KR101684486B1 - Apparatus for recovering heat from furnace - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소로의 열회수장치에 관한 것으로, 이는 연소로의 배가스가 통과하는 배출관; 이 배출관에 설치되고, 배출관을 통과하는 배가스와 열교환하는 용융염이 통과하는 용융염 열교환기; 이 용융염 열교환기에 연결되고, 용융염과 열교환하는 열전달매체가 통과하는 적어도 하나의 열전달매체 열교환기; 이 열전달매체 열교환기와 연결되고, 용융염과 열교환하는 연소용 공기가 통과하는 공기예열기; 및 이 공기예열기와 연결되고, 용융염과 열교환하는 연료가 통과하여 연소로에 예열된 연료가 공급되게 하는 연료예열기를 포함하여서, 용융염 열교환기를 기반으로 하여 에너지 회수 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat recovery apparatus for a furnace, including a discharge pipe through which an exhaust gas of a furnace passes; A molten salt heat exchanger installed in the discharge pipe and through which the molten salt for heat exchange with the exhaust gas passing through the discharge pipe passes; At least one heat transfer medium heat exchanger connected to the molten salt heat exchanger and through which a heat transfer medium for heat exchange with the molten salt passes; An air preheater connected to the heat transfer medium heat exchanger and through which combustion air for heat exchange with the molten salt passes; And a fuel preheater connected to the air preheater and configured to allow the fuel preheated to the combustion furnace to pass through the fuel that is heat-exchanged with the molten salt, thereby improving the energy recovery efficiency based on the molten salt heat exchanger .

Figure R1020140180321
Figure R1020140180321

Description

연소로의 열회수장치{Apparatus for recovering heat from furnace}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an apparatus for recovering heat from a furnace,

본 발명은 연소로의 열회수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소로의 배가스가 가진 열을 용융염의 현열로 회수할 수 있는 연소로의 열회수장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat recovery apparatus for a furnace, and more particularly, to a heat recovery apparatus for a furnace capable of recovering the heat of a flue gas of a furnace by sensible heat of a molten salt.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.It should be noted that the contents described in this section merely provide background information on the present invention and do not constitute the prior art.

도 1은 일반적인 공기예열기가 설치된 연소로와 이에 연계된 열회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a combustion furnace equipped with a general air preheater and a heat recovery apparatus connected thereto.

이에 도시된 바와 같이, 연소로(100)는 분위기 가열에 의해 소재(10)를 가열하는 방식으로 되어 있다. 즉, 연소로의 내부에 복수의 버너(110)가 연소로의 폭방향 또는 길이방향으로 배치되고, 이들 버너의 연소에 의해 생성되는 고온의 연소가스가 연소로 내의 소재를 가열한다. 가열에 사용된 연소가스는 연소로 상부의 출구를 통하여 배출되는데, 이때 배출되는 배가스의 온도는 약 1,000℃ 정도에 달한다. As shown in the figure, the furnace 100 is heated by the atmosphere to heat the material 10. That is, a plurality of burners 110 are disposed in the combustion furnace in the width direction or the longitudinal direction of the furnace, and the high temperature combustion gas generated by the burning of these burners heats the material in the furnace. The combustion gas used for heating is discharged through the outlet at the top of the furnace, and the temperature of the discharged exhaust gas reaches about 1,000 ° C.

연소로(100)에 연계된 열회수장치는 연소로의 배가스를 사용하여 연소용 공기를 예열하는 공기예열기(140)를 구비한다. 이 공기예열기는 배가스의 열을 회수하여 연소용 공기를 대략 600℃ 정도로 예열하여 버너에 공급한다. 한편, 공기예열기를 통과한 후의 배가스는 연돌(150)로 배출된다.The heat recovery apparatus connected to the combustion furnace (100) has an air preheater (140) for preheating the combustion air using the exhaust gas of the furnace. This air preheater recovers the heat of the exhaust gas, preheats the combustion air to about 600 ° C and supplies it to the burner. On the other hand, the exhaust gas after passing through the air preheater is discharged to the stack 150.

전술한 연소로의 열회수장치에서는 공기예열기(140)로서 통상 금속재질의 열교환기가 사용된다. 이러한 열교환기는 그 사용온도의 한계치가 대략 850℃ 내외이기 때문에, 배가스의 온도가 이보다 높으면 별도의 희석용 공기를 사용하여 고온의 배가스를 대략 850℃ 이하로 냉각한 후 공급받게 된다. In the above-described heat recovery apparatus for a furnace, a metal heat exchanger is usually used as the air preheater 140. Since the limit of the use temperature of such a heat exchanger is about 850 DEG C or more, if the temperature of the flue gas is higher than this, the flue gas of high temperature is cooled to about 850 DEG C or less by using a separate dilution air and then supplied.

보다 구체적으로, 일례로서 연소로(100)에서 배출되는 배가스는 약 1,000℃ 정도의 온도를 갖고 배출되어 희석용 공기와 혼합되면 약 800℃ 정도로 온도가 낮아진다. 이어서, 배가스가 공기예열기(140)를 통과하면 약 400℃ 정도로 온도가 저하된 채 대기 중으로 배출된다. More specifically, for example, the exhaust gas discharged from the combustion furnace 100 has a temperature of about 1,000 ° C. and is discharged. When mixed with the dilution air, the temperature is lowered to about 800 ° C. Then, when the exhaust gas passes through the air preheater 140, the temperature is lowered to about 400 ° C and discharged to the atmosphere.

더불어, 일례로서 연소로(100)에서는 초기에 약 60,000Nm3/h 정도의 배가스가 발생하고, 약 15,000Nm3/h 정도의 희석용 공기와 혼합되어, 공기예열기(140)에 공급될 때에는 배가스가 약 75,000Nm3/h 정도로 된다. 가열로 출구가스와 희석공기와의 혼합과정에서 온도는 190℃ 정도 낮아져서 에너지의 질이 낮아지고 유량은 늘어난다. In addition, for example, in the combustion furnace 100, an exhaust gas of about 60,000 Nm 3 / h is initially generated and mixed with dilution air of about 15,000 Nm 3 / h. When supplied to the air preheater 140, Is about 75,000 Nm 3 / h. During the mixing of the heating furnace outlet gas and the dilution air, the temperature is lowered by about 190 ° C., so that the energy quality is lowered and the flow rate is increased.

이에 따라, 종래의 공기예열기 기반의 열회수장치에서는 공기예열기의 보호를 위하여 희석용 공기를 주입하게 되므로, 배가스의 온도가 대략 200℃만큼 떨어지고 유량은 많아져 유효에너지가 낮아지게 된다. Accordingly, in the conventional air preheater-based heat recovery apparatus, the dilution air is injected for protecting the air preheater, so the temperature of the exhaust gas is lowered by about 200 ° C, the flow rate is increased, and the effective energy is lowered.

또한, 배가스가 보유한 열량은 연소용 공기의 예열에 소요되는 열량보다 현저히 높기 때문에, 공기예열기를 통과한 배가스가 약 400℃ 정도로 여전히 높은 열량을 보유한 상태에서 대기 중으로 배출되어 에너지가 낭비되는 단점이 있다. In addition, since the amount of heat held by the flue gas is significantly higher than the amount of heat required for preheating the combustion air, the exhaust gas passing through the air preheater is discharged to the atmosphere while having a still high heat amount of about 400 ° C, .

이에 본 발명은 에너지 회수 효율을 최대한 향상시킬 수 있는 연소로의 열회수장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.Accordingly, it is a main object of the present invention to provide a heat recovery apparatus for a furnace capable of maximally improving the energy recovery efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치는, 연소로의 배가스가 통과하는 배출관; 상기 배출관에 설치되고, 상기 배출관을 통과하는 상기 배가스와 열교환하는 용융염이 통과하는 용융염 열교환기; 상기 용융염 열교환기에 연결되고, 상기 용융염과 열교환하는 열전달매체가 통과하는 적어도 하나의 열전달매체 열교환기; 상기 열전달매체 열교환기와 연결되고, 상기 용융염과 열교환하는 연소용 공기가 통과하여 상기 연소로에 예열된 연소용 공기가 공급되게 하는 공기예열기; 및 상기 공기예열기와 연결되고, 상기 공기예열기를 거친 상기 용융염과 열교환하는 연료가 통과하여 상기 연소로에 예열된 연료가 공급되게 하는 연료예열기를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for recuperating a furnace according to an embodiment of the present invention includes: a discharge pipe through which an exhaust gas of a furnace passes; A molten salt heat exchanger installed in the discharge pipe and through which the molten salt for heat exchange with the exhaust gas passing through the discharge pipe passes; At least one heat transfer medium heat exchanger connected to the molten salt heat exchanger and through which a heat transfer medium for heat exchange with the molten salt passes; An air preheater connected to the heat transfer medium heat exchanger and supplied with combustion air preheated to the combustion furnace through combustion air to be heat-exchanged with the molten salt; And a fuel preheater connected to the air preheater, through which the fuel that is heat-exchanged with the molten salt passing through the air preheater passes to supply the preheated fuel to the combustion furnace.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 용융염 열교환기를 기반으로 하여 에너지 회수 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the energy recovery efficiency based on the molten salt heat exchanger.

또한, 본 발명에 의하면, 궁극적으로 연소로의 연료 사용량을 절감하고 이산화탄소 발생량을 크게 줄일 수 있게 된다. Further, according to the present invention, it is possible to reduce the fuel consumption amount of the combustion furnace ultimately and to significantly reduce the amount of generated carbon dioxide.

도 1은 일반적인 공기예열기가 설치된 연소로와 이에 연계된 열회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 1 is a view schematically showing a combustion furnace equipped with a general air preheater and a heat recovery apparatus connected thereto.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a heat recovery apparatus for a furnace according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치는, 연소로(100)의 배가스가 통과하는 배출관(120); 이 배출관에 설치되고, 배출관을 통과하는 배가스와 열교환하는 용융염이 통과하는 용융염 열교환기(210); 열교환된 용융염을 저장한 후 일정 유량으로 유출하는 용융염 저장기(220); 이 용융염 저장기(220)에 연결되고, 유출되는 용융염과 열교환하는 열전달매체가 통과하는 적어도 하나의 열전달매체 열교환기(230); 및 이 열전달매체 열교환기(230)와 연결되고, 용융염과 열교환하는 연소용 공기가 통과하여 연소로에 예열된 연소용 공기가 공급되게 하는 공기예열기(240)를 포함하고 있다. FIG. 2 is a schematic view illustrating a heat recovery apparatus for a furnace according to an embodiment of the present invention. FIG. As shown therein, the apparatus for recovering heat of a furnace according to an embodiment of the present invention includes a discharge pipe 120 through which exhaust gas of a combustion furnace 100 passes; A molten salt heat exchanger (210) installed in the discharge pipe and through which molten salt for heat exchange with the exhaust gas passing through the discharge pipe passes; A molten salt reservoir 220 for storing the heat-exchanged molten salt and flowing out at a constant flow rate; At least one heat transfer medium heat exchanger (230) connected to the molten salt reservoir (220) through which the heat transfer medium for heat exchange with the molten salt to be discharged passes; And an air preheater 240 connected to the heat transfer medium heat exchanger 230 to supply combustion air preheated to the combustion furnace through the combustion air to be heat-exchanged with the molten salt.

연소로(100)는 내부에 복수의 버너(110)가 연소로의 폭방향 또는 길이방향으로 배치되고, 이들 버너의 연소에 의해 생성되는 고온의 연소가스가 연소로 내의 소재(10)를 가열한다. 가열에 사용된 연소가스는 연소로 상부의 출구를 통하여 배출되는데, 이때 배출되는 배가스의 온도는 약 1,000℃ 정도에 달한다. A plurality of burners 110 are disposed in the combustion furnace 100 in the width direction or the longitudinal direction of the furnace and the high temperature combustion gas generated by the combustion of these burners heats the material 10 in the furnace . The combustion gas used for heating is discharged through the outlet at the top of the furnace, and the temperature of the discharged exhaust gas reaches about 1,000 ° C.

연소로(100)의 출구와 연돌(150) 사이에는 배출관(120)이 연결되어 있어, 이들 배출관과 연돌이 배가스 유로를 구성한다. A discharge pipe (120) is connected between the outlet of the combustion furnace (100) and the stack (150), and these discharge pipes and the stack form a flue gas flow path.

본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치는, 금속재질의 공기예열기(240)가 갖는 내열한계로 인하여 공기예열기를 고온의 배가스 유로에 직접 배치하지 않고, 배가스 유로에 내열성의 문제가 없는 용융염 열교환기(210)를 설치하여 배가스의 열을 용융염의 현열로 회수한 다음, 이 현열에 의해 연소용 공기를 공기예열기에서 예열하는 것을 특징으로 한다. The apparatus for recovering heat of a combustion furnace according to an embodiment of the present invention does not place the air preheater directly in the high temperature exhaust gas flow path due to the heat limit of the metal air preheater 240, A molten salt heat exchanger 210 is installed to recover the heat of the exhaust gas by the sensible heat of the molten salt and then the combustion air is preheated by the air preheater by the sensible heat.

본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치에 사용되는 용융염은 예컨대 NaNO3, KNO3, LiNO3 등과 같은 염들이 적절한 비율로 혼합된 유체일 수 있다. 이러한 용융염은 고체이면서도 용융점 이상에서 액체로 상변화되는 물질이다. 바람직하기로, 용융염의 용융점은 80 ~ 120℃ 미만이다. 용융염의 용융점이 120℃ 이상으로 되는 경우에는, 후술하는 용융염 유로 내 일부 영역에서 냉각되어 용융염이 유동하지 못하게 될 우려가 있다. The molten salt used in the furnace heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention may be a fluid in which salts such as NaNO 3 , KNO 3 , LiNO 3 and the like are mixed in an appropriate ratio. These molten salts are substances which are solid and phase-change from a melting point to a liquid. Preferably, the melting point of the molten salt is less than 80 to 120 ° C. When the melting point of the molten salt is 120 DEG C or higher, there is a fear that the molten salt will not be allowed to flow by cooling in a region in the molten salt channel described below.

일반적인 물인 경우에는 통상 100℃ 정도에서 증발하게 되므로, 100℃ 이상의 열인 경우에는 열저장 능력이 현저히 낮게 되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치에서 사용되는 용융염은 용융점이 120℃ 미만이어서, 용융염 상태로 열을 흡수하게 되므로, 보다 고온 영역에서도 효율적인 작동이 가능하게 되는 것이다. In general, water is evaporated at about 100 ° C., so that the heat storage ability is significantly lowered at a temperature of 100 ° C. or more. However, the molten salt used in the combustion furnace heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention has a melting point of 120 ° C. , So that heat is absorbed in a molten salt state, so that efficient operation is possible even in a higher temperature range.

용융염 열교환기(210)는 배출관(120)의 배가스와 용용염 간의 열교환이 발생하도록 제공된다. 이러한 용융염 열교환기는 예컨대 고온용 내열강과 같은 재질로 제조될 수 있다. 용융염 열교환기는 용융염 저장기(220)와 배관으로 연결될 수 있다.The molten salt heat exchanger 210 is provided to cause heat exchange between the exhaust gas of the discharge pipe 120 and the salt of the salt. Such a molten salt heat exchanger may be made of the same material as the heat resistant steel for example. The molten salt heat exchanger may be connected to the molten salt reservoir 220 by piping.

용융염 저장기(220)는 본 발명의 열회수장치에서 사용되는 용융염이 저장되는 공간으로서, 이는 예를 들어 밀폐되고 단열된 탱크의 형태로 제공될 수 있다. 용융염 저장기의 내부는 용융염이 일정량으로 채워져 있으며, 용융염을 일시 저장한 후 일정 유량으로 내보낼 수 있게 되어 있다. The molten salt reservoir 220 is a space in which the molten salt used in the heat recovery apparatus of the present invention is stored, and can be provided in the form of, for example, a sealed and adiabatic tank. The inside of the molten salt reservoir is filled with a certain amount of molten salt, and the molten salt can be temporarily stored and then discharged at a constant flow rate.

열전달매체 열교환기(230)는 용융염과 열교환을 행하는 열전달매체가 통과할 수 있다. 열전달매체로는 용융염으로부터 회수된 열을 용이하게 전달받을 수 있는 예컨대 물과 같은 액체로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The heat transfer medium heat exchanger (230) can pass through a heat transfer medium that performs heat exchange with the molten salt. The heat transfer medium may be, for example, a liquid such as water that can easily receive the heat recovered from the molten salt, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치는 열전달매체 열교환기(230)에 연결되고, 이 열전달매체 열교환기에 의하여 용융염으로부터 회수된 열을 이용하기 위한 열이용장치(300)를 더 포함할 수 있다.The heat recovery apparatus for a furnace according to an embodiment of the present invention includes a heat utilization apparatus 300 connected to a heat transfer medium heat exchanger 230 and utilizing heat recovered from the molten salt by the heat transfer medium heat exchanger 230 .

예를 들어 열전달매체 열교환기(230)가 용융염으로부터 전달된 열을 이용하여 증기를 발생시키는 증기발생기로 구성될 수 있으며, 이에 따라 열이용장치(300)로는 발생한 증기가 유동하여 회전하는 터빈 및 이 터빈에 연결되어 기계 에너지를 전기 에너지를 전환하는 발전기 등이 포함될 수 있다. 그 외에, 열이용장치로는 발생한 증기를 사용할 수 있는 공정용 설비로 될 수도 있다.For example, the heat transfer medium heat exchanger 230 may include a steam generator that generates steam using heat transferred from the molten salt. Accordingly, steam generated in the heat utilizing apparatus 300 flows through the turbine and / And a generator connected to the turbine to convert electrical energy into mechanical energy. In addition, the heat utilization apparatus may be a process facility that can utilize the generated steam.

혹은, 복수의 열전달매체 열교환기(230)를 통해 용융염으로부터 전달된 열을 이용하여 온수를 생성하면, 열이용장치(300)는 이 온수를 생활용으로 사용할 수 있게 하는 난방장치 또는 공정용으로 사용할 수 있게 하는 설비로 될 수 있다. Alternatively, when hot water is generated using the heat transferred from the molten salt through the plurality of heat transfer medium heat exchangers 230, the heat utilizing apparatus 300 can be used as a heating device or a process And the like.

적어도 하나의 열전달매체 열교환기(230)가, 용융염 열교환기(210)에서 용융염에 의해 회수된 열 중 연소용 공기의 예열에 필요한 열량을 제외한 열량을 모두 소모하도록 활용되는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 열전달매체 열교환기(230)가 사용되는 경우에 열전달매체 열교환기(230)마다 다양한 형태의 또는 복수의 열이용장치(300)가 적용될 수 있다. 여기서, 열이용장치는 전술된 예에 한정되지 않으며, 열을 이용할 수 있는 어떠한 장치라도 무방하다.It is preferable that at least one heat transfer medium heat exchanger 230 is utilized so as to consume the heat amount excluding the heat amount required for preheating the combustion air among the heat recovered by the molten salt in the molten salt heat exchanger 210. Accordingly, when a plurality of heat transfer medium heat exchangers 230 are used, various types or plural heat utilizing apparatuses 300 may be applied to each heat transfer medium heat exchanger 230. Here, the heat utilizing apparatus is not limited to the above-described example, and any apparatus capable of utilizing heat may be used.

열전달매체 열교환기(230)를 통과한 용융염은 공기예열기(240)에서 연소용 공기를 예열하도록 열을 전달하는 데에 사용된다. 이로써, 연소로(100)에 예열된 연소용 공기가 공급되게 된다. The molten salt that has passed through the heat transfer medium heat exchanger 230 is used to transfer heat to preheat the combustion air in the air preheater 240. Thereby, the combustion air preheated to the combustion furnace 100 is supplied.

도시되지는 않았지만, 열전달매체 열교환기(230)를 통과한 용융염은 공기예열기(240)를 거쳐 연료예열기로 보내어질 수 있고, 이 연료예열기에서 연소로(100)의 연료를 예열하는 데에도 사용될 수 있다.Although not shown, the molten salt that has passed through the heat transfer medium heat exchanger 230 can be sent to the fuel preheater via the air preheater 240 and also used to preheat the fuel in the furnace 100 in this fuel preheater .

또, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치는, 공기예열기(240)와 용융염 열교환기(210)의 사이에 설치되어, 용융염을 순환시켜 주기 위한 구동력을 제공하는 순환펌프(250)를 더 포함할 수 있다. 이로써, 용융염 열교환기(210)부터 공기예열기(240)까지는 순차적으로 용융염 유로를 구성하게 된다. The apparatus for recovering heat of a furnace according to an embodiment of the present invention includes a circulation pump installed between an air preheater 240 and a molten salt heat exchanger 210 to provide a driving force for circulating a molten salt 250). As a result, the molten salt heat exchanger 210 to the air preheater 240 sequentially constitute the molten salt flow path.

이와 같이 구성된 본 발명의 열회수장치는, 우선 대기 중으로 버려지는 열을 회수할 수 있고, 용융염 유로를 사용하게 됨으로써 희석용 공기의 주입에 소요되는 예컨대 송풍기 등과 같은 장치 및 에너지가 불필요하게 되며, 유효에너지의 저하가 없게 된다. 오히려, 본 발명의 열회수장치에서는 에너지 회수 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다. In the heat recovery apparatus of the present invention configured as described above, heat discharged to the atmosphere can be recovered first, and a molten salt flow path is used, so that a device such as a blower or the like required for injecting dilution air and energy are unnecessary, There is no decrease in energy. On the contrary, the heat recovery apparatus of the present invention has an effect of significantly improving the energy recovery efficiency.

이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the combustion furnace heat recovery apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 연소로(100)에 연결된 배출관(120) 내에는 고온, 약 1,000℃ 정도의 배가스가 통과한다. 그리고, 배출관에 설치된 용융염 열교환기(210)의 용융염은 배출관을 통과하는 배가스의 현열과 열교환하게 된다. First, a flue gas having a high temperature of about 1,000 ° C. passes through the discharge pipe 120 connected to the combustion furnace 100. The molten salt of the molten salt heat exchanger 210 installed in the discharge pipe is heat-exchanged with the sensible heat of the exhaust gas passing through the discharge pipe.

이때, 용융염 열교환기는 배가스의 온도를 약 200℃ 이하로 떨어뜨리게 되고, 이에 따라 본 발명의 열회수장치는 배가스로부터 열을 충분히 회수한 후 배가스의 온도를 최대한 낮게 하여 대기 중으로 배출시킨다. At this time, the molten salt heat exchanger lowers the temperature of the exhaust gas to about 200 ° C or lower. Accordingly, the heat recovery apparatus of the present invention sufficiently recovers heat from the exhaust gas and discharges the exhaust gas to the atmosphere with the temperature of the exhaust gas being minimized.

더불어, 연소로(100)에서 초기에 약 60,000Nm3/h 정도의 배가스가 발생하게 되는데, 본 발명의 열회수장치에서는 희석용 공기의 주입이 필요 없어 유량이 증대되지 않고 유지되게 된다. In addition, about 60,000 Nm 3 / h of flue gas is initially generated in the combustion furnace 100. In the heat recovery apparatus of the present invention, the dilution air is not required to be injected and the flow rate is maintained without increasing.

용융염은 상온에서 고체이면서 대략 80 ~ 120℃ 미만의 범위에서 액체로 상변화될 수 있는 물질로 이루어져 있다. 이러한 용융염이 용융염 열교환기(210)를 통과하면서 열교환을 하게 되면, 용융염에 배가스의 현열이 전달된다. 용융염 열교환기에서는 약 120℃의 용융염이 약 800℃ 정도로 승온된 후 순환펌프(250)에 의해 용융염 저장기(220)로 보내어진다. The molten salt is composed of a substance that is solid at room temperature and can be phase-changed to a liquid in a range of about 80 to less than 120 ° C. When the molten salt passes through the molten salt heat exchanger 210 and performs heat exchange, the sensible heat of the exhaust gas is transferred to the molten salt. In the molten salt heat exchanger, the molten salt at about 120 ° C is heated to about 800 ° C and then sent to the molten salt reservoir 220 by the circulation pump 250.

이 용융염 저장기(220)는 버퍼 탱크로서의 역할을 수행하여 용융염을 일정 유량으로 유출하게 된다. 유출되는 용융염은 열전달매체 열교환기(230)의 열전달매체와 열교환을 행하게 되고, 이러한 열교환을 통해 용융염은 연소용 공기의 예열에 적절한 온도, 즉 약 600℃로 감온되어 공기예열기(240)로 유입된다. The molten salt reservoir 220 functions as a buffer tank and discharges the molten salt at a constant flow rate. The molten salt flowing out is subjected to heat exchange with the heat transfer medium of the heat transfer medium heat exchanger 230. Through the heat exchange, the molten salt is warmed to a temperature suitable for preheating the combustion air, i.e., about 600 DEG C, ≪ / RTI >

한편, 예컨대 물과 같은 열전달매체는 용융염과 열교환을 하게 되면, 열전달매체 열교환기(230) 또는 이에 연결된 열이용장치(300)를 통해 증기를 발생시키거나 온수를 생성하여 일을 할 수 있게 된다. 결국, 대기 중으로 버려지는 열을 회수하여 연소용 공기의 예열뿐 아니라, 증기의 생산 등에 에너지를 사용할 수 있게 되는 것이다. On the other hand, when the heat transfer medium such as water is subjected to heat exchange with the molten salt, steam can be generated or hot water can be generated through the heat transfer medium heat exchanger 230 or the heat utilizing apparatus 300 connected thereto . As a result, it is possible to recover the heat that is thrown away into the atmosphere, so that it is possible to use energy not only for the preheating of the combustion air but also for the production of steam.

공기예열기(240)에서 열교환을 행한 용융염은 약 120℃ 정도로 냉각되어 용융염 열교환기(210)로 재순환하게 된다.The molten salt subjected to the heat exchange in the air preheater 240 is cooled to about 120 ° C and recirculated to the molten salt heat exchanger 210.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연소로의 열회수장치에서는, 대기 중으로 배출되는 배가스의 온도를 약 200℃ 이하로 유지할 수 있어, 열회수율을 80%까지 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 열이용장치를 위한 열교환을 통해 용융염은 연소용 공기의 예열에 적절한 약 600℃로 감온되어, 희석용 공기 없이도 공기예열기를 보호할 수 있게 된다. As described above, in the combustion furnace heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention, the temperature of the exhaust gas discharged into the atmosphere can be maintained at about 200 ° C or less, and the heat recovery rate can be improved up to 80%. Also, through the heat exchange for the heat utilizing apparatus, the molten salt is heated to about 600 ° C suitable for preheating the combustion air, so that the air preheater can be protected even without the dilution air.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 연소로 120: 배출관
150: 연돌 210: 용융염 열교환기
220: 용융염 저장기 230: 열전달매체 열교환기
240: 공기예열기 250: 순환펌프
300: 열이용장치100: combustion furnace 120: discharge pipe
150: stack 210: molten salt heat exchanger
220: molten salt reservoir 230: heat transfer medium heat exchanger
240: air preheater 250: circulation pump
300: Heat utilization device

Claims (7)

연소로의 배가스가 통과하는 배출관;
상기 배출관에 설치되고, 상기 배출관을 통과하는 상기 배가스와 열교환하는 용융염이 통과하는 용융염 열교환기;
상기 용융염 열교환기에 연결되고, 상기 용융염과 열교환하는 열전달매체가 통과하는 적어도 하나의 열전달매체 열교환기;
상기 열전달매체 열교환기와 연결되고, 상기 용융염과 열교환하는 연소용 공기가 통과하여 상기 연소로에 예열된 연소용 공기가 공급되게 하는 공기예열기; 및
상기 공기예열기와 연결되고, 상기 공기예열기를 거친 상기 용융염과 열교환하는 연료가 통과하여 상기 연소로에 예열된 연료가 공급되게 하는 연료예열기
를 포함하는 열회수장치. A discharge pipe through which the flue gas of the furnace passes;
A molten salt heat exchanger installed in the discharge pipe and through which the molten salt for heat exchange with the exhaust gas passing through the discharge pipe passes;
At least one heat transfer medium heat exchanger connected to the molten salt heat exchanger and through which a heat transfer medium for heat exchange with the molten salt passes;
An air preheater connected to the heat transfer medium heat exchanger and supplied with combustion air preheated to the combustion furnace through combustion air to be heat-exchanged with the molten salt; And
A fuel preheater connected to the air preheater, through which fuel that is heat-exchanged with the molten salt passing through the air preheater passes, thereby supplying the preheated fuel to the combustion furnace;
. 제1항에 있어서,
상기 용융염 열교환기는 고온용 내열강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 열회수장치. The method according to claim 1,
Wherein said molten salt heat exchanger is made of heat resistant steel for high temperature. 제1항에 있어서,
상기 용융염 열교환기와 상기 열전달매체 열교환기 사이에 설치되고, 상기 용융염을 저장한 후 일정 유량으로 유출하는 용융염 저장기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수장치. The method according to claim 1,
Further comprising a molten salt reservoir disposed between the molten salt heat exchanger and the heat transfer medium heat exchanger and discharging the molten salt at a constant flow rate after storing the molten salt. 제3항에 있어서,
상기 용융염 저장기는 상기 용융염이 저장될 수 있도록 밀폐되고 단열된 것을 특징으로 하는 열회수장치.The method of claim 3,
Wherein the molten salt reservoir is sealed and adiabated so that the molten salt can be stored. 제1항에 있어서,
상기 열전달매체 열교환기에 연결되고, 상기 열전달매체 열교환기에 의해 상기 용융염으로부터 회수된 열을 이용하는 열이용장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수장치.The method according to claim 1,
Further comprising a heat utilization device connected to the heat transfer medium heat exchanger and utilizing heat recovered from the molten salt by the heat transfer medium heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 공기예열기와 상기 용융염 열교환기의 사이에 설치되어, 상기 용융염을 순환시켜 주는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열회수장치.The method according to claim 1,
Further comprising a circulation pump installed between the air preheater and the molten salt heat exchanger to circulate the molten salt. 제1항에 있어서,
상기 용융염의 용융점은 80 ~ 120℃ 미만의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 열회수장치.
The method according to claim 1,
Wherein the melting point of the molten salt is in the range of less than 80 to 120 占 폚.
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