KR20140139686A - The method for the two-step recovering sensible heat of red-hot cokes using carbon dioxide - Google Patents

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이창훈
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재단법인 포항산업과학연구원
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00Cooling or quenching coke
    • C10B39/02Dry cooling outside the oven

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Abstract

The present invention relates to a two-stage method for recovering sensible heat of red-hot cokes using carbon dioxide and, more particularly, to a two-stage method for recovering sensible heat of red-hot cokes using carbon dioxide, comprising the steps of: inputting red-hot cokes into a pre-chamber at the upper part of the main body of a coke dry quenching (CDQ) facility; primarily cooling the red-hot cokes by supplying carbon dioxide to the pre-chamber having the red-hot cokes input therein to recover sensible heat via reaction with carbon dioxide; moving the primarily cooled red-hot cokes to a cooling chamber at the lower part of the main body of the CDQ; and a secondarily cooling the red-hot cokes by injecting carbon dioxide into the cooling chamber to recover sensible heat via the reaction of the red-hot cokes with the carbon dioxide. The present invention can recover sensible heat of red-hot cokes safely and effectively by supplying carbon dioxide to the red-hot cokes in each of the upper pre-chamber and the lower cooling chamber of the coke dry quenching facility to cool the red-hot cokes, and can separate only carbon monoxide generated from the chemical reaction of the red-hot cokes with the carbon dioxide to be recycled as raw material gas in a iron-manufacturing or chemical process.

Description

이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 2단 현열 회수 방법{The method for the two-step recovering sensible heat of red-hot cokes using carbon dioxide}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for recovering two-stage sensible heat of coke by using carbon dioxide,

본 발명은 적열 코크스와 이산화탄소의 물리적 및 화학적 2단계의 열 회수 반응으로 적열 코크스의 현열을 효과적으로 회수하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for efficiently recovering the sensible heat of a glow-colored coke by two-step heat recovery reaction of a gaseous coke and carbon dioxide.

일반적으로 제철 공정에서 고로용 코크스를 제조하기 위해서는 코크스 오븐에 배합탄을 투입하여 1,000℃이상의 온도에서 20시간 가량 건류를 하고, 고온의 적열 코크스를 배출, 냉각한 후에 고로에 소결광과 같이 투입하여 선철을 제조하는 열원 및 환원제로 사용된다. 이러한 코크스 제조 공정에서 건류 후 배출되는 고온의 적열 코크스는 1,000℃ 이상의 고온을 가지고 있으므로 이의 냉각을 위해 습식 또는 건식 냉각 방법을 사용하게 된다.
Generally, in order to produce a blast furnace coke in a steelmaking process, a blend is put into a coke oven and the blast furnace is dried at a temperature of 1,000 ° C or higher for about 20 hours. The hot coke is discharged and cooled, And as a reducing agent. In this coke manufacturing process, the hot coke of high temperature discharged after the carburization has a high temperature of 1,000 ° C or more, so a wet or dry cooling method is used for cooling the coke.

이때, 습식 냉각 방법의 경우 고온의 현열 회수가 어려울 뿐만 아니라, 다량의 폐수 및 분진 발생 등의 환경 문제가 있어, 일반적으로 건식 냉각 방법이 주로 사용된다.
In this case, in the case of the wet cooling method, it is difficult to recover sensible heat at a high temperature, and there are environmental problems such as generation of a large amount of wastewater and dust, and a dry cooling method is generally used.

상기 건식 냉각 방법은 코크스 건식 소화 설비(CDQ, Coke Dry Quenching)를 활용하며, 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 CDQ본체(1)를 포함하여 구성된다. 즉, 코크스 건식 소화설비의 CDQ본체(1)는 윈치 리프트(3)를 통해 코크스 버킷(2)으로부터 고온 상태의 적열 코크스를 공급받으며, 상기 적열 코크스를 건식 소화시키는 과정을 통해 고열을 회수하고, CDQ본체(1) 내에서 건식 소화된 코크스를 코크스 배출 장치(4)로 배출한다.
The dry cooling method utilizes a coke dry quenching (CDQ) system, which generally comprises a CDQ main body 1, as shown in Fig. That is, the CDQ main body 1 of the coke dry type fire extinguishing system receives high temperature coke from the coke bucket 2 through the winch lift 3, recovers the high heat through the dry digestion of the coke heat, And the coke discharged in the CDQ main body 1 is discharged to the coke discharging device 4.

이때, 종래 기술의 코크스 건식 소화설비는 CDQ본체(1) 내에서 적열 코크스를 건식 소화시키는 과정에서 외부로부터 유입되는 수분 및 산소에 의해 수소(H2), 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2) 등의 가스가 발생된다.
In the conventional coke dry fire extinguishing system, hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ) are removed by moisture and oxygen introduced from the outside in the process of dry digesting the gypsum coke in the CDQ body 1, Gas is generated.

그런데, 상기 가스의 농도가 높아지면 코크스 건식 소화 설비의 운전 및 제어가 불안정하게 되므로, 이를 연소시켜 제거해야 하고, 연소에 필요한 연소용 공기는 CDQ본체(1)의 상부 일측에 설치된 연소용 공기 공급 장치(5)를 통하여 공급한다.If the concentration of the gas becomes high, the operation and control of the coke dry type fire extinguishing system become unstable. Therefore, it is necessary to burn and remove the combustion air, and the combustion air required for combustion is supplied to the combustion air supply And supplies it through the device (5).

상기한 바와 같이, 코크스 건식 소화 설비는 코크스에 불활성 가스를 가하여 고온의 코크스를 냉각 소화시키는데, CDQ본체(1)의 프리 챔버(1a)에 투입된 적열 코크스가 냉각 챔버(1b)로 이동하면 가스 공급관(6)을 통하여 냉각 챔버(1b)에 불활성 가스를 공급함으로써, 불활성 가스와 적열 코크스가 열 교환을 하게 되어, 적열 코크스는 냉각되고, 이때 발생한 고온의 불활성 가스로부터 회수된 열은 발전시스템 등에 이용되는 것이 일반적이었다.
As described above, in the coke dry type fire extinguishing system, inert gas is applied to the coke to cool and extinguish high-temperature coke. When the gaseous coke put into the prechamber 1a of the CDQ main body 1 moves to the cooling chamber 1b, The inert gas and the gaseous coke are subjected to heat exchange by supplying the inert gas to the cooling chamber 1b through the heat exchanger 6 so that the gaseous coke is cooled and the heat recovered from the high temperature inert gas generated at this time is used for power generation systems and the like .

그러나, 이러한 종래의 코크스 건식 소화 방법은 적열 코크스를 충분히 냉각하고 대량의 열을 회수하기 위해서 대량의 불활성 가스를 순환시켜주어야 하는 바, CDQ설비가 대형화될 수 밖에 없고, 적열 코크스의 현열 중 30% 미만 정도만이 전기로 회수할 수 있는 문제점이 있었다.
However, in the conventional coke dry fire extinguishing method, a large amount of inert gas must be circulated in order to sufficiently cool the gaseous coke and recover a large amount of heat. Therefore, the CDQ facility must be enlarged, and 30% Of the total amount of the waste water.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코크스 건식 소화 설비의 상부 프리 챔버(Pre-chamber) 및 하부 냉각 챔버(Cooling chamber) 각각에서 적열 코크스에 이산화탄소를 공급하여 냉각함으로써, 적열 코크스의 현열을 안전하고 효과적으로 회수할 수 있도록 하고, 적열 코크스와 이산화탄소의 화학적 반응으로 생성되는 일산화탄소만을 분리하여 제철 또는 화학 공정에 재활용할 수 있도록 한다.
In order to solve the above problems, the present invention provides a coke oven which comprises a pre-chamber and a lower cooling chamber of a coke dry fire extinguishing facility, in which carbon dioxide is supplied to the glow-in-coke to cool the sensible heat of the glow- It can be recovered safely and effectively, and only the carbon monoxide generated by the chemical reaction of the red coke and carbon dioxide can be separated and recycled to steel or chemical processes.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, CDQ 본체 상부의 프리 챔버에 적열 코크스를 투입하는 단계;According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a CDQ body, comprising: injecting a glow coke into a prechamber above the CDQ body;

상기 적열 코크스가 투입된 프리 챔버에 이산화탄소를 공급하여 적열코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 1차 냉각하는 단계;Supplying carbon dioxide to the prechamber into which the red gypsum coke has been introduced, thereby first cooling the gypsum coke through sensible heat recovery by reaction between the gypsum coke and carbon dioxide;

상기 1차 냉각된 적열 코크스를 CDQ 본체 하부의 냉각 챔버로 이동시키는 단계; 및Moving the primary cooled gypsum coke to a cooling chamber below the CDQ body; And

상기 냉각 챔버에 이산화탄소를 주입하여 적열코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 2차 냉각하는 단계를 포함하는 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법을 제공한다. And injecting carbon dioxide into the cooling chamber to secondarily cool the red coke through sensible heat recovery by the reaction of the red coke and the carbon dioxide. The present invention also provides a sensible heat recovery method using coke.

상기 프리 챔버에 공급되는 이산화탄소는 상기 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소가 프리 챔버로 이동된 것일 수 있다.The carbon dioxide supplied to the prechamber may be the carbon dioxide injected into the cooling chamber transferred to the prechamber.

상기 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소는 블로워에 의해 프리 챔버로 이동되는 것일 수 있다.The carbon dioxide injected into the cooling chamber may be transferred to the prechamber by a blower.

상기 1차 냉각하는 단계, 2차 냉각하는 단계, 또는 1차 냉각하는 단계 및 2차 냉각하는 단계 후에 상기 이산화탄소와의 반응에 의해 생성된 일산화탄소를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include recovering carbon monoxide generated by the reaction with the carbon dioxide after the first cooling step, the second cooling step, or the first cooling step and the second cooling step.

상기 회수하는 단계는 The recovering step

집진 장치를 사용하여 생성된 일산화탄소 내 포함된 이물질을 제거하는 단계; 및Removing foreign matter contained in the carbon monoxide generated by using the dust collecting device; And

열 교환기를 사용하여 일산화탄소를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
And cooling the carbon monoxide using a heat exchanger.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 회수하는 단계에서 회수된 일산화탄소를 제철 공정의 환원가스 또는 화학 공정의 원료가스로 재활용하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 재활용 방법을 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a carbon monoxide recycling method characterized in that carbon monoxide recovered in the recovering step is recycled as a reducing gas in a steelmaking process or a raw material gas in a chemical process.

본 발명은 코크스 건식 소화 설비의 상부 프리 챔버(Pre-chamber) 및 하부 냉각 챔버(Cooling chamber) 각각에서 적열 코크스에 이산화탄소를 공급하여 냉각함으로써, 적열 코크스의 현열을 안전하고 효과적으로 회수할 수 있도록 하고, 적열 코크스와 이산화탄소의 화학적 반응으로 생성되는 일산화탄소만을 분리하여 제철 또는 화학 공정의 제조 원료 가스로 재활용할 수 있도록 한다.
The present invention enables the sensible heat of the red coke to be recovered safely and effectively by supplying carbon dioxide to the red coke in the upper pre-chamber and the lower cooling chamber of the coke dry fire extinguishing system, Only the carbon monoxide generated by the chemical reaction of the red coke and carbon dioxide can be separated and recycled as the raw material gas for the steelmaking or chemical process.

도 1은 종래의 코크스 건식 소화 설비를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 건식 소화 설비의일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 건식 소화 설비의다른 예를 개략적으로 도시한 것이다.
1 schematically shows a conventional coke dry fire extinguishing facility.
2 is a schematic view showing an example of a dry fire extinguishing system of a red grit coke using carbon dioxide according to the present invention.
3 schematically shows another example of the dry fire extinguishing system of the red grit coke using carbon dioxide according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 2단 현열 회수 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 CDQ 본체 상부의 프리 챔버에 적열 코크스를 투입하는 단계, 상기 적열 코크스가 투입된 프리 챔버에 이산화탄소를 공급하여 적열코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 1차 냉각하는 단계, 상기 1차 냉각된 적열 코크스를 CDQ 본체 하부의 냉각 챔버로 이동시키는 단계 및 상기 냉각 챔버에 이산화탄소를 주입하여 적열 코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 2차 냉각하는 단계를 포함하는 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법을 제공한다.
More particularly, the present invention relates to a method for recovering two-stage sensible heat of coke by using carbon dioxide. More specifically, the present invention relates to a method for recovering coke from a preheated coke in a preheater located above a CDQ body by supplying carbon dioxide to the prechamber into which the coke is injected, A first step of cooling the gypsum coke through sensible heat recovery by the reaction of carbon dioxide, a step of moving the first cooled gypsum coke to a cooling chamber below the CDQ body, and a step of injecting carbon dioxide into the cooling chamber, And recovering the sensible heat of the coke by using the carbon dioxide, which comprises the step of secondarily cooling the gypsum coke through the sensible heat recovery by the reaction.

본 발명에서 프리 챔버 및 냉각 챔버에서 적열 코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수란, 적열 코크스와 이산화탄소의 화학적 및 물리적 열 회수 반응을 모두 포함하는 의미로, 먼저 화학적 열 회수 반응이란, 적열 코크스와 이산화탄소가 하기 [반응식 1]과 같이 부다 반응(Boudouard reaction)을 수행하는 것을 의미한다.
In the present invention, the sensible heat recovery by the reaction between the gaseous coke and the carbon dioxide in the prechamber and the cooling chamber includes both the chemical and physical heat recovery of the gaseous coke and the carbon dioxide. The chemical heat recovery reaction is a reaction between the gaseous coke and carbon dioxide Means performing a Boudouard reaction as shown in Reaction Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

C(s) + CO2 ↔ 2CO ΔH= +172.5 KJ/mol
C (s) + CO 2 ↔ 2CO H = + 172.5 KJ / mol

즉, 고상의 적열 코크스(C)는 이산화탄소 가스(CO2)와 반응하여 일산화탄소(CO)가 생성되고, 이때 반응 엔탈피(ΔH)는 +172.5 KJ/mol로, 적열 코크스(C(s))와 이산화탄소(CO2)가 갖는 반응 엔탈피보다 생성물에 해당되는 일산화탄소(CO)의 엔탈피가 증가하는 흡열 반응에 해당한다. 이러한 흡열 반응에 의해 적열 코크스의 온도가 떨어져 냉각된다.
That is, the glowing coke (C) of the solid phase is a carbon monoxide (CO) generated by the reaction with carbon dioxide gas (CO 2), wherein the reaction enthalpy (ΔH) is a +172.5 KJ / mol, glowing coke (C (s)) and This corresponds to an endothermic reaction in which the enthalpy of carbon monoxide (CO) corresponding to the product increases from the reaction enthalpy of carbon dioxide (CO 2 ). By this endothermic reaction, the temperature of the gypsum coke is lowered and cooled.

본 발명에서 상기 현열 회수는 화학적 열 회수 반응 외에 물리적 열 회수 반응을 포함한다. 고온의 적열 코크스에 비하여 상대적으로 저온인 이산화탄소가 물리적으로 열을 교환함으로써, 적열 코크스의 열이 이산화탄소로 이동하여, 이산화탄소는 가열되고, 적열코크스는 냉각된다.
In the present invention, the sensible heat recovery includes a physical heat recovery reaction in addition to a chemical heat recovery reaction. The relatively low temperature carbon dioxide exchanges heat physically as compared to the high temperature cryogen, so that the heat of the cryogen is transferred to the carbon dioxide, the carbon dioxide is heated, and the gypsum coke is cooled.

본 발명에서 '2단 현열 회수'의 의미는 물리적 열 회수 반응 및 화학적 열 회수 반응의 2단을 의미하기도 하지만, 프리 챔버 및 냉각 챔버 각각에서 열 회수 반응을 수행함으로써 적열 코크스가 2차로 냉각되는 것을 의미한다.
In the present invention, the term " two-stage sensible heat recovery " means two stages of a physical heat recovery reaction and a chemical heat recovery reaction. However, by performing a heat recovery reaction in each of the prechamber and the cooling chamber, it means.

이하에서는 본 발명의 현열 회수 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the sensible heat recovery method of the present invention will be described in more detail.

코크스 제조 공정에서 건류 후 배출되는 약 1100℃ 정도의 고온의 적열 코크스는 코크스 버킷에 담긴 뒤, 윈치 리프트를 이용하여 CDQ 본체의 프리 챔버에 투입된다.
The high temperature cryogenic coke, about 1100 ℃, which is discharged from the coke manufacturing process after being carburized, is put into the coke bucket and then put into the prechamber of the CDQ body by the winch lift.

상기와 같이 적열 코크스가 프리 챔버에 투입된 후에는, 적열 코크스의 건식 냉각을 위하여 냉각 순환 가스로 이산화탄소를 사용하며, 적열 코크스는 프리 챔버 내에서 상기 이산화탄소와 상기 [반응식 1]과 같이 부다 반응(Boudouard reaction)을 수행하여, 화학적 열 회수 반응이 일어나며, 그 외에 물리적 열 회수 반응도 일어나고, 상기 적열 코크스는 1차로 냉각된다.
After the red coke is introduced into the prechamber as described above, carbon dioxide is used as the cooling circulation gas for the dry cooling of the red coke, and the red coke is introduced into the free chamber through the carbon dioxide and the Boudouard reaction a chemical heat recovery reaction takes place, a physical heat recovery reaction takes place, and the gaseous coke is primarily cooled.

단, 상기 프리 챔버에 공급되는 이산화탄소는 프리 챔버에 직접적으로 주입된 것일 수 있고, 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소의 일부가 프리 챔버로 이동된 것일 수 있다.
However, the carbon dioxide supplied to the prechamber may be directly injected into the prechamber, and part of the carbon dioxide injected into the cooling chamber may be transferred to the prechamber.

구체적으로, 전자의 경우, 프리 챔버에 적열 코크스를 투입하면, 프리 챔버에 이산화탄소를 직접적으로 주입하여, 적열 코크스와 주입된 이산화탄소가 현열 회수 반응을 수행할 수 있다.
Specifically, in the former case, when a red coke is injected into the prechamber, carbon dioxide is directly injected into the prechamber, and the glow coke and the injected carbon dioxide can perform the sensible heat recovery reaction.

또는 후자의 경우, 프리 챔버에 적열 코크스를 투입하면, 냉각 챔버에 이산화탄소를 주입하고, 주입된 이산화탄소의 일부를 흡입 등을 통하여 프리 챔버로 이동시킴으로써, 적열 코크스와 현열 회수 반응을 수행할 수 있다.
In the latter case, carbon dioxide is injected into the cooling chamber, and a part of the injected carbon dioxide is transferred to the prechamber through suction or the like, thereby performing the sensible heat recovery reaction with the glowing coke.

단, 상기 프리 챔버에 공급되는 이산화탄소는 상기 냉각 챔버에 공급된 이산화탄소가 프리 챔버로 이동된 것인 경우, 상기 이동에 필요한 장치는 특별히 한정하지는 않으나, 블로워를 사용하여 프리 챔버에 존재하는 가스를 외부로 배출하면서, 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소를 상부에 위치하는 프리 챔버로 흡입함으로써 수행할 수 있다. 이산화탄소의 이동을 위해 블로워를 사용하는 것이 이산화탄소를 프리 챔버에 일정한 유량으로 프리 챔버에 공급할 수 있어 바람직하다.
However, if the carbon dioxide supplied to the prechamber is the one in which the carbon dioxide supplied to the cooling chamber is moved to the prechamber, the apparatus necessary for the movement is not particularly limited, And sucking the carbon dioxide injected into the cooling chamber into the prechamber located at the top. The use of a blower for the movement of carbon dioxide is preferable because carbon dioxide can be supplied to the prechamber at a constant flow rate to the prechamber.

적열 코크스는 프리 챔버에 처음 투입될 당시의 온도가 약 1100℃ 정도에 해당하지만, 프리 챔버 내에서 상기와 같이 이산화탄소와의 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 통하여 약 750 내지 900℃ 정도까지 냉각된다.
The glowing coke is cooled to about 750 to 900 DEG C through the physical and chemical heat recovery reaction with the carbon dioxide in the prechamber, although the temperature at the time of the first introduction into the prechamber corresponds to about 1100 DEG C or so.

상기 프리 챔버 내에서 현열 회수 반응을 통해 1차로 냉각된 적열 코크스는 이후 프리 챔버의 하부에 이어지는 냉각 챔버로 이동하게 된다.
The glowing coke which has been primarily cooled through the sensible heat recovery reaction in the prechamber is then moved to the cooling chamber which continues to the lower portion of the prechamber.

냉각 챔버에 1차로 냉각된 적열 코크스가 도달하게 되면, 상기 적열 코크스를 2차로 냉각하기 위하여, 냉각 순환 가스로 이산화탄소를 냉각 챔버에 주입한다.
When the first cooled cooled coke reaches the cooling chamber, carbon dioxide is injected into the cooling chamber as a cooling circulating gas to cool the coke to a second degree.

상기 냉각 챔버에 주입하는 이산화탄소는 냉각 챔버에서 적열 코크스와 물리적 열 회수 반응으로 얻어진 고온의 이산화탄소를 가스/스팀 열 교환기 등과 같은 냉각 장치를 사용하여 냉각한 뒤, 재주입하는 것일 수 있고, 냉각 챔버에 직접적으로 바로 주입하는 것일 수도 있으나, 경제적인 면에서 재주입하는 것이 더욱 바람직하다.
The carbon dioxide injected into the cooling chamber may be cooled by using a cooling device such as a gas / steam heat exchanger or the like and then re-injecting the high temperature carbon dioxide obtained by the physical heat recovery reaction with the red coke in the cooling chamber, It may be directly injected directly, but it is more preferable to reinject in terms of economy.

단, 상기 이산화탄소를 냉각 챔버에 재주입하기 전에, 집진 장치(더스트 제거 장치)를 사용하여 이산화탄소 내 포함된 더스트 등의 이물질을 제거하는 것이 바람직하며, 프리 챔버에서 부다 반응에 의해 이산화탄소의 상당량이 일산화탄소로 전환되므로, 새로운 이산화탄소를 추가하여 재주입하는 것이 바람직하다.
Before the carbon dioxide is re-injected into the cooling chamber, it is preferable to remove foreign substances such as dust contained in the carbon dioxide by using a dust collecting apparatus (dust removing apparatus). In the prechamber, a considerable amount of carbon dioxide It is preferable to add fresh carbon dioxide and reinject.

또한, 물리적 열 회수 반응으로 가열된 고온의 이산화탄소는 상기 가스/스팀 열 교환기에 의해 고온, 고압의 증기를 생성하며, 이러한 증기는 직접 공정에 이용하거나, 전기 에너지 생산을 위한 발전에 활용할 수 있다.
Further, the high temperature carbon dioxide heated by the physical heat recovery reaction generates high temperature and high pressure steam by the gas / steam heat exchanger, and such steam can be used for direct process or for power generation for electric energy production.

상기 냉각 챔버 내에서, 적열 코크스는 프리 챔버에서와 마찬가지로 주입된 이산화탄소와 물리적 열 회수 반응을 하며, 그 외에도 일부 부다 반응을 통해 화학적 열 회수 반응을 수행하여 냉각된다.
In the cooling chamber, the glowing coke is subjected to a physical heat recovery reaction with the injected carbon dioxide as in the prechamber, and further, a chemical heat recovery reaction is performed through a partial reaction.

한편, 상기 프리 챔버 내에서는 부다 반응에 참여하는 적열 코크스의 온도가 약 1100℃인 것에 반면, 냉각 챔버 내에서는 부다 반응에 참여하는 적열 코크스는 상기 프리 챔버에서 1차로 냉각된 것으로, 약 750 내지 900℃에 해당하므로 부다 반응의 반응성이 다소 감소 되어, 프리 챔버에서는 화학적 열 회수 반응이 주로 일어나는 반면, 냉각 챔버에서는 물리적 열 회수 반응이 주로 일어난다.
Meanwhile, in the prechamber, the temperature of the red coke participating in the puddle reaction is about 1100 ° C., whereas in the cooling chamber, the red coke participating in the puddle reaction is first cooled in the prechamber, ° C, the reactivity of the Buda reaction is somewhat reduced. In the prechamber, the chemical heat recovery reaction mainly occurs, while in the cooling chamber, the physical heat recovery reaction occurs mainly.

적열 코크스는 상기 냉각 챔버에서의 물리적 및 화학적 열 회수 반응에 의해 2차로 냉각되며, 상기 코크스의 온도는 처음 냉각 챔버에 투입될 때, 약 750 내지 900℃이었으나, 2차 냉각에 의해 200℃ 이하까지 온도가 떨어지게 된다.
The gypsum coke is secondarily cooled by a physical and chemical heat recovery reaction in the cooling chamber and the temperature of the coke is about 750-900 ° C. when initially introduced into the cooling chamber, The temperature drops.

본 발명은 상기 프리 챔버 및 냉각 챔버의 각각에서 적열 코크스를 냉각하는 단계 후에 부다 반응에 의해 생성된 일산화탄소를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The present invention may further comprise the step of recovering the carbon monoxide generated by the puddle reaction after cooling the gypsum coke in each of the prechamber and the cooling chamber.

상기한 바와 같이, 적열 코크스는 이산화탄소와의 부다 반응에 의해 상당량의 이산화탄소가 일산화탄소로 전환되며, 이러한 일산화탄소는 집진 장치를 사용하여 상기 일산화탄소 내 포함된 더스트 등의 이물질을 제거하는 단계와 열 교환기를 사용하여 냉각하는 단계를 거쳐 냉각된 순수 일산화탄소 가스만을 회수할 수 있다.
As described above, a large amount of carbon dioxide is converted into carbon monoxide by the reaction of Pb with carbon dioxide, and this carbon monoxide is removed by using a dust collector to remove foreign substances such as dust contained in the carbon monoxide, So that only the cooled pure carbon monoxide gas can be recovered.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 회수하는 단계에서 회수된 일산화탄소를 재활용하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 재활용 방법을 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of recycling carbon monoxide recovered in the recovering step.

상기 회수된 일산화탄소는 고온이므로, 열 교환기를 통하여 발전시스템에 열을 공급함으로써, 전기 에너지로 회수할 수 있고, 제철 공정에서 환원로, 유동로 등에 직접 주입되어 환원 가스로 활용할 수 있으며, 화학 공정에서 원료 가스로도 활용할 수 있다.
Since the recovered carbon monoxide is at a high temperature, it can be recovered as electric energy by supplying heat to the power generation system through a heat exchanger, and can be directly used as a reducing gas by being directly injected into a reducing furnace, It can also be used as raw material gas.

도 2는 본 발명의 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 건식 소화 설비의일 예를 개략적으로 도시한 것으로, 코크스 버킷(102)을 통하여 고온의 적열 코크스는 내측에 공간이 형성된 CDQ 본체로 이동하는 데, 이때 CDQ 본체는 상부에 위치한 프리 챔버(101-1)와 하부에 위치한 냉각 챔버(101-2)로 나눠지고, 적열 코크스는 먼저 프리 챔버(101-1)로 이동한다.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a dry fire extinguishing system using a carbon dioxide-containing dry powder in accordance with the present invention. A high-temperature glowing coke moves through a coke bucket 102 to a CDQ body having a space formed therein, The CDQ body is divided into a prechamber 101-1 located at the upper part and a cooling chamber 101-2 located at the lower part, and the glowing coke first moves to the prechamber 101-1.

프리 챔버(101-1)에 적열 코크스가 도달하면, 냉각 챔버(101-2)에 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 이산화탄소를 주입하고, 프리 챔버(101-1)에 연결된 일산화탄소/이산화탄소 배출 블로워(110)를 가동시켜 냉각 챔버(101-2)에 주입한 이산화탄소의 일부를 프리 챔버(101-1)로 이동시킨다.
When the heat coke reaches the prechamber 101-1, carbon dioxide is injected into the cooling chamber 101-2 through the carbon dioxide injection line 105 and the carbon monoxide / carbon dioxide discharge blower 110) to move a part of the carbon dioxide injected into the cooling chamber 101-2 to the prechamber 101-1.

프리 챔버(101-1)로 이동된 일부의 이산화탄소가 적열 코크스에 비하여 상대적으로 저온이므로, 프리 챔버(101-1) 내에서 적열 코크스는 상기 이산화탄소와 물리적 열 회수 반응을 통하여 냉각되고, 그 외에도 이산화탄소와 흡열 반응인 부다 반응을 통하여 화학적으로 냉각되며, 다량의 일산화탄소가 발생된다.
Since some of the carbon dioxide transferred to the prechamber 101-1 is relatively low in temperature as compared with the infrared coke, the gypsum coke is cooled in the prechamber 101-1 through the physical heat recovery reaction with the carbon dioxide, Which is an endothermic reaction, and a large amount of carbon monoxide is generated.

상기 프리 챔버(101-1)에서 1차로 냉각된 코크스는 프리 챔버(101-1)의 하부에 위치한 냉각 챔버(101-2)로 이동하며, 상기 냉각 챔버(101-2)에 적열 코크스가 도달하면 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 이산화탄소를 냉각 챔버(101-2) 내로 주입한다.
The coke cooled primarily in the prechamber 101-1 moves to the cooling chamber 101-2 located in the lower portion of the prechamber 101-1 and the coke reaches the cooling chamber 101-2 The carbon dioxide is injected into the cooling chamber 101-2 through the carbon dioxide input line 105. [

상기 냉각 챔버(101-2) 내에서 코크스는 주입한 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행하고, 약 200℃ 정도까지 2차로 냉각되며, 코크스 배출 장치(107)를 통해 배출되어 냉각 코크스 배출 라인(108)으로 연결된다.
In the cooling chamber 101-2, the coke is subjected to a physical and chemical heat recovery reaction with the injected carbon dioxide, and is secondarily cooled to about 200 ° C. The coke is discharged through the coke discharging device 107, Lt; / RTI >

상기 적열 코크스와 이산화탄소의 부다 반응으로 발생한 일산화탄소는 분자량이 작아, 프리 챔버(101-2) 상부로 이동하게 되며, 프리 챔버(101-2)의 상부에 위치한 더스트 제거 장치(103)를 통하여 일산화탄소 내 포함된 이물질이 제거되고, 열 교환기(109)에 의해 냉각된 후, 일산화탄소/이산화탄소 배출 블로워(110)를 통해 배출되며, 일산화탄소 이송 라인(111)으로 연결되어 필요한 곳에 재활용될 수 있다.
The carbon monoxide generated by the reaction of the fused coke with the carbon dioxide has a small molecular weight and moves to the upper portion of the prechamber 101-2 and the carbon monoxide is removed through the dust removing unit 103 located at the upper portion of the prechamber 101-2. The foreign substance contained therein is removed, cooled by the heat exchanger 109, discharged through the carbon monoxide / carbon dioxide discharge blower 110, connected to the carbon monoxide transport line 111, and recycled where necessary.

단, 상기 일산화탄소/이산화탄소 배출 블로워(110)는 부다 반응에서 발생한 일산화탄소를 배출하기 위한 것이나, 이산화탄소도 미량 함께 배출되며, 상기한 바와 같이 챔버(101)의 하부에 위치한 냉각 챔버(101-2)에 주입된 이산화탄소를 상부에 위치한 프리 챔버(101-1)로 이동시키는 데에도 사용될 수 있다.
The carbon monoxide / carbon dioxide discharge blower 110 is for discharging carbon monoxide generated in the Pudad reaction, but also discharges a small amount of carbon dioxide. As described above, the carbon monoxide / carbon dioxide discharge blower 110 is installed in the cooling chamber 101-2 And can also be used to move the injected carbon dioxide to the pre-chamber 101-1 located at the top.

한편, 적열 코크스와 물리적 열 회수 반응을 통하여 가열된 이산화탄소는 더스트 제거 장치(103)를 통하여 이산화탄소 내 포함된 이물질이 제거되고, 가스/스팀 열 교환기(104)에 의해 냉각된 뒤, 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 새로운 이산화탄소가 더해진 뒤, 가스 순환 블로워(106)를 통하여 냉각 챔버(101-2)에 다시 공급될 수 있다.
On the other hand, the carbon dioxide heated through the glowing coke and the physical heat recovery reaction is removed from the carbon dioxide by the dust removing device 103, cooled by the gas / steam heat exchanger 104, 105, and then fed back to the cooling chamber 101-2 through the gas circulation blower 106. [

상기 냉각 챔버(101-2)에 이산화탄소를 주입할 때에는 도 2에 도시한 바와 같이 재활용된 이산화탄소에 새로운 이산화탄소를 더하여 주입할 수도 있고, 특별히 도시하지는 않았지만, 이산화탄소 주입 라인(105)을 냉각 챔버(101-2)에 바로 연결하여 새로운 이산화탄소만을 주입할 수도 있다.
2, fresh carbon dioxide may be added to the recycled carbon dioxide to inject the carbon dioxide into the cooling chamber 101-2. Although not specifically shown, the carbon dioxide injection line 105 may be connected to the cooling chamber 101 -2) and inject only new carbon dioxide.

도 3은 본 발명의 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 건식 소화 설비의다른 예를 개략적으로 도시한 것으로, 코크스 버킷(102)을 통하여 고온의 적열 코크스가 CDQ 본체의 상부에 위치한 프리 챔버(101-1)로 이동한다. 상기 코크스가 프리 챔버(101-1)에 도달하면, 프리 챔버(101-1)에 연결된 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 이산화탄소가 프리 챔버(101-1) 내부로 주입되고, 약 1100℃에 해당하는 고온의 적열 코크스는 주입된 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 통하여 약 750~900℃까지 1차로 냉각된다.
FIG. 3 schematically shows another example of a dry fire extinguishing system using a carbon dioxide-based dry coke of the present invention, wherein a hot cryogenic coke is introduced through a coke bucket 102 into a prechamber 101-1, . When the coke reaches the prechamber 101-1, carbon dioxide is injected into the prechamber 101-1 through the carbon dioxide injection line 105 connected to the prechamber 101-1, The hot coke of the high temperature is firstly cooled to about 750 to 900 ° C. through the physical and chemical heat recovery reaction with the injected carbon dioxide.

그 후, 1차 냉각된 코크스는 프리 챔버(101-1)의 하부에 위치하는 냉각 챔버(101-2)로 이동한다. 코크스가 냉각 챔버(101-2)에 도달하면, 냉각 챔버(101-2)에 연결된 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 이산화탄소가 냉각 챔버(101-2) 내부로 주입되고, 적열 코크스는 주입된 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 통하여 약 200℃까지 2차로 냉각된다.
Thereafter, the primary cooled coke moves to the cooling chamber 101-2 located in the lower portion of the prechamber 101-1. When the coke reaches the cooling chamber 101-2, carbon dioxide is injected into the cooling chamber 101-2 through the carbon dioxide input line 105 connected to the cooling chamber 101-2, and the glow- And secondly to about 200 < 0 > C through physical and chemical heat recovery reactions.

냉각된 적열 코크스는 코크스 배출 장치(107)를 통해 배출되고, 냉각 코크스 배출 라인(108)으로 연결된다.
The cooled glowing coke is discharged through the coke discharge device 107 and connected to the cooling coke discharge line 108.

다만, 상기 냉각 챔버(101-2)로 주입되는 이산화탄소는 도 3에 도시하지는 않았지만, 이산화탄소 투입 라인(105)이 상기 냉각 챔버(101-2)에 직접적으로 연결되어 바로 주입할 수도 있고, 도 3과 같이, 적열 코크스와 물리적 열 회수 반응으로 가열된 이산화탄소를 더스트 제거 장치(103)를 통하여 이물질을 제거하고, 가스/스팀 열 교환기(104)에 의해 냉각한 뒤, 이산화탄소 투입 라인(105)을 통하여 새로운 이산화탄소가 더해져, 가스 순환 블로워(106)를 통하여 냉각 챔버(101-2)에 다시 공급될 수 있다.
3, the carbon dioxide injection line 105 may be directly connected to the cooling chamber 101-2 to be injected immediately, or alternatively, the carbon dioxide injection line 105 may be directly injected into the cooling chamber 101-2, The carbon dioxide heated by the glowing coke and the physical heat recovery reaction is removed through the dust removing device 103 and cooled by the gas / steam heat exchanger 104 and then passed through the carbon dioxide input line 105 New carbon dioxide can be added and supplied again to the cooling chamber 101-2 through the gas circulation blower 106. [

실시예Example

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시 예 1][Example 1]

온도가 1,000~1,100℃에 해당하는 적열 코크스 1톤을 CDQ 프리 챔버에 투입한 뒤, 냉각 챔버에 이산화탄소를 하기 표 1과 같이 1,000~1,400 Nm3/hr의 유량으로 주입하였다.
1 ton of cryogenic coke at a temperature of 1,000 to 1,100 ° C was introduced into the CDQ prechamber and carbon dioxide was injected into the cooling chamber at a flow rate of 1,000 to 1,400 Nm 3 / hr as shown in Table 1 below.

그 후, 프리 챔버에 연결된 일산화탄소/이산화탄소 배출 블로워를 이용하여 하부 냉각 챔버에 존재하는 이산화탄소 중 일부를 50~100Nm3/hr의 유량으로 프리 챔버로 흡입하였다.
Then, a portion of the carbon dioxide present in the lower cooling chamber was sucked into the prechamber at a flow rate of 50 to 100 Nm 3 / hr using a carbon monoxide / carbon dioxide discharge blower connected to the prechamber.

프리 챔버 내에서 적열 코크스는 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행하였고, 배출되는 일산화탄소 및 이산화탄소의 혼합 가스의 유량을 측정한 결과, 80 ~ 200 Nm3/hr에 해당하였다. 배출되는 혼합 가스 중 일산화탄소의 농도는 측정한 결과 약 70~95%를 차지하였고, 이산화탄소는 약 5~30%를 차지하는 것을 알 수 있었다.
In the prechamber, the gypsum coke was subjected to physical and chemical heat recovery reaction with carbon dioxide, and the flow rate of the mixed gas of carbon monoxide and carbon dioxide discharged was 80 to 200 Nm 3 / hr. The concentration of carbon monoxide in the mixed gas was about 70 ~ 95% and the carbon dioxide was about 5 ~ 30%.

적열 코크스는 프리 챔버에서의 현열 회수 반응을 통하여 약 700~900℃까지 1차로 냉각되었으며, 이후 냉각 챔버로 이동하였다.
The red coke was firstly cooled to about 700 ~ 900 ℃ through the sensible heat recovery reaction in the prechamber and then moved to the cooling chamber.

상기 1차로 냉각된 적열 코크스가 냉각 챔버에 도달하였을 때, 이산화탄소를 50~100 Nm3/hr의 유량으로 추가로 주입하였고, 적열 코크스는 상기 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행한 결과, 배출되는 일산화탄소 및 이산화탄소의 혼합 가스의 총 유량은 1,000~1,500 Nm3/hr로 측정되었다.
When the first cooled cryogenically heated coke reaches the cooling chamber, carbon dioxide is further injected at a flow rate of 50 to 100 Nm 3 / hr, and the gypsum coke is subjected to a physical and chemical heat recovery reaction with the carbon dioxide, The total flow rate of the mixed gas of carbon monoxide and carbon dioxide was measured at 1,000 to 1,500 Nm 3 / hr.

배출되는 혼합 가스 중 일산화탄소의 농도를 측정한 결과 약 0~10%를 차지하였고, 이산화탄소는 약 90~100% 를 차지하는 것을 알 수 있었다. 또한, 적열 코크스는 냉각 챔버 내에서의 현열 회수 반응을 통하여 약 100~200℃까지 2차로 냉각되었다.
The concentration of carbon monoxide in the mixed gas was about 0 ~ 10%, and the carbon dioxide was about 90 ~ 100%. In addition, the red gypsum coke was secondarily cooled to about 100 to 200 DEG C through a sensible heat recovery reaction in the cooling chamber.

설비equipment 조건Condition 단위unit 범위range 상부
프리 챔버
Top
Prechamber
하부 CO2
상부 흡입 유량
Lower CO 2
Upper suction flow
Nm3/hrNm 3 / hr 50 ~10050-100
CO2 전환율CO 2 conversion rate %% 70~9570 ~ 95 CO/CO2 배출 유량CO / CO 2 emission flow rate Nm3/hrNm 3 / hr 80 ~ 20080 ~ 200 배출가스 중 CO 농도 CO concentration in exhaust gas %% 70~9570 ~ 95 배출가스 중 CO2 농도CO 2 concentration in the exhaust gas %% 5 ~ 305 to 30 코크스 투입 온도Coke supply temperature 1,000~1,1001,000-1,100 코크스 배출 온도Coke discharge temperature 700~900700 ~ 900 하부
냉각 챔버
bottom
Cooling chamber
CO2 순환 유량CO 2 circulation flow Nm3/hrNm 3 / hr 1,000~1,4001,000 to 1,400
CO2 추가 투입량CO 2 additional input Nm3/hrNm 3 / hr 50~10050-100 CO2 전환율CO 2 conversion rate %% 0~50-5 CO/CO2 배출 유량CO / CO2 Emission Flow Nm3/hrNm 3 / hr 1,000~1,5001,000 to 1,500 배출가스 중 CO 농도 CO concentration in exhaust gas %% 0~100 to 10 배출가스 중 CO2 농도CO 2 concentration in the exhaust gas %% 90~10090-100 코크스 투입 온도Coke supply temperature 700~900700 ~ 900 코크스 배출 온도Coke discharge temperature 100~200100 to 200

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 프리 챔버로 흡입된 이산화탄소 중 부다 반응을 통하여 일산화탄소로 전환되는 비율은 약 70~95%에 해당하는 반면, 냉각 챔버에서 주입된 이산화탄소 중 부다 반응을 통하여 일산화탄소로 전환되는 비율은 약 0~5%에 해당하는 것을 알 수 있다. 따라서, 프리 챔버에서는 적열 코크스와 이산화탄소가 주로 화학적 열 회수 반응을 수행하는 반면, 냉각 챔버에서는 주로 물리적 열 회수 반응을 수행하는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 1, the ratio of the carbon dioxide absorbed into the prechamber to carbon monoxide through the booth reaction is about 70 to 95%, while the carbon dioxide injected from the cooling chamber is converted into carbon monoxide through the booth reaction The ratio is about 0 to 5%. Therefore, it can be seen that, in the prechamber, the gaseous coke and carbon dioxide mainly perform the chemical heat recovery reaction, whereas the cooling chamber mainly performs the physical heat recovery reaction.

[실시예 2][Example 2]

온도가 1,000~1,100℃에 해당하는 적열 코크스 1톤을 CDQ 프리 챔버에 투입한 뒤, 프리 챔버에 이산화탄소를 50~100 Nm3/hr 의 유량으로 주입하였다.
After the temperature In the glowing coke 1 ton corresponding to 1,000 ~ 1,100 ℃ the CDQ-free chamber, the carbon dioxide was injected at a flow rate of 50 ~ 100 Nm 3 / hr in the prechamber.

프리 챔버 내에서 적열 코크스는 주입된 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행하였고, 배출되는 일산화탄소 및 이산화탄소의 혼합 가스의 총 유량은 80 ~ 200 Nm3/hr로 측정되었다.
In the prechamber, the gypsum coke was subjected to physical and chemical heat recovery reactions with the injected carbon dioxide, and the total flow rate of the mixed gas of carbon monoxide and carbon dioxide was measured at 80 to 200 Nm 3 / hr.

배출되는 혼합 가스 중 일산화탄소의 농도를 측정한 결과 약 70~95%를 차지하였고, 이산화탄소는 약 5~30%를 차지하는 것을 알 수 있었다. 또한, 적열 코크스는 프리 챔버 내에서의 현열 회수 반응을 통하여 약 700~900℃까지 1차로 냉각되었으며, 이후 냉각 챔버로 이동하였다.
The concentration of carbon monoxide in the mixed gas was about 70 ~ 95%, and carbon dioxide accounted for about 5 ~ 30%. Also, the red coke was first cooled to about 700-900 ° C. through the sensible heat recovery reaction in the prechamber, and then moved to the cooling chamber.

상기 1차로 냉각된 적열 코크스가 냉각 챔버에 도달하였을 때, 이산화탄소를 1,000~1,400 Nm3/hr의 유량으로 주입하였고, 적열 코크스는 냉각 챔버 내에서 주입된 이산화탄소와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행하였다. 현열 회수 반응 결과 배출되는 일산화탄소 및 이산화탄소의 혼합 가스의 총 유량은 1,000~1,500 Nm3/hr로 측정되었다.
When the primary cooled cryogenically cooled coke reached the cooling chamber, carbon dioxide was injected at a flow rate of 1,000 to 1,400 Nm 3 / hr, and the gypsum coke performed a physical and chemical heat recovery reaction with the injected carbon dioxide in the cooling chamber . As a result of the sensible heat recovery reaction, the total flow rate of the mixed gas of carbon monoxide and carbon dioxide was measured at 1,000 to 1,500 Nm 3 / hr.

배출되는 혼합 가스 중 일산화탄소의 농도를 측정한 결과 약 0~10%를 차지하였고, 이산화탄소는 약 90~100% 를 차지하는 것을 알 수 있었다. 적열 코크스는 냉각 챔버 내에서의 현열 회수 반응을 통하여 약 100~200℃까지 2차로 냉각되었다.
The concentration of carbon monoxide in the mixed gas was about 0 ~ 10%, and the carbon dioxide was about 90 ~ 100%. The gypsum coke was secondarily cooled to about 100 ~ 200 ℃ through the sensible heat recovery reaction in the cooling chamber.

설비equipment 조건Condition 단위unit 범위range 상부
Pre-Chamber
Top
Pre-Chamber
CO2 상부 투입 유량CO 2 top feed flow Nm3/hrNm 3 / hr 50 ~10050-100
CO2 전환율CO 2 conversion rate %% 70~9570 ~ 95 CO/CO2 배출 유량CO / CO 2 emission flow rate Nm3/hrNm 3 / hr 80 ~ 20080 ~ 200 배출가스 중 CO 농도 CO concentration in exhaust gas %% 70~9570 ~ 95 배출가스 중 CO2 농도CO 2 concentration in the exhaust gas %% 5 ~ 305 to 30 코크스 투입 온도Coke supply temperature 1,000~1,1001,000-1,100 코크스 배출 온도Coke discharge temperature 700~900700 ~ 900 하부
Cooling-Chamber
bottom
Cooling-Chamber
CO2 순환 유량CO 2 circulation flow Nm3/hrNm 3 / hr 1,000~1,4001,000 to 1,400
CO2 전환율CO 2 conversion rate %% 0~50-5 CO/CO2 배출 유량CO / CO 2 emission flow rate Nm3/hrNm 3 / hr 1,000~1,5001,000 to 1,500 배출가스 중 CO 농도 CO concentration in exhaust gas %% 0~100 to 10 배출가스 중 CO2 농도CO 2 concentration in the exhaust gas %% 90~10090-100 코크스 투입 온도Coke supply temperature 700~900700 ~ 900 코크스 배출 온도Coke discharge temperature 100~200100 to 200

상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 프리 챔버에 주입된 이산화탄소 중 부다 반응을 통하여 일산화탄소로 전환되는 비율은 약 70~95%에 해당하는 반면, 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소 중 부다 반응을 통하여 일산화탄소로 전환되는 비율은 약 0~5%에 해당하는 것을 알 수 있다. 따라서, 프리 챔버에서는 적열 코크스와 이산화탄소가 주로 화학적 열 회수 반응을 수행하는 반면, 냉각 챔버에서는 주로 물리적 열 회수 반응이 일어나는 것을 알 수 있었다.
As shown in Table 2, the ratio of the carbon dioxide injected into the prechamber to the carbon monoxide through the puddle reaction is about 70 to 95%, while the carbon dioxide injected into the cooling chamber is converted into carbon monoxide through the puddle reaction The ratio is about 0 to 5%. Therefore, it can be seen that in the prechamber, the heat recovery coke and carbon dioxide mainly perform the chemical heat recovery reaction, whereas the physical heat recovery reaction occurs mainly in the cooling chamber.

또한, 실시예 1은 냉각 챔버에 이산화탄소를 주입한 뒤, 프리 챔버로 일부 흡입하는 구성이고, 실시예 2는 프리 챔버 및 냉각 챔버 각각에 별도로 이산화탄소를 주입하는 구성이나, 배출되는 일산화탄소의 농도, 혼합 가스의 유량 및 2차로 냉각되어 배출되는 코크스의 온도가 모두 동일하여 현열 회수 효율 면에서 차이가 없는 것을 알 수 있다. 다만, 실시예 1의 흡입하는 구성이 실제 공정 면에서는 보다 간편한 구성으로, 간단히 운전할 수 있어 바람직하다.
In the first embodiment, carbon dioxide is injected into the cooling chamber, and then part of the carbon dioxide is sucked into the prechamber. In the second embodiment, carbon dioxide is separately injected into each of the prechamber and the cooling chamber. It can be seen that there is no difference in the sensible heat recovery efficiency because the flow rate of the gas and the temperature of the coke to be discharged by the second cooling are all the same. However, the suction structure of the first embodiment is preferable because it can be operated simply with a simpler structure in terms of actual process.

[비교예 1][Comparative Example 1]

온도가 1,000~1,100℃에 해당하는 적열 코크스 1톤을 CDQ 프리 챔버에 투입한 뒤, 냉각 챔버로 이동시키고, 질소 가스를 1,300~1,400 Nm3/hr의 유량으로 주입하여 물리적 열 회수 반응을 수행하였다. 배출되는 코크스의 온도를 측정한 결과 약 100~200℃까지 냉각된 것을 알 수 있었다.
One ton of cryogenic coke at a temperature of 1,000 to 1,100 ° C was introduced into the CDQ prechamber and then transferred to the cooling chamber and nitrogen gas was injected at a flow rate of 1,300 to 1,400 Nm 3 / hr to perform a physical heat recovery reaction . The temperature of the discharged coke was measured and found to be cooled to about 100 to 200 ° C.

설비equipment 조건Condition 단위unit 범위range 상부
Pre-Chamber
Top
Pre-Chamber
코크스 투입 온도Coke supply temperature 1,000~1,1001,000-1,100
하부
Cooling-Chamber
bottom
Cooling-Chamber
N2 순환 유량N 2 circulating flow Nm3/hrNm 3 / hr 1,300~1,4001,300-1,400
코크스 배출 온도Coke discharge temperature 100~200100 to 200

본 발명은 냉각 순환 가스로 이산화탄소를 사용하였으나, 기존에 질소 가스를 사용하던 것과 비교할 때, 배출되는 코크스의 온도가 약 100~200℃로 동일하여, 질소 가스를 사용하지 않아도, 동일한 현열 회수 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명은 화학적 열 회수 반응으로 발생되는 다량의 일산화탄소를 다방면에 재활용할 수 있어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
The present invention uses carbon dioxide as the cooling circulation gas. However, compared to the case where nitrogen gas is used, since the temperature of the discharged coke is about 100 to 200 DEG C, the same sensible heat recovery effect Can be obtained. In addition, the present invention can recycle a large amount of carbon monoxide generated in a chemical heat recovery reaction in various directions, thereby improving energy efficiency.

[비교예 2][Comparative Example 2]

온도가 1,000~1,100℃에 해당하는 적열 코크스 1톤을 CDQ 프리 챔버에 투입한 뒤, 냉각 챔버로 이동시키고, 이산화탄소를 100~300 Nm3/hr의 유량으로 주입하여, 코크스와 물리적 및 화학적 열 회수 반응을 수행하였다. 배출되는 코크스의 온도를 측정한 결과 약 600~750℃로 냉각된 것을 알 수 있었다.
One ton of cryogenic coke at a temperature ranging from 1,000 to 1,100 ° C was introduced into the CDQ prechamber and then transferred to the cooling chamber and carbon dioxide was injected at a flow rate of 100 to 300 Nm 3 / hr to recover coke, physical and chemical heat The reaction was carried out. The temperature of the discharged coke was measured to be about 600 to 750 ° C.

설비equipment 조건Condition 단위unit 범위range 상부
Pre-Chamber
Top
Pre-Chamber
코크스 투입 온도Coke supply temperature 1,000~1,1001,000-1,100
하부
Cooling-Chamber
bottom
Cooling-Chamber
CO2 순환 유량CO 2 circulation flow Nm3/hrNm 3 / hr 100~300100 to 300
코크스 배출 온도Coke discharge temperature 600~750600 to 750

기존에 이산화탄소를 이용하여 적열 코크스의 현열을 회수하던 공정은 프리 챔버 및 냉각 챔버 모두에서 열 회수 반응을 수행하는 본 발명과 달리, 상기 비교예 2와 같이 냉각 챔버에서만 현열 회수 반응을 수행하였고, 그 결과 배출되는 코크스가 약 600~750℃ 정도까지만 냉각되어 현열을 효과적으로 회수하고 있지 못함을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명은 프리 챔버 및 냉각 챔버 모두에서 현열 회수 반응을 수행하여 적열 코크스를 2차로 냉각시킴으로써, 배출되는 코크스를 약 100~200℃까지 냉각할 수 있고, 현열을 보다 효과적으로 회수할 수 있음을 알 수 있다.
Unlike the present invention in which the heat recovery reaction is performed in both the prechamber and the cooling chamber, the process of recovering the sensible heat of the cryocooler using carbon dioxide has been carried out only in the cooling chamber as in Comparative Example 2, It can be seen that the discharged coke is cooled only to about 600 to 750 ° C and the sensible heat is not effectively recovered. In contrast, the present invention can cool the discharged coke to about 100 to 200 ° C by performing the sensible heat recovery reaction in both the prechamber and the cooling chamber, thereby cooling the glowing coke secondarily, and recovering sensible heat more effectively .

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the invention. To those of ordinary skill in the art.

1: CDQ본체
1a, 101-1: 프리 챔버
1b, 101-2: 냉각 챔버
2, 102: 코크스 버킷
3: 윈치 리프트
4: 코크스 배출 장치
5: 연소용 공기 공급장치
6: 가스 공급관
103: 더스트 제거 장치
104: 가스/스팀 열 교환기
105: 이산화탄소 투입 라인
106: 가스 순환 블로워
107: 코크스 배출 장치
108: 냉각 코크스 배출 라인
109: 열 교환기
110: 일산화탄소/이산화탄소 배출 블로워
111: 일산화탄소 이송 라인
1: CDQ body
1a, 101-1: Prechamber
1b, 101-2: cooling chamber
2, 102: Coke bucket
3: Winch lift
4: Coke discharge device
5: Air supply device for combustion
6: gas supply pipe
103: Dust removal device
104: Gas / steam heat exchanger
105: Carbon dioxide input line
106: gas circulation blower
107: Coke discharge device
108: Cooling coke discharge line
109: Heat exchanger
110: Carbon monoxide / carbon dioxide exhaust blower
111: Carbon monoxide transport line

Claims (6)

CDQ 본체 상부의 프리 챔버에 적열 코크스를 투입하는 단계;
상기 적열 코크스가 투입된 프리 챔버에 이산화탄소를 공급하여 적열코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 적열 코크스를 CDQ 본체 하부의 냉각 챔버로 이동시키는 단계; 및
상기 냉각 챔버에 이산화탄소를 주입하여 적열코크스와 이산화탄소의 반응에 의한 현열 회수를 통해 적열 코크스를 2차 냉각하는 단계를 포함하는 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법.
Injecting a glowing coke into the prechamber above the CDQ body;
Supplying carbon dioxide to the prechamber into which the red gypsum coke has been introduced, thereby first cooling the gypsum coke through sensible heat recovery by reaction between the gypsum coke and carbon dioxide;
Moving the primary cooled gypsum coke to a cooling chamber below the CDQ body; And
And injecting carbon dioxide into the cooling chamber to secondarily cool the red coke through sensible heat recovery by reaction between the red coke and the carbon dioxide.
제1항에 있어서, 상기 프리 챔버에 공급되는 이산화탄소는 상기 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소가 프리 챔버로 이동된 것인 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법.
The method of claim 1, wherein the carbon dioxide supplied to the prechamber is carbon dioxide injected into the cooling chamber, and the carbon dioxide injected into the cooling chamber is transferred to the prechamber.
제2항에 있어서, 상기 냉각 챔버에 주입된 이산화탄소는 블로워에 의해 프리 챔버로 이동되는 것인 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법.
The method of claim 2, wherein the carbon dioxide injected into the cooling chamber is transferred to the prechamber by a blower.
제1항에 있어서, 상기 1차 냉각하는 단계, 2차 냉각하는 단계, 또는 1차 냉각하는 단계 및 2차 냉각하는 단계 후에 상기 이산화탄소와의 반응에 의해 생성된 일산화탄소를 회수하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법.
The method of claim 1, further comprising the step of recovering carbon monoxide generated by the reaction with the carbon dioxide after the first cooling step, the second cooling step, or the first cooling step and the second cooling step Method for recovering sensible heat of coke by using carbon dioxide.
제4항에 있어서, 상기 회수하는 단계는
집진 장치를 사용하여 생성된 일산화탄소 내 포함된 이물질을 제거하는 단계; 및
열 교환기를 사용하여 일산화탄소를 냉각하는 단계를 포함하는 이산화탄소를 이용한 적열 코크스의 현열 회수 방법.
5. The method of claim 4, wherein the recovering step
Removing foreign matter contained in the carbon monoxide generated by using the dust collecting device; And
A method of recovering sensible heat of a cured heat of a coke using carbon dioxide, comprising the step of cooling the carbon monoxide using a heat exchanger.
제4항 또는 제5항의 회수하는 단계에서 회수된 일산화탄소를 제철 공정의 환원가스 또는 화학 공정의 원료가스로 재활용하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 재활용 방법.The method for recycling carbon monoxide as recited in claim 4 or 5, wherein the recovered carbon monoxide is recycled as a reducing gas in a steelmaking process or a raw material gas in a chemical process.
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