KR940005184B1 - 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명의 제거기(Stripper)안에 가스가 있는 코크스 제조설비의부로부터 예를 들어 암모니아, 황화수소, 청산 같은 휘발성 함유물질을 제거하는 방법에 관한 것이다.
석탄을 코크스화 시킬때에는, 유기물과 비휘발성 무기를 이외에 예를 들어 암모니아, 황화수소, 청산과 같은 휘발성 무기물을 함유하고 있는 물이 발생한다.
그런데 이 물을 세척제로 이용해 진행 과정으로 되돌려 보내거나 혹은 대부분 다시 처리한 뒤에 다른 유해 함유물질을 제거하거나 감소시키기 위해 폐수로 배수하기 전에, 이 휘발성 무기 화합물이 광범위하게 제거되어야 한다.
이러한 물에서부터 휘발성 무기 함유물질을 제거하는 것은, 코크스 제조설비에서 보통 정련기(精練機) 내지는 제거기에서 수증기에 의해 이루어진다.
제거용 가스로는 수증기 이외에 다른 가스들도 이용될 수 있다.
예를 들어 DE-OS 14 44 972에서는 암모니아와 페놀을 제거하기 위해, 비활성 가스나 공기나 연기 가스 혹은 이런 매개물의 혼합물이 있는 코크스 제조설비의 용기 순환과정으로부터 물을 제거하는 것이 제안되었다.
만족스럽지 못한 암모니아 판매가격 때문에 코크스 제조설비에는 점점 더 많이 암모니아 분류설비가 설치되고 있다.(E. TH. Herpers; Haus der Technik, Vortrag, Vortragsveroffentlichung 470, 41-50페이지).
이것은 정련기로부터 나와서 주로 암모니아와 이산화탄소와 수증기를 함유하지만 일반적으로 청산과 황화수소도 함유하고 있는 브뤼덴에 의해 처리된다. 청산은 완전히 분류되고 암모니아는 아주 작은 성분까지 분류되는 반면에, 황화수소는 분해되지 않고 남는다. 따라서 열을 회수하고 냉각시킨 후에 분류 가스를 공기 정화 과정으로 보내면서 정상적으로 이루어지는 분류 가승의 정화가 필요하다. 분류가스는 열을 회수한 뒤에도(증기 발생 후에도) 에너지를 가지고 있게 되지만, 이 에너지는 최소값으로 간주되기 때문에 여열(餘熱)로써 방출된다.(Gas-und Wasserfach, Heft 9(1964) 225-232페이지).
본 발명의 과세는, 여열로써 방출되며 암모니아 분류설비의 폐기(廢棄)에 들어 있는 열을 이용하는데 바탕을 두고 있다.
이 과제는 청구범위 1에 의하여 암모니아 분류설비의 폐기를 제거용 가스로 이용함으로써 해결된다.
본 발명의 다른 형태는 하위 청구범위의 특징에 의해 이루어진다.
본 발명의 의한 방법은 아주 적은 비용으로 암모니아 분류설비를 갖춘 코크스 제조설비에 보충될 수 있다. 제거기만은 암모니아 분류설비의 폐기 도관(導管)에 접합되어야 한다.
제거기를 벗어나는 가스를 위해서 추가적인 정화 조치가 필요치 않다. 그 까닭은 어떻게 해서든지 그 가스가 공기 정화 과정으로 되돌아가기 때문이다.
실험에 의해서 놀랍게도, 폐기가 높은 농도의 황화수소(약 5-20g/㎤ 표준 상태, 건조)를 함유하고있지만 그 농도는 증기로 작동되는 통상적인 정련기의 농도와 값이 같다는 결과가 나왔다.
본 발명의 다른 유리한 형태를 보면 암모니아 분류설비의 분류 가스가 클라우스(Claus) 설비의 폐기와 혼합되어 제거하는데 이용될 수 있다.
이러한 방법으로, 클라우스 설비의 폐기에 간직된 에너지도 이용될 수 있다. 이 가스도 마찬가지로 H₂S를 함유하고 있기 때문에, 발명에 의한 방법을 이용하면 추가적인 H2S제거가 필요 없게 된다. 제거 가스로는 암모니아 분류설비의 폐기도 이용될 수 있는데, 이 폐기는 제거기로 통하기 전에 클라우스 설비를 관통한다.
이 가스들과 본 발명에 의한 제거 방법을 이용하면, 그렇지 않았더라면 여열로 방출될 에너지가 이용될 수 있기 때문에, 이에 상응하는 에너지 양이 증기에서 절약된다.
이와 더불어 다른 경우에는 수용된 증기를 응결시키기 위해 필요할지도 모를 냉각수가 소용없게 되어, 마찬가지로 증기 응결의 형태로 발생할 폐수량도 없어지게 된다.
제거기의 가동 온도는 70℃ 이상인데 주로 70℃-90℃가 되고, 기체와 액체 사이의 비율은 약 50-500㎥(표준 상태, 건조) 대 1㎥인데, 주로 80-250㎥(표준 상태, 건조) 대 1㎥이다. 제거기에서 보다 높은 온도에 이르도록 하기 하기 위해서 분류 가스에서 나오는 증기 발생이 감소될 수 있다. 그러나 이러한 목적을 위해서는, 청구범위 6에 따라서 분류 가스에 직접 증기를 혼합시키는 것도 생각할 수 있다.
본 발명은 다음에서 도면과 실시예를 이용해서 보다 자세하게 설명된다.
도면에는 다음과 같은 것들이 나타나 있다.
제1도 : 암모니아 분류설비와 클라우스 설비의 폐기(廢棄)를 이용하여 본 발명에 의한 제거를 실시하는 방법의 도식도.
제2도 : 암모니아 분류설비의 폐기가 제거기로 통과하기 전에 클라우스 설비를 관통하는 방법을 도식적으로 설명한 것.
제1도에서는 암모니아 분류설비 1의 폐기가 도관 2를 거쳐서 제거기 3으로 통한다.
추가적으로 클라우스 설비 5로부터 도관 4를 거쳐서 제거기 3으로 가스가 통할 수 있다. 도관 6과 열 교환기 7과 도관 8을 거쳐서 휘발성 함유물질을 간직한 물이 제거기 3으로 통한다 적재된 물이 열 교환기 7안에서 도관 9에 의해 증기로 가열된다.
제거기 3에서의 과정은 도관 10을 거쳐서 끝나고, 휘발성 물질이 간직된 가스는 도관 11을 거쳐서 제거기 3을 벗어나게 된다.
제2도에서는 암모니아 분류설비 1의 폐기가 우선 도관 12를 거쳐서 클라우스 설비 5로 통하는 것이 나타나 있다. 그리고 나서 이 가스는 도관 13을 통해서 제거기 3에 이른다. 휘발성 함유물질을 간직한 물이 도관 8을 거쳐서 제거기 3으로 통한다.
휘발성 물질을 간직한 가스는 도관 11을 관통해서 코크스 제조설비의 천연가스 도관 15로 통한다. 도관 14를 통해서 수증기가 제거 가스에 부가된다.
제1도의 설비에서, 잔여 성분으로 0.1g/㎥의 암모니아(표준 상태, 건조)와 12g/㎥의 황화수소 함유물질(표준 상태, 건조)과 640g/㎥의 수분 (표준 상태, 건조)을 가지고 온도가 300℃인 분류가스가 시간당 4.400㎥(표준 상태, 건조)씩 암모니아 분류설비 1의 수증기 발생기로부터 나와서 도관 2를 통해 20개의 바닥이 있는 제거기 3의 밑바닥으로 통한다.
25g/㎥의 황화수소 성분(표준 상태, 건조)과 23.5g/㎥의 이산화황 성분(표준 상태, 건조)와 300g/㎥의 수분(표준 상태,건조)을 가지고 온도가 140℃인 클라우스 설비 5의 폐기가 도관 4를 거쳐서 시간당 800㎥씩 제거기의 밑바닥으로 통한다.
여기서 가스가 제거 과정에 이해서 냉각되고 수증기가 포화 상태로 되어서, 시간당 1,125㎏의 물의 증발되고, 제거 과정에서는 804g/㎥의 수증기 성분(표준 상태, 건조)을 가지고 81.5℃의 해당 온도가 되는 5,200㎥의 가스 (표준 상태, 건조)가 이용된다.
시간당 37㎥의 석탄수가 코크스 제조설비의 용기 순환 과정으로부터 나와 도관 6과 열 교환기 7과 도관 8을 거쳐서 제거기 3의 상부로 보내진다. 열 교환기 7에서는 석탄수가 도관 9로부터 나오는 증기에 의해 직접 70℃부터 81.5℃까지 가열된다. 이 석탄수는 리터당 3g의 활성 암모니아, 0.5g의 황화수소, 0.05g의 청산을 함유하고 있다.
제거기에서 석탄수로부터 휘발성 함유물질이 광범위하게 제거된다. 제거기에서 이 과정은 도관 10을 거쳐서 끝나며, 이 과정에서는 20㎎/ℓ이하의 청산과 4㎎/ℓ의 황화수소로 된 전여 성분이 있다. 활성 암모니아 성분은 없다. 왜냐하면 활성 암모니아는 아황산 암모늄으로써 클라우스 설비로부터 수용되는 이산화황에 의해 가스가 제거된 암모니아와 결합하지 않기 때문이다.
휘발성 물질을 간직한 가스는 80℃의 도관을 거쳐서 제거기로부터 사라지게 된다.
[실시예 2]
제2도의 설비에서는, 시간당 4,000㎥의 가스(표준 상태, 건조)가 도관 13을 통해서 클라우스 설비 5를 벗어나는데, 이 설비는 도관 12를 통해서 암모니아 분류설비 1로부터 공급된다.
가스는 온도가 120℃이고, 15g의 황화수소와 20㎎의 암모니아와 400g/㎥ 정도의 아주 적은 양의 아황산 및 수분(표준 상태, 건조)으로 된 잔여 성분을 함유하고 있다. 이 가스는 25개의 바닥이 있는 제거기 3의 밑바닥에 이른다.
도관 14를 거쳐서 시간당 560㎏의 수증기가 가스에 부가되어서, 제거기 3에서 약 77℃의 포화 온도에 이른다. 이 가스는 리터당 2.5g의 활성 암모니아와 0.3g의 황화수소와 0.04g의 청산을 함유하게 되며, 제거기 3에서 휘발성 무기 성분이 완전히 제거된다.
제거기의 과정 종결은 77℃의 도관 10을 거쳐서 그 시스템으로부터 이루어지기 때문에, 냉각된 후에는 예를 들어 코크스로(爐) 가스의 암모니아 세척수로 이용될 수 있다. 이 가스는 여전히 리터당 70㎎의 암모니아, 20㎎ 이하의 청산과 5㎎의 황화수소를 함유하고 있다.
휘발성 물질을 간직한 가스는 75℃의 도관을 11을 거쳐서 제거기 3을 떠나서, 코크스로의 공기와 함께 냉각되고 정화되기 위해 공기 도관 15로 통하게 된다.
Claims (6)
- 제거기 안에 가스가 있는 코크스 제조설비의 물로부터 예를 들어 암모니아, 황화수소, 청산 같은 휘발성 함유물질을 제거함에 있어서, 암모니아 분류설비의 폐기(廢棄)를 제거용 가스로 이용함을 특징으로 하는 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
- 청구범위 제1항에 있어서, 암모니아 분류설비의 폐기에 클라우스 설비의 폐기를 혼합시킴을 특징으로 하는 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
- 청구범위 제1항에 있어서, 암모니아 분류설비의 폐기가 제거기로 통하기 전에 클라우스 설비를 관통함을 특징으로 하는 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
- 청구범위 제1항 또는, 제2항 또는, 제3항에 있어서, 제거기에서의 처리온도가 70℃ 이상인데, 주로 70℃-90℃가 되게 함을 특징으로 하는 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
- 청구범위 제4항에 있어서, 액체와 기체의 비율은 50-500㎥(표준 상태, 건조) 대 1㎥인데, 주로 80-250㎥(표준 상태, 건조) 대 1㎥가 되게 함을 특징으로 하는 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
- 청구범위 제5항에 있어서, 제거용 가스에 증기가 혼합되게 함을 특징으로 코크스 제조설비에서 발생하는 물로부터 휘발성 함유물질을 제거하는 방법.
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