 비용측면에 있어서 경제성이 향상될 수 있다.In addition, it is possible to eliminate or minimize the process of introducing outside air in order to eliminate the adhered carbon, thereby reducing the burden on the coke oven management and processing facilities for treating the coke oven gas, thereby improving the cost efficiency .

나아가, 연소실에서 탄화실로의 열전달효율이 부착카본에 의해 저하되는데, 본 발명에 의해 부착카본 제거효율이 향상됨으로써 탄화실의 효율적이면서도 안정적인 조업 및 부착카본 제거에 필요한 인력 및 장치의 소모를 최소화할 수 있다.
Further, the heat transfer efficiency from the combustion chamber to the carbonization chamber is lowered by the adhered carbon. By the present invention, the efficiency of removing the deposited carbon is improved, so that the efficient and stable operation of the carbonization chamber and the consumption of manpower and equipment required for removing the adhered carbon can be minimized have.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 공급파이프 20 : 노즐
30 : 구동부 31 : 연결부재
32 : 구동부재 40 : 차단판10: supply pipe 20: nozzle
30: driving part 31: connecting member
32: driving member 40:

Claims (8)

이산화탄소, 물 또는 이들 중 하나 이상이 포함된 혼합반응물인 반응가스를 탄화실(1) 측으로 공급하는 공급파이프(10);
상기 반응가스를 상기 탄화실(1) 내로 취입시키도록 상기 공급파이프(10)에 제공되되, 상기 탄화실(1)의 내부 양측 하부 각각에 배치된 노즐(20); 및
상기 탄화실(1) 내의 석탄 건류과정 중 건류중기 이전에는 상기 노즐(20)이 상기 탄화실(1)의 외부에 위치하도록 상기 공급파이프(10)를 배치시키고, 건류중기부터 건류후기까지 상기 노즐(20)이 상기 탄화실(1)의 내부에 위치하도록 상기 공급파이프(10)를 상기 탄화실(1) 내부로 전진시키는 구동부(30);를 포함하여,
상기 반응가스가 상기 탄화실(1)의 내부 벽면에 타고 올라가면서 상기 탄화실(1)의 내부 벽면의 부착카본을 포함한 탄소화합물과 반응되어 코크스오븐가스를 만드는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량장치.
A supply pipe (10) for supplying a reaction gas, which is a mixed reaction product containing carbon dioxide, water or at least one of them, to the carbonization chamber (1) side;
A nozzle (20) provided in the supply pipe (10) for blowing the reaction gas into the carbonization chamber (1), the nozzles (20) disposed in the lower both sides of the inside of the carbonization chamber (1); And
The supply pipe 10 is disposed such that the nozzle 20 is positioned outside the carbonization chamber 1 during the carbonization process in the carbonization chamber 1 and the nozzle 20 is disposed in the middle of the carbonization chamber 1, (30) for advancing the supply pipe (10) to the inside of the carbonization chamber (1) so that the supply pipe (20) is located inside the carbonization chamber (1)
Wherein the reaction gas rises on the inner wall surface of the carbonization chamber (1) to react with a carbon compound including attached carbon on the inner wall surface of the carbonization chamber (1) to produce a coke oven gas .
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 구동부(30)는,
복수 개의 상기 공급파이프(10)를 연결하는 연결부재(31); 및
상기 연결부재(31)에 연결되어 상기 연결부재(31)를 상기 탄화실(1) 측으로 전후진시키는 구동부재(32);를 구비하며,
상기 구동부재(32)는 실린더로드가 상기 연결부재(31)에 연결된 전후실린더이거나, 구동회전축이 상기 연결부재(31)에 나사체결된 회전모터인 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량장치.
The method according to claim 1,
The driving unit (30)
A connecting member (31) connecting the plurality of supply pipes (10); And
And a driving member (32) connected to the connecting member (31) and moving the connecting member (31) back and forth toward the carbonization chamber (1)
Wherein the driving member (32) is a front-back cylinder connected to the connecting member (31), or a rotary motor in which a driving rotary shaft is screwed to the connecting member (31).
제1항에 있어서,
상기 공급파이프(10)는,
상기 노즐(20)이 석탄에 의해 막히는 것을 차단하도록 상기 노즐(20)의 상부에 차단판(40)이 장착된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량장치.
The method according to claim 1,
The supply pipe (10)
Wherein a blocking plate (40) is mounted on the upper portion of the nozzle (20) to block the nozzle (20) from being blocked by coal.
제1항에 있어서,
상기 노즐(20)은,
상기 반응가스가 상기 탄화실(1)의 내부 벽면에 대해 경사지게 취입되도록 상기 공급파이프(10)에 설치된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량장치.
The method according to claim 1,
The nozzle (20)
(10) so that the reaction gas is blown obliquely to the inner wall surface of the carbonization chamber (1).
제1항에 있어서,
상기 노즐(20)은,
상기 탄화실(1)의 바닥면에서 3cm이상 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량장치.
The method according to claim 1,
The nozzle (20)
(3) at least on the bottom surface of the carbonization chamber (1).
제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 코크스오븐가스 증량장치를 이용한 코크스오븐가스 증량방법에 있어서,
탄화실(1) 내의 석탄 건류과정 중 건류중기 이전에는, 상기 노즐(20)이 상기 탄화실(1) 내부에 위치되지 않도록 상기 공급파이프(10)를 배치시키는 파이프배치단계;
건류중기부터 건류후기까지 상기 노즐(20)이 상기 탄화실(1) 내부에 위치되도록, 상기 공급파이프(10)를 상기 탄화실(1) 내부로 전진시키는 파이프전진단계; 및
상기 탄화실(1)의 내부 벽면에 타고 올라가면서 상기 탄화실(1)의 내부 벽면의 부착카본을 포함한 탄소화합물과 반응하도록, 상기 반응가스를 상기 탄화실(1)의 내부 양측 하부에 취입시키는 반응가스취입단계;
를 포함하는 코크스오븐가스 증량방법.
A coke oven gas increasing method using the coke oven gas increasing apparatus according to any one of claims 1 and 6,
A pipe arranging step of disposing the supply pipe (10) so that the nozzle (20) is not located inside the carbonization chamber (1) before the midstream of the carbonization during the carbonization process in the carbonization chamber (1);
A pipe advancing step of advancing the supply pipe (10) into the carbonization chamber (1) so that the nozzle (20) is located inside the carbonization chamber (1) from the midstream to the downstream of the carbonization; And
The reaction gas is taken into the lower both sides of the inside of the carbonization chamber 1 so as to react with the carbon compound including the attached carbon on the inner wall surface of the carbonization chamber 1 while riding on the inner wall surface of the carbonization chamber 1 A reaction gas blowing step;
/ RTI >
제7항에 있어서,
상기 반응가스취입단계 이전에는, 상기 반응가스 대신에 비활성가스를 취입시키는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스 증량방법.
8. The method of claim 7,
Wherein an inert gas is blown in place of the reaction gas prior to the step of injecting the reaction gas.
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