KR101685859B1 - 분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치에 있어서, 소정의 경사 각도를 가지고 차콜을 중력 낙하에 의하여 반송 가능한 분체 반송 라인으로서의 반송 배관(112)과, 소정의 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 배치되는 제 1 다공판(101)과, 제 1 다공판(101)보다 높은 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 제 1 다공판(101)의 상방에 배치되는 제 2 다공판(102)과, 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 반송 배관(112)에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치(103)를 마련함으로써, 분체나 차콜을 효율적으로 적정하게 반송 가능하게 한다.

Description

분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치{POWDER CONVEYANCE DEVICE AND CHAR COLLECTION DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 석탄 가스화 복합 발전 설비 등에 이용되는 분체 반송 장치, 차콜(charcoal) 회수 장치에 관한 것이다.
석탄 가스화 복합 발전 설비는, 석탄을 가스화하고, 컴바인드 사이클 발전과 조합함으로써, 종래형의 석탄화력에 비하여 뛰어난 고효율화·고환경성을 목표로 한 발전 설비이다. 이 석탄 가스화 복합 발전 설비는, 자원량이 풍부한 석탄을 이용 가능한 것도 큰 메리트이며, 적용 탄종을 확대함으로써, 더욱 메리트가 커지는 것이 알려져 있다.
종래의 석탄 가스화 복합 발전 설비는, 일반적으로, 급탄 장치, 석탄 가스화 노, 차콜 회수 장치, 가스 정제 설비, 가스 터빈 설비, 증기 터빈 설비, 배열 회수 보일러를 가지고 있다. 따라서, 석탄 가스화 노에 대하여, 급탄 장치에 의하여 석탄(미분탄)이 공급됨과 함께, 가스화제(공기, 산소 부화 공기, 산소, 수증기 등)가 유입되어, 이 석탄 가스화 노에서 석탄이 연소 가스화되어 생성 가스(가연성 가스)가 생성된다. 그리고, 이 생성 가스는, 차콜 회수 장치에서, 석탄의 미반응분(차콜)이 제거된 후 가스 정제되고, 가스 터빈 설비에 공급됨으로써 연소하여 고온·고압의 연소 가스를 생성하고, 터빈을 구동한다. 터빈을 구동한 후의 배기 가스는, 배열 회수 보일러에서 열 에너지가 회수되며, 증기를 생성하고 증기 터빈 설비에 공급되어, 터빈을 구동한다. 이로써 발전이 행해진다. 한편, 열 에너지가 회수된 배기 가스는 굴뚝을 통하여 대기로 방출된다.
상술한 석탄 가스화 복합 발전 설비에 있어서의 차콜 회수 장치는, 석탄 가스화 노에서 생성된 생성 가스로부터, 복수 단의 집진 장치를 이용하여 함유되어 있는 차콜을 제거하고 있다. 그리고, 회수한 차콜은, 차콜 공급 장치에 의하여, 소정량씩 석탄 가스화 노에 복귀시키고 있다. 즉, 여기에 차콜 반송 장치를 가지는 빈 시스템(Bin system)이 적용되고 있다. 일반적인 빈 시스템은, 1개(혹은 복수 개)의 빈과, 각 집진 장치에서 회수한 차콜을 이 빈에 배출하는 복수의 차콜 배출 라인과, 빈에 회수한 차콜을 복수(또는 1개)의 호퍼에 공급하는 복수의 차콜 공급 라인을 가지고 있다.
종래의 빈 시스템으로서는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 있으며, 분체 반송 장치로서는, 예를 들면, 하기 특허문헌 2에 기재된 것이 있다.
일본 특허 공개 제 2012-126571 호 공보 일본 특허 공개 제 2008-230825 호 공보
상술한 종래의 분체 반송 장치에서는, 분체의 유동 방향을 따라 불활성 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치나 분체 반송 라인을 구성하는 배관에 다공판을 마련하고, 이 다공판으로부터 상방을 향하여 불활성 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치 등을 마련하고 있다. 그러나, 분체의 공급량이 변동하면, 단순히 분체 반송 라인을 향하여 어시스트 가스를 공급하는 것만으로는 불충분하며, 분체 반송 라인에 분체가 퇴적해 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것이며, 분체나 차콜을 효율적으로 적정하게 반송 가능하게 하는 분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분체 반송 장치는, 소정의 경사 각도를 가지고 분체를 중력 낙하에 의하여 반송 가능한 분체 반송 라인과, 소정의 개구율을 가지고 상기 분체 반송 라인을 따라 배치되는 제 1 다공판과, 상기 제 1 다공판보다 높은 개구율을 가지고 상기 분체 반송 라인을 따라 상기 제 1 다공판의 상방에 배치되는 제 2 다공판과, 상기 제 1 다공판의 하방에 마련되어 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판을 통하여 상기 분체 반송 라인에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 분체가 중력 낙하에 의하여 분체 반송 라인을 따라 반송될 때, 어시스트 가스 공급 장치에 의하여 제 1 다공판 및 제 2 다공판을 통하여 이 분체 반송 라인에 어시스트 가스가 공급됨으로써, 분체가 분체 반송 라인에 퇴적되지 않고, 어시스트 가스에 의하여 적정하게 반송된다. 이 때, 하측의 제 1 다공판에 대하여 상측의 제 2 다공판의 개구율이 높은 점에서, 어시스트 가스는, 제 1 다공판의 각 구멍에 의하여 고속으로 상방으로 분출되고, 제 2 다공판의 각 구멍에 의하여 저속이 되어 분체 반송 라인의 광범위로 확산하게 되어, 분체 반송 라인 상에 분체를 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 제 1 다공판과 상기 제 2 다공판은 서로 밀착하여 배치되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 1 다공판 위에 제 2 다공판이 밀착함으로써, 어시스트 가스는 제 1 다공판과 제 2 다공판의 사이로부터 누설되지 않고, 분체 반송 라인 상에 분체에 대하여 효율적으로 분출하여 퇴적을 방지할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 분체 반송 라인은 통형상을 이루는 배관을 가지고, 상기 배관의 내부에 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판이 배치되며, 상기 배관의 내부에 있어서의 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판의 하방에 상기 어시스트 가스 공급 장치를 구성하는 어시스트 가스실이 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 분체 반송 라인을 통형상의 배관에 의하여 구성하고, 이 배관의 내부에 제 1 다공판 및 제 2 다공판을 배치함과 함께, 어시스트 가스실을 마련하는 점에서, 장치를 간소화하여 소형화할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 분체 반송 라인의 기단부에 분체를 공급 가능한 분체 공급 라인이 접속되어, 적어도 상기 분체 반송 라인에 있어서의 상기 분체 공급 라인의 접속부에 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판 및 상기 어시스트 가스 공급 장치가 배치되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 분체의 공급량이 변동하면, 분체 반송 라인에 있어서의 분체 공급 라인으로부터의 분체 공급부에 이 분체가 퇴적하기 쉬워지는 점에서, 이 위치에 제 1 다공판, 제 2 다공판, 어시스트 가스 공급 장치를 배치함으로써, 분체의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 분체 공급 라인으로부터 상기 분체 반송 라인을 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 1 어시스트 가스 분출 장치가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 1 어시스트 가스 분출 장치에 의하여 분체 공급 라인으로부터 분체 반송 라인을 향하여 어시스트 가스를 분출함으로써, 분체의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 분체 반송 라인에 있어서의 상기 분체 공급 라인의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 2 어시스트 가스 분출 장치가 마련되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제 2 어시스트 가스 분출 장치에 의하여 분체 반송 라인에 있어서의 분체 공급 라인의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출함으로써, 분체의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 어시스트 가스 분출 장치는 간헐적으로 어시스트 가스를 분출하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 어시스트 가스 분출 장치에 의하여 간헐적으로 어시스트 가스를 분출함으로써, 분체의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치에서는, 상기 어시스트 가스 분출 장치는 원뿔형상을 이루는 가스 분출 구멍을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 어시스트 가스 분출 장치가 가스 분출 구멍으로부터 원뿔형상을 이루어 가스를 분출함으로써, 광범위에 걸쳐 분출하는 것이 가능해져, 분체의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 차콜 회수 장치는, 고형 연료를 가스화하여 생성된 생성 가스로부터 미반응분을 회수하는 차콜 회수 장치로서, 생성 가스의 생성 라인에 연결되는 제 1 집진 장치와, 상기 제 1 집진 장치에 있어서의 제 1 가스 배출 라인에 연결되는 제 2 집진 장치와, 상기 제 1 집진 장치에 있어서의 제 1 미반응분 배출 라인 및 상기 제 2 집진 장치에 있어서의 제 2 미반응분 배출 라인에 연결되는 빈과, 상기 빈으로부터 미반응분을 복귀시키는 미반응분 복귀 라인과, 소정의 개구율을 가지고 상기 미반응분 배출 라인을 따라 배치되는 제 1 다공판과, 상기 제 1 다공판보다 높은 개구율을 가지고 상기 미반응분 배출 라인을 따라 상기 제 1 다공판의 상방에 배치되는 제 2 다공판과, 상기 제 1 다공판의 하방에 마련되어 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판을 통하여 상기 미반응분 배출 라인에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 제 1 집진 장치에서 생성 가스로부터 조립(粗粒)의 미반응분이 분리되고, 제 2 집진 장치에서 생성 가스로부터 미립의 미반응분이 분리되며, 이 미반응분이 각 미반응분 배출 라인을 통하여 빈에 저장되고, 이 빈에 저장된 미반응분이 미반응분 복귀 라인에 의하여 복귀되게 된다. 분체가 중력 낙하에 의하여 미반응분 배출 라인을 따라 반송될 때, 어시스트 가스 공급 장치에 의하여 제 1 다공판 및 제 2 다공판을 통하여 이 미반응분 배출 라인에 어시스트 가스가 공급됨으로써, 분체가 미반응분 배출 라인에 퇴적되지 않고, 어시스트 가스에 의하여 적정하게 반송된다. 이 때, 하측의 제 1 다공판에 대하여 상측의 제 2 다공판 개구율이 높은 점에서, 어시스트 가스는 제 1 다공판의 각 구멍에 의하여 고속으로 상방으로 분출되고, 제 2 다공판의 각 구멍에 의하여 저속이 되어 미반응분 배출 라인의 광범위로 확산하게 되어, 미반응분 배출 라인 상에 분체를 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
본 발명의 분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치에 의하면, 분체 반송 라인(미반응분 배출 라인)에 소정의 개구율을 가지는 제 1 다공판을 마련함과 함께 그 위에 높은 개구율을 가지는 제 2 다공판을 마련하고, 각 다공판을 통하여 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 마련하기 때문에, 분체 반송 라인(미반응분 배출 라인) 상에 분체(차콜)를 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 분체 반송 장치가 적용되는 석탄 가스화 복합 발전 설비의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시예의 분체 반송 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 실시예의 분체 반송 장치의 측면도이다.
도 4는 본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서의 다공판을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서의 가스 분사 노즐의 변형예를 나타내는 단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 분체 반송 장치 및 차콜 회수 장치의 적합한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또한, 실시예가 복수 있는 경우에는, 각 실시예를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.
실시예
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 분체 반송 장치가 적용되는 석탄 가스화 복합 발전 설비의 개략 구성도이며, 도 2는 본 실시예의 분체 반송 장치를 나타내는 개략도이며, 도 3은 본 실시예의 분체 반송 장치의 측면도이며, 도 4는 본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서의 다공판을 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서의 가스 분사 노즐의 변형예를 나타내는 단면도이다.
본 실시예의 석탄 가스화 복합 발전 설비(IGCC : Integrated Coal Gasification Combined Cycle)는, 공기를 가스화제로 하여 가스화 노에서 석탄 가스를 생성하는 공기 분사 방식을 채용하고, 가스 정제 설비로 정제한 후의 석탄 가스를 연료 가스로서 가스 터빈 설비에 공급하여 발전을 행하고 있다. 즉, 본 실시예의 석탄 가스화 복합 발전 설비는 공기 분사 방식의 발전 설비이다.
본 실시예의 석탄 가스화 복합 발전 설비는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 급탄 장치(11), 석탄 가스화 노(12), 차콜 회수 장치(13), 가스 정제 설비(14), 가스 터빈 설비(15), 증기 터빈 설비(16), 발전기(17), 배열 회수 보일러(HRSG : Heat Recovery Steam Generator)(18)를 가지고 있다.
급탄 장치(11)는 석탄 분쇄기(밀)(21)와, 이 석탄 분쇄기(21)에서 건조 미분쇄된 미분탄을 가압 공급하는 미분탄 공급 설비(22)를 가지고 있다. 석탄 분쇄기(21)는, 석탄을 건조가스에 의하여 건조하면서 미세한 입자형상으로 분쇄하여 미분탄을 제조하는 것이다. 이 경우, 건조용 가스로서, 가스 터빈 설비(15)나 배열 회수 보일러(18)로부터의 배기 가스의 일부를 이용한다. 그리고, 석탄 분쇄기(21)의 하류측에는, 미분탄 공급 설비(22)로서, 미분탄 분리 장치(예를 들면, 집진기)(23), 미분탄 빈(24), 복수의 미분탄 공급 호퍼(25a, 25b, 25c)가 마련되어 있다.
석탄 가스화 노(12)는, 미분탄 공급 설비(22)로부터 급탄 라인(31)이 접속되어 있어, 미분탄을 공급 가능하게 되어 있다. 또한, 석탄 가스화 노(12)는, 차콜 회수 장치(13)로부터 차콜 복귀 라인(32)이 접속되어 있어, 이 차콜 회수 장치(13)에서 회수된 차콜(석탄의 미반응분, 분체)을 리사이클 가능하게 되어 있다.
또한, 석탄 가스화 노(12)는, 가스 터빈 설비(15)(압축기(61))로부터 압축 공기 공급 라인(33)이 접속되어 있어, 이 가스 터빈 설비(15)에서 압축된 공기의 일부를 추기(抽氣) 공기 승압기에서 승압하여 공급 가능하게 되어 있다. 공기 분리 장치(34)는, 대기 중의 공기로부터 질소와 산소를 분리 생성하는 것이며, 제 1 질소 공급 라인(35)이 급탄 라인(31)에 접속됨과 함께, 제 2 질소 공급 라인(36)이 차콜 복귀 라인(32)에 접속되고, 산소공급 라인(37)이 압축 공기 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 이 경우, 질소는 석탄이나 차콜의 반송용 가스로서 이용되고, 산소는 가스화제로서 이용된다.
석탄 가스화 노(12)는, 예를 들면, 분류상(噴流床) 형식의 가스화 노로서, 내부에 공급된 석탄(미분탄)을 가스화제(공기, 산소 부화 공기, 산소, 수증기 등)에 의하여 부분 산화·가스화함으로써, 이산화탄소나 수소를 주성분으로 하는 가연성 가스(생성 가스, 석탄 가스)를 발생시킨다. 다만, 석탄 가스화 노(12)는 분류상 가스화 노에 한정하지 않고, 유동상(流動床) 가스화 노나 고정상(固定床) 가스화 노로 해도 된다. 그리고, 이 석탄 가스화 노(12)의 후류에는 생성 가스 라인(38)이 마련되어 있어 차콜 회수 장치(13)에 접속된다. 동 차콜 회수 장치(13)에서 생성 가스 중에 포함되는 차콜과 생성 가스를 분리 가능하게 되어 있다. 이 경우, 가스화 노 후류에 가스 냉각 장치를 마련함으로써 가연성 가스를 소정 온도까지 냉각한 후에 생성 가스 라인(38)을 거쳐 차콜 회수 장치(13)에 공급하면 된다.
차콜 회수 장치(13)는 본 발명의 분체 반송 장치를 적용하고 있으며, 제 1 집진 장치로서의 사이클론(41)과, 제 2 집진 장치로서 제 1 필터(42a) 및 제 2 필터(42b)와, 각 로터리 밸브(43a, 43b)와, 빈(44)과, 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)를 가지고 있다. 사이클론(41)은, 석탄 가스화 노(12)에서 생성된 가연성 가스에 포함되는 차콜을 1차 분리(조립을 분리)하는 것으로, 상부에 조립 차콜이 분리된 가연성 가스를 배출하는 제 1 가스 배출 라인(46)이 접속됨과 함께, 하부에 가연성 가스로부터 분리한 조립 차콜을 배출하는 제 1 차콜 배출 라인(제 1 미반응분 배출 라인)(47)이 접속되어 있다.
제 1, 제 2 필터(42a, 42b)는 측부에 제 1 가스 배출 라인(46)이 분기하여 각각 접속되고, 상부에 미립 차콜이 분리된 가연성 가스를 배출하는 제 2 가스 배출 라인(48)이 접속됨과 함께, 하부에 가연성 가스로부터 분리한 미립 차콜을 배출하는 제 2 차콜 배출 라인(제 2 미반응분 배출 라인)(49a, 49b)이 접속되어 있다. 각 필터(42a, 42b)에 있어서의 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)으로의 배출부에 로터리 밸브(43a, 43b)가 각각 마련되어 있다. 이 필터(42a, 42b)는, 포러스 필터로서, 예를 들면, 세라믹제의 여과재를 가지고 있으며, 가연성 가스가 여과재를 통과할 때에, 이 가연성 가스 중의 차콜을 제거 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 필터(42a, 42b)에 의하여 포집된 차콜은, 역세 처리 등에 의하여 낙하하고, 로터리 밸브(43a, 43b)에 의하여 필터 용기로부터 배출되며, 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 배출된다.
그리고, 제 1 가스 배출 라인(46)과 빈(44)과의 사이에는, 양자의 압력을 균일화시키는 제 1 균압 라인(50)이 마련되어 있다.
빈(44)은, 제 1 차콜 배출 라인(47) 및 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)의 하류 단부가 접속되어 있으며, 사이클론(41) 및 제 1, 제 2 필터(42a, 42b)에 의하여 가연성 가스로부터 분리된 조립 차콜이나 미립 차콜을 집합한 후 분배하는 것이다. 각 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)는, 빈(44)과 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d)을 통하여 접속되고, 이 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d)은 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)의 상류측에 제 1 전환 밸브(52a, 52b, 52c, 52d)가 장착되며, 하류측에 제 2 전환 밸브(53a, 53b, 53c, 53d)가 장착되어 있다.
즉, 각 전환 밸브(52a, 52b, 52c, 52d, 53a, 53b, 53c, 53d)에 의하여 사용하는 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d)을 전환함으로써, 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)를 교대로 사용하여 연속운전을 가능하게 하고 있다. 그리고, 각 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d)은 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)의 하류측에서 합류하여, 차콜 복귀 라인(32)에 접속되어 있다. 이 경우, 본 실시예에서는, 4개의 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d)(4개의 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d))을 위하여, 그 상류측에 빈(44)을 배치하고 있으며, 차콜을 집합하고 각 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)로 분배 및 일시적으로 저장하는 빈(44)을 마련하고 있다.
또한, 사이클론(41)의 제 1 가스 배출 라인(46)과 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)와의 사이에는, 가스화 노에 차콜을 공급하고 있는 상태(예를 들면, 호퍼(45a)의 경우, 전환 밸브(52a)가 폐쇄 상태, 제 1 전환 밸브(53a)가 개방 상태이고, 호퍼(45a)의 압력이 빈(44)보다 높은 상태)를 종료하고, 빈(44)의 차콜을 받아들이기 위하여 호퍼(45a) 내 가스를 감압 배기하여 압력을 균압화시키는 균압 라인(도시 생략)이 마련되어 있다.
이와 같이 본 실시예의 차콜 회수 장치(13)는, 사이클론(41), 제 1 차콜 배출 라인(47), 제 1 필터(42a) 및 제 2 필터(42b), 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b), 로터리 밸브(43a, 43b)와, 빈(44), 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d), 차콜 복귀 라인(32) 등으로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시예의 분체 반송 장치는, 이 차콜 회수 장치(13)에 적용되어 있으며, 예를 들면, 제 1 필터(42a)에 의하여 포집된 차콜을 빈(44)에 배출하는 제 2 차콜 배출 라인(49a)에 마련되어 있다.
단, 본 발명의 분체 반송 장치는, 제 2 차콜 배출 라인(49a)뿐만 아니라, 예를 들면, 제 2 차콜 배출 라인(49b), 제 1 차콜 배출 라인(47), 전환 라인(51a, 51b, 51c, 51d) 등에도 적용할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치는, 도 2 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 소정의 경사 각도를 가지고 차콜(분체)을 중력 낙하에 의하여 반송 가능한 제 2 차콜 배출 라인(분체 반송 라인)(49a)과, 소정의 개구율을 가지고 제 2 차콜 배출 라인(49a)을 따라 배치되는 제 1 다공판(101)과, 이 제 1 다공판(101)보다 높은 개구율을 가지고 제 2 차콜 배출 라인(49a)을 따라 제 1 다공판(101)의 상방에 배치되는 제 2 다공판(102)과, 제 1 다공판(101)의 하방에 마련되어 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 제 2 차콜 배출 라인(49a)에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치(103)로 구성되어 있다.
즉, 제 2 차콜 배출 라인(49a)은, 원통형상(또는, 각통형상, 하반원형상 등)을 이루는 공급 배관(분체 공급 라인)(111)과 반송 배관(112)과 배출 배관(113)을 가지고 있다. 반송 배관(112)은, 기단부로부터 선단부에 걸쳐 하방으로 소정의 각도로 경사져 배치되어 있으며, 기단 상부에 차콜을 공급 가능한 공급 배관(111)이 접속되는 한편, 선단 하부에 차콜을 배출 가능한 배출 배관(113)이 접속되어 있다. 이 경우, 공급 배관(111)과 배출 배관(113)은, 연직방향을 따라 배치되어 있지만, 반송 배관(112)보다 큰 각도로 경사져 있어도 된다.
반송 배관(112)은, 내부에 제 1 다공판(101)과, 제 2 다공판(102)이 중첩되어 배치되어 있다. 그리고, 제 1 다공판(101)이 하측에 배치되고, 제 2 다공판(102)이 상측에 배치되어 있으며, 제 2 다공판(102)은, 제 1 다공판(101)보다 높은 개구율로 설정되어 있다. 이 경우, 제 1 다공판(101)은, 예를 들면, 스테인리스강판에 다수의 구멍(101a)이 형성된 펀칭 메탈에 의하여 구성되고, 제 2 다공판(102)은, 예를 들면, 스테인리스 철망에 의하여 구성되어 있다. 이 제 1 다공판(101)과 제 2 다공판(102)은 서로 간극없이 밀착하여 배치되어 있다.
어시스트 가스 공급 장치(103)에 있어서, 반송 배관(112)은, 내부에 있어서의 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)의 하방에 어시스트 가스실(121)이 마련되어 있다. 이 어시스트 가스실(121)은, 반송 배관(112)의 하부와, 반송 배관(112)의 기단부측에 고정된 세로벽(122)과, 반송 배관(112)의 선단부측에 고정된 구획판(123)에 의하여 구획되어 있으며, 상방에 제 1 다공판(101)이 배치되어 있다. 또한, 어시스트 가스실(121)은, 하부에 어시스트 가스 공급 배관(124)이 접속되어 있으며, 어시스트 가스 공급 배관(124)에 개폐 밸브(125)가 장착되어 있다. 이 어시스트 가스 공급 배관(124)은, 어시스트 가스실(121)에 어시스트 가스(불활성 가스)를 공급할 수 있다.
또한, 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)을 향하여 어시스트 가스(불활성 가스)를 분출 가능한 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)가 마련되어 있다. 이 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)는, 공급 배관(111)에 장착되는 가스 분사 노즐(132)과, 가스 분사 노즐(132)에 어시스트 가스를 공급하는 가스 공급 배관(133)과, 가스 공급 배관(133)에 장착되는 개폐 밸브(134)로 구성되어 있다.
또한, 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부를 향하여 어시스트 가스(불활성 가스)를 분출 가능한 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)가 마련되어 있다. 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)는, 반송 배관(112)의 세로벽(122)에 장착되는 가스 분사 노즐(142)과, 가스 분사 노즐(142)에 어시스트 가스를 공급하는 가스 공급 배관(143)과, 가스 공급 배관(143)에 장착되는 개폐 밸브(144)로 구성되어 있다.
이 경우, 어시스트 가스 공급 장치(103), 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131), 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)에서 사용되는 불활성 가스는, 질소 가스나 이산화탄소 가스가 바람직하지만, 산소 농도가 3% 이하인 불활성 가스(이너트 가스), 또는, 가연성 가스(차콜 회수 장치의 출구 또는 가스 정제 설비의 출구 가스를 승압 리사이클한 것)로 하면 되고, 제 2 차콜 배출 라인(49a)을 흐르는 가스의 연소를 방지할 수 있다. 또한, 불활성 가스는, 제 2 차콜 배출 라인(49a)을 흐르는 가스의 노점 이상의 온도의 가스로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)와 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)는 연속적 또는 간헐적으로 불활성 가스를 공급한다.
다만, 이 실시예에서는, 반송 배관(112)의 전역에 걸쳐서 제 1 다공판(101)과 제 2 다공판(102)과 어시스트 가스 공급 장치(103)를 마련했지만, 차콜이 퇴적하기 쉬운 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부, 즉, 반송 배관(112)에 있어서의 상류부에만 제 1 다공판(101)과 제 2 다공판(102)과 어시스트 가스 공급 장치(103)를 마련해도 된다.
또한, 이 실시예에서, 가스 분사 노즐(132, 142)은, 어시스트 가스를 직선적으로 분사하는 것으로 했지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가스 분사 노즐(151)의 선단부에 광각부(152)를 마련하고, 가스 유동 구멍(153)에 연통하도록 이 광각부(152)에 원뿔형상을 이루는 가스 분출 구멍(154)을 형성해도 된다. 이 가스 분사 노즐(151)에 있어서는, 가스 분출 구멍(154)으로부터 원뿔형상을 이루는 어시스트 가스류가 분출함으로써, 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)에 공급된 차콜의 퇴적 상태를 적정하게 흩뜨려 반송할 수 있다.
따라서, 차콜은, 공급 배관(111)으로부터 중력 낙하에 의하여 반송 배관(112)으로 흘러 내려, 제 2 다공판(102) 상에 공급된다. 이 때, 어시스트 가스 공급 장치(103)에 의하여 어시스트 가스가 어시스트 가스실(121)에 공급되고, 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 상방에 공급된다. 그러면, 이 어시스트 가스는, 제 2 다공판(102) 상을 흐르는 차콜에 대하여 공급되게 된다. 이 경우, 이 어시스트 가스는, 퇴적 상태에 있는 차콜을 무너뜨림과 함께, 제 2 다공판(102)과 차콜과의 사이에 들어가 마찰저항을 저감하게 되어, 반송 배관(112)에 있어서의 차콜의 반송 흐름을 촉진하여, 퇴적을 억제할 수 있다.
구체적으로, 하측의 제 1 다공판(101)보다 상측의 제 2 다공판(102)의 개구율이 높게 되어 있다. 이로 인하여, 어시스트 가스실(121)의 어시스트 가스는, 먼저, 제 1 다공판(101)의 각 구멍(101a)을 통하여 제 2 다공판(102)에 이른다. 이 때, 어시스트 가스는, 각 구멍(101a)을 통함으로써 유속이 높아진 상태에서 제 2 다공판(102)에 보내진다. 다음으로, 제 1 다공판(101)을 통과한 고속의 어시스트 가스는 제 2 다공판(102)에서 확산하도록 분출된다. 이로 인하여, 제 2 다공판(102)에서 확산한 어시스트 가스는, 이 제 2 다공판(102)에서 위를 이동하는 차콜에 대하여 균일하게 작용하게 되어, 이 제 2 다공판(102) 상에서 차콜을 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
또한, 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)에 있어서의 가스 분사 노즐(132)은, 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)을 향하여 어시스트 가스를 분출한다. 이로 인하여, 어시스트 가스는, 반송 배관(112)에 있어서의 기단부의 제 2 다공판(102) 상에 공급된 차콜을 향하여 공급되기 때문에, 제 2 다공판(102) 상을 이동하는 차콜의 흐름이 촉진되어, 퇴적을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)에 있어서의 가스 분사 노즐(142)은, 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출한다. 이로 인하여, 어시스트 가스는, 반송 배관(112)의 제 2 다공판(102) 상을 흐르는 차콜을 향하여 공급되기 때문에, 제 2 다공판(102) 상을 이동하는 차콜의 흐름이 촉진되어, 퇴적을 억제할 수 있다.
가스 정제 설비(14)는, 차콜 회수 장치(13)에 의하여 차콜이 분리된 가연성 가스에 대하여, 황화합물이나 질소화합물, 할로겐화물 등의 불순물을 제거함으로써, 가스 정제를 행하는 것이다. 그리고, 가스 정제 설비(14)는, 가연성 가스로부터 불순물을 제거하여 연료 가스를 제조하고, 이것을 가스 터빈 설비(15)에 공급한다.
가스 터빈 설비(15)는 압축기(61), 연소기(62), 터빈(63)을 가지고 있으며, 압축기(61)와 터빈(63)은 회전축(64)에 의하여 연결되어 있다. 연소기(62)는, 압축기(61)로부터 압축 공기(65)가 공급됨과 함께, 가스 정제 설비(14)로부터 연료 가스(66)가 공급되고, 터빈(63)에 연소 가스(67)를 공급한다. 또한, 가스 터빈 설비(15)는, 압축기(61)로부터 석탄 가스화 노(12)에 뻗는 압축 공기 공급 라인(33)이 마련되어 있으며, 중도부에 승압기(68)가 마련되어 있다. 따라서, 연소기(62)에서는, 압축기(61)로부터 공급된 압축 공기(65)와 가스 정제 설비(14)로부터 공급된 연료 가스(66)를 혼합하여 연소하고, 터빈(63)에서, 발생한 연소 가스(67)에 의하여 회전축(64)을 회전함으로써 발전기(17)를 구동할 수 있다.
증기 터빈 설비(16)는 가스 터빈 설비(15)에 있어서의 회전축(64)에 연결되는 터빈(69)을 가지고 있으며, 발전기(17)는 이 회전축(64)의 기단부에 연결되어 있다. 배열 회수 보일러(18)는, 가스 터빈 설비(15)(터빈(63))로부터의 배기 가스 라인(70)에 마련되어 있으며, 고온의 배기 가스와 열교환을 행함으로써, 증기를 생성하는 것이다. 이로 인하여, 배열 회수 보일러(18)는, 증기 터빈 설비(16)의 터빈(69)과의 사이에 증기 공급 라인(71)이 마련됨과 함께, 증기 회수 라인(72)이 마련되고, 증기 회수 라인(72)에 복수기(復水器)(73)가 마련되어 있다. 따라서, 증기 터빈 설비(16)에서는, 배열 회수 보일러(18)로부터 공급된 증기에 의하여 터빈(69)이 구동하고, 회전축(64)을 회전함으로써 발전기(17)를 구동할 수 있다. 그리고, 배열 회수 보일러(18)에서 열이 회수된 배기 가스는 굴뚝(74)으로부터 대기로 방출된다.
여기에서, 본 실시예의 석탄 가스화 복합 발전 설비의 작동에 대하여 설명한다.
본 실시예의 석탄 가스화 복합 발전 설비에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 급탄 장치(11)에서, 석탄은, 석탄 분쇄기(21)에 의하여 건조·분쇄되어 미분탄이 제조된다. 이 미분탄은, 미분탄 분리 장치(23) 및 미분탄 빈(24)으로 이루어지는 미분탄 공급 설비(22)에 의하여 가압되고, 공기분리 장치(34)로부터 공급되는 질소에 의하여 급탄 라인(31)을 통하여 석탄 가스화 노(12)에 공급된다. 또한, 후술하는 차콜 회수 장치(13)에서 회수된 차콜이, 공기분리 장치(34)로부터 공급되는 질소에 의하여 차콜 복귀 라인(32)을 통하여 석탄 가스화 노(12)에 공급된다. 또한, 후술하는 가스 터빈 설비(15)로부터 추기된 압축 공기가 승압기(68)에서 승압된 후, 공기 분리 장치(34)로부터 공급되는 산소와 함께 압축 공기 공급 라인(33)을 통하여 석탄 가스화 노(12)에 공급된다.
석탄 가스화 노(12)에서는, 공급된 미분탄이 가스화제(압축 공기, 산소 등)에 의하여 부분 산화·가스화함으로써, 이산화탄소나 수소를 주성분으로 하는 가연성 가스(생성 가스, 석탄 가스)를 생성한다. 그리고, 이 가연성 가스는, 석탄 가스화 노(12)로부터 생성 가스 라인(38)을 통하여 배출되어, 차콜 회수 장치(13)에 보내진다.
이 차콜 회수 장치(13)에서, 가연성 가스는, 먼저, 사이클론(41)에 공급됨으로써, 여기에서 가연성 가스로부터 이 가스에 함유되어 있는 차콜이 1차 분리(조립을 분리)된다. 그리고, 차콜이 1차 분리된 가연성 가스는, 제 1 가스 배출 라인(46)에 배출되는 한편, 가연성 가스로부터 분리한 조립 차콜은, 제 1 차콜 배출 라인(47)을 통하여 빈(44)에 배출된다.
사이클론(41)에서 차콜이 1차 분리되어 제 1 가스 배출 라인(46)에 배출된 가연성 가스는, 다음으로, 각 필터(42a, 42b)에 공급되어, 가연성 가스에 잔류하는 차콜이 2차 분리된다. 그리고, 잔류 차콜이 분리된 가연성 가스는, 제 2 가스 배출 라인(48)에 배출되는 한편, 가연성 가스로부터 분리한 차콜은, 로터리 밸브(43a, 43b)에 의하여 필터 용기로부터 배출되고, 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 배출된다. 여기에서, 빈(44)은, 제 1 차콜 배출 라인(47)을 통하여 빈(44)에 배출되는 1차 분리 차콜과, 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 배출되는 2차 분리 차콜을 집합하여, 각 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)에 분리 공급 또는 저장할 수 있다.
이 경우, 생성 가스 라인(38)의 압력을 P1, 제 1 가스 배출 라인(46)의 압력을 P2, 제 2 가스 배출 라인(48)의 압력을 P3으로 하면, 그 압력 관계는, P1>P2>P3으로 되어 있다. 또한, 제 1 가스 배출 라인(46)과 빈(44)과의 사이에, 제 1 균압 라인(50)이 마련되어 있음으로써, 제 1 가스 배출 라인(46)의 압력(P2)과 빈(44)의 압력(P4)이 대략 동압이 되어, 그 압력 관계는, P1>P4≒P2>P3으로 되어 있다. 이로 인하여, 사이클론(41)에 의하여 분리된 1차 분리 차콜은, 제 1 차콜 배출 라인(47)으로부터 빈(44)에 배출되게 되어, 제 1 차콜 배출 라인(47)에 있어서의 조립 차콜을 포함하는 가스의 역류가 방지되어, 사이클론(41)의 집진 효율이 높게 유지된다. 이 제 1 균압 라인(50)이 없으면, 1차 분리 차콜의 체적과 치환되는 가스가 제 1 차콜 배출 라인(47)을 역류하게 되어, 1차 분리 차콜의 배출량이 증가하면, 사이클론(41)의 배출부(스로트부)에서 1차 분리 차콜이 날아오르는 현상이 발생하여, 사이클론(41)에 있어서의 집진 효율이 저하되어 버린다.
또한, 제 1 가스 배출 라인(46)의 압력(P2)과 빈(44)의 압력(P4)은, 제 1 균압 라인(50)에 의하여 대략 동압으로 조정되지만, 사이클론(41) 및 필터(42a, 42b)로부터 차콜이 각 차콜 배출 라인(47, 49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 배출되는 점에서, 빈(44)에 있는 차콜을 포함하는 가스가 제 1 균압 라인(50)을 통하여 제 1 가스 배출 라인(46)에 방출될 가능성이 있지만, 제 1 균압 라인(50)으로부터의 방출가스는, 각 필터(42a, 42b)에 공급됨으로써, 가연성 가스로부터 차콜이 분리된다.
또한, 사이클론(41)에서 가연성 가스로부터 분리한 1차 분리 차콜은, 제 1 차콜 배출 라인(47)을 통하여 빈(44)에 배출되고, 또한, 각 필터(42a, 42b)에서 가연성 가스로부터 분리한 2차 분리 차콜은, 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 배출된다. 이 필터(42a, 42b)에서 가연성 가스로부터 분리한 2차 분리 차콜이 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)으로부터 빈(44)에 배출될 때, 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)으로의 어시스트 가스의 공급에 의하여 배관 내의 하면을 따라 이동하는 조립 차콜의 흐름이 촉진되어, 배관 내로의 차콜의 퇴적을 억제할 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 차콜 배출 라인(49a)에서, 차콜은, 공급 배관(111)으로부터 중력 낙하에 의하여 반송 배관(112)으로 흘러 내려, 제 2 다공판(102) 상에 공급된다. 이 때, 어시스트 가스실(121)의 어시스트 가스는, 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 상방에 공급되고, 이 어시스트 가스가 제 2 다공판(102) 상을 흐르는 차콜에 작용한다. 그러면, 이 어시스트 가스는, 퇴적 상태에 있는 차콜을 무너뜨림과 함께, 제 2 다공판(102)과 차콜과의 사이에 들어가 마찰 저항을 저감하고, 반송 배관(112)에 있어서의 차콜의 반송 흐름을 촉진하여, 퇴적을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)에 있어서의 가스 분사 노즐(132)은, 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)을 향하여 어시스트 가스를 분출한다. 이로 인하여, 어시스트 가스는, 반송 배관(112)에 있어서의 기단부의 제 2 다공판(102) 상에 공급된 차콜을 향하여 공급되기 때문에, 제 2 다공판(102) 상을 이동하는 차콜의 흐름이 촉진된다. 또한, 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)에 있어서의 가스 분사 노즐(142)은, 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출한다. 이로 인하여, 어시스트 가스는, 반송 배관(112)의 제 2 다공판(102) 상을 흐르는 차콜을 향하여 공급되기 때문에, 제 2 다공판(102) 상을 이동하는 차콜의 흐름이 촉진된다.
그리고, 빈(44)에 집합 또는 저장된 차콜은, 제 1 전환 밸브(52a, 52b, 52c, 52d)와 제 2 전환 밸브(53a, 53b, 53c, 53d)를 순차 개폐함으로써, 전환 라인(51a) 및 호퍼(45a)와, 전환 라인(51b) 및 호퍼(45b), 전환 라인(51c) 및 호퍼(45c), 전환 라인(51d) 및 호퍼(45d)를 순서대로 사용하도록 하고 있다. 이로써 회수한 차콜을 빈(44)으로부터 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)로의 배출·공급 작업을 연속하여 행할 수 있어, 차콜 회수 장치(13)의 연속 운전이 가능해진다. 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)에 공급된 차콜은, 차콜 복귀 라인(32)을 통하여 석탄 가스화 노(12)에 복귀되어 가스화된다.
차콜 회수 장치(13)에 의하여 차콜이 분리된 가연성 가스는, 가스 정제 설비(14)에서, 황화합물이나 질소화합물, 할로겐화물 등의 불순물이 제거되어 연료 가스가 제조된다. 그리고, 가스 터빈 설비(15)에서는, 압축기(61)가 공기를 압축하고, 연소기(62)에 공급, 연소기(62)에서 압축기(61)로부터 공급되는 압축 공기와, 가스 정제 설비(14)로부터 공급되는 연료 가스를 연소함으로써 연소 가스를 생성하고, 이 연소 가스에 의하여 터빈(63)을 구동함으로써, 회전축(64)을 통하여 발전기(17)를 구동하여 발전을 행할 수 있다.
그리고, 가스 터빈 설비(15)에 있어서의 터빈(63)으로부터 배출된 배기 가스는, 배열 회수 보일러(18)에서, 열교환을 행함으로써 증기를 생성하고, 이 생성한 증기를 증기 터빈 설비(16)에 공급한다. 증기 터빈 설비(16)에서는, 배열 회수 보일러(18)로부터 공급된 증기에 의하여 터빈(69)을 구동함으로써, 회전축(64)을 통하여 발전기(17)를 구동하여, 발전을 행할 수 있다. 그 후, 배열 회수 보일러(18)로부터 배출된 배기 가스는 굴뚝(74)으로부터 대기로 방출된다.
이와 같이 본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서는, 소정의 경사 각도를 가지고 차콜을 중력 낙하에 의하여 반송 가능한 분체 반송 라인으로서의 반송 배관(112)과, 소정의 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 배치되는 제 1 다공판(101)과, 제 1 다공판(101)보다 높은 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 제 1 다공판(101)의 상방에 배치되는 제 2 다공판(102)과, 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 반송 배관(112)에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치(103)를 마련하고 있다.
따라서, 차콜이 중력 낙하에 의하여 반송 배관(112)을 따라 반송될 때, 어시스트 가스 공급 장치(103)에 의하여 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 어시스트 가스가 공급됨으로써, 차콜이 반송 배관(112)의 제 2 다공판(102) 상에 퇴적되지 않고, 어시스트 가스에 의하여 적정하게 반송된다. 이 때, 하측의 제 1 다공판(101)에 대하여 상측의 제 2 다공판(102)의 개구율이 높은 점에서, 어시스트 가스는, 제 1 다공판(101)의 각 구멍(101a)에 의하여 고속으로 상방으로 분출되고, 제 2 다공판(102)에 의하여 저속이 되어 광범위로 확산하게 되어, 반송 배관(112)에 분체를 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 제 1 다공판(101)과 제 2 다공판(102)을 서로 밀착하여 배치하고 있다. 따라서, 제 1 다공판(101) 위에 제 2 다공판(102)이 밀착함으로써, 하방으로부터 공급된 어시스트 가스는, 제 1 다공판(101)과 제 2 다공판(102)의 사이로부터 누설되지 않고, 제 2 다공판(102) 상의 차콜에 대하여 적정하게 유도되게 되어, 차콜의 퇴적을 방지할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 통형상을 이루는 반송 배관(112)의 내부에 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 배치하고, 반송 배관(112)의 내부에 있어서의 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)의 하방에 어시스트 가스실(121)을 마련하고 있다. 따라서, 반송 배관(112)에 제 1 다공판(101), 제 2 다공판(102), 어시스트 가스실(121)을 세트로 마련함으로써, 장치를 간소화하여 소형화할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 반송 배관(112)의 기단부에 차콜을 공급 가능한 공급 배관(111)을 접속하고, 적어도 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부에 제 1 다공판(101), 제 2 다공판(102), 어시스트 가스실(121)을 배치하고 있다. 차콜의 공급량이 변동하면, 공급 배관(111)과 반송 배관(112)의 접속부에 차콜이 퇴적하기 쉬워지는 점에서, 이 위치에 제 1 다공판(101), 제 2 다공판(102), 어시스트 가스 공급 장치(103)를 배치함으로써, 차콜의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에 있어서는, 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)을 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 1 어시스트 가스 분출 장치(131)를 마련하고 있다. 따라서, 어시스트 가스를 공급 배관(111)으로부터 반송 배관(112)을 향하여 분출함으로써, 반송 배관(112)에 공급된 차콜의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 반송 배관(112)에 있어서의 공급 배관(111)의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 2 어시스트 가스 분출 장치(141)를 마련하고 있다. 따라서, 반송 배관(112)에 공급된 차콜의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 어시스트 가스 분출 장치(131, 141)는, 간헐적으로 어시스트 가스를 분출하고 있다. 따라서, 간헐적으로 분출하는 어시스트 가스에 의하여 차콜의 퇴적을 효과적으로 흩뜨려 적정하게 퇴적을 방지할 수 있다.
본 실시예의 분체 반송 장치에서는, 어시스트 가스 분출 장치(131, 141)의 가스 분사 노즐(151)의 선단부에 원뿔형상을 이루는 가스 분출 구멍(154)을 형성하고 있다. 따라서, 가스 분사 노즐(151)의 가스 분출 구멍(154)으로부터 원뿔형상을 이루는 가스류를 분출함으로써, 이 어시스트 가스를 광범위에 걸쳐 분출하는 것이 가능해져, 차콜의 퇴적을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 차콜 회수 장치에 있어서는, 석탄 가스화 노(12)로부터 가연성 가스를 배출하는 생성 가스 라인(38)에 사이클론(41)을 연결하고, 이 사이클론(41)에 있어서의 제 1 가스 배출 라인(46)에 필터(42a, 42b)를 연결하는 한편, 사이클론(41)에 있어서의 제 1 차콜 배출 라인(47) 및 필터(42a, 42b)에 있어서의 제 2 차콜 배출 라인(49a, 49b)에 빈(44)을 연결하고, 이 빈(44)에 호퍼(45a, 45b, 45c, 45d)를 통하여 차콜 복귀 라인(32)을 연결하여 구성하며, 차콜 배출 라인(47, 49a, 49b)에, 소정의 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 배치되는 제 1 다공판(101)과, 제 1 다공판(101)보다 높은 개구율을 가지고 반송 배관(112)을 따라 제 1 다공판(101)의 상방에 배치되는 제 2 다공판(102)과, 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 반송 배관(112)에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치(103)를 마련하고 있다.
따라서, 사이클론(41)에서 생성 가스로부터 조립의 차콜이 분리되고, 필터(42a, 42b)에서 생성 가스로부터 미립의 차콜이 분리되며, 이 차콜이 차콜 배출 라인(47, 49a, 49b)을 통하여 빈(44)에 저장된다. 이 때, 차콜이 중력 낙하에 의하여 반송 배관(112)을 따라 반송될 때, 어시스트 가스 공급 장치(103)에 의하여 제 1 다공판(101) 및 제 2 다공판(102)을 통하여 어시스트 가스가 공급됨으로써, 차콜이 반송 배관(112)의 제 2 다공판(102) 상에 퇴적되지 않고, 어시스트 가스에 의하여 적정하게 반송된다. 이 때, 하측의 제 1 다공판(101)에 대하여 상측의 제 2 다공판(102)의 개구율이 높은 점에서, 어시스트 가스는, 제 1 다공판(101)의 각 구멍(101a)에 의하여 고속으로 상방으로 분출되고, 제 2 다공판(102)에 의하여 저속이 되어 광범위로 확산하게 되어, 반송 배관(112)에 분체를 체류시키지 않고 효율적으로 반송할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서, 분체 반송 라인에 제 1 다공판과 제 2 다공판을 배치했지만, 다공판의 수는 2개에 한정하지 않고, 3개 이상 배치해도 된다. 또한, 제 1 다공판의 하방에 어시스트 가스실을 마련하고, 하부에 어시스트 가스 공급 장치를 접속했지만, 어시스트 가스실의 단부, 예를 들면, 분체 반송 라인의 기단부측에 어시스트 가스 공급 장치를 접속해도 된다.
또한, 상술한 실시예에서는, 본 발명에 관한 분체 반송 장치를 석탄 가스화 복합 발전 설비에 있어서의 차콜 회수 장치에 적용하여 설명했지만, 이 장치에 한정되는 것은 아니고, 미분탄 공급 설비나 IGCC에 관계없는 설비에서의 분체를 반송하는 장치라면, 어느 장치에도 적용할 수 있다.
11 : 급탄 장치
12 : 석탄 가스화 노
13 : 차콜 회수 장치
14 : 가스 정제 설비
15 : 가스 터빈 설비
16 : 증기 터빈 설비
17 : 발전기
18 : 배열 회수 보일러
32 : 차콜 복귀 라인
38 : 생성 가스 라인
41 : 사이클론(제 1 집진 장치)
42a : 제 1 필터(제 2 집진 장치)
42b : 제 2 필터(제 2 집진 장치)
43a, 43b : 로터리 밸브
44 : 빈
45a, 45b, 45c, 45d : 호퍼
46 : 제 1 가스 배출 라인
47 : 제 1 차콜 배출 라인(제 1 미반응분 배출 라인)
48 : 제 2 가스 배출 라인
49a, 49b : 제 2 차콜 배출 라인(분체 반송 라인, 제 2 미반응분 배출 라인)
101 : 제 1 다공판
102 : 제 2 다공판
103 : 어시스트 가스 공급 장치
111 : 공급 배관(분체 공급 라인)
112 : 반송 배관
113 : 배출 배관
121 : 어시스트 가스실
131 : 제 1 어시스트 가스 분출 장치
141 : 제 2 어시스트 가스 분출 장치

Claims (11)

  1. 소정의 경사 각도를 가지고 분체를 중력 낙하에 의하여 반송 가능한 분체 반송 라인과,
    소정의 개구율을 가지고 상기 분체 반송 라인을 따라 배치되는 제 1 다공판과,
    상기 제 1 다공판보다 높은 개구율을 가지고 상기 분체 반송 라인을 따라 상기 제 1 다공판의 상방에 배치되는 제 2 다공판과,
    상기 제 1 다공판의 하방에 마련되어 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판을 통하여 상기 분체 반송 라인에 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 구비하며,
    상기 분체 반송 라인의 기단부에 분체를 공급 가능한 분체 공급 라인이 접속되며, 적어도 상기 분체 반송 라인에 있어서의 상기 분체 공급 라인의 접속부에 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판 및 상기 어시스트 가스 공급 장치가 배치되며,
    상기 분체 공급 라인으로부터 상기 분체 반송 라인을 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 1 어시스트 가스 분출 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 다공판과 상기 제 2 다공판은 서로 밀착하여 배치되는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분체 반송 라인은, 통형상을 이루는 배관을 가지고, 상기 배관의 내부에 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판이 배치되며, 상기 배관의 내부에 있어서의 상기 제 1 다공판 및 상기 제 2 다공판의 하방에 상기 어시스트 가스 공급 장치를 구성하는 어시스트 가스실이 마련되는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분체 반송 라인에 있어서의 상기 분체 공급 라인의 접속부를 향하여 어시스트 가스를 분출 가능한 제 2 어시스트 가스 분출 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 어시스트 가스 분출 장치는 간헐적으로 어시스트 가스를 분출하는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 어시스트 가스 분출 장치는 원뿔형상을 이루는 가스 분출 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  9. 고형 연료를 가스화하여 생성된 생성 가스로부터 미반응분을 회수하는 차콜 회수 장치에 있어서,
    생성 가스의 생성 라인에 연결되는 제 1 집진 장치와,
    상기 제 1 집진 장치에 있어서의 제 1 가스 배출 라인에 연결되는 제 2 집진 장치와,
    상기 제 1 집진 장치에 있어서의 제 1 미반응분 배출 라인 및 상기 제 2 집진 장치에 있어서의 제 2 미반응분 배출 라인에 연결되는 빈과,
    상기 빈으로부터 미반응분을 복귀시키는 미반응분 복귀 라인과,
    상기 미반응분 배출 라인에 마련되는 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 분체 반송 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    차콜 회수 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 어시스트 가스 분출 장치는 간헐적으로 어시스트 가스를 분출하는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 어시스트 가스 분출 장치는 원뿔형상을 이루는 가스 분출 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는
    분체 반송 장치.
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