KR101425798B1 - 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치 - Google Patents

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    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants

Abstract

본 발명은 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치에 관한 것으로서, 그 구조는, 가스화 원료가 투입되어 합성가스가 배출되는 가스화 반응이 일어나는 가스화 영역(110)을 포함하는 제1기포 유동층 반응기(100); 및 상기 제1기포 유동층 반응기(100)와 격벽(300)을 사이에 두고 인접하게 마련되고, 연소용 원료가 투입되어 연소가스가 배출되는 연소 반응이 일어나는 연소 영역(210)을 포함하는 제2기포 유동층 반응기(200);를 포함하고, 상기 격벽(300)에는 상기 가스화 영역(110)과 상기 연소 영역(210) 사이에 유동사의 이동이 일어나도록 하는 유동사 이송장치(400)가 설치되어, 상기 연소 영역(210)의 연소 반응에서 발생된 열을 상기 가스화 영역(110)으로 전달해주는 것을 특징으로 하며, 상기의 구조에 따르면, 유동사가 두 기포 유동층 반응영역을 수평이동으로 순환하면서 연소반응에서 일어나는 열을 가스화 영역(110)에 전달하여 가스화 반응기로 들어오는 원료의 가스화 반응을 일으키도록 함으로써, 유동사의 수평적 순환이 가능하여 안정적이고 용이한 운전이 가능하다는 효과가 있다.

Description

이중 기포유동층 간접가스화 반응장치{Dual bubbling-fluidized-bed indirect gasifier}
본 발명은 폐기물, 바이오매스, 석탄 등으로부터 발열량이 높은 합성가스를 생산하기 위한 것으로서, 두 개의 기포 유동층 반응기가 일체화되어, 하나의 기포 유동층 반응기는 가스화 반응이, 나머지 하나의 기포 유동층 반응기는 연소반응이 일어나게 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치에 관한 것이다.
석유에너지 자원은 수송 및 발전용 연료로서 뿐만 아니라 석유화학산업에서 매우 중요한 자원으로서 자리를 차지하고 있다. 그러나 석유는 유한한 자원이며, 화석연료 중 가장 먼저 고갈될 것으로 예상된다. 석유화학제품의 원료의 대체자원으로서 천연가스, 석탄, 바이오매스, 폐기물 등이 거론되고 있다. 이들을 화학원료로 사용하기 위해서는 수소(H2), 일산화탄소(CO)를 주성분으로 하는 합성가스의 생산이 요구된다. 고체상의 물질을 이용하여 합성가스를 생산하기 위해서는 가스화기술이 필요하며, 이에 대한 연구는 오래전부터 기술개발이 진행되어 오고 있다.
합성가스는 일산화탄소와 수소를 주성분으로 하고, 메탄, 이산화탄소, 질소, 산소 등의 성분들을 함유한다. 합성가스의 핵심 성분은 일산화탄소와 수소이며, 이들은 메탄가스, 메탄올 등 모든 화학원료를 생산하기 위한 기초 물질이다. 또한 합성가스는 연료로 사용하는 경우를 제외하고는 일산화탄소와 수소만이 각종 반응에 참여 하며, 따라서 나머지는 정제공정을 거쳐 제거된다. 따라서 합성가스는 일산화탄소와 수소의 농도가 높은 고품질이 요구되며, 이러한 요구조건을 가장 잘 충족시킬 수 있는 기술이 간접가스화 기술이다.
위와 같은 맥락에서 최근 간접가스화 기술이 크게 주목을 받고 있으며, 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 간접가스화에 이용되는 이중 유동층 반응기 기술은 다양한 형태로 개발이 진행되고 있지만 열전달 매체로서 유동사가 두 유동층반응기를 순환해야 하며, 이러한 요구 조건을 충족하기 위한 여러 가지 기술적 어려움을 겪고 있다.
한편, 종래 가스화기술에서는 공기를 가스화 매체로 사용한다. 원료는 공급된 공기 중의 산소와 부분 연소를 일으키고, 이때 발생된 열에 의해 가스화 반응이 일어난다. 이 경우 가스화제인 공기에는 약 80%의 질소가 포함되어 있기 때문에 생산되는 합성가스는 상대적으로 수소와 일산화탄소의 농도가 낮다. 따라서 생산된 합성가스를 처리하는 후단 공정 장치들의 용량이 커지고, 합성가스의 활용도가 떨어지는 단점이 있다.
최근에는 가스화제로 스팀을 사용하고, 가스화에 필요한 열을 외부에서 공급받음으로서 생산된 합성가스에 질소가스가 포함되지 않아 발열량이 높은 합성가스를 생산하는 가스화기술이 크게 대두되고 있다.
간접가스화반응에 사용되는 이중 유동층 가스화 반응기에서는 가스화 반응 영역에서 원료의 가스화 반응이 일어나고, 반응되지 않은 촤(char)가 유동사와 함께 연소반응기로 이동되어 공급되는 연소공기에 의해 연소된다. 촤의 연소열에 의해 고온이 된 유동사가 다시 가스화 반응기로 들어가 가스화반응에 필요한 열을 공급한다. 이와 같이 유동사가 두 개의 유동층 반응기 공간을 순환하면서 가스화에 필요한 열을 공급해주고, 가스화되지 않은 촤를 연소공간으로 전달한다.
보통 두 유동층 반응기 중 하나를 비말동반 유동층 반응기를 사용하여 수직 상하방향으로 유동사가 순환되도록 하고 있고, 그럼으로 인해 반응기의 안정적인 운전이 매우 어렵다는 단점을 갖고 있다.
종래 내부 순환 유동층 반응기가 대한민국 공개특허 제2001-0057929호(2001.7.5)에 제시되어 있다.
그러나 종래의 간접가스화 반응기는 가스화 반응과 연소 반응이 별도의 유동층 반응기에서 일어나고, 유동사가 두 반응영역을 순환이동하면서 가스화에 필요한 열을 공급한다. 이러한 유동사의 순환을 위해 기포 유동층 반응기와 비말동반 반응기를 조합한 이중유동층 반응기를 사용하며, 이때 유동사가 수직으로 이동하면서 순환하는 구조이며, 이로 인해 반응기의 구성과 운전이 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 유동사의 순환이 원활히 이루어지면서 운전이 용이한 이중 유동층 간접가스화 반응장치의 개발이 지속적으로 요구되어 오고 있다.
대한민국 공개특허 제2001-0057929호(2001.7.5, '내부 순환 유동층 반응기 및 반응기 내로 공급되는 가스의 혼합저감 방법')
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유동사가 수직이 아닌 수평으로 순환이동하면서 열전달을 일으키도록 함으로써, 수직 이동에 따르는 문제점을 해소하여 원료의 종류, 입자크기, 수분의 함량 등 운전조건에 미치는 영향을 최소화 할 수 있도록 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은, 가스화 원료가 투입되어 합성가스가 배출되는 가스화 반응이 일어나는 가스화 영역(110)을 포함하는 제1기포 유동층 반응기(100); 및 상기 제1기포 유동층 반응기(100)와 격벽(300)을 사이에 두고 인접하게 마련되고, 연소용 원료가 투입되어 연소가스가 배출되는 연소 반응이 일어나는 연소 영역(210)을 포함하는 제2기포 유동층 반응기(200);를 포함하고, 상기 격벽(300)에는 상기 가스화 영역(110)과 상기 연소 영역(210) 사이에 유동사의 이동이 일어나도록 하는 유동사 이송장치(400)가 설치되어, 상기 연소 영역(210)의 연소 반응에서 발생된 열을 상기 가스화 영역(110)으로 전달해주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유동사 이송장치(400)는, 상기 격벽(300)의 하측에 배치되어 있고, 상기 가스화 영역(110)에서 상기 연소 영역(210)으로 유동사를 이송하는 제1이송부와, 상기 연소 영역(210)에서 상기 가스화 영역(110)으로 유동사를 이송하는 제2이송부로 구성되어, 유동사의 순환이 일어나도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1기포 유동층 반응기(100)와 상기 제2기포 유동층 반응기(200)의 하부에는 분산판(500)이 마련되어 있되, 상기 유동사 이송장치(410)의 하부에는 상기 분산판(500)이 마련되어 있지 않으며, 상기 유동사 이송장치(410)는 상기 격벽(300)의 하단부를 따라 배치되어 있고, 회전가능한 터빈을 포함하여, 상기 터빈의 회전에 의해 유동사가 이송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 터빈의 어느 일측 영역에는 상방으로 배치되어 상기 터빈으로 유동사가 침적되도록 유도하는 침적유도벽(421)이 마련되어 있고, 상기 터빈의 나머지 일측 영역에는 상기 터빈의 상부를 막아 상기 터빈으로 유동사가 침적되는 것을 방지하는 침적방지벽(422)이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유동사 이송장치(450)는 상기 격벽(300)을 가로지르며 배치되어 있고, 회전가능한 스크루(screw)를 포함하여, 상기 스크루의 회전에 의해 유동사가 이송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 스크루의 외측으로 외벽체(462)가 설치되어 있고, 상기 스크루의 어느 일측 영역에는 상기 외벽체(462)의 상부(463)가 개방되고 상부로 연장되어 유동사가 상기 스크루의 상부(463)로 침적되도록 하며, 상기 스크루의 나머지 일측 영역에는 상기 외벽체(462)의 상부를 막아 상기 스크루로 유동사가 침적되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
두 개의 기포 유동층 반응기를 조합한 일체형 가스화 반응기로서, 유동사가 두 기포 유동층 반응영역을 수평이동으로 순환하면서 연소반응에서 일어나는 열을 가스화 영역에 전달하여 가스화 반응기로 들어오는 원료의 가스화 반응을 일으키도록 함으로써, 유동사의 수평적 순환이 가능하여 안정적이고 용이한 운전이 가능하다.
또한, 유동사가 수직이 아닌 수평으로 순환이동하면서 열전달을 일으키도록 함으로써, 수직 이동에 따르는 문제점을 해소하여 원료의 종류, 입자크기, 수분의 함량 등 운전조건에 미치는 영향을 최소화할 수 있다
나아가, 폐기물, 석탄, 바이오매스 등을 간접가스화하는 주 장치인 간접가스화반응기로서, 제작과 가동이 편리한 기포 유동층 반응기를 도입하여, 원료 물성 의존도를 낮추고, 가동이 용이해지며, 유지보수가 간편해지는 간접가스화 기술개발의 조기 달성이 가능해지며, 완성도 높은 세계적 수준의 기술 보유를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 유동사 이송장치의 제1실시예를 도시한 A-A'단면도.
도 3은 도 2의 제1이송부의 전면도.
도 4는 본 발명에 따른 유동사 이송장치의 제2실시예를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 제1이송부의 전면도.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치는 폐기물, 폐바이오매스, 석탄 등을 가스화하여 수소(H2)와 일산화탄소(CO)를 주성분으로 하는 합성가스를 생산하며, 제1기포 유동층 반응기(100)와 제2기포 유동층 반응기(200)의 두 개의 기포 유동층 반응기가 일체화되어 있다.
제1기포 유동층 반응기(100)와 제2기포 유동층 반응기(200)는 격벽(300)을 사이에 두고 인접하게 배치되어 있으며, 폭보다 길이가 길게 마련된 사각기둥 형상이다.
먼저, 제1기포 유동층 반응기(100)는 가스화 원료가 투입되어 합성가스가 배출되는 가스화 반응이 일어나는 가스화 영역(110)을 포함한다.
제1기포 유동층 반응기(100)의 상단부에는 합성가스가 배출되는 합성가스 배출구(120)가 마련되어 있고, 일측부에는 가스화 원료가 투입되는 가스화 원료 투입구(130)가 마련되어 있으며, 내부는 가스화 반응이 일어나는 가스화 영역(110)이 되고, 내부의 하단부는 가스화 유동영역(140)이 된다.
다음으로, 제2기포 유동층 반응기(200)는 제1기포 유동층 반응기(100)와 격벽(300)을 사이에 두고 인접하게 마련되고, 연소용 원료가 투입되어 연소가스가 배출되는 연소 반응이 일어나는 연소 영역(210)을 포함한다.
제2기포 유동층 반응기(200)의 상단부에는 연소가스가 배출되는 연소가스 배출구(220)가 마련되어 있고, 일측부에는 연소용 원료가 투입되는 연소용 원료 투입구(230)가 마련되어 있으며, 내부는 연소 반응이 일어나는 연소 영역(210)이 되고, 내부의 하단부는 연소 유동영역(240)이 된다.
상기와 같이 구성되는 제1기포 유동층 반응기(100)와 제2기포 유동층 반응기(200)의 하부에는 분산판(500)이 마련되어 있다.
제1기포 유동층 반응기(100)의 하부에 배치된 분산판(500)의 하부는 가스화제 챔버(600)로서, 가스화제 챔버(600)의 하단부에 마련된 가스화제 공급구(610)를 통하여 가스화제가 공급되어 분산판(500)을 통하여 제1기포 유동층 반응기(100) 내로 가스화제가 공급된다.
제2기포 유동층 반응기(200)의 하부에 배치된 분산판(500)의 하부는 연소공기 챔버(700)로서, 연소공기 챔버(700)의 하단부에 마련된 연소공기 공급구(710)를 통하여 연소공기가 공급되어 분산판(500)을 통하여 제2기포 유동층 반응기(200) 내로 연소공기가 공급된다.
한편, 제1기포 유동층 반응기(100)와 제2기포 유동층 반응기(200) 사이에 마련된 격벽(300)에는 가스화 영역(110)과 연소 영역(210) 사이에 유동사의 이동이 일어나도록 하는 유동사 이송장치(400)가 설치되어 있어, 연소 영역(210)의 연소 반응에서 발생된 열을 가스화 영역(110)으로 전달해주도록 한다. 즉, 가스화 영역(110)에서 연소 영역(210)으로 유동사가 이동할 때에는 반응이 안된 촤(char)가 함께 이동되어 연소 영역(210)에서 연소되고, 연소에 의해 발생되는 열은 유동사를 가열하고, 가열된 유동사가 다시 가스화 영역(110)으로 이동한다.
본 실시예에서 유동사 이송장치(400)는 격벽(300)의 하측에 배치되는 것이 바람직하고, 제1이송부와 제2이송부의 두 개의 이송부로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 제1이송부는 가스화 영역(110)에서 연소 영역(210)으로 유동사를 이송하고, 제2이송부는 연소 영역(210)에서 가스화 영역(110)으로 유동사를 이송하여, 유동사의 순환이 일어나도록 한다.
이러한 유동사 이송장치(400)는 아래의 두 가지 실시예로 구현될 수 있다.
유동사 이송장치의 제1실시예
제1실시예에 따른 유동사 이송장치(410)를 도 2 및 도 3에 도시하였다.
도 2에 따르면, 제1실시예에 따른 유동사 이송장치(410)는 격벽(300)의 하단부를 따라 배치되어 있고, 가스화 영역(110)에서 연소 영역(210)으로 유동사를 이송하는 제1이송부(420)와, 연소 영역(210)에서 가스화 영역(110)으로 유동사를 이송하는 제2이송부(430)로 구성되어 있다. 즉, 격벽(300)의 하단부를 이등분하여, 도 2 상에서 격벽(300) 하단부의 전방측에는 제1이송부(420)가 마련되고, 격벽(300) 하단부의 후방측에는 제2이송부(430)가 각각 마련되어 있다.
각 이송부(420,430)는 구동모터(421,431)에 의해 회전되는 터빈으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되어, 구동모터(421,431)에 의해 터빈(420,430)이 회전하며, 터빈(420,430)의 회전에 의해 유동사가 이송되어, 도 2에서 표시한 A의 화살표를 따라 유동사가 이동한다.
도 3은 유동사 이송장치의 제1이송부(420)를 도시하였다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1이송부(420)인 터빈의 하부에는 분산판(500)이 마련되어 있지 않다.
또한, 터빈(420)의 가스화 영역(110)에는 침적유도벽(421)이 마련되어 있으며, 침적유도벽(421)은 터빈(420)의 측면에서부터 상방으로 배치되어 터빈(420)으로 유동사가 침적되도록 유도한다.
터빈(420)의 연소 영역(210)에는 침적방지벽(422)이 마련되어 있으며, 침적방지벽(422)은 터빈(420)의 상부에서 측면 일부를 막아 터빈(420)으로 유동사가 침적되는 것을 방지한다. 연소 영역(210)의 터빈(420) 측면 하부는 개방되어 있어, 터빈(420)에 의해 이송된 유동사가 연소 영역(210)으로 배출되도록 한다.
도 3에서는 제1이송부(420)를 도시하였지만, 제2이송부(430)도 제1이송부(420)의 구조와 동일하며, 다만 제2이송부(430)의 침적유도벽(421)과 침적방지벽(422)은 제1이송부(420)와 반대로 형성되어 있다. 즉, 제2이송부(430)의 가스화 영역(110)에는 침적방지벽(422)이 마련되어 있고, 제2이송부(430)의 연소 영역(210)에는 침적유도벽(421)이 마련되어 있다.
유동사 이송장치의 제2실시예
제2실시예에 따른 유동사 이송장치(450)를 도 4 및 도 5에 도시하였다.
도 4에 따르면, 제2실시예에 따른 유동사 이송장치(450)는 격벽(300)을 가로지르며 배치되어 있고, 가스화 영역(110)에서 연소 영역(210)으로 유동사를 이송하는 제1이송부(460)와, 연소 영역(210)에서 가스화 영역(110)으로 유동사를 이송하는 제2이송부(470)로 구성되어 있다. 즉, 도 2 상에서 격벽(300) 하단부의 전방측에는 격벽(300)을 가로지르며 제1이송부(460)가 마련되고, 격벽(300) 하단부의 후방측에는 격벽(300)을 가로지르며 제2이송부(470)가 각각 마련되어 있다.
각 이송부(460,470)는 구동모터(461,471)에 의해 회전되는 스크루(screw)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되어, 구동모터(461,471)에 의해 스크루(460,470)가 회전하며, 스크루(460,470)의 회전에 의해 유동사가 이송되어, 도 4에서 표시한 B의 화살표를 따라 유동사가 이동한다.
도 5는 유동사 이송장치의 제1이송부(460)를 도시하였다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1이송부(460)인 스크루의 외측으로는 외벽체(462)가 설치되어 있다.
스크루(460)의 가스화 영역(110)에는 외벽체(462)의 상부(463)가 개방되고 상부로 연장되어 있어, 유동사가 스크루(460)의 상부로 침적되도록 한다.
스크루(460)의 연소 영역(210)에는 외벽체(462)의 상부를 막아 스크루(460)로 유동사가 침적되지 않도록 하고, 스크루(460)의 측면(464)은 개방되어 있어, 스크루(460)의해 이송된 유동사가 연소 영역(210)으로 배출되도록 한다.
도 5에서는 제1이송부(460)를 도시하였지만, 제2이송부(470)도 제1이송부(460)의 구조와 동일하며, 다만 제2이송부(470)의 외벽체의 구조가 반대로 되어 있다. 즉, 제2이송부(470)의 가스화 영역(110)에는 외벽체(462)의 상부를 막아 스크루(460)로 유동사가 침적되지 않도록 하고, 제2이송부(470)의 연소 영역(210)에는 외벽체(462)의 상부(463)가 개방되고 상부로 연장되어 있어, 유동사가 스크루(460)의 상부로 침적되도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 의한 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치에 의하면, 두 개의 기포 유동층 반응기를 조합한 일체형 가스화 반응기로서, 유동사가 두 기포 유동층 반응영역을 수평이동으로 순환하면서 연소반응에서 일어나는 열을 가스화 영역(110)에 전달하여 가스화 반응기로 들어오는 원료의 가스화 반응을 일으키도록 함으로써, 유동사의 수평적 순환이 가능하여 안정적이고 용이한 운전이 가능하다.
또한, 유동사가 수직이 아닌 수평으로 순환이동하면서 열전달을 일으키도록 함으로써, 수직 이동에 따르는 문제점을 해소하여 원료의 종류, 입자크기, 수분의 함량 등 운전조건에 미치는 영향을 최소화할 수 있다
나아가, 폐기물, 석탄, 바이오매스 등을 간접가스화하는 주 장치인 간접가스화반응기로서, 제작과 가동이 편리한 기포 유동층 반응기를 도입하여, 원료 물성 의존도를 낮추고, 가동이 용이해지며, 유지보수가 간편해지는 간접가스화 기술개발의 조기 달성이 가능해지며, 완성도 높은 세계적 수준의 기술 보유를 기대할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 제1기포 유동층 반응기 110 : 가스화 영역
140 : 가스화 유동영역
200 : 제2기포 유동층 반응기 210 : 연소 영역
240 : 연소 유동 영역
300 : 격벽 400, 410, 450 : 유동사 이송장치
421 : 침적유도벽 422 : 침적방지벽
500 : 분산판 600 : 가스화제 챔버
700 : 연소공기 챔버 A, B, C : 유동사 이동방향

Claims (6)

  1. 가스화 원료가 투입되어 합성가스가 배출되는 가스화 반응이 일어나는 가스화 영역(110)을 포함하는 제1기포 유동층 반응기(100); 및
    상기 제1기포 유동층 반응기(100)와 격벽(300)을 사이에 두고 인접하게 마련되고, 연소용 원료가 투입되어 연소가스가 배출되는 연소 반응이 일어나는 연소 영역(210)을 포함하는 제2기포 유동층 반응기(200);를 포함하고,
    상기 격벽(300)에는 상기 가스화 영역(110)과 상기 연소 영역(210) 사이에 유동사의 이동이 일어나도록 하는 유동사 이송장치(400)가 설치되어, 상기 연소 영역(210)의 연소 반응에서 발생된 열을 상기 가스화 영역(110)으로 전달해주는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동사 이송장치(400)는,
    상기 격벽(300)의 하측에 배치되어 있고,
    상기 가스화 영역(110)에서 상기 연소 영역(210)으로 유동사를 이송하는 제1이송부와, 상기 연소 영역(210)에서 상기 가스화 영역(110)으로 유동사를 이송하는 제2이송부로 구성되어, 유동사의 순환이 일어나도록 하는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1기포 유동층 반응기(100)와 상기 제2기포 유동층 반응기(200)의 하부에는 분산판(500)이 마련되어 있되, 상기 유동사 이송장치(410)의 하부에는 상기 분산판(500)이 마련되어 있지 않으며,
    상기 유동사 이송장치(410)는 상기 격벽(300)의 하단부를 따라 배치되어 있고, 회전가능한 터빈을 포함하여, 상기 터빈의 회전에 의해 유동사가 이송되는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터빈의 어느 일측 영역에는 상방으로 배치되어 상기 터빈으로 유동사가 침적되도록 유도하는 침적유도벽(421)이 마련되어 있고,
    상기 터빈의 나머지 일측 영역에는 상기 터빈의 상부를 막아 상기 터빈으로 유동사가 침적되는 것을 방지하는 침적방지벽(422)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유동사 이송장치(450)는 상기 격벽(300)을 가로지르며 배치되어 있고, 회전가능한 스크루(screw)를 포함하여, 상기 스크루의 회전에 의해 유동사가 이송되는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스크루의 외측으로 외벽체(462)가 설치되어 있고,
    상기 스크루의 어느 일측 영역에는 상기 외벽체(462)의 상부(463)가 개방되고 상부로 연장되어 유동사가 상기 스크루의 상부(463)로 침적되도록 하며,
    상기 스크루의 나머지 일측 영역에는 상기 외벽체(462)의 상부를 막아 상기 스크루로 유동사가 침적되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이중 기포유동층 간접가스화 반응장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101594797B1 (ko) * 2014-11-04 2016-02-17 한국에너지기술연구원 유동층 가스화 반응기
KR101598982B1 (ko) * 2014-11-13 2016-03-02 한국에너지기술연구원 고온 플라즈마/이중 유동층 하이브리드 가스화 반응장치 및 이를 이용한 합성가스 생산방법
KR101993734B1 (ko) * 2017-09-26 2019-06-28 경국현 나선형 가스화로를 포함한 이중 유동층 반응기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001002513A1 (de) 1999-06-30 2001-01-11 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und vorrichtung zur pyrolyse und vergasung von organischen stoffen oder stoffgemischen
WO2002051966A1 (en) 2000-12-26 2002-07-04 Ebara Corporation Fluidized-bed gasification method and apparatus
JP2004292540A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Tsukishima Kikai Co Ltd ガス化装置
KR20050117592A (ko) * 1997-12-18 2005-12-14 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 가스화 노

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050117592A (ko) * 1997-12-18 2005-12-14 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 가스화 노
WO2001002513A1 (de) 1999-06-30 2001-01-11 Herhof Umwelttechnik Gmbh Verfahren und vorrichtung zur pyrolyse und vergasung von organischen stoffen oder stoffgemischen
WO2002051966A1 (en) 2000-12-26 2002-07-04 Ebara Corporation Fluidized-bed gasification method and apparatus
JP2004292540A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Tsukishima Kikai Co Ltd ガス化装置

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