KR102021983B1 - Integrated condenser capable of recovering latent heat and removing pollutants of exhaust gas and power generation system using pressurized oxygen combustion comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 가압 순산소 연소가 이루어지는 보일러에서 배출되는 배가스가 유입되어 내부가 일정 이상의 압력으로 유지되는 배가스 응축 탱크; 및 상기 배가스 응축 탱크 내 일측에 배치되며, 그 내부로 열매체가 유동하는 열교환 튜브;를 포함하며, 상기 열교환 튜브로 공급되는 열매체와 상기 배가스 응축 탱크 내로 유입되는 배가스와의 열교환에 의해 상기 배가스 내의 수분이 응축되며, 상기 배가스에 포함된 잠열이 상기 열매체를 통하여 회수되고, 응축된 수분에 상기 배가스에 포함된 오염물질이 용해되어 수용액 형태로 배출되는 일체형 배가스 응축기를 제공한다.The present invention relates to an integrated flue gas condenser and a pressurized pure oxygen combustion power generation system including the same. The present invention provides a flue gas condensation tank in which exhaust gas discharged from a boiler in which pressurized pure oxygen combustion is introduced is maintained at a predetermined pressure or more; And a heat exchange tube disposed on one side of the exhaust gas condensation tank and having a heat medium flowing therein, wherein the water in the exhaust gas is heated by heat exchange between the heat medium supplied to the heat exchange tube and the exhaust gas introduced into the exhaust gas condensation tank. The condensation, latent heat contained in the exhaust gas is recovered through the heat medium, and the condensate contained in the exhaust gas is dissolved in the condensed water to provide an integrated exhaust gas condenser discharged in the form of an aqueous solution.

Description

배가스 내 잠열의 회수와 대기오염물질의 제거가 가능한 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템{Integrated condenser capable of recovering latent heat and removing pollutants of exhaust gas and power generation system using pressurized oxygen combustion comprising the same}Integrated condenser capable of recovering latent heat and removing pollutants of exhaust gas and power generation system using pressurized oxygen combustion including the same}

본 발명은, 가압 순산소 연소 발전 시스템에서의 배가스 내 수증기 증발 잠열 회수 및 대기오염물질의 통합 저감을 가능하게 하는 장치 및 이를 포함하는 발전 시스템에 관련된 것으로, 상세하게는 가압조건에서의 순산소 연소에 의해 발생하는 배가스의 수증기를 열교환을 통해서 응축시켜서 수증기의 증발잠열을 회수함과 동시에 대기오염물질인 산성가스와 미세먼지를 상기의 응축수에 용해 또는 포집시켜서 오염물질의 통합 처리를 수행하는 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a power generation system including the same that enable the steam evaporation latent heat recovery in exhaust gas and integrated reduction of air pollutants in a pressurized pure oxygen combustion power generation system, and specifically, pure oxygen combustion under pressurized conditions. Condensed water vapor from the flue gas generated by the heat exchanger to recover latent heat of vapor evaporation, and the integrated flue gas which dissolves or collects the air pollutant acid gas and fine dust in the condensed water to perform condensate treatment. A condenser and a pressurized pure oxygen combustion power generation system comprising the same.

연료와 공기의 연소를 통해서 발생된 열을 이용한 스팀 터빈을 채택하는 통상적인 화력발전 시스템에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 보일러(1)에서, 공기를 산화제로 사용해서 연료를 연소시켜 뜨거운 연소 가스를 생성시키고, 보일러의 전열관을 통과하는 물과 뜨거운 연소가스 사이의 열교환을 통해서 연소가스의 현열을 회수하여 고온 고압의 스팀을 생산하고, 이와 같이 생산된 고온고압의 스팀을 스팀 터빈(2)에 공급하여 스팀 터빈과 연동된 발전기를 회전시켜 전력생산이 이루어진다. In a conventional thermal power generation system employing a steam turbine using heat generated through combustion of fuel and air, as shown in FIG. 3, in the boiler 1, fuel is burned by using air as an oxidant to burn hot fuel. Generates a gas, recovers the sensible heat of the combustion gas through heat exchange between the water passing through the heat transfer tube of the boiler and the hot combustion gas to produce high-temperature, high-pressure steam, the steam of high temperature and high pressure produced in this way the steam turbine (2) Power is generated by rotating the generator linked to the steam turbine by supplying to.

보일러(1)에서 고온고압의 스팀을 생산하고 배출되는 배가스는 질소, 이산화탄소, 잉여산소, 일부 불완전연소 생성물(일산화탄소 등) 및 대기오염 물질(NOx, SOx, Dust)와 함께 연료 내 수분이 증발되거나 연료 내 수소 성분이 연소되어 생성된 수증기를 함유하고 있으며, 공기를 산화제로 채택하는 연소시스템의 경우 배가스내 수분의 몰분율은 통상적으로 약 10% 내외의 값을 갖는다.The flue-gases that produce and discharge high-temperature, high-pressure steam in the boiler (1), evaporate moisture in the fuel together with nitrogen, carbon dioxide, excess oxygen, some incomplete combustion products (such as carbon monoxide), and air pollutants (NOx, SOx, Dust). In a combustion system employing steam produced by the combustion of hydrogen in the fuel, the mole fraction of water in the flue gas is typically around 10%.

배가스는 보일러와 연결된 SCR(3)(Selective Catalytic Reactor), EP(4)(Electrostatic Precipitator) 및 FGD(5)(Flue gas desulfurizer)를 차례로 통과하며, 배가스에 포함된 대기오염 물질 중 NOx 는 SCR(3)에서, 먼지는 EP(4)에서, SOx 는 FGD(5)에서 순차적으로 제거된다. Flue gas passes through SCR (3) (Electro Catalytic Reactor), EP (4) (Electrostatic Precipitator) and FGD (5) (Flue gas desulfurizer) connected to the boiler, and NOx among the air pollutants contained in flue gas is SCR ( In 3), dust is sequentially removed from the EP 4 and SOx from the FGD 5.

SCR(3), EP(4) 및 FGD(5)에서 대기오염물질이 제거된 배가스는 굴뚝을 통하여 외부로 배출되며, 이때, 배가스 내 수분은 수증기 형태 그대로 굴뚝으로 배출된다. Flue gas from which air pollutants have been removed from SCR (3), EP (4) and FGD (5) is discharged to the outside through the chimney, at this time, the water in the exhaust gas is discharged to the chimney in the form of water vapor.

상기된 바와 같이 배가스 내 수분이 수증기의 형태로 대기로 배출되는 다는 것은 결국 연료와 공기를 연소하는 과정에서 생성된 수증기에 포함된 증발 잠열을 발전시스템 밖으로 잃어버린다는 것을 의미하며, 기존의 상압 가스 흐름에서 운전되는 발전 시스템에서는 0.1기압 전후의 분압을 갖는 수증기의 응축 온도가 50℃ 정도로 매우 낮기 때문에 배가스 내 수증기를 응축시킬 수 있을 만큼 배가스를 냉각시켜서 수증기의 증발잠열을 회수하는 것이 어렵고 회수된 열의 온도가 응축온도보다 낮기 때문에 가용에너지 관점에서 매우 비효율적인 문제점을 보여주고 있다As described above, the discharge of moisture in the exhaust gas to the atmosphere means that the latent heat of evaporation contained in the steam generated during the combustion of fuel and air is lost out of the power generation system. In the power generation system operated at, the condensation temperature of water vapor with partial pressure around 0.1 atm is very low as 50 ℃, so it is difficult to recover the latent heat of vaporization by cooling the exhaust gas to condense the water vapor in the exhaust gas. Is lower than the condensation temperature, which shows very inefficient problems in terms of available energy.

최근 들어서는 화력발전에서 발생하는 온실가스(이산화탄소)의 배출을 저감하기 위해서 공기 대신 순산소를 산화제로서 공급하여 배가스 내 주 성분을 이산화탄소와 수증기로 구성하고, 수증기를 응축시켜 이산화탄소를 포집하면서 발전을 행하는 순산소 연소 발전 시스템이 연구개발되고 있다. In recent years, in order to reduce the emission of greenhouse gases (carbon dioxide) generated from thermal power generation, pure oxygen is supplied as an oxidant instead of air, and the main components of the exhaust gas are composed of carbon dioxide and water vapor, and condensing water vapor to generate carbon dioxide. Oxygen-fired power generation systems are being researched and developed.

이와 관련하여, 특허문헌 1에는 순산소와 연료의 연소를 통한 발전시스템이 개시된다. In this regard, Patent Document 1 discloses a power generation system through combustion of pure oxygen and fuel.

이러한 순산소 연소 시스템의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, ASU(20)(Air Separation unit)를 통하여 공기에서 산소를 분리하여 보일러(10)로 공급하여 연소를 행하면, 배가스의 유량과 더불어 질소산화물의 농도도 다소 감소하기 때문에, 오염물질의 처리를 위한 SCR(40), EP(50) 및 FGD(60)의 구성을 어느 정도 단순화 할 수 있는 장점이 있으나, 산소를 분리하여 보일러(10)로 공급하는 데에 드는 에너지 효율 손실이 상당량 발생하며, 산소 연소에 의해 발생하는 이산화탄소를 포집/정제하기 위해 배가스를 가압하여 이산화탄소를 포집하는 CPU(70)(CO2 Process Unit) 설비가 시스템 후단에 추가로 장착됨으로써, 전체적인 발전 효율을 10% 이상 감소시킨다는 문제가 있다.In the pure oxygen combustion system, as shown in FIG. 4, when oxygen is separated from air through the ASU 20 (Air Separation Unit) and supplied to the boiler 10 to perform combustion, nitrogen with the flow rate of the exhaust gas is nitrogen. Since the concentration of the oxide is somewhat reduced, there is an advantage that can simplify the configuration of the SCR 40, EP 50 and FGD 60 for the treatment of pollutants to some extent, but separates the boiler 10 A significant amount of energy efficiency loss is supplied to the furnace, and a CPU 70 (CO2 Process Unit) facility, which collects carbon dioxide by pressurizing exhaust gas to collect / purify carbon dioxide generated by oxygen combustion, is added to the rear of the system. By mounting as, there is a problem that the overall power generation efficiency is reduced by 10% or more.

또한 위에서 기술한 배가스의 잠열 회수 역시 상압에서 운전되는 가스 흐름이라는 한계로 인해, 배가스내 수증기의 응축온도가 공기연소의 경우보다는 높지만 약 70℃ 정도로 아직도 상당히 낮기 때문에 과도한 배가스 냉각이 이루어져야 될 뿐만 아니라, 잠열을 회수한 열매체의 온도도 배가스내 수증기의 응축온도보다 낮아서 보일러 시스템에 재활용할 수 있는 가용에너지가 크지 않은 문제점이 남아있게 된다.In addition, the latent heat recovery of the flue gas described above is also due to the limitation of the gas flow operating at atmospheric pressure, so that the condensation temperature of water vapor in the flue gas is higher than that of air combustion, but still considerably lower at about 70 ° C. The temperature of the heat medium recovering the latent heat is also lower than the condensation temperature of the water vapor in the exhaust gas, so that the available energy that can be recycled to the boiler system is not large.

이와 함께, 보일러(10) 내 연소가스의 온도가 너무 높아지는 것을 방지하기 위해 배가스의 일부를 다시 보일러(10) 측으로 재순환하여 공급되는 산소와 혼합시켜서 산화제로 사용해야 하므로 보일러 부식 등에 영향을 끼칠 수 있는 황산화물(SOx) 등이 농축되어 농도가 높아지는 문제를 필연적으로 야기하게 된다. In addition, in order to prevent the temperature of the combustion gas in the boiler 10 becomes too high, a part of the exhaust gas is recycled back to the boiler 10 and mixed with oxygen supplied to use as an oxidant, so sulfuric acid may affect the corrosion of the boiler. The concentration of the cargo (SOx), etc. is inevitably caused to increase the concentration.

이러한 문제를 해결하기 위하여 가스가 지나가는 보일러 및 배가스 처리 장치의 작동유체인 산화제와 배가스를 가압하여 순산소 연소를 수행하는 가압 순산소 연소 시스템이 주목을 받고 있다. In order to solve this problem, a pressurized pure oxygen combustion system that pressurizes the oxidant and the flue gas, which are the working fluids of the boiler and the flue gas treatment device, through which the gas passes, is drawing attention.

가압 순산소 연소 시스템은 배가스 재순환 삭제를 통해 배가스의 유량을 줄이고 압력은 높여 보일러 등의 장치 크기를 기존의 상압조건에서 운전되는 보일러 및 관련 시스템 보다 훨씬 작게 줄일 수 있고, 상기한 이산화탄소 포집을 위한 가압을 사전에 일부 수행하고 압축열을 미리 회수함으로써 압축 동력을 아껴 기존의 상압 순산소 연소에서의 발전 효율 감소를 최소화할 수 있다는 장점을 가지고 있다. The pressurized oxy-fuel combustion system can reduce the flow rate of the exhaust gas and increase the pressure by eliminating the exhaust gas recirculation, thereby reducing the size of the boiler, etc., much smaller than the boilers and related systems operating under the existing atmospheric pressure conditions. By performing some of this in advance and recovering the heat of compression in advance, it is possible to save the compression power and minimize the reduction in power generation efficiency in the conventional atmospheric oxygen combustion.

이와 더불어, 가압 순산소 운전시 배가스 내 수증기의 분압은 배가스의 압력과 수증기의 몰분율이 증가하였기 때문에 수증기가 대기압을 훨씬 상회하는 높은 분압을 갖을 수 있어 가압 순산소 발전시스템에서는 배가스에 포함된 수증기의 응축 온도가 100℃를 훨씬 상회할 수 있기 때문에 증발 잠열을 간단한 열교환을 통해서 회수하여 추가적으로 발전효율 감소를 더 줄일 수 있는 장점을 갖고 있으며, 수증기를 응축하는 과정에서 수용성의 특성이 있는 NOx와 SOx를 수용액으로 형태로 제어할 수 있기 때문에 별도의 산성가스 처리장치를 두지 않아도 되는 장점도 있다.In addition, the partial pressure of water vapor in the flue gas during pressurized pure oxygen operation increases the pressure of the flue gas and the mole fraction of water vapor, so that the steam can have a high partial pressure far above atmospheric pressure. Since the condensation temperature can be much higher than 100 ° C, the latent heat of evaporation can be recovered through simple heat exchange to further reduce the reduction of power generation efficiency. In the process of condensing water vapor, NOx and SOx having water-soluble properties Since it can be controlled in the form of an aqueous solution, there is an advantage that does not have to have a separate acid gas treatment device.

결과적으로 가압 순산소 연소 화력발전시스템은 (1) 발전설비의 체적을 줄일 수 있고, (2) 수증기의 잠열 및 작동유체의 압축에너지를 회수하여 열효율을 개선할 수 있으며, (3) NOx, SOx를 잠열의 회수설비와 통합시켜서 제어할 수 있기 때문에 시스템의 단순화가 가능한 장점을 보유한 CO2의 포집이 가능한 화력발전시스템이다.As a result, pressurized pure oxygen combustion thermal power generation system can (1) reduce the volume of power generation equipment, (2) improve the thermal efficiency by recovering latent heat of steam and compressed energy of working fluid, and (3) NOx, SOx Can be controlled by integrating it with the latent heat recovery facility, and it is a thermal power generation system that can capture CO2, which has the advantage of simplifying the system.

특허문헌 1: KR 2011-0016679 APatent Document 1: KR 2011-0016679 A

본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가압 순산소 연소 시스템에서의 보일러에서 배출되는 가압 상태의 배가스 내 수증기 증발잠열을 회수하여 전체 발전 시스템의 효율을 높이고, 동시에 이를 이용하여 오염물질의 제거 및 세정이 통합적으로 이루어질 수 있는 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 기반 발전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problem of the prior art as described above, to recover the latent steam vapor in the pressurized exhaust gas discharged from the boiler in the pressurized pure oxygen combustion system to improve the efficiency of the entire power generation system It is an object of the present invention to provide an integrated flue gas condenser and pressurized pure oxygen combustion-based power generation system including the same, which can be integrated with the same, and at the same time, the removal and cleaning of contaminants.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가압 순산소 연소가 이루어지는 보일러에서 배출되는 배가스가 유입되어 내부가 일정 이상의 압력으로 유지되는 배가스 응축 탱크; 및 상기 배가스 응축 탱크 내 일측에 배치되며, 그 내부로 열매체가 유동하는 열교환 튜브;를 포함하며, 상기 열교환 튜브로 공급되는 열매체와 상기 배가스 응축 탱크 내로 유입되는 배가스와의 열교환에 의해 상기 배가스 내의 수분이 응축되며, 상기 배가스에 포함된 잠열이 상기 열매체를 통하여 회수되고, 응축된 수분에 상기 배가스에 포함된 오염물질이 용해되어 수용액 형태로 배출되는 일체형 배가스 응축기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust gas condensation tank in which exhaust gas discharged from a boiler in which pressurized pure oxygen combustion is introduced is maintained at a predetermined pressure or more; And a heat exchange tube disposed on one side of the exhaust gas condensation tank and having a heat medium flowing therein, wherein the water in the exhaust gas is heated by heat exchange between the heat medium supplied to the heat exchange tube and the exhaust gas introduced into the exhaust gas condensation tank. The condensation, latent heat contained in the exhaust gas is recovered through the heat medium, and the condensate contained in the exhaust gas is dissolved in the condensed water to provide an integrated exhaust gas condenser discharged in the form of an aqueous solution.

또한, 상기 일체형 배가스 응축기; 소정압력으로 가압된 산소 및 연료가 연소되며, 연소에 의해 발생하는 배가스를 상기 일체형 배가스 응축기로 배출하는 보일러; 공기에서 순산소를 분리하여 상기 보일러로 가압하여 공급하는 가압 ASU; 상기 보일러에서의 열교환을 통해 생산되는 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 증기 터빈 발전부; 및 상기 일체형 배가스 응축기에서 배출되는 배가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 CPU;를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템을 제공한다.In addition, the integrated exhaust gas condenser; A boiler which pressurizes oxygen and fuel pressurized to a predetermined pressure and discharges exhaust gas generated by combustion to the integrated exhaust gas condenser; A pressurized ASU that separates pure oxygen from air and pressurizes and supplies the boiler to the boiler; A steam turbine power generation unit that generates electric power using steam produced through heat exchange in the boiler; And a CPU separating carbon dioxide contained in exhaust gas discharged from the integrated exhaust gas condenser.

상기 일체형 배가스 응축기에서 회수된 배가스의 잠열을 상기 가압 ASU로 공급하여 상기 보일러로 공급되는 순산소를 예열하는 것이 바람직하다.The latent heat of the exhaust gas recovered from the integrated exhaust gas condenser may be supplied to the pressurized ASU to preheat the pure oxygen supplied to the boiler.

상기 배가스 응축 탱크 내 타측에 배치되는 세정기;를 더 포함하며, 상기 세정기에서 공급되는 세정수에 의해 상기 배가스 내에 포함된 입자성 물질의 제거 및 먼지의 세정이 이루어지는 것이 바람직하다.The cleaner further includes a scrubber disposed on the other side of the exhaust gas condensation tank, and the washing water supplied from the scrubber removes particulate matter contained in the exhaust gas and cleans dust.

상기 일체형 배가스 응축기에서 배출되는 오염물질이 포함된 수용액에서 상기 오염물질을 정제하는 정제부를 더 포함하며, 상기 정제부에서 정제된 물이 세정수로서 상기 세정기에 공급되는 것이 바람직하다.Further comprising a purifying unit for purifying the contaminants in the aqueous solution containing contaminants discharged from the integrated exhaust gas condenser, it is preferable that the water purified in the purifying unit is supplied to the scrubber as washing water.

상기 일체형 배가스 응축기에서 회수된 배가스의 잠열을 상기 보일러 내를 통과하는 열교환기로 공급하여, 상기 열교환기 내를 유동하는 열매체를 가열하는 것이 바람직하다.Preferably, the latent heat of the exhaust gas recovered from the integrated exhaust gas condenser is supplied to a heat exchanger passing through the boiler to heat the heat medium flowing in the heat exchanger.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 배가스 응축기 및 가압 순산소 연소 발전 시스템에 의하면 통상적인 상압의 공기를 이용한 화력발전시스템과 비교하여 여러 가지 장점이 있다.As described above, the integrated flue gas condenser and the pressurized pure oxygen combustion power generation system according to the present invention have various advantages as compared with a conventional thermal power generation system using air at normal pressure.

먼저 가압된 순산소를 산화제로 사용하는 연소시스템이므로, 수분의 함량이 높고 열량이 낮은 저급연료까지 완전연소를 시킬 수 있으며, 연소를 통해서 생성된 배가스의 유량도 작아서 발전을 위해서 증기를 생성시키는 보일러를 컴팩트하게 제작할 수 있어, 고가의 열교환 튜브 재료가 사용되는 고온고압의 증기의 생성에 적합한 고효율 보일러의 적용에 유리하다.First, since it is a combustion system that uses pressurized pure oxygen as an oxidant, it can completely burn even low-grade fuels with high water content and low calorific value, and the flow rate of flue gas generated through combustion is small so that steam is generated for power generation. Can be made compact, which is advantageous for the application of a high efficiency boiler suitable for the production of high temperature and high pressure steam in which expensive heat exchange tube materials are used.

상기의 보일러에서 배출되는 배가스 내의 수증기는 몰분율이 높을 뿐만 아니라 배가스의 압력이 높기 때문에 수증기의 분압이 대기압을 훨씬 초과하며, 따라서 배가스 응축기에 장착된 열교환기를 통과하는 열매체를 통해서 배가스가 수증기의 응축온도 이하로 냉각될 경우 잠열을 배출하면서 물로 응축되기 때문에 수증기의 잠열을 열매체를 통해서 회수하여, 전체 가압 순산소 연소 발전 시스템의 열효율을 높일 수 있다.Since the water vapor in the flue gas discharged from the boiler is not only high in mole fraction but also high in flue gas pressure, the partial pressure of water vapor far exceeds the atmospheric pressure. When cooled below, it is condensed into water while discharging latent heat, thereby recovering latent heat of steam through the heat medium, thereby improving the thermal efficiency of the entire pressurized pure oxygen combustion power generation system.

고압의 배가스에 포함된 질소와 황의 산화물인 NO와 SO2는 열평형의 법칙에 따라서 압력이 높아짐에 따라서 배가스 응축기의 온도범위에서는 수용성이 강한 NO2와 SO3로 대부분 전환되며, 이들 NO2와 SO3는 일체형 배가스 응축기에서 수분이 응축되는 과정에서 물과 함께 질산 및 황산 수용액으로 배가스에서 제거될 수 있기 때문에 별도의 산성가스 정화장치가 없이 질소산화물과 황산화물의 제어가 가능해진다.NO and SO2, oxides of nitrogen and sulfur contained in the high-pressure flue gas, are converted to NO2 and SO3, which are highly water-soluble in the temperature range of the flue gas condenser as the pressure increases according to the law of thermal equilibrium, and these NO2 and SO3 are integral flue gas. In the process of condensing water in the condenser, it can be removed from the flue gas with water and nitric acid and sulfuric acid aqueous solution, so it is possible to control nitrogen oxide and sulfur oxide without separate acid gas purification device.

또한 일체형 배가스 응축기를 통과하는 배가스에 분진이 포함된 경우, 물이 응축되는 과정에서 자연적인 포집이 가능하므로, 탈황, 탈질 뿐만 아니라 탈진도 동시에 이룰 수가 있다.In addition, when dust is included in the exhaust gas passing through the integrated exhaust gas condenser, natural collection is possible during the condensation of water, and thus desulfurization and denitrification as well as dedusting can be simultaneously achieved.

따라서 일체형 배가스 응축기가 통합된 가압 순산소 연소 발전시스템을 적용할 경우, (1) 저급연료의 완전연소가 가능한 발전 연료에 대한 다양성 (2) 배가스에 포함된 수증기의 잠열을 회수하여 재활용함에 따른 보일러시스템의 열효율 증가 및 (3) 탈황, 탈질 및 탈진을 별도의 환경제어장치에 의존하지 않고 일체형 배가스 응축기에서 구현할 수 있는 장치의 단순화 및 컴팩트화가 가능해져서 발전비용 및 발전설비비용을 낮출 수 있는 장점들이 있다. Therefore, in the case of applying a pressurized pure oxygen combustion power generation system incorporating an integrated exhaust gas condenser, (1) variety of power generation fuels capable of complete combustion of low-grade fuels, and (2) boilers that recover and recycle latent heat of water vapor contained in exhaust gas. The advantages of increasing the thermal efficiency of the system and (3) simplifying and compacting the apparatus that can be implemented in the integrated flue gas condenser without desulfurization, denitrification and dedusting can be achieved in the integrated exhaust gas condenser. have.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 순산소 가압 연소 발전 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 순산소 가압 연소 발전 시스템의 구성인 일체형 배가스 응축기를 개략적으로 나타낸다.
도 3은, 종래 화력 발전 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 4는, 종래 순산소 연소 발전 시스템을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a pure oxygen pressurized combustion power generation system according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows an integrated exhaust gas condenser which is a configuration of a pure oxygen pressurized combustion power generation system according to an embodiment of the present invention.
3 schematically shows a conventional thermal power generation system.
4 schematically shows a conventional pure oxygen combustion power generation system.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be described based on the contents throughout the specification.

또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided by way of example for purposes of illustration, and do not limit the technical scope of the present invention.

본 발명의 가압 순산소 연소 발전 시스템을 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.Each component constituting the pressurized oxy-fuel combustion power generation system of the present invention may be used integrally or separately separated as necessary. In addition, some components may be omitted depending on the form of use.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 순산소 연소 발전 시스템(이하, 간단히 '발전 시스템'이라 칭할 수 있다)을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a pressurized pure oxygen combustion power generation system (hereinafter, simply referred to as a “power generation system”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 개략도이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 일 구성인 일체형 배가스 응축기를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing an integrated exhaust gas condenser that is one configuration of the power generation system according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "순산소"의 용어는 공기보다 소정이상의 산소가 포함된 기체를 의미하며, 반드시 100%의 산소를 의미하지 않음에 유의한다.In addition, the term "pure oxygen" as used herein refers to a gas containing a predetermined oxygen or more than air, and does not necessarily mean 100% oxygen.

먼저, 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 구성을 설명한다.First, with reference to the accompanying Figure 1 will be described the configuration of a power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템은 보일러(100), 일체형 배가스 응축기(300), 및 CPU(700)(CO2 process unit)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a power generation system according to an embodiment of the present invention includes a boiler 100, an integrated exhaust gas condenser 300, and a CPU 700 (CO 2 process unit).

보일러(100) 내로 연료 및 순산소가 공급되어 연소가 이루어진다.Fuel and pure oxygen are supplied into the boiler 100 to perform combustion.

보일러(100)로 공급되는 순산소는 소정압력이상으로 가압되어 공급되며, 바람직하게는 3~20bar의 압력으로 가압되어 공급될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The pure oxygen supplied to the boiler 100 is pressurized to a predetermined pressure or more, and preferably, pressurized to a pressure of 3 to 20 bar, but is not limited thereto.

보일러(100)로 공급되는 순산소는 가압 ASU(200)(Air Separation unit)로 유입된 공기에서 산소 이외의 기체(질소 등)가 분리된 순산소로서, 공기로부터 분리된 순산소가 가압되어 보일러(100)로 공급된다.The pure oxygen supplied to the boiler 100 is pure oxygen in which gases other than oxygen (nitrogen, etc.) are separated from the air introduced into the pressurized ASU 200 (Air Separation Unit), and the pure oxygen separated from the air is pressurized to the boiler. Supplied to 100.

또한, 연료를 보일러(100)로 공급되도록 하여, 보일러(100) 내에서 공급된 순산소와 연료의 연소가 이루어진다. In addition, fuel is supplied to the boiler 100, so that combustion of pure oxygen and fuel supplied in the boiler 100 is performed.

이와 같이, 보일러(100)에 가압된 순산소가 공급됨으로써 공급되는 연료가 비교적 저품질(예를 들면, 수분함량이 높음)이라도 높은 효율로 연소가 이루어질 수 있다.As such, even when the fuel supplied by the pressurized pure oxygen is supplied to the boiler 100, combustion may be performed with high efficiency even if the fuel is relatively low quality (for example, high moisture content).

보일러(100)에서의 연소로 인하여 발생하는 열은, 그 내부에 열매체(물)가 유동하는 열교환기(110)를 통하여 스팀으로 회수되어 터빈(300)등에 공급되어 발전이 이루어진다.Heat generated due to combustion in the boiler 100 is recovered as steam through the heat exchanger 110 in which a heat medium (water) flows therein, and is supplied to the turbine 300 to generate power.

한편, 보일러(100) 내에서 연소시 발생하는 재 또는 슬래그가 보일러(100) 일측으로 배출된다.On the other hand, ash or slag generated during combustion in the boiler 100 is discharged to one side of the boiler 100.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 구성인 일체형 배가스 응축기(400)를 설명한다.Hereinafter, an integrated exhaust gas condenser 400 of one configuration of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

일체형 배가스 응축기(400)는, 배가스 응축 탱크(410) 및 배가스 응축 탱크(410) 내에 위치하는 열교환 튜브를 포함한다.The integrated exhaust gas condenser 400 includes a exhaust gas condensation tank 410 and a heat exchange tube located in the exhaust gas condensation tank 410.

배가스 응축 탱크(410)는, 일체형 배가스 응축기(400)의 외부를 이루며, 그 내부로 보일러 내의 연소에 의해 발생하는 고온/고압의 배가스가 유입되기에, 내부가 고압상태가 유지된다.The exhaust gas condensation tank 410 forms the outside of the integrated exhaust gas condenser 400, and since the high temperature / high pressure exhaust gas generated by combustion in the boiler flows into the internal exhaust gas condenser 400, the interior of the exhaust gas condensation tank 410 is maintained at a high pressure.

열 교환 튜브는(420) 배가스 응축 탱크(410) 일측의 내부를 지나며, 열 교환 튜브(420) 내로 는 열매체가 유동한다.The heat exchange tube 420 passes through the inside of one side of the exhaust gas condensation tank 410, and the heat medium flows into the heat exchange tube 420.

상기와 같이, 배가스 응축 탱크(410) 내에 위치하는 열 교환 튜브(420)를 통하여, 일체형 배가스 응축기(400)에서는 유입되는 배가스로부터의 열 회수 및 오염물질의 제거가 통합적으로 이루어 질 수 있는데, 이에 대하여는 후술한다.As described above, through the heat exchange tube 420 located in the exhaust gas condensation tank 410, in the integrated exhaust gas condenser 400, heat recovery from the incoming exhaust gas and removal of contaminants may be integrated. This will be described later.

CPU(700)는 일체형 배가스 응축기(400)에서 열 회수, 오염물질 및 불순물이 제거된 배가스에 포함된 이산화탄소를 분리, 포집하여 배출하며, 이를 통하여 이산화탄소까지 제거된 배가스는 따로 배출된다.The CPU 700 separates, collects and discharges the carbon dioxide included in the exhaust gas from which the heat recovery, the contaminants, and the impurities have been removed from the integrated exhaust gas condenser 400, through which the exhaust gas removed to the carbon dioxide is discharged separately.

이하, 첨부된 도 1 및 도 2를다시 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 발전 시스템의 작용을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 1 and 2 will be described the operation of the integrated exhaust gas condenser and the power generation system including the same according to an embodiment of the present invention.

가압 ASU(200)로 공급된 공기에서 분리되고 소정압력 이상으로 가압된 순산소가 보일러(100)로 공급되며, 이와 별개로 연료가 보일러(100)로 공급된다.Pure oxygen separated from the air supplied to the pressurized ASU 200 and pressurized above a predetermined pressure is supplied to the boiler 100, and separately, fuel is supplied to the boiler 100.

보일러(100)에서, 공급된 연료 및 순산소의 연소가 이루어지며 발생하는 열이 보일러(100)에 구비되는 열교환기(110)에 의해 스팀으로 회수되어 터빈(300)를 통한 발전에 사용될 수 있다.In the boiler (100), the combustion of the supplied fuel and pure oxygen is made and the heat generated may be recovered as steam by the heat exchanger (110) provided in the boiler (100) and used for power generation through the turbine (300). .

한편, 보일러(100)로 가압된 순산소가 공급되어 연소가 이루어짐으로써, 발생하는 배가스 또한 고압상태로 배출되어 일체형 배가스 응축기(400)로 유입된다.On the other hand, the pure oxygen is pressurized by the boiler 100 is supplied to the combustion, the exhaust gas generated is also discharged in a high pressure state is introduced into the integrated exhaust gas condenser 400.

이때, 보일러(100)와 일체형 배가스 응축기(400) 사이에 위치하는 먼지제거장치(미도시)를 통하여 배가스 내 포함된 먼지 중 비교적 입자가 큰 먼지가 미리 제거된 배가스가 일체형 배가스 응축기(400)로 유입되도록 할 수 있다.At this time, through the dust removal device (not shown) located between the boiler 100 and the integrated exhaust gas condenser 400, the exhaust gas in which the relatively large dust is removed in advance from the dust contained in the exhaust gas is integrated into the integrated exhaust gas condenser 400. Can be introduced.

일체형 배가스 응축기(400)의 배가스 응축 탱크(410) 일측으로 유입된 배가스는 배가스 응축 탱크(410) 내를 통과하며, 먼저 열교환 튜브(420) 내를 유동하는 열매체와의 열교환에 따른 배가스에 포함된 수분(수증기)의 응축이 이루어지며, 배가스 수분의 잠열이 회수된다.The exhaust gas introduced into one side of the exhaust gas condensation tank 410 of the integrated exhaust gas condenser 400 passes through the exhaust gas condensation tank 410, and is first included in the exhaust gas according to heat exchange with the heat medium flowing in the heat exchange tube 420. Condensation of water (water vapor) takes place, and the latent heat of exhaust gas water is recovered.

고압상태에서는 상압에서보다 배가스에 포함된 수분의 응축온도가 높아지게 되므로, 배가스에 포함된 수분의 응축을 통하여 약 150℃이상의 보다 높은 열을 회수할 수가 있다. In the high pressure state, since the condensation temperature of the water contained in the exhaust gas is higher than at normal pressure, higher heat of about 150 ° C. or more can be recovered through the condensation of the water contained in the exhaust gas.

이러한 고열은 활용도가 높기에, 기존의 순산소 연소 시스템이 갖던 문제, 즉 ASU에서 공기를 분리하는 데에 쓰이는 에너지 손실을 보상하여 발전 시스템 전체의 효율을 향상시킬 수 있다.This high heat can be utilized to improve the efficiency of the entire power generation system by compensating for the problems associated with conventional oxy-combustion systems, namely the energy losses used to separate air from the ASU.

예를 들면, 일체형 배가스 응축기(400)에 의해 회수된 열을 가압 ASU(200)로 공급하여 보일러(100)로 공급되는 산소를 예열하여 공급하는 데에 사용하거나, 상기 보일러(100) 내를 통과하는 열교환기(110)로 공급하여, 상기 열교환기(110) 내를 유동하는 열매체를 가열함으로써 연소 시스템의 효율을 높일 수 있다.For example, the heat recovered by the integrated exhaust gas condenser 400 is used to supply the pressurized ASU 200 to preheat and supply the oxygen supplied to the boiler 100, or pass through the boiler 100. By supplying to the heat exchanger 110 to heat the heating medium flowing in the heat exchanger 110 can increase the efficiency of the combustion system.

그리고, 배가스 응축 탱크(410) 내에서의 열교환에 의해 응축된 물(응축수)와 배가스 내에 포함된 오염물질 즉, 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)이 반응함으로써, 배가스 내에 포함된 오염물질이 제거된다.The condensate contained in the exhaust gas is reacted by condensation water (condensed water) condensed by heat exchange in the exhaust gas condensation tank 410 and contaminants included in the exhaust gas, that is, sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx). Is removed.

이를, 구체적으로 설명하면, 상기한 바와 같이, 배가스 응축 탱크(410) 내로 유입되는 고온/고압의 배가스로 인하여 배가스 응축 탱크(410) 내부가 고온/고압 분위기로 유지된다.Specifically, as described above, the inside of the exhaust gas condensation tank 410 is maintained in a high temperature / high pressure atmosphere due to the high temperature / high pressure exhaust gas flowing into the exhaust gas condensation tank 410.

따라서, 배가스 응축 탱크(410) 내부가 황산 제조시에 사용되는 연실(lead chamber)과 유사한 분위기가 된다. 연실법(lead chamber process)은 고온의 연실 속에서 산화질소를 촉매로 하여 황산을 제조하는 황산 제조법으로서, 배가스 응축 탱크(410) 내부가 연실과 유사한 분위기가 되어, 도 2에 나타낸 화학식과 같이 배가스 내 SOx 와 NOx 는 가압 조건의 경우 수용성이 높은 SO2, NO2 형태를 주로 띠게 되어 이들 오염물질이 물과 반응하고, 이 경우 NO2 역시 물에 녹거나 황산 수용액으로 반응하는 과정에서 촉매 역할을 하는 순기능을 하게 된다. Therefore, the inside of the exhaust gas condensation tank 410 becomes an atmosphere similar to a lead chamber used in the production of sulfuric acid. The lead chamber process is a sulfuric acid manufacturing method for producing sulfuric acid using nitrogen oxide as a catalyst in a high temperature combustion chamber, and the inside of the exhaust gas condensation tank 410 becomes an atmosphere similar to that of the combustion chamber, as shown in FIG. SOx and NOx are mainly in the form of SO2 and NO2, which are highly soluble in pressurized conditions, and these pollutants react with water. do.

이에 따라 황산화물과 질소산화물이 응축수와 반응하여 황산 수용액의 형태로 배출되어 제거되며, 따라서, 이로 인한 열교환 튜브(420)의 부식을 방지하기 위하여, 열교환 튜브(420)는 내부식성 소재로 이루어지거나, 열교환 튜브(420)에 황산 수용액이 맺히는 것을 방지하기 위한 수분제거장치(미도시)가 배가스 응축 탱크(410) 내에 구비될 수 있다.Accordingly, the sulfur oxides and the nitrogen oxides react with the condensate to be discharged and removed in the form of an aqueous sulfuric acid solution. Thus, in order to prevent corrosion of the heat exchange tube 420, the heat exchange tube 420 is made of a corrosion resistant material. In addition, a moisture removal device (not shown) may be provided in the exhaust gas condensation tank 410 to prevent the sulfuric acid aqueous solution from forming on the heat exchange tube 420.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 일체형 배가스 응축기(400)의 배가스 응축 탱크(410) 에는 세정기가 더 구비될 수 있다.In addition, as shown in Figure 2, the exhaust gas condensation tank 410 of the integrated exhaust gas condenser 400 may be further provided with a scrubber.

세정기(430)는 배가스 응축 탱크(410) 내 타측에 하나 이상이 배치되며, 공급되는 세정수를 분사하여 배가스 응축 탱크(410) 내를 유동하는 배가스를 스크러빙하여 세정한다.One or more scrubbers 430 are disposed on the other side of the exhaust gas condensation tank 410, and the scrubber 430 scrubs the exhaust gas flowing in the exhaust gas condensation tank 410 by spraying the supplied washing water.

구체적으로, SOx 및 NOx가 제거된 배가스는 배가스 응축 탱크(410)내 세정기(430) 측으로 유동하여, 세정기(430)로 공급되어 분사되는 세정수에 의해 배가스 내에 포함된 먼지 등의 불순물이 스크러빙 되며 제거된다.Specifically, the exhaust gas from which SOx and NOx are removed flows toward the scrubber 430 in the exhaust gas condensation tank 410, and impurities such as dust contained in the exhaust gas are scrubbed by the washing water supplied and injected into the scrubber 430. Removed.

추가로, 상기와 같이 생성되어 배출되는 황산 수용액은 일체형 배가스 응축기(400)와 연결된 정제부(500)를 통하여 물과 황산으로 분리될 수 있고, 이 경우 분리된 물은 세정기(430)에 세정수로서 재이용 할 수 있어, 보다 효율적으로 배가스의 세정을 행할 수 있다.In addition, the aqueous sulfuric acid solution generated and discharged as described above may be separated into water and sulfuric acid through the purification unit 500 connected to the integrated exhaust gas condenser 400, in which case the separated water is washed with the washing machine 430. It can be reused as a solution, and the exhaust gas can be washed more efficiently.

이와 같이, 일체형 배가스 응축기(400)에서는 배가스의 열회수는 물론이고, 배가스의 열회수를 통한 응축에 의해 생성되는 응축수를 사용하여 배가스에 포함된 오염물질 및 불순물을 통합적으로 처리할 수 있다는 장점을 가진다.As such, the integrated flue gas condenser 400 has the advantage of using condensate generated by condensation through the heat recovery of the flue gas as well as the contaminants and impurities contained in the flue gas integrally.

이로써, 기존 화력발전에서 배가스 처리를 위하여 구비되는 SCR(4), EP(5), FGD(6) 등의 구성(도 4 참조)을 본 발명에서는 가압 순산소 연소 조건을 이용하여 통합적으로 구현함으로써 배가스 내의 잉여 산소 역시 해당 반응에 참여하면서 배가스 내 CO2 의 순도를 더 높이는 요인으로 작용하게 된다.Thus, in the present invention, the configuration of the SCR (4), EP (5), FGD (6) and the like provided for the exhaust gas treatment in the existing thermal power plant by integrated implementation using the pressurized pure oxygen combustion conditions in the present invention The surplus oxygen in the flue gas also participates in the reaction, which acts as a factor to further increase the purity of CO 2 in the flue gas.

일체형 배가스 응축기(400)를 지나며 열회수 및 오염물질이 제거된 배가스는 거의 이산화탄소로 이루어지고, 이는 CPU(800)를 통하여 포집되어 처리/배출된다. 그러나, 일체형 배가스 응축기(400)에서 배가스 내 대부분의 오염물질이 제거되고, 수분이 응축되면서 배가스 내 먼지가 스크러빙 되어 제거됨은 물론이고, 상기한 바와 같이 배가스 내 CO2의 순도가 높아지며, 미리 가압된 상태가 유지되어 CPU(700)로 유입됨에 따라 CPU(300)의 설치 부담은 큰 폭으로 줄어들 수 있다.The exhaust gas passing through the integrated exhaust gas condenser 400 and the heat recovery and contaminants removed is almost carbon dioxide, which is collected and processed / discharged through the CPU 800. However, in the integrated exhaust gas condenser 400, most of the contaminants in the exhaust gas are removed, and as the moisture is condensed, the dust in the exhaust gas is scrubbed and removed, as well as the purity of the CO 2 in the exhaust gas as described above, and is pre-pressurized. As is maintained and flows into the CPU 700, the installation burden of the CPU 300 can be significantly reduced.

상기와 같이, 본 발명에 따른 일체형 배가스 응축기 및 가압 순산소 발전 시스템에 의하면, 순산소를 가압하여 연료와 연소시켜 높은 연소효율을 얻음과 동시에, 이에 따라 가압된 배가스에 포함된 물의 응축을 통하여 보다 고온의 열을 회수함으로써 순산소 연소에 따른 열효율 손실을 보상함과 동시에 배가스에 포함된 오염물질을 통합적으로 처리함으로써, 이산화탄소를 포집하는 설비의 부담을 큰 폭으로 줄일 수 있다는 장점이 있다.As described above, according to the integrated exhaust gas condenser and the pressurized pure oxygen power generation system according to the present invention, pressurized oxygen is combusted with fuel to obtain a high combustion efficiency, and consequently more condensation of water contained in the pressurized flue gas. By recovering the heat of high temperature to compensate for the loss of thermal efficiency due to the combustion of oxygen and at the same time by treating the contaminants contained in the exhaust gas, there is an advantage that can significantly reduce the burden of the facility for collecting carbon dioxide.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

100: 보일러
200: 가압 ASU
400: 일체형 배가스 응축기
410: 배가스 응축 탱크
420: 열교환 튜브
430: 세정기
500: 정제부
700: CPU100: boiler
200: pressurized ASU
400: integrated exhaust gas condenser
410: exhaust gas condensation tank
420: heat exchange tube
430: scrubber
500: refiner
700: CPU

Claims (6)

공기에서 순산소를 분리하여 상압보다 고압으로 가압하여 공급하는 가압 ASU(200);
상기 가압 ASU(200)에서 상기 고압으로 가압된 산소 및 연료가 연소되며, 연소에 의해 상압보다 고압의 배가스가 배출되는 보일러(100);
상기 보일러(100)와 연결되어, 상기 보일러(100)에서 배출되는 상기 고압의 배가스가 내부로 직접 유입되어 내부가 상압보다 고압으로 유지되는 배가스 응축 탱크(410), 및 상기 배가스 응축 탱크(410) 내 일측에 배치되며, 그 내부로 열매체가 유동하는 열교환 튜브(420)를 포함하는 일체형 배가스 응축기(400);
상기 배가스 응축 탱크(410) 내에 위치하는 수분제거장치;
상기 보일러(100)에서의 열교환을 통해 생산되는 스팀을 이용하여 전력을 생산하는 증기 터빈 발전부(300); 및
상기 일체형 배가스 응축기(400)에서 배출되는 배가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 CPU(CO2 Process Unit, 700);를 포함하며,
상기 열교환 튜브(420)로 공급되는 열매체와 상기 배가스 응축 탱크(410) 내로 유입되는 배가스와의 열교환에 의해 상기 배가스 내의 수분이 응축되며, 상기 배가스에 포함된 잠열이 상기 열매체를 통하여 회수되고, 응축된 수분에 상기 배가스에 포함된 오염물질이 용해되어 수용액 형태로 배출되고,
상기 일체형 배가스 응축기(400)에서 회수된 배가스의 잠열을 상기 가압 ASU(200)로 공급하여 상기 보일러(100)로 공급되는 순산소를 예열하며,
상기 일체형 배가스 응축기(400)에서 회수된 배가스의 잠열을 상기 보일러(100) 내를 통과하는 열교환기(110)로 공급하여, 상기 열교환기(110) 내를 유동하는 열매체를 가열하는,
가압 순산소 연소 발전 시스템.
A pressurized ASU 200 which separates pure oxygen from the air and pressurizes the gas to a higher pressure than the normal pressure;
A boiler 100 in which oxygen and fuel pressurized to the high pressure in the pressurized ASU 200 are combusted and exhaust gas having a higher pressure than normal pressure is discharged by combustion;
Connected to the boiler 100, the exhaust gas condensation tank 410, the exhaust gas of the high pressure discharged from the boiler 100 is introduced directly into the interior is maintained at a higher pressure than the normal pressure, and the exhaust gas condensation tank 410 An integrated exhaust gas condenser 400 disposed on one side and including a heat exchange tube 420 through which a heat medium flows;
A water removal device located in the exhaust gas condensation tank 410;
A steam turbine power generation unit 300 for generating electric power using steam produced through heat exchange in the boiler 100; And
Includes; CPU (CO2 Process Unit, 700) for separating the carbon dioxide contained in the exhaust gas discharged from the integrated exhaust gas condenser 400,
Water is condensed by the heat exchange between the heat medium supplied to the heat exchange tube 420 and the exhaust gas introduced into the exhaust gas condensation tank 410, and the latent heat contained in the exhaust gas is recovered through the heat medium, Pollutants contained in the flue gas are dissolved in the water and discharged in the form of an aqueous solution,
Preheating the pure oxygen supplied to the boiler 100 by supplying the latent heat of the exhaust gas recovered from the integrated exhaust gas condenser 400 to the pressurized ASU 200,
By supplying the latent heat of the exhaust gas recovered from the integrated exhaust gas condenser 400 to the heat exchanger 110 passing through the boiler 100, the heat medium flowing in the heat exchanger 110,
Pressurized pure oxygen combustion power generation system.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 배가스 응축 탱크(410) 내 타측에 배치되는 세정기(430);를 더 포함하며,
상기 세정기(430)에서 공급되는 세정수에 의해 상기 배가스 내에 포함된 오염물질의 제거 및 먼지의 세정이 이루어지는,
가압 순산소 연소 발전 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising: a scrubber 430 disposed on the other side in the exhaust gas condensation tank 410,
The washing water supplied from the cleaner 430 removes contaminants contained in the exhaust gas and cleans dust.
Pressurized pure oxygen combustion power generation system.
제 4 항에 있어서,
상기 일체형 배가스 응축기(400)에서 배출되는 오염물질이 포함된 수용액에서 오염물질을 정제하는 정제부(500)를 더 포함하며,
상기 정제부(500)에서 정제된 물이 세정수로서 상기 세정기(430)에 공급되는,
가압 순산소 연소 발전 시스템.The method of claim 4, wherein
Further comprising a refining unit 500 for purifying the contaminants in the aqueous solution containing contaminants discharged from the integrated exhaust gas condenser 400,
The purified water in the purification unit 500 is supplied to the cleaner 430 as washing water,
Pressurized pure oxygen combustion power generation system. 삭제delete
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