KR101281578B1 - 석탄 슬러리 버너 - Google Patents

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KR101281578B1
KR101281578B1 KR1020120051214A KR20120051214A KR101281578B1 KR 101281578 B1 KR101281578 B1 KR 101281578B1 KR 1020120051214 A KR1020120051214 A KR 1020120051214A KR 20120051214 A KR20120051214 A KR 20120051214A KR 101281578 B1 KR101281578 B1 KR 101281578B1
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coal slurry
oxidant
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burner
nozzle tip
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이선기
이승종
이지은
정우현
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고등기술연구원연구조합
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Abstract

본 발명은 석탄 슬러리 버너에 관한 것으로, 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 원활히 할 수 있는 최적의 구조를 가지며, 버너의 노즐팁 부분을 버너 몸체로부터 해제 및 체결이 가능하도록 할 수 있는 석탄 슬러리 버너의 형상 및 구조에 관한 것이다.

Description

석탄 슬러리 버너{COAL SLURRY BURNER}
본 발명은 석탄 슬러리 버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식 석탄 가스화 시스템에서 석탄 가스화기에 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 원활히 할 수 있는 최적의 구조를 가지며, 버너의 노즐팁 부분을 버너 몸체로부터 해제 및 체결이 가능하도록 하는 석탄 슬러리 버너에 관한 것이다.
전력의 효율적인 수급과 환경의 보호를 위하여, 세계 선진국에서 다양한 방법으로 전력 생산을 도모하고 있으며, 특히 석유나 가스에 비하여 엄청난 매장량이 있는 석탄의 이용이 계속적으로 연구 추진되고 있는 실정이다. 석탄을 이용하는 연구에 있어서도 특히 청정 석탄 이용기술(clean coal using technology)은 세계적으로 집중 투자가 이루어지는 분야이며, 분류층 석탄 가스화는 선진의 몇몇 국가에서 상업화를 위한 연구 개발에 박차를 가하고 있다.
이들 기술은 대부분의 전처리 및 분무가 용이한 미분탄을 이용한 기술을 응용하고 있으며, 극히 소수만이 슬러리(slurry) 방식의 가스화를 추진하고 있다.
일반적으로 사용되는 가스나 기름버너는 상압과 일반 연소상태의 온도에서 이용되는 버너로 연소의 효율을 증대시키고, 고부하에 적용할 수 있도록 공기 및 연료의 선회기를 부착하여 사용하고 있다. 이러한 장치의 부착으로 버너의 내부구조가 복잡하게 된다.
그러나 이러한 장치는 가스용 버너에 있어서는 효과적인 시스템으로 여겨지고 있으나, 고온(1500~2000℃) 및 고압(20~40기압) 및 산소를 산화제로서 사용되는 슬러리용 버너로는 쉽게 내부의 막힘 현상과 고온, 고압에 의한 연결 부위의 파열 및 슬러리의 막힘 현상이 발생하게 되며 고온의 열에 쉽게 녹아 버리게 되는 문제점이 있었다.
또한 석탄 슬러리 버너에서 석탄 슬러리와 산화제가 효과적으로 빠르게 혼합되면서 석탄 슬러리를 미립화하여 반응하도록 하는 것이 중요한데 기존의 버너에서는 석탄 슬러리와 산화제가 효과적으로 혼합되지 못하는 문제점이 있었다.
종래의 석탄 슬러리 버너에서는 버너의 입구 부분에서부터 산화제 노즐이 석탄 슬러리 공급 노즐의 안쪽에 즉, 석탄 슬러리 공급 노즐이 산화제 노즐을 둘러싸는 구조이었다.
이런 형태의 버너에서는 석탄 슬러리 노즐의 안쪽에 산화제 노즐이 'ㄱ'자 형태로 주입되어 석탄 슬러리의 유로를 일부 막아 노즐의 막힘 현상을 발생시키거나 내측의 산화제 노즐이 직선 형태를 가질 경우에는 석탄 슬러리 주입 노즐이 버너의 입구 부분에서 'ㄱ'자 형태로 주입되어 역시 막힘 현상을 초래할 가능성이 높은 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 석탄 슬러리 버너의 문제점을 해결하기 위한 것으로 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 원활히 할 수 있는 최적의 구조를 가지며, 버너의 노즐팁 부분을 버너 몸체로부터 해제 및 체결이 가능하도록 하는 석탄 슬러리 버너에 관한 것이다.
본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 일 실시예에 의하면, 버너 몸체 및 노즐팁을 포함하는 석탄 슬러리 버너에 있어서,석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐의 위치와 상기 석탄 슬러리와의 혼합되는 산화제를 상기 반응로에 공급하는 산화제 공급 노즐의 위치가 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁에서 서로 전환되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 버너 몸체에서는 상기 석탄 슬러리 공급 노즐을 상기 산화제 공급 노즐이 내포하는 형상이고, 상기 노즐팁에서는 상기 산화제 공급 노즐을 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 내포하는 형상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁에서는 상기 산화제 공급 노즐을 중심에 두고 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 둘러싸는 형상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁의 상기 산화제 공급 노즐은 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 상기 일정 지점으로부터 상기 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,상기 노즐팁은 동일한 형태의 복수개의 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로한다.
바람직하게는, 상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁은 제 2 산화제 공급 노즐을 더 포함하고, 상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은 상기 석탄 슬러리 공급 노즐 및 상기 산화제 공급 노즐을 둘러싸는 형상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁은 동일한 형태의 복수개의 상기 제 2 산화제 공급 노즐이 제 2 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은 상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 상기 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 상기 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면에 나사산을 각각 포함하여 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 체결 및 해제가 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제는 산소인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 일 실시예에 의하면,석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐을 둘러싸고, 상기 탄 슬러리와 혼합되는 제 1 산화제를 상기 반응로에 공급하는 제 1 산화제 공급 노즐 및 상기 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸고, 상기 석탄 슬러리와 혼합되는 제 2 산화제를 상기 반응로에 공급하는 제 2 산화제 공급 노즐을 포함하는 버너 몸체; 및 상기 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸는 상기 석탄 슬러리 공급 노즐, 상기 석탄 슬러리 공급 노즐을 둘러싸는 상기 제 2 산화제 공급 노즐을 포함하여 상기 반응로에 분사되는 상기 석탄 슬러리, 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제의 분사형태 및 분사속도를 결정하는 노즐팁;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁의 상기 산화제 공급 노즐은 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 상기 일정 지점으로부터 상기 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,상기 노즐팁에서는 동일한 형태의 복수개의 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,상기 노즐팁에서는 동일한 형태의 복수개의 상기 제 2 산화제 공급 노즐이 제 2 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은 상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 상기 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 상기 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면에 나사산을 각각 포함하여 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 체결 및 해제가 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 산화제의 분사 속도는 상기 석탄 슬러리의 분사 속도보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제는 산소인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너에 의하면, 석탄 슬러리 버너에서 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 효과적으로 수행하게 하는 노즐팁의 버너 몸체와의 체결 및 해제가 가능한 구조라는 장점이 있다.
본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너에 의하면, 버너의 입구 부분에서는 석탄 슬러리 공급 노즐이 중심에 위치하여 노즐의 막힘 현상을 최대한 차단할 수 있고, 또한 노즐팁의 끝단에서는 산화제 노즐이 중심에 위치하여 석탄 슬러리 공급 노즐의 안쪽과 바깥쪽에서 산화제와 석탄 슬러리의 혼합을 유도함으로써 슬러리의 막힘을 방지하면서 동시에 슬러리와 산호제의 혼합을 유도할 수 있는 최적의 구조이다.
도 1 은 본 발명에 따른 습식 석탄 가스화 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 노즐팁 단면도를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 노즐팁 정면도를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 석탄 슬러리 버너에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 당업계에 공지 및 주지된 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 기술 용어들은 본 발명에서의 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 당업자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 기초로 판단되어야 할 것이다.
본 발명은 습식 석탄 가스화 시스템에서 석탄가스화기에 석탄 슬러리와 산화제를 공급하는 버너의 형상 및 구조에 관한 것이다.
본 발명은 석탄 슬러리 공급버너에서 분사되는 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 원활하게 하는 노즐의 최적의 형상 및 버너 몸체와 노즐 팁 부분을 해체, 체결이 가능하게 하여 버너에서의 분사속도 및 화염형상 등을 노즐 팁의 교체만으로 용이하도록 바꿀 수 있도록 하는 버너의 구조 및 형상에 관한 것이다.
본 발명에서의 석탄 슬러리 버너는 석탄 슬러리 공급 노즐의 안쪽과 바깥쪽에 산화제 노즐이 각각 위치하여 산화제와 석탄 슬러리의 혼합을 촉진하는데, 특히 석탄 슬러리 노즐 안쪽에 위치한 산화제 노즐이 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 촉진하여 석탄 슬러리가 빠르게 반응할 수 있도록 한다.
본 발명은 종래의 버너의 입구로부터 산화제가 중앙에 위치한 구조를 가지는 버너의 문제점을 해결하기 위한것으로 석탄 슬러리 공급 버너의 입구부터 노즐팁 전단까지는 석탄 슬러리 노즐이 버너의 중심축에 위치하도록 하고, 노즐팁 부분에 이르러서 석탄 슬러리 노즐에 인접한 위치에 있는 산화제 노즐이 두 개의 유로를 통해 비스듬히 중심축방향으로 유입되고, 석탄 슬러리 노즐은 노즐 유로의 바깥부분에 4개의 유로를 형성하여 직선방향으로 계속 진행하면서 산화제 노즐과 석탄 슬러리 노즐의 안쪽으로 노즐팁 부분에서 전환되는 구조를 가지는 것이 특징이다.
즉, 석탄 슬러리 버너의 입구 부분에서는 슬러리 공급 버너가 중앙에 위치하는 구조를 가지지만, 반응로에 공급되는 노즐팁 부분에서는 중앙에 산화제가 위치할 수 있는 구조를 갖도록 하는 것이 본 발명의 특징이다.
본 발명은 버너에서의 분사형태를 결정하는 노즐팁 부분을 버너몸체 부분과 해체 및 체결이 가능하도록 나사연결 방식으로 구성하여 노즐 팁 부분의 교체만으로 석탄 슬러리 공급버너에서의 분사형태를 조절할 수 있는 것이 특징이다.
도 1 은 본 발명에 따른 습식 석탄 가스화 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
습식 석탄 가스화 시스템은 크게 석탄 슬러리 공급 버너(100)와 반응로(110)로 구분할 수 있다.
석탄 슬러리 공급 버너(100)는 반응로에 혼합하여 에너지를 공급하게 될 석탄 슬러리와 공급된 슬러리의 산화를 촉진하기 위한 산화제를 공급하는 부분이다.
도 2 는 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 석탄 슬러리 공급 버너(100)는 버너 몸체(210) 과 노즐팁(220)을 포함하여 이루어진다.
버너 몸체(210)은 석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐(211)을 둘러싸고, 석탄 슬러리와 혼합되는 제 1 산화제를 반응로에 공급하는 제 1 산화제 공급 노즐(213) 및 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸고, 석탄 슬러리와 혼합되는 가속하는 제 2 산화제를 반응로에 공급하는 제 2 산화제 공급 노즐(212)을 포함한다.
도 2에서 버너 몸체는 냉각수를 순환시키는 냉각수 유로(214), 장치 연결용 플래지(215) 및 석탄 슬러리 노즐 분할 및 노즐 고정용 판(216)을 더 포함할 수 있다.
노즐팁(220)은 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸는 석탄 슬러리 공급 노즐, 석탄 슬러리 공급 노즐을 둘러싸는 제 2 산화제 공급 노즐을 포함하여 반응로(110)에 분사되는 석탄 슬러리, 제 1 산화제 및 제 2 산화제의 분사형태 및 분사속도를 결정한다.
본 발명에서의 석탄 슬러리 공급 버너는 버너 몸체(210)와 노즐팁(220)의 접촉면에 나사산(217,228,228-1)을 각각 포함하여 버너 몸체와 노즐팁의 체결 및 해제가 가능하다.
버너 노즐팁 과 버너 몸체를 나사연결 방식으로 하여 노즐 팁 부분만의 교체를 통해 버너에서의 분사형태를 조절할 수 있게 함으로써 버너 몸체의 교체없이 노즐 팁의 교체만으로 버너에서의 화염형상을 조절할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 노즐팁 단면도를 보여주는 도면이다.
도 3 은 석탄 슬러리 공급 버너의 노즐팁 부분을 확대한 단면도로서, 도2의 220 부분을 확대한 것이다.
본 발명은 버너 몸체 및 노즐팁을 포함하는 석탄 슬러리 버너에서 석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐의 위치와 석탄 슬러리와의 혼합되는 산화제를 반응로에 공급하는 산화제 공급 노즐의 위치가 버너 몸체(210)와 노즐팁(220)에서 서로 전환되는 것을 특징으로 한다.
즉, 버너 몸체(210)에서는 석탄 슬러리 공급 노즐(211)을 산화제 공급 노즐(213)이 내포하는 형상이고, 노즐팁(220)에서는 산화제 공급 노즐(302)을 석탄 슬러리 공급 노즐(304)이 내포하는 형상인 것을 특징으로 한다.
도 2 에서의 버너 몸체에서와 달리 노즐팁(220)에서는 산화제 공급 노즐(302)을 중심에 두고 석탄 슬러리 공급 노즐(304)이 둘러싸는 형상인 것이다.
버너 몸체와 노즐팁에서의 슬러리 공급 노즐과 산화제 노즐의 위치 전환을 위해 노즐팁의 버너 몸체와 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개(예를 들어 2개)의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 다시 일정 지점으로부터 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 구조이다.
노즐팁(220)에서는 버너 몸체에서는 중심에 위치해 있던 석탄 슬러리 공급 노즐(304) 복수개의 동일한 형태로 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치된다.
즉, 버너 몸체에서와는 반대로 산화제 노즐을 석탄 슬러리 공급 노즐이 둘러싸는 형상이 되는 것이다.
노즐팁(220)에서 제 2 산화제 공급 노즐(303)은 버너 몸체 및 노즐팁의 접촉면으로부터 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어진다.
제 2 산화제 공급 노즐(303)을 중심쪽으로 경사지게 함으로써 석탄 슬러리와 산화제와의 혼합을 더욱 효율적으로 할 수 있는 것이다.
본 발명에서 석탄 슬러리와 혼합되는 제 1 산화제 및 제 2 산화제는 산소이다. 다만 이는 일 실시예일뿐 한정적인 의미는 아니다. 따라서 석탄 슬러리의 산화를 효율적으로 유도할 수 있는 동등의 다른 것도 충분히 가능한 것이다.
본 발명에서의 석탄 슬러리 공급버너는 결국 석탄 슬러리 공급노즐의 안쪽과 바깥쪽에 산화제 공급노즐이 각각 위치하여 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 촉진한다.
버너의 입구 부분에서는 석탄 슬러리 공급노즐의 바깥쪽에 두개의 산화제 노즐이 모두 위치하지만 노즐팁 부분에서는 석탄 슬러리 공급노즐의 안쪽과 바깥쪽에 위치함으로써 석탄 슬러리와 산화제의 최적의 혼합을 유도할 수 있는 구조를 가지게 되면서도 석탄 슬러리의 막힘 현상을 원천적으로 차단할 수 있는 구조인 것이다.
석탄 슬러리 공급노즐의 바깥쪽에 위치한 제 2 산화제 노즐을 통해 대부분의 산화제가 공급되며 중심축 방향으로 약간의 각도를 두어 산화제와 석탄 슬러리의 혼합을 촉진하며 석탄 슬러리를 미립화 한다.
석탄 슬러리 공급노즐의 안쪽에 위치한 제 1 산화제 노즐은 석탄 슬러리 노즐의 내부에서 인접하여 위치하는데, 산화제의 빠른 유속을 통해 산화제와 석탄 슬러리의 혼합을 촉진해주는 역할을 한다.
즉, 제 1 산화제의 분사 속도는 석탄 슬러리의 분사 속도보다 크게하여 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 가속화한다.
버너 노즐에서의 분사속도는 석탄 슬러리 노즐에서의 분사속도를 약 1 ~ 10 m/s의 범위로 하며 산화제 노즐에서의 산화제 분사속도를 30 ~ 100 m/s의 범위로 분사한다.
제 1산화제 노즐에서의 빠른 유속에 의해 석탄 슬러리와 산화제의 혼합이 촉진되며 석탄 슬러리가 효과적으로 미립화 될 수 있다.
본 발명의 석탄 슬러리 버너는 석탄 슬러리 노즐이 버너 몸체의 입구부분부터 노즐팁의 전단까지 중심축에 위치하여 직선방향으로 유입될 수 있도록 하면서 노즐 팁 부분에서 산화제 노즐이 2개의 유로를 통해 중심축으로 유입된다.
반면 석탄 슬러리 노즐은 노즐팁 전단에서 4개의 유로로 분기되면서 노즐팁 부분에서는 석탄 슬러리 노즐의 안쪽에 산화제 노즐이 위치하는 형태로 전환되는 것이다.
이러한 노즐구조를 통해 석탄 슬러리 노즐에서의 막힘현상을 방지하면서 산화제를 석탄 슬러리 노즐의 안쪽과 바깥쪽에서 동시에 분사할 수 있게하는 구조를 가질 수 있게 되는 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 석탄 슬러리 버너의 노즐팁 정면도를 보여주는 도면이다.
본 발명은 버너 몸체 및 노즐팁을 포함하는 석탄 슬러리 버너에서 석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐의 위치와 석탄 슬러리와의 혼합되는 산화제를 반응로에 공급하는 산화제 공급 노즐의 위치가 버너 몸체(210)와 노즐팁(220)에서 서로 전환되는 것을 특징으로 한다.
버너 몸체(210)에서는 석탄 슬러리 공급 노즐(211)을 산화제 공급 노즐(213)이 내포하는 형상이고, 노즐팁(220)에서는 산화제 공급 노즐(302)을 석탄 슬러리 공급 노즐(304)이 내포하는 형상이다.
즉, 본 발명의 석탄 슬러리 버너의 노즐팁(220)에서는 산화제 공급 노즐(302)을 중심에 두고 석탄 슬러리 공급 노즐(304)이 둘러싸는 형상인 것이다.
버너 몸체와 노즐팁에서의 슬러리 공급 노즐과 산화제 노즐의 위치 전환을 위해 노즐팁의 버너 몸체와 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개(예를 들어 2개)의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 다시 일정 지점으로부터 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 구조이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제 1 산화제 공급 노즐(402)은 단일의 유로를 통해 중심에 위치하고, 동일한 형태의 복수개의 석탄 슬러리 공급 노즐(401)이 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 일 실시예로 할 수 있다.
노즐팁의 제 2 산화제 공급 노즐(403)은 석탄 슬러리 공급 노즐(401) 및 산화제 공급 노즐(402)을 둘러싸는 형상일 수 있다.
노즐팁에서 제 2 산화제 공급 노즐(403)은 동일한 형태의 복수개의 제 2 산화제 공급 노즐이 석탄 슬러리 공급 노즐이 배치된 원주보다 큰 원주를 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
다만, 노즐팁(220)의 제 2 산화제 공급 노즐(403)은 도 3에서 도시된 바와 같이 버너 몸체 및 노즐팁의 접촉면으로부터 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어지는 구조를 가져 석탄 슬러리와 산화제의 혼합을 증가시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자, 즉 당업자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 버너 몸체 및 노즐팁을 포함하는 석탄 슬러리 버너에 있어서,
    석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐의 위치와 상기 석탄 슬러리와의 혼합되는 산화제를 상기 반응로에 공급하는 산화제 공급 노즐의 위치가 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁에서 서로 전환되는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 버너 몸체에서는 상기 석탄 슬러리 공급 노즐을 상기 산화제 공급 노즐이 내포하는 형상이고, 상기 노즐팁에서는 상기 산화제 공급 노즐을 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 내포하는 형상인 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 노즐팁에서는 상기 산화제 공급 노즐을 중심에 두고 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 둘러싸는 형상인 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  4. 청구항 2 에 있어서,
    상기 노즐팁의 상기 산화제 공급 노즐은
    상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 상기 일정 지점으로부터 상기 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  5. 청구항 3 에 있어서.
    상기 노즐팁은 동일한 형태의 복수개의 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  6. 청구항 5 에 있어서,
    상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁은 제 2 산화제 공급 노즐을 더 포함하고,
    상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은 상기 석탄 슬러리 공급 노즐 및 상기 산화제 공급 노즐을 둘러싸는 형상인 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  7. 청구항 6 에 있어서,
    상기 노즐팁은 동일한 형태의 복수개의 상기 제 2 산화제 공급 노즐이 제 2 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  8. 청구항 7 에 있어서,
    상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은
    상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 상기 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 상기 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  9. 청구항 1 에 있어서,
    상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면에 나사산을 각각 포함하여 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 체결 및 해제가 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  10. 청구항 6 에 있어서,
    상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제는 산소인 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  11. 석탄 슬러리를 반응로에 공급하는 석탄 슬러리 공급 노즐을 둘러싸고, 상기 탄 슬러리와 혼합되는 제 1 산화제를 상기 반응로에 공급하는 제 1 산화제 공급 노즐 및 상기 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸고, 상기 석탄 슬러리와 혼합되는 제 2 산화제를 상기 반응로에 공급하는 제 2 산화제 공급 노즐을 포함하는 버너 몸체; 및
    상기 제 1 산화제 공급 노즐을 둘러싸는 상기 석탄 슬러리 공급 노즐, 상기 석탄 슬러리 공급 노즐을 둘러싸는 상기 제 2 산화제 공급 노즐을 포함하여 상기 반응로에 분사되는 상기 석탄 슬러리, 상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제의 분사형태 및 분사속도를 결정하는 노즐팁;을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  12. 청구항 11 에 있어서,
    상기 노즐팁의 상기 산화제 공급 노즐은
    상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 일정 지점까지는 복수개의 경사진 산화제 유로(flow path)를 가지며 상기 일정 지점으로부터 상기 노즐팁의 끝단까지는 중심에 위치한 단일의 산화제 유로(flow path)를 가지는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  13. 청구항 11 에 있어서.
    상기 노즐팁에서는 동일한 형태의 복수개의 상기 석탄 슬러리 공급 노즐이 소정의 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  14. 청구항 11 에 있어서,
    상기 노즐팁에서는 동일한 형태의 복수개의 상기 제 2 산화제 공급 노즐이 제 2 원주를 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  15. 청구항 11 에 있어서,
    상기 노즐팁의 상기 제 2 산화제 공급 노즐은
    상기 버너 몸체 및 상기 노즐팁의 접촉면으로부터 상기 노즐팁의 끝단으로 갈수록 중심에 위치한 상기 산화제 공급 노즐쪽으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  16. 청구항 11 에 있어서,
    상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 접촉면에 나사산을 각각 포함하여 상기 버너 몸체와 상기 노즐팁의 체결 및 해제가 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  17. 청구항 11 에 있어서,
    상기 제 1 산화제의 분사 속도는 상기 석탄 슬러리의 분사 속도보다 큰 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
  18. 청구항 11 에 있어서,
    상기 제 1 산화제 및 상기 제 2 산화제는 산소인 것을 특징으로 하는 석탄 슬러리 버너.
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