KR101630223B1 - Oxygen enrichment system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 연료 또는 산소 공급을 위한 랜스(lance); 상기 랜스가 연결되고 킬른 내부에 연장 구비된 버너; 및 상기 랜스와 상기 버너에 각각 연결된 제어부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 랜스를 버너에 연결하여 로타리 킬른에서의 연소효율을 증가시켜 연소성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. An oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention includes a lance for supplying fuel or oxygen; A burner connected to the lance and extending inside the kiln; And a control unit connected to the lance and the burner, respectively.
The oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention has an effect of improving the combustion efficiency by increasing the combustion efficiency in the rotary kiln by connecting the lance to the burner.
Description
본 발명은 산소부화 시스템에 관한 것으로, 특히 연소공기량과 배기 가스량을 줄여 연소성을 향상시킨 산소부화 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an oxygen-enriching system, and more particularly, to an oxygen-enriching system having improved combustion performance by reducing the amount of combustion air and the amount of exhaust gas.
일반적으로 석회 소성로나 시멘트 소성로의 경우, 미립광석의 처리를 위해 일반적으로 로타리 킬른(rotary kiln)을 사용하고, 킬른 내에서 광석을 소성처리하는 과정에서 필요로 하는 다량의 에너지를 공급하기 위해 가스, 석탄 및 중유 버너를 사용한다. Generally, in the case of a calcining furnace or a cement kiln furnace, a rotary kiln is generally used for the treatment of fine ores, and in order to supply a large amount of energy required for calcining ores in the kiln, Use coal and heavy oil burners.
이때 연료와 함께 연소가스로서 1차적으로 공기를 버너 전단에서 혼합 연소시켜, 로내에 균일한 온도를 유지하면서 광석의 소성이 용이하게 이루어지도록 연료를 공급하게 된다. At this time, air is mixed and burned at the front end of the burner as a combustion gas together with the fuel, so that the fuel is supplied so that firing of the ore can be easily performed while maintaining a uniform temperature in the furnace.
광석의 소성에 사용되는 로타리 킬른의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 소성로(10)의 중앙으로 버너(11)가 수평으로 위치하고, 버너(11)에 연료와 공기가 공급 연소되면서 화염이 소성로(10) 내부에 형성되어 온도를 광석소성온도로 유지하게 되며, 광석(1)은 킬른에서 일정 속도로 회전하면서 하부로 이동하여 소성 된다. The structure of the rotary kiln used for firing ores is such that the
이때, 연소배가스는 광석의 이동방향과 반대방향으로 광석장 입구로 배출되고 광석 예열기(14)를 통과하면서 열교환된 후, 싸이크론(15) 및 벤츄리스크러(20) 등의 집진장치를 거쳐 연돌(chimney: 100)을 통해 외부로 배출된다. 통상 광석의 종류와 생산목표량이 정해지면, 이에 필요한 열량이 계산되고 연료의 열량에 따라 필요 열량이 계산되며, 이에 따른 일정량의 공기가 주입된다. 이때 가스 및 미분쇄된 석탄연료는 버너 전단부에 화염을 형성하게 된다. At this time, the flue gas is discharged to the inlet of the ore compartment in the direction opposite to the moving direction of the ore and is heat-exchanged while passing through the
이때, 소성로(10) 내부를 1,000℃ 이상의 고온 분위기로 유지하기 위해 다량의 연료를 연소하는 과정에서 화염의 형상은 상부쪽으로 휘어지게 되고 킬른 하부면을 따라 이동하는 광석 소성체에는 상대적으로 열의 전달이 효율적으로 이루어 지지못해 제품의 소성이 원활하게 수행되지 않는 문제점이 있다. At this time, in order to maintain the inside of the
그리고 생산 제품의 품질확보를 위해 광석의 소성에 필요한 충분한 열을 주기 위해 과잉의 연료를 공급하게 되는바, 이때 과잉 연료에 의한 국부적인 온도상승과 함께 다량의 질소 산화물을 발생시키는 문제점이 있다. In order to secure the quality of the produced product, excess fuel is supplied in order to give sufficient heat for firing the ore. In this case, there is a problem that a large amount of nitrogen oxide is generated together with a local temperature rise due to the excess fuel.
여기서, 로타리 킬른 소성로에서 소성 완료후 배출되는 제품 생성물인 생석회, 경소백운석 및 시멘트 제품은 약 800℃의 고온을 갖게 되므로 이를 외부로 반출하기전 저장하는 냉각장치(12)로 공급된다. 이러한 냉각장치(12)로 상온의 공기가 불어 넣어지므로, 제품 생성물은 약 100~150℃까지 냉각될 수 있다. Here, the quicklime, the light dolomite, and the cement product, which are the product products discharged after completing the firing in the rotary kiln firing furnace, have a high temperature of about 800 ° C. and are supplied to the
제품 냉각실(cooler)을 통해 로타리 킬른으로 공급되는 제품 냉각공기는 로타리 킬른의 내부를 산화성 분위기로 형성하고, 버너(11)를 통해 연료와 함께 공급되는 1차 연소공기에 의해 완전연소되지 못한 연료를 완전연소시켜 주는 산화제 역할을 수행한다. The product cooling air supplied to the rotary kiln through the product cooler forms the inside of the rotary kiln in an oxidizing atmosphere and the fuel that has not been completely burned by the primary combustion air supplied through the
따라서, 가스 또는 고상 연료를 사용하여 열원을 공급하는 소성로로서 로타리 킬른의 경우 광석의 소성온도로써 소성로 내부 온도를 약 1000℃로 일정하게 유지하는 과정에서 일정 각도를 갖는 로타리 킬른(10)의 회전을 통해 하부 버너(11) 위치로 이동하는 광석 소성물에 충분한 열전달이 이루어지지 못한다. Therefore, in the case of a rotary kiln in which a heat source is supplied using a gas or a solid fuel, the rotation of the
이에 따라 다량의 연료를 공급 연소시켜야 하지만, 충분한 에너지의 공급을 위해 다량의 연료를 공급하는 경우에 버너(11)의 화염온도가 과도하게 높은 온도를 갖게 된다. Accordingly, a large amount of fuel must be supplied and burned. However, when a large amount of fuel is supplied for supplying sufficient energy, the flame temperature of the
또한 이로 인하여 화염형상이 상부 로벽쪽으로 휘게 되고 로내에 부유하는 저융점 미립 광석물질의 용융물이 소성로의 벽에 부착, 성장하게 되면서 일정기간 경과후 화염생성 영역이 부착물로 막히는 문제점이 발생하여, 부착물을 제거하는 작업을 빈번하게 수행해야하는 문제점을 안고 있다. As a result, the flame shape is bent toward the upper wall and the melt of the low-melting-point fine-ore material floating in the furnace adheres to the wall of the furnace and grows. As a result, the flame- There is a problem in that it is necessary to frequently perform the removing operation.
이에 따라, 종래에 광석 소성로의 경우 고생산 조업이나 고품질 조업을 추구하면 할수록 부착물의 형성은 증가하므로, 부착물의 형성을 억제코자 1차 연소공기량을 연료비대비 낮추어 화염 온도를 낮추는 비효율적인 조업이 이루어져 왔으며, 이러한 열효율의 저하에 따라 제품의 소성품질이 생산성 저하와 함께 떨어지는 문제점을 갖고 있다.
Accordingly, conventionally, in the case of ore burning furnace, as the high production operation or high quality operation is pursued, the formation of deposits increases, and the inefficient operation of lowering the flame temperature by lowering the primary combustion air amount to the fuel cost has been performed , There is a problem that the sintering quality of the product deteriorates with the decrease of the productivity due to the decrease of the thermal efficiency.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연소공기량과 배기 가스량을 줄여 연소성을 향상시킨 산소부화 시스템을 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide an oxygen-enriching system with improved combustion performance by reducing the amount of combustion air and the amount of exhaust gas.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 연료 또는 산소 공급을 위한 랜스(lance); 상기 랜스가 연결되고 킬른 내부에 연장 구비된 버너; 및 상기 랜스와 상기 버너에 각각 연결된 제어부;를 포함한다. An oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention includes a lance for supplying fuel or oxygen; A burner connected to the lance and extending inside the kiln; And a control unit connected to the lance and the burner, respectively.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 랜스는 소정의 각도로 경사진 다수의 분사통로를 구비한 선단부; 상기 선단부에 연결된 연결관; 및 상기 연결관의 외측에 구비된 스탑퍼(stopper);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention, the lance may include a tip portion having a plurality of injection paths inclined at a predetermined angle; A connection pipe connected to the distal end portion; And a stopper provided on the outer side of the connection pipe.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 랜스는 내부 직경보다 작은 직경을 갖는 적어도 하나의 분사통로를 구비한 선단부; 상기 선단부에 연결된 연결관; 및 상기 연결관의 외측에 구비된 스탑퍼(stopper);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In an oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention, the lance has a tip with at least one injection passage having a diameter smaller than the inner diameter; A connection pipe connected to the distal end portion; And a stopper provided on the outer side of the connection pipe.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 랜스는 상기 연결관의 외부를 둘러싸는 외부관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. In the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, the lance may further include an outer pipe surrounding the outer surface of the connection pipe.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 버너는 외부 하우징관; 상기 외부 하우징관의 내부에 동심원을 갖는 다수의 원통관; 후방 중앙에 상기 랜스가 연결되는 랜스 연결구; 후방 일측에 에어를 주입하기 위한 공기 주입구; 및 후방 외측에 미분탄(Pulverised coal) 또는 오일의 연료를 주입하기 위한 연료 주입구;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In an oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention, the burner comprises an outer housing tube; A plurality of circular tubes concentrically disposed in the outer housing tube; A lance connector to which the lance is connected at a rear center; An air inlet for injecting air into the rear side; And a fuel injection port for injecting fuel of pulverized coal or oil into the rear outer side.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 다수의 원통관은 상기 외부 하우징관 내측으로 제 1 원통관, 제 2 원통관, 제 3 원통관, 제 4 원통관 및 중앙관을 포함하고, 상기 제 1 원통관과 제 2 원통관 사이에 제 1 유로(Ⅰ)를 형성하며, 상기 제 2 원통관과 제 3 원통관 사이에 제 2 유로(Ⅱ)를 형성하며, 상기 제 3 원통관과 제 4 원통관 사이에 제 3 유로(Ⅲ)를 형성하며, 상기 제 4 원통관과 중앙관 사이에 제 4 유로(Ⅳ)를 형성하며, 상기 중앙관 내부에 제 5 유로(Ⅴ)를 형성하는 것을 특징으로 한다. In the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, the plurality of circular tubes include a first circular tube, a second circular tube, a third circular tube, a fourth circular tube and a central tube inwardly of the outer housing tube, (I) is formed between the first circular tube and the second circular tube, a second circular tube (II) is formed between the second circular tube and the third circular tube, and the third circular tube and the fourth circular tube A third flow path (III) is formed between the circular tubes, a fourth flow path (IV) is formed between the fourth circular tube and the center tube, and a fifth flow path (V) is formed inside the center tube .
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 상기 제 4 원통관과 중앙관 사이 선단 부분에 다수의 홀을 구비한 도넛 형태의 분사판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. The oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention further comprises a donut-shaped spray plate having a plurality of holes at a tip portion between the fourth circular tube and the center tube.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 제어부는 상기 제 2 원통관, 상기 제 3 원통관 및 상기 제 4 원통관 중 적어도 하나를 후방으로 이동시키는 것을 특징으로 한다. In the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, the control unit moves at least one of the second circular pipe, the third circular pipe and the fourth circular pipe backward.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 상기 제 2 원통관과 상기 제 3 원통관은 선단방향으로 두께가 두꺼워지고 경사진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
In the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, the second cylindrical tube and the third cylindrical tube are formed in a thickened and inclined shape in the tip direction.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional, dictionary sense, and should not be construed as defining the concept of a term appropriately in order to describe the inventor in his or her best way. It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 랜스를 버너에 연결하여 로타리 킬른에서의 연소효율을 증가시켜 연소성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention has an effect of improving the combustion efficiency by increasing the combustion efficiency in the rotary kiln by connecting the lance to the burner.
도 1은 일반적인 로타리 킬른형 소성로의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 설명하기 위한 예시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 측단면도.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 선단 정면투시도.
도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 선단 정면투시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 버너의 단면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 버너의 선단 정면도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 버너의 선단 측면도.
도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 버너의 선단 동작 단면도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary view showing the construction of a general rotary kiln type firing furnace. Fig.
2 is an exemplary view for explaining an oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3a is a side cross-sectional view of a lance making up the oxygen enrichment system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a front perspective front view of a lance constituting an oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention. FIG.
3c is a front perspective front view of a lance constituting an oxygen enrichment system according to another embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view of a burner constituting an oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention;
5A is a front elevation view of a burner constituting the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention.
5B is a front side view of the burner constituting the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5C is a cross-sectional front view of the burner constituting the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention; FIG.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements have the same numerical numbers as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 측단면도이며, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 선단 정면투시도이며, 도 3c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 랜스의 선단 정면투시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템을 구성하는 버너의 단면도이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a cross-sectional side view of a lance constituting the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a side view of the oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3C is a front perspective front view of a lance constituting the oxygen enrichment system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front perspective view of a lance constituting the oxygen enrichment system according to an example. Sectional view of a burner constituting the oxygen enrichment system.
본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 시멘트 제조를 위한 소성 공정에 적용된 형태를 예를 들어 설명한다. The oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a form applied to a sintering process for producing cement as shown in FIG.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 하소로(Calciner, 314)를 포함한 예열부(300), 시멘트 크링카를 제조하는 소성로인 로타리 킬른(rotary kiln: 10) 및 로타리 킬른(10)의 출구에 배치된 시멘트 클링커 냉각기(400)로 구성되어 폐기물과 연료를 사용하는 시멘트 제조를 위한 소성 공정에 적용될 수 있다. In detail, the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention includes a
특히, 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 연료 또는 산소 공급을 위한 랜스(lance: 100), 랜스(100)가 연결되고 로타리 킬른(10) 내부에 연장 구비된 버너(200) 및 랜스(100)와 버너(200)에 연결된 제어부(도시하지 않음)를 포함하여 구성되고, 연소 공기량과 배기 가스량을 줄여 연소성을 향상시킬 수 있다. In particular, the oxygen enrichment system according to an embodiment of the present invention includes a
랜스(100)는 예컨대 액화산소 저장탱크에 연결되어 버너(200)의 일측에 연결되어 산소를 공급할 수 있는 관형 부재로서, 소정의 각도로 경사진 다수의 분사통로(101,102,103)를 구비한 선단부(110), 선단부(110)에 연결된 연결관(120), 및 연결관(120)의 외측에 구비되어 고정지지하는 스탑퍼(stopper: 140)를 포함한다. 여기서, 랜스(100)는 선택적으로 연결관(120)의 외부를 둘러싼 외부관(130)을 구비하여, 냉매가 연결관(120)과 외부관(130) 사이의 공간에 흘러 연결관(120)에 흐르는 산소에 대한 열교환을 수행할 수 있다. The
이러한 랜스(100)는 선택적으로 예열부(300), 로타리 킬른(10)의 입구, 및 버너(200)에 연결되어 산소를 공급할 수 있고, 특히 예열부(300)의 하소로(314)에 연결되어 염이 침적되는 것을 방지할 수 있다. The
구체적으로, 연소가스 및 원료가 혼합되면서 원료 내의 석회(CaO) 및 연소가스 내의 이산화황(SO2)이 반응하여 아황산칼슘(CaSO3)을 형성한다. 아황산칼슘은 예열기(300) 및 연통의 주요 전기 집진기 내에서 형성된다. 반대로, 예열부(300) 내에 충분한 산소가 존재하는 경우, 아황산칼슘은 예열기 내의 산소와 반응하여 황산칼슘(CaSO4)을 형성한다. 로타리 킬른(10) 입구에 충분한 산소가 존재하지 않는 경우에는, 황산칼슘이 석회 및 이산화황으로 분해되어 회전로의 유입구에 침적되어 남아 있을 수 있다. 로타리 킬른(10) 내에 산소가 불충분하게 존재하는 경우에, 황산칼슘이 1200℃의 온도에서 분해될 수 있다. Specifically, as the combustion gas and the raw material are mixed, lime (CaO) in the raw material and sulfur dioxide (SO 2 ) in the combustion gas react to form calcium sulfite (CaSO 3 ). Calcium sulfite is formed in the
마찬가지로, 예열부(300) 내에 충분한 산소가 존재하지 않는 경우에는, 아황산칼슘이 석회 및 이산화황으로 분해될 수 있다. 이러한 분해에 의하여 로타리 킬른(10) 내부의 가스 중에 이산화황의 농도가 증가하고, 이로 인하여 예열부(300) 내부의 벽에 칼슘염이 침적되게 된다. Likewise, in the case where sufficient oxygen is not present in the
이에 따라, 예열부(300) 내부의 벽에 칼슘염이 침적되는 것을 방지하기 위해서, 랜스(100)를 예열부(300)의 하소로(314)에 연결하여 예열부(300) 내에 충분한 산소가 존재하게 할 수 있다. The
이때, 선단부(110)에 구비된 다수의 분사통로(101,102,103)는 도 3b에 도시된 바와 같이 내측에서 선단 외측 방향으로 소정의 각도로 경사진 형태로 구비되어, 액화산소 저장탱크로부터 공급된 산소를 3차원으로 신속하게 확산할 수 있다. As shown in FIG. 3B, the plurality of
또한, 도 3c에 도시된 바와 같이 다른 선단부(110')를 랜스(100)에 교체 장착할 수 있고, 이러한 다른 선단부(110')는 내측의 직경보다 작은 직경을 갖는 하나의 분사통로(101')를 구비하여, 액화산소 저장탱크로부터 공급된 산소의 분사압을 향상시킬 수 있다. 3C, the other end portion 110 'can be replaced with the
버너(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 외부 하우징관(210)의 내부에 동심원을 갖는 다수의 원통관을 포함하여 구성되고, 후방 중앙에 랜스(100)를 연결하기 위한 랜스 연결구(201), 후방 일측에 공기를 주입하기 위한 공기 주입구(도시하지 않음) 및 후방 외측에 미분탄(Pulverised coal) 또는 오일과 같은 연료를 주입하기 위한 연료 주입구(205)를 포함하여 구비한다. 4, the
구체적으로, 버너(200)는 외부 하우징관(210)의 내부에 구비된 다수의 원통관으로 외부 하우징관(210) 내측으로 제 1 원통관(212), 제 2 원통관(220), 제 3 원통관(230), 제 4 원통관(240) 및 중앙관(260)을 포함하고, 제 1 원통관(212)과 제 2 원통관(220) 사이에 제 1 유로(Ⅰ)를 형성하며, 제 2 원통관(220)과 제 3 원통관(230) 사이에 제 2 유로(Ⅱ)를 형성하며, 제 3 원통관(230)과 제 4 원통관(240) 사이에 제 3 유로(Ⅲ)를 형성하며, 제 4 원통관(240)과 중앙관(260) 사이에 제 4 유로(Ⅳ)를 형성하며, 중앙관(260) 내부에 제 5 유로(Ⅴ)를 형성할 수 있다. The
여기서, 제 1 유로(Ⅰ), 제 2 유로(Ⅱ) 및 제 4 유로(Ⅳ)는 에어가 주입되어 선단 방향으로 분사되고, 제 3 유로(Ⅲ)는 미분탄 또는 오일과 같은 연료가 주입되어 분사되며, 제 5 유로(Ⅴ)는 랜스(100)를 통해 유입된 산소를 분사한다. Here, air is injected into the first flow path I, the second flow path II and the fourth flow path IV, and the third flow path III is injected with fuel such as pulverized coal or oil, , And the fifth flow path (V) injects the oxygen introduced through the lance (100).
이때, 제 4 원통관(240)과 중앙관(260) 사이 선단 부분에는 다수의 홀(255)을 구비한 도넛 형태의 분사판(250)을 장착하여, 제 4 유로(Ⅳ)를 통해 유입된 에어가 다수의 홀(255)을 통해 분사될 수 있다. At this time, a donut-shaped
또한, 제 2 원통관(220)과 제 3 원통관(230)은 선단 외측 부분이 선단방향으로 두께가 두꺼워지고 경사진 형태로 형성되어, 제 1 유로(Ⅰ)와 제 2 유로(Ⅱ) 각각의 폭이 선단방향으로 좁아지고 이에 따라 제 2 유로(Ⅱ)의 선단을 통해 외측방향으로 방향성을 갖는 스월 에어(swirl air)를 형성할 수 있다. The outer ends of the second
이러한 버너(200)를 통해 발생한 화염은 원료의 온도를 상승시켜 황의 휘발을 증가시키므로, 버너(200)는 로터리 키른(10) 내의 원료에 화염이 닿지 않도록 선단의 위치를 조정하고 정렬시켜 황의 휘발을 감소시킬 수 있다. Since the flame generated through the
또한, 버너(200)는 제어부의 제어에 따라 제 2 원통관(220), 제 3 원통관(230) 및 제 4 원통관(240)을 각각 후방으로 위치 이동할 수 있어서, 도 5c에 도시된 바와 같이 제 2 원통관(220)의 두꺼운 두께를 갖는 선단 외측이 제 1 원통관(212)의 내측에 맞닿아 제 1 유로(Ⅰ)를 폐쇄하고, 제 3 원통관(230)의 두꺼운 두께를 갖는 선단 외측이 제 2 원통관(220)의 내측에 맞닿아 제 2 유로(Ⅱ)를 폐쇄할 수 있다. In addition, the
이에 따라 제어부는 버너(200)의 제 1 유로(Ⅰ) 또는 제 2 유로(Ⅱ)를 닫아, 버너(200)를 통해 화염의 발생을 위한 에어의 분사를 조절할 수 있다. The control unit may close the first flow path I or the second flow path II of the
중앙관(260)은 랜스 연결구(201)에 연결된 랜스(100)를 통해 유입된 산소를 확산 분사시키고, 제 3 유로(Ⅲ)를 통해 유입된 미분탄 또는 오일과 같은 연료와 함께 산소가 혼합되어, 화염이 발생한다. The
즉, 랜스(100)를 통해 유입된 산소는 다수의 분사통로(101,102,103)에 의해 와류로 형성되어 중앙관(260)을 통해 3차원으로 확산하고, 연료와 섞여 화염을 발생시킬 수 있다. That is, the oxygen introduced through the
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템은 랜스(100)와 버너를 통해 연료를 절감하면서 로터리 키른(10) 내의 난(難)소성 분위기를 이(易)소성 분위기로 용이하게 변환시켜, 연소성을 향상시킬 수 있다.
The oxygen hatching system according to the embodiment of the present invention configured as described above can easily convert the firing atmosphere in the
이하, 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 랜스(100)의 연결위치에 따른 효과에 대해 실험예들을 예로 들어 설명한다.
Hereinafter, the effects of the connection position of the
실험예Experimental Example 1 One
실험예 1은 도 2에 도시된 시멘트 제조를 위한 소성 공정에 적용된 형태에서 랜스(100)를 예열부(300)의 하소로(314)에 연결하여 하소로(314)에 400 ~ 500N㎥/h의 산소를 공급한다.
In Experimental Example 1, the
실험예Experimental Example 2 2
실험예 2는 도 2에 도시된 시멘트 제조를 위한 소성 공정에 적용된 형태에서 랜스(100)를 로타리 킬른(10)의 입구에 연결하여 로타리 킬른(10)으로 400 ~ 500N㎥/h의 산소를 공급한다.
2, the
실험예Experimental Example 3 3
실험예 3은 도 2에 도시된 시멘트 제조를 위한 소성 공정에 적용된 형태에서 랜스(100)를 버너(200)에 연결하여 버너(200)로 400 ~ 500N㎥/h의 산소를 공급하여 직접 화염을 발생시킨다.
In Experimental Example 3, the
이러한 실험예 1 내지 3에 따른 실험 결과, 실험예 1은 예열부(300) 내부의 벽에 염이 침적되는 것을 방지하는 효과는 있으나, 아래의 [표 1]에 기재된 바와 같이 연소효율의 측면에서 아무런 효과가 없다. As a result of the experiments according to Experimental Examples 1 to 3, Experimental Example 1 has an effect of preventing the salt from being deposited on the walls inside the preheating
실험예 2는 로타리 킬른(10)에서의 연소효율을 증가시키지 않고 예열부(300)에서 재활용 연료의 연소에 효과를 갖는다. 하지만, 산소가 500N㎥/h 이상으로 과다 주입되면, 재활용 연료의 투입량 증가에 따라 발생하는 예열부(300) 최하단의 온도편차 및 난조(Hunting)로 인해 예열부(300)의 온도를 관리하기 어렵다. Experimental Example 2 has an effect on the combustion of the recycled fuel in the
반면에, 실험예 3은 로타리 킬른(10)에서의 연소효율을 증가시키고 예열부(300)의 연료소모량이 절감되며 재활용 연료의 연소에 효과적이다. 이에 따라 실험예 3은 난소성 분위기를 이소성 분위기로 용이하게 전환할 수 있다. On the other hand, Experimental Example 3 increases the combustion efficiency in the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 산소부화 시스템에서 랜스(100)는 버너(200)에 연결되어 로타리 킬른(10)에서의 연소효율을 증가시켜 연소성을 향상시킬 수 있다.
Therefore, in the oxygen enrichment system according to the embodiment of the present invention, the
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above preferred embodiments, it is to be noted that the above-described embodiments are intended to be illustrative and not restrictive.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 랜스 110: 선단부
120: 연결관 130: 외부관
140: 스탑퍼 200: 버너
210: 외부 하우징관 212: 제 1 원통관
220: 제 2 원통관 230: 제 3 원통관
240: 제 4 원통관 250: 분사판
255: 홀 260: 중앙관
300: 예열부 314: 하소로 100: Lance 110:
120: connector 130: outer tube
140: stopper 200: burner
210: outer housing tube 212: first cylindrical tube
220: second round pipe 230: third round pipe
240: fourth circulation tube 250: spray plate
255: hole 260:
300: preheating part 314: calcined furnace
Claims (9)
상기 랜스가 연결되고 킬른 내부에 연장 구비된 버너; 및
상기 랜스와 상기 버너에 각각 연결된 제어부를 포함하며,
상기 버너는,
외부 하우징관; 및
상기 외부 하우징관의 내부에 마련되되, 상기 외부 하우징관 내측으로 제 1 원통관과 제 2 원통관과 제 3 원통관과 제 4 원통관 및 중앙관을 포함하며,
상기 제 1 원통관과 제 2 원통관 사이에 에어가 주입되는 제 1 유로(Ⅰ)가 형성되며, 상기 제 2 원통관과 제 3 원통관 사이에 에어가 주입되는 제 2 유로(Ⅱ)가 형성되며, 상기 제 3 원통관과 제 4 원통관 사이에 미분탄 또는 오일이 주입되는 제 3 유로(Ⅲ)가 형성되며, 상기 제 4 원통관과 중앙관 사이에 에어가 주입되는 제 4 유로(Ⅳ)가 형성되며, 상기 중앙관 내부에 상기 랜스를 통해 산소가 주입되는 제 5 유로(Ⅴ)가 형성되며,
상기 제 2 원통관과 상기 제 3 원통관은 후방으로 이동가능하게 마련되고 선단방향으로 두께가 두꺼워지고 경사진 형태로 형성되며,
상기 제어부는,
상기 제 1 유로에서 분사되는 에어를 조절하도록 상기 제 2 원통관을 후방으로 이동시켜 상기 제 2 원통관의 선단 외측이 상기 제 1 원통관의 내측에 맞닿게 하여 상기 제 1 유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 유로에서 분사되는 에어를 조절하도록 상기 제 3 원통관을 후방으로 이동시켜 상기 제 3 원통관의 선단 외측이 상기 제 2 원통관의 내측에 맞닿게하여 상기 제 2 유로를 폐쇄하도록 하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
A lance for oxygen supply;
A burner connected to the lance and extending inside the kiln; And
And a control unit connected to the lance and the burner, respectively,
The burner includes:
Outer housing tube; And
A first circular pipe, a second circular pipe, a third circular pipe, a fourth circular pipe and a central pipe provided inside the outer housing pipe,
A first flow path I into which air is injected is formed between the first circular pipe and the second circular pipe and a second flow path II through which air is injected between the second circular pipe and the third circular pipe is formed , A third flow path (III) in which pulverized coal or oil is injected is formed between the third circular pipe and the fourth circular pipe, and a fourth flow path (IV) through which air is injected between the fourth circular pipe and the center pipe A fifth passage (V) through which oxygen is injected through the lance is formed inside the center pipe,
Wherein the second cylindrical pipe and the third cylindrical pipe are formed to be movable backward, are thickened in a tip direction and are inclined,
Wherein,
Closing the first flow path by bringing the outside of the tip of the second cylindrical pipe into contact with the inside of the first cylindrical pipe by moving the second circular pipe backward to regulate the air injected from the first flow path, And the third circular tube is moved rearward to regulate the air injected from the second flow passage so that the outer side of the tip of the third circular tube abuts against the inside of the second circular tube so as to close the second flow path . ≪ / RTI >
상기 랜스는
소정의 각도로 경사진 다수의 분사통로를 구비한 선단부;
상기 선단부에 연결된 연결관; 및
상기 연결관의 외측에 구비된 스탑퍼(stopper);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
The method according to claim 1,
The lance
A tip end portion having a plurality of injection paths inclined at a predetermined angle;
A connection pipe connected to the distal end portion; And
A stopper provided outside the connection pipe;
And an oxygen-enriched system.
상기 랜스는
내부 직경보다 작은 직경을 갖는 적어도 하나의 분사통로를 구비한 선단부;
상기 선단부에 연결된 연결관; 및
상기 연결관의 외측에 구비된 스탑퍼(stopper);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
The method according to claim 1,
The lance
A tip end having at least one injection passage having a diameter smaller than an inner diameter;
A connection pipe connected to the distal end portion; And
A stopper provided outside the connection pipe;
And an oxygen-enriched system.
상기 랜스는 상기 연결관의 외부를 둘러싸는 외부관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the lance further comprises an outer tube enclosing the outside of the connection tube.
상기 버너는
후방 중앙에 상기 랜스가 연결되는 랜스 연결구;
후방 일측에 에어를 주입하기 위한 공기 주입구; 및
후방 외측에 미분탄(Pulverised coal) 또는 오일의 연료를 주입하기 위한 연료 주입구;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
The method according to claim 1,
The burner
A lance connector to which the lance is connected at a rear center;
An air inlet for injecting air into the rear side; And
A fuel injection port for injecting fuel of pulverized coal or oil into the rear outer side;
And an oxygen-enriched system.
상기 제 4 원통관과 중앙관 사이 선단 부분에 다수의 홀을 구비한 도넛 형태의 분사판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산소부화 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a donut-shaped spray plate having a plurality of holes at a tip portion between the fourth circular tube and the center tube.
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