KR101528411B1 - 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치 - Google Patents

다중관 외열식 석탄물질 분해 장치 Download PDF

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Abstract

다중관 외열식 석탄물질 분해 장치는 밀폐 가마(1)를 포함하는데, 가마(1) 내에는 석탄물질 추진 분해 도관(4)을 설치하고, 석탄물질 분해 도관(4)에는 석탄입구(2), 석탄출구(3) 및 분해가스 수집관(14)을 설치하며, 석탄물질 추진 분해 도관(4)과 가마(1) 내벽 사이에는 열교환실(5)을 설치하고, 열교환실(5)은 가스 진입관을 통해 고온 가스 가열 기구에 연결되며, 열교환실(5)에는 가열가스 유도 출구를 설치한다. 석탄물질 추진 분해 도관(4)을 고온 가마(1) 내에 설치하기 때문에, 석탄 분말은 충분히 열량을 흡수하고 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내에서 연소가스, 타르가스 및 비교적 발열량 높은 석탄으로 분해된다.

Description

다중관 외열식 석탄물질 분해 장치{External Heating Type Coal Material Decomposition Apparatus With Multiple Tubes}
본 발명은 석탄물질 종합이용, 에너지 절약 및 배출 감소의 기술분야에 속하는 것으로서, 구체적으로 다중관 외열식 석탄물질 분해장치에 관한 것이다.
종래기술에는 석탄을 이용하여 석탄가스를 제조하는 것, 석탄을 이용하여 천연가스를 제조하는 것, 또한 석탄을 이용하여 고온, 중온, 저온 코킹(coking)을 진행하여 가스를 제조하는 것이 있었지만, 상기와 같은 공정방식은 석탄 분말을 덩어리괴로 만들거나, 덩어리 원료를 선별해야 하기에 원료 경비가 증가하거나 또는 제조된 가스의 발열량이 높지 않고 부가가치가 크지 않으며 경제적 효과 및 사회적 효과가 현저하지 않다. 도가니로의 가열방식은 외열식, 내열식 및 내외열 혼합식으로 나눌 수 있다. 외열식 도가니로의 가열 매질은 원료와 직접 접촉되지 않으며 열량은 도가니로의 벽을 통해 전달된다. 내열식 도가니로의 가열 매질은 원료와 직접 접촉되며, 가열 매질의 상이함에 따라 고체 열 캐리어법과 기체 열 캐리어법 두 가지로 나눈다.
현재 상용되는 석탄 분해 장치에는 주로 두 종류가 있는데, 한 종류는 수직 가마 구조로서, 상기 구조는 연소가스 및 석탄에서 생성되는 가연성 기체를 연소시켜 가연성 기체의 순도를 떨어뜨리고 부가가치를 낮추며 부분적으로 배출시켜 자원의 대량 낭비 및 환경 오염을 일으킨다. 또 다른 종류로서 입식 가마는 석탄 덩어리를 벨트 공동의 격판 상에 위치시키고 석탄 덩어리 상방에 가열기가 있으며 격판 상의 석탄 덩어리가 일정한 퇴적 두께를 가지므로 균일하게 가열, 분해될 수 없어 분해되는 기체를 사용하여 순환 가열, 분해할 필요가 있으며, 더욱 중요한 것은 석탄 격판 상에 순환 통기공이 대량 존재하므로 석탄 분말이 통기공을 통해 떨어질 수 있어 석탄 분말을 입식 가마에 유입 시 먼저 석탄 분말을 가공하여 석탄 덩어리괴로 가공함으로써 석탄 분말이 가마 분리에 직접 사용될 수 없으며 이것은 상응하여 경비를 증가시키고 경제적 효과를 떨어뜨린다.
원료입구와 원료출구를 구비하는 밀폐 가마를 포함하는 석탄물질 분해 장치에 있어서, 상기 가마 내에 불꽃가스 도관 가열 기구를 설치하고, 상기 불꽃가스 도관 가열 기구와 가마 내벽 사이에 형성된 석탄물질 추진 분해 도관을 설치하고, 상기 가마 상에 석탄물질 추진 분해 도관과 연통된 석탄 분해가스 수집관을 설치한다. 비교적 순정으로 석탄물질의 분해 분리를 실현할 수 있더라도, 이 회전하는 가마는 제품 생산량이 제한될 뿐만 아니라 내부 가열 도관으로 인해 가열 도관 외부의 석탄 분말의 효과가 이상적이지 못하여, 고속 분해 분리에 대한 생산 수요를 만족시키지 못한다.
본 발명은 상기와 같은 공정 및 방법에 존재하는 문제를 해결하기 위하여 더욱 고속으로 석탄물질을 분리하고, 종합적 이용 가치를 향상시키며, 에너지를 절약하고 배출을 감소시켜, 경제적 효과와 사회적 효과를 높일 수 있는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치를 제공하고자 한다.
밀폐 가마를 포함하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치에 있어서, 상기 가마 내에 석탄물질 추진 분해 도관을 설치하는데, 상기 석탄물질 추진 분해 도관에는 석탄입구, 석탄출구 및 분해가스 수집관을 설치하고, 가마 외부에 설치된 지지 회전 기구와 연결하며, 상기 석탄물질 추진 분해 도관과 가마 내벽 사이에 열교환실을 형성하고, 상기 열교환실 및 고온 가스 가열 기구를 연결하며, 상기 열교환실 상에 가열가스 유도 출구를 설치한다.
상기 고온 가스 가열 기구는 연료 공급관, 공기 공급관 및 연소실을 포함한다.
상기 고온 가스 가열 기구는 전열 기구이다.
상기 고온 가스 가열 기구는 가마 외부에 설치된다.
상기 석탄물질 추진 분해 도관은 다수개의 평행 밀폐 도관으로 이루어지고, 상기 다수개의 평행 밀폐 도관의 일단에는 원료 진입 탱크를 설치하고, 상기 연료 진입 탱크를 상기 석탄입구와 연통시키고, 타단에는 연료 배출 탱크를 설치하고, 상기 연료 배출 탱크를 석탄출구와 연통시킨다.
상기 가열가스 유도 출구는 도관을 통해 원료 물질을 예열한다.
본 발명은 고온 가마 내에 석탄물질 추진 분해 도관을 설치하기 때문에, 고온 가마 내에 대량의 열공기가 석탄물질 추진 분해 도관을 에워싸고, 석탄물질 추진 분해 도관 내의 석탄 분말 상에 전도되고 복사되어, 석탄 분말이 충분히 흡수하며, 석탄 분말이 승온 분해되어, 석탄물질 추진 분해 도관 내에 연료가스, 타르가스 및 발열량이 비교적 높은 석탄으로 분해된다. 본 발명의 가마는 다시 회전하지 않고, 가마 직경 및 회전하기 어려움의 제한을 받지 않아, 석탄물질 추진 분해 도관의 저속 회전은 석탄물질이 도관 내에서의 추진을 실현하고, 연료 투입량 및 연료 배출 속도 비율을 향상시키며, 다른 저부 가열 및 정상부 열배출 구조는 발열량의 생산과 전달이 연료를 연소시키는 법칙에 더 부합되도록 하여, 가열 효과가 더 이상적이다. 생산된 불꽃가스는 가열가스 출구 및 도관을 통해 연료 물질을 예열시키고, 발열량의 이용률을 향상시키며, 열소모를 감소시킨다. 본 발명이 공개하는 장치는 분말 석탄을 고속 고효율로 분해 분리할 수 있고 에너지를 충분히 절약하고 이용할 수 있으며 석탄 자원의 이용률과 이용 수준을 대폭 향상시켜 사회 전체에 아주 큰 경제적 효과와 사회적 효과를 가져올 수 있다.
하기의 도면을 결합하여 본 발명의 구체적 실시예를 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 구조의 개략도이다.
도 2는 도 1의 A-A의 방향을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 가장 바람직한 실시방식
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치는 밀폐 가마(1)를 포함하고, 상기 가마(1) 내에는 석탄물질 추진 분해 도관(4)을 설치하며, 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)에는 석탄입구(2), 석탄출구(3) 및 분해가스 수집관(14)을 설치하고, 내부에 추진판(7)을 설치하여 가마(1) 외부에 설치된 지지 회전 기구(6)와 연결하며, 상기 지지 회전 기구와 가마 외부로 연장된 석탄물질 추진 분해 도관(4) 양단의 기계를 연결하는데, 연결방식은 기어식 연결일 수 있고, 체인식 연결일 수도 있으며, 석탄물질 추진 분해 도관(4)의 회전을 선도하도록 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)과 가마(1) 내벽 사이에 열교환실(5)을 형성하고, 상기 열교환실(5)과 고온 가스 가열 기구를 연결하며, 상기 열교환실(5)에서 멀리 떨어진 고온 가스 가열 기구의 일측에는 가열가스 유도 출구(12)를 설치한다. 상기 고온 가스 가열 기구는 연료 공급관(9), 공기 공급관(10) 및 연소실(8)을 포함한다. 상기 고온 가스 가열 기구는 가마 외부에 설치된다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)은 다수개의 평행 밀폐 도관으로 이루어지고, 상기 다수개의 평행 밀폐 도관의 일단에는 연료 주입 탱크(11)를 설치하여, 상기 연료 진입 탱크(11)를 상기 석탄입구(2)와 연통시키고, 타단에는 연료 배출 탱크(13)를 설치하여, 상기 연료 배출 탱크(13)를 석탄출구(3)와 연통시킨다. 상기 가열가스 유도 출구(12)는 도관을 통해 원료 물질을 예열한다. 작업 공정 중, 가마(1) 외부의 지지 회전 기구(6)는 석탄물질 추진 분해 도관(4)의 회전을 선도하도록 회전을 지원하고, 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 추진판(7)은 석탄물질이 전진하도록 추진 구동하며, 연료 공급관(9), 공기 공급관(10)이 제공하는 혼합가스는 연소실(8)에서 연소되어, 고온 불꽃가스로 변화되고, 열교환실(5) 내의 열량을 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 석탄물질에 전도 복사함으로써, 석탄물질을 분해시켜 석탄 분해가스 및 질 좋은 석탄으로 변화시키며, 석탄 분해가스는 수집관으로부터 후속되는 처리 공정의 장치로 진입하고, 질 좋은 석탄은 석탄출구에 수집된다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4) 외부에는 열전달판을 더 설치하여 열전도 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시방식
실시예1
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치는 밀폐 가마(1)를 포함하고, 상기 가마(1) 내에는 석탄물질 추진 분해 도관(4)을 설치하며, 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)에는 석탄입구(2), 석탄출구(3) 및 분해가스 수집관(14)을 설치하고, 내부에 추진판(7)을 설치하여 가마(1) 외부에 설치된 지지 회전 기구(6)와 연결하며, 상기 지지 회전 기구와 가마 외부로 연장된 석탄물질 추진 분해 도관(4) 양단의 기계를 연결하는데, 연결방식은 기어식 연결일 수 있고, 체인식 연결일 수도 있으며, 석탄물질 추진 분해 도관(4)의 회전을 선도하도록 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)과 가마(1) 내벽 사이에 열교환실(5)을 형성하고, 상기 열교환실(5)과 고온 가스 가열 기구를 연결하며, 상기 열교환실(5)에서 멀리 떨어진 고온 가스 가열 기구의 일측에는 가열가스 유도 출구(12)를 설치한다. 상기 고온 가스 가열 기구는 연료 공급관(9), 공기 공급관(10) 및 연소실(8)을 포함한다. 상기 고온 가스 가열 기구는 가마 외부에 설치된다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)은 다수개의 평행 밀폐 도관으로 이루어지고, 상기 다수개의 평행 밀폐 도관의 일단에는 연료 주입 탱크(11)를 설치하여, 상기 연료 진입 탱크(11)를 상기 석탄입구(2)와 연통시키고, 타단에는 연료 배출 탱크(13)를 설치하여, 상기 연료 배출 탱크(13)를 석탄출구(3)와 연통시킨다. 상기 가열가스 유도 출구(12)는 도관을 통해 원료 물질을 예열한다. 작업 공정 중, 가마(1) 외부의 지지 회전 기구(6)는 석탄물질 추진 분해 도관(4)의 회전을 선도하도록 회전을 지원하고, 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 추진판(7)은 석탄물질이 전진하도록 추진 구동하며, 연료 공급관(9), 공기 공급관(10)이 제공하는 혼합가스는 연소실(8)에서 연소되어, 고온 불꽃가스로 변화되고, 열교환실(5) 내의 열량을 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 석탄물질에 전도 복사함으로써, 석탄물질을 분해시켜 석탄 분해가스 및 질 좋은 석탄으로 변화시키며, 석탄 분해가스는 수집관으로부터 후속되는 처리 공정의 장치로 진입하고, 질 좋은 석탄은 석탄출구에 수집된다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4) 외부에는 열전달판을 증설하여 열전도 능력을 향상시킬 수 있다.
실시예2
다중관 외열식 석탄물질 분해 장치는 밀폐 가마(1)를 포함하고, 상기 가마(1) 내에는 석탄물질 추진 분해 도관(4)을 설치하며, 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)에는 석탄입구(2), 석탄출구(3) 및 분해가스 수집관(14)을 설치하고, 내부에 추진판(7)을 설치하여 가마(1) 외부에 설치된 지지 회전 기구(6)와 연결하며, 상기 지지 회전 기구와 가마 외부로 연장된 석탄물질 추진 분해 도관(4) 양단의 기계를 연결하는데, 연결방식은 기어식 연결일 수 있고, 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)과 가마(1) 내벽 사이에 열교환실(5)을 형성하고, 상기 열교환실(5)과 고온 가스 가열 기구를 연결하며, 상기 열교환실(5)에서 멀리 떨어진 고온 가스 가열 기구의 일측에는 가열가스 유도 출구(12)를 설치한다. 상기 고온 가스 가열 기구는 가마 외부에 설치되는 전열 가열 공기 도관이며, 상기 공기 도관과 열교환실(5)을 연통시킨다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4)은 다수개의 평행 밀폐 도관으로 이루어지고, 상기 다수개의 평행 밀폐 도관의 일단에는 연료 주입 탱크(11)를 설치하여, 상기 연료 진입 탱크(11)를 상기 석탄입구(2)와 연통시키고, 타단에는 연료 배출 탱크(13)를 설치하여, 상기 연료 배출 탱크(13)를 석탄출구(3)와 연통시킨다. 상기 가열가스 유도 출구(12)는 도관을 통해 원료 물질을 예열한다. 작업 공정 중, 가마(1) 외부의 지지 회전 기구(6)는 석탄물질 추진 분해 도관(4)의 회전을 선도하도록 회전을 지원하고, 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 추진판(7)은 석탄물질이 전진하도록 추진 구동하며, 연료 공급관(9), 공기 공급관(10)이 제공하는 혼합가스는 연소실(8) 내에서 연소되어, 고온 불꽃가스로 변화되고, 열교환실(5) 내의 열량을 석탄물질 추진 분해 도관(4) 내의 석탄물질에 전도 복사함으로써, 석탄물질을 분해시켜 석탄 분해가스 및 질 좋은 석탄으로 변화시키며, 석탄 분해가스는 수집관으로부터 후속되는 처리 공정의 장치로 진입한다. 상기 석탄물질 추진 분해 도관(4) 외부에는 열전달판을 증설하여 열전도 능력을 향상시킬 수 있다.
산업상 실용성
본 발명의 기술방안은 산업 중에 제조 또는 사용할 수 있고, 산업상 실용성을 가지고 있다.

Claims (7)

  1. 밀폐 가마를 포함하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치에 있어서,
    상기 가마 내에는 밀폐 도관으로 이루어지는 석탄물질 추진 분해 도관을 설치하고, 상기 석탄물질 추진 분해 도관에는 석탄입구, 석탄출구 및 분해가스 수집관을 설치하여 가마 외부에 설치된 지지 회전 기구와 연결하며, 상기 석탄물질 추진 분해 도관과 가마 내벽 사이에는 열교환실을 형성하고, 상기 열교환실을 고온 가스 가열 기구와 연결시키며, 상기 열교환실에는 가열가스 유도 출구를 설치하는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고온 가스 가열 기구는 연료 공급관, 공기 공급관 및 연소실을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고온 가스 가열 기구는 전열 기구인 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고온 가스 가열 기구는 가마 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석탄물질 추진 분해 도관은 다수개의 평행 밀폐 도관으로 이루어지고, 상기 다수개의 평행 밀폐 도관의 일단에는 원료 진입 탱크를 설치하고, 상기 원료 진입 탱크를 상기 석탄입구와 연통시키며, 타단에는 원료 배출 탱크를 설치하고, 상기 원료 배출 탱크를 석탄출구와 연통시키는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열가스 유도 출구는 도관을 통해 원료 물질을 예열하는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가열가스 유도 출구는 도관을 통해 원료 물질을 예열하는 것을 특징으로 하는 다중관 외열식 석탄물질 분해 장치.
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