KR101759329B1 - System for amplifying coke-oven gas and this method - Google Patents
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Abstract
미분탄을 탄소촉매로 사용하여 반응 탄소량을 상승시켜 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여 제철소의 에너지원인 코크스 오븐 가스를 증량시킬 수 있도록, 파이넥스 공장에서 발생하는 이산화탄소를 탄화실에 공급하는 이산화탄소 공급장치; 이산화탄소가 공급된 탄화실에 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 공급장치; 상기 미분탄을 탄화실 내에서 이산화탄소와 반응시키는 미분탄/이산화탄소 반응장치 및 상기 미분탄을 탄화실 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 코크스 오븐 가스화하는 코크스 오븐 가스 증량장치를 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템 및 그 증량방법을 제공한다.A carbon dioxide supply device for supplying carbon dioxide generated from a FINEX plant to a carbonization chamber so as to increase the coke oven gas as an energy source of the steelworks by increasing the amount of reactive carbon by using pulverized coal as a carbon catalyst to increase the coke oven gas conversion rate of carbon dioxide; A pulverized coal supply device for supplying pulverized coal processed into a carbonized chamber supplied with carbon dioxide; A pulverized coal / carbon dioxide reactor for reacting the pulverized coal with carbon dioxide in a carbonization chamber, and a coke oven gas increasing device for reacting the pulverized coal with carbon in the carbonization chamber to gasify the carbon into the coke oven gas. ≪ / RTI >
Description
이산화탄소와 미분탄을 코크스 오븐의 탄화실에 함께 투입하여 코크스 오븐 가스를 증량시키는 시스템 및 방법을 개시한다.Disclosed is a system and method for adding carbon dioxide and pulverized coal to a carbonization chamber of a coke oven to increase the coke oven gas.
일반적으로 코크스 오븐은 고온의 탄화실에 석탄을 장입하고 연료가스에서 발생되는 열을 이용하여 석탄을 건류시키는데, 이때, 부산물로 코크스 오븐가스가 생성된다.Generally, the coke oven charges coal into a high-temperature carbonization chamber and uses the heat generated from the fuel gas to condense the coal. At this time, coke oven gas is produced as a by-product.
이렇게 생성된 코크스 오븐가스는 정제 과정을 통해 제철소 내에서 연료로 대부분 사용되고 있으나, 최근 코크스 오븐가스의 사용량이 증가됨에 따라 코크스 오븐가스를 증량시키는 방안이 연구되고 있다. 특히, 이산화탄소 문제의 부각으로 인해 수소 대량생산이 중요한 이슈로 부각되고 있는 바, 이 가운데 수소를 대량 생산할 수 있는 잠재적 원료로서 코크스 오븐가스가 주목을 받고 있다. The coke oven gas thus generated is mostly used as fuel in the steelworks through the refining process. However, recently, a method of increasing the coke oven gas as the use amount of the coke oven gas is increasing is being studied. Particularly, due to the incidence of carbon dioxide problem, mass production of hydrogen is becoming an important issue. Among them, coke oven gas is attracting attention as a potential raw material for mass production of hydrogen.
그러나, 미정제 코크스 오븐가스에는 타르, H2S 등이 물질이 존재하고 있어 고온 코크스 오븐가스의 헌열을 열교환 장치를 통해 에너지로 회수하기 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 일본에서는 고온 미정제 코크스 오븐가스에 포함된 타르를 촉매를 사용하여 분해하거나 산소를 투입하여 고온에서 부분 산화시켜 가연성 가스성분을 증량하는 연구가 이루어지고 있으나, 촉매 재생과 높은 산소 소모에 따른 기술적, 경제적 문제를 안고 있다.However, since untreated coke oven gas contains tar, H2S and the like, it is difficult to recover the heat of the high-temperature coke oven gas through the heat exchanger as energy. In order to solve this problem, in recent years, research has been carried out in Japan to decompose tar contained in a high temperature unfixed coke oven gas using a catalyst or to add oxygen to increase the amount of combustible gas by partial oxidation at a high temperature. However, It has technological and economic problems due to high oxygen consumption.
그리고, 탄소와 이산화탄소 또는 물과의 반응을 통해 일산화탄소 및 수소를 얻는 연구가 석탄가스화의 주요한 반응으로 주목을 받아왔지만, 가스화를 위해 고온의 열에너지가 필요한 실정이다.The study of carbon monoxide and hydrogen through the reaction of carbon with carbon dioxide or water has attracted attention as the main reaction of coal gasification. However, high temperature thermal energy is needed for gasification.
미분탄을 탄소촉매로 사용하여 반응 탄소량을 상승시켜 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여 제철소의 에너지원인 코크스 오븐 가스를 증량시킬 수 있도록 된 코크스 오븐 가스의 증량시스템 및 그 증량방법을 제공한다.The present invention provides a system for increasing the amount of coke oven gas and a method for increasing the coke oven gas, which is capable of increasing the coke oven gas conversion rate of carbon dioxide by increasing the amount of reactive carbon by using pulverized coal as a carbon catalyst.
코크스 오븐 가스의 증량시스템은, 파이넥스 공장에서 발생하는 이산화탄소를 탄화실에 공급하는 이산화탄소 공급장치; 이산화탄소가 공급된 탄화실에 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 공급장치; 상기 미분탄을 탄화실 내에서 이산화탄소와 반응시키는 미분탄/이산화탄소 반응장치 및 상기 미분탄을 탄화실 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 코크스 오븐 가스화하는 코크스 오븐 가스 증량장치를 포함한다.The system for increasing the coke oven gas includes a carbon dioxide supply device for supplying carbon dioxide generated from the FINEX plant to the carbonization chamber; A pulverized coal supply device for supplying pulverized coal processed into a carbonized chamber supplied with carbon dioxide; A pulverized coal / carbon dioxide reactor for reacting the pulverized coal with carbon dioxide in a carbonization chamber, and a coke oven gas increasing apparatus for reacting the pulverized coal with carbon in the carbonization chamber to gasify carbon into a coke oven gas.
상기 이산화탄소 공급장치는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 투입노즐을 더 포함한다.The carbon dioxide supply device further includes a carbon dioxide injection nozzle for supplying carbon dioxide.
상기 미분탄 공급장치는 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 투입관을 더 포함한다.The pulverized coal supply apparatus further includes a pulverized coal input pipe for supplying the pulverized coal to be processed.
상기 미분탄 공급장치는 공급되는 미분탄을 입자 지름 3mm 이하로 미분탄의 크기를 선별하는 선별기와, 선별된 미분탄을 건조하는 건조기와, 건조된 미분탄을 파쇄하는 파쇄기 및, 파쇄된 미분탄을 저장하는 미분탄 저장조를 포함한다.The pulverized coal supply device comprises a separator for sorting the pulverized coal to be supplied to a particle diameter of 3 mm or less, a dryer for drying the pulverized coal, a pulverizer for pulverizing the pulverized pulverized coal, and a pulverized coal storage tank for storing the pulverized pulverized coal .
상기 미분탄/이산화탄소 반응장치는 상기 이산화탄소 공급장치에서 공급되는 이산화탄소 및 상기 미분탄 공급장치에서 공급되는 미분탄이 탄화실에 투입되도록 탄화실 상부에 설치된 투입배관을 더 포함한다.The apparatus for pulverizing coal / carbon dioxide further includes a feed pipe installed above the carbonization chamber so that the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide feeder and the pulverized coal supplied from the pulverized coal supply device are fed into the carbonization chamber.
코크스 오븐 가스의 증량방법은, 코크스 오븐의 탄화실에서 코크스 오븐 가스에 이산화탄소를 공급하는 단계; 이산화탄소가 공급된 탄화실에 미분탄을 공급하는 단계; 및 상기 미분탄을 탄화실 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 가스화하는 단계를 포함한다.The method for increasing the coke oven gas includes the steps of: supplying carbon dioxide to the coke oven gas in the carbonization chamber of the coke oven; Supplying carbon monoxide to the carbonized chamber supplied with carbon dioxide; And reacting the pulverized coal with carbon in the carbonization chamber to gasify the carbon.
상기 미분탄 공급단계에서 미분탄은 상기 이산화탄소가 탄화실 내에 공급된 상태에서 1시간 이상 경과 후, 공급될 수 있다.In the pulverized coal supplying step, the pulverized coal may be supplied after the lapse of at least one hour while the carbon dioxide is supplied into the carbonization chamber.
상기 미분탄 공급단계에서 미분탄은 선별, 가열, 파쇄 및 이송하는 단계를 거쳐 코크스 오븐의 탄화실 내로 공급될 수 있다.In the pulverized coal supplying step, the pulverized coal may be supplied into the carbonization chamber of the coke oven through the steps of sorting, heating, crushing and conveying.
상기 미분탄 공급단계에서 투입되는 미분탄은 3mm 이하로 미분탄 크기를 선별할 수 있다.The pulverized coal charged in the pulverized coal supplying step may be selected to have a size of 3 mm or less.
상기 미분탄 공급단계에서 투입되는 미분탄은 잔여 수분을 제거시키기 위하여 건조시킨 후, 크기를 일정하게 파쇄시키는 단계를 거쳐 상온에서 저장한 상태로 이송시키는 과정을 거친다.The pulverized coal injected in the pulverized coal supplying step is dried to remove residual water, and then pulverized to a predetermined size, and the pulverized coal is transported in a stored state at room temperature.
상기 이산화탄소 공급단계 및 미분탄 공급단계에서 이산화탄소 투입노즐과 미분탄 투입관을 서로 연결하여 하나의 투입배관으로 코크스 오븐 상부의 장입홀을 통해 이산화탄소와 미분탄을 투입할 수 있다.In the carbon dioxide supplying step and the pulverized coal supplying step, the carbon dioxide injecting nozzle and the pulverized coal charging pipe may be connected to each other so that carbon dioxide and pulverized coal may be charged through a charging hole in the upper part of the coke oven by one charging pipe.
상기 미분탄 공급단계에서 상기 미분탄은 25℃ 상온, 1기압의 조건에서 500℃ 이산화탄소와 코크스 오븐 상층부에서 투입될 수 있다.In the pulverized coal supplying step, the pulverized coal may be introduced at a temperature of 25 ° C at room temperature and 1 atm at 500 ° C in carbon dioxide and coke oven upper layer.
본 시스템 및 방법에 따르면, 코크스 오븐 가스를 생산하는 공정에서 미분탄을 추가 투입함으로써 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여주고, 이를 통해 코크스 오븐 가스의 증량이 가능해져 이산화탄소의 자원화를 촉진할 수 있으며, 이는 이산화탄소 배출감소로 지구온난화 저감 효과 뿐만 아니라 제철산업의 이산화탄소 자원화 기술로 산업경쟁력을 확보할 수 있다.According to the present system and method, it is possible to increase the coke oven gas conversion rate of carbon dioxide by adding pulverized coal in the process of producing coke oven gas, thereby increasing the amount of coke oven gas and promoting the recycling of carbon dioxide, By reducing carbon dioxide emissions, it is possible to secure industrial competitiveness not only by reducing global warming effect, but also by technology of carbon dioxide recycling of steel industry.
또한, 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여 경제적인 이익을 도모할 수 있다.In addition, the conversion of carbon dioxide into coke oven gas can be increased to achieve economic benefits.
도 1은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템 공정순서를 도시한 순서도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 공정도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 고정개념을 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 세부 공정구성도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량방법의 과정을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄의 투입시점을 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄을 함께 투입했을 경우를 전산모사한 결과 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄을 함께 투입한 경우와 이산화탄소만 투입한 경우를 비교한 도면이다.FIG. 1 is a flowchart showing a process sequence of an increasing system of coke oven gas according to the present embodiment.
FIG. 2 is a view schematically showing a process of increasing the coke oven gas according to the present embodiment.
FIG. 3 is a view showing a process for a coke oven gas increasing system according to the present embodiment.
FIG. 4 is a view showing a fixing concept for an increasing system of coke oven gas according to the present embodiment.
FIG. 5 is a view showing a detailed process configuration of the coke oven gas increasing system according to the present embodiment.
6 is a flowchart showing a process of increasing the coke oven gas according to the present embodiment.
FIG. 7 is a view showing the injection timing of carbon dioxide and pulverized coal according to the present embodiment.
FIG. 8 is a graphical representation of a case where carbon dioxide and pulverized coal are charged together according to the present embodiment.
9 is a graph comparing the case where the carbon dioxide and the pulverized coal are injected together with the case where only the carbon dioxide is injected according to the present embodiment.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도 1은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템 공정순서를 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a flowchart showing a process sequence of an increasing system of coke oven gas according to the present embodiment.
도 2는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a process of increasing the coke oven gas according to the present embodiment.
도 3은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 공정도를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a process for a coke oven gas increasing system according to the present embodiment.
도 4는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 고정개념을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view showing a fixing concept for an increasing system of coke oven gas according to the present embodiment.
도 5는 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량시스템에 대한 세부 공정구성도를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view showing a detailed process configuration of the coke oven gas increasing system according to the present embodiment.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐 탄화실(10)에 이산화탄소를 주입하여 탄화실(10) 내 고온탄소와 반응시켜 코크스 오븐 가스(Coke Oven Gas : COG)를 생산시키는 공정에서 미분탄을 탄소촉매제로 추가 투입하여 발생 코크스 오븐 가스를 증량시키는 시스템을 개시한다.1 to 5, in the step of injecting carbon dioxide into the coke
본 실시예에서, 코크스 오븐 가스의 증량시스템은, 파이넥스 공장에서 발생하는 이산화탄소를 탄화실(10)에 공급하는 이산화탄소 공급장치(1)와, 이산화탄소가 공급된 탄화실(10)에 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 공급장치(2)와, 상기 미분탄을 탄화실(10) 내에서 이산화탄소와 반응시키는 미분탄/이산화탄소 반응장치(3) 및, 상기 미분탄을 탄화실(10) 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 코크스 오븐 가스화하는 코크스 오븐 가스 증량장치(4)를 포함한다.In this embodiment, the system for increasing the coke oven gas comprises a carbon
그리고, 상기 이산화탄소 공급장치(1)는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 투입노즐(20)을 더 포함할 수 있다.The carbon
또한, 상기 미분탄 공급장치(2)는 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 투입관(30)을 더 포함하고, 상기 미분탄 공급장치(2)는 공급되는 미분탄을 입자 지름 3mm 이하로 미분탄의 크기를 선별하는 선별기(50)와, 선별된 미분탄을 건조하는 건조기(60)와, 건조된 미분탄을 파쇄하는 파쇄기(70) 및, 파쇄된 미분탄을 저장하는 미분탄 저장조(80)를 포함할 수 있다.The pulverized
여기서, 상기 미분탄/이산화탄소 반응장치(3)는 상기 이산화탄소 공급장치(1)에서 공급되는 이산화탄소 및 상기 미분탄 공급장치(2)에서 공급되는 미분탄이 탄화실(10)에 투입되도록 탄화실(10) 상부에 설치된 투입배관(40)을 더 포함할 수 있다.The carbon monoxide concentration in the
즉, 상기 이산화탄소의 취입은 코크스 오븐 상층부의 장입홀에 이산화탄소 투입노즐(20)을 통하여 이루어지고 있다. 이 이산화탄소 투입노즐(20)을 미분탄 투입관(30)과 연결시켜 장입홀에 미분탄과 이산화탄소를 코크스 오븐 상부에 투입시킬 수 있다.That is, the blowing of the carbon dioxide is performed through the carbon
그러므로, 미분탄을 선별하여 기존에 함유되어 있는 수분함량(6~8 wt%)을 가열(Heating)로 건조시킨 뒤 파쇄, 이송을 거쳐 미분탄을 상기 미분탄 저장조(80)에 보관하여 이를 미분탄 투입관(30)을 통해 전달할 수 있고, 전달된 미분탄은 상기 투입배관(40)을 통해 상온에서 코크스 오븐 상층부의 장입홀을 따라 투입될 수 있다.Therefore, the pulverized coal is selected, and the moisture content (6 to 8 wt%) contained in the pulverized coal is dried by heating, and the pulverized coal is stored in the pulverized
상기 이산화탄소는 상기 이산화탄소 투입노즐(20)을 통해 전달된 후, 상기 투입배관(40)을 통해 코크스 오븐 상층부의 장입홀을 따라 투입될 수 있다.The carbon dioxide can be supplied through the carbon
도 6은 본 실시예에 따른 코크스 오븐 가스의 증량방법의 과정을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart showing a process of increasing the coke oven gas according to the present embodiment.
도 7은 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄의 투입시점을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view showing the injection timing of carbon dioxide and pulverized coal according to the present embodiment.
도 8은 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄을 함께 투입했을 경우를 전산모사한 결과 도면이다.FIG. 8 is a graphical representation of a case where carbon dioxide and pulverized coal are charged together according to the present embodiment.
도 9는 본 실시예에 따른 이산화탄소와 미분탄을 함께 투입한 경우와 이산화탄소만 투입한 경우를 비교한 도면이다.9 is a graph comparing the case where the carbon dioxide and the pulverized coal are injected together with the case where only the carbon dioxide is injected according to the present embodiment.
도 6에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐 가스의 증량방법은, 코크스 오븐의 탄화실(10)에서 코크스 오븐 가스에 이산화탄소를 공급하는 단계(S1); 이산화탄소가 공급된 탄화실(10)에 미분탄을 공급하는 단계(S2); 및 상기 미분탄을 탄화실(10) 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 가스화하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the method for increasing the coke oven gas includes the steps of: (S1) supplying carbon dioxide to the coke oven gas in the
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 미분탄은 상기 이산화탄소가 탄화실(10) 내에 공급된 상태에서 1시간 이상 경과 후, 공급될 수 있다.In the pulverized coal supplying step (S2), the pulverized coal may be supplied after one or more hours have passed since the carbon dioxide was supplied into the carbonization chamber (10).
그러므로, 상기와 같이 미분탄을 추가 투입함으로써 이산화탄소를 투입하여 코크스 오븐 가스로 변환되는 이산화탄소 전환율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the carbon dioxide conversion rate converted into the coke oven gas can be improved by adding the carbon dioxide by adding the pulverized coal as described above.
이를 위하여 상기 미분탄 공급단계(S2)에서 미분탄은 선별, 가열, 파쇄 및 이송하는 단계를 거쳐 코크스 오븐의 탄화실(10) 내로 공급될 수 있다.For this purpose, the pulverized coal may be supplied into the
즉, 상기 미분탄을 선별, 가열, 파쇄, 이송하는 단계와, 이산화탄소와 함께 미분탄을 탄화실(10)로 투입하는 단계 및 증량 코크스 오븐 가스의 분리단계를 거치도록 되어 있으며, 이산화탄소와 미분탄을 함께 투입하여 고온탄소와 반응시켜 코크스 오븐 가스를 증량시키는 공정의 전환율을 상승시킬 수 있다.That is, the step of selecting, heating, crushing, and transporting the pulverized coal, the step of charging the pulverized coal with the carbon dioxide into the
한편, 이산화탄소는 코크스 오븐 가동 후 14시간 이후에 투입되어야 비로소 일정 수준의 체류 시간을 확보할 수 있는 것은 물론, 코크스 오븐에 내장된 석탄 상부 온도가 800℃ 이상에 이르는 시점에서야 비로소 투입되는 이산화탄소와 코크스 오븐 내부에 부착된 카본의 흡열 반응이 진행되게 된다.On the other hand, carbon dioxide can be supplied only after 14 hours after the operation of the coke oven, and not only can a certain level of residence time be secured, but also the carbon dioxide and coke The endothermic reaction of the carbon adhered to the inside of the oven proceeds.
따라서, 가동 14시간 후, 이산화탄소를 투입한 후 탄화실(10) 내에 이산화탄소가 확산된 상태에서 1시간(가동 15시간 후) 뒤, 미분탄을 투입하는 것이 바람직하다. 투입되는 미분탄은 3mm 이하로 미분탄 크기를 선별하고, 잔여 수분을 제거시키기 위하여 건조시킨 후, 크기를 일정하게 파쇄시키는 단계를 거쳐 상온에서 저장한 미분탄을 이송시키는 과정을 거친다.Therefore, after 14 hours of operation, it is preferable to add carbon monoxide after 1 hour (after 15 hours of operation) in a state where carbon dioxide is diffused in the
또한, 상기 이산화탄소 공급단계(S1) 및 미분탄 공급단계(S2)에서 이산화탄소 투입노즐(20)과 미분탄 투입관(30)을 서로 연결하여 하나의 투입배관(40)으로 코크스 오븐 상부의 장입홀을 통해 이산화탄소와 미분탄을 투입할 수 있다.In the carbon dioxide supplying step S1 and the pulverized coal supplying step S2, the carbon
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 상기 미분탄은 25℃ 상온, 1기압의 조건에서 500℃ 이산화탄소와 코크스 오븐 상층부에서 투입될 수 있다.In the pulverized coal supply step (S2), the pulverized coal may be introduced into the upper part of carbon dioxide and coke oven at 500 ° C under the conditions of 25 ° C and 1 atm.
도 7에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐 상층부 탄화실에 투입되는 이산화탄소와 미분탄의 투입시기의 경우, 평균 코크스오븐의 건류시간은 24hr이며, 이를 기준으로 이산화탄소는 건류시작 후 14시간 후에 투입한다. 상기 이산화탄소가 탄화실에 투입되어 내부에 확산된 뒤인 1시간 뒤인 건류시작 15시간 후 미분탄을 투입하여 이산화탄소와 미분탄의 반응율을 상승시키고, 이에 따라 이산화탄소의 전환율을 상승시켜 코크스 오븐 가스를 증량할 수 있다.As shown in FIG. 7, in the case of the injection timing of the carbon dioxide and the pulverized coal charged into the upper carbonization chamber of the coke oven, the average time of the coke oven is 24 hours, and the carbon dioxide is introduced after 14 hours from the start of the carbonization. After 15 hours after the carbon dioxide is introduced into the carbonization chamber and diffused therein, carbonization is introduced 15 hours after the initiation of the carbonization, and the reaction rate of the carbon dioxide and the pulverized coal is increased. Accordingly, the conversion rate of carbon dioxide is increased to increase the coke oven gas .
도 8에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 및 미분탄 투입 시 이산화탄소 전환율을 예측하기 위해 전산모사를 한 결과로서, 이는 이산화탄소의 농도변화를 나타낸 결과로, 도면의 적색 부분이 이산화탄소 농도가 높은 것을 나타내는 것으로, 코크스 오븐 상층부 장입홀을 통하여 이산화탄소와 미분탄을 동시 투입한 뒤 이산화탄소가 전환되어 일산화탄소로 전환되면서 처음 투입구보다 가스 통로(Gas way)를 통해 반응 후 확산되어 농도가 점점 낮아짐을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 8, as a result of computer simulation in order to predict the conversion of carbon dioxide during the injection of carbon dioxide and pulverized coal, it is a result of showing the change in the concentration of carbon dioxide. The red part in the figure indicates a high carbon dioxide concentration, It can be seen that the carbon dioxide and the pulverized coal are simultaneously supplied through the upper oven loading hole and then the carbon dioxide is converted into carbon monoxide and the concentration is gradually lowered after the reaction through the gas path than the first inlet.
도 9에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 가스만 투입했을 시, 이산화탄소 가스와 미분탄을 투입했을 시의 전산모사 후 이산화탄소 전환율을 계산한 결과로서, 그 결과 이산화탄소 가스와 미분탄을 함께 투입했을 경우 이산화탄소 전환율 89.3%, 이산화탄소 가스만 투입했을 경우는 이산화탄소 전환율 72.8%을 나타냈다. 미분탄과 함께 투입했을 경우가 기존보다 약 17% 정도 이산화탄소 전환율이 상승했음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 9, when the carbon dioxide gas and the carbon monoxide were introduced, the carbon dioxide conversion rate was calculated. The carbon dioxide conversion rate was 89.3% And carbon dioxide conversion rate of 72.8% when only carbon dioxide gas was supplied. It can be confirmed that the carbon dioxide conversion rate is increased by about 17% when the coal is added together with the pulverized coal.
따라서, 코크스 오븐 가스를 생산하는 공정에서 미분탄을 추가 투입함으로써 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여주고, 이를 통해 코크스 오븐 가스의 증량이 가능해져 이산화탄소의 자원화를 촉진할 수 있으며, 이는 이산화탄소 배출감소로 지구온난화 저감 효과 뿐만 아니라 제철산업의 이산화탄소 자원화 기술로 산업경쟁력을 확보할 수 있고, 이산화탄소의 코크스 오븐 가스 전환율을 높여 경제적인 이익을 도모할 수 있다.Therefore, in the process of producing coke oven gas, it is possible to increase the conversion rate of coke oven gas of carbon dioxide by adding pulverized coal, thereby increasing the amount of coke oven gas and promoting the recycling of carbon dioxide, In addition to the effect of reducing global warming, it can secure industrial competitiveness through carbon dioxide recycling technology of the steel industry, and can increase the conversion rate of the coke oven gas of carbon dioxide, thereby achieving economic profit.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.
1 : 이산화탄소 공급장치 2 : 미분탄 공급장치
3 : 미분탄/이산화탄소 반응장치 4 : 코크스 오븐 가스 증량장치
10 : 탄화실 20 : 이산화탄소 투입노즐
30 : 미분탄 투입관 40 : 투입배관
50 : 선별기 60 : 건조기
70 : 파쇄기 80 : 미분탄 저장조1: Carbon dioxide supply device 2: Pulverized coal supply device
3: Pulverized coal / carbon dioxide reaction device 4: Coke oven gas increasing device
10: carbonization chamber 20: carbon dioxide injection nozzle
30: Pulverized coal input pipe 40: Input pipe
50: selector 60: dryer
70: Crusher 80: Pulverized coal storage tank
Claims (12)
이산화탄소가 공급된 탄화실에 가공된 미분탄을 공급하며, 이산화탄소가 공급된 상태에서 1시간 경과 후 미분탄을 공급하는 미분탄 공급장치;
상기 미분탄을 탄화실 내에서 이산화탄소와 반응시키는 미분탄/이산화탄소 반응장치; 및
상기 미분탄을 탄화실 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 코크스 오븐 가스화하는 코크스 오븐 가스 증량장치를 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템.A carbon dioxide feeder that supplies carbon dioxide from the FINEX plant to the carbonization chamber;
A pulverized coal supplying device for supplying pulverized coal processed into a carbonized chamber supplied with carbon dioxide and supplying pulverized coal after one hour has elapsed under the condition that carbon dioxide is supplied;
A pulverized coal / carbon dioxide reactor for reacting the pulverized coal with carbon dioxide in a carbonization chamber; And
And a coke oven gas increasing device for reacting the pulverized coal with carbon in the carbonizing chamber to gasify the carbon into the coke oven gas.
상기 이산화탄소 공급장치는 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 투입노즐을 더 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템.The method according to claim 1,
Wherein the carbon dioxide supply device further comprises a carbon dioxide injection nozzle for supplying carbon dioxide.
상기 미분탄 공급장치는 가공된 미분탄을 공급하는 미분탄 투입관을 더 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템.The method according to claim 1,
Wherein the pulverized coal supplying apparatus further comprises a pulverized coal charging pipe for supplying the pulverized coal to be processed.
상기 미분탄 공급장치는 공급되는 미분탄을 입자 지름 3mm 이하로 미분탄의 크기를 선별하는 선별기와, 선별된 미분탄을 건조하는 건조기와, 건조된 미분탄을 파쇄하는 파쇄기 및, 파쇄된 미분탄을 저장하는 미분탄 저장조를 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템.The method of claim 1,
The pulverized coal supply device comprises a separator for sorting the pulverized coal to be supplied to a particle diameter of 3 mm or less, a dryer for drying the pulverized coal, a pulverizer for pulverizing the pulverized pulverized coal, and a pulverized coal storage tank for storing the pulverized pulverized coal Containing coke oven gas.
상기 미분탄/이산화탄소 반응장치는 상기 이산화탄소 공급장치에서 공급되는 이산화탄소 및 상기 미분탄 공급장치에서 공급되는 미분탄이 상기 탄화실에 투입되도록 탄화실 상부에 설치된 투입배관을 더 포함하는 코크스 오븐 가스의 증량시스템.The method according to claim 1,
The system for increasing the amount of coke oven gas according to claim 1, wherein the pulverized coal / carbon dioxide reactor further comprises an inlet pipe installed above the carbonization chamber so that carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply device and pulverized coal supplied from the pulverized coal supply device are charged into the carbonization chamber.
이산화탄소가 공급된 탄화실에 미분탄을 공급하는 단계(S2); 및
상기 미분탄을 탄화실 내의 탄소와 반응시켜 탄소를 가스화하는 단계(S3)를 포함하고,
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 미분탄은 상기 이산화탄소가 탄화실 내에 공급된 상태에서 1시간 이상 경과 후, 공급될 수 있는 코크스 오븐 가스의 증량방법.(S1) supplying carbon dioxide to the coke oven gas in the carbonization chamber of the coke oven;
(S2) supplying carbon monoxide to the carbonized chamber supplied with carbon dioxide; And
(S3) reacting the pulverized coal with carbon in the carbonization chamber to gasify the carbon,
Wherein the pulverized coal is supplied in the pulverized coal supplying step (S2) after the lapse of at least one hour in a state where the carbon dioxide is supplied into the carbonization chamber.
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 미분탄은 선별, 가열, 파쇄 및 이송하는 단계를 거쳐 코크스 오븐의 탄화실 내로 공급될 수 있는 코크스 오븐 가스의 증량방법.The method according to claim 6,
Wherein the pulverized coal can be supplied into the carbonization chamber of the coke oven through the step of sorting, heating, crushing and transporting the pulverized coal in the pulverized coal supplying step (S2).
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 투입되는 미분탄은 3mm 이하로 미분탄 크기를 선별할 수 있는 코크스 오븐 가스의 증량방법.9. The method of claim 8,
Wherein the pulverized coal charged in the pulverized coal supplying step (S2) is capable of selecting the size of pulverized coal to be 3 mm or less.
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 투입되는 미분탄은 잔여 수분을 제거시키기 위하여 건조시킨 후, 크기를 일정하게 파쇄시키는 단계를 거쳐 상온에서 저장한 상태로 이송시키는 과정을 거치게 되는 코크스 오븐 가스의 증량방법.9. The method of claim 8,
Wherein the pulverized coal charged in the pulverized coal supplying step (S2) is dried in order to remove residual moisture, and then is pulverized to a predetermined size, and is transported in a state of being stored at room temperature.
상기 이산화탄소 공급단계(S1) 및 미분탄 공급단계(S2)에서 이산화탄소 투입노즐과 미분탄 투입관을 서로 연결하여 하나의 투입배관으로 코크스 오븐 상부의 장입홀을 통해 이산화탄소와 미분탄을 투입할 수 있는 코크스 오븐 가스의 증량방법.The method according to claim 6,
In the carbon dioxide supply step (S1) and the pulverized coal supply step (S2), the carbon dioxide injection nozzle and the pulverized coal charging pipe are connected to each other so that the carbon dioxide and the pulverized coal can be charged through the charging holes in the upper part of the coke oven Lt; / RTI >
상기 미분탄 공급단계(S2)에서 상기 미분탄은 25℃ 상온, 1기압의 조건에서 500℃ 이산화탄소와 코크스 오븐 상층부에서 투입될 수 있는 코크스 오븐 가스의 증량방법.12. The method of claim 11,
The method for increasing the amount of the coke oven gas in the pulverized coal supplying step (S2), wherein the pulverized coal can be supplied at 500 ° C carbon dioxide and coke oven upper part at 25 ° C and 1 atm.
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