KR100613253B1 - 수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈수불량이 일어나지 않으면서 염기성 물질을 단순히 취재수에 투입함으로서 수재스택에서 발생하는 황화수소를 제거할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이에 본 발명의 장치는 고로에서 발생된 슬래그를 처리하는 과정 중, 수재스택에서 발생되는 황화수소를 제거하기 위한 수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치에서, 교반조에 저장된 수재를 스크류 피더를 이용하여 분리해 내고, 벨트 콘베이어를 이용하여 저장호퍼로 보내는 수재 분리부; 교반조에 연결된 드럼 탈수기에서 슬래그 울을 제거하는 필터부; 및 교반조와 필터부를 순환하는 냉각수에 가성소다 및 소석회를 공급하여 황화수소를 제거하는 제거부를 포함하여 이루어진다.

고로, 슬래그 제거, 황화수소, 수재스택, 소석회

Description

수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치{Apparatus for Removing Hydrogen Sulfide From Slag Granulation Stack}

도 1은 본 발명에 따른 황화수소 제거장치를 개략적으로 도시한 구성도.

본 발명은 제선 관련 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 고로에서 선철을 생산할 때 부수적으로 발생되는 슬래그의 처리시 발생되는 황화수소를 제거하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서 선철의 생산시 부수적으로 슬래그가 발생되는 데, 슬래그는 드라이 피트(dry pit)에서 괴재로 만들거나 수재설비에서 수재(slag sand)를 만든다.

종래의 수재 제조공정 및 수재설비에서의 증기 및 황화수소의 발생 과정을 요약하면 다음과 같다. 먼저 고로에서 발생된 고온의 용융상태의 슬래그는 탕도를 통하여 수재설비의 교반조 중간부로 공급되며, 이때 슬래그에 물을 뿌려 냉각, 분쇄 및 응고시켜 수재를 만든다. 수재와 냉각수는 교반조의 하부에서 일정시간 체류한 후 슬러리 펌프에 의해 분리조로 보내지고 분리조에서 물과 수재를 분리시켜, 생산된 수재는 트럭에 의해 필요한 곳으로 수송되어 재사용되고, 분리된 냉각수는 냉각탑에서 냉각된 후 재순환된다.

이러한 과정에서 슬래그의 냉각, 분쇄 및 응고과정 중 다량의 증기가 발생되며, 또한 이 과정에서 슬래그내에 포함된 황성분과 물이 반응하여 황화수소가 발생된다. 수재설비에서 발생한 증기 및 황화수소는 교반조 상부의 스택을 통하여 대기중으로 방출된다.

방출된 증기와 황화수소의 혼합가스는 부식성이 강하여 주위설비를 조기에 부식시킬 뿐만 아니라, 황화수소는 계란의 썩은 냄새가 나는 전형적인 악취발생 물질로 설비 주위에서의 악취를 발생시킨다. 따라서 발생되는 황화수소의 제거가 반드시 필요하다.

수재설비에서 증기 및 황화수소를 제거하기 위한 종래의 기술로 대한민국 특허 065086호 (슬래그로부터 슬래그샌드(입자) 제조방법 및 장치)가 있으며, 이는 물 추진 분사류가 수용기로 직접 도입되고, 이 때 발생되는 증기와 가스는 수용기에서 부분적으로 응축되고 잔류증기와 잔류가스는 물로 분무되어 응축되며, 아직 남아있는 잔류가스는 분무헤드로 다시 재순환 되는 것이 특징인 슬래그샌드 제조방법에 대한 것이다. 상기 방법에서 수용기 내에서 부분적으로 응축된 황화수소 가스는 슬래그내 칼슘(Ca) 성분과 반응하여 제거된다.

수재설비에서 증기 및 황화수소를 제거하기 위한 또 다른 종래의 기술로 대한민국 특허출원 1998-57559 (수재스택에서 발생하는 증기 및 황화수소 제거방법 및 장치)가 있으며, 상기 발명은 증기제거 방법에 있어서 보다 효율적이고, 황화수 소 제거 방법에 대하여 구체적인 방안을 포함한 수재설비에서 수재를 제조하는 과정에서 발생되는 증기 및 황화수소를 제거하는 개선된 장치 및 방법 대한 것이다.

상기 방법을 단순화하여 증기는 제거하지 않고 황화수소만을 제거하는 장치를 고안한 대한민국 특허출원 1999-0060908(고로 수재 제조시 발생한 황화수소 제거방법 및 이에 사용하는 장치)가 있으며, 상기 장치에서 발생한 탈수불량을 개선하기 위한 대한민국 특허출원 2000-0080295(고로 수재 제조장치의 겔 응집 방지제) 및 대한민국 실용신안 230147(수재 저장호퍼에서의 탈수성능 향상장치) 등이 있다.

본 발명은 탈수불량이 일어나지 않으면서 염기성 물질을 단순히 취재수에 투입함으로서 수재스택에서 발생하는 황화수소를 제거할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 고로에서 발생된 슬래그를 교반조에서 처리하는 과정 중, 수재스택에서 발생되는 황화수소를 제거하기 위한 수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치에서, 교반조에서 저장된 수재를 스크류 피더를 이용하여 분리해 내고, 벨트 콘베이어를 이용하여 저장호퍼로 보내는 수재 분리부; 교반조에 연결된 드럼 탈수기에서 슬래그 울을 제거하는 필터부; 및 교반조와 필터부를 순환하는 냉각수에 소석회를 공급하여 황화수소를 제거하는 제거부를 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명한다. 도 1은 본 발명에 따른 황화수소 제거장치를 도시한 구성도이다.

본 발명은 교반조(10)에서 수재를 분리하는 수재 분리부와, 교반조(10)에서 슬래그 울을 제거하는 필터부와, 황화수소를 제거하는 제거부로 이루어진다.

여기서 먼저, 교반조(10)로는 고로에서 발생된 고온의 용융상태의 슬래그가 탕도를 통하여 투입되고, 이때 슬래그로 물이 뿌려져 슬래그는 냉각, 분쇄 및 응고된다.

이렇게 처리된 슬래그는 수재 모래로 변환되어, 교반조(10)의 내부에 물과 수재 모래가 혼합된 슬러리 상태로 존재한다.

이러한 슬러리 중에서 슬래그 울은 필터부에서 제거되며, 이를 위하여 교반조(10)에는 드럼 탈수기(11)가 연결되고, 드럼 탈수기(11)에는 냉각수 저장조(12)와 냉각탑(13)이 연속적으로 설치되며, 냉각수는 교반조(10)를 포함한 필터부를 순환하게 된다. 이때 냉각수의 pH 도는 냉각수 배관(14)에 설치된 pH 미터(15)에 의해 체크된다.

순환되는 냉각수라인에는 제거부가 연결되어 황화수소를 제거하게 되는데, 본 발명에서는 가성소다 또는 소석회를 사용하게 된다. 이에 대한 설명은 후술하는 실시예에 상세히 기술한다.

냉각수라인에 연통되는 제거부는 저장탱크(16), 공급펌프(17) 및 유량계(18)로 이루어지며, 저장탱크(16)에는 가성소다를 사용할 수도 있겠으나 본 발명에서는 소석회도 사용한다.

한편, 교반조(10)에서 발생된 수재 모래는 본 발명의 특징에 따라 제안된 수 재 분리부에 의해 교반조(10)로부터 분리된다. 이를 위하여 수재분리부는 교반조(10)에 연결된 스크류 피더(19), 벨트 콘베이어(20) 및 저장호퍼(21)로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 황화수소 제거장치는 다음과 같은 작용을 나타낸다.

먼저 교반조(10)에서 수재 모래를 분리하기 위하여 수재 분리부를 작동시키면, 스크류 피더(19)가 작동하여 수재 모래를 교반조(10)로부터 배출시키고, 배출된 수재 모래는 벨트 콘베이어(20)를 타고 저장호퍼(21)에 채워진다. 저장호퍼(21)에 저장된 수재 모래는 트럭으로 분출되어 정해진 장소로 이송된다.

그리고 교반조(10)에 발생된 슬래그 울은 필터부의 드럼 탈수기(11)를 거치면서 제거되기 때문에 수재 모래를 제거하는 과정에서 탈수 불량이 발생하지 않는다.

제거부에서는 저장탱크(16)에 저장된 소석회는 공급펌프(17)에 의해서 순환되고 있는 냉각수로 공급되어 냉각수가 슬래그로 뿌려질 때 스택에서 발생되는 황화수소를 제거하게 된다. 이때 재순환되는 냉각수에는 미립수재와 겔 상의 물질이 혼합되어 있으나 다음과 같은 실시예들을 통해 사용 가능함이 증명된다.

(실시예 1)

기존의 발명에서는 탈수 성능 때문에 가성소다 만을 사용하여야 했으나, 본 발명에서는 탈수성능에 문제가 없기 때문에 다른 염기성 물질도 사용할 수 있다. 다음의 표는 염기성물질로 가성소다를 대체할 가능성이 있는 물질에 대한 용해시 pH 값을 측정한 결과이다.

	소석회, Ca(OH)2	생석회, CaO	석회석, CaCO3
용해도	1.7 g/L at 20℃	Limited solubility in water	Limited solubility in water
분말 투입량 (g/cc)	0.17 / 100	0.17 /100	0.17 / 100

pH

12.12

12.04

9.45

기타

석회소성공장 배출 슬러지의 주성분으로 pH 낮아 사용불가

따라서 pH값이 가장 높은 소석회가 가성소다를 대체하여 사용할 수 있다. 특히 인체 유해성이 상대적으로 작기 때문에 유리하기도 하다.

(실시예2)

다음은 여러가지 염기성 물질이 냉각수에 투입되었을 때 겔 상의 물질이 발 생되는 량을 검토하였다.

이것으로부터 소석회 사용시에 겔이 더 많이 발생되기는 하나, 본 발명에 의한 장치 사용시에는 탈수에 문제가 없기 때문에 소석회를 사용하여도 탈수불량의 문제가 발생되지 않는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 황화수소 제거장치에 의하면, 기존의 수재설비에서는 가성소다를 취재수에 투입함에 따라 겔상의 물질이 발생되어 탈수에 어려움이 있었으며, 이를 해결하기 위하여 겔 발생억제약품을 사용하여야 하였으나, 본 발명에서 사용된 장치를 사용할 경우에는 겔 상의 물질이 발생되더라도 탈수에 문제가 없다.

기존의 수재설비 및 황화수소 제거설비에서는 염기성 물질의 공급원으로 가성소다를 사용하였으나, 여기에서는 사용가능한 물질로 가성소다와 소석회를 사용할 수 있다.

이렇게 개선이 되면서도 기존의 황화수소 제거성능에는 변화가 없이 충분한 상태로 유지된다.

또한, 수재 분리부를 이용하여 수재 모래를 분리하고, 필터부의 드럼 탈수기를 이용하여 슬래그 울을 제거하기 때문에 수재 모래의 분리시 탈수 불량이 발생되지 않는다.

Claims (1)

1. 고로에서 발생된 슬래그를 교반조에서 처리하는 과정 중, 수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치에 있어서,

   상기 교반조에 저장된 수재를 분리하는 스크류 피더와 상기 수재를 저장호퍼로 이송하는 벨트 콘베이어를 포함하는 수재 분리부;

   상기 교반조에 연결된 드럼 탈수기를 포함하여 슬래그 울을 제거하는 필터부; 및

   상기 교반조와 필터부를 순환하는 냉각수에 가성소다 또는 소석회를 공급하여 황화수소를 제거하는 제거부

   를 포함하는 수재스택에서 발생되는 황화수소 제거장치.

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