가열 , 건조설비

1. 가열,건조설비 • 가열설비: (1) 금속정련,용해로 (2) 금속가열,열처리로 (3) 요로 • 건조설비: (1) 냉풍건조 (2) 동결건조

2. 금속정련,용해로 종류 • 입형로(立形爐, 샤프트爐) • 제선용 고로 • 납·아연 제련용 용광로(ISF; Imperial Smelting Furnace) • 반사로 • 동제련용 반사로 • 플러시 제련로 • 전로(轉爐 ; 컨버어터) • 제강용 LD전로 • 동제련용 PS 전로 • 전기로 • 제강용 아아크로 • 저항로 • 유도로

3. 제선용 고로 • 하부의 바람구멍으로 1000-1300 ℃ 열풍을 중유, 미분탄과 송풍 • 고로가스 : 이산화탄소 15-20%, 일산화탄소 21-26%, 수소 2-4% 발열량 3200kJ/m3 * 제철소의 가스이용내역 - 고로가스:54%

4. 납·아연 제련용 용광로(ISF; Imperial Smelting Furnace) 납,아연의 소결광(납 20%, 아연 40-45%)의 제련에 사용 900 ℃의 열풍을 송풍 배기가스 2800kJ/m3

5. 동 제련용 반사로 • 반사로-PS전로에 의한 동제련 : 가장 널리 이용

6. 제강용 LD전로 • 오스트리아에서 개발 • 질소함유량이 낮은 강 제조

7. 제강용 아아크로 • 고철의 재생용

8. 금속가열,열처리로의 종류 • 가열방식 • 직화식, 머플식(muffle type), 레이디언트 튜우브식(radiant tube type), 전열식 • 조업방법 • 연속식, 배치(batch)식 • 사용목적 별 • 균열로, 가열로, 담금질로, 뜨임로, 풀림로, 노오멀라이징로, 침탄로, 질화로, 소결로

9. 가열로의 열정산 • 공기예열, 연료의 현열, 피가열물의 열량은 외부열원에 의한 것만포함하고 자체의 열량으로 예열,가열된 것은 순환열로 취급하여 포함하지 않음

10. 강재 가열로의 열정산결과(온도기준 : 0 ℃)

11. 보일러의 열정산결과(상온, 저위발열량) 절탄기회수열,공기예열기 회수열은 순환열로 입열,출열에서 제외

12. 터널요의 개요 • 요내에서 제품은 예열대,소성대,냉각대를 거쳐 완성된다.

13. 터널요에서의 열정산 공급열량=(예열대+소성대+냉각대)의 벽손실 +(배출되는 광차와 재료의 현열) +(배출가스의 현열) Qf=(Qpw+Qfw+Qcw)+Qem+Qeg

14. 가열설비의 에너지절감 1. 배열의 유효한 이용 2. 방산열량의 저감 3. 공기비(실제공기량/이론공기량)의 개선 4. 처리재료 보유열의 유효한 이용

15. 가열설비의 에너지절감 1.배열의 유효한 이용 - 열교환기에 의한 연소용 공기예열 - 보일러에 의한 증기, 전기 생산 - 공급재료의 예열에 이용 - 다른 가열설비와 유기적 결합 2. 방산열량의 저감 - 손실열량 저감 - 단열 강화 - 장입문 열손실저감 - 노체 열용량 저감

16. 가열설비의 에너지절감 3. 공기비의 개선 - 정확한 공기비로 운전 - 공기비가 커지면 손실열량 증대 4. 처리재료 보유열의 유효한 이용

17. 배기가스의 성분과 발열량

18. 제철소에서의 여러공정 • 총사용에너지의 40%를 배열에너지로 활용

19. 배열이용공기예열-열교환기 부착 레이디언트 튜브(열처리로) • 배기측에 열교환기를 부착하여 연소공기를 예열하는 사례

20. 배열이용공기예열-복사형 열교환기부착 가열로 • 배기가스의 열을 복사형열교환기로 흡수

21. 공기예열에 의한 연료절약율(%) 연료절약율 • 배출가스온도 1000℃, 예열공기온도 300℃ ⇨ 연료절약율 20% • 배출가스온도, 예열공기온도가 높을수록 연료절약 효과가 큼

22. 배열이용재료예열-에너지절감식 워킹비임형 가열로

23. 배열이용재료 예열에 이용 • 배출가스의 흐름을 연장 재료 예열, 공기예열 : 10∼20%의 연료절약

24. 배열이용다른설비와 유기적 결합-침탄로 배출가스의 뜨임로 이용 180℃ 축열기로(120℃) 굴뚝으로

25. 방산열손실 감소연속식 가열로의 열손실 • 연속식가열로의 측벽구성에 따른 방산열손실 비교 • ⇨ 노벽구성에 따라 열손실 크게 개선

26. 열손실감소2중 단열효과 • 한겹단열법과 2중단열법의 손실열량 • ⇨ 2중단열의 경우 두께가 얇을 때 더욱 효과적

27. 공기비 수정에 의한 연료절약(%)

28. 가열재료의 보유열 이용코우크스로에서의 이용 • 코우크스를 질소가스로 냉각하고 질소가스로 증기 발생하여 발전

29. 건조설비 • 건조의 기초이론 • 냉풍 건조설비 • 동결 건조설비

30. 건조의 기초이론 • 건조의 정의, 건조방법 • 건조단계 • 건조속도, 건조특성곡선 • 건조장치의 종류

31. 건조의 정의, 건조방법분류 • 건조(drying)란? - 습윤상태에 있는 재료를 처리하여 수분을 제거하는 조작 • 열과 물질이 동시에 이동하는 형태 (매체 공기 : 온도강하,습도상승) • 건조방법 분류 - 자연건조, 열풍건조, 냉풍건조, 진공건조, 진공동결건조

32. 습공기선도

33. 건조관련용어 • 건공기(dry air) • 습공기(moist air) • 절대습도(absolute humidity) • 상대습도(relative humidity), A= p/ps • 포화수증기압(saturated vapor pressure) • 포화공기(saturated air) • 건구온도(dry bulb temperature) • 습구온도(wet bulb temperature) • 노점온도(dew point temperature) • 엔탈피(enthalpy), ha= Cp t

34. 공기의 흡습량 비교 1 kg의 공기 30℃ 40%RH ⇒ 30℃ 100%RH 흡습량 : 0.0165kg 1 kg의 공기 20℃ 40%RH ⇒ 20℃ 100%RH 흡습량 : 0.009kg ▷기류공기는 고온일수록 건조에 유리

35. 함수율 • 함수율이란? • 재료에 포함되어 있는 수분의 비율 • 습량기준, 건량기준 함수량 : 수분량, : 고형분량 ▷습량기준의 경우 기준량(분모)이 변동

36. 건조단계(1) • 재료예열기간 • 재료 가열로 건조기류와 평형 즉 기류 습구온도 도달 • 재료표면 증발로 함수율 다소 감소 • 항율 건조기간 • 전달되는 열량은 재료 수분의 증발열로 사용 ⇒ 재료의 온도 불변 ⇒ 함수율 일정 속도로 감소

37. 건조단계(2) • 감율 건조기간 • 재료 내부의 수분 이동〈 표면 증발 ⇒ 재료의 온도상승 • 열량은 증발, 재료의 가열에 사용 ⇒ 건조속도는 감소 ⇒ 기류와 재료 동일 온도 도달 ( 건조 종료)

38. 한계함수율,평형함수율 • 한계함수율 • 항율 건조⇒ 감율건조 이행 경계의 함수율 • 재료의 성질, 형상, 건조조건에 따라 변화 • 재료의 조직 치밀시 조기 출현 • 평형함수율(Equilibrium Moisture Content) • 기류와 재료가 평형을 이루는 함수율값 • 재료의 종류, 기류의 온습도, 건조방법에 따라 변화

39. 목재의 평형함수율(%) ▷ 평형함수율은 기류 온도,상대습도에 따라 결정

40. 함수율과 재료온도변화 • Ⅰ: 재료예열기간, Ⅱ: 항율건조기간 Ⅲ: 감율건조기간

41. 건조 특성곡선 • Ⅰ: 재료예열기간, Ⅱ: 항율건조기간 Ⅲ: 감율건조기간

42. 감율 건조속도곡선의 여러형태 (a) (b) (c ) (d ) : 건조속도, : 함수율 (a) 직선, (b) 위로볼록 : 입자 독립적 구조, 모관에 의한 탈수 (c) 복합 : 점토,도기,목재 등 (d) 위로오목 : 비누,아교 등 균질 재질

43. 건조장치의 여러형식(구조) • 회분식 상자형 건조장치 • 터널형 건조장치 • 밴드형 통기건조장치 • 노즐제트 건조장치 • 회전건조장치 • 드럼건조장치 • 기류건조장치 • 유동층 건조장치 • 분무 건조장치

44. 상자형 통기 건조장치 • 회분식임. 건조기속 순환

45. 상자형 평행류 건조장치

46. 터널형 건조장치 구조 간단, 대량 처리설비용

47. 밴드형 건조장치

48. 노즐제트 건조장치

49. 회전루우버형 건조장치

50. 드럼 건조장치 액상물, 슬러리상의 재료 건조용