KR102005933B1

KR102005933B1 - 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템

Info

Publication number: KR102005933B1
Application number: KR1020140060567A
Authority: KR
Inventors: 김영훈; 김정래; 남기일; 박상민; 차훈; 류광년
Original assignee: 한국조선해양 주식회사
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR20150133947A

Abstract

슬래그(Slag)가 배출되는 가스화유닛의 배출관의 내주면에 슬래그가 점착되는 것을 억제한 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템은, 석탄의 연소시 발생되는 슬래그가 가스화유닛의 하측으로 배출될 때, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위로 가스화유닛의 내면을 코팅할 수 있는 화학물질이 주입된다. 그러면, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위 내면에 슬래그가 점착되는 것이 억제되므로, 가스화유닛의 유지보수 작업이 간편할 뿐만 아니라 단시간에 유지보수 작업을 할 수 있다.

Description

가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템 {GASIFICATION UNIT AND INTEGRATED GASIFICATION COMBINED CYCLE SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 슬래그(Slag)가 배출되는 가스화유닛의 배출관의 내주면에 슬래그가 점착되는 것을 억제한 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템에 관한 것이다.

석탄화력발전은 석탄을 직접 태워서 증기를 발생시키고, 발생된 증기로 증기터빈을 돌려 전기를 생산하는데, 배기가스로 인하여 환경이 오염되는 문제점이 있다.

그러나, 석탄가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle)은 고온에서 석탄을 부분산화법 등으로 가스화시켜 일산화탄소와 수소로 이루어진 가연성 가스인 합성가스를 생성한 후, 합성가스를 연소시켜 가스터빈을 돌려 전기를 생산한다. 그리고, 가스터빈에서 방출되는 연소배기가스의 배기가스에 의하여 생성되는 증기를 이용하여 증기터빈을 돌려서 다시 전기를 생산한다.

석탄은 슬러리(Slurry) 형태로 투입되거나, 미분탄 형태로 투입된다. 슬러리 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 물이 투입되고, 미분탄 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 증기가 투입된다.

석탄가스화 복합발전은 석탄화력발전에 비하여 효율이 우수할 뿐만 아니라, 이산화탄소 및 황화합물의 배출을 줄일 수 있고, 다양한 합성석유를 추출할 수 있으며, 매장량이 풍부하고, 친환경적이므로 미래형 발전 기술로 주목을 받고 있다.

일반적으로, 슬러리를 이용한 석탄가스화 복합발전 시스템은 가스화유닛, 가스터빈, 폐열회수 보일러 및 증기터빈을 포함한다.

상기 가스화유닛은 석탄을 연소하여 합성가스를 생성하고, 상기 가스터빈은 합성가스의 연소시 발생되는 고온 및 고압의 연소배기가스에 의하여 구동하면서 발전기를 구동시킨다. 그리고, 상기 폐열회수 보일러는 상기 가스터빈에서 배출되는 연소배기가스의 배기가스를 열원으로 하여 증기를 발생하고, 상기 증기터빈은 상기 폐열회수 보일러에서 발생된 증기에 의하여 구동하면서 발전기를 구동시킨다.

도 1은 종래의 가스화유닛을 보인 도로서, 이를 설명한다.

도시된 바와 같이, 가스화유닛(10)은 석탄이 투입되는 투입부(미도시), 상기 투입부의 하측 부위와 연통되며 석탄이 연소되는 연소부(미도시), 상기 연소부의 하측 부위와 연통되며 슬래그(Slag)가 배출되는 배출부(11)를 포함한다.

슬래그는 용융되어 배출부(11)를 통하여 배출되며, 점성이 강하므로, 배출부(11)의 내면에 용이하게 점착되어 고착될 수 있다. 특히, 단면적이 작은 배출부(11)의 배출관(11a)은 단시간에 슬래그에 막힐 수 있으므로, 배출관(11a)을 포함한 배출부(11)의 주기적인 유지보수가 필요하다.

그런데, 종래의 석탄가스화 복합발전 시스템은 가스화유닛(10)의 배출부(11)에 슬래그가 점착되는 것을 억제하는 아무런 수단이 없으므로, 배출관(11a)이 단시간에 막힐 수 있다. 그러면, 석탄가스화 복합발전 시스템을 정시시킨 상태에서 가스화유닛(10)의 배출부(11)에 대한 유지보수 작업을 하여야 하므로, 유지보수 작업이 불편할 뿐만 아니라 장시간이 소요되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템을 제공하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 유지보수 작업이 간편할 뿐만 아니라 단시간에 유지보수 작업을 할 수 있는 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템을 제공하는 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가스화유닛은, 투입된 석탄을 연소하며, 석탄의 연소시 생성된 합성가스는 일측으로 배기하고 슬래그(Slag)는 하측으로 배출하는 본체; 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 화학물질을 분사하여 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위 내면에 상기 슬래그가 점착되는 것을 억제하는 분사모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템은, 석탄을 연소하여 합성가스를 생성하는 가스화유닛; 상기 가스화유닛에서 생성된 합성가스의 연소시 발생하는 연소배기가스를 연료로 구동하는 가스터빈; 상기 가스터빈에서 배출되는 연소배기가스의 배기가스를 열원으로 하여 증기를 발생하는 폐열회수 보일러; 상기 폐열회수 보일러에서 발생된 증기에 의하여 구동하는 증기터빈을 포함하며, 상기 가스화유닛은, 생성된 합성가스는 상기 가스터빈측으로 배기하고 슬래그(Slag)는 하측으로 배출하는 본체; 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 화학물질을 분사하여 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위 내면에 상기 슬래그가 점착되는 것을 억제하는 분사모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템은, 석탄의 연소시 발생되는 슬래그가 가스화유닛의 하측으로 배출될 때, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위로 가스화유닛의 내면을 코팅할 수 있는 화학물질이 주입된다. 그러면, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위 내면에 슬래그가 점착되는 것이 억제되므로, 가스화유닛의 유지보수 작업이 간편할 뿐만 아니라 단시간에 유지보수 작업을 할 수 있다.

도 1은 종래의 가스화유닛을 보인 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템의 구성을 보인 도.
도 3은 도 2에 도시된 가스화유닛 부위의 확대 단면도.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템의 구성을 보인 도로서, 이를 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템은 가스화유닛(110)을 포함할 수 있다. 가스화유닛(110)은 슬러리(Slurry) 형태의 석탄을 공급받고, 산소를 공급받아, 슬러리 형태의 석탄을 연소하여 일산화탄소와 수소로 이루어진 가연성 가스인 원시(Raw) 합성가스를 생성할 수 있다. 원시 합성가스에는 이산화탄소, 황화카르보닐(COS) 및 황화수소가 포함될 수 있으며, 이산화탄소, 황화카르보닐(COS) 및 황화수소가 산성 가스이다.

가스화유닛(110)으로 슬러리 형태의 석탄을 공급하기 위하여, 분쇄기(141)는 물과 함께 유입된 석탄을 분쇄하고, 슬러리 형태의 석탄은 펌프(143)에 의하여 가스화유닛(110)으로 공급될 수 있다.

그리고, 가스화유닛(110)으로 산소를 공급하기 위하여, 공기압축기(151)는 공기를 소정 압력으로 압축하고, 압축된 공기는 건조기(153)에서 건조된 후, 공기분리유닛(155)으로 공급된다. 공기분리유닛(155)은 공기를 냉각시켜 산소와 질소로 분리할 수 있다. 공기가 소정 온도로 냉각되면 산소와 질소의 끓는점의 차이로 인하여 산소와 질소로 분리된다. 그러면, 산소는 펌프(157)에 의하여 가스화유닛(110)으로 공급될 수 있고, 질소는 펌프(159)에 의하여 후술할 가스터빈(171)의 연소기(171b)로 공급될 수 있다.

석탄에는 불연소 물질인 석탄회분이 대략 2∼20％ 정도 함유되어 있다.

석탄회분의 대략 20％는 가스화유닛(110)의 고온의 연소열에 의해 용융되며, 여러 입자가 응결된 슬래그(Slag)가 되어 물과 함께 가스화유닛(110)의 하부측을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 그리고, 석탄회분의 나머지 대략 80％는 각 입자별로 연소되어 합성가스의 흐름에 따라 비산하며, 석탄회분이 함유된 원시 합성가스는 정제된 후 가스터빈(171)의 연소기(171b)로 공급될 수 있다.

전술한 바와 같이, 석탄의 연소시 발생하는 슬래그와 물은 가스화유닛(110)의 하부측에 연통 설치된 호퍼(128)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

가스화유닛(110)에서 생성된 합성가스는 냉각기(161)로 유입될 수 있고, 냉각기(161)에서 냉각된 합성가스는 집진기(162)로 유입될 수 있다. 집진기(162)는 합성가스에 함유된 석탄재를 집진하여 물과 함께 제거할 수 있으며, 석탄재가 제거된 합성가스는 제1가스정제유닛(Purification Unit)(163)으로 유입될 수 있다. 제1가스정제유닛(163)은 석탄재가 제거된 합성가스를 가수분해하여 황 성분을 제거할 수 있다.

황 성분이 제거된 합성가스는 복수의 열교환기(165a ∼ 165d), 제2가스정제유닛(166) 및 포화기(167)를 순환한 후, 필터(168)를 거쳐서 가스터빈(171)으로 유입될 수 있다.

상세히 설명하면, 황 성분이 제거된 합성가스는 복수의 열교환기(165a ∼ 165d)로 순차적으로 유입되어 냉각될 수 있고, 냉각된 합성가스는 제2가스정제유닛(166)에서 산 성분이 제거될 수 있으며, 산 성분이 제거된 합성가스는 포화기(167)에서 중화될 수 있다.

즉, 황 성분이 제거된 합성가스는 냉각 → 산 성분 제거 → 중화 → 냉각의 과정을 적정하게 순환한 후 산 성분이 제거되며, 산 성분이 제거된 합성가스는 필터(168)에서 필터링된 후, 순수 합성가스의 상태로 가스터빈(171)의 연소기(171b)로 유입될 수 있다. 순수 합성가스가 연료 가스이다.

가스터빈(171)은 압축기(171a), 연소기(171b) 및 터빈(171b)을 포함할 수 있다.

압축기(171a)는 공기를 압축할 수 있고, 연소기(171b)는 압축기(171a) 및 필터(168)로부터 공기 및 순수 합성가스를 각각 공급받아 순수 합성가스를 연소할 수 있다. 그리고, 터빈(171c)은 연소기(171b)에서 배출되는 연소배기가스에 의하여 구동하면서, 발전기(172)를 구동시킬 수 있다.

연소기(171b)에서 순수 합성가스가 연소될 때, 연료공급라인이 떨리거나, 화염면의 상호 작용으로 연소가 비정상적으로 일어나면, 연소기(171b)가 주기적으로 진동할 수 있다. 상기 연료공급라인의 떨림이나, 화염면의 상호 작용에 의한 비정상적인 연소는 연소기(171b)의 연소 온도가 고온일수록 심하다. 연소기(171b)가 진동하면, 연소기(171b)가 손상될 수 있다.

상기와 같이, 연소기(171b)의 연소 온도가 소정 이상의 고온이 되므로 인하여 연소기(171b)가 손상되는 것을 방지하기 위하여, 전술한 바와 같이, 공기분리유닛(155)에서 분리되어 배출되는 질소가 연소기(171b)로 공급될 수 있다.

연소기(171b)에서 발생된 연소배기가스는 터빈(171c)을 구동시킨 후, 터빈(171c)에서 고온의 배기가스로 배출될 수 있다. 그리고, 터빈(171c)에서 배출된 연소배기가스의 배기가스는 폐열회수 보일러(174)로 유입되어 증기를 발생시키는 열원으로 작용할 수 있다.

폐열회수 보일러(174)에서 증기를 생성하기 위한 열원으로는 열교환기(165d)에서 공급되는 합성가스일 수도 있다. 그리고, 폐열회수 보일러(174)에는 가스화유닛(110)에서 슬러리 형태의 석탄을 연소할 때 발생하는 증기가 유입될 수 있다.

폐열회수 보일러(174)에서 증기 생성에 사용된 연소배기가스의 배기가스는 폐열회수 보일러(174)의 내부에 설치된 탈질(脫窒)모듈(미도시) 등에 의해 정제된 후, 대기로 배출될 수 있다.

폐열회수 보일러(174)에서 생성된 증기의 일부는 가스화유닛(110)으로 유입되어, 가스화유닛(110)의 슬러리 형태의 석탄을 건조하는데 사용될 수 있다. 폐열회수 보일러(174)에서 가스화유닛(110)으로 유입되는 증기는 폐열회수 보일러(174)와 가스화유닛(110) 사이를 순환할 수 있다. 폐열회수 보일러(174)의 증기는 펌프(174a)에 의하여 가스화유닛(110)으로 공급될 수 있고, 폐열회수 보일러(174)에서 가스화유닛(110)으로 유입되는 증기는 필요에 따라 분기되어 폐열회수 보일러(174)로 재유입될 수도 있다.

폐열회수 보일러(174)에서 생성된 증기는 증기터빈(176)을 구동시킬 수 있고, 증기터빈(176)의 구동에 의하여 발전기(177)가 발전을 하는 것이다.

증기터빈(176)의 구동에 사용된 증기는 배출된 후, 냉각기(178)에서 냉각 응축된 후, 펌프(179)에 의하여 펌핑되어 열교환기(165b)로 유입될 수 있다. 열교환기(165b)로 유입된 응축수는 열교환기(165a ∼ 165d)를 흐르는 황 성분이 제거된 합성가스를 냉각시키는 냉각수로 작용한 후, 폐열회수 보일러(174)로 재유입될 수 있다.

석탄의 연소시 발생하는 슬래그는 용융되어 가스화유닛(110)의 하부를 통하여 배출되며, 점성이 강하다. 이로 인해, 슬래그가 배출되는 가스화유닛(110) 부위의 내면에 슬래그가 용이하게 점착되어 고착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템은 슬래그가 배출되는 가스화유닛(110)의 부위에 슬래그가 점착되는 것을 억제할 수 있도록 구성되는데, 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 가스화유닛 부위의 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 가스화유닛(110)은 본체(120)와 분사모듈(130)을 포함할 수 있다.

본체(120)는 상측 부위가 분쇄기(141)측 및 공기분리유닛(155)측과 연통되며 석탄 및 산소가 투입되는 투입부(121), 상측 부위가 투입부(121)의 하측과 연통되며 석탄이 연소되는 연소부(123), 연소부(123)의 하측과 연통되며 슬러리가 배출되는 배출부(125)를 포함할 수 있다. 그리고, 배출부(125)는 상측 부위가 연소부(123)의 하측과 연통되는 상측배출관(125a)과 상측 부위가 상측배출관(125a)의 하측과 연통되며 상측배출관(125a) 보다 작은 직경으로 형성된 하측배출관(125b)을 포함할 수 있다. 이때, 하측배출관(125b)의 하측 부위가 호퍼(128)와 연통될 수 있다.

분사모듈(130)은 슬래그가 배출되는 본체(120)의 배출부(125)의 내면으로 화학물질을 분사하여 슬래그가 배출되는 배출부(125)의 내면에 슬래그가 점착되는 것을 억제할 수 있으며, 지지부재(131), 저장탱크(133), 주입관(135) 및 증기유입관(137)을 포함할 수 있다.

지지부재(131)는 판형상으로 형성되어 상측배출관(125a)과 접하는 하측배출관(125b)의 외면에 결합될 수 있다. 저장탱크(133)에는 배출부(125)의 내면을 코팅시킬 수 있는 화학물질이 저장될 수 있으며, 주입관(135)은 지지부재(131)의 하면에 지지 설치될 수 있다.

주입관(135)의 일단부는 하측배출관(125b)에 관통 설치되어 하측배출관(125b)의 내부와 연통될 수 있고, 타측은 저장탱크(133)와 연통될 수 있다. 그리하여, 저장탱크(133)의 화학물질은 주입관(135)을 통하여 하측배출관(125b)의 내면으로 주입될 수 있다.

하측배출관(125b)의 내면으로 화학물질을 분사 주입하기 위하여, 주입관(135)에는 펌프(135a)와 제1밸브(135b)가 설치될 수 있다. 그리고, 하측배출관(125b)의 내면 전체로 화학물질을 균일하게 분사 주입하기 위하여, 주입관(135)은 하측배출관(125b)을 기준으로 복수개가 방사상으로 설치될 수 있다.

하측배출관(125b)과 연통된 상측배출관(125a)의 하측 부위는 깔때기 형상으로 형성되므로, 슬래그가 점착되기 어렵다. 그러나, 하측배출관(125b)과 연통된 주입관(135)의 일단부측의 형상을 적절하게 형성하면, 화학물질이 상측배출관(125a)의 하측 부위로 주입되게 할 수 있다.

그리하여, 석탄의 연소시 발생된 슬래그가 배출부(125)를 통하여 배출될 때, 화학물질을 배출부(125)의 내면으로 분사하여 주입하면, 배출부(125)의 내면에 화학물질이 묻게되고, 슬래그에 화학물질이 혼합되어 배출부(125)의 내면에 묻게되므로, 배출부(125)의 내면이 코팅된다. 그러면, 배출부(125)의 내면에 슬래그가 점착되는 것이 억제된다. 이때, 화학물질은 유기화합물인 에테르(Ether)인 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 가스화유닛(110)의 분사모듈(130)은 발생되는 슬래그의 양에 따라 배출부(125)로 주입되는 화학물질의 양을 조절할 수 있다.

저장탱크(133)와 제1밸브(135b) 사이의 주입관(135)의 부위에 펌프(135a)가 설치될 수 있다. 그리고, 저장탱크(133)와 펌프(135a) 사이의 주입관(135)의 부위와 펌프(135a)와 제1밸브(135b)와 사이의 주입관(135)의 부위에는 펌프(135a)에 의하여 펌핑된 화학물질을 저장탱크(133)측으로 우회시키기 위한 바이패스관(139)이 설치될 수 있다. 화학물질을 바이패스관(139)으로 유입시키기 위해서는 제1밸브(135b)에 의하여 주입관(135)이 폐쇄되어야 함은 당연하다.

증기유입관(137)은 배출부(125)로 증기가 주입될 수 있도록 안내한다. 이를 위하여, 증기유입관(137)의 일측은 주입관(135)과 연통되고, 타측은 폐열회수 보일러(174)와 연통될 수 있다. 증기유입관(137)을 통하여 배출부(125)로 증기를 주입하는 경우에는 가스화유닛(110)을 정지시킨 상태에서 배출부(125)를 세척하고자 하는 경우이다.

가스화유닛(110)이 정지된 상태는, 본 실시예에 따른 석탄가스화 복합발전 시스템이 정지된 상태이므로, 폐열회수 보일러(174)에서도 증기를 생성할 수 없다. 그러므로, 증기유입관(137)으로 증기를 공급하고자 할 경우에는, 폐열회수 보일러(174)로 별도의 연료를 공급하여 폐열회수 보일러(174)만을 구동시켜서 증기를 생성할 수 있다.

증기유입관(137)에는 펌프(137a) 및 제2밸브(137b)가 각각 설치될 수 있고, 바이패스관(139)에는 제3밸브(139a)가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스화유닛 및 이를 사용한 석탄가스화 복합발전 시스템은 석탄의 연소시 발생되는 슬래그가 가스화유닛의 하측으로 배출될 때, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위로 가스화유닛의 내면을 코팅할 수 있는 화학물질이 주입된다. 그러면, 슬래그가 배출되는 가스화유닛의 부위 내면에 슬래그가 점착되는 것이 억제되므로, 가스화유닛의 유지보수 작업이 간편할 뿐만 아니라 단시간에 유지보수 작업을 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 가스화유닛
120: 본체
130: 분사모듈
131: 지지부재
133: 저장탱크
135: 주입관
137: 증기유입관
139: 바이패스관

Claims

투입된 석탄을 연소하며, 석탄의 연소시 생성된 합성가스는 일측으로 배기하고 슬래그(Slag)는 하측으로 배출하는 본체;
슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 화학물질을 분사하여 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위 내면에 상기 슬래그가 점착되는 것을 억제하는 분사모듈을 포함하며,
상기 화학물질은, 유기화합물이며,
상기 분사모듈은, 상기 화학물질을 상기 본체에서 응결되어 하측으로 배출되는 상기 슬래그에 분사하여, 상기 화학물질이 상기 슬래그에 혼합되어 상기 본체 내면에 묻게되면서 상기 본체 내면을 코팅하도록 하는 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제1항에 있어서,
상기 분사모듈은,
화학물질이 저장된 저장탱크;
일측은 상기 본체의 내부와 연통되고, 타측은 상기 저장탱크와 연통되어 상기 저장탱크의 화학물질이 상기 본체의 내부로 주입되도록 안내하는 주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제2항에 있어서,
상기 주입관은 복수개가 상기 본체를 중심으로 방사상으로 설치된 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제2항에 있어서,
상기 분사모듈은,
일측이 상기 주입관과 연통되어 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 증기를 분사하기 위한 증기유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제4항에 있어서,
상기 주입관에는 펌프와 제1밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제5항에 있어서,
상기 저장탱크와 상기 제1밸브 사이의 상기 주입관의 부위에 상기 펌프가 설치되고,
상기 저장탱크와 상기 펌프 사이의 상기 주입관의 부위와 상기 펌프의 상기 제1밸스 사이의 상기 주입관의 부위에는 상기 펌프에 의하여 펌핑된 화학물질을 상기 저장탱크측으로 우회시키는 바이패스관이 연통 설치된 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제6항에 있어서,
상기 증기유입관 및 상기 바이패스관에는 제2밸브 및 제3밸브가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
제2항에 있어서
상기 본체에는 상기 주입관이 지지되는 지지부재가 설치된 것을 특징으로 하는 가스화유닛.
석탄을 연소하여 합성가스를 생성하는 가스화유닛;
상기 가스화유닛에서 생성된 합성가스의 연소시 발생하는 연소배기가스를 연료로 구동하는 가스터빈;
상기 가스터빈에서 배출되는 연소배기가스의 배기가스를 열원으로 하여 증기를 발생하는 폐열회수 보일러;
상기 폐열회수 보일러에서 발생된 증기에 의하여 구동하는 증기터빈을 포함하며,
상기 가스화유닛은,
생성된 합성가스는 상기 가스터빈측으로 배기하고 슬래그(Slag)는 하측으로 배출하는 본체;
슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 화학물질을 분사하여 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위 내면에 상기 슬래그가 점착되는 것을 억제하는 분사모듈을 포함하며,
상기 화학물질은, 유기화합물이며,
상기 분사모듈은, 상기 화학물질을 상기 본체에서 응결되어 하측으로 배출되는 상기 슬래그에 분사하여, 상기 화학물질이 상기 슬래그에 혼합되어 상기 본체 내면에 묻게되면서 상기 본체 내면을 코팅하도록 하는 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제9항에 있어서,
상기 분사모듈은,
화학물질이 저장된 저장탱크;
일측은 상기 본체의 내부와 연통되고, 타측은 상기 저장탱크와 연통되어 상기 저장탱크의 화학물질이 상기 본체의 내부로 주입되도록 안내하는 주입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제10항에 있어서,
상기 주입관은 복수개가 상기 본체를 중심으로 방사상으로 설치된 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제10항에 있어서,
상기 분사모듈은,
일측이 상기 주입관과 연통되어 슬래그가 배출되는 상기 본체의 부위로 증기를 분사하기 위한 증기유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제12항에 있어서,
상기 증기유입관의 타측은 상기 폐열회수 보일러측과 연통되어 증기를 공급받는 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제13항에 있어서,
상기 주입관에는 펌프와 제1밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제14항에 있어서,
상기 저장탱크와 상기 제1밸브 사이의 상기 주입관의 부위에 상기 펌프가 설치되고,
상기 저장탱크와 상기 펌프 사이의 상기 주입관의 부위와 상기 펌프의 상기 제1밸스 사이의 상기 주입관의 부위에는 상기 펌프에 의하여 펌핑된 화학물질을 상기 저장탱크측으로 우회시키는 바이패스관이 연통 설치된 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제15항에 있어서,
상기 증기유입관 및 상기 바이패스관에는 제2밸브 및 제3밸브가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.
제10항에 있어서
상기 본체에는 상기 주입관이 지지되는 지지부재가 설치된 것을 특징으로 하는 석탄가스화 복합발전 시스템.