KR101080168B1 - Cooling apparatus of cokes oven gas using cooling water from gas cooling tower - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석탄을 건류하여 야금용 코크스를 제조할 때 발생하는 코크스 오븐 가스를 정제하는 공정 중 코크스 오븐 가스를 냉각시키는 장치에 관한 것으로, 코크스 오븐 가스의 냉각을 위하여 코크스로 출구측 배관으로 순환안수가 순환 공급되고, 순환안수에 의하여 냉각된 코크스 오븐 가스를 가스냉각탑으로 공급된 냉각수에 의하여 다시 냉각시키는 장치에 있어서, 상기 가스냉각탑에서 배출되는 냉각수와 코크스로 출구측 배관으로 공급되기 전 상대적으로 고온인 순환안수를 열교환시켜 냉각된 순환안수를 코크스로 출구측 배관으로 공급하는 열교환기를 더 포함하여 구성되어, 가스냉각탑에 유입되는 코크스 오븐 가스의 온도를 낮춤으로써 코크스 오븐 가스에 포함된 유해가스의 흡수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
The present invention relates to an apparatus for cooling the coke oven gas during the process of purifying coke oven gas generated when coal is carbonized to produce coke oven gas, circulating ordination to the coke oven outlet pipe for cooling the coke oven gas Is circulated and supplied again, and the apparatus for cooling the coke oven gas cooled by the circulating water again with the cooling water supplied to the gas cooling tower, wherein the cooling water discharged from the gas cooling tower and the coke oven outlet pipe are supplied at a relatively high temperature. The heat exchanger further comprises a heat exchanger for supplying the cooled circulation eye by heat-exchanging phosphorus circulation to the coke oven outlet pipe, thereby lowering the temperature of the coke oven gas flowing into the gas cooling tower, thereby absorbing harmful gas contained in the coke oven gas. There is an effect to improve the.
가스냉각탑, 열교환기, 순환안수, 냉각수Gas Cooling Tower, Heat Exchanger, Circulating Water, Coolant
Description
도 1은 종래의 코크스 오븐 가스의 정제 공정을 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing a purification process of a conventional coke oven gas.
도 2는 본 발명을 구성하는 열교환기가 설치된 코크스 오븐 가스의 정제 공정을 나타내는 개략도.2 is a schematic view showing a process for purifying coke oven gas provided with a heat exchanger of the present invention.
도 3은 순환안수의 온도에 따른 코크스 오븐 가스의 온도 변화를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the temperature change of the coke oven gas according to the temperature of the circulating eye.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
10 : 코크스 오븐 20 : 코크스로 출구측 배관10
30 : 데칸트 40 : 가스냉각탑30: decant 40: gas cooling tower
100 : 열교환기
100: heat exchanger
본 발명은 석탄을 건류하여 야금용 코크스를 제조할 때 발생하는 코크스 오 븐 가스를 정제하는 공정 중 코크스 오븐 가스를 냉각시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스로 출구측 배관에 공급되는 순환안수(circulating ammonia liquor)와 가스냉각탑에서 배출되는 냉각수를 열교환시킴으로써 가스냉각탑에 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도를 낮추는 가스냉각탑의 배출 냉각수를 이용한 코크스 오븐 가스의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cooling a coke oven gas during the process of purifying coke oven gas generated when coal is carbonized to manufacture coke oven, and more specifically, circulating ordination supplied to an outlet pipe of a coke oven. The present invention relates to a cooling apparatus for coke oven gas using exhaust cooling water of a gas cooling tower which lowers the temperature of the coke oven gas supplied to the gas cooling tower by heat-exchanging the circulating ammonia liquor and the cooling water discharged from the gas cooling tower.
코크스 오븐 가스는 고온의 코크스 오븐에 석탄을 장입하여 코크스를 제조할 때 석탄의 휘발성분에 의해서 생성되는 것으로서 일반적으로 코크스 제조시 코크스 오븐 가스는 약 800 ~ 900℃정도의 온도로 배출된다.Coke oven gas is generated by the volatile matter of coal when the coke is prepared by charging coal in a hot coke oven, and in general, coke oven gas is discharged at a temperature of about 800 to 900 ° C.
이러한 코크스 오븐 가스에는 여러 가지 성분의 화학물질이 포함되어 있으며 벤젠, 톨루엔, 나프탈렌 등과 같은 석탄화학의 원료가 되는 유가 물질이 포함되어 있으나 한편으로는 암모니아, 유화수소, 시안화수소와 같은 대기오염을 유발시키는 물질이 다량 포함되어 있다.The coke oven gas contains various chemical substances and valuable substances that are the raw materials of coal chemistry such as benzene, toluene and naphthalene, but on the other hand, it causes air pollution such as ammonia, hydrogen sulfide and hydrogen cyanide. It contains a large amount of substances.
따라서 코크스 오븐 가스에 포함된 여러 가지 유해 물질 및 유가 물질을 회수하기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐(10)으로부터 배출되는 코크스 오븐 가스(COG)는 유화수소 흡수탑(50), 암모니아 흡수탑(60), BTX 흡수탑(70)을 거치면서 유화수소, 암모니아, BTX 등을 제거되며 최종적으로 정제된 코크스 오븐 가스(정제 COG)는 제철소내의 고열량 연소가스로 재사용되고 있다.Therefore, in order to recover various harmful substances and valuable substances contained in the coke oven gas, as shown in FIG. 1, the coke oven gas COG discharged from the
이러한 흡수과정을 거치기 위해서는 고온으로 배출되는 코크스 오븐 가스의 온도를 상온까지 낮추어야 하며 이 때 일차적으로 800~900℃의 코크스 오븐 가스의 온도를 낮추기 위해서 코크스로 출구측 배관(Gas Collecting Main ; 20)에서 데칸 터(30)로부터 공급되는 냉각수로서의 순환안수를 분사하여 약 80℃로 코크스 오븐 가스 온도를 낮춘다.In order to go through this absorption process, the temperature of the coke oven gas discharged to a high temperature must be lowered to room temperature. At this time, the coke oven outlet pipe (Gas Collecting Main; 20) is first used to lower the temperature of the coke oven gas at 800 to 900 ° C. The circulating ordination as cooling water supplied from the
80℃로 낮아진 코크스 오븐 가스는 화성공정에서 가스냉각탑(Primary Gas Cooler, PGC ; 40)에서 30℃의 냉각수와 향류로 열교환되어 약 32~35℃로 냉각되며 이 온도는 계절에 따라 상기 온도 범위에서 변화된다.The coke oven gas lowered to 80 ° C is heat-exchanged with 30 ° C of cooling water and countercurrent in a primary gas cooler (PGC; 40) in the chemical conversion process, and is cooled to about 32-35 ° C according to the season. Is changed.
이러한 코크스 오븐 가스의 온도는 낮을수록 유해성분의 흡수율은 상승하며 이러한 흡수율 상승을 위해 종래에는 가스냉각탑에 별도의 냉각기를 추가적으로 설치하여 30℃이하로 냉각하기도 하나, 이러한 경우에는 추가설비에 대한 비용뿐만 아니라 이를 가동하기 위해 막대한 에너지가 소비가 된다는 문제점이 있었다.As the temperature of the coke oven gas is lower, the absorption rate of harmful components increases, and in order to increase the absorption rate, conventionally, an additional cooler is additionally installed in the gas cooling tower to cool the temperature below 30 ° C. But there was a problem that huge energy is consumed to operate it.
한편 가스냉각탑(40) 후단에서 코크스 오븐 가스의 온도를 30℃이하로 낮추기 위해서는 코크스로 출구측 배관(20)에서 코크스 오븐 가스 온도를 80℃ 이하로 낮추면 가능하나, 실제 사용되는 순환안수의 온도가 80℃ 전후의 온도를 가지고 있어서 이 온도 이하로 코크스 오븐 가스를 냉각하는 것은 극히 어렵다는 문제점이 있었다.
On the other hand, in order to lower the temperature of the coke oven gas at the rear end of the
이상과 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 본 발명은 코크스 오븐에서 발생되는 고온의 코크스 오븐 가스를 냉각할 때 사용되는 순환안수를 가스냉각탑의 배출 냉각수와 열교환시킴으로써 추가적인 냉동기의 사용 없이 코크스 오븐 가스의 온도를 효율적으로 낮출 수 있는 가스냉각탑의 배출 냉각수를 이용한 코크스 오븐 가스의 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention for solving the problems of the prior art as described above is to exchange the circulating water used to cool the high temperature coke oven gas generated in the coke oven heat exchanged with the discharge cooling water of the gas cooling tower of the coke oven gas without the use of an additional refrigerator It is an object of the present invention to provide a coke oven gas cooling device using exhaust cooling water of a gas cooling tower capable of lowering the temperature efficiently.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스냉각탑의 배출 냉각수를 이용한 코크스 오븐 가스의 냉각장치는, 코크스 오븐 가스의 냉각을 위하여 코크스로 출구측 배관으로 순환안수가 순환 공급되고, 순환안수에 의하여 냉각된 코크스 오븐 가스를 가스냉각탑으로 공급된 냉각수에 의하여 다시 냉각시키는 장치에 있어서, 상기 가스냉각탑에서 배출되는 냉각수와 코크스로 출구측 배관으로 공급되기 전 상대적으로 고온인 순환안수를 열교환시켜 냉각된 순환안수를 코크스로 출구측 배관으로 공급하는 열교환기를 더 포함하여 구성된다.The apparatus for cooling the coke oven gas using the discharge cooling water of the gas cooling tower of the present invention for achieving the above object, the circulation of the circulating water is circulated supply to the coke oven outlet pipe for cooling the coke oven gas, the cooling by the circulation An apparatus for cooling the coke oven gas again by cooling water supplied to a gas cooling tower, wherein the cooling water discharged from the gas cooling tower and the circulating ordination that is cooled by heat-exchanging relatively high temperature circulating water before being supplied to the coke oven outlet pipe are cooled. It further comprises a heat exchanger for supplying the coke oven outlet side piping.
이하에서는 본 발명의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 기본적인 구조는 종래의 코크스 오븐 가스의 정제 공정을 나타낸 도 1의 구성과 기본적으로 동일하나, 도 2에 도시된 바와 같이 코크스로 출구측 배관(20)으로 공급되기 전의 순환안수를 가스냉각탑(40)의 배출 냉각수와 열교환시키는 열교환기(100)를 더 포함하여 구성된다는 점에 본 발명의 특징이 있다.The basic structure of the present invention is basically the same as the configuration of FIG. 1 showing the purification process of the conventional coke oven gas, but as shown in FIG. 2, the circulation ordination before being supplied to the coke
즉, 본 발명의 일시예에 의하면, 가스냉각탑(40)에서 배출되는 냉각수를 외부로 배출하는 대신, 코크스로 출구측 배관(20)을 냉각하기 위하여 데칸터(30)로부터 순환 공급되어지는 순환안수와 열교환시키는 열교환기(100)를 설치하여, 코크스로 출구측 배관(20)으로 공급되는 순환안수의 온도를 낮추게 된다.That is, according to the exemplary embodiment of the present invention, instead of discharging the cooling water discharged from the
실제 현장에서는 코크스로 출구측 배관(20)으로 공급되는 순환안수의 온도는 대략 80℃이며, 가스냉각탑(40)에서 배출되는 냉각수와 열교환기(100) 내에서 열교환을 통하여 60℃ 정도로 냉각되고, 이와 같이 냉각된 순환안수가 코크스로 출구측 배관(20)에 공급됨으로써 코크스 오븐 가스를 70℃ 정도로 낮출 수 있게 된다.In the actual site, the temperature of the circulating water supplied to the coke
따라서 위와 같이 구성된 열교환기(100)를 이용하게 되면 코크스 오븐 가스의 온도를 낮춤으로써 후공정으로서의 유화수소 흡수탑(50), 암모니아 흡수탑(60), BTX 흡수탑(70)에서의 흡수효율을 상승시킬 수 있게 된다.
Therefore, by using the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 장치를 실제 조업에 적용한 실험예를 설명함으로써 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be described in detail by explaining an experimental example in which the apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to actual operation.
실험조건으로서 코크스 오븐(10)에서 방출되는 코크스 오븐 가스의 유량은 80000Nm3/hr이고, 코크스로 출구측 배관(20)의 순환안수 분사 전 온도는 900℃이고, 코크스 오븐 가스의 온도를 낮추기 위하여 분사되는 순환안수 즉, 데칸트(20)로부터 공급되는 순환안수의 온도는 80℃이고 그 유량은 540Nm3/hr로 하였다.As the experimental conditions, the flow rate of the coke oven gas discharged from the
먼저 비교예로서, 본 발명의 열교환기(100)를 사용하지 않은 경우 코크스로 출구측 배관(20)에 공급되는 순환안수가 80℃일 때, 가스냉각탑(40)에 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도는 79℃였다.First, as a comparative example, when the
다음으로, 열교환기(100)를 사용한 경우 본 발명의 실시예로서, 코크스로 출구측 배관(20)에 공급되는 순환안수의 온도를 각각 75℃, 70℃, 65℃ 및 60℃로 한 경우, 가스냉각탑(40)에 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도는 각각에 대하여 78℃, 76℃, 75℃ 및 74℃로 저하되었다.Next, in the case of using the
이러한 실험결과는 도 3의 그래프와 도시된 바와 같으며, 이로부터 코크스로 출구측 배관(20)으로 공급되는 순환안수의 온도가 낮을수록 가스냉각탑(40)에 유입되는 코크스 오븐 가스의 온도는 선형적으로 감소함을 알 수 있다.The results of the experiment are as shown in the graph of FIG. 3, and as the temperature of the circulating water supplied to the coke
따라서 본 발명을 구성하는 열교환기(100)를 사용하는 경우 가스냉각탑(40)에 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도는 물론, 후공정으로서의 유화가스 흡수탑(50), 암모니아 흡수탑(60), BTX 흡수탑(70)에 차례로 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도를 연쇄적으로 낮추게 됨에 따라 전체 코크스 오븐 가스의 정제효율을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, when using the
상술한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 형태에 관해 설명하였으나, 이는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
As described above, the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, which are merely exemplary and various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 가스냉각탑의 배출 냉각수를 이용한 코크스 오븐 가스의 냉각장치를 사용하면, 가스냉각탑에서 배출되는 냉각수를 상대적으로 온도가 높은 순환안수와 열교환기에서 열교환시킴으로써 가스냉각탑에 공급되는 코크스 오븐 가스의 온도를 낮출 수 있게 됨에 따라 후공정에서 코크스 오븐 가스에 포함된 유해가스의 흡수율을 향상시킴으로써 전체 코크스 오븐 가스의 정제효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.When using the coke oven gas cooling device using the exhaust cooling water of the gas cooling tower of the present invention configured as described above in detail, the cooling water discharged from the gas cooling tower by heat exchange in a heat exchanger and a relatively high temperature circulating water to the gas cooling tower As the temperature of the coke oven gas to be supplied can be lowered, the purification efficiency of the entire coke oven gas can be remarkably improved by improving the absorption rate of the harmful gas included in the coke oven gas in a post process.
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