KR20230071788A

KR20230071788A - 탈지로

Info

Publication number: KR20230071788A
Application number: KR1020237013885A
Authority: KR
Inventors: 스구루 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2023-05-23
Also published as: JPWO2022190443A1; JP7405301B2; CN116157642A; WO2022190443A1

Abstract

탈지시에 피탈지물로부터 발생한 가스를 측정할 수 있는 탈지로 및 탈지 방법을 제공한다. 탈지로 (10) 는, 피탈지물 (12) 을 수용하는 노 본체 (14) 와, 상기 노 본체 (14) 의 가스를 배기하면서 연소시키는 연소기 (40) 와, 상기 연소기 (40) 에 있는 가스를 검출하는 가스 모니터 (50) 와, 상기 연소기 (40) 와 가스 모니터 (50) 를 연결하는 배관 (52), (54) 과, 상기 가스 모니터 (50) 및 배관 (52), (54) 의 적어도 1 개를 가열하는 히터 (56), (58), (60) 를 포함한다.

Description

탈지로

본 발명은 탈지로에 관한 것이다.

종래, 세라믹스로 이루어지는 피탈지물이 탈지로에서 탈지되어 있다. 예를 들어, 하기의 특허문헌 1 의 탈지로는, 피탈지물을 수납하는 노 본체, 피탈지물을 가열하는 가열 수단을 구비한다. 탈지에 의해 발생한 가스는 가열되고, 분해되어 이산화탄소 등의 가스로 변환된다.

국제 공개 번호 WO2005/047207

탈지 상황을 감시하기 위해서, 탈지에 의해 발생한 가스를 계측하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 탈지에 의해 발생한 가스가 계측 기기에 고화되어 부착되면, 가스의 계측을 할 수 없게 된다.

그래서 본 발명의 목적은, 탈지시에 피탈지물로부터 발생한 가스를 측정할 때, 탈지에 의해 발생한 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제할 수 있는 탈지로를 제공하는 것에 있다.

이상의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관련된 탈지로는, 이하에 서술하는 바와 같은 구성을 갖는다.

본 발명의 탈지로는, 피탈지물을 수용하는 노 본체와, 상기 노 본체의 가스를 배기하면서 연소시키는 연소기와, 상기 연소기에 있는 가스를 검출하는 가스 모니터와, 상기 연소기와 가스 모니터를 연결하는 배관과, 상기 가스 모니터 및 배관 의 적어도 1 개를 가열하는 히터를 포함한다.

본 발명에 의하면, 가스 모니터 및 배관이 히터의 적어도 일방이 가열됨으로써, 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제하여, 가스 모니터에서 가스를 검출할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 탈지로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 가스 중에 메타크릴산에틸이 포함되는 경우의 FTIR 에 의한 검출 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 탈지로 및 탈지 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 복수의 실시형태를 설명하지만, 상이한 실시형태라도 동일한 수단에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하는 경우가 있다.

[실시형태 1]

도 1 에 나타내는 본원의 탈지로 (10) 는, 피탈지물 (12) 이 수용되는 노 본체 (14), 포화 증기를 발생시키는 포화 증기 생성 장치 (18), 과열 증기를 생성하는 과열기 (20) 를 구비한다.

[피탈지물]

피탈지물 (12) 은 세라믹스 성형체를 포함한다. 세라믹스는 질화물계 세라믹스 (질화알루미늄, 질화규소 등), 탄화물계 세라믹스 (탄화규소, 탄화붕소 등), 산화물계 세라믹스 (알루미나, 지르코늄 등) 를 포함한다. 피탈지물 (12) 에 바인더가 포함된다. 바인더는 피탈지물 (12) 을 성형할 때에 세라믹스에 혼합되는 것이다. 피탈지물 (12) 이 승온됨으로써, 피탈지물 (12) 로부터 바인더가 가스로서 방출된다. 바인더에는 수지로서 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 아세트산비닐, 폴리에틸렌글리콜 등이 사용되고, 그 밖에 활제, 가소제, 분산제가 사용된다.

[노 본체]

노 본체 (14) 는 SUS310S 또는 SUS316L 등의 내열성 재료로 구성되어 있다. 노 본체 (14) 는 용기상으로 되어 있고, 그 내부 공간 (22) 에 피탈지물 (12) 이 수용된다. 노 본체 (14) 의 임의의 위치에 문이 형성되어 있고, 피탈지물 (12) 의 출납시에 그 문이 개폐된다. 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 에 피탈지물 (12) 을 배치하기 위한 선반 (24) 을 구비해도 된다. 노 본체 (14) 는 공급구 (26) 및 배기구 (28) 가 형성되어 있다. 과열 증기가 공급구 (26) 로부터 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 에 공급된다. 노 본체 (14) 의 가스는 배기구 (28) 로부터 배기되고, 그 가스에는 피탈지물 (12) 이 탈지되었을 때에 발생한 성분이 포함된다.

[포화 증기 생성 장치]

과열기 (20) 에 포화 증기를 공급하는 포화 증기 생성 장치 (18) 를 구비한다. 포화 증기 생성 장치 (18) 는 순수 등의 액체를 비등시켜 포화 증기를 생성하는 보일러를 포함한다. 또한, 비등시키는 액체는 탱크 등의 임의의 용기에 모아 두고, 그 액체를 이용해도 되고, 수도 등을 흐르는 액체를 이용해도 되고, 우물 등에 있는 액체를 필터로 여과하여 이용해도 된다.

[과열기]

과열기 (superheater) (20) 는 포화 증기로부터 과열 증기를 생성하기 위한 장치이다. 과열기 (20) 로서 접촉 과열기, 방사 과열기, 펜던트 과열기, 판형 과열기, 수평식 과열기 등을 들 수 있다. 과열기 (20) 는 긴 관을 구비하고, 그 중을 포화 증기가 흐른다. 긴 관 중을 흐르는 포화 증기가 가열되어, 과열 증기가 된다. 생성된 과열 증기가 노 본체 (14) 에 공급된다. 이 때의 과열 증기는 상압에서 100 ℃ 의 포화 증기를 더욱 고온으로 한 무색 투명한 물 (H₂O) 로 이루어지는 기체이다. 과열 증기의 온도는 200 도 이상, 바람직하게는 500 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 600 ∼ 1200 ℃ 이다.

노 본체 (14) 와 과열기 (20), 포화 증기 발생 장치 (18) 와 과열기 (20) 는 배관 (30, 32) 으로 접속되어 있다. 배관 (30) 에 고온의 과열 증기가 흐르기 때문에, 배관 (30) 은 내열재로 구성되는 것이 바람직하다. 각 배관 (30, 32) 에 밸브를 장착하고, 밸브의 개폐에 의해 포화 증기 및 과열 증기의 유량을 제어해도 된다.

[온도계]

본원은 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 의 분위기 온도를 계측하기 위한 온도계 (36) 를 구비한다. 온도계 (36) 는 열전쌍 온도계를 이용한다. 노 본체 (14) 중 어느 위치의 온도를 계측할지는 설계에 의해 결정되고, 그에 따라 온도계 (36) 의 수가 결정된다. 계측된 온도에 의해, 과열 증기의 노 본체 (14) 로의 공급이 제어된다. 그 때문에, 본원은 과열기 (20) 및 포화 증기 생성 장치 (18) 를 제어하기 위한 제어 장치 (38) 를 구비한다.

[제어 장치]

온도계 (36) 의 온도가 입력되어, 노 본체 (14) 에 공급하는 과열 증기의 공급량 및 과열 증기의 온도를 제어하는 제어 장치 (38) 를 구비한다. 제어 장치 (38) 는 CPU (Central Processing Unit) 또는 PLC (Programmable Logic Controller) 등의 연산 회로가 포함된다. 제어 장치 (38) 는 포화 증기 생성 장치 (18) 및 과열기 (20) 를 제어하거나, 배관 (30, 32) 의 밸브를 제어하거나 한다.

[연소기]

본원의 탈지로 (10) 는 노 본체 (14) 의 가스의 통로로 되어 있고, 가스를 연소시키는 연소기 (40) 를 구비한다. 연소기 (40) 가 노 본체 (14) 의 배기구 (28) 에 접속되어 있다. 연소기 (40) 는 단열체 (42) 로 형성된 통로 (44) 및 가열 장치 (도시 생략) 를 구비한다. 그 가열 장치는, 전기 히터, 가스 버너 또는 중유 버너 등이다. 피탈지물 (12) 로부터 방출된 가스가 노 본체 (14) 로부터 통로 (44) 에 들어가, 통로 (44) 를 통과한다. 가열 장치가 그 가스를 가열하여, 분해 또는 이산화탄소 등의 가스로 변환한다. 통로 (44) 를 통과한 가스는 배기구 (48) 로부터 배기된다.

[가스 모니터]

연소기 (40) 의 통로 (44) 에 있는 가스를 검출하는 가스 모니터 (50) 를 구비한다. 가스 모니터 (50) 는 FTIR (푸리에 변환 적외 분광 광도계), GC (가스 크로마토그래프), FID (수소염 이온화 검출기), TOC 계 (전체 유기 탄소계) 등이다. 가스 모니터 (50) 가 소정의 가스의 유무를 검출함으로써, 탈지의 진행 상황을 구할 수 있다. 소정의 가스가 검출되면 탈지되어 있고, 그 후에 가스가 검출되지 않게 되면 탈지가 종료되어 있다.

[배관]

연소기 (40) 와 가스 모니터 (50) 는 배관 (52, 54) 으로 연결된다. 배관은 제 1 배관 (52) 과 제 2 배관 (54) 을 구비한다. 제 1 배관 (52) 은 연소기 (40) 의 통로 (44) 로부터 가스 모니터 (50) 에 가스를 흐르게 하기 위한 통로이고, 제 2 배관 (54) 은 가스 모니터 (50) 로부터 연소기 (40) 의 통로 (44) 에 가스를 흐르게 하기 위한 통로이다. 연소기 (40) 의 통로 (44) 에 있는 가스는, 제 1 배관 (52), 가스 모니터 (50) 및 제 2 배관 (54) 의 차례로 흐르고, 다시 연소기 (40) 의 통로 (44) 로 되돌아간다.

노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 의 가스를 가스 모니터 (50) 에서 검출하려고 했을 경우, 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 의 온도 변화가 커, 가스 모니터 (50) 를 손상시킬 우려가 있다. 연소기 (40) 의 통로 (44) 에서는 일정한 온도에서 가스를 연소시키기 위한 예비 가열을 하고 있어, 가스 모니터 (50) 에 들어가는 가스의 온도를 제어하기 쉽다. 가스 모니터 (50) 는 정확하게 가스를 검지하기 쉬워진다.

[히터]

제 1 배관 (52) 및 제 2 배관 (54) 을 가열하는 히터 (56, 58) 가 구비된다. 히터 (56, 58) 는 제 1 배관 (52) 및 제 2 배관 (58) 의 외부에 배치된 전열선 등이다. 히터 (56, 58) 는 제 1 배관 (52) 과 제 2 배관 (54) 을 가열하여, 제 1 배관 (52) 및 제 2 배관 (54) 을 통과하는 가스를 일정 온도 이하가 되지 않게 한다. 가스가 제 1 배관 (52) 및 제 2 배관 (54) 의 내면에 부착되어, 고화되는 것이 방지될 수 있다.

가스 모니터 (50) 에도 히터 (60) 가 구비된다. 가스 모니터 (50) 중에서 가스가 흐르는 배관 및 가스를 측정하는 부분 (62) 에 히터 (60) 가 장착된다. 그것들을 히터 (60) 로 가열함으로써 가스 모니터 (50) 중에서 가스가 부착되어, 고화되는 것이 방지될 수 있다.

히터 (56, 58, 60) 에 의해, 가스의 온도가 소정값 이상으로 제어된다. 특별히 한정되지 않지만, 히터 (56, 58, 60) 를 제어하기 위한 도시되지 않은 제어부를 구비하고, 가스의 종류에 대응지어 가스가 고화되지 않기 위한 히터 (56, 58, 60) 의 온도가 기억되어 있고, 제어부는, 피탈지물 (12) 로부터 방출되는 가스의 종류에 따라 히터 (56, 58, 60) 의 온도를 변경하도록 해도 된다. 예를 들어, 배관 (52, 54) 및 가스를 측정하는 부분 (62) 의 온도를 약 300 ℃ 가 되도록 한다.

[탈지 방법]

다음으로 탈지로 (10) 를 사용한 탈지 방법에 대해 설명한다. (1) 피탈지물 (12) 이 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 에 수용된다. 예를 들어 피탈지물 (12) 은 질화물계 세라믹스로 이루어지는 성형품이다.

(2) 포화 증기 생성 장치 (18) 는, 액체를 가열하여 포화 증기를 생성하고, 그 포화 증기를 과열기 (20) 에 공급한다. 과열기 (20) 는, 포화 증기로부터 과열 증기를 생성한다. 과열 증기는 노 본체 (14) 에 공급된다. 과열 증기에 의해 피탈지물 (12) 이 탈지된다.

(3) 피탈지물 (12) 을 탈지했을 때에 발생한 가스는, 배기구 (28) 로부터 연소기 (40) 에 공급되고, 연소되어 이산화탄소 등으로 변화한다. 연소된 가스는 배기된다.

(4) 상기 (3) 의 도중에서, 일부의 가스는 제 1 배관 (52) 으로부터 가스 모니터 (50) 에 흐른다. 가스 모니터 (50) 에서 가스에 포함되는 성분이 검출된 후, 가스가 제 2 배관 (54) 을 지나 연소기 (40) 로 되돌려진다. 제 1 배관 (52), 가스 모니터 (50) 의 가스의 통로, 검지하는 부분 (62) 및 제 2 배관 (58) 은 히터 (56, 58, 60) 로 가열된다. 따라서, 가스의 온도가 내려가고, 제 1 배관 (52), 가스 모니터 (50) 의 가스의 통로, 검지하는 부분 (62) 및 제 2 배관 (54) 에 가스에 포함되는 성분이 부착되어 고화되는 것을 방지할 수 있다. 가스 모니터 (50) 로부터 제 2 배관 (54) 을 지나 연소기 (40) 로 되돌아간 가스는, 연소되어 이산화탄소 등으로 변화한다.

(5) 가스 모니터 (50) 에서 검출된 가스의 데이터는 제어 장치 (38) 에 보내진다. 제어 장치 (38) 는, 그 데이터로부터 과열기 (20) 를 제어하여, 노 본체 (14) 의 내부 공간 (22) 의 온도를 조절해도 된다. 피탈지물 (12) 에 대한 탈지를 컨트롤해도 된다. 예를 들어 도 2 는, 가스 모니터 (50) 가 푸리에 변환 적외 분광 광도계 (FTIR) 이고, 가스 중에 메타크릴산에틸이 포함되는 경우의 검출 결과이다. 가스에 포함되는 관능기에 의해 파수가 정해져 있기 때문에, 설정한 파수의 강도에 따라 가스가 발생하고 있는지의 여부를 검출하고 있는 것을 알 수 있다. 탈지가 종료되면 가스가 검출되지 않게 된다. 가스 모니터 (50) 에서의 가스의 검출에 의해 탈지의 종료를 판단할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 배관 (52, 54) 및 가스 모니터 (50) 에 가스에 포함되는 성분이 부착되는 것을 방지할 수 있어, 가스 모니터 (50) 에 의한 가스의 검출을 보다 정확하게 실시할 수 있다. 가스 모니터 (50) 에서 가스를 정확하게 검출할 수 있으므로, 탈지를 보다 정확하게 제어할 수 있다.

[실시형태 2]

배관 (52, 54) 및 가스 모니터 (50) 중, 어느 1 개만, 또는 임의의 2 개의 조합을 히터로 가열하도록 해도 된다. 예를 들어, 가스 모니터 (50) 에 있어서의 가스의 유로가 짧고, 가스의 온도가 잘 내려가지 않는 경우, 가스 모니터 (50) 에서 가스를 가열하지 않아도 되다.

[실시형태 3]

상기 실시형태에서는 과열 증기를 이용한 탈지로였지만, 본원의 탈지로 (10) 는 과열 증기를 이용하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 노 본체 (14) 에 과열 증기를 넣기 전에 불활성 가스를 노 본체에 넣어, 예비 가열할 수 있는 구성이어도 된다. 그 때문에, 불활성 가스의 가스원을 구비하고, 불활성 가스가 과열기 (20) 에서 온도 상승되도록 해도 된다. 불활성 가스로 피탈지물 (12) 의 온도를 상승시킨 후, 과열 증기를 노 본체 (14) 에 넣는다. 탈지 당초, 피탈지물 (12) 의 온도가 낮기 때문에, 최초로 과열 증기를 넣으면 피탈지물 (12) 의 표면이 결로되어, 피탈지물 (12) 을 열화시킬 우려가 있다. 과열 증기 전에 온도 상승한 불활성 가스를 노 본체 (14) 에 넣어 피탈지물 (12) 을 예비 가열해 둠으로써, 과열 증기를 넣었을 때에 피탈지물 (12) 의 표면이 결로되지 않아, 원하는 탈지를 실시할 수 있다.

[실시형태 4]

제어 장치 (38) 에 입력된 온도계 (36) 의 온도, 제어 장치 (38) 가 실시하는 과열기 (20) 등의 제어 상황의 데이터 등을 네트워크를 통하여 소정의 컴퓨터에 송신해도 된다. 탈지의 상황을 원격으로 확인할 수 있다. 또, 제어 장치 (38) 로부터 송신된 데이터를 서버에 기록해도 된다.

(제 1 항) 일 양태에 관련된 탈지로는, 피탈지물을 수용하는 노 본체와, 상기 노 본체의 가스를 배기하면서 연소시키는 연소기와, 상기 연소기에 있는 가스를 검출하는 가스 모니터와, 상기 연소기와 가스 모니터를 연결하는 배관과, 상기 가스 모니터 및 배관의 적어도 1 개를 가열하는 히터를 포함한다.

제 1 항에 기재된 탈지로에 의하면, 가스 모니터 및 배관의 적어도 1 개가 히터로 가열됨으로써, 가스가 고화되어 부착되어 가스 모니터에서 가스를 검출할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.

(제 2 항) 상기 배관이, 상기 연소기로부터의 가스를 상기 가스 모니터에 공급하는 제 1 배관과, 상기 가스 모니터로부터의 가스를 상기 연소기로 되돌리는 제 2 배관을 포함하고, 상기 히터가, 상기 제 1 배관을 가열하는 히터를 갖는다.

제 2 항에 기재된 탈지로에 의하면, 연소기로부터의 가스를 가스 모니터에 공급하는 제 1 배관의 내부에 가스가 고화되어 부착되는 것이 억제된다. 따라서, 보다 확실하게, 연소기로부터의 가스가, 제 1 배관을 지나 가스의 상태인 채로 가스 모니터에 공급될 수 있으므로, 보다 확실하게 가스 모니터에 의해 가스의 성분을 측정할 수 있다.

(제 3 항) 상기 히터가, 상기 제 2 배관을 가열하는 히터를 추가로 갖는다.

제 3 항에 기재된 탈지로에 의하면, 가스 모니터로부터의 가스를 연소기로 되돌리는 제 2 배관의 내부에 가스가 고화되어 부착되는 것이 억제된다. 따라서, 보다 확실하게 연소기로 가스를 되돌릴 수 있어, 제 2 배관의 막힘을 방지할 수 있다.

(제 4 항) 상기 히터가, 상기 가스 모니터의 내부에 형성된 가스가 통과하는 배관, 및 가스를 측정하는 측정부의 적어도 일방을 가열하는 히터를 추가로 갖는다.

제 4 항에 기재된 탈지로에 의하면, 가스 모니터 내부의 배관에 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제할 수 있어, 보다 확실하게 가스 모니터에 의해 가스의 성분을 측정할 수 있다. 혹은, 가스 모니터의 측정부에 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제할 수 있어, 보다 확실하게 가스 모니터에 의해 가스의 성분을 측정할 수 있고, 또한, 측정부의 고장을 방지할 수 있다.

(제 5 항) 상기 연소기에 있는 가스의 종류에 따라 상기 히터의 온도를 제어하는 히터 제어부를 추가로 구비한다.

제 5 항에 기재된 탈지로에 의하면, 가스의 종류에 따라 고화되지 않는 온도로 히터의 온도를 설정할 수 있으므로, 보다 확실하게 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제할 수 있다.

그 밖에, 본 발명은, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 개량, 수정, 변경을 가한 양태로 실시할 수 있는 것이다. 설명한 각 실시형태는 독립된 것은 아니며, 당업자의 지식에 기초하여 적절히 조합하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에 의하면, 탈지시에 피탈지물로부터 발생한 가스를 측정할 때, 탈지에 의해 발생한 가스가 고화되어 부착되는 것을 억제할 수 있는 탈지로를 제공할 수 있다.

10 : 탈지로
12 : 피탈지물
14 : 노 본체
18 : 포화 증기 발생 장치
20 : 과열기
22 : 노 본체의 내부 공간
24 : 선반
26 : 공급구
28 : 배기구
30, 32 : 배관
36 : 온도계
38 : 제어 장치
40 : 연소기
42 : 단열체
44 : 통로
48 : 연소기의 배기구
50 : 가스 모니터
52, 54 : 배관
56, 58, 60 : 히터
62 : 가스 모니터의 가스를 검지하는 부분

Claims

피탈지물을 수용하는 노 본체와,
상기 노 본체의 가스를 배기하면서 연소시키는 연소기와,
상기 연소기에 있는 가스를 검출하는 가스 모니터와,
상기 연소기와 가스 모니터를 연결하는 배관과,
상기 가스 모니터 및 배관의 적어도 1 개를 가열하는 히터를 포함하는 탈지로.
제 1 항에 있어서,
상기 배관이, 상기 연소기로부터의 가스를 상기 가스 모니터에 공급하는 제 1 배관과, 상기 가스 모니터로부터의 가스를 상기 연소기로 되돌리는 제 2 배관을 포함하고,
상기 히터가, 상기 제 1 배관을 가열하는 히터를 갖는, 탈지로.
제 2 항에 있어서,
상기 히터가, 상기 제 2 배관을 가열하는 히터를 추가로 갖는, 탈지로.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 히터가, 상기 가스 모니터의 내부에 형성된 가스가 통과하는 배관, 및 가스를 측정하는 측정부의 적어도 일방을 가열하는 히터를 추가로 갖는, 탈지로.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소기에 있는 가스의 종류에 따라 상기 히터의 온도를 제어하는 히터 제어부를 추가로 구비하는, 탈지로.