KR100905617B1 - 회전식 테일 가스 배관 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코크스 오븐 가스를 반응산소와 반응시켜 액체 유황을 생산하는 탈황 설비에서 테일 가스 냉각기로부터 테일 가스를 배출하는 테일 가스 배관 장치에 관한 것이다. 상기 테일 가스 배관 장치(24)는 일단이 상기 테일 가스 냉각기(22)의 유출 포트 쪽에 연결되고 길이 방향 축선에 대해 회전 가능한 테일 가스 배관(240); 상기 테일 가스 배관 외측에 장착된 피동 기어(254); 상기 피동 기어와 맞물린 능동 기어(256); 및 상기 능동 기어를 작동시키는 구동 모터(258)를 구비한다. 상기 테일 가스 배관(240)은 테일 가스 흐름의 하류로 상향 경사진다. 상기 테일 가스 배관 장치(24)에 의해 상기 탈황 공정에서 발생하는 테일 가스의 온도가 하락함에 따라 발생하는 유황 미스트의 고착을 방지할 수 있다.
테일 가스, 안수, 유황 미스트, 냉각기, 회전식 테일 가스 배관, 커플링
Description
도 1은 종래 기술에 따른 탈황 설비의 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 테일 가스 배관의 내부를 나타내는 일부 절개 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 본 발명의 회전식 테일 가스 배관 장치가 사용되는 탈황 설비의 개념도.
도 5는 도 4의 회전식 테일 가스 배관 장치의 확대 사시도.
도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도.
<도면의 주요 부분의 부호의 설명>
10: 반응로 22, 28: 냉각기
24: 테일 가스 배관 장치 26: 안수
36: 안수 집수조 38: 이송 펌프
254, 256: 기어 258: 모터
360: 격판 370: 유황 미스트 입자
본 발명은 황화수소를 포함하는 코크스 오븐 가스를 반응산소와 반응시켜 액체 유황을 생산하는 탈황 공정을 실시하는 탈황 설비에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상기 탈황 공정에서 발생하는 테일 가스의 온도가 하락함에 따라 발생하는 유황 미스트의 고착을 방지하도록 탈황 설비에 설치되는 회전식 테일 가스 배관 장치에 관한 것이다.
일반적으로 코크스 오븐 가스에 함유되어 있는 황화수소는 탈황 설비의 흡수탑에서 흡수액에 의하여 흡수된 후 증류탑에서 황화수소가 분리된다. 분리된 황화수소는 클라우스 공정이라 불리는 탈황 공정으로 보내져 일부분의 황화수소를 이산화황으로 전환한 후 고온의 촉매 반응기에서 액체 유황으로 생산하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 탈황 설비의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 반응로(100)는 황화수소 가스와 산소를 흡입하여 액체 유황을 형성하고 이 액체 유황을 유황 배출 라인(110)을 통해 배출한다. 한편 잔여의 황화수소 가스를 포함하는 일점쇄선으로 표시된 테일 가스는 제1 촉매 반응기(102)로 진행한다. 테일 가스는 제1 반응기(102)와 응축기(104)를 거치면서 다시 액체 유황을 형성하고, 이 액체 유황은 유황 배출 라인(110)으로 배출된다. 나머지 테일 가스는 히터(106)에 의해 가열되고 제2 촉매 반응기(108) 및 다시 응축기(104)를 거쳐 다시 액체 유황을 형성한다. 형성된 액체 유황은 위와 같이 유 황 배출 라인(110)으로 배출된다.
이와 같은 여러 단계의 탈황 공정을 거친 고온의 테일 가스는 제1 테일 가스 냉각기(112)로 진행한다. 이때 테일 가스는 미반응한 황화수소와 유황 미스트 입자 등이 다량 존재하므로 냉각기(112)에서는 도면부호 116으로 표시된 바와 같이 대략 75℃의 안수를 분사하여 테일 가스를 냉각시킨다. 테일 가스는 테일 가스 배관(114)을 거쳐 제2 테일 가스 냉각기(118)로 진행하고 다시 안수(116)로 처리되어 냉각된 다음, 테일 가스 순환 배관(120)을 거쳐 코크스 오븐 가스와 만나 화성공정으로 다시 유입된다.
한편 분사된 안수는 상기 제1 및 제2 테일 가스 냉각기(112, 118)로부터 배출되어 안수 이송 펌프(124)에 의해 안수 배출관(122)을 통해 (도시 생략된) 안수 재처리 설비로 이송된다.
도 2는 전술한 테일 가스 배관(114)의 내부를 나타내는 일부 절개된 사시도이고, 도 3은 도 2의 정면도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 테일 가스 배관(114) 내에 일부 유황 미스트 입자(130)가 고착되어 테일 가스 배관(114)을 부분적으로 폐쇄시키고 있다. 통상 테일 가스 배관(114)은 수평 또는 하류 쪽으로 약간 하향으로 설치되어 있어 유황 미스트의 배출이 곤란하다. 이러한 고착된 미스트 입자(130)는 배관(114) 내의 가스 및 안수(116)의 흐름을 막아 클라우스 탈황 공정의 압력을 상승시키는 문제점이 있다. 또한 테일 가스 배관(114)을 부식시켜 유독 가스의 누출을 야기하게 된다.
아울러, 테일 가스 배관(114)을 분해 수리할 때 분리된 황화수소를 함유한 가스를 소각로에서 전량 소각 처리함에 따라 심각한 대기오염의 주범이 되기도 한다.
따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 상기 탈황 공정에서 발생하는 테일 가스의 온도가 하락함에 따라 발생하는 유황 미스트의 고착을 방지하도록 탈황 설비에 설치되는 회전식 테일 가스 배관 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따라 제공되는 테일 가스 배관 장치는 코크스 오븐 가스를 반응산소와 반응시켜 액체 유황을 생산하는 탈황 설비에서 테일 가스 냉각기로부터 테일 가스를 배출하며, 일단이 상기 테일 가스 냉각기의 유출 포트 쪽에 연결되고 길이 방향 축선에 대해 회전 가능한 테일 가스 배관; 상기 테일 가스 배관 외측에 장착된 피동 기어; 상기 피동 기어와 맞물린 능동 기어; 및 상기 능동 기어를 작동시키는 구동 모터를 구비한다. 상기 테일 가스 배관 장치에서 상기 테일 가스 배관은 테일 가스 흐름의 하류로 상향 경사진다.
하기의 상세한 설명 및 첨부 도면과 연계되어 설명되는 본 발명의 여러 가지 특징 및 장점은 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 4는 본 발명의 회전식 테일 가스 배관 장치가 사용되는 탈황 설비의 개념도이고, 도 5는 도 4의 회전식 테일 가스 배관 장치의 확대 사시도이며, 도 6은 도 5의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 반응로(10)는 황화수소 가스와 산소를 흡입하여 액체 유황을 형성하고 이 액체 유황을 유황 배출 라인(20)을 통해 배출한다. 한편 잔여의 황화수소 가스를 포함하는 일점쇄선으로 표시된 테일 가스는 제1 촉매 반응기(12)로 진행한다. 테일 가스는 제1 반응기(12)와 응축기(14)를 거치면서 다시 액체 유황을 형성하고, 이 액체 유황은 유황 배출 라인(20)으로 배출된다. 나머지 테일 가스는 히터(16)에 의해 가열되고 제2 촉매 반응기(18) 및 다시 응축기(14)를 거쳐 다시 액체 유황을 형성한다. 형성된 액체 유황은 위와 같이 유황 배출 라인(20)으로 배출된다.
이와 같은 여러 단계의 탈황 공정을 거친 고온의 테일 가스는 제1 테일 가스 냉각기(22)로 진행한다. 이때 테일 가스는 미반응한 황화수소와 유황 미스트 입자 등이 다량 존재하므로 냉각기(22)에서는 대략 75℃의 안수(26)를 분사하여 테일 가스를 냉각시킨다. 테일 가스는 본 발명의 소정 각도(α)로 상향 경사진 회전식 테일 가스 배관 장치(24)를 거쳐 제2 테일 가스 냉각기(28)로 진행하고 다시 안수(26)로 처리되어 냉각된 다음 소정 각도(α)로 상향 경사진 테일 가스 배출 배관(30)을 통해 테일 가스 순환 배관(30)을 거쳐 코크스 오븐 가스와 만나 화성공정으로 다시 유입된다.
한편 분사된 안수는 상기 제1 및 제2 테일 가스 냉각기(22, 28)로부터 안수 배출구(34)를 통해 안수 집수조(36)에 모아진 다음 안수 이송 펌프(38)에 의해 안수 배출관(40)을 통해 (도시 생략된) 안수 재처리 설비로 이송된다.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 테일 가스 냉각기(22, 28) 사이에 설치된 회전식 테일 가스 배관 장치(24)는 테일 가스 배관(240), 이 가스 배관 둘레에 일체로 부착된 피동 기어(254), 이 피동 기어(254)에 맞물린 구동 기어(256) 및 이 구동 기어(256)를 구동시키는 구동 모터(258)를 포함한다. 테일 가스 배관(240)은 상류 연결관(250)에 의해 제1 냉각기(22)의 출구 포트에 연결되고 하류 연결관(252)에 의해 제2 냉각기(28)의 입구 포트에 연결되어 지지된다.
한편 테일 가스 배관(240)과 상류 및 하류 연결관(250, 252) 사이에는 용이한 탈착을 위해 커플링(248)이 설치되어 있다. 상기 커플링(248)은 테일 가스 배관(240)의 회전을 위해 베어링(260)이 장착된다. 한편 구동 모터(258)는 (도시 생략된) 지지용 브래킷 등에 의해 하류 연결관(252) 또는 제2 냉각기(28) 등에 지지될 수 있다.
도 6을 참조하면, 테일 가스 배관(240)의 내부는 돌기(242) 및 홈(244)에 의한 다수의 나사가 형성되어 있다.
위와 같이 구성된 테일 가스 배관(240)은 구동 모터(258)에 의해 360도 회전하게 되며, 상기 각도(α)는 하류 방향으로 대략 15도 정도 상향이면 바람직하다. 이와 같은 구성에 따라, 유황 미스트 입자 등이 테일 가스 배관(240) 내부에 고착되지 않고 안수(26)와 함께 테일 가스 냉각기(22) 및 안수 배출구(34)를 거쳐 안수 집수조(36)로 배출된다.
한편 안수(26)는 테일 가스 배관 장치(24)의 상류에서는 제2 테일 가스 냉각기(28)와 함께 하류 연결관(252)에 직접 분사된다.
한편 상세히 도시하지는 않았지만, 테일 가스 배출 배관(30)도 역시 테일 가스 배관 장치(24)와 같이 회전 가능하게 구성하고 내부에 나사를 설치할 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 안수 집수조(36)는 내부에 설치된 격판(360)에 의해 제1 및 제2 집수부(362, 364)로 구분된다. 배출구(34)를 통해 집수조(36) 내부로 유입된 안수(26)는 제1 집수부(362)에서 유황 미스트 입자(370) 등이 침전되고, 안수(26)만이 격판(360) 위로 흘러 제2 집수부(362)로 향하게 된다. 집수조(36)에서 세정된 안수(26)는 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이 안수 이송 펌프(38)에 의해 안수 배출관(40)을 통해 안수 재처리 설비로 이송된다. 한편, 집수조(36)에서 처리된 안수(26)의 일부는 연결 배관(42)을 통해 다시 사용될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 회전식 테일 가스 배관 장치에 따라, 테일 가스의 처리 중에 유황 미스트 입자가 테일 가스 배관의 내부에 고착되지 않으므로, 테일 가스 배관 내의 가스 및 안수의 흐름이 원활해지며 그에 따라 탈황 공정의 압력이 상승되는 문제점이 해결된다. 또한 고착된 유황 미스트 입자에 의한 테일 가스 배관의 부식 및 그에 따른 유독 가스의 누출이 방지된다.
아울러, 테일 가스 배관을 분해 수리할 때 분리된 황화수소를 함유한 가스를 소각로에서 전량 소각 처리함에 따라 야기되는 대기오염도 역시 해소된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (5)
- 코크스 오븐 가스를 반응산소와 반응시켜 액체 유황을 생산하는 탈황 설비에서 테일 가스 냉각기로부터 테일 가스를 배출하는 테일 가스 배관 장치에 있어서,일단이 상기 테일 가스 냉각기의 유출 포트 쪽에 연결되고 길이 방향 축선에 대해 회전 가능한 테일 가스 배관;상기 테일 가스 배관 외측에 장착된 피동 기어;상기 피동 기어와 맞물린 능동 기어; 및상기 능동 기어를 작동시키는 구동 모터를 구비하며,상기 테일 가스 배관은 테일 가스 흐름의 하류로 상향 경사지는 것을 특징으로 하는 테일 가스 배관 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 테일 가스 배관을 상기 유출 포트에 연결하는 베어링이 있는 커플링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 테일 가스 배관 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 테일 가스 배관은 하류로 대략 15도 상향 경사지는 것을 특징으로 하는 테일 가스 배관 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 테일 가스 배관은 내주를 따라 형성된 적어도 하나의 나사를 구비하는 것을 특징으로 하는 테일 가스 배관 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 테일 가스 배관의 일단 쪽에 분사되는 안수를 일시적으로 저장하기 위한 안수 저장조를 상기 테일 가스 냉각기의 하측에 더 구비하며, 상기 안수 저장조는 내부가 격판에 의해 안수를 1차 저장하는 제1 집수부 및 상기 제1 집수부로부터 격판 위로 흘러오는 안수를 2차로 저장하는 제2 집수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테일 가스 배관 장치.
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