KR101549132B1

KR101549132B1 - 가스화기의 슬래그 점도 제어장치

Info

Publication number: KR101549132B1
Application number: KR1020140003150A
Authority: KR
Inventors: 구자형
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-09-02
Also published as: KR20150083527A

Abstract

가스화기의 슬래그 점도 제어장치에 관한 것으로, 다수의 버퍼로드로부터 기화기의 슬래그를 실시간으로 측정하는 측정부, 상기 측정부로부터 측정된 슬래그의 생성에 따른 점도의 변화량을 저장하는 저장부, 상기 저장부의 슬래그 변화량에 따라 축적된 데이터에 의해 플럭스의 투입량·혼탄비·산소의 공급량을 선택적으로 제어하는 제어부, 상기 저장부에 저장된 슬래그 변화량을 실시간으로 보여주는 모니터링부를 마련하여 슬래그의 양에 따라 가스화기에 투입되는 플럭스 투입비 등을 실시간으로 조절할 수 있으며, 슬래그의 발생에서부터 최종적으로 탭홀로 흘러내리는 슬래그의 양에 따라 가스화기의 연소 조건 또는 환경을 최적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 가스화기를 최적의 운전 상태로 유지할 수 있고, 버너 또는 탭홀이 막히지 않게 되는 효과가 얻어진다.

Description

가스화기의 슬래그 점도 제어장치{Slag Viscosity Control Apparatus of Gasifier}

본 발명은 가스화기의 슬래그 점도 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스화기에서 발생되는 슬래그의 점도에 따라 플럭스의 투입량·혼탄비·산소의 공급량 등을 제어하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 석탄을 가스화하여 발생하는 합성 가스(syngas)를 복합 발전이나 연료 등의 화합물로 만드는 기술은 석유 자원이 고갈되어 감에 따라 중요한 대체 물질로 주목을 받고 있다.

더구나 환경 오염 방지가 중요한 이슈가 되고 있는 현대에는 이산화탄소 등의 지구 온난화 기체 및 SOx, NOx 등의 공해 물질의 방출을 줄이는 기술에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

이러한 점에서 미분탄을 사용하는 화력 발전소 대신 가스화 기술을 이용한 석탄가스화 복합 발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC) 시설들이 건설되고 있다.

석탄을 가스화하는 방식과 가스화기에는 여러 종류가 있으나 비산회가 환경 오염의 우려가 있기 때문에 이를 취급하기 쉽고 재사용할 수 있는 슬래그로 생산하는 분류식 가스화기가 고급탄의 처리에 유리하다.

분류식 가스화기는 석탄 내에 존재하는 재(회분) 성분을 비산회가 아닌 슬래그로 변환시키기 위해 고온에서 운전된다.

용융된 슬래그는 중력에 의하여 가스화기 하부의 슬래그 배출구를 통과하여 슬래그 냉각수가 순환되고 있는 슬래그 수집조로 떨어져 응고된 후 배출된다.

가스화기의 구조상 슬래그 배출구의 직경은 가스화기 본체의 직경보다 작기 때문에 흘러내리는 슬래그가 배출구에서의 온도 저하나 점도 증가 등의 이유로 응고되는 경우, 슬래그 배출구가 막히는 일이 발생하게 된다.

이러한 사고를 미연에 방지하기 위해서는 배출구의 상태를 실시간으로 감시하는 것이 중요하다.

이에 한국공개특허 제10-2010-0063728호(슬래그 배출 상황 감시 장치 및 슬래그 배출 상황의 감시 방법)는 슬래그 수집조의 냉각수 중에 마이크를 설치하고, 떨어지는 슬래그의 낙하음을 측정하여 슬래그의 양이나 온도를 측정하는 기술을 제안하였다.

이와 같은 간접적인 방법으로 획득한 측정값으로는 슬래그의 상태를 막연하게 추측만 할 수 있을 뿐 정확한 슬래그의 상태를 알 수 없고, 사전에 슬래그 배출구의 막힘을 효과적으로 방지할 수 없는 한계가 있다.

또한 본 출원인에 의해 대한민국 공개 특허공보 제10-2013-0078714호로 '가스화플랜트의 석탄 및 첨가제 공급장치 및 공급방법'이 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '슬래그 점도 측정장치'가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 슬래그 점도 측정장치에는 가스화기에서 배출되는 슬래그의 점도를 측정하는 장치로서, 슬래그를 제공받아 상기 슬래그의 용융 공간을 마련하고 상기 슬래그를 하부로 배출하는 용융 도가니, 상기 용융 도가니로부터 상기 슬래그의 배출을 제어하고 상기 슬래그를 교반하여 용융시키는 모터 스틸러가 구비된다.

상기 용융 도가니로부터 배출되는 상기 슬래그를 제공받아 상기 슬래그의 무게를 측정하는 무게 측정부, 상기 용융 도가니에 환원성 가스를 공급하는 가스 공급관, 상기 용융 도가니로 공급된 상기 환원성 가스를 상기 용융 도가니 외부로 배출하는 가스 배출관, 상기 용융 도가니를 가열하는 히터가 구비된다.

상기 모터 스틸러의 교반 속도, 상기 환원성 가스의 공급량, 상기 환원성가스의 배출량, 상기 히터의 온도를 제어하고, 상기 용융 도가니에서 상기 슬래그를 배출하는 시간과 상기 무게 측정부에서 측정된 상기 슬래그의 무게를 이용하여 상기 용융 도가니에서 배출되는 상기 슬래그의 동점도를 검출하는 제어부를 포함한다.

하기 특허문헌 2에는 '분류층 가스화기의 슬래그 배출 제어 시스템 및 방법'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에 따른 분류층 가스화기의 슬래그 배출 제어 시스템은 분류층 가스화기의 슬래그 배출 제어 시스템으로서, 슬래그 배출구와 대응되는 높이에서 상기 분류층 가스화기의 바깥 둘레에 설치되는 단층 촬영부, 상기 단층 촬영부로부터 촬영된 상기 슬래그 배출구의 영상에 대하여 이미지 프로세싱(image processing)을 수행하는 이미지 프로세싱부 및 상기 이미지 프로세싱이 수행된 영상으로부터 상기 슬래그 배출구의 유효 단면적을 산출하여 상기 슬래그 배출구에서의 슬래그 배출 상태를 모니터링하는 유효 단면적 산출부를 포함한다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0024431호(2013년 3월 8일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2013-0046882호(2013년 5월 8일 공개)

그러나 종래기술 1에 따른 슬래그 점도 측정장치는 슬래그의 흘러내리는 시간과 질량 변화율을 이용하여 슬래그 점도를 측정할 수 있으나, 가스화기에서 흘러내리는 슬래그의 점도를 실시간으로 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 종래기술 2에 따른 분류층 가스화기의 슬래그 배출 제어 시스템은 단층 촬영부에서 촬영된 이미지와 유효 단면적을 비교하여 가스화기로 공급되는 첨가제의 양을 조절할 수 있으나, 가스화기의 슬래그 배출구에 부착된 슬래그 즉, 슬래그 배출구에서 고착되기 이전 또는 도중에 슬래그의 생성량을 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스화기의 내면에서 발생되는 슬래그의 점도에 따라 가스화기에 투입되는 연료공급(플럭스 투입비, 혼탄, 산소 등)을 실시간으로 조절하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가스화기에서 슬래그 점도의 실시간 측정에 따른 원활한 슬래그 배출 및 실시간 연료공급을 최적화할 수 있는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가스화기에서 슬래그의 점도를 측정하여 실시간으로 모니터링 할 수 있는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치는 다수의 버퍼로드로부터 기화기의 슬래그를 실시간으로 측정하는 측정부, 상기 측정부로부터 측정된 슬래그의 생성에 따른 점도의 변화량을 저장하는 저장부, 상기 저장부의 슬래그 변화량에 따라 축적된 데이터에 의해 플럭스의 투입량·혼탄비·산소의 공급량을 선택적으로 제어하는 제어부, 상기 저장부에 저장된 슬래그 변화량을 실시간으로 보여주는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스화기 내부의 용융 슬래그의 점도를 측정하도록 가스화기의 탭홀 고정층에 장착되는 제1 버퍼 로드, 상기 탭홀 상부의 연소층에 장착되는 제2 버퍼 로드에 의해 펄스 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 버퍼 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스화기의 기화층에 장착되는 제3 버퍼 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 버퍼 로드에서 반향된 펄스 신호를 송수신하는 트랜스듀서, 상기 트랜스듀서와 펄스 신호를 송수신하는 펄스 리시버, 상기 펄스 리시버에서 수신된 신호를 디지털로 변환하는 디지털 오실로스코프, 상기 오실로스코프에서 변환된 신호를 받아 상기 가스화기 내부에 투입되는 연료의 플럭스 투입비, 혼탄, 산소 공급량을 실시간으로 조절하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 로드는 석영 또는 알루미나인 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 로드는 가스화기 내면으로 돌출되게 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제를 투입하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 투입되는 연료량에 따라 산소 공급량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치에 의하면, 슬래그의 양에 따라 가스화기에 투입되는 플럭스 투입비 등을 실시간으로 조절할 수 있으며, 슬래그의 발생에서부터 최종적으로 탭홀로 흘러내리는 슬래그의 양에 따라 가스화기의 연소 조건 또는 환경을 최적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 가스화기를 최적의 운전 상태로 유지할 수 있고, 버너 또는 탭홀이 막히지 않게 되는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 보인 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 보인 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치를 보인 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치는 다수의 버퍼로드(14)로부터 기화기의 슬래그를 실시간으로 측정하는 측정부(10), 상기 측정부(10)로부터 측정된 슬래그의 생성에 따른 점도의 변화량을 저장하는 저장부(20), 상기 저장부(20)의 슬래그 변화량에 따라 축적된 데이터에 의해 플럭스의 투입량·혼탄비·산소의 공급량을 선택적으로 제어하는 제어부(30), 상기 저장부(20)에 저장된 슬래그 변화량을 실시간으로 보여주는 모니터링부(40)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스화기의 슬래그 점도 제어장치는 가스화기에서 발생되어 냉각장치로 흘러내리는 슬래그의 점도를 실시간으로 측정하여 가스화기로 투입되는 연료, 산소, 첨가제 등을 적절하게 조절함으로써, 가스화기의 효율을 최적으로 유지되게 하는 것이다.

이를 위해 측정부(10)는 가스화기에서 발생되는 슬래그의 점도를 측정하는 것이고, 측정부(10)에서 측정된 슬래그 점도의 데이터는 저장부(20)에 입력되어 저장된다.

저장부(20)에 입력된 데이터는 제어부(30)로 보내게 되고, 제어부(30)에서는 슬래그의 점도에 따라 가스화기(11)의 운전 조건 또는 운전 환경을 제어하여 연료의 공급량, 플럭스의 투입량, 산소의 공급량 등을 조절하게 된다.

또한 저장부(20)에 입력되어 저장된 데이터는 관리자가 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 모니터 등에 실시간으로 디스플레이 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 측정부(10)는 슬래그의 점도를 측정하는 버퍼 로드(14), 버퍼 로드(14)로 반향된 펄스 신호를 송수신하는 트랜스듀서(15), 트랜스듀서(15)와 펄스 신호를 송수신하는 펄스 리시버(16), 펄스 리시버(16)에서 수신된 신호를 디지털로 변환하는 오실로스코프(17)를 포함한다.

가스화기(11)에는 석탄 및 탄산칼슘 또는 실리카 등의 첨가제가 컨베이어(미도시)에 의해 미분기(미도시)로 이송되며, 미분기에서는 이송된 연료 플럭스(이하, 석탄 및 첨가제 등을 포함한다)를 분말 형태로 분쇄하여 가스화기(11)로 투입하게 된다.

이와 함께 분말상의 미분탄 연소에 필요한 버너(12)가 장착됨은 물론 산소가 공급되도록 산소 투입구(미도시)가 마련되며, 가스화기(11)의 하부에는 슬래그가 저장되는 냉각수조(13)가 장착된다.

또한 가스화기(11)의 하부에는 슬래그 배출구(또는 탭홀)가 마련되어 있으며, 가스화기(11)의 내부는 연소가 이루어지는 연소층, 연소층의 상부에 기화가 이루어지는 기화층, 건조가 이루어지는 건조층 등으로 구분된다. 이러한 연소층 또는 기화층은 가스화기(11) 내부에서 연소가 이루어짐에 따라 분류하는 것으로, 버너(12)와 인접한 부위에 연소층이 형성되며, 연소층의 상부에 기화층이 형성된다.

또한 가스화기(11)는 고온에 따른 가스화기(11)를 보호하기 위한 수냉벽(미도시)이 형성되며, 수냉벽의 내측에는 고체화된 벽면 슬래그(미도시)가 일정 두께로 형성된다.

가스화기(11)의 내부에서 형성되는 슬래그는 벽면 슬래그를 따라 흘러내리게 된다. 한편 슬래그는 산소(O₂)와 미분탄의 비율, 가스화기(11)의 온도 등의 조건에 따라 슬래그의 발생량이 달라지게 된다. 즉, 가스화기(11)의 온도, 연료 플럭스 투입비(산소와 미분탄의 비율, 첨가제) 등이 적절하지 않을 경우 용융 슬래그의 발생량이 많아지게 되며, 슬래그의 발생이 많아질수록 가스화기(11)의 효율은 떨어지게 된다.

이와 같이 가스화기(11) 내부에서 생성되는 슬래그는 실시간으로 변화된다. 이렇게 실시간으로 변화하는 슬래그를 측정하기 위하여 가스화기(11)에 다수의 버퍼 로드(14)가 설치된다.

이러한 버퍼 로드(14)는 탭홀(슬래그 배출구)에 제1 버퍼 로드(14a)가 장착되고, 탭홀 상부의 연소층에 제2 버퍼 로드(14b)가 장착되며, 기화층에 제3 버퍼 로드(14c)가 장착된다.

이와 같이 다수의 버퍼 로드(14)를 설치하는 이유로는 탭홀에서 배출되는 슬래그의 발생량 또는 점도를 파악하기 위하여 제1 버퍼 로드(14a)가 장착되며, 버너(12)와 인접한 연소층에서 생성되는 슬래그의 발생량 또는 점도를 파악하기 위하여 제2 버퍼 로드(14b)가 장착된다.

또 기화층에서 생성되는 슬래그의 발생량 또는 점도를 파악하기 위한 제3 버퍼 로드(14c)가 장착된다.

아울러 가스화기(11)에 고정되는 버퍼 로드(14)는 가스화기(11)의 내면으로 돌출되게 고정되며, 이러한 버퍼 로드(14)는 고온에서도 견디는 석영 또는 알루미나 재질을 사용하며, 몰리브덴(Mo)이 코팅된 고순도의 알루미나로 이루어질 수 있다.

이러한 버퍼 로드(14)는 가스화기(11)에서 발생되는 슬래그의 점도를 측정할 수 있도록 트랜스듀서(15, transducer)와 전기적으로 연결된다.

이러한 트랜스듀서(15)는 다수의 버퍼 로드(14)에서 반향된 펄스 신호를 송수신하며, 펄스 리시버(16)에서 발생된 펄스 신호를 버퍼 로드(14)로 보냄은 물론 버퍼 로드(14)로 반송된 펄스 신호를 펄스 리시버(16)로 보내게 된다.

펄스 리시버(16)는 초음파 펄스 신호를 발생시켜 트랜스듀서(15)로 송신함은 물론 버퍼 로드(14)에서 트랜스듀서(15)로 반송된 펄스 신호를 수신한다. 즉, 펄스 리시버(16)는 펄스 신호의 발생 및 펄스 신호를 송수신하게 된다.

펄스 리시버(16)에 수신된 펄스 신호는 오실로스코프(17)로 보내지고, 오실로스코프(17)는 펄스 리시버(16)에서 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하게 된다. 즉, 오실로스코프(17)는 AC-DC 컨버터(converter)를 사용할 수 있다.

오실로스코프(17)에서 디지털로 변환된 신호는 저장부(20)로 보내지고, 저장부(20)에서는 실시간으로 측정된 슬래그의 점도를 저장하게 된다. 이러한 저장부(20)는 데이터가 저장되는 메모리 또는 저장장치를 사용할 수 있다.

이렇게 저장된 데이터는 제어부(30)로 보내지게 되고, 제어부(30)에서는 가스화기(11)에서 발생된 슬래그의 발생 정도를 비교·판단하여 슬래그의 발생 정도에 따라 가스화기(11)의 온도, 산소와 미분탄의 비율, 첨가제, 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제를 투입 등을 조절하게 된다.

한편 제어부(30)는 저장부(20)로부터 받은 데이터를 실시간으로 모니터 등의 디스플레이(미도시)에 보내게 된다.

다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치의 결합관계를 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스화기의 슬래그 점도 제어장치는 가스화기(11)에 다수의 버퍼 로드(14)를 장착한다. 이러한 버퍼 로드(14)는 탭홀에 장착되는 제1 버퍼 로드(14a), 가스화기(11)의 연소층 즉, 버너(12)와 인접한 위치에 제2 버퍼 로드(14b)를 장착하며, 가스화기(11)의 기화층 또는 건조층 즉, 제2 버퍼 로드(14b)의 상측에 제3 버퍼 로드(14c)를 장착한다.

이러한 버퍼 로드(14)는 트랜스듀서(15)와 전기적으로 연결되며, 트랜스듀서(15)는 펄스 리시버(16)로부터 수신된 펄스 신호를 버퍼 로드(14)로 전송한다.

또 버퍼 로드(14)는 가스화기(11)의 내면을 따라 흘러내리는 슬래그에 의해 함몰되지 않도록 가스화기(11)의 내면으로 돌출되게 장착하며, 고온의 환경에 견디는 강도를 갖도록 석영, 알루미나 또는 몰리브덴이 코팅한 고순도의 알루미나 중 어느 하나를 사용한다.

한편 가스화기(11)에는 적어도 하나 이상의 버퍼 로드(14)를 설치할 수 있으며, 탭홀에 장착되는 제1 버퍼 로드(14a) 및 연소층에 제2 버퍼 로드(14b)를 장착할 수 있다. 이는 가스화기(11) 내면에서 슬래그의 생성량을 파악함은 물론 흘러내리는 슬래그의 양을 파악하기 위함이다.

이러한 버퍼 로드(14) 중 탭홀에는 제1 버퍼 로드(14a)를 필수적으로 장착한다. 이는 탭홀을 통해 냉각수조(13)로 낙하되는 슬래그의 양을 파악할 수 있도록 한다.

트랜스듀서(15)는 펄스 리시버(16)에서 발생된 펄스 신호를 버퍼 로드(14)로 송신하고, 버퍼 로드(14)에서 반송된 펄스 신호를 수신하여 이를 펄스 리시버(16)로 송신하도록 전기적으로 연결한다.

펄스 리시버(16)는 트랜스듀서(15)에서 수신된 아날로그의 펄스 신호를 오실로스코프(17)로 송신하고, 오실로스코프(17)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 다음 저장부(20)로 보내게 된다.

저장부(20)에 입력되는 데이터는 제어부(30)로 보내지고, 제어부(30)에서는 저장부(20)로부터 입력된 데이터를 비교·분석하며, 분석된 자료에 따라 가스화기(11)의 내부로 투입되는 플럭스 투입비, 미분탄의 투입량, 산소의 공급량, 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제의 투입량 등을 선택적으로 조절하게 된다.

또한 저장부(20)에 입력되는 데이터는 슬래그의 변화를 실시간으로 관리자 등에게 모니터 등의 디스플레이에 전송되어 화면상으로 표출된다.

다음 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치의 작동방법을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 가스화기의 슬래그 점도 제어장치는 펄스 리시버(16)에서 펄스 신호를 발생하여 트랜스듀서(15)로 보내게 되고, 트랜스듀서(15)는 버퍼 로드(14)를 통해 펄스 신호를 가스화기(11)의 내부로 보내게 된다.

버퍼 로드(14)에서 송출된 펄스 신호는 슬래그에 의해 반송되어 다시 버퍼 로드(14)로 반송되고, 반송된 펄스 신호는 트랜스듀서(15)를 거쳐 펄스 리시버(16)로 보내진다.

이렇게 펄스 리시버(16)에 수신된 펄스 신호는 오실로스코프(17)에 의해 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환되어 저장부(20)를 거쳐 제어부(30)로 보내진다. 제어부(30)에서는 각각의 버퍼 로드(14)에서 검출된 슬래그의 양에 따라 가스화기(11)에 투입되는 미분탄의 투입량, 산소의 공급량, 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제의 투입량 등을 조절하게 된다.

한편 제3 버퍼 로드(14c)는 기화층에 장착되어 가스화기(11) 내부에서 발생되는 슬래그의 발생량을 검출할 수 있게 되며, 제2 버퍼 로드(14b)는 연소층에 장착되어 가스화기(11)의 내면에서 발생되어 흘러내리는 슬래그의 양을 검출할 수 있게 된다.

이와 함께 제1 버퍼 로드(14a)는 탭홀에 장착되어 최종적으로 슬래그의 양을 검출하게 된다. 이에 따라 제어부(30)에서는 슬래그의 초기 발생량의 검출에 따라 미분탄의 투입량, 산소의 공급량, 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제의 투입량을 적절하게 실시간으로 조절할 수 있게 된다.

가스화기(11)의 내면을 따라 흘러내리는 슬래그의 양이 증가하거나 탭홀에서 냉각수조(13)로 흘러내리는 슬래그의 양에 따라 연료 플럭스 투입비 즉, 미분탄 또는 산소 등의 공급량을 조절하거나 첨가제의 투입량을 실시간으로 조절하게 된다.

한편 제어부(30)로 입력된 데이터는 슬래그의 변화량을 모니터 등의 디스플레이에 실시간으로 표출되므로, 관리자는 슬래그의 변화량을 실시간으로 파악할 수 있게 된다. 이에 관리자에 의해서도 연료 플럭스 투입비를 수동으로 조절할 수도 있다.

아울러 저장부(20)에 저장된 데이터는 가스화기(11)의 연소 조건을 개선할 수 있는 데이터로 축적되며, 누적된 데이터에 의해 가스화기(11)에서 발생되는 슬래그를 감축시킬 수 있는 최적의 가스화기(11) 연소 환경을 파악할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10: 측정부 11: 가스화기
12: 버너 13: 냉각수조
14: 버퍼 로드 14a: 제1 버퍼 로드
14b: 제2 버퍼 로드 14c: 제3 버퍼 로드
15: 트랜스듀서 16: 펄스 리시버
17: 오실로스코프 20: 저장부
30: 제어부 40: 모니터링부

Claims

다수의 버퍼로드를 통하여 기화기 내로 펄스 신호를 송신하고, 반향된 신호를 수신하여 상기 기화기 내의 슬래그를 실시간으로 측정하는 측정부,
상기 측정부로부터 측정된 슬래그의 생성에 따른 점도의 변화량을 저장하는 저장부,
상기 저장부의 슬래그 변화량에 따라 축적된 데이터에 의해 플럭스의 투입량·혼탄비·산소의 공급량을 선택적으로 제어하는 제어부,
상기 저장부에 저장된 슬래그 변화량을 실시간으로 보여주는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 가스화기 내부의 용융 슬래그의 점도를 측정하도록 가스화기의 탭홀 고정층에 장착되는 제1 버퍼 로드,
상기 탭홀 상부의 연소층에 장착되는 제2 버퍼 로드에 의해 펄스 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 버퍼 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제2항에 있어서,
상기 가스화기의 기화층에 장착되는 제3 버퍼 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제2항에 있어서,
상기 다수의 버퍼 로드에서 반향된 펄스 신호를 송수신하는 트랜스듀서,
상기 트랜스듀서와 펄스 신호를 송수신하는 펄스 리시버,
상기 펄스 리시버에서 수신된 신호를 디지털로 변환하는 디지털 오실로스코프,
상기 오실로스코프에서 변환된 신호를 받아 상기 가스화기 내부에 투입되는 연료의 플럭스 투입비, 혼탄, 산소 공급량을 실시간으로 조절하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 버퍼 로드는 석영 또는 알루미나인 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 버퍼 로드는 가스화기 내면으로 돌출되게 고정되는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는 탄산 칼슘 또는 실리카 첨가제를 투입하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는 투입되는 연료량에 따라 산소 공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 슬래그 점도 제어장치.