KR101085434B1 - 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법 - Google Patents

유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템은, 고체 연료의 가스화를 통해 합성가스를 제조하는 가스화기를 대상으로, 유동사 내 불순물을 연소시켜 에너지를 얻고 깨끗한 유동사를 생성하는 유동층 연소기; 상기 생성된 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시킬 수 있는 열교환기; 및 상기 가스화기로부터 제조된 합성가스가 유입되고, 상기 온도가 감소된 유동사가 공급되어, 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 유동사에 흡착되어 세정되는 가스 세정기;를 포함하고, 상기 가스 세정기에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사는 상기 유동층 연소기로 재공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법{SYSTME AND METHOD FOR REMOVING IMPURITY IN SYNGAS USING FLUID SAND}
본 발명은 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유동층 연소기에서 생성되는 유동사를 적정한 온도 및 유량 조건 하에 합성가스 유로에 공급하여 합성가스 내 불순물을 제거하고, 제거된 불순물을 포함한 상기 유동사를 연소시켜 유동사를 재생하고 불순물을 에너지화 할 수 있는 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
바이오 매스는 광합성에 의해 태양에너지를 화학에너지로 전환하여 생성된 유기물이다. 이러한 바이오 매스는 높은 휘발분을 가지고 있으며 회분의 양이 작아 석탄에 비해 보다 양호한 가스화 생성물을 얻을 수 있다. 중금속 및 황을 거의 함유하지 않으며, NOx, SOx 배출도 적기 때문에 후단 촉매공정에서 촉매의 피독과 같은 부담도 적다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 바이오 매스를 이용한 가스화 공정의 상용화가 더디게 진행하고 있는 이유는 바이오 매스를 구성하고 있는 성 분 중 30wt% 정도를 차지하고 있는 리그닌(lignin)으로부터 타르(tar)와 입자상 물질 등이 발생하기 때문이다.
타르는 이슬점(약, 350℃) 이상의 온도에서는 기상으로 존재하는 탄화수소계열의 고분자 물질이나, 이슬점 이하의 온도에서는 점도가 매우 높은 액상의 물질로서 존재한다. 이러한 액상의 타르는 배관에 클로깅(clogging)을 유발하고, 엔진, 터빈 등에 사용되는 금속을 부식시킨다, 그로 인해 가스화 설비의 연속 운전을 방해하고 가스화 설비의 내구성을 감소시키는 등 합성가스/연소가스 내에 타르가 존재함으로써 가스화 설비를 운용하는 데 있어서 매우 좋지 않은 영향을 끼친다.
입자상 물질은 열분해/가스화/연소 등의 과정에서 생기는 고체 또는 액체 상태의 미세한 물질을 의미하는 것으로, 주로 고체 상태의 연료 내 회분, 미연분, 그을음(soot) 등의 형태로 발생된다. 이러한 입자상 물질은 그 물질 자체로 가스화 설비 운전에 있어 클로깅, 부식, 동작 이상 등의 문제를 발생시킨다. 더욱이, 타르와 함께 합성가스/연소가스 내에 존재하는 경우 상호 작용에 의해 해당 설비를 운용하는 데 있어서 안정적인 운전을 방해하는 여러가지 문제를 발생시킨다.
이러한 합성가스/연소가스 내에 존재하는 타르를 처리하기 위해, 종래에는 (1) 세척기(scrubber; 액체를 사용해서 기체 속에 포함되어 있는 미세한 먼지나 이물질 등을 씻어 제거하는 장치)에서 물이나 특정한 용매를 사용하여 합성가스/연소가스를 세정하는 형태로 정제하였다.
또한, (2) 타르를 고온 에서 분해하여 수소, 일산화탄소 등의 합성가스로 만드는 열적 분해(thermal cracking)를 이용하거나 촉매 등을 활용하여 타르를 분해 하거나 에너지화하였다.
한편, 합성가스/연소가스 내에 존재하는 입자상 물질을 처리하기 위해, 종래에는 (3) 사이클론(cyclone; 유체의 선회류(旋回流)에 의해서 생기는 원심력을 이용한 분리장치)을 사용하여 1차적으로 입자상 물질을 분리하여 포집하여 처리하였다.
또한, (4) 상기 사이클론으로 분리할 수 없는 입자상 물질은 백필터(bag filter; 가스 중에 함유되어 있는 먼지 등의 불순물을 분리하는 여과식 집진장치)를 사용하여 2차적으로 입자상 물질을 분리하여 처리하였다.
또한, (5) 상기 백필터를 사용할 수 없는 고온, 예를 들어 200도 이상의 경우에는 캔들 필터(candle filtrer; 고온 고압 연소공정 등에서 배출되는 가스 내의 미세한 입자상 물질을 회수 처리하는 장치)를 사용하여 입자상 물질을 분리하여 처리하였다.
그러나, 상기 (1) 내지 (5)의 방법들은, 아래와 같은 문제점을 가지고 있다. (1)의 경우, 타르 및 입자상 물질을 수분 또는 특정한 용매를 이용하여 처리하게 됨에 따라, 더 높은 오염도를 가지는 막대한 양의 폐수가 발생하고 그로 인해 2차적인 환경오염을 유발한다. 또한, 연료로서 사용할 수 있는 타르를 사용하지 못하고 처리하게 되어 전체적인 에너지효율을 감소시킨다. 한편, 특정한 용매를 사용하는 경우 세정 효율은 향상되지만, 용매 이용에 따른 비용상의 문제가 있어 현실적으로 사용이 어렵다는 문제가 있다.
(2)의 경우, 열적 분해 시 1000℃ 이상의 높은 온도가 요구되어 에너지 손실 이 매우 크며, 일반적으로 1000℃보다 낮은 온도에서 이루어지는 가스화 공정의 특성상 현실적으로 구현이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 촉매를 사용하는 경우, 타르에 존재하는 황, 염소 등에 의해 촉매가 피독되거나 촉매 표면이 탄화되어 쉽게 활성을 잃게 될 수 있으며, 촉매 이용에 따라 비용이 전체적으로 증가한다는 문제가 있다.
(3)의 경우, 사이클론은 미세입자로 갈수록 분리가 되지 않는다는 문제가 있으며, 입자 사이즈, 작동 조건 등에 따라 분리 효율이 매우 상이하다는 문제가 있다.
(4)의 경우, 백 필터는 200 ~ 300℃ 이상의 높은 온도에서는 사용이 불가능하며, 타르가 함께 존재하는 합성 가스등에는 사용이 불가능하다는 문제가 있다.
(5)의 경우, 캔들 필터와 같은 세라믹 필터는 매우 고가이며, 물리적 충격에 의해 쉽게 파손될 수 있다는 문제가 있다. 이러한 경제성, 내구성 문제 때문에 이용할 수 있는 범위가 한정적이며 타르 등에 의해 오염되는 경우 재생이 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유동층 연소기에서 생성되는 유동사를 이용하여 합성가스 내 불순물을 제거하고, 유동사를 재생하는 과정에서 탄화수소가 주 성분인 불순물을 에너지화 시켜 전체적인 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는, 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 합성가스 내 함유된 불순물 및 입자상 물질을 보다 감소시켜 합성가스의 세정 효율을 향상시킬 수 있고, 그로 인해 가스화 설비를 보다 효율적으로 운용할 수 있는 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 비교적 저렴한 모래를 유동화 및 세정 물질로 사용하여 경제적으로 보다 효과적이고, 그로 인해 합성가스의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 유동사에 석회암(limestone), 돌로마이트(dolomite), 활성탄, 촉매 등 혼합할 수 있고, 그로 인해 보다 넒은 범위에 응용이 가능한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템은, 원료를 가스화시켜 합성가스를 제조하기 위한 가스화기를 대상으로, 유동사를 생성하여 열교환기로 공급하는 유동층 연소기; 상기 공급된 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시킬 수 있는 열교환기; 및 상기 가스화기로부터 제조된 합성가스가 유입되고, 상기 온도가 감소된 유동사가 공급되어, 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 유동사에 흡착되어 세정되는 가스 세정기;를 포함하고, 상기 가스 세정기에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사는 상기 유동층 연소기로 재공급되어, 상기 불순물은 연소되어 에너지화되고 상기 유동사는 재생되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가스화기는 유동층 가스화기이며, 상기 유동층 연소기에서 생성된 상기 유동사의 일부는 상기 가스화기에 공급되어 상기 가스화기에 열을 공급할 경우 가장 이상적이나 대상 가스화기의 제약은 없다.
바람직하게는, 상기 가스 세정기는 세정 대상 가스의 압력이 유동화에 적합할 경우 유동층을 이용한 가스 세정기를 이용하며 대상 가스의 압력이 부족할 경우 스크류를 이용한 이송 가스 세정기인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기설정된 온도는 불순물의 이슬점 온도인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 합성가스 내의 불순물을 타르 또는 입자상 물질이며, 상기 기설정된 온도는 250℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법은,
(1) 유동층 연소기에서 유동사를 생성하고 생성된 유동사를 열교환기로 공급하는 단계;
(2) 상기 열교환기에 공급된 상기 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시키고 온도가 감소된 상기 유동사를 가스 세정기로 공급하는 단계;
(3) 합성가스 내의 불순물이 상기 가스 세정기의 유동사에 흡착되어 세정되는 단계; 및
(4) 상기 (3) 단계에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사를 상기 유동층 연소기로 재공급하여 불순물을 연소시켜 에너지화 하는 동시에 유동사를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 합성가스는 유동층 가스화기에 의해 생성되며, 상기 (4) 단계에서 생성된 상기 유동사의 일부가 상기 유동층 가스화기에 공급되어 상기 가스화기에 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (3) 단계는 유동층을 이용한 가스 세정기 또는 스크류를 이용한 이송 가스 세정기에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (2) 단계의 상기 기설정된 온도는 불순물의 이슬점 온도인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (3) 단계의 상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (3) 단계의 상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질이며, 상기 기설정된 온도는 250℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유동층 연소기에서 공급되어 열교환기를 통해 적절한 온도 조건을 가지는 유동사를 이용하여 합성가스 내 불순물을 제거하고, 제거된 불순물 및 상기 유동사를 열원으로 활용하여, 그로 인해 전체적인 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 합성가스 내 함유된 불순물 및 입자상 물질을 보다 감소시켜 합성가스의 세정 효율을 향상시킬 수 있고, 그로 인해 가스화 설비를 보다 효율적으로 운용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비교적 저렴한 모래를 유동화 및 세정 물질로 사용하여 경제적으로 보다 효과적이고, 그로 인해 합성가스의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 유동사에 석회암, 돌로마이트, 활성탄, 촉매 등 혼합할 수 있고, 그로 인해 보다 넒은 범위에 응용이 가능한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되 게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
<실시예>
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(100)의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(100)은 가스화기(110), 유동층 연소기(120), 열교환기(130) 및 가스 세정기(140)를 포함한다. 또한, 상기 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(100)에 의해 수행되는, 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법은 (1) 유동층 연소기에서 유동사를 생성하고 생성된 유동사를 열교환기로 공급하는 단계; (2) 상기 열교환기에 공급된 상기 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시키고 온도가 감소된 상기 유동사를 가스 세정기로 공급하는 단계; (3) 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 가스 세정기의 유동사에 흡착되어 세정되는 단계; 및 (4) 상기 (3) 단계에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사를 상기 유동층 연소기로 재공급하여 상기 불순물을 연소시켜 에너지화 하는 동시에 상기 유동사를 재생하는 단계를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여, 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
원료를 가스화시켜 합성가스를 제조하는 단계
상기 단계는 가스화기(110)에서 수행된다. 가스화기(110)는 바이오 매스 및 석탄 등과 같은 원료를 가스화 공정(즉, 고체, 액체 연료로부터 기체 연료를 제조하는 공정)을 통하여 합성가스로 제조하기 위한 장치이다. 본 발명의 일실시예에서는 가스화기(110)에서 사용되는 원료로서 바이오 매스 및 석탄과 같은 원료를 언급하고 있지만, 원료의 종류는 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
가스화기(110)로부터 제조되는 합성 가스는 가스화 공정의 생성물을 의미하는데, 여기에는 일산화탄소, 수소 및 메탄과 같은 다른 가스상 성분에 추가하여 질소, 수증기 및 이산화탄소가 포함될 수도 있다. 또한, 합성 가스 내에는 불순물로서 타르 또는 입자상 물질 등이 포함된다.
가스화기(110)에서 제조된 합성가스, 상기 합성가스 내에 포함된 타르 및 입자상 물질 등은 후술되는 가스 세정기(140)로 유입된다.
(1) 유동층 연소기에서 유동사를 생성하고 생성된 유동사를 열교환기로 공급하는 단계
상기 단계는 유동층 연소기(120)에서 수행된다. 유동층 연소기(120)는 고온의 유동층 하에서 주입된 입자상 고체 연료를 연소시키고 연소열을 이용하는 장치 이다. 유동층 연소기(120)는 공지의 연소기로서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 유동층 연소기(120)의 종류 및 구성은 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
한편, 유동층 연소기(120)에서는 고온의 유동사(fluid sand)가 생성된다. 이러한 고온의 유동사는 열교환기(130)로 공급된다. 이러한 유동사는 후술되는 바와 같이, 유동화 및 세정 물질로서 사용된다. 그리고 필요한 경우 유동사에 석회암(limestone), 돌로마이트(dolomite), 활성탄, 촉매 등 혼합하여 사용할 수 있음은 물론이다.
(2) 상기 열교환기에 공급된 상기 유동사의 온도를 기 설정된 온도 이하로 조정하여 불순물 흡착에 적절한 온도로 제어된 유동사를 가스 세정기로 공급하는 단계
상기 단계는 열교환기(130)에서 수행된다. 열교환기(130)는 유동층 연소기(120)에서 공급되는 고온의 유동사를 열교환을 통해 기 설정된 온도 이하로 감소시킬 수 있는 장치이다. 본 실시예에서는 물이 유입되고, 유입된 물이 배관을 통과하면서 고온의 유동사로부터 열을 공급받아 수증기로 변환되고, 상기 수증기가 유출되는 방식의 수냉식 열교환기를 사용하고 있지만, 고온의 유동사를 기설정된 온도 이하로 감소시킬 수 있는 한, 열교환기(130)의 종류 및 구성은 제한되지 않음을 유의한다.
상기 기설정된 온도는 타르의 이슬점 온도일 수 있으며, 대략적으로 250℃ 내지 350℃ 온도 범위 내에 존재한다. 고온의 유동사를 250℃ 내지 350℃로 감소시키는 이유는, 타르는 이슬점 이상의 온도에서는 기상으로 존재하나 이슬점 이하의 온도에서는 점도가 매우 높은 액상의 물질로서 존재하기 때문에, 후술되는 바와 같이 가스 세정기(140)에서 합성가스 내 기상으로 존재하는 타르를 응축시킨 후 유동사에 흡착시킬 수 있는 적절한 온도이기 때문이다. 열교환기(130)에서 온도가 250℃ 내지 350℃ 이하로 감소된 유동사는 후술되는 가스 세정기(140)로 공급된다.
(3) 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 가스 세정기의 유동사에 흡착되어 세정되는 단계, 및 (4) 상기 (3) 단계에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사를 상기 유동층 연소기로 재공급하는 단계
상기 단계들은 가스 세정기(140)에서 수행된다. 가스 세정기(140)는 합성가스 내에 함유된 불순물을 제거하여 합성가스를 세정하는 장치이다. 가스 세정기(140)는, 가스화기(110)로부터 유입되는 합성가스가 일정한 압력 이상인 경우, 기포 유동층을 이용한 가스 세정기의 형태로 제작될 수 있다. 또한, 가스 세정기(140)는, 가스화기(110)로부터 유입되는 합성가스가 압력이 낮아 기포 유동층을 이용할 수 없는 경우에는, 가스 세정기(140) 내의 유동사를 스크류를 이용하여 기계적으로 이송시키며 여기에 합성가스를 흘려서 세정되게 하는 이송 가스 세정기의 형태로 제작될 수도 있다. 즉, 가스 세정기(140)는 공지의 세정기로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 가스 세정기(140)의 종류 및 구성은 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
가스 세정기(140)에서 합성가스가 세정되는 원리를 구체적으로 살펴보면, 가스 세정기(140)에는 가스화기(110)에서 제조된 합성가스, 상기 합성가스 내에 포함된 타르 및 입자상 물질 등이 유입되고, 그리고 열교환기(130)에서 온도가 350℃ 이하로 감소된 유동사가 공급된다. 합성가스 내에 함유된 불순물 중 타르의 경우는, 기상으로 존재하는 타르가 350℃ 이하로 감소된 유동사를 통과하면서 응축되고, 유동사에 흡착되어 제거되게 되며, 합성가스 내에 함유된 불순물 중 입자상 물질의 경우는, 물리적 접촉에 의해 자동적으로 유동사에 묻어 제거되게 된다. 그로 인해 합성가스는 세정된다.
이러한 방식으로 세정된 합성가스는 외부로 배출되며, 유동사에 흡착된 타르와 입자상 물질은 유동사와 함께 다시 유동층 연소기(120)로 재공급된다. 유동층 연소기(120)로 재공급된 타르와 입자상 물질은 완전연소를 통해 에너지화되며, 더이상 타지 않은 입자상 물질은 유동사로 활용된다. 이러한 방식으로 타르를 유동층 연소기(120)에 재공급하여 연소시키는 경우, 합성가스 내에 함유된 타르를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 상기 타르를 에너지로 활용할 수 있고, 그로 인해 시스템 전체적인 에너지활용도를 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200)의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200)은 유동층 가스화기(210), 유동층 연소기(220), 열교환기(230) 및 가스 세정기(240)를 포함한다.
도 2에 도시된 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200)은 도 1에 도시된 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(100)과 비교했을 때, 유동층 가스화기(210)를 포함하고 고온의 유동사의 일부가 유동층 연소기(220)에서 유동층 가스화기(210)로 공급된다는 점을 제외하고는 동일한 구성요소를 가지므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하여 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200) 및 그 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 (1) 단계는 유동층 가스화기에 의해 수행된다. 유동층 가스화기(210)는 바이오 매스 및 석탄 등과 같은 원료를 가스화 공정을 통하여 합성가스로 제조하기 위한 장치의 일종으로서, 유동층을 이용하여 가스화 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다. 유동층 가스화기(210)는 공지의 가스화기로서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 유동층 가스화기(210)의 종류 및 구성은 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
한편, 도 2에 도시된 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200)을 사용하는 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법은, 상기 (2) 단계에서 생성된 상기 유동사의 일부가 상기 유동층 가스화기에 공급되어 상기 가스화기에 열을 공급하는 단계를 더 포함한다.
구체적으로 살펴보면, 유동층 연소기(220)에서는 고온의 유동사가 생성된다. 이러한 고온의 유동사는 열교환기(230)로 공급될 뿐만 아니라 유동층 가스화기(210)에도 공급된다. 유동층 가스화기(210)로 공급되는 유동사는 유동층 가스화기(210)에 열을 공급하는 역할을 한다. 그로 인해 유동층 가스화기(210)는 외부에서 별도의 열을 공급받을 필요없이 가스화 공정을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 전체적인 시스템의 구성을 간략화 시킬 수 있으며 에너지활용도를 향상시킬 수 있다.
한편, 열교환기(230) 및 유동층 가스화기(210)로 공급되는 유동사의 양은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있음을 유의한다. 예를 들어, 열교환기(230)로 공급되는 유동사의 양 : 유동층 가스화기(210)로 공급되는 유동사의 양 = 0 : 100 내지 100 : 0 의 범위 내로 설정될 수 있음을 유의한다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(100)의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템(200)의 개략도이다.

Claims (12)

  1. 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템에 있어서,
    원료를 가스화시켜 합성가스를 제조하기 위한 가스화기;
    유동사를 생성하는 유동층 연소기;
    상기 생성된 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시킬 수 있는 열교환기; 및
    상기 가스화기로부터 제조된 합성가스가 유입되고, 상기 온도가 감소된 유동사가 공급되어, 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 유동사에 흡착되어 세정되는 가스 세정기;를 포함하고,
    상기 가스 세정기에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사는 상기 유동층 연소기로 재공급되어, 상기 불순물은 연소되어 에너지화되고 상기 유동사는 재생되는 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스화기는 유동층 가스화기이며,
    상기 유동층 연소기에서 생성된 상기 유동사의 일부는 상기 가스화기에 공급되어 상기 가스화기에 열을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 세정기는 유동층을 이용한 가스 세정기 또는 스크류를 이용한 이송 가스 세정기인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기설정된 온도는 불순물의 이슬점 온도인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질이며, 그리고
    상기 기설정된 온도는 250℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템.
  7. 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법에 있어서,
    (1) 유동층 연소기에서 유동사를 생성하고 생성된 유동사를 열교환기로 공급하는 단계;
    (2) 상기 열교환기에 공급된 상기 유동사의 온도를 기설정된 온도 이하로 감소시키고 온도가 감소된 상기 유동사를 가스 세정기로 공급하는 단계;
    (3) 상기 합성가스 내의 불순물이 상기 가스 세정기의 유동사에 흡착되어 세정되는 단계; 및
    (4) 상기 (3) 단계에서 상기 불순물이 흡착된 상기 유동사를 상기 유동층 연소기로 재공급하여 상기 불순물을 연소시켜 에너지화 하는 동시에 상기 유동사를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 합성가스는 유동층 가스화기에 의해 생산되며,
    상기 (4) 단계에서 생성된 상기 유동사의 일부가 상기 유동층 가스화기에 공급되어 상기 가스화기에 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 (3) 단계는 유동층을 이용한 가스 세정기 또는 스크류를 이용한 이송 가스 세정기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 (2) 단계의 상기 기설정된 온도는 불순물의 이슬점 온도인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (3) 단계의 상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 (3) 단계의 상기 합성가스 내의 불순물은 타르 또는 입자상 물질이며, 상기 기설정된 온도는 250℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 하는,
    유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 방법.
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