WO2012091365A2 - 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치 - Google Patents

용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치 Download PDF

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heat recovery
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박흥수
류성욱
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주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a granulation and sensible heat recovery apparatus of molten slag that converts the molten slag into a particle form to recover the thermal energy inside the slag in the form of particles, and in particular, the thermal energy of the granulated slag more stably assembled. It relates to a granulation and sensible heat recovery apparatus of the molten slag capable of recovering.
  • molten slag has a temperature of about 1400 ° C.
  • This molten slag has a large amount of thermal energy.
  • the recovery of the thermal energy retained by the molten slag is generally accomplished by granulating the molten slag to within 5 mm in diameter to improve the surface area, and then by heat exchange with an appropriate cooling medium.
  • the semi-melt grain slag is hot and has a high surface viscosity.
  • the particle slag re-melts or adheres to the wall of the device and grows. This results in a problem that the operation of the device is limited or the rate of heat transfer between the particle slag and the cooling fluid is lowered.
  • refusion between the particle slag increases the diameter of the particle slag to limit cooling of the particle slag. This causes crystals to grow in the slag particles, which prevents the slag from being recycled into high value resources such as cement raw materials.
  • the present invention seeks to provide an apparatus for assembling and sensible heat recovery of molten slag that can prevent re-fusion of granulated particle slag from molten slag and adhesion of particle slag to the wall of the apparatus.
  • the present invention is to provide a device for assembling and sensible heat recovery of molten slag that can recover the thermal energy of the molten slag with high efficiency.
  • the present invention is rotated in a state of cooling by the cooling water, the rotating slab to cool the molten slag falling on the upper surface to convert into a particle slag, and scattering the particle slag;
  • the rotating drum portion is rotated in a state cooled by the coolant, spaced apart from the side of the rotating disc portion, and collides with the particle slag scattered from the rotating disc portion to cool the collided particle slag and move it downward.
  • An inclination induction part having a downward inclination and positioned below the rotating drum part to induce the collided particle slag to fall downward;
  • a sensible heat recovery casing part connected to the lower side of the induction part of the induction part, and in which a cooling medium is heat-exchanged with the falling particle slag, and discharges the heat-exchanged particle slag and the cooling medium to the outside.
  • a granulation and sensible heat recovery device Disclosed is a granulation and sensible heat recovery device.
  • the molten slag granulation and sensible heat recovery apparatus may be installed on the inner wall of the sensible heat recovery casing to be inclined downward along the vertical direction to provide a flow path between the particle slag and the cooling medium in which the heat exchange is performed.
  • a granulation and sensible heat recovery device for molten slag comprising baffle portions.
  • the rotating disc part may further include: a disc that the molten slag falls in contact with and rotates to scatter the particle slag; A disc joint installed on a lower surface of the disc to provide a rotating shaft of the disc, introducing a coolant into the disc, and discharging the coolant from the disc to cool the disc; And a disc driving motor for rotating the disc joint to rotate the disc, thereby assembling molten slag and sensible heat recovery apparatus.
  • the rotating drum unit may include: a drum colliding with the particle slag scattered from the member disc part and rotating to move the collided particle slag downward; A drum joint installed at one end of the drum to provide a rotating shaft of the drum, injecting coolant into the drum, and discharging the coolant from the drum to cool the drum; And a drum drive motor for rotating the drum to rotate the drum joint, wherein the molten slag is assembled and sensible heat recovery.
  • the inclination induction portion discloses a cooling and sensible heat recovery device of the molten slag, characterized in that having a downward slope of 35 ° to 45 °.
  • the baffle portion includes a plurality of slits, and the cooling and sensible heat recovery apparatus of the molten slag, characterized in that the cooling medium through which the heat exchange is flowing through the slits.
  • the granulation and sensible heat recovery device of the molten slag is installed in the lower portion of the sensible heat recovery casing portion, the assembly and sensible heat of the molten slag further comprises a slag discharge unit for discharging the particle slag subjected to the heat exchange The recovery device is started.
  • the granulation and sensible heat recovery apparatus of the molten slag according to the present invention has the following effects.
  • the apparatus for assembling and sensitizing heat recovery of molten slag according to the present invention includes a rotating disc portion, a rotating drum portion, an inclined guide portion, and a sensible heat recovery casing portion, and cooling water flows into the rotating disc portion and the rotating drum portion to melt the slag.
  • the slag falls and is contacted with the rotating disc to be cooled to be converted into particle slag and scattered, and the scattered particle slag collides with the rotating drum to be further cooled.
  • Such particle slag is not fused to each other or attached to the inclination induction part or the sensible heat recovery casing part in the process of being induced to fall to the sensible heat recovery casing part through the inclination induction part. Therefore, the granulation and sensible heat recovery apparatus of the molten slag according to the present invention has the effect that the molten slag is granulated into particle slag to stably flow into the heat exchange.
  • Baffle portions are installed in the sensible heat recovery casing portion of the apparatus for assembling molten slag and sensible heat recovery according to the present invention, and a cooling medium is introduced for heat exchange with the particle slag.
  • the baffle portions allow the particle slag and cooling medium to flow while forming a fluidized bed between the baffle portion and the sensible heat recovery casing portion, and stable heat exchange between them is achieved.
  • slits are formed in the baffle portion, and the cooling medium flows through the slits, thereby increasing the contact area between the cooling medium and the particle slag. Therefore, the granulation and sensible heat recovery apparatus of the molten slag according to the present invention has the effect that it can provide an effective and stable heat exchange between the cooling medium and the particle slag.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an apparatus for assembling and sensible heat recovery of molten slag according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the assembly and sensible heat recovery apparatus of the molten slag shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a baffle portion of the apparatus for assembling and sensible heat recovery of the molten slag shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the assembly and sensible heat recovery apparatus 100 of the molten slag according to the preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is the assembly and sensible heat recovery apparatus 100 of the molten slag shown in FIG. 1.
  • 3 is a perspective view illustrating the baffle portion 105 of the assembly and sensible heat recovery device 100 of the molten slag shown in FIG. 1.
  • the assembling and sensible heat recovery device 100 of the molten slag is a rotating disc 101, a rotating drum 102, inclined guide 103, sensible heat recovery casing 104 ) And baffle portions 105, converting the molten slag 10 into particle slag 20 and recovering thermal energy from the particle slag 20 using a cooling medium.
  • the molten slag 10 drops and contacts the upper surface of the rotating disc part 101. At this time, the cooling water flows inside the rotating disc part 101, and the rotating disc part 101 maintains a cooled state.
  • the molten slag 10 has a temperature of 1500 ° C. or higher. Even if the hot molten slag 10 is in contact with the upper surface of the rotating disc portion 101, the rotating disc portion 101 does not cause mechanical deformation or damage due to high temperature.
  • the molten slag 10 comes into contact with the upper surface of the rotating disc portion 101 and is converted into the particle slag 20. At this time, due to the sudden drop in the surface temperature of the molten slag 10, the surface of the particle slag 20 is solidified in a weakly tacky solid state, and the inside is kept in a molten state to retain thermal energy.
  • the rotating disc part 101 rotates. For this reason, the centrifugal force by the rotating disc part 101 acts on the particle slag 20 on the upper surface of the rotating disc part 101, and the particle slag 20 scatters in a radial direction.
  • the rotating disc part 101 as described above includes a disc 111, a disc joint 113, and a disc drive motor 115.
  • the disc 111 is in contact with the falling molten slag 10 and rotates to scatter the particle slag 20.
  • the disc joint 113 is provided on the lower surface of the disc 111 to provide a rotation axis of the disc 111 to rotate. Moreover, the disc joint 113 flows cooling water into the disc 111, discharges cooling water from the disc 113, and cools the disc 111.
  • FIG. 1 A perspective view of the disc 111 .
  • the disc drive motor 115 rotates the disc joint 113 to rotate the disc 111.
  • the rotating drum portion 102 is positioned to be spaced apart from the side of the rotating disc portion 101, and the particle slag 20 scattered from the rotating disc portion 101 collides with the rotating drum portion 102.
  • the coolant flows inside the rotary drum 102, and the rotary drum 102 maintains a cooled state.
  • the rotary drum 102 further cools the particle slag 20.
  • the particle slag 20 has a temperature of about 1000 ° C. in which adhesiveness almost disappears.
  • the rotary drum 102 rotates and moves the collided and cooled particle slag 20 downward. At this time, the particle slag 20 passes between the rotating disc portion 101 and the rotating drum portion 102.
  • the rotary drum unit 102 includes a drum 121, a drum joint 123, and a drum driving motor 125.
  • the drum 121 collides with the particle slag 20 discharged from the rotating disc portion 101 and rotates to move the particle slag 20 downward.
  • the drum joint 123 is installed at one end face of the drum 121 to provide a rotation shaft of the rotating disc 121.
  • the drum joint 123 flows cooling water into the drum 121, discharges cooling water from the drum 123, and cools the drum 121.
  • the drum drive motor 125 rotates the drum joint 123 to rotate the drum 121.
  • the inclination induction part 103 is located below the rotating drum part 102, and has a downward inclination about the rotation disc part 101. As shown in FIG. After the particle slag 20 collides with the rotary drum 102, it is guided to fall below the warp guide 103.
  • the inclination induction part 103 preferably has a downward slope to 35 ° to 45 ° with respect to the plane parallel to the ground.
  • the particle slag 20 may be stagnant in the inclination induction part 103.
  • the downward inclination of the inclination induction part 103 is greater than 45 °, the particle slag 20 is limitedly guided by the inclination induction part 103.
  • the particle slag 20 in the inclination induction part 103 is in a state with little adhesiveness, it is not mutually fused, and it does not adhere to the inclination induction part 103, either. For this reason, the particle slag 20 in the inclination induction part 103 may be stably guided downward without stagnation.
  • the sensible heat recovery casing portion 104 is connected to the lower side of the inclination induction portion 103. At this time, the particle slag 20 from the inclined guide portion 103 is introduced into the upper portion of the sensible heat recovery casing 104, the cooling medium 30 is inclined guide portion 103 to the lower portion of the sensible heat recovery casing 104 (104). Inflows toward. At this time, heat exchange is performed between the particle slag 20 flowing downward in the sensible heat recovery casing 104 and the cooling medium 30 flowing upward. Thus, the cooling medium 30 recovers thermal energy from the particle slag 20 and is discharged through the upper portion of the sensible heat recovery casing 104, and the particle slag 20 is cooled by the cooling medium 30 to recover the sensible heat. It is discharged through the lower portion of the casing portion 104.
  • the baffles 105 are installed on the inner wall of the sensible heat recovery casing 104 to have a downward slope in a state spaced apart along the vertical direction. Through the space formed by the baffle portion 105 and the sensible heat recovery casing portion 104, the particle slag 20 is led to the bottom, the cooling medium 30 is led to the top.
  • a relatively small amount of cooling medium 30 flows into the sensible heat recovery casing portion 104 by the baffle portion 105 to form a fluidized bed.
  • a small amount of cooling medium 30 is supplied, and the cooling medium 30 which recovers thermal energy from the particle slag 20 has a relatively high temperature.
  • the particle slag 20 and the cooling medium 30 have a more uniform flow distribution.
  • the baffle portion 105 includes a plurality of slits 151.
  • the cooling medium through which heat exchange is performed is flowable through the slits 151.
  • the particle slag 20 flowing along the baffle portion 105 has a contact area with the cooling medium 30 increasing through the slits 151. That is, heat exchange between the particle slag 20 and the cooling medium 30 can be improved.
  • the number of the baffle portions 105 may be changed depending on the amount of thermal energy that the cooling medium 30 intends to recover from the particle slag 20.
  • the assembly and sensible heat recovery apparatus 100 of the molten slag according to the present invention may further include a slag discharge unit 106.
  • the slag discharge unit 106 discharges the particle slag 20 which has undergone heat exchange in the sensible heat recovery casing 104 to the outside.
  • the particle slag 20 discharged from the slag discharge unit 106 may be used for various purposes as necessary.

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Abstract

본 발명은 냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 냉각시켜 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부; 냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되며, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시켜 하측으로 이동시키는 회전 드럼부; 하향 경사를 갖고 상기 회전 드럼부의 하측에 위치되며, 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 낙하하도록 유도하는 경사 유도부; 및 상기 경사 유도부의 하측과 연결되고, 냉각 매체가 상기 낙하되는 입자 슬래그와 열교환이 이루어지며, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그와 냉각 매체를 외부로 배출하는 현열회수 케이싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치이다.

Description

용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치
본 발명은 융융 상태의 슬래그를 입자 형태로 변환시켜, 입자 형태의 슬래그 내부의 열 에너지를 회수하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치에 관한 것으로서, 특히, 보다 안정적으로 조립화된 입자 슬래그의 열에너지를 회수할 수 있는 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 융융 상태의 슬래그는 1400℃ 정도의 온도를 갖는다. 이러한 용융 슬래그는 많은 양의 열에너지를 보유하고 있다. 이로 인해, 용융 슬래그로부터 열에너지를 회수하고, 회수한 열에너지를 이용하는 것이 관련 산업에서는 에너지의 효율 향상 측면에서 중요한 것으로 인식되고 있다. 용융 슬래그가 보유한 열에너지의 회수는 일반적으로 용융 슬래그를 직경 5㎜ 이내로 입자화하여 표면적을 향상시킨 후에, 적절한 냉각 매체와 열교환시킴으로써 이루어지고 있다.
하지만, 반용융 상태의 입자 슬래그는 고온 상태이고, 높은 표면의 점성을 갖는다. 이때, 입자 슬래그는 재융착되거나 장치의 벽면에 부착되어 성장한다. 이로 인해, 장치의 작동이 제한되거나 입자 슬래그와 냉각 유체 사이의 열전달 속도가 저하되는 문제점이 발생되고 있다. 또한, 입자 슬래그 사이의 재융착은 입자 슬래그의 직경을 증대시켜 입자 슬래그의 냉각을 제한한다. 이로 인해, 슬래그 입자 내에서 결정이 성장하게 되어, 슬래그가 시멘트 원료 등과 같은 고부가치의 자원으로 재활용되지 못하게 된다.
슬래그의 재융착을 방지하기 위하여, 입자 슬래그가 비산할 수 있는 공간을 확보하여, 입자 슬래그 간의 접촉을 제한시키고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 이는 냉각매체의 속도를 충분히 높게 할 수 있어 냉각속도를 저하시키고, 냉각 장치의 크기가 증대되어야 한다는 문제점이 있다.
따라서, 입자 슬래그로부터 효율적인 열회수가 구현되기 위하여, 상대적으로 좁은 공간에서도 입자 슬래그의 과도한 열에너지의 손실이 방지되면서, 입자 슬래그 사이의 재융착 또는 입자 슬래그가 장치의 벽면에 부착되는 것을 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 용융 슬래그로부터 조립화된 입자 슬래그의 재융착 및 장치의 벽면에 입자 슬래그의 부착을 방지할 수 있는 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 용융 슬래그의 열에너지를 높은 효율로 회수할 수 있는 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 냉각시켜 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부; 냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되며, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시켜 하측으로 이동시키는 회전 드럼부; 하향 경사를 갖고 상기 회전 드럼부의 하측에 위치되며, 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 낙하하도록 유도하는 경사 유도부; 및 상기 경사 유도부의 하측과 연결되고, 냉각 매체가 상기 낙하되는 입자 슬래그와 열교환이 이루어지며, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그와 냉각 매체를 외부로 배출하는 현열회수 케이싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치는, 상기 현열회수 케이싱부의 내벽에 상하방향을 따라 이격된 상태로 하향 경사를 갖도록 설치되고, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그와 냉각 매체의 유동 경로를 제공하는 배플부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 회전 원판부는, 상기 융융 슬래그가 낙하하여 접촉되고, 회전하여 상기 입자 슬래그를 비산시키는 원판; 상기 원판의 하면에 설치되어 상기 원판의 회전축을 제공하고, 상기 원판에 냉각수를 유입시키며 상기 원판으로부터 냉각수를 배출시켜 상기 원판을 냉각시키는 원판 조인트; 및 상기 원판 조인트를 회전시켜 상기 원판을 회전시키는 원판 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 회전 드럼부는, 상기 회원 원판부로부터 비산되는 입자 슬래그와 충돌하고, 회전하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 이동시키는 드럼; 상기 드럼의 일종단면에 설치되어, 상기 드럼의 회전축을 제공하고, 상기 드럼에 냉각수를 유입시키고 상기 드럼으로부터 냉각수를 배출시켜, 상기 드럼을 냉각시키는 드럼 조인트; 및 상기 드럼 조인트를 회전시켜 상기 드럼을 회전시키는 드럼 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 경사 유도부는 35°내지 45°의 하향 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 냉각 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 배플부는 복수 개의 슬릿들을 포함하고, 상기 열교환이 이루어지는 냉각매체가 상기 슬릿들을 통하여 유동하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 냉각 및 현열회수 장치를 개시한다.
또한, 상기 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치는, 상기 현열회수 케이싱부의 하부에 설치되어, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그를 배출시키는 슬래그 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치는 다음과 같은 효과들을 갖는다.
(1) 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치는 회전 원판부, 회전 드럼부, 경사 유도부 및 현열회수 케이싱부를 포함하여, 회전 원판부 및 회전 드럼부의 내부에 냉각수가 유입되어, 용융 슬래그는 낙하하여 회전 원판부에 접촉되어 냉각됨으로써 입자 슬래그로 변환되어 비산되고, 비산된 입자 슬래그는 회전 드럼부와 충돌하여 추가적으로 냉각된다. 이러한 입자 슬래그는 경사 유도부를 통해 현열회수 케이싱부로 낙하하도록 유도되는 과정에서 상호 간에 융착되거나 경사 유도부나 현열회수 케이싱부에 부착되지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치는 용융 슬래그를 입자 슬래그로 조립화하여 안정적으로 열교환에 유입되도록 한다는 효과를 갖는다.
(2) 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치의 현열회수 케이싱부에는 배플부들이 설치되고, 입자 슬래그와의 열교환을 위하여 냉각매체가 유입된다. 배플부들에 의해 입자 슬래그 및 냉각 매체는 배플부와 현열회수 케이싱부 사이를 따라 유동층을 형성하면서 유동하고, 상호 간에 안정적인 열교환이 이루어진다. 또한, 배플부에는 슬릿들이 형성되고, 슬릿들을 통해 냉각매체가 유동하여, 냉각 매체와 입자 슬래그 사이의 접촉 면적도 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열 회수 장치는 냉각 매체와 입자 슬래그의 효과적이면서도 안정적인 열교환을 제공할 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치의 배플부를 도시하는 사시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치(100)를 도시하는 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치(100)를 도시하는 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치(100)의 배플부(105)를 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치(100)는 회전 원판부(101), 회전 드럼부(102), 경사 유도부(103), 현열회수 케이싱부(104) 및 배플부(105)들을 포함하고, 용융 슬래그(10)를 입자 슬래그(20)로 변환시키고 냉각 매체를 이용하여 입자 슬래그(20)로부터 열 에너지를 회수한다.
회전 원판부(101)의 상면에는 용융 슬래그(10)가 낙하하여 접촉된다. 이때, 회전 원판부(101)의 내부에는 냉각수가 유동되어, 회전 원판부(101)는 냉각된 상태를 유지한다. 용융 슬래그(10)는 1500℃ 이상의 온도를 갖는다. 회전 원판부(101)의 상면에 상기와 같은 고온의 용융 슬래그(10)가 접촉되더라도, 회전 원판부(101)는 기계적인 변형이나 고온에 의한 손상이 발생하지 않는다. 또한, 회전 원판부(101)가 냉각수에 의해 냉각됨에 따라, 용융 슬래그(10)는 회전 원판부(101)의 상면에 접촉되어 입자 슬래그(20)로 변환된다. 이때 용융 슬래그(10)의 급격한 표면 온도 저하로 인해, 입자 슬래그(20)의 표면은 점착성이 약한 고체 상태로 응고되고, 내부는 용용 상태로 유지되어 열에너지를 보유하고 있다.
또한, 회전 원판부(101)는 회전한다. 이로 인해, 회전 원판부(101)의 상면에서 입자 슬래그(20)에는 회전 원판부(101)에 의한 원심력이 작용하고, 입자 슬래그(20)는 방사방향으로 비산된다.
상기와 같은 회전 원판부(101)는 원판(111), 원판 조인트(113) 및 원판 구동 모터(115)를 포함한다.
원판(111)은 낙하하는 용융 슬래그(10)와 접촉되고, 회전하여 입자 슬래그(20)를 비산시킨다.
원판 조인트(113)는 원판(111)의 하면에 설치되어, 회전하는 원판(111)의 회전축을 제공한다. 또한, 원판 조인트(113)는 원판(111)에 냉각수를 유입시키고, 원판(113)으로부터 냉각수를 배출시켜, 원판(111)을 냉각시킨다.
원판 구동 모터(115)는 원판 조인트(113)를 회전시켜 원판(111)을 회전시킨다.
회전 드럼부(102)는 회전 원판부(101)의 측면에 이격된 상태로 위치되고, 회전 원판부(101)로부터 비산된 입자 슬래그(20)가 회전 드럼부(102)와 충돌한다. 이때, 회전 드럼부(102)의 내부에도 냉각수가 유동되어, 회전 드럼부(102)는 냉각된 상태를 유지한다. 이로 인해, 회전 드럼부(102)는 입자 슬래그(20)를 추가적으로 냉각시킨다. 이때, 입자 슬래그(20)는 점착성이 거의 사라지는 1000℃ 정도의 온도를 갖게 된다. 또한, 회전 드럼부(102)는 회전하여 충돌되어 냉각된 입자 슬래그(20)를 하측으로 이동시킨다. 이때, 입자 슬래그(20)는 회전 원판부(101)와 회전 드럼부(102) 사이를 통과한다.
상기와 같은 회전 드럼부(102)는 드럼(121), 드럼 조인트(123) 및 드럼 구동 모터(125)를 포함한다.
드럼(121)은 회전 원판부(101)로부터 방출된 입자 슬래그(20)와 충돌되고, 회전하여, 입자 슬래그(20)를 하측으로 이동시킨다.
드럼 조인트(123)는 드럼(121)의 일종단면에 설치되어, 회전하는 원판(121)의 회전축을 제공한다. 또한, 드럼 조인트(123)는 드럼(121)에 냉각수를 유입시키고, 드럼(123)으로부터 냉각수를 배출시켜, 드럼(121)을 냉각시킨다.
드럼 구동 모터(125)는 드럼 조인트(123)를 회전시켜 드럼(121)을 회전시킨다.
경사 유도부(103)는 회전 드럼부(102)의 하측에 위치되고, 회전 원판부(101)를 중심으로 하향 경사를 갖는다. 입자 슬래그(20)는 회전 드럼부(102)와 충돌한 후에, 경사 유도부(103)의 하측으로 낙하하도록 유도된다.
한편, 경사 유도부(103)는 지면과 평행한 평면을 기준으로 35°내지 45°로 하향 경사를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 경사 유도부(103)의 하향 경사가 35°보다 크면, 입자 슬래그(20)는 경사 유도부(103)에 정체될 수 있다. 반면에, 경사 유도부(103)의 하향 경사가 45°보다 크면, 입자 슬래그(20)는 경사 유도부(103)에 의해 제한적으로 유도된다. 또한, 경사 유도부(103)에서의 입자 슬래그(20)는 점착성이 거의 없는 상태이기 때문에, 상호 간에 융착되지 않고, 경사 유도부(103)에 부착되지도 않는다. 이로 인해, 경사 유도부(103)에서 입자 슬래그(20)는 정체되지 않고 안정적으로 하측으로 유도될 수 있다.
현열회수 케이싱부(104)는 경사 유도부(103)의 하측과 연결된다. 이때, 현열회수 케이싱부(104)의 상부에는 경사 유도부(103)로부터의 입자 슬래그(20)가 유입되고, 현열회수 케이싱부(104)의 하부에는 냉각 매체(30)가 경사 유도부(103)를 향해 유입된다. 이때, 현열회수 케이싱부(104)의 내부에서 하부로 유동하는 입자 슬래그(20)와 상부로 유동하는 냉각 매체(30) 사이의 열교환이 이루어진다. 이로 인해, 냉각 매체(30)는 입자 슬래그(20)로부터 열에너지를 회수하여 현열회수 케이싱부(104)의 상부를 통해 배출되고, 입자 슬래그(20)는 냉각 매체(30)에 의해 냉각되어 현열회수 케이싱부(104)의 하부를 통해 배출된다.
배플부(105)들은 현열회수 케이싱부(104)의 내벽에 상하방향을 따라 이격된 상태로 하향 경사를 가지도록 설치된다. 배플부(105)와 현열회수 케이싱부(104)에 의해 형성된 공간을 통해 입자 슬래그(20)는 하부로 유도되고, 냉각 매체(30)는 상부로 유도된다.
배플부(105)가 설치되지 않는 경우에 비교하면, 배플부(105)에 의해 현열회수 케이싱부(104)에 상대적으로 적은 양의 냉각 매체(30)가 유입되어 유동층이 형성된다. 이로 인해, 적은 양의 냉각매체(30)가 공급되어, 입자 슬래그(20)로부터 열에너지를 회수한 냉각 매체(30)는 상대적으로 높은 온도를 갖게 된다. 또한, 유동층의 형성으로 인해, 입자 슬래그(20)와 냉각 매체(30)는 보다 균일한 유동 분포를 갖게 된다.
또한, 배플부(105)는 복수 개의 슬릿(151)들을 포함한다. 열교환이 이루어지는 냉각매체는 슬릿(151)들을 통과하여 유동가능하다. 이로 인해, 배플부(105)를 따라 유동하는 입자 슬래그(20)는 슬릿(151)들을 통하여 증가하는 냉각 매체(30)와의 접촉 면적을 갖게 된다. 즉, 입자 슬래그(20)와 냉각 매체(30) 사이의 열교환이 향상될 수 있다. 또한, 배플부(105)들의 수는 냉각매체(30)가 입자 슬래그(20)로부터 회수하고자 하는 열 에너지의 양에 따라 변경가능하다.
한편, 본 발명에 따른 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치(100)는 슬래그 배출부(106)를 더 포함할 수 있다. 슬래그 배출부(106)는 현열회수 케이싱부(104)의 내부에서 열교환이 이루어진 입자 슬래그(20)를 외부로 배출시킨다. 슬래그 배출부(106)로부터 배출된 입자 슬래그(20)는 필요에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims (7)

  1. 냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상면에 낙하하는 용융 슬래그를 냉각시켜 입자 슬래그로 변환시키고, 상기 입자 슬래그를 비산시키는 회전 원판부;
    냉각수에 의해 냉각된 상태로 회전하고, 상기 회전 원판부의 측면에 이격된 상태로 위치되며, 상기 회전 원판부로부터 비산된 입자 슬래그와 충돌하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 냉각시켜 하측으로 이동시키는 회전 드럼부;
    하향 경사를 갖고 상기 회전 드럼부의 하측에 위치되며, 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 낙하하도록 유도하는 경사 유도부; 및
    상기 경사 유도부의 하측과 연결되고, 냉각 매체가 상기 낙하되는 입자 슬래그와 열교환이 이루어지며, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그와 냉각 매체를 외부로 배출하는 현열회수 케이싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치는,
    상기 현열회수 케이싱부의 내벽에 상하방향을 따라 이격된 상태로 하향 경사를 갖도록 설치되고, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그와 냉각 매체의 유동 경로를 제공하는 배플부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 원판부는,
    상기 융융 슬래그가 낙하하여 접촉되고, 회전하여 상기 입자 슬래그를 비산시키는 원판;
    상기 원판의 하면에 설치되어 상기 원판의 회전축을 제공하고, 상기 원판에 냉각수를 유입시키며 상기 원판으로부터 냉각수를 배출시켜 상기 원판을 냉각시키는 원판 조인트; 및
    상기 원판 조인트를 회전시켜 상기 원판을 회전시키는 원판 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 드럼부는,
    상기 회원 원판부로부터 비산되는 입자 슬래그와 충돌하고, 회전하여 상기 충돌된 입자 슬래그를 하측으로 이동시키는 드럼;
    상기 드럼의 일종단면에 설치되어, 상기 드럼의 회전축을 제공하고, 상기 드럼에 냉각수를 유입시키고 상기 드럼으로부터 냉각수를 배출시켜, 상기 드럼을 냉각시키는 드럼 조인트; 및
    상기 드럼 조인트를 회전시켜 상기 드럼을 회전시키는 드럼 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 유도부는 35°내지 45°의 하향 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 냉각 및 현열회수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플부는 복수 개의 슬릿들을 포함하고, 상기 열교환이 이루어지는 냉각매체가 상기 슬릿들을 통하여 유동하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 냉각 및 현열회수 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치는,
    상기 현열회수 케이싱부의 하부에 설치되어, 상기 열교환이 이루어진 입자 슬래그를 배출시키는 슬래그 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 슬래그의 조립화 및 현열회수 장치.
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