KR20060073300A - 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 보일러의 가스 방출관 내의 결로 현상에 의한 응축수를 용이하게 배관 외부로 배출할 수 있도록 된 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 코크스 오븐 건식소화설비에 있어서, 상기 설비의 가스 방출관 내주면에 설치되어 내주면을 따라 흘러내리는 응축수를 받기 위한 이슬받이와, 상기 방출관에 관통형성되어 상기 이슬받이 저부에 고인 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출구를 포함하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치를 제공한다.

방출관, 이슬받이, 배출구, 배출관, 포집탱크

Description

코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치{Device for removing dew in CDQ}

도 1은 일반적인 코크스 건식 소화 설비의 전체 공정을 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 결로 제거장치의 구성을 도시한 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 결로 제거장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이슬받이 11 : 배출구

12 : 배출관 13 : 트랩

14 : 포집탱크

본 발명은 코크스 오븐 건식소화설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체설비의 압력을 일저하게 유지하기 위한 가스 배출 덕트 상에 발생되는 이슬을 용이하게 제거할 수 있도록 된 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치에 관한 것 이다.

일반적으로, 코크스 오븐의 탄화실에 장입된 석탄은 일정시간 건류되어 코크스화되며, 코크스화된 코크스를 탄화실에서 추출하고, 추출후 코크스 건식소화 설비(COKE DRY QUENCHING FACILITIES, 통상 CDQ라 함)의 냉각탑에서 불활성 순환가스(질소)를 이용한 질식소화 방식으로 소화하고 있다.

그리고, 이와 같은 코크스 오븐 건식소화설비는 소화작업시 발생되는 헌열을 이용하여 발전설비에서 증기및 전력을 생산하게 되는 폐열회수 설비이다.

도 1에 도시된 코크스 오븐 건식소화설비(100)의 공정도에 의하면, 코크스 오븐 건식소화설비는 적열 코크스(101)가 장입되는 원통형 구조의 챔버(103)와, 이 챔버(103) 상부에 연통설치되어 고온의 순환가스가 인출되는 덕트(107), 상기 덕트 상에 연결설치되어 고온의 순환가스를 인출하여 순환시키기 위한 순환팬(113), 상기 덕트(107) 상에 설치되어 인출된 고온의 순환가스로부터 열교환을 통해 과열 증기를 생산하기 위한 보일러(110), 상기 순환가스 포함된 분 코크스와 더스트를 순환가스로부터 제거하기 위하여 순환덕트(107)의 일측에 설치되는 더스트 캐쳐(Dust Catcher)(121), 2차 더스트 포집장치인 멀티사이클론(112), 및 상기 순환팬과 상기 챔버 사이에 설치되어 최종적으로 열을 교환하기 위한 급수 열교환기(115)를 포함한다.

여기서, 본체인 챔버(103)에 적열코크스를 장입하거나 배출할 때 챔버(103) 내부에는 압력의 변동이 있게 되는데 압력이 과다하면 화염이 외부로 분출되고 압력이 음의 상태가 되면 외기가 유입되어 챔버 내부에서 폭발 현상이 발생하므로 이 를 적절하게 유지해야 안정된 조업을 유지할 수 있게 된다.

이에 따라 상기 코크스 오븐 건식소화설비는 챔버 내의 압력을 일정하게 유지하기 위하여 가스 순환 덕트의 일부에 배관을 구성하여 120℃ 이상의 온도를 가진 가스를 외부로 배출하는 압력조절부가 설치된다.

상기 압력조절부는 컨트롤러에 의해 수시로 제어작동되는 압력제어밸브(141)가 설치된 주방출관(140)과 수동으로 작동되는 조절밸브(143)가 설치된 예비방출관(142)으로 구성되어 안정적인 설비 운전이 가능하도록 되어 있다.

그런데 종래에는 순환계 내부의 가스온도가 배출 당시 약 120℃ 이상의 고온으로 방출되므로 방출관 외부의 온도와 약 40℃ 이상 차이가 발생되어 방출관 내부에 결로 현상이 발생되는 문제점이 있다.

이와같이 방출관 내부에 결로현상에 의해 물이 응축되어 흐르게 되면 응축수가 밸브쪽으로 흘러내려 가스의 량을 제어하는 댐퍼 샤프트의 틈새로 물이 응축되고 순환계 관로 상의 분진과 상기 응축수가 혼합되어 슬러지화된 이물질이 아주 강한 고체 형태로 고착되면서 샤프트의 작동을 방해하게 되고 이에 따라 점차적으로 밸브의 작동이 불가능하게 된다.

따라서 순환계 내부 가스량의 제어가 어렵게 되어 조업이 중단되는 문제점을 유발하게 되는 것이다.

또한, 상기 슬러지화된 고착 덩어리가 하부설비로 낙하되어 관로를 막게 되어 순환계 가스관로의 흐름을 방해하는 문제점이 있다.

본 발명은 위에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 보일러의 가스 방출관 내의 결로 현상에 의한 응축수를 용이하게 배관 외부로 배출할 수 있도록 된 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 코크스 오븐 건식소화설비에 있어서, 상기 설비의 가스 방출관 내주면에 설치되어 내주면을 따라 흘러내리는 응축수를 받기 위한 이슬받이와, 상기 방출관에 관통형성되어 상기 이슬받이 저부에 고인 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출구를 포함한다.

여기서 상기 이슬받이는 상기 방출관을 개폐하는 밸브판의 상부에 위치함이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 방출관 외부로 배출되는 응축수를 포집처리하기 위한 포집수단을 더욱 포함할 수 있다.

상기 포집수단은 상기 배출구에 연결설치되는 배출관과, 이 배출관에 연결되는 응축수를 포집하기 위한 포집탱크를 포함한다.

여기서 상기 배출관은 U자형태로 이루어져 내부에 항상 응축수가 차있도록 함으로써 상기 배출구와 배출관을 통해 방출관 내의 가스가 외부로 빠져나가지 않도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 결로 제거장치의 설치위치는 상기 가스 방출관에 한정되지 않으며 관로 상의 온도와 외부의 온도가 40℃이상 차이가 발생되어 관로 내부에 결로 현상이 발생되는 모든 개소에 설치될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 코크스 건식 소화 설비의 전체 공정을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 결로 제거장치의 구성을 도시한 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 결로 제거장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.

상기한 도면을 참조하여 먼저 코크스 건식 소화 설비를 설명하면, 코크스 오븐 건식소화설비는 소화작업시 발생되는 헌열을 이용하여 발전설비에서 증기및 전력을 생산하게 되는 폐열회수 설비로서, 적열 코크스(101)가 장입되는 원통형 구조의 챔버(103)와, 이 챔버(103) 상부에 연통설치되어 고온의 순환가스가 인출되는 덕트(107), 상기 덕트 상에 연결설치되어 고온의 순환가스를 인출하여 순환시키기 위한 순환팬(113), 상기 덕트(107) 상에 설치되어 인출된 고온의 순환가스로부터 열교환을 통해 과열 증기를 생산하기 위한 보일러(110), 상기 순환가스 포함된 분 코크스와 더스트를 순환가스로부터 제거하기 위하여 순환덕트(107)의 일측에 설치되는 더스트 캐쳐(Dust Catcher)(121), 2차 더스트 포집장치인 멀티사이클론(112), 및 상기 순환팬과 상기 챔버 사이에 설치되어 최종적으로 열을 교환하기 위한 급수 열교환기(115), 이 급수 열교환기(15) 상부로 연장 설치되어 가스를 외부로 배출하는 압력조절부를 포함한다.

상기 압력조절부는 컨트롤러에 의해 수시로 제어작동되는 압력제어밸브(141) 가 설치된 주방출관(140)과 수동으로 작동되는 조절밸브(143)가 설치된 예비방출관(142)으로 구성되어 챔버 내의 압력을 일정하게 유지하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 건식 소화 설비는 상기 방출관(140,142)을 통해 가스를 배출하는 과정에서 발생되는 이슬 맺힘에 의한 응축수를 방출관(140,142) 외부로 배출 처리하기 위한 결로 제거장치가 구비된다.

여기서 상기 결로 제거장치가 설치되는 방출관은 압력조절부의 주방출관(140)이나 예비방출관(142) 모두 동일한 구조로 적용될 수 있으며 이하 설명에서는 주방출관(140)을 예로서 설명하도록 한다.

상기 결로 제거장치는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 주방출관(140) 내주면을 따라 부착설치되고 상단은 내측으로 돌출 설치되어 주방출관(140)의 내주면을 타고 흘러내리는 응축수를 받기 위한 이슬받이(10)와, 상기 주방출관(140)에 관통형성되어 상기 이슬받이(10)저부에 고인 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출구(11), 상기 주방출관(140) 외측에서 상기 배출구(11)에 연결설치되어 이슬받이(10)로 모아진 응축수가 유통되는 배출관(12), 이 배출관(12)에 연결되어 방출관 외부로 배출되는 응축수를 포집하기 위한 포집탱크(14)를 포함한다.

이에 따라 주방출관(140) 내주면에 맺힌 응축수는 주방출관(140) 내주면을 타고 흘러내려 이슬받이(10)에 모아지게 되고 이슬받이(10)저부에 연통된 배출구(11)를 통해 배출관(12)으로 배출되어 배출관(12)에 연결된 포집탱크(14)로 모아지게 되는 것이다.

상기 주방출관(140)은 저부에 주방출관(140)의 개폐정도를 조절하기 위한 압 력제어밸브(141)가 설치되는 데, 주방출관(140) 내부로 원판형태의 밸브판(145)이 회동가능하게 설치되어 컨트롤러(144)의 제어에 따라 개폐되어 주방출관(140)을 통해 배출되는 가스의 양을 조절하게 된다.

여기서 상기 이슬받이(10)는 상기 주방출관(140)을 개폐하는 밸브판(145)의 상부에 위치함이 바람직하다.

이는 주방출관(140)의 내주면을 타고 흘러내리는 응축수가 상기 밸브판(145)으로 진행하는 것을 방지하고 그 전에 이슬받이(10)로 받아 처리할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 이슬받이(10)는 상기 주방출관(140)의 길이방향을 따라 하단과 상단의 외경이 상이한 링형태의 구조물로, 하단은 상기 주방출관(140)의 내경과 대응되는 외경으로 이루어져 주방출관(140)의 내경과 밀착 설치되고, 상기 이슬받이(10)의 상단은 상기 주방출관(140)의 내경보다 작은 크기로 이루어져 이슬받이(10)의 상단과 상기 주방출관(140)의 내경 사이에 틈새가 만들어지는 구조로 되어 있다.

이에 따라 주방출관(140)을 타고 흘러내리는 응축수는 상기 이슬받이(10)의 상단과 주방출관(140)의 내주면 사이의 벌어진 틈새를 통해 상기 이슬받이(10)의 저부로 모일 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 주방출관(140)에 형성되는 배출구(11)는 하방향으로 경사지게 형성됨으로써 상기 이슬받이(10)에 모아진 응축수가 원활하게 흘러나갈 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 배출관(12)도 전체적으로 상기 배출구(11)로부터 상기 포집탱크 (14)로 하향경사지게 배치되어 배출관(12)을 통해 상기 응축수가 포집탱크(14)로 원활하게 배출될 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예에 따르면 상기 배출관(12)은 일측에 U자 형태로 아래를 향해 만곡형성된 트랩(13)이 형성된 구조로 되어 있다. 따라서 상기 배출관(12)을 통해 흘러나가는 응축수는 상기 배출관(12)의 트랩(13)에 항상 고여있게 되어 응축수 이외에 상기 배출관(12)을 통해 가스가 빠져나가는 것을 방지하게 된다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

코크스 오븐(미도시)에서 건류가 완료된 약 1000℃의 온도를 가지고 있는 적열 코크스(101)를 코크스 오븐의 탄화실에서 소화대차의 바켓트(102)에 추출하고, 추출된 적열 코크스는 크레인(미도시)에 의해 직립 원통형 구조의 챔버(103)내로 장입한다. 이때, 코크스 오븐 건식소화설비(100)에서 상시 가동중인 순환팬(113)에 의해 고온의 순환가스를 상기 챔버(103)로 부터 인출하고, 이 가스를 급수 열교환기(115)를 통과시킨 후, 120℃의 온도와 +830㎜Aq 의 압력으로 상기 챔버(103)의 하부측에 위치된 브라스팅 디바이스(104)를 통해 순환가스를 챔버(103)내로 공급하여 서서히 코크스(101)를 냉각시키게 된다.

동시에, 상기 챔버(103)의 하부에서는 상기 챔버(103)로 부터 냉각되어 하강된 코크스를 로타리 밸브(105)를 통해 벨트 콘베어(106)로 인출하고 외부로 수송하게 된다.

이와 같은 과정에서 상기 챔버(103)내에서 코크스(101)를 냉각시키면서 회수되는 고열의 순환가스(108)는 핫가스 덕트(107)를 통해 최초 980℃의 온도와 -90㎜ Aq의 압력으로 보일러 입구(108)로 이동되어 보일러(110)에서 열교환이 이루어진다.

그리고, 상기 보일러(110)에서 생산된 과열 증기는 발전설비(130)의 발전 터어빈(119)으로 보내어져 기동되고, 발전기(120)를 통해 전력을 생산하는 공정으로 이루어지는데, 이러한 과정에서 상기 순환가스는 항상 일정한 온도 유지와 유량이 유지되어야 코크스 오븐 건식소화설비(100)는 물론, 발전설비(130)의 원활한 조업이 이루어지는 조건을 가지게 된다.

또한, 상기 순환가스 포함된 분 코크스와 더스트를 순환가스로부터 제거하기 위하여 순환덕트(107)의 일측에는 1차적으로 중력 침강식의 더스트 캐쳐(Dust Catcher)(121)가 마련되어 분 코크스및 더스트(D)를 포집한 후, 고온의 순환가스를 열교환설비인 보일러(110)로 통과시켜 열을 교환시킨 다음, 2차 더스트 포집장치인 멀티사이클론(112)에서 더스트(D)를 완전히 제거시키는 것이다.

그리고 이와 같이 분 코크스와 더스트(D)가 제거된 청정 순환가스(114)는 순환팬(113)으로 이동되어, 다시 급수 열교환기(115)에서 나머지 열을 교환한 후, 120℃의 온도와 +830㎜Aq의 압력으로 챔버(103)내로 순환가스를 계속 공급하면서 순환하게 된다.

한편, 상기 코크스 오븐 건식소화설비는 챔버(103) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위하여 상기 압력조절부가 제어작동되는 데, 컨트롤러(144)에 의해 압력제어밸브(141)의 밸브판(145)이 제어작동되어 고온의 순환가스를 주방출관(140)을 통해 외부로 배출시키게 된다.

이 과정에서 주방출관(140)의 내부 가스 온도와 외부의 온도차에 의해 주방출관(140) 내부에 이슬이 맺히는 현상이 발생하게 된다.

주방출관(140) 내주면에 맺힌 이슬에 의해 만들어지는 응축수는 주방출관(140)의 내주면을 타고 아래로 흘러내리게 되고 이렇게 흘러내리는 응축수는 주방출관(140)의 내주면에 설치되어 있는 이슬받이(10)에 받아져 모아지게 된다.

상기 이슬받이(10)는 하단이 주방출관(140)에 접하여 있는 상태로 이슬받이(10)로 흘러내린 응축수는 이슬받이(10)를 지나 아래로 흘러가지 못하고 이슬받이(10)저부에 모아지게 되는 것이다.

이렇게 모아진 응축수는 상기 이슬받이(10)저부에서 상기 주방출관(140)을 관통하여 형성된 배출구(11)를 통해 주방출관(140) 외부로 배출처리되고 배출구(11)에 연결된 배출관(12)을 통해 포집탱크(14)로 모아지게 된다.

여기서 상기 배출관(12)은 일부분이 U자형태로 절곡되어 트랩(13)을 구성함에 따라 상기 배출관(12)을 지나는 응축수는 상기 트랩(13)의 저부에 항상 고여있게 되어 응축수 이외의 가스가 상기 배출관(12)을 통해 빠져나가는 것을 방지하게 된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치에 의하면, 고온의 가스가 배출되는 관로 상의 이슬 맺힘 현상에 의해 발생되는 응축수를 관로 외부로 용이하게 배출 처리할 수 있게 된다.

또한, 응축수의 배출 처리에 의해 관로 상에 더스트의 고착이나 부식으로 인 한 설비 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 코크스 오븐 건식소화설비에 있어서,

   상기 설비의 가스 방출관 내주면에 설치되어 내주면을 따라 흘러내리는 응축수를 받기 위한 이슬받이와,

   상기 방출관에 관통형성되어 상기 이슬받이 저부에 고인 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출구를 포함하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이슬받이는 상기 방출관을 개폐하는 밸브의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이슬받이는 하단은 상기 방출관의 내경과 대응되는 크기로 이루어져 상기 방출관 내주면에 접하고 상단은 상기 방출관보다 작은 크기로 이루어져 상기 방출관 내주면과 틈새를 이루는 구조인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 배출구는 하향 경사진 구조인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 방출관 외부로 배출되는 응축수를 포집처리하기 위 한 포집수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 포집수단은 상기 배출구에 연결설치되는 배출관과, 상기 배출관에 연결되는 응축수를 포집하기 위한 포집탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 배출관은 일측에 U자형태로 이루어져 내부에 응축수가 채워지는 트랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 건식 소화설비의 결로 제거장치.

Images