KR101921132B1 - 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유동층 반응기 내 수송대상입자를 수송하기 위해 필요한 에너지를 절감하여 경제적인 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 유동매체가 수용되는 유동반응부; 상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부; 상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및 상기 유동반응부와 연결되며, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 포함하는 하이브리드 유동층 반응기를 제공한다.
Description
본 발명은 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유동층 반응기 내 수송대상입자를 수송하기 위해 필요한 에너지를 절감하여 경제적인 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기포 유동층 (bubbling fluidized bed)은 입자의 최소유동화속도(minimum fluidization velocity) 이상 종말속도(terminal velocity) 이하에서 운전된다. 한편, 순환 유동층(circulating fluidized bed)에 주로 활용되는 라이저(riser)는 입자의 수송이 필요한 곳에 사용되며 입자의 종말속도 이상이 되도록 유동화 가스를 공급하며 싸이클론과 연계하여 활용된다.
이처럼 마련된 기포 유동층 반응기와 순환 유동층 반응기는 함께 사용될 수 있으나, 필요한 입자를 선택적으로 수송할 수 없는 문제가 있다. 일 예로, 순환 유동층 반응기의 경우, 순환 조건에 해당하는 모든 입자가 전체 반응기를 순환하며 반응하기 때문에 특정 위치에서 특정한 입자를 대상으로 한 반응조건을 만들기 어려운 한계가 있다.
또한, 이처럼 마련된 유동층 반응기를 열분해장치에 적용할 경우, 열분해 장치에서 연료의 열분해시 발생한 촤(char)가 유동층 반응기에서 열분해 장치로 함께 이동하여 열분해 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 유동층 반응기를 연소장치에 적용할 경우, 연료의 밀도와 입도에 따라 유동층 반응기 내에서 연료와 유동사가 적절히 혼합되지 않아 연소가 활발하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 순산소 연소를 위해 유동층 반응기에 산소를 직접 주입할 경우 연료와 유동사가 적절히 혼합되지 않을 경우 국부적인 고온 연소 영역이 발생되고 유동층 반응기가 유동사의 융점 이상으로 운전됨에 따라, 응집 현상으로 인한 연소 효율 저하 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 유동층 반응기를 열교환장치에 적용할 경우, 연료에 염화알칼리 성분이 포함된 경우, 열교환기 표면에 염화알칼리 성분이 부착되어 고온 부식을 일으키는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 염화알칼리 성분을 제거하는 첨가제를 투입해야 하는데, 상기 첨가제를 열교환기 근처에 효과적으로 투입하는 방법이 필요하다.
따라서, 보다 경제적인 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치가 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유동층 반응기 내 수송대상입자를 수송하기 위해 필요한 에너지를 절감하여 경제적인 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 유동매체가 수용되는 유동반응부; 상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부; 상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및 상기 유동반응부와 연결되며, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 포함하는 하이브리드 유동층 반응기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 유동반응부의 일측에서 삽입되어 상기 라이저부를 향해 상부로 연장 형성된 드래프트튜브유닛; 상기 드래프트튜브유닛에 마련되며, 기설정된 수송대상입자를 상기 드래프트튜브유닛에 유입시킬 수 있도록 마련된 드래프트개폐유닛; 및 상기 드래프트튜브유닛에 수송공기를 주입하여 상기 수송대상입자를 이송시키는 드래프트팬유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트튜브유닛은, 상기 유동반응부의 일측에 삽입되되, 상기 유동반응부에 수용된 유동매체의 내부로 삽입되는 제1 드래프트튜브; 상기 제1 드래프트튜브로부터 상부를 향해 절곡 연장되며, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브; 및 상기 제2 드래프트튜브로부터 상부를 향해 연장되되, 상기 유동매체의 수면부터 상기 라이저부의 내부까지 연장된 제3 드래프트튜브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트개폐유닛은, 상기 제2 드래프트튜브의 길이 방향으로 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트개폐유닛은, 상기 제2 드래프트튜브의 길이 방향으로 하나 이상 마련되는 드래프트홀; 및 각각의 상기 드래프트홀에 결합되어, 상기 드래프트홀을 개폐하는 드래프트스위치를 포함하며, 상기 드래프트스위치는 상기 수송대상입자가 위치하는 층과 대응되는 위치의 상기 드래프트홀을 개방하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유동반응부는, 상기 유동매체가 수용되는 반응로유닛; 및 상기 유동화가스공급부로부터 공급되는 유동화가스가 분산되어 상기 반응로유닛에 공급될 수 있도록 상기 반응로유닛의 하측에 마련된 분산유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유동화가스공급부는, 상기 유동반응부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급유닛; 상기 유동반응부의 하부에 마련되며, 상기 유동화가스공급유닛으로부터 공급된 유동화가스를 상기 유동반응부의 내부로 주입하는 블로워유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 라이저부는, 상기 유동반응부의 상부를 향해 연장되고, 상기 수송대상입자의 이송 속도를 향상시키기 위해 상기 유동반응부에 비해 내경이 작은 관 형상으로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 하이브리드 유동층 반응기; 상기 라이저부와 연결되어 상기 수송대상입자를 제공받는 싸이클론부; 상기 싸이클론부의 하부에 마련되는 열분해반응부; 상기 열분해반응부에 고체연료를 투입하는 연료공급부; 상기 열분해반응부에서 고체연료가 열분해되어 생성된 촤(char) 및 상기 수송대상입자를 상기 유동반응부로 이송하는 회수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수송대상입자는 유동사인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 회수부를 통해 회수된 촤와 상기 수송대상입자의 비중 차이에 따라 형성된 수송대상입자의 밀집층에 위치한 드래프트홀을 개방하여 상기 수송대상입자를 상기 열분해반응부로 이송시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유동반응부는, 역전층(Layer inversion) 현상이 발생되도록 운전조건을 제어하여, 상기 촤에 비해 밀도가 낮은 상기 수송대상입자가 상기 촤의 하부에 위치하도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 하이브리드 유동층 반응기; 및 상기 라이저부와 연결되어 상기 수송대상입자를 제공받는 싸이클론부를 포함하며, 상기 유동매체는 상기 유동반응부 내에서 1차 연소되고, 상기 드래프트부는, 상기 수송대상입자를 상기 라이저부의 기설정된 2차 연소영역으로 이송하여 2차 연소시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 수송대상입자를 상기 라이저부로 이송하는 수송공기의 조성을 제어하도록 마련되며, 상기 수송공기는 상기 1차 연소시 발생한 질소산화물 (NOx)을 환원시키도록 조성이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 유동매체 중 상기 1차 연소시 연소가 이루어지지 않는 상기 수송대상입자를 상기 2차 연소영역으로 이송하여 연소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 수송대상입자를 상기 라이저부로 이송하는 수송공기의 조성을 제어하도록 마련되며, 상기 수송공기는 상기 수송대상입자가 완전 연소되도록 산소분율이 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부의 제3 드래프트튜브는, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부의 2차 연소영역에 삽입된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 하이브리드 유동층 반응기; 및 상기 라이저부의 상부에 마련되는 열교환부를 더 포함하며, 상기 드래프트부는, 상기 유동매체가 연소될 때 생성된 염화알칼리를 제거하기 위한 수송대상입자를 상기 라이저부의 기설정된 분사영역에 분사하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부는, 상기 유동반응부 내부에 존재하는 점토광물, 석탄회재, 황 성분이 포함된 물질 중 어느 하나 이상인 수송대상입자를 상기 라이저부에 분사하여 상기 염화알칼리를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 드래프트부의 제3 드래프트튜브는, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부의 분사영역에 삽입된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 유동층 반응기 내 특정 입자를 선택적으로 수송하여 원하는 위치에서 반응시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 열분해 효율을 낮추는 촤를 제외하고 유동사를 열분해부로 이동시킬 수 있기 때문에 열분해 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미연분을 2차 연소영역으로 이송시켜 재연소를 통해 NOx를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미연분을 2차 연소영역으로 이송시키며 연소하되 이송가스 내 산화제의 양을 조절하여 완전 연소시킴으로써, 연소 효율을 높일 수 있으며 1차 연소영역의 연수 부하를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 유동반응부 내에서 연소반응으로 발생한 염화알칼리 성분이 열교환기에 부착되어 부식을 발생시키지 않도록 라이저부 내에서 모두 제거할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 염화알칼리를 제거하는 물질을 유동반응부 내에서 선별하여 라이저부에 분사하기 때문에 별도의 첨가제 비용없이 자체적으로 염화알칼리 성분을 제거할 수 있어 경제적이다.
또한, 본 발명에 따르면, 유동 반응부 내에서 염화알칼리를 제거할 수 있는 물질을 선별하기 때문에 별도의 승온 설비가 더 필요하지 않다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기의 구성예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치의 구성예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치의 구성예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치의 구성예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치의 구성예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치의 구성예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치의 구성예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기의 구성예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 하이브리드 유동층 반응기(1000)는 유동반응부(1100), 유동화가스공급부(1200), 라이저부(1300) 및 드래프트부(1400)를 포함한다.
상기 유동반응부(1100)는 반응로유닛(1110) 및 분산유닛(1120)을 포함하며, 유동매체가 수용되고, 화학 반응이 이루어지도록 마련될 수 있다.
상기 반응로유닛(1110)은 상기 유동매체가 수용된다. 여기서, 상기 유동매체는 유동사, 연료 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 분산유닛(1120)은 상기 유동화가스공급부(1200)로부터 공급되는 유동화가스가 분산되어 상기 반응로유닛(1110)의 내부에 공급될 수 있도록 상기 반응로유닛(1110)의 하측에 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 분산유닛(1120)은 상기 반응로유닛(1110)의 하단에 상호 기설정된 간격만큼 이격되어 복수로 마련될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 분산유닛(1120)은 상기 반응로유닛(1110)의 내부의 화학 작용을 촉진하고, 유동매체를 효율적으로 유동화할 수 있다.
상기 유동화가스공급부(1200)는 유동화가스공급유닛(1210) 및 블로워유닛(1220)을 포함하며, 상기 유동반응부(1100)의 내부에 유동화가스를 공급하여 상기 유동반응부(1100) 내부의 입자를 유동시키고, 화학 반응이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 유동화가스공급유닛(1210)은 상기 유동반응부(1100)에 유동화가스를 공급할 수 있다.
상기 블로워유닛(1220)은 상기 유동반응부(1100)의 하부에 마련되며, 상기 유동화가스공급유닛(1210)으로부터 공급된 유동화가스를 상기 유동반응부(1100)의 내부로 주입할 수 있다.
상기 라이저부(1300)는 상기 유동반응부(1100)의 상부에 마련되고, 상기 유동반응부(1100)의 상부를 향해 연장될 수 있다. 그리고, 상기 라이저부(1300)는, 수송대상입자(10)의 이송 속도를 향상시키기 위해 상기 유동반응부(1100)에 비해 내경이 작은 관 형상으로 마련될 수 있다.
상기 드래프트부(1400)는 드래프트튜브유닛(1410), 드래프트개폐유닛(1420), 드래프트팬유닛(1430)을 포함하며, 상기 유동반응부(1100)와 연결되어 상기 유동반응부(1100) 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부(1300)를 향해 이송될 수 있도록 마련될 수 있다.
상기 드래프트튜브유닛(1410)은 상기 유동반응부(1100)의 일측에서 삽입되어 상기 라이저부(1300)를 향해 상부로 절곡되어 연장 형성되며, 제1 드래프트튜브(1411) 제2 드래프트튜브(1412) 및 제3 드래프트튜브(1413)를 포함하여 마련될 수 있다.
상기 제1 드래프트튜브(1411)는 상기 유동반응부(1100)의 일측에 삽입되되, 상기 유동반응부(1100)에 수용된 유동매체의 내부로 삽입될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 드래프트튜브(1411)는 일단이 상기 드래프트팬유닛(1430)과 연결되며 타단이 상기 유동반응부(1100)의 일측으로 연장되어 삽입될 수 있다. 그리고 이때, 상기 제1 드래프트튜브(1411)는 상기 유동반응부(1100)에 수용된 유동매체의 수면 아래측으로 삽입되며, 상기 반응로유닛(1110)의 바닥면에 인접하게 삽입될 수 있다.
상기 제2 드래프트튜브(1412)는 상기 제1 드래프트튜브(1411)로부터 상부를 향해 절곡 연장되며, 상기 유동매체에 수용될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 드래프트튜브(1412)는 상기 반응로유닛(1110)에 삽입될 때, 상기 유동매체의 수면 아래측으로 삽입된 상기 제1드래프트튜브(1411)의 타단으로부터 상기 라이저부를 향해 절곡 연장될 수 있다. 즉, 상기 제2 드래프트튜브(1412)는 상기 드래프트튜브유닛(1410) 중 상기 제1 드래프트튜브(1411)의 타단의 절곡부분부터 상기 반응로유닛(1110)에 수용된 상기 유동매체의 수면부분까지를 지칭할 수 있다.
상기 제3 드래프트튜브(1413)는 상기 제2 드래프트튜브(1412)로부터 상부를 향해 연장되되, 상기 유동매체의 수면부터 상기 라이저부의 내부까지 연장될 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 드래프트튜브(1413)는 상기 제2 드래프트튜브(1412)의 상단부터 상기 라이저부(1300)의 내부에 기설정된 위치까지 연장되어 마련될 수 있다.
상기 드래프트개폐유닛(1420)은 상기 드래프트튜브유닛(1410)에 마련되며, 기설정된 수송대상입자를 상기 드래프트튜브유닛(1410)에 유입시킬 수 있도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 드래프트개폐유닛(1420)은, 상기 제2 드래프트튜브(1412)의 길이 방향으로 하나 이상 마련될 수 있으며, 상기 드래프트 개폐유닛(1420)은 드래프트홀 및 드래프트스위치를 포함한다.
상기 드래프트홀은 상기 제2 드래프트튜브(1412)의 길이 방향으로 하나 이상 마련되며, 상기 수송대상입자가 상기 드래프트튜브유닛(1410)에 유입될 수 있도록 홀 형태로 마련될 수 있다. 그리고, 상기 드래프트홀은 하나 이상으로 마련되나, 일실시예에서는 설명의 편의상 세 개의 드래프트홀이 구비된 것으로 설명하도록 한다.
구체적으로, 제1 드래프트홀(1421), 제2 드래프트홀(1422) 및 제3 드래프트홀(1423)은 상기 제2 드래프트튜브(1412)에 마련되되, 상부를 향해 상호 이격되어 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 드래프트홀(1421), 상기 제2 드래프트홀(1422) 및 상기 제3 드래프트홀(1423)은 상기 유동매체의 일정 깊이 마다 위치하도록 마련될 수 있다.
상기 드래프트스위치(미도시)는 각각의 상기 드래프트홀에 결합되어, 상기 드래프트홀을 개폐할 수 있다. 그리고, 상기 드래프트스위치는 상기 수송대상입자가 위치하는 층과 대응되는 위치의 상기 드래프트홀을 개방할 수 있다. 일 예로, 상기 드래프트스위치는 수송대상입자가 도 1에 도시된 것처럼, 상기 제2 드래프트홀(1422)과 대응되는 깊이에 층을 이루어 위치한 경우, 상기 제2 드래프트홀(1422)을 개방하여 상기 제2 드래프트튜브(1412)로 상기 수송대상입자가 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 이와 동시에 상기 제1 드래프트홀(1421) 및 상기 제3 드래프트홀(1423)은 폐쇄하여 체류대상입자(20)가 상기 제2 드래프트튜브(1412)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 드래프트스위치는 각각의 상기 드래프트홀을 개별적으로 제어하여 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
또한, 상기 드래프트스위치는 상기 드래프트홀이 개방율을 제어하여 수송대상입자의 유입량을 제어하도록 마련될 수도 있다.
상기 드래프트팬유닛(1430)은 상기 드래프트튜브유닛(1410)에 수송공기를 주입하여 상기 수송대상입자를 상기 라이저부(1300)로 이송시킬 수 있다. 이때, 드래프트튜브(1410)는 상기 라이저부(1300)에 비해 관의 내경이 좁기 ?문에 적은 유량으로도 상기 수송대상입자(10)를 용이하게 수송할 수 있다. 따라서, 상기 드래프트팬유닛(1430)은 상기 드래프트튜브(1410)에 유입된 상기 수송대상입자(10)를 수송하는데에만 사용되도록 수송공기를 주입하고, 적은 유량으로도 상기 수송대상입자(10)를 이송할 수 있다. 그 결과, 상기 드래프트팬유닛(1430)은 상기 유동화가스공급부(1200)가 상기 라이저부(1300)로 이송이 용이하게 이루어지지 않는 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(1300)로 이송하기 위해 공급하는 유동화가스를 줄이도록 할 수 있어 경제적이다.
또한, 상기 드래프트부(1400) 없이 상기 유동화가스공급부(1200)가 공급하는 유동화가스만으로 일반 입자에 비해 입자의 크기가 큰 수송대상입자(10)를 모두 상기 라이저부(1300)로 이송하고자 할 경우, 매우 높은 유속으로 유동화가스를 공급해야만 한다. 이 경우, 상기 수송대상입자(10)와 함께 상기 체류대상입자(20)를 함께 상기 라이저부(1300)로 이송시키게 되는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 라이저부(1300)가 상기 입자들의 고속 유동에 의해 마모되는 문제가 더 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 상기 드래프트부(1400)는 상기 드래프트개폐유닛(1420)을 이용하여 유동매체에 포함된 입자 중 상기 수송대상입자(10)를 체류대상입자(20)로부터 분리하여 선택적으로 수송할 수 있다. 여기서, 상기 수송대상입자(10)는 상기 체류대상입자(20)와 밀도, 비중 등의 차이로 인해 분리되어 층을 형성한다. 그리고, 상기 드래프트개폐유닛(1420)은 상기 드래프트튜브(1410)의 높이에 따라 형성되기 때문에, 상기 수송대상입자(10)가 위치한 층에 형성된 드래프트홀을 개방하여 상기 수송대상입자(10)만 상기 라이저부(1300)로 수송할 수 있다.
정리하면, 본 발명에 따른 상기 드래프트부(1400)는 상기 수송대상입자(10)를 선택하여 수송할 수 있고, 상기 유동화가스공급부(1200)가 공급하는 유동화가스의 공급량 및 유속을 줄여 전력 소모를 줄임과 동시에 상기 라이저부(1300)가 마모되는 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.
한편, 상기 하이브리드 유동층 반응기(1000)는 상기 라이저부(1300)의 상부에 마련되어 상기 수송대상입자(10)를 제공받는 싸이클론부(1500)를 더 포함한다. 상기 싸이클론부(1500)는 상기 유동반응부(1100)로부터 생성된 가스와 고체의 상기 수송대상입자(10)를 분리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치의 구성예시도이다.
도 2에 도시된 것처럼, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치(2000)는 상기 하이브리드 유동층 반응기의 유동반응부(2100), 유동화가스공급부(2200), 라이저부(2300), 드래프트부(2400) 및 싸이클론부(2500)를 포함한다. 여기서, 상기 유동반응부(2100), 상기 유동화가스공급부(2200), 상기 라이저부(2300), 상기 드래프트부(2400) 및 상기 싸이클론부(2500)는 전술한 상기 하이브리드 유동층 반응기(1000)와 구성 및 효과가 실질적으로 동일하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 단, 상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치(2000)에서, 상기 수송대상입자(10)는 유동사를 지칭할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치(2000)는 열분해반응부(2600), 연료공급부(2700), 회수부(2800)을 더 포함한다.
상기 열분해반응부(2600)는 상기 싸이클론부(2500)의 하부에 마련되며, 상기 싸이클론부(2500)를 통해 상기 수송대상입자(10)를 제공받을 수 있다.
상기 연료공급부(2700)는 상기 열분해반응부(2600)에 고체연료를 투입하도록 상기 열분해반응부(2600)와 연결되어 마련될 수 있다.
상기 열분해반응부(2600)는 상기 수송대상입자(10)를 이용하여 상기 연료공급부(2600)로부터 제공받은 고체연료를 열분해할 수 있다. 여기서, 고체연료가 열분해될 때, 촤(char)가 생성될 수 있다.
상기 회수부(2800)는 상기 열분해반응부(2600)에서 고체연료가 열분해되어 생성된 촤 및 상기 수송대상입자(10)를 상기 유동반응부(2100)로 이송할 수 있다.
상기 드래프트부(2400)는 상기 회수부(2800)를 통해 회수된 촤와 상기 수송대상입자(10)의 비중 차이에 따라 형성된 수송대상입자(10)의 밀집층에 위치한 드래프트홀을 개방하여 상기 수송대상입자(10)를 상기 열분해반응부(2600)로 이송시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 유동반응부(2100)로 이송된 촤는 상기 유동반응부(2100)에서 연소되며, 상기 촤가 다시 열분해반응부(2600)로 이송될 경우, 고체연료의 열분해 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 촤는 체류대상입자(20)로서, 상기 유동반응부(2100)에 체류하도록 할 필요가 있다.
그리고, 상기 체류대상입자(20)인 촤와 상기 수송대상입자(10)인 유동사는 서로 비중 및 밀도가 다르기 때문에 일반적으로, 층을 형성하여 상기 유동반응부(2100)에 수용된다. 따라서, 상기 드래프트부(2400)는 상기 수송대상입자(10)가 위치한 층에 형성된 드래프트홀을 개방하여 상기 수송대상입자(10)만을 상기 열분해반응부(2600)로 이송시킬 수 있다.
또한, 상기 유동반응부(2100)는, 역전층(Layer inversion) 현상이 발생되도록 운전조건을 제어하여, 상기 촤에 비해 밀도가 낮은 상기 유동사가 상기 촤의 하부에 위치하도록 할 수도 있다. 이러한 제어는 부가적으로 수행될 수 있는 것으로, 상기 드래프트개폐유닛(2420)의 위치를 고려하여 조절될 수 있다.
이처럼 마련된, 상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치(2000)는, 상기 드래프트부(2400)를 이용하여 상기 수송대상입자(10)만을 열분해반응부(2600)로 이송할 수 있기 때문에 고체연료의 열분해 효율이 향상된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치의 구성예시도이다.
도 3에 도시된 것처럼, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치(3000)는 상기 하이브리드 유동층 반응기의 유동반응부(3100), 유동화가스공급부(3200), 라이저부(3300), 드래프트부(3400) 및 싸이클론부(3500)를 포함한다. 여기서, 상기 유동반응부(3100), 상기 유동화가스공급부(3200), 상기 라이저부(3300), 상기 드래프트부(3400) 및 상기 싸이클론부(3500)는 전술한 상기 하이브리드 유동층 반응기(1000)와 구성 및 효과가 실질적으로 동일하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 단, 상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치(3000)에서, 수송대상입자(10)는 1차 연소시 연소가 이루어지지 않는 연료로 미연분을 지칭할 수 있다.
상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치(3000)에서, 상기 드래프트부(3400)의 제3 드래프트튜브(3413)는, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브(3412)의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부(3100)의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부(3300)의 2차 연소영역(b)에 삽입되도록 마련될 수 있다. 단, 상기 제3 드래프트튜브(3413)의 형상은 일실시예에 한정되지 않으며, 상기 제2 드래프트튜브(3412)에 유입된 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(3300)로 이송할 수 있는 형상을 모두 포함한다.
이처럼 마련된 상기 드래프트부(3400)는, 상기 유동매체가 상기 유동반응부(3100) 내에서 1차 연소됨과 동시에 또는 그 이후에, 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(3300)의 기설정된 2차 연소영역(b)으로 이송하여 2차 연소시킬 수 있다.
이처럼 마련된 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치(3000)는, 유동반응부(3100) 내부에서만 연소를 하는 것에 비해 연료가 반응하는 영역이 넓어지기 때문에, 처리 가능한 연소량을 증가 시킬 수 있으며 필요 시 적절한 연료 제어를 통해 연소가스 내 잉여 산소를 저감할 수 있다.
또한, 상기 드래프트부(3400)는, 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(3300)로 이송하는 수송공기의 조성을 제어하도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 수송공기는 상기 1차 연소시 발생한 질소산화물(NOx)을 환원시키도록 조성이 제어될 수 있다.
구체적으로, 유동반응부(3100)에서 생성된 질소산화물이 상기 라이저부(3300)를 따라 상부로 이송되는 도중에 상기 드래프트부(3400)가 상기 2차 연소영역(b)에 상기 수송대상입자(10)를 넣어주면, 연료 환원 분위기가 조성되며 이때, 질소산화물이 환원되어 저감될 수 있다.
또한, 상기 드래프트부(3400)는, 상기 유동매체 중 상기 1차 연소영역(a)에서 1차 연소시 연소가 이루어지지 않는 미연분인 상기 수송대상입자(10)를 상기 2차 연소영역(b)으로 이송하여 연소시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 드래프트부(3400)는, 상기 수송대상입자(10)가 완전 연소될 수 있도록 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(3300)로 이송하는 수송공기의 산소분율을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 유동반응부(3100)에 직접 산소를 투입할 경우 주로 규사(silica sand)로 이루어진 유동사의 융점 이상으로 연소 온도가 상승하여 연소 효율을 저하시키는 응집(agglomeration)현상이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 상기 드래프트부(3400)는 상기 수송대상입자(10)를 이송시키기 위한 수송공기의 산소를 이용해 상기 수송대상입자(10)를 완전 연소시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 유동반응부(3100)에 추가로 산소를 공급하지 않아 응집 현상이 발생하지 않게 함과 동시에, 상기 유동반응부(3100)에서 연소가 원활하게 이루어지지 않는 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(3300)의 2차 연소영역(b)으로 이송하고, 수송공기의 산소분율을 높여 상기 대상 연료를 신속하게 완전연소 시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치의 구성예시도이다.
도 4에 도시된 것처럼, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)는 상기 하이브리드 유동층 반응기의 유동반응부(4100), 유동화가스공급부(4200), 라이저부(4300) 및 드래프트부(4400)를 포함한다. 여기서, 상기 유동반응부(4100), 상기 유동화가스공급부(4200), 상기 라이저부(4300) 및 상기 드래프트부(4400)는 전술한 상기 하이브리드 유동층 반응기(1000)와 구성 및 효과가 실질적으로 동일하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 단, 상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)에서, 수송대상입자(10)는 염화알칼리를 제거할 수 있는 첨가제 물질을 지칭할 수 있다.
상기 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)는 상기 라이저부(4300)의 상부에 마련되는 열교환부(4500)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 드래프트부(4400)의 제3 드래프트튜브(4413)는, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브(4412)의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부(4100)의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부(4300)의 분사영역(c)에 삽입되도록 마련될 수 있다. 단, 상기 제3 드래프트튜브(4413)의 형상은 일실시예에 한정되지 않으며, 상기 제2 드래프트튜브(4412)에 유입된 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(4300)로 이송할 수 있는 형상을 모두 포함한다.
상기 드래프트부(4400)는, 상기 유동매체가 연소될 때 생성된 염화알칼리를 제거하기 위한 상기 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(4300)의 기설정된 분사영역에 분사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 연료를 포함하는 유동매체에 염화알칼리(KCl, NaCl) 성분이 있을 경우 상기 열교환부(4500) 표면에 융착하여 파울링과 고온부식을 일으킬 수 있다. 따라서, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)는 연소가스에 포함된 염화알칼리와 반응하여 저감시키는 첨가제를 열교환부(4500)의 상류에 위치한 상기 라이저부(4300)에 분사하여 상기 열교환부(4500)에 파울링 및 고온부식 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 드래프트부(4400)는, 상기 유동반응부(4100) 내부에 존재하는 점토광물, 석탄회재, 황 성분이 포함된 물질 중 어느 하나 이상인 수송대상입자(10)를 상기 라이저부(4300)의 분사영역(c)에 분사하여 염화알칼리 성분을 제거할 수 있다. 즉, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)는 외부에서 염화알칼리를 제거하기 위한 첨가제를 주입하는 것이 아니라, 자체적으로 염화알칼리를 제거하기 위한 물질을 조달할 수 있다. 또한, 상기 유동반응부(4100)에 수용된 상기 수송대상입자(10)는 상기 유동반응부(4100)에서 승온된 상태이기 때문에 별도의 승온설비가 필요하지 않다.
이처럼 마련된, 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치(4000)는 자체적으로 염화알칼리를 제거할 수 있는 물질을 조달할 수 있어 경제적이며, 상기 열교환부(4500)에 파울링 및 고온부식 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 하이브리드 유동층 반응기
1100, 2100, 3100, 4100: 유동반응부
1110, 2110, 3110, 4110: 반응로유닛
1120, 2120, 3120, 4120: 분산유닛
1200, 2200, 3200, 4200: 유동화가스공급부
1210, 2210, 3210, 4210: 유동화가스공급유닛
1220, 2220, 3220, 4220: 블로워유닛
1300, 2300, 3300, 4300: 라이저부
1400, 2400, 3400, 4400: 드래프트부
1410, 2410, 3410, 4410: 드래프트튜브유닛
1411, 2411, 3411, 4411: 제1 드래프트튜브
1412, 2412, 3412, 4412: 제2 드래프트튜브
1413, 2413, 3413, 4413: 제3 드래프트튜브
1420, 2420, 3420, 4420: 드래프트개폐유닛
1421, 2421, 3421, 4421: 제1 드래프트홀
1422, 2422, 3422, 4422: 제2 드래프트홀
1423, 2423, 3423, 4423: 제3 드래프트홀
1430, 2430, 3430, 4430: 드래프트팬유닛
1500, 2500, 3500: 싸이클론부
2000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치
2600: 열분해반응부
2700: 연료공급부
2800: 회수부
3000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치
4000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치
4500: 열교환부
1100, 2100, 3100, 4100: 유동반응부
1110, 2110, 3110, 4110: 반응로유닛
1120, 2120, 3120, 4120: 분산유닛
1200, 2200, 3200, 4200: 유동화가스공급부
1210, 2210, 3210, 4210: 유동화가스공급유닛
1220, 2220, 3220, 4220: 블로워유닛
1300, 2300, 3300, 4300: 라이저부
1400, 2400, 3400, 4400: 드래프트부
1410, 2410, 3410, 4410: 드래프트튜브유닛
1411, 2411, 3411, 4411: 제1 드래프트튜브
1412, 2412, 3412, 4412: 제2 드래프트튜브
1413, 2413, 3413, 4413: 제3 드래프트튜브
1420, 2420, 3420, 4420: 드래프트개폐유닛
1421, 2421, 3421, 4421: 제1 드래프트홀
1422, 2422, 3422, 4422: 제2 드래프트홀
1423, 2423, 3423, 4423: 제3 드래프트홀
1430, 2430, 3430, 4430: 드래프트팬유닛
1500, 2500, 3500: 싸이클론부
2000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치
2600: 열분해반응부
2700: 연료공급부
2800: 회수부
3000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치
4000: 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치
4500: 열교환부
Claims (20)
- 유동매체가 수용되는 유동반응부;
상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부;
상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및
상기 유동반응부의 일측에서 삽입되어 상기 라이저부를 향해 상부로 연장 형성된 드래프트튜브유닛; 및 상기 드래프트튜브유닛에 마련되며, 기설정된 수송대상입자를 상기 드래프트튜브유닛에 유입시킬 수 있도록 마련된 드래프트개폐유닛을 가짐으로써, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 포함하며,
상기 드래프트튜브유닛은,
상기 유동반응부의 일측에 삽입되되, 상기 유동반응부에 수용된 유동매체의 내부로 삽입되는 제1 드래프트튜브;
상기 제1 드래프트튜브로부터 상부를 향해 절곡 연장되며, 상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브; 및
상기 제2 드래프트튜브로부터 상부를 향해 연장되되, 상기 유동매체의 수면부터 상기 라이저부의 내부까지 연장된 제3 드래프트튜브를 포함하며,
상기 드래프트개폐유닛은,
상기 제2 드래프트튜브의 길이 방향으로 하나 이상 마련되는 드래프트홀; 및
각각의 상기 드래프트홀에 결합되어, 상기 드래프트홀을 개폐하는 드래프트스위치를 포함하며,
상기 드래프트스위치는 상기 수송대상입자가 위치하는 층과 대응되는 위치의 상기 드래프트홀을 개방하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 제 1 항에 있어서,
상기 드래프트부는,
상기 드래프트튜브유닛에 수송공기를 주입하여 상기 수송대상입자를 이송시키는 드래프트팬유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 드래프트개폐유닛은,
상기 제2 드래프트튜브의 길이 방향으로 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 유동반응부는,
상기 유동매체가 수용되는 반응로유닛; 및
상기 유동화가스공급부로부터 공급되는 유동화가스가 분산되어 상기 반응로유닛에 공급될 수 있도록 상기 반응로유닛의 하측에 마련된 분산유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 제 1 항에 있어서,
상기 유동화가스공급부는,
상기 유동반응부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급유닛;
상기 유동반응부의 하부에 마련되며, 상기 유동화가스공급유닛으로부터 공급된 유동화가스를 상기 유동반응부의 내부로 주입하는 블로워유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 제 1 항에 있어서,
상기 라이저부는,
상기 유동반응부의 상부를 향해 연장되고, 상기 수송대상입자의 이송 속도를 향상시키기 위해 상기 유동반응부에 비해 내경이 작은 관 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기. - 유동매체가 수용되는 유동반응부; 상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부; 상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및 상기 유동반응부와 연결되며, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 갖는 하이브리드 유동층 반응기;
상기 라이저부와 연결되어 상기 수송대상입자를 제공받는 싸이클론부;
상기 싸이클론부의 하부에 마련되는 열분해반응부;
상기 열분해반응부에 고체연료를 투입하는 연료공급부;
상기 열분해반응부에서 고체연료가 열분해되어 생성된 촤(char) 및 상기 수송대상입자를 상기 유동반응부로 이송하는 회수부를 포함하며,
상기 드래프트부는,
상기 회수부를 통해 회수된 촤와 상기 수송대상입자의 비중 차이에 따라 형성된 상기 수송대상입자의 밀집층에 위치한 드래프트홀을 개방하여 상기 수송대상입자를 상기 열분해반응부로 이송시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 수송대상입자는 유동사인 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치. - 삭제
- 제 10 항에 있어서,
상기 유동반응부는,
역전층(Layer inversion) 현상이 발생되도록 운전조건을 제어하여, 상기 촤에 비해 밀도가 낮은 상기 수송대상입자가 상기 촤의 하부에 위치하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열분해장치. - 유동매체가 수용되는 유동반응부; 상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부; 상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및 상기 유동반응부와 연결되며, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 갖는 하이브리드 유동층 반응기; 및
상기 라이저부와 연결되어 상기 수송대상입자를 제공받는 싸이클론부를 포함하며,
상기 유동매체는 상기 유동반응부 내에서 1차 연소되고,
상기 드래프트부는, 상기 수송대상입자를 상기 라이저부의 기설정된 2차 연소영역으로 이송하여 2차 연소시키도록 마련되며,
상기 드래프트부의 제3 드래프트튜브는,
상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부의 2차 연소영역에 삽입된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 드래프트부는,
상기 수송대상입자를 상기 라이저부로 이송하는 수송공기의 조성을 제어하도록 마련되며, 상기 수송공기는 상기 1차 연소시 발생한 질소산화물 (NOx)을 환원시키도록 조성이 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 드래프트부는,
상기 유동매체 중 상기 1차 연소시 연소가 이루어지지 않는 상기 수송대상입자를 상기 2차 연소영역으로 이송하여 연소시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 드래프트부는,
상기 수송대상입자를 상기 라이저부로 이송하는 수송공기의 조성을 제어하도록 마련되며, 상기 수송공기는 상기 수송대상입자가 완전 연소되도록 산소분율이 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 연소장치. - 삭제
- 유동매체가 수용되는 유동반응부; 상기 유동반응부의 내부에 유동화가스를 공급하는 유동화가스공급부; 상기 유동반응부의 상부에 마련된 라이저부(riser); 및 상기 유동반응부와 연결되며, 상기 유동반응부 내에 수용된 유동매체 중 수송대상입자가 상기 라이저부를 향해 이송될 수 있도록 마련된 드래프트부를 갖는 하이브리드 유동층 반응기; 및
상기 라이저부의 상부에 마련되는 열교환부를 더 포함하며,
상기 드래프트부는, 상기 유동매체가 연소될 때 생성된 염화알칼리를 제거하기 위한 수송대상입자를 상기 라이저부의 기설정된 분사영역에 분사하도록 마련되고,
상기 드래프트부의 제3 드래프트튜브는,
상기 유동매체에 수용된 제2 드래프트튜브의 상단으로부터 절곡 연장되어 상기 유동반응부의 외부로 연장되고, 다시 상부를 향해 절곡 연장되어 상단이 상기 라이저부의 분사영역에 삽입된 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 드래프트부는,
상기 유동반응부 내부에 존재하는 점토광물, 석탄회재, 황 성분이 포함된 물질 중 어느 하나 이상인 수송대상입자를 상기 라이저부에 분사하여 상기 염화알칼리를 제거하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 유동층 반응기를 적용한 열교환장치. - 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170057422A KR101921132B1 (ko) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170057422A KR101921132B1 (ko) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180123340A KR20180123340A (ko) | 2018-11-16 |
| KR101921132B1 true KR101921132B1 (ko) | 2018-11-22 |
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ID=64557694
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170057422A KR101921132B1 (ko) | 2017-05-08 | 2017-05-08 | 하이브리드 유동층 반응기 및 이를 적용한 열분해장치, 연소장치 및 열교환장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101921132B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220064115A (ko) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 한국생산기술연구원 | 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법 |
| KR20220162295A (ko) | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 정수개 | 양승기 모터용 정역 변환장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003176486A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-24 | Ebara Corp | 統合型循環流動床ガス化炉 |
| JP2004130194A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Pauretsuku:Kk | 流動層装置 |
-
2017
- 2017-05-08 KR KR1020170057422A patent/KR101921132B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003176486A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-24 | Ebara Corp | 統合型循環流動床ガス化炉 |
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| KR20220064115A (ko) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 한국생산기술연구원 | 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법 |
| KR102465670B1 (ko) | 2020-11-11 | 2022-11-11 | 한국생산기술연구원 | 다수의 드래프트 튜브를 갖는 순환 유동층 가스화 장치 및 방법 |
| KR20220162295A (ko) | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 정수개 | 양승기 모터용 정역 변환장치 |
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|---|---|
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