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KR101320715B1 - 코크스 침전지 처리방법 - Google Patents

코크스 침전지 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코크스 침전지 처리방법에 관한 것으로, 코크스 공장에서 발생하는 코크스 침전지를 건조기(11)에 유입하면서 상기 건조기(11) 내에 배가스를 공급하여 상기 코크스 침전지를 건조하는 건조단계와, 상기 건조기(11)에서 건조된 코크스 침전지를 소결 공장(31)의 소결용 배합원료로 공급하는 공급단계를 포함한다.
본 발명은 사이클론 방식의 건조기를 이용하되, 건조 열원으로 소결 배가스를 이용하여 코크스 침전지를 건조하므로 코크스 침전지의 건조가 잘 이루어질 뿐 아니라 건조시간도 단축되어 소결광 제조에 안정적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

Description

코크스 침전지 처리방법{Method for treating of coke breeze}
본 발명은 코크스 침전지 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코크스 침전지의 수분을 저감하여 소결광 제조에 활용하기 위한 코크스 침전치 처리방법에 관한 것이다.
코크스는 고로의 열원으로 사용되는 연료인 동시에 철광석을 환원시키는 환원제의 역할을 한다. 코크스는 석탄을 코크스 오븐 설비에서 가열 건류하여 제조한다.
코크스 제조용 석탄은 건류시에 점결이 잘 이루어질 수 있는 점결성을 가져야하므로 원료로는 역청탄이 많이 사용된다.
이와 관련된 선행기술로는 국내등록특허 제10-0503226호와 국내등록특허 제10-0759027호(2007.09.14)_침전지 분코크스를 이용한 야금용 코크스의 제조방법이 있다.
본 발명의 목적은 코크스 제조시 발생하는 코크스 침전지의 수분을 저감하여 소결광 제조에 활용하기 위한 코크스 침전지 처리방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 코크스 공장에서 발생하는 코크스 침전지를 건조기에 유입하면서 상기 건조기 내에 배가스를 공급하여 상기 코크스 침전지를 건조하는 건조단계와, 상기 건조기에서 건조된 코크스 침전지를 소결 공장의 소결용 배합원료로 공급하는 공급단계를 포함한다.
상기 건조단계에서 상기 코크스 침전지의 건조와 동시에 입도 분리가 가능하도록 상기 건조기는 사이클론 기류를 이용하는 사이클론 방식 건조기를 적용한다.
상기 건조단계에서 상기 코크스 침전지의 건조 후 상기 사이클론 기류는 조대입자를 상기 건조기 하부로 분리시키고, 미분을 상기 건조기 상부로 분리시킨다.
상기 건조단계에서 상기 배가스는 상기 소결 공장에서 환경설비를 거쳐 연돌로 보내지기 전의 소결 배가스를 공급한다.
본 발명은 사이클론 방식의 건조기를 이용하되, 건조 열원으로 소결 배가스를 이용하여 코크스 침전지를 건조하므로 코크스 침전지의 건조가 잘 이루어질 뿐 아니라 건조시간도 단축된다.
따라서, 건조된 코크스 침전지를 소결 공장으로 바로 이송하여 소결광 제조에 사용하는 것이 가능하고 소결광 제조시 조립수분의 안정화를 통해 소결광의 생산성과 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 코크스 침전지의 건조시 소결 배가스의 이용하는 것은 에너지 절감 효율이 커 에너지 절감과 저비용으로 코크스 침전지를 활용 효율성을 동시에 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 코크스 침전지 처리방법의 바람직한 실시예를 보인 구성도.
도 2는 코크스 침전지와 분코크스의 수분 함유량을 비교한 그래프.
도 3은 코크스 침전지를 사전 처리 없이 소결용 배합원료에 함유시켰을 경우 소결용 배합원료를 조립한 조립수분의 안정성 정도를 보인 그래프.
도 4는 본 발명에 의한 코크스 침전지 처리방법을 적용하여 처리한 코크스 침전지를 소결용 배합원료에 함유시켰을 경우 소결용 배합원료를 조립한 조립수분의 안정성 정도를 보인 그래프.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 코크스 침전지 처리방법은 배가스를 이용하여 코크스 침전지의 수분을 저감하고 소결광 제조에 활용하는 것이다.
코크스 공장에서는 코크스 제조 후 냉각을 위해 물을 분사하게 되는데 이때 분코크스들이 씻겨 내려가 코크스 침전지가 된다. 코크스 침전지는 다량의 수분을 함유하고 있어 이를 사용하기 위해서는 수분을 제거해야 한다.
수분이 제거된 코크스 침전지는 분철광석을 소결하여 소결광을 제조하는데 사용 가능하다.
코크스 침전지의 수분을 제거하기 위해 코크스 침전지를 야드로 배출하여 자연건조를 행할 수 있다. 그러나 자연건조는 건조시간이 매우 길고 코크스 공장에서 지속적으로 발생되는 코크스 침전지가 계속하여 적치되므로 코크스 침전지의 수분 제거가 용이하지 않다. 코크스 침전지를 자연건조하는 경우 1~2달이 소요된다.
따라서, 자연건조한 코크스 침전지를 소결광 제조에 사용하게 되면 소결 공장에서 코크스를 담아 놓는 저장고인 빈(Bin)에서 부착물의 발생이 증가하고, 소결용 배합원료 조립시 수분 증가에 의해 조립입자의 수분조정이 어렵게 되어 소결광의 연료비 연소 원단위를 증가시키게 된다.
또한, 자연건조한 코크스 침전지를 소결광 제조에 사용하게 되면 소결시 미연소부분이 증가하면서 소결광의 강도 하락이 발생할 수 있다.
다른 방법으로, 코크스 침전지의 수분 제거를 위해 공기를 데워서 인공 건조를 행할 수 있다. 그러나 공기를 데워서 코크스 침전지의 수분을 제거하게 되면 에너지 소비량이 증가하여 코크스 침전지 활용 대비 사전 처리 비용이 매우 높게 되어 원가절감 측면에서 효율성이 낮다.
따라서, 배가스를 이용하여 코크스 침전지를 건조한다.
구체적인 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 공장에서 발생하는 코크스 침전지를 건조기(11)에 유입하면서 건조기(11) 내에 배가스를 공급하여 코크스 침전지를 건조하는 건조단계와, 건조기(11)에서 건조된 코크스 침전지를 소결 공장의 소결용 배합원료로 공급하는 공급단계를 포함한다.
건조단계에서 코크스 침전지의 건조와 동시에 건조된 코크스 침전지의 이송이 가능하도록 건조기(11)는 사이클론 기류를 이용하는 건조기를 적용한다.
사이클론 기류를 이용하는 건조기는 건조기(11) 일측에 구비된 배가스 공급관(17)으로부터 배가스를 공급받아 건조기(11) 내로 유입되는 코크스 침전지를 탈수하고, 배가스와 탈수된 코크스 침전지를 직접 접촉시켜 수분 증발을 용이하게 한다.
배가스는 소결 공장(31)에서 발생된 소결 배가스이며, 환경설비(33)를 거쳐 연돌(35)로 보내지기 전의 소결 배가스를 사용한다.
소결 배가스는 온도가 150~200℃ 정도의 고온을 가지므로 코크스 침전지 건조에 용이하고, 환경설비(33)를 거쳐 오염물질이 제거된 상태이므로 코크스 침전지 건조에 사용한 후 대기로 방출하여도 환경문제를 유발하지 않는다.
여기서, 소결 배가스의 온도 150~200℃가 코크스 침전지 건조에 용이한 이유는 150℃ 미만의 낮은 건조 온도는 건조 효율이 낮고, 200℃를 초과하는 높은 건조 온도에서는 코크스 침전지가 건조와 더불어 소결이 될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 건조기(11)에서 건조된 코크스 침전지는 사이클론 기류에 의해 조대입자는 건조기(11)의 하부로 분리되고, 미분은 건조기(11)의 상부로 분리되는 입도 분리가 일어난다. 참고로, 코크스 침전지의 입도 분리는 수분이 다량 함유된 상태에서는 어렵다.
건조기(11)는 상부의 원통부(13)와 하부의 원추부(15)로 이루어져 있으며, 코크스 침전지는 배가스가 공급되는 배가스 공급관(17)의 일측에 연결된 침전지 유입관(19)을 통해 공급되어 원통부(13)와 측벽에 접선방향으로 일정한 속도로 유입된다.
배가스의 공급속도는 배가스 공급관(17)에 구비된 가스유량 조절기(21) 및 송풍기(23)에 의해 조절 가능하다.
이 과정에서 코크스 침전지는 탈수되고 건조되며, 조대입자는 원심력에 의해 선회하면서 원추벽에 부딪혀 모이고 원추부(15)의 아래로 배출되며, 미분은 건조기 (11)내의 사이클론 기류에 따라 상승하여 건조기(11) 상부의 배가스 배출관(27)을 통해 분리된다.
건조기(11)에서 건조된 코크스 침전지를 소결 공장의 소결용 배합원료로 공급한다. 건조된 코크스 침전지는 수분 함량이 대략 3% 이하로 낮으며 복수회 샘플링시에도 수분 편차가 낮아 소결광 생산성과 품질을 개선시키는데 기여할 수 있다.
또한, 사이클론 방식의 건조기(11)를 이용함에 의해 코크스 침전지의 건조와 동시에 이송이 가능하여 소결용 배합원료로 공급이 용이하다.
이하 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
배가스 공급관(17)을 통해 소결 배가스를 건조기(11) 내로 공급하면서 배가스 공급관(17)과 연결된 침전지 유입관을 통해 코크스 침전지를 건조기(11) 내로 유입시킨다.
소결 배가스와 함께 건조기(11) 내로 유입된 코크스 침전지는 원심력에 의해 선회하면서 탈수되고 건조되며, 이 과정에서 조대입자는 원추벽에 모여 원추부(15)의 아래로 배출되고 미분은 사이클론 기류에 따라 상승하여 건조기(11) 상부의 배가스 배출관(27)을 통해 입도 분리된다.
원추부(15)의 아래로 배출된 조대입자는 하부의 저장용기(25)에 포집되고, 배가스 배출관(27)을 통해 입도 분리된 미분은 별도의 포집용기(미도시)에 포집되며, 미분과 함께 배출된 배가스는 포집용기와 연결된 배출관을 통해 대기로 배출된다. 이 과정에서 미분만 포집용기에 포집되고 배가스는 미분이 제거된 상태로 대기로 배출된다.
이때, 건조기(11) 내에 공급된 소결 배가스는 약 150~200℃의 고온이므로 건조기(11) 내로 유입되는 코크스 침전지를 빠르게 건조시키게 된다. 또한 사이클론 방식을 적용함에 의해 건조가 잘 이루어진다.
소결 배가스는 배가스 공급관(17)에 구비된 가스유량 조절기(21)로 유입량을 조절하여 코크스 침전지의 건조속도를 조절할 수 있다.
건조기(11)를 통한 코크스 침전지의 건조가 완료되면, 건조기(11)의 상부와 하부로 입도 분리된 코크스 침전지를 소결 공장(31)으로 보내 소결광 제조에 사용한다.
이러한 코크스 침전지의 건조는 소결 배가스를 이용하므로 에너지 절감 효율이 크고, 더욱이 소결 공정의 환경설비를 거친 소결 배가스를 사용하므로 오염물질이 제거되어 환경오염을 유발하지 않는다.
또한, 코크스 침전지의 건조는 사이클론 기류를 이용하는 건조기를 사용함으로써 코크스 침전지의 건조와 이송이 동시에 이루어지는 것이 가능하여 코크스 침전지의 건조시간을 단축할 수 있고, 건조된 코크스 침전지를 소결 공장에 바로 사용하는 것이 가능하다.
또한, 사이클론 기류를 통해 코크스 침전지의 입도 분리가 용이하므로 미분의 코크스와 조대입자를 갖는 코크스를 적절하게 소결광 제조에 사용할 수 있다.
도 2에는 코크스 공장에서 발생한 코크스 침전지(건조 전)와 분코크스의 수분 함유량을 비교한 그래프가 도시되어 있고, 도 3에는 코크스 침전지를 사전 처리 없이 소결용 배합원료에 함유시켰을 경우 소결용 배합원료를 조립한 조립수분의 안정성 정도를 보인 그래프가 도시되어 있으며, 도 4는 본 발명에 의한 코크스 침전지 처리방법을 적용하여 처리한 코크스 침전지를 소결용 배합원료에 함유시켰을 경우 소결용 배합원료를 조립한 조립수분의 안정성 정도를 보인 그래프가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 코크스 공장에서 발생한 코크스 침전지는 분코크스에 비해 수분 함량이 10% 이상 20% 미만으로 높고 편차도 컸다.
이러한 코크스 침전지를 소결용 배합원료에 함유시켰을 경우와 함유시키지 않았을 경우 조립수분을 측정해 보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 코크스 침전지를 함유시켰을 경우 조립시의 수분 함량이 안정적이지 않음이 확인된다. 이는 소결 생산성을 저하시고 소결 품질을 저하시키는 원인이 된다.
반면, 본 발명에 의한 코크스 침전지 처리방법을 적용한 코크스 침전지는 수분 함량이 2% 내외로 낮아 수분 제거 효과가 우수하고, 복수회 측정한 수분 함량의 표준편차도 ±0.5%로 낮음이 확인된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상을 지식을 가진 자에게 있어 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
11:건조기 13:원통부
15:원추부 17:배가스 공급관
19:침전지 유입관 21:가스유량 조절기
23:송풍기 25:저장용기
27:배가스 배출관 31:소결 공장
33:환경설비 35:연돌

Claims (4)

  1. 코크스 공장에서 발생하는 코크스 침전지를 건조기에 유입하면서 상기 건조기 내에 배가스를 공급하여 상기 코크스 침전지를 건조하는 건조단계와;
    상기 건조기에서 건조된 코크스 침전지를 소결 공장의 소결용 배합원료로 공급하는 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 침전지 처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조단계에서
    상기 코크스 침전지의 건조와 동시에 입도 분리가 가능하도록 상기 건조기는 사이클론 기류를 이용하는 사이클론 방식 건조기를 적용하는 것을 특징으로 하는 코크스 침전지 처리방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 건조단계에서
    상기 코크스 침전지의 건조 후 상기 사이클론 기류는 조대입자를 상기 건조기 하부로 분리시키고, 미분을 상기 건조기 상부로 분리시키는 것을 특징으로 하는 코크스 침전지 처리방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조단계에서
    상기 배가스는 상기 소결 공장에서 환경설비를 거쳐 연돌로 보내지기 전의 소결 배가스를 공급한 것을 특징으로 하는 코크스 침전지 처리방법.
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