KR20100073360A - 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로, 서로 분리된 제1,2코크스오븐가스 배출관을 상하 단차지게 연결하며, 내부가 빈 타르제거조와; 상기 타르제거조에 연결된 제1코크스오븐가스 배출관의 단부 전방을 커버하며, 타르제거조의 바닥면 쪽만 개방되게 설치된 충돌판과; 상기 타르제거조의 내부 상측에 설치되고, 철망형태로 이루어진 데미스트와; 상기 데미스트에 설치된 냉각쟈켓을 포함하여 구성되는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하고 조작이 용이하여 작업인원을 절감할 수 있으며, 타르의 상온 유동성을 이용하여 간편하게 제거함으로써 고착을 미연에 방지하고, 노즐막힘현상도 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

코크스오븐가스, COG, 타르, 노즐막힘, 고착, 유동성, 제거

Description

코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법{APPARATUS FOR REMOVING TAR IN COKE OVEN GAS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스오븐가스(COG)에 함유된 미정제 타르 성분을 배관내에서 간편 용이하게 제거하여 배관내 축적과 노즐막힘 현상을 방지하여 원활한 배기가 이루어지도록 한 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 코크스오븐(COKE OVEN)에 석탄이 장입되면, 장입된 석탄은 가열벽으로부터의 전열에 의하여 열분해되어 코크스(COKE)를 생성함과 동시에 다량의 타르(TAR)와 코크스오븐가스(COG)를 발생시킨다.

이들 타르와 코크스오븐가스는 분리포집되어, 타르는 화학제품의 원료로 사용되고 있으며, 석탄 톤당 약 360∼360Ν㎥ 발생하는 코크스로 가스, 즉 코크스오븐가스는 제철소 전공정의 연료로 사용되어 전제철소 에너지 공급의 93%를 차지하고, 코크스오븐가스의 조성은 건류조건, 건류방식, 조업조건, 원료탄의 조건에 따라 변화가 많지만 대략적으로 수소 50∼55%, 메탄 28∼33%, CO 6∼8%, CO2 2∼3% 등이다.

상기에서 분리되어진 코크스오븐가스는 주배관을 통하여 사용처로 운반되어지는바, 통상 이러한 코크스오븐가스에는 타르와 불순물이 포함되어 있기 마련이고, 이 타르와 불순물은 주배관내에 누적되어 직경을 감소시키다가 결국에는 그를 폐쇄시키거나, 이 코크스오븐가스를 에너지원으로 사용하는 설비에 치명적인 문제점을 유발하기도 한다.

종래에는 이를 해결하기 위하여 용해제에 의한 타르제거방법과, 냉각에 의한 불순물(특히, 수분)제거방법 및, 필터에 의한 타르 및 불순물제거방법을 이용하였으나 배관내 고착된 타르는 유동성이 없어 쉽게 제거하기 힘들었으며, 이에 국내 실용신안등록출원 제1998-0021176호에 개시된 바와 같이, 배관내 고착되어 쌓인 타르를 스크류 타입의 긁게로 긁어 제거하는 방법이 주로 사용되고 있다.

예컨대, 상기 개시된 예는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 배관(16) 라인을 통해 가스가 예열장치나 정정 라인까지 공급되고, 상기 가스 배관(16)내에 고착된 타르(19)를 제거하기 위한 가스 배관내의 타르 제거장치에 있어서, 상기 타르(19)를 제거할 상기 가스 배관(16) 구간의 전,후부에 설치된 체결부(100)와; 상기 가스 배관(16) 하부에 제거된 상기 타르(19)를 수집하기 위해 설치된 드레인 통(110)과; 상기 가스배관(16)내의 상기 타르(19)와 접촉하면서 상기 타르(19)를 제거하는 스크류(132)와, 상기 스크류(132)의 일측에 와이어(134)로 연결되어 상기 가스배관(16)내의 상기 타르(19)를 긁어서 상기 드레인 통(110)으로 배출시키는 보조 스크류(136)와, 상기 보조 스크류(136)와 연결핀(120)사이에 설치 되어 상기 스크류(132)를 이동시키는 여유와이어(138)로 이루어진 타르제거부(A)로 구성된 가스 배관내의 타르 제거장치로 이루어졌다.

그러나, 이와 같은 선행 기술은 구조가 너무 복잡하고, 작업효율이 떨어져 사실상 타르제거 효과가 미비하였으며, 매 작업시마다 작업인원이 과다하게 소요되어 생산성 하락의 주된 요인으로 작용하였기에 더욱 더 간단하면서도 고효율적인 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 타르제거 장치에서 포집된 타르는 상온에서도 유동성이 있어 조금씩 후단으로 이송되므로 1차로 충돌판을 이용하여 타르를 제거하고, 냉각기능을 가진 데미스트에서 2차로 타르를 제거하여 타르의 배관 축적과 연소노즐 막힘 현상을 방지할 수 있도록 한 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치 및 그 방법을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 서로 분리된 제1,2코크스오븐가스 배출관을 상하 단차지게 연결하며, 내부가 빈 타르제거조와; 상기 타르제거조에 연결된 제1코크스오븐가스 배출관의 단부 전방을 커버하며, 타르제거조의 바닥면 쪽만 개방되게 설치된 충돌판과; 상기 타르제거조의 내부 상측에 설치되고, 철망형태로 이루어진 데미스트와; 상기 데미스트에 설치된 냉각쟈켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치를 제공한다.

이때, 상기 제1코크스오븐가스 배출관에는 토출량 및 토출압을 제어하는 개폐밸브가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제1코크스오븐가스 배출관의 단부는 타르제거조의 하측을 관통하여 내부로 노출되되, 상방향을 향해 경사배관된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 타르제거조는 상기 제1,2코크스오븐가스 배출관과 각각 수직하게 연결되되, 상기 제1코크스오븐가스 배출관은 상기 타르제거조의 하단부에 연통배관되고, 상기 제2코크스오븐가스 배출관은 상기 타르제거조의 상단에 연통배관된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 타르제거조의 바닥면은 하향경사지게 형성된 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 바닥면에는 스팀가열기가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 냉각쟈켓은 상기 데미스트를 통과하는 코크스오븐가스의 온도를 상온 미만으로 떨어뜨리도록 상기 데미스트를 냉각시키는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 데미스트는 카세트 형태로 교체가능하게 설치된 것에도 그 특징이 있다.

한편, 본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 코크스오븐에서 생성된 코크스오븐가스를 타르제거조 내부로 유도한 후 타르제거조 내에서 상방향을 향해 토출되게 하는 배출단계와; 상기 단계를 통해 배출된 코크스오븐가스를 충돌판에 충돌시킨 후 타르제거조의 바닥쪽으로 이동시키고, 다시 상방향으로 이동되게 하는 플로우를 통해 코크스오븐가스에 함유된 타르를 분리하는 타르 1차 제거단계와; 상기 단계를 통해 1차 타르 제거된 코크스오븐가스를 상온 미만으로 냉각되는 데미스트에 통과시켜 1차 타르 제거시 미제거된 잔류 타르를 완전히 제거하는 타르 2차 제거단계와; 상기 단계를 통해 타르가 완전히 제거된 코크스오븐가스를 제2코크스오븐가스 배출관을 통해 후공정으로 보내는 이송단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거방법을 제공할 수 있다.

이때, 상기 타르 1차 제거단계후, 타르제거조의 바닥면에 설치된 스팀가열기를 가열하여 낙하된 타르의 유동성을 높이는 단계를 더 수행하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하고 조작이 용이하여 작업인원을 절감할 수 있으며, 타르의 상온 유동성을 이용하여 간편하게 제거함으로써 고착을 미연에 방지하고, 노즐막힘현상도 억제하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 타르 제거장치의 예시적인 구성 블럭도이고, 도 5는 본 발명에 따른 타르 제거장치의 데미스트를 보인 개념도이며, 도 6은 본 발명에 따른 방법을 설명하는 플로우챠트이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타르 제거장치는 타르제거조(200)를 포함한다.

상기 타르제거조(200)는 제1,2코크스오븐가스 배출관(P1,P2)의 관로상에 설치된다.

특히, 상기 타르제거조(200)는 대략 사각박스 형상으로 형성되고, 상기 제 1,2코크스오븐가스 배출관(P1,P2)과 상하로 단차를 갖도록 이들과 수직하게 연결된다.

이때, 상기 제1,2코크스오븐가스 배출관(P1,P2)은 서로 상하 단차지게 어긋나 배열되고, 서로 단절되어 있는 상태를 유지하도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 제1코크스오븐가스 배출관(P1)에는 개폐밸브(V)가 설치되어 개폐조작할 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 제1코크스오븐가스 배출관(P1)의 개방된 단부는 상기 타르제거조(200) 내부로 장입된 상태로 배관되며, 또한 단부가 상방향을 향해 경사배열되도록 하여 데미스트(210)와의 충돌을 더욱 강하게 유도함이 바람직하다.

이는 충돌판(210)과 코크스오븐가스의 충돌력을 높여 타르 성분의 분리효율을 높이기 위함이다.

즉, 상기 충돌판(210)은 상기 타르제거조(200)의 내부에 설치되는 것으로, 코크스오븐가스가 타르제거조(200)의 상방으로 곧바로 이동되지 못하고, 그 하측에 개방된 부분을 통해 상승후 하강한 다음 우회하는 형태로 이를 빠져나가도록 하여 상대적으로 무거운 타르성분이 쉽게 타르제거조(200)의 바닥면으로 낙하될 수 있도록 유도하기 위한 것이다.

덧붙여, 상기 타르제거조(200)의 바닥면(220)은 하향 경사지게 구성하여, 상온에서 유동성을 갖는 타르가 쉽게 흘러내려 타르수집관(230)을 타고 수집될 수 있도록 하여 줌이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 타르제거조(200)의 내부 상측에는 데미스트(240)가 설치되는데, 상기 데미스트(240)는 상기 타르제거조(200)의 전체에 걸쳐 설치되도록 하여 충돌판(210)에 의해 타르가 1차 제거된 코크스오븐가스를 2차로 필터링시키기 위한 수단이다.

이를 위해, 상기 테미스트(240)는 대략 촘촘한 철망(메쉬) 형태로 구성된다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 데미스트(240)에는 냉각쟈켓(250)을 설치하여 상온에서 유동성을 갖는 타르가 미제거된 상태로 후공정으로 넘어가지 못하도록 고형화시키기 위해 구비된다.

뿐만 아니라, 상기 데미스트(240)는 카세트 형식으로 형성됨이 바람직하며, 이를 통해 일정시간 포집 후에는 개폐밸브(V)를 닫고 사용한 데미스트(240)를 탈착하여 뜨거운 수조에 담궈 타르를 씻어낸 후 다시 장착하여 사용할 수 있게 된다.

이때, 여분의 데미스트를 하나 더 준비하여 교대로 사용하면 장,탈착 시간을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 타르제거조(200)의 상단에는 후공정과 연결된 제2코크스오븐가스 배출관(P2)이 연결된다.

덧붙여, 1차 제거된 타르의 유동성을 더욱 높이기 위해 상기 타르제거조(200)의 바닥면(220)에는 스팀가열기(260)가 더 설치될 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 타르 제거장치는 다음과 같은 방법을 통해 코크스오븐가스에 함유된 타르를 간편 용이하게 제거하게 된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 발생된 코크스오븐가스를 타르제거조(200)로 배출하는 배출단계(S100)가 수행된다.

상기 배출단계(S100)는 제1코크스오븐가스 배출관(P1)상의 코크스오븐가스를 개폐밸브(V)의 개폐 제어를 통해 적정량씩 적정압으로 타르제거조(200)에 공급하는 과정이다.

이때, 상기 제1코크스오븐가스 배출관(P1)의 단부는 상방향으로 향햐 경사 절곡되어 있으므로 배출되는 코크스오븐가스는 전량 타르제거조(200)의 상방을 향해 토출되게 된다.

이 상태에서, 타르 1차 제거단계(S110)가 수행된다.

상기 타르 1차 제거단계(S110)는 상방향으로 토출된 코크스오븐가스를 충돌판(210)에 충돌시켜 더 이상 상방향으로 이동되지 못하게 하고, 흘러갈 수 있는 유로를 최하단에 위치하게 하여 토출된 가스가 충돌판(210)을 타고 흘러 다시 타르제거조(200)의 바닥까지 하강하였다가 다시 상승하도록 함으로써 이 과정에서 무게차에 의해 가스에 함유된 타르를 자동 분리하도록 한 것이다.

이렇게 하여 분리된 타르는 상온 유동성을 가지므로 타르제거조(200)의 바닥면(220) 경사를 타고 흘러 내려 타르수집관(230)으로 수집되게 된다.

여기에서, 필요한 경우 상기 바닥면(220)에 설치된 스팀가열기(260)를 구동시켜 상기 바닥면(220)을 승온시킴으로써 상기 타르에 유동성을 더욱 높게 부여하여 분리된 타르가 잘 흘러내리도록 할 수도 있다.

이어, 타르 2차 제거단계(S120)가 수행된다.

상기 타르 2차 제거단계(S120)는 데미스트(240)를 이용한 것으로, 타르는 상온 유동성을 갖기 때문에 그 상태에서 후속 공정으로 넘어가게 되면 타르 성분에 의해 배관 고착이나 막힘현상이 유발될 수 있다.

이는 1차 제거시 완전히 제거되지 못하고 남은 미량의 잔류 타르 때문에 기인되는 것이므로 이를 원천 제거하기 위해 상기 데미스트(240)를 이용한 타르 2차 제거단계(S120)가 더 수행되는 것이다.

이때, 상기 데미스트(240)에는 냉각쟈켓(250)이 설치되어 있으므로 이를 통과하는 코크스오븐가스를 급냉시켜 상온 이하로 떨어뜨림으로써 미량의 타르가 상기 데미스트(240)를 통과하지 못하고, 그에 부딪혀 떨어지거나 혹은 그에 고착되게 함으로써 최종 필터링하게 된다.

이렇게 하여, 최종 타르 제거단계가 완료되면 타르가 완전히 분리된 코크스오븐가스는 제2코크스오븐가스 배출관(P2)을 타고 후속 공정으로 이동되게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 간단한 구조의 타르제거조를 통해 간편 용이하고 고효율적으로 코크스오븐가스에 포함된 타르를 완벽하게 제거할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 타르 제거장치의 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 타르 제거장치의 예시적인 구성 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 타르 제거장치의 데미스트를 보인 개념도,

도 6은 본 발명에 따른 방법을 설명하는 플로우챠트.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

200....타르제거조 210....충돌판

220....바닥면 230....타르수집관

240....데미스트 250....냉각쟈켓

260....스팀가열기 V....개폐밸브

Claims (10)

1. 서로 분리된 제1,2코크스오븐가스 배출관을 상하 단차지게 연결하며, 내부가 빈 타르제거조와;

   상기 타르제거조에 연결된 제1코크스오븐가스 배출관의 단부 전방을 커버하며, 타르제거조의 바닥면 쪽만 개방되게 설치된 충돌판과;

   상기 타르제거조의 내부 상측에 설치되고, 철망형태로 이루어진 데미스트와;

   상기 데미스트에 설치된 냉각쟈켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
2. 제1항에 있어서;

   상기 제1코크스오븐가스 배출관에는 토출량 및 토출압을 제어하는 개폐밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서;

   상기 제1코크스오븐가스 배출관의 단부는 타르제거조의 하측을 관통하여 내부로 노출되되, 상방향을 향해 경사배관된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
4. 제1항에 있어서;

   상기 타르제거조는 상기 제1,2코크스오븐가스 배출관과 각각 수직하게 연결되되, 상기 제1코크스오븐가스 배출관은 상기 타르제거조의 하단부에 연통배관되고, 상기 제2코크스오븐가스 배출관은 상기 타르제거조의 상단에 연통배관된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
5. 제1항에 있어서;

   상기 타르제거조의 바닥면은 하향경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서;

   상기 바닥면에는 스팀가열기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
7. 제1항에 있어서;

   상기 냉각쟈켓은 상기 데미스트를 통과하는 코크스오븐가스의 온도를 상온 미만으로 떨어뜨리도록 상기 데미스트를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
8. 제1항에 있어서;

   상기 데미스트는 카세트 형태로 교체가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 코 크스오븐가스용 배관내 타르 제거장치.
9. 코크스오븐에서 생성된 코크스오븐가스를 타르제거조 내부로 유도한 후 타르제거조 내에서 상방향을 향해 토출되게 하는 배출단계와;

   상기 단계를 통해 배출된 코크스오븐가스를 충돌판에 충돌시킨 후 타르제거조의 바닥쪽으로 이동시키고, 다시 상방향으로 이동되게 하는 플로우를 통해 코크스오븐가스에 함유된 타르를 분리하는 타르 1차 제거단계와;

   상기 단계를 통해 1차 타르 제거된 코크스오븐가스를 상온 미만으로 냉각되는 데미스트에 통과시켜 1차 타르 제거시 미제거된 잔류 타르를 완전히 제거하는 타르 2차 제거단계와;

   상기 단계를 통해 타르가 완전히 제거된 코크스오븐가스를 제2코크스오븐가스 배출관을 통해 후공정으로 보내는 이송단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거방법.
10. 제9항에 있어서;

    상기 타르 1차 제거단계후, 타르제거조의 바닥면에 설치된 스팀가열기를 가열하여 낙하된 타르의 유동성을 높이는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐가스용 배관내 타르 제거방법.

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