KR101669004B1 - 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 환경유해 물질의 배출을 최소화할 수 있는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법 및 가스화 장치를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명에 따르면, 폐기물로부터 챠(char)를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 및 상기 제 1 열분해 단계에서 생성되는 챠, 및 상기 챠를 제외한 다른 생성물을 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하며, 상기 제 2 열분해 단계가 실시되는 온도는 다이옥신 및 타르 중 적어도 어느 하나가 분해되기 시작하는 온도 이상인 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법이 제공된다.
Description
본 발명의 실시예들은 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치, 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 폐기물 또는 바이오매스는 크게 가연성 폐기물과 유기성 폐기물로 나눌 수 있으며, 가연성 폐기물은, 예를 들어 생활 폐기물, 사업장, 건설 및 농림 폐기물, 매립지 폐기물 등이 있으며, 유기성 폐기물은, 예를 들어 음식물 폐기물, 하폐수 슬러지, 축산 분뇨 등이 있다.
한편, 가스화(또는 열분해)는 고체 상태의 물질, 예를 들어 석탄, 폐기물, 목질계 바이오매스(왕겨, 옥수수대, 톱밥, 우드칩 등) 등을 열, 화학적 에너지 전환방법에 의하여 기체 상태의 물질인 합성가스(syngas)의 형태로 생산하는 것으로서, 가스화하는 방법은 크게 고정층 방식, 유동층 방식 및 분류층 방식으로 구분될 수 있다.
이 중에서, 고정층 방식은 고체 원료가 상측에서 투입되고, 산화제는 이와 대향되는 방향으로 공급되는 상향식 가스화 방법, 고체 원료의 투입 방향과 공기의 투입 방향이 평행을 이루며, 타르 함량이 비교적 적은 합성가스를 생성할 수 있는 하향식 가스화 방법, 및 산화제의 투입이 측면에서 이루어지는 향류식 가스화 방법으로 세분화될 수 있다.
다음으로, 유동층 방식은 순환유동층 가스화 방법, 버블베드 유동층 가스화 방법, 및 듀얼베드 유동층 가스화 방법 등으로 세분화될 수 있으며, 수 밀리에서 수 센티미터 크기의 연료, 예를 들어 다양한 성상을 가지는 폐기물 또는 미분연료로 사용이 불가능한 저급석탄의 가스화에 활용될 수 있으나, 반응기 내에서 반응을 유도또는 촉진하는 열매체 및 유동화 물질로 모래 등을 첨가하므로, 발열량이 낮고, 변동이 심하며, 유동층 가스화기 운전을 위해서는 유동화를 위해 일정 압력, 일정 유량, 일정 온도 이상의 기체가 요구되고, 따라서 반응기 설계가 굉장이 복잡해 진다.
그런데, 이와 같은 열분해 가스화 방법은 환경유해 물질인 다이옥신을 다량 배출하며, 특히 고정층 가스화 방법의 경우에는 낮은 가스화 온도로 타르 함량이 높고, 생성되는 합성가스의 품질이 낮다는 단점이 있다. 타르는 밸브, 파이프, 및 보조 장비를 쉽게 막히게 하고 부식시키며, 제거 비용이 많이 든다.
또한, 상술된 바와 같은 열분해 가스화 방법은 폐기물을 파봉/파쇄, 1차 자력선별, 열풍 건조, 1차 풍력 선별, 분쇄, 2차 자력선별, 소석회투입, 성형, 냉각, 진동 스크린 선별 등의 전처리 후 가스화기에 공급하고 있어, 전처리 단계에 많은 에너지와 비용이 사용된다.
한편, 분류층 방식은 1600℃ 이상의 고온 연소영역에 산화제와 함께 과량의 미분연료를 투입하여 가스화를 수행하며, 일반적으로 미분화가 쉬운 석탄의 가스화에 주로 활용되고 있으나, 수십~백 마이크론 단위의 미분연료로 만들기 어려운 폐기물에는 적용되기 어렵다.
본 발명의 실시예들은, 환경유해 물질의 배출을 최소화할 수 있는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법 및 가스화 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 폐기물을 전처리하는 단계가 간단한, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법 및 가스화 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 환경유해 물질의 배출을 최소화할 수 있는, 폐기물로부터 생성된 합성가스를 사용하는 발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 폐기물로부터 챠(char)를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 및 상기 제 1 열분해 단계에서 생성되는 챠, 및 상기 챠를 제외한 다른 생성물을 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하며, 상기 제 2 열분해 단계가 실시되는 온도는 다이옥신 및 타르 중 적어도 어느 하나가 분해되기 시작하는 온도 이상인, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법이 제공된다.
상기 제 1 열분해 단계는 300 ~ 900 ℃의 온도 범위 및 대기압 하에서 행해질 수 있다.
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은, 상기 제 1 열분해 단계가 300 ~ 400 ℃의 온도 범위에서 행해지는 경우, 상기 제 1 열분해 단계에서 생성되는 챠를 냉각하는 단계; 및 상기 챠를 분쇄하는 분쇄 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분쇄된 챠의 사이즈는 50 ㎛ ~ 5 mm일 수 있다.
상기 제 1 열분해 단계는 고정층 열분해 방식으로 행해질 수 있다.
상기 제 2 열분해 단계는 900 ~ 2500 ℃의 온도 범위에서 분류층 열분해 방식으로 행해질 수 있다.
상기 제 2 열분해 단계는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에 의해서 행해질 수 있다.
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 방법은, 상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 합성가스의 적어도 일부를 다시 상기 제 1 열분해 단계로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은, 상기 제 2 열분해 단계에서 생성되는 생성 가스를 급속 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 급속 냉각 단계는 60 ℃이하에서 행해질 수 있다.
상기 제 1 열분해 단계에 공급되는 폐기물은 자력선별 및 비철 금속 선별될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 열분해 가스화기; 상기 열분해 가스화기에서 생성된 챠, 및 상기 챠를 제외한 다른 생성물을 가스화하기 위한 분류층 가스화기를 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치가 제공된다.
상기 열분해 가스화기는 고정층 방식일 수 있다.
상기 분류층 가스화기는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기일 수 있다.
상기 분류층 가스화기는, 상기 열분해 가스화기에서 발생되는 가스 및 챠 중 적어도 어느 하나가 상기 분류층 가스화기에 직접 공급될 수 있도록, 상기 열분해 가스화기와 일체화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치; 상기 가스화 장치에서 생성되는 합성가스를 공급받는 가스엔진; 상기 가스엔진에 연결되고, 발전하기 위한 제너레이터를 포함하는, 발전 시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 챠, 및 상기 챠를 제외한 생성물을 분류층 방식으로 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법이 제공된다.
상기 제 2 열분해 단계는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에 의해서 행해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 및 상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 챠를 분류층 방식으로 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법이 제공된다.
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은, 상기 제 1 열분해 단계에서 생성된, 상기 챠를 제외한 다른 생성물을 열분해하는 제 3 열분해 단계를 포함하며, 상기 제 3 열분해 단계가 실시되는 온도는 다이옥신 및 타르 중 적어도 어느 하나가 분해되기 시작하는 온도 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템의 개략적인 다이어그램,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법을 설명하는 순서도,
도 3은 본 발명의 일 변형예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치의 개략적인 다이어그램,
도 4는 챠가 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 장치에서 가스화될 때 생성되는 가스의 용적 농도를 시간에 따라 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명의 실험예에서 사용된 쓰레기 시험편의 성상 및 성분에 관한 표,
도 6은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 300 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도(volumetric concentration(%))로 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 400 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 500 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 9은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 600 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 700 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 800 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 ℃ 일 때, 생성되는 CH4 가스의 용적 농도를 시간에 따라 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법을 설명하는 순서도,
도 3은 본 발명의 일 변형예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치의 개략적인 다이어그램,
도 4는 챠가 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 장치에서 가스화될 때 생성되는 가스의 용적 농도를 시간에 따라 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명의 실험예에서 사용된 쓰레기 시험편의 성상 및 성분에 관한 표,
도 6은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 300 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도(volumetric concentration(%))로 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 400 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 500 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 9은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 600 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 700 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 800 ℃ 일 때, 시간에 따라 생성되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 실험예에서 열분해 온도가 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 ℃ 일 때, 생성되는 CH4 가스의 용적 농도를 시간에 따라 나타낸 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 등에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스(syngas)를 생성하기 위한 가스화 장치(100), 및 이를 포함하는 발전 시스템(1000)의 개략적인 다이어그램이 도시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)는, 폐기물(W)을 열분해하여 챠(char)를 생성하기 위한 열분해 가스화기(10), 및 열분해 가스화기(10)에서 생성되는 챠, 및 챠 이외의 타르 또는 다이옥신 등을 포함하는 생성물을 공급받아 가스화하는 분류층 가스화기(40)를 포함하며, 예를 들어 열분해 가스화기(10)에서 생성되는 챠가 용이하게 분쇄되는 상태(즉, 작은 충격이나 충돌에도 쉽게 부스러지는 상태)가 아닌 경우에는, 챠를 분쇄하기 위한 분쇄기(30)를 더 포함할 수 있다.
상술된 바와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)는, 열분해 가스화기(10)에서 폐기물(W)을 열분해 가스화하여 챠를 생성하고, 이 챠를 분쇄기로 분쇄하거나, 또는 용이하게 분쇄되는 상태에서 분류층 가스화기(40)에 공급할 수 있으므로, 폐기물을 분쇄하지 않고서도 분류층 가스화기(40)를 이용하여 폐기물로부터 합성가스를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 분류층 가스화기(40)에서 다이옥신 및 타르가 분해될 수 있어, 환경유해 물질의 배출을 최소화할 수 있다.
열분해 가스화기(10)는, 예를 들어 300 ~ 900 ℃의 온도 범위 및 대기압 하에서, 폐기물을 챠로 변환시킬 수 있으며, 예를 들어 고정층 열분해 가스화기로 구성될 수 있다. 열분해 온도가 300 ℃ 미만이면, 챠의 생성이 어려울 뿐만 아니라, 합성가스의 생성량도 극히 소량이고, 열분해 온도가 900 ℃를 넘으면, 합성가스가 지나치게 짧은 시간 동안 발생하여 후속 공정에서 이용에 곤란한 점이 있다. 고정층 열분해 가스화기는, 예를 들어 대한민국 등록특허공보 제10-0537247호, 제10-1363270호, 제10-1391723호, 제10-1466836호, 제10-1452327호, 및 제10-1218976호 등에 개시되는 구성 등을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 폐기물로부터 챠를 생성하는 데 필요한 구성을 갖고, 이에 적합한 온도 및 압력 등의 조건으로 운전될 수 있으면 가능하다.
이와 같은 열분해 가스화기(10)의 반응기(15) 내에는, 후술되는, 폐기물의 전처리를 할 수 있는 폐기물 공급부(20)에 의해서, 예를 들어 반응기(15)의 상측에서 고체 폐기물(W)이 공급될 수 있으며, 산화제 공급 라인(14)을 통해서, 예를 들어 공기, 산소 또는 스팀과 같은 산화제가, 예를 들어 폐기물(W) 공급 방향과 반대로, 또는 동일하게 또는 횡방향 등으로 공급될 수 있다. 반응기(15) 내에 공급된 폐기물(W)은, 예를 들어 반응기(15)의 하측에 설치되어 있는 그레이트(16; grate)에 의해서 그 반응영역이 유지될 수 있다. 반응기(15)의 온도는 초기에 기동 버너(도시 안됨)에 의해서 상승되며, 운전 중에는 폐기물이 열분해되어 생성되는 합성가스 및 타르를 산화제로 산화시켜 유지될 수 있다. 반응기(15) 내에서 폐기물(W)로부터 생성되는 챠는 그레이트(16)를 통과해서 그레이트(16)의 하측에 배치되는 배출부(17) 측으로 이동될 수 있다.
열분해 가스화기(10)의 하단부에는 깔때기 형상의 배출부(17)가 형성되어 있어, 이를 통해서 반응기(15)에서 생성된 챠가 열분해 가스화기(10)의 외부로 배출될 수 있다. 또한, 배출부(17)에는 배출부의 개폐를 조절할 수 있는 밸브(18, 19)가 배치될 수 있다.
열분해 가스화기(10)에서 생성되는 챠가 용이하게 분쇄되는 상태가 아닌 경우, 챠를 분쇄하기 위한 분쇄기(30)는, 예를 들어 열분해 가스화기(10)의 배출부(17)의 하측에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 의해서, 분쇄기(30)는 별도의 챠 이동 수단을 거치지 않고, 바로 열분해 가스화기(10)로부터 챠를 공급받을 수 있다. 분쇄기(30)는 열분해 가스화기(10)로부터 공급받은 챠를 평균 입자 사이즈가 예를 들어 50 ㎛ ~ 10 mm 가 되도록 분쇄하거나, 또는, 평균 입자 사이즈가 50 ㎛ ~ 5 mm 가 되도록 분쇄할 수 있으며, 챠가 이와 같이 분쇄되는 경우, 후술되는 분류층 가스화기(40) 내에서, 예를 들어 1 ~ 15초, 또는 2 ~ 5초 정도의 체류 시간 동안에 완전히 반응될 수 있다. 이와 같이 미분쇄된 챠는, 예를 들어 챠 공급 라인(31)을 통해서 분류층 가스화기(40)에 공급될 수 있다.
이와 같이, 폐기물을 분쇄가 용이한 챠로 변환시키고, 이를 분쇄하여 미분 상태로, 또는 용이하게 분쇄되는 상태의 챠로 분류층 가스화기(40)에 공급하기 때문에, 분류층 가스화기(40)에 의한 폐기물의 가스화가 가능할 뿐만 아니라, 전처리 단계에서 폐기물을 분쇄하기 위해 사용되는 에너지를 절약할 수 있다.
또한, 열분해 가스화기(10)에서 생성되는 챠 이외의 생성물, 예를 들어 합성가스, 타르 및 다이옥신 등은, 예를 들어 생성물 공급 라인(11)을 통해서 분류층 가스화기(40)에 공급될 수 있다. 이때, 합성가스의 적어도 일부는, 예를 들어 리턴 라인(12)을 통해서 다시 반응기(15) 내로 공급될 수 있으며, 이와 같은 합성가스의 반응기(15)로의 재공급에 의해서, 반응기(15) 내 폐기물(W)의 유동을 계속적으로 변하게 만들어 폐기물(W)의 열분해 속도 또는 효율을 높일 수 있다.
분류층 가스화기(40)는 수십 ~ 수백 마이크론 단위의 미분 연료를 산화제와 함께, 예를 들어 1600 ℃ 이상의 고온 연소영역에 투입하여 가스화할 수 있는 것으로서, 예를 들어 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기로 구성될 수 있다. 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기는, 예를 들어 대한민국 등록특허공보 제10-1294219호, 제10-1316607호, 제10-1347788호, 제10-1294219호 등에 개시되는 구성을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이 분류층 가스화기(40)가 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기로 구성되는 경우, 분류층 가스화기(40)는 전력을 공급받아 전자파를 발진하는 전자파 발진기(도시 안됨), 전자파 발진기에 연결되어 발진된 전자파를 출력하는 순환기(도시 안됨), 순환기에서 출력된 전자파의 입사파와 반사파의 세기를 조절하여 임피던스 정합을 유도하는 튜너(도시 안됨), 전자파를 튜너로부터 방전관에 전송하는 도파관(도시 안됨), 및 도파관으로부터 공급되는 전자파 및 보조가스로부터 플라즈마를 생성하는 방전관(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 이렇게 생성된 플라즈마는, 예를 들어 약 2000 ℃ 이상의 스팀 플라즈마 화염이며, 예를 들어 챠 공급 라인(31)을 통해서 공급되는 분쇄된 챠를 대기압 하에서 직접 가열하여 가스화함으로써 합성가스를 생성할 수 있다(반응식 1).
(반응식 1) 챠 + H2O 플라즈마 -> CO + H2
도 4를 참조하면, 미분의 챠, 예를 들어 페트로 코크스(petroleum cokes)를 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기(915 MHz)로 가스화하여 생성되는 가스의 시간에 따른 용적 농도(%)의 변화를 나타내는 그래프가 도시된다. 도시된 바와 같이, 챠가 스팀 플라즈마를 만나 반응하여, 합성가스, 즉 일산화탄소와 수소가 생성될 수 있다.
또한, 이때, 생성물 공급 라인(11)을 통해서 공급되는 다이옥신은 약 850 ℃에서부터, 그리고 타르도 약 850 ℃에서부터 분해되기 시작하므로, 예를 들어 약 2000 ℃ 이상의 플라즈마 화염에 수초 동안 노출됨으로써 분해될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)는 배출되는 환경유해 물질을 최소화하면서, 폐기물을 열분해 가스화하여 합성가스를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)는 분류층 가스화기(40)에서 생성되어 배출되는, 합성가스, 및 다이옥신과 타르가 분해된 가스 등을 포함하는 생성 가스를 냉각시키기 위한 냉각부(50)를 포함할 수 있다. 이와 같은 냉각부(50)는, 예를 들어 대한민국 등록실용신안공보 제20-0314598호 등에 개시되어 있는 구성을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 디노보(DE-NOVO) 현상을 억제할 수 있도록 배출 가스를 냉각시킬 수 있으면 가능하다. 이때, 냉각부(50)는 분류층 가스화기(40)에서 배출되는 생성 가스를, 예를 들어 60 ℃ 이하의 온도로 급속 냉각시킴으로써, 분해된 다이옥신 및 타르의 재결합을 억제할 수 있다.
이와 같이 생성된 합성가스는, 예를 들어 도시되지 않은 습식 스크러버 등에 통과되며, 이 과정을 통해서 합성가스에 썩여있는 분진이나 재 등이 제거되어, 정제될 수 있다.
또한, 상술된 설명에서, 열분해 가스화기(10)의 하단에 바로 분쇄기(30)가 연결되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 후술되는 바와 같이, 열분해 가스화기(10)로부터 생성되는 생성물을 냉각시키는 것이 필요한 경우, 즉 열분해 가스화기(10)의 열분해 온도가 300 ~ 400 ℃인 경우에는, 열분해 가스화기(10)로부터 생성되는 생성물을 냉각시키기 위한 냉각 장치(도시 안됨)가 열분해 가스화기(10)의 하단과 분쇄기(30) 사이에 마련될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전 시스템(1000)은, 상술된 바와 같은, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)에서 생성된 합성가스를 공급받아 구동되는 가스 엔진(60), 및 이 가스 엔진(60)에 연결되어 전력을 생산하기 위한 제너레이터(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 또한, 발전 시스템(1000)은 가스 엔진(60)에서 발생되는 고온의 연소 가스를 이용하여 물을 고온, 고압의 스팀으로 전환할 수 있는 스팀 생성부(도시 안됨), 및 이 스팀을 이용하여 발전하는 터빈(도시 안됨)을 포함할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법을 나타내는 순서도가 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법은 폐기물을 챠로 변환시키기 위한 제 1 열분해 단계(S3); 및 이 챠를 합성가스로 변환시키고, 제 1 열분해 단계(S3)에서 생성된 다이옥신 또는 타르 중 적어도 어느 하나를 분해하기 위한 온도 범위에서 행해지는 제 2 열분해 단계(S5)를 포함하며, 예를 들어 제 1 열분해 단계(S3)에서 생성된 챠가 용이하게 분쇄되는 상태가 아닌 경우에는, 이 챠를 분쇄하기 위한 챠 분쇄 단계(S4-1)를 더 포함할 수 있다.
상술된 바와 같은 방법에 따르면, 제 1 열분해 단계(S3)에서 폐기물이 변환되어 생성되는 챠는 용이하게 분쇄되는 상태로, 또는 분쇄되어(S4-1), 제 2 열분해 단계(S5)에 공급되어 합성가스로 변환되므로, 제 2 열분해 단계(S5)에서 챠의 가스화가 원할하게 행해질 수 있고(반응식 1 참조), 아울러 타르 및 다이옥신의 발생량이 적을 뿐만 아니라 이들이 분해될 수 있으므로, 환경유해 물질의 배출을 최소화하면서 폐기물을 가스화하는 것이 가능하다.
폐기물을 챠로 변환하기 위한 제 1 열분해 단계(S3)는, 예를 들어 300 ~ 900 ℃ 의 온도 범위 및 대기압 하에서 행해질 수 있다. 제 1 열분해 단계(S3)는, 예를 들어 초기에는 기동버너를 이용해서 열분해 가스화기(10)의 반응기(15) 온도를 높이고, 폐기물(W)을 투입하여 폐기물(W)이 열분해되면서 나오는 합성가스 및 타르를 투입되는, 예를 들어 공기 또는 산소로 산화시켜 반응기(15) 온도를 유지할 수 있다. 이때 일어나는 화학 반응(발열 반응)은 아래와 같다.
(반응식 2) C + O2 -> -394 KJ/mol
(반응식 3) CO + 1/2 O2 -> -283 KJ/mol
(반응식 4) H2 + 1/2 O2 -> -242 KJ/mol
(반응식 5) CH4 + 2 O2 -> -803 KJ/mol
또한, 제 1 열분해 단계(S3)는 열분해 가스화기(10)에 공급되는 폐기물이 내부에 쌓이는 고정층 방식으로 행해질 수 있다. 이 경우, 폐기물은 분쇄될 필요 없이 큰 입경 또는 덤프 상태로 반응기(15) 내에 공급되어 열분해되는 것이 가능하므로, 후술되는 전처리 프로세스가 간단해질 수 있다.
즉, 제 1 열분해 단계(S3)에 공급되는 폐기물은, 입고되면(S1), 먼저 자력선별 및 비철금속 선별 단계(S2)를 거치며, 이 단계에서, 폐기물 중 철재(자성을 갖는) 폐기물은, 예를 들어 약 5,000 Gauss의 전자석에 의해서 선별적으로 제거될 수 있고, 자성을 갖지 않은 금속재 폐기물(알루미늄 캔류 등)은, 예를 들어 와전류선별기 등을 이용하여 선별적으로 제거될 수 있다. 따라서, 후술되는 챠의 분쇄 단계(S4-1)에서 금속에 의한 분쇄기(30)의 파손이나 고장 등을 방지할 수 있다.
폐기물 공급부(20)에서 실시될 수 있는 이와 같은 전 처리 단계에 따르면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스화 방법은, 폐기물의 파쇄, 소정 입도의 파쇄된 폐기물을 선별하기 위한 진동 스크린 선별, 및 폐기물의 수분을 제거하기 위한 건조 등의 단계를 필요로 하지 않으며, 자력선별 및 비철금속 선별(S2)만 거치면 고정층 방식의 제 1 열분해 단계(S3)에 공급될 수 있으므로, 기존의 전처리 단계에 비하여 상당히 간략해질 수 있고, 따라서 시간당 처리될 수 있는 폐기물 양의 증대 및 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 제 1 열분해 단계(S1)에서 생성되는 챠는, 예를 들어 챠가 용이하게 분쇄되는 상태가 아닌 경우, 챠 분쇄 단계(S4-1)를 거칠 수 있다. 이 단계에서, 챠는 50 ㎛ ~ 5 mm 정도의 평균 입자 사이즈를 갖도록 분쇄되어, 후술 되는 제 2 열분해 단계(S5), 특히 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에서와 같은 분류층 가스화 방식에서 약 2 ~ 5 초의 체류 시간 동안에 완전히 반응될 수 있다. 또한, 챠는 폐기물에 비하여 용이하게 분쇄될 수 있으므로, 폐기물을 분쇄하는 것에 비하여 에너지, 비용 및 시간을 절약할 수 있다.
한편, 후술되는 바와 같이, 제 1 열분해 단계(S3)의 열분해 온도가 300 ~ 400 ℃인 경우, 생성물의 상태가 아스팔트와 같은 성질의 액체류일 수 있으나, 이 경우, 이와 같은 생성물을 자연 냉각 또는 급속 냉각시키면 마이크로 단위로 분쇄할 수 있다.
또한, 제 1 열분해 단계(S1)에서 생성되는, 합성가스, 타르 및 다이옥신 등을 포함하는 생성물은, 예를 들어 생성물 공급라인(11)을 통해서 제 2 열분해 단계(S5)에 공급된다(S4-2). 이때, 합성가스의 적어도 일부는, 예를 들어 리턴 라인(12)을 통해서, 다시 제 1 열분해 단계(S3)로 공급될 수 있으며, 이와 같은 합성가스의 재공급에 의해서, 고정층 방식의 경우 반응기(15) 내의 폐기물이 계속적으로 유동될 수 있어 폐기물의 열분해 효율 또는 속도를 높일 수 있다.
제 2 열분해 단계(S5)는, 용이하게 분쇄되는 상태의 챠를, 또는 분쇄된 챠를 합성가스로 변환시키고, 타르 및 다이옥신 중 적어도 어느 하나를 분해하기 위한 공정으로서, 예를 들어 900 ~ 2,500 ℃의 온도 범위 및 대기압 하에서 행해질 수 있다. 다이옥신은 850 ℃에서부터 분해되기 시작하고, 타르도 850 ℃에서부터 분해되기 시작하기 때문에, 이와 같은 온도 범위에서 다이옥신 및 타르는 분해되어 제거될 수 있다. 또한, 제 2 열분해 단계(S5)는 분류층 방식으로, 예를 들어 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에서 행해질 수 있으며, 이와 같은 경우 플라즈마 화염은, 예를 들어 2000 ℃ 이상일 수 있으므로, 다이옥신은 이 화염에서 수초 동안 체류하면 파괴될 수 있고, 타르도 분해될 수 있다.
또한, 제 2 열분해 단계(S5)에서, 미분화된 챠는 분류층 방식으로, 예를 들어 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기 내에서 대기압 하에, 예를 들어 2 ~ 5 초의 짧은 체류 시간 동안에, 예를 들어 2000 ℃ 이상의 플라즈마 화염에 의해서 직접 가열되어 완전히 반응될 수 있다. 또한, 이때 미분화된 챠는 산화제, 예를 들어 산소, 공기, 스팀 중 적어도 어느 하나와 직접적으로 반응할 수 있으며, 산화제의 양을 조절함으로써, 최대 5초 이내에 모든 반응을 마칠 수 있고, 다이옥신의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다.
상술된 바와 같은 구성에 따르면, 제 2 열분해 단계(S5)는 다이옥신의 발생량을 줄일 수 있으며, 다이옥신이 발생된다고 하더라도 고온에 의해서 분해되며, 아울러 제 1 열분해 단계(S3)에서 생성된 타르 및 다이옥신 또한 제 2 열분해 단계(S5)의 높은 온도에 의해서 분해될 수 있으므로, 본 발명에 따른 폐기물의 가스화 방법은 환경유해 물질의 배출을 최소화하면서, 폐기물을 가스화할 수 있다.
다음으로, 제 2 열분해 단계(S5)에서 생성된, 합성가스 등을 포함하는 생성 가스는 급속 냉각 단계(S6)를 거칠 수 있으며, 이에 의해서, 생성 가스에 포함되어 있는 분해된 다이옥신 및 타르가 재결합되는 것이 억제될 수 있다.
다음으로, 급속 냉각된 생성 가스는, 예를 들어 습식 스크러버를 통과하는 등과 같은 정제 단계(S7)를 거칠 수 있으며, 이 단계에서 생성 가스 중에 있는 분진 또는 재 등이 제거되어, 하류 측에 위치하고, 합성가스를 사용하는 가스엔진(60)의 고장이나 수명 단축 등을 감소시킬 수 있다.
이와 같이 정제된 합성가스는, 예를 들어 가스엔진(60)에 공급되어, 가스엔진(60)을 구동시킴으로써, 가스엔진(60)에 연결된 제너레이터에서 전기가 발생되도록 할 수 있고, 또한 가스엔진(60)에 발생되는 고온으로 증기를 발생시켜 터빈(도시 안됨)을 회전시킴으로써 전기가 발생되도록 할 수 있다(S8).
상술된 설명에서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)의 경우, 열분해 가스화기(10)에서 생성된 챠, 및 챠를 제외한 생성물이 챠 공급 라인(31) 및 생성물 공급 라인(11)을 통해서 분류층 가스화기(40)에 공급되는 것으로 설명되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 열분해 가스화기(10)와 분류층 가스화기(40)는, 챠, 및 챠를 제외한 다른 생성물 중 적어도 어느 하나가 챠 공급 라인(31) 또는 생성물 공급 라인(11)을 통하지 않고 직접 공급될 수 있도록 서로 일체화될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 변형예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100a)의 다이어그램이 도시된다. 설명의 간결성을 위해서, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100)와 다른 점을 위주로 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 변형예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치(100a)는 열분해 가스화기(10a)의 상측에 연결부(34)를 통해서 하단이 연결되는 분류층 가스화기(40a)를 포함하며, 또한 여기서, 분쇄된 챠를 분류층 가스화기(40a)에 공급하는 챠 공급 라인(31) 상에는 분쇄된 챠를 저장할 수 있는 저장 탱크(33)가 마련될 수 있다. 분류층 가스화기(40a)의 배출 라인(41)을 통해서 나오는 합성가스는 도 1에 도시된 바와 같은 냉각부(50) 등에 공급될 수 있다. 또한, 폐기물은 도 1에 도시된 바와 같이 폐기물 공급부(20)를 통해서 열분해 가스화기(10a)의 반응기(15) 내에 공급될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 열분해 가스화기(10)에서 생성된 합성 가스, 다이옥신 및 타르 등의 생성 가스(G)가, 별도의 생성물 공급 라인(11)을 통해서 공급되지 않고, 연결부(34)를 통해서 분류층 가스화기(40a)의 하부에 직접 공급될 수 있어, 구성을 간략화할 수 있다. 또한, 챠 공급 라인(31) 상에 저장 탱크(33)가 배치되어 있어, 분쇄된 챠를 분류층 가스화기(40a)에 일정한 수준으로 안정적으로 공급하는 것이 가능하다.
또한, 열분해 가스화기(10a)와 분류층 가스화기(40)의 일체화는 이에 한정되는 것이 아니며, 분류층 가스화기(40)가, 예를 들어 열분해 가스화기(10a)의 하단에 또는 측면 등에 연결될 수 있다. 이때, 분쇄기(30)는 열분해 가스화기(10a)와 분류층 가스화기(40) 사이에 반드시 배치되는 것은 아니다. 즉, 열분해 가스화기(10a)에서 배출된 챠는 분쇄기(30)를 거치지 않고 직접 분류층 가스화기(40)에 공급될 수 있다.
또한, 상술된 본 발명의 실시예 및 변형예에서, 제 1 열분해 단계(S3) 또는 열분해 가스화기(10; 10a)에서 생성되는 다이옥신, 타르 등을 포함하는 생성물 또는 생성 가스가 미분된 챠와 함께 제 2 열분해 단계(S5) 또는 분류층 가스화기(40; 40a)에 공급되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 챠만 제 2 열분해 단계(S5) 또는 분류층 가스화기(40; 40a)에 공급되고, 챠를 제외한 다른 생성물은 별도의 열분해 단계 또는 열분해 장치 등에 공급되어, 생성물에 포함된 다이옥신 및 타르를 분해하는 것도 가능하다.
<실험예>
본 발명의 실시예에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 방법의 제 1 열분해 단계(S3)에서 행해지는 제 1 열분해와 관련하여, 하기와 같은 조건 하에서 폐기물을 열분해 하였으며, 이의 결과는 표 1에 정리된다.
실험 조건
(1) 폐기물 : 양구 군청 생활쓰레기 시료(성상 및 조성은 도 5 참조)
(2) 시료 무게 : 130 g
(3) 열분해 온도 : 300, 400, 500, 600, 700, 800 ℃
(4) 열분해 가열 시간 : 30 ~ 60 분
(5) 비활성 가스 : N2_20 lpm (단, 300 ℃ 의 경우에는 사용 안함)
(6) 압력 : 대기압
| 항목＼번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 온도 | 300 ℃ | 400 ℃ | 500 ℃ | 600 ℃ | 700 ℃ | 800 ℃ |
| 투입량 | 130 g | 130 g | 130 g | 130 g | 130 g | 130 g |
| 남은 양 | 100 g | 100 g | 51 g | 36 g | 32 g | 31 g |
| 잔류물 상태 |
아스팔트와 같은 액체류 (급속 냉각 후 분쇄 가능) |
아스팔트와 같은 액체류 (급속 냉각 후 분쇄 가능) |
챠 | 챠 (분쇄 용이) |
챠 (분쇄 용이) |
챠 (분쇄 용이) |
| 합성 가스 | 소량 생성 | 소량 생성 | 경시적 증가 | 일정 시간 구간에 다량 | 일정 시간 구간에 다량 | 짧은 시간 구간에 댜량 |
| 반응 종료 | 60분 초과 | 30분 초과 | 30분 초과 |
약 26분 | 약 16분 | 약 10분 |
또한, 도 6 내지 도 11은 열분해 온도가 각각 300, 400, 500, 600, 700, 800 ℃인 경우에, 반응 시간에 따라 발생되는 합성가스의 조성을 용적 농도로 표시한 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 300 ℃이면, 60분 동안 거의 가스 조성의 변화가 없었으며, 합성가스의 발생량이 소량이었다.
도 7에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 400 ℃이면, 30분 동안 시간이 지남에 따라 CH4가 미소하게 증가되었으며, 합성가스의 발생량은 소량이었다.
도 8에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 500 ℃이면, 30분 동안 시간이 지남에 따라, CH4의 발생량이 큰 폭으로 증가되었으며, 합성가스의 생산량도 증가되었다.
도 9에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 600 ℃이면, 일정 시간 동안에 CH4가 일정한 수준으로 생성되었으며, 합성가스의 생산량도 다량이었다.
도 10에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 700 ℃이면, 600 ℃의 경우에 비하여, 더 짧은 시간 동안 CH4가 더 높은 일정한 농도로 생성되었으며, 반응이 더 빠르게 완료 되었고, 합성가스의 생산량도 다량이었다.
도 11에 도시된 바와 같이, 열분해 온도가 800 ℃이면, 약 30초 후부터 반응이 시작되어 약 10분 쯤에 열분해가 완료되었고, 이 시간 동안에 CH4가 집중적으로 발생되었으며, H2의 발생량도 증가되었다.
또한, 도 12는 전술된 실험에서 CH4의 용적 농도(%)를 시간에 따라 온도 별로 나타낸 그래프로서, 열분해 온도가 600 ℃인 경우, CH4가 일정 시간 동안 일정한 수준으로 생성되고 있어, 안정적으로 가스 엔진에 공급이 가능하다. 또한, 도 12에서, 열분해 온도가 낮은 온도에서 높은 온도로 변함에 따른 그래프 형태의 변화 추이를 통해, 열분해 온도가 900 ℃인 경우에도, 챠의 생성 및 합성가스의 생성이 가능함을 알 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 실시예를 중심으로 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서, 상술된 변형 이외의 또 다른 여러 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
또한, 본 발명에서 보이는 구성요소들을 공지의 유사한 기능을 수행하는 기술요소로 치환하거나 변형하는 것도 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 명백하거나, 기술 상식에 속할 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위 내지 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 아래의 청구범위에서 보이는 사상 및 그 균등범위까지 미친다.
10; 10a : 열분해 가스화기
11 : 생성물 공급 라인
12 : 리턴 라인
14 : 산화제 공급 라인
15 : 반응기
16 : 그레이트
17 : 배출부
18 : 밸브
19 : 밸브
20 : 폐기물 공급부
30 : 분쇄기
31 : 챠 공급 라인
40 : 분류층 가스화기
50 : 냉각부
60 : 가스엔진
100; 100a : 가스화 장치
1000 : 발전 시스템
11 : 생성물 공급 라인
12 : 리턴 라인
14 : 산화제 공급 라인
15 : 반응기
16 : 그레이트
17 : 배출부
18 : 밸브
19 : 밸브
20 : 폐기물 공급부
30 : 분쇄기
31 : 챠 공급 라인
40 : 분류층 가스화기
50 : 냉각부
60 : 가스엔진
100; 100a : 가스화 장치
1000 : 발전 시스템
Claims (20)
- 폐기물로부터 챠(char)를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 및
상기 제 1 열분해 단계에서 생성되는 챠, 및 상기 제 1 열분해 단계에서의 생성물 중 상기 챠 이외의 생성물을 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하며,
상기 제 2 열분해 단계가 실시되는 온도는 다이옥신 및 타르 중 적어도 어느 하나가 분해되기 시작하는 온도 이상이고,
상기 제 1 열분해 단계는 고정층 열분해 방식으로 행해지며,
상기 제 2 열분해 단계는 분류층 열분해 방식으로 행해지고,
상기 제 1 열분해 단계는 300 ~ 900 ℃의 온도 범위 및 대기압 하에서 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은,
상기 제 1 열분해 단계가 300 ~ 400 ℃의 온도 범위에서 행해지는 경우, 상기 제 1 열분해 단계에서 생성되는 챠를 냉각하는 단계; 및
상기 챠를 분쇄하는 분쇄 단계를 더 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 분쇄된 챠의 사이즈는 50 ㎛ ~ 5 mm인, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 삭제
- 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 열분해 단계는 900 ~ 2500 ℃의 온도 범위에서 분류층 열분해 방식으로 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제 2 열분해 단계는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에 의해서 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 방법은,
상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 합성가스의 적어도 일부를 다시 상기 제 1 열분해 단계로 공급하는 단계를 더 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은,
상기 제 2 열분해 단계에서 생성되는 생성 가스를 급속 냉각하는 단계를 더 포함하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 9에 있어서,
상기 급속 냉각 단계는 60 ℃ 이하에서 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 열분해 단계에 공급되는 폐기물은 자력선별 및 비철 금속 선별되는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 열분해 가스화기;
상기 열분해 가스화기에서 생성된 챠, 및 상기 열분해 가스화기에서의 생성물 중 상기 챠 이외의 생성물을 가스화하기 위한 분류층 가스화기를 포함하고,
상기 열분해 가스화기는 고정층 열분해 방식에 의하며,
상기 분류층 가스화기는 분류층 열분해 방식에 의하는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치.
- 삭제
- 청구항 12에 있어서,
상기 분류층 가스화기는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기인, 폐기물로 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 분류층 가스화기는, 상기 열분해 가스화기에서 발생되는 가스 및 챠 중 적어도 어느 하나가 상기 분류층 가스화기에 직접 공급될 수 있도록, 상기 열분해 가스화기와 일체화되는, 폐기물로 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치.
- 청구항 12, 청구항 14 및 청구항 15 중 어느 한 항에 따른, 폐기물로부터 합성가스를 생성하기 위한 가스화 장치;
상기 가스화 장치에서 생성되는 합성가스를 공급받는 가스엔진;
상기 가스엔진에 연결되고, 발전하기 위한 제너레이터를 포함하는, 발전 시스템.
- 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계;
상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 챠, 및 상기 제 1 열분해 단계에서의 생성물 중 상기 챠 이외의 생성물을 분류층 방식으로 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하고,
상기 제 1 열분해 단계는 고정층 열분해 방식으로 행해지며,
상기 제 2 열분해 단계는 분류층 열분해 방식으로 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 17에 있어서,
상기 제 2 열분해 단계는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마 가스화기에 의해서 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 폐기물로부터 챠를 생성하기 위한 제 1 열분해 단계; 및
상기 제 1 열분해 단계에서 생성된 챠를 분류층 방식으로 가스화하는 제 2 열분해 단계를 포함하고,
상기 제 1 열분해 단계는 고정층 열분해 방식으로 행해지며,
상기 제 2 열분해 단계는 분류층 열분해 방식으로 행해지는, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법은,
상기 제 1 열분해 단계에서 생성된, 상기 챠를 제외한 다른 생성물을 열분해하는 제 3 열분해 단계를 포함하며,
상기 제 3 열분해 단계가 실시되는 온도는 다이옥신 및 타르 중 적어도 어느 하나가 분해되기 시작하는 온도 이상인, 폐기물로부터 합성가스를 생성하는 가스화 방법.
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