KR101818602B1 - 바이오매스 보일러용 연소슬러그 및 파울링 생성방지 약제 주입시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템에 관한 것으로, 그 기술구현의 목적은 바이오매스 연료가 연소하는 과정에서 부착성이 강한 알칼리 금속화합물이 생성되고, 생성된 알칼리 금속화합물이 보일러 내지 소각로의 과열기 및 절탄기 수관에 부착되는 현상, 즉, 슬래깅(Slagging) 또는 파울링(Fouling) 현상을 예방되게 하여, 수관의 부식은 물론, 연소효율의 저하, 보일러 막힘에 따른 운전불가 등의 제반적인 문제점을 해결할 수 있도록 한 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템을 제공함에 있다.
따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;
연소로를 포함하며;
수산화마그네슘용액이 저장되는 용액저장탱크와, 저장된 수산화마그네슘용액을 펌핑 작용에 의해 연소로(1) 내에 공급하는 용액공급펌프와, 연소로의 운전부하에 따라 수산화마그네슘용액의 공급량을 조절하는 주입량 조절장치와, 공급량이 조절된 수산화마그네슘 용액을 희석하는 용액 희석용 믹서와, 수산화마그네슘용액을 분사하는 이류체 분사노즐과, 수산화마그네슘용액의 분사관계를 제어하는 자동연계 제어기를 더 포함하여 구성되게 함으로서, 달성한다.

Description

바이오매스 보일러용 연소슬러그 및 파울링 생성방지 약제 주입시스템{Combustion Slug and Fouling Generation Injection System for Biomass Boiler}

본 발명은 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 바이오매스 연료, 예컨대, 목재 펠렛이나 바이오-SRF 등을 연료로 사용하는 보일러 또는, 소각로 등의 연소설비에 있어, 그 연소설비에 설치되어 있는 과열기 또는, 절탄기 등의 수관 외부에 마그네슘 코팅층을 형성하게 하여 알칼리금속 화합물(슬러그)이 쌓이는 현상을 억제하고, 그에 따라 슬래깅(Slagging) 내지 파울링(Fouling) 현상을 예방되도록 한 바이오매스 보일러용 연소슬러그 및 파울링 생성방지 약제 주입시스템에 관한 것이다.

오늘날 산업 발전에 따른, 화석연료(석탄 및 석유)의 사용량 급증으로 인해, 인위적으로 발생하는 이산화탄소(CO₂)의 배출량이 매우 큰 폭으로 증가하고 있는 현실임을 알 수 있다.

이와 같이, 대량 배출되는 이산화탄소(CO₂)는 정화되지 못한 채, 대기중에 잔류하며, 온실효과를 증폭시킴에 따라 지구온난화 현상을 가속시키게 되고, 이러한, 지구온난화의 영향으로 20세기 지구 평균기온은 약 0.6℃ 상승하였으며, 이로 인해 극지방과 고산지대의 빙하는 감소하고, 겨울은 짧아졌으며, 특히, 최근 들어 집중호우나 폭설, 폭염 등의 극한 기상이변 또한 자주 발생하고 있는 실정이다.

따라서, 전술한 바와 같은, 기후변화에 대처하고, 저탄소 녹색성장의 목표를 달성하기 위하여 전략적으로 자립 가능한 친환경 대체에너지원의 개발과 보급이 절실히 요구되고 있다.

이러한, 실정에 부응하고자, 근래에 있어서는, 화석연료를 대체하여, 온실가스 발생을 극히 저감되도록 하고, 아울러, 수급 및 가격 등 경제적 측면에 있어서 또한, 상대적으로 우수한 친환경 연료, 예컨대, 대한민국 특허청에 선출원 등록(특허 제1361483호 "바이오매스 고체연료 보일러")된 공개기술로서, 목재펠릿 및 바이오-SRF를 연소연료로 하는 보일러 또는, 소각로 등이 다양하게 개발 이용되고 있는 실정이다.

여기서, 상기 목재펠릿 및 바이오-SRF는 바이오매스 에너지의 일종, 예컨대, 식물이나 동물 등으로부터 얻어지는 탄소중립적인 대체에너지 자원으로서, 이들은, 화석연료에 비해 적은 이산화탄소를 배출할 뿐만 아니라, 가격적인 측면에 있어서 또한, 소비자들의 부담을 덜어주며, 효율적인 청정에너지원으로 사회적 인식이 고무되어 있는 에너지원임을 알 수 있다.

하지만, 화석연료의 대체에너지원으로 사용되는, 상기 목재펠렛 및 바이오-SRF 등의 바이오매스 연료는 알칼리금속 함유량이 매우 많은 것으로, 이와 같은, 알칼리금속 중, 특히, 나트륨(Na)이나 칼륨(K) 등의 성분은 고온의 연소과정에 있어, 염소(Cl), 삼산화황(SO₃)과 반응하여 KCl, K₂SO₄, NaCl, Na₂SO₄등의 알칼리 금속 화합물을 생성하게 되고, 따라서, 이와 같이, 생성된 알칼리금속 화합물은 일정 온도영역에서 부착성이 매우 강한 물질 특성에 따라, 보일러 등의 연료로 사용할 경우, 그 보일러에 설치된 과열기 또는 절탄기의 수관 외부에 부착이 되며, 슬래깅(Slagging) 또는, 파울링(Fouling) 현상을 발생 되게 하는 문제점을 주는 것이다.

또한, 상기와 같이, 보일러에 슬래깅(Slagging) 또는, 파울링(Fouling) 현상이 발생할 경우, 과열기 및 절탄기의 스팀 생산량이 급격히 감소하여 보일러의 효율이 저하되고, 보일러의 운전 차압이 증가하여 설비 자체를 운전할 수 없는 문제점을 야기 시키며, 특히, 바이오-SRF계열의 폐목재를 연료로 사용하는 경우에 있어서는, 한 달에 한 번씩 보일러의 가동을 정지시킨 상태하에 해당 부위, 예컨대, 과열기 및 절탄기를 청소해야 운전이 가능하며, 만일 청소작업을 행하지 않을 경우, 운전이 불가능한 문제점이 있다.

또 다르게, 파울링(Fouling) 현상이 발생하는 부분의 수관이 염소성분에 의해 고온부식이 발생할 수 있고, 적어도 6개월에 한번 정도는 수관을 교체해야 하는 경우가 발생하게 된다. 따라서, 나무계열(바이오매스)의 연료를 에너지원으로 사용하는 경우에 있어서는, 그들, 연료재에 포함된 정확한 알칼리 금속이온의 함량 분석이 필요한 것이고, 아울러, 6개월에서 1년 이상 보일러의 상시 운전을 가능하도록 함은 물론, 이 기간동안 보일러의 효율 저하현상 또한, 예방하기 위해서는 부착성이 강한 알칼리금속화합물의 생성을 차단할 필요가 있는 문제점을 상존되게 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 목재펠렛이나 바이오-SRF 등과 같은, 바이오매스 연료를 이용한 연소설비(보일러 또는 소각로 등)의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은, 목재펠렛이나 바이오-SRF 등의 바이오매스 연료를 사용하는 보일러 또는 소각로 등에 있어, 상기 바이오매스 연료가 연소하는 과정에서 발생하는 알칼리 금속화합물, 예컨대, 나트륨(Na)이나 칼륨(K) 등의 성분이 고온의 연소과정에 있어, 염소(Cl), 삼산화황(SO₃)과 반응하여 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 황산칼륨(K₂SO₄), 황산나트륨(Na₂SO₄) 등의 부착성이 강한 금속화합물을 생성하고, 이와 같이, 생성된 알칼리 금속이 보일러 내지 소각로 등에 마련된 과열기 및 절탄기의 수관에 부착되는 현상, 즉, 슬래깅(Slagging)과 그에 따른 파울링(Fouling)을 예방되게 하여, 수관의 부식은 물론, 연소효율의 저하, 보일러 막힘에 따른 운전불가 등의 제반적인 문제점을 해결할 수 있도록 한 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템을 제공함에 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은, 목재펠렛이나 바이오-SRF 등의 바이오매스 연료를 사용하는 보일러 또는 소각로에 있어, 그들 보일러 또는 소각로의 초기가동시, 마그네슘(Mg) 계열의 수산화마그네슘 용액을 미립자 형태로 분사되게 하여, 과열기 및 절탄기의 수관을 마그네시아(MgO) 피막 층에 의해 코팅 처리되게 함으로서, 과열기 및 절탄기의 수관에 알칼리 금속화합물이 부착되는 것을 억제되게 하고, 비록, 상기 과열기 및 절탄기의 수관에 알칼리 금속화합물이 부착되는 경우라도, 그들 과열기 및 절탄기에 마련된 재매기(재 제거장치)에 의해, 부착된 재를 용이하게 제거할 수 있도록 하여, 일련의 운전효율성을 증대시킬 수 있도록 한 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템을 제공함에 있다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템의 구체적 수단으로는;

연소로를 포함하며;

수산화마그네슘용액이 저장되는 용액저장탱크와, 저장된 수산화마그네슘용액을 펌핑 작용에 의해 연소로(1) 내에 공급하는 용액공급펌프와, 연소로의 운전부하에 따라 수산화마그네슘용액의 공급량을 조절하는 주입량 조절장치와, 공급량이 조절된 수산화마그네슘 용액을 희석하는 용액 희석용 믹서와, 수산화마그네슘용액을 분사하는 이류체 분사노즐과, 수산화마그네슘용액의 분사관계를 제어하는 자동연계 제어기를 더 포함하여 구성되게 함으로서, 달성한다.

이상, 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템은, 보일러 또는 소각로 가동시, 바이오매스 연료의 연소과정으로 인해 생성되는 알칼리 금속화합물, 예컨대, 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 황산칼륨(K₂SO₄), 황산나트륨(Na₂S O₄) 등의 화합물이, 보일러 또는 소각로에 마련된 과열기 및 절탄기의 수관에 부착되는 현상, 예컨대, 슬래깅(Slagging) 현상과, 그에 따른 파울링(Fouling) 현상을 예방되게 한 것으로, 이는, 수관의 부식예방, 보일러 내지 소각로 운전에 따른 연소효율 증대, 그리고, 보일러 내지 소각로의 유지관리 등 일련의 취급성 또한, 증대되게 한 효과를 제공한다.

또 다르게, 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템은, 보일러 또는 소각로의 초기가동시, 수산화마그네슘용액의 분사에 의해 과열기 및 절탄기의 수관을 마그네시아(MgO) 피막 층에 의해 코팅되게 한 것으로, 이는, 보일러 또는 소각로에 마련된 과열기 및 절탄기의 수관에 알칼리 금속화합물이 부착되는 것을 극히 억제되게 한 것임은 물론, 특히, 상기 과열기 및 절탄기의 수관에 알칼리 금속화합물이 부착되는 경우라도, 그들 과열기 및 절탄기에 부착된 재(알칼리 금속화합물)를 재제거장치에 의해, 용이하고, 안정되게 제거할 수 있게 한 것으로, 이는, 매우 유용한 기대효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템의 개략구성도

이하, 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템의 바람직한 실시예 구성을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

이에, 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 개략적인 구성을 살펴보면;

이는 연소로(1)와, 용액저장탱크(2)와, 용액공급펌프(3)와, 주입량 조절장치(4)와, 용액 희석용 믹서(5)와, 이류체 분사노즐(6)과, 자동연계 제어기(7)로 구성된다.

여기서, 먼저 상기 연소로(1)는, 바이오매스 연료, 예컨대, 목재펠렛이나 바이오-SRF 연료를 이론적 산소요구량 이상의 공기와 접촉시켜 불꽃산화를 수행되게 함으로서 기체상태의 이산화탄소와 수증기로 전환되게 하고, 이러한 과정에서 발생한 연소열을 보일러로 회수되게 하여, 지역난방 등의 열에너지로 활용하거나, 혹은, 상기 전환된 고압의 수증기에 의해 스팀터빈을 가동시켜 발전을 행할 수 있도록 하는 통상의 구성으로 이루어지는 것인바, 이에, 본 발명의 연소로(1) 또한, 통상의 그것과 상이함이 없는 동일 구성을 적용함이 바람직하다.

또한, 상기 용액저장탱크(2)는, 해수를 원료로 하여 생성된 수산화마그네슘 용액을 저장하는 일정 용량의 용액저장수단으로서, 이러한, 용액저장탱크(2) 내로 저장되는 상기 수산화마그네슘용액은 평균입자 사이즈가 4㎛ 이하의 입자크기를 갖는 용액으로 생성 저장토록 함이 바람직하다.

또한, 상기 용액공급펌프(3)는, 전술한, 용액저장탱크(2)에 저장된 수산화마그네슘용액을 강제 펌핑작용에 의해 연소로(1)내로 공급토록 하는 기능구성으로 마련되게 함이 바람직하다.

또한, 상기 주입량 조절장치(4)는, 전술한, 용액공급펌프(3)의 강제 펌핑작용에 의해 용액저장탱크(2)로 저장된 수산화마그네슘용액을 연소로(1)내로 분사 공급함에 있어, 그 연소로(1)의 운전부하에 따라 수산화마그네슘용액의 공급량을 조절하는 기능구성으로 마련되게 함이 바람직하다.

또한, 상기 용액 희석용 믹서(5)는, 전술한, 주입량 조절장치(4)를 통해 공급량이 조절된 수산화마그네슘 용액이, 연소로(1)내에 균등하게 분사될 수 있도록, 수산화마그네슘과 정수의 비율을 0.2:10 ~ 1:10 범위의 비율로 희석되게 하는 기능구성으로 마련되게 함이 바람직하다.

또한, 상기 이류체 분사노즐(6)은, 보일러의 과열기 및 절탄기의 수관에 수산화마그네슘을 미립자 사이즈, 예컨대, 평균 분사입자 사이즈가 50㎛ 이하로 분사하여, 그 수관에 산화마그네슘(MgO) 코팅층을 형성되도록 하기 위한 수단인바, 이에, 이와 같은, 이류체 분사노즐(6)은, 1단 분사노즐과, 2단 분사노즐로 이루어진 다단 구성으로 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 자동연계 제어기(7)는, 전술한, 연소로(1)의 운전 부하 값과, 연료 사용량을 감지하여, 자동으로 약액공급펌프(3)의 작동을 온/오프를 제어되게 함과 동시에, 연소로(1)의 온도가 900 ~ 1300℃의 범위로 감지될 경우, 수산화마그네슘용액을 전술한, 다단구조의 이류체 분사노즐(6)에 있어, 1단 분사노즐을 통해 분사할 것인가, 혹은, 2단 분사노즐을 통해 분사할 것인가를 자동으로 선택 제어되게 하는 구성으로 마련되게 함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 일련의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템의 작동관계를 살펴보면;

이는, 연소로(1) 내에 바이오매스 연료가 공급되고, 그 공급되는 바이오매스 연료가 공기와의 접촉에 의해 연소처리되는 과정이 이루어지는 경우, 먼저, 자동 연계제어기(7)를 통해 연소로(1)의 운전부하 값과 연료사용량을 감지되게 한다.

이후, 상기 자동 연계제어기(7)를 통해 감지된 연소로(1)의 운전부하 값과, 연료사용량이 기설정된 값으로 감지되고, 아울러, 연소로(1)의 온도 값이 900 ~ 1300℃의 범위로 감지될 경우, 그 자동 연계제어기(7)에 의한 제어에 의해 약액공급펌프(3)의 작동을 자동으로 온 시켜, 용액저장탱크(2) 내의 수산화마그네슘용액을 펌핑 되게 하며, 상기 펌핑 되는 수산화마그네슘용액을, 연소로(1)의 운전부하 값 및 연료사용량 감지 값에 의해 다단구성으로 이루어진 1단 분사노즐과, 2단 분사노즐 중, 어느 하나의 이류체 분사노즐(6)을 통해 분사되게 할 것인가를 자동으로 선택 제어되게 한다.

이후, 상기 선택된 이류체 분사노즐(6)을 통해 수산화마그네슘용액을, 분사입자사이즈 평균 50㎛ 이하의 미립자 크기로 보일러의 과열기 및 절탄기 수관에 분사 공급하여, 산화마그네슘(MgO) 코팅층을 형성되게 함으로서, 슬래깅(Slagging) 또는, 파울링(Fouling) 현상의 발생을 방지되게 하는 것이다.

이때, 전술한 바와 같은, 일련의 수산화마그네슘용액 분사 공급과정에 있어, 주입량 조절장치(4)는, 상기 용액공급펌프(3)의 강제 펌핑작용에 의해 용액저장탱크(2)로 저장된 수산화마그네슘용액이 연소로(1) 내로 분사 공급됨에 있어, 연소로(1)의 운전부하에 따라 수산화마그네슘용액의 공급량을 조절하는 하는 작용을 행하는 것이고, 이와 같이, 공급량이 조절된 수산화마그네슘용액이 연소로(1)내에 균등하게 분사될 수 있도록, 용액 희석용 믹서(5)는 수산화마그네슘용액을 희석, 예컨대, 마그네슘과 정수의 비율을 0.2:10 ~ 1:10 범위의 비율로 희석되게 하는 기능을 행하는 것이다.

또한, 상기 수산화마그네슘용액의 분사 공급에 의해 과열기 및 절탄기의 수관에 형성된 산화마그네슘(MgO) 코팅층은, 연소로(1)의 배기가스 성분 중, 염소와 삼산화황이 알칼리금속인 나트륨 및 칼륨과 반응하여, 부착성이 강한 알칼리금속 화합물이 생성하기 전에, 마그네슘화화합물(MgCl₂, MgSO4)을 생성되게 함으로서, 슬래깅(Slagging) 내지 파울링(Fouling) 현상을 예방하게 되는 것이다.

또한, 보일러의 초기 가동시 연소로(1) 내로 분사공급되는 수산화마그네슘용액은, 보일러의 초기가동시 7일간은 과량, 예컨대, 상시 운전시 공급량에 2배 이상으로 공급되고, 7일 이후, 상시 운전시 공급량으로 절감되어 공급되는 것인바, 이와 같은, 수산화마그네슘용액의 공급량조절은 주입량 조절장치(4)에 의해 이루어진다.

한편, 부연적 설명으로서, 본 발명에 있어, 수산화마그네슘용액에 의해 마그네슘화합물이 생성되는 화학 반응관계를 살펴보면 다음과 같이 진행됨을 알 수 있다.

먼저, 수산화마그네슘용액을 공급하지 않은 상태에서의 알칼리금속이온과 염소와 삼산화황의 반응식은

K⁺ + Cl^- → KCl , 2K⁺ + SO₄ ^2- → K₂SO₄

2KCl(g) + SO₃(g) + H₂O(g) → K₂SO₄(g)+HCl(g)

Na⁺ + Cl^- → KCl , 2Na⁺ + SO4^2- → Na₂SO₄

2NaCl(g) + SO₃(g) + H₂O(g) → Na₂SO₄(g) + 2HCl(g)임을 알 수 있는 것으로,

이 화합물들은 연소가스와 보일러 수관의 온도차이에 의해 응축되어 부착성이 강한 화합물을 형성하게 되고, 따라서, 이러한, 부착성이 강한 화합물이 과열기및 절탄기 수관에 부착되어 떨어지지 않게 되므로, 슬래깅(Slagging) 내지 파울링(Fouling) 현상을 유발하게 되며, 특히, 이러한 화합물은 부착력이 매우 강함으로 인해 재를 제거하는 장치인 재매기를 가동하여도 제거되지 않는다.

그러나, 본 발명에 있어, 수산화마그네슘용액을 분사 공급하는 경우의 반응식을 살펴보면;

Mg^{2 +} + 2Cl^- → MgCl₂ , Mg^{2 +} + SO₄ ^2- → MgSO₄ 임을 알 수 있다.

이와 같이, 생성된 화합물들은 부착성이 없기 때문에 과열기나 절탄기의 수관에 부착이 되는 경우라도 재매기를 사용하면 쉽게 재 제거가 가능한 것이다.

이때, 과열기 및 절탄기의 수관에 부착된 재에 의해 수관이 부식이 발생 될 수 있는 것인바, 그 부식이 발생하는 화학식은 연소가스 중에 O₂(g)와 KCl(g)와 NaCl(g), SO₂(g), Cl₂(g)+H₂O→HCl(g) 등등이 존재하고 수관 부분의 부착된 재 부분에는 다음과 같은 화학반응이 생성된다. (부착된 재 영역에서 Cl₂(g) 발생되는데 이 Cl₂(g)가 수관 부분에 부식을 발생시키는 원인물질이 된다)

2NaCl + SO₂(g) + O₂(g) → Na₂SO₄ + Cl₂(g)

2KCl + SO₂(g) + O₂(g) → KCl + Cl₂(g)

Scale이 형성된 부식에서 발생되는 화학반응식

3FeCl₂ + 2O₂(g) → Fe₃O₄(s) + 3Cl₂(g)

2FeCl₂ + 1.5O₂(g) → Fe₂O₃ + 2Cl₂(g)

FeCl₂ + O₂(g) + Fe₃O₄ → 2Fe₂O₃ + Cl₂(g)

부식발생 부분의 화학반응식 : FeCl₂(s, g) ← Fe(s) + Cl₂(g)

수관부분 화학분자식 : Fe(s)

즉 Cl₂(g)가 수관외관 부식의 원인이 되어 Fe(s)이 부식이 발생하고, 그러한, 부식 발생에 의해 생성된 FeCl₂ (s, g)가 산소와 만나서 Cl₂(g)을 형성시켜 부식을 더 촉진시킨다.

이와 같이 연소가스 중의 Cl₂(g)와 SO₂(g)가 부식에 중요한 영향을 주기는 하지만 실제 부식을 촉진시키고 발생시키는 원인은 부착성이 강한 알칼리금속화합물에 의해 수관 표면에 부착된 재에 의해 부식을 촉진시키므로 수관에 산화마그네슘(MgO)으로 코팅처리하여 재가 부착되어도 재매기에 의해 재 제거를 가능하도록 하거나 Mg와 Cl₂(g)가 반응하여 부착성이 없는 MgCl₂ 화합물을 생성하도록 하는 방법으로 부식을 미연에 방지할 수 있는 것으로, 이러한, 작용 및 기능특징은 실험예1 내지 실험예 3을 통해 확인할 수 있음을 알 수 있다.

[실험예1]

바이오-SRF와 목재펠렛을 연료로 사용하는 보일러를 보유한 국내 E사의 과열기에 부착된 재의 성분분석 자료, 성분분석 자료를 보면 재 중에 Na, K 함량이 10~15%, 5~7%로 함량이 높다. 석탄을 연료로 사용할 경우에는 0.5~1.5%, 1.5~2.0% 정도이다.

Ash 성분 (wt% ash as oxide) 측정방법 : XRF을 이용한 정상 및 정량분석)	과열기 및 절탄기 수관에 부착된 Ash (사용연료 : 목재펠렛 & 바이오-SRF등의 바이오매스)
	국내 E사 #1 보일러 (100% 바이오매스 연료 사용) 2015.10.7.	국내 E사 #2 보일러 (100% 바이오매스 연료 사용) 2015.10.7.
K2O	10.50	15.08
SO3	13.80	28.62
Na2O	6.98	5.64
Cl	16.95	10.38
SIO2	9.81	6.50
Al2O3	3.33	3.18
TiO2	3.55	2.92
Fe2O3	2.82	2.21
CaO	25.54	16.68
MgO	2.42	2.54
P2O5	1.8	2.02
미측정 성분	2.5	4.23
합 계	100	100

[실험예2]

국내 E사에 30일 약품을 주입한 결과 약품 주입 전 운전기간 30일 후에 발생되는 Ash 부착상태 사진과 약품 주입 후 운전기간 30일 후에 Ash 부착상태 사진 비교표 작성

약품 주입하기 전 보일러 정상운전 30일 후 과열기 및 절탄기 Ash 부착 상태 사진	약품 주입 후 보일러 정상운전 30일 후 과열기 및 절탄기 Ash 부착 상태 사진

[실험예3]

국내 E사 약품을 주입한 결과 약품 주입 전 운전기간 30일 동안 보일러 운전 그래프와 약품 주입 후 운전기간 30일 후에 보일러 운전 비교표 작성

약품 주입하기 전 보일러 정상운전 30일 동안 보일러 운전 그래프

약품 주입 후 보일러 정상운전 30일 동안 보일러 운전 그래프

전술한, 바와 같은 실험예에서 나타난 바와 같이 보일러 운전그래프를 보면 약품 투입 전에는 보일러 정상운전 30일 동안 절탄기 전단배기가스 온도가 385℃에서 446℃로 상승폭이 크지만 약품 주입 후 보일러 정상운전 30일 동안 출구온도가 382℃에서 419℃로 상승폭이 적음을 확인할 수 있는 것으로, 이에, 보일러의 운전효율 저하가 미비해져 연속운전이 가능해짐을 알 수 있다.

또한, 압력 그래프를 보면 약품 투입 전에는 보일러 정상운전 30일 동안 공기예열기 후단 압력이 26.9mmH₂0 가 상승되어, 보일러를 정상운전하기 어려울 정도로 상승하지만, 약품 주입 후 보일러 정상운전 30일 동안에는 압력이 5.6mmH₂0 상승되어, 그 상승률이 미비해짐을 확인할 수 있는 것으로, 이에, 보일러의 연속운전이 가능해짐을 알 수 있다.

1 : 연소로 2 : 용액저장탱크 3 : 용액공급펌프
4 : 주입량 조절장치 5: 용액희석용 믹서 6 : 이류체 분사노즐
7 : 자동연계 제어기

Claims (3)

1. 바이오매스 연료를 불꽃 산화시켜 기체상태의 이산화탄소와 수증기로 전환하고, 연소열을 보일러로 회수되도록 한 연소로(1)를 포함하며, 여기에, 평균 4㎛ 이하의 입자크기를 갖는 해수를 원료로 사용하는 수산화마그네슘용액이 저장되는 용액저장탱크(2)와, 상기 용액저장탱크(2)에 저장된 수산화마그네슘용액을 펌핑 작용에 의해 연소로(1)내로 공급하는 용액공급펌프(3)와, 상기 용액공급펌프(3)의 펌핑 작용에 수산화마그네슘용액을 연소로(1)내로 분사 공급함에 있어, 연소로(1)의 운전부하에 따라 수산화마그네슘용액의 공급량을 조절하는 주입량 조절장치(4)를 구비한 보일러 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템에 있어서;
   상기 보일러 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템은, 상기 주입량 조절장치(4)를 통해 공급량이 조절된 수산화마그네슘 용액이, 연소로(1)내에 균등분사될 수 있도록, 수산화마그네슘과 정수의 비율을 0.2:10 ~ 1:10 범위의 비율로 희석되게 하는 용액 희석용 믹서(5)와;
   상기 희석된 마그네슘용액을 분사되는 입자사이즈의 평균값이 50㎛ 이하의 입자크기로 분사하여, 과열기 및 절탄기 수관에 산화마그네슘(MgO) 코팅층을 형성되게하는 이류체 분사노즐(6)을 더 구비하고;
   상기 연소로(1)의 운전부하 값과, 연료 사용량을 감지하여, 약액공급펌프(3)의 온/오프를 제어하고, 이류체 분사노즐(6)에 의한 수산화마그네슘용액의 분사관계를 제어하는 자동연계 제어기(7)를 더 포함하여 구성하되, 상기 자동연계 제어기(7)는 연소로(1)의 온도가 900 ~ 1300℃의 범위로 감지되면, 이류체 분사노즐(6)의 작동을 제어하여 수산화마그네슘용액을 분사 공급되게 함을 특징으로 하는 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템.
   
2. 제 1항에 있어서;
   상기 이류체 분사노즐(6)은, 1단 분사노즐과, 2단 분사노즐로 분할된 다단 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 바이오매스 보일러용 연소슬러그 생성방지 약제 주입시스템.
   
   
   
   
   
   
   
   
3. 삭제

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