KR101982144B1 - Suction air temperature-humidity suppressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기로 흡입되는 공기의 온도와 습도를 저하시키는 흡입공기 온습도 저하장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing the temperature and humidity of air sucked into a compressor,
일반적으로 제철소에서는 줄-톰슨 원리를 이용하여 대기 중의 공기를 흡입, 압축시켰다가 다시 팽창시키면서 온도를 떨어뜨리고, 비점차에 의하여 공기 중에 포함된 산소와 질소, 아르곤 등을 분리하는 공기분리장치가 운용되고 있다.Generally, at steel mills, the air-separating device that separates oxygen, nitrogen, argon, etc. contained in the air by inhalation is operated by sucking, compressing and expanding the air by using the line-Thomson principle, .
이러한 공기분리장치는 공기압축기(Air Turbine Compressor) 흡입 측에 설치된 에어필터(Air Filter)로부터 대기중의 제철소에서 발생되는 원료 가루, 송아 가루 등의 이물질이 다량 발생되는 것을 1차적으로 제거하고, 에어필터에 의해 제거된 공기를 공기압축기로 보낸 후 수세 냉각탑으로 공급한다.Such an air separation device primarily removes from the air filter installed on the air suction side of the air compressor (air turbine compressor) a large amount of foreign matter, such as raw material powder and burnt powder, generated in the atmospheric steelworks, The air removed by the filter is sent to the air compressor and then to the water cooling tower.
그러나 공기분리장치에서 가장 전력소모가 많이 차지하는 공기압축기는, 하절기에 대기 중 원료공기의 온도상승과 수분함유량 과다에 의한 공기의 체적 증가로, 과도한 부하와 그에 의한 전력 소모 상승이 발생한다는 문제가 있다.However, the air compressor which consumes the most power in the air separation apparatus has a problem that excessive load and power consumption increase due to increase of the temperature of the raw material air in the summer and increase of the volume of air due to excessive moisture content .
본 발명은 제철소에서 사용되는 공기분리장치의 효율을 향상시키고 제철소의 공기분리장치의 공기압축기 부하를 경감시킬 수 있는 흡입공기 온습도 저하장치를 제공하고자 한다.The present invention provides an apparatus for reducing the intake air temperature and humidity by improving the efficiency of an air separation apparatus used in a steelworks and reducing an air compressor load of an air separation unit of a steelworks.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공기 열교환기에 의해 여과된 공기를 공기 압축기에서 압축하여 수세냉각탑, 흡착기, 팽창터빈을 거쳐 산소, 질소 및 아르곤 가스 등으로 분리하는 공기분리장치의 흡입공기 온습도 저하장치에 있어서, 상기 공기 열교환기가 장착되는 기화기 하우징; 상기 기화기 하우징으로 흡입, 토출 되는 외기의 통로를 형성하는 공기 유입구와 유출구; 상기 공기 열교환기 내부에 배치되어 액체질소 유체가 흐르고 외부 공기의 온도와 습도를 저하시키기 위한 냉각핀을 구비하는 대기 기화기; 및 공기흐름 편류 방지를 위하여 상기 기화기 하우징 내부에 부착되는 가이드부재;를 포함하는 흡입공기 온습도 저하장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for reducing the intake air temperature and humidity of an air separation apparatus for separating air filtered by an air heat exchanger into air, nitrogen, argon gas, etc. through a water cooling tower, an adsorption unit and an expansion turbine A vaporizer housing in which the air heat exchanger is mounted; An air inlet and an outlet which form a passage of the outside air sucked and discharged into the vaporizer housing; An atmospheric vaporizer disposed in the air heat exchanger and having a cooling fin for flowing a liquid nitrogen fluid and lowering the temperature and humidity of outside air; And a guide member attached to the inside of the carburetor housing to prevent air flow drift.
상기 가이드부재는 상기 공기 유입구 쪽에 배치되는 공기분산 가이드 격판; 및 상기 기화기 하우징 내면에 공기 흐름에 빗면을 가지도록 설치되는 공기순환 안내 깃;을 포함할 수 있다.The guide member includes an air distribution guide partition disposed on the air inlet side; And an air circulation vane provided on the inner surface of the carburetor housing so as to have an oblique surface to the air flow.
상기 공기 열교환기 둘레를 감싸며, 상기 대기 기화기에 채워지는 액체질소를 공급하는 액체질소 유입라인; 및 상기 대기 기화기에 채워지는 액체질소가 열교환 기화되어 상기 대기 기화기 출구로 송출되는 질소가스 출구라인;을 더 포함할 수 있다.A liquid nitrogen inflow line surrounding the air heat exchanger and supplying liquid nitrogen to be filled in the atmosphere vaporizer; And a nitrogen gas outlet line through which liquid nitrogen filled in the atmospheric vaporizer is heat-exchanged and sent out to the atmosphere vaporizer outlet.
상기 액체질소 유입라인 전단에는 액체질소가 저장된 저장탱크와, 그로부터 액체질소 가압하여 공급하는 압축펌프가 마련될 수 있다.A storage tank in which liquid nitrogen is stored and a compression pump for supplying liquid nitrogen from the storage tank may be provided at the upstream side of the liquid nitrogen inflow line.
상기 질소가스 출구라인 후단에서 기화된 질소가스는 제철소 공장 쪽으로 공급 및 이용될 수 있다.The nitrogen gas vaporized at the downstream end of the nitrogen gas outlet line can be supplied to and used at the steelworks factory.
상기 대기 기화기와 외기 공기가 접촉하여 열교환하는 과정에서 공기 중의 수분이 응축되어 자연 낙하하는 응축수를 포집하는 배수로;를 더 포함할 수 있다.And a drain for collecting condensed water in which moisture in the air is condensed and naturally falls in the process of heat exchange with the atmospheric vaporizer and outside air.
본 발명에 따른 흡입공기 온습도 저하장치는 하절기에 냉각, 건조된 공기를 공기압축기로 공급함에 의해 전력 절감을 통한 설비 효율을 향상시킬 수 있다.The apparatus for reducing the intake air temperature and humidity according to the present invention can improve the facility efficiency through power saving by supplying the air cooled and dried in the summer to the air compressor.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치의 시스템 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치의 공기 열교환기를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치의 공기 열교환기를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치의 공기 열교환기 흐름을 도시한다.1 schematically shows a system flow of an apparatus for reducing intake air temperature and humidity according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing an air heat exchanger of an apparatus for reducing intake air temperature and humidity according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of an air heat exchanger of an apparatus for reducing intake air temperature and humidity according to an embodiment of the present invention.
4 shows a flow of the air heat exchanger of the apparatus for reducing the intake air temperature and humidity according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 일실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 일실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 일실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components are exaggerated for the sake of convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치(100)의 시스템 흐름을 개략적으로 도시한다. 도면을 참조하면, 흡입공기 온습도 저하장치(100)는 공기 열교환기(900)에서 공기의 온도와 습도를 저하시키고 공기필터(200)에서 이물질이 제거된 대기 중의 공기를 공기 압축기(300)에서 흡입 및 압축하고 공기 압축기(300)에서 압축된 공기를 수세냉각탑(400), 흡착기(500), 팽창터빈(600) 및 정류탑(700)을 거치고 줄-톰슨 원리로 액체가스(산소, 질소, 아르곤)를 분리 생산하는 설비일 수 있다.1 schematically shows a system flow of an
대기 중의 공기는 공기 열교환기(900)에서 공기 온도와 습도가 저하된 후 공기필터(200)에 의해 이물질이 1차로 제거되고, 이물질이 제거된 공기는 공기 압축기(300)로 공급되어 5~6Kg/Cm2로 압축된 후 수세냉각탑(400)으로 제공된다.The air in the air is firstly removed by the
수세냉각탑(400)에 제공된 공기는 쿨링 타워(800)에서 제공되는 냉각수의 분사에 의해 냉각되면서 공기필터(200)에서 완전히 제거되지 못한 미세먼지 등 이물질도 함께 제거된다.The air supplied to the water
수세냉각탑(400)을 거친 깨끗한 공기는 수세냉각탑(400)의 출구와 연결된 흡착기(500)로 보내져 공기 중에 포함된 수분 및 이산화탄소 등 불순물이 완전 제거된 후 팽창터빈(600)으로 제공된다. 그리고 팽창터빈(600)으로 공급된 공기는 단열 팽창된 후 정류탑(700)으로 보내져 액체가스(산소, 질소, 아르곤)가 비점 차이를 이용해 분리 생산된다.Clean air passing through the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치(100)의 공기 열교환기(900)를 도시한 정면도이고, 도 3은 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 흡입공기 온습도 저하장치의 공기 열교환기 흐름을 도시한다. 2 is a front view showing the
도 2 내지 도 4 을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 열교환기(900)는 제철소에 유동하는 공기의 온도와 습도를 저하시킬 수 있도록 공기 열교환기(900)의 내부에는 액체질소 유체가 채워지는 대기 기화기(930)가 배치될 수 있다.2 to 4, the
대기 기화기(930)는 하우징(950) 내부에 복수개가 장착될 수 있고, 대기 기화기(930)의 외부 열교환 냉각판 전면에 공기수분 응축판이 엠보싱 요철로 형성되어 공기중의 수분을 응축하는 공기수분 응축판이 형성되고 이러한 대기 기화기(930) 복수개가 서로 병렬 배열로 배치될 수 있다.A plurality of the
대기 기화기(930)는 상부의 첫번째 기화기에 액체질소 유입라인(910) 마련되고, 하부의 대기 기화기(930)끝번째 기화기에 기화질소 출구라인(920)이 형성되며 각각의 대기 기화기(930)마다 액체질소 유입라인(910), 기화질소 출구라인(920)이 서로 병열로 연결되고 대기 기화기(930)마다 기화기 하우징(950) 바닥과 고정되게끔 기화기 고정다리(980)부분이 마련될 수 있다.The
공기 열교환기(900)의 바닥 내부 둘레에는 공기와 액체질소 대기 기화기(930)가 열교환하면서 대기 기화기(930)의 외부 냉각핀에 공기 중의 수분을 응축하는 공기수분 응축판으로부터 공기중의 수분이 응축되어 생성된 응축수를 포집, 저장하는 배수로(970)가 마련된다.The air in the air is condensed from the air moisture condensing plate that condenses the moisture in the air to the external cooling fin of the
대기 기화기(930)의 기화기 하우징(950)은 사각형으로 사면이 콘크리트 또는 철 구조물로 형성되고 전면에 적정크기의 유입구(940)와 후면에 적정크기의 유출구(960)가 형성되어 필터 하우징(210) 입구와 유출구(960)와 기화기 하우징(950)이 결속될 수 있다.The carburetor housing 950 of the
기화기 하우징(950)은 내부에 설치된 대기 기화기(930)의 측방 둘레를 차폐할 수 있도록 대기 기화기(930)의 둘레를 감싸도록 마련되며, 공기흐름 편류 방지를 위하여 가이드부재(963)가 내부에 부착될 수 있다. 이때 가이드부재(963)는 공기분산 가이드 격판(961) 및 공기순환 안내 깃(962)을 포함할 수 있다.The
공기 분산 가이드 격판(961)은 유입구(940) 후단에 공기의 흐름을 분배하도록 공기 유입구(940) 쪽에 배치되어 공기흐름의 편류를 방지하고, 공기순환 안내 깃(962)은 기화기 하우징(950) 내면에 설치되어 기화기 하우징(950) 내부 벽체 사면으로 공기의 흐름의 편류를 방지하고 원활한 열교환이 이루어지도록 지그재그로 공기 흐름에 빗면을 가지도록 형성될 수 있다.The air
액체질소 압축펌프(911)은 액체질소 저장탱크(912)에 채워진 액체질소(-195.8도씨)를 압축하여(11.0kg/cm2) 액체질소 압축펌프(911) 출구로부터 대기 기화기(930) 액체질소 유입라인(910)과 연결하고 대기 기화기(930) 질소가스 출구라인(920)은 제철소 공장의 질소압송 배관과 연결된다. 이를 통해, 도 4와 같이 공기 압축기(300)의 공기 흡입 유로는 공기 열교환기(900)와 공기 흡입 필터(200)를 통해 유입되게 된다.The liquid
공기 열교환기(900)를 통해 유입되는 외부 공기는 액체질소 저장탱크(912)로부터 액체질소 압축펌프(911)에 의해 압축된 액체질소가 액체질소 유입라인(910)을 통해 대기 기화기(930) 내부로 유입되고, 대기 기화기(930)의 차가워진 냉각핀과 유입구(940)로 유입된 외기 공기가 직접 접촉하여 열교환 되면서 응축잠열에 의해 대기 기화기(930)의 공기수분 응축판에서 온도차에 의해 공기 중의 수분이 포집 제거되고 대기 기화기(930)와 열교환하면서 액체질소는 더워지고 반대로 공기 온도는 저하된다.The external air introduced through the
기화된 질소는 질소가스 출구라인(920)으로부터 제철소 공장(921)으로 보내지고 유입구(940)로 유입된 더운 공기는 대기 기화기(930)와 열교환하면서 온도와 습도가 저하한 건조한 공기가 유출구(960) 통해 공기 압축기(300)의 흡입 라인으로 유입되어 공기 압축기(300)의 부하를 줄여 전력 절감을 통한 설비 성능을 향상시킬 수 있게 된다.The vaporized nitrogen is sent from the nitrogen
또한 공기 열교환기(900)로 유입되는 공기에 포함된 수분이 대기 기화기(930)를 통해 열교환되면서 생성된 응축수가 비중에 의해 기화기 하우징(950) 바닥으로 떨어져 배수로(970)로 포집될 수 있다.The condensed water generated by the heat exchange of the moisture contained in the air introduced into the
특히 하절기에는 대기 온도의 상승으로 인하여 상대적으로 고온,습한 공기를 공기 열교환기(900)를 통해 온도와 습도가 저하된 공기를 공기 압축기(300)로 제공함으로써 압축기(300)의 효율증대에 크게 기여할 수 있다.Particularly, during the summer season, relatively hot and humid air is supplied to the
즉 공기 열교환기(900)의 기화기 하우징(950) 내부에 채워진 대기 기화기(930)와의 열교환에 의해 공기의 온도와 습도가 저하한 공기를 공기 열교환기(900)를 통해 공기 압축기(300)에 제공됨에 따라 공기 압축기(300)의 토출압력 저하 및 이로 인한 배출용량 증대로 부하를 줄여 전력 절감을 통한 설비 성능을 향상시킬 수 있게 된다.That is, the air whose temperature and humidity have decreased due to heat exchange with the
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.The foregoing has shown and described specific embodiments. 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 and scope of the invention as defined in the appended claims.
100: 공기분리장치 200: 공기흡입필터
210: 필터 하우징 300: 압축기
400: 수세 냉각탑 500: 흡착기
600: 팽창터빈 700: 정류탑
800: 쿨링 타워 900: 공기 열교환기
910: 액체질소 유입라인 911: 액체질소 압축펌프
912: 액체질소 저장탱크 920: 질소가스 출구라인
921: 제철소 공장 930: 대기 기화기
940: 유입구 950: 기화기 하우징
960: 유출구 961: 공기 분산 가이드 격판
962: 공기순환 안내 깃 970: 배수로
980: 기화기 고정다리100: air separation device 200: air intake filter
210: filter housing 300: compressor
400: water cooling tower 500: adsorber
600: expansion turbine 700: rectification tower
800: Cooling tower 900: Air heat exchanger
910: liquid nitrogen inlet line 911: liquid nitrogen compression pump
912: liquid nitrogen storage tank 920: nitrogen gas outlet line
921: Steel mill factory 930: Atmospheric vaporizer
940: inlet 950: vaporizer housing
960: Outlet 961: Air distribution guide plate
962: Air circulation guide pulley 970: Drain
980: Carburetor fixing leg
Claims (6)
상기 공기 열교환기가 장착되는 기화기 하우징;
상기 기화기 하우징으로 흡입, 토출 되는 외기의 통로를 형성하는 공기 유입구와 유출구;
상기 공기 열교환기 내부에 배치되어 액체질소 유체가 흐르고 외부 공기의 온도와 습도를 저하시키기 위한 냉각핀을 구비하는 대기 기화기;
공기흐름 편류 방지를 위하여 상기 기화기 하우징 내부에 부착되는 가이드부재;
상기 공기 열교환기 둘레를 감싸며, 상기 대기 기화기에 채워지는 액체질소를 공급하는 액체질소 유입라인; 및
상기 대기 기화기에 채워지는 액체질소가 열교환 기화되어 상기 대기 기화기 출구로 송출되는 질소가스 출구라인;을 포함하고,
상기 가이드부재는 상기 공기 유입구 쪽에 배치되는 공기분산 가이드 격판 및 상기 기화기 하우징 내면에 공기 흐름에 빗면을 가지도록 설치되는 공기순환 안내 깃을 포함하는 흡입공기 온습도 저하장치.An apparatus for reducing the intake air temperature and humidity of an air separation apparatus for separating air filtered by an air heat exchanger into oxygen, nitrogen, and argon gas by compressing the compressed air in an air compressor,
A vaporizer housing in which the air heat exchanger is mounted;
An air inlet and an outlet which form a passage of the outside air sucked and discharged into the vaporizer housing;
An atmospheric vaporizer disposed in the air heat exchanger and having a cooling fin for flowing a liquid nitrogen fluid and lowering the temperature and humidity of outside air;
A guide member attached to the inside of the carburetor housing to prevent air flow drift;
A liquid nitrogen inflow line surrounding the air heat exchanger and supplying liquid nitrogen to be filled in the atmosphere vaporizer; And
And a nitrogen gas outlet line through which liquid nitrogen filled in the atmospheric vaporizer is heat exchanged and sent out to the atmosphere vaporizer outlet,
Wherein the guide member includes an air dispersion guide partition disposed on the side of the air inlet, and an air circulation vat provided on the inner surface of the vaporizer housing so as to have an oblique surface to the air flow.
상기 액체질소 유입라인 전단에는 액체질소가 저장된 저장탱크와, 그로부터 액체질소 가압하여 공급하는 압축펌프가 마련되는 흡입공기 온습도 저하장치.The method according to claim 1,
Wherein the liquid nitrogen inflow line is provided at a front end thereof with a storage tank storing liquid nitrogen and a compression pump for pressurizing and supplying liquid nitrogen from the storage tank.
상기 질소가스 출구라인 후단에서 기화된 질소가스는 제철소 공장 쪽으로 공급 및 이용되는 흡입공기 온습도 저하장치.The method according to claim 1 or 4,
Wherein the nitrogen gas vaporized at the downstream end of the nitrogen gas outlet line is supplied to and used by a steelworks factory.
상기 대기 기화기와 외기 공기가 접촉하여 열교환하는 과정에서 공기 중의 수분이 응축되어 자연 낙하하는 응축수를 포집하는 배수로;를 더 포함하는 흡입공기 온습도 저하장치.The method according to claim 1 or 4,
And a drain for collecting condensed water in which moisture in the air is condensed and naturally falls in the course of heat exchange with the atmospheric vaporizer and the outside air.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170166569A KR101982144B1 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Suction air temperature-humidity suppressor |
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ID=66679079
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000004103U (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-25 | 이구택 | Oxygen plant efficiency increasing device |
KR20050012920A (en) | 2003-07-25 | 2005-02-02 | 주식회사 포스코 | An operation method for saving energy of air separation system of air purification type |
KR20100118207A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-05 | 주식회사 포스코 | Cooling tower |
-
2017
- 2017-12-06 KR KR1020170166569A patent/KR101982144B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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