KR101567396B1 - 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법 - Google Patents

Abstract

부생가스 이송관의 하부에 구비되는 각 드레인 배관에 폐색되는 고형물을 제거하는 것으로서, 드레인 배관에 노즐 밸브를 마련하는 단계; 오버플로우 배수관으로부터 오버플로우되는 응축수의 양을 점검하는 단계; 오버플로우 되는 응축수의 양이 설정된 이하로 점검되었을 때 상기 드레인 배관을 통하여 부생가스의 공급을 차단하는 단계; 상기 차단된 드레인 배관의 내부로 노즐 밸브를 통하여 고형물에 의한 폐색된 정도를 확인하는 단계; 및 폐색된 정도를 확인 후 노즐 밸브를 통하여 고온 스팀 또는 워터 젯으로 고형물을 제거하여 드레인 배관을 통기시키는 단계;를 포함하는 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법 및 그 제거장치를 제공한다.
그에 따라 많은 갯 수의 드레인 배관을 번거롭거나 불편함 없이 신속하게 통기시킬 수 있는 효과를 가짐은 물론 그로 인해 부생가스 내의 불순물의 제거 효율성도 증대시킬 수 있는 효과도 가진다.

Description

부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법{A method for removing solid by-product gas drain pipe}

본 발명은 부생가스 이송관으로부터 부생가스에 함유된 유해물질을 처리하기 위해 씰 포트 바디로 드레인 배관을 통하여 부생가스를 공급하는 과정에서 그 부생가스에 함유된 불순물로 인한 고형물에 의해 폐색되는 드레인 배관의 폐색 정도를 점검한 후 고형물의 폐색 정도에 따라 고형물을 제거할 수 있도록 한 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 조업공정 중에서 부생가스가 발생하는 공정은 고로(BFG), 코크스(COG), 제강(LDG)공정, 파이넥스(FOG), 믹스가스(MIX) 등이 있으며, 상기 공정에서 발생하는 부생(by-product) 가스는 가연성 및 유독성 가스이며, 발생량이 많고 열량이 높아서 제철소 내 가스연료 사용 공정 중에서 재사용하거나 가공 처리하여 자원화시켜 사용한다.

부생가스 발생시설과 사용처 사이에 짧게는 수 km에서 길게는 수십 km의 부생가스 이송관이 마련되며, 이러한 부생가스 이송관은 대용량으로 부생가스 중에는 수분 및 분진 그리고 타르 성분 등의 불순물이 다량으로 함유되어 있는 관계로, 부생가스 이송관 내에서 부생가스의 이송에 장애를 발생시키는 원인을 제공함은 물론 가스 열량감소의 원인도 제공한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 부생가스 이송관(100)의 하부에 일정 거리마다 작게는 수개에서 많게는 수십 개 이상의 드레인 배관(110)을 설치하고, 그 말단 부분에는 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관(120)을 포함하는 씰 포트 바디(130)에 침적되도록 하여 가스압력의 1.2배에 해당되는 씰 워터의 수두압에 의해 가스가 차단되고 비중 차에 의해 수분과 이물질은 물속에서 분리되게 한다. 상기 드레인 배관(110)에는 개폐를 위한, 즉 부생가스의 공급 또는 차단하기 위하여 부생가스 이송관(100)과 근접된 위치에 1차 밸브(110a)를, 실 포트 바디(130)와 근접된 부분에 2차 밸브(110b)가 설치된다.

또한, 상기 오버플로우 배수관(120)에는 오버플로우된 응축수에 포함된 유해물질을 제거하기 위한 공지된 집수시설과 진공시설을 포함하는 응축수 처리설비 등과 같은 처리시설물(140)이 연결된다. 또, 상기 부생가스 이송관(100)의 말단에는 부생가스를 청정화하기 위하여 가열로의 전단에 Cooling Zoon과 Filtering Zone 및 Heating Zone 등으로 구성되는 복합 정제설비(150)에 의해 정제된 양질의 가스를 가열로에 공급하도록 마련된다.

아울러, 부생가스 이송 중에 발생시설의 설비 이상 또는 사용처의 갑작스런 사용량 감소 등으로 인해 부생가스 이송관 내의 가스압의 이상 상승시는 발생시설과 사용처의 설비 트러블이 초래됨에 따라 이를 방지하기 위해 부생가스 이송관의 상부에 극히 제한적인 갯 수의 중추식 안전밸브(도시하지 않음)가 설치된다. 상기 중추식 안전밸브는 가스의 높은 압력을 외부로 방출하며, 중추식 안전밸브는 부생가스 이송관에서 과다한 압력 상승시 충추식 안전밸브의 덮개가 개방되어 안전밸브 방출관으로 가스방출 후 부생가스 이송관 내의 압력이 정상화되면 덮개가 자중에 의해 다시 전폐되어 가스의 유출이 차단되어 기밀상태를 유지하도록 한다.

그러나 부생가스 이송관에 적개는 수개에서 많게는 수십 개 설치되어 씰 포트 바디로 부생가스를 공급하는 드레인 배관의 경우 그 부생가스에 포함된 각종 불순물로 인한 고형물로 인해 수시로 폐색되는, 즉 막히는 문제점이 발생하였다.

그에 따라 종래에는 폐색된 드레인 배관 내의 고형물을 제거하기 위하여 쇠막대나 망치 등으로 타격하여 통기시키는 방식을 사용하였으나, 이는 드레인 배관을 오히려 손상시키는 단점과 그리 효율적으로 통기시키지 못하는 단점을 가진다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 종래의 방법은 드레인 배관 전체를 교체하는 방식을 사용하고 있는 실정이나 이는 수개에서 수십 개에 이르는 많은 갯 수의 드레인 배관을 교체하기에는 현실적으로 불가능할 뿐만 아니라 막대한 비용이 소요되는 단점을 가진다.

상기와 같이 부생가스와 관련된 선행기술에는 대한민국 등록특허 제10-1039715호, 대한민국 등록특허 제10-1205025호, 대한민국 등록특허 제10-1201771호, 대한민국 공개특허 제10-2013-0075449호, 대한민국 등록특허 제10-1382167호 등에 개시된 바와 같이 부생가스 처리하는 기술이나 분리 또는 이송관의 이상압력을 해소하는 것과 같은 기술이 개시된바 있다.

한편, 상기와 같이 부생가스에 의한 고형물을 제거하기 위한 선행기술에는 대한민국 등록특허 제10-0785245호(이하 '특허문헌 1'이라 한다)에 개시된 바와 같이 부생가스 이송배관에 누적되는 타르 및 부산물 등의 누적물을 제거하기 위한 기술이 개시된바 있다.

대한민국 등록특허 제10-0785245호

그러나 특허문헌 1의 경우 대형의 부생가스 발생시설과 사용처 사이에 구비되는 대용량의 부생가스 이송배관의 누적물을 제거하기 위한 것으로, 상기 부생가스 이송배관의 하부에 구비되는 수개에서 수십 개의 드레인 배관의 폐색되는 문제점을 해소할 수 없는 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 부생가스 이송관으로부터 부생가스에 함유된 유해물질을 처리하기 위해 씰 포트 바디로 드레인 배관을 통하여 부생가스를 공급하는 과정에서 그 부생가스에 함유된 불순물로 인한 고형물에 의해 폐색되는 드레인 배관의 폐색 정도를 점검한 후 고형물의 폐색 정도에 따라 고형물을 제거할 수 있도록 한 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폐색된 고형물에 따라 제거방식을 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 부생가스 이송관의 하부에 말단 부분으로 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관을 포함하는 씰 포트 바디로 부생가스를 공급하는 각 드레인 배관에 부생가스에 함유된 불순물로 인해 생성되는 고형물을 제거하는 방법으로서, 상기 드레인 배관에 노즐 밸브를 마련하는 단계; 상기 오버플로우 배수관으로부터 오버플로우되는 응축수의 양을 점검하는 단계; 오버플로우 되는 응축수의 양이 설정된 이하로 점검되었을 때 상기 드레인 배관을 통하여 부생가스의 공급을 차단하는 단계; 상기 차단된 드레인 배관의 내부로 노즐 밸브를 통하여 고형물에 의한 폐색된 정도를 확인하는 단계; 및 폐색된 정도를 확인 후 노즐 밸브를 통하여 고온 스팀 또는 워터 젯으로 고형물을 제거하여 드레인 배관을 통기시키는 단계;를 포함한다.

상기 고형물이 타르(Tar) 또는 나프탈렌(Naphthalene)일 때 고온 스팀에 의해 제거한다.

상기 고형물이 슬러지(Sludge) 일 때 워터 젯에 의해 제거한다.

부생가스 이송관의 하부에 말단 부분으로 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관을 포함하는 씰 포트 바디로 부생가스를 공급하는 각 드레인 배관에 부생가스에 함유된 불순물로 인해 생성되는 고형물을 제거하는 장치로서, 상기 드레인 배관에 구비되는 노즐 밸브; 및 상기 노즐 밸브를 통하여 삽입되어 고형물을 제거하기 위한 제거수단;을 포함한다.

상기 제거수단은 고형물에 따라 고온 스팀을 제공하는 스팀라인 또는 워터 젯을 제공하는 워터 젯라인 중 어느 하나이다.

본 발명은 부생가스 이송관으로부터 부생가스에 함유된 유해물질을 처리하기 위해 씰 포트 바디로 드레인 배관을 통하여 부생가스를 공급하는 과정에서 그 부생가스에 함유된 불순물로 인한 고형물에 의해 폐색되는 드레인 배관의 폐색 정도를 점검한 후 고형물의 폐색 정도에 따라 고형물을 제거할 수 있도록 함으로써, 많은 갯 수의 드레인 배관을 번거롭거나 불편함 없이 신속하게 통기시킬 수 있는 효과를 가짐은 물론 그로 인해 부생가스 내의 불순물의 제거 효율성도 증대시킬 수 있는 효과도 가진다.

또한, 드레인 배관의 교체를 최소화함으로써, 유지보수에 따른 비용 또한 최소화할 수 있는 장점도 가진다.

또, 폐색된 고형물에 따라 제거방식을 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 고형물 제거의 효율성을 극대화할 수 있는 효과를 가짐은 물론 통기 효율성도 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 제거방법을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명의 고온 스팀 방식에 의해 고형물을 제거하기 전의 참고 사진 및 제거된 상태의 사진,
도 3은 본 발명의 워터 젯 방식에 의해 고형물을 제거하기 전의 참고 사진 및 제거된 상태의 사진,
도 4는 본 발명의 제거장치를 설명하기 위한 촬영한 사진,
도 5는 일반적인 부생가스 설비를 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제거방법을 설명하기 위한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 고온 스팀 방식에 의해 고형물을 제거하기 전의 참고 사진 및 제거된 상태의 사진이고, 도 3은 본 발명의 워터 젯 방식에 의해 고형물을 제거하기 전의 참고 사진 및 제거된 상태의 사진이고, 도 4는 본 발명의 제거장치를 설명하기 위한 촬영한 사진이다. 참고로, 도 5의 일반적인 부생가스 설비의 동일한 기술적 구성은 동일한 부호를 기재하여 설명한다.

도시된 바와 같이 부생가스 발생시설과 사용처 사이에 연결되는 부생가스 이송관(100)의 하부에 말단 부분으로 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관(120)을 포함하는 씰 포트 바디(130)로 부생가스를 공급하는 각 드레인 배관(110)에 부생가스에 함유된 불순물로 인해 생성되는 고형물을 제거하는 방법과 장치를 개시한다.

씰 포트 바디(130)는 가스압력의 1.2배에 해당되는 씰 워터의 수두압에 의해 가스가 차단되고 비중 차에 의해 수분과 이물질은 물속에서 분리하는 역할을 함은 물론 일 측면 또는 양 측면은 분리된 이물질을 제거할 수 있도록 공지된 플랜지 결합방식에 의해 탈착 가능하게 구비된다.

드레인 배관(110)에는 개폐를 위한, 즉 부생가스의 공급 또는 차단하기 위하여 부생가스 이송관(100)과 근접된 위치에 1차 밸브(110a)를, 실 포트 바디(130)와 근접된 부분에 2차 밸브(110b)가 설치된다.

오버플로우 배수관(120)에는 응축수의 오버플로우 정도를 점검자가 육안으로 확인할 수 있는 공지된 투시창(도시하지 않음)이 마련된다.

본 발명에 따른 고형물을 제거하는 방법은, 상기 드레인 배관(110)에 후술하는 드레인 배관(110) 내의 고형물을 제거하기 위해 고온 스팀을 제공하거나 워터 젯을 제공할 수 있도록 유연성을 가지는 호스나 관 등을 삽입할 수 있게 개폐되는 노즐 밸브(10)를 마련하는 단계(S1)를 행한다.

그런 다음 상기 오버플로우 배수관(120)으로부터 오버플로우되는 응축수의 양을 점검하는 단계(S2)를 행한다. 즉, 점검자가 오버플로우 배수관에 구비된 투시창을 통하여 주기적으로 오버플로우 되는 양을 점검한다. 또는 통상적인 유량 감지센서를 오버플로우 배수관에 구비하여 오버플로우 되는 양을 점검할 수 있도록 하여도 무방하다.

이러한, 오버플로우 되는 양을 점검하는 것은 드레인 배관이 폐색 정도를 확인하기 위한 것으로, 오버플로우 되는 양이 적을수록 드레인 배관이 폐색되는 정도가 심해질 수 있도록 양이 줄어드는 것이므로 주기적이나 수시로 확인하는 것이 바람직하다.

이렇게, 오버플로우 되는 응축수의 양을 점검하는 과정에서 오버플로우 되는 응축수의 양이 설정된 이하로 점검되었을 때 상기 드레인 배관(110)을 통하여 부생가스의 공급을 차단하는 단계(S3)를 행한다. 즉, 드레인 배관(110)에 구비된 1차 밸브(110a)를 폐쇄시켜 부생가스가 드레인 배관으로 유입되지 않도록 한다.

다시 말해서, 오버플로우 되는 응축수의 양이 기존에 미리 데이터화 하여 설정한 설정값 보다 적게 이루어질 경우, 드레인 배관이 폐색된 상태를 기존에 수치화된 것을 통하여 인지할 수 있는 것이므로, 드래인 배관으로 부생가스가 유입되지 않도록 차단한다.

그리고 나서 상기 차단된 드레인 배관(110)의 내부로 노즐 밸브(10)를 통하여 고형물에 의한 폐색된 정도를 확인하는 단계(S4)를 행한다.

다시 말해서, 공지된 내시경 촬영장치 등을 사용하여 노즐 밸브를 통하여 드레인 배관이 고형물에 의해 폐색된 정도를 정확하게 확인할 수 있도록 한다. 즉, 전술한 데이터화 하여 설정한 값은 부생가스의 함유되는 이물질 양이나 드레인 배관이 설치되는 각 부생가스 이송관의 위치에 따라 상이할 수 있는 관계로, 패색 정도를 정확하게 파악하도록 한다.

이와 같이 드레인 배관의 폐색된 정도를 확인 후 노즐 밸브(10)를 통하여 고온 스팀 또는 워터 젯으로 고형물을 제거하여 드레인 배관(110)을 통기시키는 단계(S5);를 포함한다.

다시 말해서, 드레인 배관 내의 고형물이 타르(Tar) 또는 나프탈렌(Naphthalene)일 때 고온 스팀에 의해 제거한다.

아래, 표 1에서와 같이 드레인 배관이 타르 또는 나프탈레에 의해 약 50% 폐색된 상태에서 고온 스팀을 제공하여 통기시키는 실험치를 표시한다.

[표 1]

여기서, A1~A3는 통기 상태를 표시한 것으로, A1은 고형물이 100%로 제거된 상태를 표시한 것이며, A2는 고형물이 약60% 제거된 상태를, A3는 고형물이 약 30%로 제거된 상태를 표시한다.

B2는 소요시간을 표시한 것으로, 동일 작업자(2인 1조)가 작업한 결과, 작업시간 50분 소요된 것을 표시한다.

C1~C3는 적외선 온도계를 사용하여 측정한 드레인 배관의 표면 온도를 표시시한 것으로, C1은 표면 온도가 약 40℃를, C2는 표면 온도가 약 70℃를, C3는 표면 온도가 약 90℃를 표시한 것이다.

이때, 스팀압력이 높을 경우에는 공급호스의 파단이나 드래인 배관의 용접 부위에 크랙이 발생할 수 있으므로, 표 1에서와 같이 적정 압력을 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 고압 스팀에 의해 통기하는 과정에서 드레인 배관의 표면 온도가 높을 경우 작업자가 화상 우려가 있는 관계로, 표 1에서와 같이 비교적 낮은 온도를 유지할 수 있도록 한다.

상기에서, 고온 스팀은 공지된 스팀 라인을 통하여 제공된다.

그에 따라 표 1를 참고하여 최소한의 작업시간에 효율적으로 통기할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 통기 상태는 도면 도 2에 의해 확인할 수 있다. (a)는 고형물이 타르인 경우, (b)는 고형물이 나프탈렌인 경우이다.

아울러, 아래 표 2에서와 같이 드게인 배관의 내부에 고형물이 슬러지 일 때 워터 젯으로 통기하는 실험치를 표시한다.

[표 2]

여기서, A1~A3는 통기 상태를 표시한 것으로, A1은 고형물이 100%로 제거된 상태를, A2는 고형물이 약 70% 제거된 상태를, A3는 고형물이 약 50%로 제거된 상태를 표시한 것이다.

B1~B2는 소요시간을 표시한 것으로, B1은 동일 작업자(2인 1조)가 작업한 결과 작업시간 대략 15분, B2는 동일 작업자(2인 1조)가 작업한 결과 작업시간 대략 30분을 표시한 것이다.

상기에서, 워터 젯은 공지된 워터 젯라인을 통하여 제공된다.

그에 따라 표 2를 참고하여 최소한의 작업시간에 효율적으로 통기 할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 통기 상태를 도 3를 통하여 확인할 수 있다.

이로써, 본 발명은 부생가스 이송관의 하부에 적게는 수개에서 많은 수십 개로 마련되는 각 드레인 배관의 폐색 여부를 번거롭거나 불편함 없이 간편하게 확인 후 그 드레인 배관의 내부에 폐색된 고형물의 제거 또한 번거롭거나 불편함 없이 간편하게 제거하여 통기시킬 수 있는 편리성을 가진다.

그로 인해 종래와 같이 각 드레인 배관을 교체해야 하는 막대한 비용을 절감할 수 있어, 막대한 유지보수 비용을 절감할 수 있는 조건을 가진다.

또한, 폐색되는 고형물의 제거 또한 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있어, 부생가스를 처리하기 위한 처리 효율성도 증대시키는 조건을 가진다.

특히, 교체 없이 재사용이 용이하게 이루어지도록 함으로써, 막대한 유지보수 비용을 절감할 수 있어, 뛰어난 경제성도 가진다.

10 : 노즐 밸브
100 : 부생가스 이송관 110 : 드레인 배관
110a : 1차 밸브 110b : 2차 밸브
120 : 오버플로우 배수관 130 : 셀 포트 바디
140 : 처리시설물 150 : 복합 정제설비

Claims (5)

1. 부생가스 이송관의 하부에 말단 부분으로 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관을 포함하는 씰 포트 바디로 부생가스를 공급하는 각 드레인 배관에 부생가스에 함유된 불순물로 인해 생성되는 고형물을 제거하는 방법으로서,
   상기 드레인 배관에 노즐 밸브를 마련하는 단계;
   상기 오버플로우 배수관으로부터 오버플로우되는 응축수의 양을 그 오버플로우 배수관에 마련되는 투시창 또는 유량 감지센서에 의해 점검하는 단계;
   오버플로우 되는 응축수의 양이 설정된 이하로 점검되었을 때 상기 드레인 배관을 통하여 부생가스의 공급을 차단하는 단계;
   상기 차단된 드레인 배관의 내부로 노즐 밸브를 통하여 삽입되는 내시경 촬영장치에 의해 고형물에 의한 폐색된 정도를 확인하는 단계; 및
   폐색된 정도를 확인 후 노즐 밸브를 통하여 상기 폐색된 고형물이 타르 또는 나프탈렌 일 때 고온 스팀에 의해 제거하여 드레인 배관을 통기시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법.
2. 삭제
3. 부생가스 이송관의 하부에 말단 부분으로 밀폐된 용기에 물을 채워 일정 높이의 오버플로우 배수관을 포함하는 씰 포트 바디로 부생가스를 공급하는 각 드레인 배관에 부생가스에 함유된 불순물로 인해 생성되는 고형물을 제거하는 방법으로서,
   상기 드레인 배관에 노즐 밸브를 마련하는 단계;
   상기 오버플로우 배수관으로부터 오버플로우되는 응축수의 양을 그 오버플로우 배수관에 마련되는 투시창 또는 유량 감지센서에 의해 점검하는 단계;
   오버플로우 되는 응축수의 양이 설정된 이하로 점검되었을 때 상기 드레인 배관을 통하여 부생가스의 공급을 차단하는 단계;
   상기 차단된 드레인 배관의 내부로 노즐 밸브를 통하여 삽입되는 내시경 촬영장치에 의해 고형물에 의한 폐색된 정도를 확인하는 단계; 및
   폐색된 정도를 확인 후 노즐 밸브를 통하여 상기 폐색된 고형물이 슬러지 일 때 워터 젯에 의해 제거하여 드레인 배관을 통기시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부생가스 드레인 배관의 고형물 제거방법.
4. 삭제
5. 삭제

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