KR101429606B1 - 이중 선회류형 가스화기 - Google Patents

Abstract

이중 선회류형 가스화기가 개시된다. 가스화기는 튜브, 튜브에 결합되어 연료, 산소 또는 이들의 혼합물을 튜브 내부로 분사하며 외부 선회류를 형성하는 분사노즐 및 튜브의 내부에 배치되어 내부 선회류를 형성하는 내부유동발생부재를 포함한다. 이러한 구성을 통해 가스화기의 운전효율을 증대시키고, 가스화기의 후단 설비의 사이즈를 감소시키고, 슬래그 배출을 원활하게 할 수 있다.

Description

이중 선회류형 가스화기 {DOUBLE SWIRLING FLOW TYPE GASFIER}

본 발명은 유체가 튜브의 내벽부 및 중앙부에서 이중으로 선회하도록 구성된 가스화기에 관한 것이다.

가스화기의 형태는 크게 고정층, 유동층, 및 분류층으로 구분된다.

고정층과 유동층 가스화기는 반응시간이 15~30분(min)과 5~50초(s)로서 분류층의 1~10초(s)에 비해서 길다. 체류시간이 길게 되면 같은 합성가스 생산에 필요한 가스화기 크기가 커지게 되므로, 하루에 수천 톤의 석탄을 1기의 가스화기에서 처리하는 경우에는 제작 측면에서는 불리하다.

분류층 가스화기는 빠른 반응 시간으로 인해서 대용량 설비에 유리하다. 대표적으로 가스화 복합(IGCC: Integrated Gasfication Combined Cycle) 발전소에 많이 적용된다.

IGCC 발전소는 석탄과 같은 탄화수소 공급 원료로부터 에너지를 비교적 청정하게 또한 효율적으로 발생시킬 수 있다. IGCC 기술은 탄화수소 공급 원료를 가스화기안에서 산소와 반응시켜 가스 혼합물, 즉 합성가스로 전환시킬 수 있다.

가스화기로부터 배출되는 합성가스의 온도는 1200~1600℃의 고온이며, 합성가스 기류 내에 분진 및 황화수소 가스 등 유독가스가 포함되어 있어 냉각, 정제과정을 거쳐 발전용 연료, 화학제품의 원료 등으로 사용될 수 있다.

고체 연료가 연소 및 가스화되는 과정에서 회(ash)가 가스화기 내에서 발생한다. 이러한 회는 저회(bottom ash),슬랙(slag) 및 비회(fly ash)로 구분된다. 저회는 가스화기의 하부로 떨어져 포집되고, 비회는 합성 가스에 섞여 흐른다.

합성 가스 내 비회는 약 750℃이상의 고온에서 끈적거리는 성질(고점도)를 가지고 있어 외부 장치와 연결되는 연결 배관에 점착되어 유로를 폐쇄시키거나 가스화기 후단설비인 합성가스 냉각기의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이를 위하여 합성가스 냉각기를 통과하여 냉각된 합성가스의 상당 양을 가스화기 상부로 재순환시켜 가스화기 출구의 고온의 합성가스와 섞이도록 하여 온도를 낮추는 방식이 채택되고 있다.

종래기술을 따르면 가스화기 상부로 재순환되는 저온의 합성가스의 유량은 가스화기에서 생산되는 합성가스의 유량과 동일한 수준으로 합성가스의 손실이 크다.

이와 같이 저온의 합성가스 재순환량이 큼에 따라 가스화기 후단 설비의 사이즈가 증대된다. 즉, 합성가스를 재순환하기 위한 순환장치인 압축기 및 연결배관 등의 사이즈가 증대된다.

*대한민국 공개번호:10-2012-0032279

본 발명의 목적은 가스화기 출구의 합성가스 배출 온도를 낮추도록 이중 선회류를 유도하는 가스화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 보텍스 튜브 효과로 외부선회류 대비 내부 선회류의 온도를 낮추는 가스화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 가스화기 출구의 합성가스 배출온도를 저감시켜 가스화기 후단 배관, 집진설비 및 합성가스 재순환용 압축기의 용량을 감소시키는 가스화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 벽면을 타고 가스화기 하부 배출구로 흐르는 용융된 슬래그가 가스화기 벽면에서 응고되는 것을 감소시키는 가스화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 가스화기 내부에 이중 선회류를 유동하여 가스화기 상부로 배출되는 비회의 양을 최소화시키는 가스화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 관점을 따르면 가스화기는 튜브, 튜브에 결합되어 연료, 산소 또는 이들의 혼합물을 튜브 내부로 분사하며 외부 선회류를 형성하는 분사노즐 및 튜브의 내부에 배치되고, 상기 튜브의 내주면과 소정 간격을 두고 배치되어 내부 선회류를 형성하는 내부유동발생부재를 포함할 수 있다.

상기 분사노즐은 상기 튜브의 접선 방향으로 배치되고, 상기 내부유동발생부재는 상기 분사노즐의 하부에 배치될 수 있다.

상기 튜브의 상측 중앙부에 합성가스 토출구가 구비될 수 있다.

상기 분사노즐은 상기 튜브의 상부 측벽에 배치되고, 상기 내부유동발생부재는 상기 튜브의 하부에 배치될 수 있다.

상기 내부유동발생부재는 외부경사면을 갖도록 횡단면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성될 수 있으며, 상기 내부유동발생부재는 상부가 절단된 원뿔형으로 형성될 수 있다. 이에 더하여, 내부유동발생부재는 세로중심축을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 형성될 수 있다.

상기 내부유동발생부재는 난류발생부를 더 포함할 수 있으며, 상기 난류발생부는 상기 내부유동발생부재의 외부경사면에 형성된 요철부 또는 상기 외부경사면에 상기 내부선회류의 선회 방향을 따라 형성된 나선형 홈 또는 돌기를 포함할 수 있다.

상기 튜브의 내면에는 상기 외부선회류의 선회방향을 따라 형성된 나선형 홈 또는 돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 외부선회류 및 상기 내부선회류의 회전방향은 동일하게 구성된다.

상기 분사노즐은 상기 튜브의 세로중심축과 수직인 면에 대하여 평행하게 또는 상하로 소정각도로 기울어지게 배향될 수 있다.

상기 내부유동발생부재를 상기 튜브에 지지하는 지지부재가 더 포함될 수 있으며, 상기 지지부재는 상기 내부유동발생부재 및 상기 튜브 사이에 배치된 적어도 2개의 지지바를 포함할 수 있고, 상기 지지바는 상기 내,외부선회류의 회전방향을 따라 원호형으로 만곡되게 형성되거나 직선형으로 형성될 수 있다. 상기 지지바는 상기 내,외부선회류의 회전방향을 따라 두께가 증가하도록 구성될 수 있다.

상기 내부유동발생부재의 내측 또는 외측에는 냉각파이프가 추가로 포함될 수 있으며, 상기 냉각파이프는 상기 내부유동발생부재의 외부경사면에 상기 내부 선회류의 방향을 따라 나선형으로 외감될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기에 의하면, 보텍스 튜브 효과로 가스화기의 운전온도를 낮추어 가스화 효율 증대 및 산소 소모량을 절감할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기에 의하면, 유체가 2중 선회류를 이룸에 따라 가스가 가스화기내에서 체류하는 시간을 증가시켜 동일 용량의 분류층 가스화기 대비 사이즈를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기에 의하면, 동일 유량의 분류층 가스화기 대비 비회 배출 유량을 현격하게 감소시켜 후단 설비의 막힘 현상(FOULING)을 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기에 의하면, 가스화기의 운전온도를 낮추어 냉각가스의 재순환량을 감소시킨다. 그 결과 가스화기 후단 배관 및 압축기 용량을 줄일 수 있다.

본 발명의 일실 시 예를 따른 가스화기에 의하면, 비회의 유량이 감소되어 집진설비의 사이즈를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일실 시 예를 따른 가스화기에 의하면, 가스화기 벽면의 온도를 고온으로 유지하여 슬래그의 막힘(plugging) 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기의 구성을 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기의 구성을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 선Ⅴ-Ⅴ를 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 선Ⅵ-Ⅵ를 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 가스화기의 내부유동발생부재의 구성을 도시한 단면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 가스화장치(1)는 가스화기(100), 냉각기(3), 집진필터(5),습식세정기(7), 회처리기(9), 수처리기(11),압축기(13) 및 각 구성요소를 연결하는 연결배관(15) 등을 포함한다.

고체연료, 예컨대 석탄 및 산소가 가스화기(100)의 내부로 주입된 후 가스화 반응하여 고온의 합성 가스 및 석탄 회(ash)가 생성된다.

합성가스의 주성분은 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)이며, 소량의 이산화탄소(CO_{2 )}를 포함하며, 대략 1300~1600℃의 고온 분위기에서 생성된다.

회는 용융 슬래그(slag) 형태로 가스화기 내부 벽면을 따라 흘러내려 가스화기(100) 하부의 슬래그 토출구(111)를 통해 배출된다. 슬래그는 예컨대 도로 건설 재료 또는 다른 건축자재로서 처리될 수 있다.

생성된 고온의 합성가스는 연결배관(15c,15a)을 통하여 냉각기(3)로 유입되어 저온 대략 250~300℃까지 냉각되면서 고압스팀과 중압 스팀을 발생시킨다.

냉각된 저온의 합성가스 중 비회 성분은 집진필터(5)를 통해 포집되며, 집진필터(5)를 통과한 합성가스의 절반 가량은 연결배관(15d, 15b) 및 압축기(13)를 거쳐 가스화기(100)의 상부로 재순환된다. 가스화기(100) 출구의 고온의 합성가스는 재순환된 저온의 합성가스와 혼합되어 대략 900℃정도로 냉각된다.

집진필터(5)를 통과한 후에도 합성가스 중에 잔류하는 미세입자(particle)와 할로겐 가스들은 습식세정기(7)를 통해 깨끗하게 세정된다.

집진필터(5)를 통해 걸러진 비회 입자는 회처리기(9)를 통해 필요에 따라 밀링되거나 건조되어 재사용이 가능하다.

수처리기(11)는 습식세정기(7)를 통해 배출된 오염수를 처리하여 재사용이 가능한 공정수로 전환시킨다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기의 구성을 도시한 종단면도이다.

가스화기(100)에서 최적의 성능을 얻기 위해서는 여러 설계변수들이 비교 검토되어야 한다. 분류층 가스화기의 설계변수로는 합성가스흐름방향, 가스화기 출구 가스온도, 반응 비활용 영역(dead zone)의 크기, 반응기의 길이/직경(L/D)비, 체류시간, 노즐버너의 개수들이 중요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 인자들을 고려하여 가스화기(100)의 운전온도 및 효율을 향상시키도록 구성된다.

가스화기(100)는 튜브(110)와, 분사노즐(130), 내부유동부재(150)를 포함한다.

튜브(110)는 가스화 반응후 생성된 합성가스가 토출되도록 그 상단 중앙부에 형성된 합성가스토출구(111) 및 그 하단 중앙부에 형성되어 가스화 반응 후 생성된 용융 슬래그(S)가 토출되는 슬래그토출구(113)를 포함한다.

분사노즐(130)은 튜브(110) 내부로 공급원료를 분사한다. 공급원료는 예컨대, 석탄, 산소, 일부 스팀 및 석탄 이송용 질소 등을 포함할 수 있으며, 가스화기(110)내의 고온의 분위기에서 반응하여 합성가스로 전환된다. 합성가스는 예컨대 일산화탄소와 수소의 조합물로 이루어진다.

분사노즐(130)은 석탄,석유, 또는 바이오 매스와 같은 탄소질 재료의 형태를 분사할 수 있다. 분사노즐(130)은 기화를 통해 합성가스를 생성하는 데 적합하다면 어떠한 재료, 예컨대 목재와 같은 유기 재료 또는 플라스틱 폐기물도 분사가능하다.

분사노즐(130)은 산소, 석탄 등을 단독으로 분사하거나 또는 제어된 양의 산소, 석탄 등을 적절히 혼합하여 혼합물 형태로 분사할 수 있다.

이하, 분사노즐(130)을 통해 단독으로 분사되거나, 또는 혼합되어 분사되는 산소, 석탄, 일부 스팀 및 석탄 이송용 질소 등을 '공급원료'로 칭한다.

가스화기(100)는 용도에 따라 튜브(110)의 주위에 적어도 1개의 분사노즐(130)을 포함할 수 있으며, 그 배열 또한 다양하게 사용될 수 있다.

분사노즐(130)은 튜브(110)의 세로중심축(Vc)과 직교되는 면(Hs)에 대해 나란하게 배향되거나, 상,하 방향으로 소정각도를 이루도록 배향될 수 있다.

분사노즐(130)은 튜브(110)의 상부에 세로중심축(Vc)과 나란하게 배치될 수 있다.

도면에서 분사노즐(130)이 세로중심축(Vc)을 중심으로 서로 대칭되게 2개가 배치된 것이 도시되었으나, 그에 한정된 것은 아니며, 가스화기(100)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 다단으로 배치될 수 있다.

또한, 가스화기(100)의 원주방향으로 일정간격을 두고 다수 개로 배치될 수 있다.

분사노즐(130)의 상, 방향 각도(θ°)는 세로중심축(Vc)과 직교되는 면(Hs)에 대하여 0°≤θ ≥90°범위일 수 있다.

분사노즐(130)의 상, 하방향 각도(θ°)는 분사노즐(130)을 통해 분사되는 공급원료가 튜브(110)의 내벽을 따라 선회되어 외부선회류(V1)를 효과적으로 발생시키는 각도를 유지시킴이 바람직하다.

가스화기(100)의 내부에는 내부유동발생부재(150)가 추가로 포함될 수 있다.

내부유동발생부재(150)는 외부경사면(151)을 갖도록 횡단면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성될 수 있으며 세로 중심축(Vc)을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 형성될 수 있다. 도 2는 대칭상태로 구비된 내부유동발생부재(150)를 나타낸다.

내부유동발생부재(150)는 그 상부가 절단된 원뿔형으로 형성됨이 바람직하다. 내부유동발생부재(150)는 횡단면적이 가스화기(100)의 길이방향을 따라 일정한 원통형 등도 채용될 수 있다.

내부유동발생부재(150)는 분사노즐(130)을 통해 분사되어 가스화기(100)의 튜브(110) 내벽면을 따라 하향하면서 외부선회류(V1)를 이루는 합성가스를 회송시켜 내부선회류(V2)를 이루도록 구성된다.

즉, 내부유동발생부재(150)는 분사노즐(130)에 의해 분사되어 외부선회류(V1)를 이루는 합성가스를 회송시켜 내부선회류(V2)를 형성시키면서 가스화기(100)의 튜브(110)의 상단 중앙부에 마련된 합성가스토출구(111)를 향하도록 한다.

내부선회류(V2)는 외부선회류(V1)의 안쪽에 있는 낮은 압력의 영역을 통과하면서 열량을 잃고 합성가스토출구(111)측을 향하게 된다.

외부선회류(V1) 및 내부선회류(V2)는 동일방향으로 회전하므로, 내부선회류(V2)의 합성가스의 입자는 외부선회류(V1)의 합성가스의 입자와 1회전 하는 시간이 동일하다.

따라서 내부선회류(V2)의 합성가스의 실제 운동속도는 외부선회류(V1)의 합성가스의 실제 운동속도보다 낮다.

이 운동속도의 차이는 운동에너지가 줄었음을 의미하며, 그 상실된 운동에너지는 열로 변화되어 외부선회류(V1)의 합성가스의 온도를 상승시키고 내부선회류(V2)의 온도는 더욱더 내려간다.

외부선회류(V1) 및 내부선회류(V2)를 포함하는 이중 선회류 형성을 위하여 분사노즐(130)은 튜브(110)의 상부에 배치되고 내부유동부재(150)는 튜브(110) 내의 하부에 배치됨이 바람직하다.

본 발명을 따르면, 합성가스의 흐름이 보텍스 튜브 효과로 인한 이중 선회류를 이룸에 따라 슬래그 배출을 용이하게 하면서, 가스화기(100)를 통해 토출되는 합성가스의 온도를 낮출 수 있다. 그리하여 가스화기(100)의 사이즈를 감소시키고, 가스화기(100) 후단설비의 사이즈를 줄일 수 있다.

즉, 본 발명의 가스화기(100)를 따르면, 2중 선회류를 이룸에 따라 합성가스가 튜브(110) 내에 체류하는 시간이 길어지게 되어 운전효율이 향상된다. 그 결과 동일 유량 대비 가스화기(100)의 사이즈를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 가스화기(100)에서는 2중 선회류로 인해 회 성분들이 대부분 원심력을 받아 용융 슬래그 형태로 배출됨에 따라 비회의 배출량을 줄일 수 있다. 그에 따라 가스화기(100)의 후단의 연결배관(15) 및 집진필터(5) 등의 사이즈를 줄일 수 있다.

본 발명의 가스화기(100)에서는 보텍스 튜브 효과로 인해 내부선회류(V2)의 온도를 외부선회류(V1)의 온도보다 대략 100℃정도 낮출 수 있어 가스화기(100)의 상부로 재순환되는 냉각가스의 유량을 감소시킬 수 있다.

그에 따라 냉각가스를 순환시키기 위한 압축기(13), 연결배관(15) 등의 사이즈를 줄일 수 있다. 이에 더하여, 가스화 효율 및 산소 소모량을 감소할 수 있다.

본 발명의 가스화기(100)를 따르면, 보텍스 튜브 효과로 인해 가스화기(100)의 튜브(110) 벽면의 온도가 상승 되므로 슬래그의 용융 및 원활한 배출이 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 가스화기의 구성을 도시한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 가스화기(100)의 몸체를 이루는 튜브(110)의 접선(T)에 대하여 소정각도(β°)를 이루며 분사노즐(130)이 배치된다. 분사노즐(130)은 튜브(110)의 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 다수 개가 배치될 수 있다.

분사노즐(130)은 도시된 바와 같이 4개로 한정된 것은 아니며, 연소조건 등을 고려하여 그 개수를 달리할 수 있음은 물론이다.

분사노즐(130)의 각도(β°)는 0＜β°＜90의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 45°일수 있다.

*분사노즐(130)을 통해 공급원료는 튜브(110)의 접선(T)에 대하여 소정각도(β°)로 튜브(110)의 내부로 주입되어서 예컨대 시계방향을 따라 강력한 외부선회류(V1)를 이루며 튜브(110) 내벽면을 타고 하향한다.

이후, 내부유동부재(150)에 의해 회송되어 외부선회류(V1)와 동일한 방향의 내부선회류(V2)가 형성된다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이고, 도 5는 도 4의 선Ⅴ-Ⅴ를 따른 단면도이다.

도 4를 참조하면, 내부유동발생부재(150)는 지지부재(170)에 의해 튜브(110)의 내부에 지지될 수 있다.

지지부재(170)는 튜브(110)의 내벽에 결합된 지지프레임(171), 지지프레임(171)과 일정간격을 두고 배치되어 내부유동발생부재(150)를 지지하는 받침부재(172)와 지지프레임(171) 및 받침부재(173)의 사이를 연결하는 지지바(173)를 포함한다.

지지바(173)는 내,외부선회류(V2,V1)의 선회 방향과 동일한 방향으로 만곡된게 형성되어 내,외부 선회류(V2,V1)의 선회방향과 간섭되지 않도록 함이 바람직하다.

다르게는 지지바(173)는 점선 표시된 바와 같이 직선형으로 형성될 수 있다. 이러한 구성을 따르면, 만곡된 지지바에 비하여 제작성을 향상시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 지지바(173)는 내,외부선회류(V2,V1)의 선회방향을 따라 그 두께가 증가하도록 구성되어 선회 효과를 향상시키도록 할 수 있다.

도 6은 도 4의 선Ⅵ-Ⅵ를 따른 단면도이다.

도 6을 참조하면 내부유동발생부재(150)는 열적 파손을 방지하도록 냉각파이프(180)가 배치될 수 있다. 냉각파이프(180)는 그 내부로 냉각수를 순환시키는 것으로서, 튜브(110)를 냉각시키는 냉각수 공급원으로부터 분기되어 공급되도록 구성될 수 있다.

냉각파이프(180)는 내부유동발생부재(150)의 외부경사면(151)에 나선형으로 외감될 수 있다. 이 경우 냉각파이프(180)는 내부유동발생부재(150)를 냉각시키고, 내부선회류(V2) 형성을 보다 효과적으로 행하는 보조적 역할도 함께 수행할 수 있다.

다르게는 냉각파이프(180)는 점선 표시된 바와 같이 내부유동발생부재(150)의 내부에 배치될 수 있다.

튜브(110)의 내면에는 외부선회류(V1)의 강도를 증대시키는 외부선회류보조발생부(115)가 추가로 구비될 수 있다. 외부선회류보조발생부(115)는 튜브(110) 내벽면의 원주방향을 따라 형성된 나선형 홈(115a) 및/또는 돌기(115b)를 포함할 수 있다.

도 6은 설명의 용이성을 위하여 단순히 홈(115a), 돌기(115b)가 튜브(110)의 내벽 양측에 대칭되게 배열된 상태를 도시한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 가스화기의 내부유동발생부재의 구성을 도시한 단면도이다.

내뷰유동발생부재(150)의 경사면(151)에는 내부선회류보조발생부(155)를 더 포함할 수 있다. 내부선회류보조발생부(155)는 내부유동발생부재(150)의 경사면(151)에 형성된 홈(155a) 및/또는 돌기(155b)를 포함할 수 있다.

홈(155a) 또는 돌기(155b)는 내부유동발생부재(150)의 경사면(151)을 따라 나선형으로 연속되게 형성된 나선형 홈 또는 돌기 형상을 가질 수 있으며, 그 밖에 난류를 발생시킬 수 있는 모든 형태, 배치가 적용가능하다.

*도 7은 설명의 용이성을 위하여 홈(155a), 돌기(155b)가 단순히 경사면(151) 양측에 대칭되게 배열된 상태가 도시된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 가스화기 110: 튜브
130: 분사노즐 150: 내부유동발생부재
170: 지지부재 180: 냉각파이프
V1: 외부선회류 V2: 내부선회류

Claims (20)

1. 튜브;
   상기 튜브에 결합되어 연료, 산소 또는 이들의 혼합물을 상기 튜브 내부로 분사하며 외부 선회류를 형성하는 분사노즐; 및
   상기 튜브의 내부에 배치되고, 상기 튜브의 내주면과 소정 간격을 두고 배치되어 내부 선회류를 형성하는 내부유동발생부재
   를 포함하는 가스화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사노즐은 상기 튜브의 접선 방향으로 배치되고,
   상기 내부유동발생부재는 상기 분사노즐의 하부에 배치된 가스화기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 튜브의 상측 중앙부에 합성가스 토출구가 구비된 가스화기
4. 제1항에 있어서,
   상기 분사노즐은 상기 튜브의 상부 측벽에 배치되고,
   상기 내부유동발생부재는 상기 튜브의 하부에 배치된 가스화기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 내부유동발생부재는 외부경사면을 갖도록 횡단면적이 상부로 갈수록 작아지도록 구성된 가스화기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 내부유동발생부재는 상부가 절단된 원뿔형으로 형성된 가스화기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 내부유동발생부재는 세로중심축을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 형성된 가스화기.
8. 제5항에 있어서,
   상기 내부유동발생부재는 난류발생부를 더 포함하는 가스화기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 난류발생부는 상기 내부유동발생부재의 외부경사면에 형성된 요철부를 포함하는 가스화기.
10. 제8항에 있어서,
    상기 외부경사면은 상기 내부선회류의 선회 방향을 따라 형성된 나선형 홈 또는 돌기를 포함하는 가스화기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 내면에는 상기 외부선회류의 선회방향을 따라 형성된 나선형 홈 또는 돌기를 포함하는 가스화기.
12. 제1항에 있어서,
    상기 외부선회류 및 상기 내부선회류의 회전방향이 동일하도록 구성된 가스화기.
13. 제1항에 있어서,
    상기 분사노즐은 상기 튜브의 세로중심축과 수직인 면에 대하여 평행하게 또는 상하로 소정각도로 기울어지게 배치된 가스화기.
14. 제1항에 있어서,
    상기 내부유동발생부재를 상기 튜브에 지지하는 지지부재가 더 포함된 가스화기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 내부유동발생부재 및 상기 튜브 사이에 배치된 적어도 2개의 지지바를 포함하는 가스화기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 지지바는 상기 내,외부선회류의 회전방향을 따라 원호형으로 만곡되게 형성된 가스화기.
17. 제15항에 있어서,
    상기 지지바는 직선형으로 형성된 가스화기.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 지지바는 상기 내,외부선회류의 회전방향을 따라 두께가 증가하도록 구성된 가스화기.
19. 제1항에 있어서,
    상기 내부유동발생부재의 내측 또는 외측에는 냉각파이프가 추가로 포함된 가스화기.
20. 제19항에 있어서,
    상기 냉각파이프는 상기 내부유동발생부재의 외부경사면에 상기 내부선회류의 방향을 따라 나선형으로 외감된 가스화기.

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