KR20040049975A - A method for reducing a quantity of waste water in coke producing process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코크스 제조과정에서 발생된 안수를 증류처리하는 과정에서 발생되는 탈안수의 량을 감소시키기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 증류탑내에서 안수에 증기를 간접접촉방식으로 가열하여 기화성분을 증발시키고, 증기로 부터의 응축수가 안수중에 포함되지 않도록 함으로서 증류탑으로 부터 2차 폐수처리공정으로 배출되는 탈안수의 량을 저감시키고, 그에 따른 2차 폐수처리설비의 처리용량을 감소시킴은 물론, 설비의 고장율을 낮추고, 그에 따른 설비가동율의 향상등을 이룰 수 있도록 개선된 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing the amount of desorption generated during the distillation of the ordination generated during the coke production process, and more particularly to the vaporization component by heating the vapor to the ordination in the distillation column by indirect contact method. By reducing evaporation and condensate from steam into the ordinal water, the amount of desalinated water discharged from the distillation column to the secondary wastewater treatment process is reduced, and the treatment capacity of the secondary wastewater treatment plant is reduced. The present invention relates to a method for reducing destabilization of a coke manufacturing process that is improved to lower a failure rate of a facility and to thereby improve a facility utilization rate.
일반적으로, 코크스 제조과정에서 발생된 수분은 암모니아 성분을 다량 함유하고 있으며 이를 통상적으로 안수라고 한다. 이러한 안수는 암모니아를 주성분으로 하는 수용액으로서 기타 불순물이 다량 존재하고, 황갈색의 액체로 환경규제가 엄격해지면서 안수처리의 공정에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.In general, the moisture generated during the coke production contains a large amount of ammonia, commonly referred to as ordination. Such ordination is an aqueous solution mainly composed of ammonia, and a large amount of other impurities are present. As the environmental regulation becomes strict with brownish-brown liquid, research on ordination treatment is being actively conducted.
이와 같은 안수에는 코크스 건류 중에 화학반응에 의해서 생성된 여러 가지 화합물이 존재하며, 이 안수 중에 함유된 암모니아를 증류탑(100)을 통과시켜 증류시키면 안수 중에 함유된 암모니아 농도가 낮아져서 탈안수가 생성된다. 이에 사용되는 열원을 증기로 이용하게 되는데, 이 증기 중에 함유된 응축수가 탈안수의 양을 증가시켜서 후속적인 폐수처리공정에서 량적 부담을 주게 된다.In such ordination, various compounds produced by chemical reactions are present in the coke dry distillation, and when the ammonia contained in the ordination is distilled through the distillation column 100, the concentration of ammonia contained in the ordination is lowered to produce de-stable water. The heat source used for this is used as a steam, and the condensate contained in the steam increases the amount of de-anhydrogen water, which puts a burden on the subsequent wastewater treatment process.
또한, 이와 같은 탈안수의 경우도, 이를 함유한 폐수는 총질소( T-N: Total Nitrogen)가 수질의 부영양화로 적조 및 녹조의 발생에 큰 영향을 미치는 것으로 환경규제가 강화되고 있다.In addition, in the case of such desorption water, environmental regulations are being strengthened as the wastewater containing the total nitrogen (T-N: Total Nitrogen) has a great effect on the generation of red and green algae by eutrophication of water quality.
한편, 상기 안수의 증류공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 증류설비인 안수 증류탑(100)과 디소시에이터(110)를 연결하여 유화수소(H2S) 포집 공정에서 사용할포집용 안수제조를 위한 고농도의 안수제조공정과, 공해방지를 위한 안수 증류의 두 가지의 목적을 동시에 실현시켜 주는 상호 보완적인 두개의 설비를 병합하여 운전하는 공정이다.On the other hand, the distillation step of the ordination, as shown in Figure 1, by connecting the ordination distillation tower 100 and the desorator 110, which is a distillation facility, the high concentration for the production of ordination for the collection of water for use in the hydrogen sulfide (H2S) capture process It is a process that combines two complementary facilities that simultaneously realize the two purposes of ordination manufacturing process and ordination distillation to prevent pollution.
상기의 공정에서 디소시에이터(110)는 유화수소를 분리하기 위한 설비로서, 유화수소 포집탑(120)에서 포집된 유화수소 함유 안수를 내부에 장입하여 증기 증류에 의하여 유화수소를 분리하고, 증기는 유화수소와 함께 상부측으로 인출되어 안수 증류탑(100)의 중간부분으로 공급되며, 암모니아는 온도차에 의해서 농축시켜 농안수를 제조하게 된다.In the above process, the desorator 110 is a facility for separating hydrogen sulfide, charged with hydrogen sulfide-containing ordination collected in the hydrogen sulfation collecting column 120 to separate hydrogen sulfide by steam distillation, and steam Is withdrawn to the upper side with the emulsified hydrogen is supplied to the middle portion of the ordination distillation column 100, ammonia is concentrated by the temperature difference to produce the farming water.
이와 같이 제조된 농안수는 다시 유화수소 포집탑(120)으로 보내져서 포집용으로 사용되고, 나머지는 펌프(112)를 통하여 안수 증류탑(100)의 상부로 장입되어 증기에 의한 증류후, 암모니아가 분리된 탈안수가 제조된다.The farmed water prepared as described above is sent to the hydrogen sulfide collection tower 120 to be used for the collection, and the remainder is charged to the upper portion of the ordination distillation column 100 through the pump 112, and distilled by steam to separate ammonia. Desorption is prepared.
이와 같이 제조된 탈안수는 냉각 후에, 그 일부는 암모니아 워셔(미도시)로 보내져서 COG 중의 암모니아 포집수로 사용되며, 나머지 일부는 2차 폐수처리 설비(130)로 이송된다.After the deionized water thus prepared is cooled, a part of it is sent to an ammonia washer (not shown) to be used as ammonia collected water in COG, and the other part is transferred to the secondary wastewater treatment facility 130.
이와 같은 안수처리과정에서, 종래의 기술로는 도 2에 도시된 바와 같은 안수증류탑(100)을 운전하는 것이었다. 상기 안수 증류탑(100)은 직접적으로 증기를 증류탑(100)의 내부에 장입하여 하부로 부터 상부측으로 상승시키고, 상부로 부터 하부로 하강하는 안수에 접촉시켜 증류하게 되는데, 이로 인하여 증류탑(100)의 내부에서는 증기로 부터 응축수가 다량 발생되어 하부로 배출되는 탈안수에 혼합되어 그 양을 크게 증가시키기 때문에 탈안수를 정화처리하는 2차 폐수처리설비(130)로유입되는 폐수의 발생량이 증가하게 된다.In such ordination treatment, the prior art was to operate the ordination distillation tower 100 as shown in FIG. The ordination distillation column 100 is charged directly into the inside of the distillation column 100 to rise from the lower side to the upper side, and the distillation by contacting the ordination descending from the upper side to the lower side, thereby Since a large amount of condensate is generated from the inside of the steam and mixed with the desorption water discharged to the lower part, the amount of the condensate is greatly increased, thereby increasing the amount of wastewater flowing into the secondary wastewater treatment plant 130 for purifying desorption water. .
즉, 안수의 증류 공정은 코크스 제조시 발생되는 안수중에 포함된 암모니아와 황화수소등의 성분을 증류하여 안수중의 그 농도를 저감하여 탈안수를 제조하는 과정에서, 안수 증류탑(100)내에서 안수중에 흡수된 암모니아와 황화수소 등의 성분을 증류로 분리하여 증류탑(100)의 상부로 증기상태로 날려보내는데 상부에서 안수를 투입하고 하부에서 160℃의 증기를 시간당 14ton 을 장입하게 된다.That is, the distillation step of the ordination is absorbed in the ordination in the ordination distillation column 100 in the process of manufacturing the desorption by distilling components such as ammonia and hydrogen sulfide contained in the ordination generated during the coke production to reduce its concentration in the ordination The separated components such as ammonia and hydrogen sulfide are separated by distillation and sent to the upper part of the distillation tower 100 in a steam state, in which the ordination is input from the upper part, and 14 ton of steam at 160 ° C. is charged at the lower part.
이는 증기의 직접 투입방식으로 증류 처리후의 탈안수중에는 응축수가 추가되어 탈안수의 량이 증가된다.This is a direct injection of steam, the condensed water is added to the desorption water after the distillation treatment to increase the amount of desorption water.
따라서, 2차 폐수처리설비(130)의 처리용량이 증대되어야 함은 물론, 처리 유량의 과다로 인하여 설비의 고장율이 빈번하고, 그에 따른 설비가동율의 저하등 여러가지 문제점을 갖는 것이었다.Therefore, the treatment capacity of the secondary wastewater treatment facility 130 has to be increased, as well as the failure rate of the facility is frequent due to the excessive treatment flow rate, and thus has various problems such as a decrease in the facility operation rate.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 증류탑의 내부에 증기를 직접 장입하지 않고, 증류탑 내부 열분배기를 설치하여 과열증기를 공급함으로서 간접가열에 의해서 안수를 가열하여 증기 응축에 의한 응축수가 발생되지 않도록 함으로서 증류탑으로 부터 2차 폐수처리공정으로 배출되는 탈안수의 량을 저감시키고, 그에 따른 2차 폐수처리설비의 처리용량을 감소시킴은 물론, 설비의 고장율을 낮추고, 그에 따른 설비가동율의 향상등을 이룰 수 있도록 개선된 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above conventional problems, the purpose of the steam is not directly charged into the inside of the distillation column, by installing a heat distributor inside the distillation column by supplying superheated steam by heating the ordination by indirect heating steam By preventing condensate from being generated by condensation, the amount of deionized water discharged from the distillation column to the secondary wastewater treatment process is reduced, thereby reducing the treatment capacity of the secondary wastewater treatment plant, and lowering the failure rate of the facility. Accordingly, the present invention provides a method for reducing destabilization of the coke manufacturing process, which is improved to achieve an improvement in facility utilization rate.
제 1도는 종래의 기술에 따라서 안수를 처리하는 증류과정를 도시한 공정 흐름도;1 is a process flow diagram illustrating a distillation process for treating ordination according to the prior art;
제 2도는 종래의 기술에 따라서 안수로 부터 기화성분을 증류시켜 탈안수를 제조하는 증류탑을 도시한 구성도;2 is a block diagram showing a distillation column for preparing desorption by distilling vaporized components from the ordination according to the prior art;
제 3도는 본 발명에 따른 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법을 구현하기 위한 증류탑을 도시한 구성도;3 is a block diagram showing a distillation column for implementing a method for reducing de-anhydration of a coke production process according to the present invention;
제 4도는 본 발명에 따른 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법을 구현하기 위한 증류탑에 구비된 열분배기의 구성을 도시한 일부절개 사시도이다.4 is a partially cutaway perspective view illustrating a configuration of a heat distributor provided in a distillation column for implementing a method for reducing de-anhydration in a coke manufacturing process according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1,100.... 증류탑 5.... 열분배기1,100 .... Distillation column 5 .... Heat distributor
110.... 디소시에이터 112.... 펌프110 .... Desistor 112 .... Pump
120.... 유화수소 포집탑 130.... 2차 폐수처리 설비120 .... Sewage Hydrogen Collection Tower 130 .... Secondary Wastewater Treatment System
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 코크스 제조과정에서 발생된 안수를 증류처리하는 과정에서 발생되는 탈안수의 량을 감소시키기 위한 방법에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, in the method for reducing the amount of de-anhydration generated in the process of distilling the ordination generated in the coke manufacturing process,
안수가 유입되는 증류탑내에 열분배기를 설치하고, 간접 가열 방식으로 증기를 장입하되, 200℃ 내지 250℃의 과열증기를 장입하는 단계;Installing a heat distributor in a distillation column into which ordination is introduced, charging steam by indirect heating, and charging superheated steam at 200 ° C. to 250 ° C .;
상기 과열증기의 유량을 조절하여 안수 증류탑의 탑정온도를 98∼100℃로 유지하는 단계;및Controlling the flow rate of the superheated steam to maintain the top temperature of the ordination distillation column at 98 to 100 ° C; and
상기 안수 증류탑의 탑정 압력을 3200∼3500mmH2O 로 유지하는 단계;를 포함하여 안수를 증류하고, 하부에서 배출되는 탈안수량을 저감하는 것을 특징으로 하는 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법을 마련함에 의한다.Maintaining the top pressure of the ordination distillation column to 3200 ~ 3500mmH2O; Distilled the ordination, and to reduce the amount of desorption discharged from the bottom by providing a method for reducing the desorption of coke manufacturing process characterized in that .
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 코크스 제조공정의 탈안수의 저감 방법은 도 3및 도 4에 도시된 바와 같은 증류탑(1)을 이용함으로서 이루어진다.The method for reducing de-anhydration of the coke production process according to the present invention is achieved by using a distillation column 1 as shown in FIGS. 3 and 4.
본 발명에서 사용되는 증류탑(1)의 내부에는 열분배기(5)를 설치하여 간접가열 방식으로 과열증기를 공급함으로서 증기가 안수내에 포함되지 않도록 하여 탈안수의 발생량을 저감할 수 있게 된다.By installing a heat distributor 5 inside the distillation column 1 used in the present invention, by supplying superheated steam by an indirect heating method, it is possible to reduce the amount of desorption generated by preventing steam from being included in the ordinal water.
이를 위하여 증류탑(1)에 내장된 열분배기(5)에 간접 가열 방식으로 장입하는 증기를 200℃ 내지 250℃이상의 과열증기를 장입하는 단계를 거치게 된다.To this end, the step of charging the superheated steam of 200 ° C to 250 ° C to charge the steam charged indirectly to the heat distributor 5 built in the distillation column (1).
한편, 이와 같은 과정에서 증류탑(1)내로 유입된 안수를 가열하여 안수중의 가스의 증기압을 상승시켜서 안수와 가스를 분리하게 되는데, 200℃ 이하에서는 증류탑(1)의 조건을 유지하기가 어렵게 된다. 증류조건으로는 탑정의 온도를 98∼100℃로 유지하는 단계가 필요하게 되며, 이와 같은 조건이 형성되지 않을 경우에는 증류의 효율이 저하된다.On the other hand, by heating the ordination flow into the distillation column (1) in this process to increase the vapor pressure of the gas in the ordination to separate the ordination and gas, it is difficult to maintain the conditions of the distillation column (1) below 200 ℃. As distillation conditions, it is necessary to maintain the temperature of the column top at 98-100 ° C., and if such conditions are not formed, the efficiency of distillation is lowered.
이와 같이, 열분배기(5)에 공급되는 과열증기의 증기온도는 200℃ 내지 250℃로 하는 것이 바람직하게 된다. 만일 250℃ 이상으로 과열증기를 공급하고자 한다면, 이와 같은 과열증기를 생산하는 데에 별도의 시설이 필요하므로 바람직하지 않은 것이다.In this way, it is preferable that the steam temperature of the superheated steam supplied to the heat distributor 5 is set to 200 ° C to 250 ° C. If you want to supply superheated steam above 250 ℃, it is not preferable because a separate facility is required to produce such superheated steam.
또한, 안수 증류탑(1)의 내부에는 탑정 압력을 3200∼3500mmH2O 로 유지하는 단계를 포함하게 되는데 이는 안수로 부터 증발되는 증기압으로 인한 탑정 압력이 상기와 같이 유지되지 않을 경우에는 하부에서 배출되는 탈안수의 조건이 암모니아농도 60ppm 이하를 유지하기가 곤란하다.In addition, the inside of the ordination distillation column (1) includes the step of maintaining the top pressure to 3200 ~ 3500mmH2O, which is the desorption water discharged from the bottom when the top pressure due to the vapor pressure evaporated from the ordination is not maintained as described above It is difficult to maintain the ammonia concentration below 60 ppm.
따라서, 탑정 압력을 3200∼3500mmH2O로 유지할 필요가 있으며, 압력이 낮을 경우는 하부 배출 탈안수의 암모니아농도가 60ppm이상이 되어 정상적인 조업조건이 되지 않는다.Therefore, it is necessary to maintain the top pressure at 3200 to 3500 mmH2O, and when the pressure is low, the ammonia concentration of the lower discharge destabilized water is 60 ppm or more, which is not a normal operating condition.
상기의 조건으로 안수를 증류하면, 하부에서 배출되는 탈안수는 암모니아농도가 60ppm이하로 안정적으로 운전이 가능하고, 증기 장입에 의한 응축수가 함유되지 않기 때문에 탈안수량이 크게 저감된다.When the ordination is distilled under the above conditions, the desorption water discharged from the lower portion can be stably operated at an ammonia concentration of 60 ppm or less, and the amount of desorption water is greatly reduced because condensed water is not contained by the charging of steam.
이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
실시예 1Example 1
본 실시예에서는 열분배기(5)에 장입되는 과열증기의 온도조건을 설정하기 위한 실시예로 정상조업을 조건으로 하여 탑정온도의 조건인 98℃-100℃을 유지하기 위해서 과열증기의 온도조건을 설정하고자, 160℃, 180℃, 200℃와 250℃의 4 조건에서 20g/l의 암모니아농도의 안수를 시간당 50m3를 장입하고 탑정온도를 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.In this embodiment, an embodiment for setting the temperature conditions of the superheated steam charged into the heat distributor 5, the temperature conditions of the superheated steam to maintain the temperature of the top temperature of 98 ℃-100 ℃ under the normal operation conditions Table 1 shows the results of measuring the top temperature by charging 50 m 3 per hour of ordination with ammonia concentration of 20 g / l under 4 conditions of 160 ° C, 180 ° C, 200 ° C and 250 ° C.
표 1Table 1
상기 표1의 결과에서 보는 바와 같이 과열 증기의 장입되는 온도가 높을수록 탑정온도는 증류조건에 합당하게 되며, 하부 배출 탈안수의 농도도 저하되는 경향을 보인다. 탈안수의 농도가 60ppm이하로 유지하기 위해서는 실시예 1의 결과에서 과열증기의 온도는 200℃ 내지 250℃에서 양호한 안수의 증류가 일어나고 있음을 알 수 있다.As shown in the results of Table 1, the higher the charged temperature of the superheated steam, the higher the top temperature is suitable for the distillation conditions, the concentration of the lower discharge de-anhydride also tends to decrease. In order to maintain the concentration of desorption to 60 ppm or less, it can be seen from the results of Example 1 that the superheated steam has a good distillation of the ordination at 200 ° C to 250 ° C.
그렇지만, 그 미만에서는 불량한 증류가 일어남을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 열분배기(5)에 공급되는 과열증기의 온도를 200℃ 내지 250℃이상으로 유지하는 것이 바람직하다.However, below that, it can be seen that poor distillation occurs. Therefore, in the present invention, it is preferable to maintain the temperature of the superheated steam supplied to the heat distributor 5 at 200 ° C to 250 ° C or more.
실시예 2Example 2
본 발명에 의한 안수증류의 탑정압력 조건을 도출하기 위한 실시예로 200℃ 내지 250℃의 과열증기를 13톤/시간에서 20톤/시간까지 장입하여 탑정온도와 탑정압력을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.As an example for deriving the top static pressure condition of ordination distillation according to the present invention, the superheated steam of 200 ° C. to 250 ° C. was charged from 13 to 20 tons / hour to measure the top temperature and the top pressure. The results are shown in Table 2.
표 2TABLE 2
상기와 같은 본 발명의 실시예 2에서 과열증기의 장입량이 증가하면 탑정압력이 증가하게 되는데 탈안수중의 암모니아농도를 통하여 증류효과를 분석할 수 있으며,In Example 2 of the present invention as described above, if the charge amount of the superheated steam is increased, the top pressure is increased, and the distillation effect can be analyzed through the concentration of ammonia in desalinated water.
과열증기의 장입량이 13톤/시간에서 탑정온도가 92℃였으며, 탑정 압력은 2800mmH2O로 조업의 조건인 탈안수 중 암모니아 농도 420ppm 를 나타내어 불량 조업조건임을 알수 있다.The charge temperature of the superheated steam was 92 ton at 13 ton / hour, and the tower pressure was 2800mmH2O, indicating a concentration of 420ppm of ammonia in de-anhydrous water, which is the operating condition.
또한, 과열증기의 장입량이 20톤/시간에서 탑정온도가 탑정온도가 100℃ 였으며, 이때 탑정 압력은 3800mmH2O로 조업의 조건인 탈안수 중 암모니아 농도가 30ppm 을 나타내어 양호한 조건이지만 과다한 열량의 투입으로 에너지의 낭비적 요소임을 알 수 있었다.In addition, the charging temperature of the superheated steam was 20 tons / hour, and the top temperature was 100 ° C. It was a wasteful factor.
따라서, 본 발명의 조건으로는 200℃ 내지 250℃의 과열증기의 장입량이 15∼18톤/시간에서 탑정 온도를 3200∼3500mmH2O로 유지할 수 있으며, 탈안수중의 암모니아농도로 60ppm이하로 유지가 가능하여 바람직하다.Therefore, under the conditions of the present invention, the charge temperature of the superheated steam at 200 ° C to 250 ° C can be maintained at 3200 to 3500mmH2O at 15 to 18 ton / hour, and it can be maintained at 60 ppm or less with the ammonia concentration in desorption water. desirable.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 안수 증류탑(1)내에 증기를 직접 공급하지 않기 때문에 증기의 응축으로 인한 탈안수량의 증가를 억제할 수 있어서 증류탑(1)하부에서 배출되는 탈안수의 양을 저감할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the steam is not directly supplied into the ordination distillation column 1, an increase in the amount of desorption due to the condensation of the steam can be suppressed, thereby reducing the amount of desorption water discharged from the bottom of the distillation column 1. Can be.
따라서, 탈안수는 화성폐수처리 공정을 거치게 되는데, 그 발생량의 저감으로 인하여 폐수처리 비용의 절감이 가능하여 환경처리 부담이 감소하게 되는 등의 효과가 있다.Therefore, deionized water is subjected to the chemical wastewater treatment process, the reduction of the amount of the wastewater treatment costs can be reduced, thereby reducing the burden of environmental treatment.
뿐만 아니라, 2차 폐수처리설비(130)의 처리용량을 감소시킴은 물론, 설비의 고장율을 낮추고, 그에 따른 폐수처리설비의 가동율을 향상시키는 등의 개선된 효과를 얻을 수 있는 것이다.In addition, as well as reducing the treatment capacity of the secondary wastewater treatment facility 130, it is possible to obtain an improved effect, such as lowering the failure rate of the facility, thereby improving the operation rate of the wastewater treatment facility.
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