KR101070086B1

KR101070086B1 - 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법

Info

Publication number: KR101070086B1
Application number: KR1020030079184A
Authority: KR
Inventors: 윤종옥; 김영춘; 이희근
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2011-10-04
Also published as: KR20050045208A

Abstract

본 발명은 생석회를 제조하는 회전식소성로에서 미분탄을 사용하여 생석회를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 소성로에 10~30㎜ 크기의 입도로 석회석을 선별하여 공급하는 단계; 상기 석회석을 회전식 예열기를 이용하여 1000~1100℃ 의 배가스와 열교환 시키고 예열시킨 다음 소성로에 장입하는 단계; 상기 소성로에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시키는 단계; 상기 직경 1mm 이하 입도의 미분탄을 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로,C.O.G. 가스와 함께 버너에 제공하는 단계; 상기 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하는 단계;및 상기 소성로로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출하는 단계;를 포함하여 NOx 및 SOx 배출농도를 감소시키도록 구성된 제품을 생산하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법를 제공한다. 본 발명에 의하면, 소성로에서 사용하는 연료를 코크스 제조-냉각과정 중 발생하여 집진기에서 포집된 분(紛)상태의 화석연료(이하, 미분탄이라 함)를 사용함으로서 수화율이 우수한 생석회를 제조하고, SOx(황 화합물)및 NOx(질소 화합물)의 발생량을 줄일 수 있는 효과가 얻어진다.

회전식 소성로, 석회석, 생석회, 회전식 예열기, 미분탄, 생석회 제조방법

Description

회전식 소성로에서의 생석회 제조방법{METHOD FOR PRODUCING CaO IN A ROTARY KILN}

제 1도는 종래의 기술에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 설명하기 위한 장치 개략도;

제 2도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 설명하기 위한 장치 개략도;

제 3도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 석회석 선별기를 도시한 구성도로서,

a)도는 일부 절개 사시도, b)도는 스크린의 사시도;

제 4도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 버너의 구성도로서,

a)도는 종단면도, b)도는 선단부 단면도, c)도는 확대 단면도;

제 5도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 미분탄 공급기구의 구성도;

제 6도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 미분탄 정량 절출부를 도시한 구성도;

제 7도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 미분탄 파쇄기의 구성도;

제 8도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 냉각부의 상세도;

제 9도는 본 발명에 따른 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 구현하기 위한 예열기의 구성도로서,

a)도는 종단면도, b)도는 횡단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100.... 본 발명의 생석회 제조장치

105.... 소성로 110.... 예열기

120.... 버너 130.... 냉각기

200.... 원료 예열기 212.... 스크린

227.... 호퍼 238.... 구동모터

243.... 체인 257.... 수거장치

404.... 장입차 410.... CDQ 상부 호퍼

420.... 정량 절출기 450.... 미분탄 선별장치

455.... 예비 호퍼 460.... 중공형의 케이싱

470.... 파쇄기 480.... 출측 호퍼

485.... 공기 배출포트 490.... 백 필터

495.... 나선형의 오거부재 500... 버켓 콘베이어

610.... 링기어 614.... 구동기어

616.... 외통 617.... 중통

632.... 롤러 634.... 원형 레일

640.... 배출 슈트 642.... 지지 프레임

670.... 냉각 시스템 672.... 받침대

674.... 공기 유입 펌프 679.... 푸셔(Pusher)

690.... 전원 공급부 695.... 트롤리(Trolley)

800.... 종래의 생석회 제조장치

본 발명은 생석회를 제조하는 회전식소성로에서 미분탄을 사용하여 생석회를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소성로에서 사용하는 연료를 코크스 제조-냉각과정 중 발생하여 집진기에서 포집된 분(紛)상태의 화석연료(이하, 미분탄이라 함)를 사용함으로서 수화율이 우수한 생석회를 제조하고, SOx(황 화합물)및 NOx(질소 화합물)의 발생량을 줄일 수 있는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 생석회는 석회석을 1250~1300℃ 온도로 가열하여 생산하게 되며, 이는 제1도와 같은 생석회 제조장치를 통하여 생산되어진다.

이와 같은 종래의 생석회 제조장치(800)는 소성로(805)의 일측으로 예열기(810)가 구비되고, 상기 예열기(810)를 통과하여 소성로(805)의 내부로 석회석(CaCO3)이 장 입된다. 그리고, 상기 소성로(805)는 예열기(810)의 반대측으로 버너(820)가 구비되며, 그 하부측으로는 소성이 완료된 생석회(CaO)가 배출되는 출구가 형성된다.

또한, 상기 출구에는 생석회를 냉각시키기 위한 냉각기(830)가 구비되며, 상기 소성로(805)는 회전하면서 내부에 담긴 석회석이 버너(820)의 열원에 의해서 생석회로 소성처리되는 것이다.

이와 같은 생석회 제조장치(800)는 석회석을 별도의 수세기(미도시)에서 표면을 깨끗하게 세척한 후, 10~30㎜ 크기의 입도로 선별하여 소성로 예열기(Preheator)(810)에 장입하고, 9~10시간 정도 보관시켜 소성로(805)에서 배출되는 1000~1100℃ 정도의 배가스로써 예열시킨 다음, 상기 배가스와는 반대의 방향으로 회전식 소성로(805)에 장입한다.

상기 회전식 소성로(805)에서는 이와 같이 일정 온도로 예열 장입된 석회석을 가열시키게 되는 바, 상기 종래의 소성로(805)는 C.O.G 가스를 연료로 사용하여 버너(820)에서 연소시켜 소성로(805)의 내부를 1250~1300℃ 온도로 2.5~3시간 동안 소성로(805)를 회전시키면서 소성시킨다. 그 후, 생석회를 소성로(805)로 부터 인출하여 냉각기(830)에 장입하고 2~3시간 동안 냉각시켜 최종 제품(생석회)을 생산하는 것이다.

그리고, 상기 연료로 사용되었던 배가스는 집진장치(850)를 경유하여 연돌(860)로 배출되어진다. 이와 같은 종래의 회전식 소성로(805)는 제품 1톤을 생산하는데 C.O.G 가스를 285~295N㎥/Ton 사용하고 있으며, 1,150~ 1250 M㎈/Ton 열량을 소비한다. 한편, 수화율 95% 이상의 고품위 생석회를 생산하기 위해 사용되는 회전식 소성로(805)는 고열량의 투입과 외부로 누출되는 열손실이 많아 직선형 소성로(805)에 비해 에너지를 많이 사용하고 있다. 그렇지만, 석회석이 소성로(805)의 회전에 의해 균일하게 열을 받게 되므로 석회석의 회전이 이루어지지 않는 직선형 소성로(805)에 비해 고 품위의 생석회를 제조하는데 매우 유리하다.

이와 같이, 고 품위 생석회를 제조하기 위해서는 소성로(805)내에 균일한 열량을 투입하고, 균일한 석회석 입도를 투입하여 미소성 제품이 발생되지 않도록 하여야 한다.

한편, 종래의 회전형 소성로(805)는 그 출측에서 소성 완료된 생석회를 냉각시키는 냉각기(830)에서 냉각과정 중 발생되는 600~650℃ 고열의 공기(830a)를 총열량 대비 44~46% 정도로 생석회의 인출방향과는 반대의 방향으로 소성로(805)의 내부에 공급하고, 도 2에 도시된 바와 같은 C.O.G 가스 버너(820)를 사용하여 소성로(805)의 내부에 유입된 석회석을 가열하게 된다.

상기와 같은 종래의 생석회 제조장치(800)에서 C.O.G 가스 버너(820)는 일측에 1차공기 공급관을 구비하여 대기를 4~5% 제공하고, 이에 인접하여 C.O.G 가스 연료 공급관을 구비하여 C.O.G 가스를 총열량 대비 48~49%로 투입하여 버너(820)의 선단에 화염을 형성하고 소성로(805)의 내부에서 연소시킴으로서 C.O.G 가스 연소에 의한 열원을 이용하여 석회석을 생석회로 가열처리하는 것이다.

또한, 상기 소성로(805)의 내부에서 C.O.G 가스가 연소하여 발생된 배가스는 소성로(805)의 일측에 마련된 예열기(Pre-Heater)(810)를 통과하여 소성로(805)에 유입 되는 석회석을 예열한 후, 외부로 300~330℃의 온도를 유지하면 배출된다.

이와 같은 종래의 회전형 소성로(805)는 수화율 95% 이상의 고 품위 생석회를 제조하기 위해서 고 열량을 함유한 연료를 사용하고, 상대적으로 연소에 필요한 공기 투입량을 줄여야 한다. 그렇지만, 종래의 소성로(805)는 수화율이 높은 고품위 생석회를 생산하는 과정에서 상대적으로 공급되어지는 공기및 가스량이 증가되어 정상조업보다 배가스내에 NOx가 1~2배 증가되고, SOx가 1.5배 이상 증가되는 현상이 있다.

그러므로, 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 한가지 방식으로서 C.O.G 가스의 대체 연료로서 석유 정제과정중 발생되는 오일 코크(Oil 코크스)를 사용하는 방안이 제안되었다. 그렇지만, 이는 C.O.G 가스 보다 발열량은 크게 증대한 것이고 "N" 성분은 적으나, "S" 함유량이 많은 것이었다. 즉, 배가스중 NOx 의 함유량은 C.O.G 가스에 비해 낮게 배출되나 상대적으로 SOx 배출량이 증가하며, 만일 총 투입열량의 5% 이상으로 오일 코크를 사용시에는 SOx 의 배출농도가 너무 높아 크게 환경오염을 초래하는 것이고, 이러한 열원으로서 소성된 생석회는 "S" 함유량이 크게 증가되는 것이었다.

이와 같이 오일 코크의 사용비에 따른 생석회중 "S" 함유량이 오일 코크의 사용량이 총 투입열량의 5% 이상일 경우에는 생석회중 "S" 함유량이 30%이상 과다하여 생석회를 제강 정련용으로 사용할 수 없는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 코크스 제조과정중 부산물로 발생되는 미분탄을 C.O.G 가스와 함께 회전식 소성로에 연료로서 투입시켜 배가스중에 포함된 NOx 및 SOx 배출농도를 감소시키도록 구성된 제품을 생산하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 또 다른 목적으로서, 열량이 높은 미분탄을 열원으로 사용함으로서 단위 시간당 생산량을 현저히 향상시킬 수 있는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법을 제공함에 있다

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 회전식 소성로에서 석회석을 가열하여 생석회를 제조하는 방법에 있어서,

소성로에 10~30㎜ 크기의 입도로 석회석을 선별하여 공급하는 단계;

상기 석회석을 회전식 예열기를 이용하여 1000~1100℃ 의 배가스와 열교환 시키고 예열시킨 다음 소성로에 장입하는 단계;

상기 소성로에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시키는 단계;

상기 직경 1mm 이하 입도의 미분탄을 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로,C.O.G. 가스와 함께 버너에 제공하는 단계;

상기 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하는 단계;및

상기 소성로로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출하는 단계;를 포함하여 NOx 및 SOx 배출농도를 감소시키도록 구성된 제품을 생산하는 것을 특징으로 하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법를 제공한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 회전식 소성로의 미분탄 취입방법은 소성로에 장입된 석회석에 가해지는 열원의 연료로서 코크스 제조과정중 부산물로 발생되는 미분탄, 또는 별도의 미분탄 제조공정에서 제조된 소정의 입도를 갖는 미분탄을 열원으로서 사용한다.

이를 위하여 본 발명이 적용되어지는 생석회 제조장치(100)가 도 2에 전체적으로 도시되어 있다. 상기 생석회 제조장치(100)는 소성로(105)의 일측으로 예열기(110)가 구비되고, 상기 예열기(110)의 전단에는 예열기(110)에서 배출되는 배가스관(102)이 도 10에 도시된 바와 같은 원료 예열기(200)의 원료 출구관에 취합되어 그 내부를 흐르는 배가스가 상기 원료 예열기(200) 내부의 원료를 예열시킨다.

그리고, 상기 배가스는 원료가 장입되는 위치로 배출되면서 집진기(160)에 연결되고, 연돌(170)을 통하여 배출되어 진다. 따라서 원료 예열기(200)에서 원료는 원료 예열기(200)의 상단에 위치한 장입호파(미도시)로 부터 원료 예열기(200)의 내부로 유입되어 배가스에 의해서 수분이 제거되고, 원료 예열기(200)의 일측에 마련된 출구(210)를 통하여 상기 예열기(110)로 유입된 다음, 소성로(105)의 내부에 일정 온도를 유지하면서 석회석(CaCO3)인 상태로 장입된다.

이와 같이 석회석이 유입되는 상기 소성로(105)는 예열기(110)의 반대측으로 버너(120)가 구비되며, 그 하부측으로는 냉각기(130)가 위치되며, 그 내부에서 소 성이 완료된 생석회(CaO)가 일시 정체되어 냉각된 후 배출된다.

그리고, 상기 소성로(105)의 후단에 설치된 버너(120)는 제 4도에 도시된 바와 같이 미분탄을 사용하는 구조로 되어 있다.

본 발명에 따른 회전식 소성로의 미분탄 취입방법은, 먼저 소성로에 10~30㎜ 크기의 입도로 석회석을 선별하여 공급하는 단계와 상기 석회석을 회전식 예열기를 이용하여 1000~1100℃ 의 배가스와 열교환시켜 예열시킨 다음, 소성로에 장입하는 단계가 이루어진다.

이 단계는 원석 처리단계로서, 이는 소성로에 석회석을 예열하여 수분과 찌꺼기를 제거하여 투입하는 것이다.

이 단계는 석회석을 수세기(미도시)에서 표면을 깨끗하게 세척한 후, 원료 예열기(200)에서 10~30㎜ 크기의 입도로 선별하여 장입호파(122)를 거쳐서 예열기(110)에 장입하고, 9~10시간 정도 1000~1100℃ 정도의 배가스를 통과시켜 소성로(105)에 장입한다.

이와 같이 상기 회전식 소성로(105)에 장입되는 석회석은 세척과 선별과정을 통하여 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하고 선별과정을 통하여 10㎜ 이하는 제거하도록 되어 있으나, 세척과정 중 석회석표면에는 7~10% 수분을 함유하고 있으므로 그 표면에 적은 입도의 미분과 이물질이 부착되어 상기 예열기(110)와 소성로(105)에 원석(석회석)과 함께 장입되는 문제를 갖게 된다.

이러한 미분과 이물질들은 소성로(105)의 내부에서 통기성을 저하시켜 고품위의 생석회를 제조할 수 없다.

본 발명의 단계는 원석을 수세하여 도 3에 도시된 바와 같은 스크린(212)으로 세립 입자를 1차 선별(미도시)한 후, 소성로(105)에 장입하기 전에 건조작업을 실시하여 소성에 유효한 원료로 예열기(110)에 장입하는 것이다.

상기 원료 예열기(200)는 그 내부에 스크린(212)을 구비한 것으로서, 이는 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 상부측에는 원료장입 호퍼(227)가 형성되고, 그 내부에는 챔버(211)가 형성되며, 상기 호퍼(227)의 반대측에는 예열기(110)의 장입호퍼(122)에 연결된 원료 배출구(210)가 형성된다.

그리고, 상기 챔버(211)의 내측에는 다수의 구동 스프로켓(232)과, 종동 스프로켓(234)들이 각각 구동모터(238)의 축(238a)에 의해서 회전되어지며, 상기 축(238a)은 상기 챔버(211)를 관통하여 연결되어 있다.

이와 같은 스크린(212)은 구동 모터(238)의 작동으로 구동 스프로켓(232)들이 회전되며, 상기 구동 스프로켓(232)과 종동 스프로켓(234)들에 각각 무한 궤도형으로 걸려진 다수의 체인(243)들을 회전시킨다. 그리고, 상기 체인(243)에는 다수의 그레이팅 바(225)들이 회전가능하도록 장착되는 바, 상기 그레이팅 바(225)들이 스크린(212)을 형성하게 된다.

상기 그레이팅 바(225)들은 체인(243)에 의해서 이끌려서 스크린(212) 기능을 하게 되며, 입도가 걸러진 상태로 낙하된 미립의 석회석들이 댐퍼(220)를 통하여 별도의 수거장치(257)로 회수되도록 하는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 석회석을 세척하여 선별하고 회전식 소성로(105)에 장입하여 생석회를 제조하는 과정에서 소성과정중 대기로 배출되는 고온 배출개스를 이 용하여 석회석의 건조와 선별에 효과적으로 이용하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 상기 소성로(105)로부터 예열기(110)에 전달되는 열원이 예열기(110)의 내부에 있는 원료에 골고루 전달되도록 한다.

이를 위하여 본 발명은 회전식 예열기(110)를 구비하며, 이는 도9에 제시된 바와 같이, 중공형의 외통(616)과 그 내측에 위치한 중통(617)을 구비하고, 상기 외통(616)의 상부측에서 상기 중통(617)과의 사이로 석회석을 장입하여 예열시키며, 소성로(105)에 공급하게 된다.

상기 외통(616)은 그 하단 외주면에 장착된 링기어(610)를 구비하는 바, 상기 링기어(610)는 상기 외통(616)에 일체로 고정되고, 구동 모터(612)의 회전축에 장착된 구동기어(614)와 치차 결합한다.

그리고, 상기 링기어(610)에 치차 결합하는 구동기어(614)를 갖추고, 이를 회전시키는 구동모터(612)를 갖추며, 상기 구동 모터(612)의 작동으로 회전축이 회전하면, 상기 구동기어(614)를 통하여 상기 링기어(610)를 회전시킴으로서 상기 링기어(610)가 장착된 외통(616)과 중통(617)을 회전시키는 것이다.

또한, 상기 회전식 예열기(110)는 상기 외통(616)의 하부에서 가상원을 따라서 배치된 다수개의 롤러(632)들과, 상기 롤러(632)들을 지지하는 원형 레일(634)을 구비하며, 하단 배출구(610a)에 연이어 배치된 배출 슈트(640)가 장착되어지는 지지 프레임(642)의 상부면에 둥근 원형의 레일(634)을 형성하고, 상기 레일(634)상에서 활주되도록 하는 다수의 롤러(632)들을 상기 외통(616)의 하부면에 고정시킨다.

따라서, 상기 레일(634)을 따라서 롤러(632)들이 회전할 수 있도록 하는 것이고, 이는 상기 모터(612)가 작동되어 상기 링기어(610)를 통하여 외통(616)을 회전시키면, 상기 외통(616)은 롤러(632)들과 레일(634)을 통하여 지지 프레임(642)상에서 회전되는 것이다.

한편, 상기 외통(616)은 집진장치(160)로 이어지는 배출덕트(616a)와, 상기 배출덕트(616a)가 고정되어진 예열기(110)의 상부측 장입부(650)에 대하여 회전가능한 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 중통(617)을 냉각시키기 위한 냉각 시스템(670)은 상기 외통(616)의 일측으로 받침대(672)를 형성하고, 상기 받침대(672)의 상부에는 공기 유입 펌프(674)를 장착하여 상기 외통(616)과 함께 회전가능하도록 한다.

또한, 상기 예열기(110)는 상기 공기 유입 펌프(674)및 푸셔(Pusher)(679)등에 동력을 제공하기 위하여 외부로 부터 전원을 제공받는 전원 공급부(690)를 구비하며, 이는 상기 외통(616)의 상부측에 둥근 고리형의 단자 프레임(692)을 주변 지지물(693)에 연결시켜 고정하고, 상기 단자 프레임(692)에 결합하여 전원을 공급받는 트롤리(Trolley)(695)가 상기 외통(616)에 연결되어 회전되도록 하는 것이다.

상기와 같은 회전식 예열기(110)는, 석회석이 장입 호퍼(122)를 통하여 장입부(650)측으로 유입되고, 이는 상기 외통(616)과 중통(617)의 사이 공간으로 유입되며, 이와 같이 유입된 상태에서 상기 외통(616)의 회전이 이루어진다.

이와 같이 외통(616)이 회전되어지면, 상기 외통(616)의 하부측에 위치된 배출 슈트(640)측을 경유하여 배출되는 석회석은 상기 소성로(105)로 부터 외통(616)의 내부로 유입되는 배기가스에 접촉하게 되고, 상기 외통(616)의 회전으로 인하여 전체 적으로 균일하게 석회석이 가열되는 것이다.

이와 같이 상기 회전식 예열기(110)는 그 내부의 원료 광석인 석회석에 균일한 열을 전달하여 부분적인 석회석의 과소현상이나 사소현상을 방지하여 소성로(105)에서 양호한 생석회 제조를 이룰 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 소성로에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 적정입도, 바람직하게는 직경 1mm 이하의 입도로 버너(120)에 제공하게 된다.

상기 소성로(105)에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시키는 단계와, 상기 직경 1mm 이하 입도의 미분탄을 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로,C.O.G. 가스와 함께 버너(120)에 제공하는 단계를 포함한다.

상기 소성로(105)에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시키기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이, 미분탄을 수송하는 장입차(404)의 CDQ 압송관(406)에 CDQ 상부 호퍼(410)가 연결되고, 그 하부측으로는 이중 댐퍼(410a)를 통하여 CDQ 하부 호퍼(412)가 연결되며, 그 후방으로는 CDQ 써지상부호퍼(414)와 미분탄 저장조(416)및 정량 절출기(420)들이 연결되어 버너(120)에 미분탄을 공급하는 것이다.

상기 CDQ 상부호퍼(410)의 전단에는 도 5에 도시되어 있지 않지만, 직경 입도 1mm 이하의 미분탄들을 선별하기 위한 미분탄 선별장치(450)를 갖는다.

상기 미분탄의 선별장치(450)는 도 7에 도시된 바와 같이, 미분탄 장입차(404)의 압송관 일측으로 미분탄이 압송되어 저장되는 예비 호퍼(455)가 마련되고, 상기 예비 호퍼(455)의 하부에는 이중 구조로 된 이중 담파(457a)(457b)가 결합되고 그 하 부에는 중공형의 케이싱(460)이 연결된다.

상기 중공형의 케이싱(460)은 그 내측 공간이 미분탄의 확산 공간이 되며, 그 하부측으로는 유동화 배관(462)이 갖춰지고, 상기 유동화 배관(462)의 하부측으로는 파쇄기(470)가 구비된다. 상기 파쇄기(470)는 한쌍의 대향한 파쇄롤(472a)(472b)을 갖는 것으로서, 이들은 각각 모터(475)에 의해서 서로 반대방향으로 면접하면서 회전되어 미분탄의 직경이 1mm 이상인 것들을 파쇄하여 그 하부측의 출측 호퍼(480)로 낙하시킨다.

그리고, 상기 케이싱(460)의 상부측으로는 일측에 저압공기 공급포트(482)가 형성되고, 그 반대측으로는 공기 배출포트(485)가 형성되며, 상기 공기 배출포트(485)는 백 필터(490)의 입측에 연결된다.

상기 백 필터(490)는 그 내부에 다수의 필터 백(493)들을 갖춘 구조이고, 그 하부측에는 포집된 미분탄을 외부로 배출하는 나선형의 오거부재(Auger Member)(495)가 갖춰지며, 상기 백 필터(490)는 상기 CDQ 상부호퍼(410)측으로 향하게 연결된다.

또한, 상기 파쇄기(470)의 출측 호퍼(480)는 무한 궤도형으로 버켓(502)들이 회전하는 버켓 콘베이어(500)의 입측에 연결되어 상기 파쇄기(470)를 통과하여 하부로 낙하된 미분탄들이 다시 상승되어 예비호퍼(455)측으로 복귀 장입되도록 구성된다.

한편, 상기 케이싱(460)의 내측에 마련된 유동화 배관(462)으로는 유동화 공기가 공급되어 상기 케이싱(460)으로 낙하되는 미분탄중에서 그 직경이 1mm 이하의 것들을 케이싱(460)의 내부 공간에서 비산시키고, 공기 배출포트(485)를 통하여 백 필터(490)측으로 이동시킨다.

따라서, 상기 케이싱(460)의 내부로 유입된 공기들은 효과적으로 직경 입도 1mm 이하의 미분탄들을 비산시켜 백 필터(490)측으로 제공할 수 있는 것이다.

즉, 상기 케이싱(460) 내부의 공간 전체에 걸쳐서 유동화 현상이 일어나고, 이와 같은 유동화 과정에서 미분탄중의 작은 입도, 즉 1mm 직경 이하의 것들은 공기 배출포트(485)를 통하여 연결된 백 필터(490)내로 흡입되도록 작용한다.

이때, 유동화되지 못하여 백 필터(490)에서 흡입되지 못하는 굵은 입도의 미분탄은 그 하부에 위치한 파쇄기(470)로 낙하되어지고, 상기 파쇄기(470)에서는 구동 모터(475)의 작동으로 파쇄되어 버켓 콘베이어(500)를 경유하여 다시 예비 호퍼(455)로 투입되고, 미분탄 원료로 재가공되도록 작용된다

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 회전식 소성로(105)의 버너(120)에서 사용되어지는 미분탄 연료는 1㎜ 이하의 입도가 98중량% 이상 분포하고, 수분이 0.5중량% 이하로 유지되어 압송 및 투입과정중 막힘 현상이 방지된다.

그리고, 본 발명은 상기 직경 1mm 이하 입도의 미분탄을 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로 C.O.G. 가스와 함께 버너(120)에 제공하게 된다.

본 단계는 코크스 제조과정중 부산물로 발생되는 미분탄을 C.O.G 가스와 함께 연료를 회전식 소성로(105)에 투입시켜 고품위 생석회 제조시 필연적으로 발생되는 NOx 배출 상승을 감소시키게 된다.

이를 위하여 상기 정량 절출기(420)가 도 6에 도시된 바와 같이 구비되어, 1㎜ 이하 입도가 98중량% 이상 분포되는 미분탄이 2~5㎏/㎠ 압력으로 버너(120)에 공급되는 것이다. 상기 미분탄 저장조(416)에 담겨진 미분탄은 절출피다(feeder)로 이루어진 정량 절출기(420)를 통하여 소성로(105)의 버너(120)로 이송되어진다.

상기 미분탄 저장조(416)에 구비된 정량 검출기(416a)는 미분탄 저장조(416)로 부터 버너(120)에 제공되는 미분탄의 공급량을 파악할 수 있고, 상기 버너(120)의 미분탄 공급량을 제어하는 제어부(430)는 상기 정량 절출기(420)를 동작시켜 사전에 정해진 프로그램에 따라서 정량적으로 미분탄을 버너(120)에 공급하게 된다.

상기 미분탄은 미분탄 저장조(416)에 구비된 하단 정량 절출기(420)를 통하여 2~5㎏/㎠ 압력으로 버너(120)에 공급된다.

상기 정량 절출기(420)에 의해서 회전식 소성로(105)의 버너(120)에 공급되는 미분탄은 조업 중 0~100% 까지 그 배출량의 제어가 가능하며, 조업상황에 따라 그 사용량을 조정할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 소성로(105)의 내부에 고착되는 부착물의 진행 속도를 종래에 대비하여 현저히 늦게 하는 버너(120)측으로 미분탄 연료와 가스를 공급하는 것이다.

본 단계에서 소성로(105)의 후단에 설치된 버너(120)는 도4에 도시되어 있다.

상기 버너(120)는 그 중앙에 미분탄 취입관(322)이 마련되고, 그 외측으로는 복수의 연소공기관(324)들이 형성되며, 그 외측으로는 COG 가스관(326)이 형성되고, 그 외측으로는 또 다른 연소공기관(328)이 형성되는 구조이다.

이와 같은 미분탄 취입 버너(120)는 상기 미분탄 취입관(322)의 외측으로 와류기(Swirler)(322a)가 형성되어 연소공기를 회전시키고, 상기 미분탄 취입관(322)을 통과한 미분탄과, COG 가스관(326)을 통과한 COG 가스들을 혼합시켜 이들을 소성로(105)의 내부에서 연소시키게 되는 것이다.

상기 버너(120)은 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각기(130)의 상부에 설치된 갓(562)을 통하여 집진기(570)를 통과한 후, 미분탄 취입공기용 팬(566)에 의하여 버너(120)의 중앙부에 위치한 미분탄 연료 취입관(322)에 연결되어 미분탄을 소성로(105) 내부로 분사시키고 일부의 공기는 도 2에 도시된 바와 같이, 사이클론 집진기(160)에 보내어 대기로 배출된다.

한편, 상기 버너(120)에 사용되는 2. 3.차 연소공기와 미분탄 취입공기는 제 2도에 도시된 바와 같이, 조업형편에 따라서 대기와 병행 또는 단독으로 사용할 수 있도록 작용된다.

그리고, 본 발명은 상기 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하는 단계를 갖는다.

이는 상기 소성로(105)로 부터 생산된 생석회를 냉각및 인출하는 것으로서, 상기 소성로(105)의 출측에 마련되는 냉각기(130)는 도 8에 도시된 바와 같이, 원추형의 확대 단부로 이루어지는 갓부(562)가 구비되고, 그 하부측으로는 냉풍을 유입시키는 제품 냉각팬 후드(574a)와 이에 냉기를 공급하는 송풍팬(574)을 구비한다. 그리고, 상기 냉풍배관(574a)의 상부에는 냉각기(130)의 내부에서 낙하하는 생석회들로 부터 냉풍 배관(574a)의 입구를 보호하고, 동시에 냉풍을 보다 넓은 범위로 확산시키기 위한 원추형 덮개의 보호구(563)가 다수개의 지지대(563a)를 통하여 냉각기(130)의 내면에 고정되어 있다.

따라서, 소성로(105의 내부에서 가열된 상태의 생석회는 냉각기(130)로 부터 유입 되는 냉풍에 의해서 냉각되어 소성로(105)를 빠져 나가는 것이다.

그리고, 본 발명은 상기 소성로(105)로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출하는 단계를 포함한다.

이와 같은 냉각기(130)는 소성로(105)의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회가 낙하되면, 상기 생석회들은 인출 갓부(562)의 둘레로 낙하되고, 냉풍 배관(574a)으로 부터 공급되는 냉기에 의해서 열교환되어 80℃이하로 냉각되어 진다. 그리고, 그 하부측의 절출피다(592)와 밸트 콘베이어(미도시)를 통하여 별도의 장소로 이동되어지는 것이다. 이와 같이 80℃이하로 냉각되어 배출됨으로서 후속 공정에서 취급이 간편해지고, 화재등의 설비사고나 안전사고등이 예방되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 소성로에 의해서 석회석을 생석회로 생산하고자 하는 경우, 10~30㎜ 크기의 입도로 석회석을 선별하여 공급하고, 석회석을 회전식 예열기를 이용하여 1000~1100℃ 의 배가스와 열교환시키고 예열시킨 다음, 소성로에 장입하기 때문에 소성로의 내부에서는 전체적으로 균일하게 석회석이 가열되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 석회석의 세척 후에 석회석의 표면에 부착된 이물질들을 제거하고, 미립의 석회석들을 감소시켜 10~30㎜ 크기의 입도로 예열기(110)에 공급함으로써 소성로(105)의 내부에서 소성작업시 통기성이 확보되는 것이다. 그리고, 상기 소성로(105)의 내부에서는 미분에 의한 고형물의 형성이 최소화 되어짐으로써 석회석이 과다 소성되는 것이 방지되며, 그에 따라서 생석회의 실수율이 크게 향상되어진다.

또한, 생석회의 과열 소성이 방지되어 생석회 품질의 척도인 수화율이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 회전식 소성로(105)에서 고품위 생석회를 제조하는 경우, 상기 예열기(110)가 회전식의 구조를 이루고 배출가스에 열교환되기 때문에 상기 예열기(110)내에서 예열되는 원석(석회석)의 균일한 예열을 이룰 수 있다. 따라서, 부분적인 과소 현상이나 사소현상에 의해서 발생하는 종래의 행깅(Hanging) 현상을 방지할 수 있고, 고 품질의 생석회 제품을 증산할 수 있으며, 단위 시간당 생석회 생산량을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.

그리고, 본 발명은 상기 소성로(105)에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시켜서 이를 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로 C.O.G. 가스와 함께 버너(120)에 제공하는 것이다.

이와 같은 경우, 상기 회전식 소성로(105)의 버너(120)에서 사용되어지는 미분탄 연료는 1㎜ 이하의 입도가 98중량% 이상 분포하고, 수분이 0.5중량% 이하로 유지되어 압송 및 투입과정중 막힘 현상이 효과적으로 방지된다.

그리고, 조업 중 0~100% 까지 그 배출량의 제어가 가능하며, 조업상황에 따라 그 사용량을 조정할 수 있음으로서, 소성로(105)의 내부에 고착되는 부착물의 진행 속도를 종래 생산량 대비 현저히 낮게 하여 운전할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 상기 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하고, 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하며, 상기 소성로(105)로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출하는 것이다.

이와 같이 80℃이하로 냉각되어 배출됨으로서 후속 공정에서 취급이 간편해지고, 화재등의 설비사고나 안전사고등이 예방되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 C.O.G 가스와 함께 미분탄을 겸용으로 버너(120)의 연료로 사용하는 것이다. 이와 같이 하여 소성로(105)의 내부에 과잉공기의 투입을 방지하고, 과도한 냉각공기의 유입을 방지하여 연료중의 "N" 입량을 감소시켜 고 품위 생석회 제조과정 중 필연적으로 발생되는 NOx 발생량을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 석회석을 소성시켜 생석회를 제조하는 모든 공정에 적용할 수 있으며, 저 "S" 함량이 요구되는 용강 정제용의 생석회 품질을 충족시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 회전식 소성로에서 고품위 생석회를 제조하는 조업에 있어서, 미분탄을 사용하고 연소에 필요한 공기의 투입량을 감소시키면 대기로 배출되는 NOx 배출량과 SOx 배출량을 크게 감소시키는 효과가 있다.

그렇지만, 미분탄 연소에 의한 배가스중 회분의 증대가 초래되었으나, 이는 배가스 집진설비를 활용하여 제진 처리하면 되기 때문에, 쉽게 해소될 수 있어 종래에 비해 열 효율을 증대시킬수 있고, 품질이 우수한 생석회 제품을 생산하는 등의 효과가 있다.

Claims

회전식 소성로에서 석회석을 가열하여 생석회를 제조하는 방법에 있어서,

소성로에 10~30㎜ 크기의 입도로 석회석을 선별하여 공급하는 단계;

상기 석회석을 회전식 예열기를 이용하여 1000~1100℃ 의 배가스와 열교환 시키고 예열시킨 다음 소성로에 장입하는 단계;

상기 소성로에 가해지는 열원의 연료로서 미분탄을 직경 1mm 이하의 입도로 파쇄시키는 단계;

상기 직경 1mm 이하 입도의 미분탄을 정량 절출하여 2~5㎏/㎠ 압력으로,C.O.G. 가스와 함께 버너에 제공하는 단계;

상기 소성로에서 석회석을 생석회로 소성처리하고 소성로의 출측으로 800~850℃의 온도를 유지하는 생석회를 인출하는 단계;및

상기 소성로로 부터 생산된 생석회를 80℃이하로 냉각시켜 배출하는 단계;를 포함하여 NOx 및 SOx 배출농도를 감소시키도록 구성된 제품을 생산하는 것을 특징으로 하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 미분탄은 1㎜ 이하의 입도가 98중량% 이상 분포하고, 수분이 0.5중량% 이하로 유지되어 압송 및 투입과정중 막힘 현상이 방지되는 것임을 특징으로 하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 버너(120)는 냉각기(130)의 상부에 설치된 갓(562)을 통하여 배출된 가스를 집진기(570)로 통과시킨 다음, 미분탄 취입공기용 팬(566)에 의하여 버너(120)의 중앙부에 위치한 미분탄 연료 취입관(322)으로 공급하여 미분탄을 소성로(105)의 내부에서 분사시켜 연소시키는 것임을 특징으로 하는 회전식 소성로에서의 생석회 제조방법.