KR101877910B1 - Apparatus for DUO Exhaust Gas Process Using Heat by Boiler - Google Patents

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Abstract

Provided is a dual exhaust gas treatment apparatus using a heat source of a boiler. To this end, the heat source of the industrial boiler is supplied to a dual absorber and a heat exchanger to dry external wetting materials, and then latent heat and moisture are collected through absorption and desorption processes to be supplied to the outside through a supply line.

Description

보일러의 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치 {Apparatus for DUO Exhaust Gas Process Using Heat by Boiler} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a dual exhaust gas treatment apparatus using a heat source of a boiler,

본 발명은 보일러의 배기가스를 이용하여 이중 잠열 제습을 통해 수분, 현열 및 잠열을 회수하고 백연 및 분진 등의 오염물질을 제거하여 배출하는 보일러를 이용한 이중 배기가스 처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a dual exhaust gas treatment apparatus using a boiler for recovering moisture, sensible heat and latent heat through double latent heat dehumidification using exhaust gas from a boiler, and removing pollutants such as white smoke and dust.

일반적으로 수소연료전지는 수소를 산화시킬 때 발생하는 에너지를 전기로 변환시키는 배터리로 새로운 청정 에너지원으로 다양한 연구가 진행되고 있다.Generally, a hydrogen fuel cell is a battery that converts the energy generated when hydrogen is oxidized into electricity, and various studies are being conducted as a new clean energy source.

수소를 에너지원으로 사용 가능한 연료전지는 PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), PAFC(Phosphoric Acid Fuel Cell), MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell), SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 등이 있다.Fuel cells that can use hydrogen as an energy source include PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell), MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) and SOFC (Solid Oxide Fuel Cell).

여기서, MCFC는 융용 탄산염을 다공 세라믹 매트릭스에 녹인 것을 전해질로 사용하며, 650의 고온의 수소나 일산화탄소를 연료로 사용해야 하며, 압력도 매우 높아야 한다. 이와 같이 고압가스인 수소연료와 CO2가 관여하기 때문에 위험성이 있어서, 자동차 같이 소형 이동기계의 에너지원으로는 쓸 수 없고, 대용량 발전용으로 적합하다.Here, the MCFC uses a molten carbonate dissolved in a porous ceramic matrix as an electrolyte, and a high temperature hydrogen or carbon monoxide of 650 is used as the fuel, and the pressure must be very high. Since the high-pressure gas, hydrogen fuel and CO 2 are involved, it is dangerous and can not be used as an energy source for small-sized mobile machines such as automobiles, and is suitable for large-capacity power generation.

또한, 백금 촉매 대신 니켈 촉매를 사용함으로 경제성 높고, 열병합 발전에 유리한 고온의 폐열이 발생된다. 그러나 이산화탄소의 재순환이 필요하고 부식성의 전해질로 인하여 수명이 짧은 단점이 있다.In addition, the use of a nickel catalyst in place of the platinum catalyst is economical and generates waste heat at a high temperature favorable to cogeneration. However, there is a disadvantage that carbon dioxide is recirculated and life is short due to corrosive electrolyte.

최근 MCFC 시스템 및 종류에 따라 연료전지 제조시 연료전지 출구에서의 배기가스 배압을 일정하게 유지하는 것은 불가능한 것으로 알려져 있다. 그 이유는 설치된 부품들, 예를 들어 열회수 유닛, 차단 댐퍼들, 파이프 루트들, 엘보우들 등(파이프 라우팅 단일 저항들)과, 강풍, 돌풍, 폭풍 등의 지속적인 기상변화들과, 여름, 겨울 들의 외부 온도의 큰 변동들이다. It is known that it is impossible to maintain the exhaust gas back pressure at the fuel cell outlet constantly in the fuel cell manufacturing according to the recent MCFC system and type. This is because of the continuous weather changes, such as strong winds, gusts, storms, etc., of the installed components, such as heat recovery units, blocking dampers, pipe routes, elbows (pipe routing single resistors) These are large fluctuations in the external temperature.

아와 같이 연료전지 출구와 대기로의 출구 사이의 배기가스관 내의 압력 조건들은 부피 변화와 오염에 의해 부정적인 영향을 받는다. 이에 따라, 배압 변동이 발생하고, 이는 배기가스 흐름의 변동들을 야기시킨다.The pressure conditions in the exhaust pipe between the fuel cell outlet and the outlet to the atmosphere are negatively affected by volume change and contamination. This causes a back pressure variation, which causes variations in the exhaust gas flow.

결과적으로 이러한 문제들로 인하여 종래기술에 따른 MCFC 생산설비는 연료전지의 전력 생산성능이 변동되고, 또한 배기가스 배압의 변동이 심한 경우에는 고장(오류)이 발생하게 되는 문제점이 있었다.As a result, the MCFC production facility according to the prior art has such a problem that the power production performance of the fuel cell is fluctuated, and when the exhaust gas back pressure fluctuates severely, a failure occurs.

또한, 하나의 연료전지 배기가스를 처리하여 대기중으로 배출함에 있어, 하나의 건조처리시스템일 경우 효율이 낮으며, 다른 분야의 건조기와의 연동이 되지 않아, 별도로 구동함으로 인한 열에너지를 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었다. In addition, since one fuel cell exhaust gas is processed and discharged to the atmosphere, the efficiency of one drying process system is low, and it can not be interworked with the drier of other fields, so that heat energy due to driving separately can be utilized efficiently There was a problem.

특허공개 10-2015-0132260 (공개일 2015.101.25)Patent Publication 10-2015-0132260 (Publication date 2015.101.25) 특허등록 10-1697705 (공고일 2017.01.18)Patent registration 10-1697705 (Notice day 2017.01.18)

본 발명의 목적은 산업용 보일러의 열원을 이용하여 이중 흡수기 및 열교환기에 공급하여 외부 습윤재료를 건조하고, 흡수/탈수(absorber/desorber) 과정을 통해 수분, 현열 및 잠열을 회수하고, 공급라인을 통해 외보로 공급하도록 하는 보일러의 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a process for producing a water-absorbent resin composition, which comprises the steps of supplying an aqueous solution of an industrial boiler to a dual absorber and a heat exchanger to dry an external wetting material and recovering moisture, sensible heat and latent heat through an absorption / desorber process, And it is an object of the present invention to provide a double exhaust gas processing apparatus using a heat source of a boiler for supplying the exhaust gas to the outside.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 보일러를 이용한 이중 배기가스처리장치는 보일러의 배기가스를 흡수제용액과 접촉시켜 수분을 흡수하고, 묽은 흡수제용액을 회수하여 현열 및 잠열을 회수하는 제1흡수기; 상기 제1흡수기를 통해 흡입된 건조배기가스를 공급된 열원에 의해 가열하여 상대습도가 낮은 고온 배기가스를 배출하는 제1열교환기; 상기 제1열교환기로부터 공급된 고온 배기가스를 열원으로 하여 습윤재료를 가열 건조하여 건조기배기가스를 발생하는 제1건조기; 상기 제1건조기의 건조기배기가스를 공급된 흡수제용액과 접촉시켜 냉각 및 응축시켜 현열 및 잠열을 회수하며 그에 따른 묽은농도 흡수제용액을 생성하는 제2흡수기; 상기 제2흡수기에서 배출된 배기가스를 공급된 열원에 의해 가열된 배기가스를 대기로 배출하는 제2건조기; 상기 제1,제2흡수기에서 응축된 수분이 포함된 농도가 묽은 흡수제 용액을 포집 및 저장하는 용액저장조; 상기 용액저장조에서 고온의 흡수제용액을 공급받아 고온수와 저온 흡수제용액으로 분리하고, 상기 고온수는 상기 제1열교환기, 제2건조기 및 제3열교환기의 열원으로 순환 공급 및 회수하고, 저온 흡수제용액은 상기 제1,제2흡수기로 공급하는 냉각기 및 응축기;를 포함하여 이루진 것을 특징으로 한다.A dual exhaust gas treatment apparatus using a boiler for achieving the object of the present invention comprises a first absorber for absorbing moisture by bringing exhaust gas of a boiler into contact with an absorbent solution, recovering a dilute absorbent solution to recover sensible heat and latent heat; A first heat exchanger for heating the dry exhaust gas drawn through the first absorber by a supplied heat source to exhaust hot exhaust gas having a low relative humidity; A first dryer for heating and drying the wet material using the high temperature exhaust gas supplied from the first heat exchanger as a heat source to generate a dryer exhaust gas; A second absorber for contacting the dryer exhaust gas of the first dryer with the supplied absorbent solution to cool and condense the absorbent solution to recover sensible heat and latent heat, thereby producing a dilute concentration absorbent solution; A second dryer for discharging the exhaust gas discharged from the second absorber to the atmosphere, the exhaust gas heated by the supplied heat source; A solution storage tank for collecting and storing the diluted absorbent solution at a concentration containing water condensed in the first and second absorbers; The high-temperature absorbent solution is supplied to the solution reservoir and is separated into high-temperature water and low-temperature absorbent solution. The high-temperature water is circulated and supplied to the heat sources of the first heat exchanger, the second drier and the third heat exchanger, And a condenser for supplying the solution to the first absorber and the second absorber.

여기서, 상기 냉각기 및 응축기에 부가하여, 용액저장조에서 공급된 흡수제용액을 공급된 열원으로 가열시켜 배출시키는 디소버; 상기 디소버로부터 공급된 묽은 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기로 공급하고, 분리된 진한용액은 상기 용액저장조로 배출시키는 용액/증기분리기;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Here, in addition to the cooler and the condenser, a desolver for heating and discharging the absorbent solution supplied from the solution reservoir to the supplied heat source; And a solution / vapor separator for vaporizing the diluted absorbent solution supplied from the desorber to supply the generated water vapor to the condenser and discharging the separated concentrated solution to the solution reservoir.

본 발명에 따른 연료전지 폐열 회수를 위한 이중 배기가스 처리장치는 배기가스를 이중으로 구성된 흡수기에 통과시키므로, 배기가스로부터 현열 및 잠열을 2단계로 추출할 수 있어 열효율이 증가되며, 탈취 및 분진을 이중으로 제거할 수 있으며, 외부 습윤재료 건조기의 열원으로 활용이 가능할 뿐만 아니라, 외부 습윤재료를 건조함으로 인해 발생된 냄새 및 분진 등 오염된 건조공기를 탈취 및 세척할 수 있는 효과가 있다.The dual exhaust gas treatment apparatus for recovering waste heat of a fuel cell according to the present invention allows the exhaust gas to pass through an absorber having a dual structure, so that sensible heat and latent heat can be extracted from the exhaust gas in two steps, It can be used as a heat source for an external wet material dryer and also has an effect of deodorizing and washing contaminated dry air such as odor and dust generated by drying an external wet material.

또한 연료전지 배기가스의 열원이 부족할 때, 보조보일러를 활용하여 고온가스 및 고온수를 발생시켜 보조열원으로 사용하므로, 안정되고 효과적인 현열 및 잠열을 회수할 수 있으며, 지연난방 등으로 안정된 열원을 공급할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the heat source of the fuel cell exhaust gas is insufficient, the auxiliary boiler generates the hot gas and the hot water to be used as the auxiliary heat source, so that stable and effective sensible heat and latent heat can be recovered and the stable heat source can be supplied There is an effect that can be.

또한, 제1흡수기와 제1건조기 사이에 배기가스팬, 건조배기가스 후드 및 건조공정 배기가스 팬을 부가하므로 배기가스 흐름을 분리하므로, 연료전지의 배기가스 압력을 일정하게 유지할 뿐만 아니라, 상기 연료전지 배기가스를 상기 제1건조기로 안정되게 공급할 수 있는 효과가 있다.Further, since the exhaust gas span between the first absorber and the first dryer and the dry exhaust gas hood and the drying process exhaust gas fan are added, the exhaust gas flow is separated, so that not only the exhaust gas pressure of the fuel cell is kept constant, It is possible to stably supply the battery exhaust gas to the first dryer.

또한, 응축기 및 디소버를 활용하여 응축수를 생성 및 포집하므로 식수 수준의 깨끗한 유용수로 활용할 수 있다.In addition, condensate and desorbers can be used to collect and collect condensed water, which can be used as clean water for drinking water.

또한, 연료전지 배기가스 및 열회수장치 또는 보조보일러를 열원으로 사용하지 않고, 일반적인 소각로, 보일러, 가스터빈 등에서 발생된 열원을 활용하여 이중 배기가스 처리장치를 구현할 경우에도 상기 연료전지 및 보조보일러를 활용한 배기가스 처리장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Also, when a double exhaust gas treatment device is implemented by utilizing a heat source generated in a general incinerator, a boiler, or a gas turbine without using a fuel cell exhaust gas and a heat recovery device or an auxiliary boiler as a heat source, the fuel cell and the auxiliary boiler are utilized The same effect as that of an exhaust gas processing apparatus can be obtained.

이와 같이 전체적으로 본 발명은 1차 에너지를 약 70%~80%를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인하여 이산화탄소 배출량도 약 70~80%를 저감할 수 있으며, 식수를 대체할 만한 깨끗한 유용수를 85%까지 회수할 수 있는 효과가 있다.Thus, the present invention not only saves about 70% to 80% of the primary energy, but also reduces carbon dioxide emissions by about 70% to 80%. In addition, it can reduce the amount of clean water that can replace drinking water by 85% Can be collected.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 폐열회수를 위한 이중 배기가스 처리장치의 전체 구성도이고,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 보일러 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치 전체 구성도이고,
도 3은 도 1 및 도 2에서 제1,제2흡수기의 원리를 설명하기 위한 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a dual exhaust gas treatment apparatus for recovering waste heat of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view illustrating the entire structure of a dual exhaust gas treatment apparatus using a boiler heat source according to a second embodiment of the present invention,
Fig. 3 is a diagram for explaining the principle of the first and second absorbers in Figs. 1 and 2. Fig.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 폐열회수를 위한 이중 배기가스 처리장치의 구성도로서, 연료전지(101)의 배기가스(13)를 흡수제용액과 접촉시켜 수분을 흡수하고 묽은 흡수제용액을 회수하여, 냉각 및 응축을 통해 현열 및 잠열을 회수하는 제1흡수기(104)와, 상기 제1흡수기(104)의 출구단에서 배기가스를 외부로 배출하여 상기 연료전지의 배기가스의 압력유지를 위한 배기가스팬(105)과, 상기 배기가스팬(105)을 통해 배출된 배기가스와 외부공기를 혼입하는 건조배기가스 후드(106)와, 상기 건조배기가스 후드(106)를 통해 흡입된 배기가스 및 외부공기의 흡입을 조절하는 건조공정 배기가스팬(107)과, 상기 건조공정 배기가스팬(107)을 통해 흡입된 건조배기가스(15)를 상기 제2열교환기를 통해 공급된 열원에 의해 열교환하여 상대습도가 낮은 고온 배기가스를 배출하는 제1열교환기(108)와, 상기 제1열교환기(108)로부터 공급된 고온 배기가스(16)를 열원으로 하여 습윤재료(110)를 가열 건조하고, 그로 인하여 냉각 및 증기 포화된 건조기배기가스(17)를 발생하는 제1건조기(109)와, 상기 제1건조기(109)의 건조기배기가스(17)를 다음 건조공정으로 순환하기 위한 순환팬(111)과, 상기 순환팬(111)을 통해 공급된 건조기배기가스(18)과 보조열원으로부터 공급된 고온가스(19)가 혼합한 혼합배기가스(20)를 분사된 흡수제용액과 접촉시켜 혼합배기가스(20)의 수분을 흡수함으로써, 현열 및 잠열을 회수하며 그에 따른 묽은 흡수제용액을 생성하는 제2흡수기(112)와, 상기 제2흡수기(20)에서 배출된 건조 혼합배기가스를 순환시키는 통풍팬(113)과, 상기 통풍팬(113)을 통해 순환된 건조혼합배기가스(21)는 공급라인(31a)을 통해 공급된 온수에 의해 가열된 배기가스(22)를 대기로 배출하는 제2건조기(114)와, 상기 제1,제2흡수기(104)(112)에서 응축된 수분이 포함된 농도가 묽은 흡수제 용액을 포집 및 저장하는 용액저장조(120)와, 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 고온의 흡수제용액을 상기 제1열교환기(108), 제2건조기(114), 제3열교환기(115) 또는 난방 회수라인(31b)를 통해 열교환 및 회수된 저온수로 냉각시키고, 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로 저온 흡수제 용액을 공급하고, 응축기(123)로 저온수를 공급하는 냉각기(124)와, 상기 냉각기(122)로부터 공급된 저온수와 공급된 고온공기에 의해 가열된 고온수를 생성하여 상기 제1열교환기(108), 제2건조기(114), 제3열교환기(115) 또는 난방용수의 열원으로 공급하고, 재활용 가능한 응축수를 생성하는 응축기(123)와, 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 흡수제용액을 상기 연료전지 열회수장치(102) 및 보조보일러(103)로부터 공급된 온수(28)(29)를 이용하여 가열시켜 수증기와 흡수제용액을 분리배출시키는 디소버(121)와, 상기 디소버(121)로부터 공급된 묽은 농도의 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기(123)로 공급하고, 분리된 진한농도의 흡수제용액은 상기 용액저장조(120)로 포집시키는 용액/증기분리기(122)와, 상기 응축기(123) 및 상기 디소버(121)에서 공급된 고온 증기 및 고온수를 열에너지 공급라인(31a)을 통해 상기 제1열교환기, 제2건조기(114) 또는 난방용수로 순환 공급하는 제2열교환기(126)와, 상기 제2열교환기(126)로부터의 저온수를 순환회수 및 가열하여 상기 디소버(121)로 순환공급하고, 공기를 가열하여 상기 제2흡수기(112)로 공급하는 보조보일러(103)와, 담수(33)와 응축수(34)를 공급받아 저장하는 정수 처리탱크로부터 공급된 물을 상기 제2열교환기(126)로부터 공급라인(31a)를 통해 열원을 공급받아 가열 한 후 상기 연료전지(101)로 공급하는 제3열교환기(115)로 구성된다.FIG. 1 is a schematic view of a dual exhaust gas treatment apparatus for recovering waste heat of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. The exhaust gas 13 of the fuel cell 101 is contacted with an absorbent solution to absorb moisture, A first absorber 104 for recovering absorbent solution and recovering sensible heat and latent heat through cooling and condensation; and a second absorber 104 for exhausting exhaust gas from the outlet end of the first absorber 104 to the outside, A dry exhaust gas hood 106 in which the exhaust for maintaining the pressure is mixed with the span 105 and the exhaust gas discharged through the span 105 and the outside air; A drying process exhaust for regulating the suction of the sucked exhaust gas and the outside air is formed in the span 107 and the dry exhaust gas sucked through the span 107 by the drying process exhaust is supplied through the second heat exchanger Heat exchange is performed by a heat source, and the relative humidity is low. A first heat exchanger 108 for exhausting the exhaust gas and a high temperature exhaust gas 16 supplied from the first heat exchanger 108 as a heat source to heat and dry the wet material 110, A circulating fan 111 for circulating the dryer exhaust gas 17 of the first dryer 109 to the next drying process, The mixed exhaust gas 20 mixed with the dryer exhaust gas 18 supplied through the fan 111 and the hot gas 19 supplied from the auxiliary heat source is brought into contact with the injected absorbent solution so that the moisture of the mixed exhaust gas 20 A second absorber 112 for recovering sensible heat and latent heat and thereby producing a dilute absorbent solution, a ventilation fan 113 for circulating dry mixed exhaust gas discharged from the second absorber 20, The dry mixed exhaust gas 21 circulated through the ventilation fan 113 flows through the supply line 31a A second dryer 114 for exhausting the exhaust gas 22 heated by hot water supplied to the first and second absorbers 104 and 112 to the atmosphere and a second dryer 114 for condensing the moisture condensed in the first and second absorbers 104 and 112, A first heat exchanger 108, a second drier 114, a third heat exchanger 112, and a third heat exchanger 114. The first heat exchanger 108, the second drier 114, Exchanged with the low-temperature water recovered through the heat recovery line 115 or the heat recovery line 31b to supply the low-temperature absorbent solution to the first and second absorbers 104 and 112, And a cooler 124 for supplying the coolant to the first heat exchanger 108, the second cooler 114, 3 heat exchanger (115) or a heat source for heating water, a condenser (123) for generating recyclable condensed water, and a condenser 20 for heating the absorbent solution supplied through the pump using hot water (28) (29) supplied from the fuel cell heat recovery apparatus (102) and the auxiliary boiler (103) to separate the steam and the absorbent solution And the condensed water vapor generated by vaporizing the diluted absorbent solution supplied from the desorber 121 is supplied to the condenser 123. The separated absorbent solution is supplied to the solution reservoir 120 The steam and hot water supplied from the condenser 123 and the desorber 121 are supplied to the first heat exchanger and the second dryer through the heat energy supply line 31a The second heat exchanger 126 circulates and supplies the low temperature water from the second heat exchanger 126 to the desorbers 121. The heat is circulated to the desorbers 121, An auxiliary boiler 103 for supplying the steam to the second absorber 112, The water supplied from the water treatment tank for receiving and storing the fresh water 33 and the condensed water 34 is supplied from the second heat exchanger 126 through the supply line 31a and heated, And a third heat exchanger (115) for supplying the heat to the second heat exchanger (101).

상기 각 건조기, 열교환기, 순환 팬, 펌프, 센서(도면에 미도시) 등 구동 제어가 필요한 각 구성요소에 대한 제어는 제어 프로그램 등이 내장된 PLC(1010)를 포함한 제어장치로 구성하여, 관리자가 필요에 따라 제어프로그램을 통해 제어값을 설정하고, 해당 각부에 제어신호를 발생하여 제어하도록 한다. The control for each component requiring drive control such as each of the drier, the heat exchanger, the circulating fan, the pump, and the sensor (not shown in the drawings) is constituted by a control device including a PLC 1010, Sets a control value through a control program as necessary, and generates a control signal to control each part.

상기 건조배기가스 후드(106) 및 건조공정 배기가스팬(107)을 통해 흡입된 배기가스(15)는 필요에 따라 바이패스시켜 상기 제2건조기(114)로 직접 공급하여 외부로 배출시키도록 배이패스관(36)을 구비한다. The dry exhaust gas hood 106 and the exhaust gas 15 sucked through the span 107 of the drying process exhaust are bypassed as necessary and directly supplied to the second drier 114 to be discharged to the outside And an effervescent tube (36).

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 보일러를 이용한 이중 배기가스 처리장치의 구성도로서, 보일러(130)의 배기가스(13)를 흡수제용액과 접촉시켜 수분을 흡수하고 묽은 흡수제용액을 회수하고, 냉각 및 응축을 통해 현열 및 잠열을 회수하는 제1흡수기(104)와, 상기 제1흡수기(104)의 출구단에서 배기가스를 순환시키는 건조공정 배기가스팬(105)과, 상기 배기가스팬(105)를 통해 흡입된 건조배기가스(15)를 상기 응축기(123)를 통해 공급된 열원에 의해 열교환하여 상대습도가 낮은 고온 배기가스를 배출하는 제1열교환기(108)와, 상기 제1열교환기(108)로부터 공급된 고온 배기가스(16)를 열원으로 하여 습윤재료(110)를 가열 건조하고, 그로 인하여 건조기배기가스(17)를 발생하는 제1건조기(109)와, 상기 제1건조기(50)의 건조기배기가스(17)를 다음 건조공정으로 순환하기 위한 순환팬(111)과, 상기 순환팬(111)을 통해 공급된 냉각 및 건조기배기가스(18)를 냉각기(124)로부터의 흡수제용액과 접촉시켜 건조기배기가스(18)의 수분을 흡수함으로써 현열 및 잠열을 회수하며 그에 따른 묽은농도 흡수제용액을 생성하는 제2흡수기(112)와, 상기 제2흡수기(20)에서 배출된 배기가스를 순환시키는 통풍팬(113)과, 상기 통풍팬(113)을 통해 순환된 배기가스(21)는 공급라인(31a)을 통해 공급된 온수에 의해 가열된 배기가스(22)를 대기로 배출하는 제2건조기(114)와, 상기 제1,제2흡수기(104,112)에서 응축된 수분이 포함된 농도가 묽은 흡수제 용액을 포집 및 저장하는 용액저장조(120)와, 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 고온의 흡수제용액을 상기 제1열교환기(108), 제2건조기(114) 및 제3열교환기(115)의 순환 회수된 저온수로 냉각시키며, 상기 냉각된 저온 흡수제용액을 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로 공급하고, 응축기(123)로 저온수를 공급하는 냉각기(124)와, 상기 냉각기(122)로부터 공급된 저온수와 용액/증기분리기로부터의 증기에 의해 고온수를 생성하여 상기 제1열교환기(108), 제2건조기(114) 및 제3열교환기(115)의 열원으로 공급하고, 재활용 가능한 응축수를 생성하는 응축기(123)와, 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 흡수제용액을 상기 보일러(130)로부터 공급된 고온수를 이용하여 가열시켜 수증기와 흡수제용액으로 분리배출시키는 디소버(121)와, 상기 디소버(121)로부터 공급된 묽은 농도의 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기(123)로 공급하고, 분리된 진한농도의 흡수제용액은 상기 용액저장조(120)로 포집시키는 용액/증기분리기(122)와, 담수(33)와 응축수(34)를 공급받아 저장하는 정수 처리탱크로부터 공급된 물을 상기 제2열교환기(126)로부터 공급라인(31a)를 통해 열원을 공급받아 가열 한 후 상기 보일러(130)의 보충수로 공급하도록 구성한다.FIG. 2 is a schematic view of a dual exhaust gas treating apparatus using a boiler according to a second embodiment of the present invention. The exhaust gas 13 of the boiler 130 is brought into contact with the absorbent solution to absorb moisture and recover the diluted absorbent solution A first absorber 104 for recovering sensible heat and latent heat through cooling and condensation, a span 105 for a drying process for circulating the exhaust gas at the outlet end of the first absorber 104, A first heat exchanger (108) for exchanging heat of the dry exhaust gas (15) sucked through the span (105) with the heat source supplied through the condenser (123) to discharge the high temperature exhaust gas having a low relative humidity, A first dryer 109 for heating and drying the wet material 110 using the high temperature exhaust gas 16 supplied from the first heat exchanger 108 as a heat source and thereby generating a dryer exhaust gas 17, 1 The dryer exhaust gas 17 of the dryer 50 is circulated to the next drying step And the cooling and drying exhaust gas 18 supplied through the circulation fan 111 are contacted with the absorbent solution from the cooler 124 to absorb the moisture of the dryer exhaust gas 18 A second absorber 112 for recovering sensible heat and latent heat and thereby producing a dilute concentration absorbent solution, a ventilation fan 113 for circulating the exhaust gas discharged from the second absorber 20, The exhaust gas 21 circulated through the first absorber 31 is supplied to the second dryer 114 through the second dryer 114. The second dryer 114 discharges the exhaust gas 22 heated by the hot water supplied through the supply line 31a to the atmosphere. A solution storage tank 120 for collecting and storing the diluted absorbent solution at a concentration containing water condensed in the first and second heat exchangers 104 and 112 and a high temperature absorbent solution supplied through the pump in the solution storage tank 120 to the first heat exchanger 108, the second dryer (114), and the third heat exchanger (115). A cooler 124 for supplying the cooled absorbent solution to the first and second absorbers 104 and 112 and supplying low temperature water to the condenser 123 and a low temperature Steam is supplied to the first heat exchanger 108, the second drier 114 and the third heat exchanger 115 to generate high-temperature water and generate a recyclable condensate A desolver 121 for heating the absorbent solution supplied through the pump from the solution reservoir 120 by using hot water supplied from the boiler 130 and separating the absorbent solution into water vapor and absorbent solution, And a condenser 123 for supplying the water vapor generated by vaporizing the absorbent solution supplied at a dilute concentration supplied from the desorber 121 to the condenser 123 and for collecting the separated absorbent solution in the solution reservoir 120 / Steam separator 122, fresh water 33 and condensate The water supplied from the water treatment tank for receiving and storing the water 34 is supplied from the second heat exchanger 126 to the supplementary water of the boiler 130 after the heat source is supplied through the supply line 31a, .

상기 각 건조기, 열교환기, 순환 팬, 펌프, 센서(도면에 미도시) 등 구동 제어가 필요한 각 구성요소에 대한 제어는 제어 프로그램 등이 내장된 PLC(140)를 포함한 제어장치로 구성하여, 관리자가 필요에 따라 제어프로그램을 통해 제어값을 설정하고, 해당 각부에 제어신호를 발생하여 제어하도록 한다. The control for each component requiring drive control such as the dryer, the heat exchanger, the circulating fan, the pump, and the sensor (not shown in the drawings) is constituted by a control device including a PLC 140 having a built- Sets a control value through a control program as necessary, and generates a control signal to control each part.

상기 건조배기가스 후드(106) 및 배기가스팬(105)을 통해 흡입된 배기가스(15)는 필요에 따라 바이패스시켜 상기 제2건조기(114)로 직접 공급하여 외부로 배출시키도록 배이패스관(36)을 구비한다. The dry exhaust gas hood 106 and the exhaust gas 15 sucked through the exhaust span 105 are bypassed as necessary and directly supplied to the second drier 114 to be discharged to the outside. (36).

여기서 보일러(130)는 일반적인 소각로, 가스터빈 등의 산업용 보일러가 가능하다.The boiler 130 may be an industrial boiler such as a general incinerator or a gas turbine.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 폐열회수를 위한 이중 배기가스 처리장치에 대한 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the dual exhaust gas treatment apparatus for recovering waste heat of a fuel cell according to an embodiment of the present invention will now be described in detail.

먼저 본 발명은 연료전지의 배기가스와 보조보일러의 배기가스를 열원으로 이용하여 배기가스 열교환에도 활용하도록 하며, 배기가스를 2단계로 구성된 흡수기(104)(112)에 공급하여, 현열/잠열을 회수하고, 제습, 탈취 및 분진제거가 가능하도록 한다. First, the present invention utilizes the exhaust gas of the fuel cell and the exhaust gas of the auxiliary boiler as a heat source for exhaust gas heat exchange. The exhaust gas is supplied to two stages of absorbers (104) and (112) Recover, dehumidify, deodorize and remove dust.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 폐열회수 및 이중 배기가스 처리장치의 구성도로서, 상기 연료전지(101) 열회수장치(102)의 열회수라인28)을 통과한 배기가스(13)는 상기 제1흡수기(104)로 공급된다.1 is a configuration diagram of a fuel cell heat recovery apparatus and a dual exhaust gas treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. The exhaust gas 13 (FIG. 1) passes through a heat recovery line 28 of the heat recovery apparatus 102 of the fuel cell 101 Is supplied to the first absorber (104).

상기 제1흡수기(104)는 냉각기(124)로부터 공급된 저온의 흡수제용액과 상기 배기가스(13)가 접촉하여 배기가스의 잠열 및 수분을 흡수함과 동시에 배기가스 내에 포함된 오염물질을 흡수하게 된다. The first absorber 104 absorbs the latent heat and moisture of the exhaust gas and the pollutants contained in the exhaust gas by contacting the exhaust gas 13 with the low temperature absorbent solution supplied from the cooler 124 do.

여기서, 상기 흡수제용액은 질산칼슘(Calcium Nitrate)(Ca(NO3)2)을 포함한 흡습성 염류 용액을 사용하며, 오염물질의 흡수성이 우수하고, 수분 흡수가 용이하며, 일정 온도이상이 될 경우 용액의 회수가 용이하며, 물을 흡수하여 흡열반응을 일으켜 배기가스의 잠열 회수특성이 우수하다.Here, the absorbent solution is a hygroscopic salt solution containing calcium nitrate (Ca (NO 3) 2 ), and is excellent in absorbency of pollutants and easy to absorb water. Is easily recovered, absorbs water to cause an endothermic reaction, and is excellent in the latent heat recovery characteristic of the exhaust gas.

상기 제1흡수기(104)에 의해 배기가스(13)에 포함된 현열 및 잠열이 회수되고, 수분을 흡수한 흡수제 용액은 농도가 묽은 흡수제용액으로 상기 용액저장조(120)로 낙하되어 저장된다.The sensible heat and latent heat contained in the exhaust gas 13 are recovered by the first absorber 104, and the absorbent solution absorbing moisture is dropped into the solution reservoir 120 with a diluted absorbent solution and stored.

도 2를 참조하면, 상기 냉각기(124)로부터 공급된 진한 흡수제용액이 제1흡수기(104)의 내부 상단에서 분산 공급되면 흡수제용액이 하단으로 흐르면서 상기 공급된 배기가스(13)와 접촉하여, 현열 및 잠열을 회수함과 아울러 상기 배기가스(13)에 포함된 수분이 흡수제용액에 흡수되어 묽은 흡수제용액으로 상기 용액저장조(120)로 배출된다. Referring to FIG. 2, when the thick absorbent solution supplied from the cooler 124 is dispersedly supplied from the inner upper end of the first absorber 104, the absorbent solution flows to the bottom of the first absorber 104 and comes into contact with the supplied exhaust gas 13, And the latent heat is recovered, and moisture contained in the exhaust gas (13) is absorbed in the absorbent solution and discharged to the solution storage tank (120) with a dilute absorbent solution.

상기 제1흡수기(104)를 통과한 배기가스는 소량의 수증기가 포함되어 출구단으로 배출되며, 상기 제1흡수기(104)의 출구단에는 배기가스팬(105)을 부가하여, 상기 연료전지(101)의 배기가스의 압력유지를 위하여 상기 배기가스의 배출량을 제어한다.The exhaust gas having passed through the first absorber 104 contains a small amount of water vapor and is discharged to an outlet end of the first absorber 104. A span 105 is added to the outlet end of the first absorber 104, 101 to control the discharge amount of the exhaust gas to maintain the pressure of the exhaust gas.

상기 건조배기가스 후드(106) 및 건조공정 배기가스팬(107)을 이용하여 상기 는 상기 배기가스팬(105)를 통해 배출된 배기가스를 흡입하는데, 이때 외부공기와 혼입될 수 있다.Using the dry exhaust hood 106 and the drying process exhaust span 107, the exhaust sucks the exhaust gas discharged through the span 105, which can then be mixed with the outside air.

상기 건조공정 배기가스팬(107)은 팬의 회전속도를 제어하여 상기 건조배기가스 후드(106)의 흡입량을 조절하여 흡입한다.The span (107) of the drying process exhaust gas controls the rotational speed of the fan to adjust the suction amount of the dry exhaust gas hood (106) and suck it.

이와 같이 상기 배기가스팬(105), 건조배기가스 후드(106) 및 건조공정 배기가스팬(107)을 이용하여 배기가스의 흐름을 상기 연료전지 배기가스(13)와 분리하므로, 배기가스 건조공정 등으로 인한 압력 변동시에도, 연료전지의 배기가스 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 하여 건조공정의 간섭을 방지할 수 있다.Thus, the exhaust gas is separated from the fuel cell exhaust gas 13 by using the span 105, the dry exhaust gas hood 106, and the drying process exhaust span 107, It is possible to maintain the exhaust gas pressure of the fuel cell at a constant level, thereby preventing the interference of the drying process.

상기 건조공정 배기가스팬(107)을 통해 흡입된 배기가스(15)는 상기 제1열교환기(108)를 통해 가열된 후 상기 제1열교환기(112)를 통해 제1건조기(109)로 공급되거나, 필요에 따라 바이패스관(36)을 통해 상기 제1건조기(109)의 건조과정이나 제2흡수기(112)의 잠열회수/제습과정 없이 바로 상기 제2건조기(114)의 건조과정을 통해 대기로 배출시킬 수 있다. The exhaust gas 15 sucked through the span 107 of the drying process exhaust is heated through the first heat exchanger 108 and then supplied to the first dryer 109 through the first heat exchanger 112 Or through the bypass pipe 36 to dry the second dryer 114 without performing the drying process of the first dryer 109 or the latent heat recovery / dehumidification of the second absorber 112 It can be discharged to the atmosphere.

상기 제1열교환기(112)는 상기 건조공정 배기가스팬(107)를 통해 흡입된 저온의 배기가스(15)를 가열시켜 상대습도를 더 감소시킨다.The first heat exchanger 112 further reduces the relative humidity by heating the low temperature exhaust gas 15 sucked through the span 107 by the drying process exhaust.

즉, 상기 저온 배기가스(15)는 상기 제2열교환기(126)의 공급라인(31a)을 통해 공급된 열원과 열교환하므로, 상대습도가 낮은 고온 배기가스(16)가 상기 제1건조기(109)의 건조 열원으로 공급하게 된다.That is, since the low-temperature exhaust gas 15 exchanges heat with the heat source supplied through the supply line 31a of the second heat exchanger 126, the high-temperature exhaust gas 16 having a low relative humidity is introduced into the first dryer 109 ) As a dry heat source.

상기 제1건조기(109)는 상기 제1열교환기(108)로부터 공급된 고온 배기가스(16)를 열원으로 하여 습윤재료(110)를 가열 건조하고, 그로 인하여 건조기배기가스(17)를 발생하게 된다.The first drier 109 heats and dries the wet material 110 using the high temperature exhaust gas 16 supplied from the first heat exchanger 108 as a heat source so as to generate the dryer exhaust gas 17 do.

상기 습윤재료(110)은 주로 하수도 슬러지, 농산물 등의 수분이 함유된 습윤 물질을 포함한다.The wetting material 110 includes a wetting material mainly containing moisture such as sewage sludge, agricultural products and the like.

상기 제1건조기(109)를 통해 냉각 및 건조기배기가스(17)는 순환팬(111)의 구동 인해 상기 제2흡수기(112)로 공급하며, 이때 상기 보조보일러(103)로부터 가열된 고온공기를 공급하여 상기 건조기배기가스(17)와 혼합한 혼합배기가스(20)를 상기 제2흡수기(112)로 공급한다.The cooling and drying exhaust gas 17 is supplied to the second absorber 112 by driving the circulation fan 111 through the first dryer 109 and the hot air heated by the auxiliary boiler 103 And the mixed exhaust gas 20 mixed with the dryer exhaust gas 17 is supplied to the second absorber 112.

상기 제2흡수기(112)는 상기 통풍팬(113)의 구동으로 인해 상기 고온의 혼합배기가스(20)가 흡입되고, 상기 냉각기(124)에서 공급된 흡수제용액에 의해 혼합배기가스(20)의 수분이 흡수되어 현열 및 잠열을 회수하며, 그에 따라 수분이 용해된 묽은 농도의 흡수제용액을 생성하여 하단으로 배출되어 상기 용액저장조(120)에 저장된다. The second absorber 112 sucks the mixed exhaust gas 20 at a high temperature due to the driving of the ventilation fan 113 and absorbs the mixed exhaust gas 20 by the absorbent solution supplied from the cooler 124. The absorbed water is absorbed to recover the sensible heat and the latent heat, thereby generating an absorbent solution of a dilute concentration in which water is dissolved, and is discharged to the lower end and stored in the solution reservoir 120.

상기 제2흡수기(112)의 구체적인 작용은 제1흡수기(104)의 구성 및 작용이 동일하며, 이에 대한 상기 도 3에 대한 설명을 참조한다.The specific function of the second absorber 112 is the same as that of the first absorber 104, and reference is made to the description of FIG. 3 above.

상기 통풍팬(113)을 통해 배출된 배기가스(21)는 상기 제2건조기(114)로 공급되고, 상기 제2건조기(114)는 상기 통풍팬(113)을 통해 배출된 상기 제2흡수기(112)의 건조 혼합배기가스를 상기 제2열교환기(126)로부터 공급된 열원과 열교환하여 상대습도가 낮은 배기가스(22)를 대기로 배출하게 된다.The exhaust gas 21 discharged through the ventilation fan 113 is supplied to the second dryer 114 and the second dryer 114 is connected to the second absorber 114 discharged through the ventilation fan 113 112) with the heat source supplied from the second heat exchanger (126) to discharge the exhaust gas (22) having a low relative humidity to the atmosphere.

상기 연료전지(101)의 배출된 배기가스(13)를 포함한 각 배기가스 처리공정을 통해 공급되는 배기가스(14,15,16,17,20)의 폐열회수의 약 3%까지 상기 제2건조기(114)로 공급되므로, 대기로 배출되는 배기가스(22)의 이슬점은 약 20K까지 낮춰지게 되고, 약 -20℃까지 백연 현상을 제거하게 된다.15, 16, 17, 20) supplied through the respective exhaust gas treatment processes including the discharged exhaust gas (13) of the fuel cell (101) to about 3% of the waste heat recovery of the exhaust gas The dew point of the exhaust gas 22 discharged to the atmosphere is lowered to about 20K, and the white smoke is removed to about -20 ° C.

다음은 상기 용액저장조(120)에 저장된 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로부터 포집된 묽은 농도의 흡수제용액을 다시 상기 순환 공급하도록 하는 과정과 폐열회수장치(102)의 열원과 및 보조보일러(103)의 보조열원의 순환과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Next, a process of circulating and supplying the absorbent solution of a dilute concentration collected from the first and second absorbers (104) and (112) stored in the solution reservoir (120), a heat source of the waste heat recovery apparatus The circulation process of the auxiliary heat source of the auxiliary boiler 103 will be described in more detail as follows.

먼저, 상기 냉각기(124)는 열에너지 회수라인(31b)을 통해 저온수를 공급받고, 상기 용액저장조(120)로부터 고온 흡수제용액을 펌프를 통해 공급받아 저온 흡수제용액과 저온수로 분리하여, 상기 저온 흡수제용액은 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로 공급하고, 저온수는 상기 응축기(123)로 공급한다.First, the cooler 124 is supplied with low-temperature water through a heat-energy recovery line 31b, and the high-temperature absorbent solution is supplied from the solution reservoir 120 through a pump and separated into low-temperature absorbent solution and low- The absorbent solution is supplied to the first and second absorbers (104, 112), and the low-temperature water is supplied to the condenser (123).

상기 응축기(123)는 상기 용액/증기분리기(122)를 통해 공급받은 고온증기를 응축하며, 상기 냉각기(124)로부터 공급된 저온수를 2차 가열하여 고온수를 생성하여 상기 제2열교환기(126)로 공급한다. The condenser 123 condenses high-temperature steam supplied through the solution / steam separator 122, and secondarily heats the low-temperature water supplied from the cooler 124 to generate hot water, 126).

또한, 응축된 저온 유용수는 유용수탱크(125)에 저장하여 일부는 상기 용액저장조(120)에 공급하여 용액의 농도를 조절하는데 사용되며, 나머지 유용수는 식수, 산업공정수, 연료전지 공급수, 정원수, 농업용수, 수영장 등 다양한 유용수로 사용이 가능하다. In addition, the condensed low-temperature water for use is stored in the water tank 125 and a portion thereof is supplied to the solution reservoir 120 to control the concentration of the solution. The remaining water is used for drinking water, industrial process water, , Agricultural water, swimming pool, and so on.

상기 디소버(121)는 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 흡수제용액을 상기 연료전지 열회수장치(102) 및/또는 보조보일러(103)로부터 공급받은 열원(28)(29)을 이용하여 가열시킨다. 가열된 묽은 농도의 흡수제용액은 상기 용액/증기분리기(122)로 공급하고, 수증기와 진한 농도의 흡수제용액을 분리 배출한다.The desorber 121 uses the heat source 28 or 29 supplied from the fuel cell heat recovery apparatus 102 and / or the auxiliary boiler 103 with the absorbent solution supplied through the pump from the solution reservoir 120 And heated. The heated diluted absorbent solution is supplied to the solution / steam separator 122, and the water vapor and the concentrated absorbent solution are separated and discharged.

상기 용액/증기분리기(122)는 상기 디소버(121)로부터 공급된 묽은 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기(123)로 공급하고, 분리된 진한 농도의 흡수제용액은 상기 용액저장조(120)로 배출시킨다.The solution / vapor separator 122 supplies vapor generated by vaporizing the dilute absorbent solution supplied from the desorber 121 to the condenser 123, and the separated concentrated solution of the absorbent is supplied to the solution reservoir 120 ).

상기 제2열교환기(126)는 상기 응축기(123) 및 상기 디소버(121)에서 공급된 고온 증기 및 고온수를 열에너지 공급라인(31a)을 통해 상기 제1열교환기, 제2건조기(114), 제3열교환기(115) 또는 난방용수 공급라인(8)으로 순환 공급한다.The second heat exchanger 126 exchanges the high temperature steam and hot water supplied from the condenser 123 and the desorber 121 with the first heat exchanger and the second dryer 114 through the heat energy supply line 31a, , The third heat exchanger (115), or the heating water supply line (8).

여기서, 난방용수 공급라인(8)은 지역난방, 흡수식 냉각기 등 열 에너지 응용분야에서 활용이 가능하도록 온수를 공급한다.Here, the heating water supply line 8 supplies hot water to be utilized in the application of heat energy such as district heating, absorption type cooler, and the like.

상기 난방용수 공급라인(8)을 통해 공급된 열에너지는 리턴라인(10)을 통해 회수되며, 회수된 저온난방용수는 상기 제1열교환기(108), 제2건조기(114) 및 제3열교환기(115)로부터 열교환 후 순환 회수된 저온수와 함께 회수라인(31b)을 통해 회수되어 상기 냉각기(124), 응축기(123), 제2열교환기(126)를 통해 상기 열회수장치(102) 및/또는 보조보일러(103)로 순환회수 된다. The heat energy supplied through the heating water supply line 8 is recovered through the return line 10 and the recovered low temperature heating water is supplied to the first heat exchanger 108, the second dryer 114 and the third heat exchanger Recovered through the recovery line 31b together with the low temperature water circulated and recovered from the heat recovery apparatus 115 and recovered through the cooler 124, the condenser 123 and the second heat exchanger 126 to the heat recovery apparatus 102 and / Or the auxiliary boiler (103).

상기 보조보일러(103)는 고온수 공급라인(29a)를 통해 상기 열회수장치(102)로부터의 고온수와 함께 열원으로 상기 디소버(121) 및 제2열교환기(126)로 공급한다. The auxiliary boiler 103 supplies hot water from the heat recovery apparatus 102 to the desolver 121 and the second heat exchanger 126 as a heat source through the hot water supply line 29a.

이와 같은 보조보일러(103)를 이중 흡수기(104)(112)에 활용하므로, 일반적인 건조공정기술보다 약 70~80%까지 열효율을 증가시킬 수 있다.Since the auxiliary boiler 103 is utilized for the dual absorbers 104 and 112, the thermal efficiency can be increased by about 70 to 80% as compared with the general drying process technique.

상기 제3열교환기(115)는 담수(33)와 응축수(34)를 공급받아 저장하는 정수 처리탱크(116)로부터 공급된 물을 상기 제2열교환기(126)로부터 공급라인(31a)를 통해 열원을 공급받아 가열 한 후 상기 연료전지(101)로 공급한다.The third heat exchanger 115 supplies the water supplied from the water treatment tank 116 for receiving and storing the fresh water 33 and the condensed water 34 from the second heat exchanger 126 through the supply line 31a And supplies the heat source to the fuel cell 101 after heating.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 보일러를 이용한 이중 배기가스 처리장치의 구성도로서, 이를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a configuration diagram of a dual exhaust gas treatment apparatus using a boiler according to a second embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to FIG.

상기 보일러(130)에서 배출되는 배기가스(13)는 상기 제1흡수기(104)로 공급되며, 상기 제1흡수기(104)는 냉각기(124)로부터 공급된 저온의 흡수제용액과 상기 배기가스(13)가 접촉하여 배기가스의 수분, 현열 및 잠열을 흡수함과 동시에 배기가스 내에 포함된 오염물질을 흡수하게 된다. The exhaust gas 13 exhausted from the boiler 130 is supplied to the first absorber 104. The first absorber 104 absorbs the low temperature absorbent solution supplied from the cooler 124 and the exhaust gas 13 Absorbs the moisture, sensible heat and latent heat of the exhaust gas and absorbs contaminants contained in the exhaust gas.

여기서, 상기 흡수제용액은 질산칼슘(Calcium Nitrate)(Ca(NO3)2)을 포함한 흡습성 염류 용액을 사용하며, 오염물질의 흡수성이 우수하고, 수분 용해가 용이하며, 일정 온도 이상이 될 경우 용액의 회수가 용이하며, 물을 흡수하여 흡열반응을 일으켜 배기가스의 잠열 회수특성이 우수하다.Here, the absorbent solution is a hygroscopic salt solution containing calcium nitrate (Ca (NO3) 2), and is excellent in absorbency of pollutants, easy to dissolve water, It is easy to recover, absorbs water to cause an endothermic reaction, and is excellent in the latent heat recovery characteristic of the exhaust gas.

상기 제1흡수기(104)에 의해 배기가스(13)에 포함된 잠열이 회수되고, 수분은 흡수제용액이 용해되어 농도가 묽은 흡수제용액으로 상기 용액저장조(120)로 낙하되어 저장된다.The latent heat contained in the exhaust gas 13 is recovered by the first absorber 104, and the moisture is absorbed by the absorbent solution, and the absorbent solution is dropped into the solution storage tank 120 with a diluted absorbent solution.

도 2를 참조하면, 상기 냉각기(124)로부터 공급된 진한 흡수제용액이 제1흡수기(104)의 내부 상단에서 분산 공급되면 흡수제용액이 하단으로 흐르면서 상기 공급된 배기가스(13)와 접촉하여, 잠열을 회수함과 아울러 상기 배기가스(13)에 포함된 수분이 흡수제용액에 용해되어 묽은 흡수제용액으로 상기 용액저장조(120)로 배출된다. Referring to FIG. 2, when the thick absorbent solution supplied from the cooler 124 is dispersedly supplied from the inner upper end of the first absorber 104, the absorbent solution flows to the bottom of the first absorber 104 and comes into contact with the supplied exhaust gas 13, And the moisture contained in the exhaust gas 13 is dissolved in the absorbent solution and is discharged into the solution storage tank 120 as a dilute absorbent solution.

상기 제1흡수기(104)를 통과한 배기가스는 소량의 수증기가 포함되어 배기가스팬(105)을 통해 흡입된 배기가스(15)는 상기 제1열교환기(108)를 통해 가열된 후 상기 제1열교환기(112)를 통해 제1건조기(109)로 공급되거나, 필요에 따라 바이패스관(36)을 통해 상기 제1건조기(109)의 건조과정이나 제2흡수기(112)의 잠열회수/제습과정 없이 바로 상기 제2건조기(114)의 건조과정을 통해 대기로 배출시킬 수 있다. The exhaust gas passing through the first absorber 104 contains a small amount of water vapor and the exhaust gas 15 sucked through the span 105 is heated through the first heat exchanger 108, 1 heat exchanger 112 or may be supplied to the first dryer 109 through the heat exchanger 112 or the drying process of the first dryer 109 or the latent heat recovery / And can be discharged to the atmosphere through the drying process of the second dryer 114 without a dehumidification process.

상기 제1열교환기(112)는 상기 배기가스팬(105)를 통해 흡입된 저온의 배기가스(15)를 가열시켜 상대습도를 더 감소시킨다.The first heat exchanger 112 further heats the low temperature exhaust gas 15 sucked through the span 105 to further reduce the relative humidity.

즉, 상기 저온 배기가스(15)는 상기 응축기(123)의 공급라인(31a)을 통해 공급된 열원과 열교환하므로, 상대습도가 낮은 고온 배기가스(16)가 상기 제1건조기(109)의 건조 열원으로 공급하게 된다.That is, since the low-temperature exhaust gas 15 exchanges heat with the heat source supplied through the supply line 31a of the condenser 123, the high-temperature exhaust gas 16 having a low relative humidity is dried As a heat source.

상기 제1건조기(109)는 상기 제1열교환기(108)로부터 공급된 고온 배기가스(16)를 열원으로 하여 습윤재료(110)를 가열 건조하고, 그로 인하여 냉각 및 건조기배기가스(17)를 발생하게 된다.The first dryer 109 heats and dries the wet material 110 using the high temperature exhaust gas 16 supplied from the first heat exchanger 108 as a heat source so as to heat the cooling and drying machine exhaust gas 17 .

상기 습윤재료(110)은 주로 하수도 슬러지, 농산물 등의 수분이 함유된 습윤 물질을 포함한다.The wetting material 110 includes a wetting material mainly containing moisture such as sewage sludge, agricultural products and the like.

상기 제1건조기(109)를 통해 냉각 및 건조기배기가스(17)는 순환팬(111)의 구동 인해 상기 제2흡수기(112)로 공급하며, 상기 통풍팬(113)의 구동으로 인해 상기 건조기배기가스(18)가 상기 제2흡수기(112) 내부로 흡입되고, 상기 냉각기(124)에서 공급된 흡수제용액에 의해 건조기배기가스(18)의 수분이 흡수되어 현열 및 잠열을 회수하며, 그에 따라 수분이 용해된 묽은 농도의 흡수제용액을 생성하여 하단으로 배출되어 상기 용액저장조(120)에 저장된다. The cooling and drying exhaust gas 17 is supplied to the second absorber 112 by the driving of the circulation fan 111 through the first dryer 109 and the exhaust fan 113 is driven by the ventilation fan 113, The gas 18 is sucked into the second absorber 112 and moisture of the dryer exhaust gas 18 is absorbed by the absorbent solution supplied from the cooler 124 to recover sensible heat and latent heat, Absorbent solution at a low concentration is discharged to the lower end and stored in the solution storage tank 120.

상기 제2흡수기(112)의 구체적인 작용은 제1흡수기(104)의 구성 및 작용이 동일하며, 이에 대한 상기 도 3에 대한 설명을 참조한다.The specific function of the second absorber 112 is the same as that of the first absorber 104, and reference is made to the description of FIG. 3 above.

상기 통풍팬(113)을 통해 배출된 배기가스(21)는 상기 제2건조기(114)로 공급되고, 상기 제2건조기(114)는 상기 통풍팬(113)을 통해 배출된 상기 제2흡수기(112)의 건조 혼합배기가스를 상기 제2열교환기(126)로부터 공급된 열원과 열교환하여 상대습도가 낮은 배기가스(22)를 대기로 배출하게 된다.The exhaust gas 21 discharged through the ventilation fan 113 is supplied to the second dryer 114 and the second dryer 114 is connected to the second absorber 114 discharged through the ventilation fan 113 112) with the heat source supplied from the second heat exchanger (126) to discharge the exhaust gas (22) having a low relative humidity to the atmosphere.

다음은 상기 용액저장조(120)에 저장된 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로부터 포집된 묽은 농도의 흡수제용액을 다시 상기 순환 공급하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of circulating and supplying the absorbent solution of a dilute concentration collected from the first and second absorbers 104 and 112 stored in the solution reservoir 120 will be described in more detail.

먼저, 상기 냉각기(124)는 열에너지 회수라인(31b)을 통해 저온수를 공급받고, 상기 용액저장조(120)로부터 고온 흡수제용액을 펌프를 통해 공급받아 저온 흡수제용액과 저온수로 분리하여, 상기 저온 흡수제용액은 상기 제1,제2흡수기(104)(112)로 공급하고, 저온수는 상기 응축기(123)로 공급한다.First, the cooler 124 is supplied with low-temperature water through a heat-energy recovery line 31b, and the high-temperature absorbent solution is supplied from the solution reservoir 120 through a pump and separated into low-temperature absorbent solution and low- The absorbent solution is supplied to the first and second absorbers (104, 112), and the low-temperature water is supplied to the condenser (123).

상기 응축기(123)는 상기 용액/증기분리기(122)를 통해 공급받은 고온증기를 응축하며, 상기 냉각기(124)로부터 공급된 저온수를 2차 가열하여 고온수를 생성하여 상기 열원 공급라인(31a)을 통해 상기 각 제1열교환기(108), 제2건조기(114) 및 제3열교환기(115)의 열원으로 공급한다. The condenser 123 condenses the high temperature steam supplied through the solution / steam separator 122 and generates secondary heat to the low temperature water supplied from the cooler 124 to generate hot water, To the heat sources of the first heat exchanger (108), the second dryer (114), and the third heat exchanger (115).

또한, 응축된 저온 유용수는 유용수탱크(125)에 저장하여 일부는 상기 용액저장조(120)에 공급하여 용액의 농도를 조절하는데 사용되며, 나머지 유용수는 식수, 산업공정수, 연료전지 공급수, 정원수, 농업용수, 수영장 등 다양한 유용수로 사용이 가능하다. In addition, the condensed low-temperature water for use is stored in the water tank 125 and a portion thereof is supplied to the solution reservoir 120 to control the concentration of the solution. The remaining water is used for drinking water, industrial process water, , Agricultural water, swimming pool, and so on.

상기 디소버(121)는 상기 용액저장조(120)에서 펌프를 통해 공급된 흡수제용액을 상기 보일러(130)로부터 공급받은 온수를 이용하여 가열시켜 묽은 농도의 흡수제용액을 분리한 후 상기 묽은농도 흡수제용액은 상기 용액/증기분리기(122)로 공급한다.The desorber 121 heats the absorbent solution supplied through the pump in the solution reservoir 120 by using hot water supplied from the boiler 130 to separate the absorbent solution in a dilute concentration, Is supplied to the solution / steam separator (122).

상기 용액/증기분리기(122)는 상기 디소버(121)로부터 공급된 묽은 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기(123)로 공급하고, 분리된 진한 농도의 흡수제용액은 상기 용액저장조(120)로 배출시킨다.The solution / vapor separator 122 supplies vapor generated by vaporizing the dilute absorbent solution supplied from the desorber 121 to the condenser 123, and the separated concentrated solution of the absorbent is supplied to the solution reservoir 120 ).

상기 제3열교환기(115)는 담수(33)와 응축수(34)를 공급받아 저장하는 정수 처리탱크(116)로부터 공급된 물을 상기 응축기(123)의 열원 공급라인(31a)를 통해 열원을 공급받아 열교환 후 상기 보일러(130)의 보충수로 공급한다.The third heat exchanger 115 exchanges the water supplied from the water treatment tank 116 for receiving and storing the fresh water 33 and the condensed water 34 through a heat source supply line 31a of the condenser 123, And supplied to the boiler 130 as supplemental water after heat exchange.

이상과 같이, 본 발명에 따른 연료전지 폐열회수 및 이중 배기가스 처리장치에 대한 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, the fuel cell waste heat recovery and double exhaust gas treatment apparatus according to the present invention have been described with reference to the limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to these embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

101 : 연료전지 102 : 열회수장치
103 : 보조보일러 104 : 제1흡수기
105,107 : 배기가스팬 106 : 건조배기가스 후드
108 : 제1열교환기 109 : 제1건조기
110 : 습윤재료 111 : 순환팬
112 : 제2흡수기 113 : 통풍팬
114 : 제2건조기 115 : 제3열교환기
116 : 정수처리 탱크 120 : 용액저장조
121 : 디소버 122 : 용액/증기분리기
123 : 응축기 124 : 냉각기
125 : 유용수탱크 126 : 제2열교환기
130 : 보일러 140 : PLC : 101: fuel cell 102: heat recovery device
103: auxiliary boiler 104: first absorber
105,107: exhaust is span 106: dry exhaust gas hood
108: first heat exchanger 109: first dryer
110: wet material 111: circulating fan
112: second absorber 113: ventilation fan
114: second dryer 115: third heat exchanger
116: water treatment tank 120: solution storage tank
121: Desorber 122: solution / steam separator
123: condenser 124: cooler
125: useful water tank 126: second heat exchanger
130: Boiler 140: PLC:

Claims (3)

보일러의 배기가스를 흡수제용액과 접촉시켜 수분이 함유된 묽은 흡수제용액을 회수하고, 냉각 및 응축을 통해 현열 및 잠열을 회수하는 제1흡수기;
상기 제1흡수기를 통해 흡입된 건조배기가스를 공급된 열원에 의해 가열하여 상대습도가 낮은 고온 배기가스를 배출하는 제1열교환기;
상기 제1열교환기로부터 공급된 고온 배기가스를 열원으로 하여 습윤재료를 가열 건조하여 건조기배기가스를 발생하는 제1건조기;
상기 제1건조기의 건조기배기가스를 공급된 흡수제용액과 접촉시켜 냉각 및 응축시켜 현열 및 잠열을 회수하며 그에 따른 묽은농도 흡수제용액을 생성하는 제2흡수기;
상기 제2흡수기에서 배출된 배기가스를 공급된 열원에 의해 가열된 배기가스를 대기로 배출하는 제2건조기;
상기 제1,제2흡수기에서 응축된 수분이 포함된 농도가 묽은 흡수제 용액을 포집 및 저장하는 용액저장조; 및
상기 용액저장조에서 고온의 흡수제용액을 공급받아 고온수와 저온 흡수제용액으로 분리하고, 상기 고온수는 상기 제1열교환기, 제2건조기 및 제3열교환기의 열원으로 순환 공급 및 회수하고, 저온 흡수제용액은 상기 제1,제2흡수기로 공급하는 냉각기 및 응축기;를 포함하여 이루진 것을 특징으로 하는 보일러의 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치.A first absorber for bringing the exhaust gas of the boiler into contact with the absorbent solution to recover a dilute absorbent solution containing moisture and to recover sensible heat and latent heat through cooling and condensation;
A first heat exchanger for heating the dry exhaust gas sucked through the first absorber by the supplied heat source to exhaust the high temperature exhaust gas having a low relative humidity;
A first dryer for heating and drying the wet material using the high temperature exhaust gas supplied from the first heat exchanger as a heat source to generate a dryer exhaust gas;
A second absorber for contacting the dryer exhaust gas of the first dryer with the supplied absorbent solution to cool and condense the absorbent solution to recover sensible heat and latent heat, thereby producing a dilute concentration absorbent solution;
A second dryer for discharging the exhaust gas discharged from the second absorber to the atmosphere, the exhaust gas heated by the supplied heat source;
A solution storage tank for collecting and storing the diluted absorbent solution at a concentration containing water condensed in the first and second absorbers; And
The high-temperature absorbent solution is supplied to the solution reservoir and is separated into high-temperature water and low-temperature absorbent solution. The high-temperature water is circulated and supplied to the heat sources of the first heat exchanger, the second drier and the third heat exchanger, And a condenser and a condenser for supplying the solution to the first and second absorbers. 제1항에 있어서,
상기 냉각기 및 응축기에 부가하여, 용액저장조에서 공급된 흡수제용액을 공급된 열원으로 가열시켜 수증기와 흡수제용액을 분리 배출시키는 디소버;
상기 디소버로부터 공급된 묽은 흡수제용액을 기화시켜 발생된 수증기는 상기 응축기로 공급하고, 분리된 진한용액은 상기 용액저장조로 배출시키는 용액/증기분리기;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치. The method according to claim 1,
A desolver which, in addition to the cooler and the condenser, heats the absorbent solution supplied from the solution reservoir with a supplied heat source to separately discharge the water vapor and the absorbent solution;
And a solution / steam separator for supplying steam generated by vaporizing the diluted absorbent solution supplied from the desorber to the condenser and discharging the separated concentrated solution to the solution reservoir. A dual exhaust gas treatment device using the same. 제1항에 있어서,
상기 제1흡수기를 통해 배출된 배기가스가 상기 제2건조기를 통해 바로 건조 및 외부로 배출되도록, 상기 제1흡수기의 출구단과 상기 제2건조기의 입구단을 연결하는 바이패스관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러의 열원을 이용한 이중 배기가스 처리장치. The method according to claim 1,
And a bypass pipe connecting the outlet end of the first absorber and the inlet end of the second dryer so that the exhaust gas discharged through the first absorber is directly dried and discharged to the outside through the second dryer Wherein the heat source is a boiler.
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