KR100434737B1

KR100434737B1 - 석탄건조기의 증기발생 방지장치

Info

Publication number: KR100434737B1
Application number: KR10-2002-0032587A
Authority: KR
Inventors: 김화식; 배선정; 박성수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-06-07
Also published as: KR20030095072A

Abstract

본 발명은 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 관한 것으로, 특히 코크스 제조용 석탄의 수분을 감소시키는 석탄건조기(CMCP) 설비에서 석탄의 수분 건조중에 발생되는 증기 발생을 방지할 수 있도록 한 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 관한 것이다.

본 발명은 건조용 드라이어의 하부에 설치되어 건조용 드라이어에서 건조된 고온의 석틴을 상온으로 냉각시키는 드라이어부; 상기 드라이어부의 샤프트를 회전시키는 드라이어구동수단; 상기 건조용 드라이어에서 생성된 고온의 응축수를 상기 드라이어부의 냉각용 드라이어로 보내는 쿨링 탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

석탄건조기의 증기발생 방지장치{Apparatus for anti vaper of coal moisture control process}

일반적으로 석탄건조기(CMCP;Coal Moisture Control Process)는 브렌딩된 코크스(Coke) 제조용 석탄을 드라이어 설비를 거치면서 석탄에 함유된 수분을 일정한 수준으로 건조시켜 주는 설비로서, 석탄의 장입 밀도를 증대시켜서 코크스 강도를 향상시키고, 수분이 감소되므로써 코크스 제조 열량을 절감해주기도 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 석탄(30)은 벨트 콘베이어(20)에 의해서 수송되어 피드 스크류(12)를 통해서 건조용 드라이어(10) 내부로 입조된다. 건조용 드라이어(10) 내부에는 297개의 히팅 튜브(14)가 설치되어 있으며, 히팅 튜브 내부로는 스팀 인입부(13)를 통해서 스팀이 투입되고 있다.

스팀은 인입되는 석탄(30)의 양과 석탄이 함유하고 있는 수분의 양에 의해서압력이 결정되는데 이는 컴퓨터 데이터에 의해서 자동으로 결정된다. 따라서 건조용 드라이어(10) 내부의 온도는 스팀에 의해서 항상 60~90℃ 정도가 유지되면서 내부에서 석탄(30)의 건조가 이뤄진다.

석탄(30)이 피드 스크류(12)를 통해서 입조된 후 석탄 토출부(16)까지 불출되는 것은 건조용 드라이어(10)가 도 1과 같이 약 5.3°경사지도록 설치되어 있을뿐만 아니라 4.3 RPM(Revolutions Per Minute)의 속도로 회전을 하고 있으므로 석탄(30)의 불출이 이뤄지고 있다.

또한, 스팀이 투입되고 나서 발생되는 응축수는 응축수 출구(15)를 통해서 처리되어 다른 용도로 사용된다. 석탄(30)이 건조용 드라이어(10) 내부에서 일정하게 수분 건조가 이뤄지면 벨트 콘베이어(20)를 이용해서 수송되며, 이는 석탄 저장조(미도시)에 저장 후 코크스를 제조하게 된다.

이때, 상기와 같은 석탄(30)의 수분 건조 및 수송과정에서 석탄의 온도가 대략 60~90℃ 정도가 유지되므로 수송중에는 반드시 증기(50)가 외부로 발산되며, 이는 공중으로 비산되면서 레벨(level) 스위치나 슈트(chute) 감지 스위치등 각종 스위치류의 오동작을 일으키고, 벨트 콘베이어 커버등 관련 설비의 부식을 조기에 진행시키며, 설비 점검자의 시야를 가려서 안전사고를 유발시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 석탄의 수분 건조 과정에서 석탄을 일단 건조시킨 후 이를 상온으로 회복시켜 줌으로써, 석탄 수송중 증기의 발생에 따른 문제점을 해소할 수 있는 석탄건조기의 증기발생 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 석탄건조기를 통한 석탄의 전체 건조 흐름도.

도 2는 종래 석탄건조기의 건조용 드라이어를 통한 석탄의 건조 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 석탄건조기의 증기발생 방지장치의 전체 구성도.

도 4는 도 3에 도시된 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 있어서의 냉각용 드라이어의 내부 투시도.

도 5a는 도 4의 A-A선 단면도.

도 5b는 도 4의 'B'부 상세도.

도 5c는 도 4의 'C'부 상세도.

도 5d는 도 4의 'D'부 상세도.

도 6은 본 발명의 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 따른 석탄의 흐름도.

도 7은 본 발명의 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 따른 응축수 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 건조용 드라이어 20 : 벨트 콘베이어

30 : 석탄 40 : 슈트

50 : 증기 80 : 냉각용 드라이어

81 : 냉각튜브 82 : 블레이드

83 : 샤프트 90 : 냉각 응축수관

100 : 콘트롤 밸브 110 : 쿨링 탱크

120 : 응축수 처리탱크

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면 벨트 콘베이어를 통해 수송된 석탄이 석탄건조기의 건조용 드라이어 내부로 입조되고, 상기 건조용 드라이어 내부에 설치된 히팅 튜브로 투입되는 스팀을 통해 상기 석탄을 건조한 후 수송하는 과정에서 발생되는 증기를 방지하기 위한 장치에 있어서, 상기 건조용 드라이어의 하부에 설치되어 건조용 드라이어에서 건조된 고온의 석틴을 상온으로 냉각시키는 드라이어부; 상기 드라이어부의 샤프트를 회전시키는 드라이어구동수단; 상기 건조용 드라이어에서 생성된 고온의 응축수를 상기 드라이어부의 냉각용 드라이어로 보내는 쿨링 탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서 상기 드라이어부는 외부가 드럼 케이스로 둘러 쌓이고 상단 일측에 석탄 인입구가 설치된 냉각용 드라이어와, 상기 냉각용 드라이어의 내부를 관통하는 샤프트와, 상기 샤프트를 중심으로 다수개 설치된 냉각 튜브와, 상기 냉각 튜브가 관통하는 스크류 형상의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 쿨링 탱크의 상부와 양측부에는 상기 건조용 드라이어와 연결된 고온 응축수관이 설치되어 있고, 일측 고온 응축수관에는 콘트롤 밸브가 연결되어 입수된 응축수가 상기 쿨링 탱크 상부에 설치된 냉각 팬에 의해서 냉각된 후, 쿨링 탱크 하부에 설치된 냉각 응축수관을 통해 상기 샤프트 및 냉각 튜브로 투입되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에서 상기 쿨링 탱크에는 레벨계가 설치되어 하이 레벨의 감지에 따라 상기 콘트롤 밸브가 닫혀서 상기 응축수가 처리 탱크로 보내지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 석탄건조기의 증기발생 방지장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 증기발생 방지장치는 크게 건조용 드라이어에서 건조된 고온의 석틴을 상온으로 냉각시키는 드라이어부와, 상기 드라이어부의 샤프트를 회전시키는 드라이어구동수단과, 상기 건조용 드라이어에서 생성된 고온의 응축수를 상기 드라이어부의 냉각용 드라이어로 보내는 쿨링 탱크로 이루어져 있다.

상기 드라이어(dryer)부는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 건조용 드라이어(10) 하부에 냉각용 드라이어(80)가 고정설치되어지되, 상기 냉각용 드라이어(80)는 원통형으로서 상기 건조용 드라이어(10)에서 건조된 고온의 석탄을 상온으로 식혀주게 되며, 외부는 드럼 케이스(drum case)(85)로 둘러쌓여 있고 내부를 길이 방향으로 관통하는 샤프트(83)를 중심으로 112개의 냉각 튜브(81)가 원형을 이루면서 설치되어 있다.

상기 냉각 튜브(81)의 내부를 통해 냉각된 응축수가 순환되고, 냉각 튜브(81)는 스크류(screw) 형상을 갖는 블레이드(blade)(82)를 관통하여 설치되어 있으므로 회전운동할 때 항상 상기 블레이드(82)와 함께 회전이 이루어지며, 블레이드(82)가 회전하면서 석탄(30)을 밖으로 밀어 낼 수 있게 된다.

상기 샤프트(83)의 양단부는 구동수단 즉, 구동모터(84)와 1쌍의 로터리 조인트(87,87-1)에 의해 연결되어 있어서, 상기 구동모터(84)의 작동에 따라 샤프트(83)와 냉각 튜브(81) 및 블레이드(82)가 함께 회전한다.

상기 쿨링 탱크(cooling tank)(110)는 건조용 드라이어(10)에서 생성된 고온의 응축수를 냉각시켜서 상기 냉각용 드라이어(80)로 보내주게 되며, 쿨링 탱크(110)의 상부와 양측부에는 상기 건조용 드라이어(10)와 연결된 고온 응축수관(70)이 설치되어 있고, 일측 고온 응축수관(70)에는 콘트롤 밸브(100)가 연결되어 있어서, 고온의 응축수는 고온 응축수관(70)을 통해서 콘트롤 밸브(100)를 거친 다음 쿨링 탱크(110)에 입수된다.

입수된 응축수는 쿨링 탱크(110) 상부에 설치된 냉각 팬(111)에 의해서 상온으로 냉각이 이루어진 후, 쿨링 탱크(110) 하부에 설치된 냉각 응축수관(90)을 통해서 상기 샤프트(83) 및 냉각 튜브(81)로 투입되고, 이는 다시 쿨링 탱크(110)로 입수되는 순환 싸이클이 이루어지며, 상기 냉각 응축수관(90)은 로터리 조인트(87,87-1)에 의해 샤프트(83)의 회전에 관계없이 샤프트에 응축수를 공급한다.

또한, 상기 쿨링 탱크(110)에는 레벨계(112,114)가 설치되어 하이 레벨(High level)(114)이 감지되면 콘트롤 밸브(100)가 닫혀서 응축수는 별도의 처리 탱크(120)로 처리되며, 도 4중 미설명 부호 86은 석탄 인입구, 88은 온도계이다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 석탄건조기의 증기발생 방지장치의 작용을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 석탄의 흐름은 석탄(30)이슈트(40)를 통해서 4.3 RPM으로 회전하고 있는 건조용 드라이어(10)로 인입하면 이때부터 수분의 건조가 이루어지면서 출구측으로 밀려나게 된다. 건조가 이루어지는원리는 스팀이 스팀 인입구(13)로부터 투입되어 건조용 드라이어(10) 내부의 히팅 튜브(14)를 가열시켜 주기 때문이다.

석탄(30)은 건조용 드라이어(10)와 함께 회전하면서 히팅 튜브(14) 사이를 빠져나와 석탄 인입구(86)를 통해 냉각용 드라이어(80) 내부로 인입하고, 냉각용 드라이어는 상기 드럼 케이스(85)내에서 블레이드(82) 및 112개의 냉각 튜브(81)가 드라이어 구동수단을 통한 샤프트(83)의 회전에 의해 회전운동을 하고 있다.

이에 따라, 냉각용 드라이어(80) 내부로 인입된 석탄(30)은 스크류형 블레이드(82)의 회전운동에 의해서 석탄 토출부(16)측으로 밀려나면서 50~100℃의 고온의 석탄(30)이 냉각용 드라이어(80)를 통과하는 중에 상온으로 변하게 된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 응축수의 흐름은 고온의 응축수가 건조용 드라이어(10)에서 생성되어 상기 고온 응축수관(70)을 타고 쿨링 탱크(110)로 입수된다. 이때, 쿨링 탱크(110)의 수위가 하이 레벨(114)로 되어 있으면 콘트롤 밸브(100)가 닫혀서 고온의 응축수는 처리 탱크(120)로 들어가고 쿨링 탱크(110)의 수위가 로우 레벨(Low level)(112)로 되어 있으면 콘트롤 밸브(100)가 열려서 고온의 응축수는 쿨링 탱크(110)로 입수된다.

이때, 쿨링 탱크(110)에는 냉각 팬(111)이 동작하여 응축수를 선택한 온도까지 식혀주며, 차가워진 응축수는 냉각 응축수관(90)을 통하여 냉각용 드라이어(80) 내부의 샤프트(83), 냉각 튜브(81)에 투입되어 석탄(30)을 식혀준 후 상기 건조용드라이어(10)로 재순환된다.

이후, 상온으로 식혀진 석탄(30)은 증기(60) 발생이 되지 않는 상태로 벨트 콘베이어(20)에 실려서 슈트(40)를 지나 석탄 저장조(미도시)에 입조된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 석탄건조기의 증기발생 방지장치에 의하면, 석탄의 수분 건조과정에서 석탄을 냉각용 드라이어에 2차적으로 투입하여 석탄이 함유하고 있는 높은 열을 상온으로 식혀서 수송하므로써 증기의 발생을 억제시키는 효과가 있다.

이에 따라 레벨 스위치나 슈트 감지 스위치등 각종 스위치류의 오동작이나 벨트 콘베이어 커버와 같은 설비 부식을 방지하며, 설비 점검에 따른 작업자의 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

Claims

벨트 콘베이어를 통해 수송된 석탄이 석탄건조기의 건조용 드라이어 내부로 입조되고, 상기 건조용 드라이어 내부에 설치된 히팅 튜브로 투입되는 스팀을 통해 상기 석탄을 건조한 후 수송하는 과정에서 발생되는 증기를 방지하기 위한 장치에 있어서,

상기 건조용 드라이어의 하부에 설치되어 건조용 드라이어에서 건조된 고온의 석틴을 상온으로 냉각시키는 드라이어부;

상기 드라이어부의 샤프트를 회전시키는 드라이어구동수단;

상기 건조용 드라이어에서 생성된 고온의 응축수를 상기 드라이어부의 냉각용 드라이어로 보내는 쿨링 탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 석탄건조기의 증기발생 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 드라이어부는 외부가 드럼 케이스로 둘러 쌓이고 상단 일측에 석탄 인입구가 설치된 냉각용 드라이어와, 상기 냉각용 드라이어의 내부를 관통하는 샤프트와, 상기 샤프트를 중심으로 다수개 설치된 냉각 튜브와, 상기 냉각 튜브가 관통하는 스크류 형상의 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄건조기의 증기발생 방지장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 쿨링 탱크의 상부와 양측부에는 상기 건조용 드라이어와 연결된 고온 응축수관이 설치되어 있고, 일측 고온 응축수관에는 콘트롤 밸브가 연결되어 입수된 응축수가 상기 쿨링 탱크 상부에 설치된 냉각 팬에 의해서 냉각된 후, 쿨링 탱크 하부에 설치된 냉각 응축수관을 통해 상기 샤프트 및 냉각 튜브로 투입되는 것을 특징으로 하는 석탄건조기의 증기발생 방지장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 쿨링 탱크에는 레벨계가 설치되어 하이 레벨의 감지에 따라 상기 콘트롤 밸브가 닫혀서 상기 응축수가 처리 탱크로 보내지는 것을 특징으로 하는 석탄건조기의 증기발생 방지장치.