KR20090095468A - Management system for cokes and management method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코크스로(cokes爐)로부터 용광로에 반송되는 코크스를 처리하기 위한 코크스 처리 시스템 및 코크스 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coke treatment system and a coke treatment method for treating coke returned from a cokes furnace to a blast furnace.
코크스로(cokes爐)에 공급되는 석탄이나, 해당 석탄이 코크스로(cokes爐)에서 건류 되어 생성된 코크스에 대해 각종 처리를 하여 용광로에서 CO2와 코크스의 반응성을 향상시키는 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1~3).A technique for improving the reactivity of CO 2 and coke in a smelting furnace has been proposed by treating various types of coke supplied to the coke or the coke produced by coking the coke. For example, patent document 1-3).
특허문헌 1에는, 코크스의 반응을 활성화시키기 위한 촉매를 물에 용해하여 분산시킨 후, 해당 액체를 코크스와 접촉시켜 촉매를 코크스에 부착시키는 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 2에는, 코크스의 반응을 활성화시키기 위한 촉매를 석탄에 첨가하여 코크스로(cokes爐)에서 건류하는 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 3에는, 알칼리 토류금속 및/또는 전이금속을 1 질량% 이상 함유하는 석탄을 배합탄 중에 2 질량% 이상 배합하여 코크스로(cokes爐)에서 건류하는 기술이 개시되어 있다.
특허 문헌 1. 일본 공개특허공보 제2002-226865호
특허 문헌 2. 일본 공개특허공보 제2001-348576호 Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-348576
특허 문헌 3. 일본 공개특허공보 제2003-306681호 Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-306681
상기 특허 문헌 1과 같은 방법에서는 촉매를 물에 용해하여 분산시키는 공정이 필요하기 때문에 시스템이 복잡해지는 문제가 있었다. 또한 코크스에 수분이 남게될 가능성도 있어 용광로 조업에 있어서 바람직하지 않았다.In the same method as
상기 특허 문헌 2와 같은 방법에서는 석탄에 촉매를 혼합하는 것에 의해 코크스로(cokes爐)에서 생성되는 코크스의 강도(DI)가 저하될 우려가 있었다. 이 코크스의 강도(DI) 저하를 억제하기 위해서 코크스의 강도를 높일 수 있는 석탄 배합을 고려할 수 있었지만 이 경우 코크스의 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.In the method similar to the said
상기 특허 문헌 3과 같은 방법에서는 알칼리 토류금속 및/또는 전이 금속을 1 질량% 이상 함유하는 석탄의 배합율에 따라 해당 배합율이 낮은 경우에는 촉매 효과가 작아지고, 해당 배합율이 높은 경우에는 회분이 증가하는 문제점이 있었다.In the same method as that of
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성을 이용하여 제조할 수 있는 코크스 처리 시스템 및 코크스 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a coke treatment system and a coke treatment method capable of producing coke with high reactivity with CO 2 using a simpler configuration to solve the above problems.
제1의 본 발명에 관련되는 코크스 처리 시스템은 코크스로(cokes爐)로부터 용광로에 반송되는 코크스를 처리하기 위한 코크스 처리 시스템이며, 상기 코크스 로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스에 대해서, 알칼리 토류금속을 포함한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체를 살포하여 해당 유기계 분체를 열에 의해 용융시켜 상기 코크스에 부착시키는 분체 살포 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The coke treatment system according to the first aspect of the present invention is a coke treatment system for treating coke conveyed from a cokes furnace to a blast furnace, and the coke conveyed from the cokes furnace to the furnace. And spreading the organic powder composed of an organic compound including an alkaline earth metal to melt the organic powder by heat and attach the powder to the coke.
이러한 구성에 의하면, 코크스로(cokes爐)로부터 용광로에 반송되는 코크스에 대해서 살포된 유기계 분체가 열에 의해 용융되어 코크스에 부착된다. 알칼리 토류 금속을 포함한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체를 코크스에 부착시켜 CO2와 코크스의 반응성을 향상시킬 수 있다. 특히, 유기 화합물을 분체인 상태로 살포하므로 유기 화합물을 물에 용해 및 분산시키는 구성과는 달리 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성으로 제조할 수 있다. 또한 물을 이용하지 않아 코크스 수분이 증가하는 문제도 없다.According to such a structure, the organic powder spread | spread with respect to the coke conveyed from a cokes furnace to a blast furnace melts by heat, and adheres to coke. An organic powder composed of an organic compound including an alkaline earth metal may be attached to the coke to improve the reactivity of the CO 2 and the coke. In particular, since the organic compound is sprayed in a powdered state, unlike the configuration in which the organic compound is dissolved and dispersed in water, coke having high reactivity with CO 2 can be manufactured in a simpler configuration. In addition, there is no problem in that coke moisture is increased because water is not used.
제2의 본 발명에 관련되는 코크스 처리 시스템은 상기 유기계 분체가 상기 코크스로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스의 열에 의해 용융되어 해당 코크스에 부착되는 것을 특징으로 한다.The coke processing system according to the second aspect of the present invention is characterized in that the organic powder is melted by the heat of the coke conveyed from the cokes furnace to the furnace and adhered to the coke.
이러한 구성에 의하면, 코크스의 열에 의해 유기계 분체를 용융시켜 해당 코크스에 부착시킬 수 있으므로 유기계 분체를 용융시키기 위한 열원을 별도로 마련할 필요가 없다. 따라서 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성으로 제조할 수 있다.According to this structure, since the organic powder can be melted and adhered to the coke by the heat of the coke, it is not necessary to separately provide a heat source for melting the organic powder. Therefore, coke with high reactivity with CO 2 can be manufactured with a simpler structure.
제3의 본 발명에 관련되는 코크스 처리 시스템은 상기 코크스로(cokes爐)로 부터 반송되는 상기 코크스를 냉각하기 위한 냉각 장치를 포함하여 상기 분체 살포 장치가 상기 냉각 장치에 의해 냉각된 후의 상기 코크스에 대해서 상기 유기계 분체를 살포하여, 상기 유기계 분체의 융점이 상기 냉각 장치에 의해 냉각된 후의 상기 코크스의 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.A coke processing system according to a third aspect of the present invention includes a cooling device for cooling the coke conveyed from the cokes furnace to the coke after the powder spreading device is cooled by the cooling device. And the melting point of the organic powder is lower than the temperature of the coke after being cooled by the cooling device.
이러한 구성에 의하면, 냉각된 후의 코크스에 대해서 살포된 유기계 분체가 코크스의 여열에 의해 용융되어 해당 코크스에 부착된다. 이에 의해서 냉각된 후의 코크스에 대해서 유기계 분체를 양호하게 부착시킬 수 있으므로 CO2와 코크스의 반응성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to such a structure, the organic powder spread | spread to the coke after cooling melts by the heat of coke, and adheres to the said coke. As a result, the organic powder can be favorably attached to the coke after cooling, so that the reactivity of CO 2 and coke can be effectively improved.
제4의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 시스템은 상기 유기계 분체를 가열하기 위한 가열 장치를 포함하여 상기 유기계 분체가 상기 가열 장치의 가열에 의해 용해되어 상기 코크스로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스에 부착되는 것을 특징으로 한다.A coke processing system according to a fourth aspect of the present invention includes a heating device for heating the organic powder, wherein the organic powder is melted by heating of the heating device and conveyed from the cokes to the furnace. It is characterized in that attached to the coke.
이러한 구성에 의하면, 가열 장치의 가열에 의해 유기계 분체를 용융시켜 코크스에 부착시키므로, 안정된 열로 유기계 분체를 양호하게 용융시켜 코크스에 양호하게 부착시킬 수 있다. 따라서, CO2와 코크스의 반응성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to such a structure, since organic powder melts and adheres to coke by the heating of a heating apparatus, organic powder can be melt | dissolved favorably by stable heat, and it can adhere to coke well. Therefore, it is possible to effectively increase the reactivity of CO 2 and coke.
제5의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 방법은 코크스로(cokes爐)로부터 용광로에 반송되는 코크스를 처리하기 위한 코크스 처리 방법이며, 상기 코크스로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스에 알칼리 토류금속을 포함 한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체를 살포하여 해당 유기계 분체를 열에 의해 용융시켜 상기 코크스에 부착시키는 분체 살포 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A coke treatment method according to a fifth aspect of the present invention is a coke treatment method for treating coke conveyed from a cokes furnace to a smelter, wherein the coke is alkali supplied to the furnace from the cokes furnace. It is characterized in that it comprises a powder spreading step of spraying the organic powder consisting of an organic compound including a earth metal to melt the organic powder by heat to adhere to the coke.
이러한 구성에 의하면, 상기 제 1의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 시스템과 같은 효과를 갖는 코크스 처리 방법을 제공할 수 있다.According to such a structure, the coke processing method which has the same effect as the coke processing system which concerns on said 1st this invention can be provided.
제6의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 방법은 상기 유기계 분체가 상기 코크스로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스의 열에 의해 용융되어 해당 코크스에 부착되는 것을 특징으로 한다.A coke treatment method according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that the organic powder is melted by the heat of the coke conveyed from the cokes furnace to the furnace and adhered to the coke.
이러한 구성에 의하면, 상기 제 2의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 시스템과 같은 효과를 갖는 코크스 처리 방법을 제공할 수 있다.According to such a structure, the coke processing method which has the same effect as the coke processing system which concerns on said 2nd this invention can be provided.
제7의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 방법은 상기 코크스로(cokes爐)로부터 반송되는 상기 코크스를 냉각하기 위한 냉각 단계를 포함하고 상기 분체 살포 단계에서는 상기 냉각 단계에 의해 냉각된 후의 상기 코크스에 대해서 상기 유기계 분체를 살포하여 상기 유기계 분체의 융점이 상기 냉각 단계에 의해 냉각된 후의 상기 코크스의 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.A coke treatment method according to a seventh aspect of the present invention includes a cooling step for cooling the coke conveyed from the cokes furnace, and in the powder spreading step, the coke after cooling by the cooling step. The organic powder is sprayed, and the melting point of the organic powder is lower than the temperature of the coke after being cooled by the cooling step.
이러한 구성에 의하면, 상기 제 3의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 시스템과 같은 효과를 갖는 코크스 처리 방법을 제공할 수 있다.According to such a structure, the coke processing method which has the same effect as the coke processing system which concerns on said 3rd this invention can be provided.
제8의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 방법은 상기 유기계 분체를 가열하기 위한 가열 단계를 포함하여 상기 유기계 분체가 상기 가열 단계의 가열에 의해 용융되고, 상기 코크스로(cokes爐)로부터 상기 용광로에 반송되는 상기 코크스에 부 착되는 것을 특징으로 한다.A coke treatment method according to an eighth aspect of the present invention includes a heating step for heating the organic powder, wherein the organic powder is melted by heating of the heating step, and is returned from the cokes furnace to the furnace. It is characterized in that attached to the coke.
이러한 구성에 의하면, 상기 제 4의 본 발명과 관련되는 코크스 처리 시스템과 같은 효과를 갖는 코크스 처리 방법을 제공할 수 있다.According to such a structure, the coke processing method which has the same effect as the coke processing system which concerns on said 4th this invention can be provided.
본 발명에 의하면, 알칼리 토류금속을 포함한 유기 화합물로부터 얻은 유기계 분체를 분체 상태로 살포하여 열에 의해 용융시켜 코크스에 부착시킬 수 있으므로 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성으로 제조할 수 있다.According to the present invention, organic powder obtained from an organic compound containing an alkaline earth metal can be spread in a powder state, melted by heat, and adhered to coke, so that coke having high reactivity with CO 2 can be manufactured with a simpler structure.
<제1 실시 형태><1st embodiment>
도 1은 본 발명의 제1 실시형태와 관련되는 코크스 처리 시스템의 일례를 나타낸 블럭도이다. 이 코크스 처리 시스템은 코크스로(cokes爐; 1), CDQ(건식 소화 설비; 2), 분체 살포 장치(3) 및 용광로(4) 등으로 구성되어 코크스로(cokes爐; 1)로부터 용광로(4)에 반송되는 코크스를 처리한다. 즉, 코크스로(cokes爐; 1)로 석탄이 건류되어 생성된 코크스가 반송로(5)를 통하여 용광로(4)까지 반송되는 과정에서 CDQ(2)나 분체살포장치(3) 등에 의해 각종 처리가 시행되도록 되어 있다.1 is a block diagram showing an example of a coke processing system according to a first embodiment of the present invention. This coke treatment system is composed of cokes furnace (1), CDQ (dry fire extinguishing equipment) (2), powder spreading apparatus (3) and furnace (4), and the like from cokes furnace (1) to furnace (4). Process coke returned to). That is, various processes are performed by the CDQ (2), the powder spreading apparatus (3), etc. in the process of conveying the coke produced by coal drying into the cokes (1) to the blast furnace (4) through the conveying path (5). Is to be implemented.
코크스로(cokes爐; 1)로부터 반출되는 코크스는 적열 코크스이며, CDQ(2)의 건식 소화 처리에 의해서 소정의 온도 이하까지 냉각된다. 이 CDQ(2)는 코크스로(cokes爐; 1)로부터 반송되는 코크스를 냉각하기 위한 냉각 장치로 구성되어 있 다. CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스 온도는 200℃ 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면 130℃~190℃의 온도 범위 내로 설정되어 있어도 무방하다.The coke carried out from the coke (1) is red coke and is cooled to a predetermined temperature or less by the dry extinguishing process of the CDQ (2). This
분체살포장치(3)는 코크스로(cokes爐; 1)로부터 용광로(4)에 반송되는 코크스에 대해서, 알칼리 토류금속을 포함한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체(6)를 살포하는 것이며, 이 예에서는 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스에 대해서 유기계 분체(6)를 살포하게 되어 있다. 분체살포장치(3)는 CDQ(2)에 의한 냉각 직후의 코크스에 대해서 유기계 분체(6)를 살포하는 것이 바람직하고, 그러기 위해서는 도 1과 같이 분체살포장치(3)를 CDQ(2) 직후에 설치해도 무방하고, 유기계 분체(6)가 열분해를 일으키지 않도록 분체살포장치(3)를 CDQ(2)에 설치하여도 무방하다.The
상기 알칼리 토류금속으로서는 용광로(4)에 있어서의 코크스의 CO2 반응에 촉매 효과를 가지는 칼슘(Ca)등을 예시할 수 있고, 이 경우 상기 유기 화합물로서는 스테아린산칼슘, 구연산 칼슘, 올레인산 칼슘 등을 예시할 수 있다.The alkaline earth metal as may be exemplified by calcium (Ca), such as having a catalytic effect on the CO 2 reaction of the coke in the furnace (4), in this case, as the organic compound exemplified calcium stearate, citric acid, calcium oleate, calcium, etc. can do.
스테아린산칼슘의 융점은 179℃~180℃ 정도이다. 구연산 칼슘의 융점은 120℃정도이다. 올레인산 칼슘의 융점은 83℃~84℃ 정도이다. 따라서 이러한 유기 화합물을 유기계 분체(6)로서 채용하면, 해당 유기 화합물의 융점을 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스의 온도보다 낮게 설정할 수 있다. 이러한 온도 설정에 의하면 코크스로(cokes爐; 1)로부터 용광로(4)에 반송되는 코크스의 열, 보다 구체적으로는 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스의 여열에 의해서, 살포한 유기계 분체(6)를 용해시켜 코크스에 부착시킬 수 있다.The melting point of calcium stearate is about 179 ° C to 180 ° C. The melting point of calcium citrate is about 120 ° C. The melting point of calcium oleate is about 83 ° C to 84 ° C. Therefore, when such an organic compound is employed as the
이와 같이, 알칼리 토류금속을 포함한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체(6)를 코크스에 부착시키는 것으로 CO2와 코크스의 반응성을 향상시킬 수 있다. 특히, 유기 화합물을 분체 상태로 살포하므로, 유기 화합물을 물에 용해 및 분산시키는 구성과는 달리 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성으로 제조할 수 있다.In this way, by attaching the
또한, 코크스의 열에 의해 유기계 분체(6)를 용융시켜 해당 코크스에 부착시킬 수 있으므로, 유기계 분체(6)를 용융시키기 위한 열원을 별도로 마련할 필요가 없다. 따라서 CO2와의 반응성이 높은 코크스를 보다 간단한 구성으로 제조할 수 있다. 특히, 냉각된 후의 코크스에 대해서 살포한 유기계 분체(6)를 코크스의 여열에 의해 용융시켜 해당 코크스에 부착시키는 것으로 냉각된 후의 코크스에 대해서 유기계 분체(6)를 양호하게 부착시킬 수 있으므로, CO2와 코크스의 반응성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.In addition, since the
또한, CDQ(2)의 운전 상태에 따라 해당 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스의 온도에 격차가 생기는 경우도 있다. 이러한 경우에는 상기와 같이 융점이 다른 여러 종류의 유기 화합물을 유기계 분체(6)로서 준비하여 냉각된 후의 코크스의 온도에 대응하는 유기계 분체(6)를 해당 코크스에 살포하는 구성을 적용하는 것도 가능하다.In addition, a gap may occur in the temperature of the coke after cooling by the
상기 유기 화합물은 알칼리 토류금속을 포함하는 것이면 유기 분자량은 특별히 한정되지 아니한다. 또한 코크스에 대한 유기 화합물의 부착량은 0.5중량% 이상인 것이 바람직하다.The organic molecular weight is not particularly limited as long as the organic compound contains an alkaline earth metal. Moreover, it is preferable that the adhesion amount of the organic compound with respect to coke is 0.5 weight% or more.
도 2는 도 1의 코크스 처리 시스템에 의해 행해지는 처리의 일례를 나타낸 플로우차트이다. 코크스로(cokes爐; 1)로 석탄이 건류 되는 것으로 생성된 코크스는 코크스로(cokes爐; 1)로부터 반송로(5)에 반출된 후(단계 S101), CDQ(2)의 건식 소화 처리에 의해 냉각된다(단계 S102:냉각 단계). 그리고, CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스에 대해서 분체살포장치(3)로부터 유기계 분체(6)이 살포되는 것으로(단계 S103:분체 살포 단계), 해당 유기계 분체(6)가 코크스의 열에 의해 용해되어 해당 코크스에 부착된다(단계 S104).FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing performed by the coke processing system of FIG. 1. The coke produced by the coking of coal into cokes (1) is carried out from the cokes (1) to the conveying path (5) (step S101), and then subjected to dry extinguishing of the CDQ (2). Is cooled (step S102: cooling step). Then, the
코크스의 열에 의해 용융된 유기계 분체(6)는 코크스의 표면 전체에 부착하는 것이 바람직하지만 표면의 일부에만 부착했을 경우에도 CO2와 코크스의 반응성을 향상시킬 수 있다. 코크스에 부착한 유기계 분체(6)는 용광로(4)까지의 반송과정에서 융점 이하까지 온도가 떨어지게 되어 코크스의 표면에 정착한다. 이와 같이 유기계 분체(6)가 표면에 부착(정착)된 코크스는 반송로(5)를 통하여 용광로(4)에 반입된다(단계 S105).The
본 실시 형태에서는 분체살포장치(3)가 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스에 대해서 유기계 분체(6)를 살포하는 구성에 대해 설명했지만, 이러한 구성에 한정하지 않고 코크스로(cokes爐; 1)로부터 반출되어 반송로(5)를 통하여 CDQ(2)에 이르는 동안에 코크스에 대해서 유기계 분체(6)를 살포하는 구성이어도 무방하다.In this embodiment, although the structure which sprays the
<제2 실시 형태><2nd embodiment>
제1 실시 형태에서는, 유기계 분체(6)가 코크스로(cokes爐; 1)로부터 용광로(4)에 반송되는 코크스의 열에 의해 용융되어 해당 코크스에 부착되는 구성에 대해 설명했다. 이것에 대해서 제2 실시 형태에서는, 유기계 분체(6)가 가열 장치의 가열에 의해 용융되어 코크스에 부착되게 되어 있는 점이 차이가 난다.In 1st Embodiment, the structure which the
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 코크스 처리 시스템의 일례를 나타낸 블록도이다. 이 코크스 처리 시스템은 가열 장치(7)를 포함하고 있는 점을 제외하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성을 가지고 있기 때문에 동일한 구성에 대해서는 도면에 동일 부호를 교부해 설명을 생략하기로 한다.3 is a block diagram showing an example of a coke processing system according to a second embodiment of the present invention. Since this coke processing system has the structure similar to 1st Embodiment except the point which includes the heating apparatus 7, the same code | symbol is attached | subjected about drawing about the same structure, and description is abbreviate | omitted.
가열 장치(7)는 유기계 분체(6)를 가열하기 위한 것으로 분체살포장치(3)로부터 살포되는 유기계 분체(6)는 해당 가열 장치(7)의 가열에 의해 용융되고 코크스로(cokes爐; 1)로부터 용광로(4)에 반송되는 코크스에 부착된다.The heating device 7 is for heating the
예를 들어, 분체살포장치(3)가 CDQ(2)로부터 멀리 떨어진 위치에 설치되어 있는 경우에는 CDQ(2)에 의해 냉각된 직후의 코크스의 온도가 분체살포장치(3)로부터 살포되는 유기계 분체(6)의 융점보다 높은 경우여도, 해당 유기계 분체(6)가 살포될 때, 코크스의 온도가 상기 융점 이하까지 떨어져 양호하게 용융되지 않는 경우가 있다. 또한 유기계 분체(6)의 융점이 CDQ(2)에 의해 냉각된 직후의 코크스의 온도보다 높은 경우에는 CDQ(2)에 의해 냉각된 직후의 코크스에 유기계 분체(6)를 살포했다고 해도 해당 유기계 분체(6)를 양호하게 용융시켜 코크스에 부착시킬 수 없다. 그 외 냉각 후의 코크스의 온도가 CDQ와 비교해서 낮은 CWQ(코크스 습식 소화법)를 이용했을 경우나, 외부에서 구입하거나 만들어 둔 저장 코크스와 같이 냉각 후 장시간이 경과한 코크스를 사용하는 경우 등에도, 그대로 유기계 분체(6)를 코크스에 살포했다고 하여도 해당 유기계 분체(6)를 양호하게 코크스에 부착시킬 수 없는 경우가 있다.For example, when the
이러한 경우에도, 본 실시 형태와 같이 가열 장치(7)로 유기계 분체(6)를 가열하는 구성을 이용하면 유기계 분체(6)를 양호하게 용융시켜 코크스에 부착시킬 수 있다. 특히, 가열 장치 (7)로부터의 안정된 열로 유기계 분체(6)를 양호하게 용융시켜 코크스에 양호하게 부착시킬 수 있으므로, CO2와 코크스의 반응성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, CDQ(2)의 운전상태에 따라 해당 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스의 온도에 격차가 생기는 경우에도 위에서 설명한 바와 같이 융점이 다른 여러 종류의 유기 화합물을 유기계 분체(6)로서 준비할 필요가 없다.Even in such a case, when the structure which heats the
또한, 가열 장치(7)가 분체 살포 장치(3)로부터 살포되는 유기계 분체(6)를 융점 이상으로까지 가열하는 구성이면, 도 3과 같이 분체살포장치(3) 및 가열장치(7)가 CDQ(2)와는 별개로 설치된 것 같은 구성에 한정하지 않고, 유기계 분체(6)가 열분해를 일으키지 않게 하여 분체살포장치(3) 및 가열장치(7)가 CDQ(2)에 추가되어진 것 같은 구성도 무방하다.If the heating device 7 is configured to heat the
도 4는 도 3의 코크스 처리 시스템에 의해 행해지는 처리의 일례를 나타낸 플로우차트이다. 코크스로(cokes爐; 1)에서 석탄이 건류되어 생성된 코크스는 코크스로(cokes爐; 1)로부터 반송로(5)에 반출된 후(단계 S201), CDQ(2)의 건식 소화 처리에 의해 냉각된다(단계 S202:냉각 단계). 그리고, CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스에 분체살포장치(3)로부터 유기계 분체(6)가 살포되는 것과 동시에(단계 S203:분체 살포 단계), 해당 유기계 분체(6)가 가열 장치(7)로 가열되는 것으로(단계 S204:가열 단계), 해당 유기계 분체(6)가 용융되어 코크스에 부착된다(단계 S205).FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing performed by the coke processing system of FIG. 3. The coke produced by coal drying in the cokes (1) is taken out from the cokes (1) to the conveying path (5) (step S201), and then by the dry digestion treatment of the CDQ (2). It cools (step S202: cooling step). Then, the
가열 장치(7)의 가열에 의해 용융된 유기계 분체(6)는 코크스의 표면 전체에 부착하는 것이 바람직하지만, 표면의 일부에만 부착했을 경우여도 CO2와 코크스의 반응성을 향상시킬 수 있다. 코크스에 부착한 유기계 분체(6)는 용광로(4)까지의 반송 과정에서 융점 이하까지 온도가 떨어지는 것으로, 코크스의 표면에 정착한다. 이와 같이 유기계 분체(6)가 표면에 부착(정착)된 코크스는 반송로(5)를 통하여 용광로(4)에 반입된다(단계 S206).Although the
<실시예><Example>
도 5는 유기계 분체(6)를 부착시킨 코크스의 CO2와의 반응성을 측정하기 위해서 이용되는 열간 반응성 시험 장치(100)의 일례를 나타낸 개략도이다. 이 열간반응성시험장치(100)는 시료장전부로서의 반응관(101)을 반응관덮개(102)로 막는 것에 의하여 구성되며, 가스 도입구(103)로부터 반응관(101) 내로 가스를 도입할 수 있는 것과 동시에 반응관(101) 내의 가스를 가스 배출구(104)로부터 배출할 수 있게 되어 있다.FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a hot
이 열간 반응성 시험 장치(100)를 이용하여 시험을 실시하기 전의 전처리공정으로서 CDQ(2)에 의해 냉각된 후의 코크스를 채취하여, 입경을 19mm~21mm로 조정 하여 베이스 코크스를 제조하였다. 이 베이스 코크스를 건조기에서 200℃로 가열하여 가열된 상태로, 유기계 분체(6)로서 스테아린산칼슘을 넣은 비이커 안에 투입하는 것으로서 스테아린산칼슘을 용융시켜 베이스 코크스에 부착시켰다.As a pretreatment step before performing the test using this hot
그 후, 상기와 같이 제조한 시료를 열간 반응성 시험 장치(100)의 반응관(101) 내에 장전하여 가스 도입구(103)로부터 질소 가스(N2)를 5 L/min로 15분간 도입했다. 이와 같이 하여, 반응관(101) 내의 공기를 질소 가스로 치환시킨 후 반응관(101)을 1100℃으로 설정한 전기로에 삽입하였다. 그리고 45분 후에 가스 도입구(103)로부터 도입되는 가스를 질소 가스에서 이산화탄소 가스(CO2)로 전환하여 해당 이산화탄소 가스를 코크스 시료와 2시간 동안 반응시켰다.Thereafter, the sample prepared as described above was loaded into the
위와 같이 실험에 의해 얻어진 반응 후의 코크스 시료의 중량(반응 후 중량)과 반응 전의 코크스 시료의 중량(반응 전 중량)에 기초하여, 하기의 수식(1) 또는 (2)에 의해 CRI(CO2 반응량에 관한 지표)를 얻는 것이 가능하다. 또한, 가열이나 CO2반응에 의해 코크스뿐만 아니라 스테아린산칼슘(StCa)도 감량하나, 하기의 수식(1)은 해당 감량도 포함한 계산이고 하기 수식(2)는 해당 감량을 포함하지 않는 계산식이다.Based on the weight of the coke sample after the reaction obtained by the experiment (weight after the reaction) and the weight of the coke sample before the reaction (weight before the reaction) as described above, CRI (CO 2 ) by the following formula (1) or (2) It is possible to obtain an indicator of the reaction amount). In addition, although not only coke but also calcium stearate (StCa) are reduced by heating or CO 2 reaction, the following formula (1) is a calculation including the corresponding weight loss, and the following formula (2) is a calculation formula not including the weight loss.
(수식 1)(Formula 1)
(수식 2)(Formula 2)
도 6은 수식(1) 및 (2)에 의해 산출한 CRI(%)와 스테아린산칼슘의 부착량(%)과의 관계를 나타낸 그래프이다.「스테아린산Ca 포함」이 수식(1)에 의해 산출한 값이고, 「스테아린산Ca 불포함」이 수식(2)에 의해 산출한 값이다. 이 그래프로부터 코크스에 대한 스테아린산칼슘의 부착량이 증가하는 만큼 CRI의 값이 높아지고 CO2와 코크스의 반응성이 향상하는 것을 알 수 있다. 특히, 스테아린산칼슘의 부착량이 3% 이상인 경우에는 베이스 코크스와 비교해 CO2와의 반응성이 큰 폭으로 향상하고 있다.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the CRI (%) calculated by the formulas (1) and (2) and the adhesion amount (%) of calcium stearate. The value of "with stearic acid Ca" calculated by the formula (1). And "without stearic acid Ca" is the value computed by Formula (2). From this graph, it can be seen that as the adhesion amount of calcium stearate to coke increases, the value of CRI increases and the reactivity of CO 2 and coke improves. In particular, when the adhesion amount of calcium stearate is 3% or more, the reactivity with CO 2 is significantly improved as compared with base coke.
이상과 같은 실험 결과로부터 알 수 있듯이, 코크스에 대한 스테아린산칼슘의 부착량을 증가시켜 CO2와 코크스의 고반응성화를 도모할 수 있다. 또한, 코크스에 대한 스테아린산칼슘의 부착량을 제어하는 것으로서 CO2와 코크스의 반응성을 제어하는 것도 가능하다.As can be seen from the above experimental results, by increasing the adhesion amount of calcium stearate to the coke, it is possible to achieve high reactivity of the CO 2 and coke. Further, as to control the amount of deposition of calcium stearate on the coke is also possible to control the reactivity of the coke with CO 2.
다음으로 상기 실험에 의해 얻을 수 있던 반응 후의 코크스를 시료로서 열간 반응 후 강도(CSR) 시험을 실시했다. 구체적으로 시료를 I형 드럼 시험기에 장전하여 매분 20 회전의 속도로 30분간 합계 600 회전시켰다. 그 후 꺼낸 시료를 9.5 mm이하의 입자만 통과시키는 체로 쳐서 체상에 남은 입자의 중량(체상중량)을 측정했다. 이러한 실험에 의해 얻을 수 있던 체상중량과 I형 드럼 시험기에 장전하기 전 공시료의 중량(공시료 중량)에 근거하여 하기 수식(3)에 의해 반응 후 강도를 구할 수 있었다.Next, after the reaction, the coke after reaction obtained by the said test was tested for strength after hot reaction (CSR). Specifically, the sample was loaded in an I-type drum tester and was rotated in total for 600 minutes at a speed of 20 revolutions per minute. Thereafter, the sample taken out was sieved through only a particle size of 9.5 mm or less, and the weight (sieve weight) of the particles remaining on the sieve was measured. The strength after reaction was obtained by the following formula (3) on the basis of the body weight obtained by these experiments and the weight of the test sample (test sample weight) before loading into the I-type drum tester.
(수식 3)(Formula 3)
도 7은 수식(3)에 의해 산출한 CSR(%)와 CRI(%)와의 관계를 조업치와 비교해 나타낸 그래프이다. 조업치란 실제로 조업하고 있는 용광로(4)에 스테아린산칼슘을 부착시키지 않고 공급하고 있는 코크스(조업상의 코크스)에 대해서, 상기 수식(1) 및 (3)을 이용해 산출된 CSR 및 CRI의 각 치를 의미한다. 이 그래프로부터 스테아린산칼슘을 부착시킨 코크스와 조업상의 코크스를 비교하면, 스테아린산칼슘을 부착시키는 것이 동등의 CRI의 값에 대한 CSR의 값이 높고, 코크스의 강도가 높은 것을 알 수 있다.7 is a graph showing the relationship between the CSR (%) and the CRI (%) calculated by the formula (3) compared with the operation value. The operation value means each value of CSR and CRI calculated using the above formulas (1) and (3) for the coke (operational coke) supplied without attaching calcium stearate to the
도 7에 나타난 조업치로부터 CRI의 값이 커지는 만큼 CSR의 값이 작아지는 것, 즉, CO2와 코크스의 반응성이 높아질수록 코크스의 강도가 저하하는 것을 알 수 있었지만, 상기 실험 결과로부터 코크스에 스테아린산칼슘을 부착시키는 것으로 비록 반응성은 동등하여도 코크스의 강도를 저하하기 어렵게 할 수는 있다는 것을 알 수 있다.As the value of CRI decreases as the value of CRI increases from the operation value shown in FIG. 7, that is, as the reactivity between CO 2 and coke increases, the strength of the coke decreases. By attaching calcium, it can be seen that even though the reactivity is equivalent, it is difficult to lower the strength of the coke.
다음으로 스테아린산칼슘을 부착시킨 코크스의 CO2 반응 시험시에 발생하는 가스 측정을 실시했다. 스테아린산칼슘과 같은 유기물염은 가열에 의해서 열분해되어 열량을 가진 가스가 발생한다. 여기서, 스테아린산칼슘의 CRI 측정시에 있어서 CO2 반응하에서의 열분해 상황을 조사했다. 구체적으로는, 코크스만의 경우와 코크스에 스테아린산칼슘을 혼합(예를 들면 10%)했을 경우로, 각각 가열 반응시의 가스를 채취하여 가스의 조성·발생량을 측정했다. 또한, 채취한 가스의 전량으로부터 이산화탄소 가스의 도입량을 공제하는 것으로 발생 가스량을 보정했다.It was carried out following the measurement gas generated at the time of CO 2 in the reaction test in which the coke adhered to the calcium stearate. Organic salts such as calcium stearate are pyrolyzed by heating to generate a gas having a calorific value. Here, the pyrolysis state under the CO 2 reaction was investigated at the time of CRI measurement of calcium stearate. Specifically, in the case of coke only and the case where calcium stearate was mixed (for example, 10%) with coke, the gas at the time of a heating reaction was extract | collected, respectively, and the composition and generation | generation amount of gas were measured. In addition, the amount of generated gas was correct | amended by subtracting the introduction amount of carbon dioxide gas from the total amount of the collected gas.
상기와 같은 실험에 의해 얻을 수 있던 각 가스의 발생율(%)에 기초하여, 각 가스의 발열량(칼로리)을 산출했다. 즉, 열분해 하여 발생한 각 가스의 1 Nm3 당의 칼로리에 각 가스의 발생율을 곱하여 100으로 나누어 주었다. 예를 들어 발생하는 가스 중 수소(H2)에 있어서, 코크스만으로 반응시켰을 경우의 수소의 발생율은 1.61%였다. 또한 수소의 발열량은 2570 kcal/Nm3 였다. 따라서, 발생가스 1 Nm3 당의 수소에 의한 발열량은 다음 식과 같이 된다. 같은 실험으로 발생한 다른 가스에 대해서도 그 조성으로부터 발생한 가스 1 Nm3 에 대해 기여하는 발열량을 구할 수 있다.The calorific value (calorie) of each gas was calculated based on the generation rate (%) of each gas obtained by the above experiment. That is, the calorie per 1 Nm 3 of each gas generated by pyrolysis was multiplied by the incidence of each gas and divided by 100. For example, in hydrogen (H 2 ) in the generated gas, the generation rate of hydrogen when reacted with only coke was 1.61%. In addition, the calorific value of hydrogen was 2570 kcal / Nm 3 . Therefore, the calorific value by hydrogen per 1 Nm 3 of generated gas is as follows. For other gases generated in the same experiment, the calorific value contributing to 1 Nm 3 generated from the composition can be obtained.
(수식 4) (Formula 4)
H2(kcal/Nm3) = (2570*1.61)/100 = 41.377H 2 (kcal / Nm 3 ) = (2570 * 1.61) / 100 = 41.377
또한, 코크스에 스테아린산칼슘을 배합하여 반응시켰을 경우의 각 가스의 발생율 B와 코크스만을 반응시켰을 경우의 각 가스의 발생율 C와 코크스에 대한 스테아린산칼슘의 배합율 D에 기초하여 하기 수식(α)에 의해 스테아린산칼슘만을 반응시켰을 경우의 각 가스의 가스 발생율 A를 구할 수 있다. 이와 같이 얻은 각 가스의 발생율에 각 가스의 1 Nm3 당의 칼로리를 곱하여 100으로 나누어, 스테아린산칼슘만의 반응시에 열분해하여 발생시키는 가스 1 Nm3 당의 각 가스에 의한 발열량을 구할 수 있다.In addition, the stearic acid is represented by the following formula (α) based on the generation rate C of each gas when reacting coke with calcium stearate and the mixing rate D of calcium stearate with respect to coke and the generation rate C of each gas when only coke is reacted. The gas generation rate A of each gas when only calcium is made to react can be calculated | required. The generation rate of each gas obtained in this way is multiplied by the calorie per 1 Nm 3 of each gas, and divided by 100, so that the calorific value of each gas per 1 Nm 3 generated by thermal decomposition during the reaction of calcium stearate alone can be obtained.
(수식 5)(Formula 5)
A: 스테아린산칼슘만의 가스발생율(kg/kg)A: Gas generation rate only of calcium stearate (kg / kg)
B: 스테아린산칼슘과 코크스 배합시의 가스발생율(kg/kg)B: Gas generation rate when mixing calcium stearate and coke (kg / kg)
C: 코크스만의 가스발생율(kg/kg)C: Coke only gas generation rate (kg / kg)
D: 스테아린산칼슘의 배합율(kg/kg)D: compounding ratio of calcium stearate (kg / kg)
하기 표 1에, 이상과 같은 연산에 의해 산출된 각 가스의 발열량을 코크스(베이스 코크스)만을 반응시켰을 경우와 코크스에 스테아린산칼슘을 배합해 반응시켰을 경우와 수식α에서 산출한 스테아린산칼슘만을 반응시켰을 경우로 나누어 표시함과 동시에 각각의 경우에 있어서의 각 가스의 발열량의 합산치를 나타내었다.In Table 1 below, when the calorific value of each gas calculated by the above calculation is reacted with only coke (base coke), when cobalt is mixed with calcium stearate, and when only calcium stearate calculated by the formula α is reacted. In addition, the sum of the calorific value of each gas in each case was shown.
(표 1) Table 1
└ (+ 3054.1) ┘ └ (+ 3054.1) ┘
상기 표 1에 의하면, 코크스에 스테아린산칼슘을 10% 배합하는 것으로서 코크스만을 반응시켰을 경우와 비교해서 중탄화수소의 양이 증가해 발열량의 합산치가 3000 kcal/Nm3 정도 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 코크스에 스테아린산칼슘을 부착시키는 것으로 용광로(4) 내에서 발생하는 가스의 에너지를 증가시킬 수 있어 제철소 내의 에너지 등으로 재이용할 수 있음을 알 수 있다.According to Table 1, it can be seen that as the 10% blended with calcium stearate in the coke, which increases the amount of hydrocarbons of the as compared to the case reacted only coke increased summation values around 3000 kcal / Nm 3 in heating value. From these results, it can be seen that by attaching calcium stearate to the coke, the energy of the gas generated in the
이상의 실시 형태에서는 알칼리 토류금속의 일례로서 칼슘(Ca)을 예를 들어 설명했지만, 이러한 구성에 한정하지 않고 칼슘 이외의 알칼리 토류금속, 예를 들면 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등을 포함한 유기 화합물로 이루어진 유기계 분체를 이용하는 것도 가능하다.In the above embodiment, calcium (Ca) has been described as an example of the alkaline earth metal, but the alkaline earth metals other than calcium, for example, beryllium (Be), magnesium (Mg), and strontium (Sr) are not limited to this configuration. It is also possible to use an organic powder made of an organic compound containing barium (Ba) and the like.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 코크스 처리 시스템의 일례를 나타낸 블럭도이다. 1 is a block diagram showing an example of a coke processing system according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 코크스 처리 시스템에 의해 행해지는 처리의 일례를 나타낸 플로차트이다.FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing performed by the coke processing system of FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 코크스 처리 시스템의 일례를 나타낸 블럭도이다. 3 is a block diagram showing an example of a coke processing system according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 코크스 처리 시스템에 의해 행해지는 처리의 일례를 나타낸 플로우차트이다.4 is a flowchart showing an example of processing performed by the coke processing system of FIG. 3.
도 5는 유기계 분체를 부착시킨 코크스의 CO2와의 반응성을 측정하기 위해서 이용되는 열간 반응성 시험 장치의 일례를 나타낸 개략도이다.FIG. 5 is a schematic view showing an example of a hot reactivity test apparatus used to measure the reactivity of coke with organic powder to CO 2 .
도 6은 수식(1) 및 (2)에 의해 산출한 CRI(%)와 스테아린산칼슘의 부착량(%)과의 관계를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the CRI (%) and the amount of adhesion of calcium stearate (%) calculated by the formulas (1) and (2).
도 7은 수식(3)에 의해 산출한 CSR(%)과 CRI(%)와의 관계를 조업치와 비교해 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the CSR (%) and the CRI (%) calculated by the power equation (3), compared with the operation value.
<부호의 설명><Code description>
1:코크스로(cokes爐)1: Cokes
2:CDQ2: CDQ
3:분체 살포 장치3: powder spraying device
4:용광로4: Furnace
5:반송로5: transport
6:유기계 분체6: organic powder
7:가열 장치7: heating device
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