KR100294788B1 - 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에서 발생된폐가스중의co가스의농도를줄이는방법및장치 - Google Patents

Abstract

희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리의 폐가스에 포함된 CO 가스의 농도를 감소하기 위하여, 코크스 오븐 배터리의 벽돌로 건조된 리제너레이터 분리벽에 대해 추가적인 시일링을 하는 방법과, 그리고 리제너레이터와, 중간층 (3) 을 갖는 코크스 오븐 배터리가 제안되어 있다. 상기 리제너레이터는 희박가스와 폐가스가 있는 리제너레이터 챔버 사이에 벽돌로 건조된 분리벽 (1)을 가지며, 이 분리벽 (1) 앞에는 스테인레스강 시이트 (2) 가 배치되고 그 뒤에는 세라믹 섬유로 된 중간층 (3) 이 배치된다. 그리고, 각각의 경우에 서로 교환되는 스테인레스강 시이트 (2)는 봉모양의 인장장치 (4) 로 바람직하게 지지된다.

Description

희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에서 발생된 폐가스중의 CO 가스의 농도를 줄이는 방법 및 장치

제1도는 가스와 접촉하는 리제너레이터 분리벽의 표면에서 시일링이 이루어지는, 베이스 버너/복합 코크스 오븐의 리제너레이터 챔버의 수직 단면도.

제2도는 벽돌 건조물안에 설치된 기밀성 포일로 시일링이 이루어지는, 베이스 버너/복합 코크스 오븐의 리제너레이터 챔버 일부의 수평 단면도 (제3도의 선 Ⅱ-Ⅱ 을 따라 취한 단면도).

제3도는 제2도의 선 Ⅲ-Ⅲ 을 따라 취한 단면도.

제4도는 탑가열식 복합 코크스 오븐의 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물이 도시되어 있는, 제2도와 동일한 단면도 (제5도의 선 Ⅳ=Ⅳ 을 따라 취한 단면도).

제5도는 제4도의 선 Ⅴ-Ⅴ 을 따라 취한 단면도.

제6도는 벽돌 건조물안에 설치된 수직 덕트로 시일링이 이루어지며 이 수직 덕트가 시일링 재료로 채워지는, 베이스 버너/복합 코크스 오븐의 리제너레이터 챔버 일부의 수평 단면도 (제7도의 선 Ⅵ-Ⅵ 을 따라 취한 단면도).

제7도는 제6도의 선 Ⅶ-Ⅶ 을 따라 취한 단면도.

제8도는 탑가열식 복합 코크스 오븐의 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물이 도시되어 있는, 제6도와 동일한 단면도 (제9도의 선 Ⅷ-Ⅷ 을 따라 취한 단면도).

제9도는 제8도의 선 Ⅸ-Ⅸ 을 따라 취한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 리제너레이터 분리벽 2 : 스테인레스강 시이트

3 : 중간층 4 : 인장장치

5 : 농후가스용 덕트 6 : 리제너레이터 챔버

7 : 포일 (foil) 8 : 직사각형 벽돌

9 : 덕트

본 발명은 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에서 발생된 폐가스에 포함된 CO 가스의 농도를 줄이는 방법과 장치에 관한 것이다.

코크스 오븐 배터리를 가열하는데는 보통 이른바 희박가스(lean gas)를 사용한다. 이 가스는 체적비로 약 20% 의 CO 가스를 갖는 용광로 가스가 다소 탄화된 것이다. 청정 연소장치의 경우에는, 농도가 50 내지 200 ppm인 CO 가스의 발생이 예상되고 있다. 그러나 실제로, 연소조건을 잘 조절한다 하더라도, 많은 경우에 농도가 500 내지 2000 ppm 인 CO 가스가 발생함이 밝혀졌다.

더욱 엄격해지는 환경보호 규제와 정확한 해석적 방법의 결과로, 코크스 오븐 배터리에서 나온 폐가스내의 CO 가스량을 최대한 줄이기 위한 요구들이 강화되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 이상과 같은 문제에 대한 적절한 해결책을 제공하는 것이다. 서문에서 언급한 종류와 같은 과정에서 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 코크스 오븐 배터리의 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물에는 수평의 추가적인 시일링 설비가 제공된다.

본 발명의 방법 또는 장치에 대한 다른 실시예는 청구항 2-11 와 관련되어 있다.

이와 관련해서 본 발명을 이루는 기본적인 기술적 사상은, 리제너레이터 분리벽에 사용되는 실리카 벽돌과 내화 벽돌들이 온도에 따라 심하게 팽창 및 수축하게 되면, 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물에 있는 모르타르 이음부에서 모발 (hair-line) 균열이 초래되며, 이 균열의 결과, 예열을 목적으로 리제너레이터를 통과하는 희박가스의 일부가 폐연소가스가 흐르는 인접한 리제너레이터 셀 (cell) 안으로 들어갈 수 있다는 것이다. 이와 같이 희박가스가 누출되면 폐가스에서 CO 가스의 농도가 증가하게 된다.

코크스 오븐 벽을 기밀처리하는 것은 AT 7725 B에서 공지되었다. 이것은 연소가스와 가열된 생성물 가스의 희박화를 제한 하기 위해 처리된다. 이러한 처리의 목적은 통기성 때문에, 1901년의 코크스 오븐 벽용으로 사용되는 내화 석재를 줄이기 위한 것이다. 이 통기성은 예를들어 15 내지 25 vol % 공간을 차지한다. 상기 석재는 생성물 가스의 희박화를 일으키고, 상기 가스의 희박화는 연소통가스편의 저압을 통해서만, 생성물가스의 손실 감수를 통해서만 일어난다. 본 문헌은 공지된 에나멜이 들어오는 것을 막거나, 석재나 그와 비슷한 재질의 먼지가 있는 공간을 채움으로 해서 석통기성의 영향에 대항할 수 있다고 적고 있다. 당시의 재료의 문제는 코크스 오븐 배터리의 리제너레이터 분리벽의 경우, 근본적으로 가스가 밀집된 내화성 돌을 통해 오랫동안 해결되어 왔다. 그러나 놀랍게도 이 공지된 방법을, 벽난로에서 방출된 폐가스내의 허용되지 않은 높은 CO 함량이 (리제너레이터 통과후에) 계속해서 발생하는 것을 막을 수 없다는 것이다. 이 문제점은 본 발명에 따라, 코크스 오븐 배터리의 리제너레이 분리벽에 추가적인 기밀처리를 함으로써 해결된다.

이처럼 바람직하지 않는 폐가스용 덕트내로의 희박가스의 이동은, 본 발명에 따라 리제너레이터 분리벽을 시일링하면 막을 수 있다. 이와 관련해서, 가스와 접촉하는 리제너레이터 분리벽의 표면을 내열성 재료로 된 시이트로 시일링할 수 있으며, 또 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물안에 추가적인 시일링을 한다.

리제너레이터 분리벽을 시일링하기 위해, 이상에서 언급한 단계들을 서로 조합하여 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면과 이하의 상세한 설명을 통해 명료하게 이해할 수 있을 것이다.

제 1 도에 따른 실시예의 경우 시일링을 하기 위해, 가스와 접촉하는 리제너레이터 분리벽의 표면 앞에 스테인레스강 시이트 (2) 를 설치한다. 시일링 효과를 높히기 위하여, 시일링재로 된 중간층 (3)을 스테인레스강 시이트 (2) 와 리제너레이터 분리벽 (1) 사이에 배치한다. 이를 위해 예컨데, 세라믹 섬유로된 압축가능한 내열성 매트 (mat) 또는 내화성 압축 복합물질을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 각 경우 서로 마주보는 스테인레스강 시이트 (2) 들은, 봉모양의 인장장치 (4) 에 의해 밑에 위치한 중간층 (3) 과 함께 그들의 자리에 위치되며, 상기 인장장치는 열린 상태에서 스테인레스강 시이트 (2) 를 리제너레이터 분리벽 (1) 상에 누른다. 그러나 기본적으로 이와 같은 목적에 적합한 내열성 접착재를 사용하여 스테인레스강 시이트 (2) 와 중간층 (3) 을 부착하는 것도 또한 가능하다. 스테인레스강 시이트 (2) 대신에, 상기와 같은 목적에 적합한 다른 시이트형 재료를 사용할 수도 있다. 제 1 도에 도시된 실시예의 경우에는, 이른바 베이스 버너/복합 코크스 오븐이 사용되고 있다. 이 실시예에서, 모든 두 번째 리제너레이터 분리벽 (1) 에는 수직방향으로 흐르는 농후가스 (rich gas) 를 위한 덕트 (5) 가 제공되어 있다. 각각의 리제너레이터 분리벽은 인접한 두개의 리제너레이터 챔버 (6) 를 분리한다.

제 2 - 5 도의 단면도에는 기밀성 포일 (7) 로 시일링이 이루어지는 리제너레이터 분리벽 (1) 조립체가 도시되어 있는데, 상기 기밀성 포일들은 직사각형 벽돌 (8) 뒤의 수직 이음부에 배치되어 있다. 기밀성 포일로서는 예컨데 금속재 포일을 사용할 수 있다. 제 2, 3 도는 이와 관련된 것으로, 베이스 버너/복합 코크스 오븐의 리제너레이터 분리벽을 보여주고 있는데, 제 2 도는 수평면도를, 제 3 도는 제 2 도의 일점쇄선을 따라 자른 수직면도이다. 제 2 도 및 3 도에 각각 상응하는 제 4 도와 5 도는 탑 (top) 가열식 복합 코크스 오븐 경우의 리제너레이터 분리벽 (1) 을 보여주고 있다. 여기서는 농후가스용 수직 덕트 (5) 를 사용할 수 없다. 대신에, 이경우 수평 덕트 (제 4, 5 도에 되시되지 않음) 를 설치한다.

제 6 - 9 도에 도시된 리제너레이터 분리벽 (1) 에서는, 슬롯과 키이 조인트 (key joint) 이외에 추가적인 홈들이, 상기 분리벽의 조립을 위해 사용되는 성형된 벽돌에 스러스트 조인트 (thrust joint) 로 제공되어 있어, 서로를 미는 벽돌들은 수직면에서 원형 덕트 (9) 를 형성한다. 리제너레이터 분리벽 (1) 을 위해 벽돌 건조물을 구축할 때, 시일링 재료가 상기 덕트 (9) 들 안으로 들어가거나 또는 경우에 따라서 안으로 삽입될 수도 있다. 이와 같은 단계를 이용하여, 가스가 칩입하거나 또는 경우에 따라서 가스측과 접촉하는 개방 스러스트 조인트를 통해 배출될 수 있는 경우를 방지할 수 있다. 내화재료를 시일링 재료로서 사용할 수 있다.

이와 관련해서 제 6, 7 도에 베이스 버너/복합 코크스 오븐의 리제너레이터 분리벽 (1) 이 도시되어 있는데, 제 6 도는 수평면도이고 제 7 도는 제 6 도의 일점쇄선을 따라 취한 수직면도이다. 이들 도면과 상응하는 제 8, 9 도에는, 탑가열식 복합 코크스 오븐의 경우 리제너레이터 분리벽 (1) 조립체가 도시되어 있다. 상기 두 종류 오븐의 차이에 대해서는, 상기에서 제 2 - 5 도와 관련해서 설명한 부분을 참조하면 된다.

필요에 따라서는 리제너레이터 분리벽을 시일링하기 위해 이상에서 설명한 단계들을 조합하여 사용할 수도 있다.

Claims (11)

1. 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리의 폐가스에 포함된 CO 가스의 농도를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 코크스 오븐 배터리의 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물을 위해 추가적인 시일링을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 내열성 재료로 된 시이트를 상기 리제너레이터 분리벽의 가스접촉 표면 앞에 설치하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 시이트와 리제너레이터 분리벽 사이에 압축성과 내열성 물질로 된 중간층을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 리제너레이터 분리벽의 벽돌 건조물 내부에 추가적인 시일링을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 리제너레이터 분리벽의 가스접촉 표면의 앞과, 벽돌 건조물 내부에서 시이트로 추가적인 시일링을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 희박가스와 폐가스가 통과하는 리제너레이터 챔버 (6) 사이에 벽돌로 건조된 분리벽 (1) 을 갖는 리제너레이터가 있으며, 상기 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에 있어서, 상기 리제너레이터 분리벽 (1) 앞에 스테인레스강 시이트 (2) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.
7. 제6항에 있어서, 세라믹 섬유로 된 중간층 (3) 이 리제너레이터 분리벽 (1) 의 표면과 스테인레스강 시이트 (2) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.
8. 제6항 또는 7항에 있어서, 서로 마주보며 배치된 각각의 스테인레스강 시이트(2)는 봉 모양의 인장장치 (4) 로 지지되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.
9. 제6항 또는 7항에 있어서, 상기 스테인레스강 시이트 (2) 와 중간층 (3) 이 접착재에 의해 리제너레이터 분리벽 (1) 에 부착되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.
10. 희박가스와 폐가스가 통과하는 리제너레이터 챔버 (6) 사이에 벽돌로 건조된 분리벽 (1) 을 갖는 리제너레이터가 있으며, 상기 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에 있어서, 상기 리제너레이터 분리벽 (1) 의 벽돌 건조물의 직사각형 벽돌 (8) 뒤의 수직 이음부에 기밀성 포일 (7) 이 배치되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.
11. 희박가스와 폐가스가 통과하는 리제너레이터 챔버 (6) 사이에 벽돌로 건조된 분리벽 (1) 을 갖는 리제너레이터가 있으며, 상기 희박가스로 가열되는 코크스 오븐 배터리에 있어서, 상기 리제너레이터 분리벽 (1) 의 벽돌 건조물안에, 시일링재료로 채워졌거나 또는 채워질 수직 덕트 (9) 가 설치되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 배터리.