KR101352833B1 - 배출열 회수형 유동층 가스화장치 - Google Patents

배출열 회수형 유동층 가스화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배출열 회수형 유동층 가스화장치에 관한 것으로, 이를 위해 고체연료를 열분해시켜 열분해가스를 생성하고, 생성된 열분해가스를 수분과 반응시켜 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 상향 배출시키는 유동층 가스화기(100);와, 상기 유동층 가스화기(100)를 통해 배출되는 고온의 합성가스에 포함된 열원을 회수하여 유동층 가스화기(100)로 공급되는 열풍과 스팀의 에너지원으로 재사용시키는 열교환기(200); 및 상기 열교환기(200)를 통해 열회수되어 배출되는 저온의 합성가스를 공급받아 상기 합성가스에 포함된 애쉬(Ash)는 하부로 배출하고, 정제된 합성가스만을 중앙에 연결되는 배출관(310)을 통해 외부로 배출하는 사이클론(300);을 포함하여 이루어지되, 상기 유동층 가스화기(100)는 내측 중심 상부에서부터 하부 하향 연장되는 라이저(Riser)(10)의 내부로 고온의 상향 열풍을 공급하여 수분과 열분해가스가 반응에 의해 H2와 CO가 주성분인 합성가스가 생성되도록 하여 상향 배출시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배출열 회수형 유동층 가스화장치{Fuidized Bed Gasifier With Waste Heat Recovery Systems}
본 발명은 배출열 회수형 유동층 가스화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소를 포함하는 석탄, 유기물, 바이오매스 등과 같은 고체연료를 유동층 가스화기에 투입하여 고온의 스팀과 열풍만으로 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 배출시키되, 배출되는 합성가스의 배출열은 열교환기(200)를 통해 회수하여 유동층 가스화기로 에너지원으로 재사용할 수 있는 구조의 배출열 회수형 유동층 가스화장치에 관한 것이다.
탄소를 포함하는 석탄, 유기물, 바이오매스 등과 같은 고체연료를 열분해시켜 합성가스로 생성하는 장치로 ECN의 MILENA 가스화 장치가 있다.
이러한 ECN의 MILENA 가스화 장치는 간접가열 가스화 방식을 채택하고 있으며, 연소실 내의 온도가 1000℃이하로 조성되며, 이러한 낮은 가스화 온도는 탄화수소의 농도를 높게 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
현재 MILENA 가스화 장치는 에너지 효율이 높다는 장점 때문에 많은 관심을 받고 있다.
하지만, MILENA 가스화 장치는 도 5와 같이, 라이저(riser)와 다운컴머(downcomer)가 만나는 지점에서 수증기가 연소실로 유입되는 단점이 있으며, 또한 다운컴머(downcomer)의 관로에서 유동사가 정체되어 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
이것을 극복하기 위하여 다양한 형태의 다운컴머(downcomer) 형상이 제안되었으나, 유동사가 다운컴머(downcomer)의 관로에 막히는 등 문제점이 해결되지 않고 있는 실정이다.
또한 MILENA 가스화 장치는 연료가 투입되는 연료공급부로 스팀 및 내부가스가 역류하는 누기가 발생되어 장치의 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 유동사가 필요 없고, 다만 스팀과 열풍만을 이용하여 유동층 가스화기에 투입된 고체연료를 열분해시키고, 열분해된 열분해가스를 수분과 반응시켜 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 배출시킬 수 있는 구조의 배출열 회수형 가스화장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2목적은, 합성가스의 배출열은 열교환기를 통해 회수하여 유동층 가스화기로 에너지원으로 재사용할 수 있는 구조의 배출열 회수형 유동층 가스화장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은, 배출열 회수형 유동층 가스화장치에 관한 것으로, 이를 위해 고체연료를 열분해시켜 열분해가스를 생성하고, 생성된 열분해가스를 수분과 반응시켜 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 상향 배출시키는 유동층 가스화기(100);와, 상기 유동층 가스화기(100)를 통해 배출되는 고온의 합성가스에 포함된 열원을 회수하여 유동층 가스화기(100)로 공급되는 열풍과 스팀의 에너지원으로 재사용시키는 열교환기(200); 및 상기 열교환기(200)를 통해 열회수되어 배출되는 저온의 합성가스를 공급받아 상기 합성가스에 포함된 애쉬(Ash)는 하부로 배출하고, 정제된 합성가스만을 중앙에 연결되는 배출관(310)을 통해 외부로 배출하는 사이클론(300);을 포함하여 이루어지되, 상기 유동층 가스화기(100)는 내측 중심 상부에서부터 하부 하향 연장되는 라이저(Riser)(10)의 내부로 고온의 상향 열풍을 공급하여 수분과 열분해가스가 반응에 의해 H2와 CO가 주성분인 합성가스가 생성되도록 하여 상향 배출시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 유동층 가스화기(100)는 상기 라이저(10)의 외측 영역에서 고체연료가공급될 수 있도록 측부에 연결되는 스크류피더(20)와, 상기 스크류피더(20)로 공급되어 낙하되는 고체연료에 스팀이 공급될 수 있도록 상기 스크류피더(20) 보다 상대적으로 더 낮은 위치에 형성되는 다수의 스팀공급공(30)이 더 형성되는 것이 바람직하다.
제 3발명은, 제 2발명에서, 상기 유동층 가스화기(100)는 상기 스크류피더(20)를 통해 낙하되는 고체연료을 안착시키고, 라이저(10)의 내부 영역으로만 상승 열풍이 유통될 수 있도록 중앙부위에 다수의 통공(51)이 부분 형성되는 다공판(50)이 상기 유동층 가스화기(100)의 바닥면에 이격 설치되고, 상기 다공판(50)의 상부 중심부에는 교반날개(60)가 배치되어 상기 라이저(10)의 외측 영역으로부터 공급되는 고체연료를 선회력에 의해 유동 및 고체연료를 중앙으로 이송시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 4발명은, 제 3발명에서, 상기 스팀공급공(30)은 열교환기(200)와 연결되는 스팀공급관(210)과 연결되어 스팀을 공급받고, 상기 유동층 가스화기(100)의 저면은 다공판(50)의 통공(51)으로 열풍을 공급할 수 있도록 열교환기(200)와 연결되는 열풍공급관(220)이 결합되어 구성되는 것이 바람직하다.
제 5발명은, 제 4발명에서, 상기 유동층 가스화기(100)의 바닥면은 중앙에 원통형상의 배플(80)이 형성되되, 상기 배플(80)은 상부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되어 다공판(50)에 형성된 통공(51)의 영역으로만 상승 열풍이 공급될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 6발명은, 제 3발명에서, 상기 유동층 가스화기(100)는 라이저(10)의 외측 영역에서 선회하는 믹싱와이어(70)가 더 설치되되, 상기 믹싱와이어(70)는 나선형태로 감긴 형태로 구성되고, 하단은 상기 교반날개(60)의 회전축(61)에 연결되어 교반날개(60)와 동반 선회하여 상기 유동층 가스화기(100)의 내벽면에 고체연료가 점착되는 것을 방지하거나 입자상의 고체연료를 균일하게 파쇄하는 것이 바람직하다.
제 7발명은, 제 6발명에서, 상기 교반날개(60)의 회전축(61)은 내부에 수분이 충진된 다공성세라믹튜브(61a)가 외장되어 높은 열에 의해 회전축의 열변형을 방지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치에 따르면, 유동사가 필요없고 다만, 스팀과 열풍만을 이용하여 유동층 가스화기에 투입된 고체연료를 열분해시키고, 열분해된 열분해가스를 수분과 반응시켜 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성할 수 있어 구조가 매우 간단하고, 또한 고온의 스팀과 열풍이 고체연료를 직접 가열하기 때문에 열효율이 매우 큰 효과가 있다.
또한 합성가스의 배출열은 열교환기를 통해 회수하여 유동층 가스화기의 열풍과 스팀의 에너지원으로 재사용할 수 있어 에너지 절약효과가 큰 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치의 구성도,
도 2는 도 1에서 발췌된 유동층 가스화기의 확대도,
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치의 작동도,
도 5는 종래의 가스화장치를 나타내는 구성도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 배출열 회수형 가스화장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에서 발췌된 유동층 가스화기의 확대도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 탄소를 포함하는 석탄, 유기물, 바이오매스 등과 같은 고체연료를 유동층 가스화기에 투입하여 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 배출시키되, 배출되는 합성가스의 배출열은 열교환기(200)를 통해 회수하여 유동층 가스화기(100)로 재사용할 수 있는 구조의 배출열 회수형 유동층 가스화장치(400)에 관한 것이다.
여기서 상기 배출열 회수형 유동층 가스화장치(400)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 유동층 가스화기(100)와, 열교환기(200) 및 사이클론(300)으로 구성된다.
상기 유동층 가스화기(100)는 스팀으로 고체연료를 고온의 분위기로 조성하고, 열풍에 의해 고체연료를 열분해시켜 열분해가스를 생성하되, 생성된 열분해가스는 수분(스팀)과 반응하도록 하여 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 배출시킬 수 있도록 구성된다.
이러한 상기 유동층 가스화기(100)는 내측 중심 상부에서 하향 연장되는 라이저(Riser)(10)가 형성되며, 이러한 상기 라이저(10)를 통해 스팀의 수분과 열분해가스가 반응하도록 하여 H2와 CO가 주성분인 합성가스가 생성되어 상향 배출될 수 있도록 구성된다.
또한 상기 유동층 가스화기(100)는 상기 라이저(10)의 외측 영역에서 고체연료가 공급될 수 있도록 측부에 스크류피더(20)가 형성되는 구조이다. 이러한 스크류피더(20)는 스팀이 외부로 누기되는 것은 방지하여 열손실을 없애고, 내부압력에 관계없이 고체연료를 원활히 공급할 수 있도록 한 것이다.
또한 상기 유동층 가스화기(100)의 하측부에는 상기 스크류피더(20)로 공급되어 낙하되는 고체연료에 고온의 스팀이 공급될 수 있도록 상기 스크류피더(20) 보다 상대적으로 더 낮은 위치에 다수의 스팀공급공(30)이 형성되는 구조이다.
이 때 상기 스팀공급공(30)은 열교환기(200)를 거쳐 배출되는 합성가스의 배출열을 회수하여 물을 스팀화시키는 스팀공급관(210)이 연결되어 스팀을 공급받을 수 있도록 구성된다.
아울러 상기 유동층 가스화기(100)는 스크류피더(20)를 통해 낙하되는 고체연료을 안착시키고, 라이저(10)의 내부 영역으로만 상승 열풍기류가 유통될 수 있도록 중앙부위에 다수의 통공(51)이 부분 형성된 다공판(50)이 바닥면에 이격 설치되는 구조이다.
이 때 상기 다공판(50)의 상면 중심부에는 교반날개(60)가 배치되어 상기 라이저(10)의 외측 영역으로 공급되는 고체연료을 선회력에 의해 유동시킬 수 있도록 구성된다.
상기에서 교반날개(60)는 도 3에서와 같이, 선회방향으로 날개가 경사지게 형성되어 고체연료를 유동시켜 교반하면서 고체연료를 다공판(50)의 중심부인 통공(51)으로 유도하여 송풍되는 상승 열풍기류에 실려 상승될 수 있도록 한 구성이다. 이 때 스팀은 라이저(10)의 내부 저압력으로 인해 자동으로 라이저(10)의 내부로 유입된다.
여기서 상기 유동층 가스화기(100)는 바닥면 중앙에 원통형상의 배플(80)이 형성되되, 상기 배플(80)은 상부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되어 다공판(50)에 형성된 통공(51)의 영역으로만 열풍이 공급될 수 있도록 구성된다.
한편 상기 유동층 가스화기(100)는 라이저(10)의 외측 영역에서 선회하는 믹싱와이어(70)가 더 설치되는 구성이다.
여기서 상기 믹싱와이어(70)는 라이저(10)의 외측 영역에서 나선형태로 감긴 형태로 구성되며, 하단은 상기 교반날개(60)의 회전축(61)에 연결되어 교반날개(60)와 동반 선회하는 구성이다.
이러한 상기 믹싱와이어(70)는 선회하면서 유동층 가스화기(100)의 내벽면에 고체연료가 점착되는 것을 방지하고, 더불어 고체연료가 균일하게 열분해될 수 있도록 응집된 입자를 파쇄하는 기능을 겸한다.
상술된 바와 같이, 유동층 가스화기(100)는 공급되는 고체연료를 교반날개(60)에 의해 유동시킴과 동시에 스팀을 공급하여 수분함량이 많은 고온의 분위기로 조성하고, 라이저(10)의 도입부 즉, 라이저(10)의 하부 영역에서 열풍과 고체연료가 만나 열분해가스가 생성되며, 생성된 열분해가스는 상승 열풍에 의해 라이저(10)의 내부에서 수직 상승하면서 수분과 반응하여 합성가스가 생성될 수 있도록 기능 한다.
여기서 상기 라이저(10) 내의 반응은 열풍에 의한 고온의 분위기에서 메탄의 수증기 개질반응(CH4 + 2H2O --> 3H2 + CO2), 메탄의 이산화탄소 개질반응(CH4 + CO2 --> 2H2 + 2CO), 수성가스 전환반응 (CO + H2O --> H2 + CO2 ,, C + H2O --> H2 + CO2) 등이 동반되어 일어남으로써 전체 생성기체 조성이 합성가스(H2와 CO)가 주성분인 합성가스가 생성된다.
그리고 상기 유동층 가스화기(100)의 상측부에는 배출구(40)가 형성되어 애쉬가 포함된 합성가스를 사이클론(300)으로 배출할 수 있도록 구성된다.
이 때 상기 사이클론(300)과, 유동층 가스화기(100)의 사이에 설치되는 것이 열교환기(200)이다.
상기 열교환기(200)는 합성가스의 배출열을 회수하여 유동층 가스화기(100)에 재공급하고, 저온의 합성가스는 사이클론(300)에 배출하는 것으로, 스팀공급관(210)과, 열풍공급관(220)이 연결되는 구조이다.
이러한 구조는 상기 스팀공급관(210)으로 물을 공급하면 상기 물이 열교환기(200)에서 합성가스의 배출열을 회수하여 스팀으로 기화되고, 상기 스팀은 유동층 가스화기(100)의 스팀공급공(30)으로 공급되는 구조이다.
또한 상기 열풍공급관(220)으로는 고압의 공기 또는 산소를 공급하면 상기 공기 또는 산소가 열교환기(200)에서 합성가스의 배출열을 회수하여 유동층 가스화기(100)의 저면으로 공급되는 구조이다.
이 때 상기 열풍공급관(220)에는 열교환기(200)를 거친 고온의 공기를 뜨거운 열풍으로 전환시킬 수 있도록 열풍공급기(230)가 연결될 수 있다.
한편 사이클론(300)은 상기 유동층 가스화기(100)로부터 유입되는 애쉬를 하부로 배출하고, 합성가스는 중앙에 연결되는 배출관(310)을 통해 외부로 배출되어 별도의 저장탱크(미도시)에 저장되어 연료로 사용된다.
아울러 상기 교반날개(60)의 회전축(61)은 내부에 수분이 충진된 다공성세라믹튜브(61a)가 외장되어 구성된다.
이러한 구조는 상기 유동층 가스화기(100)의 내부는 합성가스 반응열과 고온의 열풍에 의해 수백℃까지 상승하게 되는데, 이럴 경우 상기 교반날개(60)의 회전축(61)이 전도열에 의해 변형되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 다공성세라믹튜브(61a)는 내부에 물이 충진되어 구성되며, 다공성세라믹튜브(61a)에 충진된 물이 기화되어 외부로 스팀상태로 분사된다. 이 때 상기 스팀이 다공성세라믹튜브(61a)를 보호막형태로 감싸 장시간에 걸쳐 회전축(61)을 보호하게 되어 기기의 안정화를 누릴 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치의 작동에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 배출열 회수형 유동층 가스화장치의 작동도이다.
먼저 스크류피더(20)를 통해 고체연료가 유동층 가스화기(100)의 내부로 유입되면, 고온의 스팀이 유동층 가스화기(100)의 스팀공급공(30)으로 송출된다.
그러면 고체연료는 수분함량이 많은 고온의 분위기에서 교반날개(60)의 선회력에 의해 교반되면서 유동에 의해 다공판(50)의 중심으로 유도된다.
동시에 믹싱와이어(70)는 상기 교반날개(60)와 함께 선회되면서 유동층 가스화기(100)의 내벽면에 고체연료가 점착되는 것을 방지하고, 더불어 고체연료가 균일하게 열분해될 수 있도록 응집된 입자를 파쇄하게 된다.
이렇게 교반날개(60)의 선회력에 의해 다공판(50)의 중심부로 유도된 고체연료는 라이저(10)의 하부영역에서 열풍과 만나 열분해되어 열분해가스가 생성된다.
아울러 스팀은 라이저(10) 내부의 저압력에 의해 자동 유입된다.
그리고 열분해된 열분해가스와 애쉬 및 스팀은 다공판(50)의 중심에 형성된 통공(51)으로 계속해서 공급되는 상향 열풍으로 인해 라이저(10)의 내부를 따라 상승된다.
이 때 상승되는 열분해가스는 라이저(10) 내부의 고온 분위기에서 수분과 반응하여 합성가스(H2와 CO)가 생성된다.
생성된 합성가스는 유동층 가스화기(100)의 상측부에는 형성된 배출구(40)를 통해 배출된다.
배출된 합성가스의 배출열은 열교환기(200)에 연결되는 열풍공급관(220) 내의 공기와, 스팀공급관(210) 내의 물로 회수되어 저온의 합성가스 상태로 사이클론(300)으로 배출된다.
이때 상기 열풍공급관(220)으로는 공기가 공급되는데, 상기 공기는 열교환기(200)를 거쳐 고온의 공기로 바뀌고, 고온의 공기는 열풍공급기(230)를 거쳐 고압의 열풍으로 전환되어 유동층 가스화기(100)의 저면으로 공급된다.
또한 상기 스팀공급관(210)으로 공급되는 물은 열교환기(200)를 거쳐 스팀화되어 스팀공급관(210)을 통해 유동층 가스화기(100)의 스팀공급공(30)으로 공급된다.
마지막으로 열교환기를 거친 애쉬는 사이클론(300)을 내부를 선회하여 하부로 배출되어 수거되고, 저온의 합성가스는 중앙에 연결되는 배출관(310)을 통해 외부로 배출되어 별도의 저장탱크에 저장되어 연료로 사용된다
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
10: 라이저 20: 스크류피더
30: 스팀공급공 40: 배출구
50: 다공판 51: 통공
60: 교반날개 61: 회전축
61a: 다공성세라믹튜브 70: 믹싱와이어
80: 배플 100: 유동층 가스화기
200: 열교환기 210: 스팀공급관
220: 열풍공급관 230: 열풍공급기
300: 사이클론 310: 배출관
400: 배출열 회수형 유동층 가스화장치

Claims (7)

  1. 고체연료를 열분해시켜 열분해가스를 생성하고, 생성된 열분해가스를 수분과 반응시켜 H2와 CO가 주성분인 합성가스를 생성하여 상향 배출시키는 유동층 가스화기(100);
    상기 유동층 가스화기(100)를 통해 배출되는 고온의 합성가스에 포함된 열원을 회수하여 유동층 가스화기(100)로 공급되는 열풍과 스팀의 에너지원으로 재사용시키는 열교환기(200); 및
    상기 열교환기(200)를 통해 열회수되어 배출되는 저온의 합성가스를 공급받아 상기 합성가스에 포함된 애쉬(Ash)는 하부로 배출하고, 정제된 합성가스만을 중앙에 연결되는 배출관(310)을 통해 외부로 배출하는 사이클론(300);을 포함하여 이루어지되,
    상기 유동층 가스화기(100)는 내측 중심 상부에서부터 하부 하향 연장되는 라이저(Riser)(10)의 내부로 고온의 상향 열풍을 공급하여 수분과 열분해가스가 반응에 의해 H2와 CO가 주성분인 합성가스가 생성되도록 하여 상향 배출시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유동층 가스화기(100)는 상기 라이저(10)의 외측 영역에서 고체연료가공급될 수 있도록 측부에 연결되는 스크류피더(20)와, 상기 스크류피더(20)로 공급되어 낙하되는 고체연료에 스팀이 공급될 수 있도록 상기 스크류피더(20) 보다 상대적으로 더 낮은 위치에 형성되는 다수의 스팀공급공(30)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유동층 가스화기(100)는 상기 스크류피더(20)를 통해 낙하되는 고체연료을 안착시키고, 라이저(10)의 내부 영역으로만 상승 열풍이 유통될 수 있도록 중앙부위에 다수의 통공(51)이 부분 형성되는 다공판(50)이 상기 유동층 가스화기(100)의 바닥면에 이격 설치되고, 상기 다공판(50)의 상부 중심부에는 교반날개(60)가 배치되어 상기 라이저(10)의 외측 영역으로부터 공급되는 고체연료를 선회력에 의해 유동 및 고체연료를 중앙으로 이송시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스팀공급공(30)은 열교환기(200)와 연결되는 스팀공급관(210)과 연결되어 스팀을 공급받고,
    상기 유동층 가스화기(100)의 저면은 다공판(50)의 통공(51)으로 열풍을 공급할 수 있도록 열교환기(200)와 연결되는 열풍공급관(220)이 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 유동층 가스화기(100)의 바닥면은 중앙에 원통형상의 배플(80)이 형성되되,
    상기 배플(80)은 상부로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되어 다공판(50)에 형성된 통공(51)의 영역으로만 상승 열풍이 공급될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 유동층 가스화기(100)는 라이저(10)의 외측 영역에서 선회하는 믹싱와이어(70)가 더 설치되되,
    상기 믹싱와이어(70)는 나선형태로 감긴 형태로 구성되고, 하단은 상기 교반날개(60)의 회전축(61)에 연결되어 교반날개(60)와 동반 선회하여 상기 유동층 가스화기(100)의 내벽면에 고체연료가 점착되는 것을 방지하거나 입자상의 고체연료를 균일하게 파쇄하는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 교반날개(60)의 회전축(61)은 내부에 수분이 충진된 다공성세라믹튜브(61a)가 외장되어 높은 열에 의해 회전축의 열변형을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출열 회수형 유동층 가스화장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016802A (ko) * 2003-08-04 2005-02-21 한국생산기술연구원 유동층 반응로를 이용한 열분해가스 수소개질장치
KR20060102778A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 한국에너지기술연구원 농임산폐기물의 유동층 열분해 및 가스화 장치와 그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016802A (ko) * 2003-08-04 2005-02-21 한국생산기술연구원 유동층 반응로를 이용한 열분해가스 수소개질장치
KR20060102778A (ko) * 2005-03-25 2006-09-28 한국에너지기술연구원 농임산폐기물의 유동층 열분해 및 가스화 장치와 그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164669A1 (en) * 2021-01-27 2022-08-04 Emerging Fuels Technology, Inc. Heat transfer elements
US11565227B2 (en) 2021-01-27 2023-01-31 Emerging Fuels Technology, Inc. Heat transfer elements

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