KR20020055984A

KR20020055984A - 고로 슬러지의 탈아연장치

Info

Publication number: KR20020055984A
Application number: KR1020000085262A
Authority: KR
Inventors: 조운석; 안동구; 이영범; 박준묵; 박규식; 유성만; 김인철
Original assignee: 고학봉; 주식회사 포스코건설
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-10
Also published as: KR100391571B1

Abstract

본 발명은 습식제진기에서 포집된 슬러지를 아연성분의 함유량에 따라 고아연 슬러지와 저아연 슬러지로 분리 후, 저아연 슬러지를 고로 원료로 재활용하는 장치에 관한 것으로,

고로의 습식제진기에 포집된 슬러지를 농축하는 시커너(10)와, 이 시커너(10) 하부에 침강된 슬러지를 슬러지 펌프(2)로 펌핑한 후 희석수가 보충되며 교반기(40)가 설치된 희석 탱크(20)와, 희석된 슬러지를 피드 펌프(60)에 의하여 펌핑한 후 슬러지를 분급시키는 사이클론(80)으로 구성되는 슬러지의 탈아연장치에 있어서, 상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 슬러지 중 저아연 슬러지를 탈수시키는 저아연 슬러지 처리부와, 고아연 슬러지를 탈수시키는 고아연 슬러지 처리부와, 상기 장치들에서 발생되는 여액을 상기 시커너(10)로 피드백시키는 여액처리부로 구성됨을 특징으로 하여,

저아연 슬러지를 고로 원료로 재사용함으로써 자원의 절약할 수 있으며, 고아연 및 저아연 슬러지를 탈수처리 후 운송함으로써 슬러지 폐기에 따른 처리비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

고로 슬러지의 탈아연장치{Zn-separating apparatus from sludge of blast furnace}

본 발명은 제철소의 고로 설비중 습식제진기에서 포집된 슬러지를 재차 활용할 수 있는 프로세스 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식제진기에서 포집된 슬러지(Sludge)를 아연성분의 함유량에 따라 고아연 슬러지와 저아연 슬러지로 분리 후, 저아연 슬러지를 고로 원료로 재활용함으로써 에너지 절감 효과 및 환경오염을 방지하도록 개선된 고로 슬러지 탈아연 프로세스 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 습식제진기에서 포집된 슬러지는 아연성분을 다량 함유하고 있어 고로 원료로 재활용하지 못하고 대부분 매립하고 있다.

이는 슬러지중의 아연 성분이 고로 내에서 부착물을 형성하여 장입물 분포 교란으로 인하여 노내 가스류 불안정 및 장입물 강하 불안정을 일으키고, 이는 생산량 저하와 연료비 증가를 가져오기 때문이다.

따라서 슬러지중의 아연성분을 제거함으로써 고로 원료로 재사용이 가능하도록 하기 위한 장치가 개발되고 있다.

종래의 고로 슬러지 탈아연 프로세스 및 장치는 크게 RASA 및 HOOGOVENS, MOZLEY TYPE이 있으며, 이중 RASA 및 HOOGOVENS TYPE은 슬러지의 분급을 1차와 2차로 나뉘어 하고 볼 밀(BALL MILL)이 설치되는 등 프로세스가 복잡하고 투자비가 과다 소요되는 문제점이 있었다.

그리고 종래의 MOZLEY TYPE의 프로세스 및 장치는 도 1의 종래의 MOZLEY TYPE의 고로 슬러지 탈아연장치의 구성도에 도시된 바와 같다.

도 1에 의하면, 이러한 MOZLEY TYPE의 프로세스는 습식제진기에서 포집한 고로 슬러지가 시커너(THICKENER ; 10)에서 침전되고, 침전된 슬러지는 슬러지펌프(20)에 의해 희석 탱크(30)로 이송된다.

상기 희석 탱크(30)에서는 희석수를 넣어 사이클론(CYCLONE ; 80)에서 요구하는 농도로 희석 후에 피드 펌프(FEED PUMP ; 60)에 의해서 사이클론(80)으로 보내지고, 사이클론(80)의 원심력에 의해서 고아연 슬러지 및 저아연 슬러지로 분리된다.

분리된 슬러지중 저아연 슬러지(141)는 야드에서 건조 후 고로 원료로 재사용되고 여액은 여액 저장 탱크(170)로 유입되고, 고아연 슬러지는 침전 탱크(90)로 유입된 후 펌프(190)에 의해서 라군(LAGOON)으로 배출되며, 저아연 슬러지(141)의 여액 및 희석 탱크(30), 침전 탱크(90)에서 넘치는 여액(OVER FLOW WATER)는 여액 저장 탱크(170)에 유입된 후 재사용을 위하여 여액 이송 펌프(180)에 의해서 시커너(10)로 보내진다.

그러나 이와 같은 종래의 MOZLEY TYPE의 고로 슬러지 탈아연 장치는 RASA 및 HOOGOVENS TYPE에 비하여 설비가 단순하고 투자비가 적게 소요되는 장점은 있으나, 사이클론(80)에서 분리된 고아연 및 저아연 슬러지를 야드 및 라군으로 배출함으로써 원료 재활용 효과는 있으나, 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 슬러지 분리는 MOZLEY TYPE을 응용하여 투자비를 절감함과 동시에 슬러지 분리 후의 고아연 및 저아연 슬러지를 탈수기를 이용하여 탈수처리함으로써 환경오염을 방지하는 고로 슬러지 탈아연장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 MOZLEY TYPE의 고로 슬러지 탈아연장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 고로 슬러지 탈아연장치의 개략도,

도 3은 본 발명에 의한 고로 슬러지 탈아연장치의 상세 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 탈아연장치를 이용한 탈아연 작업의 흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 시커너20 : 슬러지 펌프

30 : 희석 탱크40, 120 : 교반기

60 : 피드 펌프80 : 사이클론

90 : 침전 탱크110 : 저아연 저장 탱크

120 : 교반기130 : 이송 펌프

140 : 드럼 필터160 : 스크루 디켄터

170 : 여액 저장 탱크180 : 여액 이송 펌프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고로 슬러지의 탈아연장치는, 고로의 습식제진기에 포집된 슬러지를 농축하는 시커너(10)와, 이 시커너(10) 하부에 침강된 슬러지를 슬러지 펌프(2)로 펌핑한 후 희석수가 보충되며 교반기(40)가 설치된 희석 탱크(20)와, 희석된 슬러지를 피드 펌프(60)에 의하여 펌핑한 후 슬러지를 분급시키는 사이클론(80)으로 구성되는 슬러지의 탈아연장치에 있어서,

상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 슬러지 중 저아연 슬러지를 탈수시키는 저아연 슬러지 처리부와, 고아연 슬러지를 탈수시키는 고아연 슬러지 처리부와, 상기 장치들에서 발생되는 여액을 상기 시커너(10)로 피드백시키는 여액처리부로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 탈아연장치에 있어서, 저아연 슬러지 처리부는 상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 저아연 슬러지를 하부 배관(82)을 통하여 공급받으며 교반기(120)가 설치된 저아연 저장 탱크(11)와, 이 저아연 슬러지를 이송펌프(130)로 펌핑하여 탈수시키는 드럼 패드(140)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 탈아연장치에 있어서, 고아연 슬러지 처리부는 상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 고아연 슬러지를 상부 배관(81)을 통하여 공급받는 침전 탱크(90)와, 침전된 슬러지를 탈수시키는 스크루 디켄터(160)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 탈아연장치에 있어서, 여액 처리부는 상기 희석탱크(30)와 침전 탱크(90) 상부의 맑은 여액과 상기 드럼 필터(140) 및 스크루 디켄터(160)로부터 분리되는 탈수액을 저장하는 여액 저장 탱크(170)와, 저장된 여액을 상기 시커너(10)로 펌핑하는 여액 이송 펌프(180)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3의 본 발명에 의한 고로 슬러지 탈아연장치의 개략도 및 구성도에 도시된 바와 같이, 각각의 구성요소 및 작용은 다음과 같다.

먼저, 고로 습식제진기에서 포집되어 시커너(10)에 유입된 슬러지는 시커너(10)에 응집재를 투입하여 스크너(10) 하부로 침강시킨다.

침전된 슬러지는 슬러지 펌프(20)에 의하여 교반기(40)가 설치된 희석 탱크(30)로 이송되는데, 이 고로 슬러지는 농도는 20∼50%로서 높으므로 희석 탱크(30)내에 희석수 배관(50)을 통하여 희석수를 보충한다.

본 발명의 실시예에 의하면 상기 희석 탱크(30)내의 슬러지 농도는 5∼7%로 하고, 사이클론(80)의 전단압력은 피드 펌프(60)에 의하여 1.0∼2.0 bar로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 장치외에 희석수의 유량제어를 위한 유량계(53)와, 희석 탱크(30)의 슬러지 레벨에 의하여 유량제어를 위한 컨트롤 밸브(52) 및 레벨계(31)와, 희석 탱크(30)내의 슬러지의 침강을 막기 위한 교반기(AGITATOR ; 40)를 설치하고, 또한 사이클론(80)의 막힘을 방지하기 위한 필터(62) 및 사이클론(80)에 이송되는 슬러지의 유량제어를 위한 유량계(64) 및 밸브(63)를 설치한다.

그리고 피드 펌프(60)에 의하여 슬러지 분급 장치인 사이클론(80)으로 유입된 슬러지는 사이클론(80)의 원심력에 의하여 입자 크기가 큰 슬러지는 사이클론(80)의 하부로 방출시키고 반대로 입자 크기가 작은 슬러지는 사이클론(80)의 상부로 방출된다.

이러한 슬러지 분급 장치인 사이클론(80)에 의한 슬러지의 분급효율을 높이기 위하여는 사이클론(80)에 유입되는 슬러지의 농도 및 압력뿐만 아니라 슬러지 입자의 크기 및 성분도 중요한 인자가 되는데, 이러한 인자는 각양각색이므로 설치하고자 하는 고로의 슬러지를 직접 테스트하여 적정한 설계조건 도출이 필요하다.

그런데 슬러지의 구성 중 저아연 슬러지는 입자크기에 있어서 분급전 슬러지와 비슷하여 기존에 탈수기를 이용하여 탈수처리하여도 무방하나, 고아연 슬러지는 입자가 미세하여 기존의 탈수기 타입으로는 탈수가 불가하여 타입 선정에 주의하여야 한다.

본 발명을 구성하는 사이클론(80)에 의하여 분급된 슬러지를 처리하는 슬러지 처리장치는, 크게 고아연 슬러지 처리부, 저아연 슬러지 처리부 및 여액 처리부로 나뉜다.

먼저 본 발명을 구성하는 저아연 슬러지 처리부에서는, 사이클론(80)에 의하여 분급된 슬러지 중 저아연 슬러지가 하부 배관(82)을 통하여 저아연 저장 탱크(110)로 보내진 후, 일정한 레벨이 되면 이송 펌프(130)에 의하여 기존 탈수기인 드럼 필터(140)로 펌핑되어 탈수된 후, 케이크(141)는 고로 원료로 재사용되기 위하여 운송된다.

다음으로 본 발명을 구성하는 고아연 슬러지 처리부는, 사이클론(80)으로부터 분급된 고아연 슬러지는 상부 배관(81)을 통하여 침전 탱크(90)로 유입된 후, 침전 탱크(90) 하부의 슬러지는 배관(150)을 통하여 고아연 슬러지 탈수기인 스크루 디켄터(160)로 보내져 탈수된 후, 케이크(161)는 매립을 위하여 운송된다.

마지막으로 본 발명을 구성하는 여액 처리부에서는, 상기 희석 탱크(30)와 침전 탱크(90) 상부의 맑은 여액이 각각 배관(70, 100)을 통하여 여액 저장 탱크(170)로 공급된다.

또한 상기 드럼 필터(140) 및 스크루 디켄터(160)로부터 분리되는 탈수액이 여액 저장 탱크(170)로 공급되며, 이 여액 저장 탱크(170)에 저장된 여액은 여액 이송 펌프(180)을 통하여 재사용을 위하여 시커너(10)로 펌핑함으로써 피드백된다.

이하에서는 도 4의 본 발명에 의한 탈아연장치를 이용한 탈아연 작업의 흐름도를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 탈아연장치를 이용한 작업과정을 상세하게 설명한다.

먼저 제 1 단계는, 고로의 습식제진기에서 포집된 슬러지를 사이클론(80)에서 요구하는 최적의 분급 조건으로 조절하여 이송하여 슬러지의 탈수처리를 위한 사전처리를 한다.

이러한 최적의 분급 조건으로서 희석 탱크(30)의 슬러지 농도는 5∼10%이고, 사이클론(80)의 전단압력은 1.0∼2.0bar이다.

제 2 단계는 상기 사이클론(80)에 의하여 고로 슬러지를 저아연 슬러지는 하부 배관(82)으로, 고아연 슬러지는 상부 배관(81)으로 분급함으로써 슬러지를 분급한다.

제 3 단계는 상기 하부 배관(82)으로 분급된 저아연 슬러지는 드럼 패드(140)에 의하여 탈수되고, 상기 상부 배관(81)으로 분급된 고아연 슬러지는 스크루 디켄터(160)에 의하여 탈수처리한다.

마지막으로 제 4 단계는 상기 드럼 패드(140)로부터 탈수처리된 케이크와, 스크루 디켄터(160)로부터 탈수처리된 케이크는 매립을 위하여 이송되고, 여액은 여액 저장 탱크(170)로 이송되어 다시 시커너(10)로 피드백된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 고로 슬러지 탈아연장치를 사용하면, 시커너 하부에 침전된 슬러지의 농도에 관계없이 사이클론에서 요구하는 농도로 임의로 조정이 가능하며, 저아연 슬러지를 고로 원료로 재사용함으로써 에너지 절감의 효과가 있다.

또한 종래와 같이 고아연 및 저아연 슬러지를 야드 및 라군(Lagoon)에 배출하지 않고 탈수기로 탈수처리 후 운송함으로써 슬러지 폐기에 따른 처리비용의 절감과 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

고로의 습식제진기에 포집된 슬러지를 농축하는 시커너(10)와, 이 시커너(10) 하부에 침강된 슬러지를 슬러지 펌프(2)로 펌핑한 후 희석수가 보충되며 교반기(40)가 설치된 희석 탱크(20)와, 희석된 슬러지를 피드 펌프(60)에 의하여 펌핑한 후 슬러지를 분급시키는 사이클론(80)으로 구성되는 슬러지의 탈아연장치에 있어서,

상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 슬러지 중 저아연 슬러지를 탈수시키는 저아연 슬러지 처리부와, 고아연 슬러지를 탈수시키는 고아연 슬러지 처리부와, 상기 장치들에서 발생되는 여액을 상기 시커너(10)로 피드백시키는 여액처리부로 구성됨을 특징으로 하는 고로 슬러지의 탈아연장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저아연 슬러지 처리부는 상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 저아연 슬러지를 하부 배관(82)을 통하여 공급받으며 교반기(120)가 설치된 저아연 저장 탱크(11)와, 이 저아연 슬러지를 이송펌프(130)로 펌핑하여 탈수시키는 드럼 패드(140)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고로 슬러지의 탈아연장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고아연 슬러지 처리부는 상기 사이클론(80)에 의하여 분급된 고아연 슬러지를 상부 배관(81)을 통하여 공급받는 침전 탱크(90)와, 침전된 슬러지를 탈수시키는 스크루 디켄터(160)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고로 슬러지의 탈아연장치.
제 1 항에 있어서, 상기 여액 처리부는 상기 희석 탱크(30)와 침전 탱크(90) 상부의 맑은 여액과 상기 드럼 필터(140) 및 스크루 디켄터(160)로부터 분리되는 탈수액을 저장하는 여액 저장 탱크(170)와, 저장된 여액을 상기 시커너(10)로 펌핑하는 여액 이송 펌프(180)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고로 슬러지의 탈아연장치.