KR101386254B1 - Gasification - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부에서 원료와 산소가 주입되는 입구부와, 상기 입구부로 주입된 원료가 산소와 불완전 연소반응을 일으켜 합성가스와 슬래그가 생산되는 반응부와, 상기 반응부의 하단에 위치하며 합성가스와 슬래그가 하단으로 유출되는 슬래그 탭과, 상기 슬래그탭에서 유출되는 합성가스와 슬래그가 유입되고 냉각물질이 구비되는 냉각부와, 상기 슬래그탭 하단에 구비되고 합성가스가 상기 냉각부에 유입된 후 상승하여 외부로 배출되는 합성가스 배출부및 상기 냉각부와 상기 합성가스 배출부 사이에 형성되어 상기 냉각부에서 상승하는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 제거하는 집진부를 포함하고, 상기 집진부는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 합성가스에서 분리시키는 제거부 및, 상기 제거부를 상기 냉각부의 상부에서 슬래그탭을 둘러싸며 상기 가스화기 내벽에 고정시키는 고정부를 포함하여 구성되는 가스화기에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 가스화기에 의하면, 합성가스 내에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위해 가스화기 외부에서 별도의 집진부를 포함하지 않고 가스화기 내부에 상기 집진부를 포함하여 설비공간이 감소 되고 설비 비용 또한 감소 되는 효과를 제공한다.
According to the present invention, an inlet part into which raw material and oxygen are injected from an upper part, a raw material injected into the inlet part, reacts with oxygen to produce an incomplete combustion reaction, and a syngas and slag are produced; A slag tap through which slag flows out to the lower end, a cooling part in which the synthetic gas and slag flowing out from the slag tap flow into the slag, and a cooling material are provided; And a dust collecting part which is formed between the syngas discharge part discharged to the outside and the coolant and the syngas discharge part to remove impurities contained in the syngas rising from the cooling part, The removal unit for separating the impurities contained in the synthesis gas, and the slab tab in the upper portion of the cooling unit It relates to a gasifier which is wrapped and comprises a fixing part fixed to the inner wall of the gasifier.
According to the gasifier according to an embodiment of the present invention, in order to remove impurities contained in the synthesis gas, the equipment space is reduced by including the dust collector in the gasifier without including a separate dust collector outside the gasifier. And the cost of equipment is also reduced.

Description

가스화기 {GASIFICATION}Gasifier {GASIFICATION}

본 발명은 가스화기에 관한 것이며, 상세하게는 별도의 장치에 의하지 않고 내부에 구비된 장치에 의해 합성가스의 불순물을 제거할 수 있는 가스화기에 관한 것이다.The present invention relates to a gasifier, and more particularly, to a gasifier capable of removing impurities of syngas by a device provided therein without using a separate device.

가스화 복합 발전이란 석탄, 바이오 매스 등의 에너지 원료를 고온 고압조건에서 불완전 연소시킴으로써 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스를 생산하고, 이때 생성된 합성가스와 이 때 발생되는 열 에너지를 사용하여 가스터빈과 증기터빈을 함께 구동시켜 전기 등을 생산하는 발전을 말한다.Gasification Combined Cycle Power Generation means the production of synthesis gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen by incomplete combustion of energy raw materials such as coal and biomass under high temperature and high pressure conditions. Power generation that produces electricity by driving steam turbine together.

이러한 가스화 복합 발전 설비에 구비되는 가스화기에서는 원료가 불완전 연소되어 합성가스가 생성되고 이러한 합성가스가 생성된 후 원료가 슬래그로 변하여 외부로 배출된다.In the gasifier provided in the gasification combined cycle power plant, the raw material is incompletely burned to generate a synthesis gas, and after the synthesis gas is produced, the raw material turns into slag and is discharged to the outside.

그런데 상기 가스화기의 종류 중 하향식 가스화기에서 생산된 합성가스는 가스화기 하단에 구비되는 냉각수를 통과하여 가스화기의 측면으로 유출되는데, 이때 생성된 합성가스에서는 비산회, 미연탄분, 애쉬 등 불순물이 많이 포함되어 있다.By the way, the synthesis gas produced from the top-down gasifier of the type of gasifier passes through the cooling water provided at the bottom of the gasifier to the side of the gasifier, in which the impurities such as fly ash, coal briquettes, ash, etc. A lot is included.

종래의 발전 설비에는 합성가스에서 이러한 불순물을 제거하기 위해 상기 가스화기 외부에 별도의 집진 장치 구비되었는데, 이러한 별도의 집진 장치는 발전 설비에서 공간적 제약과 비용 측면에서 불리한 문제가 있었다.Conventional power plants are equipped with a separate dust collector outside the gasifier to remove such impurities from the synthesis gas, this separate dust collector has a disadvantage in terms of space constraints and costs in the power plant.

본 발명에서는 상기 종래 문제점 중 적어도 일부를 해소하기 위해 제안된 것으로서, 그 목적은 합성가스 내에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위해 가스화기 외부에 별도의 장치를 구비하지 않고 가스화기 내부에서 불순물을 제거할 수 있도록 하여 설치 공간과 설비 비용이 감소되는 가스화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve at least some of the above-mentioned problems, and an object thereof is to remove impurities in the gasifier without providing a separate device outside the gasifier to remove impurities contained in the syngas. It is an object of the present invention to provide a gasifier that can reduce installation space and equipment costs.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 측면에서 본 발명은, 상부에서 원료와 산소가 주입되는 입구부와, 상기 입구부로 주입된 원료가 산소와 불완전 연소반응을 일으켜 합성가스와 슬래그가 생산되는 반응부와, 상기 반응부의 하단에 위치하며 합성가스와 슬래그가 하단으로 유출되는 슬래그 탭과, 상기 슬래그탭에서 유출되는 합성가스와 슬래그가 유입되고 냉각물질이 구비되는 냉각부와, 상기 슬래그탭 하단에 구비되고 합성가스가 상기 냉각부에 유입된 후 상승하여 외부로 배출되는 합성가스 배출부및 상기 냉각부와 상기 합성가스 배출부 사이에 형성되어 상기 냉각부에서 상승하는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 제거하는 집진부를 포함하고, 상기 집진부는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 합성가스에서 분리시키는 제거부 및, 상기 제거부를 상기 냉각부의 상부에서 슬래그탭을 둘러싸며 상기 가스화기 내벽에 고정시키는 고정부를 포함하여 구성되는 가스화기를 제공한다.In the technical aspect for achieving the above object, the present invention, the inlet portion and the raw material and the oxygen is injected into the upper portion, the reaction portion in which the synthesis gas and slag is produced by the oxygen and incomplete combustion reaction of the raw material injected into the inlet And a slag tab positioned at a lower end of the reaction unit and having a synthesis gas and slag flowing out to a lower end, a cooling unit in which the synthesis gas and slag flowing out of the slag tab are introduced and a cooling material is provided, and provided at the bottom of the slag tab. And syngas is introduced into the cooling unit and then discharged to the outside to be discharged to the outside, and formed between the cooling unit and the synthesis gas discharge unit to remove impurities contained in the synthesis gas rising from the cooling unit. A dust collecting unit, wherein the dust collecting unit removes impurities contained in the synthesis gas from the synthesis gas; Surrounding the slag tap at the upper cooling portion removing portions group provides a group consisting of gasification, including fixing part for fixing to the inner wall of the gasifier.

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또한 바람직하게, 상기 제거부는 흑연을 포함하여 구성될 수 있다.Also preferably, the removing unit may be configured to include graphite.

바람직하게, 상기 집진부는 상단에서 냉각수가 분사되도록 하는 분사부;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the dust collecting unit may further include a spray unit for spraying the coolant from the top.

또한 바람직하게, 상기 슬래그탭은 하단에 배출되는 합성가스의 기포의 크기를 작게 하는 기포분해부;를 더 포함할 수 있다.Also preferably, the slag tab may further include a bubble decomposition unit for reducing the size of the bubbles of the synthesis gas discharged to the lower end.

바람직하게, 상기 기포분해부는 상기 슬래그탭에 톱니모양으로 구비될 수 있다.Preferably, the bubble decomposition unit may be provided in the sawtooth shape on the slag tab.

또한 바람직하게, 상기 기포분해부는 상기 슬래그탭 하단에 형성된 개구로 이루어질 수 있다.Also preferably, the bubble decomposition unit may be formed of an opening formed at the bottom of the slag tab.

바람직하게, 상기 가스화기는 상기 냉각부에서 유출되는 냉각물질을 정화시키는 정화부; 및 상기 정화부에서 유출되는 냉각물질을 다시 상기 냉각부로 재순환시키는 재순환부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, the gasifier includes a purifying unit for purifying the cooling material flowing out of the cooling unit; And a recycling unit for recycling the cooling material flowing out of the purification unit back to the cooling unit.

바람직하게, 상기 가스화기는 상기 정화부에서 유출되는 냉각물질이 상기 집진부의 상단에서 분사되도록 분사부;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the gasifier may further include an injection unit so that the cooling material flowing out of the purification unit is injected from the upper end of the dust collecting unit.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기에 의하면, 합성가스 내에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위해 가스화기 외부에 별도의 장치를 구비하지 않고 가스화기 내부에서 불순물을 제거할 수 있도록 하여 설치 공간과 설비 비용이 감소되는 효과를 제공한다.According to such a gasifier according to an embodiment of the present invention, in order to remove impurities contained in the synthesis gas, it is possible to remove impurities from the gasifier without installing a separate device outside the gasifier. And the cost of equipment is reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기의 정단면도.
도 2는 도 1에서 A-A'의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기 내에 구비되는 슬래그 탭의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
1 is a front sectional view of a gasifier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1;
Figure 3 is a perspective view showing another embodiment of the slag tab provided in the gasifier according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 가스화기의 기술적 특징을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.First, the embodiments described below are suitable embodiments for understanding the technical features of the present invention gasifier. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기(100)는 상부에서 원료와 산소가 주입되는 입구부(111);와 합성가스와 슬래그가 생산되는 반응부(112);와 슬래그가 배출되는 슬래그탭(120);과 슬래그가 냉각되는 냉각부(130);와 합성가스가 배출되는 합성가스 배출부(140);와 합성가스 내의 불순물을 제거하는 집진부(150);를 포함할 수 있다.Gasifier 100 according to an embodiment of the present invention is the inlet portion 111 is a raw material and oxygen is injected from the upper portion; and the reaction unit 112 is a synthesis gas and slag is produced; and the slag tab (slag discharged) 120; and a cooling unit 130 for cooling the slag; and a syngas discharge unit 140 through which the syngas is discharged; and a dust collecting unit 150 for removing impurities in the syngas.

도 1을 참조하면, 생성되는 합성가스가 가스화기 하단에서 배출되는 하향식 가스화기(100)의 경우는 가스화기(100)의 상부에서 가스화반응의 원료와 산소가 유입되는 입구부(111)가 구비되고, 상기 입구부(111) 하단에 유입된 원료와 산소가 불완전연소반응을 일으켜 합성가스를 생산하는 반응부(112)를 구비한다. Referring to FIG. 1, in the case of the top-down gasifier 100 in which the generated synthesis gas is discharged from the bottom of the gasifier, an inlet 111 through which the raw material of the gasification reaction and oxygen are introduced is provided at the top of the gasifier 100. In addition, the raw material and oxygen introduced into the lower end of the inlet 111 is provided with a reaction unit 112 for producing a synthesis gas by incomplete combustion reaction.

상기 반응부(112)의 하단에는 원료의 불완전연소반응 후 잔여물인 고온의 슬래그가 반응부(112)에서 배출되도록 슬래그탭(120)이 구비되고, 상기 슬래그탭(120)의 하단에는 유출되는 슬래그를 냉각시키는 냉각부(130)가 구비된다.The slag tab 120 is provided at the lower end of the reaction unit 112 so that the hot slag remaining after the incomplete combustion reaction of the raw material is discharged from the reaction unit 112, and the slag flowing out at the lower end of the slag tab 120. Cooling unit 130 for cooling the is provided.

이때, 상기 반응부(112)에서 생성되는 합성가스가 유출될 때 냉각물질과 접촉하여 상기 합성가스 내부에 구비되는 불순물을 용해시키고 상기 합성가스의 온도를 냉각시키기 위해 상기 슬래그탭(120) 하단이 상기 냉각부(130)의 내부에 위치하도록 구비될 수 있다. In this case, when the synthesis gas generated in the reaction unit 112 flows out, the slag tab 120 has a lower end in contact with a cooling material to dissolve impurities included in the synthesis gas and to cool the temperature of the synthesis gas. It may be provided to be located inside the cooling unit 130.

한편, 상기 가스화기(100)의 하부 측면에는 상기 냉각물질을 통과하는 합성가스가 배출되는 합성가스 배출부(140)가 구비될 수 있는데, 합성가스가 상기 합성가스 배출부(140)를 통과하기 전에 불순물을 제거할 수 있도록 상기 가스화기(100) 내에서 상기 냉각부(130) 상부와 상기 합성가스 배출부(140) 하단에서 집진부(150)가 구비될 수 있다.On the other hand, the lower side of the gasifier 100 may be provided with a syngas discharge unit 140 for discharging the syngas passing through the cooling material, the syngas to pass through the syngas discharge unit 140 The dust collector 150 may be provided at the upper portion of the cooling unit 130 and at the bottom of the syngas discharge unit 140 in the gasifier 100 so as to remove impurities.

도 1과 도 2를 참조하면, 상기 집진부(150)는 합성가스 내부에 포함되어 있는 불순물을 합성가스에서 분리시키는 제거부(151)와 이러한 제거부(151)가 상기 가스화기(100) 내벽에 고정될 수 있도록 고정부(152)로 구비될 수 있다.1 and 2, the dust collecting unit 150 includes a removing unit 151 for separating impurities contained in the synthesis gas from the synthesis gas, and the removing unit 151 is formed on the inner wall of the gasifier 100. It may be provided as a fixing portion 152 to be fixed.

먼저, 상기 제거부(151)는 미분탄, 비산회 등이 합성가스 배출부(140)를 통과하지 못하고 상기 냉각부(130)에 구비되는 냉각물질로 다시 유입될 수 있도록 흑연 등과 같은 물질로 구비될 수 있다.First, the removal unit 151 may be made of a material such as graphite so that pulverized coal, fly ash, etc. do not pass through the syngas discharge unit 140 and flow back into the cooling material provided in the cooling unit 130. have.

흑연을 예를 들어 설명하면, 먼저 상기 냉각부(130)에 유입되어 합성가스 내부에 포함되어 있는 불순물들 중 일부는 냉각물질에 용해되고 일부는 용해되지 못하고 상부로 유출된다.For example, the graphite may be introduced into the cooling unit 130, and some of the impurities contained in the synthesis gas may be dissolved in the cooling material, and some may not be dissolved, and flow out to the upper portion.

이때 합성가스내에 포함되는 미분탄, 비산회 등을 이루는 미세 분자들이 부딪치며 진행하던 방향으로 이동하지 못하고 미끌어져 합성가스와 분리될 수 있도록, 이러한 불순물들이 표면에 부딪쳤을 때 미끄러지는 성질을 갖는 흑연이 상기 가스화기 내부에 구비될 수 있다.At this time, graphite having a property of sliding when these impurities hit the surface so that fine molecules constituting pulverized coal, fly ash, etc. contained in the synthesis gas cannot collide with each other in the traveling direction and can be separated from the synthesis gas. It may be provided inside.

그런데, 이러한 흑연과 같이 불순물을 합성가스와 분리시키는 제거부(151)를 구성하는 물질은 불순물이 제거된 합성가스가 상기 합성가스 배출부(140)로 쉽게 유출될 수 있도록 하기 위해 공극이 충분한 알갱이 형태로 구비되는 것이 바람직하다.By the way, the material constituting the removal unit 151 separating the impurities from the synthesis gas, such as graphite, has a sufficient amount of pores so that the synthesis gas from which the impurities are removed can easily flow out to the synthesis gas discharge unit 140. It is preferably provided in the form.

그런데, 도 1과 도 2를 참조하면, 상기 집진부(150)는 충분한 공극을 구비하는 흑연 등과 같은 물질로 이루어진 제거부(151)가 상기 가스화기(100) 내부에, 특히 합성가스의 유출 경로에 위치하도록 내측은 상기 슬래그탭(120)을 감싸고 외측은 가스화기 내벽(113)에 고정되며 하단은 냉각부(130) 상부에 위치하고 상단은 상기 합성가스 배출부(140) 하부에 위치되도록 구비될 수 있다.However, referring to FIGS. 1 and 2, the dust collecting part 150 has a removing part 151 made of a material such as graphite having sufficient voids in the gasifier 100, in particular, in the outflow path of the synthesis gas. The inner side surrounds the slag tab 120 and the outer side is fixed to the gasifier inner wall 113 so that the lower end is located above the cooling unit 130 and the upper end is positioned below the syngas discharge unit 140. have.

즉, 상기 집진부(150)는 상기 냉각물질에 젖지 않도록 상기 냉각부(130)의 상부에 위치하되, 합성가스가 배출되는 상기 합성가스 배출부(140) 하단에 있어야 한다.That is, the dust collecting unit 150 is located above the cooling unit 130 so as not to get wet with the cooling material, but must be below the syngas discharge unit 140 through which syngas is discharged.

그리고, 상기 집진부(150)는 상기 냉각부(130) 상부와 상기 합성가스 배출부(140) 하단에 위치하며 상기 합성가스 배출부(140)로 불순물이 제거되지 않은 합성가스가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 외측은 상기 가스화기 내벽(113)에 밀착되고, 내측은 상기 슬래그탭(120)을 둘러싸는 내부가 빈 원통형 형상으로 구비됨이 바람직하다.In addition, the dust collecting unit 150 is located at the upper portion of the cooling unit 130 and the lower portion of the syngas discharge unit 140 to prevent the synthesis gas from which impurities are not removed into the syngas discharge unit 140. The outer side is in close contact with the gasifier inner wall 113, and the inner side is preferably provided in a hollow cylindrical shape surrounding the slag tab 120.

그런데 흑연과 같이 크기가 작은 알갱이 형태로 구비되는 상기 제거부(151)가 상기 가스화기 내부에 위치하기 위해 이를 고정하는 고정부(152)가 구비된다.However, the fixing unit 152 is provided to fix the removal unit 151 provided in the form of small particles such as graphite to be located inside the gasifier.

상기 고정부(152)는 일 실시예로, 충분한 공극을 가진 일정량의 알갱이가 서로 분리되지 않도록 철망형태로 구비되며 볼트 너트나 용접등 다양한 고정수단(미도시)을 이용하여 상기 제거부(151)를 상기 냉각부(130) 상부와 상기 합성가스 배출부(140) 사이에 고정시킬 수 있다.In one embodiment, the fixing part 152 is provided in the form of a wire mesh so that a predetermined amount of granules having sufficient air gaps are not separated from each other, and the removal part 151 using various fixing means (not shown) such as bolt nuts or welding. It may be fixed between the cooling unit 130 and the syngas discharge unit 140.

또한, 상기 집진부(150)는 상기 합성가스에서 미연탄, 비산회 등 불순물들이 상기 제거부(151)에서 합성가스와 분리되는 것이 용이하고 상기 냉각부(130)로 유출되도록 하기 위해, 상기 가스화기 내벽(113) 일측에 상기 집진부(150) 상부를 향해 냉각물질을 분사하는 분사부(153)을 더 포함할 수 있다. In addition, the dust collector 150 may easily separate impurities such as coal briquettes and fly ash from the synthesis gas from the synthesis gas in the removal unit 151 and flow out to the cooling unit 130. One side may further include an injection unit 153 for injecting a cooling material toward the dust collector 150.

그런데, 이러한 냉각물질을 분사하는 분사부(153)는 상기 집전부의 상단이며 상기 가스화기(100)의 일측에 복수개가 구비될 수 있으며 상기 슬래그탭(120)에서 유출되는 합성가스의 양에 따라 분사부(153)의 개수 및 분사부(153)에서 분사되는 냉각물질의 분사량등이 결정되는 것이 바람직하다.By the way, the injection unit 153 for injecting the cooling material is the upper end of the current collector and may be provided in plurality on one side of the gasifier 100, depending on the amount of syngas flowing out of the slag tab 120 It is preferable that the number of injection units 153 and the injection amount of the cooling material injected from the injection unit 153 are determined.

한편, 이러한 합성가스 내에 포함된 미연탄, 비산회 등의 불순물의 제거가 용이하게 하기 위해 상기 합성가스가 상기 제거부(151)에서 흑연 등과 접촉할 때 접촉 면적이 넓게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to facilitate the removal of impurities such as coal briquettes, fly ash and the like contained in the syngas, it is preferable to increase the contact area when the syngas comes into contact with graphite and the like in the removal unit 151.

이를 위해 상기 냉각부(130)에서 유출되는 합성가스의 기포 크기를 작게 하는 기포분해부(125)가 구비될 수 있다.To this end, the bubble breaker 125 may be provided to reduce the bubble size of the syngas flowing out from the cooling unit 130.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 기포분해부(125)는 상기 슬래그탭(120)의 하단에 톱니 형태(125a)로 구비되거나, 상기 슬래그탭(120) 하단에 형성된 개구(125b)로 이루어져 상기 슬래그탭(120)을 통과하는 합성가스 중 일부는 상기 기포분해부(125)를 통과하여 기포의 크기가 작은 형태로 배출된다.1 and 3, the bubble disintegrating unit 125 is provided in the form of a sawtooth (125a) at the bottom of the slag tab 120, or consists of an opening (125b) formed at the bottom of the slag tab 120. Some of the synthesis gas passing through the slag tab 120 passes through the bubble decomposition unit 125 and is discharged in the form of a small bubble size.

한편, 상기 냉각부(130)에는 냉각물질이 구비되고, 상기 반응부(112)에서 생성된 합성가스와 슬래그가 상기 냉각부(130)에 유입된다. On the other hand, the cooling unit 130 is provided with a cooling material, the synthesis gas and slag generated in the reaction unit 112 is introduced into the cooling unit 130.

그런데, 상기 냉각부(130)에 구비되어 있는 냉각물질에는 미연탄, 비산회 등 불순물이 포함되어 있는 합성가스와 불완전 연소된 후에 잔여물이 작은 알갱이로 형성되는 슬래그가 유입되어 용해되므로 냉각물질을 계속 사용할 수 없어 종래에는 냉각물질을 계속 교체하였다.However, the cooling material provided in the cooling unit 130 continues to cool because the synthetic gas containing impurities such as coal briquettes and fly ashes and slag, which are formed after the incomplete combustion, are formed by dissolving small particles. In the past, the cooling material was continuously replaced because it could not be used.

그런데, 본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기(100)는 상기 냉각부(130) 하단에는 상기 냉각부(130)에서 유출되는 냉각물질을 정화시키는 정화부(160)가 구비되고, 상기 정화부(160)에서 유출된 냉각물질이 다시 상기 냉각부로 유입되는 재순환부(170)가 구비된다. By the way, the gasifier 100 according to an embodiment of the present invention is provided with a purification unit 160 for purifying the cooling material flowing out of the cooling unit 130 at the lower portion of the cooling unit 130, the purification unit The recirculation unit 170 is provided with the cooling material flowing out from the 160 flowing back into the cooling unit.

상기 재순환부(170)는 상기 정화부(160)를 통과하여 정화된 냉각물질이 재순환 될 수 있도록 펌프(173)을 구비하고, 상기 냉각부(130)의 유입부(176)로 다시 냉각물질이 유입되는 제1재순환관(171)과 상기 분사부(153)으로 유입시키는 제2재순환관(172)을 포함하여 구비될 수 있다.The recirculation unit 170 includes a pump 173 so that the purified cooling material passes through the purification unit 160 to be recycled, and the cooling material is returned to the inlet 176 of the cooling unit 130. It may include a first recirculation pipe 171 to be introduced and a second recirculation pipe 172 to be introduced into the injection unit 153.

또한 상기 제1재순환관(171)과 상기 제2재순환관(172)는 각각 제1밸브(174)와 제2밸브(175)에 의해 유입량이나 유입여부가 조절될 수 있다.In addition, the first recirculation pipe 171 and the second recirculation pipe 172 may be controlled by the first valve 174 and the second valve 175, the amount of inflow or inflow.

그리고, 상기 제2재순환관(172)을 통해 상기 분사부(153)로 유입되는 냉각물질의 분사되는 양과 분사되는 시기를 제어할 수 있는 제어기(177)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
The controller 177 may further include a controller 177 for controlling the injection amount and the injection timing of the cooling material flowing into the injection unit 153 through the second recirculation pipe 172.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화기(100)의 작용 효과에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the gasifier 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 의한 가스화기(100)는 상기 입구부(111)에서 유입되는 미분탄 등 화석원료, 산소가 유입되어 상기 반응부(112)에서 불완전 연소가 일어나며, 이러한 불완전 연소에 의해 일산화탄소, 수소 등이 포함되는 합성가스와 슬래그가 생성된다.In the gasifier 100 according to an embodiment of the present invention, fossil raw materials such as pulverized coal introduced from the inlet 111, oxygen are introduced, and incomplete combustion occurs in the reaction unit 112, and carbon monoxide is caused by such incomplete combustion. Syngas and slag containing hydrogen, etc. are produced.

하향식 가스화기(100)의 경우 상기 반응부(112)에서 생성되는 합성가스와 슬래그는 상기 슬래그탭(120)을 거쳐 상기 냉각부(130)로 유입된다. In the case of the top-down gasifier 100, the synthesis gas and the slag generated in the reaction unit 112 are introduced into the cooling unit 130 through the slag tab 120.

특히, 상기 슬래그탭(120)의 하단이 상기 냉각부(130)에 구비되어 있는 냉각물질 내부에 위치하도록 구비되어 합성가스와 슬래그 모두 상기 냉각부(130)로 유입된다.In particular, the lower end of the slag tab 120 is provided so as to be located inside the cooling material provided in the cooling unit 130, both the synthesis gas and the slag flows into the cooling unit 130.

먼저, 도 1에서 화살표로 표시되는 합성가스의 흐름을 중심으로 살펴보면, 합성가스는 상기 기포분해부(125)를 통과하면서 크기가 작은 형태로 변하게 되며, 냉각물질에서 합성가스 내에 미분탄, 비산회 등 불순물은 이러한 냉각물질에서 1차적으로 용해되어 합성가스에서 분리된다.First, referring to the flow of the synthesis gas indicated by the arrow in FIG. 1, the synthesis gas is changed into a small size while passing through the bubble cracking unit 125, and impurities such as pulverized coal and fly ash in the synthesis gas from the cooling material. Is primarily dissolved in these cooling materials and separated from the syngas.

하지만, 합성가스는 일부는 냉각물질에 용해되지만, 다른 일부는 다시 상기 냉각부(130)의 상부로 떠오르게 되어 상기 합성가스 배출부(140)로 유출된다.However, some of the syngas is dissolved in the cooling material, but the other part rises to the upper portion of the cooling unit 130 again and flows out to the syngas discharge unit 140.

이때, 상기 합성가스 배출부(140)를 통과하기 전에 상기 합성가스 배출부(140)와 상기 냉각부(130) 사이에 구비되는 상기 집진부(150)에 의해 합성가스의 잔여 불순물들이 제거된다.At this time, residual impurities of the syngas are removed by the dust collector 150 provided between the syngas discharge unit 140 and the cooling unit 130 before passing through the syngas discharge unit 140.

상기 집진부(150)는 일 실시예로, 내부에 이러한 잔여 불순물을 합성가스와 분리시키는 제거부(151)가 구비되는데 흑연을 예로 들어 설명한다.In one embodiment, the dust collecting unit 150 is provided with a removing unit 151 for separating such residual impurities from the synthesis gas, which will be described using graphite as an example.

흑연은 비산회, 미분탄 등 잔여물질과 접촉시 흑연의 표면에서 미끌어지게 하여 다시 중력방향인 상기 냉각부(130) 방향으로 합성가스내의 잔여 불순물을 낙하하게 한다.  The graphite is slid from the surface of the graphite when it is in contact with the residual material such as fly ash, pulverized coal, and the like, causing the remaining impurities in the synthesis gas to fall toward the cooling unit 130 in the gravity direction.

그 결과, 불순물이 제거되는 합성가스는 합성가스 배출부(140)로 유출되고 불순물은 상기 냉각부(130)로 유입되어 상기 냉각물질과 함께 상기 가스화기(100)에서 배출된다.As a result, the syngas from which impurities are removed flows out to the syngas discharge unit 140 and the impurities flow into the cooling unit 130 and are discharged from the gasifier 100 together with the cooling material.

그런데, 상기 집진부(150)의 상부에 구비되는 분사부(153)에서 냉각물질이 분사되는 경우에는 상기 집진부(150)를 통과하는 합성가스에 포함될 수 있는 잔여 불순물이 제거된다.However, when the cooling material is injected from the injection unit 153 provided on the dust collecting unit 150, residual impurities that may be included in the synthesis gas passing through the dust collecting unit 150 are removed.

또한, 상기 집진부(150)에서 합성가스 내의 불순물이 제거부(151)와 접촉하면서 하부로 미끌어질 때 냉각물질이 분사되어 이러한 불순물이 상기 제거부(151)에 구비된 흑연 등의 표면에 달라붙지 못하게 하여 더욱 미끌어져 상기 냉각부(130)로 유입되어 상기 가스화기(100) 외부로 유출된다.In addition, when the impurity in the synthesis gas is lowered in contact with the removing unit 151 in the dust collecting unit 150, a cooling material is injected so that such impurities do not stick to the surface of graphite or the like provided in the removing unit 151. It is further prevented from slipping into the cooling unit 130 and flowing out of the gasifier 100.

그런데, 흑연은 상기 제거부(151)를 구성하는 하나의 예에 불과하고 이러한 불순물을 합성가스와 분리시킬 수 있는 다양한 물질도 가능함은 물론이다.By the way, graphite is only one example of constituting the removal unit 151, and of course, various materials capable of separating such impurities from the synthesis gas are also possible.

그리고, 슬래그는 상기 슬래그탭(120)에서 상기 냉각부(130)로 유출되어 상기 냉각물질에 의해 냉각되며 상기 가스화기(100)의 하단의 유출부(131)를 통해 상기 가스화기(100) 외부로 유출된다.In addition, the slag is discharged from the slag tab 120 to the cooling unit 130 and cooled by the cooling material, and the outside of the gasifier 100 through the outlet 131 of the lower end of the gasifier 100. Spills into.

이때, 상기 슬래그의 유입 뿐만 아니라 상기 합성가스에 포함되었던 불순물들이 상기 냉각부(130)로 유입되는데 이러한 물질들이 포함된 냉각물질은 상기 정화부(160)를 거쳐 다시 재사용될 수 있다.At this time, not only the inflow of the slag but also impurities included in the synthesis gas flow into the cooling unit 130. The cooling material including such materials may be reused again through the purification unit 160.

그리고, 상기 정화부(160)에 의해 불순물이 제거된 냉각유체는 상기 재순환부(160)에 의해 다시 재순환되어 상기 가스화기(100) 외부에서 새로운 냉각물질 공급없이 냉각물질이 공급된다.In addition, the cooling fluid from which impurities are removed by the purifying unit 160 is recycled by the recirculating unit 160 so that the cooling material is supplied without supplying a new cooling material from the outside of the gasifier 100.

즉, 일부는 상기 제1재순환관(171)을 거쳐 상기 가스화기(100) 측면의 유입부(176)로 다시 유입되어 슬래그와 합성가스를 냉각시키는데 사용되고 다른 일부는 상기 제2재순환관(172)을 거쳐 상기 분사부(153)로 유입되어 재사용된다. That is, a part of the first recirculation pipe 171 passes through the inlet part 176 of the side of the gasifier 100 and is used to cool the slag and syngas, and the other part of the second recirculation pipe 172. Through the injection unit 153 is reused.

이러한 냉각물질의 재순환을 통하여 환경적인 이점 뿐만 아니라 비용감소의 효과도 제공하게 된다.
Recycling of these cooling materials provides not only environmental benefits but also cost savings.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

100: 가스화기 111:입구부
112:반응부 113: 가스화기내벽
120:슬래그탭 125:기포분해부
125a:톱니형태 125b:개구
130:냉각부 131: 유출부
140:합성가스 배출부 150:집진부
151:제거부 152:고정부
153:분사부 160:정화부
170:재순환부 171:제1재순환관
172:제2재순환관 173:펌프
174:제1밸브 175:제2밸브
176: 유입부 177:제어기
100: gasifier 111: inlet
112: reaction part 113: gasifier inner wall
120: slag tap 125: bubble decomposition unit
125a: Serrated 125b: Opening
130: cooling part 131: outlet part
140: synthetic gas discharge unit 150: dust collector
151: Remover 152: Fixed part
153: injection unit 160: purification unit
170: recirculation unit 171: the first recirculation pipe
172: second recirculation pipe 173: pump
174: first valve 175: second valve
176: inlet 177: controller

Claims (9)

상부에서 원료와 산소가 주입되는 입구부;
상기 입구부로 주입된 원료가 산소와 불완전 연소반응을 일으켜 합성가스와 슬래그가 생산되는 반응부;
상기 반응부의 하단에 위치하며 합성가스와 슬래그가 하단으로 유출되는 슬래그 탭;
상기 슬래그탭에서 유출되는 합성가스와 슬래그가 유입되고 냉각물질이 구비되는 냉각부;
상기 슬래그탭 하단에 구비되고 합성가스가 상기 냉각부에 유입된 후 상승하여 외부로 배출되는 합성가스 배출부; 및
상기 냉각부와 상기 합성가스 배출부 사이에 형성되어 상기 냉각부에서 상승하는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 제거하는 집진부;를 포함하고
상기 집진부는
합성가스에 포함되어 있는 불순물을 합성가스에서 분리시키는 제거부; 및
상기 제거부를 상기 냉각부의 상부에서 슬래그탭을 둘러싸며 상기 가스화기 내벽에 고정시키는 고정부;
를 포함하여 구성되는 가스화기
An inlet portion through which raw material and oxygen are injected;
A reaction part in which the raw material injected into the inlet part produces an incomplete combustion reaction with oxygen to produce syngas and slag;
A slag tab positioned at a lower end of the reaction part and configured to discharge syngas and slag to a lower end thereof;
A cooling unit in which the synthesis gas and the slag flowing out of the slag tab are introduced and a cooling material is provided;
A synthesis gas discharge unit provided at a lower end of the slag tab, and the synthesis gas flows into the cooling unit and then rises and is discharged to the outside; And
And a dust collecting part formed between the cooling part and the syngas discharge part to remove impurities contained in the syngas rising from the cooling part.
The dust collecting part
A removal unit separating the impurities contained in the synthesis gas from the synthesis gas; And
A fixing part surrounding the slag tab at an upper portion of the cooling part and fixing the removing part to an inner wall of the gasifier;
Gasifiers configured to include
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제거부는 흑연을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스화기.
The method of claim 1,
The gasifier is characterized in that the removal unit comprises graphite.
제1항에 있어서,
상기 집진부는 상단에서 냉각물질이 분사되도록 하는 분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기.
The method of claim 1,
The gasifier further comprises a spraying unit for injecting a cooling material from the upper end.
상부에서 원료와 산소가 주입되는 입구부;
상기 입구부로 주입된 원료가 산소와 불완전 연소반응을 일으켜 합성가스와 슬래그가 생산되는 반응부;
상기 반응부의 하단에 위치하며 합성가스와 슬래그가 하단으로 유출되는 슬래그 탭;
상기 슬래그탭에서 유출되는 합성가스와 슬래그가 유입되고 냉각물질이 구비되는 냉각부;
상기 슬래그탭 하단에 구비되고 합성가스가 상기 냉각부에 유입된 후 상승하여 외부로 배출되는 합성가스 배출부; 및
상기 냉각부와 상기 합성가스 배출부 사이에 형성되어 상기 냉각부에서 상승하는 합성가스에 포함되어 있는 불순물을 제거하는 집진부;를 포함하고
상기 슬래그탭은 하단에 배출되는 합성가스의 기포의 크기를 작게 하는 기포분해부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기.
An inlet portion through which raw material and oxygen are injected;
A reaction part in which the raw material injected into the inlet part produces an incomplete combustion reaction with oxygen to produce syngas and slag;
A slag tab positioned at a lower end of the reaction part and configured to discharge syngas and slag to a lower end thereof;
A cooling unit in which the synthesis gas and the slag flowing out of the slag tab are introduced and a cooling material is provided;
A synthesis gas discharge unit provided at a lower end of the slag tab, and the synthesis gas flows into the cooling unit and then rises and is discharged to the outside; And
And a dust collecting part formed between the cooling part and the syngas discharge part to remove impurities contained in the syngas rising from the cooling part.
The slag tab further comprises a bubble decomposition unit for reducing the size of the bubbles of the synthesis gas discharged to the lower; gasifier further comprises.
제5항에 있어서,
상기 기포분해부는 상기 슬래그탭에 톱니모양으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가스화기.
6. The method of claim 5,
The gas disintegrating unit is a gasifier, characterized in that provided in the sawtooth shape on the slag tab.
제5항에 있어서,
상기 기포분해부는 상기 슬래그탭 하단에 형성된 개구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스화기.
6. The method of claim 5,
The gas dissolving unit is a gasifier comprising an opening formed in the bottom of the slag tab.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 냉각부에서 유출되는 냉각물질을 정화시키는 정화부; 및
상기 정화부에서 유출되는 냉각물질을 다시 상기 냉각부로 재순환시키는 재순환부;
를 더 포함하여 구성되는 가스화기.
6. The method according to claim 1 or 5,
Purifying unit for purifying the cooling material flowing out of the cooling unit; And
A recycling unit for recycling the cooling material flowing out of the purification unit back to the cooling unit;
The gasifier is configured to further include.
제8항에 있어서,
상기 정화부에서 유출되는 냉각물질이 상기 집진부의 상단에서 분사되도록 분사부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기.
9. The method of claim 8,
And a spraying unit such that the cooling material flowing out of the purifying unit is sprayed from the upper end of the dust collecting unit.
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