KR101547916B1 - Separation device for oxygen carrier particles from ash and chemical-looping combustion facility - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for separating discharged particles, which are discharged from the combustion reactor of a chemical-looping combustion facility after combustion, into ash and oxygen carrier particles. The device for separating oxygen carrier particles from ash for a chemical-looping combustion facility comprises: a supply pipe for supplying discharged particles; a main body connected to the supply pipe to intercommunicate and having an inner space partitioned into a space for separating oxygen carrier particles and a space for discharging ash so that the discharged particles supplied through the supply pipe can be separated into the ash and the oxygen carrier particles; a floating means for separating the oxygen carrier particles among the discharged particles by exerting a floating force to the discharged particles in the space for separating oxygen carrier particles to float the ash and drop the oxygen carrier particles with a specific gravity greater than the specific gravity of the ash; a discharge pipe for oxygen carrier particles arranged to discharge the dropped oxygen carrier particles; and a discharge pipe for ash arranged to discharge the ash.

Description

매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치 및 매체순환식 연소설비{Separation device for oxygen carrier particles from ash and chemical-looping combustion facility}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for separating oxygen carrier particles from an organic carrier,

본 발명은 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치 및 매체순환식 연소설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매체순환식 연소설비에서 연소된 후, 배출입자를 공급받아 부유 방식으로 회재와 산소공여입자를 각각 분리시킬 수 있는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치 및 매체순환식 연소설비에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to an apparatus for separating oxygen donor particles and a method for separating an oxygen donor particle from a medium circulating combustion apparatus, The present invention relates to a media-circulating burnable-matter cost material, an oxygen donor particle separation device, and a media circulation type combustion device capable of separating oxygen donor particles, respectively.

매체순환식 연소로(Chemical looping combustion)는 이산화탄소 포집 저장(CCS: Carbon capture and storage) 기술 중, 연소 중 포집방법의 하나로 일명 순산소 연소방식의 이산화탄소 저감 방식 중 하나의 기술이다. Chemical looping combustion is one of carbon capture and storage (CCS) technologies, a method of carbon dioxide capture in a pure oxygen combustion mode.

일반적으로 산소생산설비(ASU: Air separation unit)는 주로 심냉법(공기를 냉각시켜 공기와 질소를 분리하는 방법)을 사용해왔는데, 막대한 소비동력의 요구로 발전단가가 상승하는 문제점이 있다. 그러나 매체순환식 연소로는 연료의 연소가 일어나는 반응기(Fuel reactor)와, 공기와 금속이 만나 산화되는 반응기(Air reactor)의 두 개의 반응기를 이용하여 산소생산 설비 없이 순산소 연소가 가능하다.Generally, the air separation unit (ASU) has mainly used the deep-sea cooling method (a method of separating air and nitrogen by cooling the air). However, the oxy-fuel combustion can be carried out without the oxygen production facility by using two reactors, ie, a fuel reactor in which fuel combustion occurs and an air reactor in which air and metal are oxidized.

두 반응기를 순환하면서 산소를 운반하는 물질을 산소공여입자(O2 Carrier)라 하며, 주로 금속이나 석회석계열이 사용되고 산소공여입자가 순환하면서 반응을 일으키기 때문에 매체순환 방식이라 한다.Oxygen donor particles (O 2 Carrier), which circulates in both reactors, is called a medium circulation system because a metal or a limestone system is mainly used and oxygen donor particles circulate to cause a reaction.

그런데 매체순환식 연소로에서 연료가 가스와 같은 기체 연료가 아닌 회재(ash) 함유량이 높은 석탄, 바이오매스 등의 고체 연료를 사용하게 되면, 연소 후에 회재가 남아 연소로의 온도 저하와 산소공여입자의 산화과정의 반응성을 떨어뜨리는 문제가 발생한다. 따라서 고체연료를 사용하는 매체순환식 연소로에서 회재가 제거되어 비교적 높은 순도의 산소공여입자만을 다시 공급하여 사용할 수 있도록 회재와 산소공여입자를 분리시킬 수 장치의 개발이 필요한 실정이다.However, when the fuel in the media circulation type combustion furnace is not a gaseous fuel such as gas but a solid fuel such as coal or biomass having a high content of ash is used, the temperature of the combustion furnace is lowered and the oxygen donor particles There arises a problem that the reactivity of the oxidation process of the catalyst is deteriorated. Therefore, it is necessary to develop a device capable of separating oxygen donor particles from a material to remove oxygen from the material in a medium circulating combustion furnace using solid fuel and to supply only oxygen donor particles of relatively high purity.

대한민국등록특허 제10-1016668호Korean Patent No. 10-1016668

본 발명은 매체순환식 연소설비에서 연소된 후, 배출입자를 공급받아 부유 방식으로 회재와 산소공여입자를 각각 분리시킬 수 있는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치 및 매체순환식 연소설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a media circulation type combustion preform material which is combusted in a medium circulation type combustion facility and which can separate exhaust materials and oxygen particles from each other in a floating manner, And to provide facilities.

본 발명은, 매체순환식 연소설비의 연소 반응기에서 연소 후, 배출되는 배출입자를 회재와 산소공여입자로 분리하는 장치에 있어서, 상기 배출입자를 공급하는 공급배관; 상기 공급배관과 연통되게 연결되며, 상기 공급배관을 통해 공급된 상기 배출입자를 상기 회재와 상기 산소공여입자로 분리할 수 있도록 내부공간이 산소공여입자 분리공간과 회재배출공간으로 구획되어 있는 본체; 상기 산소공여입자 분리공간 내에서 상기 배출입자에 부유력을 가하여, 상기 회재는 부유하게 하고, 상기 회재보다 비중이 큰 상기 산소공여입자는 낙하시켜서, 상기 배출입자 중 상기 산소공여입자를 분리하게 하는 부유수단; 낙하된 상기 산소공여입자를 배출하도록 배치되는 산소공여입자 배출배관; 및 상기 회재를 배출하도록 배치되는 회재배출배관을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치를 제공한다.The present invention relates to an apparatus for separating exhaust particles discharged after combustion in a combustion reactor of a media circulation type combustion plant into a material and oxygen donor particles, comprising: a supply pipe for supplying the discharged particles; A body connected to the supply pipe and partitioned into an oxygen donor particle separation space and a material discharge space so that the discharge particles supplied through the supply pipe can be separated into the material and oxygen donor particles; A floating force is applied to the discharged particles in the space for separating the oxygen donor particles so that the floating material is allowed to float and the oxygen donor particles having a specific gravity larger than that of the material are dropped to separate the oxygen donor particles from the discharged particles Floating means; An oxygen donor particle discharge pipe arranged to discharge the dropped oxygen donor particles; And a scraper discharge pipe arranged to discharge the material, and a device for separating oxygen donor particles.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치가 설치된 매체순환식 연소설비를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a media circulation type combustion apparatus provided with a media circulation type burnable matter cost material and an oxygen donor particle separation apparatus.

본 발명에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치 및 매체순환식 연소설비는 다음과 같은 효과가 있다. The media-circulating burnable-matter cost material, the oxygen donor particle separation device, and the media circulation type combustion device according to the present invention have the following effects.

첫째, 매체순환식 연소설비에서 연소된 후의 배출입자를 산소공여입자와 회재의 비중의 차이를 이용하여 작동기체에 의한 부유 방식으로 산소공여입자와 회재로 분리할 수 있다. First, the exhaust particles after burning in the media circulation type combustion apparatus can be separated into oxygen donor particles and a workpiece by the floating method using the working gas by using the difference in the specific gravity of the oxygen donor particles and the work materials.

특히, 본체의 내부에 분리되는 내부공간을 증가시킴에 따라 배출입자에서 산소공여입자의 회수율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.Particularly, it has an effect of improving the recovery rate of the oxygen donor particles in the discharged particles by increasing the internal space which is separated into the inside of the body.

둘째, 산소공여입자가 분리되고 남은 회재만 유동되는 영역의 내부로 열교환기를 설치하여, 회재의 폐열을 회수할 수 있는 효과를 갖는다.Second, the heat exchanger is installed inside the region where the oxygen donor particles are separated and only the remaining material flows, and the waste heat of the material can be recovered.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치 중 본체의 하부면과 부유수단 일부가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치 중 부유수단의 일부가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치 중 본체의 하부면과 부유수단이 도시된 단면도이다.
도 5는 도 2에 따른 본체의 격벽이 실시예 별로 도시된 측면도이다.
도 6은 도 1에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치에 의해 회재와 산소공여입자가 분리되는 과정이 도시된 단면도이다.
도 7은 도 1에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치가 배치된 연소로를 도시한 간략도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a separator for separation of oxygen donor particles and a media-circulating transporting cost wastewater according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing a part of the lower surface of the main body and a part of the floating means of the separating device for separating the oxygen donor particles from the media circulating type spineless co-solvent according to Fig.
Fig. 3 is a perspective view showing a part of the floating means among the separating device for separating the oxygen donor particles and the media-circulating transporting cost wastewater according to Fig. 1;
Fig. 4 is a cross-sectional view showing the lower surface of the main body and the floating means of the apparatus for separating the oxygen donor particles from the media circulating burnable-wastes cost material according to Fig.
FIG. 5 is a side view of the partition of the main body according to FIG. 2 according to the embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of separating a material and oxygen donor particles by a separating device for separating oxygen donor particles from a coagulated material carrier of a media circulating type according to FIG. 1;
FIG. 7 is a schematic view showing a combustion furnace in which a media circulating type burnable-matter free cost material and an apparatus for separating oxygen donating particles according to FIG. 1 are disposed.

도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치가 도시되어 있다.1 to 7 show an apparatus for separating oxygen donor particles and a media-circulating burned-open cost material according to the present invention.

도 1 내지 도 7을 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치(100)는 공급배관(120), 본체(110), 부유수단(130), 산소공여입자 배출배관(140) 및 회재배출배관(160)을 포함한다. 먼저, 도 7을 참조하여 보면, 상기 공급배관(120)은 매체순환식 연소설비 중에서도 연료의 연소가 일어나는 반응기(10; Fuel Reactor, 이하 연소 반응기)와 연통된다. 상기 연소 반응기(10)에서 연료가 연소된 후, 생성된 배출입자, 수증기(H2O) 및 이산화탄소(CO2)는 사이클론(미표기)으로 유동되어 상기 사이클론(50)에서 발생되는 회오리에 의해 상기 배출입자는 상기 공급배관(120)을 통해 상기 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치(100)로 공급한다. 한편, 이때 상기 배출입자와 함께 발생되는 수증기(H2O) 및 이산화탄소(CO2)는 상기 사이클론에서 외부로 배출된다.1 to 7, an apparatus 100 for separating oxygen donor particles from a media circulation type combustion preform and an oxygen donor particle according to an embodiment of the present invention includes a supply pipe 120, a main body 110, 130, an oxygen donor particle discharge pipe 140, and a material discharge pipe 160. First, referring to FIG. 7, the supply pipe 120 communicates with a fuel reactor 10 (hereinafter, referred to as a "combustion reactor") in which combustion of fuel occurs among the media circulation type combustion apparatuses. After the fuel is burned in the combustion reactor 10, generated exhaust particles, water vapor (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) flow into the cyclone (not shown) The discharged particles are supplied to the separating device 100 for separating the oxygen circulating particles from the medium circulating freonsuitable cost material through the supply pipe 120. Meanwhile, water vapor (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) generated together with the discharged particles are discharged to the outside from the cyclone.

상기 본체(110)는 상기 공급배관(120)을 통해 공급된 상기 배출입자를 산소공여입자와 상기 회재로 각각 분리시킬 수 있도록 산소공여입자 분리공간과 회재배출공간으로 구획되어 있다. 상기 공급배관(120)은 상기 본체(110)의 상단에 연통되게 연결되며, 상기 본체(110)에는 상기 공급배관(120)이 연통되게 연결될 수 있도록 관통홀(111)이 형성된다. 상기 공급배관(120)을 통해 상기 본체(110)로 공급되는 상기 배출입자가 중력에 의해 자유낙하 할 수 있다.The main body 110 is divided into an oxygen donor particle separation space and a material discharge space so that the discharge particles supplied through the supply pipe 120 can be separated into oxygen donor particles and the material. The supply pipe 120 is connected to the upper end of the main body 110 and a through hole 111 is formed in the main body 110 so that the supply pipe 120 can be connected to the main pipe 110. The discharged particles supplied to the main body 110 through the supply pipe 120 can be freely dropped by gravity.

상기 본체(110)의 내부는 상기 매체순환식 연소설비에서 공급된 상기 배출입자에서 산소공여입자와 회재로 분리하기 위해 전술한 바와 같이, 상기 산소공여입자 분리공간과 상기 회재배출공간으로 구획된다. 여기서 상기 산소공여입자 분리공간은 복수 개로 더 분리될 수 있는데, 상기 산소공여입자 분리공간이 많이 분리될수록 상기 배출입자에서 분리되는 상기 산소공여입자의 회수율이 향상된다. 본 실시예에서는 상기 본체(110)의 내부에 두 개의 상기 산소공여입자 분리공간(이하, 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 병기)과, 하나의 회재배출공간(110c)으로 구획된다. The inside of the main body 110 is divided into the oxygen donor particle separation space and the material discharge space, as described above, in order to separate the oxygen donor particles from the discharged particles supplied from the medium circulation type combustion facility. Here, the oxygen donor particle separation space may be further divided into a plurality of the oxygen donor particle separation spaces, and the more the oxygen donor particle separation space is separated, the better the recovery rate of the oxygen donor particles separated from the discharged particles. In the present embodiment, two of the oxygen donor particle separation spaces (hereinafter referred to as a first oxygen donor particle separation space 110a and a second oxygen donor particle separation space 110b) are provided in the body 110, And is partitioned into a material discharge space 110c.

상기 산소공여입자는 종래기술에서 언급한 바와 같이 메탈(metal) 분말이다. 상기 본체(110)를 상기 산소공여입자 분리공간과 상기 회재배출공간으로 구획하기 위해 상기 본체(110)의 내부에 하나 또는 복수 개의 격벽(113, 114)이 상기 본체(110)의 길이 방향을 따라 설치된다. 이때, 상기 격벽(113, 114)에 의해 구획되는 상기 산소공여입자 분리공간과 상기 회재배출공간이 상기 격벽(113, 114)에 의해 서로 차단되는 것이 아니라 서로 연통할 수 있도록 상기 격벽(113, 14)이 설치된다.The oxygen donor particles are metal powders as mentioned in the prior art. In order to partition the main body 110 into the oxygen donor particle separation space and the material discharge space, one or a plurality of partitions 113 and 114 are formed inside the main body 110 along the longitudinal direction of the main body 110 Respectively. At this time, the oxygen donor particle separation space partitioned by the partition walls 113 and 114 and the material discharge space are not blocked by the partition walls 113 and 114 but are partitioned by the partition walls 113 and 14 ) Is installed.

본 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 및 상기 회재배출공간(110c)으로 구획하기 위해 두 개의 상기 격벽(113, 114)이 설치된다.In this embodiment, as shown in Figs. 1 and 2, the first oxygen-containing-particle separation space 110a, the second oxygen-absorbing particle separation space 110b, and the contents discharge space 110c Two partition walls 113 and 114 are provided.

본 실시예서와 같이, 상기 격벽(113, 114)이 복수 개 설치되는 경우에는 상기 격벽(113, 114)의 높이는 서로 상이하며, 상기 공급배관(120)이 연결된 위치를 기준으로 상기 공급배관(120)에서 멀어질수록 상기 격벽(113, 114)의 높이는 낮아지게 형성된다. When the plurality of partition walls 113 and 114 are provided, the height of the partition walls 113 and 114 is different from each other, and the height of the supply pipe 120 The height of the barrier ribs 113 and 114 decreases.

그리고 상기 격벽(113, 114)에는 홈(113a, 미표기)이 형성된다. 상기 홈(113a, 미표기)은 상기 배출입자의 유동이 용이하도록 형성되는 것이다. 본 실시예를 예로 들어 설명하면, 상기 홈(113a)에 의해 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)에서 상기 배출입자 중 분리된 산소공여입자를 제외한 남은 배출입자가 이웃하는 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 유동되기 용이하다. 도 5에는 상기 격벽(113, 113`)의 다양한 실시 형태가 도시되어 있는데, 상기 격벽(113, 113`)에 형성된 상기 홈(113, 113`a)은 도 5에 도시된 바와 같이 삼각형의 형태로 형성될 수도 있고, 사각형의 형태로 형성될 수도 있다. A groove 113a (not shown) is formed in the barrier ribs 113 and 114. The groove 113a (unrepresented) is formed to facilitate the flow of the discharged particles. In this embodiment, the remaining exhaust particles excluding the separated oxygen donor particles in the exhaust particles in the first oxygen-donor particle-separating space 110a are separated by the groove 113a, It is easy to flow into the particle separation space 110b. 5 illustrates various embodiments of the barrier ribs 113 and 113`. The grooves 113 and 113 'formed in the barrier ribs 113 and 113' are formed in a triangular shape Or may be formed in a rectangular shape.

본 실시예에서는 상기 배출입자에서 2회에 걸쳐 상기 산소공여입자를 분리하고, 최종적으로 잔존하는 상기 회재를 분리하여 배출하는 것을 예로 들어 설명한다. In this embodiment, the oxygen donor particles are separated twice from the discharged particles, and the finally remaining material is separated and discharged.

상기 공급배관(120)을 통해 상기 본체(110), 그 중에서도 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)으로 공급된 상기 배출입자는 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)의 하부에 설치되는 상기 부유수단(130)에 의한 부유력에 의해 상기 산소공여입자와 상기 회재로 분리된다. 상기 부유수단(130)은 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b) 외에도 상기 회재배출공간(110c)의 하부에도 설치되어 상기 회재배출공간(110c)으로 유동된 상기 회재에 부유력을 가한다. 한편, 상기 부유수단(130)에 대해서는 후술에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. The discharge particles supplied to the main body 110, particularly, the first oxygen-containing particle separation space 110a through the supply pipe 120 are installed in the oxygen-containing particle separation spaces 110a and 110b And is separated into the oxygen donor particles and the material by the floating force by the floating means (130). The floating means 130 is installed in the lower part of the butane discharge space 110c in addition to the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b to apply a floating force to the material flowing into the material discharge space 110c. On the other hand, the floating means 130 will be described later in more detail.

상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b) 및 상기 회재배출공간(110c)으로 상기 부유력을 가하도록 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b) 및 상기 회재배출공간(110c)의 하부면은, 후술될 상기 부유수단(130)의 노즐들(133)이 결합될 결합홀(115)들 및 상기 배출입자에서 분리된 상기 산소공여입자와 상기 회재가 배출될 수 있는 배출슬릿(116)들이 형성된다. The oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b and the lower surface of the butylene discharge space 110c may be formed in the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b and the butane discharge space 110c, There are formed coupling holes 115 to which the nozzles 133 of the floating means 130 to be coupled are coupled and discharge slits 116 through which the oxygen donor particles separated from the discharged particles and the material can be discharged .

상기 결합홀(115)들은 매트릭스 형태로 배치되어 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 결합홀(115)들이 복수의 열로 형성된다. 특히, 도면을 참조하여 보면 하나의 열에 상기 결합홀(115)들이 상호 이격되어 복수 개 형성된다. 상기 각 결합홀(115)에 후술될 상기 부유수단(130)의 상기 각 노즐(133)이 결합되어 설치되는 것이다. 그러나 상기 결합홀(115)들이 매트릭스 형태로 배치되어 형성되는 것은 본 실시예에 해당하는 것일 뿐 이에 한정될 필요는 없다. 상기 결합홀(115)들은 삼각형의 형태, 원형의 형태 등 다양한 도형의 형태로 복수 개의 상기 결합홀(115)들이 배치되어 형성될 수도 있다.The coupling holes 115 are formed in a matrix form. That is, as shown in FIG. 2, the coupling holes 115 are formed in a plurality of rows. In particular, referring to the drawings, the plurality of coupling holes 115 are spaced apart from each other in one column. The nozzles 133 of the floating means 130, which will be described later, are coupled to the coupling holes 115. However, the coupling holes 115 are formed in a matrix shape, but the present invention is not limited thereto. The coupling holes 115 may be formed by arranging a plurality of coupling holes 115 in a variety of shapes such as a triangular shape and a circular shape.

상기 배출슬릿(116)은 상기 결합홀(115)들이 배치되는 열과 열 사이에 형성된다. 상기 부유수단(130)에 의한 부유력에 부유되지 않고 낙하한 상기 산소공여입자 또는 상기 산소공여입자들이 분리된 상기 회재는 상기 배출슬릿(116)들을 통해 배출된다.The discharge slit 116 is formed between the row and the row in which the engagement holes 115 are arranged. The oxygen donor particles dropped without floatation by the floating means 130 or the material from which the oxygen donor particles are separated are discharged through the discharge slits 116.

상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b) 및 상기 회재배출공간(110c)의 각각의 하부면에 결합된 상기 부유수단(130)의 상기 노즐(133)들에 의해 분사되는 상기 작동기체가 먼저, 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)에서 상기 상승 기류로 생성되고, 상기 상승 기류에 의한 부유력으로 부유된 상기 회재는 상기 회재배출공간(110c)까지 유동되고 상기 상승 기류에 의해 부유되지 않고 낙하된 상기 산소공여입자와 분리된다. 그리고 상기 회재배출공간(110c)에서 상기 노즐(133)들에 의해 분사되는 상기 작동기체는 상기 회재배출공간(110c)으로 유동된 상기 회재가 부유되는 시간이 길어지게 한다.The working gas injected by the nozzles 133 of the floating means 130 coupled to the lower surfaces of the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b and the workpiece discharge space 110c is first introduced into the oxygen- The material that has been generated from the upward flow in the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b and floated with floating force by the upward flow flows to the material discharge space 110c and is not suspended by the upward flow And separated from the dropped oxygen donor particles. In addition, the working gas ejected by the nozzles 133 in the workpiece discharge space 110c causes a longer time for the workpiece, which has flowed into the workpiece discharge space 110c, to float.

상기 배출입자는 먼저, 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)에서 상기 산소공여입자가 분리되어 배출되고, 다음 순서로 상기 회재배출공간(110c)에서 상기 회재가 배출된다. 특히, 상기 제1 산소공여입가 분리공간(110a)에서 분리되지 못한 나머지 산소공여입자는 상기 회재와 함께 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 유동되고, 상기 제2 내부공간(110c)에서 나머지 산소공여입자가 분리되고 잔존하여 부유하는 상기 회재는 상기 회재배출공간(110c)으로 유동된다. First, the oxygen donor particles are separated and discharged from the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b, and the material is discharged from the reservoir discharge space 110c in the following order. Particularly, the remaining oxygen donor particles in which the first oxygen donor can not be separated in the separation space 110a flow into the second oxygen-containing particle separation space 110b together with the material, and in the second internal space 110c The remaining oxygen bearing particles are separated and the remaining floating material flows into the material discharge space 110c.

상기 부유수단(130)은 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b) 내에서 상기 배출입자에 부유력을 가하여, 상기 회재는 부유하게 하고 상기 회재보다 비중이 큰 상기 산소공여입자는 낙하시켜서 상기 배출입자 중 상기 산소공여입자를 분리하게 한다. 이를 위해 상기 부유수단(130)은 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)을 형성하는 상기 본체(110)의 하부면에 일부가 설치되는 노즐유닛(133, 135) 및 상기 노즐유닛(133, 135)을 보호하도록 상기 노즐유닛(133, 135)을 감싸며 상기 본체(110)의 하부에 설치되고, 상기 배출입자에서 분리된 상기 산소공여입자 또는 상기 회재가 유입되는 하우징(131)를 포함한다.The floating means 130 applies a floating force to the discharged particles in the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b to float the material and drop the oxygen donor particles having a specific gravity larger than that of the material, Thereby separating the oxygen donor particles from the particles. To this end, the floating unit 130 includes nozzle units 133 and 135, which are partially provided on the lower surface of the main body 110 forming the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b, and the nozzle units 133 and 135, And a housing 131 installed at a lower portion of the main body 110 to enclose the nozzle units 133 and 135 so as to protect the nozzles 135. The housing 131 receives the oxygen donor particles separated from the discharged particles or the material.

상기 부유수단(130)은 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 및 상기 회재배출공간(110c) 각각에 대응되게 설치된다. 따라서 본 실시예에서는 상기 하우징(131)이 상기 배출입자에서 상기 산소공여입자가 분리되는 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 및 상기 회재만 이동되는 상기 회재배출공간(110c)에 대응되게 설치된다. The floating means 130 is installed corresponding to each of the first oxygen-donor particle separation space 110a, the second oxygen-absorbing particle separation space 110b, and the material discharge space 110c. Therefore, in the present embodiment, the housing 131 is provided with the first oxygen-donor particle separation space 110a, the second oxygen-oxygen particle separation space 110b, And is disposed to correspond to the above-mentioned material discharge space 110c.

상기 노즐유닛(133, 135)은 상기 하우징(131)의 내부에 구비되는 것으로, 상기 노즐유닛(133, 135)은 상기 본체(110)의 하부면에 형성된 상기 결합홀(115)들에 일부가 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b), 상기 회재배출공간(110c)으로 돌출되도록 결합되는 노즐(133)들과, 상기 노즐(133)들을 연결하고 상기 하우징(131)에서 공급되는 상기 작동기체가 유동하는 유로를 형성하며 상기 하우징(131)에서 상기 작동기체가 공급되는 포트(131a)와 연결되는 기체유동관(135)을 포함한다. 즉, 상기 하우징(131)의 포트(131a)를 통해 공급되는 상기 작동기체가 상기 기체유동관(135)을 따라 상기 노즐(133)들로 유동하면 상기 노즐(133)들을 통해 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 및 상기 회재배출공간(110c)으로 분사되는 것이다. 본 실시예에서는 상기 노즐(133)이 도 3 및 도 4를 참조하는 바와 같이 관의 형태로 형성된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 노즐은 관 형태에 한정되지 않고, 플레이트에 상기 작동기체가 분사될 수 있도록 복수 개의 관통홀들이 형성되어 관통홀들을 통해 작동기체가 분사되는 형태로 이루어질 수도 있다. The nozzle units 133 and 135 are provided inside the housing 131. The nozzle units 133 and 135 are formed in the coupling holes 115 formed on the lower surface of the main body 110, Nozzles 133 protruding from the first oxygen donor particle separation space 110a, the second oxygen donor particle separation space 110b and the material discharge space 110c, And a gas flowtube 135 which forms a flow path through which the working gas supplied from the housing 131 flows and is connected to a port 131a through which the working gas is supplied from the housing 131. That is, when the working gas supplied through the port 131a of the housing 131 flows to the nozzles 133 along the gas flowtube 135, the first oxygen donor particles To the separation space 110a, the second oxygen-containing particle separation space 110b, and the material discharge space 110c. In the present embodiment, the nozzle 133 is formed in the form of a tube as shown in FIGS. 3 and 4, but the present invention is not limited thereto. The nozzle is not limited to a tube shape. The nozzle may have a configuration in which a plurality of through holes are formed on the plate so that the working gas is injected, and the working gas is injected through the through holes.

상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b) 및 상기 회재배출공간(110c)에는 상기 배출입자 중 상기 회재는 부유하고, 상기 산소공여입자는 낙하할 수 있는 정도의 상승 기류를 생성할 수 있도록 작동기체가 분사된다. 상기 하우징(131)에 결합된 포트(131a)를 통해 공급된 상기 작동기체가 상기 노즐유닛(133, 135) 즉, 상기 기체유동관(135)을 따라 상기 각 노즐(133)들로 유동하여 상기 노즐(133)들을 통해 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)과 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b), 및 상기 회재배출공간(110c)으로 분사된다.In the first oxygen-donor particle-separating space 110a, the second oxygen-donor particle-separating space 110b, and the first material-discharging space 110c, the material of the discharged particles floats and the oxygen- The working gas is injected so as to generate an ascending airflow of a certain degree. The operating gas supplied through the port 131a coupled to the housing 131 flows to the respective nozzles 133 along the nozzle units 133 and 135 or the gas flowtube 135, Is injected into the first oxygen-donor particle-separating space 110a, the second oxygen-donor particle-separating space 110b, and the material-containing space 110c through the first oxygen-carrying particle separating spaces 133.

한편, 상기 노즐유닛은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다른 실시 형태로 구비될 수도 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 보면, 상기 노즐유닛은 노즐(133), 챔버(135`) 및 배출파이프(137)를 포함한다. 상기 노즐(133)은 전술한 일 실시형태에서의 노즐유닛과 마찬가지로 상기 작동기체가 공급되면 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a) 및 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 상기 작동기체를 분사하도록 구비되는 것이다. Meanwhile, the nozzle unit may be provided in another embodiment as shown in FIG. 4 and FIG. Referring to FIGS. 4 and 5, the nozzle unit includes a nozzle 133, a chamber 135 ', and an exhaust pipe 137. When the working gas is supplied, the nozzle 133 is moved to the first oxygen-donor particle-separating space 110a and the second oxygen-donor-particle-separating space 110b in the same manner as the nozzle unit in the above- As shown in FIG.

상기 챔버(135`)는 상기 하우징(131)의 내부에 구비된다. 상기 챔버(135`)는 내부 공간이 비어있어서 상기 챔버(135`)의 상기 하우징(131)에 결합된 포트(131a)를 통해 상기 작동기체가 상기 챔버(135`)의 내부 공간으로 공급된다. 상기 챔버(135`)의 상면에는 상기 노즐(133)들이 각각 결합될 수 있는 관통홀(미표기)들이 형성되어 있다. 상기 관통홀(미표기)들은 복수 개가 상호 이격되어 일렬로 나란히 형성되고, 상호 이격되어 복수의 열로 형성된다. 상기 각 관통홀(미표기)에 상기 각 노즐(133)이 결합된다. 상기 포트(131a)을 통해 상기 챔버(135`)의 내부공간으로 공급된 상기 작동기체는 상기 노즐(133)을 통해 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a) 및 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 분사된다.The chamber 135 'is provided inside the housing 131. The chamber 135 is empty and the working gas is supplied to the inner space of the chamber 135 'through the port 131a coupled to the housing 131 of the chamber 135'. On the upper surface of the chamber 135 ', through-holes (not shown) through which the nozzles 133 can be respectively coupled are formed. The plurality of through-holes (not shown) are spaced apart from one another and are arranged in a row and are spaced apart from each other to form a plurality of rows. The nozzles 133 are coupled to the through holes. The working gas supplied to the inner space of the chamber 135 'through the port 131a flows through the nozzle 133 into the first oxygen-containing particle separation space 110a and the second oxygen- (110b).

상기 챔버(135`)의 상면에는 이웃하는 두 개의 열에 형성된 상기 관통홀(미표기)들 사이에 분사되는 상기 작동기체에 의해 상기 배출물질에서 분리되는 상기 산소공여입자가 배출될 수 있는 배출홀(미표기)들이 상호 이격되어 복수 개 형성되어 있다. 상기 각 배출홀(미표기)에는 상기 배출파이프(137)가 끼워져 있어 상기 산소공여입자가 상기 배출파이프(137)를 통해 배출된다. 상기 배출파이프(137)가 구비되지 않으면 상기 배출물질에서 분리되는 상기 산소공여입자가 상기 배출홀을 통해 상기 챔버(135`)의 내부에 축적될 수 있기 때문에 상기 노즐유닛의 고장의 원인이 될 수 있다. 따라서 상기 배출파이프(137)를 통해 상기 산소공여입자가 배출되도록 유도하여 상기 챔버(135`)의 내부에는 상기 산소공여입자가 축적되는 것을 방지할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시형태의 상기 노즐유닛을 설명하였으나, 이하의 설명에서 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 노즐유닛(133, 135)을 예로 들어 설명하기로 한다.The upper surface of the chamber 135 'is provided with a discharge hole (not shown) through which the oxygen donor particles separated from the discharge material can be discharged by the working gas injected between the through- Are formed at a distance from each other. The discharge pipe (137) is fitted in each of the discharge holes (not shown), and the oxygen donor particles are discharged through the discharge pipe (137). If the discharge pipe 137 is not provided, the oxygen donor particles separated from the discharge material can be accumulated in the chamber 135 'through the discharge hole, so that the nozzle unit can be damaged have. Accordingly, it is possible to induce the oxygen donor particles to be discharged through the discharge pipe 137, thereby preventing the oxygen donor particles from accumulating in the chamber 135 '. Although the nozzle unit according to another embodiment has been described with reference to FIGS. 4 and 5, the nozzle units 133 and 135 according to an embodiment of the present invention will be described in the following description.

한편, 상기 하우징(131)들은 서로 연통되게 설치될 수도 있고, 각각 분리되게 설치될 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 하우징(131)들이 각각 분리되게 설치된 것을 예로 들어 설명한다. 따라서 상기 각 노즐유닛(133, 135)은 상기 각 하우징(131)의 포트(131a)로부터 상기 작동기체를 공급받는다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)에 대응되게 설치된 상기 부유수단(130)에만 상기 포트(131a)가 도시되어 있으나, 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)과 대응되는 상기 부유수단(130)과 상기 회재배출공간(110c)과 대응되는 상기 부유수단(130)에 상기 작동기체를 각각 공급하도록 상기 포트(미도시)도 구비된다.Meanwhile, the housings 131 may be connected to each other or separately. In this embodiment, the housing 131 is separately installed. Accordingly, the nozzle units 133 and 135 receive the operating gas from the ports 131a of the respective housings 131. 1, the port 131a is shown only in the floating means 130 provided corresponding to the first oxygen-containing-particle separation space 110a, but the second oxygen-carrying particle separation The port (not shown) is also provided to supply the working body to the floating means 130 corresponding to the space 110b and the floating means 130 corresponding to the workpiece discharge space 110c, respectively.

상기 하우징(131)들이 서로 연통되게 설치되면 상기 노즐유닛(133, 135)들, 보다 구체적으로는 상기 노즐(133)들을 연결하는 상기 기체유동관(135)이 서로 연통되게 연결되어 있어 하나의 하우징(131)의 포트(131a)를 통해서만 상기 작동기체를 공급하여도 무방하다. 즉, 하나의 포트(131a)에서만 상기 작동기체를 공급받아도 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a), 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b), 상기 회재배출공간(110c)에 전부 상기 작동기체를 분사할 수 있다.When the housings 131 are provided so as to communicate with each other, the nozzle units 133 and 135, more specifically, the gas flow tubes 135 connecting the nozzles 133 are connected to communicate with each other, 131 may be provided only through the port 131a of the first and second ports 131, 131. That is, even if the operating gas is supplied to only one port 131a, the first oxygen-donor particle separation space 110a, the second oxygen-donor particle separation space 110b, and the contents discharge space 110c are all operated The gas can be sprayed.

본 실시예에서와 같이 상기 하우징(131)가 각각 분리되게 설치된 경우, 상기 하우징(131)의 각 포트(131a)를 통해 상기 작동기체를 각각의 상기 노즐유닛(133, 135)으로 공급한다. 이때, 상기 하우징(131)의 각 포트(131a)를 통해 공급되는 상기 작동기체의 압력은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. When the housing 131 is separately installed as in the present embodiment, the operating gas is supplied to each of the nozzle units 133 and 135 through each port 131a of the housing 131. [ At this time, the pressures of the working gas supplied through the ports 131a of the housing 131 may be equal to each other or may be different from each other.

상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)과 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 분사되도록 공급되는 상기 작동기체의 압력이 서로 상이하면, 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)으로 공급되는 상기 작동기체의 압력이 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 공급되는 상기 작동기체의 압력보다 더 크게 설정될 수 있다. 상기 배출입자가 상기 본체(110)로 공급되면, 먼저 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)에서 가장 많은 상기 산소공여입자가 분리되고, 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)에서는 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)에서 보다 적은 양의 상기 산소공여입자가 분리되므로 상기 작동기체의 압력을 달리하여 에너지 효율을 향상시키는 효과를 가질 수도 있다.When the pressures of the working gas supplied to be sprayed into the first oxygen-donating particle separation space 110a and the second oxygen-containing particle separation space 110b are different from each other, the first oxygen-donor particle separation space 110a The pressure of the working gas to be supplied may be set to be larger than the pressure of the working gas supplied to the second oxygen-containing-particle separation space 110b. When the discharged particles are supplied to the main body 110, the most oxygen-donating particles are first separated in the first oxygen-donor particle-separating space 110a, and in the second oxygen- A smaller amount of the oxygen donor particles are separated in the one oxygen-carrying particle separation space 110a, so that the energy-efficiency may be improved by varying the pressure of the working gas.

도 8을 참조하여 보면, 상기 배출입자는 상기 본체(110)로 공급되면 상기 제1 산소공여입자 내부공간(110a)에서 생성되는 상기 상승기류에 의해 상기 배출입자 중 상기 회재는 부유하여 유동하고, 상기 산소공여입자는 중량에 의한 중력에 의하여 낙하하여 분리된다. 그런데 이때 모든 상기 산소공여입자가 분리되는 것이 아니라, 일부는 상기 회재와 함께 부유하여 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 유동된다. 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)으로 유동되면 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)에서 상기 상승기류에 의해 상기 회재는 계속 부유하여 유동하고, 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)에서 분리되지 못한 상기 산소공여입자는 낙하하여 분리된다. 이에 따라 상기 회재배출공간(110c)으로는 상기 회재만 유동된다.Referring to FIG. 8, when the discharged particles are supplied to the main body 110, the material of the discharged particles floats and flows by the upward flow generated in the first oxygen-containing-particle inner space 110a, The oxygen donor particles fall by gravity by weight and are separated. At this time, not all of the oxygen donor particles are separated, but a part of the oxygen donor particles float together with the material to flow into the second oxygen donor particle separation space 110b. When the material flows into the second oxygen-containing-particle separation space 110b, the material flows continuously in the second oxygen-oxygen storage particle separation space 110b by the upward flow, and the first oxygen-donor particle separation space 110a The oxygen donor particles which have not been separated from each other are dropped and separated. Accordingly, only the material is flowed into the material discharge space 110c.

한편, 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)의 하부에 설치된 상기 하우징(131)의 하면에는 상기 본체(110)의 하부면에 형성된 상기 배출슬릿(116)들을 통해 유입된 상기 산소공여입자가 배출될 수 있도록 상기 산소공여입자 배출배관(140)이 연통되어 있다. 상기 산소공여입자 배출배관(140)은 상기 제1 산소공여입자 분리공간(110a)과 상기 제2 산소공여입자 분리공간(110b)에 각각 연통되는 2개의 산소공여입자 배출배관(141, 142)을 포함한다. 본 실시예에서는 상기 산소공여입자 분리공간이 2개 형성되어 있어 상기 산소공여입재 배출배관도 2개 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 산소공여입자 배출배관은 상기 산소공여입자 분리공간에 대응되게 구비된다.The oxygen donor particles introduced through the discharge slits 116 formed on the lower surface of the main body 110 are formed on the lower surface of the housing 131 provided below the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b, And the oxygen donor particle discharge pipe 140 is communicated to be discharged. The oxygen donor particle discharge pipe 140 includes two oxygen donor particle discharge pipes 141 and 142 connected to the first oxygen donor particle separation space 110a and the second oxygen donor particle separation space 110b, . In the present embodiment, two oxygen-containing particle separation spaces are formed and two oxygen-containing inlet discharge pipes are provided. However, the present invention is not limited thereto and the oxygen-containing particle discharge pipe may be provided corresponding to the oxygen- do.

특히, 상기 하우징(131)의 하면은 "V"자 형상으로 절곡되어 경사져 있기 때문에 상기 배출슬릿(116)들을 통해 유입된 상기 산소공여입자 또는 상기 회재가 경사진 상기 하우징(131)의 하부면을 따라 미끄러져 상기 산소공여입자 배출배관(140)으로 유입된다.  Particularly, since the lower surface of the housing 131 is bent and inclined in a "V" shape, the oxygen donor particles introduced through the discharge slits 116 or the lower surface of the housing 131, And then flows into the oxygen donor particle discharge pipe 140. [

상기 2개의 산소공여입자 배출배관(141, 142)은 서로 연통되게 연결되어 최종적으로는 함께 배출되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 산화 반응기(30)로 공급된다. 상기 산화 반응기(130)로 공급된 상기 산소공여입자는 상기 산화 반응기(30)로 공급된 공기 중에서 산소(O2)와 결합하고, 사이클론(50)을 통해 다시 연소 반응기(10)로 공급된다. 이때, 상기 사이클론(50)에서 발생되는 회오리에 의해 산소와 결합된 상기 산소공여입자는 상기 산화 반응기(30)로 유동되고, 남은 상기 질소(N2)는 외부로 배출된다. 산소와 결합된 상기 산소공여입자는 상기 연소 반응기(10)로 공급되면 상기 연소 반응기(10)에서 공급되는 연료 및 스팀(steam) 또는 이산화탄소(CO2)와 함께 연소된다. 상기 연소 반응기(10)는 금속에 존재하는 산소 이온을 꺼내는 일종의 환원 과정으로, 기체로 존재하는 산소가 부족한 상황을 만들어줘야 한다. 따라서 상기 연소 반응기(10)로 이산화탄소(CO2)를 공급한다.The two oxygen donor particle discharge pipes 141 and 142 are connected to each other to be finally discharged together and supplied to the oxidation reactor 30 as shown in FIG. The oxygen donor particles supplied to the oxidation reactor 130 are combined with oxygen O 2 in the air supplied to the oxidation reactor 30 and supplied to the combustion reactor 10 through the cyclone 50. At this time, the oxygen donor particles bound to the oxygen by the cyclone generated in the cyclone 50 flows to the oxidation reactor 30, and the remaining nitrogen (N 2 ) is discharged to the outside. The oxygen donor particles combined with oxygen are burned together with fuel and steam or carbon dioxide (CO 2 ) supplied from the combustion reactor 10 when supplied to the combustion reactor 10. The combustion reactor 10 is a kind of reduction process for extracting oxygen ions present in the metal, and it is necessary to make a situation in which oxygen existing in the gas is insufficient. Therefore, carbon dioxide (CO 2 ) is supplied to the combustion reactor (10).

반면, 상기 회재배출공간(110c)의 하부에 설치되는 상기 하우징(131)에는 상기 회재배출배관(160)이 연통되게 설치된다. 상기 하우징(131)도 마찬가지로 하면이"V"자 형상으로 절곡되어 있다. 상기 산소공여입자 분리공간(110a, 110b)에서 상기 산소공여입자가 분리되고, 상기 회재배출공간(110c)으로 유동된 상기 회재는 상기 본체(110)에 연결된 상기 회재배출배관(160)을 통해 배출된다. 이때, 상기 회재는 중력 또는 외부의 송풍팬(미도시)에 의하여 외부로 배출된다. 다만, 상기 회재가 상기 회재배출배관(160)을 통해 배출되기 전, 상기 회재에서 폐열을 회수하는 과정이 이루어질 수 있다.On the other hand, the ash discharge pipe 160 is connected to the housing 131 installed in the lower part of the ash discharge space 110c. The lower surface of the housing 131 is similarly bent in a "V" shape. The oxygen donor particles are separated in the oxygen donor particle separation spaces 110a and 110b and the material flowing into the material discharge space 110c is discharged through the material discharge pipe 160 connected to the main body 110 do. At this time, the material is discharged to the outside by gravity or an external blowing fan (not shown). However, the waste heat may be recovered from the ash before the ash is discharged through the ash discharge pipe 160.

따라서 전술한 바와 같이, 상기 회재배출공간(110c)으로도 상기 부유수단(130)을 통해 상기 회재를 부유시킬 수 있는 상기 작동기체를 분사한다. 상기 부유수단(130)을 통해 분사된 상기 작동기체를 통해 상기 회재가 상기 회재배출공간(110c)에서 부유하는 시간이 길어질수록 상기 회재에서 더 많은 폐열을 회수할 수 있다.Therefore, as described above, the working gas that can suspend the material through the floating means 130 is also injected into the material discharge space 110c. As the time for floating the work material through the working gas injected through the floating means 130 is longer in the work material discharge space 110c, more waste heat can be recovered from the work material.

한편, 상기 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치(100)는 상기 본체(110)에 설치되는 열교환기(150)를 더 포함한다. 상기 배출입자에서 상기 산소공여입자가 분리되고 남은 상기 회재는 높은 열을 갖고 있다. 상기 열교환기(150)를 상기 본체(110) 중에서도 상기 산소공여입자가 분리된 순수 회재만 유동되는 상기 회재배출공간(110c)이 형성된 측면에 상기 열교환기(150)의 일부가 상기 회재배출공간(110c)으로 삽입되도록 설치한다. 상기 열교환기(150)에 의한 상기 회재의 폐열회수는 상기 열교환기(150)에 공급되어 상기 열교환기(150)를 유동 후, 배출되는 물에 의해 이루어진다. 상기 열교환기(150)로 물이 공급되면 상기 열교환기(150)의 일부가 상기 회재배출공간(110c)으로 삽입되어 있으므로, 상기 열교환기(150)를 유동하면서 상기 회재배출공간(110c)에서 낙하하는 상기 회재와 열교환을 하면서 상기 회재의 폐열을 회수한 후 배출된다.
The apparatus 100 for separating the oxygen-donor particles from the media-circulating transporting cost wastes further includes a heat exchanger 150 installed in the main body 110. The above-mentioned material that remains after the oxygen donor particles are separated from the discharged particles has high heat. A part of the heat exchanger 150 is disposed on the side of the main body 110 on which the ash discharge space 110c is formed where only the pure ash separated from the oxygen donor particles are formed, 110c. The waste heat recovery of the material by the heat exchanger 150 is performed by the water supplied to the heat exchanger 150 and discharged after flowing through the heat exchanger 150. When water is supplied to the heat exchanger 150, a part of the heat exchanger 150 is inserted into the ash discharge space 110c, so that the refrigerant flows down through the heat exchanger 150, The waste heat of the material is recovered and discharged.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 연소 반응기 30: 산화 반응기
100: 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자의 분리장치
110: 본체 113, 114: 격벽
130: 부유수단 131: 하우징
131a: 포트 133: 노즐
135: 기체유동관
140: 산소공여입자 배출배관
150: 열교환기 160: 회재배출배관10: Combustion reactor 30: Oxidation reactor
100: Separation device for oxygen donor particles with cost-effective material circulation method
110: main body 113, 114: partition wall
130: Floating means 131: Housing
131a: port 133: nozzle
135: gas flow tube
140: oxygen donor particle discharge pipe
150: heat exchanger 160: ash discharge pipe

Claims (19)

삭제delete 매체순환식 연소설비의 연소 반응기에서 연소 후, 배출되는 배출입자를 회재와 산소공여입자로 분리하는 장치에 있어서,
상기 배출입자를 공급하는 공급배관;
상기 공급배관과 연통되게 연결되며, 상기 공급배관을 통해 공급된 상기 배출입자를 상기 회재와 상기 산소공여입자로 분리할 수 있도록 내부공간이 산소공여입자 분리공간과 회재배출공간으로 구획되어 있는 본체;
상기 산소공여입자 분리공간 내에서 상기 배출입자에 부유력을 가하여, 상기 회재는 부유하게 하고, 상기 회재보다 비중이 큰 상기 산소공여입자는 낙하시켜서, 상기 배출입자 중 상기 산소공여입자를 분리하게 하는 부유수단;
낙하된 상기 산소공여입자를 배출하도록 배치되는 산소공여입자 배출배관; 및
상기 회재를 배출하도록 배치되는 회재배출배관을 포함하고,
상기 부유수단은,
상기 산소공여입자 분리공간의 하부에 연결되어, 상기 산소공여입자 분리공간 내에서 상승기류를 만들도록 외부에서 공급되는 작동기체를 상기 산소공여입자 분리공간으로 분사시키는 노즐유닛; 및
상기 노즐유닛을 보호하도록 상기 노즐유닛을 감싸며 본체의 하부에 설치되며, 상기 배출입자에서 분리된 상기 산소공여입자가 유입되는 하우징을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.An apparatus for separating exhaust particles discharged after combustion in a combustion reactor of a media circulation type combustion plant into a material and oxygen donor particles,
A supply pipe for supplying the discharged particles;
A body connected to the supply pipe and partitioned into an oxygen donor particle separation space and a material discharge space so that the discharge particles supplied through the supply pipe can be separated into the material and oxygen donor particles;
A floating force is applied to the discharged particles in the space for separating the oxygen donor particles so that the floating material is allowed to float and the oxygen donor particles having a specific gravity larger than that of the material are dropped to separate the oxygen donor particles from the discharged particles Floating means;
An oxygen donor particle discharge pipe arranged to discharge the dropped oxygen donor particles; And
And a material discharge pipe arranged to discharge the material,
Wherein the floating means comprises:
A nozzle unit connected to a lower portion of the oxygen donor particle separation space and injecting an externally supplied working gas into the oxygen donor particle separation space to form an ascending air flow in the oxygen donor particle separation space; And
And a housing which surrounds the nozzle unit to protect the nozzle unit and is installed at a lower portion of the main body and into which the oxygen donor particles separated from the ejected particles are introduced, and a device for separating the oxygen donor particles. 매체순환식 연소설비의 연소 반응기에서 연소 후, 배출되는 배출입자를 회재와 산소공여입자로 분리하는 장치에 있어서,
상기 배출입자를 공급하는 공급배관;
상기 공급배관과 연통되게 연결되며, 상기 공급배관을 통해 공급된 상기 배출입자를 상기 회재와 상기 산소공여입자로 분리할 수 있도록 내부공간이 산소공여입자 분리공간과 회재배출공간으로 구획되어 있는 본체;
상기 산소공여입자 분리공간 내에서 상기 배출입자에 부유력을 가하여, 상기 회재는 부유하게 하고, 상기 회재보다 비중이 큰 상기 산소공여입자는 낙하시켜서, 상기 배출입자 중 상기 산소공여입자를 분리하게 하는 부유수단;
낙하된 상기 산소공여입자를 배출하도록 배치되는 산소공여입자 배출배관; 및
상기 회재를 배출하도록 배치되는 회재배출배관을 포함하고,
상기 부유수단은 상기 회재배출공간의 하부에 더 설치되어 상기 회재배출공간으로 유동된 상기 회재에 부유력을 가하며,
상기 회재배출공간의 하부에 연결되어, 상기 회재배출공간 내에서 상승기류를 만들도록 외부에서 공급되는 작동기체를 상기 회재배출공간으로 분사시키는 노즐유닛; 및
상기 노즐유닛을 보호하도록 상기 노즐유닛을 감싸며 본체의 하부에 설치되며, 상기 배출입자에서 상기 산소공여입자가 분리된 상기 회재가 유입되는 하우징을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.An apparatus for separating exhaust particles discharged after combustion in a combustion reactor of a media circulation type combustion plant into a material and oxygen donor particles,
A supply pipe for supplying the discharged particles;
A body connected to the supply pipe and partitioned into an oxygen donor particle separation space and a material discharge space so that the discharge particles supplied through the supply pipe can be separated into the material and oxygen donor particles;
A floating force is applied to the discharged particles in the space for separating the oxygen donor particles so that the floating material is allowed to float and the oxygen donor particles having a specific gravity larger than that of the material are dropped to separate the oxygen donor particles from the discharged particles Floating means;
An oxygen donor particle discharge pipe arranged to discharge the dropped oxygen donor particles; And
And a material discharge pipe arranged to discharge the material,
The floating means is further provided at a lower portion of the material discharge space to apply a floating force to the material flowing into the material discharge space,
A nozzle unit connected to a lower portion of the material discharge space to discharge an operation gas supplied from the outside to the material discharge space so as to create an upward flow in the material discharge space; And
And a housing which surrounds the nozzle unit so as to protect the nozzle unit and which is installed at a lower portion of the main body and into which the material to which the oxygen donor particles are separated is introduced, Device. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 본체의 하부면은 매트릭스의 형태로 결합홀들이 상호 이격되어 형성되고,
상기 노즐유닛은,
상기 결합홀들에 각각 결합되는 노즐들; 및
상기 노즐들을 연결하며, 외부에서 상기 작동기체를 공급하도록 상기 하우징에 설치된 포트와 연통되어 상기 작동기체가 상기 노즐들로 유동할 수 있도록 유로를 형성하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
The lower surface of the main body is formed in a matrix shape and the coupling holes are spaced apart from each other,
Wherein the nozzle unit comprises:
Nozzles respectively coupled to the coupling holes; And
Wherein the nozzle is connected to a port provided in the housing so as to supply the operating gas to the outside, thereby forming a flow path for allowing the operating gas to flow to the nozzles, and an oxygen donor particle separation Device. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 산소공여입자 배출배관은 상기 하우징의 하부에 연통되어 설치되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the oxygen donor particle discharge pipe is provided in communication with a lower portion of the housing, and the oxygen donor particle separator is disposed between the oxygen donor particle discharge pipe and the oxygen donor particle discharging pipe. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 본체의 하부면은 매트릭스의 형태로 결합홀들이 상호 이격되어 형성되고,
상기 노즐유닛은,
상기 하우징의 내부에 구비되며, 상면에 상기 결합홀들에 대응되는 관통홀들이 형성되고 내부에 공간이 형성된 챔버; 및
상기 각 결합홀과 상기 각 관통홀에 동시에 결합되는 노즐들을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
The lower surface of the main body is formed in a matrix shape and the coupling holes are spaced apart from each other,
Wherein the nozzle unit comprises:
A chamber provided in the housing and having through holes corresponding to the coupling holes formed on the upper surface thereof and having a space formed therein; And
And a plurality of nozzles coupled to the coupling holes and the through holes at the same time. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 본체의 하부면은 매트릭스의 형태로 결합홀들이 상호 이격되어 형성되고,
상기 노즐유닛은,
상기 하우징의 내부에 구비되며, 상부가 개구되고 내부에 상기 작동기체가 유입될 수 있는 공간이 형성된 챔버; 및
상기 챔버의 상부를 차폐하는 플레이트에 상기 결합홀들에 대응되는 복수 개의 관통홀들이 형성된 노즐을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
The lower surface of the main body is formed in a matrix shape and the coupling holes are spaced apart from each other,
Wherein the nozzle unit comprises:
A chamber provided in the housing and having an upper opening and a space through which the working gas can be introduced; And
And a nozzle having a plurality of through holes corresponding to the coupling holes formed in a plate for shielding an upper portion of the chamber. 청구항 6에 있어서,
상기 노즐유닛은,
이웃하는 상기 노즐들 사이에 배치되되, 상기 챔버에 관통 결합되어 상기 배출입자에서 분리되는 상기 산소공여입자가 배출하도록 유동되는 배출파이프를 더 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method of claim 6,
Wherein the nozzle unit comprises:
Further comprising a discharge pipe disposed between the neighboring nozzles and connected to the chamber so as to discharge the oxygen donor particles separated from the discharged particles, wherein the oxygen circulating discharge cost member and the oxygen donor particle separator . 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 회재배출배관은 상기 하우징의 하부에 연통되게 설치되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the ash discharge pipe is provided so as to communicate with the lower portion of the housing. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 배출입자는 상기 연소 반응기의 사이클론 내로 유입되어 상기 회재와 상기 산소공여입자가 낙하되어 상기 공급배관을 통하여 상기 본체로 유입되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the discharged particles are introduced into the cyclone of the combustion reactor to drop the material and the oxygen donor particles and flow into the main body through the supply pipe. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 회재배출배관은 상기 본체의 하부에 설치되어, 중력 또는 외부의 송풍팬에 의하여 외부로 배출되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the ash discharge pipe is installed at a lower portion of the main body and discharged to the outside by gravity or an external blowing fan. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 본체를 상기 산소공여입자 분리공간과 상기 회재배출공간으로 구획하되, 상기 산소공여입자 분리공간과 상기 회재배출공간이 서로 연통하도록 상기 본체의 길이 방향을 따라 설치되는 하나 또는 복수 개의 격벽을 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
And one or a plurality of partition walls partitioning the main body into the oxygen donor particle separation space and the member discharge space and along the longitudinal direction of the main body so that the oxygen donor particle separation space and the member discharge space communicate with each other Media circulation type combustion cost material and oxygen donor particle separation device. 청구항 12에 있어서,
상기 격벽이 복수 개 구비되는 경우,
상기 각 격벽의 높이는 상기 공급배관을 기준으로 상기 공급배관과 멀어질수록 상기 격벽의 높이도 낮아지게 형성되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method of claim 12,
When the plurality of barrier ribs are provided,
Wherein the height of each of the partition walls is formed so that the height of the partition wall decreases as the supply pipe is distant from the supply pipe. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 산소공여입자 분리공간은 복수 개로 구획되어 있으며,
상기 부유수단은 상기 각 산소공여입자 분리공간에 대응되게 구비되고,
상기 각 산소공여입자 분리공간에서 상기 상승 기류를 만들도록 상기 각 산소공여입자 분리공간으로 분사되는 상기 작동기체의 압력이 서로 상이하게 설정되는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
The oxygen donor particle separation space is divided into a plurality of spaces,
Wherein the floating means is provided corresponding to each of the oxygen donor particle separation spaces,
Wherein the pressure of the working gas injected into each of the oxygen donor particle separation spaces is set to be different from each other so as to form the upward flow in each of the oxygen donor particle separation spaces. 청구항 14에 있어서,
상기 각 산소공여입자 분리공간으로 공급되는 상기 작동기체의 압력은,
상기 공급배관을 기준으로 상기 공급배관과 멀어질수록 점차 낮은 압력의 상기 작동기체를 공급하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.15. The method of claim 14,
The pressure of the working gas supplied to each of the oxygen-
And supplies the working gas gradually lower in pressure as the supply pipe is moved away from the supply pipe, and the oxygen donor particle separating apparatus. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 산소공여입자가 분리된 상기 회재에서 폐열을 회수할 수 있도록 열교환기를 더 포함하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Further comprising a heat exchanger to recover the waste heat in the material from which the oxygen donor particles have been separated. 청구항 16에 있어서,
상기 열교환기는 상기 회재배출공간으로 일부가 삽입되도록 상기 본체에 설치되며,
상기 열교환기로 공급된 물이 상기 열교환기를 유동하면서 상기 회재와 열교환하여 배출되면서 폐열을 회수하는 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.18. The method of claim 16,
Wherein the heat exchanger is installed in the main body to be partially inserted into the material discharge space,
Wherein the water supplied to the heat exchanger is heat-exchanged with the material while flowing through the heat exchanger and is discharged to collect waste heat. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 산소공여입자는 메탈(metal) 분말인 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the oxygen donor particle is a metal powder; 청구항 2 또는 청구항 3의 매체순환식 연소설비용 회재와 산소공여입자 분리장치가 설치된 매체순환식 연소설비.A media circulation type combustion apparatus equipped with a media circulation type combustion cost material and an oxygen donor particle separation device according to claim 2 or claim 3.
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