KR20120119803A

KR20120119803A - 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법

Info

Publication number: KR20120119803A
Application number: KR1020110038002A
Authority: KR
Inventors: 허강수; 이기연
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-10-31
Also published as: KR101199950B1

Abstract

본 발명은 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 관한 것이다. 특히, 보일러 입구 압력의 급격한 하락을 방지할 수 있는 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비는 내측에 공간이 형성되는 챔버와, 상기 챔버에 연소가스를 공급하는 연소가스 공급관과, 상기 챔버와 연통되도록 연결되는 보일러와, 상기 챔버 및 상기 보일러에 순환가스를 순환시키는 블로어와, 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 일부를 폐순환가스로 분배하여 집진관을 통해 외부로 배출시키는 압력 조절기와, 상기 집진관으로부터 분기되어 상기 연소가스 공급관과 연결되고, 상기 연소가스에 상기 폐순환가스를 혼입시키는 분기관을 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법은 챔버에 적열 코크스를 장입시키는 단계와, 상기 챔버 및 상기 챔버와 연통되는 보일러에 순환가스를 순환시켜 상기 적열 코크스를 냉각시키는 단계와, 상기 적열 코크스의 냉각시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하여 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계와, 상기 보일러 입구의 압력을 측정하고, 상기 보일러 입구 압력의 변동에 따라 상기 챔버에 공급되는 연소가스에 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계를 포함한다.

Description

코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법{Coke dry quenching plant and method for operating the same}

본 발명은 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 관한 것이다. 특히, 보일러 입구 압력의 급격한 하락을 방지할 수 있는 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 코크스 건식 소화(Coke Dry Quenching; CDQ) 설비는 코크스 오븐에서 압출되는 적열 코크스를 건식 방식으로 냉각시키는 설비로서, 적열 코크스가 장입된 챔버에 순환가스를 순환시키고, 적열 코크스와 열 교환되어 가열된 순환가스를 보일러에서 열 회수되도록 순환시켜 증기를 발생시킬 수 있다. 또한, 보일러에서 발생된 증기는 터빈을 회전시키는데 사용되어 전력을 생산할 수 있다.

이러한 코크스 건식 소화 설비에서 냉각되는 적열 코크스는 원료인 석탄의 품질에 따라 제조 품질이 차이를 보이며, 이로 인해 건식 소화시 적열 코크스로부터 발생되는 가연성가스의 양이 달라진다.

종래에는 챔버에 장입된 적열 코크스에서 가연성가스가 급격하게 많은 양이 발생되는 경우에 적열 코크스와 열교환되는 순환가스의 순환량을 증가시켜 열회수율을 증가시키는 운전 방법이 적용되었다. 그런데, 순환가스의 순환량을 증가시키는 운전 방법은 조업량 확보를 위해 코크스의 절출량을 일정하게 유지시킨 상태에서는 챔버 내부의 온도가 급격하게 상승되고, 이로 인해 보일러 입구 압력이 급격하게 낮아져 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(10)에 장입된 적열 코크스(1)가 링 덕트(20)의 경사면을 따라 부동(浮動)되는 현상이 발생되었다. (여기서, 챔버(10)의 상부에서는 가연성가스를 연소시켜 제거하기 위한 연소가스가 지속적으로 공급된다.) 이로 인해, 적열 코크스(1)가 링 덕트(20)를 막아 보일러로 배출되는 순환가스(G₁)의 순환량이 감소되어 적열 코크스(1)를 건식 소화시키는 조업 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 적열 코크스(1)가 섞인 순환가스(G₁)가 보일러로 공급되어 보일러의 내부에 구비되는 열교환 튜브가 마모되는 문제점이 있었다. (미도시되었지만, 링 덕트(20)에 연결되는 상부관(50)에는 챔버(10)로부터 배출되는 순환가스(G₁)를 공급받는 보일러가 연결된다.) 또한, 링 덕트(20)의 개구 부위에 과잉 압력차를 발생시켜 챔버(10) 및 링 덕트(20)의 내주면을 형성하는 벽체 연와를 손상시키는 문제점이 있었다. 따라서, 종래에는 챔버나 보일러의 정상 상태를 유지시키기 위한 보수 작업이 빈번하게 실시되어 챔버로부터 절출되는 코크스의 조업량이 감소되는 등 코크스 건식 소화 공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법을 제공한다.

본 발명은 챔버로 공급되는 연소가스에 집진기로 배출되는 폐순환가스를 혼입시켜 공급함으로써 챔버에서 순환되는 순환가스의 순환량을 증가시키는 경우에도 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락하는 것을 방지할 수 있는 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비는 내측에 공간이 형성되는 챔버와, 상기 챔버에 연소가스를 공급하는 연소가스 공급관과, 상기 챔버와 연통되도록 연결되는 보일러와, 상기 챔버 및 상기 보일러에 순환가스를 순환시키는 블로어와, 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 일부를 폐순환가스로 분배하여 집진관을 통해 외부로 배출시키는 압력 조절기와, 상기 집진관으로부터 분기되어 상기 연소가스 공급관과 연결되고, 상기 연소가스에 상기 폐순환가스를 혼입시키는 분기관을 포함한다.

상기 챔버에는 상기 내측 공간의 상부 압력을 측정하는 챔버 압력 측정기가 구비된다.

상기 챔버와 상기 보일러 사이에는 상기 챔버에서 가열된 상기 순환가스를 상기 보일러로 배출시키는 상부관 및 상기 보일러를 순환하여 냉각된 상기 순환가스를 상기 챔버로 공급하는 하부관이 구비된다.

상기 상부관에는 상기 보일러 입구 압력을 측정하는 보일러 입구 압력 측정기가 구비된다.

상기 분기관에는 상기 보일러 입구 압력 측정기의 측정값에 따라 상기 연소가스에 혼입되는 상기 폐순환가스의 혼입량을 조절하는 분기관 제어 밸브가 구비된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법은 챔버에 적열 코크스를 장입시키는 단계와, 상기 챔버 및 상기 챔버와 연통되는 보일러에 순환가스를 순환시켜 상기 적열 코크스를 냉각시키는 단계와, 상기 적열 코크스의 냉각시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하여 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계와, 상기 보일러 입구의 압력을 측정하고, 상기 보일러 입구 압력의 변동에 따라 상기 챔버에 공급되는 연소가스에 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계를 포함한다.

상기 적열 코크스의 냉각시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하여 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계에서 상기 가연성가스의 발생량은 상기 챔버의 내부 압력 변화를 통해 측정되고, 상기 가연성가스의 발생량이 미리 설정된 기준 가연성가스의 발생량을 초과하는 경우에 상기 순환가스의 순환량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 보일러 입구의 압력을 측정하고, 상기 보일러 입구 압력의 변동에 따라 상기 챔버에 공급되는 연소가스에 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계에서, 상기 순환가스의 순환량이 증가되어 상기 보일러 입구 압력이 미리 설정된 기준 보일러 입구 압력보다 하락되는 경우에는 상기 연소가스에 혼입되는 상기 폐순환가스의 혼입량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 의하면, 적열 코크스를 건식 소화시키는 과정에서 가연성가스가 과도하게 발생되어 순환가스의 순환량을 증가시키는 경우에 집진기를 통해 외부로 배출되는 폐순환가스를 연소가스에 혼입시켜 챔버 상부로 공급함으로써 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 챔버에 장입되는 적열 코크스가 링 덕트의 개구에서 부동(浮動)되는 현상을 방지하여 순환가스를 원활하게 순환시킬 수 있다. 또한, 보일러로 공급되는 순환가스에 적열 코크스가 섞이는 것을 방지하여 보일러의 내부에 구비되는 열교환 튜브가 마모 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 링 덕트의 벽체 연와가 과잉 압력차에 의해 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 코크스 건식 소화 설비에 포함되는 챔버 또는 보일러의 정상 상태를 용이하게 유지시키고, 보수 등을 위한 작업이 요구되지 않아 건식 소화되는 코크스의 조업량을 안정적으로 확보할 수 있다. 즉, 코크스 건식 소화 공정의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 코크스 건식 소화 설비의 챔버에서 적열 코크스가 부동되는 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법을 도시한 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비(100)는 적열 코크스(coke; 1)가 장입되는 내측 공간이 구비되고, 내측 공간의 하부로 순환가스(circulation gas; G₁)를 흡입시키는 하부관(60)과, 내측 공간의 상부에서 순환가스(G₁)를 외부로 배출시키는 상부관(50)이 구비되는 챔버(chamber; 10)와, 챔버(10)에 결합되어 내측 공간의 상부에 연소가스(combustion gas; G₂)를 공급하는 연소가스 공급관(30)과, 상부관(50) 및 하부관(60)에 연결되어 순환가스(G₁)가 내측을 순환하도록 연통되는 보일러(boiler; 70)와, 하부관(60)에 설치되어 순환가스(G₁)를 순환시키는 블로어(blower; 80)와, 챔버(10)와 블로어(80) 사이의 하부관(60)에 설치되고, 챔버(10)의 내부 압력을 조절하도록 순환가스(G₁)의 순환량을 분배하여 챔버(10)에 공급하고, 분배된 순환가스의 일부인 폐순환가스(G₁')를 집진관(92)을 통해 외부로 배출시키는 압력 조절기(90)와, 집진관(92)에서 분기되고 연소가스 공급관(30)과 연결되어 연소가스(G₂)에 집진관(92)을 통해 외부로 배출되는 폐순환가스(G₁')를 혼입시키는 분기관(110)을 포함한다.

챔버(10)의 내측 공간으로 장입되는 적열 코크스(1)는 코크스로(coke oven)에서 압출된 고온의 코크스로서 챔버(10)의 내측 공간에서 순환되는 순환가스(G₁)와 열 교환하여 170℃?230℃ 정도의 온도로 냉각되고, 챔버(10)의 하부에 구비되는 절출 수단(44)에 의해 일정한 크기로 절단되어 외부로 배출된다.

또한, 열교환 후 900℃?1,000℃ 정도의 온도로 가열된 순환가스(G₁)는 챔버(10)의 상부에 구비되는 링 덕트(ring duct; 20)를 통해 배출된다. 또한, 링 덕트(20)를 통해 배출된 고온의 순환가스(G₁)는 상부관(50)을 지나 보일러(70)로 공급되며, 보일러(70)의 내부에 구비되는 열교환 튜브(72)에 의해 열 회수되어 140℃?180℃ 정도의 온도로 냉각되고, 냉각된 순환가스(G₁)는 블로어(80)에 의해 다시 챔버(10)로 압송된다.

챔버(10)는 상하 방향으로 결합되어 내측 공간의 상부를 형성하는 프리챔버(free chamber; 10b)와, 내측 공간의 하부를 형성하는 쿨링챔버(cooling chamber; 10a)로 구분될 수 있다. 프리챔버(10b)에는 챔버(10)와 보일러(60) 입구(A) 사이에 연결되는 상부관(50)을 용이하게 연결시킬 수 있도록 링 덕트(20)가 형성되며, 프리챔버(10b)의 상부에는 장입구(12)가 형성되어 코크스 운반수단(42)을 통해 운반된 적열 코크스(1)를 낙하 방식으로 장입시킬 수 있다. (여기서, 도 2의 A부분은 '보일러 입구'이고, B부분은 '보일러 출구'이다.)

또한, 쿨링챔버(10a)와 보일러(60) 출구(B) 사이에 연결되는 하부관(60)이 구비되어 보일러(60)에서 순환된 순환가스(G₁)를 챔버(10)로 재순환시킬 수 있다.

본 실시예에서는 챔버(10)와 보일러(70) 사이에서 순환가스(G₁)를 공급하는 수단으로서 '관(pipe)'을 예로 들어 설명하였지만, '덕트(duct)'를 적용할 수 있음은 물론이다. 한편, 챔버(10)에서 열 교환을 통해 가열되고, 보일러(70)에서 열 회수되어 냉각되는 순환가스(G₁)는 화학 반응성이 적은 비활성가스로서 안정적으로 열 교환 및 열 회수를 실시할 수 있다.

챔버(10), 특히 프리챔버(10b)에는 내측 공간의 상부에 연소가스(G₂)를 공급하기 위한 연소가스 공급관(30)이 결합된다. 여기서, 연소가스(G₂)는 건식 소화 과정에서 적열 코크스(1)로부터 발생되어 순환가스(G₁)에 섞일 수 있는 H₂, O₂, CO 등의 가연성가스를 연소시켜 제거하는 가스로서, 코크스 건식 소화 설비(100)의 폭발을 방지하는 한편 연소를 통해 보일러(70)로 배출되는 순환가스(G₁)의 온도를 상승시킨다. 따라서 보일러(70)에서 열 회수율을 향상시켜 열교환 튜브(72)의 내부에서 순환되는 보일러수를 용이하게 증기(steam)로 상변화시킬 수 있으며, 이를 통해 전력 생산량을 증가시킬 수 있다.

연소가스 공급관(30)에는 연소가스(G₂)의 공급량을 조절할 수 있는 연소가스 공급량 조절 밸브(32)가 구비되며, 연소가스(G₂)를 공급하기 위한 연소가스 공급탱크(미도시)를 연결시킬 수 있다. 본 실시예에서는 연소가스(G₂)로서 대기중의 공기(air)를 사용하여 연소가스 공급관(30)의 개구가 대기 중에 노출되도록 하였다. 챔버(10)의 내부 압력이 대기압보다 낮게 유지되기 때문에 대기중의 공기가 연소가스 공급관(30)을 통해 원활하게 챔버(10) 내부로 유입될 수 있다. 한편, 연소가스 공급관(30)에는 챔버(10)로 공급되는 연소가스(G₂)의 온도를 높여주기 위한 연소가스 예열기(미도시)를 장착시킬 수 있다. 즉, 계절적인 영향을 받지 않고 일정한 온도 범위를 갖는 공기를 챔버(10)에 안정적으로 공급할 수 있도록 함으로써 챔버(10) 내부에서의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.

챔버(10) 내부에는 적열 코크스(1)가 장입되는 내측 공간 중 상부의 압력을 측정할 수 있는 챔버 압력 측정기(95)가 구비된다. 적열 코크스(1)를 건식 소화시키는 과정에서 가연성가스가 발생되고, 이러한 가연성가스의 발생량에 따라서 챔버(10)의 내부 압력이 변동된다. 따라서, 챔버 압력 측정기(95)를 통해 챔버(10)의 내측 공간의 압력을 측정함으로써 가연성가스의 발생량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 챔버 압력 측정기(95)에서 측정된 압력 측정값이 미리 설정된 기준 압력값보다 큰 경우에는 가연성가스의 발생량이 기준 가연성가스 발생량보다 많다고 판단할 수 있다.

위와 같이 챔버(10)와 보일러(70) 사이에 연결되는 상부관(50) 및 하부관(60)을 통해 순환가스(G₁)가 지속적으로 순환될 수 있다. 순환가스(G₁)의 지속적인 순환을 위해 하부관(60)에는 순환가스(G₁)를 강제 송풍시키는 블로어(80)가 구비된다.

한편, 챔버(10)와 블로어(80) 사이의 하부관(60)에는 압력 조절기(90)가 설치된다. 압력 조절기(90)는 블로어(80)에서 강제 송풍된 순환가스(G₁)의 순환량을 조절할 수 있는 수단으로서, 본 실시예에서는 챔버(10)의 내부 압력 변화에 따라 순환가스(G₁)의 순환량이 조절된다. 압력 조절기(90)는 순환가스(G₁)의 순환량을 분배하여 일부의 순환가스(G₁)는 챔버(10)로 공급하고, 나머지 순환가스(G₁')는 집진기(96)와 연결되는 집진관(92)을 통해 외부로 배출시킨다. (이하, 집진관(92)을 통해 외부로 배출되는 순환가스(G₁')를 폐순환가스라 한다.)

집진관(92)에는 챔버 압력 측정기(95)의 압력 측정값에 따라 폐순환가스(G₁')의 배출량을 조절할 수 있는 집진 밸브(94)가 구비될 수 있다. 따라서, 압력 조절기(90)로부터 분배된 폐순환가스(G₁')를 외부로 즉시 배출시키지 않고, 집진관(92) 내에 일정기간 동안 보관시킬 수 있다.

한편, 집진관(92)에는 연소가스 공급관(30)과 연결되는 분기관(110)이 분기 형성되어 집진관(92)에 보관된 폐순환가스(G₁')를 연소가스(G₂)에 혼입시킬 수 있다. 연소가스(G₂)에 폐순환가스(G₁')를 혼입시켜 챔버(10)에 공급함으로써 연소가스(G₂)의 공급량을 일정하게 유지시킬 수 있는 동시에, 챔버(10)에서 가연성가스가 과도하게 연소되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 챔버(10)에 공급되는 순환가스(G₁)의 순환량이 증가되어 챔버(10)의 내부 온도가 급격하게 상승되고, 보일러 입구(A) 압력이 급격하게 하락되는 경우, 연소가스(G₂)에 폐순환가스(G₁')를 혼입시켜 공급함으로써 챔버(10)의 내부 온도를 낮추는 한편, 보일러 입구(A)의 압력이 하락되는 것을 방지할 수 있다. 상부관(50)에는 상부관(50)의 내부 압력, 즉 보일러 입구(A)의 압력을 측정할 수 있는 보일러 입구 압력 측정기(52)가 구비된다.

분기관(110)에는 보일러 입구(A)에 구비되는 보일러 입구 압력 측정기(52)의 측정값에 따라 연소가스(G₂)에 혼입되는 폐순환가스(G₁')의 혼입량을 조절할 수 있는 분기관 제어 밸브(120)가 구비된다. (여기서, '혼입량을 조절한다는 것'은 챔버(10)로 공급되는 고정된 가스량 중에서 연소가스(G₂)와 폐순환가스(G₁')의 혼합 비율을 조절한다는 것을 의미한다.)

위와 같이 외부로 빠져나가는 폐순환가스(G₁')를 연소가스(G₂)에 혼입시켜 챔버(10)에 공급할 수 있도록 함으로써, 챔버(10)에서 순환되는 순환가스(G₁)의 순환량을 급격하게 증가시키는 경우에도 보일러 입구(A)의 압력이 급격하게 하락되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 전술한 코크스 건식 소화 설비(100)의 운전 방법에 관하여 살펴보기로 한다. 후술되는 내용에서는 코크스 건식 소화 설비(100)의 설명 내용과 동일한 내용은 생략하거나 또는 간단하게 언급하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법을 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법은 챔버에 적열 코크스를 장입시키는 단계(S110)와, 챔버 및 챔버와 연통되는 보일러에 순환가스를 순환시키는 단계(S120)와, 챔버의 링 덕트 및 보일러의 입구에 연결되는 상부관의 내부 압력을 측정하는 단계(S130)와, 적열 코크스의 건식 소화시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하고, 이에 따라 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계(S140)와, 상부관의 내부 압력 변동에 따라 챔버에 공급되는 연소가스에 집진관을 통해 외부로 배출되는 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계(S150)를 포함한다.

코크스 오븐에서 제조된 고온의 적열 코크스는 냉각을 위해 코크스 건식 소화 설비의 챔버에 장입된다(S110). 챔버에는 고온의 적열 코크스와 열 교환이 가능한 순환가스가 순환되어 적열 코크스를 건식 소화시킬 수 있다(S120). 적열 코크스를 지나면서 가열된 순환가스는 챔버로부터 배출되어 보일러로 공급되고, 보일러에서 열 회수된 후 챔버로 재공급된다.

챔버의 내부에서 가연성가스의 발생량을 측정하고, 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계(S140)에서 가연성가스의 발생량은 챔버의 내부 압력 변동을 통해 측정된다. 즉, 적열 코크스에서 발생되는 가연성가스의 양이 증가되는 경우에는 챔버의 내부 압력이 증가되어 챔버의 내부 압력을 측정하고, 측정 압력차를 확인하여 가연성가스의 발생량을 판단할 수 있다.

또한, 측정된 가연성가스의 발생량이 미리 설정된 기준 가연성가스의 발생량을 초과하는 경우에는 순환가스가 순환량이 증가된 상태로 챔버에 공급된다. 즉, 코크스 건식 소화 설비의 안정성을 저해하는 가연성가스를 원활하게 제거하는 한편, 가연성가스의 연소에 따른 챔버 내부의 온도 상승을 방지하기 위해 순환가스의 순환량이 증가된다.

이러한 순환가스의 순환량이 증가됨에 따라 챔버와 보일러를 연결하는 상부관의 내부 압력이 변동되는데, 보일러 입구에 연결되는 상부관의 내부 압력이 급격하게 하락되는지 확인하기 위해 상부관의 내부 압력, 즉 보일러 입구의 압력이 측정된다(S130). 보일러 입구의 압력 측정은 순환가스의 순환량의 증가 여부에 상관없이 적열 코크스의 건식 소화 과정 내내 실시간 측정될 수 있다.

위와 같이 챔버로 공급되는 순환가스의 순환량이 증가되면, 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락되어 코크스의 소화 효율을 저하시키고, 코크스 건식 소화 설비의 안정성을 저하시키는 문제점이 있었다. 따라서, 적열 코크스로부터 발생된 가연성가스를 연소시켜 제거하기 위한 연소가스에 폐순환가스를 혼입된 상태로 공급된다(S150). 폐순환가스는 챔버의 하부로 공급되는 순환가스와 달리 연소가스에 혼입된 상태로 챔버의 상부로 공급되어 적열 코크스와 열 교환되는 경로를 단축시킬 수 있다. 특히, 대기에 그대로 배출되는 폐순환가스를 재사용하여 추가적인 비용 없이도 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락되는 문제점을 해결할 수 있다.

챔버로 공급되는 순환성가스의 순환량이 증가되어 상부관의 내부 압력, 즉 보일러 입구의 압력이 미리 설정된 기준 압력 미만이 되는 경우에, 즉 보일러 입구의 압력이 하락되는 경우에 연소가스에 혼입되는 폐순환가스의 혼입량을 증가시켜 챔버로 공급된다. 따라서, 챔버에서 가연성가스와의 과도한 연소를 방지하여 챔버 내부의 급격한 온도 상승을 방지하고, 챔버와 연결되는 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 코크스 건식 소화 설비 및 이의 운전 방법에 의하면, 적열 코크스를 건식 소화시키는 과정에서 가연성가스가 과도하게 발생되어 순환가스의 순환량을 증가시키는 경우에 집진기를 통해 외부로 배출되는 폐순환가스를 연소가스에 혼입시켜 챔버 상부로 공급함으로써 보일러 입구의 압력이 급격하게 하락되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 챔버에 장입되는 적열 코크스가 링 덕트의 개구에서 부동(浮動)되는 현상을 방지하여 순환가스를 원활하게 순환시킬 수 있다. 또한, 보일러로 공급되는 순환가스에 적열 코크스가 섞이는 것을 방지하여 보일러의 내부에 구비되는 열교환 튜브가 마모 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 링 덕트의 벽체 연와가 과잉 압력차에 의해 손상 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 코크스 건식 소화 설비에 포함되는 챔버 또는 보일러의 정상 상태를 용이하게 유지시키고, 보수 등을 위한 작업이 요구되지 않아 건식 소화되는 코크스의 조업량을 안정적으로 확보할 수 있다. 즉, 코크스 건식 소화 공정의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

1: 적열 코크스 10: 챔버
30: 연소가스 공급관 50: 상부관
60: 하부관 70: 보일러
80: 블로어 90: 압력 조절기
100: 코크스 건식 소화 설비 110: 분기관

Claims

내측에 공간이 형성되는 챔버와;
상기 챔버에 연소가스를 공급하는 연소가스 공급관과;
상기 챔버와 연통되도록 연결되는 보일러와;
상기 챔버 및 상기 보일러에 순환가스를 순환시키는 블로어와;
상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 일부를 폐순환가스로 분배하여 집진관을 통해 외부로 배출시키는 압력 조절기와;
상기 집진관으로부터 분기되어 상기 연소가스 공급관과 연결되고, 상기 연소가스에 상기 폐순환가스를 혼입시키는 분기관;
을 포함하는 코크스 건식 소화 설비.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버에는,
상기 내측 공간의 상부 압력을 측정하는 챔버 압력 측정기가 구비되는 코크스 건식 소화 설비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 챔버와 상기 보일러 사이에는 상기 챔버에서 가열된 상기 순환가스를 상기 보일러로 배출시키는 상부관 및 상기 보일러를 순환하여 냉각된 상기 순환가스를 상기 챔버로 공급하는 하부관이 구비되는 코크스 건식 소화 설비.
청구항 3에 있어서,
상기 상부관에는,
상기 보일러 입구 압력을 측정하는 보일러 입구 압력 측정기가 구비되는 코크스 건식 소화 설비.
청구항 4에 있어서,
상기 분기관에는,
상기 보일러 입구 압력 측정기의 측정값에 따라 상기 연소가스에 혼입되는 상기 폐순환가스의 혼입량을 조절하는 분기관 제어 밸브가 구비되는 코크스 건식 소화 설비.
챔버에 적열 코크스를 장입시키는 단계와;
상기 챔버 및 상기 챔버와 연통되는 보일러에 순환가스를 순환시켜 상기 적열 코크스를 냉각시키는 단계와;
상기 적열 코크스의 냉각시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하여 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계와;
상기 보일러 입구의 압력을 측정하고, 상기 보일러 입구 압력의 변동에 따라 상기 챔버에 공급되는 연소가스에 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계;
를 포함하는 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 적열 코크스의 냉각시 발생되는 가연성가스의 발생량을 측정하여 상기 챔버로 공급되는 상기 순환가스의 순환량을 증감시키는 단계에서,
상기 가연성가스의 발생량은 상기 챔버의 내부 압력 변화를 통해 측정되고, 상기 가연성가스의 발생량이 미리 설정된 기준 가연성가스의 발생량을 초과하는 경우에 상기 순환가스의 순환량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 보일러 입구의 압력을 측정하고, 상기 보일러 입구 압력의 변동에 따라 상기 챔버에 공급되는 연소가스에 폐순환가스를 혼입시켜 공급하는 단계에서,
상기 순환가스의 순환량이 증가되어 상기 보일러 입구 압력이 미리 설정된 기준 보일러 입구 압력보다 하락되는 경우에는 상기 연소가스에 혼입되는 상기 폐순환가스의 혼입량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 코크스 건식 소화 설비의 운전 방법.