KR101219530B1 - 합성가스 냉각 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 합성가스의 냉각 세정장치는 상하 2단으로 구성되어, 상단부(20)에서 상기 유입되는 합성가스를 급냉하면서 1차 세정하고, 하단부(30)에서 1차 세정된 합성가스를 2차로 세정하여 냉각된 세정가스를 배출하는 냉각 세정기(10)와, 상기 상단부(20) 및 하단부(30)에 1차 및 2차 세정수를 공급하는 펌프(40)와, 상기 하단부내의 세정수의 수위를 조절하는 세정수 조절수단(70,80,90)을 포함한다.

본 발명에 의하면, 폐기물 가스화 용융로에서 발생되는 합성가스를 대량의 세정수로서 급속냉각함으로서 다이옥신의 재합성은 원천적으로 방지하여 환경적인 문제를 해결하고, 중금속등이 포함된 합성가스내의 분진등을 응축수내에 포집하여 세정폐수로서 배출함으로서 제거하는 동시에, 1차 세정된 합성가스를 재차 세정함으로서 세정효율을 향상하는 효과를 가진다.

Description

합성가스 냉각 세정 장치{COMPOSITE GAS COOLING AND RINSING APPARATUS}

도 1은 종래의 폐기물 가스화 용융로에서 발생되는 합성가스를 냉각 세정하는 장치를 나타내는 개략도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 합성가스 냉각 세정 장치를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 냉각세정기 12,14 : 경사부

20 : 상단부 21 : 합성가스 유통로

22 : 합성가스 유입구 24 : 제 1 세정관

26 : 제 1 세정노즐 30 : 하단부

31 : 1차 세정가스 유통로 32 : 제 2 세정관

33 : 세정가스 배출로 34 : 제 2 세정노즐

35 : 실링부재 36 : 세정가스 배출구

40 : 펌프 50 : 물탱크

60 : 배수관 70 : 차압트랜스미터

80 : 콘트롤러 90 : 수위조절밸브

본 발명은 폐기물 가스화/용융로에서 발생되는 합성가스를 급속냉각함으로써 다이옥신의 재합성을 원천적으로 방지하여 환경적인 문제를 해결하고, 합성가스의 오염물질을 제거함으로써 합성가스를 전기발전 및 화학연료로 이용할 수 있는 합성가스 냉각세정 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 산업의 발달과 더불어 각종 산업현장에서는 다양한 종류의 폐기물이 발생되며, 이러한 폐기물을 처리하기 위하여 일정장소에 매립하는 경우, 환경문제를 유발시킴으로써 사회문제를 야기함으로, 이와 달리, 폐기물을 소각하는 방법이 있는데, 다이옥신의 배출과 중금속이 함유된 재의 발생등으로 2차 공해물질을 배출시키게 됨으로, 그 대안으로써 폐기물의 가스화가 떠오르고 있다.

폐기물의 가스화는 폐기물을 무산소 분위기에서 열분해하여, 미연탄소분과 탄화가스를 얻어 열원으로 사용하고, 남은 재를 용융처리하여 슬래그(slag) 형태로 처리하는 방식이며, 이러한 폐기물의 가스화를 위해 가스화 용융로가 사용된다.

폐기물이 압축기를 통하여 가스화 용융로에 투입되면, 가스화 반응에 의하여 주성분이 CO와 H₂인 통상 1200℃의 합성가스가 생성되는 바, 생성된 합성가스를 화학연료나 전기 발전등에 사용하기 위해서는 합성가스내의 다이옥신, 분진등과 같은 불순물을 제거해야 하므로, 이를 위해, 합성가스에 대한 냉각 및 오염물질의 세정이 행해져야 한다.

도 1에는 전형적인 종래의 합성가스 세정 장치의 요부를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 가스화 반응기(2)로 부터 나오는 고온의 합성가스에 세정로(4)의 양쪽에 설치되는 스프레이 노즐(6)을 통해 세정수를 분사하여 세정가스를 배출구(8)를 통해 배출하였다. 하지만, 이와 같이 스프레이 노즐(6)에 의해 분사할 경우 데드존이 발생하거나, 합성가스의 냉각효율이 떨어지며, 폐기물 용융 시스템과 같이 오염물질이 많을 경우에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 폐기물 가스화 용융로에서 발생되는 고온의 합성가스를 급속냉각함으로서 다이옥신의 재합성을 원천적으로 방지하고, 중금속을 응축수내에서도 포집하여 합성가스내의 분진을 동시에 제거할 수 있는 합성가스 냉각세정장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성가스 냉각세정장치는 상하 2단으로 구성되어, 상단부에서 상기 유입되는 합성가스를 급냉하면서 1차 세정하고, 하단부에서 1차 세정된 합성가스를 2차로 세정하여 냉각된 세정가스를 배출하는 냉각 세정기와, 상기 상단부 및 하단부에 1차 및 2차 세정수를 공급하는 펌프와, 상기 하단부내의 세정수의 수위를 조절하는 세정수 조절수단을 포함한다.

본 발명에 의하면, 폐기물 가스화 용융로에서 발생되는 합성가스를 대량의 세정수로서 급속냉각함으로서 다이옥신의 재합성은 원천적으로 방지하여 환경적인 문제를 해결하고, 중금속등이 포함된 합성가스내의 분진등을 응축수내에 포집하여 세정폐수로서 배출함으로서 제거하는 동시에, 1차 세정된 합성가스를 재차 세정함으로서 세정효율을 향상하는 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합성가스의 냉각세정 장치에 대해도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합성가스의 냉각세정 장치의 구성을 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 냉각 세정기(10)는 상하 2단으로 구성되며, 상단부(20)의 일측에는 합성가스의 유입구(22)가 형성되어 유입구(22)를 통해 합성가스가 들어오며, 그 양측을 통해 제 1 세정관(24)이 삽입되어 있고, 그 단부에 제 1 세정노즐(26)이 부착되어 있어, 제 1 세정노즐(26)을 통해 유입된 합성가스에 세정수를 분사하여 합성가스를 급냉하면서 1차 세정한다. 한편, 하단부(30)의 양측을 통해서 제 2 세정관(32)이 삽입되어 있고, 그 단부에 제 2 세정노즐(34)이 부착되어 급냉되어 1차 세정된 합성가스에 세정수를 2차 분사하여, 상단의 일측에 형성된 세정가스 배출구(36)를 통해 세정이 완료된 세정가스를 배출한다.

제 1 및 제 2 세정관(24,32)에는 펌프(40)에 의해 물탱크(50)내의 세정수가 공급된다.

또한, 상단부(20)의 하부는 경사부(12)로 구성되어, 하단부(30)와 연결되고, 하단부(30)의 하부도 경사부(14)로 구성되어 배수관(60)에 연결된다. 상단부(20)에 설치된 제 1 세정관(24)은 경사부(12)에 인접하여 설치되며, 제 1 세정노 즐(26)의 세정량이 제 1 세정노즐(34)의 것보다 더 많은 것이 바람직하다.

한편, 상단부(20)의 내부에는 그 유입구(22)를 통해 유입되는 합성가스의 유통로(21)가 제공되고, 하단부(30)의 내부에는 상기 상단부(20)의 합성가스 유통로(21)보다 더 넓은 냉각되어 1차 세정된 가스 유통로(31)가 제공되며, 하단부(30)의 내부와 벽부분의 사이에는 세정가스 배출로(33)가 형성되고, 이 세정가스 배출로(33)와 세정가스 배출구(36)가 연통된다. 세정가스 배출로(33)의 하단에는 실링부재(35)가 형성되며, 이 실링부재(35)는 세정가스 배출로(33)에 세척수가 유입되는 것은 방지하면서, 1차 세정된 가스를 세정가스 배출구(33)로 보낼 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 합성가스의 냉각 세정장치의 하단부(30)에는 차압트랜스미터(70)가 설치되어, 내부의 가스 유통로(31)와 세정가스 배출로(33)와의 압력차이가 설정값에 이르게되면, 차압트랜스미터(70)로 부터의 신호에 의거 콘크롤러(80)는 배출관(60)에 설치된 밸브(90)를 개폐하여 수위를 제어한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합성가스의 냉각 세정장치는 다음과 같이 작동한다.

가스화 반응기로 부터 생성된 고온의 합성가스가 유입구(22)를 통해 상단부(20)의 합성가스 유통로(21)에 유입되면, 펌프(40)는 물탱크(50)내의 물을 펌핑하여 제 1 세정관(24)의 제 1 세정 노즐(26)을 통해 합성가스에 분사되어 합성가스를 급냉하면서 1차 세정한다. 제 1 세정 노즐(26)의 세정량은 합성가스가 70℃까지 급냉할 수 있는 정도의 것이 바람직하다.

냉각되어 1차 세정된 합성가스는 하단부(30)의 유통로(31)와 유통로(31)하단의 실링부재(35)를 거쳐 세정가스 배출로(33)에서 제 2 세정관(32)의 제 2 세정노즐(34)로 부터 분사되는 세정수에 의해 2차로 세정된다. 이어서, 세정가스는 세정가스 배출구(36)를 통해 배출된다.

계속적인 세정수의 분사에 의해 하단부(30)내의 세정수의 수위가 높아지게 되어 소정의 수위에 이르게 되면, 즉 이 수위에서의 유통로(31)와 세정가스 배출로(33)와의 사이의 소정의 압력차에 이르게 되면, 이를 하단부(30)에 설치된 차압트랜스미터(70)가 감지하고, 그 감지신호에 따라 콘트롤러(80)가 배수관(60)에 부착된 밸브(90)를 개방하여 배수관(60)을 통해 배수하고, 지정된 수위보다 수위가 낮아지면 다시 밸브(90)를 폐쇄함으로서, 하단부(30)내의 수위를 조절하게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 합성가스의 냉각 세정장치의 구성에 대한 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 합성가스의 냉각 세정장치는 폐기물 가스화 용융로에서 발생되는 합성가스를 대량의 세정수로서 급속냉각함으로서 다이옥신의 재합성은 원천적으로 방지하여 환경적인 문제를 해결하고, 중금속등이 포함된 합성가스내의 분진등을 응축수내에 포집하여 세정폐수로서 배출함으로서 제거하 는 동시에, 1차 세정된 합성가스를 재차 세정함으로서 세정효율을 향상하는 효과를 가진다.

Claims (6)

1. 합성가스의 냉각 세정장치에 있어서,

   상하 2단으로 구성되어, 상단부의 내부에는 유입되는 합성가스의 유통로가 제공되고, 상기 하단부의 내부에는 상기 상단부의 합성가스 유통로보다 더 넓은 1차 세정 가스 유통로가 제공되며, 상기 하단부의 내부와 벽부분의 사이에는 세정가스 배출로가 형성되고, 이 세정가스 배출로와 세정가스 배출구가 연통되며, 상기 합성가스 유통로를 통해 유입되는 합성가스를 급냉하면서 1차 세정하고, 상기 1차 세정된 합성가스는 상기 세정가스 배출로에서 2차로 세정하여 냉각하고, 상기 냉각된 세정가스를 상기 세정가스 배출구를 통해 배출하는 냉각 세정기와,

   상기 상단부 및 하단부에 1차 및 2차 세정수를 공급하는 펌프와,

   상기 하단부에 연결된 배수관에 부착된 수위조절밸브와, 상기 하단부내의 세정수가 지정된 수위에 도달되면, 상기 세정가스 유통로와 세정가스 배출로 사이의 압력차를 감지하는 차압트랜스미터와, 상기 차압트랜스미터의 감지신호에 따라 상기 수위조절밸브를 개폐를 제어하는 콘트롤러를 포함하여, 상기 하단부내의 세정수의 수위를 조절하는 세정수 조절수단을

   포함하는 합성가스의 냉각 세정장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각 세정기는 상기 상단부 양측을 통해 삽입된 제 1 세정관의 단부에 부착된 제 1 세정 노즐을 통해 유입된 합성가스에 세정수를 분사하여 합성가스를 급냉하면서 1차 세정하며, 상기 하단부의 양측을 통해서 삽입된 제 2 세정관의 단부에 부착된 제 2 세정 노즐을 통해 급냉되어 1차 세정된 합성가스에 세정수를 2차 분사하여 2차 세정하는

   합성가스의 냉각 세정장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1 세정노즐의 세정량이 제 2 세정노즐의 것보다 더 많은 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 세정장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 세정가스 배출로의 하단에는 실링부재가 형성되어, 상기 세정가스 배출로에 세척수가 유입되는 것은 방지하면서, 상기 1차 세정된 가스는 세정가스 배출구로 보낼 수 있도록 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 세정장치.

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