KR100729990B1 - Coal gasfication reactor system using recirculation of coal gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a coal gasifier system using coal gas recycle.

본 발명은, 석탄가스화기를 이용하여 연료인 미분탄의 가스화반응을 일으켜 합성가스를 생성하고 생성된 상기 합성가스를 후단공정측으로 배출하는 석탄가스화기 시스템에 있어서, 배출되는 상기 합성가스중 일부를 순환시켜 상기 석탄화가스화기내의 하부측에서 상향되게 분사되도록 하여 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 부양시켜 재차 가스화반응되도록 하는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a coal gasifier system in which a gasification reaction of pulverized coal as a fuel is generated using a coal gasifier to generate a synthesis gas, and the generated synthesis gas is discharged to a subsequent stage. By spraying upward from the lower side in the coalification gasifier, it is characterized in that the gasification reaction by supporting the unburned carbon falling without gasification reaction again.

따라서, 슬랙탭을 가열하여 슬랙 응고에 의한 그 막힘을 방지하면서도, 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 재차 가스화반응되도록 할 수 있게 되므로 탄소변환율을 향상시켜 합성가스의 생산량 및 품질을 향상시키고, 자체적으로 생산되는 저가의 합성가스를 이용하게 되므로 유지비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.Therefore, by heating the slack tab to prevent clogging due to slack solidification, the unburned carbon that is not gasified can be gasified again, thereby improving the carbon conversion rate, thereby improving the yield and quality of the synthesis gas, and Since the use of low-cost synthesis gas is produced, it is possible to significantly reduce the maintenance cost.

가스화기, 석탄, 미연탄, 슬랙탭, 슬랙, 합성가스, 미연탄소, 버너 Gasifier, Coal, Coal Briquette, Slack Tap, Slack, Syngas, Unburned Carbon, Burner

Description

석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템{COAL GASFICATION REACTOR SYSTEM USING RECIRCULATION OF COAL GAS}Coal gasifier system using coal gas recirculation {COAL GASFICATION REACTOR SYSTEM USING RECIRCULATION OF COAL GAS}

도 1은 종래의 석탄가스화기 시스템을 보여주는 개략도, 1 is a schematic view showing a conventional coal gasifier system,

도 2는 본 발명에 따른 석탄가스화기 시스템을 보여주는 개략도, 2 is a schematic view showing a coal gasifier system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 석탄가스화기 시스템의 합성가스버너의 분사노즐을 보여주는 일부 투시 개략도이다. Figure 3 is a partial perspective schematic showing the injection nozzle of the syngas burner of the coal gasifier system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 석탄가스화기 112 : 반응영역부110: coal gasifier 112: reaction zone

114 : 슬랙탭 116 : 퀀쳐114: slack tap 116: quencher

118 : 합성가스배출구 120 : 배출라인118: syngas outlet 120: discharge line

122 : 쿨러 124 : 집진기122: cooler 124: dust collector

130 : 순환라인 132 : 제1압력유량조절밸브130: circulation line 132: first pressure flow control valve

132a : 바이패스라인 132b~d : 수동조절밸브132a: bypass line 132b ~ d: manual control valve

134 : 제1고압저장용기 136 : 압축기134: first high pressure storage container 136: compressor

138 : 제2고압저장용기 139 : 제2압력유량조절밸브138: second high pressure storage container 139: second pressure flow control valve

139a : 바이패스라인 139b~d : 수동조절밸브139a: bypass line 139b ~ d: manual control valve

140 : 차압감지기 150 : 제어부140: differential pressure sensor 150: control unit

160 : 산화제공급라인 200 : 메탄버너160: oxidant supply line 200: methane burner

300 : 합성가스버너 302 : 버너몸체300: syngas burner 302: burner body

304 : 분사노즐 304a : 상부쉴드부304: injection nozzle 304a: upper shield

304b : 하부보염판부 304c : 산화제분사관304b: lower flame plate 304c: oxidant injection pipe

304d : 합성가스분사구304d: synthetic gas injection hole

본 발명은 석탄가스화기 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스화반응에 따라 생성되는 합성가스중 일부를 압축 순환시켜 슬랙탭 하부에 위치된 전용버너에서 상향되게 분사되도록 함으로써 슬랙탭을 가열하여 그 막힘을 방지하면서도 가스화반응되지 못하고 하부측으로 낙하되는 미연탄소를 부양시켜 재차 가스화반응되도록 할 수 있는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a coal gasifier system, and more particularly, by compressing and circulating some of the synthesis gas generated by the gasification reaction to be injected upward from the dedicated burner located below the slack tap to heat and block the slack tap. The present invention relates to a coal gasifier system using coal gas recirculation that can prevent the gasification reaction and support the unburned carbon falling to the lower side to allow the gasification reaction again.

일반적으로, 일종의 연소로인 석탄가스화기는 내부에서 연료인 미분탄이 산화제와 가스화반응하여, 석탄내의 탄소성분은 주성분이 일산화탄소와 수소인 합성가스로 전환되어 생성되게 되고, 석탄내의 무기물은 녹아서 용융된 상태의 슬랙(slag)으로 생성되게 된다. In general, coal gasifiers, which are a kind of combustion furnace, are gasified by pulverization of pulverized coal as a fuel, and carbon components in coal are converted into syngas whose main components are carbon monoxide and hydrogen, and the minerals in coal are melted and molten. Will be generated as a slag of.

도 1은 종래의 석탄가스화기 시스템을 보여주는 개략도이다. 1 is a schematic view showing a conventional coal gasifier system.

석탄가스화기(110)는 그 내부공간에 미분탄과 산화제가 반응하는 반응영역부 (112)가 형성되며, 이 반응영역부(112)에서의 가스화반응이 진행됨에 따라 생성되는 합성가스는 그 상단부에 형성된 합성가스배출구(118)를 통해 배출되어 후단공정측으로 이송된 후 연료 등으로 사용되게 되며, 이때 배출되는 합성가스는 상당히 고온상태이므로 먼저 배출라인(120)상에 설치된 쿨러(122)를 통과하면서 급냉된 다음, 이어서 집진기(124)를 거치면서 정제되게 된다. The coal gasifier 110 has a reaction zone 112 in which pulverized coal and an oxidant react in the inner space thereof, and the synthesis gas generated as the gasification reaction proceeds in the reaction zone 112 has an upper end thereof. It is discharged through the formed synthesis gas discharge port 118 is transferred to the rear end process side is used as fuel, etc. At this time, the discharged synthesis gas is a very high temperature, while passing through the cooler 122 installed on the discharge line 120 It is then quenched and then refined while passing through the precipitator 124.

그리고, 반응영역부(112) 하부측에는 생성된 용융 슬랙이 하부측으로 원활히 흐르도록 유도하는 슬랙탭(slag-tap)(114)이 설치되어 있으며, 슬랙탭(114)의 하부에는 슬랙탭(114)측에서 낙하되어 침지되게 되는 슬랙을 냉각시켜 응고시키기 위한 냉각수가 담겨져 있는 퀀쳐(quencher)(116)가 형성되어 있다. In addition, a slag-tap 114 is formed at the lower side of the reaction region 112 to induce the generated molten slag to flow smoothly to the lower side, and at the lower side of the slack tab 114. A quencher 116 is formed which contains cooling water for cooling and solidifying the slack falling from the side and being immersed.

따라서, 가스화반응에 따라 생성되는 용융 슬랙은 입구가 좁은 슬랙탭(114)을 통해 하부측으로 유도되어 흐른 다음, 퀀쳐(116) 내부로 낙하되어 급냉 응고되게 되며, 추후 응고된 고체상태로 수거되게 된다. Therefore, the molten slag generated by the gasification reaction is led to the lower side through the narrow slack tab 114, flows down, and then falls into the quencher 116 to be quench solidified, and then collected in a solidified solid state .

그러나, 하부의 냉각수의 영향으로 상대적으로 온도가 낮은 슬랙탭(114) 부위를 용융 슬랙이 흘러 내리는 과정에서 용융 슬랙은 응고되어 슬랙탭(114)을 점진적으로 막게 됨으로써 정상적인 운전을 방해하게 될 수 있으므로, 이를 미연에 방지시키고자 슬랙탭(114) 하부에 메탄가스를 연료로 하는 메탄버너(200)를 설치하여 운전중에 슬랙탭(114) 주위를 항시 가열하도록 함으로써, 슬랙탭(114)에 슬랙이 부착 응고되는 것을 방지하고 있다. However, the molten slag solidifies in the process of flowing down the portion of the slag tab 114 having a relatively low temperature due to the cooling water at the lower portion, thereby gradually blocking the slag tab 114, thereby preventing normal operation. In order to prevent this in advance, a methane burner 200 using methane gas as a fuel is installed below the slack tab 114 so that the slag is constantly heated around the slack tab 114 during operation. It prevents sticking and solidifying.

그러나, 메탄버너(200)는 매우 작은 분사노즐을 채용하여 슬랙탭(114)을 단지 가열하는 역활만을 수행하므로, 가스화반응시 일부 반응되지 못하고 하부의 퀀 쳐(116)측으로 낙하되게 되는 미연탄소는 그대로 낙하되게 되어 퀀쳐(116)내에 침지되게 됨으로써, 연료의 탄소전환율(가스화효율)을 저하시키고, 이에 따라 결과적으로 합성가스의 생산량 및 품질을 떨어뜨리게 되는 문제점이 발생되고 있다. However, since the methane burner 200 only plays a role of heating the slack tab 114 by employing a very small injection nozzle, the unburned carbon that is not partially reacted during the gasification reaction and falls to the lower quencher 116 side is By falling as it is and being immersed in the quencher 116, there is a problem that the carbon conversion rate (gasification efficiency) of the fuel is lowered, and as a result, the yield and quality of the synthesis gas are lowered.

또한, 슬랙용융용 메탄버너(200)는 상당히 고가인 메탄가스를 연료로 사용하므로, 유지비용이 많이 소요된다는 문제점도 있었다. In addition, the slack molten methane burner 200 has a problem in that it takes a lot of maintenance costs because it uses a very expensive methane gas as a fuel.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 석탄가스화기에서 생성되어 배출되는 합성가스중 일부를 슬랙탭 하부로 순환시켜 상향되게 분사되도록 함으로써 슬랙탭을 가열시킴은 물론 낙하되는 미연탄소를 반응영역부로 다시 부양시켜 가스화반응되도록 할 수 있는 석탄가스화기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, by heating the slack tab by circulating a portion of the synthesis gas generated in the coal gasifier under the slack tab to be sprayed upward, as well as not falling. It is an object of the present invention to provide a coal gasifier system capable of supporting carbon back to the reaction zone to allow gasification reaction.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 석탄가스화기를 이용하여 연료인 미분탄의 가스화반응을 일으켜 합성가스를 생성하고 생성된 상기 합성가스를 후단공정측으로 배출하는 석탄가스화기 시스템에 있어서, 배출되는 상기 합성가스중 일부를 순환시켜 상기 석탄화가스화기내의 하부측에서 상향되게 분사되도록 하여 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 부양시켜 재차 가스화반응되도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템을 제공한다. The present invention for achieving the above object, in the coal gasifier system for generating a synthesis gas by the gasification reaction of the pulverized coal as a fuel using a coal gasifier, and discharges the generated synthesis gas to the rear stage side, the discharged Coal gasifier system using a coal gas recirculation characterized in that by circulating some of the synthesis gas to be injected upward from the lower side in the coalification gasifier to support the unburned carbon falling in the gasification reaction to fall again gasification reaction To provide.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 석탄가스화기 시스템을 보여주는 개략도이다. 2 is a schematic view showing a coal gasifier system according to the present invention.

설명에 앞서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부기하고, 그 상세한 설명은 생략함을 밝힌다. Prior to the description, the same reference numerals are given to the same components as in the related art, and detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따르면, 석탄가스화기(110)에서 생성되는 합성가스중 일부를 압축 순환시켜, 종래의 슬랙용융용 메탄버너(200)를 대체하여 슬랙탭(114) 하부에 설치되게 되는 합성가스버너(300)에서 상향되게 분사되도록 함으로써, 슬랙탭(114) 부위를 가열하여 슬랙탭(114)이 막히지 않도록 함과 더불어, 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 다시 반응영역부(112)로 부양시켜 가스화반응이 도모되도록 하게 된다. According to the present invention, by compressing and circulating a part of the synthesis gas generated in the coal gasifier 110, a synthetic gas burner (installed below the slag tab 114 to replace the conventional slag melting methane burner 200 ( By spraying upward from the 300, the slack tab 114 is heated to prevent the slack tab 114 from clogging, and the unburned carbon that cannot be gasified is dropped back to the reaction region 112 for gasification. Allow reaction.

이를 위해, 생성된 합성가스가 배출되는 배출라인(120)에서 분기되어 합성가스버너(300)측에 연결되도록 순환라인(130)이 구비되며, 순환라인(130)상에는 순차적으로 제1압력유량제어밸브(132), 제1고압저장용기(134), 압축기(136), 제2고압저장용기(138), 제2압력유량제어밸브(139)가 구비되게 된다. To this end, a circulation line 130 is provided to be branched from the discharge line 120 from which the generated synthesis gas is discharged and connected to the synthesis gas burner 300, and the first pressure flow control is sequentially performed on the circulation line 130. The valve 132, the first high pressure storage container 134, the compressor 136, the second high pressure storage container 138, and the second pressure flow control valve 139 are provided.

제1압력유량제어밸브(132)는 순환라인(130)으로 유입되는 합성가스의 압력 및 유량을 조절하게 되며, 그 주위에는 별도의 바이패스라인(132a)이 설치되고, 이 바이패스라인(132a) 및 그 전후단측에는 각각 수동제어밸브(132b~d)가 구비될 수 있다. The first pressure flow control valve 132 controls the pressure and flow rate of the synthesis gas flowing into the circulation line 130, and a separate bypass line 132a is installed around the bypass line 132a. ) And front and rear ends thereof may be provided with manual control valves 132b to d, respectively.

따라서, 제1압력유량제어밸브(132)의 고장 등으로 그 교체시에는 그 전후단측에 설치된 수동제어밸브(132b, 132c)를 폐쇄시키고, 바이패스라인(132a)상의 수동제어밸브(132d)만을 개방하여 합성가스가 바이패스라인(132a)을 통해 공급되도록 하게 된다. Accordingly, when the replacement of the first pressure flow control valve 132 occurs due to a failure, the manual control valves 132b and 132c provided on the front and rear ends thereof are closed, and only the manual control valve 132d on the bypass line 132a is closed. Open so that the syngas is supplied through the bypass line (132a).

제1고압저장용기(134)는 제1압력유량제어밸브(132)측으로부터 공급되는 합성가스를 일단 내부에 저장하였다가 다음의 압축기(136)측으로 일정 압력 및 유량으로 공급하는 버퍼역활을 수행하게 된다. The first high pressure storage container 134 performs a buffer role of storing the syngas supplied from the first pressure flow control valve 132 side once and supplying it to the next compressor 136 at a constant pressure and flow rate. do.

압축기(136)는 해당 합성가스의 특성에 맞는 전용 압축기가 채용될 수 있으며, 일정하게 공급되는 합성가스를 압축시켜 압력을 상승시킨 후 공급하게 된다. Compressor 136 may be a dedicated compressor suitable for the characteristics of the synthesis gas, it is supplied by supplying after increasing the pressure by compressing the syngas supplied constant.

제2고압저장용기(138)는 압축기(136)에서 압축된 후 공급되는 합성가스를 일단 내부에 저장하였다가 일정 압력 및 유량으로 공급하는 버퍼역할을 수행하게 된다. The second high pressure storage container 138 performs a buffer role of storing the synthesis gas supplied after being compressed by the compressor 136 and supplying the same at a predetermined pressure and flow rate.

제2압력유량제어밸브(139)는 합성가스버너(300)측으로 공급될 합성가스의 압력 및 유량을 최종적으로 정확히 조절하며, 전술한 제1압력유량제어밸브(132)에서와 동일한 목적을 위해 그 주위에는 바이패스라인(139a)이 설치되고, 바이패스라인(139a) 및 그 전후단측에는 각각 수동제어밸브(139b~d)가 구비될 수 있다. The second pressure flow control valve 139 finally accurately adjusts the pressure and flow rate of the synthesis gas to be supplied to the synthesis gas burner 300 side, and for the same purpose as in the first pressure flow control valve 132 described above. A bypass line 139a is installed around the bypass line, and manual control valves 139b to d may be provided at the bypass line 139a and the front and rear ends thereof.

한편, 합성가스버너(300)는 그 연료로 순환 공급되는 합성가스를 이용하고, 연료보조제로 산소와 같은 산화제를 이용하는 것으로서, 합성가스가 순환 공급되는 순환라인(130) 외에 산화제가 외부로부터 공급되는 산화제공급라인(160)에도 연결되어 있다. On the other hand, the syngas burner 300 uses a synthetic gas circulated and supplied as its fuel, and uses an oxidizing agent such as oxygen as a fuel auxiliary agent, and an oxidant is supplied from the outside in addition to the circulation line 130 through which the syngas is circulated. It is also connected to the oxidant supply line 160.

여기서, 합성가스버너(300)에서 합성가스와 산화제를 상향되게 분사하는 분사노즐(304)의 바람직한 구성예를 도 3의 일부 투시 개략도를 참조로 살펴 보면, 서로 접합되는 역깔대기형상의 상부쉴드부(304a)와 깔대기형상의 하부보염판부(304b)로 이루어지며, 상부쉴드부(304a)와 하부보염판부(304b)의 중심부에는 이들간의 결합 고정을 도우면서 그 내부로 산화제가 이동되어 그 상단부에서 분사되게 되는 산화제분사관(304c)이 수직방향으로 구비되게 된다. Here, looking at a preferred configuration of the injection nozzle 304 for injecting the syngas and oxidant upward in the syngas burner 300 with reference to the partial perspective schematic view of Figure 3, the upper shield portion of the reverse funnel shape bonded to each other 304a and a funnel-shaped lower retainer plate portion 304b, the center of the upper shield portion 304a and the lower retainer plate portion 304b helps to bond and fix the oxidants therein, and at the upper end thereof. The oxidant injection pipe 304c to be injected is provided in the vertical direction.

그리고, 하부보염판부(304b)는 버너몸체(302)측에 삽입되도록 구비되어 그 상단측과 버너몸체(302)의 상단측 사이의 틈새에 원형상의 합성가스분사구(304d)가 형성되게 된다. Then, the lower flame plate portion 304b is provided to be inserted into the burner body 302 side so that a circular syngas injection port 304d is formed in the gap between the upper end side and the upper end side of the burner body 302.

여기서, 상부쉴드부(304a)는 역깔대기형상으로 이루어져 슬랙탭(114)측으로부터 낙하되는 용융 슬랙으로부터의 손상을 방지하는 보호쉴드의 역할을 하게 된다. Here, the upper shield portion 304a has a reverse funnel shape to serve as a protective shield to prevent damage from the molten slack falling from the slack tab 114 side.

그리고, 하부보염판부(304b)는 그 외측면을 따라 합성가스가 이동된 후 그 상단측에 형성된 합성가스분사구(304d)를 통해 분사되도록 하며, 그 외측면상에는 이동되는 합성가스를 선회되도록 하기 위한 가이드판(미도시) 등이 적절히 부설될 수 있다. The lower flame plate 304b is sprayed through the syngas injection port 304d formed at the upper side after the syngas is moved along the outer surface thereof, and the synthetic gas is pivoted on the outer surface thereof. Guide plates (not shown) may be appropriately laid.

여기서, 합성가스가 선회되도록 하는 이유는 분사된 후 골고루 분포되면서 산화제와 균일하게 혼합되도록 하기 위함이며, 이와 같은 맥락으로 산화제분사관(304c)의 내측면상에도 그 선회류 형성을 위한 나선홈과 같은 수단이 적절히 부설될 수 있다. Here, the reason for the syngas to be turned is to be uniformly distributed with the oxidant while being evenly distributed after being injected, in the same manner as the spiral groove for forming the swirl flow on the inner surface of the oxidant injection pipe (304c) Means can be laid appropriately.

한편, 본 발명에 따르면, 슬랙탭(114)을 기준으로 한 석탄가스화기(110) 내부의 상부측과 하부측간의 압력차를 감지하는 차압감지기(PDT)(140)가 또한 구비되게 되며, 이 차압감지기(140)에서 감지된 결과값에 따라 제1압력유량조절밸브(132)(및/또는, 제2압력유량조절밸브(139))를 구동제어하게 되는 제어부(150)가 또한 구비되게 된다. On the other hand, according to the present invention, the differential pressure sensor (PDT) 140 for detecting the pressure difference between the upper side and the lower side inside the coal gasifier 110 based on the slack tab 114 is also provided, A control unit 150 for driving control of the first pressure flow control valve 132 (and / or the second pressure flow control valve 139) is also provided according to the result value detected by the differential pressure sensor 140. .

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 석탄가스화기 시스템의 작용에 대하여 이하 설명하기로 한다. The operation of the coal gasifier system according to the present invention having the above configuration will be described below.

잘 알려진 바와 같이, 우선 석탄가스화기(110) 내부는 자발적인 가스화반응이 가능하도록 하는 적정온도로 가열된 다음, 그 내부로 미분탄과 산화제가 공급되어 그 반응영역부(112)에서 자발적인 가스화반응이 진행되게 된다. As is well known, first, the inside of the coal gasifier 110 is heated to an appropriate temperature to enable spontaneous gasification reaction, and thereafter, pulverized coal and an oxidant are supplied therein, and the spontaneous gasification reaction proceeds in the reaction region 112. Will be.

이에 따라, 석탄가스화기(110)내에서 합성가스가 생성되어 그 상단부에 형성된 합성가스배출구(118)를 통해 배출라인(120)측으로 배출되게 되며, 배출되는 합성가스는 배출라인(120)상에 설치된 쿨러(122)를 거치면서 급냉된 후, 이어서 집진기(124)를 거치면서 정제되어 후단공정측으로 공급되게 된다. Accordingly, the synthesis gas is generated in the coal gasifier 110 is discharged to the discharge line 120 side through the synthesis gas discharge port 118 formed at the upper end, the discharged synthesis gas on the discharge line 120 After being quenched while passing through the installed cooler 122, it is then purified while passing through the dust collector 124 is supplied to the rear stage process side.

이와 동시에, 가스화반응의 진행에 따라 또한 내부에서 용융 슬랙이 생성되어 슬랙탭(114)을 통해 흐른 다음 하부의 퀀쳐(116)내로 낙하되어 응고되게 된다. At the same time, as the gasification reaction proceeds, molten slack is also generated therein, flows through the slack tab 114, and then falls into the lower quencher 116 to solidify.

이어서, 후단공정측으로 배출되는 합성가스중 일부는 배출라인(120)에서 분기되는 순환라인(130)측으로 유입되게 되며, 그 유입되는 압력 및 유량은 제1압력유량제어밸브(132)에서 조절되게 된다. Subsequently, some of the synthesis gas discharged to the rear stage is introduced into the circulation line 130 branched from the discharge line 120, and the inflow pressure and flow rate are controlled by the first pressure flow control valve 132. .

다음으로, 순환라인(130)으로 유입된 합성가스는 제1고압저장용기(134)에 저 장되었다가 일정 압력 및 유량으로 다음의 압축기(136)측으로 공급되어 압축되게 된 다음, 다시 제2고압저장용기(138)에 저장되었다가 또한 일정 압력 및 유량으로 공급되게 되며, 최종적으로 제2압력유량제어밸브(139)를 거치면서 합성가스버너(300)에 대한 적정 압력 및 유량으로 최종 조절되게 된 후, 합성가스버너(300)측으로 공급되게 된다. Next, the synthesis gas introduced into the circulation line 130 is stored in the first high pressure storage container 134 and then supplied to the next compressor 136 at a predetermined pressure and flow rate to be compressed, and then second high pressure. After being stored in the storage container 138 and also supplied at a constant pressure and flow rate, and finally passed through the second pressure flow control valve 139 is finally adjusted to the appropriate pressure and flow rate for the synthesis gas burner 300 Then, it is supplied to the synthesis gas burner 300 side.

그리고, 이때 합성가스버너(300)측으로 외부의 산화제공급라인(160)을 통해 산화제도 또한 공급되게 된다. At this time, the oxidant is also supplied to the synthesis gas burner 300 through the external oxidant supply line 160.

따라서, 합성가스버너(300)는 공급되는 합성가스와 산화제를 그 분사노즐(304)을 통해 상향되게 분사하게 되며, 상세하게는 합성가스는 그 분사노즐(304)의 하부보염판부(304b)의 외측면을 따라 이동된 후 하부보염판부(304b)의 상단측에 원형상으로 형성된 합성가스분사구(304d)를 통해 분사되게 되며, 산화제는 분사노즐(304)의 산화제분사관(304c)을 통해 이동된 후 상단부에서 분사되게 된다. Therefore, the syngas burner 300 injects the syngas and the oxidant supplied upward through the injection nozzle 304, and in detail, the syngas is discharged from the lower flame plate portion 304b of the injection nozzle 304. After being moved along the outer surface is injected through the synthesis gas injection port 304d formed in a circular shape on the upper side of the lower flame plate portion 304b, the oxidant is moved through the oxidant injection pipe 304c of the injection nozzle 304 After being sprayed from the upper end.

여기서, 분사되는 합성가스와 산화제는 각각 선회류를 형성하도록 분사될 수 있으며, 이에 따라 분사된 합성가스와 산화제는 석탄가스화기(110)내에서 상방으로 이동되면서 혼합되어 내부의 고온상황에 따라 자발적인 연소반응을 일으키게 된다. Here, the injected syngas and the oxidant may be injected to form a swirl flow, respectively, and thus the injected syngas and the oxidant are mixed while moving upward in the coal gasifier 110 and spontaneously according to the internal high temperature situation. It causes a combustion reaction.

따라서, 슬랙탭(114) 주위가 가열되게 되어 슬랙이 해당 주위에 응고되는 것을 방지하게 되며, 또한 분사되는 합성가스와 산화제에 의해 가스화반응되지 못하고 하부측으로 낙하되는 미연탄소가 도중에서 부양되어 반응영역부(112)로 재차 이송되어 가스화반응을 이루게 된다. Accordingly, the slack tab 114 is heated to prevent the slack from solidifying around the slack tab, and unburned carbon that is not gasified by the injected syngas and the oxidant is dropped in the middle and is supported by the reaction zone. Transfer back to the unit 112 to achieve a gasification reaction.

이로써, 슬랙탭(114)이 슬랙에 의해 막히는 것을 방지하여 계속적으로 정상 적인 운전이 가능하도록 하게 되며, 미분탄소의 가스화반응이 가능하도록 하여 미분탄의 탄소전환율을 향상시켜 합성가스의 생산량과 품질을 더욱 향상시키게 되고, 또한 기존의 메탄가스에 비해 저렴하고 자체적으로 생산되는 합성가스를 이용하게 되므로 유지비용을 대폭 낮출 수 있게 되는 것이다. As a result, the slack tab 114 is prevented from being blocked by the slack, thereby allowing the normal operation continuously, and enabling the gasification of pulverized carbon to improve the carbon conversion rate of the pulverized coal to further improve the production and quality of the syngas. In addition, it is possible to significantly lower the maintenance cost because it uses a synthetic gas produced in-house and cheaper than conventional methane gas.

한편, 본 발명에 따르면, 특정상황하에서 슬랙탭(114)이 슬랙에 의해 막히게 될 경우에는 슬랙탭(114)을 기준으로 한 상부측과 하부측간의 압력이 다르게 되므로, 구비된 차압감지기(140)가 이 압력차를 감지하여 그 결과를 제어부(150)로 발신하면, 제어부(150)는 제1압력유량조절밸브(132)(및/또는, 제2압력유량조절밸브(139))를 더욱 개방시켜 합성가스버너(300)측에서 보다 많은 양의 합성가스가 분사되도록 하여 가열하는 온도를 높임으로써 막힌 슬랙탭(114)을 즉시 복원시키도록 작용할 수 있게 된다. Meanwhile, according to the present invention, when the slack tab 114 is blocked by the slack under a specific situation, since the pressure between the upper side and the lower side based on the slack tab 114 is different, the differential pressure sensor 140 is provided. Detects the pressure difference and sends the result to the controller 150, the controller 150 further opens the first pressure flow control valve 132 (and / or the second pressure flow control valve 139). It is possible to act to restore the clogged slack tab 114 immediately by increasing the heating temperature by allowing a greater amount of syngas is injected from the syngas burner 300 side.

덧붙여, 본 발명에 따른 합성가스버너(300)는 석탄가스화기(110) 내부의 운전조건을 고려하여 낙하되는 미연탄소를 적정하게 부양시킬 수 있는 속도로 합성가스를 분사해야 하며, 이를 위해 별도의 제어부(미도시)가 구비되어 석탄가스화기(110)의 운전조건에 따라 제2압력유량조절밸브(139)의 개폐를 구동제어하여 항시 합성가스버너(300)에서 운전조건에 상응하는 속도로 합성가스가 분사되도록 구성할 수도 있을 것이다. In addition, the syngas burner 300 according to the present invention should inject syngas at a speed that can adequately support the unburned carbon falling in consideration of the operating conditions inside the coal gasifier 110, for this purpose A control unit (not shown) is provided to control the opening and closing of the second pressure flow control valve 139 according to the operating conditions of the coal gasifier 110 to synthesize the fuel gas at a speed corresponding to the operating conditions at all times. The gas may be configured to be injected.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 슬랙탭을 가열하여 슬랙 응고에 의한 그 막힘을 방지하면서도, 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 재차 가스화반응되도록 할 수 있게 되므로 탄소변환율을 향상시켜 합성가스의 생산량 및 품질을 향상시키고, 자체적으로 생산되는 저가의 합성가스를 이용하게 되므로 유지비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, while preventing the blockage by slack solidification by heating the slack tab, it is possible to gasify the unburned carbon that is not gasified and falls again, thereby improving the carbon conversion rate to improve the production and quality of the synthesis gas. In addition, since low-cost synthetic gas produced by itself is used, the maintenance cost can be greatly reduced.

Claims (5)

석탄가스화기를 이용하여 연료인 미분탄의 가스화반응을 일으켜 합성가스를 생성하고 생성된 상기 합성가스를 후단공정측으로 배출하는 석탄가스화기 시스템에 있어서, In the coal gasifier system for producing a synthesis gas by the gasification reaction of the pulverized coal as a fuel using a coal gasifier, and discharges the generated synthesis gas to the downstream process side, 배출되는 상기 합성가스중 일부를 순환시켜 상기 석탄화가스화기내의 하부측에서 상향되게 분사되도록 하여 가스화반응되지 못하고 낙하되는 미연탄소를 부양시켜 재차 가스화반응되도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템. Coal using the coal gas recycle to circulate some of the syngas discharged to be injected upward from the lower side in the coalification gasifier to support the unburned carbon that is not a gasification reaction to fall gasification again Gasifier system. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 석탄가스화기측에 구비되어 순환 공급되는 상기 합성가스를 상향되게 분사하는 합성가스버너와, Syngas burner which is provided on the coal gasifier side for injecting the syngas to be circulated supply upward; 상기 석탄가스화기에서 배출되는 상기 합성가스를 상기 합성가스버너측으로 순환 공급하는 순환라인을 포함하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템.A coal gasifier system using coal gas recirculation comprising a circulation line for circulating and supplying the syngas discharged from the coal gasifier to the syngas burner. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 순환라인상에는, On the circulation line, 순환되는 상기 합성가스의 압력 및 유량을 조절하는 적어도 하나 이상의 압 력조절밸브와, At least one pressure control valve for regulating the pressure and flow rate of the circulated syngas, 순환되는 상기 합성가스를 압축시켜 압력을 상승시키는 압축기와, A compressor for increasing the pressure by compressing the circulated syngas; 상기 압축기의 전후단측에 각각 구비되어 공급되는 상기 합성가스를 저장하였다가 일정 압력 및 유량으로 공급하게 되는 고압저장용기가 구비되는 것을 특징으로 하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템. Coal gasifier system using a coal gas recirculation characterized in that the high-pressure storage container for storing and supplying the synthesis gas is provided at each of the front and rear ends of the compressor and supplied at a constant pressure and flow rate. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 합성가스버너는, The syngas burner, 산화제공급라인에 연결되어 상기 산화제공급라인을 통해 공급되는 산화제를 상기 합성가스와 함께 분사하는 것을 특징으로 하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템.Coal gasifier system using a coal gas recirculation characterized in that the oxidant supplied through the oxidant supply line is connected to the oxidant supply line with the syngas. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 석탄가스화기내에 구비되는 슬랙탭을 기준으로 한 상부측과 하부측의 압력차를 감지하여 발신하는 차압감지기와, A differential pressure sensor for sensing and transmitting a pressure difference between an upper side and a lower side based on the slack tap provided in the coal gasifier; 상기 차압감지기의 감지 결과값에 따라 상기 압력조절밸브의 개폐를 구동제어하는 제어부를 더 포함하는 석탄가스 재순환을 이용한 석탄가스화기 시스템.Coal gasifier system using a coal gas recirculation further comprising a control unit for controlling the opening and closing of the pressure regulating valve in accordance with the detection result of the differential pressure sensor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111073704A (en) * 2019-12-30 2020-04-28 河北工业大学 Downdraft biomass gasification furnace with material pressing device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8246700B1 (en) * 2007-12-06 2012-08-21 Leonid Kutsin Method and system for recycling flue gas
KR101406599B1 (en) * 2012-12-21 2014-06-13 재단법인 포항산업과학연구원 Coal gasifier using carbon dioxide and method of manufacturing syngas
KR102032179B1 (en) * 2013-04-19 2019-10-15 한국전력공사 Gasifier

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197690A (en) 1985-02-28 1986-09-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> Coal gasifying equipment
JPH0790284A (en) * 1993-09-21 1995-04-04 Babcock Hitachi Kk Heating of slag tap of coal gasification furnace
JPH1143681A (en) 1997-07-25 1999-02-16 Ube Ind Ltd Method of recycling gas in gasification of waste material
KR200263195Y1 (en) 2001-09-20 2002-02-04 김현영 Apparatus for gasifying carbonaceous material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197690A (en) 1985-02-28 1986-09-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> Coal gasifying equipment
JPH0790284A (en) * 1993-09-21 1995-04-04 Babcock Hitachi Kk Heating of slag tap of coal gasification furnace
JPH1143681A (en) 1997-07-25 1999-02-16 Ube Ind Ltd Method of recycling gas in gasification of waste material
KR200263195Y1 (en) 2001-09-20 2002-02-04 김현영 Apparatus for gasifying carbonaceous material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111073704A (en) * 2019-12-30 2020-04-28 河北工业大学 Downdraft biomass gasification furnace with material pressing device

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