KR20110129458A - 코크스 챔버에 적합한 단일 압축물의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력에 의해 석탄을 코크스 오븐 챔버에 적합하게 압축하기 위한 방법에 관한 것으로, 이때 석탄은 적합한 압력장치에 의해 하나 이상의 석탄 압축물로 가압 및 압축되고, 이때 압력 장치는 석탄 압축물의 표면에 형태를 제공하는 형태 생성부를 포함한다. 또한 이미 압축된 석탄 블록이 압축 용도로 제공될 수 있으며, 이때 본 발명에 따른 압력 공정은 표면 형태를 생성하여, 획득된 석탄 압축물은 코킹 공정에 있어서 현저히 개선된 특징을 가지게 되고, 이는 코킹 시 개선된 가스 교환 및 열 교환으로 나타난다. 본 발명은 석탄을 코크스 오븐 챔버에 적합하게 압축하기 위한 장치에 관한 것이기도 하며, 이때 상기 장치는 바람직하게는 가압 표면상에서 형태 생성 부재를 구비한 판의 성질을 가지며, 상기 판은 압축을 위해 1회 이상 사용될 수 있고, 상기 형태 생성 부재는 임의의 개수, 성질 및 조합으로 존재할 수 있다.

Description

코크스 챔버에 적합한 단일 압축물의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING SINGLE COMPACTATES SUITABLE FOR COKE CHAMBERS}

본 발명은 압력에 의해 석탄을 코크스 챔버에 적합하게 압축하기 위한 방법에 관한 것으로, 이때 압축물은 표면상에서 형태 생성부를 구비하고, 형태 생성부는 열교환 및 코킹 생산물(coking product)의 탈기를 위해 증가한 면을 제공하여, 정련 공정이 현저히 더 짧게 진행된다. 본 발명은 석탄을 가압하기 위한 장치에 관한 것이기도 하며, 상기 장치는 석탄을 압축된 형태로 누르고, 이때 상기 장치는 가압 표면상에서 형태 생성 부재를 구비한 판으로 구성되어, 압축물은 원하는 표면 형태를 얻는다.

석탄의 코킹 시, 종종, 석탄이 코크스 오븐 챔버(coke oven chamber)에 적재되고, 석탄 케이크(coal cake)가 정확히 측정된 분량(portion)으로 제공될 수 없다는 문제가 있다. 필요한 석탄량은 적재 장치에 제공되고, 상기 적재 장치에서 석탄이 가압되며 이러한 압축 공정 이후에 코크스 오븐 챔버로 이송된다. 이러한 진행 방식에 의해, 콤팩트한 석탄 케이크가 생성되며, 상기 석탄 케이크는 표면에서 구조화되어 있지 않고, 따라서 열 교환 및 코킹 공정 동안 가스형 코크스 생산물의 탈기를 위해 제공되는 표면이 작다.

코크스 오븐 챔버의 용량을 향상시키기 위해 석탄 압축의 공정이 사용되는 경우가 많다. 이때 석탄이 가압되어, 석탄케이크 밀도는 1200 kg/㎥까지 얻어진다. 이를 통해, 코크스 오븐의 특정한 출력이 증가할 수 있다. 물론, 이와 동시에 코크스 챔버로의 정련 시간이 길어진다. 그 이유는, 연소를 위해 필요한 미가공 가스(raw gas)가 지연된 시점에 연소 챔버로 삽입되고, 이를 통해 코킹 가스(coking gas)의 연소가 느려지기 때문이다. 따라서, 채널 또는 표면 구조가 석탄 케이크내에 삽입되어 있는 경우가 유리할 수 있다. 그러므로, 코킹 가스는 더 신속하게 석탄 케이크로부터 새나올 수 있고, 출력 향상 효과는 석탄 압축에 의해 유지될 수 있다.

석탄 케이크안의 틈새형 또는 원형 채널에 의해 상기 석탄 케이크의 특정한 표면이 현저히 증가함으로써, 코킹 가스는 더욱 양호하게 연소 챔버내의 연소 공정에 공급된다. 이러한 점은 정련 시간을 현저히 감소시킨다. 또한, 석탄은 정확히 측정된 분량의 압축 형태로 또는 압축물로 제공되는 경우에 유리하며, 이러한 석탄은 파편형태로 특정한 개수로 코크스 오븐 챔버에 제공될 수 있고, 이때 파편의 수는 석탄의 양을 결정한다.

수평으로 적재될 코크스 오븐 챔버의 적재는 DE 19545736 A1에 기술되어 있다. 석탄은 노(oven)의 밖에서 평편한 바닥판상에 부어져, 압축되고 코크스 오븐 챔버로 이동된다. 이후, 바닥판은 석탄 케이크의 전방측을 유지하면서 코크스 오븐 챔버로부터 인출된다. 적합한 장치를 이용한 석탄 압축 케이크의 제조는 WO 2006/056286 A1에 기술되어 있다. 상기 교시에 기재된 방법에 의해 석탄 케이크는 압축 금형내에서 이동식 압력 도구를 이용하여 성형되고, 상기 도구는 수평으로 작동하고 석탄 케이크를 코크스 오븐 챔버안으로 삽입되기 전에 압축한다. 그러나, 정확히 측정된 석탄 분량이 제공되지는 않는다. 또한, 석탄 압축물의 표면을 그에 상응하여 구조화시키는 방법에 대해서는 언급이 없다. 코킹을 위해 적합한 석탄은 분량들로 분할되지 않고 개선된 열 교환을 시작하는 표면을 포함하지도 않는다.

본 발명의 과제는 코킹을 위해 제공된 석탄을 정확히 측정된 분량으로 제공하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 분량은 외부 표면을 가져야 하고, 상기 표면은 확대되어 코크스 오븐 챔버에서의 개선된 열 교환 및 코킹 생산물의 개선된 탈기를 가능하게 한다.

본 발명은 상기 과제를, 코킹을 위해 제공된 석탄을 압력 장치를 이용하여 가압 및 압축하여 압축물이 되도록 하는 방법에 의해 해결한다. 압축물은 압력 공정에 의해 표면 형태를 얻으며, 상기 표면 형태는 평편하지 않고 따라서 코킹 가스의 개선된 가스 교환 및 주변과의 개선된 열 교환을 가능하게 한다. 이러한 형태 생성 방식은 압력 도구의 특정 형상에 의해 가능하며, 상기 압력 도구는 표면에서 형태 생성 구조물을 포함한다.

압력 장치는 바람직하게는 판(plate)을 가리키나, 반구체이거나 깔대기형의 구조물도 가능하다. 압력 장치는 형태 생성 부재를 가리키며, 상기 부재는 후방측에서 압력을 가하는 장치를 구비하며 이를 통해 석탄상에 눌려진다.

특히, 압력에 의해 석탄을 코크스 오븐 챔버에 적합하게 압축하기 위한 목적으로, 이때 상기 석탄이 적합한 압력 장치를 이용하여 하나 이상의 석탄 압축물이 되도록 가압 및 압축되는 방법이 청구되고, 상기 방법은,

상기 압력 장치가 형태 생성부를 포함하며, 상기 형태 생성부는 압축 시 석탄 압축물의 표면에 형태를 제공한다는 것을 특징으로 한다.

이러한 방식으로, 석탄은 직접적으로 원하는 압축물이 되도록 가압된다. 이때, 압축 가능하면서 루즈(loose) 상태의 석탄으로부터 시작한다. 압축 공정 시, 압축 밀도는 1200 kg/㎥로 얻어진다. 그러나, 이미 압축되어 있는 석탄으로부터 시작할 수도 있는데, 상기 석탄이 충분히 압축이 가능하면서 형태 생성 부재에 의해 구조화된 표면을 가질 수 있는 경우에 그러하다. 특히, 석탄 압축물은 사전 압축된 석탄 케이크를 절단 또는 분할함으로써 준비될 수 있고, 이후에 본 발명에 따른 형태 생성 과정을 거칠 수 있다. 압축물의 제조 및 압축물 제조를 위한 방법은 상기 압축물이 본 발명에 따른 형태 생성 공정을 거치는 한 중요하지 않다.

형태 생성 부재로서 모든 임의적 형태 생성 부재가 사용될 수 있다. 형태 생성 부재상에 실장된 가압 스파이크들(spikes)이 특히 적합하다. 가압 스파이크는 임의의 개수로 압력 장치상에 실장될 수 있다. 압력 장치는 판을 가리키므로, 예를 들면 이러한 판상에 복수 개의 가압 스파이크가 용접되어 있다. 이를 통해 압력 공정을 거치면서 석탄 압축물의 표면에 수직으로 또는 거의 수직에 가깝게 석탄안으로 연장된 채널이 생성되며, 상기 채널을 통해 코킹 가스가 새나갈 수 있다. 채널은 평면도에서 볼 때 바람직하게는 틈새형이거나 원형이다. 이때 석탄 케이크는 필요 시 완전히 관통될 수 있다.

한편, 뭉툭한 원추부들로 구성되며 코크스 압축물상에 점파형(point wave) 패턴을 생성하는 융기부들도 적합하다. 코크스 압축물들은 판상에 적층되어 있으며 압축물안으로 가압된 융기부들로부터 생성될 수 있다. 이를 위해, 형태 생성 부재로서 판상에는 가압 융기부들이 박혀있다. 압축물안으로 눌려진 패턴은 세로파형 또는 트렌치 패턴을 나타낼 수 있다. 상기 눌려진 패턴은 상기 패턴이 표면을 증가시키고 주변과의 개선된 가스 교환 및 열 교환을 가능하게 하는 한, 임의적일 수 있다.

바람직하게는, 압력 장치는 형태 생성 부재들이 실장되어 있는 판으로 구성된다. 압력 장치는 아치형 판, 깔대기 또는 반구체로 구성될 수 있다. 압력 장치는 일 측에서 또는 다측에서 석탄 케이크에 영향을 미칠 수 있다. 압력 장치가 판일 경우, 상기 압력 장치는 일 측 또는 다측으로부터 수직으로 그 위에 실장된 판들을 구비할 수 있다. 수직으로 위에 4개의 판이 실장되면, 이로부터 하나의 개재물이 형성되며, 상기 개재물은 내벽에서 형태 생성 부재를 포함한다. 개재물은 압축을 위해 충진되고, 부가적 형태 생성판을 이용하여 가압될 수 있다. 최종적으로, 압축된 판들 및 측면의 수는 그로 인하여 원하는 압축물이 생성될 수 있는 한 임의적이다. 형태 생성 부재는 개수뿐만 아니라 형태에 있어서도 임의적으로 조합될 수 있다.

본 발명에 따른 방법으로 제조된 압축물을 이용하여 작업하는 코킹 공정은 종래 기술에 따른 코코스화 공정과 상이하지 않다. 코킹 공정을 준비하기 위해, 본 발명에 따라 제조된 압축물은 임의적으로 쌓여서 결합될 수 있다. 개별 압축물의 중량이 표준화되고 공지되어 있으면, 코킹해야 할 석탄의 소모적인 중량 측정은 필요하지 않다. 코킹 공정 이후 얻어진 코크스 케이크는 결코 본 발명에 따른 방법으로 가공된 코크스 케이크에 비해 변경된 특징을 가지지 않는다.

본 발명에 따른 방법은 그에 속하는 장치를 이용하여 실시되며, 본 방법은 정확히 측정된 분량으로 코킹을 위한 코크스 오븐 챔버에 제공될 수 있는 석탄 압축물의 제조라는 이점을 제공한다. 이러한 분량은 압축물로서 코킹 공정과 관련하여 현저히 개선된 특징을 가지는데, 이는 특히 단축된 정련 시간 및 개선된 석탄 품질에 반영된다.

본 발명에 따른 장치는 2개의 도면에 의거하여 설명되며, 이때 상기 도면은 본 발명에 따른 장치의 구성을 위한 실시예에 불과하다.
도 1은 판으로서 형성된 압력 장치를 이용한 석탄의 압축을 도시한 것으로, 상기 압력 장치가 가압 스파이크들을 구비한 도면이다.
도 2는 판으로 형성된 장치를 이용한 석탄의 압축을 도시한 것으로, 상기 장치가 가압 스파이크들을 구비한 도면이다.

도 1은 판(2)으로서 형성된 압력 장치를 이용한 석탄(1)의 압축을 도시하며, 상기 압력 장치는 가압 스파이크들(2a)을 구비한다. 이를 통해 석탄 압축물에서는 수직으로 상기 압축물안으로 형성된 채널들이 얻어진다. 여기서는 마찬가지로 수직으로 판상에 실장된 2개의 측면판들(2b)도 확인할 수 있으며, 측면판들은 석탄 케이크를 필요한 형태로 유지한다. 지면의 상부 및 하부에는 형태 생성판상에 수직으로 실장된 부가적 판들이 위치할 수 있고, 이러한 판들은 압축을 위해 석탄 케이크를 유지한다. 마찬가지로 판을 위한 유지 핸들(2c)도 확인할 수 있다.

도 2는 마찬가지로 판(2)으로 형성된 장치를 이용한 석탄(1)의 압축을 도시하는데, 상기 장치는 가압 스파이크들(2a)을 구비한다. 또한 측면에 실장된 판들(2b)은 가압 스파이크(2d)를 지지한다. 여기서도 마찬가지로 예를 들면 유압에 의해 형성된 압력 장치(3)를 확인할 수 있다. 지면의 상부 및 하부에서 형태 생성판상에 수직으로 실장된 부가적 판들이 위치할 수 있고, 이러한 판들은 마찬가지로 가압 스파이크를 구비한다. 압축을 위해, 형성된 개재물은 석탄(1)으로 채워지고, 최종적으로, 마감측에서 가압력을 가진 전방 압력 장치(4)를 구비한다. 이러한 전방측은 가압 스파이크(4a)를 포함한다.

1 석탄
2 판
2a 가압 스파이크
2b 측면에 실장된 판
2c 유지 핸들
2d 가압 스파이크
3 압력 장치
4 전방 압력 장치
4a 가압 스파이크

Claims (11)

1. 가압에 의해 석탄을 코크스 오븐 챔버에 적합하게 압축하기 위해, 상기 석탄(1)을 적합한 압력 장치를 이용하여 하나 이상의 석탄 압축물로 가압 및 압축하는 방법에 있어서,
   상기 압력 장치(2, 2a-d)는 형태 생성부를 포함하고, 상기 형태 생성부는 가압 시 석탄 압축물의 표면에 형태를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 석탄 압축물은 압축된 석탄 블록으로부터 절단에 의해 제조된 후 형태 생성 압력 장치를 이용하여 가압되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   석탄 케이크는 압축 시 압축물 밀도가 1200 kg/㎥이 될 때까지 가압되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력 장치(2, 2a-d)는 상기 석탄 압축물에 파형(wave form)을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력 장치(2, 2a-d)는 상기 석탄 압축물에 수직으로 상기 압축물안으로 연장되는 채널들을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 압력 장치(2, 2a-d)는 상기 석탄 압축물에 틈새형 또는 원형으로 수직으로 상기 압축물안으로 연장된 채널을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 압축물은 상기 압력 장치에 의해 완전히 관통되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 압력에 의해 석탄을 코크스 오븐 챔버에 적합하게 압축하기 위한 장치에 있어서,
   압력 장치는 형태 생성 부재(2a, 2d)를 구비한 판(2)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 판(2)상에는 수직으로 또는 거의 수직에 가깝게 상기 판으로부터 기립한 1개 내지 4개의 판(2b)이 실장되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    판(2, 2b)상에 하나 이상의 가압 스파이크(2a, 2d)가 실장되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    판(2, 2b)상에 하나 이상의 가압 융기부(2a, 2d)가 실장되는 것을 특징으로 하는 장치.

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