KR101658181B1 - Hydrogen donor, method for manufacturing additives using the same and method for manufacturing cokes using the same - Google Patents

Hydrogen donor, method for manufacturing additives using the same and method for manufacturing cokes using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스의 제조시 원료탄에 첨가되어 코크스의 강도를 향상시킬 수 있는 첨가제에 사용되는 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법은 코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조 방법으로서, 석탄을 마련하는 과정; 수소화 타르를 마련하는 과정; 상기 석탄과 수소화 타르를 혼합하는 과정; 상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정; 상기 개질된 혼합물의 액상을 분리하는 과정; 및 상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정을 포함한다.
The present invention relates to a hydrogen donor, a method for producing an additive using the same, and a method for preparing a coke using the same. More particularly, the present invention relates to a hydrogen donor used as an additive capable of improving the strength of a coke added to coke, A method of manufacturing an additive using the same, and a method of manufacturing a coke using the same.
A method for manufacturing an additive according to an embodiment of the present invention is a method for producing an additive to be added to coke for coke production, comprising the steps of: preparing coal; A process of preparing hydrogenated tar; Mixing the coal and hydrogenated tar; Modifying a mixture of coal and hydrogenated tar; Separating the liquid phase of the modified mixture; And recovering the solute from the liquid phase of the modified mixture.

Description

수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법{HYDROGEN DONOR, METHOD FOR MANUFACTURING ADDITIVES USING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING COKES USING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a hydrogen donor, a method for producing an additive using the same, and a method for producing a coke using the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스의 제조시 원료탄에 첨가되어 코크스의 강도를 향상시킬 수 있는 첨가제에 사용되는 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydrogen donor, a method for producing an additive using the same, and a method for preparing a coke using the same. More particularly, the present invention relates to a hydrogen donor used as an additive capable of improving the strength of a coke added to coke, A method of manufacturing an additive using the same, and a method of manufacturing a coke using the same.

통상적으로 코크스를 제조하는데 사용되는 석탄은 점결성의 정도에 따라 강점탄과 미점탄으로 분류된다.Coal, which is usually used to make coke, is classified as hard coal and untreated coal depending on the degree of cohesion.

그리고, 고강도의 코크스를 제조하기 위해서는 점결성이 우수한 강점탄을 사용하거나, 미점탄에 비해 강점탄을 대량 사용하는 것이 유리하기 때문에, 그동안 코크스의 제조에 있어서 강점탄이 대량으로 사용되었다. 하지만, 세계적인 야금용 점결탄 수요의 급격한 증가와 강점탄의 제한된 매장량으로 인해, 강점탄의 확보가 점점 어려워지고 있으며, 이로 인해 가격이 급등되는 문제가 발생 되었다. 따라서, 코크스 제조 원가 저감을 위해 미점탄의 사용량을 늘려야 하나, 미점탄의 점결력 부족으로 인해 코크스의 품질이 하락하는 문제가 야기되었다.In order to produce coke of high strength, it is advantageous to use strong coals excellent in the degree of cohesion or to use a large amount of strong coals compared with uncoated coals, and thus strong coals have been used in large quantities in the production of coke. However, due to the rapid increase in demand for coking coal for metallurgical use globally and the limited reserves of hard-boiled coals, it has become increasingly difficult to secure strong coals, which has led to a surge in prices. Therefore, although the amount of tin coals to be used must be increased in order to reduce coke manufacturing costs, the quality of the coke is deteriorated due to the lack of the point resistance of the tin coals.

따라서, 미점탄이 다량 함유된 원료탄(또는 배합탄)에 별도의 첨가제를 혼합하여, 점결성을 향상시키는 방법이 사용되고 있다. 미점탄의 점결성을 확보하기 위한 첨가제를 제조하는 방법에는 유기 용제로 석탄 내에 포함되어 있는 점결 성분을 추출하는 방법과, 고온·고압 환경에서 석탄의 비점결 물질에 수소를 공여하여 점결성이 있는 물질로 개질하는 방법 등이 있다.Therefore, a method of improving the degree of cohesion by mixing an additive to a coking coal (or a combination carbon) containing a large amount of untreated carbon has been used. Methods for producing additive for securing the cohesiveness of tinned carbons include a method of extracting a tacky component contained in coal with an organic solvent and a method of adding a cohesive substance by donating hydrogen to a non- And the like.

이중 석탄을 개질하여 첨가제를 제조하는 방법은 석탄 액화 공정과 유사하게 보다 높은 온도·압력 조건에서 첨가제를 생산하나, 복잡한 개질 공정을 가지며, 미점탄에 수소를 공여해야 하는 반응 공정을 거쳐야 하는 어려움이 있다. 또한, 점결성이 없는 물질을 개질하기 위하여 수소를 공여할 때 고가의 화공 약품을 지속적으로 사용하여야 한다. 따라서, 수소 공여 특성의 열화·변성 및 누수·불완전한 재활용 등에 의해 야기될 수 있는 화공 약품의 사용량 증가는 석탄 개질 공정을 상용화하는데 있어서 경제성이 저하되는 가장 큰 요인이 되며, 이러한 화공 약품을 대체하여 수소를 공여할 수 있는 새로운 경제적 대체 물질의 개발이 매우 중요하게 되었다.
The method of producing additive by modifying the coal in the same manner as in the coal liquefaction process produces an additive at a higher temperature and pressure condition but has a complex reforming process and it is difficult to carry out a reaction process in which donor have. In addition, expensive hydrogen chemicals should be used continuously when donating hydrogen to modify non-cohesive materials. Therefore, the increase in the amount of the chemical agent that can be caused by deterioration, denaturation, leakage, incomplete recycling, etc. of the hydrogen donor characteristic is the biggest factor that lowers the economical efficiency in commercializing the coal reforming process. The development of new economic alternative materials that can donate to the market has become very important.

KRKR 10-086616610-0866166 B1B1 KRKR 10-141805310-1418053 B1B1

본 발명은 제조가 용이한 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a hydrogen donor which is easy to manufacture, a method for producing an additive using the same, and a method for producing coke using the same.

또한, 본 발명은 미점탄을 개질하여 첨가제를 제조하여 첨가제의 수율을 향상시킬 수 있고, 개질시에 사용되는 고가의 화공 약품을 경제적으로 대체하여 제조 비용을 절약할 수 있는 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법을 제공한다.
Also, the present invention relates to a hydrogen donor which can improve the yield of an additive by modifying a tinctorial amide to improve the yield of the additive, economically replace the expensive chemical agent used at the time of modification, thereby saving manufacturing cost, and A method for producing an additive, and a method for producing a coke using the same.

본 발명의 실시예에 따른 수소 공여제는, 코크스 제조를 위하여 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조시에 사용되는 수소 공여제로서, 석탄의 건류시에 생성되는 타르에 수소를 첨가하여 얻어지며, 함유되는 전체 탄소 중 지방족 탄소의 함유량이 방향족 탄소의 함유량보다 많다.The hydrogen donor according to the embodiment of the present invention is a hydrogen donor used in the preparation of an additive to be added to coke for the production of coke, which is obtained by adding hydrogen to tar produced at the time of carbonization of coal, The content of aliphatic carbon in the total carbon is larger than the content of aromatic carbon.

상기 지방족 탄소와 방향족 탄소는 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함될 수 있다.The aliphatic carbon and the aromatic carbon may be contained in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40.

상기 수소 공여제는 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃이고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃이며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃일 수 있다.
Wherein the hydrogen donor has a boiling point of 200 to 230 DEG C for distilling 10 wt% of the solution, a boiling point of 285 to 300 DEG C for distilling 50 wt% of the solution, and a boiling point of 90 wt% The temperature may be between 330 캜 and 360 캜.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 첨가제 제조 방법은, 코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조 방법으로서, 석탄을 마련하는 과정; 수소화 타르를 마련하는 과정; 상기 석탄과 수소화 타르를 혼합하는 과정; 상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정; 상기 개질된 혼합물의 액상을 분리하는 과정; 및 상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정을 포함한다.Also, a method for producing an additive according to an embodiment of the present invention is a method for producing an additive to be added to a coke for coke making, comprising the steps of: preparing coal; A process of preparing hydrogenated tar; Mixing the coal and hydrogenated tar; Modifying a mixture of coal and hydrogenated tar; Separating the liquid phase of the modified mixture; And recovering the solute from the liquid phase of the modified mixture.

상기 수소화 타르를 마련하는 과정은, 석탄 건류시에 생성되는 타르에 수소를 첨가하여 마련될 수 있다.The process for preparing the hydrogenated tar may be carried out by adding hydrogen to tar generated at the time of coal carbonization.

상기 수소화 타르는 지방족 탄소 대비 방향족 탄소가 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함될 수 있다.The hydrogenated tar may include aromatic carbon to aliphatic carbon in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40.

상기 수소화 타르는 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃이고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃이며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃일 수 있다.The boiling point for distilling 10 wt% of the hydrogenated tar is 200 to 230 DEG C, the boiling point for distilling 50 wt% is 285 to 300 DEG C, the boiling point for distilling 90 wt% Lt; RTI ID = 0.0 > 330 C < / RTI >

상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정은, 상기 혼합물을 300℃ 내지 500℃의 온도 및 60bar 내지 80bar의 압력을 갖는 반응 용기 내에서 40분 이상 반응시키는 과정을 포함할 수 있다.The step of modifying the mixture of coal and hydrogenated tar may include a step of reacting the mixture in a reaction vessel having a temperature of 300 ° C to 500 ° C and a pressure of 60 bar to 80 bar for 40 minutes or more.

상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정 전에, 상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 점결성이 없는 오일 성분을 분리하는 과정을 포함할 수 있다.And separating the non-volatile oil component from the liquid phase of the modified mixture prior to recovering the dissolved component from the liquid phase of the modified mixture.

상기 오일 성분을 분리하는 과정은, 상기 개질된 혼합물의 액상을 상기 오일 성분의 끓는점 이상의 온도로 가열하여, 상기 오일 성분을 상기 용해분으로부터 분리하는 과정을 포함할 수 있다.The step of separating the oil component may include a step of heating the liquid mixture of the modified mixture to a temperature above the boiling point of the oil component to separate the oil component from the dissolved component.

상기 오일 성분을 분리하는 과정은, 상기 개질된 혼합물의 액상을 350℃ 내지 450℃의 온도로 가열하여, 끓는점이 350℃ 내지 450℃ 미만인 오일 성분을 상기 용해분으로부터 분리하는 과정을 포함할 수 있다.The step of separating the oil component may include a step of heating the liquid phase of the modified mixture to a temperature of 350 ° C to 450 ° C to separate an oil component having a boiling point of less than 350 ° C to 450 ° C from the dissolved component .

상기 첨가제 제조를 위한 상기 석탄은 미점탄을 포함할 수 있다.
The coal for the additive production may contain unfired coal.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 코크스 제조 방법은 전술한 방법으로 제조된 첨가제를 원료탄과 혼합하여 코크스를 제조한다.
In addition, the method of manufacturing coke according to the embodiment of the present invention mixes the additive prepared by the above-mentioned method with coke to produce coke.

본 발명의 실시 예에 따른 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법에 의하면, 석탄 특히, 자원이 풍부하고 가격이 저렴한 미점탄을 이용하여 고강도의 코크스를 제조할 수 있다. 따라서, 원료탄에 포함되는 미점탄의 함량을 증대시킬 수 있어 야금용 코크스에 대한 수요 증가에도 양질의 코크스를 경제적으로 제공할 수 있다.According to the hydrogen donor, the method for producing the additive using the same, and the method for producing coke using the hydrogen donor according to the embodiment of the present invention, high strength coke can be manufactured using coal, especially, a resource that is rich in resources and low in cost. Therefore, it is possible to increase the content of unreacted carbon contained in the coking coal, and thus it is possible to economically provide the coke of good quality even when the demand for the coking coal for metallurgy is increased.

또한, 첨가제의 점결성을 확보하면서도 첨가제 제조시에 사용되는 고가의 화공 약품을 경제적으로 대체하여 공정 간소화에 따라 조업 안정성을 향상시킬 수 있으며, 화공 약품의 사용 증가에 따른 환경 문제를 해소할 수 있다.In addition, it is possible to economically substitute expensive chemical agents used in the production of additive while ensuring the integrity of the additive, thereby improving the stability of the operation in accordance with the process simplification, and solving the environmental problem caused by the increase in use of chemical agents.

또한, 미점탄을 개질하는 방법에 의하여 첨가제를 제조함으로써 첨가제의 수율을 크게 향상시킬 수 있으며, 이에 따른 부산물로 부가가치가 높은 오일을 추가적으로 생산할 수도 있다.
In addition, the additive can be greatly improved by producing the additive by the method of modifying the unreacted carbon, and the additive can be additionally produced as a by-product.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 설비를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르의 13C-NMR 스펙트럼을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르의 모사 증류 분석 결과를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법을 나타내는 블록도.
1 is a block diagram schematically illustrating an additive manufacturing facility according to an embodiment of the present invention;
2 is a graph showing 13 C-NMR spectra of hydrogenated tar according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the results of simulated distillation analysis of hydrotreated tar according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow diagram illustrating a method of manufacturing an additive in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a coke making method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 수소 공여제, 이를 이용한 첨가제 제조 방법 및 이를 이용한 코크스 제조 방법은 코크스의 제조시 원료탄에 첨가되어 코크스의 강도를 향상시킬 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The hydrogen donor according to the present invention, the method for producing the additive using the same, and the method for producing coke using the same, are presented in the technical features of improving the strength of the coke by being added to the coke.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법은 석탄의 비점결성 물질에 수소를 공여하여 점결성이 있는 물질로 개질하여 이로부터 첨가제를 회수하는 방법이며, 석탄의 비점결성 물질에 수소를 공여하기 위하여 사용되는 고가의 화공 약품을 대체하기 위한 수소 공여제로 수소화 타르를 사용한다.The method of manufacturing an additive according to an embodiment of the present invention is a method of recovering an additive by modifying a non-clogging material of coal by hydrogen donating to a material having a clogging property, and is used for donating hydrogen to the non- Hydrogenated tar is used as a hydrogen donor to replace expensive chemical agents.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 설비를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 설비는 미점탄과 수소화 타르가 혼합된 슬러리(slurry)를 고온·고압 하에서 개질하기 위한 개질 반응기(100), 상기 개질된 혼합물을 고체 성분과 액체 성분으로 나누어 분리하기 위한 분리 장치(200) 및 상기 분리된 액체 성분을 분별 증류하여 오일과 첨가제로 분리하기 위한 증류 장치(300)를 포함한다.1 is a block diagram schematically showing an additive manufacturing facility according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an additive manufacturing facility according to an embodiment of the present invention includes a reforming reactor 100 for modifying a slurry mixed with triturating coal and hydrogenated tar under high temperature and high pressure, a reforming reactor 100 for mixing the reformed mixture with a solid component And a distillation apparatus 300 for separating the separated liquid components into fractions by fractional distillation into oil and additives.

여기서, 미점탄은 점결성이 낮거나 없으며, 가격이 저렴한 석탄(저급탄, 저품위탄)을 말하며, 갈탄, 아역청탄 등을 사용할 수 있다. 또한, 비점결성 물질을 점결성이 있는 물질로 개질하는 개질 반응기(100), 개질된 혼합물의 고체 성분과 액체 성분을 분리하는 분리 장치(200) 및 분리된 액체 성분으로부터 첨가제를 회수하는 증류 장치(300)의 구성에 관하여는 미점탄으로부터 첨가제를 제조하는 일반적인 구성의 장치를 사용하는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Herein, unripe coal refers to coal having low or no cohesion and low price, such as low grade coal and low grade coal, and lignite, bituminous coal and the like can be used. A reforming reactor 100 for reforming the non-luminescent material into a material having a cohesive nature, a separation device 200 for separating the solid component and the liquid component of the modified mixture, and a distillation device 300 for recovering the additive from the separated liquid component ), An apparatus of a general constitution for producing an additive from the unexposed coal is used, and a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르의 13C-NMR 스펙트럼을 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르의 모사 증류 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 수소 공여제는 코크스 제조를 위하여 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조시에 사용되는 수소 공여제로서, 석탄의 건류시에 생성되는 타르에 수소를 첨가하여 얻어지는 수소화 타르이다.Figure 2 is a graph showing the 13 C-NMR spectrum of the hydrogenated tar in accordance with an embodiment of the invention, Figure 3 is a graph showing the simulated distillation analysis of the hydrogenated tar in the embodiment; 2 and 3, the hydrogen donor according to an embodiment of the present invention is a hydrogen donor used in the preparation of an additive to be added to coke to produce coke, ≪ / RTI >

수소 공여제로 사용되는 수소화 타르는 일반적으로 석탄의 건류시에 발생하는 타르를 수소화 반응기에서 탄소와 탄소의 이중 또는 삼중 결합으로 연결되어 있는 위치에 수소를 첨가한 물질을 말한다. 일반적으로 타르는 대부분 방향족 탄소 화합물을 포함하고 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르는 탄소와 탄소의 이중 또는 삼중 결합으로 연결되어 있는 위치에 수소를 첨가하여 상기 수소화 타르 내에 함유되는 전체 탄소 중 지방족 탄소의 함유량이 방향족 탄소의 함유량보다 많게 된다.Hydrogenated tar used as a hydrogen donor generally refers to a substance in which hydrogen is added to a position where the tar generated at the carbonization of the coal is connected to a double or triple bond of carbon and carbon in the hydrogenation reactor. Generally, tar contains mostly aromatic carbon compounds. However, according to the embodiment of the present invention, hydrogen is added to a position where the hydrogenated tar is connected to a double or triple bond of carbon and carbon so that the content of aliphatic carbon in the total carbon contained in the hydrogenated tar is larger than the content of aromatic carbon do.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르는 상기 수소화 타르 내의 지방족 탄소의 함유량을 100%라 할 때, 방향족 탄소가 35% 내지 40%, 바람직하게는 37% 내지 38%의 비율로 포함될 수 있다. 즉, 도 2의 13C-NMR 스펙트럼에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 수소 공여제로 사용되는 수소화 타르는 지방족 탄소 대비 방향족 탄소가 1:0.372의 비율로 포함될 수 있다.The hydrogenated tar according to the embodiment of the present invention may contain aromatic carbon in a proportion of 35% to 40%, preferably 37% to 38%, when the content of the aliphatic carbon in the hydrogenated tar is 100% . That is, as shown in the 13 C-NMR spectrum of FIG. 2, the hydrogenated tar used as a hydrogen donor according to an embodiment of the present invention may include aromatic carbon to aliphatic carbon in a ratio of 1: 0.372.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수소화 타르는 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃의 범위를 가지고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃의 범위를 가지며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃의 범위를 갖는다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the temperature of the boiling point for distilling 10 wt% of the hydrogenated tar has a range of 200 ° C to 230 ° C, and the boiling point for distilling 50wt% is 285 ° C to 300 ° C , And the temperature of the boiling point for distilling 90 wt% is in the range of 330 캜 to 360 캜.

하기의 표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수소화된 타르의 모사 증류(Simulated Distillates) 분석 결과를 나타낸 것이고, 도 3은 상기 모사 증류 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
Table 1 below shows the results of simulated distillation analysis of hydrogenated tar according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the results of the simulated distillation analysis.

B.P.(℃)B.P. (占 폚) Fraction (wt%)Fraction (wt%) 82.682.6 00 83.083.0 0.70.7 202.0202.0 6.76.7 229.6229.6 11.611.6 253.4253.4 22.022.0 268.9268.9 32.432.4 285.6285.6 41.941.9 300.0300.0 58.158.1 305.4305.4 64.164.1 314.6314.6 71.871.8 332.1332.1 81.681.6 358.1358.1 90.990.9 379.3379.3 95.195.1 476.3476.3 99.499.4

타르는 탄화 수소와 그 유도물 등의 혼합물로 구성되며, 지방족 탄소 대비 방향족 탄소가 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함되는 경우 상기의 표 1과 같은 비등 특성을 갖는다. 즉, 표 1에 나타난 바와 같이 상압에서 82.6℃이하의 온도에서 증류되는 수소화 타르는 0 중량%이고, 약 202.0℃ 내지 229.6℃의 범위 내에서 전체 수소화된 타르의 약 6.7 중량% 내지 11.6 중량%가 증류된다. 또한, 약 285.6℃ 내지 300.0℃의 범위 내에서는 전체 수소화된 타르의 약 41.9 중량% 내지 58.1 중량%가 증류되고, 약 332.1℃ 내지 358.1℃의 범위 내에서는 전체 수소화된 타르의 약 81.6 중량% 내지 90.9 중량%가 증류된다.The tar is composed of a mixture of hydrocarbons and their derivatives, and has boiling characteristics as shown in Table 1 when the aromatic carbon to aliphatic carbon is contained in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40. That is, as shown in Table 1, the hydrogenated tar distilled at a temperature of 82.6 ° C or lower at normal pressure is 0 wt%, and about 6.7 wt% to 11.6 wt% of the total hydrogenated tar is within a range of about 202.0 ° C. to 229.6 ° C. Distillation. Also, within the range of about 285.6 캜 to 300.0 캜, about 41.9% to 58.1% by weight of the total hydrogenated tar is distilled, and within the range of about 332.1 캜 to 358.1 캜, about 81.6% to 90.9% Weight percent is distilled.

즉, 석탄의 건류시에 발생하는 타르에 수소를 첨가하여 지방족 탄소 대비 방향족 탄소가 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함되는 경우, 상기 수소화 타르는 10 중량%의 증류 온도가 200℃ 내지 230℃이고, 50 중량%의 증류 온도가 285℃ 내지 300℃이며, 90 중량%의 증류 온도가 330℃ 내지 360℃인 비등 특성을 갖는다.That is, when hydrogen is added to tar generated at the time of carbonization of coal and the aromatic carbon is contained in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40 relative to the aliphatic carbon, the hydrogenated tar has a distillation temperature of 10 wt% ° C., the distillation temperature of 50 wt% is 285 ° C. to 300 ° C., and the distillation temperature of 90 wt% is 330 ° C. to 360 ° C.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 수소 공여제로 사용되는 수소화 타르는 석탄의 비점결성 물질에 수소를 공여하기 위하여 상기한 바와 같은 지방족 탄소 대비 방향족 탄소의 함유량 및 비등 특성을 가지며, 동일한 목적을 위하여 사용되는 테트랄린(tetralin)과 같은 고가의 화공 약품을 대체할 수 있게 된다. 종래에 수소 공여제로 사용되던 테트랄린과 본 발명의 실시 예에 따라 수소화 타르를 수소 공여제로 사용하는 경우의 첨가제 수율 및 G-Factor의 비교는 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법과 관련하여 상세히 설명하기로 한다.
Therefore, the hydrogenated tar used as the hydrogen donor according to the embodiment of the present invention has a content of aromatic carbon and a boiling property with respect to the aliphatic carbon as described above in order to donate hydrogen to the non-luminescent material of coal, It is possible to replace expensive chemical agents such as tetralin. Comparison of the additive yield and G-factor in the case of using tetralin used as a hydrogen donor and hydrogenated tar as a hydrogen donor according to an embodiment of the present invention is related to the method for producing an additive according to the embodiment of the present invention Will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법은 코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조 방법으로서, 석탄을 마련하는 과정(S100); 수소화 타르를 마련하는 과정(S110); 상기 석탄과 수소화 타르를 혼합하는 과정(S120); 상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정(S130); 상기 개질된 혼합물의 액상을 분리하는 과정(S140); 및 상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정(S150)을 포함한다.4 is a flow chart illustrating an additive manufacturing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, an additive manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing an additive to be added to coke for coke making, comprising the steps of: preparing coal (S100); A process of preparing hydrogenated tar (S110); Mixing the coal and the hydrogenated tar (S120); A step (S130) of modifying a mixture of coal and hydrogenated tar; Separating the liquid phase of the modified mixture (S140); And recovering the solute from the liquid phase of the modified mixture (S150).

여기서, 석탄을 마련하는 과정(S100)과 수소화 타르를 마련하는 과정(S110)은 시계열적 관계가 아니며, 각각 독립적으로 수행되거나 동시에 수행되어도 무방하다.Here, the process (S100) for preparing coal and the process (S110) for preparing hydrogenated tar are not a time-series relation but may be performed independently or simultaneously.

코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제를 제조하기 위하여, 먼저 석탄을 준비(S100)한다. 여기서 첨가제를 제조하기 위한 석탄은 점결성이 낮거나 없으며, 가격이 저렴한 미점탄을 사용할 수 있으며, 갈탄, 아역청탄 등이 이에 해당한다. 본 발명의 실시 예에서는 공업 분석 결과, 하기의 표 2와 같은 성분을 가지는 미점탄을 사용하였다.
In order to prepare an additive to be added to coke for coke production, coal is first prepared (S100). Here, the coal for making the additive has low or no cohesion and can be used at low cost, such as lignite, and bituminous coal. In the examples of the present invention, as a result of industrial analysis, untreated carbon having the components as shown in Table 2 below was used.

탄종Bullet 공업 분석(%)Industrial Analysis (%) 수분(%)moisture(%) VMVM AshAsh FCFC 미점탄Tie-in shot 45.045.0 9.69.6 45.545.5 12.712.7

한편에서는, 상기 미점탄과 혼합되기 위한 수소화 타르를 준비(S110)한다. 수소화 타르는 상기한 바와 같이, 일반적으로 석탄의 건류시에 발생하는 타르를 수소화 반응기에서 탄소와 탄소의 이중 또는 삼중 결합으로 연결되어 있는 위치에 수소를 첨가한 물질을 말한다.On the other hand, the hydrogenated tar to be mixed with the unexposed coal is prepared (S110). As described above, hydrogenated tar generally refers to a substance in which hydrogen is added to a position where tar formed during carbonization of coal is connected to a double or triple bond of carbon and carbon in a hydrogenation reactor.

또한, 상기 수소화 타르는 수소화 타르 내의 지방족 탄소의 함유량을 100%라 할 때, 방향족 탄소가 35% 내지 40%, 바람직하게는 37% 내지 38%의 비율로 포함될 수 있으며, 전체 수소화 타르의 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃의 범위를 가지고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃의 범위를 가지며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃의 범위를 가질 수 있음은 전술한 바와 같다.When the content of the aliphatic carbon in the hydrogenated tar is 100%, the aromatic hydrocarbons may be contained in an amount of 35% to 40%, preferably 37% to 38%, of the aromatic hydrocarbons, % Of the boiling point for distillation is in the range of 200 ° C to 230 ° C, the temperature of boiling point for distilling 50wt% is in the range of 285 ° C to 300 ° C and the boiling point temperature for distilling 90wt% Lt; RTI ID = 0.0 > 330 C < / RTI > to < RTI ID = 0.0 > 360 C. < / RTI >

상기한 바와 같이, 미점탄과 수소화 타르가 마련되면, 상기 미점탄과 수소화 타르를 혼합하여 슬러리를 제조(S120)한다. 슬러리의 제조를 위하여 상기의 표 1과 같은 성분을 가지는 미점탄을 0.1㎜ 이하의 입도를 가지도록 파쇄하며, 상기 파쇄된 미점탄과 수소화 타르를 1:2의 중량비로 균일하게 혼합하여 슬러리를 제조한다.As described above, when unreacted carbon and hydrogenated tar are prepared, slurry is prepared by mixing the uncharged carbon and the hydrogenated tar (S120). The slurry was crushed to have a particle size of 0.1 mm or less for the preparation of the slurry, and the crushed unbaked coal and the hydrogenated tar were uniformly mixed at a weight ratio of 1: 2 to prepare a slurry do.

이후, 미점탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 반응 용기 즉, 개질 반응기(100)로 공급하여 점결성이 있는 물질로 개질(S130)한다. 이때, 상기 미점탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정은, 상기 혼합물을 300℃ 내지 500℃의 온도 및 60bar 내지 80bar의 압력을 갖는 개질 반응기(100) 내에서 40분 이상 반응시키는 과정을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 미점탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 약 400℃의 온도 및 약 70bar의 압력을 갖는 개질 반응기(100) 내에서 약 45분 동안 반응시켜 개질 반응을 진행하였다. 여기서, 비점결성 물질을 점결성이 있는 물질로 개질하는 개질 반응기(100)는 첨가제 제조 공정시 사용되는 일반적인 구성의 장치를 사용하는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Thereafter, the mixed mixture of the tantalum carbide and the hydrogenated tar is supplied to the reaction vessel, that is, the reforming reactor 100, and is reformed into a material having a cohesive property (S130). At this time, the process of modifying the mixture of the unreacted carbon and the hydrogenated tar is performed by reacting the mixture in the reforming reactor 100 having a temperature of 300 ° C. to 500 ° C. and a pressure of 60 bar to 80 bar for 40 minutes or more . In the embodiment of the present invention, the mixture obtained by mixing the unreacted carbon and the hydrogenated tar was subjected to a reforming reaction in the reforming reactor 100 having a temperature of about 400 ° C and a pressure of about 70 bar for about 45 minutes. Here, the reforming reactor 100 for reforming the non-luminescent material into a material having a cohesive nature uses a device having a general structure used in an additive manufacturing process, and a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 미점탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질 반응기(100) 내에서 개질 반응시킨 후, 개질 반응기(100)의 온도와 압력을 약 10분 이내에 100℃ 이하의 온도 및 20bar 이하의 압력으로 낮춘다. 이는 개질 반응을 신속하게 종결하기 위함이며, 이후 개질된 혼합물은 상온·상압 상태로 충분하게 냉각시킨다.Also, according to the embodiment of the present invention, the mixture of the unreacted carbon and the hydrogenated tar is reformed in the reforming reactor 100, and then the temperature and the pressure of the reforming reactor 100 are maintained at a temperature of 100 ° C or less And a pressure of 20 bar or less. This is to terminate the reforming reaction quickly, and then the reformed mixture is sufficiently cooled at normal temperature and atmospheric pressure.

상기한 바와 같이 상온·상압 상태로 냉각된 혼합물은 고체 성분과 액체 성분이 혼합되어 있는 상태로 존재한다. 따라서, 상기 혼합물을 분리 장치(200) 내에서 고체 성분과 액체 성분으로 나누어 분리(S140)한다. 분리된 고체 성분은 각종 연료용으로 사용될 수 있으며, 액체 성분은 첨가제 및 이의 부산물인 오일(oil)로 회수된다.As described above, the mixture cooled at room temperature and normal pressure exists in a state where a solid component and a liquid component are mixed. Accordingly, the mixture is divided into a solid component and a liquid component in the separation device 200 (S140). The separated solid component can be used for various fuels, and the liquid component is recovered as an additive and its by-product oil.

즉, 액체 성분에는 점결성을 가지는 성분과 점결성을 가지지 않는 성분이 존재하는데, 점결성을 가지지 않는 성분은 저분자량의 물질인 오일로서, 끓는점이 350℃ 내지 450℃ 보다 낮은 특성이 있다. 따라서, 분별 증류 방법을 이용하여 액체 성분으로부터 점결성이 없는 오일 성분을 분리할 수 있다.That is, the liquid component has a component having a cohesive property and a component having no cohesion, and the component having no cohesion is an oil having a low molecular weight, and has a boiling point lower than 350 캜 to 450 캜. Thus, the fractional distillation process can be used to separate non-cohesive oil components from liquid components.

이를 위하여, 상온·상압 상태로 충분히 냉각된 혼합물의 액체 성분을 증류 장치(300) 내에서 상기 오일 성분의 끓는점 이상의 온도 즉, 상압 상태에서 350℃ 내지 450℃의 온도로 가열한다. 이때, 점결성이 없는 오일 성분의 끓는점은 350℃ 내지 450℃ 보다 낮기 때문에, 액체 성분이 증류 장치(300) 내에서 가열되는 중에 끓는점이 낮은 물질 즉, 오일 성분이 먼저 끓어서 기체가 된다. 상기 오일 성분은 별도의 용기로 회수하여 냉각시키면 액상의 오일을 얻을 수 있으며, 이는 경질유로 활용될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 분리된 액체 성분으로부터 오일 성분을 분리하는 증류 장치(300)의 구성에 관하여는 분별 증류의 방법으로 각각의 액체 성분을 분리하는 일반적인 구성의 증류 장치(300)를 사용하는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.To this end, the liquid component of the mixture sufficiently cooled to room temperature and atmospheric pressure is heated in the distillation apparatus 300 to a temperature of 350 ° C to 450 ° C at a temperature above the boiling point of the oil component, that is, at normal pressure. At this time, since the boiling point of the oil component having no cohesion is lower than 350 ° C to 450 ° C, the liquid component is heated in the distillation apparatus 300, and the substance having a low boiling point, that is, the oil component, first boils to become a gas. The oil component is recovered in a separate container and cooled to obtain a liquid oil, which can be utilized as light oil. As for the constitution of the distillation apparatus 300 for separating the oil component from the separated liquid components as described above, the distillation apparatus 300 of the general constitution in which the respective liquid components are separated by the fractional distillation method is used , And a detailed description thereof will be omitted.

상기 개질된 혼합물의 액체 성분으로부터 점결성이 없는 오일 성분이 분리된 후 증류 장치(300)에 잔류하고 있는 액체 성분은 첨가제로 회수(S150)한다. 즉, 증류 장치(300) 내에서 증류되지 않고 잔류한 액체 성분 즉, 용해분은 상온으로 냉각시킨 후 첨가제로 회수할 수 있다. 전술한 바와 같이 오일 성분을 포함한 개질된 혼합물은 상온·상압 상태에서 액체 상태로 존재하나, 상기 개질된 혼합물의 액체 성분으로부터 점결성이 없는 오일 성분이 분리된 이후에는 상온·상압 상태에서 고체 상태로 존재하게 된다. 따라서, 오일 성분이 분리된 후 증류 장치(300)에 잔류하고 있는 용해분은 상온으로 냉각시 고상화되어 고체 상태로 존재하게 되며, 이를 코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제로 회수할 수 있다.
After the non-cohesive oil component is separated from the liquid component of the modified mixture, the liquid component remaining in the distillation apparatus 300 is recovered as an additive (S150). That is, the liquid component remaining in the distillation apparatus 300 without distillation, that is, the dissolved component, can be recovered as an additive after cooling to room temperature. As described above, the modified mixture containing the oil component exists in a liquid state at normal temperature and atmospheric pressure. However, after the oil component having no cohesion is separated from the liquid component of the modified mixture, the modified mixture is present in a solid state . Therefore, the dissolved component remaining in the distillation apparatus 300 after the oil component is separated is solidified upon cooling to room temperature, and is present in a solid state, and can be recovered as an additive added to the coke for producing coke.

수소 공여제Hydrogen donor 첨가제 수율(wt%)Additive yield (wt%) G-FactorG-Factor 비고Remarks TetralinTetralin 50.550.5 94.3994.39 종래 기술Conventional technology 1-MN(80%)
+tetralin(20%)
1-MN (80%)
+ tetralin (20%)
22.922.9 96.5496.54
수소화 타르Hydrogenated tar 48.148.1 96.5096.50 본 발명의 실시 예Examples of the present invention

표 3은 다양한 수소 공여제를 사용하여 제조한 첨가제의 수율 및 G-Factor를 비교하기 위한 표이다. 표 3을 참조하면, 종래에 수소 공여제로 사용되어 왔던 테트랄린은 50% 이상의 질량 백분율을 갖는 높은 첨가제 수율을 보이는 반면, 비수소 공여제인 메틸 나프탈렌(1-Methyl Naphthalene:1-MN)과 함께 수소 공여제인 테트랄린을 20%의 질량 백분율로 사용하였을 경우에는 첨가제 수율은 23%에 미치지 못하였다. 그러나, 본 발명에 따른 수소 공여제 즉, 수소화 타르를 사용하여 첨가제를 제조하는 경우 48% 이상의 첨가제 수율을 나타내고 있으며, 고가의 테트랄린을 거의 100% 대체할 수 있음을 파악할 수 있다.Table 3 is a table for comparing the yield and G-factor of the additives prepared using various hydrogen donors. Referring to Table 3, while tetraline, which has been conventionally used as a hydrogen donor, has a high additive yield with a mass percentage of 50% or more, it has a high yield of additive with a nonhydrogen donating agent such as 1-Methyl Naphthalene (1-MN) When the hydrogen donor, tetralin, was used at a mass percentage of 20%, the additive yield was less than 23%. However, when the additive is prepared using the hydrogen donor according to the present invention, that is, the hydrogenated tar, the additive yield is 48% or more, and it can be understood that the expensive tetralin can be substituted almost 100%.

또한, 다양한 수소 공여제를 사용하여 제조된 첨가제가 코크스 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 G-Factor 분석을 통해 점결성 향상 여부를 평가한 결과, 표 3에서 볼 수 있듯이 첨가제 제조시 사용되는 수소 공여제의 종류에 따른 G-Factor 값은 상호 유사함을 알 수 있다. 따라서, 수소화 타르를 사용하여 제조한 첨가제의 물성은 테트랄린을 사용하여 제조한 첨가제의 물성과 매우 유사하기 때문에, 코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조에 있어서 고가의 테트랄린을 대체하여 수소화 타르를 사용하는 경우에도 제조되는 첨가제의 효과는 동일하게 유지될 수 있다.In addition, in order to examine the effect of the additive prepared using various hydrogen donors on the coke quality, the degree of improvement of the degree of cohesion was evaluated by G-factor analysis. As shown in Table 3, the hydrogen donor The G-factor values are similar to each other. Therefore, the physical properties of the additives prepared using the hydrogenated tar are very similar to those of the additives prepared using tetralin, and therefore, in the production of additives added to the coke for the production of coke, an expensive substitute for tetralin The effect of the additive to be produced can be kept the same even when using hydrogenated tar.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법에 의하면, 첨가제의 점결성을 확보하면서도 첨가제 제조시에 사용되는 고가의 화공 약품을 경제적으로 대체하여 공정 간소화에 따라 조업 안정성을 향상시킬 수 있으며, 화공 약품의 사용 증가에 따른 환경 문제를 해소할 수 있다.Therefore, according to the method of manufacturing the additive according to the embodiment of the present invention, it is possible to economically substitute the expensive chemical agent used at the time of manufacturing the additive while securing the integrity of the additive, thereby improving the stability of operation according to the process simplification, It is possible to solve the environmental problem caused by the increase in the use of the apparatus.

또한, 미점탄을 개질하는 방법에 의하여 첨가제를 제조함으로써 첨가제의 수율을 크게 향상시킬 수 있으며, 이에 따른 부산물로 부가가치가 높은 오일을 추가적으로 생산할 수도 있다.
In addition, the additive can be greatly improved by producing the additive by the method of modifying the unreacted carbon, and the additive can be additionally produced as a by-product.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법을 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법은 원료탄을 준비하는 과정; 첨가제를 준비하는 과정; 원료탄과 첨가제를 혼합하는 과정; 원료탄과 첨가제가 혼합된 혼합물을 코크스 오븐에 장입하고, 이를 건류하여 코크스를 제조하는 과정을 포함한다. 이후, 별도로 도시되지는 않았지만, 코크스 오븐으로부터 제조된 코크스를 압출하고, 압출된 적열 코크스를 습식이나 질소 냉각 방법으로 소화시키는 과정을 포함한다.5 is a block diagram showing a coke making method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a method of manufacturing coke according to an embodiment of the present invention includes preparing a coke; Preparing an additive; A process of mixing the coke and the additive; Charging a mixture of coke oven and additive into a coke oven, and carburizing the coke oven to produce a coke. Thereafter, although not separately shown, the process includes extruding the coke produced from the coke oven and digesting the extruded gaseous coke by a wet or nitrogen cooling method.

원료탄을 준비하는 과정은 코크스를 제조하는데 사용될 원료탄을 마련하는 과정이며, 원료탄을 파쇄하는 과정을 포함한다. 원료탄은 복수의 석탄들이 혼합된 배합탄이며, 점결성이 높은 강점탄을 포함할 수도 있으나, 점결성이 낮거나 없는 미점탄이 다량으로 함유될 수 있다. 미점탄을 많이 포함시킬 수 있는 것은 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제를 원료탄에 혼합시킴으로써 상기 원료탄에 점결성을 부여할 수 있기 때문이다.The process of preparing the coke is a process of preparing the coke to be used for producing the coke, and the process of crushing the coke. Coking coal is a blend of a mixture of coal and may contain strong coals with high cohesiveness, but may contain a large amount of coals with low or no cohesion. This is because the additive according to the embodiment of the present invention can be mixed with the raw coal to impart cohesiveness to the raw coal.

이와 같이, 원료탄이 마련되면 원료탄을 파쇄하는데, 그 입도는 10㎜ 이하가 되도록 할 수 있다. 입도의 크기가 10㎜ 이하가 되도록 파쇄하는 것은 원료탄이 코크스 오븐 내에 장입될 때 장입 밀도와 유동도를 향상시키기 위함이다. 예컨대, 파쇄된 원료탄의 입도가 10㎜를 초과하는 경우, 입자와 입자 사이의 공극이 커지게 되어 코크스 오븐 내로 장입될 때 장입 밀도가 낮은 문제가 있고, 이로 인해 유동성이 저하될 수 있다. 파쇄된 각각의 원료탄은 각각의 해당 호퍼에 저장된다.Thus, when the coke is provided, the coke is crushed, and the particle size thereof can be made 10 mm or less. The crushing is performed so that the size of the particle size is 10 mm or less in order to improve the charging density and the fluidity when the coke oven is charged into the coke oven. For example, when the particle size of the crushed coke is more than 10 mm, there is a problem that the gap between the particles becomes large and the charging density is low when they are charged into the coke oven, which may cause the fluidity to deteriorate. Each shredded coking coal is stored in its respective hopper.

각 원료탄들의 파쇄가 종료되면, 도시되지는 않았지만 소정의 온도로 열처리하여 건조함으로써, 건조 과정에서 수분 함량을 조절한다. 이때 각 원료탄에 함유되어 있는 수분이 6 질량% 내지 10 질량%가 포함되도록 조절할 수 있다. 수분 함량의 조절은 원료탄 입자의 흐름성을 향상시키고, 원료탄 입자의 공극을 감소시킴으로써 장입 밀도를 증가시키기 위함이다.When the crushing of each coke is finished, the moisture content is controlled in the drying process by heat-treating the coke, though not shown, at a predetermined temperature. At this time, the content of water contained in each coke can be adjusted to 6 mass% to 10 mass%. The control of the water content is intended to improve the flowability of the raw carbon particles and to increase the charging density by reducing the pores of the raw carbon particles.

상기한 바와 같이, 원료탄을 준비하는 중 한편에서는 첨가제를 준비한다. 첨가제를 준비하는 과정은 첨가제를 마련하는 과정 및 첨가제를 파쇄하는 과정으로 이루어진다. 여기서, 첨가제를 마련하는 과정은 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 첨가제 제조 방법에 따라 이루어지며, 중복되는 설명은 생략한다. 첨가제가 마련되면 고체 상태의 첨가제를 파쇄하는데, 예컨대 입도가 10㎜ 이하가 되도록 파쇄할 수 있다.As described above, an additive is prepared on the other hand while preparing the raw coal. The process of preparing the additives consists of preparing the additives and crushing the additives. Here, the process of preparing the additive is performed according to the method of manufacturing the additive according to the embodiment of the present invention described above, and a duplicate description will be omitted. When the additive is prepared, the additive in the solid state is crushed, for example, crushed to a particle size of 10 mm or less.

파쇄 과정을 거친 원료탄과 첨가제가 준비되면, 준비된 원료탄과 첨가제를 배합조에서 혼합한다. 여기서, 배합조는 원료탄과 첨가제를 혼합시킬 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있으며, 원료탄과 첨가제가 혼합된 혼합물 전체에서 첨가제가 1 중량% 내지 15 중량%가 함유되도록 혼합할 수 있다. 예컨대, 첨가제가 1 중량% 미만인 경우 첨가제로 인한 점결성 향상에 따른 코크스의 강도 향상 효과가 나타나지 않고, 첨가제를 15 중량% 이상으로 첨가하는 것은 불필요하게 첨가제의 사용량을 증가시키는 것이다.When the crushed coke and the additive are prepared, the prepared coke and additives are mixed in a mixing tank. Here, the compounding tank may be a variety of means capable of mixing the coking coal and the additive, and may be mixed such that the additive is contained in an amount of 1 to 15% by weight in the entire mixture of the coking coal and the additive. For example, when the additive is less than 1 wt%, the effect of improving the strength of the coke due to the improvement of the adhesion due to the additive does not appear, and adding the additive at 15 wt% or more unnecessarily increases the use amount of the additive.

이후, 원료탄과 첨가제가 혼합된 혼합물을 코크스 오븐에 장입하고, 이를 건류하여 코크스를 제조한다. 예컨대, 원료탄과 첨가제가 혼합되면, 혼합물을 콜 빈(Coal bin)으로 장입하고, 콜 빈으로부터 일정량의 혼합물을 장입차로 불출하여 코크스 오븐에 장입한다. 이때, 첨가제에 의해 원료탄의 장입 밀도 및 유동도가 높아지는 효과도 있다. 이후, 코크스 오븐 내에서 혼합물을 건류하여 고강도의 코크스가 제조되며, 제조된 코크스는 압출된다. 압출된 코크스는 습식이나 질소 냉각에 의해 소화된다.Thereafter, the mixture in which the coke and the additive are mixed is charged into a coke oven, which is then dried to produce coke. For example, when the coke and the additive are mixed, the mixture is charged into a coal bin, and a certain amount of the mixture is charged into the coke oven. At this time, there is also an effect that the charging density and flow rate of the raw coal are increased by the additive. Thereafter, the mixture is dried in a coke oven to produce a high strength coke, and the coke produced is extruded. The extruded coke is extinguished by wet or nitrogen cooling.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 코크스 제조 방법에 의하면, 석탄 특히, 자원이 풍부하고 가격이 저렴한 미점탄을 이용하여 고강도의 코크스를 제조할 수 있다. 따라서, 원료탄에 포함되는 미점탄의 함량을 증대시킬 수 있어 야금용 코크스에 대한 수요 증가에도 양질의 코크스를 경제적으로 제공할 수 있다.
Therefore, according to the method of manufacturing coke according to the embodiment of the present invention, high strength coke can be manufactured using coal, especially, a mint point rich in resources and low in cost. Therefore, it is possible to increase the content of unreacted carbon contained in the coking coal, and thus it is possible to economically provide the coke of good quality even when the demand for the coking coal for metallurgy is increased.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention and the described terminology are intended to be illustrative, It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

100: 개질 반응기 200: 분리 장치
300: 증류 장치
100: reforming reactor 200: separator
300: distillation device

Claims (13)

코크스 제조를 위하여 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조시에 사용되는 수소 공여제로서,
석탄의 건류시에 생성되는 타르의 탄소 간의 이중 결합 또는 삼중 결합으로 연결되어 있는 위치에 수소를 첨가하여, 함유되는 전체 탄소 중 지방족 탄소와 방향족 탄소가 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함되는 수소 공여제.
As a hydrogen donor used in the preparation of an additive to be added to coke for coke production,
Hydrogen is added to a position where the carbon of the tar formed at the time of carbonization of the coal is connected by a double bond or a triple bond so that the aliphatic carbon and the aromatic carbon contained in the total carbon are contained in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40 Hydrogen donating agent.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 수소 공여제는 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃이고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃이며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃인 수소 공여제.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen donor has a boiling point of 200 to 230 DEG C for distilling 10 wt% of the solution, a boiling point of 285 to 300 DEG C for distilling 50 wt% of the solution, and a boiling point of 90 wt% Wherein the temperature is 330 ° C to 360 ° C.
코크스 제조를 위한 원료탄에 첨가되는 첨가제의 제조 방법으로서,
석탄을 마련하는 과정;
수소화 타르를 마련하는 과정;
상기 석탄과 수소화 타르를 혼합하는 과정;
상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정;
상기 개질된 혼합물의 액상을 분리하는 과정; 및
상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정을 포함하고,
상기 수소화 타르를 마련하는 과정은, 석탄 건류시에 생성되는 타르에 수소를 첨가하여 마련되고,
상기 수소화 타르는 지방족 탄소 대비 방향족 탄소가 1:0.35 내지 1:0.40의 비율로 포함되는 첨가제 제조 방법.
A method for producing an additive added to coke for coke production,
The process of preparing coal;
A process of preparing hydrogenated tar;
Mixing the coal and hydrogenated tar;
Modifying a mixture of coal and hydrogenated tar;
Separating the liquid phase of the modified mixture; And
And recovering the dissolved substance from the liquid phase of the modified mixture,
The process for preparing the hydrogenated tar is performed by adding hydrogen to the tar produced at the time of coal leaching,
Wherein the hydrogenated tar contains aromatic carbon to aliphatic carbon in a ratio of 1: 0.35 to 1: 0.40.
삭제delete 삭제delete 청구항 4에 있어서,
상기 수소화 타르는 10 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 200℃ 내지 230℃이고, 50 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 285℃ 내지 300℃이며, 90 중량%를 증류하기 위한 끓는점의 온도가 330℃ 내지 360℃인 첨가제 제조 방법.
The method of claim 4,
The boiling point for distilling 10 wt% of the hydrogenated tar is 200 to 230 DEG C, the boiling point for distilling 50 wt% is 285 to 300 DEG C, the boiling point for distilling 90 wt% Lt; RTI ID = 0.0 > 330 C < / RTI >
청구항 4에 있어서,
상기 석탄과 수소화 타르가 혼합된 혼합물을 개질하는 과정은,
상기 혼합물을 300℃ 내지 500℃의 온도 및 60bar 내지 80bar의 압력을 갖는 반응 용기 내에서 40분 이상 반응시키는 과정을 포함하는 첨가제 제조 방법.
The method of claim 4,
The process of modifying the mixture of coal and hydrogenated tar,
Reacting the mixture in a reaction vessel having a temperature of 300 ° C to 500 ° C and a pressure of 60 bar to 80 bar for at least 40 minutes.
청구항 4에 있어서,
상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 용해분을 회수하는 과정 전에,
상기 개질된 혼합물의 액상으로부터 점결성이 없는 오일 성분을 분리하는 과정을 포함하는 첨가제 제조 방법.
The method of claim 4,
Before the process of recovering the solute from the liquid phase of the modified mixture,
And separating the non-cohesive oil component from the liquid phase of the modified mixture.
청구항 9에 있어서,
상기 오일 성분을 분리하는 과정은,
상기 개질된 혼합물의 액상을 상기 오일 성분의 끓는점 이상의 온도로 가열하여, 상기 오일 성분을 상기 용해분으로부터 분리하는 과정을 포함하는 첨가제 제조 방법.
The method of claim 9,
The process of separating the oil component comprises:
Heating the liquid phase of the modified mixture to a temperature above the boiling point of the oil component to separate the oil component from the dissolved component.
청구항 9에 있어서,
상기 오일 성분을 분리하는 과정은,
상기 개질된 혼합물의 액상을 350℃ 내지 450℃의 온도로 가열하여, 끓는점이 350℃ 내지 450℃ 미만인 오일 성분을 상기 용해분으로부터 분리하는 과정을 포함하는 첨가제 제조 방법.
The method of claim 9,
The process of separating the oil component comprises:
Heating the liquid phase of the modified mixture to a temperature of 350 ° C to 450 ° C to separate an oil component having a boiling point of less than 350 ° C to 450 ° C from the solution.
청구항 4에 있어서,
상기 첨가제 제조를 위한 상기 석탄은 미점탄을 포함하는 첨가제 제조 방법.
The method of claim 4,
Wherein the coal for preparing the additive comprises an untreated carbon.
청구항 4 및 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 하나의 방법으로 제조된 첨가제를 원료탄과 혼합하여 코크스를 제조하는 코크스 제조 방법.
A method for producing coke by mixing an additive prepared by any one of claims 4 and 12 with coke.
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