KR101876263B1 - 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 건식 소화 설비(CDQ) 본체에 형성된 프리챔버에 적열 코크스를 투입하는 장입 단계; 상기 프리챔버 하부에 위치하는 냉각챔버로 적열 코크스를 이동시키는 반응준비 단계; 및 적열 코크스의 공급과 동시에 상기 냉각챔버에 일산화탄소를 주입시키는 일산화탄소 주입 단계를 포함하는 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 코크스 건식 소화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스 건식 소화(CDQ) 설비 내에 투입되는 순환 가스로써 일산화탄소를 사용함으로써, 보다 효율적인 열의 회수를 가능하게 하고, 다른 여러 공정의 환원 가스로 사용될 수 있는 고순도의 일산화탄소를 획득할 수 있는 코크스 건식 소화 방법에 관한 것이다.
제철 공정에서 고로용 코크스를 제조하기 위해서는 코크스 오븐에 배합탄을 투입하여 1,000℃ 이상의 온도에서 20 시간 가량 건류하고, 고온의 적열 코크스를 배출, 냉각한 후에 고로에 소결광과 함께 투입하여 선철을 제조하는 열원 및 환원제로 사용한다.
이러한 코크스 제조 공정에서 건류 후 배출되는 고온의 적열 코크스는 1,000℃ 이상의 고온을 가지고 있으므로, 이의 냉각을 위해 습식 또는 건식 냉각 방법을 사용하게 된다.
습식 냉각의 경우 고온의 현열 회수가 어려울 뿐만 아니라 다량의 폐수 및 분진 발생 등의 환경 문제를 유발하고 있다. 한편, 건식 냉각의 경우 일반적으로 코크스 건식 소화 설비(CDQ, Coke dry Quenching)를 활용하여, 질소(N2) 가스를 순환함으로써 코크스의 고온 현열을 회수하고 이를 활용해 증기 생산 및 발전을 하게 된다.
제철소 등에 설치되는 코크스 건식 소화설비(Coke Dry Quenching equipment: CDQ)는 코크스로(coke oven)에서 건류된 고온의 코크스를 냉각 가스로 소화하는 설비이며, 고온의 코크스를 서서히 냉각함으로써 품질을 향상시키고, 이로 인해 제철용 용광로의 조업 안정화를 꾀하고 있다.
코크스 건식 소화설비는 계 내에서 냉각 가스를 순환시킴으로써, 코크스 분진의 비산을 막을 수 있으며, 또한 에너지 절약을 위해 폐열 보일러 등의 열회수 장치를 이용하여 코크스의 현열을 회수할 수 있다.
종래의 코크스 건식 소화설비(1)는 도 1에 나타난 바와 같이, 코크스 장입구(10)가 상부에 형성된 프리챔버(2)와, 하부에 코크스 배출 장치(11)가 마련된 냉각챔버(3)가 위아래로 연결된 구성이다. 냉각챔버(3) 내의 바닥부 측 중앙에는, 냉각 가스를 분사하는 냉각 가스 공급 수단인 동시에, 코크스의 강하 흐름을 균일화하기 위한 블래스트 헤드(4)가 마련되어 있다. 또한, 냉각 가스의 일부는 냉각챔버(3)의 하부에 닿는 경사부에 원주상에 배치된 냉각 가스 공급 수단(예를 들면, 공급구(41))으로 냉각챔버(3) 내에 공급될 수 있다. 또한, 프리챔버(2)의 몸통부를 둘레방향으로 둘러싸도록, 냉각 가스를 배출하는 복수로 분할된 소연도(5;small flue)가 형성되어 있다.
상기 구성에 있어서, 코크스 장입구(10)를 통해 고온의 코크스(6)를 챔버 내에 장입하고, 코크스 배출 장치(11)에 의해 챔버 바닥부로부터 연속적으로 코크스를 배출한다. 이때, 챔버 내를 강하하는 코크스(6)는 블래스트 헤드(4)를 포함하는 챔버 하부로부터의 냉각 가스와 열교환하여 냉각된다. 한편, 열교환에 의해 고온으로 된 냉각 가스는 소연도(5)를 통해 챔버로부터 배출된다.
그리고 도시는 생략하지만, 배출된 가스는 제진기(除塵器)를 통과한 후, 폐가스 보일러 등의 열회수 장치에 공급되어 열이 회수되고, 다시 냉각 가스로서 챔버 내에 공급될 수 있다. 기존의 코크스 건식 소화 설비의 경우 적열 코크스 현열의 30% 미만을 전기로 회수하고 있다.
이에 따라, 코크스 건식 소화 설비의 운전에 있어서 순환 가스 내에 포함된 가스 성분을 제철 공정 또는 화학 산업용 원료로 활용할 수 있도록 하는 코크스 건식 소화 방법이 제공된다면 관련 분야에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
이에 본 발명의 한 측면은 현열 회수 효율이 향상되며, 환원 가스로 사용할 수 있는 고순도의 일산화탄소를 획득할 수 있는 코크스 건식 소화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 코크스 건식 소화 설비(CDQ) 본체에 형성된 프리챔버에 적열 코크스를 투입하는 장입 단계; 상기 프리챔버 하부에 위치하는 냉각챔버로 적열 코크스를 이동시키는 반응준비 단계; 및 적열 코크스의 공급과 동시에 상기 냉각챔버에 일산화탄소를 주입시키는 일산화탄소 주입 단계를 포함하는 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법이 제공된다.
상기 주입 단계에서 이산화탄소를 추가로 투입하여 일산화탄소 순환량(y, Nm3/hr/t-coke)과 이산화탄소 투입량(x, Nm3/hr/t-coke)을 하기 식(1)에 의해 조절하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
y = -6x + 1400 ..... 식(1)
상기 이산화탄소의 추가 투입과 동시에 냉각챔버에 물을 공급하여 하기의 반응식에 의한 반응이 진행되는 것이 바람직하다.
C(s) + H2O -> CO + H2 △H=131.3KJ/MOL ..... 식(3)
상기 코크스의 건식 소화 후 획득되는 일산화탄소를 이용하여 보일러와 열교환함으로써 전력을 생산하는 것이 바람직하다.
상기 이산화탄소 투입량(x)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 초과 240 Nm3/hr/t-coke 인 것이 바람직하다.
상기 일산화탄소 순환량(y)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 내지 1400 Nm3/hr/t-coke 미만인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 코크스 건식 소화 방법을 이용하는 경우 코크스 건식 소화 중 생산된 가연성 가스의 주성분이 일산화탄소(CO)이므로 제철 공정 등에서 철광석을 환원하기 위한 환원 원료 또는 화학 산업의 제품 합성을 위한 원료 등으로 사용될 수 있다. 나아가, 본 발명에 의하면 이용 목적에 따라 전기 생산량 및 일산화탄소 생산량을 조절할 수 있다.
도 1은 종래 코크스 건식 소화 설비를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 있어서, 이산화탄소 투입량에 따른 일산화탄소 순환량의 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 있어서, 이산화탄소 투입량에 따른 일산화탄소 순환량의 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
기존의 건식 소화 설비는 순한 가스로써 통상적으로 질소(N2)를 사용하나, 본 발명은 주 순환가스로써 일산화탄소(CO)를 이용한다.
보다 상세하게, 본 발명은 코크스 건식 소화 설비(CDQ) 본체에 형성된 프리챔버에 적열 코크스를 투입하는 장입 단계; 상기 프리챔버 하부에 위치하는 냉각챔버로 적열 코크스를 이동시키는 반응준비 단계; 및 적열 코크스의 공급과 동시에 상기 냉각챔버에 일산화탄소를 주입시키는 일산화탄소 주입 단계를 포함하는 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 코크스 건식 소화 방법을 나타낸 순서도이다. 본 발명의 코크스 건식 소화 방법은 장입 단계(S100), 반응준비 단계(S200), 및 일산화탄소주입 단계(S300), 나아가 활용 단계(S500)를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 코크스 건식 소화 설비(CDQ) 본체에 형성된 프리챔버에 적열 코크스를 투입하며, 코크스 버킷에 담겨 있는 약 1100℃ 정도의 적열 코크스를 윈치 리프트를 이용하여 코크스 건식 소화 설비(CDQ)본체에 형성된 프리챔버에 장입한다.
이러한 장입 단계(S100)가 이루어진 후에는 반응준비 단계(S200)가 진행된다. 이러한 반응준비 단계는 장입된 적열 코크스를 프리챔버에서 냉각챔버로 이동시키는 과정이다. 즉, 냉각챔버는 적열 코크스의 열을 회수하기 위한 일산화탄소와의 반응 공간에 해당된다. 반응준비 단계(S200)의 진행과 거의 동시에 일산화탄소주입 단계(S300)이 진행될 수 있다.
한편, 상기 일산화탄소주입 단계(S300)에서는 이산화탄소를 추가로 투입(S400)하여 일산화탄소 순환량(y, Nm3/hr/t-cok)과 이산화탄소 투입량(x, Nm3/hr/t-coke)을 하기 식(1)에 의해 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
y = -6x + 1400 ..... 식(1)
도 3을 참고하면 이산화탄소 투입량이 증가하면 일산화탄소 순환량이 감소되어 물리적 현열 회수량이 줄어들게 되며, 이에 따라 전기 발전량이 감소하게 되는 것을 확인할 수 있다.
즉, 실시예의 표 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 발전량을 증가시키기 위해서는 일산화탄소 순환량을 증가시키고, 일산화탄소 회수량을 증가시키기 위해서는 이산화탄소 투입량을 증가시켜야 하며, 이에 따라 일산화탄소 순환량(y, Nm3/hr/t-cok)과 이산화탄소 투입량(x, Nm3/hr/t-coke)은 상기 식(1)에 의해 조절될 수 있는 것을 확인할 수 있다.
상기 이산화탄소 투입량(x)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 초과 240 Nm3/hr/t-coke 인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 34 내지 204 Nm3/hr/t-coke 인 것이다.
상기 이산화탄소 투입량(x)이 적열 코크스 1톤을 기준으로 240 Nm3/hr/t-coke를 초과하는 경우에는 발전량이 과도하게 낮아지는 문제가 있다.
한편, 상기 일산화탄소 순환량(y)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 내지 1400 Nm3/hr/t-coke 미만인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 200 내지 1400 Nm3/hr/t-coke 미만인 것이다.
상기 일산화탄소 순환량(y)이 적열 코크스 1톤을 기준으로 1400 Nm3/hr/t-coke 이상인 경우에는 코크스 냉각 후 배출되는 일산화탄소의 배출 온도가 떨어지게 되어 발전 효율이 낮아질 수 있다.
상기와 같이 이산화탄소가 주입된 이후에는 냉각챔버 내에서 적열 코크스와 이산화탄소가 반응하면서 물리적, 화학적으로 현열을 회수할 수 있다. 이산화탄소는 대략 300℃ 미만의 낮은 온도 영역에서는 본 발명의 일산화탄소와 함께 코크스의 열교환 가스로 사용될 수 있으며, 대략 300℃ 이상의 고온에서는 열교환 가스의 기능을 할 수 있을 뿐만 아니라 코크스와 반응할 수 있는 반응 가스로서의 기능을 갖는다.
즉, 이산화탄소는 열교환 가스로서 물리적으로 열교환하는 것은 물론, 반응가스로서 활용하여 적열 코크스의 열에너지를 화학 에너지로도 회수할 수 있다. 이러한 이산화탄소가 주입된 후에 반응 과정의 반응식은 아래와 같다.
C(s) + CO2 -> 2CO △H=172.5KJ/MOL ..... 식(2)
적열 코크스와 이산화탄소는 반응하여 일산화탄소를 발생시킨다. 이러한 반응의 반응엔탈피(△H)는 172.5KJ/MOL에 해당된다. 즉, 냉각챔버라는 시스템 내에서 이루어지는 반응은 반응물인 적열 코크스(C(s))와 이산화탄소(CO2)가 갖는 반응 엔탈피보다 생성물에 해당되는 일산화탄소(CO)의 엔탈피가 증가하는 흡열반응에 해당된다.
따라서, 냉각챔버에 공급되는 적열 코크스의 온도가 대략 300℃ 이상이라면 상기한 반응식에 따라 급격한 흡열반응이 일어나게 되어 고온의 코크스의 열을 생성물인 고온의 일산화탄소로 회수할 수 있게 된다.
한편, 상기 냉각챔버에서는 물을 공급하는 물투입 과정이 상기 이산화탄소주입 과정(S400)과 동시에 진행되는 것이 바람직하다. 이러한 물투입 과정이 이산화탄소주입 과정(S400)과 동시에 진행되는 경우 냉각챔버에서는 또 다른 반응이 일어나게 되는데 그 반응식은 아래와 같다.
C(s) + H2O -> CO + H2 △H=131.3KJ/MOL..... 식(3)
즉, 적열 코크스가 공급된 냉각챔버에 물이 투입된 경우 일산화탄소와 수소 가스가 발생된다. 이러한 반응 과정의 반응 엔탈피(△H)는 131.3KJ/MOL에 해당되는데, 이러한 반응 엔탈피의 수치는 반응물인 적열코크스(C(s))와 물(H2O)의 엔탈피보다 생성물인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 엔탈피가 증가하는 흡열반응이라는 것을 의미한다.
따라서, 물을 투입하는 경우 이산화탄소 주입 과정(S400)에서와 마찬가지로 적열 코크스가 갖는 열을 효과적으로 회수할 수 있는 바, 생성물인 고열의 일산화탄소는 활용 과정(S500)에서 재활용될 수 있는 것이다.
본 발명에서는 추가로 활용 단계(S500)가 진행될 수 있다. 본 발명에서 획득되는 일산화탄소는 고온의 일산화탄소인데, 상기 활용 단계(S600)에서는 일산화탄소가 갖는 열에너지는 물론, 일산화탄소 가스 자체를 활용할 수도 있다. 즉, 상기 활용 단계(S500)에서는 다양한 형태로 일산화탄소 등을 재활용할 수 있다.
일산화탄소를 순환시키는 경우 적열 코크스 톤 당 200~1,400 Nm3/hr를 순환시킬 수 있고, 여기에 추가적으로 이산화탄소를 0 ~ 200 Nm3/hr로 투입하여 물리적 열교환에 의한 현열 회수 및 화학적 반응(Boudouard 반응, 흡열반응)에 의한 현열 회수를 동시에 진행할 수 있게 된다.
본 발명에 의해 획득된 고온의 일산화탄소는 이를 이용하여 증기와 열교환함으로써 증기 터빈을 구동하여 전력을 생산할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 코크스 건식 소화설비 본체(1)의 냉각챔버(3)에서 생산된 고온의 일산화탄소는 열교환기(20)를 통하여 발전시스템(30)에 열을 공급할 수 있다. 즉, 일반적인 발전시스템(30)에서 보일러에 공급되는 열을 일산화탄소의 열로 대체하는 것이다. 이로부터 일산화탄소가 갖는 열에너지는 발전시스템으로부터 전기에너지로 회수될 수 있는 것이다.
또한, 상기 언급한 활용 과정은 생성된 일산화탄소를 고로에 투입하는 형태로 이루어질 수 있다. 일반적으로 제철공정에서는 철광석과 원료탄인 유연탄을 높이 약 100m의 고로에 넣은 뒤 1,200℃ 정도의 뜨거운 바람을 불어 넣으면 원료탄이 타면서 나오는 열에 의해 철광석이 녹아 쇳물을 만드는 과정을 거치게 된다. 이러한 철광석은 산소가 결합된 산화물의 형태인 바 필수적으로 환원제가 필요한데, 본 발명에서 생성된 일산화탄소는 고로에 직접 주입되어 환원가스로 활용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 일산화탄소가 고로에 공급되어 산소가 결합된 산화물의 형태인 철광석을 환원시키는 바, 그 반응식들은 아래와 같다.
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 ..... 식 (4)
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 ..... 식 (5)
FeO + CO → Fe + CO2 ..... 식 (6)
즉, 철광석의 환원에 의해서 고로에서는 이산화탄소가 생성되는데, 이러한 이산화탄소는 본 발명의 이산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법이 적용되는 CDQ본체(1)의 냉각챔버(3)에 직접 공급되거나, 이산화탄소만을 분리 회수, 공급되어 재활용될 수 있다.
한편, 1기압(1atm) 하의 대략 300℃ 미만에서 이산화탄소는 적열 코크스와 화학적으로 반응하지 않는 바, 이 때에는 이산화탄소는 열교환 가스로서의 기능만을 하게 된다. 그러나, 적열코크스가 대략 300℃ 이상이 되는 경우 이산화탄소는 화학적으로 반응하기 시작한다. 적열코크스가 대략 1030℃에 이른 경우에는 공급되는 이산화탄소는 모두 적열 코크스와 반응하는 바, 일산화탄소의 생성량은 최대가 된다.
따라서, 적열 코크스의 온도는 대략 300℃ 이상으로 유지하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1030℃ 이상으로 유지한다.
또한, 대략 400℃ 미만에서 적열코크스와 이산화탄소는 반응하지 않는 바, 이산화탄소는 열교환 가스로서의 기능만을 하지만, 그 이상이 되면 반응 가스로서의 기능까지 하게 된다. 특히, 적열코크스가 1,000℃ 이상이면 일산화탄소의 생성량은 최대가 된다.
본 발명과 같이 순환 가스를 일산화탄소로 대체하고 여기에 추가적으로 이산화탄소를 투입할 경우 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 제철 공정에서 환원 가스로 사용할 수 있는 고순도의 일산화탄소를 제조할 수 있다. 이러한 일산화탄소는 고순도로 정제 과정을 단순화하여 저비용의 일산화탄소를 대량 제조 가능하며, 화학 산업의 원료로 이용 가능하다.
나아가, 본 발명에 의하면 적열 코크스의 현열을 이용하여 목적에 따라 전기 생산량 또는 이산화탄소의 처리량 및 일산화탄소 생산량을 가변적으로 조절할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 이산화탄소 투입량에 따른 일산화탄소 순환량의 변화
본 실험에서는 이산화탄소 투입량에 따른 일산화탄소 순환량의 변화를 확인하기 위하여 CDQ 모사 실험 장치를 활용하여 미리 간접 가열된 코크스에 가스 종류 및 투입량을 변화시키면서 실험을 진행하였다.
그 결과를 도 3에 나타내었으며, 도 3을 참고하면 이산화탄소 투입량이 증가하면 일산화탄소 순환량이 감소되어 물리적 현열 회수량이 줄어들게 되며, 이에 따라 전기 발전량이 감소하게 되는 것을 확인할 수 있다. 이산화탄소 투입량 증가에 따른 발전량 및 일산화탄소 회수량은 다음의 표 1 및 표 2와 같다.
하기 표 1에서는 일산화탄소 순환량에 따른 이산화탄소 투입량의 변화를 나타내었고, 이 때 적열 코크스 1톤을 기준으로 하였다.
공급((Input) | ||
CO 순환량(Nm3/hr) | CO2 투입량(Nm3/hr) | |
실시예 1 | 1,400 | 0 |
실시예 2 | 1,200 | 34 |
실시예 3 | 1,000 | 68 |
실시예 4 | 800 | 102 |
실시예 5 | 600 | 136 |
실시예 6 | 400 | 170 |
실시예 7 | 200 | 204 |
하기 표 2에서는 상기 표 1의 각 일산화탄소 순환량에 따른 발전량 및 일산화탄소 회수량의 변화를 나타내었고, 이 때 역시 적열 코크스 1톤을 기준으로 하였다.
생산(Output) | ||
발전량(kW) | CO 회수량(Nm3/hr) | |
실시예 1 | 169 | 0 |
실시예 2 | 145 | 65 |
실시예 3 | 121 | 129 |
실시예 4 | 97 | 194 |
실시예 5 | 73 | 258 |
실시예 6 | 48 | 323 |
실시예 7 | 24 | 388 |
상기 표 1 및 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 발전량을 증가시키기 위해서는 일산화탄소 순환량을 증가시키고, 일산화탄소 회수량을 증가시키기 위해서는 이산화탄소 투입량을 증가시켜야 하며, 일산화탄소 순환량(y, Nm3/hr/t-coke)과 이산화탄소 투입량(x, Nm3/hr/t-coke)은 하기 식(1)에 의해 조절될 수 있는 것을 확인할 수 있다.
y= -6x + 1400 ..... 식(1)
이와 같은 데이터를 근거로 하면 일산화탄소 순환 팬과 이산화탄소 주입 팬 간의 조절을 통해 조업 조건의 변경이 가능하다. 즉, 이러한 일산화탄소 순환량 및 이산화탄소 투입량의 조절을 위한 순환 팬과 투입 팬을 조업 조건에 따라 운전하면서, 나아가 가스 배출관에서의 가스 온도 및 농도를 계측하여 이산화탄소 투입량 및 일산화탄소 순환량을 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1: 코크스 건식 소화설비
2: 프리챔버
3: 냉각챔버
4: 블래스트 헤드
5: 소연도
6: 코크스
10: 코크스 장입구
11: 코크스 배출 장치
20: 열교환기
30: 발전시스템
41: 냉각 가스 공급구
S100: 장입 과정
S200: 반응준비 과정
S300: 일산화탄소주입 과정
S400: 이산화탄소주입 과정
S500: 활용 과정
2: 프리챔버
3: 냉각챔버
4: 블래스트 헤드
5: 소연도
6: 코크스
10: 코크스 장입구
11: 코크스 배출 장치
20: 열교환기
30: 발전시스템
41: 냉각 가스 공급구
S100: 장입 과정
S200: 반응준비 과정
S300: 일산화탄소주입 과정
S400: 이산화탄소주입 과정
S500: 활용 과정
Claims (6)
- 코크스 건식 소화 설비(CDQ) 본체에 형성된 프리챔버에 적열 코크스를 투입하는 장입 단계;
상기 프리챔버 하부에 위치하는 냉각챔버로 적열 코크스를 이동시키는 반응준비 단계;
적열 코크스의 공급과 동시에 상기 냉각챔버에 일산화탄소를 주입시키는 일산화탄소 주입 단계; 및
상기 주입 단계에서 이산화탄소를 추가로 투입하여 일산화탄소 순환량(y, Nm3/hr/t-coke)과 이산화탄소 투입량(x, Nm3/hr/t-coke)을 하기 식(1)에 의해 조절하는 단계를 포함하며,
상기 이산화탄소 투입량(x)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 초과 240 Nm3/hr/t-coke 이하인, 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법.
y = -6x + 1400 ..... 식(1)
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소의 추가 투입과 동시에 냉각챔버에 물을 공급하여 하기의 반응식에 의한 반응이 진행되는 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법.
C(s) + H2O -> CO + H2 △H=131.3KJ/MOL ..... 식(3) - 제1항에 있어서, 상기 코크스의 건식 소화 후 획득되는 일산화탄소를 이용하여 보일러와 열교환함으로써 전력을 생산하는 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 일산화탄소 순환량(y)은 적열 코크스 1톤을 기준으로 0 내지 1400 Nm3/hr/t-coke 미만인 일산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법.
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JPS6036585A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | コ−クス乾式消火方法 |
JP2009173938A (ja) * | 2009-03-05 | 2009-08-06 | Nippon Steel Corp | コークス乾式消火方法 |
KR20100124610A (ko) * | 2009-05-19 | 2010-11-29 | 주식회사 포스코 | 이산화탄소를 이용한 코크스 건식 소화 방법 |
-
2012
- 2012-09-19 KR KR1020120104222A patent/KR101876263B1/ko active IP Right Grant
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JP2009173938A (ja) * | 2009-03-05 | 2009-08-06 | Nippon Steel Corp | コークス乾式消火方法 |
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