KR101586423B1 - 이중 유동층 간접 가스화기 - Google Patents

이중 유동층 간접 가스화기 Download PDF

Info

Publication number
KR101586423B1
KR101586423B1 KR1020130165557A KR20130165557A KR101586423B1 KR 101586423 B1 KR101586423 B1 KR 101586423B1 KR 1020130165557 A KR1020130165557 A KR 1020130165557A KR 20130165557 A KR20130165557 A KR 20130165557A KR 101586423 B1 KR101586423 B1 KR 101586423B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
gasification
combustion
fluidized bed
reactor
Prior art date
Application number
KR1020130165557A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150076879A (ko
Inventor
이덕진
Original Assignee
포스코에너지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포스코에너지 주식회사 filed Critical 포스코에너지 주식회사
Priority to KR1020130165557A priority Critical patent/KR101586423B1/ko
Priority to PCT/KR2014/005193 priority patent/WO2015099250A1/ko
Priority to CN201480054420.6A priority patent/CN105593346B/zh
Publication of KR20150076879A publication Critical patent/KR20150076879A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101586423B1 publication Critical patent/KR101586423B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/158—Screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0969—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0993—Inert particles, e.g. as heat exchange medium in a fluidized or moving bed, heat carriers, sand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1246—Heating the gasifier by external or indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1853—Steam reforming, i.e. injection of steam only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/50—Fluidised bed furnace
    • F23G2203/503—Fluidised bed furnace with two or more fluidised beds

Abstract

이중 유동층 간접 가스화기가 제공된다. 상기 이중 유동층 간접 가스화기는 연료를 저장하는 연료 저장부 및 상기 연료 저장부로부터 연료를 이송시키는 스크류 피더를 포함하는 연료 공급부, 상기 연료 공급부를 통해 이송받은 연료를 이용해 가스화 반응을 수 행하는 가스화 반응부 및 상기 가스화 반응부의 반응에 필요한 열원을 제공하는 연소 반응부를 포함한다. 상기 이중 유동층 간접 가스화기는 순환 유동층반응기에 비하여 설치가 낮아 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 기존 이중 유동층 가스화기에 비하여 형상이 단순하여 규격 제품을 통하여 제작을 할 수 있어 제작이 용이한 효과가 있고, 단일 유동층 가스화기에 비하여 기존 이중 유동층가스화기와 같은 높은 가스화 효율을 나타낼 수 있는 효과가 있다.

Description

이중 유동층 간접 가스화기{INDIRECT DUAL BUBBLE FLUIDIZED GASFIER}
본 발명은 이중 유동층 간접 가스화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스화 반응기와 연소반응기가 모두 기포유동층 반응기로 구성된 이중 기포 유동층 가스화기에 관한 것이다.
가스화 공정은 그 반응 및 가스화 생성물의 목적에 따라 가스화기 및 조업 조건 등이 결정되고, 일반적으로 가스화기의 종류에 따라 분류층(Entrained Bed), 이동층(Moving Bed) 및 유동층(Fluidized Bed) 가스화 장치로 분류 될 수 있다.
유동층 가스화 장치는 상향 흐름을 갖는 반응 기체로 인해 고체층이 부유된 상태로 유동을 하며 혼합되어 가스화 반응을 일으키는 장치로, 고온의 유동매질과 연료 및 산 화제의 완전혼합을 통해 기체-고체의 접촉이 완벽히 일어나며, 이에 따라 반응속도가 빠르고 효율이 증대될 수 있다. 또한 비교적 광범위한 연료를 사용할 수 있으며, 반응온도가 1,000℃ 이하로 비교적 낮아서 회분이 건식으로 처리되어 회분의 슬래그(Slag) 배출로 인한 열손실을 줄일 수 있는 특징이 있다.
일반적으로, 유동층 가스화 장치는 대체 에너지 개발 및 폐기물 처리 등의 여러 화학공정 분야에서, 석탄이나 슬러지 또는 폐고분자, 폐목재 및 폐타이어 등의 가스화와 관련된 에너지 전환공정 및 에너지 회수공정에서 사용되어 왔으며, 이에 대한 광범위한 연구가 진행되고 있다.
유동층 가스화 장치는 다른 여러 종류의 유동층 가스화 반응기에 비해 우수한 열전달 특성을 가지며, 반응로 내의 균일한 온도 분포로 인해 가스화 생성가스의 수율 및 조성이 일정하며, 고체 반응물의 반응로 내의 체류시간이 길뿐만 아니라, 고체가 유체와 같은 흐름을 갖고 있어 고체 처리가 용이하다는 등 여러 가지 장점을 갖는다. 이와 같이 유동층 가스화 장치는 고체를 처리함에 따라 생성되는 고품질의 합성가스와 고온의 연소 가스를 얻는 것을 주목적으로 하기 때문에, 고열량화 및 수율증대를 위해 여러 방식으로 연구 개발되고 있다.
기존 이중 유동층 가스화기는 두 개의 방식으로 나눌 수 있다. 첫 번째 방식은 도1a에 도신된 바와 같이 연소기와 가스화기가 모두 순환 유동층 반응기로 구성된 이중 순환유동층 가스화기로서, 유동사는 가스화기, 사이클로, 유동사 이동관을 거쳐 연소기로 이동하고, 다시 사이클론, 유동사 이동관을 통하여 가스화기로 이동하는 구조를 가진다.
두 번째 방식은 두 개의 반응기 중 하나는 순환 유동층 반응기로, 다른 하나는 기포유동층 반응기로 구성됨을 특징으로 하는데 도 1b는 순환유동층 방식, 도 1c는 기포유동층 방식으로 구성됨을 나타낸다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가스화 반응기와 연소반응기가 모두 기포유동층 반응기로 구성된 이중 기포유동층 가스화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 연료를 저장하는 연료 저장부 및 상기 연료 저장부로부터 연료를 이송시키는 스크류 피더를 포함하는 연료 공급부, 상기 연료 공급부를 통해 이송받은 연료를 이용해 가스화 반응을 수 행하는 가스화 반응부 및 상기 가스화 반응부의 반응에 필요한 열원을 제공하는 연소 반응부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 가스화 반응부는 상기 연료 공급부를 통해 이송받은 연료와 상기 연소 반응부를 통해 이송받은 열원 및 하부에서 유입되는 캐리어 가스가 혼합되어 가스화 반응을 수행하는 가스화 반응기와 가스화 반응 후 발생한 반응가스를 프로듀스 가스, 촤(Char)등의 고형물질, 분진 등으로 분리하는 가스화 사이클론 및 상기 분리된 물질 중 촤 등의 고형물질을 상기 연소 반응부로 공급하는 하부 배출관을 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 연소 반응부는 상기 열원으로 유동사를 이용함을 특징으로 하며, 상기 하부 배출관과 연결되어 유입되는 촤(Char)등의 고형물질과 하부에서 유입되는 공기가 연소반응을 하게 되는 연소 반응기와 연소된 가스를 분리하는 연소 사이클론 및 열원으로 사용되는 유동사가 상기 가스화 반응부로 이동될 수 있는 적어도 하나 이상의 유동사 이동관을 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 연료는 바이오매스, 저등급 석탄, 유기성 폐자원, 폐기물 고형연료(Refuse Derived Fuel; RPF; 이하 같다), 폐플라스틱 고형연료(Refuse Plastic Fuel; RPF; 이하 같다) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 혼합물임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이중 유동층 간접 가스화기는 순환 유동층반응기에 비하여 설치가 낮아 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 기존 이중 유동층 가스화기에 비하여 형상이 단순하여 규격 제품을 통하여 제작을 할 수 있어 제작이 용이한 효과가 있고, 단일 유동층 가스화기에 비하여 기존 이중 유동층가스화기와 같은 높은 가스화 효율을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이중 유동층 가스화기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 유동층 간접 가스화기의 사용상태를 나타낸 도면.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 유동층 간접 가스화기에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 이중 유동층 가스화기를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 유동층 간접 가스화기의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 유동층 간접 가스화기는 크게 연료 공급부(10), 가스화 반응부(20), 연소 반응부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 연료 공급부(10)는 연료를 저장하는 연료 저장부(11) 및 상기 연료 저장부(11)로부터 연료를 이송시키는 스크류 피더(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연료 저장부(11)에 저장되는 연료로는 바이오매스, 저등급 석탄, 유기성 폐자원, 폐기물 고형연료(Refuse Derived Fuel; RPF), 폐플라스틱 고형연료(Refuse Plastic Fuel; RPF) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 혼합물이 될 수 있다. 상기한 연료는 연료 저장부(11)에 연결된 스크류 피더(12)를 통하여 가스화 반응부(20)로 이송된다.
상기 가스화 반응부(20)는 상기 연료 공급부(10)를 통해 이송받은 연료와 상기 연소 반응부(30)를 통해 이송받은 열원 및 하부에서 유입되는 캐리어 가스가 혼합되어 가스화 반응을 수행하며, 특히 기포 유동층 반응을 수행하게 된다. 가스화 반응은 흡열반응으로써 고온의 열이 필요하고 이 열은 상기 연소 반응부(30)를 통해 공급받게 된다. 이때 열원의 공급은 유동사를 이용하여 공급받게 된다.
상기 가스화 반응부(20)는 상기 연료와 열원 및 캐리어 가스를 이용한 가스화 반응을 수행하는 가스화 반응기(21)와 가스화 반응 후 발생한 반응가스를 프로듀스 가스, 촤(Char)등의 고형물질, 분진 등으로 분리하는 가스화 사이클론(22) 및 상기 분리된 물질 중 촤(Char) 등의 고형물질을 상기 연소 반응부(30)로 공급하는 하부 배출관(downcomer, 23)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 가스화 반응기(21)는 하부 일측이 상기 스크류 피더(12)와 연결되어 상기 연료 저장부(11)로부터 연료를 공급받을 수 있으며, 하단에서는 캐리어 가스를 공급받을 수 있는 구조를 한다. 상기 가스화 반응기(21) 내에서는 열원으로 이용되는 유동사와 연료와 캐리어 가스를 이용하여 기포 유동층 반응을 하게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 그 구조가 간단하여 기존 이중 유동층 가스화기에 비하여 제작이 용이하고, 비용을 절감할 수 있는 장점이 존재한다.
도 2를 참조하면, 상기 가스화 사이클론(22)은 상기 가스화 반응기(21)의 상부에 위치하며, 상기 가스화 반응에 의한 반응 가스를 프로듀스 가스, 촤(Char)등의 고형물질, 분진 등으로 분리한다. 분리된 물질 중 촤(Char)등의 고형물질은 연소 반응을 위해 상기 연소 반응부(30)로 공급되어야 하며, 이를 위해 상기 가스화 사이클론(22)의 하부에서 상기 연소 반응부(30)로 이어지도록 하부 배출관(downcomer, 23)이 구비된다.
도 2를 참조하면, 상기 연소 반응부(30)는 상기 열원으로 유동사를 이용함을 특징으로 하며, 상기 하부 배출관(23)과 연결되어 유입되는 촤(Char)등의 고형물질과 하부에서 유입되는 공기가 연소반응을 하게 되는 연소 반응기(31)와 연소된 가스를 분리하는 연소 사이클론(32) 및 열원으로 사용되는 유동사가 상기 가스화 반응부(20)로 이동될 수 있도록, 특히 가스화 반응기(21)로 이동될 수 있도록 하는 유동사 이동관(33a)(33b)을 포함할 수 있다.
구체적으로 유동사 이동관(33a)(33b)은 연소 반응기(31)의 유동사를 가스화 반응기(21)로 전달하기 위한 제1유동사 이동관(33b)과, 제1유동사 이동관(33b)과 가스화 사이클론(22) 사이에 위치하여 가스화 반응기(21)의 유동사를 연소 반응기(31)로 전달하기 위한 제2유동사 이동관(33a)으로 구성된다.
상기 연소 반응기(31)내에서 상기 하부 배출관(23)을 통해 이동된 촤(Char)등의 고형물질과 공기가 연소반응을 하게 되며, 상기 연소 반응기(31)내의 유동사를 가열하게 된다.
연소 반응 후 발생하게 되는 배출가스는 상기 연소 사이클론(32)을 통하여 Flue 가스와 분진으로 분리 배출되며, 연소 반응기(31) 내의 유동사는 연소반응에 의해 발생한 열에 의하여 가열되고 이는 상기 유동사 이동관(33)을 통하여 가스화 반응기(21)로 이동하게 된다.
고온의 유동사는 연료와 스팀 가스의 가스화 흡열반응에서 고온의 열원으로 작용하게 되며, 가스화 반응 직후 저온의 유동사는 상기 유동사 이동관(33)을 통하여 촤(Char)등의 고형물질과 타르 등과 함께 다시 연소 반응기(31)로 이동한다.
이때, 상기 가스화 반응기(21)는 상기 연소 반응기(31)에 비하여 하부에서 배출되는 가스의 유속이 빨라 유동사가 상기 연소 반응기(31)의 유동사 보다 높은 위치까지 이동이 가능하게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 유동사 이동관(33)중 상부에 위치한 유동사 이동관(33)을 통해 연소 반응기(31)로 이동할 수 있다.
또한, 상기 연소 반응기(31)내의 단위 부피당 유동사의 밀도는 상기 가스화 반응기(21)의 내부 보다 높으므로 도 2에 도시된 바와 같이 유동사 이동관(33)중 하부에 위치한 유동사 이동관(33)을 통해 가스화 반응기(21)로 이동할 수 있다.
상기한 원리를 이용하여 유동사가 연소 반응기(31)에서 발생된 열원을 가스화 반응기(21)로 공급해 줌으로써 가스화 반응기(21)와 연소 반응기(31)가 모두 기포유동층 반응기로 구성되어 본 발명의 일실시 예에 따른 이중 유동층 간접 가스화기의 목적을 달성 할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
10 : 연료 공급부
11 : 연료 저장부
12 : 스크류 피더
20 : 가스화 반응부
21 : 가스화 반응기
22 : 가스화 사이클론
23 : 하부 배출관
30 : 연소 반응부
31 : 연소 반응기
32 : 연소 사이클론
33a : 제2유동사 이동관
33b : 제1유동사 이동관

Claims (4)

  1. 연료를 저장하는 연료 저장부(11) 및 상기 연료 저장부(11)로부터 연료를 이송시키는 스크류 피더(12)를 포함하는 연료 공급부(10)와;
    상기 연료 공급부(10)를 통해 이송받은 연료와 하기의 연소 반응부(30)를 통해 이송받은 열원 및 하부에서 유입되는 캐리어 가스가 혼합되어 가스화 반응을 수행하는 가스화 반응기(21)와, 가스화 반응 후 발생한 반응가스를 프로듀스 가스, 미반응 가스화탄소(Char)의 고형물질, 분진 등으로 분리하는 가스화 사이클론(22)과, 상기 가스화 사이클론(22)에서 분리된 물질 중 미반응 가스화탄소(Char)의 고형물질을 하기의 연소 반응부(30)로 공급하는 하부 배출관(23)을 포함하여 상기 연료 공급부(10)를 통해 이송받은 연료를 이용해 가스화 반응을 수행하는 가스화 반응부(20)와;
    상기 하부 배출관(23)과 연결되어 유입되는 미반응 가스화탄소(Char)의 고형물질과 하부에서 유입되는 공기가 연소반응을 하게 되는 연소 반응기(31)를 포함하여 상기 가스화 반응부(20)의 반응에 필요한 열원을 제공하는 연소 반응부(30)과;
    상기 연소 반응기(31)의 유동사를 상기 가스화 반응기(21)로 전달하기 위한 제1유동사 이동관(33b)과;
    상기 제1유동사 이동관(33b)과 상기 가스화 사이클론(22) 사이에 위치하여 상기 가스화 반응기(21)의 유동사를 상기 연소 반응기(31)로 전달하기 위한 제2유동사 이동관(33a)을 포함하는 이중 기포 유동층 간접 가스화기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 연소 반응부(30)는, 연소된 가스를 분리하는 연소 사이클론(32)을 더 포함하는 이중 기포 유동층 간접 가스화기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연료는 바이오매스, 저등급 석탄, 유기성 폐자원, 폐기물 고형연료(Refuse Derived Fuel; RPF), 폐플라스틱 고형연료(Refuse Plastic Fuel; RPF) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 이중 기포 유동층 간접 가스화기.
KR1020130165557A 2013-12-27 2013-12-27 이중 유동층 간접 가스화기 KR101586423B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165557A KR101586423B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 이중 유동층 간접 가스화기
PCT/KR2014/005193 WO2015099250A1 (ko) 2013-12-27 2014-06-13 이중 유동층 간접 가스화기
CN201480054420.6A CN105593346B (zh) 2013-12-27 2014-06-13 双流化床间接气化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165557A KR101586423B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 이중 유동층 간접 가스화기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150076879A KR20150076879A (ko) 2015-07-07
KR101586423B1 true KR101586423B1 (ko) 2016-01-18

Family

ID=53479079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130165557A KR101586423B1 (ko) 2013-12-27 2013-12-27 이중 유동층 간접 가스화기

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101586423B1 (ko)
CN (1) CN105593346B (ko)
WO (1) WO2015099250A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220064115A (ko) * 2020-11-11 2022-05-18 한국생산기술연구원 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104964308A (zh) * 2015-07-03 2015-10-07 无锡市特能机电有限公司 正压式生物质粉料煤粉流化气流床气化炉的热煤气系统
WO2019150580A1 (ja) * 2018-02-05 2019-08-08 株式会社ユーリカエンジニアリング 間接加熱式ガス化炉併設循環流動層ボイラプラント
KR102427903B1 (ko) * 2021-10-20 2022-08-04 (주)에스지이에너지 바이오매스 가스화 시스템
KR102593688B1 (ko) * 2022-11-30 2023-10-25 삼양이엔피주식회사 열처리 모듈 및 이를 이용한 열원 회수 방식의 바이오매스 복합 열처리 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080022592A1 (en) * 2006-03-24 2008-01-31 Silvagas Corporation Biomass gasification system
US20110104014A1 (en) * 2008-07-11 2011-05-05 Ihi Corporation Circulating fluidized bed gasification furnace

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19903510C2 (de) * 1999-01-29 2002-03-07 Mg Technologies Ag Verfahren zum Verbrennen oder Vergasen in der zirkulierenden Wirbelschicht
AU2007348497B2 (en) * 2007-03-01 2010-08-19 Ihi Corporation Method for gasification in fluidized bed
JP5200691B2 (ja) * 2008-06-20 2013-06-05 株式会社Ｉｈｉ 流動層ガス化方法及びその設備
CN201990639U (zh) * 2011-01-06 2011-09-28 广州迪森热能技术股份有限公司 两段式循环流化床生物质气化系统
CN202074510U (zh) * 2011-04-20 2011-12-14 唐山雷浩能源技术装备有限公司 双流化床固体燃料气化燃烧耦合系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080022592A1 (en) * 2006-03-24 2008-01-31 Silvagas Corporation Biomass gasification system
US20110104014A1 (en) * 2008-07-11 2011-05-05 Ihi Corporation Circulating fluidized bed gasification furnace

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220064115A (ko) * 2020-11-11 2022-05-18 한국생산기술연구원 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법
KR102465670B1 (ko) 2020-11-11 2022-11-11 한국생산기술연구원 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015099250A1 (ko) 2015-07-02
CN105593346A (zh) 2016-05-18
CN105593346B (zh) 2018-01-02
KR20150076879A (ko) 2015-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101586423B1 (ko) 이중 유동층 간접 가스화기
US9822318B2 (en) Systems and methods for oxidation of synthesis gas tar
Chhiti et al. Thermal conversion of biomass, pyrolysis and gasification
Shen et al. Simulation of hydrogen production from biomass gasification in interconnected fluidized beds
US20100273899A1 (en) Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas
CN102329651B (zh) 一种三段式生物质热解气化制取合成气的气化装置
Pfeifer et al. Next generation biomass gasifier
CN203794844U (zh) 一种生物质双流化床间接气化系统
US9353321B2 (en) Method and apparatus for reduction of tar in gasification of carbonaceous materials
KR101401472B1 (ko) 니켈 분배판을 구비한 이중 바이오매스 가스화 반응기 및 이를 구비한 바이오매스 가스화 장치
CN109963928B (zh) 改进的气化系统和方法
Hu et al. A novel pilot-scale production of fuel gas by allothermal biomass gasification using biomass micron fuel (BMF) as external heat source
KR101586425B1 (ko) 이중 유동층 가스화기
JP2014074144A (ja) 三塔式循環流動層による石炭／バイオマス共ガス化方法及びその装置
CN105018154A (zh) 生物质双流化床间接气化系统及其控制方法
US20230348276A1 (en) Methods and systems for producing an enhanced surface area biochar product
CN205740917U (zh) 一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统
KR101510735B1 (ko) 나선형 라이저를 구비한 간접 가스화기
KR101487100B1 (ko) 합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위해 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치
CN109294625A (zh) 流态化气化的预氧化反应器
Tsutsumi et al. Flow behaviors in a high solid flux circulating fluidized bed composed of a riser, a downer and a bubbling fluidized bed
CN105885948B (zh) 旋风分离式生物质气化装置
Inayat et al. Biomass steam gasification for hydrogen production: A systematic review
KR101503607B1 (ko) 수소생산을 위한 2단 유동층 바이오매스 가스화 장치 및 방법
US11268031B1 (en) Direct biochar cooling methods and systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 4