KR200426331Y1 - 고로 슬러그용 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고로 슬러그를 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기의 유해물질 포집율이 높아 환경오염감소와 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 유효하고, 냉각수도 절약되는 고로 슬러그용 냉각장치를 제공하기 위한 것으로서, 고온을 간직한 채 교반조로 투입되는 슬러그에 물을 뿌려 냉각하면서 교반하는 과정에서 발생하는 오염수증기를 교반조 상부의 냉각탑에서 살수노즐로 냉각수를 분사하여 응집수와 유해물질을 포집하고 나머지 수증기를 대기 중으로 배출하도록 된 고로 슬러그용 냉각장치에 있어서, 상기 냉각탑의 살수노즐 밑에 복수의 물통을 상하로 엇갈리게 층층이 설치하여 윗층 물통을 넘쳐 아래층 물통으로 유입될 때 수막을 이루게 해 냉각탑 내에서의 냉각수의 체류시간 연장과 함께 오염수증기가 냉각수와 접촉될 기회를 늘림으로써 오염수증기에 대한 응결수의 응집과 유해물질의 포집이 효과적으로 이뤄지게 한 고로 슬러그용 냉각장치를 특징으로 한다.

슬러그 냉각장치, 수증기의 유해물질 포집장치, 물통.

Description

고로 슬러그용 냉각장치{A COOLING SYSTEM FOR FURNACE SIAG}

도 1은 종래의 수재처리설비시스템의 계통도

도 2는 본 고안의 의한 고로 슬러그용 냉각장치의 단면도

도 3는 본 고안 물통의 평면배열 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 교반조 2: 슬러구 투입구

3: 취재상 4: 수재상

5: 냉각탑 7: 응결수통

8: 물통 9: 배수관

10: 살수노즐

본 고안은 고로(용광로) 슬러그용 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 고로의 쇳물에서 분리된 부산물인 슬러그를 수재(SLAG SAND)설비에서 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기를 효과적으로 응축시켜 환경오염을 감소하고, 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 유효하며, 냉각수의 오염방지에 따른 수처리작업의 배제 및 수질개선비용의 경감을 도모하기 위한 고로 슬러그용 냉각장치에 관한 것이다.

고로가 설치된 제철소에서는 선철을 생산할 때 쇳물에서 분리되어 부산물로 나오는 고온의 슬러그를 파쇄시켜 수재 및 괘재를 생산한다. 수재는 용광로에서 배출되는 고온의 슬러그를 수재처리설비로 유입시켜 고압의 냉각수로 급냉 파쇄시켜 모래화 한 것으로, 시멘트로 사용되기도 하고 도로포장재로도 사용하기도 한다.

슬러그의 수재화 생산과정은 용광로에서 배출되는 쇳물로부터 분리된 고온의 슬러그를 냉각시키기 위해서 수재처리설비에 수냉식 냉각장치를 설치해 운용한다.

슬러그 냉각장치는 교반조로 투입되는 고온의 슬러그에 냉각수를 뿌려 1차 냉각하고, 교반조 내에서 슬러그와 물이 섞여 폭발성 교반반응이 일어날 때 발생하는 수증기는 교반조 상부에 설치된 스프레이식 살수노즐을 이용하여 냉각시켜 응집수를 포집하고 나머지 수증기는 대기 중으로 방출하는 것이다.

슬러그 냉각장치는 도1과 같이 교반조(1)의 취재상(3)으로 투입되는 고온의 슬러그에 냉각수를 뿌려 1차 냉각하고, 다시 교반조(1)로 투입된 슬러그와 물이 섞여 폭발성 교반반응이 일어날 때 발생하는 수증기는 교반조 상부에 설치된 스프레이식 살수노즐(10)의 냉각수로 냉각시켜 응집수를 포집하고 나머지 수증기는 대기 중으로 방출되는 것이며, 사용된 물은 펌프(12)에 의해서 강제 순환되어 수조(11)에서 냉각되어 다시 살수노즐(10)로 공급되는 것이다.

상기한 종래 수재처리설비의 슬러그 냉각장치는 살수노즐의 개체수와 배치방법에 따라 1단형, 종2단형, 횡2단형 등이 있는 데, 이러한 스프레이식 살수방식으로는 수증기에 포함된 H2S(황화수소), SO2(산화황),등의 유해가스가 완벽하게 포집되지 않은 상태로 대기로 방출되기 때문에 환경문제를 야기하고, 살수 노즐과 응집수통을 비롯하여 냉각장치 주변의 다른 설비에도 악영향을 끼쳐 조기부식을 초래하기도 한다.

또, 냉각타워의 살수노즐에서 분사된 냉각수가 냉각탑에 체류하는 시간이 극히 짧기 때문에 냉각효과도 낮고, 내부 구조상 살수노즐와 응집수통 등의 교체 및 유지보수도 불편한 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 고로 슬러그를 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기의 유해물질 포집율이 높아 에너지절감 및 환경오염감소와 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 이롭고, 냉각수의 오염방지에도 기여하여 수처리작업이 불필요하고 수질개선비용도 절감되는 고로 슬러그용 냉각장치를 제공하는 것이다.

이 과제는, 고온을 간직한 채 교반조로 투입되는 슬러그에 물을 뿌려냉각하면서 교반하는 과정에서 발생하는 수증기에 교반조 상부에 배치된 냉각탑에서 응집수와 유해물질을 포집하고 나머지 수증기를 대기 중으로 방출하도록 된 고로 슬러그용 냉각장치에 있어서, 상기 냉각탑의 살수노즐 밑에 복수의 물통(Tray)을 상하로 엇갈리게 층층이 설치하여 윗층 물통을 넘쳐 아래층 물통으로 유입될 때 수막을 이루게 해 냉각탑 내에서의 냉각수의 체류시간 연장과 함께 오염수증기가 냉각수와 접촉될 하는 기회를 늘림으로써 오염수증기에 대한 응결수의 응집과 유해물질의 포집이 효과적으로 이뤄지게 하므로서 달성될 수 있는 것이다.

본 고안은 도 2에서와 같이, 고로에서 슬러그가 유입되는 슬러그 투입구(2)와, 그 하부에 설치되고 스프레이 살수장치가 내장된 취재상(3)과, 교반조에서 처리된 수재를 배출하기 위한 수재상(4)이 구비된 교반조(1)와, 교반조위에 살수노즐(10) 및 응결수통(7)이 내장된 냉각탑(5)이 설치되어 이루는 수재처리설비에 있어서, 상기 살수노즐(10)과 응결수통(7)사이에 상하로 소정의 높이차를 두고 복수의 물통(8)이 상하로 엇갈리게 다층으로 배열 설치한 것을 특징으로 한 것이다.

통상의 수재처리설비와 마찬가지로 교반조(1)의 슬러그 투입구(2)로 고로에서 배출되는 고온의 슬러그를 투입하면서 취재상(3)으로 물을 공급하여 교반한다. 고온의 슬러그가 물과 섞이면서 수증기가 발생한다. 그 수증기는 슬러그의 유해물질이 물과 반응하여 발생하는 H2S 와 SO2 가 함유된 오염수증기로서, 냉각탑(5)상부로 상승하여 본 고안의 수처리장치를 경유하는 중에 수증기의 응결 및 유해물질 포집작용이 이루어진다.

본 고안은 살수노즐(10)에서 분사되는 초기 냉각수는 일단 최상층 물통(8a,b)에 담기면서 흘러넘치게 되고, 이렇게 흘러넘치는 물은 교반조(1)에서 슬러그와 물이 섞임에 의해 발생되어 상승하는 오염수증기를 냉각시키고, 이들 물통(8a,b)에서 흘러넘치는 냉각수는 얇은 수막(a)형태를 형성하면서 아래층 물 통(8c,d,··· )으로 지그잭형으로 흘러 떨어져 상승하는 오염수증기와 접촉하게 된다.

수막(a)은 공극이 많은 물방울 형태의 냉각수에 비해 공극이 극히 적어 상승하는 오염수증기가 무단 통과할 틈이 없는 데다 층층이 엇갈리게 배치된 물통(8)간의 틈은 오염수증기가 통과하는 데 전혀 지장을 주지 아니하므로 오염물통(8)의 표면에 대한 오염수증기의 응결과 유해물질의 포집이 아주 효과적으로 이뤄질 것은 뻔한 이치다.

또, 층간 물통(8)의 수에 비례하여 냉각탑(5)내에서의 냉각수가 머무는 시간이 길어져 오염수증기의 응결과 유해물질의 포집에 더더욱 효과적이고, 그런 만큼 냉각수도 대폭 절약할 수 있다.

유해물질과 응결수는 응결수통(7)으로 유입되었다가 필요한 때 배수관(9)으로 배수시킨다.

이상 설명한대로 본 고안은 냉각탑에 층층이 엇갈리게 설치된 복수의 물통(Tray)에서 흘러넘치는 냉각수가 넓은 범위의 얇은 수막을 다층으로 이루고 있으므로 상승하는 오염수증기와의 접촉면과 범위가 크고, 냉각탑 내에서의 냉각수의 체류시간이 긴 본 고안의 고로 슬러그용 냉각장치에 의하면 오염수증기의 응결과 유해물질의 포집이 아주 효과적으로 이뤄지고, 냉각수 절약효과도 크다

또한 본 고안은 유해물질의 효과적인 포집으로 한결 맑은 수증기를 대기 중 으로 방출시킬 수 있고, 수증기를 효과적으로 응축시켜 소량만 방출될 수 있으며, 그 결과 환경오염문제를 야기하지도 않고, 오염수증기로 인한 주변 기기의 부식이 방지되어 설비의 수명이 연장될 수 있다.

또, 열교환기를 순환하는 냉각수도 오염수증기에 접촉하지 않으므로 오염될 개연성이 없는 만큼 냉각수의 수질개선노력도 생략되고 그 비용도 아낄 수 있으며, 종래 사용되던 오염물질 제거 약품의 사용이 불필요하다.

Claims (1)

1. 슬러그 투입구(2)와 취재상(3) 및 수재상(4)이 딸린 교반실(1) 위에 살수노즐(10)과 응집수통(7)을 가진 냉각탑(5)이 설치된 수재처리설비에 있어서, 상기 냉각탑(5) 내부에 설치한 살수노즐(10)과 응결수통(7) 사이에 상하로 소정의 높이차를 두고 복수의 물통(8)을 상하로 엇갈리게 다층으로 배열 설치한 것을 특징으로 하는 고로 슬러그용 냉각장치.

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