KR950004313Y1

KR950004313Y1 - 촉매의 표피 이물질 제거장치

Info

Publication number: KR950004313Y1
Application number: KR92015735U
Authority: KR
Inventors: 김승구
Original assignee: 정명식; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1995-05-24
Also published as: KR940005651U

Abstract

내용 없음.

Description

촉매의 표피 이물질 제거장치

제1도는 본 고안에 따른 이물질 제거장치의 전체 구성을 도시한 구성도.

제2도는 본 고안의 이물질 제거장치가 종방향으로 절단한 단면도.

제3도는 본 고안의 이물질 제거장치가 사용되는 상태를 도시한 설명도.

제4도는 종래기술에 따라서 촉매의 표피로 부터 이물질을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제4a도는 촉매를 반응기로부터 인출시키는 상태를 도시한 설명도, 제4b도는 촉매의 표피로 부터 이물질을 제거하는 상태를 도시한 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이물질 제거장치 10 : 몸체부

12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f : 격실

24 : 제1철선스크린 26 : 제2철선스크린

30 : 세라믹 새들호퍼 40 : 촉매수집호퍼

50 : 도관 100 : 반응기

300 : 진공압 발생차량(Vacuum car)

S : 세라믹 새들(Ceramic Saddle) C : 촉매

본고안은 코크스(Coke) 공장에서 생산되는 코크스 오븐가스(Cokes Oven Gas) (이하, COG라함)를 정제시키는 설비에서 반응기내의 촉매에 부착된 이물질(Carbon)을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 진공압력(Vacuum Pressure)을 이용하여 매우 신속하게 이물질제거작업이 이루어지고, 작업자의 안전사고를 예방하며 이물질 제거작업도중에 주변환경을 오염시키지 않도록 된 촉매의 표피 이물질 제거장치에 관한 것이다. 일반적으로, C.O.G중에는 5~7g/N㎥의 황화수소(H₂S)가 함유되어 있는데 이는 배관부식 버너(Burner) 폐쇄등이 저해용인이 되고 있어 이러한 황화수소를 포집하여 유황을 제조하는 탈유(脫硫) 설비가 있다.

제4도에 도시된 바와같이 이 설비의 반용기(100)에는 COG중의 유황성분을 회수하기 위한 산화알루미늄(Al₂O₃)이 주성분인 촉매(C)가 다량(13㎥) 들어있다. 크기는 직경 4~6㎜의 구형으로 되어 있고 이 촉매(C)를 보호하기 위하여 촉매층 상, 하부에 세라믹 새들(Ceramic saddle) (S)이 2.5㎥ 들어있다.

상기 세라믹 새들(S)층과 촉매(C)층을 하부에서 상부로 COG가 통과하면서 촉매와 접촉되어 유황이 회수된다.

반응기(100)내 온도를 250℃를 유지하는데 장시간(1년) 운전하는 과정에서 촉매(C)와 COG가 접촉되면서촉매(C) 표피에 카본(Carbon)이 부착되어 촉매효율이 떨어지고 COG 통과 속도저하로 전(前) 공정에 부하가 걸리고 유황회수율이 적어지므로써 후공정 소각로에서 SO×(황화합물), NO×(질소화합물) 발생량이 증가하여 심각한 대기오염 요인이 되고 있다.

그러므로 촉매(C)에 부착된 카본을 제거해주어야 촉매 효율이 높아지고 유황 회수를 증가시켜서 대기오염을 줄일수 있다.

그러나, 종래의 촉매표피로 부터 이물질(카본)은 제거하는 작업은 제4도에 도시된 바와같이 수작업을 이용하여 수행되었다. 즉 직경 4M, 깊이 3M, 내부 온도 40~50℃되는 원통형 반응기(100) 내부로 전동송기식 방독면과 방열복을 입고 사다리를 타고 들어가서 2인 1조로 20분 고대방식으로 삽으로 60kg들이 포대에 담아서 도르레(110)를 이용 인력으로 끌어올리고 다시 13M 하부지상으로 내려 물기가 내려 물기가 없는 건조한 장소에서 모래를 치듯이 채(120)를 이용(Screening)하여 촉매(C) 껍질에 부착된 카본을 제거한후 다시 방습 포대에 담아서 반응기(100)가 설치된 13M 상부로 올려서(Crane 이용) 비능기 내부에 투입 다시 사용하는 방법을 취해왔다.

이런 작업을 수행하는 과정에서 많은 인력이 필요하고 중량들을 취급하므로써 안전사고의 문제가 있으며 유황을 함유한 카본분진이 비산되어 작업자는 물론 주변환경을 크게 오염시키고, 비가 오거나 습도가 높을 경우 촉매(C)가 습기를 흡습하여 기능이 저하되거나 상실되고 쉽게 부서지며 비싼 수입자재인 촉매가 운반 및 이동중에 많이 손실되는 문제점이 발생되었다.

본고안은 상기와같은 종래의 문제점을 해소 하기 위하여 안출된 것으로서, 촉매의 표피로 부터 매우 신속하게 이물질을 제거할 수 있고, 작업자의 안전 사고를 예방할수 있으며, 작업도중에 주변환경을 오염시키지 않도록된 촉매의 표피 이물질 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본고안은, 코크스 오븐 가스(COG)에서 유황성분을 회수하는 반응기의 촉매로 부터 이물질을 제거하는 장치에 있어서, 사각몸체부의 내부에 세라믹 새들을 하향이동시키는 제1철선 스크린과, 촉매를 하향이동시키는 다수개의 제2철선 스크린을 갖추고, 외측에는 안내슈트를 통해 각각 세라믹 새들과 촉매를 수집하는 세라믹 새들 호퍼와 촉매수집호퍼를 갖추며, 비능기내의 촉매와 세라믹 새들을 진공압력으로 흡입하여 하향이동시킴으로서 이 물질을 분리시키는 구성을 갖춘 촉매의 표피 이물질 제거장치를 마련함에 의한다.

이하, 본고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도에는 본고안의 이물질 제거장치(1)가 도시되어 있다. 상기 이물질 제거장치(1)는 사각 박스(Box)형을 이루는 몸체부(10)가 길이 방향으로 다수개의 격실 (12a) (12b) (12c) (12d) (12e) (12f)로 분할되고, 각각의 격실(12a) (12b) (12c) (12d) (12e) (12f) 사이에는 이하에서 보다 상세히 설명될 철선 스크린(wire screen)이 경사진 상태로 고정되어 장착된다. 최상층을 이루는 격실(12a)은 상부면(14)에 촉매(C)와 세라믹 새들(S)을 인입하기 위한 흡입구(16)가 형성되고, 상기 흡입구(16)의 일측에 일정거리 떨어져서 이물질을 배출하기 위한 배출구(18)가 상부를 향하여 고정된다. 또한, 상기 흡입구(16)의 타측단부에는 플렉시블 호스(Flexible Hose) (20)가 연결되고, 상기 배출구(18)의 타측단부에도 플렉시블호스(22)가 연결되며, 이는 진공압력(Vacuum Pressure)를 발생시키는 진공압 발생차량(Vacuum car) (300)에 연결된다. 또한, 상기 최상층의 격실(12a)에는 상부 일측 모서리(12a')에서 대각선 방향으로 마주하는 하부일측 모서리(12a")까지 연장하는 제1철선 스크린(Wire screen) (2Mesh) (24)이 경사진 상태로 장착되고, 상기 제1철선 스크린(24)의 하부에는 이와 동일한 상태로 경사가 형성된 보다 가는 눈금(Mesh)의 제2철선 스크린(26) (8Mesh) 장착되며, 이때 상기 제2철선 스크린(26)의 하단부(26a)는 상기 하부 일측모서리(12a")와는 일정간격이 형성되어 하부의 격실(12b)과 연통하는 공간(P1)을 형성한다. 또한, 상기 최상층의 격실(12a) 일측면에는 제1철선 스크린(24)의 하단부에 동일한 경사각도를 이루면서 형성된 안내 슈트(Guide shute) (28)가 고정되고, 상기 안내 슈트(28)의 하부에는 몸체부(10)의 외측으로 세라믹 새들 호퍼(30)가 위치된다. 한편, 격실(12b) (12c) (12d)은 상기 최상층의 격실(12a) 하부에 차례로 위치되고, 각각의 격실에는 제2철선 스크린(8Mesh) (26)이 각기 다른 방향으로 대각선을 따라서 고정되어 있다. 즉 최상층의 격실(12a)과 격실(12b) 사이에서 형성된 공간(P1)에 인접하여 제2철선 스크린(26)의 상단부가 고정되며, 하단부는 대각선 방향으로 하향하도록 경사가 형성되고, 타측 하부 모서리(12b')에 근접하여 또다른 공간(P2)을 그 하부의 격실(12c) 사이에서 형성한다. 격실(12c) (12d)에 대한 자세한 설명은 상기 격실(12d)과 구조가 동일하기 때문에 이하에서는 생략하고, 단지 제2철선스크린(26)의 경사방향이 서로 달리 위치된다는 점에서는 차이가 있다. (제2도 참조) 그리고 격실(12e)는 상기 격실(12b) (12c) (12d)과는 다르게 제2철선 스크린(26)의 하단부가 하부 모서리(12e")까지 연장되어 별도의 공간을 형성하지 않는다. 또한, 상기 제2철선스크린(26)의 하단부에는 상기 최상층의 격실(12a)가 구비된것과 같은 안내슈트(35)가 갖춰지며, 상기 안내 슈트(35)의 하부에는 촉매 수집호퍼(40)가 위치된다. 그리고, 최하층의 격실(12f)은 아무런 철선스크린을 갖추지 않고, 단지 일측면(42)이 일정각도로 하향 경사지며, 하부면에는 구멍(45)이 형성되고, 상기 구멍(45)은 도관(50)을 통해 최상층 격실(12a)의 배출구(18)에 연결된다. 미설명부호(55)는 점검구이고, (30a) (40a)는 각각 호퍼 개폐문이다.

상기와 같이 구성된 본고안의 이물질 제거장치(1)는 제3도면에 도시된 바와같이 흡입구(16)와 연결된 플렉시블호스(22)는 진공압 발생차량(Vacuum Car) (300)에 연결된다. 이때, 점검구(55)와 호퍼 개폐문(30a) (40a)은 각각 닫힌 상태이며, 진공압 발생차량(300)으로 부터 몸체부(10) 내부에 진공압이 형성되는 경우, 이는 반응기(100) 내에 위치된 촉매(c)와 세라믹 새들(S)을 몸체부(10)의 내부로 흡입하게 된다. 따라서 흡입구(16)를 통해 몸체부(10)의 내부로 흡입하게 된다. 따라서, 흡입구(16)를 통해 몸체부(10)의 내부로 인입된 촉매(c)와 세라믹 새들(S)은 먼저 제1철선 스크린(24)의 상부에 낙하되며, 상기 제1철선 스크린(24)이 하향으로 경사져 있기 대문에 이를 따라 하향이동하게 된다. 이 과정에서 제1철선 스크린(24)은 세라믹 새들(S)만을 상부면으로 이동시키게 되고, 제1철선 스크린(24)의 눈금(Mesh) 보다 적은 크기의 촉매(c)는 하부로 낙하하여 제2철선 스크린(26) 상부에 위치되며, 이를 따라서 하향이동하게 된다.

상기와같이 촉매(c)와 세라믹 새들(S)이 하향이동하는 동안 다량의 이물질(Carbon)이 비산하게 되며, 대부분의 이물질은 배출구(18)를 통해 외부로 공기와 함께 인출된다. 그리고 최상층 격실(12a)의 제2철선 스크린(26)으로 낙하된 촉매(c)는 공간(P1)을 통해 그 하부 격실(12b)의 제2철선 스크린(26)으로 낙하되고, 방향이 상기와는 반대인 상태로 제2철선 스크린(26)을 하향이동하게 되며, 다시 공간(P2)을 통해 그 하부의 제2철선스크린(26)으로 낙하되는 한편, 최종적으로는 격실(12e)의 제2철선 스크린(26)까지 낙하하게 된다. 이러한 다단계에 걸친 낙하이동과정에서 대부분의 이물질은 촉매(c)의 표피로 부터 분리제거되며, 이는 비산되거나 제2철선스크린(26)의 하부로 통과하여 최하층의 격실(12f)내에 쌓이게 되고, 이는 구멍(45)을 통해 격실(12f)로 부터 배출되어 도관(50)을 통해 배출구(18)로 전달되고 최상층의 격실(12a)에서 배출되는 이물질과 함께 외부로 배출된다. 한편, 최상층 격실(12a)의 제1철선 스크린(24) 하부로 이동한 세라믹 새들(S)은 중력에 의해 안내 슈트(28)로 낙하되어 세라믹 새들 호퍼(30)내에 수집되고, 다단계에 걸쳐서 최하부의 제2철선 스크린(26)하부까지 낙하이동한 촉매(c)는 격실(12e)과 연결된 안내 슈트(35)를 통해 촉매수집 호퍼(40)내에 쌓이게 된다. 일정시간이 경과후, 작업자는 진공압 발생차량(300)의 가동을 중단시키고, 세라믹 새들 호퍼(30)와 촉매 수집호퍼(40)의 호퍼개폐문(30a) (40a)을 각각 열어서 일정량의 세라믹 새들(S)과 촉매(c) 입자를 포대에 수거하는 것이다.

이때 진공압 발생차량(300)에서는 배출구(18)를 통해 공기와 함께 인출되는 이물질(Carbon)을 내부 수거장치(미도시)에 의해 포집하여 외부로 비산시키지 않은 상태로 수집하게 된다.

상기와같이 진공압력을 이용하여 몸체부(10)의 내부로 세락믹 새들(S)과 촉매(c)를 흡입시키기 위해서는 작업자는 단지 반응기(100) 내부로 인입하는 플렉시블 호스(20)의 선단부를 세라믹 새들(S)과 촉매(c)에 근접하여 위치시키기만 하면 되기 때문에 작업이 매우 손쉽게 이루어진다. 또한, 촉매(c)의 표피로 부터 이 물질의 제거작업이 밀폐된 몸체부(10)의 내부에서 이루어지고, 진공압발생장치(300)의내부 수거장치에 의해 포집되기 때문에 종래와 같이 외부로 비산되어 주변의 환경을 오염시키지도 않는다. 또한, 작업자는 도르레(110)를 이용하여 중량의 세람기 새들(S)과 촉매(c)를 이동시킬 필요가 없기 때문에 안전사고가 예방되는 실용상의 효과가 얻어진다. 상기에서 설명된 보고안은 제1 및 제2철선 스크린(24) (26)이 단순히 하향으로 경사진 상태로 장착되어 고정되어 있지만, 상기 제1 및 제2철선스크린(24) (26)에 진동모터(vibration Motor) 등을 장착하여 기계적인 충격을 반복적으로 가해줄수도 있다.

이러한, 수정된 부분의 개조사항은 모두 본고안의 범주내에 포함된다고 할수있다.

Claims

코크스 오븐 가스(COG)에서 유황성분을 회수하는 반응기(100)의 촉매(c)로 부터 이물질을 제거하는 장치에 있어서, 몸체부(10)의 내부에 세라믹 새들(S)를 하향이동시키도록 경사진 제1철선 스크린(24)과, 촉매(c)를 하향이동시키도록 경사진 다수개의 제2철선 스크린(26)을 갖추고, 외측에 안내 슈트(28) (35)를 통해 각각 세라믹 새들(S)과 촉매(c)를 수집하는 세라믹 새들 호퍼(30)와 촉매수집호퍼(40)를 갖추며, 반응기(100)내의 촉매(c)와 세라믹새들(S)을 진공압력(Vacuum Pressure)으로 흡입하여 하향이동시킴으로서 이물질을 분리시킴을 특징으로 하는 촉매의 표피 이물질 제거장치.