KR20150049255A - Rotary kiln - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a rotary kiln which comprises: an inlet unit where a raw material flows into; a reduction unit connected to the inlet unit, wherein a dam structure is formed inside a body in order to increase raw material detention time inside the body which is a cylindrical shape having hollowness and hydrogen is charged for a raw material to be reduced, and which is rotated; and a hydrogen supply unit supplying hydrogen to the reduction unit. According to an embodiment of the present invention, the rotary kiln can reduce time which achieves a predetermined reduction rate as a raw material is reacted to hydrogen without increasing a size of equipment as raw material detention time therein is increased.

Description

로터리 킬른 {ROTARY KILN}Rotary Kiln {ROTARY KILN}

본 발명은 로터리 킬른에 관한 것으로, 상세하게는 설비의 크기를 유지하고원료의 환원율을 증가시키기 위해 내부에 나선형상의 댐구조와 리프터를 구비하는 로터리 킬른에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary kiln, and more particularly to a rotary kiln having a spiral dam structure and a lifter inside to maintain the size of the facility and increase the reduction ratio of the raw material.

로터리 킬른(10)은 석회 및 시멘트 제조, 각종 금속의 환원, 폐기물 처리에 사용되는 장치로, 원료를 가열하여 설정된 온도로 상승시킨 후에 수소와 반응시켜 원료를 환원시킬 때 사용되는 장치이다.A rotary kiln (10) is a device used for manufacturing lime and cement, reducing various metals, and treating wastes. The rotary kiln (10) is a device used for heating a raw material to raise it to a predetermined temperature and reacting it with hydrogen to reduce raw materials.

그래서, 로터리 킬른(10)에서는 원료의 환원 반응을 위해 원료를 설정된 온도로 상승시키는 승온과정과, 온도가 상승된 원료를 수소와 반응하여 환원되는 환원과정이 포함된다.Thus, the rotary kiln 10 includes a temperature raising process for raising the raw material to a predetermined temperature for reducing the raw material, and a reducing process for reducing the temperature of the raw material by reacting with the hydrogen.

이를 위해, 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 로터리 킬른(10)은 원료가 유입되는 유입부(4)와, 유입된 원료(m1)와 수소가 반응하여 환원반응이 일어나는 환원부(1)상기 환원된 원료(m2)가 유출되는 유출부(3)로 구성된다.1 and 2, a conventional rotary kiln 10 includes an inlet 4 through which a raw material flows, a reduction unit 1 through which a hydrogen is reacted with the introduced raw material m1, ) And an outlet (3) through which the reduced raw material (m2) flows out.

먼저, 상기 유입부(4)와 인접한 상기 환원부(1)에서는 가열장치(미도시)로부터 열을 공급받아 유입된 원료의 온도가 상승되고, 수소 공급부(2)로부터 공급된 수소와 반응하여 환원반응이 일어난다.First, in the reducing unit 1 adjacent to the inflow unit 4, the temperature of the raw material supplied with heat from a heating device (not shown) is raised and reacts with hydrogen supplied from the hydrogen supply unit 2, The reaction takes place.

그리고, 상기 환원부(1)는 원료가 유입부(4)에서 유입되어 상기 환원부(1) 내부에서 환원반응이 일어난 후 상기 유출부(3)로 유출되는 것을 원활히 하기 위해 지면과 설정된 경사각(α)를 이루며 경사지게 구비되어 있다.The reducing unit 1 is connected to the ground at a predetermined angle of inclination so as to smoothly flow the raw material into the outlet 3 after the raw material flows in the inlet 4 and the reducing reaction occurs in the reducing unit 1, alpha), and is inclined.

그리고, 상기 환원부(1)는 회전하도록 구비되어, 회전함에 따라 원료를 하부에서 상부로 이동시키고, 상부에서 원료를 낙하시켜 낙하 중에 수소와의 반응하고, 환원 반응이 일어나는 원료와 환원 반응이 일어나지 않은 원료를 혼합하기 위해, 상기 환원부(1)의 내벽에서 돌출되어 상기 회전부의 회전방향으로 절곡된 형상을 구비하는 리프터(1a)를 구비한다.The reducing unit 1 is provided to rotate, and moves the raw material from the lower part to the upper part as it rotates. The raw material falls down from the upper part, reacts with hydrogen in the falling part, and a reduction reaction occurs with the raw material, And a lifter 1a protruding from an inner wall of the reducing unit 1 and having a shape bent in a rotating direction of the rotating unit to mix raw materials.

그런데, 종래의 환원부(1)는 원료의 온도상승과 관련하여 유입된 원료가 상기 환원부(1) 내부에서 설정된 온도로 상승하기 위해 필요한 체류시간 동안 열을 공급받지 못하고 수소와 반응하여 환원율이 낮은 문제가 있었다.However, in the conventional reduction unit 1, the raw material introduced in relation to the temperature rise of the raw material does not receive heat during the residence time required to rise to the set temperature inside the reduction unit 1 and reacts with hydrogen, There was a low problem.

이 경우, 체류시간과 관련하여, 상기 환원부(1) 내부에서의 체류시간은 아래의 식 (1)을 통해 구할 수 있다.In this case, regarding the residence time, the residence time in the reducing section 1 can be obtained through the following equation (1).

식(1): 체류시간= sin(θ)*L*∏/tan(α)/N/D(1): Retention time = sin (?) * L *? / Tan (?) / N / D

(θ: 안식각, L: 환원부의 길이, ∏: 원주율, α: 환원부의 경사각, N: 환원부의 회전수(RPM), D: 환원부의 직경)where? is the angle of repose, L is the length of the reducing part,? is the circularity,? is the inclination angle of the reducing part, N is the number of revolutions of the reducing part (RPM), D is the diameter of the reducing part,

식 (1)에서 안식각(θ)은, 도 3을 참조하면, 상기 환원부(1)가 회전시 적층된 원료가 상기 환원부(1)의 내벽을 따라 회전방향으로 회전하며 상부면이 지면과의 각도를 말한다.Referring to FIG. 3, the angle of repose angle in the formula (1) is set such that the material in which the reducing unit 1 is stacked at the time of rotation rotates in the rotating direction along the inner wall of the reducing unit 1, .

즉, 상기 환원부의 회전속도가 큰 경우 등에는 원료도 상기 환원부의 내벽을 따라 상승하는 폭이 크기 때문에 안식각(θ)이 크게 된다.That is, when the rotating speed of the reducing unit is large, the angle of elevation is large because the raw material also has a large width rising along the inner wall of the reducing unit.

또한, 종래의 환원부(1)는 체류시간을 증가시키기 위해, 식(1)을 참조하면, 환원부(1)의 길이를 증가하거나, 환원부의 직경을 증가시키는 경우에 원료가 상기 환원부(1) 내부에서 충분한 시간동안 열을 공급받아 설정된 온도로 상승할 수 있기 때문에 설비 규모를 증가시켜야 하는 문제가 있었다.Further, referring to Equation (1), in order to increase the residence time, the conventional reducing unit 1 may increase the length of the reducing unit 1 or increase the diameter of the reducing unit, 1) Since the heat can be supplied for a sufficient time to rise to a set temperature, there has been a problem that the size of the facility must be increased.

또한, 환원 반응과 관련하여, 도 4을 참조하면, 종래의 환원부(1)는 원료 입자를 균일하게 혼합하고 환원부(1)의 하부에서 상부로 이동시킨 후 낙하하는 동안 수소와 반응하기 위해 리프터(1a)가 설치되어 있다. Referring to FIG. 4, referring to FIG. 4, the conventional reducing unit 1 is configured to uniformly mix the raw material particles and to move them upwardly from the lower part of the reducing unit 1, A lifter 1a is provided.

그런데, 상기 리프터(1a)의 개수는 단면상 4개로 구비되어 원료 유입량이 많은 경우에는 상기 환원부(1)가 회전시에 원료 입자가 하부에서 상부로 이동하지 못하고 하부에 적층된 상태로 유지되어 수소와 원활하게 반응하지 못함으로써 원료의 환원율이 낮은 문제가 있었다. However, when the number of the lifters 1a is four, the raw material particles can not move from the bottom to the top during the rotation of the reducing unit 1, And there is a problem that the reduction rate of the raw material is low.

따라서, 종래의 로터리 킬른(10)은 리프터(1a)를 사용함에도 불구하고 원료와 수소의 화학 반응에 의한 환원율이 낮아, 일 예로, 80%이상의 환원율을 갖는데 1시간 20분 이상의 시간이 필요하였다.Therefore, although the conventional rotary kiln 10 uses the lifter 1a, the reduction rate due to the chemical reaction between the raw material and hydrogen is low. For example, the reduction rate of 80% or more is required for 1 hour and 20 minutes or more.

그래서, 짧은 시간에 원료의 설정된 환원율을 달성하기 위해서는 상기 환원부(1)의 직경을 증가시키거나, 길이를 증가시키는 등 설비의 크기를 증가시켜야 하는 문제가 있었다.Therefore, in order to achieve the predetermined reduction ratio of the raw material in a short time, there has been a problem that the size of the equipment must be increased, for example, the diameter of the reducing unit 1 is increased or the length thereof is increased.

상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 제안된 것으로 본 발명은 일측면으로서, 설비의 크기를 유지한 상태로 원료가 설정된 온도를 상승시키는 승온시간을 단축할 수 있는 로터리 킬른을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an aspect of the present invention to provide a rotary kiln capable of shortening a temperature rise time for raising a set temperature of a raw material while maintaining the size of a facility, .

그리고, 본 발명은 일측면으로서, 내부에 유입된 수소와 환원 반응시에 설정된 환원율을 달성하는 시간을 단축할 수 있는 로터리 킬른을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a rotary kiln capable of shortening the time for achieving the reduction ratio set in the reduction reaction with the hydrogen introduced into the interior.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서 본 발명은, 원료가 유입되는 유입부와, 상기 유입부와 연결되고, 중공이 형성된 통 형상의 몸체 내부에서의 원료 체류 시간을 증가시키기 위해, 몸체 내부에 댐 구조가 형성되고 회전가능하게 구비되며 수소가 장입되어 원료의 환원 반응이 일어나는 환원부 및, 상기 환원부에 수소를 공급하는 수소 공급부를 포함하는 로터리 킬른을 제공한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine comprising an inflow portion into which a raw material flows, and an internal combustion engine connected to the inflow portion to increase a residence time of raw materials in a cylindrical body having a hollow, And a hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the reducing unit. The present invention also provides a rotary kiln comprising: a hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the reducing unit;

그리고, 본 발명은 일측면으로서, 상기 환원부는 외부로부터 열을 공급받아 원료가 가열되고, 원료의 내부에서 체류시간을 증가시키기 위해 몸체 내벽에서 몸체부의 원주방향을 따라 중심 방향으로 돌출되는 댐구조가 형성되는 승온부 및, 상기 승온부와 연결되며, 상기 수소 공급부에서 공급된 수소를 상기 승온부에서 유입된 원료와 혼합하기 위해 내벽에서 중심 방향으로 돌출되며 각각 이격된 복수개의 리프터가 구비되는 혼합부를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a dam structure in which the reducing part is heated by supplying heat from the outside, and the material is heated and protruded in the center direction along the circumferential direction of the body from the inner wall of the body to increase the residence time inside the material And a plurality of lifters which protrude in the center of the inner wall and are spaced apart from each other to mix the hydrogen supplied from the hydrogen supply unit with the raw material introduced from the temperature increase unit, .

그리고, 본 발명은 일측면으로서, 상기 승온부는, 댐구조가 내부에서 나선형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the temperature rising portion is characterized in that the dam structure is formed in a spiral shape from the inside.

그리고, 상기 혼합부는 각각 이격된 복수개의 리프터가 내벽에서 나선 형상으로 배치될 수 있다.The plurality of spaced lifters may be arranged in a spiral shape on the inner wall.

그리고, 원료는 니켈분광인 것을 특징으로 한다.The raw material is characterized by being nickel spectroscopy.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로터리 킬른의 설비 크기를 증가시키지 않고 원료가 승온부에 체류하는 체류시간을 증가시킬 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the residence time of the raw material staying in the temperature rising portion without increasing the size of the rotary kiln.

그리고, 본 발명은 일측면으로서, 원료가 내부에서 체류하는 시간이 증가되어 설비의 크기를 증가시키지 않고서도 원료가 수소와 반응하여 설정된 환원율을 달성하는 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides, as one aspect, an effect of shortening the time required for the raw material to react with hydrogen to achieve a predetermined reduction rate without increasing the size of the equipment due to an increase in the time during which the raw material stays inside.

도 1은 종래의 로터리 킬른의 단면도.
도 2는 도 1의 환원부의 사시도.
도 3는 종래의 환원부에서 원료의 안식각을 나타내는 단면도.
도 4(a) 내지 (c)는 도 1의 A-A'에서의 단면도로, 종래의 환원부의 회전시 원료의 이동을 나타내는 작동상태도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 로터리 킬른의 단면도.
도 6는 도 5의 환원부의 사시도.
도 7은 도 5의 B-B'에서의 단면도로, 환원부의 회전시 원료의 이동을 나타내는 작동상태도.
도 8은 환원부의 길이에 따른 원료의 온도변화를 나타내는 그래프.
도 9는 환원부의 반지름에 따른 원료의 환원부 내부에서의 체류시간을 나타내는 그래프. 1 is a sectional view of a conventional rotary kiln;
Fig. 2 is a perspective view of the reducing section of Fig. 1; Fig.
3 is a cross-sectional view showing the angle of repose of a raw material in a conventional reducing section;
4 (a) to 4 (c) are sectional views taken along the line A-A 'in Fig. 1, and are operational states showing the movement of the raw material during the rotation of the conventional reducing section.
5 is a cross-sectional view of a rotary kiln according to one embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of the reducing portion of Fig.
Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B 'in Fig. 5, and is an operational state diagram showing movement of a raw material upon rotation of the reduction section; Fig.
8 is a graph showing the temperature change of the raw material depending on the length of the reducing part.
9 is a graph showing the residence time of the raw material in the reducing part according to the radius of the reducing part.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 로터리 킬른을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
First, the embodiments described below are embodiments suitable for understanding the rotary kiln of the present invention. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

본 발명의 일 실시예에 의한 로터리 킬른은 원료가 유입되는 유입부와, 유입된 원료가 승온되는 승온부와 수소와 반응하여 환원 반응이 일어나도록 원료가 수소와 혼합되는 혼합부를 포함하는 환원부와, 상기 환원부에 수소를 공급하는 수소 공급부를 포함하여 구성된다.A rotary kiln according to an embodiment of the present invention includes a reducing unit including an inlet for introducing a raw material, a temperature increasing unit for heating the introduced raw material, and a mixing unit for mixing the raw material with hydrogen so as to react with hydrogen, And a hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the reduction unit.

도 5를 참조하면, 상기 환원부는 내부에 중공이 형성된 통형상으로 구비된다. 다만 도면에는 단면이 원형이 원통형상으로 구비된 환원부가 도시되어 있으나 내부에 중공이 형성되는 한 환원부의 형상은 원통에 한정되지 않고 다양한 공지의 실시예가 채용될 수 있다.Referring to FIG. 5, the reducing unit is provided in a cylindrical shape having a hollow therein. However, the shape of the reducing part is not limited to the cylindrical shape, and various known embodiments may be employed as long as the hollow part is formed in the inside.

그리고, 상기 환원부는 원료의 이동을 원활하게 하기 위해 지면과 설정된 각도를 유지한 상태로 설치될 수 있다.In addition, the reducing unit may be installed in a state where the angle is maintained at a predetermined angle with the ground to smooth the movement of the raw material.

그리고, 상기 환원부는 승온부에서 원료를 가열하기 위해 가열장치로부터 열을 공급받도록 구비될 수 있고, 이때 상기 승온부를 가열하는 방법은 상기 승온부 내부에 열을 공급할 수 있는 한 다양한 공지의 가열장치를 이용한 방법이 채용될 수 있다. The reducing part may be provided to receive heat from the heating device to heat the raw material in the heating part, and the method of heating the heating part may include various known heating devices capable of supplying heat to the inside of the heating part. A using method can be employed.

상기 혼합부에서 수소와 원료가 환원반응이 일어날 수 있도록 상기 혼합부는 수소가 저장된 수소공급부와 연결되도록 구비될 수 있다. The mixing unit may be connected to the hydrogen supply unit in which the hydrogen is stored so that the reduction reaction may occur between the hydrogen and the raw material in the mixing unit.

그리고, 본 발명에서 기술되는 원료는 일 실시예로 니켈분광이 해당될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.The raw material described in the present invention may be, but is not necessarily limited to, nickel spectroscopy as an embodiment.

그리고, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 환원부는 내부에 상기 유입구와 인접한 부분에 댐구조가 설치된 승온부와, 원료가 외부로 유출되는 유출부 측과 인접한 부분에 리프터가 구비되는 혼합부로 분리될 수 있다.5, the reducing unit according to an embodiment of the present invention includes a temperature-raising unit having a dam structure at a portion adjacent to the inlet, and a lifter at a portion adjacent to the outlet, And may be separated into a mixing portion.

도 5 및 도6을 참조하면 상기 승온부의 내부에 형성된 댐구조는 상기 승온부 내벽에서 중심부로 돌출되고 원주방향으로 형성되는 구조를 말한다. Referring to FIGS. 5 and 6, the dam structure formed inside the temperature rising portion is formed to protrude from the inner wall of the temperature rising portion and formed in the circumferential direction.

그리고, 일 실시예로 상기 댐구조는 원주방향을 따라 형성된 돌출된 부분이 길이방향으로 복수개가 형성될 수 있다.In one embodiment, the dam structure may include a plurality of protruding portions formed along the circumferential direction in the longitudinal direction.

여기서, 일 실시예로, 상기 댐구조는, 복수개로 형성된 돌출된 부분은 서로 연결되지 않고 각각 길이방향으로 이격된 상태로 형성되어 각각의 상기 승온부의 길이방향의 단면상 중심부에 중공이 형성된 복수개의 격벽이 승온부의 길이방향으로 형성된 구조를 말한다.In one embodiment, the dam structure may include a plurality of partition walls formed in a state where the plurality of projected portions are not connected to each other and are spaced apart from each other in the longitudinal direction, Refers to a structure formed in the longitudinal direction of the temperature rising portion.

그리고, 다른 실시예로, 상기 댐구조는, 복수개의 상기 돌출된 부분이 상기 승온부의 길이방향에서 독립적으로 이격된 상태가 아닌 서로 연결된 상태로 단면상으로는 도 5에 도시된 것과 같이 사선 형상으로 나타나며 도 6을 참조할 때 입체적인 형상은 나선 형상으로 형성될 수 있다.In another embodiment, the dam structure is formed in an oblique shape as shown in Fig. 5 in cross section in a state where the plurality of protruded portions are connected to each other not in a state where they are independently spaced apart from each other in the longitudinal direction of the temperature rising portion 6, the three-dimensional shape may be formed in a spiral shape.

다만, 상기 나선 형상은 돌출된 부분이 반드시 상기 승온부의 길이방향에서 연속적으로 연결된 경우만으로 한정되지 않고 부분적으로 끊어진 형상도 포함한다.However, the spiral shape is not limited to the case where the protruded portion is necessarily connected continuously in the longitudinal direction of the temperature rising portion, and includes a partially broken shape.

그리고, 상기 혼합부는 상기 승온부와 연결되며, 상기 혼합부는 상기 승온부와 함께 상기 환원부를 구성한다.The mixing portion is connected to the temperature increasing portion, and the mixing portion forms the reducing portion together with the temperature increasing portion.

여기서, 상기 혼합부는 하나의 몸체 내부에서 상기 승온부와 연결되도록 구비될 수 있으며, 상기 승온부와 분리된 독립된 몸체로 형성될 수도 있다.Here, the mixing unit may be connected to the heating unit within one body, or may be formed as an independent body separated from the heating unit.

그리고, 상기 혼합부에서는 온도가 상승한 원료가 수소와 반응하여 환원 반응이 일어나는 곳으로, 상기 혼합부는 상기 수소공급부와 연결될 수 있다.In the mixing portion, the raw material having a raised temperature reacts with hydrogen to cause a reduction reaction, and the mixing portion can be connected to the hydrogen supply portion.

그리고, 상기 혼합부에는 원료의 입자가 편중되지 않고 균일하게 수소와 반응할 수 있도록 내벽에서 중앙부로 돌출된 리프터를 구비할 수 있다.The mixing part may include a lifter protruding from the inner wall to the center so that the particles of the raw material are not biased but react with hydrogen uniformly.

여기서, 상기 혼합부에 리프터가 구비되지 않은 경우, 원료는 상기 혼합부의 하단에 적층되어 상기 혼합부가 회전하여도 원료입자는 상기 혼합부의 하단에만 위치하며, 원료의 상부와 하부는 혼합되지 않아 수소와 접하는 원료의 상부만 환원 반응이 일어나게 된다.In the case where the lifter is not provided in the mixing portion, the raw material is stacked on the lower end of the mixing portion so that the raw material particles are located only at the lower end of the mixing portion, A reduction reaction occurs only at the upper portion of the contacting raw material.

그래서, 도 5 내지 도 7을 참조하면 상기 혼합부에 리프터가 구비되고, 상기 리프터는 복수개가 상기 혼합부 내벽에서 돌출된 형상으로 구비된다.5 to 7, a lifter is provided in the mixing portion, and a plurality of the lifters are protruded from the inner wall of the mixing portion.

그리고, 상기 리프터는 상기 혼합부가 회전할 때 원료가 돌출된 부분에 수용되어 상부로 이동할 수 있도록 단면이 상기 혼합부의 회전방향으로 절곡된 형상으로 구비될 수 있다.In addition, the lifter may be formed in a shape in which the cross section is bent in the rotating direction of the mixing portion so that the lifter can be accommodated in the protruding portion when the mixing portion rotates and can move upward.

그리고, 도 5를 참조하면, 상기 리프터는 복수개가 상기 혼합부의 내벽에서 불규칙적으로 돌출되도록 구비될 수 있으나, 원료의 혼합 및 유출부 방향으로 원료의 이동이 원활하게 이루어지도록, 전술한 나선 형상의 댐구조와 같이 나선 형상으로 상기 혼합부 내부에 구비될 수 있다.5, a plurality of the lifters may be provided so as to protrude irregularly from the inner wall of the mixing portion. However, in order to facilitate the movement of the raw material in the direction of mixing and outflow of the raw materials, And may be provided in the mixing portion in a spiral shape like a structure.

즉, 복수개의 리프터는 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 혼합부의 절단면도에서 볼 때, 상기 혼합부의 내벽과 단면상 각도(β)를 형성하며 상기 혼합부(140)의 내벽에서 돌출될 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, the plurality of lifters may protrude from the inner wall of the mixing portion 140, forming an angle β with respect to the inner wall of the mixing portion in a cross-sectional view of the mixing portion.

그래서, 상기 리프터(14)가 나선 형상으로 상기 혼합부(140)에 구비되어 원료입자의 혼합이 용이하게 되고, 환원율 또한 향상된다.Therefore, the lifter 14 is provided in the mixing portion 140 in a spiral shape, so that mixing of the raw material particles is facilitated, and the reduction ratio is also improved.

이하 본 발명의 일 실시예에 의한 로터리 킬른의 작용 효과에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the rotary kiln according to one embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의한 로터리 킬른은 상기 유입부로 연료가 유입된다. 그리고 유입된 원료는 상기 승온부에 유입된다.5 and 7, a rotary kiln according to an embodiment of the present invention introduces fuel into the inlet portion. The introduced raw material flows into the temperature rising portion.

여기서, 상기 환원부는 원료의 혼합과 환원반응이 원활하게 일어날 있도록 일방향으로 회전하고, 상기 승온부는 가열장치로부터 열을 공급받는다.Here, the reducing unit rotates in one direction so that the mixing and reduction reaction of the raw materials can be smoothly performed, and the heating unit receives heat from the heating unit.

그래서, 상기 승온부로 유입된 원료는 상기 승온부가 직접가열되거나 외부로부터 열을 공급받은 상태이므로 온도가 상승한다.Therefore, the temperature of the raw material flowing into the temperature rising portion rises because the temperature rising portion is directly heated or heat is supplied from the outside.

그런데, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 승온부 내부에 구비된 댐구조는, 상기 승온부로 유입된 원료의 승온부 내부의 체류시간을 상승시킨다. However, the dam structure provided inside the temperature raising unit according to an embodiment of the present invention raises the residence time of the raw material flowing into the temperature raising unit inside the temperature raising unit.

전술한 것과 같이 체류시간은 아래의 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.As described above, the residence time can be expressed by the following equation (1).

식(1): 체류시간= sin(θ)*L*∏/tan(α)/N/D(1): Retention time = sin (?) * L *? / Tan (?) / N / D

(θ: 안식각, L: 환원부의 길이, ∏: 원주율, α: 환원부의 경사각, N: 환원부의 회전수(RPM), D: 환원부의 직경)where? is the angle of repose, L is the length of the reducing part,? is the circularity,? is the inclination angle of the reducing part, N is the number of revolutions of the reducing part (RPM), D is the diameter of the reducing part,

그런데, 본 발명의 일 실시예 의한 승온부는 댐구조를 구비하여 안식각을 90도로 증가시킬 수 있다.However, the temperature rising unit according to an embodiment of the present invention may include a dam structure to increase the angle of elevation by 90 degrees.

또한, 상기 승온부의 댐구조는 상기 승온부 내부로 유입된 원료가 혼합부로 유출될 때 상기 승온부의 내벽에서 돌출되어 원료의 진행을 방해할 수 있으므로 체류시간이 더 증가할 수 있다.In addition, the dam structure of the temperature-rising portion may protrude from the inner wall of the temperature-rising portion when the raw material flowing into the temperature-rising portion flows out to the mixing portion, thereby hindering the progress of the raw material.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 승온부는 안식각을 증가시키고, 원료의 진행을 방해하여 환원부의 길이, 환원부의 직경 즉, 설비의 크기를 동일하게 유지한 상태에서 원료의 상기 승온부 내부에서의 체류시간을 증가시킬 수 있다.Therefore, the temperature rising unit according to an embodiment of the present invention increases the angle of repose, prevents the progress of the raw material, and keeps the length of the reducing unit, the diameter of the reducing unit, The residence time can be increased.

도 8에서 X축상의 0에서 X1까지는 승온부를 나타내고, Y축은 상기 승온부로 유입된 원료의 상기 승온부의 길이방향에 따른 온도를 나타낸 것으로, a1은 본 발명의 일 실시예에 의한 환원부에 유입된 원료의 온도변화를 나타내고, b1은 종래의 환원부에 유입된 원료의 온도변화를 나타낸다.In FIG. 8, from 0 to X1 on the X-axis represents the temperature rise portion and the Y-axis represents the temperature along the length direction of the temperature rising portion of the raw material flowing into the temperature rising portion, and a1 represents the temperature of the raw material flowing into the reducing portion according to one embodiment of the present invention And b1 represents the temperature change of the raw material flowing into the conventional reducing section.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 환원부는, 상기 승온부에서 원료가 설정된 온도로 상승할 수 있다. 반면, 종래의 환원부는 별도로 승온부가 구비되어 있지 않고 설정된 온도로 상승하기 위해 본 발명에서의 혼합부에 해당하는 위치까지 원료가 이동하여야 설정된 온도로 상승할 수 있다.Referring to FIG. 8, the reducing unit according to an embodiment of the present invention may raise the temperature of the raw material in the temperature increasing unit. On the other hand, the conventional reducing unit is not provided with a temperature increasing unit, and the temperature of the reducing unit may be increased to a predetermined temperature by moving the raw material up to a position corresponding to the mixing unit of the present invention.

그리고, 도 9는 상기 환원부의 반지름에 따른 원료의 체류시간을 나타낸 것으로, a2는 본 발명의 체류시간을 나타낸 것이고, b2는 종래의 체류시간을 나타낸 것이다.9 shows the retention time of the raw material according to the radius of the reducing part, a2 shows the retention time of the present invention, and b2 shows the conventional retention time.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 승온부를 구비한 환원부에서 원료의 상기 환원부 내부에서의 체류시간이 종래의 환원부에 유입된 원료의 체류시간보다 상기 환원부의 길이와 무관하게 항상 긴 것을 확인할 수 있다.9, the residence time of the raw material in the reducing section in the reducing section having the temperature rising section according to the embodiment of the present invention is longer than the residence time of the raw material flowing into the conventional reducing section, You can always check the long one.

결과적으로, 상기 승온부로 유입된 원료는 상기 승온부의 댐구조에 의해 상기 환원부 내부에서의 체류시간이 증가하여 설정된 온도로 상승한 후에 상기 혼합부로 유입된다.As a result, the raw material introduced into the temperature-rising portion increases in residence time in the reducing portion due to the dam structure of the temperature-rising portion, and then flows into the mixing portion after rising to a set temperature.

그리고, 도 7을 참조하면, 상기 혼합부로 유입된 원료는 상기 리프터에 의해 상기 혼합부의 하부에서 상부로 이동하고, 상부에서 낙하하여 상기 수소 공급부에서 공급된 수소와 반응하여 환원반응이 일어난다.Referring to FIG. 7, the raw material flowing into the mixing portion moves from the lower portion to the upper portion of the mixing portion by the lifter, falls from the upper portion, and reacts with the hydrogen supplied from the hydrogen supply portion to cause a reduction reaction.

그리고, 상기 리프터의 개수가 증가할수록 원료가 상기 리프터에 의해 상기 환원부의 상부로 이동되며 하부로 낙하하여 수소와 반응하는 시간이 증가하고 반응횟수도 증가하여 환원율 상승이 더욱 용이해질 수 있다.As the number of the lifters increases, the raw material moves to the upper part of the reducing part by the lifter, and the time for falling down and reacting with hydrogen increases and the number of reactions increases, so that the reduction rate can be further increased.

그리고, 상기 혼합부에서 환원 반응이 일어난 원료는 유출부로 유출되어 환원 반응이 종료된다.
The raw material in which the reduction reaction has occurred in the mixing portion flows out to the outflow portion, and the reduction reaction is terminated.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It is intended that the person skilled in the art know easily.

100: 로터리 킬른 110: 유입부
120: 환원부 130: 승온부
131: 댐구조 140: 혼합부
141: 리프터 150: 수소 공급부
160: 유출부100: rotary kiln 110: inlet
120: Reduction unit 130:
131: dam structure 140: mixing part
141: lifter 150: hydrogen supplier
160:

Claims (5)

원료가 유입되는 유입부;
상기 유입부와 연결되고, 중공이 형성된 통 형상의 몸체 내부에서의 원료 체류 시간을 증가시키기 위해, 몸체 내부에 댐 구조가 형성되고 회전가능하게 구비되며 수소가 장입되어 원료의 환원 반응이 일어나는 환원부; 및
상기 환원부에 수소를 공급하는 수소 공급부;
를 포함하는 로터리 킬른.An inlet through which the raw material flows;
In order to increase the residence time of the raw material in the tubular body formed with the hollow and connected to the inflow portion, a dam structure is formed inside the body and is rotatably provided. The reducing portion, in which hydrogen is charged, ; And
A hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the reducing unit;
Lt; / RTI > 제1항에 있어서,
상기 환원부는,
외부로부터 열을 공급받아 원료가 가열되고, 원료의 내부에서 체류시간을 증가시키기 위해 몸체 내벽에서 몸체부의 원주방향을 따라 중심 방향으로 돌출되는 댐구조가 형성되는 승온부; 및
상기 승온부와 연결되며, 상기 수소 공급부에서 공급된 수소를 상기 승온부에서 유입된 원료와 혼합하기 위해 내벽에서 중심 방향으로 돌출되며 각각 이격된 복수개의 리프터가 구비되는 혼합부;를 포함하는 로터리 킬른.The method according to claim 1,
The reducing unit includes:
A heating unit for heating the raw material by receiving heat from the outside and forming a dam structure protruding from the inner wall of the body along the circumferential direction of the body to increase the residence time inside the raw material; And
And a mixing portion connected to the temperature increasing portion and having a plurality of lifters protruding in the center direction from the inner wall to mix the hydrogen supplied from the hydrogen supplying portion with the raw material introduced from the temperature increasing portion, . 제2항에 있어서,
상기 승온부는,
댐구조가 내부에서 나선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 킬른. 3. The method of claim 2,
The temperature-
Wherein the dam structure is formed in a spiral shape from the inside. 제3항에 있어서,
상기 혼합부는,
각각 이격된 복수개의 리프터가 내벽에서 나선 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 킬른.The method of claim 3,
The mixing unit
And a plurality of spaced apart lifters are arranged in a spiral shape on the inner wall. 제4항에 있어서,
원료는 니켈분광인 것을 특징으로 하는 로터리 킬른.5. The method of claim 4,
A rotary kiln characterized in that the raw material is nickel spectroscopy.
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