코크스 오븐 부산물 공장

코크스 오븐 부산물 공장

코크스 오븐 부산물 공장은 부산물 코크스 제조 공정의 필수적인 부분입니다. 코크스로 배터리에서 석탄을 침탄시켜 코크스를 생산하는 동안 석탄의 휘발성 물질의 기화로 인해 많은 양의 가스가 발생합니다. 가스는 대부분의 코크스 기간 동안 생성되며, 조성 및 발생 속도는 이 기간 동안 변하고 석탄 장입 온도가 700℃에 도달할 때까지 정상적으로 완료됩니다. 이 가스는 원료 코크스 오븐 가스로 알려져 있으며 다음에서 처리됩니다. 부산물 공장. 부산물 공장의 기능은 원료 가스를 처리하여 귀중한 석탄 화학 물질을 회수하고 깨끗하고 환경 친화적인 연료 가스로 사용할 수 있도록 가스를 조절하는 것입니다.

코크스 오븐 챔버를 떠난 후, 원료 코크스 오븐 가스는 플러싱액으로 분무되어 온도를 합리적으로 낮은 수준으로 낮추고 가장 쉽게 응축할 수 있는(고비점) 구성 요소를 응축시킵니다. 원료 가스는 일부 분무액의 단열 증발에 의해 약 80℃로 냉각되고 물이 포화됩니다. 가스의 온도는 가스 수집 본관에서 처리할 수 있을 정도로 충분히 낮아집니다. 가스 수집 메인에서 원시 코크스 오븐 가스는 흡입 메인으로 흐릅니다. 오븐 챔버를 떠나는 뜨거운 가스로 분사되는 세척액의 양은 냉각에 필요한 것보다 훨씬 많으며 증발되지 않은 나머지 세척액은 가스 수집 메인에 액체 흐름을 제공합니다. 이 단계에는 액체 응축수 흐름과 기체 흐름이라는 두 가지 흐름이 있습니다. 두 스트림은 코크스 오븐 배터리 영역을 떠나기 전에 버터플라이 제어 밸브를 통과합니다. 이 제어 밸브는 코크스 오븐 챔버에서 안전한 작업 조건을 제공하기 위해 수집 메인에서 약간 양압을 유지하도록 설정됩니다.

가스 수집 메인의 액체 흐름은 응축된 타르 및 기타 화합물을 씻어냅니다. 플러싱 액체의 흐름은 중력에 따라 원료 코크스 오븐 가스와 함께 흡입 메인으로 흐릅니다. 원료 코크스 오븐 가스와 세척액은 흡입 메인에 있는 배수 포트(하향통)를 사용하여 분리됩니다. 세척액과 코크스 오븐 가스는 처리를 위해 부산물 공장으로 별도로 흐릅니다.

코크스 오븐 배터리에서 나오는 포화된 원료 가스에는 약 46% ~ 48%의 수증기가 포함되어 있습니다. 원료 가스의 다른 성분은 수소, 메탄, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 고 파라핀 및 불포화 탄화수소(에탄, 프로판 등), 산소 등을 포함합니다. 원료 코크스 오븐 가스에는 코크스 오븐을 제공하는 다양한 오염 물질도 포함되어 있습니다. 가스 고유의 특성. 다음으로 구성됩니다.

• 타르 성분
• 타르산 가스(페놀 가스)
• 타르 염기 가스(피리딘 염기)
• 벤젠, 톨루엔 및 크실렌(BTX), 경유 및 기타 방향족
• 나프탈렌
• 암모니아 가스
• 황화수소 가스
• 시안화수소 가스
• 염화암모늄
• 이황화탄소

부산물 공장의 기능

원료 코크스로 가스를 청정하고 친환경적인 연료 가스로 사용하기에 적합하도록 하기 위해서는 부산물 공장이 다음과 같은 기능을 수행해야 합니다.

• 수증기 및 오염 물질의 응축을 위해 코크스 오븐 가스 냉각
• 가스 라인/장비 오염을 방지하기 위해 타르 에어로졸 제거
• 가스 라인 부식을 방지하기 위해 암모니아를 제거하기 위해
• 나프탈렌을 제거하여 결로에 의한 가스 라인 오염 방지
• 벤젠, 톨루엔, 자일렌(BTX) 회수 및 판매용 경유 제거
• 코크스 오븐 가스 연소에 관한 현지 배출 규정을 충족하기 위해 황화수소를 제거합니다.

코크스 오븐 가스를 처리하는 것 외에도 부산물 공장은 코크스 오븐 배터리로 반환되는 세척액을 조절하고 코크스 제조 공정에서 생성되는 폐수를 처리해야 합니다. 부산물 공장의 일반적인 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 부산물 공장의 일반적인 블록 다이어그램

타르와 주류 가공 공장

타르 및 주류 공장은 부산물 공장과 코크스 오븐 배터리 사이를 순환하는 세척액을 처리합니다. 또한 코크스 제조 공정에서 발생하는 폐수와 석탄 수분과 석탄에 포함된 화학적 결합수로 인해 발생하는 폐수를 처리합니다. 이 공장의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• 적절한 플러싱 액체 스트림의 지속적인 급속 분리. 이 흐름은 뜨거운 오븐 출구 가스를 가스 수집 시스템에서 처리할 수 있는 온도로 냉각하는 데 필요하기 때문에 매우 중요한 기능입니다.
• 추가 처리를 위해 깨끗하고 타르가 없는 과잉 암모니아 용액의 분리
• 물과 고형물이 본질적으로 없는 깨끗한 타르의 분리

세척액 공급은 매우 중요하기 때문에 일반적으로 세척액 경사분리 및 재순환을 위한 대기 장비가 제공됩니다.

세척액은 타르 디켄터로 흘러 들어가 타르가 물에서 분리되고 타르 증류 공장에서 처리하거나 판매를 위해 타르 저장소로 펌핑됩니다. 더 무거운 고체 입자는 타르 층에서 분리되어 타르 디캔터 슬러지로 제거됩니다. 그런 다음 수용액은 코크스 공장 '과량액' 또는 폐수인 회로에서 일부를 빼내어 배터리로 다시 펌핑됩니다. 여기에는 암모니아가 포함되어 있으며 타르 입자를 추가로 제거한 후 증류기에서 스팀을 제거합니다. 증류기에 수산화나트륨과 같은 알칼리를 첨가하여 액체에 용해된 암모니아 화합물을 분해합니다. 증류기의 암모니아 증기는 암모니아 제거 시스템의 상류에서 코크스 오븐 가스로 공급되거나 증류기 자체가 종종 암모니아 제거 시스템에 통합됩니다. 어느 쪽이든 코크스 오븐 가스와 폐수에서 제거된 암모니아의 궁극적인 운명은 동일합니다. 제거된 폐수는 배출되거나 현장 생물학적 폐수 처리 시설에서 처리되어 잔류 암모니아, 페놀 및 시안화물을 제거합니다.

가스 처리 공정

부산물 공장의 가스 처리 공정은 일반적으로 다음과 같은 공장 설비로 구성됩니다.

• 1차 가스 냉각기 – 1차 가스 냉각기는 원료 코크스 오븐 가스를 냉각하여 부피를 줄이기 위해 수증기를 제거합니다. 1차 냉각기는 스프레이형 냉각기와 수평관형의 두 가지 기본 유형입니다. 분무형 냉각기에서 코크스 오븐 가스는 재순환된 물 분무와 직접 접촉하여 냉각되며 접촉 냉각수 자체는 열교환기에서 외부적으로 냉각됩니다. 관형에서 코크스로 가스는 냉각수가 펌핑되는 수평으로 장착된 관을 가로질러 흐르면서 간접적으로 냉각됩니다. 이 경우 냉각수는 코크스 오븐 가스와 접촉하지 않으므로 예를 들어 냉각탑에서 냉각할 수 있습니다.
  코크스 오븐 가스가 냉각되면서 물, 타르 및 나프탈렌이 응축됩니다. 응축수는 1차 냉각 시스템에 수집되어 타르 및 주류 처리 공장으로 배출됩니다.
• 타르 집진기 – 원료 코크스 오븐 가스가 냉각되면 타르 증기가 응축되어 가스 흐름과 함께 운반되는 에어로졸을 형성합니다. 이러한 타르 입자는 하류 공정과 오염된 가스 라인과 버너 노즐을 오염시키고 가스 흐름에 계속 남아있게 되면 오염됩니다. 타르 집진기는 일반적으로 고전압 전극을 사용하여 타르 입자를 충전한 다음 정전기 인력에 의해 가스에서 수집합니다. 타르 집진기는 배기기 전이나 후에 설치할 수 있습니다.
• 배기 장치 – 배기 장치는 코크스 오븐 배터리에서 부산물 공장을 통해 코크스 오븐 가스가 흐르도록 유도하는 원동력을 제공합니다. 배출기는 코크스 오븐 배터리 작동에 가장 중요합니다. 이를 통해 집수관의 가스 압력을 정밀하게 제어할 수 있으며, 이는 차례로 도어 배출과 같은 코크스 오븐 배터리의 배출 정도에 영향을 미칩니다. 배기 장치가 고장나면 배터리 플레어를 통해 생성된 모든 미가공 코크스 오븐 가스가 대기 중으로 즉시 배출됩니다.
• 암모니아 제거 – 암모니아의 부식성으로 인해 부산물 공장에서 암모니아 제거가 매우 필요합니다. 코크스 오븐 가스에서 암모니아를 제거하면 판매 가능한 제품인 황산암모늄이 생성됩니다. 황산 암모늄 공정은 기본적으로 코크스 오븐 가스를 황산 용액과 접촉시키는 것을 포함합니다. 다양한 변형에는 황산 용액이 가스에 분사되는 흡수기의 사용 또는 황산 용액의 배스를 통해 가스가 버블링되는 포화기의 사용이 포함됩니다. 황산은 코크스 오븐 가스의 암모니아와 쉽게 반응하여 황산 암모늄을 형성합니다. 그런 다음 이것은 결정화되어 용액에서 제거되고 건조되어 비료로 판매됩니다.
  보다 현대적인 암모니아 제거 공정에는 코크스 오븐 가스가 물로 스크러빙되어 암모니아가 용해되는 물 세척 공정이 포함됩니다. 약간의 황화수소와 시안화수소와 함께. 생성된 스크러빙 용액은 암모니아를 제거하기 위해 증기가 사용되는 암모니아로 펌핑됩니다. 증류기에서 나오는 암모니아 증기는 위에서 설명한 과정과 유사한 방식으로 처리되어 황산 암모늄을 형성하고, 응축되어 강한 암모니아 용액을 형성하고, 소각되거나 촉매를 통해 질소와 수소로 전환된 다음 코크스 오븐 가스로 다시 재순환될 수 있습니다.

코크스 오븐 가스에서 암모니아를 제거하는 또 다른 공정은 US Steel에서 개발한 PHOSAM 공정입니다. 이 공정은 모노 암모늄 포스페이트 용액을 사용하여 코크스 오븐 가스에서 암모니아를 흡수합니다. 이 과정에서 판매 가능한 무수 암모니아가 생성됩니다.

• 최종 가스 냉각기 – 최종 가스 냉각기는 배출기를 통해 흐르는 동안 얻은 코크스 오븐 가스에서 압축 열을 제거합니다. 이는 많은 부산물 플랜트 공정의 효율성이 더 낮은 온도에서 크게 향상되기 때문에 필요합니다. 따라서 최종 가스 냉각기는 수세식 암모니아 스크러버의 상류에 배치됩니다. 최종 가스 냉각기는 일반적으로 물 또는 세척 오일과 같은 냉각 매체와 직접 접촉하여 코크스 오븐 가스를 냉각시킵니다. 최종 가스 냉각기 작동의 중요한 측면은 코크스 오븐 가스가 기본 가스 냉각기의 출구 온도 아래로 냉각될 때 가스에서 나프탈렌이 응축된다는 것입니다. 이 나프탈렌은 냉각 매체에서 쉽게 결정화되며 폐기하지 않으면 장비를 더럽힐 것입니다. 세척 오일 최종 가스 냉각기에서 나프탈렌은 세척 오일에 용해되고 오일의 측면 흐름은 나프탈렌을 제거하기 위해 스팀 스트립됩니다. 물이 코크스 오븐 가스를 냉각하는 데 사용되는 경우 응축된 나프탈렌은 타르를 사용하여 흡수됩니다. 타르는 냉각수에 혼입되어 흐름의 일부가 처리를 위해 계속해서 날아가거나 냉각수가 흐르는 타르 층의 형태를 취합니다. 타르는 흡수된 나프탈렌을 처리하기 위해 타르 및 주류 처리 공장에서 신선한 타르로 지속적으로 교환됩니다.
• 나프탈렌 제거 – 세척유를 사용하여 가스 세정 용기의 코크스 오븐 가스에서 나프탈렌을 제거합니다. 용기는 패킹된 유형이거나 세척 오일이 여러 단계로 가스에 분사되는 '공극' 유형일 수 있습니다. 세척 오일은 증류기에서 증기를 사용하여 세척 오일에서 나프탈렌을 제거함으로써 재생됩니다. 일부 공장에서는 나프탈렌 제거가 유사한 경유 제거 공정과 통합됩니다. 나프탈렌은 종종 부산물 공장에서 생산된 타르와 혼합된 더 무거운 오일 흐름으로 회수됩니다.
• 경유 – 주로 벤젠, 톨루엔 및 자일렌(BTX)으로 구성된 유사한 화학 물질의 혼합물에 대한 일반 용어입니다. 벤졸 오일이라고도 합니다. 코크스 오븐 가스에서 경유를 제거하는 데는 나프탈렌 제거에 대해 설명한 것과 유사한 프로세스로 세척유를 사용합니다. 경유는 증류기에서 세척유에서 제거된 다음 응축되어 원유 경유를 형성합니다. 이 오일은 오프사이트에서 추가 정제를 위해 판매되거나 경유 플랜트의 여러 증류 단계를 사용하여 부산물 플랜트에서 정제될 수 있습니다. 경유는 실제로 코크스 오븐 가스에 남아 발열량을 높일 수 있습니다.
• 코크스 오븐 가스 탈황 –
  코크스 오븐 가스에서 황화수소를 제거하기 위한 몇 가지 다른 공정이 있습니다. 특정 프로세스는 가스 트레인의 설치 위치를 결정합니다. 주요 탈황공정은 진공공정, 암모니아공정, 세척공정, 설피반공정, 클로스공정이 있습니다.






연속주조의 기초 품질 관리