KR810001672B1 - 코오크스 제조장치에서의 현열 이용방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

코오크스 제조장치에서의 현열 이용방법

본 발명에 따른 공정도.

본 발명은 열운반 가스가 코오크스 냉각장치와 석탄 예열장치를 순차적으로 이동하는 코오크스 제조장치에서 코우크스의 건식 냉각중에 나오는 현열을 석탄의 예열에 이용하는 방법에 관한 것이다.

독일 특허공개 공보공번 24 15 758호에 의하면 백열 코오크스로부터 혼합 가스로 전달된 열을 이용하여 석탄을 연속적으로 건조 및 예열하는 장치가 공개되었는 바, 이 장치에서는 건조용 가스통로와 급냉용 가스통로가 후연소실에 연결된 단일 가스순환로에 결합되었고 건조단계에서 발생된 수증기는 순환로에 설치된 응축장치에서 응축시키게 되었다.

이 장치는 연소실에서 배출된 연소 가스를 밀폐 순환로를 순환하는 열운반가스로 이용하는바, 이 가스는 연속적으로 생산되어 순환로에 첨가되어야 한다.

이러한 장치는 집진기, 송풍기, 응축기, 열교환기 및 급냉장치내에서 발생된 수성가스를 연소시키기 위한 후연소용 연소실 같은 대규모의 장치를 필요로 하므로 설치 및 조작이 복잡하여 유지비가 많이드는 문제점이 있었다.

독일 특허 공개공보 제24 34 827호에는 석탄기 화장치 또는 석탄 코우크스화장치등과 같은 가스화 공정에서 나오는 에너지를 회수하는 방법이 알려졌는 바, 이 방법에서는 일차 가스순환로에서 코우크스를 건식 급냉할 때 나오는 폐열로 장입물을 건조 또는 예열하게 되었고 열 전도 및 건조용 매체로는 질소, 코우크스오븐에서 나오는 연도가스 또는 집진기를 갖고있는 2차 가스순환로에서 나오는 연도가스와 같은 불활성가스를 사용하게 되었다.

따라서 이 방법에 의하면 가스순환로를 1차 순환로와 2차 순환로로 분리시키는데 따른 고가의 장치, 예를 들면 열교환기, 집진기, 송풍기 등이 필요하게 된다.

또한 영국 특허 제13 34 373호에는 코우크스 오븐과 석탄을 통과하는 순환로를 통하여 불활성 가스를 유통시킴으로써 석탄의 건조 및 예열에 뜨거운 코오크스로부터 나오는 현열을 이용하는 방법이 알려졌고 이 경우 코오크스화에서 사용되는 연료 가스를 연소시킨 연소생성물의 일부를 불활성 가스로 사용할 수 있다는 것도 알려졌다.

이 방법에서는 코오크스 냉각과 석탄 예열사이의 순환로에 있는 가스뿐만 아니라 코오크스냉각에 공급되는 열운반가스도 불활성이 되도록 사전에 처리하여야 한다.

본 발명의 목적은 상술한 공정 및 장치의 단점을 제거하여 뜨거운 코오크스의 현열을 경제적으로 이용하는데 있다.

본 발명에 의하면 코우크스오븐을 코오크스의 건식냉각장치를 통하여 석탄의 예열장치에 결합시키든가 또는 코오크스의 건식냉각중에 나오는 린가스와 반응하는 예비 처리한 뜨거운 연도가스나 백열된 코오크스에 대하여 불활성인 용광로 가스중의 하나로 된 열운반가스를 건식 냉각장치와 석탄예열장치로 공급하므로써 발명의 목적을 달성할 수 있다.

즉 본 발명에 의하여 석탄을 코오크스화하는 공정은 코오크스 제조장치 근방에 설치된 제철소에서 나오는 용광로 가스를 코오크스건식냉각장치에 통과시키고 여기에서 가열되어 나오는 린가스(lean gas)를 석탄예열장치에 공급함으로써 뜨거운 코오크스의 현열을 석탄 예열에 사용하는 방법으로 구성된다.

용광로가스는 열운반가스로서 코오크스의 건식냉각과 석탄의 예열중에 뜨거운 코오크스 및 석탄과 직접 접촉시켜도 뜨거운 코오크스와 반응하지 않는다. 용광로가스는 코오크스와 접촉하여 코오크스를 냉각시킴과 동시에 열을 흡수하므로 이를 석탄예열장치에 보내면 석탄과의 접촉으로 석탄을 예열함과 동시에 석탄으로부터 수분을 흡수한다.

본 발명의 방법에서는 열운반가스로서 코오크스오븐으로부터 나오는 연도가스는 정제하지 않고 코오크스 건식냉각장치에 보내어 용광로가스와 같이 사용할 수 있다. 코오크스 오븐의 축열기나 열교환기로부터 나오는 가스는 소량의 산소와 수증기를 함유하고 있을 흡열수성가스반응과 발열 산화반응이 코오크스의 건조 냉각중 약 600℃ 이상의 온도에서 부반응으로서 진행된다. 그러나 수성가스 반응의 우세로 인하여 전체반응은 강한 흡열반응으로 되므로 코오크스는 200-250℃로 들어가는 연도가스에 의하여 냉각됨은 물론이고 흡열반응에 의하여서도 냉각되게 된다. 따라서 수증기와 산소는 연도가스로부터 제거할 필요가 없다.

본 발명의 방법에서는 열운반가스를 코오크스의 냉각장치와 석탄의 예열장치에서 코오크스 및 석탄과 직접 접촉되게 데게 한다. 이때 연도가스는 뜨거운 코오크스와 접촉시키면 코오크스의 냉각장치에서 나오는 가스는 린가스로 되므로 이를 석탄예열장치에 보내어 젖은 석탄과 직접 접촉하도록 함으로써 석탄을 100℃ 이상으로 예열한다.

코오크스의 냉각공정에서 나온 린가스는 그 일부를 연소실에 공급하여 연소시킨 후 석탄예열용 불활성 열운반가스로 사용한다. 코오크스의 건식냉각공정에서 나온 린가스를 연소시켜 석탄예열장치로 통과시킨 경우에는 수증기를 응축시킬 필요가 없다.

석탄의 예열장치를 통과한 열운반가스는 응축단계에서 물을 제거하고 집진기에서 먼지를 제거할 수 있는 바, 응축된 물은 코오크스의 습식 후 냉각에 사용된다.

그리고 석탄예열장치에서 나오는 연도가스는 건조 및 필요에 따른 정제 후에 코오크스 오븐의 점화용 가스나 기화가스 또는 기타의 목적으로 사용할 수 있다. 또한 석탄예열장치에서 나온 연도가스(톱가스, 배출가스)는 톱가스 배관으로 직접 재순환시킬 수 있는 바, 이 톱가스는 열운반가스로 사용하는 경우 냉각, 정제 및 건조등의 공정을 거칠 필요가 없다.

열운반가스나 린가스나 연료가스인 경우에는 시스템내로 산소가 유입되지 않도록 일정한 압력하에 순환시켜야 한다.

본 발명의 방법에 의하면 열운반가스를 석탄의 예열장치와 뜨거운 코오크스의 냉각장치로 통과시킴에 있어서 그 순환로를 밀폐상태로 하지 않고 개방상태로 할 수 있다는 이점이 있다. 따라서 열운반가스가 연속적으로 공급되는 한 항상 이용할 수 있을 뿐 아니라 이러한 가스는 전체공정을 한번만 거치면 되므로 밀폐순환로를 이용하는 종래방법에서 사용되는 것과 같은 가스 교환장치를 설치할 필요가 없게 되는 이점이 있다.

또한 본 발명의 방법에 의하면 코오크스 냉각공정을 거친 린가스가 수분함량이 적은 상태에서 예열장치내의 젖은 석탄과 접촉하게 된다.

특히 린가스는 연소된 후 연도가스나 다른 가스보다도 수분함량이 낮은 열운반가스로 되어 500-800℃의 온도로 석탄예열장치에 공급되므로 축축한 석탄과 열운반가스간의 수분의 농도차가 통상적인 공기건조의 경우보다 월등히 크게되어 건조효율이 향상된다.

본 발명에 의하면 코오크스 제조공정의 고체 잔유물에 함유된 폐기열이 석탄의 예열에 유효하게 이용될 뿐만 아니라 코오크스 제조장치에서 배출된 열운반가스도 코오크스오븐의 점화 등 여러 가지목적에 이용할 수 있는 장점이 있고 모든 공정에 통상적인 열운반가스를 사용함으로써 코오크스의 건식냉각후 먼지를 제거할 필요가 없게 되어 공지의 방법에서보다 사용되는 장치를 감축시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도는 코오크스화 노실(11), 축열기(12) 및 열교환기(13)를 갖는 코오크스 오븐(10)을 보여주고 있는 바, 원료석탄(A)는 석탄예열장치(15)에 공급되어 예열된 다음 예열된 석탄(B)는 코오크스화 노실(11)로 공급된다. 코오크스화 오븐(1)에는 연료가스(C)과 공기(D)가 공급되고 제조된 뜨거운 코오크스(E)는 건식냉각장치(17)로 이송된다.

또한 코오크스 제조장치와 병설된 용광로에서 나오는 용광로 가스(O)는 건식 코오크스 냉각장치(17)를 통과시켜 가열되게 한 후 가열된 용광로가스(P)를 석탄예열장치(15)로 공급한다.

용광로가스(P)는 약 600℃의 온도를 석탄예열장치(15)로 직접 공급되어 석탄을 예열한 후 배출된 용광로가스(Q)는 응축장치(22)에서 냉각 응축하고 응축장치에서 배출된 가스(R)는 약 100℃의 가스로서 배출하고 응축물인 수분(M)은 습식급냉장치(23)에 공급된다.

필요에 따라서는 배출된 연도가스(F)를 예비냉각하거나 또는 습기나 먼지를 제거하지 아니한 상태로 송풍기(18)에 의하여 건식냉각장치(17)중의 뜨거운 코오크스 속으로 직접 유통시킨다. 연도가스는 그 속에 함유된 잔류산소와의 발열반응과 동시에 수성가스작용에 의한 흡열반응을 일으키지만 전체의 반응은 강한 흡열반응으로 되므로 뜨거운 코오크스는 냉각되고 거기에서 나오는 린가스는 아직도 실온보다 뜨거운 상태로 된다.

냉각된 코오크스(G)는 냉각장치(17)로부터 배출되어 습식급냉장치(23)로 이송되고 배출된 뜨거운 린가스(H)는 석탄예열장치(15)로 이송된다. 필요에 따라서는 뜨거운 린가스의 일부(H1)를 연소실(20)에 공급하여 공기(D1)를 연소시키고 연소된 린가스(H2)는 석탄예열장치(15)에 통과시킨 다음 폐기가스(J)로서 배출시킨다. 린가스(H)는 예열장치(15)를 통과하면서 가열되고 가열된 린가스(K)는 습윤된 린가스로서 응축장치(22)에 공급되어 응축된 다음 응축된 수분(M)은 습식급냉장치(23)에 보내어 건식냉각된 코오크스(G)를 더 냉각시킨다. 습윤된 냉각코오크스(L)와 건조 냉각된 린가스(K1)은 배출시킨다. 이 때 필요에 따라서는 배출되는 린가스(K1)의 일부 (K2)를 코오크스 오븐(10)으로 순환시킴으로써 린가스를 연료가스(C)의 일부를 대신하여 코오크스 제조용으로 사용할 수 있다.

Claims (1)

1. 코오크스 건식냉각공정에서 나온 열운반가스를 이용하여 젖은 석탄을 예열 및 건조하는 방법에서, 코오크스 제조장치와 인접한 용광로에서 나오는 용광로 가스를 코오크스 건식냉각장치로 통과시켜 뜨거운 코오크스를 냉각시킨 후 배출되는 가스를 석탄 예열장치로 통과시켜 젖은 석탄을 건조 및 예열시키는 코오크스 제조장치에서의 현열이용 방법.

Images