KR101879090B1 - 코크스 오븐 가스 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents

코크스 오븐 가스 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코크스 오븐 가스중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 코크스 오븐 가스를 활성탄흡착 설비에 통과시킴으로써 유기성 불순물을 활성탄에 흡착시켜서 제거하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 유기성 불순물이 제거된 코크스 오븐 가스를 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온스크러버에 통과시켜서 이온교환섬유에 의해 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계 처리가 행하여진 코크스 오븐 가스를 건조설비에 통과시켜서 수분 및 수용성 불순물을 제거하는 제 3 단계를 포함하는 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법, 및 이에 사용되는 장치가 제공된다. 본 발명에 의한 방법 및 장치에 의해, COG 중의 유기성 불순물, 산성 불순물, 및 염기성 불순물, 수분이 99중량% 이상 제거되며, 이와 동시에 수용성 불순물도 저감된다.

Description

코크스 오븐 가스 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR REMOVING IMPURITIES IN COKES OVEN GAS}
본 발명은 코크스 오븐 가스(Cokes Oven Gas, 이하, 'COG'라 하기도 한다) 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 COG를 COG 중의 메탄 및 탄화수소 성분을 수소로 전환하는 스팀개질 촉매반응공정에 도입하는 전 단계에서 촉매독으로 작용할 수 있는 코크스 오븐 가스 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
제철공정에서 발생하는 부생가스 중 COG는 코크스 제조공정에서 석탄을 건류할 때 발생하는 가연성 혼합가스로 수소, 메탄, 일산화탄소 등이 주성분을 이루고 있으며, COG에 대한 보다 상세한 조성 및 물성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
[표 1] 제철소 COG의 조성 및 물성
Figure 112016126302566-pat00001

이러한 COG에는 화성공정에서 정제 후에도 기타 소량의 황화수소(H2S), 시안화수소(HCN), 암모니아((NH3) 등의 수용성 불순물 및 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 크실렌(Xylene), 타르, 나프탈렌 등의 유기물질이 포함되어 있으며, 보다 상세한 불순물 함량은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.
[표 2]
Figure 112016126302566-pat00002

이와 같은 COG는 제철소에서 가열로 등의 연료가스로 전량 사용되고 있는 중요한 열원이다. 그러나, 그 사용에 있어서 각종 불순물의 배관 내 퇴적으로 인하여 각종 문제를 유발하고 있다.
즉, COG 압력강하에 의한 라인속도 감속, 배관퇴적물 제거를 위한 생산휴지, 계측기, 밸브류의 분해수리 및 배관청소를 위한 정비시간 과다 등으로 인해 생산성이 저하될 수 있으며, 연소버너의 노즐 막힘에 의한 폭발사고의 우려도 있다.
또한, 열처리 불량에 의한 재질불량, COG 압력변동에 의한 재질불량, 계측기의 작동 및 제어불량에 의한 재질불량 등의 품질불량 문제가 초래될 수 있으며, 직화로의 경우 백색반점 등의 제품 표면결함이 유발될 수 있다.
제철소에서는 이러한 COG 사용 개소에서의 문제점들을 해결하기 위하여 COG 배관 폐쇄 원인 물질을 제거할 수 있는 방안들이 검토되고 있으며 일부는 실제 현장에서 적용되고 있다.
COG 배관 내 퇴적물 생성의 주원인은 COG 내의 황화수소이며 그밖에 HCN, NH3 및 나프탈렌, 타르 등인데, 이들은 포화 이상으로 존재하는 수분에 의하여 퇴적 및 부식이 촉진되는 것으로 밝혀지고 있다. 각 물질별 퇴적 및 부식작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 산소는 0.1~1.0 vol% 정도 함유되어 배관부식의 원인물질이 되고 황화수소 및 시안화수소를 산화시켜 퇴적시키는 작용을 하며, 수분은 포화 이상으로 함유되어 응축수를 형성하며 부식 및 퇴적반응을 촉진한다. 황화수소는 0.3~3.0 vol% 정도 함유되어 산화반응 후, 원소 황으로 퇴적되며 암모니아 및 수산화철과 착염을 생성한다. 시안화수소는 0.1~0.3 vol% 정도 함유되어 산화반응 후, 배관을 부식시켜 퇴적물을 형성하며, 나프탈렌 및 그 유도체는 0.02 vol% 정도 함유되어 온도 하락시, 결정화가 진행되고, 산화질소는 0.0001 vol% 정도 함유되어 산소 및 불포화탄화수소와 반응하여 점액질을 생성한다.
제철공정에서 상기 불순물들을 제거하기 위하여 부생 COG를 암모니아수로 플러싱, 1차냉각기로 냉각한 후 전기 집진기를 거쳐 블로워(blower)를 통과시키고, 이 때 상승된 온도를 최종냉각기에서 30℃정도로 떨어뜨린다. 이후 암모니아 흡수탑을 거쳐 암모니아가 흡수되고 벤졸 스크러버(Benzol scrubber)에서 BTX, 타르, 나프탈렌 등이 흡수된다.
암모니아 흡수탑에 쓰이는 흡수액은 디캔터(Decanter)에서 나오는 안수와 흡수탑을 통과한 흡수액을 증류기(Still)에서 재처리한 탈안수와 연수의 혼합액이다. 흡수탑을 거쳐 나오는 흡수액은 증류기에서 암모니아 및 이와 같이 흡수된 일부의 황화수소, 시안화수소 등이 뽑아진 다음 폐수처리장으로 가고, 증류기에서 나오는 암모니아 및 수증기, 황화수소, 시안화수소 등의 혼합가스는 분해로로 들어가서, 암모니아는 수소와 질소로 분해되었다가 다른 가스와 같이 연소되어 질소, 수증기, SOx, NOx 등으로 공기 중에 배출된다.
이와 같은 화성공장에서의 COG 정제 후에도 황화수소, 암모니아, 시안화수소 등의 불순물이 소량 존재하며, 이를 제거하기 위하여 냉연공장 등에서는 가성소다용액을 주성분으로 하는 흡수액을 이용하여 불순물을 제거하고 있다.
한편, COG는 COG 중의 메탄(CH4) 및 탄화 수소 성분을 수소로 전환시켜서 이용하기 위해 스팀개질 촉매반응에 사용되고 있다. 그러나, 상기한 바와 같이, COG 중에 포함되어 있는 다양하고 제거하기 어려운 불순물은 스팀개질 촉매반응에서 촉매독으로 작용한다. 따라서, COG 중의 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 COG 중의 불순물을 효과적으로 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, COG를 스팀개질 촉매반응공정에 도입하기 전 단계에서 촉매독으로 작용할 수 COG 중의 불순물을 효과적으로 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면,
코크스 오븐 가스를 활성탄흡착 설비에 통과시킴으로써 유기성 불순물을 활성탄에 흡착시켜서 제거하는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 유기성 불순물이 제거된 코크스 오븐 가스를 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온교환스크러버에 순차적으로 통과시켜서 이온교환섬유에 의해 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하는 제 2 단계; 및
상기 제 2 단계 처리가 행하여진 코크스 오븐 가스를 건조설비에 통과시켜서 수분 및 수용성 불순물을 제거하는 제 3 단계를 포함하는 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법이 제공된다.
상기 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법은 코크스 오븐 가스를 스팀개질 촉매 반응 공정에 도입하기 전에 행하여질 수 있다.
상기 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법은 상기 제 1단계, 제 2단계 및 제 3 단계가 순차적으로 행하여질 수 있다.
상기 건조설비에는 알루미나 및 제올라이트로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종이 충전된다.
또한, 본 발명에 의하면,
코크스 오븐 가스 중의 유기성 불순물이 활성탄에 흡착되어 제거되는 활성탄흡착 설비;
코크스 오븐 가스 중의 산성 불순물 및 염기성 불순물이 제거되는 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온스크러버; 및
코크스 오븐 가스 중의 수분 및 수용성 불순물이 제거되는 건조설비를 포함하는 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 장치가 제공된다.
상기 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 장치는 배관에 의해 활성탄 흡착 설비, 이온교환스크러버 및 건조설비가 순차적으로 연결된다.
상기 장치 중 건조설비에는 알루미나 및 제올라이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종이 충전된다.
본 발명에 의한 COG 중의 불순물을 제거하는 방법 및 장치에 의해, COG 중의 유기성 불순물, 산성 불순물, 및 염기성 불순물이 99중량% 이상 제거되는 우수한 효과를 나타낸다. 뿐만 아니라, 수분도 99중량% 이상 제거되며, 이와 동시에 수용성 불순물도 저감된다. 나아가, 본 발명에 의한 방법으로 불순물이 제거된 COG는 스팀개질 촉매에 독으로 작용하는 불순물, 예를 들어, 황화수소 등이 제거된 것으로, 스팀 개질 반응에 사용되는 경우에 촉매의 성능을 안정되므로, 수소 생산성 저하가 방지된다.
도 1은 본 발명에 의한 COG의 불순물 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 COG 중의 불순물, 구체적으로 유기성 불순물, 산성 불순물, 염기성 불순물, 수분 및 수용성 불순물을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, COG 중의 메탄 및 탄화수소를 수소로 전환하는 스팀개질 촉매반응공정에 COG를 도입하기 전 단계에서 촉매독으로 작용할 수 COG 중의 불순물을 효과적으로 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
COG에는 다양한 종류의 불순물이 포함되어 있어, 단일한 공정처리로 COG 중의 불순물을 효과적으로 제거할 수 없는 문제가 있다. 본 발명에서는 다양한 정제 기술 및 장치를 복합적으로 사용함으로써 COG의 불순물이 효과적으로 제거된다. 특히, COG를 이용한 스팀개질 촉매반응에서 촉매독으로 작용하는 불순물들이 효과적으로 제거된다.
본 발명에 의한 코크스 오븐 가스 중의 불순물 제거 방법은 유기성 불순물 제거단계 (제1단계), 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하는 단계 (제2단계) 및 수분 및 수용성 불순물을 제거하는 단계 (제3단계)를 포함한다.
유기성 불순물은 타르(Tar), 나프탈렌, BTX 등을 포함한다. 상기 산성 불순물은 황화수소(H2S), 시안화수소(HCN) 등을 그리고 염기성 불순물은 암모니아(NH3) 등을 포함한다. 수용성 불순물은 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 전단계인 산성 불순물 및 염기성 불순물의 제거 과정에서 생성되는 염 종류 및 미반응 암모니아 등일 수 있다.
본 발명에 의한 불순물 제거 방법에서 상기 단계는 제1단계, 제2단계, 및 제3단계가 순차적으로 행하여지는 것이 바람직하다. 유기성 불순물 중 타르나 나프탈렌은 고착을 유발하기 때문에 가장 먼저 제거하는 것이 중요하다. 그 후, 두번째로 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하고 마지막으로 수분 및 수용성 불순물을 제거한다. 수용성 불순물은 전단계인 산성 불순물 및 염기성 불순물의 제거 과정에서 생성되는 염 종류 및 미반응 암모니아 등이므로, 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하고 마지막으로 수분 및 수용성 불순물을 제거한다.
불순물 제거 단계를 상기한 순서로 행함으로써 불순물 제거 방법에서 공정의 막힘 및 장치에서 펌프의 고착 등이 방지된다. 염 성분 등이 존재하면 승압 펌프의 임펠라 등에 고착하여 설비의 고장을 유발함으로, 이들을 최종 단계에서 제거한다.
제1단계에서는 코크스 오븐 가스를 활성탄흡착 설비에 통과시킴으로써 유기성 불순물이 활성탄에 흡착제거된다.
상기 COG는 수소와 메탄이 주성분인 가연성 가스이기 때문에 설비 전체가 방폭 기능을 가져야 하며, 활성탄 흡착설비와 재생설비가 2~3 세트로 이루어져 흡착과 재생을 적절하게 수행하여 연속운전이 이루어지는 것이 바람직하다. 활성탄의 재생은 150~200℃의 질소를 이용하여 수행하며, 활성탄이 가연성 물질을 흡착하고 있기 때문에 탈착되는 질소는 축열식 산화장치나 촉매산화장치를 통한 후 배출한다.
그 후, 유기성 불순물이 제거된 코크스 오븐 가스를 이온교환섬유가 충전된 이온교환스크러버에 통과시켜서 이온교환섬유에 의해 산성 불순물 및 염기성 불순물이 제거된다. 상기 이온교환스크러버로는 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버와 양이온교환섬유가 충전된 양이온교환스크러버가 순차적으로 사용된다. 상기 음이온교환섬유 및 양이온교환섬유는 특히 한정되지 않으며, 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 종류가 사용될 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 음이온교환섬유로는 방사선을 조사하여 부직포에 라디칼, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, P-NR3OH기를 생성시킨 타입의 음이온교환섬유(P-NR3OH 타입, P는 -NR3OH가 지지되는 고분자 물질, 매개체 및/또는 섬유이며, R은 유기고분자, 탄화수소기 등임)가 사용될 수 있다. 양이온교환섬유로는 방사선을 조사하여 부직포에 라디칼, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, -SO3H기를 생성시킨 타입의 양이온교환섬유(P-SO3H 타입, P는 -SO3H가 지지되는 고분자 물질, 매개체 및/또는 섬유임)가 사용될 수 있다.
산성 불순물을 제거하기 위하여는 음이온교환섬유가 충진된 음이온교환스크러버가 이용되고, 염기성 불순물을 제거하기 위하여는 양이온교환섬유가 충진된 양이온교환스크러버에 COG를 통과시킨다. COG에는 산성가스가 상대적으로 많이 존재하기 때문에 1차적으로 산성 불순물을 제거하는 음이온교환스크러버에 먼저 통과된다. 그 후, 2차로 암모니아 등의 염기성 불순물을 제거하기 위해 양이온교환스크러버를 통과시킨다. 음이온교환스크러버와 양이온교환스크러버에서의 반응은 예를 들어, 하기 반응식 (1) 내지 (4)와 같다.
P-NR3OH + H2S → P-NR3SH + H2O (흡착반응) - (1)
P-NR3SH + 2NaOH P-NR3OH + Na2S + H2O (탈착반응) - (2)
P-SO3H + NH3 P-SO3NH4 (흡착반응) - (3)
2P-SO3NH4 + H2SO4 2P-SO3H + (NH4)2SO4 (탈착반응) - (4)
한편, 이온교환스크러버 폐액을 상호 중화시켜 폐수 발생량을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 산성 불순물을 제거하는 음이온교환스크러버에는 재생액으로 5% NaOH 용액을, 그리고 염기성 불순물을 제거하는 양이온교환스크러버에는 재생액으로 5% H2SO4 용액을 사용한다. 재생액에는 각각의 가스가 반응하여 생성된 Na2S, (NH3)2SO4염과 미반응 NaOH와 H2SO4 등이 존재하며, 이를 상호 혼합하여 중화 처리함으로써 약품비 및 폐수양을 최소화할 수 있다.
마지막으로, 상기 제 2 단계 처리가 행하여진 코크스 오븐 가스를 건조설비에 통과시켜서 수분 및 수용성 불순물을 제거한다.
상기 건조설비에는 제습제가 충전된다. 제습제는 특히 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 것이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 알루미나 및/또는 제올라이트가 충전된다. 현재 가스건조에는 상업적으로 알루미나와 제올라이트가 많이 사용 되고 있어 상업화된 건조설비를 준용하는 것이 가능하나 가연성가스 이기 때문에 설비 전체가 수소 등급 방폭이 되어야 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 COG 중의 불순물 제거 방법으로 처리된 COG는 이 후, 스팀개질 촉매반응에 도입될 수 있다.
본 발명에 의하면, COG 중의 불순물을 제거하는 장치가 또한 제공된다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 도 1에 본 발명에 의한 COG의 불순물 제거 장치를 개략적으로 나타내었다. 또한, 상기 COG 중의 불순물 제거 방법에 대한 내용은 COG 중의 불순물 제거 장치에 모두 적용된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 COG 중의 불순물을 제거하는 장치는 활성탄 흡착설비 (1), 이온교환스크러버 (2) 및 건조설비 (3)를 포함한다. 활성탄 흡착설비 (1), 이온교환스크러버 (2) 및 건조설비 (3)는 이러한 순서로 배관으로 순차적으로 연결된다. 배관에서는 밸브 등으로 COG의 유량 및 유입이 조절될 수 있다.
상기 활성탄 흡착설비 (1)에, 불순물을 함유하는 COG를 통과시킴으로써, COG 중의 유기성 불순물이 활성탄에 흡착되어 제거된다. 활성탄 흡착설비 (1)에서 처리되고 배출되는 COG는 이온교환섬유가 충전된 이온교환스크러버 (2)에 유입된다. 이온교환 스크러버는 산성 불순물을 제거하는 음이온교환섬유가 충진된 음이온교환스크러버(2-1)와 염기성 불순물을 제거하는 양이온교환섬유가 충진된 양이온교환스크러버(2-2)를 포함한다. 이온교환스크러버 (2)를 통과함에 따라, COG 중의 산성 불순물 및 염기성 불순물이 제거된다. 그 후, 마지막으로, COG는 건조설비(3)에 유입되어, 수분 및 수용성 불순물이 마지막으로 제거된다.
상기 건조설비(3)를 통과하여 불순물이 제거된 COG는 후속적으로 스팀개질 촉매반응공정에 도입될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이하의 실시예는 본 발명의 일 구현예에 대한 예시로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
실시예 1 내지 3
불순물을 함유하는 COG를 활성탄흡착설비에 통과시켰다. 본 실시예에서 사용된 COG는 불순물로서, BTX, 나프탈렌, 타르, 황화수소, 시안화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 수분 등을 포함한다.
이때 공정조건은 다음과 같이 하였다. 흡착탑은 직경 200mm, 길이 1,200mm의 원형을 사용하였으며 COG 가스의 유량은 2,000ml/min, 온도는 25℃였다. 연속적으로 2시간 시험하였으며 불순물양 대비 활성탄이 충분하여 파과는 보이지 않았다. 실시예 1~3은 동일 조건에서 실시하였다.
활성탄흡착설비를 통과함에 따른 유기성 불순물의 제거율을 하기 표 3에 나타내었다. 시험결과 98~99wt%의 유기성 불순물의 제거율을 나타내었다.
[표 3] 유기성 불순물의 제거율
Figure 112016126302566-pat00003

실시예 4 내지 6
상기 실시예 2에서 유기성 불순물이 제거된 COG를 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온교환스크러버에 순차적으로 통과시켜서 산성불순물 및 염기성 불순물을 제거하였다.
상기 음이온교환섬유로는 중염기성이고, 폴리프로필렌부직포에 스티렌그라프트(중합)반응을 하고 클로로메텔레이션과 아미네이션을 거쳐서 음이온교환섬유로 제조한 것을 사용하였다. 음이온교환섬유는 제4급 암모늄기 및 2,3급아민기를 가지고 있다.
상기 양이온 교환섬유로는 산성이고, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 부직포에 방사선을 조사하여 라디칼을 형성(스틸렌그라프트 반응)하고 반응고분자 모체를 황산으로 처리(술폰화반응)하여 강산성 양이온교환수지를 만든 후에 이를 섬유상으로 형성한 것을 사용하였다.  양이온교환섬유는 술폰 교환기를 가지고 있다.
싱기 음이온 교환섬유 및 양이온 교환섬유는 각각 하기 반응식 (5) 및 (6)과 같은 반응으로 산성불순물 및 염기성 불순물을 제거한다.
P-NR3OH + H2S → P-NR3SH+H2O (산성가스) - (5)
P-SO3H + NH3 → P-SO3NH4 (염기성가스) - (6)
이때 공정조건은 다음과 같이 하였다. 이온교환스크러버는 Sus316 재질의 직경 600mm, 길이 1,200mm의 원형을 사용하였으며 COG 가스의 유량은 2,000ml/min, 온도는 25℃ 였다. 연속적으로 2시간 시험하였다. 실시예 4~6은 동일 조건에서 실시하였다.
이온교환스크러버를 통과함에 따른 산성 불순물 및 염기성 불순물의 제거율을 하기 표 4에 나타내었다. 시험결과 99.5~99.9wt%의 산성 불순물 및 염기성 불순물의 제거율을 나타내었다.
[표 4] 산성 불순물 및 염기성 불순물의 제거율
Figure 112016126302566-pat00004

실시예 7
가스건조 설비에 상기 실시예 6에서 산성 불순물 및 염기성 불순물이 제거된 COG를 통과시켜서 수분 및 수용성 불순물을 제거하였다.
이때 공정조건은 다음과 같이 하였다. 수분흡착탑은 알루미나와 제올라이트가 1:1 중량비로 혼합 충진된 흡착탑을 사용하였으며 2개의 흡착탑이 설치되어 흡착과 재생을 교대로 수행하여 연속운전을 하였다. 흡착탑의 직경은 600mm, 길이는 1,200mm로 COG 가스의 유량은 2,000ml/min, 온도는 25℃였다. 연속적으로 2시간 시험하였다.
가스 건조 설비를 통과한 COG는 COG 중의 수분이 > 99wt% 제거되었으며, Na2S, (NH3)2SO4 등의 미량의 수용성 불순물도 함께 제거되었다.
(1) 활성탄 흡착 설비, (2) 이온교환스크러버
(2-1) 음이온교환섬유가 충진된 음이온교환스크러버
(2-2) 양이온교환섬유가 충진된 양이온교환스크러버
(3) 건조설비

Claims (7)

  1. 코크스 오븐 가스를 활성탄흡착 설비에 통과시킴으로써 유기성 불순물을 활성탄에 흡착시켜서 제거하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계에서 유기성 불순물이 제거된 코크스 오븐 가스를 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온스크러버에 통과시켜서 이온교환섬유에 의해 산성 불순물 및 염기성 불순물을 제거하는 제 2 단계; 및
    상기 제 2 단계 처리가 행하여진 코크스 오븐 가스를 건조설비에 통과시켜서 수분 및 수용성 불순물을 제거하는 제 3 단계를 포함하며, 상기 제 1단계, 제 2단계 및 제 3 단계가 순차적으로 행하여지는, 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법은 코크스 오븐 가스를 스팀개질 촉매 반응 공정에 도입하기 전에 행하여지는, 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건조설비에는 알루미나 및 제올라이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 최소 1종이 충전되는, 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 방법.
  5. 코크스 오븐 가스 중의 유기성 불순물이 활성탄에 흡착되어 제거되는 활성탄흡착 설비;
    코크스 오븐 가스 중의 산성 불순물 및 염기성 불순물이 제거되는 음이온교환섬유가 충전된 음이온교환스크러버 및 양이온교환섬유가 충전된 양이온스크러버; 및
    코크스 오븐 가스 중의 수분 및 수용성 불순물이 제거되는 건조설비를 포함하며, 상기 활성탄 흡착 설비, 이온교환스크러버 및 건조설비가 순차적으로 연결된, 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 건조설비에는 알루미나 및 제올라이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 최소 1종이 충전되는, 코크스 오븐 가스의 불순물을 제거하는 장치.

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59232174A (ja) * 1983-06-16 1984-12-26 Tokyo Gas Co Ltd コ−クス炉ガスの精製法
JPH06126123A (ja) * 1992-10-15 1994-05-10 Toshiba Eng & Constr Co Ltd 排ガス吸収装置
JP2002212575A (ja) * 2001-01-16 2002-07-31 Nippon Steel Corp 精製コークス炉ガスの高度処理装置および利用方法
JP2005013811A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Ebara Corp 気体中汚染物質の除去材料及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59232174A (ja) * 1983-06-16 1984-12-26 Tokyo Gas Co Ltd コ−クス炉ガスの精製法
JPH0347315B2 (ko) * 1983-06-16 1991-07-18 Tokyo Gasu Kk
JPH06126123A (ja) * 1992-10-15 1994-05-10 Toshiba Eng & Constr Co Ltd 排ガス吸収装置
JP2002212575A (ja) * 2001-01-16 2002-07-31 Nippon Steel Corp 精製コークス炉ガスの高度処理装置および利用方法
JP2005013811A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Ebara Corp 気体中汚染物質の除去材料及びその製造方法

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