KR20130024431A - 슬래그 점도 측정 장치 - Google Patents

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KR20130024431A
KR20130024431A KR1020110087882A KR20110087882A KR20130024431A KR 20130024431 A KR20130024431 A KR 20130024431A KR 1020110087882 A KR1020110087882 A KR 1020110087882A KR 20110087882 A KR20110087882 A KR 20110087882A KR 20130024431 A KR20130024431 A KR 20130024431A
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정재화
김시문
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한국전력공사
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Abstract

슬래그 점도 측정 장치를 제시한다. 슬래그 점도 측정 장치는 슬래그를 제공받아 슬래그의 용융 공간을 마련하고 슬래그를하부로 배출하는 용융 도가니, 용융 도가니로부터 슬래그의 배출을 제어하고 슬래그를 교반하여 용융시키는 모터 스틸러, 용융 도가니로부터 배출되는 슬래그의 무게를 측정하는 무게 측정부, 용융 도가니에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급관, 용융 도가니로 공급된 환원성 가스를 용융 도가니 외부로 배출하는 가스 배출관, 용융 도가니를 가열하는 히터 및 모터 스틸러의 교반 속도, 환원성 가스의 공급량, 환원성가스의 배출량, 히터의 온도를 제어하고 무게 측정부에서 측정된 슬래그의 무게를 이용하여 용융 도가니에서 배출되는 슬래그의 동점도를 검출하는 제어부를 포함한다.

Description

슬래그 점도 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING SLAG VISCOSITY}
본 발명은 슬래그 점도 측정 장치에 관한 것이다.
석탄가스화 복합발전은 석탄, 중질잔사유 등의 저급원료를 고온, 고압 하에서 가스화 반응을 진행하여 일산화탄소 및 수소가 주성분인 가스를 제조하여 정제한 후 가스터빈 및 증기터빈을 구동하여 전기를 생산하는 발전기술이다. 이러한 석탄가스화 복합발전은 석탄 가스화기에 핵심 기술력을 보유하여야 한다.
분류층 가스화기를 이용한 가스화 공정에서 원료 회성분의 대부분은 용융 슬래그를 형성하여 가스화기 벽을 타고 흘려내려 가스화기 하부의 냉각탱크에서 급냉되어 배출된다.
여기서 슬래그의 원활한 제거는 가스화 공정 운전의 중요한 요소이다. 가스화 장치 내의 순간적인 온도 강하, 원료 회성분의 변화, 혹은 순간적인 결정체 형성 등에 의해 플러깅(Plugging)된 가스화기에서 슬래그를 제거하는 것은 기계적인 방법 외에는 불가능하므로 조업 중단이 필연적이다. 따라서 가스화기에 투여되는 모든 원료의 회 조성 및 가스화기의 온도가 용융 슬래그의 점도 변화에 미치는 영향을 가스화기 운전 조건을 고려하여 정확히 측정, 예측하는 기술이 필요하다. 보고된 자료들에 따르면 가스화 공정 운전의 많은 문제점이 슬래그에서 파생된다. 슬래그 처리 기술 축적 부족은 잦은 조업 중단을 초래하며 독립적인 가스화 기술 정립에 있어 불리한 요소로 작용한다.
한국공개특허 제10-2010-0069180호
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 고온에서 점도의 측정이 어렵고 측정 오차가 큰 슬래그에 대하여 가스화기 내에서 실제적인 거동을 확인할 수 있도록 슬래그가 흘러내리는 시간과 질량 변화율을 통해 점도를 측정하는 슬래그 점도 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 슬래그를 제공받아 슬래그의 용융 공간을 마련하고 슬래그를하부로 배출하는 용융 도가니, 용융 도가니로부터 슬래그의 배출을 제어하고 슬래그를 교반하여 용융시키는 모터 스틸러, 용융 도가니로부터 배출되는 슬래그의 무게를 측정하는 무게 측정부, 용융 도가니에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급관, 용융 도가니로 공급된 환원성 가스를 용융 도가니 외부로 배출하는 가스 배출관, 용융 도가니를 가열하는 히터 및 모터 스틸러의 교반 속도, 환원성 가스의 공급량, 환원성가스의 배출량, 히터의 온도를 제어하고 무게 측정부에서 측정된 슬래그의 무게를 이용하여 용융 도가니에서 배출되는 슬래그의 동점도를 검출하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 고온에서 점도의 측정이 어렵고 측정 오차가 큰 슬래그에 대하여 가스화기 내에서 실제적인 거동을 확인할 수 있도록 흘러내리는 시간과 슬래그의 질량 변화율을 이용하여 점도 측정을 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 점도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 스틸러를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용융 도가니의 재원을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치를 통해 측정되는 시간에 따른 질량 변화율을 나타내는 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 점도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 점도 측정 장치(10)는 용융 도가니(130), 모터 스틸러(110), 무게 측정부(200), 하우징(120), 가스 공급관(170), 가스 배출관(180), 히터(190) 및 제어부(300)를 포함한다.
하우징(120)은 용융 도가니(130), 모터 스틸러(110) 및 무게 측정부(200)를 수납한다. 그리고 하우징(120)은 수납된 용융 도가니(130), 모터 스틸러(110) 및 무게 측정부(200)를 보호한다. 여기서 하우징(120)은 모터 스틸러(110)를 수납하는 상단, 용융 도가니(130)를 수납하는 중단 및 무게 측정부(200)를 수납하는 하단으로 구성될 수 있다.
용융 도가니(130)는 슬래그의 용융 공간을 마련한다. 여기서 용융 도가니(130)는 가스화기로부터 배출되는 슬래그를 제공받고 용융된 슬래그를 배출관으로 배출할 수 있다. 이를 위해 용융 도가니(130)는 깔때기 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 용융 도가니(130)는 제공받은 슬래그를 수납하고 슬래그의 배출을 위한 경사를 제공하는 컵(140) 및 슬래그를 배출하는 시료 배출관(145)을 포함한다. 여기서 용융 도가니(130)는 컵(140)이 슬래그의 흐름을 위해 설정된 각도를 갖는 역원뿔 형태로 형성될 수 있다. 이러한 용융 도가니(130)는 하우징(120)에 수납된 제1 챔버(125) 내에 설치될 수 있다.
여기서 제1 챔버(125) 내에는 단열재(128)가 설치될 수 있다. 단열재(128)는 슬래그의 효과적인 용융을 위해 용융 도가니(130)를 단열시킨다. 여기서 단열재(128)는 세라믹 단열 물질로 이루어질 수 있다.
모터 스틸러(110)는 슬래그를 교반하여 용융시킨다. 여기서 모터 스틸러(110)는 용융 도가니(130)의 배출관을 개방을 제어하여 슬래그의 배출량을 조절할 수 있다. 이러한 모터 스틸러(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 교반 모터(111), 구동축(116), 스틸러(118) 및 차단구(119)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 스틸러를 나타내는 도면이다.
교반 모터(111)는 슬래그의 교반을 위한 동력을 생성한다. 여기서 교반 모터(111)는 하우징(120)의 상단에 설치될 수 있다. 또한, 교반 모터(111)는 생성된 동력으로 구동축(116)을 움직일 수 있다.
구동축(116)은 교반 모터(111)에서 생성된 동력을 전달받는다. 여기서 구동축(116)은 교반 모터(111)에 연결될 수 있다. 또한, 구동축(116)은 스틸러(118) 및 차단구(119)와 연결될 수 있다. 이러한 구동축(116)은 스틸러(118)를 회전시키거나 차단구(119)를 상하로 이동시킬 수 있다.
스틸러(118)는 용융 도가니(130)에 수납된 슬래그를 교반시킨다. 여기서 스틸러(118)는 구동축(116)에 결합될 수 있다. 이때, 스틸러(118)는 슬래그의 교반을 위해 초승달 형태로 형성될 수 있다. 그리고 스틸러(118)는 구동축(116)에 의해 회전하여 슬래그를 교반시킬 수 있다. 이러한 스틸러(118)는 고순도의 알루미나 혹은 몰리브덴(Mo)이 코팅된 고순도의 알루미나로 이루어질 수 있다.
차단구(119)는 용융 도가니(130)의 시료 배출관(145) 입구를 차단한다. 여기서 차단구(119)는 시료 배출관(145)의 입구 차단을 위해 구형으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 차단구(119)는 실로폰과 같이 둥근 구의 모양으로 형성되어 깔때기 형상의 용융 도가니(130) 내 시료가 시료 배출관(145)로 흘러내리지 않도록 시료 배출관(145)의 입구를 차단할 수 있다. 그리고 차단구(119)는 완전히 용융된 슬래그가 용융 도가니(130)의 배출관으로 흐를 수 있도록 위로 이동할 수 있다. 차단구(119)는 구동축(116)에 의해 상하 이동이 가능하다. 이러한 차단구(119)는 고온 환원성 분위기에서 밸브를 대신하여 슬래그의 흐름을 차단할 수 있다. 그리고 차단구(119)는 고순도의 알루미나 혹은 몰리브덴(Mo)이 코팅된 고순도의 알루미나로 이루어질 수 있다.
무게 측정부(200)는 슬래그의 무게를 측정한다. 여기서 무게 측정부(200)는 용융 도가니(130)로부터 배출되는 슬래그를 모아 슬래그의 무게를 측정할 수 있다. 이러한 무게 측정부(200)는 회수용 도가니(210), 디지털 밸런스(220), 용융 도가니 단열부(225) 및 냉각 플레이트(230)를 포함할 수 있다.
회수용 도가니(210)는 용융 도가니(130)로부터 배출되는 슬래그를 수집한다. 여기서 회수용 도가니(210)는 슬래그를 수집하기 위한 용기로 형성될 수 있다. 그리고 회수용 도가니(210)는 용융 도가니(130)의 시료 배출관(145) 아래에 배치될 수 있다. 또한, 회수용 도가니(210)는 디지털 밸런스(220)와 연결될 수 있다.
디지털 밸런스(220)는 회수용 도가니(210)에 담긴 슬래그의 무게를 측정한다. 여기서 디지털 밸런스(220)는 하우징(120)의 하단에 수납된 제2 챔버(235) 내에 설치될 수 있다.
용융 도가니 단열부(225)는 용융 도가니(130)의 시료 배출관(145)을 단열시킨다. 이러한 용융 도가니 단열부(225)는 원형 관을 감싸며 설치될 수 있다. 여기서 용융 도가니 단열부(225)는 회수용 도가니(210)로 떨어지는 슬래그의 온도 편차를 줄이기 위해 원형 관을 단열시킨다.
냉각 플레이트(230)는 용융된 슬래그에 의해 디지털 밸런스(220)가 영향을 받는 것을 제한한다. 여기서 냉각 플레이트(230)는 디지털 밸런스(220)에 인접하여 설치될 수 있다. 특히, 냉각 플레이트(230)는 회수용 도가니(210)와 디지털 밸런스(220) 사이에 설치될 수 있다.
가스 공급관(170)은 용융 도가니(130)를 수납하는 하우징(120)의 중단에 환원성 가스를 공급한다. 여기서 가스 공급관(170)은 외부로부터 환원성 가스인 일산화 탄소 또는 수소를 공급받아 하우징(120) 내로 공급할 수 있다.
가스 배출관(180)은 하우징(120) 내로 공급된 환원성 가스를 하우징(120) 외부로 배출한다. 여기서 가스 배출관(180)은 환원성 가스의 원활한 배출을 위해 펌프에 연결될 수 있다. 그리고 가스 배출관(180)은 펌프의 동작에 의해 환원성 가스를 하우징(120) 외부로 원활하게 배출할 수 있다. 또는, 가스 배출관(180)은 가스 연소 시스템과 연계하여 외부로 배출하는 환원성 가스를 연소시킬 수 있다.
히터(190)는 하우징(120) 내의 공기를 가열한다. 이러한 히터(190)는 하우징(120) 내의 온도를 조절할 수 있다.
상하 구동 모터(240)는 용융 도가니(130)를 내부에 수납한 제1 챔버(125)를 상하로 이동시킨다.
제어부(300)는 모터 스틸러(110), 무게 측정부(200) 또는 히터(190) 등을 제어한다. 여기서 제어부(300)는 모터 스틸러(110)의 교반 속도, 환원성 가스의 공급량, 환원성 가스의 배출량 또는 히터의 온도 등을 제어할 수 있다. 그리고 제어부(300)는 무게 측정부에서 측정된 슬래그의 무게를 이용하여 용융 도가니에서 배출되는 슬래그의 동점도를 검출할 수 있다.
제어부(300)는 시간에 따른 슬래그의 무게 변화량(dm/dt)을 이용하여 동점도를 검출할 수 있다. 제어부(300)는 용융 도가니(130)의 깔때기 형상에서 용융된 슬래그가 시료 배출관(145)으로 빠져나가는 양을 측정함으로써 슬래그의 무게 변화를 검출할 수 있다.
이하에서는 제어부(300)의 동점도 검출을 위해 슬래그가 용융 도가니(130)의 시료 배출관(145)으로 빠져 나가는 질량 변화와 점도의 상관 관계를 도 3과, 슬래그의 물질 수지(Mass Balance Equation), 베르누이 방정식, 표면 마찰, 용융 도가니의 배출관 축소 마찰 등에 관한 여러 수학식을 이용하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용융 도가니의 재원을 나타내는 도면이다.
제어부(300)는 우선 아래의 수학식 1을 이용하여 반응이 존재하지 않은 상태에서 용융 도가니(130)의 컵에서의 슬래그 질량 변화는 용융 도가니(130)의 시료 배출관(145)으로 배출되는 슬래그의 양과 같음을 확인할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
수학식 1에서 m은 용융 도가니 내의 슬래그 질량, t는 시간,
Figure pat00002
는 슬래그의 밀도,
Figure pat00003
는 용융 도가니의 배출구에서 슬래그의 평균 선속도,
Figure pat00004
는 용융 도가니의 컵에서 하강하는 슬래그의 평균 선속도이다. 여기서 수학식 1을 정리하면 아래의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure pat00005
여기에서
Figure pat00006
와
Figure pat00007
는 아래의 수학식 3 및 4와 같이 표현될 수 있으므로 수학식 2를 정리하면 아래의 수학식 5와 같다.
[수학식 3]
Figure pat00008
[수학식 4]
Figure pat00009
[수학식 5]
Figure pat00010
또한, 슬래그가 흐르는 속도와 압력의 관계는 수치적으로 나타내기 위해 베르누이 방정식을 이용하여 아래의 수학식 6 및 7로 정리한다.
[수학식 6]
Figure pat00011
[수학식 7]
Figure pat00012
수학식 6에서
Figure pat00013
와
Figure pat00014
는 모두 대기압에서 이루어지기 때문에 생략할 수 있다. 그리고 수학식 6에서
Figure pat00015
의 값은 난류일 때 1에 근사한 값을 갖고 층류인 경우에는 2에 근사한 값을 가질 수 있다. 또한, 수학식 6에서
Figure pat00016
는 저항값으로 수학식 7에서 보여지는 바와 같이 각각 축속, 확대, 표면, 부품 형태에 의한 마찰 손실을 나타낸다. 여기에서는 용융 도가니(130)의 배출관의 확대나 부품 형태에 의한 마찰손실은 무시할 만 하므로 배출관의 축소와 표면에 의한 저항값 만을 고려할 수 있다.
또한, 표면 마찰의 경우 아래의 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00017
수학식 8에서 L은 슬래그의 높이이고, D는 슬래그가 담긴 용융 도가니의 컵의 내부 직경이고, f는 Re수가 2100보다 작은 뉴톤 유체인 경우 16/Re로 적용 가능하고 Re수가 4000이상인 경우 아래의 수학식 9와 같이 적용이 가능할 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00018
그리고 형태 마찰의 하나인 용융 도가니(130)의 배출관의 확대 및 축소에서의 마찰 손실은 관 부품의 압력손실계수 또는 상당길이(Equivalent length, L)를 이용하여 아래의 수학식 10으로 계산할 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00019
수학식 10에서
Figure pat00020
는 마찰손실계수이며, Re 수에 따라 세 종류의 식으로 구분할 수 있다. Re 수가 4000보다 클 때의 흐름은 난류에서는 유속이 빠르기 때문에 슬래그의 점도보다는 배출관 축소 부위의 형태에 의해 아래의 수학식 11과 같이 값이 결정된다.
[수학식 11]
Figure pat00021
그 다음으로 Re 수가 2100보다 작은 층류일 때 사용되며, Re 수가 아래의 수학식 12에 포함된 것처럼 배출관 축소 마찰이 Re 수에 큰 영향을 받는다.
[수학식 12]
Figure pat00022
그리고 배출관 축소 마찰에서 사용되는 식은 Re 수가 1보다 작은 크리이프 흐름일 때 사용하는 것으로 층류에 대한 수학식 12에서 Re값이 작다고 생각하여 0.04Re를 삭제하여 아래의 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 13]
Figure pat00023
여기서 표면 마찰과 배출관 축소 마찰에 의한 손실과 배출관의 축소에 따른 손실의 항을 합하여 마찰 항을 정리하면 아래의 수학식 14와 같다.
[수학식 14]
Figure pat00024
이때, 수학식 14를 다시 정리하면 아래의 수학식 15와 같다.
[수학식 15]
Figure pat00025
그리고 수학식 6의 베르누이 방정식을 수학식 15에 반영하여 정리하면
Figure pat00026
는 0으로 간주하여 생략하고 아래의 수학식 16의 형태로 정리할 수 있다.
[수학식 16]
Figure pat00027
여기에서
Figure pat00028
로 표현될 수 있으므로 수학식 16을 정리하면 아래의 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 17]
Figure pat00029
여기에서 Re는 수학식 15를 적용하여 정리하면 아래의 수학식 18과 같이 정의된다.
[수학식 18]
Figure pat00030
여기서 수학식 18을
Figure pat00031
에 대하여 정리하면 아래의 수학식 19으로 정리될 수 있다.
[수학식 19]
Figure pat00032
또한, 수학식 18에 수학식 15를 적용하여 정리하면 아래의 수학식 20와 같이 정리될 수 있다.
[수학식 20]
Figure pat00033
그리고 수학식 17에 상술된 수학식 5와 수학식 15를 대입하여 정리하면 수학식 21과 같이 정리된다.
[수학식 21]
Figure pat00034
여기서 수학식 1을 다시 정리하면 아래의 수학식 22와 같으므로 이를 통해 수학식 23와 같이
Figure pat00035
, 그리고 수학식 24와 같이
Figure pat00036
를 구할 수 있다.
[수학식 22]
Figure pat00037
[수학식 23]
Figure pat00038
[수학식 24]
Figure pat00039
수학식 23과 수학식 24를 수학식 22에 적용하게 되면 질량 변화에 따른 점도값을 확인할 수 있다. 제어부(300)는 상술된 바와 같이 유도된 식과 실질적으로 실험을 수행하여 얻게 되는 시간에 따른 질량 변화(m(t))를 알게 되면 절대점도 측정 장치를 사용하여 절대점도를 측정하고 그에 따라 해당 온도에서의 밀도를 유추할 수 있게 되어 동점도를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 제어부(300)에서 상술된 수학식들에 따라 얻어지는 동점도 측정의 검증을 위해 실험을 실시하였다.
실험에서는 사용할 시료로 점도를 미리 알고 있는 두 가지의 점도 용액을 사용하였다. 실험에 사용된 두 가지의 표준 점도 용액에 대한 정보는 아래의 표 1과 같다.
유체
(Fluid)		 점도
(Viscosity(cP))		 온도
(Temperature(℃))		 롯트번호
(Lot number)		 밀도
(Density(g/L)
1 60000 58560 25.0 010609 ~1250
2 12500 12320 25.0 082009 ~1000
그리고 실험에서 사용된 측정 용기는 두 가지 타입의 플라스틱 재질의 깔때기이고 그 형상은 도 3과 같다.
여기서 수학식 21과 실험 결과를 바탕으로 아래의 표 2와 같이 매틀랩(matlab)을 이용하여 실험 결과의
Figure pat00040
값을 미지수로 하여 시간(0s ~ 1000s)의 결과값을 확인하였다. 실험 결과에서 시간에 따른
Figure pat00041
값의 변화는 무시할만한 수치였다.
갈때기 타입 실제 점도 계산결과 점도 오차값 오차율
A 58560 56159 2401 4.1%
A 12320 13323 -1003 -8.14%
B 58560 53200 5360 9.1%
B 12320 12821 -501 -4.0%
표 2에 따른 결과를 바탕으로 확인한 결과 모두 약 10% 이내의 오차 범위 내에서 유사한 점도 측정값을 얻을 수 있었다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 점도 측정에 있어 허용 가능한 오차 범위를 가지고 있을 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치를 통해 측정되는 시간에 따른 질량 변화율을 나타내는 도면들이다.
도 4의 제1 꺾은선 그래프(410)는 유리 슬래그의 거동을 나타낸다. 그리고 도 5의 제2 꺾은선 그래프(420)는 결정 슬래그의 거동을 나타낸다. 그리고 도 4 및 도 5의 표시점은 시간에 따른 질량 변화율의 값을 측정하였을 때 거동을 예측하는 새로운 지표를 예상한 것이다. 이를 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 시간에 따른 질량 변화율을 새로운 지표로 활용하여 점도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래그 점도 측정 장치는 고온에서 점도의 측정이 어렵고 측정 오차가 큰 슬래그에 대하여 가스화기 내에서 실제적인 거동을 확인할 수 있도록 흘러내리는 시간과 슬래그의 질량 변화율을 이용하여 점도 측정을 실시할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 모터 스틸러
120: 하우징
130: 용융 도가니
170: 가스 공급관
180: 가스 배출관
190: 히터
200: 무게 측정부
300: 제어부

Claims (4)

  1. 가스화기에서 배출되는 슬래그의 점도를 측정하는 장치에 있어서,
    슬래그를 제공받아 상기 슬래그의 용융 공간을 마련하고 상기 슬래그를하부로 배출하는 용융 도가니;
    상기 용융 도가니로부터 상기 슬래그의 배출을 제어하고 상기 슬래그를 교반하여 용융시키는 모터 스틸러;
    상기 용융 도가니로부터 배출되는 상기 슬래그를 제공받아 상기 슬래그의 무게를 측정하는 무게 측정부;
    상기 용융 도가니에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급관;
    상기 용융 도가니로 공급된 상기 환원성 가스를 상기 용융 도가니 외부로 배출하는 가스 배출관;
    상기 용융 도가니를 가열하는 히터; 및
    상기 모터 스틸러의 교반 속도, 상기 환원성 가스의 공급량, 상기 환원성가스의 배출량, 상기 히터의 온도를 제어하고, 상기 용융 도가니에서 상기 슬래그를 배출하는 시간과 상기 무게 측정부에서 측정된 상기 슬래그의 무게를 이용하여 상기 용융 도가니에서 배출되는 상기 슬래그의 동점도를 검출하는 제어부를 포함하는 슬래그 점도 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 용융 도가니는 깔때기 모양으로 형성되되,
    제공받은 상기 슬래그를 수납하고 배출을 위한 경사를 제공하는 컵 및 상기 슬래그를 흘러내리는 시료 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 점도 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 용융 도가니의 컵은 상기 슬래그의 흐름을 위해 설정된 각도를 갖는 역원뿔 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 점도 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 슬래그의 배출 시간에 따른 상기 슬래그의 질량 변화율를 측정하여 상기 슬래그의 점도를 측정하는 것을 특징으로 하는 슬래그 점도 측정 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495219B1 (ko) * 2013-08-27 2015-02-25 홍익대학교 산학협력단 용융슬래그용 오리피스 점도 측정 장치
KR101500089B1 (ko) * 2013-06-24 2015-03-06 주식회사 포스코 슬래그 점도측정장치
KR101506391B1 (ko) * 2013-07-11 2015-03-27 현대중공업 주식회사 중량 변화를 이용한 슬래그 점도 측정장치

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