KR20110108972A - 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치에 관한 것으로, 활성탄을 하부로 이동시키는 호퍼(160)의 배출관(161)에 연장관(162)을 외삽 설치하고, 상기 연장관(162)을 상하 이동시키는 구동모터(164)를 포함한다. 상기 구동모터(164)의 회전축에 구비된 피니언기어(164a)는 상기 배출관(161)에 형성된 랙기어(161a)에 치합된다.
따라서, 상기 구동모터(164)를 작동시켜 상기 연장관(162)의 높이를 조절함으로써 활성탄의 충전 높이를 용이하게 조절할 수 있게 되고, 이로써 활성탄의 낭비를 방지할 수 있게 된다. 이에 암모니아의 사용량도 감소되어 운영 비용 절감에 도움이 된다.

Description

활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치{an activated carbon height control device of an activated carbon catalytic tower}
본 발명은 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치에 관한 것으로, 특히 활성탄의 높이 즉, 활성탄의 충전 높이를 용이하게 조절할 수 있도록 된 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치에 관한 것이다.
철광석 소결 중 소결기에서 발생한 배가스에는 유해성분인 질소산화물(NOX)과 황산화물(SOX)이 다량 포함되어 있어, 이를 제거한 후 대기중으로 배출해야만 한다.
상기 질소산화물과 황산화물의 제거에 이용되는 대표적인 배가스 정화설비로서 활성탄이 충전된 촉매탑을 이용하는데, 탑의 내부에 충전된 활성탄에 질소산화물과 황산화물이 흡착되어 배가스가 정화되므로 통상 활성탄 흡착탑으로 지칭한다.
상기 활성탄 흡착탑의 내부는 복수의 층으로 구분되어 있으며, 상부로부터 투입된 활성탄이 하부에서 유입되는 배가스로부터 질소산화물과 황산화물을 흡착하면서 하부로 이동하여 배출되도록 되어 있다.
배출된 활성탄은 재생 과정을 거쳐 다시 흡착탑의 상부로 공급되어 재활용된다.
본 발명은 활성탄 흡착탑의 황산화물 및 질소산화물 제거 효율에 따라 활성탄의 높이를 용이하게 조절하여 필요한 제거 효율을 유지하면서 불필요한 활성탄의 사용량을 줄일 수 있게 됨으로써 설비의 안정적 운영은 물론 운영 비용을 절감할 수 있도록 된 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치를 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
흡착탑의 내부 공간을 구획하는 베드의 하면에 설치된 호퍼와;
상기 호퍼의 배출관에 외삽된 연장관과;
상기 연장관을 상하 이동시키는 구동모터;
를 포함한다.
상기 구동모터는 상기 연장관에 장착된 마운팅브라켓에 설치되고, 상기 구동모터의 피니언기어는 상기 배출관에 형성된 랙기어에 치합된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 흡착탑의 내부 공간을 구획하는 베드의 하면에 설치된 호퍼들과;
상기 호퍼들의 배출관에 외삽된 연장관들과;
상기 연장관들을 상호 연결하는 연결바아와;
상기 연결바아를 상하 이동시키는 구동모터;
를 포함한다.
상기 연결바아의 양단에 구동모터가 설치되고, 상기 흡착탑의 프레임에 랙기어가 형성된 랙바가 장착되며, 상기 랙기어에 상기 구동모터의 피니언기어가 치합된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 흡착탑의 배가스 유입관과 배가스 배출관에 각각 설치된 입구농도측정센서와 출구농도측정센서, 상기 흡착탑의 내부에 설치되어 활성탄의 충전높이를 감지하는 충전높이감지센서, 상기 입구농도측정센서와 출구농도측정센서에서 측정된 배가스의 입구농도와 출구농도로부터 오염물 제거효율을 계산하고 이를 법적 기준효율과 비교하여 기준효율보다 낮은 경우 상기 연장관을 상승시키도록 상기 구동모터를 제어하고, 높은 경우 상기 연장관을 하강시키도록 상기 구동모터를 제어하는 전자제어유니트를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성탄 충전높이와 상기 오염물 제거효율이 표시되는 표시장치와, 작업자가 상기 연장관의 조절될 높이를 직접 입력할 수 있는 입력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,
활성탄 흡착탑의 황산화물 및 질소산화물 제거 효율을 실시간으로 측정하고, 그에 따라 호퍼 배출관의 연장관 높이를 조절하여 활성탄의 충전 높이를 용이하게 조절할 수 있게 된다.
상기 활성탄의 충전높이는 측정된 제거효율과 법적 기준효율을 비교하여 조절되므로 과도한 활성탄의 사용을 방지할 수 있게 되고, 이에 암모니아의 사용량도 감소시킬 수 있다.
따라서, 충분한 제거 효율을 유지하면서도 활성탄 및 암모니아의 불필요한 사용량을 줄일 수 있게 됨으로써 설비의 안정적 운영은 물론 운영 비용을 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 활성탄 흡착탑의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 활성탄 높이 제어장치의 구성도,
도 3은 다수의 연장관을 동시에 작동시키기 위한 본 발명에 따른 활성탄 높이 제어장치의 구성도,
도 4는 도 3에서 프레임과 연결바아의 연결부 평단면도,
도 5는 본 발명에 따른 활성탄 높이 제어장치의 전체 구성을 나타내는 블럭도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 활성탄 흡착탑의 구성도로서, 도시된 흡착탑(100)은 2단 구성의 흡착탑으로서 각 단은 하부로부터 삭스베드(SOX BED)와 낙스베드(NOX BED) 및 활성탄 공급베드(하부로 공급될 활성탄이 저장되어 있는 층)가 차례로 적층된 구성으로 이루어져 있다.
흡착탑(100)의 상,하 각 단에는 각각 하부 일측과 상부 일측에 배가스 유입관(110)과 배가스 배출관(120)이 설치되고, 각 단의 상기 활성탄 공급베드에는 활성탄 공급관(130)이 연장 설치되어, 이를 통해 활성탄이 공급될 수 있도록 되어 있다.
또한, 흡착탑의 최하단에 활성탄 배출구(140)가 설치된다.
상기 상,하 각 단의 내부 공간은 베드(150)에 의해 다수 층으로 구획되어 상기 삭스베드, 낙스베드, 활성탄공급베드가 구성되며, 각 베드(150)의 하면에는 다수의 호퍼(160)가 구비되어 상측 베드의 활성탄이 하측 베드로 이동할 수 있도록 되어 있다.
상기 호퍼(160)는 하단쪽이 뾰족한 콘 형상의 것으로 하단에 활성탄 배출관(161)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 호퍼(160)로 유입된 활성탄이 상기 배출관(161)을 통해 낙하하여 아래쪽의 베드로 공급이 이루어지는 것이다.
한편, 본 발명은 상기 배출관(161)에 연장관(162)이 외삽되고, 상기 연장관(162)의 상단 외주에 마운팅브라켓(163)이 장착되고, 상기 마운팅브라켓(163)에 구동모터(164)가 설치되며, 상기 배출관(161)에 형성된 랙기어(161a)에 상기 구동모터(164)의 축에 장착된 피니언기어(164a)가 치합된 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 구동모터(164)가 작동되면 상기 피니언기어(164a)가 랙기어(161a)에 치합된 상태에서 회전되므로 상기 연장관(162)이 배출관(161)을 따라 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다.
즉, 상기 연장관(162)의 상하 위치를 조절함으로써 상기 배출관(161)의 길이를 증가 또는 감소시키는 결과를 가져오게 된다.
따라서, 활성탄의 충전 높이를 증가시키기 위해서는 상기 연장관(162)을 상승시켜 배출관(161)의 길이를 짧게 하면 되고, 활성탄의 충전 높이를 감소시키기 위해서는 상기 연장관(162)을 하강시켜 배출관(161)의 길이를 길게 하면 된다.
이는 상기 활성탄이 상기 연장관(162)의 하단 높이까지만 배출될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 호퍼(160)는 베드(150)의 하부면적 전체에 걸쳐 다수개가 연이어 설치되어 있다.
따라서, 활성탄의 높이 조절 시 모든 호퍼(160)의 배출관(161)에 설치된 연장관(162)이 동일한 높이로 승강되어야만 한다.
이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 같은 높이에 이웃하여 설치된 호퍼(160)들의 배출관(161)에 설치된 연장관(162)들은 연결바아(170)에 의해 일체로 연결된다.
즉, 상기 연결바아(170)의 승강과 더불어 모든 연장관(162)들이 같은 높이로 승강되도록 되어 있다.
상기 상기 연장관(162)들은 상기 연결바아(170)에 용접되거나 또는 볼트로 장착된다.
한편, 상기 흡착탑(100)의 프레임(101)에는 일측면에 랙기어(181)가 형성된 랙바(180)가 장착된다. 상기 랙바(180)의 상단과 하단에는 마운팅브라켓(182)이 일체로 형성되고, 상기 마운팅브라켓(182)이 볼트를 매개로 프레임(101)에 고정됨으로써 장착이 이루어진다.
도 3 내지 도 4와 같이, 상기 연결바아(170)의 양단부 하면에는 마운팅브라켓(183)이 장착되고, 상기 마운팅브라켓(183)의 상면에 구동모터(184)가 설치된다.
상기 구동모터(184)의 회전축에 피니언기어(184a)가 구비되고, 상기 피니언기어(184a)가 상기 랙바(180)에 형성된 랙기어(181)에 치합된다.
따라서, 구동모터(184)가 구동되면 랙기어(181)를 따라 피니언기어(184a)가 상하로 이동하므로 상기 연결바아(170)가 상하로 이동되고, 이와 일체로 각 호퍼(160)의 연장관(162)들도 상하로 이동하게 된다.
따라서, 하측 베드의 상부에 쌓여지는 활성탄의 높이를 상기 연장관(162) 하단의 높이를 조절함으로써 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 연결바아(170)는 양단에 T자 단면 형상의 슬라이드부(171)가 형성되며, 상기 슬라이드부(171)는 상기 프레임(101)에 형성된 동일한 형상의 가이드홀(101a)에 삽입되어 있다.
따라서, 상기 연결바아(170)가 상하로 이동할 때 상기 가이드홀(101a)에 의해 슬라이드부(171)가 안내되므로 연결바아(170)의 이동경로가 매우 정확하고 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 도 1과 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 배가스 유입관(110)에 설치된 입구농도측정센서(210)와 배가스 배출관(120)에 설치된 출구농도측정센서(220)를 포함한다. 상기 농도측정센서들은 SO2, NO, NO2 등의 농도를 측정한다.
또한, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 활성탄의 충전 높이를 감지하는 충전높이감지센서(230,231)를 포함한다.
상기 충전높이감지센서(230)는 상측 베드의 하면(상측 호퍼의 콘 사이의 정점)에 설치되어 그로부터 충전된 활성탄의 상부면 높이까지의 거리를 측정하는 타입의 것일 수 있다.
또한, 상기 충전높이감지센서(231)는 상기 프레임(101)의 내측면에 설치되어 활성탄의 상단이 자신의 전방에 위치하는 지를 감지하여 높이를 추정하는 타입의 센서일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 농도측정센서(210,220)들과 충전높이감지센서(230,231)들로부터 센싱 정보를 전달받는 전자제어유니트(200)와, 상기 전자제어유니트(200)에 연결된 표시장치(240)와 입력장치(250)를 포함한다.
상기 전자제어유니트(200)는 상기 농도측정센서(210,220)에서 측정된 배가스 유입관(110)과 배출관(120)의 농도와, 상기 충전높이감지센서(230,231)로부터 감지된 활성탄 충전높이를 상기 표시장치(240)에 표시한다.
또한, 측정된 배가스 유입관(110)과 배출관(120)의 농도로부터 충전탑의 오염물 제거효율을 계산하고 이를 상기 표시장치(240)에 표시한다.
또한, 상기 전자제어유니트(200)는 계산된 오염물 제거효율과 미리 설정된 기준효율을 비교하여 실제 제거효율이 기준효율보다 낮으면 활성탄이 부족한 것으로 판단하고 상기 구동모터(164,184)를 작동시켜 상기 연장관(162)을 상승시킨다.
상기와 같이 연장관(162)이 상승되면 활성탄 충전 높이가 증가 즉, 활성탄 충전량이 증가되므로 상기 제거효율이 향상되어 기준효율 즉, 법적 기준을 맞출 수 있게 된다.
반면, 계산된 제거효율이 상기 기준효율보다 높으면 현재 과도하게 제거성능이 발휘되고 있는 상태 즉, 활성탄이 과도하게 사용되고 있는 경우이므로 상기 구동모터(164,184)를 역으로 작동시켜 연장관(162)을 하강시킨다.
상기와 같이 연장관(162)이 하강하면 활성탄 충전 높이가 낮아져서 활성탄 충전량이 감소되므로 활성탄의 불필요한 소모를 감소시킬 수 있다.
또한 그와 더불어 암모니아의 사용양도 감소되므로 흡착탑 운영 비용을 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 상기와 같이 계산된 현재 제거효율에 따라 상기 연장관(162)의 높이를 조절하는 것은 미리 마련된 맵데이터에 의해 이루어지도록 할 수 있으며, 또한 표시장치(240)에 표시된 정보를 보고 작업자가 입력장치(250)를 통해 높이를 입력함으로써 이루어지도록 할 수도 있다.
100 : 흡착탑 110 : 배가스 유입관
120 : 배가스 배출관 130 : 활성탄 공급관
140 : 활성탄 배출구 150 : 베드
160 : 호퍼 161 : 배출관
162 : 연장관 161a, 181 : 랙기어
164, 184 : 구동모터 164a, 184a : 피니언기어
170 : 연결바아 180 : 랙바
200 : 전자제어유니트 210 : 입구농도측정센서
220 : 출구농도측정센서 230,231 : 충전높이감지센서
240 : 표시장치 250 : 입력장치

Claims (6)

  1. 흡착탑의 내부 공간을 구획하는 베드의 하면에 설치된 호퍼와;
    상기 호퍼의 배출관에 외삽된 연장관과;
    상기 연장관을 상하 이동시키는 구동모터;
    를 포함하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동모터는 상기 연장관에 장착된 마운팅브라켓에 설치되고, 상기 구동모터의 피니언기어는 상기 배출관에 형성된 랙기어에 치합된 것을 특징으로 하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
  3. 흡착탑의 내부 공간을 구획하는 베드의 하면에 설치된 호퍼들과;
    상기 호퍼들의 배출관에 외삽된 연장관들과;
    상기 연장관들을 상호 연결하는 연결바아와;
    상기 연결바아를 상하 이동시키는 구동모터;
    를 포함하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 연결바아의 양단에 구동모터가 설치되고, 상기 흡착탑의 프레임에 랙기어가 형성된 랙바가 장착되며, 상기 랙기어에 상기 구동모터의 피니언기어가 치합된 것을 특징으로 하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착탑의 배가스 유입관과 배가스 배출관에 각각 설치된 입구농도측정센서와 출구농도측정센서, 상기 흡착탑의 내부에 설치되어 활성탄의 충전높이를 감지하는 충전높이감지센서, 상기 입구농도측정센서와 출구농도측정센서에서 측정된 배가스의 입구농도와 출구농도로부터 오염물 제거효율을 계산하고 이를 법적 기준효율과 비교하여 기준효율보다 낮은 경우 상기 연장관을 상승시키도록 상기 구동모터를 제어하고, 높은 경우 상기 연장관을 하강시키도록 상기 구동모터를 제어하는 전자제어유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 활성탄 충전높이와 상기 오염물 제거효율이 표시되는 표시장치와, 작업자가 상기 연장관의 조절될 높이를 직접 입력할 수 있는 입력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 활성탄 흡착탑의 활성탄 높이 제어장치.
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