KR101497572B1 - 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재열증기를 이용하여 석탄을 건조시키는 다단의 건조기에서 미분기를 거쳐 석탄 정량공급기로부터 다단의 건조기로 석탄을 이송할 때에 석탄의 산화에 의한 자연발화를 방지하는 장치에 관한 것으로, 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및 한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고, 상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서, 상기 재열기에서 생성된 재열증기를 재열증기공급관을 통해 공급하고, 질소공급기에서 질소를 질소공급관을 통해 공급하며, 포화증기생성기에서 생성된 포화증기를 포화증기공급관을 통해 공급하고, 상기 재열증기공급관, 질소공급관 및 포화증기공급관이 4-웨이밸브에 연결되며, 4-웨이밸브는 재열증기와 더불어 질소와 포화증기 또는 질소 또는 포화증기를 증기공급관을 통해 상기 제1증기챔버 내지 제4증기챔버에 공급하고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트로 이송되는 석탄에 분사하여 석탄의 건조 및 이송과정에서 석탄의 자연발화를 방지하는 것이다. 본 발명은 석탄 건조 장치에서의 석탄을 건조하거나 이송할 때에 발생할 수 있는 석탄의 착화나 자연발화 등을 방지함으로써 석탄 건조 장치의 이용을 극대화하고, 건조과정에서 발생할 수 있는 오염 또는 공해물질의 배출을 최소화시켜 환경문제를 해소할 수 있고, 석탄입자에 고온의 재열증기가 용이하게 접촉되도록 하여 화력발전소의 사용 연료인 석탄 내부와 외부에 잔존하는 수분 제거로 석탄의 불완전연소를 방지와 석탄 열량을 향상시킬 수 있으며, 더욱이 수요가 적은 저급 석탄의 활용도를 높여 석탄 공급의 안정성을 향상시킨 것이다.

Description

석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치{Apparatus for Preventing Spontaneous Ignition of Conveying Coal in System for Drying Coal}

본 발명은 석탄 건조 장치에서 건조를 위하여 이송되는 석탄의 자연발화를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재열증기를 이용하여 석탄을 건조시키는 다단의 건조기에서 미분기를 거쳐 석탄 정량공급기로부터 다단의 건조기로 석탄을 이송할 때에 석탄의 산화에 의한 자연발화를 방지하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 석탄을 연료로 발전하는 화력발전소에서는 500MW당 대략 180ton/hr의 석탄을 연소하며, 미분기 1대당 대략 37ton에 상당하는 석탄을 보일러에 공급한다. 석탄을 사용하는 500MW의 화력발전소에는 대략 500ton 용량의 석탄저장소가 대략 6개가 설치되고, 그 중 5개는 정상적인 석탄의 공급이 이루어지며, 나머지 1개는 예비로 일정기간동안 사용할 수 있는 석탄을 비축하는 저탄장으로 운영된다.

더욱이 석탄을 연료로 발전하는 화력발전소에서는 석탄에 대한 표준화력 설계기준은 6,080Kcal/Kg, 10%이하의 저수분 역청탄을 사용하도록 설계되어 있다. 몇몇 화력발전소에서는 수입된 석탄을 사용하고 있는데, 그 중 일부 아역청탄의 평균 수분 함수율이 17%이상 되는 것도 있어서 보일러의 연소효율을 저하시킨다. 표준화력 연소한계가 5,400Kcal/Kg으로 사용하는 석탄의 발열량이 낮을 경우에는 연소효율의 저하로 발전량 감소와 연료소비량의 증가가 예상된다. 더욱이 고수분의 저열량탄인 아역청탄을 사용할 때에 수분함량이 설계기준보다 높아 석탄을 운반하는 이송계통이 원활하지 않고, 미분기로 석탄을 분쇄할 때에 능률의 저하, 일부 불완전 연소에 따른 연소효율의 저하, 보일러 내에서 발생되는 열 분포의 편류와 비정상 상태로 운전되는 경우도 발생한다. 그러나 화력발전소에서 연료비용의 절감을 위하여 아역청탄의 사용 비중이 대략 41~60%까지 차츰 증가하고 있는 실정이다.

또한, 세계 경기회복의 기대와 일본의 대지진에 의한 원자력발전소의 파괴로 안전문제에 직면하여 화력발전소에 대한 선호가 높아져 석탄의 수요와 가격이 지속적으로 상승할 것으로 보인다. 세계 석탄시장은 수요자에서 공급자 중심으로 환경이 변화되고 있어 안정적인 석탄의 수급이 어려운 실정이고, 고열량탄의 생산량은 현재 수준으로 유지될 전망이어서 석탄 수급의 불균형이 예상된다.

세계 석탄의 총 매장량 중에서 저열량탄은 대략 47%로 매장량은 많지만 발열량이 낮고 수분함량이 높아 연소 때에 연소 장애 등 고수분 저열량탄은 완전 연소에 어려움이 있어 시장에서 외면하고 있다. 세계적으로 근래까지 석유의 안정된 가격과 원자력발전의 저렴한 생산단가에 의지하는 경향이 높았지만, 최근 석유 가격의 급격한 상승과 원자력발전에 대한 불안감 등으로 석탄을 사용하는 화력발전의 건설이 많이 계획되고 있다.

종래에 석탄을 건조하는 기술(열적 건조)은 석탄이 투입된 원통의 쉘(Shell)을 회전시키면서 내부의 석탄입자를 고온의 가스로 건조시키는 로터리 건조방식과, 석탄을 위에서 아래로 공급하면서 고온의 건조가스를 아래에서 위로 상승시켜 건조시키는 플래쉬(Flash, Pneumatic) 건조방식과, 고온의 건조가스가 미세한 입자를 동반하여 위로 상승하면서 석탄을 건조시키는 플루이드 베드(Fluid-Bed) 건조방식이 주로 사용되었다.

석탄은 석탄입자 사이의 공극에 부착된 표면수분과 석탄 내부의 기공에 결합되는 결합수분으로 구분된다. 표면수분은 산지에서의 세척과정과 수송 및 저장 때에 살포되는 수분이 대부분을 차지하고 표면적과 흡수성에 따라 그 양이 결정되며, 입자가 작을수록 표면적이 커지고 입자와 입자 사이의 모세관이 형성되어 수분을 함유하게 되어 함수율이 커진다. 결합수분은 석탄의 생성기에 형성된 것으로 갈탄, 유연탄(역청탄, 아역청탄), 무연탄 순으로 적다. 석탄에 수분이 많으면 발열량이 낮아지고 수송비도 증가하므로 석탄의 혼합, 분쇄, 분리 등의 과정에서 수분을 제어할 필요가 있다.

더욱이 분쇄된 석탄을 다단의 건조기, 즉 재열증기를 통과시키는 복수의 관통공이 형성된 컨베이어 또는 복수로 결합된 이송플레이트를 통해 이송시키면서 건조기 아래에서 고온의 재열증기를 분사하여 석탄을 건조시키는 장치에서 석탄이 이송되는 과정에서 석탄이 자연발화 될 수 있는 문제가 있다.

통상 자연발화는 공기 중에 놓여 있는 물질이 상온에서 저절로 발열하여 발화 및 연소되는 현상이다. 자연발화를 일으키는 원인에는 물질의 산화열, 분해열, 흡착열, 중합열, 발효열 등이 있고, 더욱이 산화, 분해 또는 흡착 등에 의한 반응열이 축적하여 일어나는 경우도 있다. 흡착에 의한 발열이 원인으로 되는 것으로 활성탄이나 목탄 또는 광석 등에서 그 예를 찾아볼 수 있다. 석탄이나 황화광석 등의 파쇄면은 공기 중에 있는 산소를 흡착하여 산화하는 성질이 있어 발열하는데, 이것을 냉각시켜 주지 않으면 차차 온도가 상승하여 산소를 더 흡수하게 되어 마침내 자연발화하게 된다. 이와 같은 자연발화 현상은 갱내뿐만 아니라 갱 밖의 저탄장이나 또는 광석 저장소 등에서도 종종 볼 수 있다. 갱내에서의 자연발화는 갱내화재, 유독가스의 충만 등이 원인이 되며, 특히 탄광의 갱내에서는 가스폭발을 유발할 우려도 있어, 이의 방지는 안전관리에 있어서 대단히 중요하다.

따라서 석탄을 건조시키기 위하여 건조기에 미분된 석탄을 공급 및 이송할 때에 건조가 이루어진 석탄에서 자연발화가 발생할 가능성은 높아진다. 즉 석탄을 건조시키기 전에는 석탄에 일정량의 수분이 함유되어 발화 위험이 낮지만 석탄이 다단의 건조기를 거치면서 건조된 후에는 공기 중의 산소를 흡착하면서 산화되어 자연발화 가능성이 높아지게 되므로 석탄 건조 장치의 안전관리 문제가 발생하게 된다.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1은 저급 석탄 안정화 장치에서 1차 건조된 저급 석탄에 건조 효율을 높이기 위하여 투입되는 중유회 분말과의 균일한 혼합을 위한 물결모양(Wave-type)의 진동유동판이 구비되어 있다. 진동유동판은 저급 석탄과 중유회 분말이 고르게 혼합될 수 있도록 하는 것으로 석탄을 건조시키기 위한 건조증기가 석탄 표면에 일정하게 분사되지 못하여 건조 효율이 저하될 수 있는 문제가 내재되어 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0960793호(2010.06.03., 공고, 저급 석탄의 고품위화 방법 및 장치)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄을 건조기로 공급하여 재열증기로 건조시키는 석탄 건조 장치에서 재열증기와 함께 포화증기 및/또는 질소를 일정 비율로 혼합하여 석탄에 분사함으로써 석탄의 건조와 더불어 석탄의 자연발화를 방지하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 석탄의 효과적인 건조로 석탄의 적정 함수율을 유지할 수 있도록 하여 석탄의 발열량을 높임으로써 화력발전소 보일러의 연소효율을 향상시켜 연료사용량을 절감하기 위한 것이 다른 목적이다.

또한, 본 발명은 석탄에 함유된 수분의 조절로 석탄의 불완전연소로 인한 환경문제를 방지할 수 있도록 하는 건조기술과 화력발전소에 적용이 가능한 기술을 제공하기 위한 것이 또 다른 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및 한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고, 상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서, 상기 재열기에서 생성된 재열증기를 재열증기공급관을 통해 공급하고, 질소공급기에서 질소를 질소공급관을 통해 공급하며, 포화증기생성기에서 생성된 포화증기를 포화증기공급관을 통해 공급하고, 상기 재열증기공급관, 질소공급관 및 포화증기공급관이 4-웨이밸브에 연결되며, 4-웨이밸브는 재열증기와 더불어 질소와 포화증기 또는 질소 또는 포화증기를 증기공급관을 통해 상기 제1증기챔버 내지 제4증기챔버에 공급하고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트로 이송되는 석탄에 분사하여 석탄의 건조 및 이송과정에서 석탄의 자연발화를 방지하는 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 4-웨이밸브는 자동 또는 수동 조작에 의하여 일정 비율의 재열증기와 질소를 공급하거나 또는 일정 비율의 재열증기와 포화증기를 공급하거나 또는 일정 비율의 재열증기와 질소 및 포화증기를 공급할 수 있다.

본 발명에 따르면, 석탄 건조 장치에서의 석탄을 건조하거나 이송할 때에 발생할 수 있는 석탄의 착화나 자연발화 등을 방지함으로써 석탄 건조 장치의 이용을 극대화하고, 건조과정에서 발생할 수 있는 오염 또는 공해물질의 배출을 최소화시켜 환경문제를 해소할 수 있고, 석탄입자에 고온의 재열증기가 용이하게 접촉되도록 하여 화력발전소의 사용 연료인 석탄 내부와 외부에 잔존하는 수분 제거로 석탄의 불완전연소를 방지와 석탄 열량을 향상시킬 수 있으며, 더욱이 수요가 적은 저급 석탄의 활용도를 높여 석탄 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 분진 감소를 위한 석탄 공급 장치가 적용된 석탄 건조 장치로부터 고열량탄에 비하여 가격이 저렴한 저열량탄의 사용이 가능하고, 석탄 수입량 감소로 연료비 및 원가를 절감할 수 있고, 석탄 소비량을 상대적으로 줄일 수 있어 연소가스로부터 발생되는 폐기물 및 오염물질 배출의 저감과 이산화탄소 감축할 수 있는 효과를 누릴 수 있으며, 해외기술의 대체효과와 설비의 해외 수출 등의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이송 석탄 자연발화 방지 장치를 포함하는 석탄 건조 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치의 정면을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 석탄 건조 장치의 측면을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화를 방지하는 장치의 실시 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화를 방지하는 장치를 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치에 관한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 이송 석탄 자연발화 방지 장치는 석탄 건조 장치에 설치되는 것으로, 석탄 건조 장치의 석탄 정량공급기에서 컨베이어나 이송플레이트 등의 이송장치에 석탄을 공급 및 이송하는 동안 고온의 재열증기 및 포화증기 또는 재열증기 및 질소 또는 재열증기, 포화증기 및 질소를 각각 일정 비율로 혼합하여 분사함으로써 석탄을 건조시킬 때에 건조된 석탄이 자연발화 되는 것을 방지하는 것이다.

도 1에서, 저탄장(200)은 화력발전소의 보일러 연료로 사용하기 위한 석탄을 보관 및 저장하는 곳이다. 석탄은 표면 수분과 내부 수분이 포함되어 있다. 더욱이 저탄장(200)에 저장된 석탄은 주기적으로 물을 뿌려 석탄가루의 비산을 방지하고 있다. 저탄장(200)에 저장된 석탄은 컨베이어시스템 등의 이송수단을 통해 석탄 건조 장치(100)로 이송된다. 이때, 수분이 제거되지 않은 저탄장(200)의 석탄을 석탄 건조 장치와 연결된 건조용 석탄 공급탱크(300)로 옮겨 저장할 수 있을 것이다. 그리고 석탄 공급탱크(300)에 저장된 석탄은 석탄 정량공급기(400)에서 일정량으로 석탄 건조 장치(100)에 공급되도록 한다. 석탄 건조 장치(100)는 복층으로 설치된 제1석탄건조기(110)와 제2석탄건조기(140)를 거쳐 배출되는 석탄을 자연 건조시키기 위한 제3석탄건조기(170)가 포함된다. 제1석탄건조기(110)와 제2석탄건조기(140)는 대략 동일한 구조로 이루어져 있다. 제3석탄건조기(170)를 거치면서 자연 건조된 석탄은 건조석탄 저장조(600)에 저장되었다가 화력발전소(700)의 보일러 연료로 공급된다.

또한, 상기 석탄 건조 장치(100)의 제1석탄건조기(110)와 제2석탄건조기(140)에는 질소공급기(800)에서 공급된 질소와 포화증기생성기(900)에서 생성된 포화증기가 공급된다.

도 2 및 도 3에서, 본 발명에 따른 이송 석탄 자연발화 방지 장치가 설치된 석탄 건조 장치(100)의 예를 나타낸 것이다. 석탄 건조 장치(100)는 석탄 정량공급기(400)에서 투입된 석탄을 다단의 건조기, 즉 제1석탄건조기(110)와, 제1석탄건조기에서 건조된 석탄을 2차 건조시키는 제2석탄건조기(140), 그리고 제2석탄건조기에서 건조된 석탄을 자연 건조시킨 후 건조석탄 저장조(50)로 공급하는 제3석탄건조기(170)를 포함한다.

제1석탄건조기(110)는 한 쌍의 제1구동 스프로킷(111)과 한 쌍의 제1종동 스프로킷(112)이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인(113)들로 체결되고, 제1체인(113)들 사이에 복수의 제1이송플레이트(114)가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷(111)과 제1종동 스프로킷(112) 사이에 연결된 상측 제2체인(143) 아래에 제1이송플레이트(114)를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일(115)이 설치되고, 제1구동 스프로킷(111)과 제1종동 스프로킷(112) 사이에 연결된 하측 제1체인(113) 아래에 제1이송플레이트(114)를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일(116)이 설치되며, 상기 상측 제1체인(113) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버(120)이 설치되고, 상기 하측 제1체인(113) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버(123)가 설치되며, 상기 상측 제1체인(113) 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버(124)가 설치되고, 상기 하측 제1체인(113) 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버(126)가 설치된다.

그리고 제2석탄건조기(140)는 한 쌍의 제2구동 스프로킷(141)과 한 쌍의 제2종동 스프로킷(142)가 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인(143)들로 연결되고, 제2체인(143)들 사이에 복수의 제2이송플레이트(144)가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷(141)과 제2종동 스프로킷(142) 사이에 연결된 상측 제2체인(143) 아래에 제2이송플레이트(144)를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일(145)이 설치되고, 제2구동 스프로킷(141)과 제2종동 스프로킷(142) 사이에 연결된 하측 제2체인(143) 아래에 제2이송플레이트(144)를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일(146)이 설치되며, 상기 상측 제2체인(143) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버(150)이 설치되고, 상기 하측 제2체인(143) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버(153)가 설치되며, 상기 상측 제2체인(143) 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버(154)가 설치되고, 상기 하측 제2체인(143) 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버(156)가 설치된다.

그리고 제1이송플레이트(114)에는 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123)에서 분사된 재열증기가 제1이송플레이트(114)를 관통하여 석탄입자에 접촉되도록 복수의 통공(114a)이 형성된다. 제1이송플레이트(114) 상단면 좌우측에는 투입된 석탄더미가 제1이송플레이트(114) 좌측이나 우측 방향으로 흘러내리지 않도록 하는 일정 높이의 가드(114b)가 설치된다. 가드(114b)는 대략 사다리꼴 형상으로 위가 넓고 아래가 좁은 상광하협의 형상이다. 따라서 제1이송플레이트(114)의 가드(114b)는 상호 인접하는 가드(114b)와 상부가 겹쳐지게 된다. 이때, 제1이송플레이트(114)의 가드(114b)는 상호 인접하는 가드(114b)와 대략 지그재그 방향으로 설치되는 것이 좋다. 또한, 제1이송플레이트(114) 하단면 좌우측에는 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123)에서 분사되는 재열증기가 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123) 각각의 좌우측으로 분사되어 소실되지 않도록 차폐판(114c)이 설치된다.

또한, 제2이송플레이트(144)에는 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153)에서 분사된 재열증기가 제2이송플레이트(144)를 관통하여 석탄입자에 접촉되도록 복수의 통공(144a)이 형성된다. 제2이송플레이트(144) 상단면 좌우측에는 투입된 석탄더미가 제2이송플레이트(144) 좌측이나 우측 방향으로 흘러내리지 않도록 하는 일정 높이의 가드(144b)가 설치된다. 가드(144b)는 대략 사다리꼴 형상으로 위가 넓고 아래가 좁은 상광하협의 형상이다. 따라서 제2이송플레이트(144)의 가드(144b)는 상호 인접하는 가드(144b)와 상부가 겹쳐지게 된다. 이때, 제2이송플레이트(144)의 가드(144b)는 상호 인접하는 가드(144b)와 대략 지그재그 방향으로 설치되는 것이 좋다. 또한, 제2이송플레이트(144) 하단면 좌우측에는 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153)에서 분사되는 재열증기가 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153) 각각의 좌우측으로 분사되어 소실되지 않도록 차폐판(144c)이 설치된다.

도 4에서, 제1석탄건조기(110)의 제1이송플레이트(114)에 설치된 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123)에는 각각 증기공급관(121)이 설치되고, 제2석탄건조기(140)의 제2이송플레이트(144)에 설치된 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153)에는 각각 증기공급관(151)이 설치된다. 증기공급관(121, 151)에는 각각 4-웨이밸브(1000)가 설치된다. 4-웨이밸브(1000)는 4방향으로 유체의 흐름을 단속하는 것이다.

도 5에서, 4-웨이밸브(1000)에는 재열기(500)에서 생성된 재열증기를 공급하는 재열증기공급관(501)이 설치된다. 재열기(500)는 제1 내지 제4증기챔버(120, 123, 150, 153)에 대응하는 제1 내지 제4배가스챔버(124, 126, 154, 156)로부터 배출된 배가스를 공급받아 재열증기로 재생성하여 공급한다. 4-웨이밸브(1000)에는 질소공급기(800)에서 질소를 공급하는 질소공급관(801)이 설치된다. 질소공급기(800)는 액화질소를 저장하는 저장탱크로부터 질소를 공급하거나 공기 중의 질소를 포집하여 공급하는 장치가 포함될 수 있다. 또한, 4-웨이밸브(1000)에는 포화증기생성기(900)에서 포화증기를 공급하는 포화증기공급관(901)이 설치된다. 포화증기생성기(900)에서 생성되는 포화증기는 고온이면서 일정량 이상의 수분이 포함된 다습한 증기이고, 재열기(500)에서 생성되는 재열증기는 고온이면서 일정량 이하의 수분이 포함된 건조한 증기이다.

따라서 4-웨이밸브(1000)에는 재열기(500), 질소공급기(800) 및 포화증기생성기(900)로부터 각각의 재열증기공급관(501), 질소공급관(801) 및 포화증기공급관(901)을 통해 공급받은 재열증기, 질소 및 포화증기를 증기공급관(121, 151)을 거쳐 각각 해당 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 공급한다. 4-웨이밸브(1000)는 밸브의 수동 또는 자동 조작에 따라 재열증기, 질소, 포화증기 중 어느 하나만 증기공급관(121, 151)을 통해 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 공급되도록 할 수 있다. 더욱이 4-웨이밸브(1000)는 밸브의 수동 또는 자동 조작에 따라 재열증기를 포함하여 질소나 포화증기가 일정 비율로 증기공급관(121, 151)을 통해 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 공급되도록 할 수 있다. 바람직하게는 4-웨이밸브(1000)를 거쳐 재열증기와 질소 또는 재열증기와 포화증기, 또는 재열증기와 질소 및 포화증기가 각각 일정 비율로 공급되도록 조작될 수 있다. 이는 고온 건조한 재열증기로 이송플레이트 위에 적재되어 이송되는 석탄을 건조하는 경우에 석탄 내부 및 표면에 함유한 수분이 모두 증발하게 되면 석탄은 이송 도중에 자연발화가 일어날 가능성이 높아질 수 있기 때문이다.

그러므로 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치는 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 연결된 증기공급관(121, 151)에 설치된 4-웨이밸브(1000)의 조작으로 재열증기에 일정량으로 혼합된 질소를 이송 석탄에 분사하여 석탄 건조와 더불어 석탄 입자에 산소가 접촉되지 않도록 함으로써 석탄의 산화를 막아 자연발화를 방지하도록 한다.

또한, 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 연결된 증기공급관(121, 151)에 설치된 4-웨이밸브(1000)의 조작으로 재열증기에 일정량으로 혼합된 포화증기를 이송 석탄에 분사하여 석탄 건조와 더불어 일정량의 수분이 포함된 포화증기가 석탄에 분사되도록 함으로써 석탄 입자가 자연발화를 일으키지 않는 최소량의 수분이 제공되도록 한다.

또한, 증기챔버(120, 123, 150, 153)로 연결된 증기공급관(121, 151)에 설치된 4-웨이밸브(1000)의 조작으로 재열증기에 일정량으로 혼합된 질소와 포화증기가 석탄에 분사되도록 함으로써 석탄 입자에 산소가 접촉되지 않도록 함과 더불어 석탄 입자가 자연발화를 일으키지 않는 최소량의 수분이 제공되도록 한다.

따라서 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치는 제1이송플레이트(114) 아래에 설치된 증기챔버(120, 123)와 제2이송플레이트(144) 아래에 설치된 증기챔버(150, 153)에 재열증기와 더불어 질소나 포화증기를 일정 비율로 각각 공급하여 해당 이송플레이트 위에서 이송되는 석탄에 분사하여 석탄의 건조와 더불어 자연발화를 방지할 수 있도록 함으로써 건조 효율의 향상과 석탄 건조 장치에서 석탄의 건조 과정에서 발생할 수 있는 자연발화에 의한 석탄 건조 장치의 망실이나 오작동을 방지함과 더불어 석탄 건조 장치의 유지 보수에 따른 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 증기분배용 타공판 11: 증기분사공 100: 석탄 건조 장치 110: 제1석탄건조기 111, 141: 구동 스프로킷 112, 142: 종동 스프로킷 113, 113a, 113b, 143, 143a, 143b: 체인 114, 144: 이송플레이트 114a, 144a: 통공 114b, 144b: 가드 114c, 144c: 차폐판 115, 116, 145, 146: 가이드레일 117, 157: 가이드 바 118, 148: 구동모터 119, 149: 감속기 120, 123, 150, 153: 증기챔버 121, 151: 증기공급관 124, 126, 154, 156: 배가스챔버 125, 155: 가스배출관 130, 160: 투입구 131, 161: 배출구 140: 제2석탄건조기 170: 제3석탄건조기 200: 저탄장 300: 건조용 석탄 공급탱크 400: 석탄 정량공급기 500: 재열기 501: 재열증기공급관 600: 건조석탄 저장조 700: 화력발전소 800: 질소공급기 801: 질소공급관 900: 포화증기생성기 901: 포화증기공급관 1000: 4-웨이밸브 C: 석탄

Claims (2)

1. 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및
   한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고,
   상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서,
   상기 재열기에서 생성된 재열증기를 재열증기공급관을 통해 공급하고,
   질소공급기에서 질소를 질소공급관을 통해 공급하며,
   포화증기생성기에서 생성된 포화증기를 포화증기공급관을 통해 공급하고,
   상기 재열증기공급관, 질소공급관 및 포화증기공급관이 4-웨이밸브에 연결되며, 4-웨이밸브는 재열증기와 더불어 질소와 포화증기 또는 질소 또는 포화증기를 증기공급관을 통해 상기 제1증기챔버 내지 제4증기챔버에 공급하고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트로 이송되는 석탄에 분사하여 석탄의 건조 및 이송과정에서 석탄의 자연발화를 방지하는 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 4-웨이밸브는 자동 또는 수동 조작에 의하여 일정 비율의 재열증기와 질소를 공급하거나 또는 일정 비율의 재열증기와 포화증기를 공급하거나 또는 일정 비율의 재열증기와 질소 및 포화증기를 공급하는 석탄 건조 장치에서의 이송 석탄 자연발화 방지 장치.
   

Images