KR102104993B1 - 복합 코크스 오븐 가스 정제장치 - Google Patents

복합 코크스 오븐 가스 정제장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 COG의 바이패스를 제거하여, 코크스 오븐(Coke Oven)에서 발생하는 COG의 정제효율을 향상시키는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는, 공급되는 COG로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑, 공급되는 COG로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하는 복합 포집탑(Combi Scrubber), 및 상기 H2S 포집탑과 상기 복합 포집탑 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑을 포함한다.

Description

복합 코크스 오븐 가스 정제장치{COMPLEX COG PURIFICATION SYSTEM}
본 발명은 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스 오븐에서 발생하는 코크스 오븐 가스를 처리하는 가스처리공장(GTP, Gas Treatment Plant)에 적용되는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에 관한 것이다.
알려진 바에 따르면, 기존 화성공장에서 COG(Coke Oven Gas) 중의 H2S는 H2S 포집탑(H2S Scrubber)에서 포집된다. 포집액으로는 농축암모니아수(Deacidified Water, 농안수)가 사용되며, 산알칼리 중화반응으로 반응식은 다음과 같다
H2S + NH3 → NH4HS
COG 중 H2S 포집이 필요한 이유는 다음과 같다.
COG의 정제 목적은 첫 번째로 제철소의 열원으로 사용하기 위해서이다. 하지만 COG중 H2S가 많을 경우, 냉연, 선재, 압연 등의 공정에서 황화합물에 의한 제품 불량이 증가하고, 배관과 기기의 부식을 일으키기 때문이다. 또한 철과 반응하여 생긴 황화철 또는 원소상태의 유황은 배관 폐쇄의 원인이 된다. 이슬점(Dew Point) 이하로 냉각되면 금속과 반응하여 흑색황화물 생성하고, CN 이온과 산소(O2)가 있으면 부식 반응속도가 증가한다.
H2S가 기준치 이하로 제거되지 못하는 경우, 연료로 사용하였을 때 SOx의 원인 물질로서 작용하고 있으며, SOx는 공기와 반응하며, 호흡기관과 환경에 좋지 않은 영향을 미치고 있다. 대기온도가 높을 경우에는 H2S를 흡수하는 H2S/S의 흡수 효율이 충분하지 못한 경우가 많이 생긴다.
COG 중의 H2S 및 유황 화합물이 완전 연소하면 SO₂가 형성된다.
H2S + 3/2 O₂ → H2O(3640 kcal/㎏) + SO₂
여기에서, SOx가 2ppm 이상이면 취기, 자극 등을 느끼고, 300ppm 이상이면 호흡불가이다.
COG 중의 NH3는 NH3 포집탑(NH3 Scrubber)에서 포집된다. NH3는 물에 쉽게 용해한다는 원리를 이용하여 포집하는 것이다.
NH3 (g) + H2O (aq) → NH4 + + OH- (aq)
NH3 가스는 20℃에서 100,000ppm의 범위까지 물에 용해되어 물과의 발열반응으로 NH4OH(수산화암모늄)을 형성한다. COG 중 NH3는 H2S, CO2 보다 쉽게 포집액에 흡수된다. H4 +과 OH-이온으로 쉽게 해리되므로 흡수액의 표면에 수산화이온(Hydroxide ion)(OH-)이 형성되고, pH를 상승시키게 된다.
COG 중 NH3 포집이 필요한 이유는 다음과 같다.
COG 중의 암모니아를 제거하지 않으면 경유 회수설비의 증류장치 등에 부식이 일어나서 단기간에 사용 불능이 된다.
탄산암모늄, 중탄산 암모늄의 생성에 의한 COG 배관의 폐쇄 및 COG 사용 버너(Burner)의 폐쇄에 의한 조업 장애를 받게 된다.
탄산암모늄 및 중탄산암모늄 생성 반응식은 다음과 같다.
2NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (l) →(NH4)2CO3 (s)
NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (l) →(NH4HCO3) (s)
BTX 포집탑(Scrubber)안 전처리 공정인 암모니아 와셔(Ammonia Washer)에서 NH3가 제거되지 않으면 BTX 포집탑(Scrubber)을 원활히 운전하기 어려워진다.
COG 처리 공정은 H2S 포집탑 및 NH3 포집탑에 대한 흐름을 포함하고 있다. 예를 들면, H2S 포집탑은 표 1과 같은 차압(Pressure Difference) 관리 기준을 가지고 있다.
H2S 포집탑(Scrubber)은 기별 1대로 설치되며, 차압 관리기준을 지속적으로 초과할 때, 열안수 또는 스팀으로 H2S 포집탑의 내부를 세정한다(2시간/회). H2S 포집탑(Scrubber)의 차압이 상승하여, 열안수 및 스팀으로 H2S 포집탑의 내부를 세정하기 위하여, H2S 포집탑을 바이패스(By Pass) 운전한다. 바이패스 운전은 열안수 세정시, 5~10% 개방하고 스팀 세정시 100% 개방한다.
실조업에서 H2S 포집탑(Scrubber)은 차압 트랜드(Trend)를 가진다. 예를 들면, 3기 H2S 포집탑은 다음과 같은 차압 트랜드를 가진다. 첫 번째 달에는 관리기준에서 차압이 점진적으로 상승한다. 두 번째 달에는 관리기준에서 차압이 상승하여 2회 세정 후 차압이 안정화를 유지한다. 세, 네 번째 달에는 관리기준 이내로 차압이 유지되었다.
4기 H2S 포집탑은 다음과 같은 차압 트랜드를 가진다. 첫 번째 달에는 관리기준에서 차압이 상승하여 2회 세정 후, 바이패스 운전(6일)한다. 두 번째 달에는 관리기준에서 차압이 상승하여 3회 세정 후 차압이 감소 안정화를 유지한다. 세, 네 번째 달에는 관리기준 이내로 차압이 안정적으로 유지되어, 바이패스 운전하지 않았다.
불순물의 포집은 포집탑(Scrubber)에서 이루어지고 있다. 그런데 포집탑의 내부에 온도차이에 의한 석출 등으로 인하여, 나프탈렌과 같은 물질이 농축된다. 이에 따라, 포집탑 내부의 차압(Pressure Difference) 상승의 원인이 된다. 차압이 상승하면 포집탑 내부의 세정(Cleaning)을 위하여 COG의 바이패스가 불가피하게 된다.
본 발명의 목적은 COG의 바이패스를 제거하여, 코크스 오븐(Coke Oven)에서 발생하는 COG의 정제효율을 향상시키는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 기존 NH3 포집탑(Scrubber)에서 NH3를 포집(Scrubbing)하는 기능을 확장해서, H2S와 NH3가 동시에 포집(Scrubbing)할 수 있는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 조업 상황에 따라 H2S 와 NH3를 선택적으로 포집할 수 있어서 운전의 효율을 높이고 바이패스 운전을 방지하여 안정적인 가스 공급을 가능하게 하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는, 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑, 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하는 복합 포집탑(Combi Scrubber), 및 상기 H2S 포집탑과 상기 복합 포집탑 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑을 포함한다.
상기 H2S 포집탑은 안수 장입 라인과 농안수 장입 라인에 각각 연결되고, 상기 복합 포집탑은 상기 연수 장입 라인과 상기 농안수 장입 라인에 선택적으로 연결되거나 또는 모두 연결될 수 있다.
상기 농안수 장입 라인은 상기 복합 포집탑의 유입측에 구비되어 농안수의 장입을 단속하는 농안수 장입 제어 밸브를 구비할 수 있다.
상기 복합 포집탑은 하부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 안수를 순환시키는 제1쿨링 스테이지(Cooling Stage)를 더 구비할 수 있다.
상기 제1쿨링 스테이지는 제1열교환기를 경유하는 안수 장입 라인에 연결되고, 상기 안수 장입 라인은 상기 복합 포집탑의 유입측에 구비되어 상기 제1열교환기에서 공급되는 냉각된 안수의 장입을 단속하는 안수 장입 제어 밸브를 구비할 수 있다.
상기 H2S 포집탑은 하부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 안수를 순환시키는 제2쿨링 스테이지(Cooling Stage)를 더 구비할 수 있다.
상기 제2쿨링 스테이지는 제1열교환기를 경유하는 안수 장입 라인에 연결되고, 상기 안수 장입 라인은 상기 H2S 포집탑의 유입측에 구비되어 상기 제1열교환기에서 공급되는 냉각된 안수의 장입을 단속하는 안수 장입 제어 밸브를 구비할 수 있다.
상기 복합 포집탑은 상부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 어퍼 쿨링수를 순환시키는 어퍼 쿨링 스테이지를 더 구비할 수 있다.
상기 어퍼 쿨링 스테이지는 제2열교환기를 경유하는 어퍼 쿨링수 순환 라인에 연결되고, 상기 어퍼 쿨링수 순환 라인은 상기 복합 포집탑의 상부에서 어퍼 쿨링수를 인출하여 보다 낮은 중부에서 어퍼 쿨링수를 분사하도록 연결될 수 있다.
상기 H2S 포집탑은 상부에서 농안수를 제1분사하고, 상기 제1분사보다 낮은 위치에서 농안수를 제1흡입 인출하는 제1농안수 순환라인으로 연결되고, 상기 제1흡인 인출보다 낮은 위치에서 농안수를 제2분사하고, 제2분사보다 낮은 위치에서 농안수를 제2흡인 인출하는 제2농안수 순환라인으로 연결되며, 상기 제1농안수 순환라인과 상기 제2농안수 순환라인은 연결라인으로 서로 연결될 수 있다.
상기 제1농안수 순환라인과 상기 제2농안수 순환라인은 각각 제1펌프와 제2펌프를 구비하며, 상기 제1펌프의 유입측과 상기 제2펌프의 유입측에서 상기 연결라인으로 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 H2S 포집탑과 복합 포집탑 및 NH3 포집탑을 구비하고, 복합 포집탑에서 COG로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하므로 COG의 바이패스를 제거하여, 코크스 오븐(Coke Oven)에서 발생하는 COG의 정제효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 복합 코크스 오븐 가스 정제장치의 운전 효율이 높아지고, 바이패스 운전을 방지하여 안정적인 COG 가스 공급이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, H2S 포집탑(Scrubber)과 NH3 포집탑(Scrubber)의 선택적 구성 및 2가지 기능을 동시에 수행이 가능한 복합 포집탑(Combi Scrubber)의 상세한 공정 흐름(Detail Process Flow)을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, 복합 포집탑(Combi Scrubber)에서 포집 효율을 향상시키는 어퍼 쿨링(Upper Cooling)을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, H2S 포집탑(Scrubber)에서 순환라인을 개선한 시스템의 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, H2S 포집탑(Scrubber)과 NH3 포집탑(Scrubber)의 선택적 구성 및 2가지 기능을 동시에 수행이 가능한 복합 포집탑(Combi Scrubber)의 상세한 공정 흐름(Detail Process Flow)을 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 제1실시예의 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는 제철소의 냉연공장의 탈유설비 후단에 설치되어, 이 설비로부터 배출되는 COG(Cokes Oven Gas)로부터 수분 및 기타 불순물을 제거하도록 구성되며, COG로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑(Scrubber)(10), 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20), 및 H2S 포집탑(10)과 복합 포집탑(20)으로부터 공급되는 COG로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑(30)을 포함한다.
일 실시예에서 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)은 COG로부터 NH3를 포집(Scrubbing)하는 기능에 더하여, COG로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집할 수 있는 복합 포집 설비를 이루고 있다.
따라서 제1실시예의 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는 조업여건에 따라 한기의 포집탑(Scrubber), 즉 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)에서 COG로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 포집하거나 동시에 포집할 수 있다.
복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)은 연수 장입 라인(L4)으로부터 공급되는 연수(탈안수)를 이용하여 NH3를 포집하는 NH3 포집탑 기능에서 H2S 포집을 위하여, 농안수(농축암모니아수)를 장입하는 농안수 장입 라인(L1)에 더 연결된다.
농안수 장입 라인(L1)은 H2S 포집탑(10)에 연결되어 H2S 포집탑(10)에 H2S 포집을 가능하게 하고, 이에 더하여, 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)에서 H2S 포집이 필요할 때, 즉시 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)으로 농안수를 공급하여 H2S 포집을 가능하게 한다.
농안수 장입 라인(L1)은 농안수의 효율적인 제어를 위하여 유입측에 농안수 장입 제어 밸브(V1)를 구비한다. 농안수 장입 제어 밸브(V1)는 H2S 포집을 위하여 복합 포집탑(20)에 농안수 공급이 필요한 경우, 개방되어 복합 포집탑(20)으로 농안수를 공급하고, 다른 경우에는 폐쇄되어 복합 포집탑(20)으로 농안수가 공급되는 것을 차단한다.
또한, 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는 포집탑(Scrubber)의 안수 장입 라인(LB)을 개선하여 포집 효율을 높이며, 복합 포집(Combi Scrubbing) 가능한 복합 포집탑(Combi Scrubber)(20)의 하부에 COG 쿨링 다운(Cooling Down)을 위한 제1쿨링 스테이지(Cooling Stage)(21)를 구성한다.
H2S 포집탑(Scrubber)(10)이 COG로부터 H2S 포집을 수행할 경우, 제1쿨링 스테이지(21)는 복합 포집(Combi Scrubbing)이 가능한 복합 포집탑(20)에서 COG를 냉각할 수 있도록 구성된다.
즉 H2S 포집탑(10)에서 H2S 포집이 필요할 때, 제1쿨링 스테이지(21)는 복합 포집탑(20)에서 안수 장입 라인(LB)를 통하여 복합 포집탑(20)로 장입되는 안수(암모니아수)를 순환시켜, 복합 포집탑(20) 내의 COG를 쿨링 다운(Cooling Down)할 수 있다.
안수 장입 라인(LB)은 안수의 효율적인 제어를 위하여, 복합 포집탑(20)의 유입측에 안수 장입 제어 밸브(V2)를 구비한다. 안수 장입 제어 밸브(V2)는 COG 쿨링 다운을 위하여 복합 포집탑(20)의 제1쿨링 스테이지(21)에 안수 공급이 필요한 경우, 개방되어 복합 포집탑(20)으로 안수를 공급하고, 다른 경우에는 폐쇄되어 복합 포집탑(20)으로 안수가 공급되는 것을 차단한다.
또한, 안수 장입 라인(LB)은 H2S 포집탑(Scrubber)(10)에도 연결된다. 따라서 안수 장입 라인(LB)으로 장입되는 안수는 복합 포집탑(20)의 제1쿨링 스테이지(21)에 공급과 관계없이 H2S 포집탑(10)에 장입될 수 있다.
H2S 포집탑(Scrubber)(10)은 안수 장입 라인(LB)을 개선하여 포집 효율을 높이기 위하여, 하부에 COG 쿨링 다운(Cooling Down)을 위한 제2쿨링 스테이지(Cooling Stage)(11)를 구비한다.
안수 장입 라인(LB)은 H2S 포집탑(10)으로 공급되는 안수의 효율적인 제어를 위하여, H2S 포집탑(10)의 유입측에 안수 장입 제어 밸브(V3)를 구비한다. 안수 장입 제어 밸브(V3)는 H2S 포집탑(10)에 H2S 포집을 위하여 H2S 포집탑(10)에 안수 공급이 필요한 경우, 개방되어 H2S 포집탑(10)으로 안수를 공급하고, 다른 경우에는 폐쇄되어 H2S 포집탑(10)으로 안수가 공급되는 것을 차단한다.
한편, 복합 코크스 오븐 가스 정제장치의 주변 구성들에 대하여 더 설명한다. COG는 COG 장입 라인(L2) 및 이에 설치된 밸브(V4)의 단속을 통하여 H2S 포집탑(10)의 하부로 공급된다.
내부에 흡착제(미도시)가 충전되어 있는 H2S 포집탑(10)으로 COG의 흡입/압송에 의하여 H2S 포집탑(10)의 온도가 높아짐에 따라(예, 전단 온도가 45~55도씨) 제2쿨링 스테이지(Cooling Stage)(11)가 작동되어 기액 접촉에 의한 H2S의 효율적인 포집을 구현한다.
제2쿨링 스테이지(11)는 안수 장입 라인(LB)으로 제1열교환기(HE1)에 연결되어, 제1열교환기(HE1)를 경유한 저온의 안수(암모니아수)에 의한 열교환으로 H2S 포집탑(10) 내에서 COG 온도를 30도까지 쿨링 다운한다.
H2S 포집탑(10)의 중부 내지 상부에는 농도가 높은 농안수 장입 라인(L1)을 통하여 농안수(농축암모니아수)가 분사되고, 상부에는 조안수 장입 라인(L3)을 통하여 NH3 포집탑(30)에서 NH3를 포집한 조안수가 분사되어, H2S 포집탑(10)의 내부를 내려오면서 농안수와 만나게 된다.
H2S 포집탑(10)에서 H2S의 포집을 경유한 COG는 COG 배출 라인(L21) 및 이에 설치되는 밸브(V6)의 단속을 통하여 NH3 포집탑(30)으로 배출된다.
또한, COG는 COG 장입 라인(L2) 및 이에 설치된 밸브(V5)의 단속을 통하여 복합 포집탑(20)의 하부로 공급된다. 내부에 흡착제(미도시)가 충전되어 있는 복합 포집탑(20)의 상부에는 연수 장입 라인(L4)을 통하여 NH3가 물에 잘 녹는 성질을 활용하는 연수(Soft Water) 또는 탈안수(Stripped Water)가 분사되어, COG 중의 H2S를 포집할 수 있다.
즉 복합 포집탑(20)에서 H2S와 NH3의 선택적 포집 또는 동시 포집을 경유한 COG는 COG 배출 라인(L21) 및 밸브(V6)의 단속을 통하여 NH3 포집탑(30)으로 배출된다. NH3 포집탑(30)은 H2S 포집탑(10)과 복합 포집탑(20) 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG로부터 NH3를 포집한다.
한편, 제1열교환기(HE1)는 냉각수 라인(L5)에 연결되어 저온의 냉각수로 안수를 냉각시켜, 안수 장입 라인(LB)으로 공급한다. 안수 장입 라인(LB)은 H2S 포집탑(10)과 복합 포집탑(20)의 하부에 더 연결된다.
따라서 안수 장입 라인(LB)에 설치된 펌프(P)의 구동으로 H2S와 NH3의 포집 과정에서 가열된 안수는 제1열교환기(HE1)를 순환하여 냉각된 후, 다시 H2S 포집탑(10)의 제2쿨링 스테이지(11)와 복합 포집탑(20)의 제1쿨링 스테이지(21)로 공급된다.
H2S 포집탑(10)과 복합 포집탑(20)은 하부에 농축수 배출 라인(L6)에 연결되어, H2S의 포집과 H2S와 NH3의 선택적 포집 또는 H2S와 NH3의 동시 포집 과정에서 COG로부터 분리되어 농축된 농축수를 농축수 탱크(40)로 배출한다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 이하에서는 실시예들을 서로 비교하여, 기 설명된 실시예의 구성과 동일한 구성들에 대한 설명을 생략하고, 기 설명된 실시예의 구성과 다른 구성들에 대한 설명을 기재한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, 복합 포집탑(Combi Scrubber)에서 포집 효율을 향상시키는 어퍼 쿨링(Upper Cooling)을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제2실시예의 복합 코크스 오븐 가스 정제장치는 복합 포집(Combi Scrubbing)을 통해서 H2S의 포집시, H2S의 포집 효율을 높이기 위하여, 복합 포집탑(220)에 어퍼 쿨링 스테이지(22)를 더 포함한다.
어퍼 쿨링 스테이지(22)는 제2열교환기(HE2)를 경유하는 어퍼 쿨링수 순환 라인(L7)에 연결된다. 제2열교환기(HE2)는 냉각수 라인(L5)에 연결되어 저온의 냉각수로 어퍼 쿨링수를 냉각시켜, 냉각된 어퍼 쿨링수를 어퍼 쿨링수 순환 라인(L7)으로 공급한다. 어퍼 쿨링수 순환 라인(L7)은 복합 포집탑(220)의 상부에서 어퍼 쿨링수를 인출하여, 인출보다 낮은 중부에서 어퍼 쿨링수를 분사하도록 연결된다.
따라서 어퍼 쿨링수 순환 라인(L7)은 복합 포집탑(220)의 상부에 연결된 상단에서 어퍼 쿨링수를 인출하여, 복합 포집탑(220)의 중부에 연결된 하단에서 어퍼 쿨링수를 분사하므로 CO2의 농축을 방지하여, CO2 농축에 의한 H2S 포집의 효율 저하를 방지할 수 있다.
이와 같은 어퍼 쿨링수의 분사는 복합 포집탑(20)의 상부에서 연수 장입 라인(L4)을 통하여 지속적으로 공급되는 연수(탈안수)에 의하여 연속적으로 어퍼 쿨링을 구현할 수 있다. 연수(탈안수)는 연수 장입 라인(L4)을 통하여 복합 포집탑(20)의 상부에 지속적으로 분사된다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 코크스 오븐 가스 정제장치에서, H2S 포집탑(Scrubber)에서 순환라인을 개선한 시스템의 구성도이다. 도 3을 참조하면, H2S 포집탑(Scrubber)(310)은 제1실시예의 H2S 포집탑(10)의 구성에 추가 구성을 더하고 있다.
도 1에서는 도시하지 않았으나, 제1실시예의 H2S 포집탑(10)은 냉각을 위하여 농안수를 순환시키는 제1농안수 순환라인(L31)과 제2농안수 순환라인(L32)으로 연결된다. 제3실시예의 H2S 포집탑(310)에서 제1농안수 순환라인(L31)과 제2농안수 순환라인(L32)은 연결라인(L33)으로 서로 연결된다.
제1농안수 순환라인(L31)은 구비되는 제1펌프(P1)와 제1밸브(V31)의 작동으로 H2S 포집탑(310)의 상부에서 농안수를 제1분사(SP1)하고, 제1분사(SP1) 위치보다 낮은 위치에서 농안수를 제1흡입 인출(S1)한다.
제2농안수 순환라인(L32)은 구비되는 제2펌프(P2)와 제2밸브(V32)의 작동으로 H2S 포집탑(310)의 중부에서 제1흡입 인출(S1) 위치보다 낮은 위치에서 농안수를 제2분사(SP2)하고, 제2분사(SP2) 위치보다 낮은 위치에서 농안수를 제2흡입 인출(S2)한다.
연결라인(L33)은 제1, 제2펌프(P1, P2)의 유입측에서 제1, 제2농안수 순환라인(L31, L32)을 서로 연결하므로 제2펌프(P2)와 제2밸브(V32)의 작동시, 상부에서 제1흡입 인출(S1)된 농안수를 중부의 제2분사(SP2) 위치에 분사할 수 있다.
이와 같이 상부의 제1흡입 인출(S1) 위치에서 제1흡입 인출(S1)된 농안수는 중부의 제2분사(SP2) 위치에 제2분사(SP2)되므로 H2S 포집탑(310) 내에서 COG를 냉각하면서 CO2의 농축을 방지시킬 수 있다. 따라서 H2S 포집탑(310)에서 H2S를 효과적으로 포집할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10, 310: H2S 포집탑(Scrubber) 11: 제2쿨링 스테이지
20, 220: 복합 포집탑 21: 제1쿨링 스테이지
22: 어퍼 쿨링 스테이지 30: NH3 포집탑
HE1, HE2: 제1, 제2열교환기 L1: 농안수 장입 라인
L2: COG 장입 라인 L21: COG 배출 라인
L3: 조안수 장입 라인 L31, L32: 제1, 제2농안수 순환라인
L33: 연결라인 L4: 연수 장입 라인
L5: 냉각수 라인 L6: 농축수 배출 라인
L7: 어퍼 쿨링수 순환 라인 LB: 안수 장입 라인
P: 펌프 P1, P2: 제1, 제2펌프
S1, S2: 제1, 제2흡입 인출 SP1, SP2: 제1, 제2분사
V1: 농안수 장입 제어 밸브 V2, V3: 안수 장입 제어 밸브
V31, V32: 제1, 제2밸브 V4, V5, V6: 밸브

Claims (11)

  1. 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑;
    공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하는 복합 포집탑(Combi Scrubber); 및
    상기 H2S 포집탑과 상기 복합 포집탑 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑
    을 포함하고,
    상기 복합 포집탑은, 하부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 안수를 순환시키는 제1쿨링 스테이지(Cooling Stage)를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 H2S 포집탑은 안수 장입 라인과 농안수 장입 라인에 각각 연결되고,
    상기 복합 포집탑은 연수 장입 라인과 상기 농안수 장입 라인에 선택적으로 연결되거나 또는 모두 연결되는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 농안수 장입 라인은, 상기 복합 포집탑의 유입측에 구비되어 농안수의 장입을 단속하는 농안수 장입 제어 밸브를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1쿨링 스테이지는 제1열교환기를 경유하는 안수 장입 라인에 연결되고,
    상기 안수 장입 라인은, 상기 복합 포집탑의 유입측에 구비되어 상기 제1열교환기에서 공급되는 냉각된 안수의 장입을 단속하는 안수 장입 제어 밸브(V2)를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  6. 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑;
    공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하는 복합 포집탑(Combi Scrubber); 및
    상기 H2S 포집탑과 상기 복합 포집탑 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑
    을 포함하고,
    상기 H2S 포집탑은, 하부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 안수를 순환시키는 제2쿨링 스테이지(Cooling Stage)를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2쿨링 스테이지는 제1열교환기를 경유하는 안수 장입 라인에 연결되고,
    상기 안수 장입 라인은, 상기 H2S 포집탑의 유입측에 구비되어 상기 제1열교환기에서 공급되는 냉각된 안수의 장입을 단속하는 안수 장입 제어 밸브를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  8. 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S를 포집하는 H2S 포집탑;
    공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 H2S와 NH3를 선택적으로 또는 동시에 포집하는 복합 포집탑(Combi Scrubber); 및
    상기 H2S 포집탑과 상기 복합 포집탑 중 적어도 일측으로부터 공급되는 COG(Coke Oven Gas)로부터 NH3를 포집하는 NH3 포집탑
    을 포함하고,
    상기 복합 포집탑은, 상부에 COG(Coke Oven Gas) 쿨링 다운(Cooling Down)을 위하여 어퍼 쿨링수를 순환시키는 어퍼 쿨링 스테이지를 구비하는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어퍼 쿨링 스테이지는 제2열교환기를 경유하는 어퍼 쿨링수 순환 라인에 연결되고,
    상기 어퍼 쿨링수 순환 라인은, 상기 복합 포집탑의 상부에서 어퍼 쿨링수를 인출하여 보다 낮은 중부에서 어퍼 쿨링수를 분사하도록 연결되는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  10. 제1항, 제6항, 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 H2S 포집탑은,
    상부에서 농안수를 제1분사하고, 상기 제1분사보다 낮은 위치에서 농안수를 제1흡입 인출하는 제1농안수 순환라인으로 연결되고,
    상기 제1흡인 인출보다 낮은 위치에서 농안수를 제2분사하고, 제2분사보다 낮은 위치에서 농안수를 제2흡입 인출하는 제2농안수 순환라인으로 연결되며,
    상기 제1농안수 순환라인과 상기 제2농안수 순환라인은 연결라인으로 서로 연결되는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1농안수 순환라인과 상기 제2농안수 순환라인은 각각 제1펌프와 제2펌프를 구비하며,
    상기 제1펌프의 유입측과 상기 제2펌프의 유입측에서 상기 연결라인으로 서로 연결되는 복합 코크스 오븐 가스 정제장치.
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