KR100307266B1 - 미립자분산기용유체냉각자켓 - Google Patents

Abstract

유체냉각자켓은 유동중 반응기의 구성요소로서, 공기작동시 분산기의 내부를 냉각시키고 다수의 주위를 둘러싼 패널로 형성되고, 각 패널은 유입 및 유출관, 유입 및 유출헤더, 그리고 영교환부를 통하여 유체흐름을 방향짓게하는 격벽이 있는 열교환부를 포함하며, 반응기로부터 분산된 열은 추출되어서 분산기 전체와 연료의 온도를 상승시키는 것을 방지하므로, 낮은 온도 연화점을 갖는 연료의 사용을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

미립자 분산기용 유체냉각자켓

제 1도는 본 발명의 유체냉각자켓의 측단면도,

제 2도는 제 1도의 2-2선을 따른 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 분산기 10a : 상부판부재

10b : 하부판부재 10c,10d : 측면판부재

12 : 노부의 벽부 14 : 유체냉각자켓

16 : 상부패널 18 : 하부패널

20, 22 : 측면패널 24 : 유입헤더

26 : 유입관 28 : 열교환부

30 : 내부판부재 32 : 외부판부재

34. 36 : 측면판부재 38 : 격벽

40 : 유출헤더 42 : 유출판

본 발명은 유체냉각자켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미립자 고체물질을 위한 공기작동식 분산기용 유체냉각자켓에 관한 것이다.

연소기, 증기발생기 및 기화기와 같은 유동층반응기는 공지되어 있다. 이러한 장치에 있어서, 공기는 비교적 낮은 온도에서 연료의 연소를 증진시키고 미립자층을 유동화시키기 위하여, 석탄의 연소로 야기되는 황흡착제 및 석탄과 같은 화석연료를 함유하는 미립자물질층을 통과한다. 유동층에 의해 제공된 열이 증기발생기에서와 같이 물을 증로 전환하기 위하여 활용될 때, 유동층 시스템은 높은 열방출, 높은 황흡착, 낮은 질소산화물방출 및 연료신축성의 효과적인 조합을 제공한다.

이러한 유동층반응기에서 연소된 미립자화석연료는 연료공급기로부터 유동층반응기까지 미립자를 이동시키는 분산기에 의해 반응기로 공급된다. 분산기의 특별한 디자인은 연료의 유동특성을 조절한다.

유동층반응기의 이용은 상대적으로 높은 습도와 낮은 온도 연화점을 갖는 낮은 발열량 연료를 연소시키는 능력을 증가시킨다. 연료에서 높은 습도는 점착성을 증가시켜서 이러한 연료를 이송시키는 것을 어렵게 만든다. 그러한 까닭에 공기작동식 분산기가 활용되어 왔고, 이러한 분산기는 비교적 높은 습도를 갖는 연료의 이송을 효과적이고, 저비용이며 보수유지가 적게 되도록 제공한다.

그러나, 공기작동식 분산기의 온도가 연료의 연화점 이상으로 가열되면, 연료의 점착성질은 급격하게 상승되고, 이것은 분산기를 통한 연료이송을 축소시킨다. 또한 만일 공기작동식 분산기에서 연료가 분산기내에서 들러붙어서 타는 그러한 높은 온도로 가열된다면 분산기는 파손될 것이다.

그러한 까닭에 본 발명의 목적은 공기 작동식 분산기를 냉각하기 위한 유체냉각자켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기 작동식 분산기의 내부 표면을 냉각하는 상기 형태의 유체냉각자켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기 작동식 분산기의 내부 표면을 냉각시키기 위하여, 물, 증기 또는 그 조합을 포함하는 다양한 유체를 사용할 수 있는 상기 형태의 유체냉각자켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분산기가 연료의 들러붙거나 타는 일 없이 낮은 온도 연화점을 조절할 수 있는 수준으로 분산기의 내부 표면 온도를 감소시키는 상기 형태의 유체냉각자켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기 작동식 분산기의 내부 표면 온도를 감소시키고 낮은 온도를 유지시키는 상기 형태의 유체냉각자켓을 제공하여, 상기 언급된 유동층 반응기에서 사용하기 위한 연료의 수를 증가시키는 것이다.

이러한 목적의 이행을 위하여, 본 발명의 유체냉각자켓은 유동층 반응기를 위해 공기 작동식 분산기의 유입구부분의 외부표면영역을 둘러싼다. 유체냉각자켓은 장방형 분산기를 둘러싸도록 배열된 4개의 장방형 패널로 구성되어 있다. 유체는 분산기를 냉각시키기 위하여 4개의 패널 각각을 통하여 독립적으로 통과한다. 각 패널은 유체유입관, 유입헤더, 열교환부, 유출헤더 및 유체유출관을 갖는다. 분산기의 유입구 부분을 냉각시키는 것에 의해, 전체 분산기는 상대적으로 냉각되어 상기 문제점들을 제거한다.

상기 기술된 목적뿐만 아니라 본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 기술함으로서 더욱 쉽게 이해할 수 있다.

제 1 도 및 제 2 도를 참조하면, 참조부호 "10"은 통상적으로 분산기를 지칭하고, 분산기는 상부판부재(10a), 하부판부재(10b) 및 두 개의 측면 판부재(10c,10d)를 포함한다. 분산기(10)는 연료 공급기(도시되지 않음)로부터 참조부호 "12"로 표시된 노부의 벽부를 갖는 유동층 반응기의 노부까지 연료를 이송시킨다. 본 발명의 유체냉각자켓은 참조부호 "14"로 도시되어지고 분산기(10)의 부분을 둘러싼다.

제 2 도는 유체냉각자켓(14)을 함께 구성하는 상부패널(16), 하부패널(18) 및 두 개의 측면패널(20,22)을 도시한다. 패널들(16,18,20,22)은 각각 상부판부재(10a), 하부판부재(10b) 및 측면판부재(10c,10d)에 걸쳐 뻗어있고, 따라서 제 1 도에 도시된 바와같이 반응기의 하부끝단부분을 둘러싼다.

상부패널(16)은 속이 비어있고 유입관(26)이 연결되는 유입헤더(24)를 포함한다. 유입헤더(24)는 상부판부재(10a)의 전체넓이에 걸쳐 뻗어있고 상부판부재(10a)의 전체넓이에 걸쳐 뻗는 열교환부(28)와 연통되도록 일체로 형성된다. 분산기(10)와 상대적으로, 열교환부(28)는 상부 판부재(10a)의 외부 표면상에 놓여있는 내부판부재(30), 간격을 두고 떨어져 있는 외부판부재(32) 및 간격을 두고 떨어져 있는 두 개의 측면판부재(34,36)를 포함하고, 판부재는 속이 빈 구조체를 형성하기 위하여 공지된 방식으로 연결된다. 열교환부(28)는 다수의 고르게 간격을 둔 평행한 격벽(38)들에 의해 분할되고, 격벽(38)은 열교환부(28)를 통해 유체 흐름을 보내기 위하여 길이 방향측을 따라서 그리고 내부판부재(30)로부터 외부판부재(32)까지 뻗어있도록 배향된다. 열교환부(28)는 공지된 방법으로 분산기(10)에 인접하여 연결되고, 유출헤더(40, 제 1 도 참조)와 연통되도록 일체로 형성된다. 유입헤더(24) 및 유출헤더(40)는 열교환부(28)와 같은 넓이이나 격벽을 갖지 않는다. 유출헤더(40)는 유출관(42)과 연통되도록 연결된다.

패널 "18", "20" 및 "22"들은 분산기(10, 제2도 참조)에 대하여, 상부 패널 "16"과 같은 방식으로 형성되어 구성된다. 따라서 패널 "18", "20" 및 "22"는 더이상 설명되지 않을 것이다.

가동중에 물, 증기 또는 그 조합과 같은 냉각유체는 유입관(26)을 통하여 상부패널(26)로 들러가고 열교환부(28)내로 통과되기 전에 유입헤더(24)내로 통과한다. 유체는 격벽(38)에 의해서 열교환부(28)를 통하여 분산기(10)의 세로축을 따라 보내진다. 다음에 유체는 유출헤더(38)내로 통과하여 유출관(40)을 통하여 배출된다. 패널 "18", "20" 및 "22"는 전술한 바와같이 상부 패널 "16"과 같은 방식으로 작용하여 각 패널은 다른 패널에 독립적으로 작용한다.

전술한 것의 결과로서, 본 발명의 유체냉각자켓은 분산기의 내부표면온도를 감소시키고, 분산기가 연료의 들러붙거나 타는 일 없이 낮은 온도 연화점을 가지는 연료를 수용하는 것을 가능하게 한다. 분산기의 냉각은 유동층 반응기에서 다양한 연료의 사용을 가능하게 한다.

본 발명의 유체냉각자켓은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 관점에서 변화될 수 있다. 예를들어, 패널의 크기, 유체흐름의 용적, 방향 및 속도, 격벽의 수배향 및 유형, 분산기를 냉각시키는데 사용되는 유체의 유형 및 자켓에 의해서 포함된 분산기부는 변화될 수 있다. 또한, 본 발명은 반응기로 연료입자의 특정 분산기와 관련하여 사용하는데 한계를 두지않고 그러나 오히려 다른 미립자 고체물질의 분산기와 관련하여 사용될 수 있다.

또 다른 적용, 변형 및 치환은 전술한 범위내에서 의미있고, 예를 들어 본 발명의 몇몇 특징은 다른 특징에 상응하는 사용없이 적용될 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 영역에 일치하는 방식으로 폭넓게 해석된다.

Claims (6)

1. 분산기로부터 열을 제거하기 위하여 분산기와 열교환관계로 위치되면서 분산기를 둘러쌓는 다수의 패널을 포함하고, 상기 각각의 패널은 내부 공간을 형성하는 하우징; 냉각 유체를 수용하기 위하여 상기 하우징에 연결되는 유입헤더; 상기 분산기의 세로축에 따른 방향에서 상기 하우징을 통해 상기 유체를 통과시키기 위하여 상기 분산기의 세로축을 따라 정렬된 다수의 분리된 채널을 형성하고, 상기 유입헤더로부터 상기 유체를 수용하도록 상기 유입헤더와 연통되면서 상기 하우징의 내부내에서 배치되는 다수의 격벽; 및 상기 유체를 수용하는 상기 각 채널과 연결되면서 상기 하우징으로부터 상기 유체를 방출하기 위한 유출헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 물질의 분산기를 냉각시키기 위한 유체냉각자켓.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 상기 분산기를 통하는 미립자 물질의 유동 반대방향으로 상기 채널을 통해 유동하는 것을 특징으로 하는 유체냉각자켓.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 또 다른 패널을 통해 유동하는 유체와 동시적으로 상기 각 패널의 채널을 통해 유동하는 것을 특징으로 하는 유체냉각자켓.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 또 다른 패널을 통해 유동하는 유체와 독립적으로 상기 각 패널의 채널을 통해 유동하는 것을 특징으로 하는 유체냉각자켓.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 패널은 상기 분산기 일부의 주위전체를 둘러쌓는 것을 특징으로 하는 유체냉각자켓.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 분산기는 장방형의 단면을 구비하여 이것으로 4개의 외부면을 형성하고 4개의 패널이 각각 상기 4개의 외부면상에 부착되는 것을 특징으로 하는 유체냉각자켓.