KR200330683Y1 - 콜타르중의 수분 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때에 발생되는 콜타르를 플러싱 리퀴어 데칸타와 타르 데칸타에서 회수하여 저장탱크에 저장하는 과정에서 저장된 콜타르중에 함유된 수분을 관리포인트 이하로 제거하여 고품질의 콜타르를 수요가에게 공급함은 물론 수분 배액작업에 따른 작업부하를 경감시킬 수 있도록 개선된 콜타르중의 수분 제거장치에 관한 것으로, 콜타르유입관에 의해 콜타르 데칸타와 연결된 통체형상의 본체와; 상기 본체의 일측을 관통하여 내부에 다수 다단 배열된 스팀분배관과; 상기 스팀분배관과 연결되고 스팀공급량을 조절하는 수분조절밸브를 갖추며 상기 본체의 일측에 근접설치된 간접가열기와; 상기 본체의 상부에 마련된 증기배출구와 연결되고, 배출된 증기를 응축시키는 수분응축기와; 상기 본체의 하부에 연통배관되고 길이 일부에 레벨조절밸브를 갖추며 콜타르 저장탱크와 연결된 콜타르관과; 상기 레벨조절밸브를 개폐조작시키는 제어신호를 송출하도록 상기 본체의 일측에 부설되어 그 내부의 콜타르 레벨을 측정하는 레벨계와; 상기 콜타르관에 부설되어 배출되는 콜타르중의 수분을 측정하고 그 값에 따라 상기 스팀분배관의 수분조절밸브의 개도를 조절하는 수분측정계를 포함하여 구성된다.

Description

콜타르중의 수분 제거장치{DEVICE FOR REMOVING MOISTURE IN COAL TAR}

본 고안은 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때에 발생되는 콜타르를 플러싱 리퀴어 데칸타와 타르 데칸타에서 회수하여 저장탱크에 저장하는 과정에서 저장된 콜타르중에 함유된 수분을 관리포인트 이하로 제거하여 고품질의 콜타르를 수요가에게 공급함은 물론 수분 배액작업에 따른 작업부하를 경감시킬 수 있도록 개선된 콜타르중의 수분 제거장치에 관한 것이다.

통상, 도 1에서와 같이, 코크오븐(10)에서 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때 발생되는 코크오븐가스는 코크오븐가스관(11)을 통해 빠져나가고 콜타르는 안수순환관(12)을 통해 안수와 함께 플러싱 리퀴어 데칸타(20)로 유입된 후 비중차에 의해서 타르와 안수가 분리되며, 분리된 안수는 안수순환펌프(21) 및 안수순환관(22)을 통해 다시 코크스오븐(10)으로 회수되고, 타르는 플러싱 리퀴어 데칸타(20)의 하부에서 빠져나와 콜타르이송관(23)을 통해 콜타르 데칸타(30)로 유입된다.

콜타르 데칸타(30)에 유입된 콜타르는 콜타르이송펌프(31)에 의해 콜타르저장탱크(50)로 유입된 후 콜타르출하펌프(51)를 통해 수요가에게 출하하게 된다.

이러한 과정에서, 콜타르 데칸타(30)로 유입되는 콜타르중에는 수분이 5~7% 정도 포함되어 있으므로 이를 제거할 필요가 있다.

즉, 출하용 콜타르중 수분의 관리포인트는 2% 정도임에 반해 5~7%는 상당히 과다하여 수요가의 불만을 야기시키기 때문이다.

이를 위해 콜타르 데칸타(30)에서 콜타르를 일정시간 정체시키면서 비중차(콜타르의 비중은 1.17, 수분은 1임)에 의해 수분을 재차 분리하게 되는데 이때 분리된 수분은 측면에 다단으로 설치되어 있는 수분배액밸브(33)를 작업자가 직접 조작하여 호퍼(34)를 통해 수분이 배액되는지 또는 콜타르가 배액되는지 육안으로 직접 확인하면서 배액시키게 된다.

배액된 수분은 드레인탱크(40)로 유입되며 다시 플러싱 리퀴어 데칸타(20)로 보내진다.

한편, 콜타르 저장탱크(50)로 유입된 콜타르중에도 수분이 함유되어 있는데 이는 콜타르 데칸타에서 수분이 완전히 분리되어진 상태로 유입되는 것이 아니기 때문이다.

즉, 콜타르 데칸타(30)에서 콜타르와 수분이 완전히 분리되기 위해서는 24~48시간의 정체가 필요하나 상술한 바와 같은 공정은 단속없이 연속적으로 이루어지기 때문에 한정된 용량의 데칸타(8시간 정체가능의 용량)에서는 완전히 분리할수 없다.

그러므로, 수분을 완전히 분리하기 위해서는 24~48시간 정체가능한 대용량의 콜타르 데칸타 또는 여러개의 콜타르 데칸타가 필요하게 되며 이를 위해서는 많은 공간과 설비의 투자가 요구된다.

따라서, 한정된 용량의 콜타르 데칸타(30)에서는 수분 배액작업이 이루어진다고 해도 콜타르로부터 수분이 분리가 덜 되어진 상태(콜타르양의 3~4% 차지)로 콜타르 저장탱크(50)에 유입되게 되며, 이 콜타르 저장탱크(50)에서 오랜시간 정체하게 되면 콜타르와 수분이 자연스럽게 분리되게 된다.

이때, 분리된 수분은 수분 배액용 스윙파이프(55)를 통해서 배액하게 되는데 이를테면, 배액밸브(56)를 열어 배액상태를 호퍼(57)에서 확인하면서 스윙파이프(55)에 연결된 로프(54)와 조절레버(54a)를 작업자가 직접 조작하여 스윙파이프(55)의 높낮이를 조절하면서 수분층에 수분유입구(53)가 잠기도록하여 호퍼(57)에서 계속 확인하면서 콜타르가 배액되면 스윙파이프(55)를 높여 수분유입구(53)가 수분층에 위치하도록 하여 수분이 배액되도록 하며,스윙파이프(55)의 수분유입구(53)가 들뜨게 되면 다시 스윙파이프(55)를 내려 수분유입구(53)가 수분층에 위치하도록 하여 수분을 배액시키게 된다.

이어, 배액된 수분은 드레인탱크(60)로 유입된 후 다시 플러싱 리퀴어 데칸타(20)로 보내지는 순환을 반복하게 된다.

그러나, 이와 같은 작업시 항상 작업자의 수작업이 요구되기 때문에 다량의 유독가스(암모니아가스, 일산화탄소, 벤젠, 황화수소가스 등)에 노출될 위험이 커 안전사고의 위험이 높고, 또한 작업능률이 떨어지며, 생산성이 현격히 저하되는 단점이 있어 왔다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 저장탱크에 저장된 콜타르중에 함유된 수분함량을 관리포인트인 1~2% 이하로 낮추도록 하여 수요가의 요구를 충족시키면서 또한 수분 배액작업이 자동적으로 이루어지도록 하여 설비의 간소화, 안전사고의 예방, 생산성 향상, 작업효율의 극대화, 정비비의 절감 등을 꾀할 수 있도록 한 콜타르중의 수분 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 콜타르중의 수분 제거장치의 사용상태도,

도 2는 본 고안에 따른 수분 제거장치의 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 수분 제거장치의 사용상태도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10....코크스오븐 20....플러싱 리퀴어 데칸타

30....콜타르 데칸타 100....본체

110....증기배출구 125....수분측정계

200....간접가열기 300....수분응축기

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 콜타르유입관에 의해 콜타르 데칸타와 연결된 통체형상의 본체와; 상기 본체의 일측을 관통하여 내부에 다수 다단 배열된 스팀분배관과; 상기 스팀분배관과 연결되고 스팀공급량을 조절하는 수분조절밸브를 갖추며 상기 본체의 일측에 근접설치된 간접가열기와; 상기 본체의 상부에 마련된 증기배출구와 연결되고, 배출된 증기를 응축시키는 수분응축기와; 상기 본체의 하부에 연통배관되고 길이 일부에 레벨조절밸브를 갖추며 콜타르 저장탱크와 연결된 콜타르관과; 상기 레벨조절밸브를 개폐조작시키는 제어신호를 송출하도록 상기 본체의 일측에 부설되어 그 내부의 콜타르 레벨을 측정하는 레벨계와; 상기 콜타르관에 부설되어 배출되는 콜타르중의 수분을 측정하고 그 값에 따라 상기 스팀분배관의 수분조절밸브의 개도를 조절하는 수분측정계를 포함하여 구성되는 콜타르중의 수분 제거장치를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 수분 제거장치의 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 수분 제거장치의 사용상태도이다.

도 2 및 도 3에서와 같이, 대략 통체를 갖는 본체(100)가 구비되는데 이 본체(100)는 하부바닥면 중앙이 요크형태로 오목하고 상부는 볼록하여 만곡진 형태를 갖는데 그 하부 중앙부에는 배출관(103)이 연결된다.

또한, 본체(100)의 일측면에는 레벨계(104)가 설치되고, 상부 중앙에는 증기배출구(110)가 형성된다.

상기 배출관(103)에는 콜타르이송펌프(120)가 연결되고, 그 출구에는 콜타르출구관(121)이 연결되며, 이 콜타르출구관(121)의 한 부분에서 상기 본체(100)와 연결되는 리턴관(122)이 배관된다.

상기 리턴관(122)이 연결되는 지점보다 후단에는 본체(100)의 레벨을 조절하는 레벨조절밸브(124)가 설치되는데, 이는 레벨계(104)의 레벨에 따라서 작동되도록 제어회로가 구성된다.

레벨조절밸브(124)의 후단에는 콜타르 저장탱크와 연결되는 콜타르관(123)이 설치되며, 이 콜타르관(123)에는 수분측정계(125)도 부설된다.

한편, 본체(100)로 유입되는 콜타르유입관(130)이 본체(100) 상부에 설치되고, 이 유입관(130)에는 유량계(134)와 유량조절밸브(133)가 설치되는데 유량계(134)의 지시에 따라서 유량조절밸브(133)가 동작되도록 제어회로가 구성된다.

아울러, 상기 콜타르유입관(130)은 분기되어 본체(100)와 연통된다.

또한, 상기 본체(100)에는 간접가열기(200)가 연결되는데 이 간접가열기(200)는 고온의 스팀을 공급하는 스팀유입관(202) 및 이 스팀유입관(202)과 연결된 다수의 스팀분배관(203)을 내장하는 전열관(201)을 갖추고 있는데 특히 상기 전열관(201)은 상기 본체(100)의 내부 깊숙히 삽입되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 전열관(201)은 다단으로 설치되며, 그 내부에 배관된 다수의 스팀분배관(203)에는 각각 스팀배출구(204)가 연결된다.

그리고, 스팀유입관(202)에는 콜타르 저장탱크로 유입되는 콜타르중의 수분을 조절하는 수분조절밸브(205)가 설치되는데 이 수분조절밸브(205)는 수분 측정계(125)의 지시치에 따라서 동작되도록 제어회로가 구성된다.

다른 한편, 본체(100)의 증기배출구(110) 측면에는 증기배출관(111)이 연결 되고, 이 증기배출관(111)의 후단에는 간접 열교환 방식의 수분응축기(300)가 설치된다.

아울러, 상기 수분응축기(300)의 후단에는 수분과 비응축가스를 배출하는 배출관(301)이 연결된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 작동관계는 다음과 같다.

도 3에서와 같이, 콜타르 데칸타(30)로부터 많게는 5~7%, 적게는 3~4%의 수분을 포함한 콜타르는 콜타르유입관(130)을 통해 유량계(134)와 유량 조절밸브(133)에 의해서 유량이 조절되면서 본체(100)로 유입된다.

본체(100)에 유입된 콜타르는 콜타르이송펌프(120)에 의해 그 배출관(103)으로부터 배출되어 콜타르출구관(121)을 통해 레벨계(104)와 레벨조절밸브(124)에 의해서 레벨이 조절되면서 콜타르 저장탱크(50)로 이송되게 된다.

이때, 일부 콜타르는 리턴관(122)을 통해 다시 본체(100)로 리턴되게 된다.

이러한 과정이 진행되는 본체(100) 내부에서는 고온의 스팀에 의해 가열되게 된다.

즉, 간접가열기(200)를 통해 공급된 고온의 스팀은 전열관(201) 내부의 스팀분배관(203)을 거치면서 본체(100) 내부에서 열교환되고, 이 열교환에 의해 콜타르가 건조되게 된다.

특히, 상기 전열관(201)은 전열면적을 크게하여 콜타르와의 열교환 면적을 넓게 함으로써 열교환효율을 향상시키도록 한 것이며, 이에 부합되도록 스팀분배관(203)도 상기 전열관(201) 내부에 다수회 절곡배설함이 타당하다.

만약, 간접가열기(200)에 의한 가열이 과하할 경우에는 수분측정계(125)의설정치에 따라 수분조절밸브(205)를 조절함으로써 스팀의 공급량을 조절할 수 있게 된다.

따라서, 콜타르중에 함유된 수분을 원하는 관리포인트로 관리할 수 있게 된다.

아울러, 상기 과정을 통해 본체(100) 내부에서 증발된 수분은 증기배출구 (110) 및 증기배출관(111)을 통해 빠져나가게 되고, 이후 수분응축기(300)에서 냉각되며, 이때 발생된 응축수는 플러싱 리퀴어 데칸타(20)로 다시 보내지고 비응축가스는 코크스오븐(10)으로 다시 보내진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 콜타르중의 수분함량을 관리포인트 이하로 조절할 수 있게 되어 출하되는 콜타르의 품위를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 수요가를 만족시킬 수 있으며, 또한 수분을 배액시키지 않아도 되기 때문에 작업효율이 향상되고 안전성도 확보된다.

Claims (4)

1. 콜타르유입관에 의해 콜타르 데칸타와 연결된 통체형상의 본체와;

   상기 본체의 일측을 관통하여 내부에 배열된 스팀분배관과;

   상기 스팀분배관과 연결되고 스팀공급량을 조절하는 수분조절밸브를 갖추며 상기 본체의 일측에 근접설치된 간접가열기와;

   상기 본체의 상부에 마련된 증기배출구와 연결되고, 배출된 증기를 응축시키는 수분응축기와;

   상기 본체의 하부에 연통배관되고 길이 일부에 레벨조절밸브를 갖추며 콜타르 저장탱크와 연결된 콜타르관과;

   상기 레벨조절밸브를 개폐조작시키는 제어신호를 송출하도록 상기 본체의 일측에 부설되어 그 내부의 콜타르 레벨을 측정하는 레벨계와;

   상기 콜타르관에 부설되어 배출되는 콜타르중의 수분을 측정하고 그 값에 따라 상기 스팀분배관의 수분조절밸브의 개도를 조절하는 수분측정계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콜타르중의 수분 제거장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 스팀분배관은 본체 내부에 다단 배치된 전열관의 내부에 배관된 것을 특징으로 하는 콜타르중의 수분 제거장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 스팀분배관은 상기 전열관의 내부에 다단절곡배설된 것을 특징으로 하는 콜타르중의 수분 제거장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 콜타르관에는 그로부터 분기되고 본체의 상부와 연통된 리턴관이 부설된 것을 특징으로 하는 콜타르중의 수분 제거장치.