KR101599836B1 - 선철 추출을 위한 용융 환원 시스템용 공정 가스 세정 장치 - Google Patents
선철 추출을 위한 용융 환원 시스템용 공정 가스 세정 장치 Download PDFInfo
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Abstract
용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2)는 하나 이상의 환원로(3) 및 용융 가스화로(4)를 포함하며, 상기 환원로(3)로부터 용광로 가스(6)를 이송하기 위한 제 1 라인 시스템(5) 및 상기 용융 가스화로(4)로부터 발생기 가스(8)를 이송하기 위한 제 2 라인 시스템(7)이 제공되며, 상기 제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7)은 습식 세정기 시스템(11,12)에 각각 이어지며, 상기 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 유동은 제어 갭(40)을 변경시키는 제어 요소(41)에 의해 억제될 수 있으며, 상기 세정액 또는 냉각액(49)이 수집되어 제거될 수 있다. 본 발명에 따라, 상기 용광로 가스(6)를 운반하는 상기 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11), 및 상기 발생기 가스(8)를 운반하는 상기 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12) 모두가 공통의 습기 제거 장치(14) 내측으로 배출된다.
Description
본 발명은 특허청구범위 제 1항의 전제부에 따른 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비용 공정 가스 세정 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 하나 이상의 환원로 및 용융 가스화로를 포함하며, 상기 환원로로부터 용광로 가스를 이송하기 위한 제 1 라인 시스템 및 상기 용융 가스화로로부터 발생기 가스를 이송하기 위한 제 2 라인 시스템이 제공되며, 상기 용광로 가스 및 발생기 가스를 예비 세정하기 위한 예비 세정장치가 바람직하게 상기 제 1 및 제 2 라인 시스템 내에 배열되며, 상기 제 1 및 제 2 라인 시스템은 바람직하게 환형 갭 세정기 시스템으로서 형성되는 습식 세정기 시스템에 각각 이어지며, 상기 용광로 가스 또는 발생기 가스가 세정액 또는 냉각액에 노출되며, 상기 용광로 가스 또는 발생기 가스의 관류가 제어 갭을 변경시키는 하나 또는 그보다 많은 제어 요소에 의해 억제될 수 있으며, 상기 습식 세정기 시스템 내측으로 유입되어 상기 용광로 가스 또는 발생기 가스의 불순물 또는 분진과 혼합되는 상기 세정액 또는 냉각액이 수집되어 제거될 수 있으며, 또한 본 발명은 특허청구범위 제 9항의 전제부에 따른 대응하는 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비용 공정 가스 세정 방법에 관한 것이다.
선철 또는 1차 강 제품을 얻기 위해 사요되는 용융 환원 설비는 예를 들어, 코렉스 공법(COREX process) 또는 파이넥스 공법(FINEX process)으로 공지된 바와 같이, 하나 또는 그보다 많은 특정 환원로와 용융 가스화로일 수 있는 직렬 배열되는 두 개의 시스템을 포함한다. 코렉스 공법에 따른 환원로는 금속야금학적 장입 재료 또는 괴광 조각(주로 산화 철광석)들이 후드 영역 내의 개구를 통해 임의의 첨가제와 함께 내측에 충전되는 샤프트 형태의 용기(vessel)이다.
환원로는 바닥 영역에 배출 개구를 가지며, 배출 개구를 통해 금속야금학적 장입재료가 이송 장치에 의해 환원로 하부에 배열된 용융 가스화로 내측으로 장입될 수 있다. 환원로의 후드 영역 내에 배열되는 것은 용광로 가스를 이송하는 역할을 하는 제 1 라인 시스템을 연결하는데 사용되는 제 2 개구이다.
용융 가스화로는 내측에 내화 라이닝을 가지며 후드 영역에 3 개의 개구를 가지는 용기이다. 제 1 개구는 금속야금학적 장입재료를 용융 가스화로 내측으로 이송하는데 사용된다. 제 2 개구는 석탄 또는 탄소 함유 재료를 장입 장치에 의해 용융 가스화로 내측으로 이송하는데 사용된다.
산소 라인은 용융 가스화로의 노상(hearth) 영역 내에 산소를 공급하는데 사용됨으로써, 사용된 탄소 함유 재료가 가스화되며 이후에 발생기 가스로서 지칭되는 공정 가스가 용융 가스화로 내측에 발생된다. 상기 발생기 가스는 주로, 일산화탄소와 수소를 포함하며 용융 가스화로의 후드 영역에 있는 제 3 개구를 사용하여 제 2 라인 시스템을 통해 제거된다. 발생기 가스의 대부분은 환원 공정가스로 서 사용될 수 있으며 공급 라인에 의해 환원로 내측으로 도입될 수 있다. 환원로 내에 유지된 금속야금학적 장입 재료는 발생기 가스와의 가스화에 의해 화학적으로 환원되거나 산화 철광석은 "해면철"로서 공지된 것으로 환원된다.
상기 이송 장치에 의해, 이러한 고체 해면철은 최종 환원 또는 용융되는 용융 가스화로 내측으로 계속해서 환원로 아래로 보내진다. 종래의 용광로 공법의 경우와 유사하게, 용융 선철은 용융 가스화로의 바닥 영역에 슬래그와 함께 축적되며 최종적으로 용융 가스화로로부터 출탕될 수 있다. 이러한 선철은 정련 공정에 의해 제강소에서 강으로 추가로 처리되거나 주철 형태로 직접 제품으로 사용된다.
용융 가스화로에서는 보통 4 내지 5 바아의 일정한 작동 압력을 유지해야 한다. 증가된 압력 하에서의 작동은 경제적인 이유로 적합한데, 그 이유는 단위 체적 당 로의 출력이 압력에 따라 증가하기 때문이다. 그러므로, 제 2 라인 시스템 내에 압력 제어 시스템을 배열할 필요성이 있으며, 상기 압력 제어 시스템에 의해 용융 가스화로의 작동 압력은 일정하게 유지된다.
그와 같은 작동 압력의 제어 목적을 위해, 환원로(들)용 환원 공정 가스로서 주로 재사용될 수 있는 발생기 가스의 일부가 제 2 습식 세정기 시스템을 통과하며 제 2 라인 시스템으로부터 제거되어 저장 탱크 또는 배출 가스 라인으로 공급된다. 제 2 라인 시스템으로부터 제거된 이러한 반응로 가스는 "과잉 가스"로 지칭된다.
효율적으로 작동하는 용융 환원 설비에서 발생기 가스의 가능하다면 가장 작은 부분만이 유출되어야 함은 더 말할 나위가 없다. 그러나, 용융 가스화로 내의 작동 압력을 신뢰성 있게 제어하기 위해 "과잉 가스"로서 발생기 가스의 일정량(보통 약 2000 내지 10000 ㎥/시간)의 유출은 바람직하지 않다.
환원로(들)로부터 제거되는 "노상 가스"로서도 지칭되는 용광로 가스와 제 2 라인 시스템으로부터 제거되는 "과잉 가스"는 습식 세정기 시스템 내에서 각각 세정되고 냉각된다. 이를 위해, 제 1 습식 세정기 시스템이 용광로 가스를 세정 또는 냉각하도록 제 1 라인 시스템 내에 제공되는 반면에, 제 2 습식 세정기 시스템이 발생기 가스를 세정 또는 냉각하도록 제 2 라인 시스템 내에 제공된다. 이들 습식 세정기 시스템 각각은 차례로 배열되는 다수의 습식 세정기를 포함할 수 있다.
습식 세정기의 바람직한 실시예는 벤츄리 타입(Venturi type)으로서 공지된 설계의 환형 갭 세정기이며, 상기 타입의 세정기 연도 내에는 축방향으로 조정가능한 원추형 제어 요소가 벤츄리 쓰로트(throat)로서 제공된다. 그러나, 상기 타입의 습식 세정기도 또한 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 원추형 제어 요소 대신에 연도 내에 조정가능한 플랩의 사용을 고려할 수 있다.
본 발명에 따른 공정 가스 세정 장치의 예시적인 실시예의 경우에, 벤츄리 타입의 일반적으로 환형 갭의 세정기가 사용된다.
제어 요소와 환형 갭 세정기의 연도 사이에 형성된 것은 제어 요소의 축방향 변위에 의해 커지거나 작아질 수 있는 제어 갭이다.
제어 갭의 상류, 때때로 제어 갭 내에도 배열되는 것은 접근하는 용광로 가스 또는 발생기 가스를 분무시키는, 세정액 또는 냉각액을 분사시키기 위한 노즐 장치이다.
세정액 또는 분무액에 의해, 예비 세정 장치 내에서 보통 미리 예비 냉각 및 예비 세정되는 용광로 가스 또는 발생기 가스는 추가로 냉각 및 세정되며, 상기 예비 세정 장치는 냉각 기능을 주로 수행하나 용광로 가스 또는 발생기 가스의 실제 세정은 주로 습식 세정기 시스템에 의해 수행된다.
종래 기술에 따른 용융 환원 설비의 공정 가스 세정 설비는 용광로 가스를 운반하는 제 1 라인 시스템의 제 1 습식 세정기 시스템 및 발생기 가스를 운반하는 제 2 라인 시스템의 제 2 습식 세정기 시스템의 하류에는 각각 자체 액적 분리 장치가 배열된다.
이들 액적 분리 장치 각각은 하우징을 가지며, 상기 하우징에는 내측 배플이 제공될 수 있으며 각각의 습식 세정기 시스템 내측으로 도입되어 용광로 가스 또는 발생기 가스의 불순물 또는 분진과 혼합되는 세정액 또는 냉각액이 상기 하우징에 의해 수집되며 액적 분리 장치의 바닥 영역 내에 제공된 유출구에 의해 제거된다.
액적 분리 장치의 하우징 내의 출구 개구를 사용하여, 습식 세정기 시스템 내에서 세정 및 냉각된 용광로 가스 또는 발생기 가스가 배출 가스 라인의 방향으로 보내지며, 공정 가스 세정 시스템으로부터 얻은 공정 가스가 추가의 사용을 위해, 예를 들어 발생기 또는 가열 설비 내에 에너지 또는 열을 발생하기 위해 통과된다.
그러므로 종래 기술에 따라, 제 1 습식 세정기 시스템은 제 1 액적 분리 장치 내부로 개방되는 반면에, 제 2 습식 세정기 시스템은 제 2 액적 분리 장치 내부로 개방된다. 그와 같은 두 개의 액적 분리 장치는 복잡하고 상기 목적으로 제공된 플랜트 타워 내에 많은 공간을 점유한다. 이는 현재의 제철소 및 제강소를 코렉스/파이넥스 설비로 개조하는 경우에 특히 불리한데, 이는 단지 제한된 공간만을 이용할 수 있기 때문이다.
일반적으로, 제 2 습식 세정기 시스템은 제 2 공급 라인 시스템의 제 1 공급 라인이 제 2 습식 세정기 시스템의 제 1 환형 갭 세정기 내측으로 개방되며 제 2 라인 시스템의 제 2 공급 라인이 제 2 습식 세정기 시스템의 제 2 환형 갭 세정기 내측으로 개방되는 두 개의 환형 갭 세정기를 포함한다. 제 1 공급 라인과 제 2 공급 라인 시스템의 제 2 공급 라인에는 셧-오프 밸브가 제공된다.
각각 제공된 발생기 가스의 양에 따라, 공급 라인 또는 셧-오프 밸브 중에 하나가 개방됨으로써 발생기 가스의 양이 선택적으로 제 1 환형 갭 세정기 또는 제 2 환형 갭 세정기를 통과한다. 두 개의 환형 갭 세정기 중의 하나는 다소 작은 양의 발생기 가스가 통과하도록 설계되는 반면에, 다른 환형 갭 세정기는 다소 많은 양의 발생기 가스가 통과하도록 설계된다. 발생기 가스의 각각의 주어진 양에 따라, 제 1 환형 갭 세정기 또는 제 2 환형 갭 세정기 중의 어느 하나가 발생기 가스를 세정 또는 냉각하는데 사용된다. 그러므로, 그와 같은 압력 제어 시스템은 다수의 환형 갭 세정기의 제공을 필요로 하며 그 결과 제조 및 유지가 복잡하다.
본 발명의 목적은 2단 용융 환원 설비의 경우에 간단하고 효율적인 공정 가스 세정이 가능하게 하고자 하는 것이다.
특히, 공정 가스 세정 설비의 액적 분리 시스템은 가능한 많은 공간을 절약하는 방식으로 그리고 구성 요소들을 작은 비용으로 제조할 수 있는 방식으로 구성하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발생기 가스를 운반하는 제 2 라인 시스템의 제 2 습식 세정기 시스템을 간단화 하고자 하는 것이다. 이는 가능한 효율적인 압력 제어 시스템을 제공하고자 하는 것이며, 이는 용융 가스화로의 작동 압력을 제어하는데 필요한 제 2 라인 시스템으로부터 제거된 "과잉 가스" 또는 발생기 가스의 양의 유출을 최소화한다.
본 발명에 따라, 이러한 목적들은 특허청구범위 제 1항의 특징부를 갖춘 공정 가스 세정 장치 및 특허청구범위 제 9항의 특징부를 갖춘 대응하는 공정 가스 세정 방법에 의해 달성된다.
특허청구범위 제 1항은 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비용 공정 가스 세정 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 적어도 하나의 환원로와 용융 가스화로를 포함하며, 적어도 하나의 환원로로부터 용광로 가스를 운반하기 위해 제 1 라인 시스템이 제공되며 용융 가스화로로부터 발생기 가스를 운반하기 위해 제 2 라인 시스템이 제공된다. 예를 들어, 코렉스 공법에 기초하여 작동하는 용융 환원 설비의 경우에는 단지 하나의 환원로가 제공되지만, 예를 들어 파이넥스 공법에 기초하여 작동하는 대체 용융 환원 설비의 경우에는 금속야금학적 장입 재료 또는 괴광 조각들에 대한 단계화된 예비 환원이 수행되는 예를 들어, 차례로 배열되는 다수의 환원로가 제공될 수도 있다.
용광로 가스 또는 발생기 가스를 예비 세정하기 위한 하나 또는 그보다 많은 예비 세정 장치가 제 1 및 제 2 라인 시스템 내에 바람직하게 각각 배열되며, 제 1 및 제 2 라인 시스템은 각각 습식 세정기 시스템에 이어지며, 습식 세정기 시스템은 용광로 가스 또는 발생기 가스가 세정액 또는 냉각액에 노출되고 제어 갭을 변경시킴으로써 하나 또는 그보다 많은 제어 요소에 의해 억제되는 환형 갭 세정기 시스템으로서 구성되며 습식 세정기 시스템 내측으로 도입되어 용광로 가스 또는 발생기 가스의 불순물 또는 분진과 혼합되는 세정액 또는 냉각액이 수집되고 제거될 수 있다. 예를 들어 사이클론, 충돌식 세정기 또는 필터과 같은 건식 작동식 분진 제거장치도 용광로 가스 또는 발생기 가스를 예비 세정하기 위해 예비 세정장치 대신에 배열될 수 있다.
본 발명에 따라, 공통의 액적 분리 장치가 제공되며, 용광로 가스를 운반하는 제 1 라인 시스템의 제 1 습식 세정기 시스템과 발생기 가스를 운반하는 제 2 라인 시스템의 제 2 습식 세정기 시스템이 상기 공통의 액적 분리 장치 내측으로 개방된다.
그러므로, 이제 단지 하나의 액적 분리 장치만이 세정액 또는 냉각액에 의해 한정된 "노상 가스"와 "과잉 가스"의 불순물과 분진을 수집하고 제거하는데 필요하다.
제 2 습식 세정기 시스템에 제공된 액적 분리장치가 종래 기술에 따른 공정 가스 세정 설비의 경우에 이미 과대한 치수였기 때문에-이들 액적 분리 장치는 10000 ㎥/시간 내지 200000 ㎥/시간 범위의 발생기 가스 양의 단기 변동량을 처리할 수 있음-, 발생기 가스뿐만 아니라 환원로에서 기인된 용광로 가스를 수용하는 제 1 및 제 2 습식 세정기 시스템을 위한 본 발명에 따른 공통의 액적 분리 장치는 단지, 종래 기술에 따른 제 2 습식 세정기 시스템에만 제공된 액적 분리기보다 조금 큰 치수를 가진다.
그러므로 제 1 습식 세정기 시스템의 이렇게 제거된 액적 분리기의 결과로써 없어진 공간은 액적 분리기와 제 2 습식 세정기 시스템에 의해 이미 점유되었던 크기와 관련된 증가를 초래함이 없이, 용융 환원 설비와 관련된 다른 장치를 위해 전체적으로 사용될 수 있다.
그러므로 종래 기술에 따른 공정 가스 세정 장치와 비교하여, 하나의 액적 분리 장치를 제거하는 것이 가능하며, 그 결과 공간과 중량 측면에서 상당한 절약이 가능해 진다. 본 발명에 따른 액적 시스템은 구성요소들에 대한 상당히 작은 비용으로 제조될 수 있다.
적어도 하나의 환원로로부터 제거된 용광로 가스와 용융 가스화로로부터 제거된 발생기 가스의 양은 공통의 액적 분리 장치 내에서 함께 이미 소용돌이 되며, 액적 분리 장치의 단일 출구 개구를 사용하여 이렇게 소용돌이된 공정 가스 혼합물은 배출 가스 라인 또는 저장 탱크 내측으로 직접적으로 배출 가스로서 공급될 수 있다.
제 2 습식 세정기 시스템을 경유해 경과된 발생기 가스의 양이 상기 공정의 결과로써 상당히 변동하지만, 제 1 습식 세정기 시스템을 경유해 통과한 용광로 가스의 양(발생기 가스의 양과 비교해 훨씬 더 많은)과 발생기 가스의 양의 혼합이 액적 분리장치의 상류에서 이미 수행된 결과로써 액적 분리 장치 내측으로 그리고 그 결과로 배출 가스 라인 내측으로 공정 가스 혼합물의 상당히 일정한 유입 속도가 달성될 수 있다.
공통의 세정 타워 내에 배열되는 제 1 습식 세정기 시스템과 제 2 습식 세정기 시스템 및 액적 분리 장치에 의한 본 발명의 바람직한 구성적 변형예에서 특히 컴팩트 타입의 구성이 달성된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구성적 변형예에 따라, 제 1 라인 시스템의 제 1 습식 세정기 시스템의 하류에 배열되는 제 1 유출 라인, 및 제 2 라인 시스템의 제 2 습식 세정기 시스템의 하류에 배열되는 제 2 유출 라인이 수집기 라인 부분 내에서 함께 수렴되며 이러한 수집기 라인 부분은 공통의 액적 분리 장치 내측으로 개방된다. 이러한 방식으로, 균일한 압력 레벨을 갖는 용광로 가스/발생기 가스 혼합물이 액적 분리 장치 내측으로 유입되기 이전에 이미 달성된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구성적 변형예에 따라, 수집기 라인 부분은 실질적으로 원통형으로 구성된 액적 분리 장치의 주변 영역에 실질적으로 접선 방향으로 개방된다. 이러한 방식으로, 용광로 가스 또는 발생기 가스가 액적 분리 장치 내측으로 유동할 때 이들 가스 내측으로 소용돌이가 부과된다. 이러한 소용돌이 효과에 의해, 보다 양호한 액적 분리를 위해 원심력이 사용될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 구성적 변형예에 따라, 제 2 라인 시스템은 제 2 습식 세정기 시스템의 상류에 배열되는 제 1 공급 라인의 영역 내에 압력 제어 장치를 갖추고 있으며, 상기 압력 제어장치에 의해 용융 가스화로 내에 바람직한 작동 압력이 발생기 가스의 관류 제어의 결과로써 일정하게 유지될 수 있으며, 여기서 제 2 습식 세정기 시스템은 폐쇄 불가능한 누출 갭을 가지며, 상기 누출 갭을 통해 발생기 가스의 영구적인 유출이 -제어 갭을 축소 또는 확장하는 바람직하게 원통형으로 구성된 제어 요소의 위치와 무관하게-가능해 진다.
본 발명의 바람직한 구성적 변형예에서, 제 2 공급 라인에 평행하게 배열되며 유사하게 제 2 습식 세정기 시스템에 이어지는 제 2 공급라인이 제공되며, 상기 제 2 공급 라인은 바이패스 밸브를 갖추고 있으며, 주어진 시간에 제 2 라인 시스템을 통과하는 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량 양 이하가 되는 경우에 상기 바이패스 밸브에 의해 제 2 공급 라인이 폐쇄될 수 있으며, 주어진 시간에 제 2 라인 시스템을 통과하는 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량을 초과하는 경우에 상기 바이패스 밸브에 의해 제 2 공급 라인이 개방될 수 있다-그럼으로써 제 2 습식 세정기 시스템의 제어 요소를 조정함으로써 작동 압력 제어가 수행될 수 있다.
제어 요소에 의해 변화되는 제어 갭이 제 2 라인 시스템 내에서 발생하는 응축 액체를 제거할 필요성을 감안하여 결코 완전히 폐쇄될 수 없기 때문에, 환원로 내에 위치된 장입 재료 또는 괴광 조각의 예비 환원에 실제로 사용될 수 있는 발생기 가스의 바람직하지 않은 손실을 초래한다.
전술한 바이패스 밸브를 제공한 본 발명에 따른 압력 제어 시스템에 의해, 종래 기술에 따른 용융 환원 설비의 경우에 약 1000 ㎥/시간인 이러한 발생기 가스의 손실이 상당히 감소될 수 있다. 이는 발생기 가스의 상당히 작은 양이 제 2 습식 세정기 시스템으로 보내지는 경우에 제 2 공급 라인이 바이패스 밸브에 의해 폐쇄될 수 있어서, 제 1 공급 라인을 통해서 배타적으로 유동하는 발생기 가스의 양에 대한 미세한 제어가 압력 제어 장치에 의해 수행될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 압력 제어 시스템의 추가의 장점은 적용성이다. 이는 용융 가스화로 내의 압력이 갑자기 증가하는 결과로써 발생기 가스의 많은 양이 제 2 습식 세정기 시스템을 경유해 제거되는 경우라도 개방될 바이패스 밸브 또는 제 2 공급 라인에 의해 배출 라인의 방향으로 신속히 제거되기 때문이다. 상기 압력 제어는 제 2 습식 세정기 시스템의 제어 소자를 조정하거나 제어 갭을 변경시킴으로써 수행된다.
그러므로, 발생기 가스 세정을 위한 제 2 습식 세정기 시스템은 보통, 공급 라인이 제공된 두 개의 환형 갭 세정기를 포함하며, 각각 생성된 발생기 가스의 양에 따라 공급 라인들 중의 하나는 셧-오프 밸브에 의해 개방되며 발생기 가스의 양이 제 1 환형 갭 세정기 또는 제 2 환형 갭 세정기를 통과하는 결과로써 본 발명에 따라 하나의 환형기 갭 세정기가 제거될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성적 변형예에서, 제 2 라인 시스템 또는 발생기 가스가 제공된 제 2 습식 세정기 시스템은 각각, 환형 갭을 변경시키는 단일 제어 요소 또는 단일 환형 갭 세정기를 가진다.
본 발명의 추가의 바람직한 구성적 변형예에서, 제 1 라인 시스템은 제 1 습식 세정기 시스템의 상류에 배열된 라인 부분의 영역에 유동 제어 장치를 갖추고 있으며, 상기 유동 제어 장치에 의해 환원로로부터 제거된 용광로 가스의 제 1 습식 세정기 시스템으로의 유입이 제어될 수 있다.
배출 라인으로 공급된 배출 가스의 압력은 제 2 습식 세정기 시스템의 상류에 배열된 압력 제어 시스템과 제 1 습식 세정기 시스템의 상류에 배열된 유동 제어 장치의 조합에 의해 정확히 제어될 수 있다.
특허청구범위 제 9항 내지 제 14항은 용융 환원 설비의 공정가스 세정을 위한 이전의 청구항들에 대응하는 방법에 관한 것이다.
특허청구범위 제 9항은 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비의 공정 가스 세정을 위한 방법을 청구하며, 여기서 제 1 라인 시스템에 의해 하나 또는 그보다 많은 환원로로부터 제거된 용광로 가스 및 제 2 라인 시스템에 의해 용융 가스화로로부터 제거된 발생기 가스가 하나 또는 그보다 많은 예비 세정 장치에 의해 바람직하게 각각 예비 세정되고 냉각되며, 제 1 및 제 2 라인 시스템은 각각 습식 세정기 시스템에 이어지는, 용광로 가스 또는 발생기 가스는 세정액 또는 냉각액에 노출되며, 용광로 가스 또는 발생기 가스의 관류의 양은 각각 제어 갭을 변경시킴으로써 하나 또는 그보다 많은 제어 요소에 의해 억제될 수 있으며 용광로 가스 또는 발생기 가스의 불순물과 혼합된 세정액 또는 냉각액이 수집 및 제거된다. 본 발명에 따라, 제 1 습식 세정기 시스템을 통과하고 세정액 또는 냉각액에 노출된 용광로 가스 및 제 2 습식 세정기 시스템을 통과하고 세정액 또는 냉각액에 노출된 발생기 가스는 공통의 액적 분리 장치로 공급된다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에서, 제 1 습식 세정기 시스템을 통과한 용광로 가스 및 제 2 습식 세정기 시스템을 통과한 발생기 가스는 액적 분리 장치 내측으로 유입되기 이전에 이미 수렴된다.
본 발명에서, 용광로 가스로부터 액적 분리 장치의 상류에서 얻어진 공정 가스 및 수렴될 발생기 가스가 실질적으로 원통형으로 구성된 액적 분리 장치의 주변 영역 내측으로 실질적으로 접선 방향으로 통과된다.
본 발명의 방법의 추가의 바람직한 변형예에서, 발생기 가스의 압력 제어는 용융 가스화로 내에 바람직한 작동 압력을 일정하게 유지하기 위해 제 2 습식 세정기 시스템의 상류에 배열된 제 1 공급 라인의 영역 내의 제 2 라인 시스템 내에서 수행되며, 여기서 발생기 가스의 영구적인 유동은 폐쇄 불가능한 누출 갭에 의해 제 2 세정기 시스템 내에서 수행될 수 있다.
본 발명의 방법의 추가의 바람직한 변형예에서, 상기 발생기 가스는 상기 제 1 공급 라인에 평행하게 배열되며 유사하게 상기 제 2 습식 세정기 시스템에 이어지는 제 2 공급 라인을 통과할 수 있으며, 상기 제 2 공급 라인은 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템을 통과하는 상기 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량 이하로 되는 경우에 바이패스 밸브(21)에 의해 폐쇄되는 반면에, 상기 제 2 공급 라인(18)은 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량을 초과하는 경우에 바이패스 밸브(21)에 의해 개방되며, 상기 작동 압력 제어는 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제어 요소(41)를 조절하는 것에 의해 수행된다.
본 발명의 방법의 추가의 바람직한 변형예에서, 상기 용광로 가스의 유동 제어는 상기 제 1 습식 세정기 시스템의 상류에 배열된 라인 부분의 영역 내의 상기 제 1 라인 시스템 내에서 수행된다.
본 발명에 따른 프로세스 엔지니어링(process engineering) 방법의 각각의 장점들은 대응하는 장치에 대한 이전의 설명을 통해서 이미 언급되었다.
본 발명은 이후, 예시적인 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 용융 환원 설비에 연결되는 공정 가스 세정장치를 갖춘 용융 환원 설비의 개략적인 도면이며,
도 2는 본 발명에 따른 용융 환원 설비에 연결되는 공정 가스 세정장치를 갖춘 용융 환원 설비의 개략적인 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 액적 분리장치를 개략적으로 도시하는 평면도이며,
도 4는 종래 기술에 따른 액적 분리장치의 상류에 배열되는 환형 갭 세정기 시스템의 개략도이며,
도 5는 액적 분리 장치에 연결되는 두 개의 습식 세정기 시스템과 함께, 본 발명에 따른 액적 분리 장치의 개략도이며,
도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 액적 분리 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 용융 환원 설비에 연결되는 공정 가스 세정장치를 갖춘 용융 환원 설비의 개략적인 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 액적 분리장치를 개략적으로 도시하는 평면도이며,
도 4는 종래 기술에 따른 액적 분리장치의 상류에 배열되는 환형 갭 세정기 시스템의 개략도이며,
도 5는 액적 분리 장치에 연결되는 두 개의 습식 세정기 시스템과 함께, 본 발명에 따른 액적 분리 장치의 개략도이며,
도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 액적 분리 장치의 평면도이다.
도 1은 코렉스 공법에 기초하여 작동하는, 종래 기술에 따른 2단 용융 환원 설비를 도시한다. 선철 또는 1차 강 제품을 얻기 위해 사용되는 이러한 용융 환원 설비(1)는 공정 가스 세정 시스템(2)과 함께, 환원로(3) 및 용융 가스화로(melter-gasifier)(4)를 포함한다.
환원로(3)는 금속야금학적 장입재료 또는 괴강 조각(30)이 임의의 첨가제와 함께 충전되는 샤프트 형태의 용기이다.
환원로(3)는 바닥에 배출구를 가지며, 상기 배출구를 통해 금속야금학적 장입 재료(30)가 이송 스크류(29)에 의해 환원로(3)의 하부에 배열되는 용융 가스화로(4)의 내측으로 장입될 수 있다. 후드 영역(3a)에서, 상기 환원로(3)는 용광로 가스(6)를 이송하는 역할을 하는 제 1 라인 시스템(5)에 연결된다.
코렉스 공법과는 별도로, 본 발명의 예시적인 실시예에 제시된 용융 환원 설비(1)로부터 출발하는 일련의 관련된 또는 더욱 발전된 용융 환원 공법이 구조 설계 또는 프로세스 엔지니어링 측면에서 가능하다는 것을 주목해야 한다.
코렉스 공법에 기초하여 작동하는 용융 환원 설비(1)의 경우에 단지 하나의 환원로(3)가 제공되지만, 예를 들어 파이넥스 공법에 기초하여 작동하는 대체 용융 환원 설비의 경우에 직렬로 배열된 4 개의 환원로가 제공될 수 있으며, 그 경우에 예를 들어, 금속야금학적 장입 재료(30)의 단계화된 예비-환원은 장입 재료가 용융 가스화로(4)에 공급되기 이전에 유동층 공정에 의해 수행된다.
용융 가스화로(4)는 내측에 내화 라이닝을 가지며 후드 영역(4a)이 3 개의 개구를 가지는 용기이다. 제 1 개구는 금속야금학적 장입 재료(30)를 용융 가스화로(4)로 이송하는데 사용된다. 제 2 개구는 석탄 또는 탄소 함유 재료(32)를 장입 장치(31)에 의해 용융 가스화로(4)로 이송하는데 사용된다.
산소 라인(26)을 통해서 산소에 의해 가스화된 탄소 함유 재료를 점화시킴으로써, 발생기 가스로서 이후에 지칭되는 공정 가스가 용융 가스화로(4) 내에 발생된다. 발생기 가스(8)는 주로, 일산화탄소(CO)와 수소(H2)를 포함하며 용융 가스화로(4)의 후드 영역(4a) 내의 제 3 개구를 사용하여 제 2 라인 시스템(7)의 제 1 라인 부분(7a)을 통해 제거된다. 발생기 가스(8)의 대부분은 환원 공정가스로서 재사용되며 공급 라인(33)을 경유하여 환원로(3)로 도입되는 방식으로 제거된다. 환원로(3) 내에 유지된 금속야금학적 장입재료(30)는 발생기 가스(8)에 의해 가스화함으로써 화학적으로 환원되거나 산화 철광석이 "해면철"로서 공지된 것으로 환원된다.
이송 스크류(29)에 의해 이러한 고체 해면철은 계속해서 용융 가스화로(4) 내측으로 보내지며, 용융 가스화로에서 최종적인 환원 또는 용융된다. 종래의 용광로 공법의 경우와 유사한 방식으로, 용융 선철은 용융 가스화로(4)의 바닥 영역에 슬래그(28)와 함께 축적되며 최종적으로 용융 가스화로로부터 출탕되며 반제품으로 주조된다.
그러나, 용융 가스화로(4)로부터 제거된 발생기 가스(8)가 매우 고온이며 약 1100 ℃의 고온의 결과로써 연화된 발생기 가스(8) 내에 수반된 미세 분진을 통해 환원로 내에 유지된 금속야금학적 장입 재료의 괴상화를 유발하므로, 발생기 가스(8)는 핫 에어 사이클론(23)을 경유해 먼저 통과된다. 핫 에어 사이클론(23)에서는 발생기 가스(8)가 약 800 내지 850 ℃로 냉각되고 부분적으로 분진이 제거된다. 핫 에어 사이클론(23) 내에 수집된 발생기 가스 분진은 용융 가스화로(4) 내측으로 분진 회수 라인(27)을 경유해 회수되며, 용융 가스화로에서 분진은 산소 라인(26)을 경유해 도입된 산소와 함께 연소된다.
용융 가스화로(4) 또는 핫 에어 사이클론(23)으로부터 유동하는 발생기 가스(8) 양의 약 80%가 환원 공정 가스(8a)로서 환원로(3)로 통과하지만, 발생기 가스(8)의 (발생기 가스(8b)로서 표시된)약 20%는 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 라인 부분(7b)을 경유해 예비 세정장치(10)로 통과되며, 예비 세정장치에서 상기 발생기 가스(8b)의 양이 더욱 냉각되고 예비 세정된다. "퀀칭 세정기"로서도 지칭되는 예비 세정기 내에 배열된 것은 노즐 장치(35)에 의해 물로 분무되는, 바람직하게 나무로부터 제조되는 라멜라 팩이다. 라멜라 팩 아래로 흘러내리는 물은 유출 튜브(도시 않음)를 경유해 발생기 가스(8b)로부터의 분진과 함께 제거되어 추가로 처리된다.
발생기 가스(8c)는 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)을 경유해 예비 세정장치(10)로부터 제거되는 방식으로 예비 냉각 및 예비 세정된다. 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)은 3 개의 공급 라인(17,18,19)으로 차례로 분기되며, 예비 세정장치(10) 내에서 예비 냉각 및 예비 세정된 발생기 가스(8c)의 상당 부분, 즉 (발생기 가스(8c')의 양으로서 도 1 및 도 2에 도시된)약 95%가 용융 가스화로(4)로부터 직접적으로 유동하는 발생기 가스(8)를 냉각하기 위해 냉각 회로로 제 3 공급 라인(19)을 경유해 공급된다.
주어진 시간에 용융 가스화로(4)에서 발생하는 연소 공정에 따라 1% 내지 5% 범위에서 변동하는 (발생기 가스(8d)의 양으로서 도 1 및 도 2에 도시된)예비 세정장치(10) 내에서 예비 냉각 및 예비 세정되는 발생기 가스(8c)의 나머지 부분은 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 방향으로 추가로 이송된다. 발생기 가스(8d)의 이러한 양의 유출은 용융 가스화로(4)에서 바람직한 작동 압력, 예를 들어 5 바아가 일정하게 유지되는 방식으로 이후에 훨씬 더 상세히 설명하는 압력 제어 시스템에 의해 제어된다.
여기서, "과잉 가스"로도 지칭되는, 용융 가스화로(4)의 작동 압력을 제어하는데 필요한 발생기 가스(8d)의 양은 제 1 공급 라인(17) 및 제 2 공급 라인(18)의 방향으로 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)으로부터 추가로 이송된다.
다수의 공급 라인(17,18)을 제공하는 대신에, 제 2 습식 세정기 시스템(12)으로 이어지는 하나의 공급 라인을 제공하는 것도 실제로 생각할 수 있다고 이해해야 한다.
제 2 라인 시스템(7)을 경유해 용융 가스화로(4)로부터 제거된 발생기 가스(8)와 유사한 방식으로, 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 라인 부분(5a)을 경유해 환원로(3)의 후드 영역(3a)으로부터 제거된 용광로 가스(6)도 세정 및 냉각된다. 이를 위해, 용광로 가스(6)가 제 1 라인 시스템(5)의 예비 세정 장치(9)를 경유해 먼저 통과되며, 상기 제 1 라인 시스템(5)의 예비 세정 장치의 구성 및 작동 모드는 제 2 라인 시스템(7)의 예비 세정장치(10)를 기초하여 이미 설명되었다.
제 1 라인 시스템(5)의 예비 세정 장치(9) 내에서 예비 세정 및 예비 냉각된 용광로 가스(6')는 발생기 가스(8)을 운반하는, 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12)에 대한 구성 및 작동 모드의 측면에서 실질적으로 대응하는 제 1 습식 세정기 시스템(11) 내측으로 제 1 라인 시스템(5)의 제 2 라인 부분(5b)을 경유해 통과된다.
환형 갭 세정기 시스템과 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 또한 종래 기술에 대응하는 습식 세정기 시스템(11,12)의 기본 구성이 도 4에 도시되어 있으며, 각각의 공정 가스, 즉 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)는 연도(42)를 통해 각각 할당된 라인 부분(5b/7c')을 경유해 통과되며, 상기 연도는 공정 가스(6/8)의 유동 방향으로 바람직하게 원추형으로 테이퍼져 있으며, 상기 연도 내부에는 제어 요소(41)가 배열된다. 제어 요소(41)는 연도(42)의 주변 표면에 대응하는 형태이며 공정 가스(6/8)의 유동 방향으로 원추형으로 테이퍼지도록 유사하게 구성된다. 제어 요소(41)와 연도(42) 사이에 형성된 것은 제어 갭(40)이다.
제어 요소(41)는 연도(42) 내에서 축방향으로 변위가능한 방식으로 장착되며 제어 갭의 폭에 바람직하게 제어 갭(40)을 변경시킬 수 있도록, 예를 들어 유압 장치 또는 서보 모터로 구성된 구동 유닛(43)의 푸쉬 로드(44)에 의해 관절 이음 되어 있다. 제어 요소(41)가 화살표(45) 방향으로 구동 유닛에 의해 조절되면, 제어 갭(40)의 간극 폭이 보다 작게 되는데, 이는 연도(42)의 주변 표면에 실질적으로 평행하게 진행하는 제어 요소(41)의 주변 표면이 연도(42)의 주변 표면에 접근하기 때문이다. 역으로, 즉 화살표(45)의 방향과 거꾸로 제어 요소(41)의 제어에 의해 제어 갭(40)의 폭이 보다 커질 수 있다.
단(stage) 형태로 차례로 대응하는 연도(42)들과 함께 다수의 제어 요소(41)를 배열하는 것도 가능하다는 것은 더 말할 나위도 없다.
제어 요소(41)의 상류에 배열된 것은 세정 또는 냉각 액체(49)를 분사하기 위한 노즐 장치(48)이며, 상기 노즐 장치에 의해 (발생기 가스(8d) 또는 "과잉 가스"의 양이 더욱 정밀해진)용광로 가스(6) 및 발생기 가스(8)가 분사될 수 있다. 세정 또는 냉각 액체(49)에 의해, 예비 세정 장치(9,10) 내의 예비 세정 및 예비 냉각된 발생기 가스(8) 또는 용광로 가스(6)가 더욱 세정 및 냉각된다. 예비 세정 장치(9,10)는 냉각 기능과 단지 불충분한 세정 기능만을 주로 수행하지만, 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 실제 세정은 습식 세정기 시스템(11,12)에 의해 수행된다.
습식 세정기 시스템(11/12)의 원추형으로 테이퍼진 연도(42)는 실질적으로 원통형인 통로부(46)로 진행하며 차례로, 입구부(47)로 진행하는데, 상기 입구부는 용광로 가스(6)/발생기 가스(8)의 유동 방향으로 깔대기 형상으로 확대되며 액적 분리 장치(14) 쪽으로 개방된다.
액적 분리 장치(14)는 실질적으로 원통형 하우징(50)을 포함하며, 상기 하우징을 통해서 각각의 습식 세정기 시스템(11,12)으로 도입되어 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 불순물 또는 분진과 혼합된 세정 또는 냉각 액체(49)가 수집 및 제거될 수 있다.
다양한 배플 부착물 또는 유량계(flow straightener)(53)가 액적 분리 장치(14)의 하우징(50) 내에 배열될 수 있다.
액적 분리 장치(14)의 하우징(50) 내의 출구 개구(54)를 사용하여, 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)가 세정 및 냉각되어서 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 배출 가스 라인(25)의 방향으로 추가로 이송된다.
용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8) 내에 수반된 분진은 세정액 또는 냉각액(49)에 의해 적셔지며 액적 분리장치(14)의 하우징(50)의 바닥 영역(51) 내에 포획되며, 여기서 분진은 상기 라인 부분(5b/7c')으로 분사된 세정액 또는 냉각액(49)과 함께 유출구(52)를 경유해 제거되어 폐기된다.
종래 기술에 따른 용융 환원설비(1)의 도 1에 도시된 공정 가스 세정장치(2)는 용광로 가스(6)를 운반하는 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11), 및 발생기 가스(8)를 운반하는 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12)에 도 4에 도시한 바와 같은 자체 액적 분리 장치(14a,14b)가 각각 하류에 이어지는 방식으로 설정된다. 그러므로, 종래 기술에 따른 제 1 습식 세정기 시스템(11) 및 상기 제 1 라인 시스템(5)의 제 2 라인 부분(5b)은 제 1 액적 분리 장치(14a)로 개방되는 반면에, 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)으로부터 분기되는 제 2 습식 세정기 시스템(12) 및 공급 라인(17,18)은 제 2 액적 분리 장치(14b)로 개방된다.
도 1에 도시된 바와 같은 구성에 있어서, 제 2 습식 세정기 시스템(12)은 제 1 공급 라인(17)이 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제 1 환형 갭 세정기(12a)로 개방되어 있으며 제 2 공급 라인(18)이 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제 2 환형 갭 세정기(12b)로 개방되어 있는 두 개의 환형 갭 세정기(12a,12b)를 포함한다. 그러나 유사하게, 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)도 제 1 액적 분리 장치(14a) 내측으로 개방된, 하나의 환형 갭 세정기를 간단하게 가질 수 있다.
여하튼, 제 1 액적 분리 장치(14a)의 출구 개구(54a)를 경유해 제거된 이미 세정 및 냉각된 용광로 가스(6'')(노정 가스:top gas)는 제 1 라인 시스템(5)의 제 3 라인 부분(5c)을 경유해 배출 가스 라인(25)으로 통과하는 반면에, 제 2 액적 분리 장치(14b)의 출구 개구(54b)를 경유해 제거된 이미 세정 및 냉각된 발생기 가스(8d)("과잉 가스")는 제 2 라인(7)의 제 4 라인 부분(7d)을 경유해 배출 가스 라인(25)으로 통과한다. 이를 위해, 용광로 가스(6'')는 발생기 가스(8d')와 통합되거나, 제 1 라인 시스템(5)의 제 3 라인 부분(5c)은 교차 영역(55) 내의 제 2 라인 시스템(7)의 제 4 라인 부분(7d)과 통합된다.
그러므로 용광로 가스 및 발생기 가스(6'')의 세정 및 냉각된 양은 배출 가스 라인(25)을 경유해 배출 가스의 형태로 추가 사용을 위해 함께 이끌려 통과한다.
도 2에 도시된 바와 같은 용융 환원 설비의 본 발명에 따른 공정 가스 세정 장치(22)의 경우와 차이점으로서, 용광로 가스(6)를 운반하는 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11), 및 발생기 가스(8)를 운반하는 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12)이 모두 내측으로 개방되어 있는(도 5 및 도 6 참조) 공통의 액적 분리 장치(14)가 제공된다는 점이다.
그러므로 제 1 습식 세정기 시스템(11) 및 상기 제 1 라인 시스템(5)의 제 2 라인 부분(5b)은 동일한 액적 분리장치(14)로 개방되며 상기 액적 분리장치(14)에는 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)으로부터 분기하는 공급 라인(17,18) 및 제 2 습식 세정기 시스템(12)이 개방된다. 이는 세정액 또는 냉각액(49)에 의해 포획된 (과잉 가스의)발생기 가스(8d)의 양과 (노정 가스의)용광로 가스(6')의 분진과 불순물을 수집 및 제거하기 위해 단지 하나의 하우징(50)만이 제공되어야 함을 의미한다.
그러므로, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 용융 환원 설비의 공정 가스 세정장치(2)의 경우에, 배출 가스 라인(25)은 액적 분리 장치(14)의 출구 개구(54)에 직접 연결될 수 있는데, 이는 환원로(3)로부터 제거된 용광로 가스(6') 및 용융 가스화로(4)로부터 제거된 발생기 가스(8d)가 액적 분리 장치(14) 내에 -또는 액적 분리장치(14)(도 5 참조)의 상류에 배열된 영역 내에- 이미 함께 이동되었거나 함께 소용돌이치기 때문이다.
용광로 가스(6') 및 발생기 가스(8d)의 세정 및 냉각된 양은 배출 가스 라인(25)을 경유하여 배기 가스 형태로 추가 사용을 위해 통과된다. 배출 가스 라인(25)을 경유해 용융 환원 설비로부터 이송된 배출 가스는 추가의 에너지 또는 열의 생성을 위해 사용될 수 있거나 발화 매체로서 다양한 발생기 또는 가열 설비로 공급될 수 있다. 특히, 발생기 가스(8d') 또는 과잉 가스에 의해 제공된 배출 가스의 성분은 초고품질 에너지원인데, 이는 발생기 가스(8d')가 환원로(3)에서 해면철 환원 공정에 이미 상당히 사용된 발생기 가스(6'') 또는 "노정 가스"에 비해서 상당히 낮은 CO2 함량을 갖기 때문이다.
하나의 환형 갭 세정기 대신에, 제 1 습식 세정기 시스템(11) 및 제 2 습식 세정기 시스템(12)도 각각, 다수의 환형 갭 세정기를 포함할 수 있다.
습식 세정기 시스템(11,12) 당 다수의 환형 갭 세정기를 제공하는 경우에, 모든 환형 갭 세정기는 공통의 액적 분리 장치(14)로 개방된다.
제 1 습식 세정기 시스템(11), 제 2 습식 세정기 시스템(12) 및 액적 분리 장치(14)는 예를 들어, 콘크리트 또는 시이트 금속의 공통 세정 타워 내에 컴팩트 방식으로 배열될 수 있다.
본 발명의 바람직한 변형예에서, 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11)의 하류에 배열되는 제 1 유출 라인(38), 및 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 하류에 배열되는 제 2 유출 라인(39)이 수집기 라인 부분(16)으로 수렴되며 상기 수집기 라인 부분(16)은 액적 분리장치(14)(도 3 참조)로 개방된다.
이를 위해, 수집기 라인 부분(16)은 소용돌이 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 이상적인 액적 분리를 달성하기 위해, 액적 분리 장치(14)의 실질적으로 원통형으로 구성된 하우징(50)의 주변 영역으로 실질적으로 접선으로 개방된다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 액적 분리 장치(14)에 연결된 습식 세정기 시스템(11,12)은 도 4를 기초로 설명한 종래 기술에 따른 습식 세정기 시스템과 비교하여 구조 설계 측면에서 다수의 상이점을 가진다. 예를 들어, 제어 요소(41)를 에워싸는 연도(42)는 라인 부분(5b,7c') 내에 배열된 원통형 또는 평판형 내부 요소(42')에 의해 형성된다. 내부 요소(42') 각각은 원통형 보어를 가지며, 제어 갭(40)은 원통형 보어에 의해 형성된 내부 요소(42')의 내벽과 제어 요소(41) 사이에 형성된다. 제어 요소(41)가 화살표(45) 방향으로 유압 구동유닛(43)에 의해 조절되면, 제어 갭(40)의 폭은 더 작아진다.
상기 라인 부분(5b,7c')의 통로 부분(46) 내에 배열된 것은 유동 손실 및 압력 손실을 최소화하기 위한 각각 구부러진 배플 판(56)이다.
용광로 가스(6)와 발생기 가스(8)의 분진 또는 불순물과 혼합된 세정액 또는 냉각액(49)이 액적 분리장치(14)의 하우징(50)의 바닥 영역(51) 내에 배열된 유출구(52)를 경유해 제거되는 동안에, 세정 및 냉각된 용광로 가스(6)와 발생기 가스(8)는 액적 분리장치(14)의 후드 영역(57) 내에 배열된 하우징(50)의 출구 개구(54)를 경유해 배출 가스 라인(25)의 방향으로 더욱 더 이송된다. 그러므로 세정 및 냉각된 용광로 가스/발생기 가스 혼합물(6+8)이 액적 분리장치(14)를 통해 상방향으로 수직하게 제거된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 예시적인 실시예는 습식 세정기 시스템(11/12)이 각각, 액적 분리 장치(14)의 원통형 하우징(50)의 주변 영역으로 실질적으로 반경 방향으로 개방되어 있는 액적 분리장치(14)에 습식 세정기 시스템(11/12)을 연결하기 위한 간략화한 가능성을 도시한다. 도 5 및 도 6에 도시한 습식 세정기 시스템(11/12) 및 각각 할당된 라인 부분(5b/7c')도 예를 들어, 도 3의 개략도를 기초로 하여 이미 설명한 바와 같이 하우징(50)의 주변 영역으로 접선 방향으로 개방될 수 있다.
용융 가스화로(4)의 작동 압력의 제어는 폐루프 제어 회로에 의한 종래의 실제값/설정값 비교에 의해 수행되며, 도 4를 기초로 하여 설명한 제어 요소(41)의 조절 또는 제어 갭(40)의 크기에 있어서의 증감 형태로 결정된 압력 편차에 따라 적합한 제어 개입이 수행된다.
제 2 세정기 시스템(12)의 상류에 배열된 제 1 공급 라인(17)의 영역 내의 제 2 라인 시스템(7)에 통합된 것은 압력 제어 장치(20)이며, 상기 압력 제어장치에 의해 예를 들어, 5 바아의 용융 가스화로에 바람직한 작동 압력이 대응 제어될 발생기 가스(8)의 관류에 의해 일정하게 유지된다.
그러므로, 용융 가스화로(4) 내의 각각 바람직한 작동 압력이 강하하면, 발생기 가스(8) 또는 과잉 가스의 관류가 도 4에 도시된 바와 같은 화살표(45)의 방향으로 제어 요소(41)의 대응 조절에 의해 감축된다.
제 2 습식 세정기 시스템(12)이 폐쇄되지 않는 누설 갭을 가지며, 이를 통해 발생기 가스(8)의 영구 유출이 연도(42) 내의 제어 요소의 위치와 무관하게 가능해진다. 그러므로 제어 갭(40)은 완전히 폐쇄될 수 없으나, 제 2 라인 시스템(7) 내로 이송된 응축 액체의 유출을 허용하도록 임의의 최소 갭 폭만큼 영구적으로 개방된 상태를 유지해야 한다.
발생기 가스(8d)의 양이 용융 가스화로(4) 내의 이따금 예상치 못한 공정에 따라 상당히 변할 수 있기 때문에, 종래 기술에 따른 압력 제어 시스템은 종종 적용성이 부적합하거나 불충분한 것으로 판명되었다.
도 1에 도시한 바와 같은 종래 기술에 대응하는 제어 시스템의 경우에, 제 2 라인 시스템(7)의 제 1 공급 라인(17) 및 제 2 공급 라인(18)에는 셧-오프(shut-off) 밸브(36,37)가 제공된다.
발생기 가스(8d)의 각각 주어진 양에 따라, 셧-오프 밸브(36,37) 중의 하나 및 공급 라인(17,18) 중의 하나가 개방되며, 발생기 가스(8d)의 양이 제 1 환형 갭 세정기(12a)나 제 2 환형 갭 세정기(12b)로 통과된다. 두 개의 환형 갭 세정기(12a,12b)는 여기서 상이한 치수로 형성된다. 예를 들어, 제 1 공급 라인(17)에 의해 공급되는 환형 갭 세정기(12a)는 소량의 발생기 가스(8d)가 관류되도록 설계될 수 있는 반면에, 제 2 공급 라인(18)에 의해 공급되는 환형 갭 세정기(12b)는 대량의 발생기 가스(8d)가 관류되도록 설계된다. 상당히 작은 양의 발생기 가스(8d)가 제공되면, 제 1 셧-오프 밸브(36)는 여기서 개방될 수 있으며 제 2 셧-오프 밸브(37)는 폐쇄되어서, 발생기 가스(8d)의 전체 양이 제 1 공급 라인(17)을 통해 그리고 제 1 환형 갭 세정기(12a)를 통해 유동한다. 다른 한편으로 상당히 많은 양의 발생기 가스(8d)가 제공되면, 제 2 셧-오프 밸브(37)도 개방되며, 그 결과로 제 2 공급 라인(18)도 발생기 가스(8d)가 관류되도록 해제되어서, 발생기 가스(8d)가 제 1 환형 갭 세정기(12a)를 통해 그리고 제 2 환형기 갭 세정기(12b)를 통해 유동한다. 그러므로 압력 제어 시스템은 다수의 환형 갭 세정기(12a,12b)의 제공을 필요로 한다.
다른 한편으로, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 압력 제어 시스템의 경우에, 공급 라인(17,18)은 라인 부분(7c')에서 다시 통합되며 하나의 환형 갭 세정기(12)로 개방된다. 이는 하나의 환형 갭을 없애는 것이 가능하거나, 도 1에 도시한 바와 같이 제 2 환형 갭 세정기(12b)의 제공이 더 이상 불필요하다는 것을 의미한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 공급 라인(17)의 영역에 있는 제 2 라인 시스템(7)에서 통합되는 것은 상업적으로 이용가능한 드로틀 밸브일 수 있는 이미 언급한 압력 제어 장치(20)이다.
또한, 제 1 공급 라인(17)에 평행하게 배열되는 제 2 공급 라인(18)에는 바이패스 밸브(21)가 제공되며, 상기 바이패스 밸브에 의해 발생기 가스가 주어진 시간에 발생기 가스(8d)의 규정량 미만으로 제 2 라인 시스템을 통해 통과하거나 제 2 라인 시스템의 제 3 라인 부분(7c)을 통해 통과하는 경우에 제 2 공급 라인(18)이 폐쇄된다.
다른 한편으로, 발생기 가스(8d)가 주어진 시간에 발생기 가스(8d)의 규정량 초과로 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 경우에 제 2 공급 라인(18)은 바이패스 밸브(21)에 의해 개방될 수 있다. 작동 압력 제어는 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제어 요소(41)를 조절하거나 제어 갭(40)을 변경함으로써 수행된다.
제어 갭(40)이 전술한 이유로 완전히 폐쇄되지 않아야 하기 때문에, 대량의 발생기 가스(8d)가 제 2 라인 시스템(7)을 통해 배출 라인(25)의 방향으로 제거되지 않은 경우에는 (제 1 라인 시스템(5)의 용광로 가스(6)와 비교하여 매우 높은 값의)발생기 가스(8)의 바람직하지 않은 손실이 있으며, 이는 실제로 환원로(3) 내에 위치된 장입 재료의 예비 환원에 사용될 수 있으나 2차적인 사용 또는 연소에는 사용되지 않는다.
본 발명에 따른 압력 제어 시스템에 의해, 종래 기술에 따른 용융 환원 설비의 경우에 약 1000 ㎥/시간인 발생기 가스(8)의 이러한 손실은 상당히 감소될 수 있다. 이는 상당히 소량의 발생기 가스(8d)가 주어진 시간에 제 2 라인 시스템(7)의 제 3 라인 부분(7c)을 통과하는 경우에 제 2 공급 라인(18)이 바이패스 밸브(21)에 의해 폐쇄될 수 있어서, 제 1 공급 라인(17)을 통해서만 유동하는 발생기 가스(8d)의 양에 대한 미세한 제어가 압력 제어 장치(20)에 의해 수행될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 압력 제어 시스템의 추가의 장점은 적용성이다. 이는 용융 가스화로(4) 내의 압력이 급격히 증가하는 결과로 대량의 발생기 가스(8d)가 제 2 라인 시스템의 제 3 라인 부분(7c)을 경유해 제거되는 경우에도 이러한 압력이 신속히 제거되거나 발생기 가스(8d)의 대응하는 양이 바이패스 밸브(21) 또는 개방될 제 2 공급 라인(18)에 의해 배출 라인(25)의 방향으로 신속히 제거될 수 있어서, 제거될 발생기 가스(8d)의 양이 제 2 공급 라인(18)을 경유해 제 2 습식 세정기 시스템(12)으로 방해 없이 통과될 수 있기 때문이다. 상기 압력 제어는 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제어 소자(41)를 조절함으로써 또는 제어 갭(40)을 변화시킴으로써 수행된다.
제 1 라인 시스템(5)은 제 1 습식 세정기 시스템(11)의 상류에 배열된 제 2 라인 부분(5b)의 영역에 유동 제어 장치(22)를 갖추고 있으며, 상기 유동 제어 장치에 의해 환원로(3)로부터 제 1 습식 세정기 시스템(11)으로 제거된 용광로 가스(6)의 유입이 제어될 수 있다. 유동 제어장치(22)는 가능한 균일하게 환원로(3)로부터 용광로 가스(6)의 유출을 허용함으로써, 환원로(3) 내에 위치된 괴광 조각 또는 장입 재료의 재료 유동이 너무 빠르게 발생하지 않을 뿐 아니라 파괴되지도 않는다.
제 1 라인 시스템(5) 내에 제공된 유동 제어 장치(22) 및 제 2 라인 시스템(7) 내에 제공된 압력 제어 장치(20)도 배출 가스 라인(25) 내에 소정의 배출 가스 압력을 설정하는 역할을 한다. 배출 가스 라인(25)은 가스 시스템 또는 그 밖의 저장 탱크로 이어질 수 있으며, 상기 저장 탱크 내에는 용융 환원 설비의 공정 가스 세정 장치(2)로부터 얻은 공정 가스가 수집된다.
제 2 라인 시스템(7)의 예비 세정 장치(10)로부터 분기되어 제 3 공급 라인(19)에 의해 이미 언급한 냉각 회로로 공급되는 발생기 가스(8c')의 양도 확실히 말하면, 추가의 액적 분리기(15)와 함께 별도의 환형 갭 세정기(13) 내에서 세정되고 추가로 냉각되는데, 이는 본 발명과 관련하여 두 번째로 중요하다.
1 : 용융 환원 설비
2 : 공정 가스 세정 장치
3 : 환원로
3a : 환원로의 후드 영역
4 : 용융 가스화로
4a : 용융 가스화로의 후드 영역
5 : 제 1 라인 시스템
5a : 제 1 라인 시스템의 제 1 라인 부분
5b : 제 1 라인 시스템의 제 2 라인 부분
5c : 제 1 라인 시스템의 제 3 라인 부분
6 : (환원로(3)로부터의)용광로 가스
7 : 제 2 라인 시스템
7a : 제 2 라인 시스템의 제 1 라인 부분
7b : 제 2 라인 시스템의 제 2 라인 부분
7c : 제 2 라인 시스템의 제 3 라인 부분
7d : 제 2 라인 시스템의 제 4 라인 부분
8 : (용융 가스화로(4)로부터의)발생기 가스
8a : 제조 공정 가스
8b : 핫-에어 사이클론(23)으로부터 분기된 발생기 가스
8c : 예비 냉각 및 예비 세정된 발생기 가스
8c' : 냉각 회로 방향으로 이송된 발생기 가스의 양
8c'' : 냉각 회로 내에서 냉각된 발생기 가스의 양
8d : 제 2 습식 세정기 시스템(12)을 경유해 통과된 발생기 가스(과잉 가스)의 양
9 : 제 1 예비 세정 장치
10 : 제 2 예비 세정 장치
11 : 제 1 습식 세정기 시스템
12 : 제 2 습식 세정기 시스템
12a : 제 2 습식 세정기 시스템의 제 1 환형 갭 세정기
12b : 제 2 습식 세정기 시스템의 제 2 환형 갭 세정기
13 : 냉각 회로의 별도 환형 갭 세정기
14 : 액적 분리 장치
14a : 제 1 액적 분리기
14b : 제 2 액적 분리기
15 : 추가의 액적 분리기
16 : 수집기 라인 부분
17 : 제 1 공급 라인
18 : 제 2 공급 라인
19 : 제 3 공급 라인
20 : 압력 제어 장치
21 : 바이패스 밸브
22 : 유동 제어 밸브
23 : 핫 에어 사이클론
24 : 압축기
25 : 배출 가스 라인
26 : 산소 라인
27 : 핫 에어 사이클론으로부터의 분진
28 : 액체 선철 및 슬래그
29 : 이송 스크류
30 : 장입 재료/괴광 조각
31 : 장입 장치
32 : 석탄
33 : 핫 에어 사이클론(23)으로부터 환원로(3)로의 공급 라인
34 : 제 1 예비 세정 장치의 노즐 장치
35 : 제 2 예비 세정 장치의 노즐 장치
36 : 제 1 셧-오프 밸브
37 : 제 2 셧-오프 밸브
38 : (제 1 습식 세정기 시스템(11)의)제 1 유출 라인
39 : (제 2 습식 세정기 시스템(12)의)제 2 유출 라인
40 : 제어 갭
41 : 제어 요소
42 : 연도
42' : 연도
43 : 구동 유닛
44 : 푸쉬 로드
45 : 제어 요소(41)의 이동 방향
46 : 통로부
47 : 입구
48 : 습식 세정기 시스템(11,12)용 노즐 장치
49 : 세정 또는 냉각액
50 : 액적 분리 장치(14)의 하우징
51 : 액적 분리 장치(14)의 바닥 영역
52 : 유출
53 : 내부 배플
54 : 출구 개구
55 : 제 1 라인 시스템(5)과 제 2 라인 시스템(7) 사이의 교차 영역
56 : 배플 판
57 : 액적 분리 장치(14)의 후드 영역
2 : 공정 가스 세정 장치
3 : 환원로
3a : 환원로의 후드 영역
4 : 용융 가스화로
4a : 용융 가스화로의 후드 영역
5 : 제 1 라인 시스템
5a : 제 1 라인 시스템의 제 1 라인 부분
5b : 제 1 라인 시스템의 제 2 라인 부분
5c : 제 1 라인 시스템의 제 3 라인 부분
6 : (환원로(3)로부터의)용광로 가스
7 : 제 2 라인 시스템
7a : 제 2 라인 시스템의 제 1 라인 부분
7b : 제 2 라인 시스템의 제 2 라인 부분
7c : 제 2 라인 시스템의 제 3 라인 부분
7d : 제 2 라인 시스템의 제 4 라인 부분
8 : (용융 가스화로(4)로부터의)발생기 가스
8a : 제조 공정 가스
8b : 핫-에어 사이클론(23)으로부터 분기된 발생기 가스
8c : 예비 냉각 및 예비 세정된 발생기 가스
8c' : 냉각 회로 방향으로 이송된 발생기 가스의 양
8c'' : 냉각 회로 내에서 냉각된 발생기 가스의 양
8d : 제 2 습식 세정기 시스템(12)을 경유해 통과된 발생기 가스(과잉 가스)의 양
9 : 제 1 예비 세정 장치
10 : 제 2 예비 세정 장치
11 : 제 1 습식 세정기 시스템
12 : 제 2 습식 세정기 시스템
12a : 제 2 습식 세정기 시스템의 제 1 환형 갭 세정기
12b : 제 2 습식 세정기 시스템의 제 2 환형 갭 세정기
13 : 냉각 회로의 별도 환형 갭 세정기
14 : 액적 분리 장치
14a : 제 1 액적 분리기
14b : 제 2 액적 분리기
15 : 추가의 액적 분리기
16 : 수집기 라인 부분
17 : 제 1 공급 라인
18 : 제 2 공급 라인
19 : 제 3 공급 라인
20 : 압력 제어 장치
21 : 바이패스 밸브
22 : 유동 제어 밸브
23 : 핫 에어 사이클론
24 : 압축기
25 : 배출 가스 라인
26 : 산소 라인
27 : 핫 에어 사이클론으로부터의 분진
28 : 액체 선철 및 슬래그
29 : 이송 스크류
30 : 장입 재료/괴광 조각
31 : 장입 장치
32 : 석탄
33 : 핫 에어 사이클론(23)으로부터 환원로(3)로의 공급 라인
34 : 제 1 예비 세정 장치의 노즐 장치
35 : 제 2 예비 세정 장치의 노즐 장치
36 : 제 1 셧-오프 밸브
37 : 제 2 셧-오프 밸브
38 : (제 1 습식 세정기 시스템(11)의)제 1 유출 라인
39 : (제 2 습식 세정기 시스템(12)의)제 2 유출 라인
40 : 제어 갭
41 : 제어 요소
42 : 연도
42' : 연도
43 : 구동 유닛
44 : 푸쉬 로드
45 : 제어 요소(41)의 이동 방향
46 : 통로부
47 : 입구
48 : 습식 세정기 시스템(11,12)용 노즐 장치
49 : 세정 또는 냉각액
50 : 액적 분리 장치(14)의 하우징
51 : 액적 분리 장치(14)의 바닥 영역
52 : 유출
53 : 내부 배플
54 : 출구 개구
55 : 제 1 라인 시스템(5)과 제 2 라인 시스템(7) 사이의 교차 영역
56 : 배플 판
57 : 액적 분리 장치(14)의 후드 영역
Claims (17)
- 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2)로서,
하나 이상의 환원로(3) 및 용융 가스화로(4)를 포함하며,
상기 환원로(3)로부터 용광로 가스(6)를 이송하기 위한 제 1 라인 시스템(5) 및 상기 용융 가스화로(4)로부터 발생기 가스(8)를 이송하기 위한 제 2 라인 시스템(7)이 제공되며,
상기 제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7)은 습식 세정기 시스템(11,12)에 각각 이어지며,
예비 세정된 상기 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)가 세정액 또는 냉각액(49)에 노출될 수 있으며,
상기 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 관류가 제어 갭(40)을 변경시키는 하나 또는 그보다 많은 제어 요소(41)에 의해 억제될 수 있으며,
상기 습식 세정기 시스템(11,12) 내측으로 유입되어 상기 용광로 가스(6) 또는 발생기 가스(8)의 불순물 또는 분진과 혼합되는 상기 세정액 또는 냉각액(49)이 수집되어 제거될 수 있는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2)에 있어서,
공통의 액적 분리 장치(14)가 제공되며, 상기 액적 분리 장치 내측으로 상기 용광로 가스(6)를 운반하는 상기 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11), 및 상기 발생기 가스(8)를 운반하는 상기 제 2 라인 시스템(7)의 제 2 습식 세정기 시스템(12) 모두가 개방되며, 상기 제 1 습식 세정기 시스템(11) 및 제 2 습식 세정기 시스템(12) 그리고 상기 액적 분리 장치(14)가 공통의 세정 타워 내에 배열되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 라인 시스템(5)의 제 1 습식 세정기 시스템(11)의 하류에 배열되는 제 1 유출 라인(38), 및 상기 제 2 라인 시스템(12)의 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 하류에 배열되는 제 2 유출 라인(39)이 수집기 라인 부분(16)에서 수렴되며, 상기 수집기 라인 부분(16)은 상기 공통의 액적 분리 장치(14) 내측으로 개방되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 2 항에 있어서,
상기 수집기 라인 부분(16)은 원통형으로 구성된 액적 분리 장치(14)의 주변 영역으로 접선 방향으로 개방되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서
상기 제 2 라인 시스템(7)은 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 상류에 배열되는 제 1 공급 라인 (17)의 영역에 압력 제어 장치(20)를 갖추고 있으며, 상기 압력 제어 장치에 의해 상기 용융 가스화로(4) 내에 목표 작동 압력이 상기 발생기 가스(8)의 관류(throughflow) 제어의 결과로써 일정하게 유지될 수 있으며,
상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)은 밀폐불가능한 누설 갭을 가지며, 제어 갭(40)을 감축 또는 확장시키는 제어 요소(41)의 위치와 무관하게, 상기 누설 갭을 통해 발생기 가스(8)의 영구적인 유출이 가능해지는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 공급 라인(17)에 평행하게 배열되고 유사하게 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)에 이어지는 제 2 공급 라인(18)이 제공되며, 상기 제 2 공급 라인(18)에는 바이패스 밸브(21)가 제공되며, 상기 바이패스 밸브에 의해 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 발생기 가스의 양이 발생기 가스(8d)의 규정량 미만으로 되는 경우에 상기 제 2 공급 라인(18)이 폐쇄될 수 있으며, 상기 바이패스 밸브에 의해 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 상기 규정량 초과하는 경우에 상기 제 2 공급 라인(18)이 개방될 수 있는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 라인 시스템(7) 또는 상기 발생기 가스(8)에 할당된 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)은 환형 갭(40)을 변경시키는 하나의 환형 갭 세정기 또는 하나의 제어 요소(41)를 가지는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 라인 시스템(5)은 상기 제 1 습식 세정기 시스템(11)의 상류에 배열된 라인 부분(5b)의 영역 내에 유동 제어 장치(22)를 갖추고 있으며, 상기 유동 제어 장치(22)에 의해 상기 환원로(3)로부터 상기 제 1 습식 세정기 시스템(11)으로 제거되는 상기 용광로 가스(6)의 유입이 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법으로서,
제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7)은 습식 세정기 시스템(11,12)에 각각 이어지며, 예비 세정되고 냉각된 용광로 가스(6) 또는 예비 세정되고 냉각된 발생기 가스(8)는 세정액 또는 냉각액에 노출되며, 예비 세정되고 냉각된 상기 용광로 가스(6) 또는 예비 세정되고 냉각된 발생기 가스(8)의 관류 양은 제어 갭(40)을 변경시킴으로써 하나 또는 그보다 많은 제어 요소(41)에 의해 각각 억제될 수 있으며, 예비 세정되고 냉각된 상기 용광로 가스(6) 또는 예비 세정되고 냉각된 발생기 가스(8)의 불순물과 혼합되는 상기 세정액 또는 냉각액이 수집 및 제거되는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법에 있어서,
상기 제 1 습식 세정기 시스템(11)을 통과하고 세정액 또는 냉각액(49)에 노출된 상기 예비 세정되고 냉각된 용광로 가스(6) 및 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)을 통과하고 세정액 또는 냉각액(49)에 노출된 상기 예비 세정되고 냉각된 발생기 가스(8)는 공통의 액적 분리 장치(14)로 공급되며, 상기 제 1 습식 세정기 시스템(11)을 통과한 상기 용광로 가스(6) 및 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)을 통과한 상기 발생기 가스(8)는 상기 액적 분리 장치(14) 내측으로의 진입 이전에 이미 수렴되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 8 항에 있어서,
수렴될 상기 용광로 가스(6)와 상기 발생기 가스(8)로부터 상기 액적 분리 장치(14)의 상류에서 얻어지는 공정 가스가 원통형으로 구성된 액적 분리 장치(14)의 주변 영역 내측으로 접선 방향으로 통과하는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 발생기 가스(8)의 압력 제어는 상기 용융 가스화로(4)에 목표 작동 압력을 일정하게 유지하도록 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 상류에 배열되는 제 1 공급 라인(17)의 영역 내의 상기 제 2 라인 시스템(7) 내에서 수행되며, 발생기 가스(8)의 영구적인 유출은 밀폐 불가능한 누출 갭에 의해 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12) 내에서 수행 가능한 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 발생기 가스(8)는 상기 제 1 공급 라인(17)에 평행하게 배열되며 유사하게 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)에 이어지는 제 2 공급 라인(18)을 통과할 수 있으며, 상기 제 2 공급 라인(18)은 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 상기 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량 미만으로 되는 경우에 바이패스 밸브(21)에 의해 폐쇄되는 반면에, 상기 제 2 공급 라인(18)은 주어진 시간에 상기 제 2 라인 시스템(7)을 통과하는 상기 발생기 가스의 양이 발생기 가스의 규정량을 초과하는 경우에 바이패스 밸브(21)에 의해 개방되며, 이후로 상기 작동 압력 제어는 상기 제 2 습식 세정기 시스템(12)의 제어 요소(41)를 조절하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 용광로 가스(6)의 유동 제어는 상기 제 1 습식 세정기 시스템(11)의 상류에 배열된 라인 부분(5b)의 영역 내의 상기 제 1 라인 시스템(5) 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 용광로 가스(6) 및 상기 발생기 가스(8)를 예비 세정하기 위한 예비 세정장치(9,10)가 상기 제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7)은 환형 갭 세정기 시스템으로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 4 항에 있어서,
상기 제어 요소(41)는 원추형으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 장치(2).
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 라인 시스템(5)에 의해 하나 또는 그보다 많은 환원로(3)로부터 제거되는 용광로 가스(6) 및 상기 제 2 라인 시스템(7)에 의해 용융 가스화로(4)로부터 제거되는 발생기 가스(8)는 하나 또는 그보다 많은 예비 세정 장치(9,10)에 의해 각각 예비 세정 및 냉각되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 라인 시스템(5,7)은 환형 갭 세정기 시스템으로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
선철을 얻기 위한 용융 환원 설비(1)용 공정 가스 세정 방법.
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