KR100927875B1 - 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템 - Google Patents

배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템은, 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5); 석탄을 저장하는 석탄저장조(2); 상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(3); 상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하고 건조하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4); 상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6); 상기 보일러(5)에서 연료를 연소하기 위해 필요한 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7); 상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8); 상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12); 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9); 및 상기 보일러(5)로부터 배출된 연소가스 중의 일부를 분기하여 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);를 포함하여, 상기 석탄저장조(2)에 투입된 연소가스가 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤된 석탄을 건조시킨다. 본 발명은 석탄연소설비에서 나오는 산소 농도가 낮아 연소나 폭발이 발생하지 못하도록 하는 배기가스를 밀봉재로 이용하여 배기가스나 증기, 온수를 열원으로 석탄을 가열 건조시킴으로써 석탄의 폭발사고 등의 위험이 없이 안전하게 석탄 중의 수분을 감소시킬 수 있고, 수분이 많고 열량이 작아 값이 싼 석탄을 보다 적극적으로 사용할 수 있도록 함으로써 연료 자원의 효과적인 이용을 도모하는 장점이 있다.
Figure R1020070062500
석탄, 건조, 보일러, 수분, 석탄 건조, 역청탄, 아역청탄, 폭발, 가연성, 통기벨트, 공기예열기, 집진장치, 연소가스, 배기가스

Description

배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템{Coal drying system using flue gas as inerting agent}
도1은 종래의 석탄연소 보일러의 석탄공급계통을 설명하는 구성도이다.
도2는 종래의 석탄연소 시스템에서 증기를 열원으로 사용하는 석탄건조장치의 개략도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성도이다.
도4는 본 발명에 따른 석탄 건조 시스템에서 석탄저장조(2)로부터 배출되는 연소가스의 온도에 따라 석탄저장조(2)에 투입되는 연소가스의 유량을 제어하는 구성을 도시한다.
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성도이다.
도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성도이다.
도7은 본 발명의 제4실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성도이다.
도8는 도7에 도시된 석탄건조부(200)의 상세 구성도이다.
*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명*
1': 기존보일러의 석탄공급·연소 시스템
1,1a,1b,1c,1d: 석탄건조 시스템
2: 석탄저장조 2a: 석탄공급호퍼
2b: 석탄투입문 2c: 석탄배출문
3: 급탄기 4: 미분기
5: 보일러 5a: 증기발생관
5b: 석탄공급구 5c: 공기인입구
6: 연소가스 배출관 6a: 연소가스 분기점
6b, 6c: 연소가스관 7: 공기인입관
7a: 예열공기 분기점 8: 공기예열기
9: 제1집진장치 10: 연돌(煙突)
10a: 배기가스 11a: 1차 공기송풍기
11b: 압입송풍기 11c: 유인송풍기
11d: 연소가스송풍기
11e: 배기용 송풍기 12: 예열공기 전달배관
19: 제2집진장치 20: 석탄건조기
20a: 호퍼 20b: 호퍼 출구
21: 회전드럼 22: 지지부
23: 피동부 24: 구동모터
25: 건조석탄 호퍼 26: 컨베이어
27: 증기·온수 배관 40: 석탄공급관
60: 연소가스전달경로 60a: 연소가스 분기점
60b: 연소가스 합류점 61: 제1댐퍼
62: 연소가스공급부 63: 제2댐퍼
64: 온도센서 65: 연소가스 배출구
67: 전열관(傳熱管) 67a: 연소가스배출배관
68: 연소가스 분기점 69: 연소가스 공급관
70: 석탄분진포집기 71: 가스배출배관
72: 연소가스전달관 73: 석탄분진 전달통로
77: 석탄분진 200: 석탄건조부
210: 석탄건조기 212: 통기(通氣)벨트
213: 통기벨트 풀리 214: 조절가능 롤러
215: 요동롤러 217: 누설석탄
218: 로터리식 밸브 C: 석탄
D: 건조된 석탄
본 발명은 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템에 관한 것으로서, 특히 석탄 연소 보일러에서 나오는 배기가스로 석탄을 건조시킴으로써 에너지의 손실없이 저비용으로 석탄을 건조시켜 연소효율을 높임과 동시에 건조 과정 중의 폭발의 위험을 방지하여 안전하고 효과적으로 석탄 중의 수분을 제거할 수 있도록 한 석탄 건조 시스템에 관한 것이다.
종래 우리나라의 화력발전소, 제철소 등과 같이 다량의 열에너지를 필요로 하는 대규모 작업장에서는 주로 석탄을 연료로서 사용하고 있다. 석탄은 화석 연료 중에서 가장 값이 싸고 매장량이 풍부하여 공급이 안정된 연료이기는 하지만, 연소를 위한 설비가 복잡하고 연소와 열을 전달하는 과정에서 여러 가지 문제를 발생시키게 되며, 이러한 문제를 줄여주기 위해서 설비가 복잡해지게 된다는 단점이 있다.
도1은 종래의 석탄연소 보일러의 석탄공급계통을 설명하는 구성도로서, 석탄을 연소하여 열에너지로 바꾸는 가장 일반적인 설비인 보일러와 그 보일러에 석탄을 공급하는 시스템 및 보일러의 배기 연소가스를 처리하는 시스템이 도시되어 있다. 도1을 참고하면, 기존의 보일러의 석탄공급·연소 시스템은(1')은, 연료로 사용될 석탄을 저장하는 석탄저장조(2), 상기 석탄저장조(2)의 석탄을 보일러(5)쪽으로 공급하는 급탄기(3), 상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 분쇄하여 미세분말 상태로 만들고 건조하는 미분기(微粉機, 4), 상기 미분기(4)의 미세분말 석탄을 공급받아 연소시키고 증기를 발생시키는 보일러(5), 상기 보일러(5)로부터 나오는 연소가스를 외부로 배출하는 연소가스 배출관(6), 상기 연소가스 배출관(6)과 공기인입관(7)을 열교환시켜 보일러(5)로 인입되는 외부공기를 예열시키는 공기예열 기(8), 및 상기 연소가스 중의 분진을 집진하는 집진장치(9)로 구성된다.
석탄이 외부에서 콘베이어로 운반되어 상기 석탄 저장조(2)의 상부로 공급되면, 급탄기(3)가 보일러(5)의 열 부하 조절을 위해 석탄의 공급량을 조절하여 미분기(4)로 보낸다.
미분기(4)는 석탄을 분쇄하고 건조하는 기능을 가진 설비로서, 상기 미분기(4)에서 분쇄된 석탄은, 공기예열기(8)에 의해 가열되고 1차 공기송풍기(Primary air fan, 11a)에 의해 가압되어 온 공기에 의해 건조되면서, 기류(氣流)에 실려 입자가 작은 석탄만이 보일러(5)의 연소설비(burner)에 보내져 연소되게 된다. 보일러(5)에서 나온 배기 연소가스는 공기예열기(8)에서 열교환에 의해 공기인입관(7)의 외부 인입공기를 데우는데 사용되며, 이어 집진장치(9)에서 분진 등을 제거한 후 연돌(煙突, 굴뚝, 10)을 통해 대기로 배출된다.
도1에서 미설명부호 5b는 석탄공급관(40)이 연결된 보일러(5)의 석탄공급구이며, 5c는 외부 공기가 들어가는 공기인입구이다. 그리고 도면부호 11a는 예열공기 전달배관(12)을 통해 예열공기를 미분기(4)쪽으로 보내는 1차 공기송풍기이며, 11b는 공기인입관(7)안으로 외부 공기를 불어넣는 압입송풍기이고, 11c는 집진장치(9)를 거친 연소가스를 연돌(10)로 내보내는 유인송풍기이다. 도면부호 10a는 연돌(10)에서 나가는 배기가스를 표시한다.
도1에 도시된 바와 같이 석탄을 사용하여 연소하는 설비에서, 석탄 중에 수분이 많으면 석탄이 점결성이 많아져 석탄저장조(2)의 벽면에 부착되고, 부착된 석탄 위에 석탄이 또 부착되어 결국 석탄저장조(2)가 막혀 석탄의 공급이 중단된다. 이러한 현상은 급탄기(3)를 지난 석탄공급관 (40)에서도 동일하게 발생한다. 미분기(4)는 석탄을 연소하기 쉽게 미립자 상태로 분쇄함과 동시에 석탄 중의 수분을 미리 가열된 공기(1차 공기)에 의해 건조하는 기능을 가진다. 도1을 참고하면, 미분기(4)에 공급된 수분이 많은 석탄은 건조가 어렵기 때문에, 예열공기 전달배관(12)안의 1차 공기의 유량을 많이 공급해 주어야 하고, 건조가 가능하도록 온도도 많이 올려 주어야 하는데, 위 1차 공기의 온도가 240℃ 이상이 되면 석탄 중에 많이 존재하는 휘발분으로 인해 미분기(4) 내부에서 폭발할 가능성이 있으므로, 1차 공기의 온도를 240℃이상으로 올리는 것은 불가하다.
또한 미분기(4) 내부에서 분쇄된 석탄이 충분히 건조되지 않으면, 석탄 입자의 무게가 감소되지 않아 1차 공기의 기류에 의하여 실려져 보일러(5)안으로 공급될 수 없어 다시 미분기(4)로 재순환하게 된다. 또한 예열공기 전달배관(12)을 흐르는 1차 공기의 유량에도 한계가 있으므로, 결국 석탄 속의 수분으로 인해 미분기(4)의 분쇄 용량이 감소되고 미분탄을 충분히 공급할 수 없어 보일러(4)의 증기 생산이 감소되게 된다.
만약 이러한 현상에도 불구하고 미분기(4) 출구의 미분탄 공급량을 강제로 늘린다면 석탄공급관(40)이 막혀 1차 공기와 미분탄의 공급이 줄게 되고, 보일러(5)의 화염이 거꾸로 석탄공급관(40)을 역류하여 석탄공급관(40)을 과열시키거나 심하면 석탄공급관(40) 내부에서 폭발을 일으켜 중대한 설비파괴를 발생시키게 된다.
이와 같이, 도1에 도시된 바와 같은 대부분의 석탄 연소 설비에서는 석탄저 장조(2)안에 있는 석탄 중에 수분이 많으면 미분기(4)의 석탄 분쇄 능력을 떨어뜨리고, 미분기(4)의 석탄 공급관(40)이 막혀서 연소 장치의 출력 조절을 어렵게 할 뿐 아니라, 심하면 폭발이나 화재의 원인이 되기도 한다. 또한, 석탄 중에 존재하는 수분은 석탄이 연소하여 배기가스를 배출할 때에 열량이 높은 수증기 상태로 배출되므로, 연소로 인해 발생하는 열을 그대로 가지고 나가서 배기가스 손실의 원인이 된다.
상술한 바와 같이, 석탄 중의 수분은 연소설비 시스템에서 여러 가지 장애를 유발함과 동시에 열 손실의 원인이 되는 문제를 일으키는데, 특히 석탄은 산지(産地)와 공급 시기에 따라, 또 저장 과정에 따라, 수분이 일정하지 않은 특성이 있어 연소 전에 수분을 제거하는 사전작업의 설계 및 운용조차 쉽지 않은 문제점이 있다.
일반적으로 석탄연소 설비 사업장에서 사용하기 위해 구입하는 석탄의 가격은 석탄의 열량과 수분의 함량에 따라 변화하는데, 연소설비를 설계할 때에는 해당 설비에 사용하는 석탄의 표준 성분과 수분 및 발열량의 기준을 정하며("Design Coal"), 해당 연소 설비에서 사용 가능한 석탄의 범위를 정하기도 한다("Range Coal"). 그리고 석탄 중의 수분은 석탄 입자의 표면에 부착된 부착수분과 석탄의 입자에 결정 형태로 존재하는 결정수분으로 구성되며, 상기 부착수분이 석탄 중 수분의 대부분을 차지하고, 결정수분은 100℃이상 가열하여야 제거된다.
도2는 도1의 종래의 석탄공급·연소 시스템(1')에서 사용되는, 증기를 열원으로 한 석탄건조장치(20)의 개략도이다. 도2에 도시된 회전형 석탄건조장치(20)는 석탄을 보일러(5)에 투입하기 전에 미리 증기를 열원으로 하여 건조시킴으로써, 석탄 중의 수분으로 인한 열량 손실 문제를 어느 정도는 해결한다.
도2를 참고하면, 증기를 열원으로 한 회전형 석탄건조장치(20)는 경사져서 회전하는 긴 원통형의 회전드럼(21) 내부에 증기 튜브(미도시)를 설치하고 상기 회전드럼(21)의 경사진 위 부분에 연결된 석탄공급 호퍼(2a)에서 석탄을 공급하면 석탄이 증기튜브와 접촉하여 가열되고 건조되면서 점차 회전드럼(21)의 아래쪽으로 내려오도록 되어 있다. 회전드럼(21) 안에서 석탄이 건조되면서 발생하는 증기는 열풍으로 배출하여 집진장치(미도시)를 거쳐 배출하도록 되어있다.
도2에서 회전드럼(21)안의 증기 튜브를 통과한 증기는 다시 회수되거나 또는 외부로 배출되며, 회전드럼(21)을 거쳐 건조된 석탄은 건조석탄호퍼(25)를 지나 컨베이어(26)에 의해 급탄기로 이송된다. 도2에서 미설명부호 22는 회전드럼(21)을 지지하는 지지부이고, 23은 회전드럼(21)의 피동부이며, 24는 회전드럼(21)을 회전시키는 구동모터(24)이다.
도2의 석탄건조장치(20)는 증기를 열원으로 사용하기 때문에 유지비가 많이 들며, 무연탄이나 휘발분이 적은 제철용 역청탄의 경우는 사용이 가능하나 아역청탄과 같이 휘발분이 많은 석탄의 경우에는 가열 건조 과정에서 휘발분에 의한 자연 발화의 문제가 있어 사용이 곤란하다. 그리고 도2의 종래의 석탄건조장치(20)는 설비가 복잡하고 고장의 요소가 많아 제조비용 및 유지관리비용이 많이 들며, 장치를 설치하기 위한 넓은 부지가 필요하다는 점에서도 단점이 있다.
위와 같이 휘발분과 수분이 많고 값이 싼 역청탄이나 아역청탄에서 수분을 제거하는 가장 간단한 방법인 열에 의한 건조방법을, 석탄의 가연성과 폭발의 위험성으로 인해 적용할 수 없었다. 아직까지는 석탄을 폭발 및 화재의 위험이 없는 상태에서 저비용으로 건조시킬 수 있는 특별한 기술이나 장치가 없어, 아예 석탄의 구매시에 석탄 구매 조건으로 수분 함량을 제한하여 구매하고, 석탄을 일정 기간 이상 저장하면서 부착 수분의 일부가 자연적으로 증발하거나 배수되도록 하여 수분을 줄여 사용하였다. 그리고 석탄의 구매 계약 조건보다 수분이 많으면 석탄 가격에서 수분의 계약 초과 함량에 해당하는 금액을 감액하는 형태로 석탄을 구매함으로써 석탄 공급자에게 석탄의 수분을 낮게 공급하도록 제어하여, 석탄 중의 수분으로 인한 손실을 보전하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 석탄연소설비에서 나오는 산소농도가 낮은 연소가스로 석탄을 직접 건조하거나 밀봉재로 사용하여 석탄을 가열 건조시킴으로써 석탄의 폭발사고 등의 위험이 없이 안전하게 석탄 중의 수분을 감소시켜 종래 석탄 중의 수분으로 인하여 발생했던 각종 문제를 줄이며, 연료 자원의 효과적인 이용을 도모하고, 이와 더불어 수분이 많고 열량이 작아 값이 싼 석탄을 보다 적극적으로 사용할 수 있도록 함으로써 석탄 구입비용을 줄일 수 있는 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 석탄을 건조시키는 데에 석탄연소설비에서 나오는 배기가스를 회수하여 사용함으로써 대기로 최종 배출되는 배기가스의 온도를 최대한 낮추고 그 결과 석탄연소설비의 효율을 최고로 끌어올릴 수 있는 배기가스를 밀봉재로 이 용한 석탄 건조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템은, 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5); 석탄을 저장하는 석탄저장조(2); 상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(給炭機, 3); 상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(微粉機, 4); 상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6); 상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7); 상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열(豫熱)시키는 공기예열기(8); 상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12); 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9); 및 상기 보일러(5)로부터 배출된 연소가스 중의 일부를 분기하여 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);를 포함하여, 상기 석탄저장조(2)에 투입된 연소가스가 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤(濕潤)된 석탄을 건조시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템은, 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5); 석탄을 저장하는 석탄저장조(2); 상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(3); 상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4); 상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6); 상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7); 상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8); 상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12); 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9); 상기 보일러(5)로부터 배출된 연소가스 중의 일부를 분기하여 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60); 및 상기 석탄저장조(2)내에 설치되어 증기 및 온수(溫水)를 포함하는 열 유체들 중의 하나를 통과시키는 증기·온수 배관(27);을 포함하며, 상기 증기·온수 배관(27)에 의해 전달된 열에 의해 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤된 석탄을 건조시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성 및 작용효과를 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템(1)의 구성도이다. 도3을 참고하면, 본 발명의 제1실시예로서의 석탄 건조 시스템(1)은, 도1에 도시된 종래기술과 비교하여 석탄저장조(2), 급탄기(3), 미분기(4), 보일러(5), 연소가스 배출관(6), 공기인입관(7), 공기예열기(8), 제1집진장치(9) 및 연돌(10)을 가진 점에 있어서는 동일하다. 그러나 본 발명의 제1실시예에 따른 석탄 건조 시스템(1)은 보일러(5)로부터 배기된 연소가스의 일부를 회수하여 석탄저장조(2)안의 습윤(濕潤)된 석탄을 건조시키는데 재활용한다는 점에서 도1의 종래기술과 구성상 차이가 있다.
도3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 석탄 건조 시스템(1)을 살펴보면, 공기예열기(8)는 보일러(5)에서 배출되는 연소가스의 열에 의해 공기인입관(7) 안의 외부 인입공기를 예열시키며, 공기예열기(8)를 거친 예열공기 중 일부는 보일러(5)로 들어가 석탄의 연소를 위한 공기로서 사용되고, 나머지는 예열공기 분기점(7a)에서 분기되어 1차 공기송풍기(11a)에 의해 가압되어 미분기(4)로 공급된다.
한편 보일러(5)의 배기 연소가스는 연소가스 배출관(6)을 통해 안내되는 동안 2곳의 연소가스 분기점들(6a, 60a)에서 분기되어 석탄저장조(2)안으로 공급된다. 보일러(5)로부터 나와 아직 공기예열기(8)에 들어가기 전의 연소가스는 고온이며, 공기예열기(8)와 제1집진장치(9)를 거치고 난 후의 연소가스는 상대적으로 저온이 된다. 상기 제1연소가스 분기점에서 취출한 고온의 건조용 연소가스는 그 안에 상당량의 석탄재와 분진이 포함되어 있어 이를 제거하지 않을 경우 연소가스송풍기(11d)의 손상을 초래하게 되므로, 우선 제2집진장치(19)에서 석탄재와 분진을 제거한 후 연소가스 전달경로(60)로 들어온다. 그리고 상기 제2연소가스 분기점(60a)에서 연소가스 배출관(6)으로부터 분기된 저온의 연소가스는 유량을 조절하는 제1댐퍼(61)를 거친 후 연소가스 합류점(60b)에서 상기 고온의 연소가스와 합쳐진다.
상기 연소가스 전달경로(60)안의 연소가스는 압력이 낮으므로 연소가스송풍기(11d)로 압력으로 올려 석탄저장조(2)로 보낸다. 이때 상기 연소가스송풍기(11d) 는 팬(fan)이나 블로워(blower)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 연소가스는 상기 연소가스 전달경로(60)와 연결된 연소가스 공급부(62)에 의해 상기 석탄저장조(2)안으로 공급되어 직접 석탄과 접촉하게 된다.
본 발명의 제1실시예에서 연소가스 배출관(6)의 서로 다른 지점들, 즉 제1연소가스 분기점(6a)과 제2연소가스 분기점(60a)에서 각각 서로 다른 온도의 연소가스를 빼내 섞은 다음 석탄 건조에 사용하는 것은, 석탄의 종류에 따라서는 가열 온도가 높을 경우 석탄중의 휘발분이 증발하여 연료의 열 손실이 있는 경우가 있으므로, 공기예열기(8)를 통과하여 온도가 낮아진 연소가스를 공기예열기(8) 통과 전의 온도가 높은 연소가스에 일부 희석하여 건조용 연소가스의 온도를 낮추어 줄 필요가 있기 때문이다. 즉, 보일러(5)에서 곧바로 배출된 연소가스만을 사용하여 석탄을 건조시킬 경우 석탄 속의 휘발분이 다량 증발해 버림으로 인해 열손실이 있게 되므로, 고온의 연소가스와 저온의 연소가스를 섞어 적당한 온도로 만든 다음 석탄 건조에 사용하는 것이 에너지 효율 측면에서 보다 효과적이라는 고려에 기인한 것이다.
본 발명에서 석탄저장조(2)에 공급되는 연소가스의 조성은 연료의 성분과 과잉 공기 공급 조건에 따라 차이는 있지만 약 5% 부근의 산소와 15%의 탄산가스, 그리고 약간의 수증기와 나머지는 질소로 구성되어 있다. 대체로 15% 이하의 산소농도 상태에서는 연소가 진행되지 못하므로, 석탄저장조(2)에 저장된 석탄을 본 발명의 제1실시예와 같이 온도가 높은 연소가스로 건조시키면 석탄의 온도가 올라가더라도 연소에 필요한 산소가 절대 부족하여 석탄의 건조 과정 중 발화가 일어나지 않는다.
즉, 연소가스를 석탄저장조(2)에 공급하면, 석탄저장조(2)는 거의 외부 공기와 차단된 상태이고 연소가스에 포함된 탄산가스는 공기보다 비중이 커서 석탄저장조(2)의 하부부터 전체적으로 충만되기 때문에, 전체적으로 석탄저장조(2) 내부의 산소 농도가 낮아 석탄저장조(2) 내부에서 자연 발화의 가능성은 없다. 그렇지만, 만일의 사고를 방지하기 위해 산소나 탄산가스 농도계를 설치하여 밀봉용 연소가스의 양을 조절하는 것도 바람직하다.
도3에서 석탄저장조(2) 내에서 석탄을 건조시킨 후의 연소가스는 습분(濕分)으로 포화되고, 온도가 내려가면서 석탄저장조(2)의 상부로 올라가게 된다. 이후 석탄저장조(2)의 상부에서 습윤된 연소가스는 가스배출배관(71)을 통해 석탄분진 포집기(70)로 유입되며, 석탄분진 포집기(70)에서 석탄분진을 제거한 후 연소가스 전달관(72)을 거쳐 원래의 연소가스 배기계통, 즉 연소가스 배출관(6)으로 합류되고, 이어 대기로 배출된다.
이때 석탄분진 포집기(70)에서 상기 연소가스 배출관(6)으로 연소가스를 보낼 때에는 도3에 도시된 바와 같이 배기용 송풍기(11e)를 통하여 제1집진장치(9)의 흡입측으로 보낼 수도 있고, 혹은 송풍기 없이 직접 보낼 수도 있다.
한편 상기 석탄분진 포집기(70)에서 포집된 석탄 분진들은 급탄기(3) 혹은 미분기(4)로 공급하여 이후 보일러(5)에서 연소 연료로서 사용될 수 있도록 한다.
도3에서 미설명부호 6b는 연소가스 배출관(6)과 제2집진장치(19)를 연결하는 제1연소가스관이며, 6c는 상기 제2집진장치(19)와 연소가스 합류점(60b)을 연결하 는 제2연소가스관이다.
도4는 본 발명에 따른 석탄 건조 시스템에서 석탄저장조(2)로부터 배출되는 연소가스의 온도에 따라 석탄저장조(2)에 투입되는 연소가스의 유량을 제어하는 구성을 도시한다.
도3에 도시된 본 발명의 석탄건조 시스템(1)에서는 석탄저장조(2)에서 석탄을 건조하고 난 후의 습기로 포화된 연소가스의 온도가 대략 60℃정도가 될 것인데, 석탄 속의 휘발분이 과도하게 증발하는 것을 막아 열손실이 없는 효과적인 건조가 이루어지도록 하기 위해서는 석탄저장조(2)안의 연소가스의 온도를 적절하게 유지할 필요가 있다.
이러한 이유에서, 본 발명은 도4에 도시된 바와 같이, 석탄저장조(2)에서 연소가스가 배출되는 연소가스 배출구(65)의 근방에 온도센서(64)를 설치하고, 상기 온도센서(64)에서 측정한 연소가스의 온도를 실시간으로 제어장치(100)로 보내며, 상기 제어장치(100)에서는 상기 온도센서(64)로부터 전달받은 측정치에 기초하여 제2댐퍼(63)의 개도(開度)를 조절하는 제어신호를 발생한다. 상기 제2댐퍼(63)는 연소가스 공급부(62)에 들어가는 연소가스의 유량을 조절할 수 있으므로, 상기 제어장치(100), 온도센서(64) 및 제2댐퍼(63)의 구성에 의해 석탄저장조(2)안의 온도를 적절하게 유지 및 관리할 수 있다.
본 발명에서 제어장치(100)의 제어신호에 의해 연소가스의 유입량을 조절하는 수단이 반드시 제2댐퍼(63)와 같은 특정한 기구적 구성에 한정될 필요는 없으며, 댐퍼 외에도 밸브 등과 같이 연소가스의 유량을 제어할 수 있는 수단이면 모두 적용가능하다. 그리고 제2댐퍼(63) 대신에 혹은 제2댐퍼(63)와 병행하여 연소가스를 공급하는 송풍기의 전동기 회전수를 조절함으로써 석탄저장조(2)안으로 들어가는 건조용 연소가스의 유량을 제어할 수도 있다.
본 발명은 도4에 도시된 바와 같은 연소가스 유량의 제어계통에 의해 석탄의 건조도를 일정하게 유지할 수 있으며, 건조용 동력과 열량을 절감할 수 있다.
한편, 석탄저장조(2)의 상부에 위치해 있는 석탄 투입구에는 석탄공급호퍼(2a)로부터 쏟아지는 석탄(C)만이 석탄저장조(2)안으로 들어오고 석탄저장조(2)안의 연소가스는 밖으로 유출되지 않도록 일종의 회전문과 같은 원리로 동작하는 석탄투입문(2b)을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 석탄투입문(2b)은 상기 석탄투입구를 가로막는 방향으로 석탄투입구안에 회전가능하게 설치되며, 석탄투입문(2b)의 회전방향을 따라 복수 개의 블레이드들(blades)을 갖는다. 그리고 석탄투입문(2b)의 블레이드들이 회전함에 따라 상기 투입구는 밀폐 상태와 개방 상태를 번갈아가며 실현하게 된다. 석탄투입문(2b)의 블레이드들이 석탄투입구안에 밀착하여 설치되어 있으므로 석탄저장조(2) 안의 가스가 외부로 누출되는 것이 최대한 방지되고, 가능한 한 석탄만이 석탄저장조(2)의 내부로 들어오게 된다.
만약 석탄투입문(2b)과 같은 구성이 없으면 석탄의 투입과 함께 내외부의 공기가 서로 드나들게 되는데, 석탄저장조(2)안의 연소가스가 석탄공급호퍼(2a)를 통해 그대로 외부로 누출되어 버린다면 심각한 공해의 원인이 되고, 반대로 외부 공기가 석탄저장조(2)안으로 유입되면 건조용 연소가스의 순환에 장애가 될 뿐만 아 니라 연소가스송풍기(11d, 도3 참조)의 부하가 증가하므로 여러 가지로 불리하다.
그리고 석탄저장조(2)로부터 석탄이 배출되는 부분에도 석탄투입문(2b)과 마찬가지 구조를 가진 석탄배출문(2c)을 설치하여 가능한 한 석탄만 나가도록 하고 공기는 교류하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 석탄배출문(2c)도 상기 석탄투입문(2b)과 동일하게 구성되어 있다. 즉, 석탄배출구를 가로막는 방향으로 상기 석탄배출구 안에 석탄배출문(2c)이 회전가능하게 설치되며, 석탄배출문(2c)이 회전하는 방향을 따라 복수 개의 블레이드들이 마련되어 있어서 상기 블레이드들의 회전이동에 의해 상기 석탄배출구의 밀폐상태와 개방상태가 번갈아 가며 실현된다.
도3 및 도4에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 석탄 건조 시스템(1)은 보일러(5)에서 배출되는 연소가스를 그냥 버리지 않고 다시 회수하여 석탄의 건조에 사용함으로써 별도의 에너지 소모 없이도 석탄을 건조시켜 에너지 절약 효과가 뛰어나고, 이와 함께 석탄의 건조 중에 석탄이 자연발화하거나 혹은 폭발하는 것을 방지하여 안전성 확보 측면에서도 특별한 효과를 발휘한다.
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템(1a)의 구성도이다. 도5에 도시된 본 발명 제2실시예의 석탄 건조 시스템 (1a)을 도3에 도시된 제1실시예의 석탄 건조 시스템(1)과 비교하면, 연소가스를 주로 석탄의 자연발화 혹은 폭발을 방지하는 밀봉용 가스로서만 활용하고, 석탄의 건조를 위한 열 에너지는 별도의 증기·온수 배관(27)을 흐르는 증기 혹은 온수에 의해서 제공한다는 점에서 차이가 있다.
따라서 본 발명의 제2실시예에서는 보일러(5)로부터 배출되어 공기예열기(8)로 인입되기 전의 고온의 연소가스는 사용하지 않으며, 제1집진장치(9)의 후단에서만 저온의 연소가스를 취출하여 석탄저장조(2)안으로 공급한다. 이 저온의 연소가스는 대략 120~150℃ 정도의 온도를 유지하므로 석탄의 건조효과는 크지 않으며 대신 연소가스 중의 산소농도가 낮음으로 인해 석탄이 발화 혹은 폭발하는 것을 방지하는 밀봉용 불활성 가스(inert gas)로서의 역할을 주로 한다. 그리고 석탄저장조(2)안에 별도로 설치된 증기·온수 배관(27)안을 흐르는 증기 또는 온수에 의해 석탄이 가열 건조된다.
상기 증기·온수 배관(27)은 관형(管形, tube) 혹은 덕트(duct)형의 전열면을 가져서 석탄과의 접촉면적을 크게 가지므로, 증기 또는 온수에 의해 석탄을 효과적으로 가열 건조시킬 수 있다. 석탄의 사용에 따라 석탄이 서서히 급탄기(3) 및 미분기(4) 쪽으로 내려오면서 증기·온수배관(27)과 접촉하여 온도가 올라가고 건조된다.
상기 석탄저장조(2)안의 밀봉용 연소가스와 석탄의 가열로 인해 발생한 증기는 가스배출배관(71)을 통해 석탄분진 포집기(70)로 들어오며, 여기서 잡힌 석탄분진은 다시 석탄분진 전달경로(73)를 통해 급탄기(3) 혹은 미분기(4)로 보내진다. 상기 석탄분진 포집기(70)에서 분진이 제거된 연소가스와 증기는 대기로 배출되며, 도3의 제1실시예와 달리 유량이 많지 않으므로 원래의 연소가스 배기계통(즉, 연소가스 배출관(6))으로 돌아오지 않아도 된다.
도5에 도시된 본 발명의 제2실시예와 같이 하면, 증기 혹은 온수를 증기·온 수배관(27)에 직접 공급하여 석탄에 열을 공급하고 응축수를 재사용할 수 있어 설비가 간단하고 설비의 효율이 높으며 작은 비용으로 설치와 운용이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 온수를 사용하는 경우 증기를 공급하는 경우에 비하여 동일한 전열면적에서 열 공급량이 많으며 설계에 관계없이 수격 작용이 없고, 시스템에서 남는 열이 있으면 저장하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.
도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템(1b)의 구성도이다.
도6에 도시된 제3실시예는 상기 제1실시예와 제2실시예를 결합한 변형예로서, 보일러(5)에서 배출되는 고온의 연소가스와 저온의 연소가스를 섞어 현장의 공정에서 유리한 대로 적절히 밀봉건조용 연소가스의 온도를 조절할 수 있으며, 이와 같이 고온의 연소가스와 저온의 연소가스를 섞어 만든 밀봉건조용 연소가스를 석탄저장조(2)안에 직접 분사하는 한편 전열관을 통해 석탄과 간접적으로 접촉시킴으로써 석탄의 건조와 밀봉효과를 동시에 거두도록 한 것이다.
도6을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 석탄 건조 시스템(1b)은 공기예열기(8) 인입 전의 고온의 배기가스와 공기예열기(8) 통과후의 저온의 배기가스를 혼합하여 석탄저장조(2)로 공급하되, 제3연소가스 분기점(68)에서 연소가스 공급부(62)와 전열관(67)으로 나뉜다. 상기 연소가스 공급부(62)는 도3의 제1실시예 및 도5의 제2실시예와 같은 구성으로 연소가스를 분사시켜 석탄과 직접 접촉시키며, 상기 전열관(67)은 도5의 제2실시예에 포함된 증기·온수 배관(27)과 같은 구성으로서 연소가스를 간접적으로 석탄과 접촉시켜 석탄을 가열 건조한다.
상기 전열관(67)을 통과한 연소가스와 상기 석탄저장조(2)에서 배출되는 연소가스 및 증기는 각각 연소가스배출배관(67a) 및 가스배출배관(71)을 통해 석탄분진 포집기(70)로 들어가며, 이 곳에서 석탄분진이 포집된 후에 포집된 석탄분진은 급탄기(3) 혹은 미분기(4)로 보내지고, 나머지 연소가스는 연소가스 전달관(72)을 통해 원래의 연소가스 배기계통, 즉 연소가스 배출관(6)의 제1집진장치(9) 전단으로 들어간다.
본 발명의 제3실시예에서는 연소가스의 열을 전달하는 전열관(67)의 표면적이 넓어져야 하기 때문에 초기 비용은 많지만, 연소가스가 전열관(67)의 내부를 통과하기 때문에 압력 손실이 작아 건조용 연소가스를 순환시키기 위한 동력 손실을 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 제3실시예에는 연소가스를 이송하는 동력을 절감하기 위해 연소가스(밀봉가스)를 냉각하여 공급하는 것도 선택적인 구성으로 채택할 수 있다.
도7은 본 발명의 제4실시예에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템의 구성도이다.
도7을 참고하면, 본 발명의 제4실시예는 석탄저장조(2)에 연소가스를 공급하지 않고 대신 석탄저장조(2)와 급탄기(3) 사이나 석탄저장조에 석탄이 공급되기 전에 별도의 석탄건조부(200)를 추가적으로 설치하여 이 석탄건조부(200)에 연소가스를 공급하여 석탄을 안전하게 건조한다. 그리고 상기 석탄건조부(200)에 공급되는 연소가스는, 상기 보일러(5)로부터 배출되는 연소가스 중에서 공기예열기(8) 인입전에 취출한 고온의 연소가스와 공기예열기(8) 통과후에 취출한 저온의 연소가스를 적절히 혼합하여 사용한다.
상기 석탄건조부(200)는 상기 연소가스에 의해 석탄을 건조하는 석탄건조기(210)와 상기 석탄건조기(210)에서 나온 배기가스를 처리하는 석탄분진 포집기(70)로 구성된다. 도8에서 나머지 구성들은 도3, 도4, 도5, 도6의 구성과 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도8은 도7에 도시된 석탄건조부(200)의 상세 구성도이다. 도8을 참고하면, 본 발명의 제4실시예에 포함된 석탄건조기(210)는, 석탄저장조(2)로부터 전달받은 석탄(C)을 이송하며 상기 연소가스가 통과할 수 있는 틈들을 가진 통기(通氣)벨트(212), 상기 통기벨트(212)를 지지하며 회전시키는 통기벨트 풀리(213), 상기 통기벨트(212)에 소정의 진동을 제공하는 요동롤러(215), 및 상기 석탄저장조(2)로부터 배출되어 상기 통기벨트(212) 위로 적재되는 석탄의 양을 조절하는 조절가능롤러(214)로 구성되고, 석탄분진 포집기(70)는 상기 석탄건조기(210)에서 석탄을 건조시킨 후 배출된 연소가스를 처리하여 분진을 포집하고 포집된 분진은 급탄기(3) 혹은 미분기(4)로 보내 보일러에서 연료로 사용될 수 있도록 한다.
도8을 참고하여 상기 석탄건조기(210)의 통기벨트(212)에 의한 석탄건조 작용을 설명하면, 상기 통기벨트(212)는 테프론(PTFE)이나 실리카 섬유와 같은 내열성 천으로 되어있거나, 혹은 내열고무 또는 체인 벨트스토커(belt stoker) 구조와 같이 내열성이 있고 연소가스가 통과할 수 있도록 되어 있다.
상기 통기벨트(212)는 통기벨트 풀리(213)에 의해서 구동되며, 통기벨트(212)가 이송되면, 상하로 조절 가능한 조절가능롤러(214)에 의해 석탄 호 퍼(20a)로부터 통기벨트(212) 위로 놓여지는 석탄(C)의 공급량이 조절된다. 상기 조절가능롤러(214)는 호퍼출구(20b)에서 나오는 석탄의 공급량을 조절함과 동시에 석탄이 통기벨트(212) 위에 일정한 두께로 펴지도록 하여, 연소가스가 통기벨트(212)와 석탄층을 일정하게 통과할 수 있도록 해 준다. 상기 통기벨트(212)를 통과하는 연소가스에 의해 건조된 석탄은 통기벨트(212)에서 낙하한 후 이송되어 다른 저장소에 저장되거나 사용된다.
한편 연소가스는 도8에 도시된 바와 같이 연소가스 공급관(69)으로부터 통기벨트(212)의 밑에서 공급될 수도 있고, 혹은 통기벨트(212)의 상부 벨트와 하부 벨트의 사이에서 공급되어 상기 통기벨트와 석탄을 통과하면서 석탄을 건조시킬 수도 있다. 석탄을 건조한 후의 연소가스는 석탄분진 포집기(70)에서 석탄 분진(77)이 포집되며, 이 포집된 분진(77)은 급탄기 혹은 미분기로 보내지고, 분진이 제거된 건조용 연소가스는 다시 정상적인 배기가스 처리 계통으로 되돌아간다.
상기 요동롤러(215)는 필요시 상하 요동하도록 하여 통기벨트(212) 위의 석탄에 유동성을 줌으로써 통기를 원활하게 하고 석탄이 고루 건조되게 한다. 통기벨트(212)는 가장자리를 통하여 연소가스가 누설되는 양이 많지 않도록 밀봉 구조로 되어 있으며, 석탄 공급부위를 통하여 누설되는 석탄(217)과 하부벨트에 묻어있다 낙하하는 석탄은 석탄건조기(210)의 바닥에 고이게 된다. 이렇게 석탄건조기(210)의 바닥에 고인 석탄은, 일반적으로 건물에서 사용하는 회전문의 원리와 같이 연소가스의 누설이 최소화할 수 있는 로터리식 밸브(218)를 통하여 급탄기 혹은 미분기 쪽으로 배출되도록 한다.
본 발명의 제4실시예에 따른 석탄 건조 시스템(1d)에서 석탄의 건조도는 배출되는 연소가스의 온도에 기초하여 제어한다. 배출되는 연소가스의 온도를 감지하여 제어장치(미도시, 도4 참조)로 보내면 제어장치에서 제어대상에 대한 제어량을 산출한다. 연소가스의 온도를 조절하는 제어방법으로는, 석탄건조기(210)의 출구의 온도에 따라 댐퍼(미도시)를 사용하여 석탄건조기(210)내로 유입되는 연소가스의 유량을 제어할 수도 있고, 혹은 조절가능롤러(214)의 위치를 조절하여 석탄의 공급량을 조절하거나 혹은 통기벨트(212)를 구동하는 전동기의 속도를 변화시켜 석탄의 공급량을 조절함으로써 석탄의 건조도를 조절할 수도 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 석탄건조장치는 도7 및 도8에 도시된 바와 같이 석탄저장조(2)와 급탄기(3)의 사이에 석탄건조부(200)가 설치될 수도 있고, 이와 달리 석탄저장조(2)의 전단에 석탄건조부(200)가 설치될 수도 있다. 석탄건조부(200)는 통기벨트(212)위에 석탄을 적재하고 이송하는 과정에서 배기가스에 의한 열풍을 가해 건조시키는 것이므로, 급탄기(3) 이전의 어느 과정에서든 설치할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템은 석탄연소설비에서 나오는 산소농도가 낮은 배기가스를 이용하여 석탄을 직접 건조하거나 또는 배기가스를 밀봉재로 사용하여 석탄을 가열 건조시킴으로써 석탄의 건조과정에서 발생하는 자연발화와 폭발을 방지하고 석탄과의 기계적 마찰을 최소화할 수 있으며, 연료의 효율을 높여 연료 자원의 효과적인 이용을 도모하고, 이와 더불어 수분 이 많고 열량이 작아 값이 싼 석탄을 보다 적극적으로 사용할 수 있도록 함으로써 석탄 구입비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템은 석탄을 건조시키는 데에 석탄연소설비에서 나오는 배기가스를 회수하여 사용함으로써 대기로 최종 배출되는 배기가스의 온도를 최대한 낮추고 그 결과 석탄연소설비의 효율을 최고로 끌어올릴 수 있는 장점이 있다.
그리고 종래의 석탄연소설비는 석탄 중에 수분이 많으면 전체 발열량이 낮아지기 때문에 연소설비의 체적을 크게 하여야 하는 등 설치비용이 많이 소요되었으나, 본 발명에 따른 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템을 적용하면 수분이 많은 저가의 석탄을 사용할 수 있게 됨으로써 연료 선택의 폭이 넓어져 석탄수급의 원활과 연료 구입비용의 감소 및 연소설비의 설계 여유를 확보하는 등의 다양한 효과를 거둘 수 있다.
또한 석탄 중 수분이 많아서 석탄 처리 과정에서 발생하는 막힘 현상에 의한 설비의 운전 장애를 방지하여 설비 운용을 원활하게 해주며 석탄 분쇄 과정에서도 석탄의 분쇄도를 개선하고 미분기 내부에서 석탄을 건조하는 과정이 줄어들기 때문에 석탄을 분쇄하는 동력이 줄어든다. 그리고 석탄을 연소하는 과정에서도 수분이 작게 투입되기 때문에 연소설비 본래의 설계조건대로 운전이 가능해져 연소설비 전체의 성능이 개선되는 장점이 있다.
본 발명을 적용했을 때 가장 큰 효과는 수분과 휘발분이 많은 저급, 저가의 연료를 사용할 수 있게 함으로써 석탄 수급을 원활하게 할 수 있고 연료 선택의 폭 이 넓어져 결과적으로 연료 구입비용을 줄일 수 있으며, 나아가서 연소 설비의 설치 및 운용비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5);
    석탄을 저장하는 석탄저장조(2);
    상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(給炭機, 3);
    상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(微粉機, 4);
    상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6);
    상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7);
    상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열(豫熱)시키는 공기예열기(8);
    상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12);
    상기 공기예열기(8)를 거친 후의 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9);
    상기 보일러(5)에서 배출되는 연소가스가 상기 공기예열기(8)로 들어가기 전의 고온 상태의 제1연소가스와 상기 제1집진장치(9)를 거쳐 나온 후의 저온 상태의 제2연소가스를 상기 연소가스 배출관(6)으로부터 각각 분기한 다음 서로 혼합해서 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);
    상기 저온 상태의 제2연소가스의 유량을 조절하는 제1댐퍼(61);
    상기 석탄저장조(2)로부터 배출되는 연소가스의 온도를 측정하는 온도센서(64);
    상기 연소가스 전달경로(60)로부터 상기 석탄저장조(2)로 유입되는 연소가스의 유량을 조절하는 제2댐퍼(63); 및
    상기 온도센서(64)의 출력을 전달받아 상기 연소가스의 온도에 대응하여 상기 제2댐퍼(63)의 개도(開度)를 조절하는 제어장치(100); 및
    상기 석탄저장조(2) 안에서 석탄을 건조시킨 후 배출되는 연소가스를 처리하여 그 연소가스 중의 석탄분진을 포집하며, 포집된 석탄분진은 상기 급탄기(3)로 보내고, 연소가스는 상기 제1집진장치(9)로 보내는 석탄분진 포집기(70);를 포함하여,
    상기 석탄저장조(2)에 투입된 연소가스로써 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤(濕潤)된 석탄을 건조시키고, 상기 석탄저장조 안의 온도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5);
    석탄을 저장하는 석탄저장조(2);
    상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(3);
    상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4);
    상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6);
    상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7);
    상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8);
    상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12);
    상기 공기예열기(8)를 거친 후의 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9);
    상기 제1집진장치(9)를 거쳐 나온 저온 상태의 연소가스를 분기하여 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);
    상기 석탄저장조(2)내에 설치되어 증기 및 온수(溫水)를 포함하는 열 유체들 중의 하나를 통과시키는 증기·온수 배관(27); 및
    상기 석탄저장조(2) 안에서 석탄을 건조시킨 후 배출되는 연소가스를 처리하여 그 연소가스 중의 석탄분진을 포집하며, 포집된 석탄분진은 상기 급탄기(3)로 보내고, 연소가스는 상기 제1집진장치(9)로 보내는 석탄분진 포집기(70);를 포함하여,
    상기 증기·온수 배관(27)에 의해 전달된 열에 의해 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤된 석탄을 건조시키는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5);
    석탄을 저장하는 석탄저장조(2);
    상기 석탄저장조(2)의 석탄을 상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 이송하는 급탄기(3);
    상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4);
    상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6);
    상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7);
    상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8);
    상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12);
    상기 공기예열기(8)를 거친 후의 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9);
    상기 보일러(5)에서 배출되는 연소가스가 상기 공기예열기(8)로 들어가기 전의 고온 상태의 제1연소가스와 상기 제1집진장치(9)를 거쳐 나온 후의 저온 상태의 제2연소가스를 상기 연소가스 배출관(6)으로부터 각각 분기한 다음 서로 혼합해서 상기 석탄저장조(2)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);
    상기 저온 상태의 제2연소가스의 유량을 조절하는 제1댐퍼(61);
    상기 공기예열기(8)로 들어가기 전의 고온 상태의 제1연소가스를 받아들여 오염물질 및 분진을 포집한 후 상기 연소가스 전달경로(60)로 합류시키는 제2집진장치(19);
    상기 연소가스 전달경로(60)를 통해 공급된 연소가스의 일부를 상기 석탄저장조(2) 안의 석탄에 직접적으로 접촉시키는 연소가스 공급부(62);
    상기 연소가스 전달경로(60)를 통해 공급된 연소가스의 나머지를 통과시켜 상기 연소가스의 열이 석탄에 간접적으로 전달되도록 하는 전열관(傳熱管, 67); 및
    상기 석탄저장조(2) 안에서 석탄을 건조시킨 후 배출되는 연소가스를 처리하여 그 연소가스 중의 석탄분진을 포집하며, 포집된 석탄분진은 상기 급탄기(3)로 보내고, 연소가스는 상기 제1집진장치(9)로 보내는 석탄분진 포집기(70);를 포함하여,
    상기 석탄저장조(2)에 공급된 연소가스에 의해 상기 석탄저장조(2) 안의 습윤된 석탄을 건조시키는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5);
    석탄을 저장하는 석탄저장조(2);
    상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 석탄을 이송하는 급탄기(3);
    상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4);
    상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6);
    상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7);
    상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8);
    상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12);
    상기 공기예열기(8)를 거친 후의 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9);
    상기 석탄저장조(2)와 상기 급탄기(3)의 사이에 설치되어 상기 석탄저장조(2)로부터 나온 습윤된 석탄을 건조하는 석탄건조부(200); 및
    상기 보일러(5)에서 배출되는 연소가스가 상기 공기예열기(8)로 들어가기 전의 고온 상태의 제1연소가스와 상기 제1집진장치(9)를 거쳐 나온 후의 저온 상태의 제2연소가스를 상기 연소가스 배출관(6)으로부터 각각 분기한 다음 서로 혼합해서 상기 석탄건조부(200)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);를 포함하며,
    상기 석탄건조부(200)는,
    상기 석탄저장조(2)로부터 전달받은 석탄(C)을 이송하며 상기 연소가스가 통과할 수 있는 틈들을 가진 통기(通氣)벨트(212), 상기 통기벨트(212)를 지지하며 회전시키는 통기벨트 풀리(213), 상기 통기벨트(212)에 소정의 진동을 제공하는 요동롤러(215), 및 상기 석탄저장조(2)로부터 배출되어 상기 통기벨트(212) 위로 적재되는 석탄의 양을 조절하는 조절가능롤러(214)를 포함하는 석탄건조기(210); 및
    상기 석탄건조기(210)에서 석탄을 건조시킨 후 배출된 연소가스를 처리하여 분진을 포집하는 석탄분진 포집기(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
  11. 삭제
  12. 석탄을 연소하여 증기를 발생하는 보일러(5);
    석탄을 저장하는 석탄저장조(2);
    상기 보일러(5)에서 필요한 양만큼 석탄을 이송하는 급탄기(3);
    상기 급탄기(3)로부터 전달받은 석탄을 미세분말 상태로 분쇄하여 상기 보일러(5)에 공급하는 미분기(4);
    상기 보일러(5)에서 나오는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출관(6);
    상기 보일러(5)에 외부 공기를 투입하는 공기인입관(7);
    상기 연소가스 배출관(6)과 상기 공기인입관(7) 간의 열교환에 의해, 상기 공기인입관(7)안의 외부 공기를 예열시키는 공기예열기(8);
    상기 공기인입관(7)안의 예열된 외부공기를 분기시켜 상기 미분기(4)로 공급하는 예열공기 전달배관(12);
    상기 공기예열기(8)를 거친 후의 상기 연소가스 배출관(6)과 연결되어 연소가스 중의 오염물질 및 분진을 포집하는 제1집진장치(9);
    상기 석탄저장조(2)의 전단에 설치되어 상기 석탄저장조(2)로 이송될 석탄을 건조시키는 석탄건조부(200); 및
    상기 보일러(5)에서 배출되는 연소가스가 상기 공기예열기(8)로 들어가기 전의 고온 상태의 제1연소가스와 상기 제1집진장치(9)를 거쳐 나온 후의 저온 상태의 제2연소가스를 상기 연소가스 배출관(6)으로부터 각각 분기한 다음 서로 혼합해서 상기 석탄건조부(200)로 공급하는 연소가스 전달경로(60);를 포함하며,
    상기 석탄건조부(200)는,
    석탄을 이송하며 상기 연소가스가 통과할 수 있는 틈들을 가진 통기벨트(212), 상기 통기벨트(212)를 지지하며 회전시키는 통기벨트 풀리(213), 상기 통기벨트(212)에 소정의 진동을 제공하는 요동롤러(215), 및 상기 통기벨트(212) 위로 적재되는 석탄의 양을 조절하는 조절가능롤러(214)를 포함하는 석탄건조기(210); 및
    상기 석탄건조기(210)에서 석탄을 건조시킨 후 배출된 연소가스를 처리하여 분진을 포집하는 석탄분진 포집기(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
  13. 삭제
  14. 제1항, 제4항, 제7항, 제10항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석탄저장조(2)는 석탄이 내부로 인입되는 석탄투입구 상에 설치된 석탄투입문(2b)과 석탄이 상기 급탄기(3)쪽으로 배출되는 석탄배출구 상에 설치된 석탄배출문(2c)을 포함하며,
    상기 석탄투입문(2b)은 상기 석탄투입구를 가로막는 방향으로 상기 석탄투입구 안에 회전가능하게 설치되고 그 회전방향을 따라 복수 개의 블레이드들(blades)을 구비하며 상기 블레이드들의 회전 이동에 의해 상기 석탄투입구의 밀폐 상태와 개방 상태를 번갈아가며 실현하고,
    상기 석탄배출문(2c)은 상기 석탄배출구를 가로막는 방향으로 상기 석탄배출구안에 회전가능하게 설치되고 그 회전방향을 따라 복수 개의 블레이드들을 구비하며 상기 블레이드들의 회전이동에 의해 상기 석탄배출구의 밀폐 상태와 개방 상태를 번갈아가며 실현하는 것을 특징으로 하는, 배기가스를 밀봉재로 이용한 석탄 건조 시스템.
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