KR20030052915A

KR20030052915A - 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법및 장치

Info

Publication number: KR20030052915A
Application number: KR1020010083051A
Authority: KR
Inventors: 김장규; 이용국
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-27
Also published as: KR100777235B1

Abstract

본 발명은 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것으로 특히, 슬러지 만을 선별 제거할 수 있는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치는, 필터 및 고압펌프를 이용해 슬러지 성분만 따로 포집하는 것으로서, 슬러지를 뭉치도록 하여 제거성이 용이해지도록 하고, 또한 뭉쳐진 슬러지를 제거할 때는 슬러지를 흡수유 보다 덜 용해시키면서 슬러지와의 밀도차이가 더 큰 조경유를 사용하여 선별 제거하기가 용이해지도록 하며, 펌프에 의한 이송이 가능하도록 하여 구성된다.

이 같은 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치에 의하여 흡수유 중 슬러지만 선별적으로 제거되므로 흡수유 사용량을 절감할 수 있는 동시에 순환되는 흡수유를 깨끗하게 유지할 수 있어 열교환기 등 설비의 상태를 최상으로 유지할 수 있다.

Description

조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Sludge Removal from BTX Absoprtion Oil}

본 발명은 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 가스 정제에 있어서 조경유 회수시 흡수유에 생성되는 슬러지를 선별 제거함으로써 흡수유의 수명을 연장시키는 동시에 열교환기의 성능을 향상시켜 조경유의 회수율을 높일 수 있는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 코크스 가스로부터 조경유를 회수하는 공정을 나타낸 개략 공정도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 흡수탑(30)에서 흡수유를 사용하여 코크스 가스로부터 조경유를 흡수하게 되고, 조경유가 흡수된 흡수유는 증류탑(40)에서 증류되어 상기 조경유는 상기 증류탑 상부에서 회수되며, 상기 증류탑의 하부로는 상기 조경유가 제거된 흡수유가 회수된 후 다시 흡수탑(30)으로 보내져 상기 조경유를 흡수하는데 이용된다.

이 때 가스 중의 불순물이 상기 흡수유에 함유되며, 증류를 위한 가열 및 냉각과정을 거치면서 고분자화가 진행되어 다량의 슬러지가 발생된다.

이와 같이 발생되는 상기 슬러지는 열교환기 등을 오염시켜 설비의 효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.

따라서, 종래의 방법에서는, 증류탑(40) 하부의 방출 흡수유 중 일부를 탈핏치탑(50)으로 보내면, 상기 탈핏치탑에서 하부로는 슬러지를 핏치 형태로 선별하여 배출하고, 상부로는 흡수유 성분을 회수하여 증류탑으로 보내는 역할을 하였다.

그러나 상기한 방법에서는 상기 탈핏치탑의 효율이 낮기 때문에, 발생되는 슬러지를 모두 제거할 수가 없어 흡수유의 일부를 배출시키고 다시 보충하는 방법으로 흡수유의 점도 및 슬러지의 농도를 제어하는 수단으로 활용하였다.

또한, 상기 탈핏치탑의 운전은 높은 온도에서 수증기를 사용해 증류하는 방식을 이용하기 때문에 슬러지의 농도를 너무 높게 관리하면 핏치의 점도가 너무 높아서 배출 후 처리가 곤란해지는 문제점을 가지고 있었다.

이와 같은 이유로 인하여 상기 탈핏치탑은 슬러지를 선별 배출하는 기능으로서 보다는 흡수유의 일부를 폐기시키는 퍼지 형태로 운전하는 것이 관례가 되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 흡수유 중에서 상대적으로 밀도가 약간 높은 물질인 동시에 고분자 물질인 슬러지를 효율적으로 제거하는 방법을 제공하는데, 흡수유 중의 슬러지는 흡수유 성분의 일부가 중합반응을 일으켜서 발생되기 때문에 흡수유와 친화력이 높고 밀도가 비슷하기 때문에 에멀젼 상태로 떠돌아 다님에 따라 침강시키기가 어렵고 사이클론이나 자연 침강법으로는 효율적으로 제거할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 필터 및 고압 펌프를 이용해 슬러지 성분만 따로 포집되도록 하고, 이 과정에서 슬러지끼리 뭉치게 되므로 밀도가 상승하여 제거하기가 용이해지며, 또한 뭉쳐진 슬러지를 제거할 때는 슬러지를 흡수유 보다 덜 용해시키면서 슬러지와의 밀도차이가 더 큰 조경유를 사용하여 선별 제거하기가 용이하도록 하며, 조경유 성분이 슬러지를 약간용해할 수 있는 성질을 이용하여 어느 정도 유동성이 유지되도록 함에 따라 펌프에 의한 이송이 가능하도록 한다. 즉, 본 발명은 높은 농도의 슬러지를 효율적으로 배출시킬 수 있는, 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 코크스 가스로부터 조경유를 회수하는 공정을 나타내는 개략 공정도

도 2는 본 발명의 코크스가스로부터 조경유를 회수할 때 사용되는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 장치를 나타내는 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

8 : 제1 사이클론9 : 필터

10 : 제2 사이클론11 : 조경유 탱크

12 : 고압펌프13 : 재순환 흡수유

14 : 조경유 순환펌프15 : 보충 조경유

16 : 로드셀17 : 배출 조경유

18 : 플렉서블 라인20 : 하부 탱크

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 장치는, 흡수유 인입용 고압펌프를 기공의 크기가 0.5mm인 필터가 내장된 제1 사이클론에 연통시키고, 필터의 하단부는 제7 밸브에 의하여 폐쇄되어 있는 원통 형태로 형성하되, 제7 밸브가 개방되면 흡수유의 흐름이 필터를 통과하지 않고 필터의 하단부를 통과하여 배출되는 형태의 원통형으로 형성하고, 고압펌프와 제1 사이클론 사이에는 제1 밸브와 압력계를 각각 설치하며, 제1 사이클론에 내장된 필터는 제4 밸브를 통해 제2 사이클론에 연통시키며, 필터와 제4 밸브 사이에는 재순환 흡수유를 통과시키는 제2 밸브를 설치하고, 제2 사이클론은 세정용 조경유 탱크에 연통시키며, 조경유 탱크는 조경유 순환펌프 및 제3 밸브를 통해 제1 밸브와 압력계 사이의 고압펌프 라인에 연통시키고, 제1 사이클론의 하부는 제5 밸브 및 플렉서블 라인을 통해 무게 감지용 로드셀이 설치된 하부 탱크와 연통시키며, 하부 탱크는 제6 밸브와 연통시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법은, 종래의 탈핏치탑을 경유하여 폐기되는 흡수유를, 흡수유 인입용 고압펌프를 통하여 제1 사이클론에 내장된 필터에 전송시켜 필터를 통해 슬러지를 선별 제거하고, 슬러지가 제거된 흡수유는 재순환시켜 본래의 흡수유 라인에 합해지도록 하되, 이때 가능한한 많은 유량을 확보하기 위하여 고압펌프의 압력은 15기압 이상 유지시키고, 제1 밸브와 제2 밸브는 개방시키며, 제3 밸브와 제4 밸브는 폐쇄시키고, 필터는 제7 밸브가 차단된 상태에서 운전되도록 하며, 밸브(5)를 차단하여 높은 압력이 플렉서블 라인(18)에 영향을 미치지 않도록 하고, 필터에 슬러지가 축적되어 흡수유의 흐름이 약해지게 되면, 제1 밸브와 제2 밸브를 차단하고, 고압펌프의 기동을 중지시켜 제3, 4, 5 및 제7 밸브를 각각 개방하며, 조경유 순환펌프를 기동시켜 많은 양의 조경유를 흘려보내 필터로부터 필터링된 슬러지가 조경유에 의하여 제거되도록 하고, 제거된 슬러지는 제1 사이클론에 의해 포집하며, 제2 사이클론를 통과함에 따라 대부분의 슬러지가 제거된 조경유를 조경유 탱크로 전송하고, 제거된 슬러지는 제1 사이클론의 하부 탱크에 모이도록 하며, 필터의 운전 및 세정으로의 전환은 압력계의 지시치를 보고 결정하고, 조경유의 일부를 보충함과 동시에 빼내어 줌으로써 조경유의 점도를 유지시키며, 배출 조경유는 탈핏치탑에서 조경유 성분을 회수한 후 제1 사이클론의 하부 탱크로 모여지도록 하고, 제1 사이클론의 하부 탱크 무게는 모든 밸브를 차단시키고 펌프의 운전을 중지시킨 상태에서 로드셀에 감지되는 무게로서 측정하며, 이 무게와 탱크의 크기를 감안하여 비중 1.4와 1.5 사이가 되는 점에서 제6 밸브를 개방하여 배출시키고 폐기시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일예를 첨부된 도면 도 2를 통하여 상세히 설명하면 다음과같다.

도 2는 본 발명의 코크스가스로부터 조경유를 회수할 때 사용되는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 장치를 나타내는 개략도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 흡수유 인입용 고압펌프(12)는 기공의 크기가 0.5mm 정도인 필터(9)가 내장된 제1 사이클론(8)에 연통시킨다. 이때 상기 필터(9)의 하단부는 밸브(7)에 의하여 폐쇄되어 있는 원통 형태로 형성하되, 상기 밸브(7)가 개방되면 흡수유의 흐름이 상기 필터(9)를 통과하지 않고 상기 필터의 하단부를 통과하여 배출되는 형태의 원통형으로 형성한다.

상기 고압펌프(12)와 제1 사이클론(8) 사이에는 밸브(1)와 압력계(P)를 각각 설치하고, 상기 제1 사이클론에 내장된 필터(9)는 밸브(4)를 통해 제2 사이클론 (10)에 연통시키며, 상기 필터(9)와 밸브(4) 사이에는 재순환 흡수유(13)를 통과시키는 밸브(2)를 설치한다.

그리고, 상기 제2 사이클론(2)은 세정용 조경유 탱크(11)에 연통시키며, 상기 조경유 탱크(11)는 조경유 순환펌프(14) 및 밸브(3)를 통해 밸브(1)와 압력계 (P) 사이의 고압펌프(12) 라인에 연통시킨다.

상기 제1 사이클론(8)의 하부는 밸브(5) 및 플렉서블 라인(18)을 통해 무게 감지용 로드셀(16)이 설치된 하부 탱크(20)와 연통시키며, 상기 하부 탱크는 밸브(6)와 연통시킨다.

이하, 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 제거하는 장치를 이용한 슬러지 제거방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 탈핏치탑을 경유하여 폐기되던 흡수유를, 흡수유 인입용 고압펌프 (12)를 통하여 제1 사이클론(8)에 내장된 필터(9)에 전송시켜 상기 필터(9)를 통해 슬러지를 선별 제거하며, 상기 슬러지가 제거된 흡수유는 재순환시켜 본래의 흡수유 라인에 합해지도록 한다. 이때 가능한한 많은 유량을 확보하기 위하여 상기 고압펌프(12)의 압력은 충분히 높게 유지시키고, 밸브(1)와 밸브(2)는 개방된 상태이며, 밸브(3)와 밸브(4)는 폐쇄된 상태이다.

상기 필터(9)의 운전 시에는 밸브(7)가 차단된 상태에서 운전되도록 하며, 또한 밸브(5)도 차단하여 높은 압력이 플렉서블 라인(18)에 영향을 미치지 않도록 한다.

상기 필터(9)에 슬러지가 축적되어 흡수유의 흐름이 약해지게 되면, 밸브(1)와 밸브(2)를 차단하고, 고압펌프(12)의 기동을 중지시켜 밸브(3, 4, 5, 7)를 각각 개방하며, 조경유 순환펌프(14)를 기동시켜 많은 양의 조경유를 흘려보내 상기 필터(9)로부터 필터링된 슬러지가 조경유에 의하여 제거되도록 한다.

이때, 제거된 슬러지는 제1 사이클론(8)에 의해 포집되며, 또한 제2 사이클론(10)를 통과함에 따라 대부분의 슬러지가 제거된 조경유가 조경유 탱크(11)에 전송된다. 여기서 제거된 슬러지는 제1 사이클론(8)의 하부 탱크(20)에 모이게 된다.

그리고, 필터의 운전 및 세정으로의 전환은 압력계(P)의 지시치를 보고 결정한다.

상기한 바와 같이 운전할 경우 세정하는 조경유 내에 슬러지 성분 및 흡수유 성분이 축적되어 점도가 상승하게 되며, 점도가 너무 올라가게 되면 세정효과를 낼수 없게 되므로, 상기 조경유 탱크(11)를 통해 보충 조경유(15)를 일부 공급하여 조경유의 일부를 보충하고 상기 조경유 탱크(11)로부터 배출 조경유(17)로써 다시 일부를 빼내어 주어야 하는 데, 상기 배출 조경유(17)는 탈핏치탑에서 조경유 성분을 회수한 후 제1 사이클론(8)의 하부 탱크(20)로 모여지게 된다.

상기 제1 사이클론(8)의 하부 탱크(20) 무게는 모든 밸브를 차단시키고 펌프의 운전을 중지시킨 상태에서 로드셀(16)에 감지되는 무게로서 측정하며, 이 무게와 탱크의 크기를 감안하여 비중 1.4와 1.5 사이가 되는 점에서 밸브(6)를 개방하여 배출시키고 폐기시킨다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1)

도 1에 나타낸 것과 동일한 설비에서 코크스 가스 처리량이 50000Nm³/h 기준으로 운전되는 경우에 제1 사이클론(8)의 직경이 500mm이고, 필터(9)의 직경이 300mm, 길이가 1m인 장치에서 슬러지 제거 시험을 실시하였다.

또한, 이때의 제2 사이클론(10)의 직경은 300mm이고, 고압펌프(12)의 압력은 최대 15기압이며, 상기 필터(9)의 기공 크기는 0.5mm이다. 이때, 흡수유 순환량은 1m³/h 이며, 압력이 13기압까지 상승했을 때 세정으로 전환하였다.

세정용 조경유의 유량은 100m³/h이었으며, 슬러지 배출량은 처음에는 0.15ton/h 정도에서 슬러지가 제거됨에 따라 점점 줄어서 0.05ton/h이었다.

이것은 흡수유 중에 슬러지가 대략 15%정도에서 5%정도로 감소되었다는 것을의미하는 것이고, 이는 기존의 슬러지 함량보다 1/3 정도로 감소된 것으로 매우 높은 품질의 흡수유 상태가 유지됨을 알 수 있으며, 이때 흡수유 보충량은 0.1ton/h로서 흡수유 사용량도 현저히 저감되었음을 알 수 있었다.

따라서, 열교환기의 효율 증대로 기존에 140℃로 증류탑에 장입되던 흡수유가 160℃까지 상승되어 증류용 증기가 10% 정도 절감되었다.

이상에서와 같이 본 발명의 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법 및 장치에서의 고압펌프의 압력을 충분히 유지시키면 많은 양의 흡수유 흐름을 유지할 수 있는 동시에 이로 인해 슬러지를 충분히 제거할 수 있고, 또한 배출되는 슬러지는 조경유와 혼합물로 존재하기 때문에 유동성이 유지되므로 펌프를 이용해 타 탱크로 이송해 처리할 수 있으며, 흡수유 중 슬러지 만을 선별적으로 제거하여 주기 때문에 흡수유 사용량을 절감할 수 있는 동시에 순환되는 흡수유를 깨끗하게 유지할 수 있어 열교환기 등 설비의 상태를 최상으로 유지할 수 있다.

Claims

흡수유 인입용 고압펌프(12)는 필터(9)가 내장된 제1 사이클론(8)에 연통시키고, 상기 필터(9)의 하단부는 원통형으로 형성하여 밸브(7)를 설치하며, 상기 고압펌프(12)와 제1 사이클론(8) 사이에는 밸브(1)와 압력계(P)를 각각 설치하고, 상기 제1 사이클론에 내장된 필터(9)는 밸브(4)를 통해 제2 사이클론(10)에 연통시키며, 상기 필터(9)와 밸브(4) 사이에는 재순환 흡수유(13)를 통과시키는 밸브(2)를 설치하고, 상기 제2 사이클론(2)은 세정용 조경유 탱크(11)에 연통시키며, 상기 조경유 탱크(11)는 조경유 순환펌프(14) 및 밸브(3)를 통해 밸브(1)와 압력계(P) 사이의 고압펌프(12) 라인에 연통시키고, 상기 제1 사이클론(8)의 하부는 밸브(5) 및 플렉서블 라인(18)을 통해 무게 감지용 로드셀(16)이 설치된 하부 탱크(20)와 연통시키며, 상기 하부 탱크는 밸브(6)와 연통시킨 것을 특징으로 하는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 필터(9)의 기공 크기가 0.5mm인 것을 특징으로 하는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 장치.
탈핏치탑을 경유하여 폐기되는 흡수유는 펌프(12)를 통해 제1 사이클론(8)에 내장된 필터(9)로 전송시켜 상기 흡수유에 발생된 슬러지를 선별 제거하고, 상기 슬러지가 제거된 흡수유는 재순환시켜 본래의 흡수유 라인에 합해지도록 하며, 압력계(P)를 통해 상기 필터(9)에 슬러지가 축적되어 흡수유의 흐름이 약해진 것을 알게 되면, 조경유 순환펌프(14)를 구동시켜 조경유를 상기 필터(9)로 흘려보내 필터링된 슬러지를 제거하고, 제거된 슬러지는 상기 제1 사이클론(8)의 하부 탱크 (20)로 유도하며, 상기 슬러지를 제거한 조경유는 제2 사이클론(10)을 거쳐 조경유 탱크(11)로 유도하고, 상기 조경유 탱크(11)에는 일부 조경유를 보충하는 동시에 일부를 배출시키며, 상기 배출 조경유(17)는 탈핏치탑에 통과시켜 조경유 성분만 회수되도록 하고, 나머지 성분은 상기 제1 사이클론의 하부탱크(20)로 유도하는 것을 특징으로 하는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 사이클론(8)의 하부 탱크(20) 무게는 로드셀(16)에 의하여 측정하며, 상기 측정된 무게와 상기 하부 탱크의 크기를 감안하여 비중 1.4와 1.5 사이가 되는 점에서 밸브(6)를 개방하여 슬러지를 배출 폐기시키는 것을 특징으로 하는 조경유 회수용 흡수유로부터 슬러지를 선별 제거하는 방법.