KR101461012B1 - Coal Modification Process using Waste heat recovery - Google Patents

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이시훈
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전동혁
임영준
임정환
최호경
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a method for re-using waste heat generated in a process of modifying coal which uses palm oil residue and, more specifically, to a method for modifying coal using waste heat from steam generated in the process, comprising the steps of crushing coal into an average particle size of 10 mm or less by using a crusher; melting palm oil residue at a melting tank; homogeneously mixing the crushed coal with the melted palm oil residue by using a mixer; drying and stabilizing moisture in coal, while the mixture of the coal and palm oil residue is coated on the surface of coal by blowing delivery gas via FD fans in a drier-stabilizer; cooling the coal that has passed through the drying and stabilization step by using a cooler; and molding the coal that has passed through the cooling step by using a molding device. Thus, exhaust gas which is discharged from the drier-stabilizer is transferred to a cyclone, and is supplied to the mixer, the melting tank and a delivery gas pipe of the drier-stabilizer, after removing the pulverized coal.

Description

폐열 회수 석탄 개질 방법{Coal Modification Process using Waste heat recovery} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a coal-

본 발명은 팜잔사유를 사용한 석탄의 개질공정에서 폐열을 회수하여 재사용하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 공정에서 발생하는 증기의 폐열을 활용하여 팜잔사유 융해, 건조-안정화기의 운송기체 예열 및 원료석탄의 예열이 가능한 석탄 개질 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for recovering and reusing waste heat in a coal reforming process using a palm pan oil gasifier, and more particularly, to a method for recovering and reusing waste heat using a waste heat of a steam generated in a process, The present invention relates to a coal reforming method capable of preheating raw coal.

단기적으로 원유값 상승, 중장기적으로 원유고갈 등에 대비하여 원유를 대체할 수 있는 에너지원을 확보하기 위한 노력이 계속되고 있다. 최근 태양에너지, 바이오 에너지 등 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 산업적 이용에는 아직 한계가 있다. 이로 인해 석탄에 대한 수요가 다시 증가하고 있으며, 국내에서는 대부분의 탄광이 폐광된 상태이므로 호주, 인도네시아 등 해외에서 석탄을 수입해오고 있는 실정이다.Efforts are continuing to secure energy sources that can replace crude oil in the short term in preparation for rising crude oil prices and mid- to long-term crude oil depletion. Recently, researches on new energy sources that can replace existing fossil fuels such as solar energy and bio energy have been actively carried out, but there is still a limit to industrial use. As a result, demand for coal is increasing again. In Korea, coal is being imported from overseas countries such as Australia and Indonesia because most mines are abandoned.

석탄은 토탄(peat)에서부터 brown coal, 갈탄(lignite), 아역청탄(sub-bituminous coal), 역청탄(bituminous coal), 무연탄(anthracite) 등급으로 나뉘어지고 역청탄은 다시 저휘발분, 중휘발분, 고휘발분 역청탄으로, 그리고 무연탄은 반무연탄, 무연탄, Meta-무연탄과 흑연계 무연탄으로 나뉘어지며, 이 중에서 brown coal부터 아역청탄까지는 저등급석탄(LRC)으로, 역청탄부터는 고등급석탄(HRC)로 분류된다.Coal is divided into peat, brown coal, lignite, sub-bituminous coal, bituminous coal and anthracite grades, and bituminous coal is further divided into low volatiles, medium volatiles, , And anthracite is divided into semi-anthracite, anthracite, meta-anthracite and graphite anthracite, among which brown coal is classified as low grade coal (LRC) and bittern coal is classified as high grade coal (HRC).

석탄을 직접 연소시켜 화력발전을 하기 위해서는 반무연탄, 역청탄 등의 고품위 석탄이 사용되어야 한다. 그러나 역청탄 및 반무연탄은 값이 비싸고 매장량도 적기 때문에 상대적으로 매장량이 풍부하고 가격이 저렴한 저등급 석탄(LRC: Low Rank Coal)을 고품위화하여 활용하기 위한 연구가 1980년대부터 진행되어 왔다.High-quality coal, such as semi-anthracite and bituminous coal, should be used in order to directly generate coal by burning coal. However, since bituminous coal and semi-anthracite coal are expensive and reserves are small, studies have been conducted since the 1980s to utilize low grade coal (LRC: Low Rank Coal), which has relatively rich reserves and low prices, with high quality.

저등급 석탄 중 하나인 갈탄을 예로 들면 역청탄에 비해 가격은 낮지만, 수분 함유량이 30내지 70%로 많고, 발열량이 2500 내지 4000 kcal/kg 이하로 낮아 연소용으로 활용하는 양이 최근까지도 미미한 상태이다. For example, lignite, which is one of the low-grade coal, is low in price compared to bituminous coal, but has a water content of 30 to 70% and a low calorific value of 2500 to 4000 kcal / kg, to be.

게다가 저등급 석탄은 수분의 함량이 높아 무게와 부피가 크므로 물류에 있어서 이롭지 않으며, 수분을 제외하고도 석탄에 포함된 휘발분으로 인해 자연발화가 쉽게 일어나서 이동이 용이하지 않다는 문제점도 있다. 따라서 물류의 경제성과 안정성의 관점에서도 저등급 석탄을 고품위화하고 자연발화를 억제시키는 방법의 개발이 요구되고 있는 것이다.In addition, low-grade coal has a high weight and volume due to high moisture content, which is not advantageous in logistics, and other than moisture, there is also a problem that spontaneous ignition easily occurs due to volatilization contained in coal, which makes migration difficult. Therefore, it is required to develop a method for improving the quality of low grade coal and suppressing spontaneous combustion, from the viewpoint of economic efficiency and stability of logistics.

일본 공개특허 1995-233383호는 중질유분과 용매유분을 포함하는 혼합유를 다공질탄과 혼합하고, 이 원료 슬러리를 가열하고, 그 다공질탄의 탈수를 진행시키는 것과 동시에, 그 다공질탄의 미세구멍 내에 중질유분과 용매유분을 포함하는 혼합유를 함유하게 하고, 이어서 슬러리를 고액분리하는 것을 특징으로 하는 고형 연료의 제조방법을 소개하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 233383/1995 discloses a method of mixing a mixed oil containing a heavy oil fraction and a solvent fraction with a porous carbon to heat the porous slurry and to advance dehydration of the porous carbon, And a mixed oil containing a mineral oil and a solvent oil, followed by solid-liquid separation of the slurry.

그러나, 상기 방법은 고가의 용매유가 중질유와 함께 사용되고 있어서 고액분리를 통해 회수하고 있지만 상당량은 석탄에 잔류하게 되어 개질공정을 복잡하게 하고 개질에 따른 비용을 높이는 등의 단점을 가지고 있으므로, 에너지 효율을 극대화할 수 있는 개질방법의 개발이 절실한 실정이다.
However, since the expensive solvent oil is used together with the heavy oil, it is recovered through solid-liquid separation, but a considerable amount of the solvent oil remains in the coal, complicating the reforming process and increasing the cost of reforming. It is inevitable to develop a reforming method capable of maximization.

일본 공개특허 1995-233383호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1995-233383

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용매유를 사용하지 않고 중질유인 팜잔사유를 직접 석탄에 코팅하는 과정에서 발생하는 배기가스의 폐열을 활용할 수 있는 방법을 제공함으로써, 석탄개질공정의 경제성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of utilizing waste heat of exhaust gas generated in a process of directly coating coal, Thereby improving the economical efficiency of the coal reforming process.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 팜잔사유(palm oil residue)를 용융시켜 직접 분쇄된 석탄입자에 혼합하여 건조-안정화하되, 용융과정에 상기 건조-안정화단계에서 생산된 배기가스로부터 나온 열을 재사용함으로써 경제적으로 저등급 석탄을 고품위화 할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a process for producing a coal-fired power plant, which comprises melting a palm oil residue and mixing it with pulverized coal particles for drying-stabilizing, It is possible to economically lower the grade of coal by reusing it, thus completing the present invention.

팜잔사유는 상온에서 고체이나 석탄이 건조되는 온도에서는 묽은 액체가 되어 석탄을 고르게 코팅하고 건조 후 다시 상온에서는 고체가 되는 특성을 보여 석탄 코팅에 적합하다. It is suitable for coal coating because it shows a characteristic that it becomes a dilute liquid at the temperature where the solid or coal is dried at room temperature and cools the coal evenly and becomes solid at room temperature after drying.

본 발명은, 폐열을 회수하여 석탄을 개질하는 방법으로, 상기 방법은 (a) 분쇄기를 이용하여 석탄을 평균 입도 10mm 이하 크기로 분쇄하는 단계; (b) 용융탱크에서 팜잔사유(palm oil residue)를 융해하는 단계; (c) 혼합기를 이용하여 상기 분쇄된 석탄에 상기 융해된 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계; (d) 건조-안정화기에서 FD 팬을 이용하여 운송기체를 불어넣어 상기 석탄과 혼합된 팜잔사유가 석탄표면에 코팅되고 동시에 석탄내 수분이 건조되는 건조-안정화 단계; (e) 냉각기를 이용한 상기 건조-안정화 단계를 거친 석탄의 냉각 단계; 및 (f) 성형기를 이용한 상기 냉각 단계를 거친 석탄을 성형하는 단계를 포함하고, 상기 건조-안정화기에서 배출되는 배기가스를 싸이클론으로 이동시켜 미분탄을 제거 후, 상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 건조-안정화기의 운송기체를 공급하는 공급관에 제공하는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for recovering waste heat to reform coal, comprising the steps of: (a) pulverizing coal with an average particle size of 10 mm or less using a pulverizer; (b) melting the palm oil residue in a melting tank; (c) homogenously mixing the melted palm pan oil with the pulverized coal using a mixer; (d) a drying-stabilizing step of blowing a carrier gas using an FD fan in a dry-stabilizer to coat the surface of the coal mixed with the coal, and drying moisture in the coal at the same time; (e) cooling the coal through the drying-stabilizing step using a cooler; And (f) shaping the coal through the cooling step using a molding machine, wherein the exhaust gas discharged from the dry-stabilizer is transferred to a cyclone to remove pulverized coal, and then the mixture, the melting tank, To a supply line for supplying the carrier gas of the dry-stabilizer.

본 발명은 또한, 폐열을 회수하여 석탄을 개질하는 방법으로, 상기 방법은 (a) 분쇄기를 이용하여 석탄을 평균 입도 10mm 이하 크기로 분쇄하는 단계; (b) 용융탱크에서 팜잔사유(palm oil residue)를 융해하는 단계; (c) 혼합기를 이용하여 상기 분쇄된 석탄에 상기 융해된 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계; (d) 건조-안정화기에서 FD 팬을 이용하여 운송기체를 불어넣어 상기 석탄과 혼합된 팜잔사유가 석탄표면에 코팅되고 동시에 석탄내 수분이 건조되는 건조-안정화 단계; (e) 성형기를 이용한 상기 냉각 단계를 거친 석탄을 성형하는 단계를 포함하고, 및 (f) 냉각기를 이용한 상기 건조-안정화 단계를 거친 석탄의 냉각 단계; 상기 건조-안정화기에서 배출되는 배기가스를 싸이클론으로 이동시켜 미분탄을 제거 후, 상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 건조-안정화기의 운송기체를 공급하는 공급관에 제공하는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for recovering waste heat to reform coal, comprising the steps of: (a) pulverizing coal to an average particle size of 10 mm or less using a pulverizer; (b) melting the palm oil residue in a melting tank; (c) homogenously mixing the melted palm pan oil with the pulverized coal using a mixer; (d) a drying-stabilizing step of blowing a carrier gas using an FD fan in a dry-stabilizer to coat the surface of the coal mixed with the coal, and drying moisture in the coal at the same time; (e) molding the coal through the cooling step using a molding machine, and (f) cooling the coal through the drying-stabilizing step using a cooler; A waste heat recovery coal reforming method in which the exhaust gas discharged from the dry-stabilizer is transferred to a cyclone to remove pulverized coal and then supplied to a feed pipe for supplying the carrier gas of the mixer, the melting tank, and the dry- to provide.

본 발명은 또한, 상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 운송기체의 공급관은 히팅 자켓(heating jacket)을 포함하고, 미분탄이 제거된 배기가스를 상기 히팅 자켓으로 공급하는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention also provides a waste heat recovery coal reforming method wherein the mixer, the melting tank, and the supply pipe of the transportation gas include a heating jacket and supply the exhaust gas from which the pulverized coal is removed to the heating jacket .

본 발명은 또한, 상기 혼합기는 단열되어있고 혼합기 내부의 스크류는 배플을 포함하며, 스크류 내부에는 공동이 있어 뜨거운 배기가스가 통과할 수 있는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention also provides a waste heat recovery coal reforming method wherein the mixer is insulated, the screw inside the mixer includes a baffle, and the screw has a cavity to allow hot exhaust gas to pass therethrough.

본 발명은 또한, 상기 스크류는 복수개이고, 인접 스크류와의 회전방향이 역방향인, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention also provides a waste heat recovery coal reforming method wherein a plurality of the screws are provided and the direction of rotation with the adjacent screw is opposite.

본 발명은 또한, 상기 분쇄된 석탄에 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계에서 상기 팜잔사유는 상기 석탄의 0.5 내지 30 중량%에 해당하는 양을 혼합하는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for modifying a waste heat recovering coal, wherein the palm pan oil is mixed with 0.5 to 30% by weight of the coal in the step of homogeneously mixing the palm pan oil with the pulverized coal.

본 발명은 또한, 상기 건조-안정화 단계는 간접형 열교환식 건조-안정화기에서 진행하며, 상기 건조-안정화기 내부 온도는 100 내지 115℃이고, 혼합 교화가 발생할 수 있도록 상기 건조-안정화기 내부에서 석탄이 움직이며 20 내지 70분의 체류시간을 가지는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.
The present invention also relates to a process for the preparation of a dry-stabilizer, characterized in that the drying-stabilizing step is carried out in an indirect heat exchange dry-stabilizer, wherein the drying-stabilizer internal temperature is from 100 to 115 ° C, Wherein the coal is moved and has a residence time of 20 to 70 minutes.

본 발명은 또한, 상기 건조-안정화 단계를 거친 건조 석탄의 수분은 5 내지 20 중량%가 되도록 건조-안정화하는, 폐열 회수 석탄 개질 방법을 제공한다.
The present invention also provides a waste heat recovery coal reforming process wherein the moisture of the dry coal after the drying-stabilization step is dry-stabilized to 5 to 20 wt%.

본 발명의 폐열을 회수하여 재사용하는 석탄 개질 방법은, 상기 건조-안정화단계에서 생산된 배기가스로부터 나온 열을 회수하여 재사용함으로써 경제적으로 저등급 석탄을 고품위화 할 수 있다.
The coal reforming method of recovering and reusing the waste heat of the present invention can recover the heat from the exhaust gas produced in the drying-stabilizing step and reuse it, thereby making the low grade coal economically high-grade.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 석탄 개질방법에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 안정화 과정이다.
도 3은 본 발명의 공정도이다.
도 4a는 열교환 기능을 추가한 혼합기의 모식도이다.
도 4b는 열교환 기능을 추가한 혼합기의 단면도이다.
도 5는 운송기체 예열 시 운송기체 예열용 열교환기에서의 온도 프로파일 그래프이다.
도 6는 운송기체+석탄 예열 시 운송기체 예열용 열교환기에서의 온도 프로파일 그래프이다.
도 7는 운송기체+석탄 예열 시 석탄 예열용 혼합기에서의 온도 프로파일 그래프이다.
Figs. 1A and 1B are conceptual diagrams of a coal reforming method of the present invention.
2 is a stabilization process of the present invention.
3 is a process diagram of the present invention.
4A is a schematic diagram of a mixer to which a heat exchange function is added.
Figure 4b is a cross-sectional view of the mixer with the addition of a heat exchange function.
Figure 5 is a graph of the temperature profile in a heat exchanger for transport gas preheating during transport gas preheating.
Figure 6 is a graph of the temperature profile in a heat exchanger for transport gas preheating during transport gas + coal preheat.
7 is a graph of the temperature profile in a coal preheating mixer during transport gas + coal preheat.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It should be understood that equivalents and variations may be present.

여기서, 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Here, in the entire drawings for explaining the embodiments of the present invention, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명은 분쇄-혼합-건조/안정화-냉각-성형 공정을 거친다.
As shown in FIG. 1A, the present invention is subjected to a crushing-mixing-drying / stabilizing-cooling-molding process.

(a) 석탄을 분쇄하는 단계(a) pulverizing the coal

원료석탄을 분쇄기(1)에서 분쇄한다. 본 발명에서 사용되는 분쇄되는 원료 석탄의 분쇄기(1)로는 조 크러셔(Jaw crusher), 핀 밀(Pin mill), 해머 밀(Hammer mill), 롤 밀(Roll mill) 등을 사용할 수 있다. The raw coal is pulverized in the pulverizer (1). The pulverizer 1 of the pulverized raw coal used in the present invention may be a jaw crusher, a pin mill, a hammer mill, a roll mill, or the like.

본 발명의 석탄 분쇄 단계에서 분쇄된 석탄의 평균입도는 10 mm 이하인 것이 바람직하다.
The average particle size of the pulverized coal in the coal pulverization step of the present invention is preferably 10 mm or less.

(b) 팜잔사유(palm oil residue)를 융해하는 단계 (b) Fusing palm oil residue

건조-안정화기(7)에서 배출되는 폐열(스팀/공기)을 이용하여 팜잔사유를 가열하여 액체로 전환시키는 단계이다. 도 3에 나타낸 것과 같이 폐열은 사이클론(9)에서 미분탄을 걸러낸 뒤 팜잔사유를 가열하는 히팅자켓으로 이동하여 용융탱크(12)에 위치한 팜잔사유를 융해한다.
(Steam / air) discharged from the drying-stabilizer 7 to heat the palm pan oil to convert it into a liquid. As shown in FIG. 3, the waste heat is filtered by the cyclone 9 and then moved to a heating jacket for heating the palm pan oil to melt the palm pan oil located in the melting tank 12.

(c) 분쇄된 석탄에 팜잔사유(palm oil residue)를 균질하게 혼합하는 단계(c) homogeneously mixing the palm oil residue with the pulverized coal

융해된 팜잔사유를 분쇄된 석탄과 혼합하는 단계이며, 도 2에 나타낸 혼합 단계가 이에 해당한다. 혼합단계가 이루어지는 혼합기(4)는 단열재(23)로 이루어져있으며, 스크류 내부에서 발생하는 응축수를 중력에 의해 배출시키기 위해 혼합기에 경사를 주어 배기가스의 흐름이 아래를 향하도록 하고, 워터트랩(25)을 설치한다. 본 발명의 구현예에서 원료 석탄의 예열이 혼합기(4)에서 이루어지며, 상기 혼합기 내부의 스크류(21)는 배플(22)을 포함하며, 스크류 내부의 공동을 통해 뜨거운 배기가스를 통과하여 열전달이 가능하다. 또한, 혼합기 내부에 위치한 스크류는 복수 개이고, 배플을 포함하며, 인접 스크류와의 회전방향을 역방향으로 하여 석탄과 팜잔사유의 교반이 원활하게 한다. 상기 혼합기에는 내부에서 석탄의 움직임이 가능할 수 있도록 구동모터(24)가 장착된다. 본 발명의 일 구현예에서 혼합되는 팜잔사유는 석탄의 0.5 내지 30 중량%에 해당하는 양이다. 팜잔사유는 인도네시아, 말레이시아 등에서 팜유 생산 후 잔류물로써, palm fatty acid distillate (PFAD), palm sludge oil (PSO) 등이 이에 해당하며, 상온에서 고체상이고 9,000 kcal/kg 이상의 높은 발열량을 갖는다. The step of mixing the melted palm pan oil with the pulverized coal is the mixing step shown in Fig. The mixer 4 in which the mixing step is performed is composed of a heat insulating material 23. In order to discharge the condensed water generated inside the screw by gravity, the mixer is inclined so that the flow of the exhaust gas is directed downward and the water trap 25 ). In the embodiment of the present invention, preheating of the raw coal is carried out in the mixer 4, the screw 21 in the mixer comprises a baffle 22, which passes through the hot exhaust gas through the cavity inside the screw, It is possible. In addition, a plurality of screws located inside the mixer, including baffles, rotate the direction of rotation with the adjacent screw in the opposite direction, so that stirring of coal and palm pan oil is smooth. The mixer is equipped with a drive motor (24) so that coal can move inside. In an embodiment of the present invention, the palm pan oil mixed is an amount corresponding to 0.5 to 30% by weight of the coal. Palm oil is a residue of palm fatty acid distillate (PFAD) and palm sludge oil (PSO) in Indonesia and Malaysia. It is a solid at room temperature and has a high calorific value of 9,000 kcal / kg or more.

상기 단계에서 팜잔사유와 석탄은 물리적으로 혼합되어 있는 상태이므로 팜잔사유가 석탄의 표면에 코팅되는 것은 아니고 서로 섞여 있는 상태이다. 혼합기(4)를 거친 팜잔사유와 혼합된 석탄은 사일로(5)로 이동한다. 상기 혼합기는 각각 개념도와 단면도로 나타낸 도 4a와 도 4b를 참조한다.
In the above step, since the palm pan oil and the coal are physically mixed, the palm pan oil is not coated on the surface of the coal but mixed with each other. The coal mixed with the palm pan oil passed through the mixer (4) is transferred to the silo (5). These mixers refer to Figs. 4A and 4B, respectively, which are shown schematically and in section.

(e) 석탄과 혼합된 팜잔사유가 융해하여 석탄표면에 코팅되고 동시에 석탄내 수분이 건조되는 건조-안정화 단계(e) a dry-stabilization step in which the palm pan blended with coal is melted and coated on the surface of the coal and simultaneously the moisture in the coal is dried

상기 사일로(5)에서 팜잔사유와 혼합된 석탄을 스크류피더(6)를 통해 건조-안정화기(7)로 이송한다. 상기 건조-안정화기에서 석탄 표면에 묻어있는 팜잔사유가 융해하여 표면을 코팅하고, 석탄의 수분이 증발한다. 혼합 단계에서 석탄 표면에 접착된 팜잔사유는 온도가 상승함에 따라 융해하여 석탄 표면 전체로 확산(도 2 융해 단계)한다. 이후 열전달에 의해 석탄 내부의 기공에 있는 수분이 증발(도 2 증발 단계)하면서 진공 상태가 되어 표면에 확산되어 있는 팜잔사유가 기공으로 침투(도 2 침투 단계)하게 된다. 본 발명의 일 구현예에서 건조-안정화기의 형태는 간접형 열교환식이며, 20 내지 70분의 충분한 체류시간을 갖고, 내부에서 석탄의 움직임이 있어서 혼합 효과가 발생할 수 있는 형태가 적당하다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 건조-안정화기에는 내부에서 석탄의 움직임이 가능할 수 있도록 구동모터(8)가 장착된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 건조-안정화기는 스팀 튜브 드라이어(steam tube dryer) 또는 로터리 디스크 드라이어(rotary disk dryer)를 사용하여 약 120 내지 180℃로 가열하여 증발 및 건조시킬 수 있다. 상기 건조-안정화기에는 가열을 위한 스팀 공급장치와 상기 공급된 스팀의 사용 후 응축수 배출장치가 포함될 수 있다. 상기 건조-안정화기(7)에는 질소 및 배기가스 같은 통상적인 운송 기체가 사용될 수 있으며, 압입송풍기(Forced Draft, FD) 팬(14)을 이용해 운송기체를 불어넣어 준다. 상기 운송기체는 폐열을 회수하여 예열 가능하다. In the silo (5), the coal mixed with the palm pan oil is transferred to the dry-stabilizer (7) through the screw feeder (6). In the dry-stabilizer, the palm pan residues on the surface of the coal are melted to coat the surface, and the moisture of the coal is evaporated. In the mixing step, the palm pan oil adhered to the surface of the coal melts as the temperature rises and diffuses to the entire surface of the coal (Fig. 2 melting step). After that, the water in the pores of the coal is evaporated by the heat transfer (Fig. 2 evaporation step), and the pellet is diffused on the surface to penetrate into the pores (Fig. 2 penetration step). In one embodiment of the present invention, the form of the dry-stabilizer is an indirect type heat exchange type, has a sufficient residence time of 20 to 70 minutes, and has a form in which the movement of coal is allowed to take place and the mixing effect can be generated. In one embodiment of the present invention, the dry-stabilizer is equipped with a drive motor 8 so that movement of the coal is possible inside. In one embodiment of the present invention, the dry-stabilizer may be evaporated and dried by heating to about 120 to 180 DEG C using a steam tube dryer or a rotary disk dryer. The drying-stabilizer may include a steam supply device for heating and a condensed water discharge device after use of the supplied steam. The dry-stabilizer 7 may be a conventional carrier gas such as nitrogen and exhaust gas, and blows the carrier gas using a forced draft (FD) fan 14. The transporting gas can recover the waste heat and be preheated.

건조-안정화기 내부 온도는 약 100 내지 115℃로 유지하며, 팜잔사유의 녹는점이 40 내지 60℃이므로 팜잔사유의 융해와 석탄 수분의 건조가 동시에 진행된다. 팜잔사유의 석탄 표면 코팅은 20분 이내에 충분히 이루어지므로, 건조-안정화기 체류시간은 석탄의 수분 함량에 따라 약 20 내지 70분으로 조절 가능하다. 건조 석탄의 수분은 8 내지 15 중량%가 되도록 한다.
The internal temperature of the dry-stabilizer is maintained at about 100 to 115 캜, and since the melting point of the palm pan oil is 40 to 60 캜, the melting of the palm pan oil and the drying of the coal moisture proceed simultaneously. Since the coal surface coating of palm pan oil is sufficiently accomplished within 20 minutes, the drying-stabilizer residence time can be adjusted to about 20 to 70 minutes depending on the moisture content of the coal. The moisture content of the dried coal is 8 to 15% by weight.

(e) 건조-안정화 단계를 거친 석탄의 냉각 단계(e) cooling step of the coal after the dry-stabilization step

건조-안정화기에서 배출되는 석탄의 온도는 약 100℃로 높기 때문에 외부에 그대로 방치 할 경우 자연발화될 가능성이 있다. 따라서, 본 발명은 이 단계의 수행 후에 냉각기(10)를 이용하여 상기 건조-안정화된 석탄을 냉각시키는 단계를 더 수행한다. 이전 단계까지 석탄은 가열된 온도를 유지하여 팜잔사유는 석탄 표면에 액상으로 코팅된 상태를 유지하지만, 상기 단계에서 상온으로 냉각함에 따라 석탄에 코팅된 팜잔사유는 다시 고상으로 변형(도 2 응고 단계)되어 수분 재흡착을 방지하고 자연발화 경향을 감소시키는 안정화 효과를 극대화한다. 상기 냉각 단계에서는 냉각기(10)등 냉각에 사용되는 통상적인 장치가 사용될 수 있다. The temperature of the coal discharged from the drying-stabilizer is as high as about 100 ° C., so there is a possibility of spontaneous ignition if left unattended. Accordingly, the present invention further performs the step of cooling the dry-stabilized coal using the cooler 10 after performing this step. As the coal is kept at the heated temperature until the previous stage, the palm pan oil is kept coated with the liquid phase on the surface of the coal. However, as the coal is cooled to the normal temperature in the above step, the palm pan oil coated on the coal is again deformed into a solid phase ), Thereby preventing the adsorption of moisture and minimizing the spontaneous ignition tendency, thereby maximizing the stabilization effect. In the cooling step, a conventional device used for cooling, such as the cooler 10, may be used.

상기 건조-안정화기에서 배출되는 배기가스는 사이클론(9)으로 보내져서 배기가스에 포함된 미분탄을 모아 성형기(11)로 공급한다. 본 발명의 일 구현예에서, 미분탄을 제거한 배기가스는 ID(Induced Draft) 팬(15,16,17)을 이용해 배출된다.
The exhaust gas discharged from the drying-stabilizer is sent to the cyclone 9 to collect the pulverized coal contained in the exhaust gas and supply it to the molding machine 11. In one embodiment of the present invention, the exhaust gas from which the pulverized coal is removed is discharged using ID (Induced Draft) fans (15, 16, 17).

(f) 냉각 단계를 거친 석탄을 성형하는 단계(f) molding the coal through the cooling step

최종 건조되어 배출된 석탄은 장기간 이송의 용이성을 위하여 성형기(11)를 이용해 성형한다. 이 때 석탄에 남아있는 수분과 팜잔사유가 성형의 바인더 역할을 하며, 석탄 표면에 코팅된 팜잔사유는 수분 재흡수를 방지하는 역할과 발열량을 높여주는 역할을 한다. 상기 성형 공정은 석탄을 압착하여 진행하며, 본 발명의 일 구현예에서는 상기 성형 공정으로 조개탄을 제조한다. The finally dried and discharged coal is molded using a molding machine 11 for the purpose of facilitating long-term transportation. At this time, the moisture remaining in the coal and the palm pan oil act as a binder of the molding, and the palm pan coated on the surface of the coal serves to prevent moisture reabsorption and increase the calorific value. The molding process is performed by pressing coal, and in one embodiment of the present invention, the briquettes are manufactured by the molding process.

도 1b에 도시된 바와 같이, 냉각 단계와 성형 단계의 순서는 바뀌어도 무방하다.
As shown in FIG. 1B, the order of the cooling step and the molding step may be changed.

또한 본 발명은 건조-안정화단계에서 생산된 증기로부터 나온 열을 재사용하여 혼합기, 용융탱크 및 건조-안정화기의 운송기체에 공급하는 방법을 특징으로 한다. 건조-안정화기(7)에서 발생하는 증기의 폐열을 회수하여 도 3에 나타낸 것과 같이 사이클론(9)에서 미분탄을 걸러낸 뒤 팜잔사유를 가열하는 히팅자켓으로 이동하여 용융탱크(12)에 위치한 팜잔사유를 융해하는 데 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 용융탱크에는 건조-안정화기에서 발생하는 뜨거운 배기가스를 공급하여 탱크 내부온도를 70 내지 90℃로 유지한다. 상기 용융탱크에서 녹인 팜잔사유를 액체 팜잔사유 공급기로 이송하며, 액위조정밸브를 통해 일정 액위를 유지한다. 또한 상기 액체 팜잔사유 공급기의 하단에는 일렬로 구멍을 뚫은 다공판을 설치하여 중력으로 액상의 팜잔사유가 흘러내리도록 한다. The present invention also features a method of reusing heat from the steam produced in the drying-stabilizing step and feeding it to the carrier gas of the mixer, the melting tank and the dry-stabilizer. The waste heat of the steam generated in the drying-stabilizer 7 is recovered, and the pulverized coal is filtered in the cyclone 9 as shown in FIG. 3 and then moved to a heating jacket for heating the palm pan oil, Can be used to melt the reason. In one embodiment of the present invention, hot gas generated in the dry-stabilizer is supplied to the melting tank to maintain the internal temperature of the tank at 70 to 90 ° C. The dissolution of the palm pan dissolved in the melting tank is transferred to the liquid palm pan private feeder, and the liquid level adjustment valve maintains a constant liquid level. In addition, a perforated plate having a perforation in a row is provided at the lower end of the liquid liquor palm pan feeder so that the liquid palm pan liquor flows down by gravity.

팜잔사유를 혼합 전에 융해하면, 혼합기에 액상의 팜잔사유를 직접 분사하여 석탄과 팜잔사유의 혼합 균질도를 높일 수 있으며, 팜잔사유의 혼합량을 감소시키는 효과가 있다. 액상인 팜잔사유를 분쇄된 원료 석탄에 잘 혼합하기 위해 상기 분쇄된 원료 석탄이 이송되는 벨트 컨베이어(3) 상에 위치한 액체 팜잔사유 공급기(2)를 통해 팜잔사유를 공급한다.
When the palm pan oil is melted before mixing, it is possible to increase the homogeneity of the mixture of coal and palm pan oil by spraying the liquid palm pan oil directly to the mixer, and it is effective to reduce the mixing amount of palm pan oil. The palm pan furnace is supplied through a liquid palm pan private feeder (2) located on the belt conveyor (3) on which the pulverized raw coal is conveyed in order to mix the liquefied palm pan oil well with the pulverized raw coal.

이하에서, 전산 모의 실험을 이용한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples using computer simulations. However, the following examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following embodiments can be appropriately modified and changed by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

실시예 1. 열에너지 회수공정을 포함하지 않는 경우Example 1. When the heat energy recovery process is not included

수분 50%의 석탄을 개질하여 수분 10%로 생산하는 경우를 가정할 때 일일 3000 톤 생산 기준으로 가정하면 225 ton/h로 원료석탄이 공급되어 100 ton/hr의 수분이 증발하여야 한다. 이 때 운송기체의 양은 상대습도 50%의 공기 210 ton/h로 가정하였다 (건조공기 208 ton/h, 수분 2 ton/h). 건조-안정화기의 정상상태 온도를 110 ℃로 가정하고 외부 온도를 25℃로 가정하면 건조-안정화기에서 필요한 열량은 다음과 같다.
Assuming production of 10% water by modifying coal with 50% moisture, assuming production standard of 3000 tons per day, raw coal should be supplied at 225 ton / h and 100 ton / hr of water should be evaporated. The amount of transport gas was assumed to be 210 ton / h of air with a relative humidity of 50% (dry air 208 ton / h, moisture 2 ton / h). Assuming that the steady-state temperature of the dry-stabilizer is 110 ° C and the external temperature is 25 ° C, the heat required for the dry-stabilizer is as follows.

Q1 = 석탄 현열 (건조기준) + 수분 현열 + 수분 증발열 + 수증기 현열 + 석탄 내 잔류 수분의 현열 + 운송기체 현열 (건조기준) + 운송기체 내 수분 현열Q 1 = Coal sensible (dry basis) + water sensible heat + water vaporization heat + steam sensible heat + sensible residual moisture in coal + transport gas sensible heat (dry basis) + water sensibility in transport gas

석탄 현열 = mcoal(DB) × cp,coal × (110 - 25)Coal Sensible Heat = m coal (DB) x c p, coal x (110 - 25)

수분 현열 = mw × cp,w × (100 - 25)Water sensible heat = m w × c p, w × (100 - 25)

수분 증발열 = 수분 증발량 × λHeat of water evaporation = amount of water evaporation × λ

수증기 현열 = 수분 증발량 × cp,s × (110 - 100)Water vapor sensible heat = water evaporation amount × c p, s × (110-100)

석탄 내 잔류 수분의 현열 = (mw - 수분 증발량) × cp,w × (110 - 100)Sensible heat of residual water in coal = (m w - moisture evaporation) × c p, w × (110-100)

운송기체 현열 = ma(DB) × cp,a × (110 - 25)Transport gas sensible heat = m a (DB) x c p, a x (110 - 25)

운송기체 내 수분 현열 = mma × cp,s × (110-25)
Moisture sensible heat in transport gas = m ma x c p, s x (110-25)

여기서, mcoal(DB)는 건조기준 석탄의 질량유량, mw는 석탄 내 수분의 질량유량, ma(DB)는 건조기준 운송기체의 질량유량, mma는 운송기체 내 수분의 질량유량, cp,coal은 건조기준 석탄의 비열 (0.25 kcal/kg), cp,w는 물의 비열 (1 kcal/kg), cp,s는 수증기의 비열 (0.5 kcal/kg), cp,a는 건조기준 공기의 비열 (0.24 kcal/kg), λ는 물의 증발잠열 (539 kcal/kg)이다. 각 값들을 입력하여 계산한 결과 건조-안정화기에 필요한 열량은 69.7 Gcal/h이다.
Here, m coal (DB) is the mass of the mass flow rate, m w is water content in coals of the dry basis, the coal flow rate, m a (DB) is the mass flow rate of the water content in the mass flow rate, m ma of dry basis, transport gas transport gas, c p, coal is the specific heat (0.25 kcal / kg) of dry basis, of coal, c p, w is a specific heat of water (1 kcal / kg), c p, s is the specific heat of water vapor (0.5 kcal / kg), c p, a (0.24 kcal / kg) and λ is the latent heat of evaporation of water (539 kcal / kg). As a result of calculation by inputting the respective values, the heat amount required for the drying-stabilizer is 69.7 Gcal / h.

실시예 2. 운송기체 예열의 경우Example 2. In the case of transport gas preheating

열교환기에서 필요한 최저 온도구배를 10 ℃로 가정할 경우 운송기체의 최대 온도는 100 ℃가 된다. 운송기체를 100 ℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.
Assuming the minimum temperature gradient required at the heat exchanger is 10 ° C, the maximum temperature of the carrier gas is 100 ° C. The amount of heat required to heat the transport gas to 100 캜 is as follows.

Q2 = 운송기체 현열 (건조기준) + 운송기체 내 수분 현열Q 2 = transport gas sensible heat (dry basis) + water sensibility in transport gas

= 208000 × 0.24 × (100 - 25) + 2000 × 0.5 × (100 - 25) = 3.8 Gcal/h
= 208,000 × 0.24 × (100 - 25) + 2000 × 0.5 × (100 - 25) = 3.8 Gcal / h

예열에 사용할 재순환 에너지는 건조-안정화기에서 발생하는 110 ℃의 배기가스로써 208 ton/h의 건조 공기와 102 ton/h의 수분으로 구성된다. 재순환 에너지의 회수 열량은 다음과 같다.
The recycle energy to be used for the preheating is composed of 208 ton / h of dry air and 102 ton / h of moisture as 110 ° C exhaust gas from the dry-stabilizer. The calorific value of the recycle energy is as follows.

Q3 =배기가스 현열 (건조기준) + 배기가스 내 수분 현열 + 응축열 + 응축수 현열Q 3 = exhaust gas sensibility (dry basis) + sensible moisture in exhaust gas + condensation heat + condensate sensible heat

= 20800 × 0.24 × (110 - T1) + 102000 × 0.5 × (110 - 100) + mc × 539 + mc × (100 - T1)
= 20800 × 0.24 × (110 - T 1 ) + 102000 × 0.5 × (110-100) + m c × 539 + m c × (100 - T 1 )

여기서, mc는 응축수의 질량유량, T1은 열교환 후 운송기체의 온도이다. 응측수의 양은 운송기체의 온도가 결정되면 상대습도가 100%가 되는 수분량에 따라 결정된다. Q2와 Q3가 같아지는 온도를 시행착오 방법으로 계산하면 배기가스의 최종 온도는 78 ℃, 응측수의 양은 3 ton/h로 구해진다. 열교환기 내부 온도 프로파일은 도 5에 나타내었으며, 이는 폐열을 재사용하는 데 문제가 없음을 나타낸다. 따라서 건조-안정화기에 필요한 열량은 65.9 Gcal/h로 열에너지를 회수하지 않는 경우에 비해 소모 열량이 5.5% 감소한다.
Where m c is the mass flow rate of the condensate and T 1 is the temperature of the transport gas after heat exchange. The amount of water is determined by the amount of moisture at which the relative humidity becomes 100% when the temperature of the transport gas is determined. If the temperature at which Q 2 and Q 3 are equal is calculated by the trial and error method, the final temperature of the exhaust gas is 78 ° C and the amount of the reaction water is 3 ton / h. The heat exchanger internal temperature profile is shown in Figure 5, which indicates that there is no problem in reusing waste heat. Thus, the heat required for the dry-stabilizer is 65.9 Gcal / h, which reduces the calorific value by 5.5% compared to the case where heat energy is not recovered.

실시예 3. 운송기체 + 석탄 예열의 경우Example 3. In the case of transport gas + coal preheating

혼합기에서 필요한 최저 온도구배를 20 ℃로 가정할 경우 원료 석탄의 최대 온도는 90 ℃가 된다. 원료 석탄을 90 ℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.
Assuming that the minimum temperature gradient required in the mixer is 20 ° C, the maximum temperature of the raw coal is 90 ° C. The amount of heat required to heat the raw coal to 90 ° C is as follows.

Q4 = 석탄 현열 (건조기준) + 수분 현열Q 4 = Coal sensible heat (dry basis) + moisture sensibility

= 112500 × 0.25 × (90 - 25) + 112500 × 1 × (90 - 25) = 9.1 Gcal/h
= 112500 x 0.25 x (90 - 25) + 112500 x 1 x (90 - 25) = 9.1 Gcal / h

배기가스가 1:1의 비율로 운송기체와 석탄을 예열하는 데 사용된다고 가정하고 상기 실시예 1 및 2와 동일 방법으로 계산하면 운송기체를 예열하는 데 사용되는 배기가스의 최종 온도는 77 ℃, 응측수의 양은 9 ton/h이고, 석탄을 예열하는 데 사용되는 배기가스의 최종 온도는 74 ℃, 응측수의 양은 28 ton/h이다. 운송기체 예열 열교환기와 석탄 예열 혼합기의 내부 온도 프로파일은 각 도 6과 도7에 나타내었으며, 이는 폐열을 재사용하는 데 문제가 없음을 나타낸다. 따라서 건조-안정화기에 필요한 열량은 56.8 Gcal/h로 열에너지를 회수하지 않는 경우에 비해 소모 열량이 18.6% 감소한다.
The final temperature of the exhaust gas used to preheat the carrier gas is 77 DEG C, as calculated in the same manner as in Examples 1 and 2, assuming that the exhaust gas is used to preheat the carrier gas and coal at a ratio of 1: The amount of water is 9 ton / h. The final temperature of the exhaust gas used to preheat the coal is 74 ° C and the amount of water is 28 ton / h. The internal temperature profiles of the transport gas preheat heat exchanger and the coal preheat mixer are shown in Figures 6 and 7, respectively, indicating that there is no problem in reusing waste heat. Therefore, the heat required for the dry-stabilizer is 56.8 Gcal / h, which is 18.6% less than when heat energy is not recovered.

1. 분쇄기 2. 액체 팜잔사유 공급기
3. 벨트 컨베이어 4. 혼합기
5. 사일로 6. 스크류피더
7. 건조-안정화기 8. 구동모터
9. 사이클론 10. 냉각기
11. 성형기 12. 용융탱크
13. 열교환기 14. FD 팬
15, 16, 17. ID 팬 21. 스크류
22. 배플 23. 단열재
24. 구동모터 45. 워터트랩
1. Grinder 2. Liquid palm pan feeder
3. Belt Conveyor 4. Mixer
5. Silos 6. Screw Feeder
7. Dry-stabilizer 8. Drive motor
9. Cyclone 10. Cooler
11. Molding machine 12. Melting tank
13. Heat exchanger 14. FD fan
15, 16, 17. ID fan 21. Screw
22. Baffle 23. Insulation
24. Drive motor 45. Water trap

Claims (8)

폐열을 회수하여 석탄을 개질하는 방법으로, 상기 방법은
(a) 분쇄기를 이용하여 석탄을 평균 입도 10mm 이하 크기로 분쇄하는 단계;
(b) 용융탱크에서 팜잔사유(palm oil residue)를 융해하는 단계;
(c) 혼합기를 이용하여 상기 분쇄된 석탄에 상기 융해된 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계;
(d) 건조-안정화기에서 압입송풍기(Forced Draft, FD) 팬을 이용하여 운송기체를 불어넣어 상기 석탄과 혼합된 팜잔사유가 석탄표면에 코팅되고 동시에 석탄내 수분이 건조되는 건조-안정화 단계;
(e) 냉각기를 이용한 상기 건조-안정화 단계를 거친 석탄의 냉각 단계; 및
(f) 성형기를 이용한 상기 냉각 단계를 거친 석탄을 성형하는 단계를 포함하고,
상기 건조-안정화기에서 배출되는 배기가스를 싸이클론으로 이동시켜 미분탄을 제거 후, 상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 건조-안정화기의 운송기체를 공급하는 공급관에 제공하고,
상기 혼합기는 단열되어있고 혼합기 내부의 스크류는 배플을 포함하며, 스크류 내부에는 공동이 있어 뜨거운 배기가스가 통과할 수 있는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
A method for recovering waste heat to reform coal,
(a) pulverizing coal with an average particle size of 10 mm or less using a pulverizer;
(b) melting the palm oil residue in a melting tank;
(c) homogenously mixing the melted palm pan oil with the pulverized coal using a mixer;
(d) a drying-stabilizing step of blowing a carrier gas by using a forced draft (FD) fan in a drying-stabilizer to coat the surface of the coal mixed with the coal, and drying the water in the coal at the same time;
(e) cooling the coal through the drying-stabilizing step using a cooler; And
(f) molding the coal through the cooling step using a molding machine,
Stabilizer is transferred to a cyclone to remove pulverized coal and then supplied to a supply pipe for supplying the carrier gas of the mixer, the melting tank, and the drying-stabilizer,
The mixer is thermally insulated, the screw inside the mixer includes a baffle, the screw has a cavity inside which the hot exhaust gas can pass,
Waste heat recovery Coal reforming method.
폐열을 회수하여 석탄을 개질하는 방법으로, 상기 방법은
(a) 분쇄기를 이용하여 석탄을 평균 입도 10mm 이하 크기로 분쇄하는 단계;
(b) 용융탱크에서 팜잔사유(palm oil residue)를 융해하는 단계;
(c) 혼합기를 이용하여 상기 분쇄된 석탄에 상기 융해된 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계;
(d) 건조-안정화기에서 압입송풍기(Forced Draft, FD) 팬을 이용하여 운송기체를 불어넣어 상기 석탄과 혼합된 팜잔사유가 석탄표면에 코팅되고 동시에 석탄내 수분이 건조되는 건조-안정화 단계;
(e) 성형기를 이용한 상기 건조-안정화 단계를 거친 석탄을 성형하는 단계를 포함하고, 및
(f) 냉각기를 이용한 상기 성형하는 단계를 거친 석탄의 냉각 단계;
상기 건조-안정화기에서 배출되는 배기가스를 싸이클론으로 이동시켜 미분탄을 제거 후, 상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 건조-안정화기의 운송기체를 공급하는 공급관에 제공하고,
상기 혼합기는 단열되어있고 혼합기 내부의 스크류는 배플을 포함하며, 스크류 내부에는 공동이 있어 뜨거운 배기가스가 통과할 수 있는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
A method for recovering waste heat to reform coal,
(a) pulverizing coal with an average particle size of 10 mm or less using a pulverizer;
(b) melting the palm oil residue in a melting tank;
(c) homogenously mixing the melted palm pan oil with the pulverized coal using a mixer;
(d) a drying-stabilizing step of blowing a carrier gas by using a forced draft (FD) fan in a drying-stabilizer to coat the surface of the coal mixed with the coal, and drying the water in the coal at the same time;
(e) molding said coal through said drying-stabilizing step using a molding machine, and
(f) cooling the coal through the forming step using a cooler;
Stabilizer is transferred to a cyclone to remove pulverized coal and then supplied to a supply pipe for supplying the carrier gas of the mixer, the melting tank, and the drying-stabilizer,
The mixer is thermally insulated, the screw inside the mixer includes a baffle, the screw has a cavity inside which the hot exhaust gas can pass,
Waste heat recovery Coal reforming method.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 혼합기, 상기 용융탱크 및 상기 운송기체의 공급관은 히팅 자켓(heating jacket)을 포함하고, 미분탄이 제거된 배기가스를 상기 히팅 자켓으로 공급하는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the mixer, the melting tank, and the supply pipe of the transportation gas include a heating jacket, and supply the exhaust gas from which the pulverized coal is removed to the heating jacket,
Waste heat recovery Coal reforming method.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 스크류는 복수개이고, 인접 스크류와의 회전방향이 역방향인,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the screws are provided and the direction of rotation with the adjacent screw is opposite,
Waste heat recovery Coal reforming method.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분쇄된 석탄에 팜잔사유를 균질하게 혼합하는 단계에서 상기 팜잔사유는 상기 석탄의 0.5 내지 30 중량%에 해당하는 양을 혼합하는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
In the step of homogeneously mixing the palm pan oil with the pulverized coal, the palm pan oil is mixed with 0.5 to 30% by weight of the coal,
Waste heat recovery Coal reforming method.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 건조-안정화 단계는 간접형 열교환식 건조-안정화기에서 진행하며, 상기 건조-안정화기 내부 온도는 100 내지 115℃이고, 혼합 교화가 발생할 수 있도록 상기 건조-안정화기 내부에서 석탄이 움직이며 20 내지 70분의 체류시간을 가지는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The drying-stabilizing step is carried out in a indirect-type heat exchange type drying-stabilizing machine, wherein the drying-stabilizing device has an internal temperature of 100 to 115 ° C., and the coal moves in the drying- Lt; / RTI > to 70 minutes,
Waste heat recovery Coal reforming method.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 건조-안정화 단계를 거친 건조 석탄의 수분은 5 내지 20 중량%가 되도록 건조-안정화하는,
폐열 회수 석탄 개질 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The moisture of the dried coal after the drying-stabilization step is dried-stabilized so as to be 5 to 20 wt%
Waste heat recovery Coal reforming method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100967395B1 (en) 2009-11-17 2010-07-01 주식회사 엠아이 Exhaust depowder module for semiconductor manufacturing equipment
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