KR101390786B1 - 고압 집진설비의 비산재 배출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성가스와 비산재가 함께 유입구를 통해 유입되어, 상기 합성가스는 내부에 설치된 집진필터를 통해 상부의 배출구로 빠져나가게 되는 집진장치 반응기와, 상기 집진필터의 표면에서 여과되어 달라붙은 비산재가 상기 반응기의 하부로 떨어져 저장되도록 설치된 비산재 호퍼와, 상기 반응기와 비산재 호퍼를 연결하는 개폐가능한 차단밸브와, 상기 반응기와 상기 비산재 호퍼 사이의 차압을 측정하는 차압측정계(PDT)와, 역세정 질소 공급밸브가 설치된 역세정 배관의 노즐을 통하여 고압의 역세정 질소가스를 분사하여 상기 집진필터 표면에 달라붙은 비산재를 털어내도록 설치된 역세정 장치와, 상기 반응기와 비산재 호퍼가 격리되어 비산재 이송 밸브의 개방에 의해 상기 비산재 호퍼 내부의 감압이 이루어지면, 상기 비산재 호퍼내에 채워진 합성가스와 비산재가 압력차에 의해 기류수송되어 상기 비산재 호퍼 외부로 배출되도록 상기 비산재 호퍼 내부에 질소가스를 공급하는 기류수송 수단을 포함한다.

Description

고압 집진설비의 비산재 배출 장치 및 방법{ASH DISCHARGING APPARATUS AND METHOD OF THE HIGH PRESSURE DUST COLLECTOR}
본 발명은 고압 집진설비 시스템의 비산재 배출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 석탄가스화 시스템의 고압 집진설비에서 고밀도 기류수송 방식을 이용하여 집진장치 하부의 비산재 호퍼에 포집된 비산재를 간단한 구성으로 편리하게 운전 제어함으로써 배출시간의 단축이 가능한 비산재 배출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 석탄가스화 시스템은 석탄가스화기에서 합성가스(syngas)와 함께 비산재가 배출되는데, 비산재를 포함한 합성가스는 집진장치로 유입되어 집진장치 내부에 설치된 세라믹필터 또는 금속필터에 의해 여과되며, 여과된 비산재는 중력에 의해 집진장치 하부로 떨어져 저장되고, 합성가스는 필터를 통과하여 상부로 배출되도록 구성되어 있다.
그리고, 필터에 의해 여과되어 집진장치의 하부로 떨어지면서 저장되는 비산재는 일정 주기로 외부로 배출하게 되는데, 석탄가스화 시스템 집진설비의 경우 20~50 바(bar) 정도의 고압 조건에서 운전이 이루어지므로, 이러한 비산재의 배출을 위하여 록호퍼(lock hopper) 방식을 적용하고 있다.
도 1은 기존 석탄가스화 시스템의 고압 집진설비의 구성을 나타내고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 기존 석탄가스화 시스템의 고압 집진설비는 합성가스와 비산재가 함께 집진장치의 유입구(5)를 통해 집진장치 반응기(1)로 유입되면, 합성가스는 내부에 설치된 집진필터(2)를 통과하여 상부의 배출구(6)로 빠져나가게 되고, 집진필터(2)의 표면에서 여과된 비산재는 집진필터(2)의 표면에 달라붙거나 반응기(1)의 하부로 떨어져 비산재 호퍼(9)(9-1)에 저장되도록 구성되어 있다.
그리고, 집진필터(2)의 표면에 비산재가 계속 달라붙을 경우, 합성가스가 집진필터(2)를 원활히 통과하지 못하게 되어 차압이 증가하게 되므로, 주기적으로 집진필터(2) 상부에 설치된 역세정 질소 공급밸브(3)가 설치된 역세정 배관의 노즐(7)을 통하여 집진필터(2)의 안쪽에서 바깥쪽으로 고압의 역세정 질소가스를 분사함에 따라 집진필터(2) 표면에 달라붙은 비산재를 털어주게 되며, 이러한 과정을 통해 집진필터(2) 표면에서 떨어진 비산재는 중력에 의해 하부의 비산재 호퍼(9)(9-1)로 떨어져서 저장된다.
이러한 석탄가스화 시스템의 정상운전 중에는 상술한 일련의 과정에 의해 집진설비로 유입되는 합성가스로부터 비산재는 여과되어 하부의 비산재 호퍼(9)(9-1)에 저장되지만, 비산재 호퍼(9)(9-1) 역시 저장공간이 한정되어 있으므로, 일정 주기의 간격으로 비산재를 외부로 배출하여야 한다.
따라서, 종래 기술의 경우에는 록호퍼 방식에 의하여 가압과 감압 과정을 반복하면서 다음과 같은 절차에 따라 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 비산재를 배출하게 된다.
집진장치 하부의 비산재 호퍼(9)(9-1)는 1단 또는 2단으로 구성되는 바, 고압 정상운전 중, 집진장치의 반응기(1)와 연결된 차단밸브(8)는 개방되고, 비산재 호퍼(9)(9-1) 사이를 연결하는 중간 차단밸브(8-1)도 개방되지만, 가장 아래에 위치하는 배출 차단밸브(8-2)는 닫힘상태에서 운전이 진행된다.
도 1은 비산재 호퍼(9)(9-1)가 2단으로 설치된 경우를 예시하는 것이며, 1단으로 설치된 경우에는 비산재 호퍼(9-1)와 중간 차단밸브(8-1)가 생략될 수 있다.
이어서, 일정 시간동안 운전이 진행되어 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 비산재를 배출할 때에는 가장 먼저 집진장치의 반응기(1)와 연결되는 차단밸브(8)를 닫힌 상태로 전환하여 비산재 호퍼(9)와 집진장치를 격리한다. 비산재 배출 여부는 비산재 호퍼(9)에 레벨게이지(도시하지 않음)를 설치하여 일정 레벨이 감지될 경우 결정하게 된다.
다음으로, 비산재 호퍼(9)에 연결된 벤트배관에 설치된 벤트 밸브(10)가 열리면서 내부에 채워져 있는 합성가스가 배출되며 비산재 호퍼(9)(9-1)의 압력이 고압에서 상압으로 감압된다.
또 다음으로, 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 합성가스가 일차적으로 벤트된 이후에도 일부 잔류되어 추후 비산재 배출을 위한 배출 차단밸브(8-2)가 열렸을 때 잔류 합성가스가 비산재와 함께 배출 차단밸브(8-2)를 통해 대기중으로 배출되는 것으로 방지하기 위하여, 다시 벤트 밸브(10)가 닫히고, 가압밸브(11)가 열리면서 질소가 비산재 호퍼(9-1)에 공급되어 비산재 호퍼(9)(9-1)를 다시 가압한다.
이어서, 가압밸브(11)가 닫히고, 벤트 밸브(10)가 다시 열리면서 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 압력을 다시 상압으로 감압하게 되며, 이러한 일련의 과정을 2회 정도 반복함으로써 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 잔류 합성가스를 제거한다.
또한, 다음 단계로 비산재 호퍼(9)(9-1)의 상압 조건에서 비산재 호퍼(9-1) 가장 하단의 배출 차단밸브(8-2)가 열리면서 비산재 호퍼(9)(9-1) 내부의 비산재가 중력에 의해 하부로 배출된 후 저장용기(도시하지 않음)에 저장된다.
한편, 비산재 배출이 완료되면, 다시 배출 차단밸브(8-2)가 닫히고, 가압밸브(11)가 열리면서 질소가 비산재 호퍼(9-1)에 공급되어 비산재 호퍼(9)(9-1)를 상부의 집진장치의 운전압력과 동일한 압력 조건으로 가압한다.
집진장치와 비산재 호퍼(9) 사이의 차압측정계(4)(PDT)의 측정값이 0이 되면, 집진장치와 비산재 호퍼(9)를 연결하는 차단밸브(8)가 열리면서 다시 초기의 운전조건으로 돌아가 집진장치에서 떨어지는 비산재를 비산재 호퍼(9)(9-1)에 저장하게 된다.
하지만, 이상과 같이 이루어지는 종래 기술에 의한 고압 집진설비에서의 비산재 배출 방식은 다음과 같은 문제점을 가진다.
집진장치와 비산재 호퍼(9) 사이와, 필요에 따라서는 1단 비산재 호퍼(9)와 2단 비산재 호퍼(9-1) 사이와, 비산재 호퍼(9-1) 가장 끝단에, 각각 비산재 배출 및 차단을 위한 개폐용 밸브(8-2)가 설치되는데, 이 밸브는 중력에 의한 원활한 비산재 배출을 위해서는 최소한 6인치(inch) 이상 크기의 큰 밸브가 설치되어야 하며, 집진장치의 경우, 고압 조건으로 운전이 이루어지므로, 차단밸브가 고압용으로 설치되어야 함에 따라 고가의 밸브가 다수개 사용되어 시스템의 구축에 많은 비용이 소요되며, 록호퍼 방식에 의해 비산재의 배출이 이루어지므로 시스템의 제어가 복잡해진다.
그리고, 이와 같은 종래의 석탄가스화 시스템에서의 합성가스는 CO와 H2가 주성분인 폭발성 가스이므로, 기밀이 매우 중요한데, 일반적으로 비산재와 같이 분진이 통과되거나 충진되는 유로에 큰 크기의 개폐용 차단밸브가 설치될 경우, 록호퍼 방식으로 작동 시, 밸브의 기밀을 담당하는 시트(sheet) 부분에 비산재가 끼어 시트가 손상될 가능성이 커지며, 이에 따라 장시간 차단밸브의 온-오프(On-Off) 사용 시, 누설(leak)이 발생하여 합성가스가 외부로 누설된 위험성이 있다.
또한, 비산재 호퍼 내부의 비산재 배출 시, 록호퍼 방식으로 작동이 이루어짐에 따라 차단밸브가 비산재와 접촉하는 상태에서 여러번 개폐가 이루어져서, 비산재 호퍼 내부에 압력을 감압하고, 다시 질소로 퍼지(purge)하고, 상압 상태에서 중력에 의해 비산재를 배출하는 과정이 복잡하여 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
한편, 발명의 배경이 되는 선행기술로서의 한국등록특허 제10-0779879호에 개시된 방사성폐기물과 같은 유해폐기물의 소각ㅇ용융처리설비에서 발생한 분진의 재순화처리 장치 및 방법은 분진을 슬러리 형태로 제조하고, 기존 용융로 내로 재순환하여 처리하는 것으로, 폐기물의 소각ㅇ용융 처리설비에서 발생한 분진, 즉 비산재를 배출하고 처리하는 방법의 측면에서 연관성이 있지만, 포집된 비산재를 중력에 의해 배출한 후 냉각수와의 혼합을 통해 슬러리 형태로 만들어 재순환시키는 기술이다.
또한 한국등록특허 제10-1003263호에는 유동하는 기체로부터 분리된 분진 또는 이물질과 같은 입자상 물질이 낙하하여 하부에 쌓이며, 하부에 분진 배출구가 형성되어 있는 호퍼, 상기 분진 배출구에 설치되어, 상기 입자상 물질을 하부로 배출하는 로터리 밸브 및 상기 분진 배출구에 연통되어 상기 로터리 밸브를 통하여 유입된 상기 입자상 물질을 내부에 유동하는 물을 이용하여 외부로 이송하여 처리하는 분진처리장치 및 방법을 개시하고 있는 바, 가스와 함께 유입되는 분진을 포집하는 처리장치와 포집된 분진을 배출하는 장치및 방법의 측면에서 연관성이 있으나, 이 역시, 포집된 분진을 로터리 밸브를 이용하여 아래로 떨어뜨리고, 하부에 설치된 수조에서 가스의 역류를 방지하면서 분진을 물을 이용하여 최종적으로 포집시키는 기술이다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-0779879호(공고일 2007.11.21)
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1003263호(공고일 2010.12.15)
따라서, 본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 고압 집진장치에서 포집된 비산재를 고밀도 기류수송 방법으로 배출할 수 있는 고압 집진설비의 비산재 배출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 관점에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치는 합성가스와 비산재가 함께 유입구를 통해 유입되어, 상기 합성가스는 내부에 설치된 집진필터를 통해 상부의 배출구로 빠져나가게 되는 집진장치 반응기와, 상기 집진필터의 표면에서 여과되어 달라붙은 비산재가 상기 반응기의 하부로 떨어져 저장되도록 설치된 비산재 호퍼와, 상기 반응기와 비산재 호퍼를 연결하는 개폐가능한 차단밸브와, 상기 반응기와 상기 비산재 호퍼 사이의 차압을 측정하는 차압측정계(PDT)와, 역세정 질소 공급밸브가 설치된 역세정 배관의 노즐을 통하여 고압의 역세정 질소가스를 분사하여 상기 집진필터 표면에 달라붙은 비산재를 털어내도록 설치된 역세정 장치와, 상기 반응기와 비산재 호퍼가 격리되어 비산재 이송 밸브의 개방에 의해 상기 비산재 호퍼 내부의 감압이 이루어지면, 상기 비산재 호퍼내에 채워진 합성가스와 비산재가 압력차에 의해 기류수송되어 상기 비산재 호퍼 외부로 배출되도록 상기 비산재 호퍼 내부에 질소가스를 공급하는 기류수송 수단을 포함한다.
상기 기류수송 수단은 상기 비산재 호퍼내의 압력을 감지하는 정압측정계와, 상기 비산재 호퍼 내의 압력에 따른 상기 비산재 이송 밸브의 개폐에 의해, 상기 합성가스와 비산재를 상기 비산재 호퍼의 외부로 배출하도록 설치된 이송라인과, 상기 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼가 일정압력 이하로 떨어진 것이 상기 정압측정계에 의해 측정되면, 질소 공급밸브의 개폐에 의해 상기 비산재 호퍼내로 상기 질소가스를 공급하도록 설치된 복수개의 질소 공급라인을 포함할 수 있다.
상기 비산재 이송 밸브는 상기 비산재 호퍼 외부의 상기 이송라인에 설치되고, 상기 질소 공급라인을 통해 상기 질소가스가 공급될 때, 계속 열림 상태를 유지할 수 있다.
상기 질소 공급밸브는 상기 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼가 일정압력 이하인 것이 상기 정압측정계에 의해 측정되면 개방되어 상기 비산재 호퍼 내에 상기 질소가스를 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 방법은 반응기와 비산재 호퍼 사이의 차단밸브가 열림 상태에서 고압 정상으로 운전되는 단계와, 상기 차단밸브가 닫힘 상태로 전환되어 상기 비산재 호퍼와 반응기가 격리되는 단계와, 상기 비산재 호퍼가 격리되면 비산재 이송 밸브가 열리면서 상기 비산재 호퍼 내부의 감압이 이루어짐에 따라 상기 비산재 호퍼 내부에 채워진 합성가스와 함께 비산재가 압력차이에 의해 상기 비산재 호퍼 내부에 설치된 이송라인을 따라 상압 상태의 저장용기로 배출되는 단계와, 상기 비산재 호퍼에 설치된 정압측정계의 측정 압력이 설정압력 이하가 되면, 가압 및 이송 질소 공급밸브가 열리면서 상기 비산재 호퍼에 설치된 다수개의 질소 공급라인을 따라 내부로 질소가스가 공급되는 단계와, 기류수송 방식에 의해 상기 비산재 호퍼 내부의 비산재 배출이 완료되면, 상기 비산재 이송 밸브가 닫히면서 상기 비산재 호퍼를 상기 반응기와 동일한 압력까지 가압하는 단계와, 상기 비산재 호퍼내의 압력이 상기 반응기내의 압력과 동일한 압력으로 가압되면, 상기 차단밸브가 열리면서 다시 초기 운전조건으로 돌아가 집진장치에서 떨어지는 비산재를 상기 비산재 호퍼에 저장하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 고압 집진설비에서 고밀도 기류수송 방식을 이용하여 집진장치 하부의 비산재 호퍼에 포집된 비산재를 배출함으로써, 종래 기술에서 적용되던 록호퍼 방식으로 가압/감압을 반복하면서 중력에 의해 하부로 비산재를 배출하는 방식과는 차별화되며, 상대적으로 간단한 구성으로, 운전 제어의 편리성이 증대되며, 비산재 배출 시간의 단축이 가능하며, 종래 기술에서 문제점으로 지적되는 고가 밸브의 적용에 따른 장치비 증가 요인의 제거, 비산재 호퍼에서 큰 크기의 개폐용 차단밸브의 적용 시, 비산재의 끼임 등으로 인한 밸브 시트의 손상에 따른 합성가스의 유출 가능성의 제거 등이 가능한 효과를 가진다.
도 1은 종래의 석탄가스화 시스템의 집진 설비의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 시스템의 고압 집진 설비의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 3 및 도 4는 도 2의 A부분을 나타내며, 각각 비산재 배출의 예를 나타내는 상세도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비산재 배출 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예를 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이고, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기하였다.
본 발명은 석탄가스화 시스템에서 석탄가스화기 후단 집진설비에서 포집되는 비산재를 기류수송 방법을 이용하여 배출하기 위한 장치 및 방법에 대한 것으로, 본 발명에 있어서, 집진설비라 함은 비산재를 포집하는 집진장치와 포집된 비산재를 저장하였다가 배출하는 비산재 호퍼, 비산재를 배출하는 배출장치 전체를 의미한다.
또한, 본 발명에서는 고압 조건으로 운전되는 집진설비에서 포집된 비산재를 주기적으로 배출하기 위하여 종래 기술에서 사용하는 록호퍼 방식과는 달리 질소 가스를 이용하여 비산재 호퍼 내부에 채워진 비산재를 직접 고밀도 기류수송 방식으로 이송하는 방안을 적용하였다.
그리고, 이러한 비산재 배출 장치 및 방법의 개선을 통하여 종래 기술에서 문제점으로 지적되는 고가 밸브 적용에 따른 장치비 증가 요인 제거, 비산재 호퍼에서 큰 크기의 개폐용 차단밸브 적용시 비산재의 끼임 등으로 인한 밸브 시트 손상에 따른 합성가스 유출 가능성 제거, 구성 설비의 간략화에 따른 운전제어의 편리성 증대 및 비산재 배출 시간의 단축 등이 가능할 것으로 기대된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 시스템의 고압 집진설비의 구성을 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치는 집진장치의 반응기(1)와, 상기 반응기(1)의 하부에 설치된 비산재 호퍼(9)와, 상기 반응기(1)와 비산재 호퍼(9)를 연결하는 개폐가능한 차단밸브(8)와, 상기 반응기(1)와 상기 비산재 호퍼(9) 사이의 차압을 측정하는 차압측정계(4)(PDT)와, 집진필터(2) 상부에 설치된 역세정 장치와, 상기 비산재 호퍼(9)내에 채워진 합성가스와 비산재를 압력차에 의해 기류수송하여 배출하는 기류수송 수단을 포함한다.
반응기(1)는 합성가스와 비산재가 함께 유입구(5)를 통해 유입되어, 상기 합성가스는 내부에 설치된 집진필터(2)를 통해 상부의 배출구(6)로 빠져나가게 된다.
비산재 호퍼(9)는 집진필터(2)의 표면에서 여과되어 표면에 달라붙은 비산재가 반응기(1)의 하부로 떨어져 저장되도록 반응기(1)의 하부에 설치될 수 있다.
집진필터(2) 상부에 설치된 역세정 장치는 역세정 질소 공급밸브(3)가 설치된 역세정 배관의 노즐(7)을 통하여 집진필터(2)의 안쪽에서 바깥쪽으로 고압의 역세정 질소가스를 분사하여, 집진필터(2) 표면에 달라붙은 비산재를 털어낼 수 있다.
기류수송 수단은 반응기(1)와 비산재 호퍼(9)가 격리되어 비산재 이송 밸브(12)의 개방에 의해 비산재 호퍼(9)내부의 감압이 이루어지면, 비산재 호퍼(9)내에 채워진 합성가스와 비산재가 압력차에 의해 기류수송되어 비산재 호퍼(9) 외부로 배출되도록 비산재 호퍼(9) 내부에 질소가스를 공급할 수 있다.
이러한 기류수송 수단은 상기 합성가스와 비산재를 압력차에 의해 기류수송하여 배출하고자, 비산재 호퍼(9)내의 압력을 감지하는 정압측정계(14)와, 비산재 호퍼(9) 내의 압력에 따른 비산재 이송 밸브(12)의 개폐에 의해, 합성가스와 비산재를 상기 비산재 호퍼(9)의 외부로 배출하도록 상기 비산재 호퍼(9)의 내외부에 설치된 이송라인(13)과, 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼(9)가 일정압력 이하로 상기 정압측정계(14)에 의해 측정되면, 가압 및 이송 질소 공급밸브(16)의 개폐에 의해 상기 비산재 호퍼(9)내로 질소가스를 공급하도록 설치된 복수개의 질소 공급라인(15)을 포함할 수 있다.
비산재 이송 밸브(12)는 비산재 호퍼(9) 외부의 상기 이송라인(13)에 설치될 수 있다.
질소 공급라인(15)을 복수개 설치하는 이유는 비산재 호퍼(9) 내부에서의 브리징 현상의 발생을 방지하기 위함이며, 이때에도 비산재 이송 밸브(12)는 계속 열림 상태를 유지하여, 비산재를 고밀도 기류수송 방식에 의해 저장용기(도시하지 않음)로 이송하게 된다.
질소 공급밸브(16)는 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼(9)가 일정압력 이하, 예를 들어 약 2 기압 이하의 조건으로 상기 정압측정계(4)에 의해 측정되면 개방되어 비산재 호퍼(9) 내에 질소가스를 공급할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치는 반응기(1)와 비산재 호퍼(9) 사이에 차단밸브(8)만 설치되고 1단으로 설치됨에 따라, 종래 기술에서 구성되었던 중간 밸브(8-1)와 비산재를 대기중으로 중력에 의해 배출할 때 열리는 배출 밸브(8-2)는 불필요하게 된다.
그리고, 종래 기술에서는 비산재 호퍼(9) 내부를 상압으로 감압시킨 상태에서 배출 밸브(8-2)를 열어 중력으로 하부로 비산재를 배출하던 방식과는 달리, 비산재 호퍼(9) 내부에 가압과 이송 기능을 가지는 질소 가스를 공급하여 약간 2~5기압의 가압 상태에서 비산재를 고밀도로 기류수송 방식에 의해 저장용기로 이송하는 방식을 사용한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 비산재 호퍼(9) 내부에 설치된 이송라인(13)의 크기, 즉 관경을 조절함에 따라 비산재 배출에 소요되는 시간 조절이 가능하다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같은 순서에 따라 동작한다.
1) 고압 정상운전 중 집진장치의 반응기(1)와 집진장치 하부의 비산재 호퍼(9) 사이의 차단밸브(8)는 열림 상태에서 운전이 진행된다.
2) 일정 시간동안 운전이 진행되어 비산재 호퍼(9) 내부의 비산재를 배출하고자 하면, 먼저 집진장치와 연결되는 차단밸브(8)가 닫힘 상태로 전환되어 비산재 호퍼(9)와 집진장치가 격리된다.
3) 비산재 호퍼(9)가 격리되면 비산재 이송 밸브(12)가 열리면서 비산재 호퍼(9) 내부의 감압이 이루어지게 되며, 이때 비산재 호퍼(9) 내부에 채워진 합성가스와 함께 비산재가 압력차이에 의해 비산재 호퍼(9) 내부에 설치된 이송라인(13)을 따라 상압 상태의 저장용기(도시하지 않음)로 배출되는데 이송라인(13)의 크기를 조절함으로써 비산재 배출에 소요되는 시간 조절을 할 수 있다.
4) 비산재와 합성가스가 배출됨에 따라 비산재 호퍼(9)의 압력이 감소하게 되는데, 이때 일정 압력, 예를 들어 약 2기압 이하의 조건에서는 비산재의 기류수송이 어려워지므로, 비산재 호퍼(9)에 설치된 정압측정계(14)에서 압력을 측정하여 설정압력 이하가 되면, 가압 및 이송 질소 공급밸브(16)가 열리면서 비산재 호퍼(9)에 설치된 다수개의 질소 공급라인(15)을 따라 내부로 질소가스를 공급하게 된다.
다수개의 질소 공급라인(15)을 비산재 호퍼(9)에 설치하는 이유는 비산재 호퍼(9) 내부에서의 브리징 현상 발생을 방지하기 위함이며, 이때에도 비산재 이송 밸브(12)는 계속 열림 상태를 유지하며 비산재를 고밀도 기류수송 방식에 의해 저장용기로 이송하게 된다.
5) 이러한 기류수송 방식에 의해 비산재 저장호퍼(9) 내부의 비산재 배출이 완료되면, 비산재 이송 밸브(12)가 닫히면서 비산재 저장호퍼(9)를 상부의 집진장치와 동일한 압력까지 가압하게 되며, 차압측정계(4) 측정값이 0이 되면, 집진장치와 비산재 호퍼(9) 사이를 연결하는 차단밸브(8)가 열리면서 다시 초기 운전조건으로 돌아가 집진장치에서 떨어지는 비산재를 비산재 호퍼(9)에 저장하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치 및 방법은 종래 기술에 의해 비산재 호퍼에 설치되는 큰 크기의 고압용 차단밸브 설치 수량을 감소시킴으로써 시스템 구축 비용을 감소시킴과 동시에 밸브의 빈번한 작동시 발생할 수 있는 시트 부분에서의 누설(leak) 가능성을 감소시킬 수 있다.
또한 시스템 구성이 록호퍼 방식에 비해 간단하므로 제어가 간단하며, 종래 기술에서는 수차례의 비산재 호퍼의 가압/감압을 통해 내부의 합성가스를 완전히 배출한 후, 상압 상태에서 중력에 의해 비산재를 하부로 배출하는 방식이므로 비산재 배출에 많은 시간이 소요되었으나, 본 발명에 의한 방식은 고밀도 기류수송 방식을 이용하여 비산재를 배출하는 방식이므로 단시간에 비산재 배출이 가능하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 고압 집진설비의 비산재 배출 장치 및 방법의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 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.
1 : 반응기 2 : 집진필터
3 : 역세정 질소 공급 밸브 4 : 차압측정계
5 : 유입구 6 : 배출구
7 : 노즐 8 : 차단밸브
9 : 비산재 호퍼 12 : 비산재 이송 밸브
13 : 이송라인 14 : 정압측정계
15 : 질소 공급 라인

Claims (5)

  1. 고압 집진설비의 비산재 배출 장치에 있어서,
    합성가스와 비산재가 함께 유입구를 통해 유입되어, 상기 합성가스는 내부에 설치된 집진필터를 통해 상부의 배출구로 빠져나가게 되는 집진장치 반응기와,
    상기 집진필터의 표면에서 여과되어 달라붙은 비산재가 상기 반응기의 하부로 떨어져 저장되도록 설치된 비산재 호퍼와,
    상기 반응기와 비산재 호퍼를 연결하는 개폐가능한 차단밸브와,
    상기 반응기와 상기 비산재 호퍼 사이의 차압을 측정하는 차압측정계(PDT)와,
    역세정 질소 공급밸브가 설치된 역세정 배관의 노즐을 통하여 고압의 역세정 질소가스를 분사하여 상기 집진필터 표면에 달라붙은 비산재를 털어내도록 설치된 역세정 장치와
    상기 반응기와 비산재 호퍼가 격리되어 비산재 이송 밸브의 개방에 의해 상기 비산재 호퍼 내부의 감압이 이루어지면, 상기 비산재 호퍼내에 채워진 합성가스와 비산재가 압력차에 의해 기류수송되어 상기 비산재 호퍼 외부로 배출되도록 상기 비산재 호퍼 내부에 질소가스를 공급하는 기류수송 수단을 포함하는
    고압 집진설비의 비산재 배출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기류수송 수단은
    상기 비산재 호퍼내의 압력을 감지하는 정압측정계와,
    상기 비산재 호퍼 내의 압력에 따른 상기 비산재 이송 밸브의 개폐에 의해, 상기 합성가스와 비산재를 상기 비산재 호퍼의 외부로 배출하도록 설치된 이송라인과,
    상기 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼가 일정압력 이하로 떨어진 것이 상기 정압측정계에 의해 측정되면, 질소 공급밸브의 개폐에 의해 상기 비산재 호퍼내로 상기 질소가스를 공급하도록 설치된 복수개의 질소 공급라인을 포함하는
    고압 집진설비의 비산재 배출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비산재 이송 밸브는
    상기 비산재 호퍼 외부의 상기 이송라인에 설치되고, 상기 질소 공급라인을 통해 상기 질소가스가 공급될 때, 계속 열림 상태를 유지하는
    고압 집진설비의 비산재 배출 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 질소 공급밸브는
    상기 합성가스와 비산재의 배출에 의해 상기 비산재 호퍼가 일정압력 이하인 것이 상기 정압측정계에 의해 측정되면 개방되어 상기 비산재 호퍼 내에 상기 질소가스를 공급하는
    고압 집진설비의 비산재 배출 장치.
  5. 고압 집진설비의 비산재 배출 방법에 있어서,
    반응기와 비산재 호퍼 사이의 차단밸브가 열림 상태에서 고압 정상으로 운전되는 단계와,
    상기 차단밸브가 닫힘 상태로 전환되어 상기 비산재 호퍼와 반응기가 격리되는 단계와,
    상기 비산재 호퍼가 격리되면 비산재 이송 밸브가 열리면서 상기 비산재 호퍼 내부의 감압이 이루어짐에 따라 상기 비산재 호퍼 내부에 채워진 합성가스와 함께 비산재가 압력차이에 의해 상기 비산재 호퍼 내부에 설치된 이송라인을 따라 상압 상태의 저장용기로 배출되는 단계와,
    상기 비산재 호퍼에 설치된 정압측정계의 측정 압력이 설정압력 이하가 되면, 가압 및 이송질소 공급 밸브가 열리면서 상기 비산재 호퍼에 설치된 다수개의 질소 공급라인을 따라 내부로 질소가스가 공급되는 단계와,
    기류수송 방식에 의해 상기 비산재 호퍼 내부의 비산재 배출이 완료되면, 상기 비산재 이송 밸브가 닫히면서 상기 비산재 호퍼를 상기 반응기와 동일한 압력까지 가압하는 단계와,
    상기 비산재 호퍼내의 압력이 상기 반응기내의 압력과 동일한 압력으로 가압되면, 상기 차단밸브가 열리면서 다시 초기 운전조건으로 돌아가 집진장치에서 떨어지는 비산재를 상기 비산재 호퍼에 저장하는 단계를 포함하는
    고압 집진설비의 비산재 배출 방법.
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