KR102026997B1 - 연소 생성물 통합 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

연소 생성물 통합 처리 시스템이 개시된다. 구체적으로, 연소로(100); 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 NOx 제거부(200); 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 SOx 제거부(300); 및 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 슬래그 발생 억제부(400)를 포함하며, 상기 NOx 제거부(200)는, 내측면에 적어도 하나의 분사부(210)를 포함하고, 상기 SOx 제거부(300)는, 그 단면적이 서로 상이한 복수 개의 처리부(310, 320, 330); 및 상기 복수 개의 처리부(310, 320, 330)와 상기 연소로(100)를 유체 소통 가능하게 연결하는 각 유로 상에는 복수 개의 유로 형성부(312, 322, 332)가 각각 구비되며, 상기 슬래그 발생 억제부(400)는, 상기 연소로(100)에 투입되는 연료 성상을 입력받는 연료 성상 입력 모듈(410); 입력된 상기 연료 성상에 따른 슬래그 발생 여부를 연산하는 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420); 및 상기 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부에 따라 상기 연소로(100)에서 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 결정하는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)을 포함하는 연소 생성물 통합 처리 시스템 및 이를 이용한 연소 생성물 통합 처리 방법이 개시된다.

Description

연소 생성물 통합 처리 시스템{Combustion product integrated processing system}

본 발명은 연소 생성물 통합 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 연소 결과 발생하는 연소 가스 내에 포함되는 NOx, SOx 및 보일러 벽면이나 버너 근처의 보일러 벽면에 융해되어 생성되는 슬래그를 한번에 제거할 수 있는 연소 생성물 통합 처리 시스템 및 연소 생성물 통합 처리 방법에 관한 것이다.

최근 미세먼지로 인해 발생하는 여러 문제들이 이슈화되며, 주요 원인 중 하나로 지적되는 노후화된 석탄 화력 발전소의 가동을 중단하는 등 미세먼지 발생을 억제하기 위한 조치가 활발히 진행되고 있다.

그 중에서도 석탄 화력 발전소 운용 시 미세먼지의 생성을 억제하기 위해, 미세먼지 생성의 전구 물질인 NOx, SOx를 배가스에서 제거하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.

NOx는 공기 중의 질소 및 연료 내의 질소 성분이 연소로 인해 산화되어 생성되고, SOx는 연료 내의 황 성분이 연소로 인해 산화되어 생성되는 것이 일반적이다.

따라서, 연소 후 발생하는 배가스에는 NOx 및 SOx가 다량 함유되어 있으므로 그대로 대기 중에 배출될 경우, 대기 오염 및 미세먼지 발생을 유발할 수 있으므로 이를 제거하는 것이 필수적이다.

또한, 석탄 화력 발전소의 보일러는 석탄과 같은 고체 연료를 분쇄기로 분쇄한 미분탄 및 공기를 공급받아 이를 연소시켜 열을 발생시킨다. 이 때, 고체 상태 연료를 연소 시, 불완전 연소 등으로 인한 입자성 물질과 회분이 발생한다.

연소가스에서 발생하는 입자성 물질(particulate)과 회분(ash)으로 인해, 보일러의 연소실 내부에 입자성물질과 회분이 고온에 융해되어 슬래그(slag)가 생성될 수 있다.

슬래그는 주로 고온 조건에서 석탄 회분이 녹아 생성되며, 석탄 연소 시뿐만 아니라 고체 연료를 사용하는 폐기물 소각로, 바이오매스(biomass) 보일러 등에서도 생성될 수 있다.

슬래그가 생성되면 연소실 내 보일러 튜브의 열전달이 방해되어 연소 효율이 저하될 수 있다. 또한, 슬래그가 성장하여 외부 충격에 의해 연소실 내벽에서 분리될 때 보일러 내부의 관로가 파손될 수 있고, 이로 인해 보일러 전체의 가동이 정지될 수 있다.

따라서, 슬래그 생성 및 성장을 방지하기 위해 슬래그 생성 억제제 또는 연료와 공기 비율의 조정을 통해 슬래그 생성 자체를 억제하거나, 생성된 슬래그를 제거하는 방법이 활용되고 있다.

즉, 석탄 화력 발전소 가동에 따라 발생하는 배기가스 내의 NOx, SOx의 처리 및 연소실 내에 발생하는 슬래그 발생을 억제하는 것이 석탄 화력 발전소 가동에 따른 환경 오염을 억제함과 동시에, 연소 효율 상승 및 발전소의 가동 연한 향상을 위해 중요하다.

한국등록특허문헌 제10-1800517호는 배가스에 대한 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방식을 개시한다. 구체적으로, 플라즈마 반응을 통해 생성된 이산화질소를 수분을 이용한 탈질공정 및 탈황공정을 통해 배가스 내의 질소 산화물 및 황산화물을 동시에 제거할 수 있는 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방법을 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 유해물질 습식제거장치 및 습식제거방법은 연소로 내에 발생하는 슬래그 제거와 관련된 고찰은 없다는 한계가 있다.

한국등록특허문헌 제10-1415816호는 별도의 슬래그 패널을 구비한 슬래그 측정 장치 및 측정방법을 개시한다. 구체적으로, 보일러의 연소실 내벽에 슬래그 패널을 설치하여, 패널 상에 유동하는 슬래그의 점도를 측정하여 양을 예측한다. 슬래그의 양이 기준치를 초과할 경우 슬래그 패널에 가열 공기를 공급하여 슬래그를 용융시켜 제거하는 방식이다.

하지만, 이런 유형의 슬래그 측정 장치는 별도의 슬래그 패널을 필요로 하고, 패널에 가열 공기를 공급하기 위한 공기 공급부 및 공기 가열부를 별도로 필요로 한다. 또한, 슬래그가 슬래그 패널 일부에만 생성된 경우에도 슬래그 패널 전체에 가열 공기를 공급해야 하므로, 제거 효율이 떨어진다는 단점이 있다.

또한, 슬래그가 발생한 이후에 이를 제거하기 위한 기술로 국한되므로, 선제적 조치를 통해 슬래그 발생 자체를 억제할 수 없다는 한계 또한 존재한다.

한국등록특허문헌 제10-1800517호 (2017.11.23.) 한국등록특허문헌 제10-1415816호 (2014.06.30.)

본 발명의 목적은, 화력 발전에 의해 생성되는 연소 생성물 중 NOx 및 SOx를 효과적으로 제거하고, 연소로 내에서 생성되는 슬래그 발생 여부를 미리 예상하여 선제적 조치를 통해 슬래그 발생 자체를 억제함으로써 유해물질이 저감되고 발전 효율이 향상되며 발전 설비의 내구연한을 향상시킬 수 있는 연소 생성물 통합 처리 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하게 위해, 본 발명은, 연소로(100); 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 NOx 제거부(200); 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 SOx 제거부(300); 및 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 슬래그 발생 억제부(400)를 포함하며, 상기 NOx 제거부(200)는, 내측면에 적어도 하나의 분사부(210)를 포함하고, 상기 SOx 제거부(300)는, 그 단면적이 서로 상이한 복수 개의 처리부(310, 320, 330); 및 상기 복수 개의 처리부(310, 320, 330)와 상기 연소로(100)를 유체 소통 가능하게 연결하는 각 유로 상에는 복수 개의 유로 형성부(312, 322, 332)가 각각 구비되며, 상기 슬래그 발생 억제부(400)는, 상기 연소로(100)에 투입되는 연료 성상을 입력받는 연료 성상 입력 모듈(410); 입력된 상기 연료 성상에 따른 슬래그 발생 여부를 연산하는 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420); 및 상기 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부에 따라 상기 연소로(100)에서 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 결정하는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)을 포함하는, 연소 생성물 통합 처리 시스템을 제공한다.

또한, 상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 배가스 측정부(500)를 포함하며, 상기 배가스 측정부(500)는, 배가스 조성 비율을 연산하는 배가스 조성 연산 모듈(510); 상기 NOx 제거부(200)의 작동을 제어하는 NOx 제거부 제어 모듈(520); 및 상기 SOx 제거부(300)의 작동을 제어하는 SOx 제거부 제어 모듈(530)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 NOx 제거부 제어 모듈(520)은, 연산된 상기 배가스 조성 비율 중 NOx 농도가 기 설정된 기준 NOx 농도보다 높을 경우 상기 NOx 제거부(200)가 작동되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 SOx 제거부 제어 모듈(530)은, 연산된 상기 배가스 조성 비율 중 SOx 농도가 기 설정된 기준 SOx 농도보다 높을 경우 상기 SOx 제거부(300)가 작동되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 분사부(210)의 상기 연소로(100) 내측을 향하는 일측에는 스월 가이드(212)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 NOx 제거부(200)의 상기 분사부(210)에서는 유체가 분사될 수 있다.

또한, 상기 분사부(210)의 상기 유체의 분사 각도, 분사압 및 분사량은 조절될 수 있다.

또한, 상기 SOx 제거부(300)의 일 측에는 패킹 물질 투입구(342)가 형성되고, 상기 SOx 제거부(300)의 타 측에는 패킹 물질 배출구(344)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 SOx 제거부(300)는 패킹 물질(346)을 포함하며, 상기 패킹 물질(346)은 새들(saddle) 형상 또는 폴 링(pall ring) 형상일 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기한 연소 생성물 통합 처리 시스템에서 사용되는 방법으로서, (a) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 연료 혼합량을 연산하는 단계; (b) 산화제 적정량 연산 모듈(620)이 연산된 상기 연료 혼합량에 따라 산화제 적정량을 연산하는 단계; (c) 산화제 적정량 판단 모듈(630)이 연산된 상기 산화제 적정량에 따른 부하가 상기 연소로(100)의 가동 부하 이하인지 여부를 연산하는 단계; (d) 배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산된 상기 연료 혼합량 및 연산된 상기 산화제 적정량에 따라 연소 수행시 발생하는 배가스의 조성을 연산하는 단계; (e) 슬래그 발생량 연산 모듈(650)이 연산된 상기 배가스의 조성에 따라 슬래그 발생량을 연산하는 단계를 포함하는 연소 생성물 통합 처리 방법을 제공한다.

또한, 상기 (e) 단계 이후에, (f) 슬래그 발생 억제 모듈(660)이 연산된 상기 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (f) 단계 이후에, (g) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소실(100) 내의 슬래그 발생량을 측정하는 단계; 및 (h) 슬래그 제거 모듈(680)이 측정된 상기 슬래그 발생량이 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 슬래그 발생 억제제를 투입하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (f) 단계 이후에, (i) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소실(100) 내의 슬래그 발생량을 측정하는 단계; 및 (j) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 측정된 상기 슬래그 발생량에 따라 상기 연료의 종류, 상기 연료의 발열량 및 상기 연료 투입량을 이용하여 상기 연료 혼합량을 재연산하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 연소시 발생하는 SOx, NOx 및 슬래그를 모두 제거할 수 있으므로, 연소 생성 결과 발생하는 연소 생성물을 효과적으로 처리할 수 있다.

또한, 스월 가이드를 구비한 복수의 분사부를 포함하여 배가스 내의 NOx를 효과적으로 제거할 수 있으며, 그 단면적이 상이한 복수의 SOx 처리부 및 패킹 물질을 이용하여 배가스 내의 SOx를 효과적으로 제거할 수 있고, 투입된 연료의 성상에 따른 슬래그 발생 여부를 미리 판단하여 슬래그 발생 억제제를 투입함으로써 연소로 내의 슬래그 발생을 억제할 수 있다.

더 나아가, 상술한 과정이 배가스 측정부에서 연산된 배가스 조성 비율에 상응하게 진행되므로, 연소 생성물을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 슬래그 발생 억제부에서 슬래그를 사전에 제거하는 과정 및 슬래그 제거부에서 발생한 슬래그를 제거하는 과정을 SOx 제거 과정과 통합적으로 수행할 수 있으므로, 연소로에서 배출되는 배가스 내의 SOx 농도가 저감된 상태로 SOx 제거부에 유입되므로 SOx 제거 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 연소 생성물 통합 처리 시스템의 NOx 제거부를 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 2의 NOx 제거부의 분사부 및 스월 가이드를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 연소 생성물 통합 처리 시스템의 SOx 제거부를 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 4의 SOx 제거부의 패킹 물질 통로부를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 4의 SOx 제거부의 패킹 물질 투입구 및 패킹 물질 배출구를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 4의 SOx 제거부의 패킹 물질을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 방법의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 도 8의 연소 생성물 통합 처리 방법에 사용되는 배가스 측정부를 도시하는 블록도이다.
도 10은 도 8의 연소 생성물 통합 처리 방법에 사용되는 슬래그 제어부를 도시하는 블록도이다.
도 11은 도 8의 연소 생성물 통합 처리 방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템 및 연소 생성물 통합 처리 방법을 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 "슬래그(slag)"라는 용어는 보일러의 노 및 가스측 전열면 등에는 연소가스에서 발생하는 입자성 물질(particulate)과 회분(ash)으로 인해, 보일러의 연소실 내부에 입자성물질과 회분이 고온에 융해되어 용착(deposition) 또는 부착되어 쌓인 부착물을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 "가동 부하"라는 용어는 연소로(100) 또는 기타 구성이 정상적인 조건에서 작동할 수 있는 최대 부하를 의미한다.

연소 생성물 통합 처리 시스템의 구성의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 후술될 NOx 제거부(200), SOx 제거부(300) 및 슬래그 발생 억제부(400)를 통해 연소 결과 생성되는 배가스 내의 NOx, SOx 및 연소로(100) 내에 생성되는 슬래그를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 연소로(100), NOx 제거부(200), SOx 제거부(300), 슬래그 발생 억제부(400) 및 배가스 측정부(500)를 포함한다.

1. 연소로(100)의 설명

연소로(100) 내에서는 연료 및 산화제가 투입되어 연소가 일어난다. 연료는 고체 연료, 액체 연료 등 어떠한 성상의 연료로서도 구비될 수 있고, 산화제는 공기, 순산소 혹은 가압 순산소 등 연료와 반응하여 연소가 일어날 수 있는 여타 기체로서 구비될 수 있다.

연소로(100) 내에는 연료 및 산화제 투입을 위한 투입부(미도시), 열교환 등을 위한 별도의 배관(미도시) 등이 구비될 수 있으며, 이는 당 업계에서 잘 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 연소로(100)는 후술될 NOx 제거부(200), SOx 제거부(300) 및 슬래그 발생 억제부(400)와 유체 소통 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 연소로(100)는 NOx 제거부(200)와 직접 연결되고, SOx 제거부(300)는 NOx 제거부(200)에 연결되어 간접적으로 연결되나, 그 순서 및 위치가 변경 가능함은 물론이다. 다른 실시 예에서, SOx 제거부(300)가 연소로(100)에 직접 연결되고, NOx 제거부(200)가 연소로(100)에 간접적으로 연결될 수 있다.

연소로(100)와 NOx 제거부(200) 및 SOx 제거부(300)를 유체 소통 가능하게 연결하는 유로 상에는 후술될 배가스 측정부(500)가 구비되어, 배가스의 조성을 감지하고 그 결과에 상응하게 NOx 제거부(200) 및 SOx 제거부(300)의 작동을 제어할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

2. NOx 제거부(200)의 설명

NOx 제거부(200)는 연소로(100)에서의 연소 결과 발생한 배가스 내의 NOx를 제거한다. NOx 제거부(200)는 연소로(100) 및 후술될 SOx 제거부(300)와 유체 소통 가능하게 연결된다. 연소로(100) 및 SOx 제거부(300)를 NOx 제거부(200)와 유체 소통 가능하게 연결하는 유로 상에는 후술될 배가스 측정부(500)가 구비된다.

이하, 도 2를 참조하여 도시된 실시 예에 따른 NOx 제거부(200)를 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에서, NOx 제거부(200)는 분사부(210), 이온 크로마토그래피 장치, 스크러빙 유체 저장부를 포함한다.

(1) 분사부(210)의 설명

분사부(210)는 배가스 내의 NOx를 제거하기 위한 유체를 분사한다. 일 실시 예에서, 유체는 물로서 구비나, 배가스 내의 NOx를 응축시킬 수 있는 여타 유체로서 구비될 수 있다. 유체를 공급받기 위해, 분사부(210)는 NOx 제거부(200) 내측 또는 외측의 유체 공급부(미도시)와 유체 소통 가능하게 연결된다.

분사부(210)에서 분사되는 유체의 분사 각도, 분사압 및 분사량은 조절될 수 있다. 구체적으로, 이들은 후술될 배가스 측정부(500)에서 측정된 배가스 내의 NOx 농도에 따라 조절될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

분사부(210)에서 분사되는 유체의 분사 각도, 분사압 및 분사량을 조절하기 위해 별도의 유량 조절 장치(미도시)가 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 분사부(210)는 NOx 제거부(200)의 상측 및 양 측에 각각 하나씩 총 세 개로 구비되나, 분사부(210)의 위치 및 개수는 변경 가능하다.

도 3을 참조하면, 분사부(210)의 연소로(100)를 향하는 일 측 단부에는 스월 가이드(212)가 형성된다. 도시된 실시 예에서, 스월 가이드(212)는 서로 대향하는 측이 반원 형태로 돌출되고, 나머지 부분은 일자 형태인 태극 형태로 구비되나, 그 형태는 스월 유동을 형성할 수 있는 여타 형상으로 구비될 수 있다.

분사부(210)의 작동을 제어하기 위한 별도의 분사부 제어 장치(미도시)가 구비될 수 있다.

(2) 이온 크로마토그래피 장치의 설명

이온 크로마토그래피 장치는 이온의 이동 속도 차이를 이용한 크로마토그래피를 이용하여 그 성분을 계측한다. 구체적으로, 이온이 무게, 전기 전도성 등의 물리적 성질에 따라 이온 교환 수지 내에서 이동 속도가 다른 것을 이용하여 용액 내의 무기물 음이온이나 유기산, 양이온 등을 분리함으로써 측정 대상물의 성분을 계측할 수 있다.

도시된 실시 예에서, 이온 크로마토그래피 장치는 NOx 제거부(200)의 하측에 위치하는 유체가 유동할 수 있도록 Nox 제거부(200)의 하측과 유체 소통 가능하게 연결된다.

상술한 바와 같이, 분사부(210)에서 분사된 유체에 의해 배가스 내에 존재하던 NOx가 용해되어 하측으로 이동되어 수집된다. 이온 크로마토그래피 장치는 NOx가 용해된 유체의 성분을 이온 크로마토그래피 방식으로 계측하여 배가스 내에 존재하는 NOx의 농도를 예측하기 위한 정보를 수집한다.

(3) 스크러빙 유체 저장부의 설명

스크러빙 유체 저장부는 스크러빙 유체, 즉 기체 중에 가용성 성분을 용해시키는 가스 흡수를 목적으로 하는 유체를 저장한다.

구체적으로, 분사부(210)에서 분사된 유체에 의해 배가스 내에 존재하던 NOx가 용해되어 NOx 제거부(200)의 하측으로 낙하하여 저장된다. 스크러빙 유체 저장부는 NOx 제거부(200)의 하측에 수집된 후 NOx 제거부(200)로부터 배출된 유체를 저장한다.

스크러빙 유체 저장부에 저장된 유체는 별도의 유로(미도시)를 통해 연소 생성물 통합 시스템의 외측으로 배출된다.

3. SOx 제거부(300)의 설명

SOx 제거부(300)는 연소로(100)에서의 연소 결과 발생한 배가스 내의 SOx를 제거한다. SOx 제거부(300)는 NOx 제거부(200)와 유체 소통 가능하게 연결되고, 그 타측은 NOx 및 SOx가 제거된 배가스를 배출하기 위한 별도의 연통(미도시)와 유체 소통 가능하게 연결된다.

SOx 제거부(300)가 연소로(100)에 직접 연결되고, NOx 제거부(200)가 연소로(100)에 간접 연결될 수 있음은 상술한 바와 같다.

SOx 제거부(300)와 NOx 제거부(200)를 연결하는 유로 및 SOx 제거부(300)로부터 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배가스를 배출하는 유로 상에는 후술될 배가스 측정부(500)가 구비된다.

본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템에 따르면, SOx 제거부(300)에서 수행되는 배가스 내의 SOx 제거 효율은 후술될 슬래그 발생 억제부(400) 및 슬래그 제거부(600)에 의해 더욱 향상된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

이하, 도 4를 참조하여 도시된 실시 예에 따른 SOx 제거부(300)를 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에서, SOx 제거부(300)는 제1 처리부(310), 제2 처리부(320), 제3 처리부(330) 및 각 처리부(310, 320, 330)에 구비되는 패킹 물질 통로부(340)를 포함한다.

또한, SOx가 응축된 유체의 pH 농도를 감지하는 ph 농도 센서(미도시)를 각 처리부(310, 320, 330)로부터 유체를 배출하는 유로(미도시) 상에 구비하여 SOx 농도 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

이하의 설명에서, 처리부(310, 320, 330)라는 용어는 제1 처리부(310), 제2 처리부(320) 및 제3 처리부(330)를 모두 포함하는 의미로서 사용된다.

(1) 처리부(310, 320, 330)의 설명

처리부(310, 320, 330)는 배가스 내의 SOx를 제거한다. SOx를 제거하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 일 실시 예에서, 처리부(310, 320, 330)는 습식 스크러버를 이용하여 배가스 내의 SOx를 제거할 수 있다.

습식 방식을 이용한 SOx 제거를 위해, 처리부(310, 320, 330)는 별도의 분사부(미도시)를 포함할 수 있다.

각 처리부(310, 320, 330)는 그 구조가 서로 동일하게 구비된다. 다만, 각 처리부(310, 320, 330)는 그 단면적에 있어 차이가 있다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 처리부(310)는 가장 작은 단면적을 갖고, 제2 처리부(320)는 중간 단면적을 가지며, 제3 처리부(330)는 가장 큰 단면적을 가진다.

각 처리부(310, 320, 330)의 단면적의 크기는 필요에 따라 변경 가능하다. 다만, 각 처리부(310, 320, 330) 간에 단면적의 차이가 있으면 족하다.

이는, 배가스 내에 존재하는 SOx의 농도에 따라 서로 다른 단면적을 갖는 각 처리부(310, 320, 330)에 배가스를 유동시켜 SOx의 제거 효율을 제고하기 위함이다.

이를 위해, 각 처리부(310, 320, 330)는 각 처리부(310, 320, 330)로의 유로 형성 및 유입된 배가스의 배출을 위해 그 일 측에 각각 제1 유로 형성부(312), 제2 유로 형성부(322), 제3 유로 형성부(332) 및 제1 유로 배출부(314), 제2 유로 배출부(324) 및 제3 유로 배출부(334)를 포함한다.

각 유로 형성부(312, 322, 332)는 NOx 제거부(200)로부터 배출된 배가스가 각각 제1 처리부(310), 제2 처리부(320) 및 제3 처리부(330)로 유입될 수 있는 유로를 형성한다.

또한, 각 처리부(310, 320, 330)의 타 측에는 유입된 배가스가 연소 생성물 통합 시스템의 외측으로 배출될 수 있는 유로를 인가하는 각 유로 배출부(314, 324, 334)를 포함한다.

일 실시 예에서, 각 유로 형성부(312, 322, 332)는 솔레노이드 밸브로 구비되어, 어느 하나의 유로 형성부가 개방될 경우 나머지 유로 형성부는 폐쇄되도록 작동될 수 있다.

구체적으로, SOx 농도가 낮은 경우 제1 유로 형성부(312)는 배가스가 제1 처리부(310)로 유입되도록 작동되고, 나머지 유로 형성부(322, 332)는 나머지 처리부(320, 330)에 배가스가 유입되지 못하도록 작동된다.

제1 처리부(310)에 유입된 배가스는 제1 처리부(310) 내에서 SOx 제거를 위한 과정을 거친 후, 제1 유로 배출부(314)에 의해 형성된 유로를 통해 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출된다. 이 때, 제1 유로 배출부(314)를 제외한 나머지 배출부(324, 334)는 작동되지 않는다.

상술한 작동 과정은, 제2 처리부(320) 및 제3 처리부(330)에도 동일하게 적용된다. 따라서, 배가스 내의 SOx 농도에 따라 처리 능력이 상이한 각 처리부(310, 320, 330) 중 적합한 처리부를 선택하여 배가스 내의 SOx를 처리하므로, SOx 제거 효율이 향상될 수 있다.

상술한 바와 같이, 배가스 내의 SOx 농도는 NOx 처리부(200)와 SOx 처리부(300)의 유로 상에 위치되는 배가스 측정부(500)에 의해 측정된다.

도시된 실시 예에서, 각 유로 형성부(312, 322, 332)는 각 처리부(310, 320, 330)의 하측에 위치되나, 그 위치가 변경 가능함은 물론이다.

각 유로 배출부(314, 324, 334)는 각 처리부(310, 320, 330)에 유입된 배가스가 SOx 제거 과정을 거친 후 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출되기 위한 유로를 형성한다.

구체적으로, 제1 처리부(310)에 유입된 배가스는 제1 유로 배출부(314)에 의해 형성된 유로를 통해, 제2 처리부(320)에 유입된 배가스는 제2 유로 배출부(324)에 의해 형성된 유로를 통해, 제3 처리부(330)에 유입된 배가스는 제3 유로 배출부(334)에 의해 형성된 유로를 통해 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출된다.

일 실시 예에서, 각 유로 배출부(314, 324, 334) 또한 솔레노이드 밸브로 구비되어, 어느 하나의 유로 배출부가 개방될 경우 나머지 유로 배출부는 폐쇄되도록 작동될 수 있다.

물론, 도시된 실시 예에서 제1 유로 배출부(314)가 개방될 경우 제2 유로 배출부(324) 및 제3 유로 배출부(334)는 제1 처리부(310)에서 배출된 배가스가 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출되기 위한 유로가 형성되도록 작동된다.

SOx 제거 과정을 거친 배가스가 배출되는 유로 상에는 배가스 측정부(500)가 구비되어, 배가스 내의 NOx 및 SOx의 농도를 측정한다.

(2) 패킹 물질 통로부(340)의 설명

도 5 내지 도 7을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 SOx 제거부(300)는 각 처리부(310, 320, 330)에 구비되는 패킹 물질 통로부(340)를 포함한다.

패킹 물질 통로부(340)는 SOx 제거부(300)의 SOx 제거 효율을 향상시키기 위해 각 처리부(310, 320, 330) 내부로 패킹 물질(346)이 유입되고 배출되는 통로를 제공한다.

패킹 물질 통로부(340)는 패킹 물질 투입구(342), 패킹 물질 배출구(344) 및 패킹 물질(346)을 포함한다.

패킹 물질 투입구(342)는 패킹 물질(342)이 각 처리부(310, 320, 330)에 유입되는 통로를 제공한다. 이를 위해, 패킹 물질 투입구(342)는 각 처리부(310, 320, 330)의 외측과 유체 소통 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 패킹 물질 투입구(342)는 후술될 패킹 물질 배출구(344)에 비해 상측에, 각 처리부(310, 320, 330)의 측면과 소정의 각도를 형성하며 위치되어, 패킹 물질(346)의 원활한 투입이 가능하다.

패킹 물질 투입구(342)는 공기 유입부(342a)를 포함한다.

도시된 실시 예에서, 공기 유입부(342a)는 패킹 물질(346)이 투입되는 입구와 별도의 유로로 구비되어, 패킹 물질(346)과 함께 각 처리부(310, 320, 330) 내측으로 공기가 유입되는 통로를 제공한다.

공기가 함께 유입됨으로써, 패킹 물질(346)이 원활하게 각 처리부(310, 320, 330) 내측으로 유입될 수 있다. 또한, 각 처리부(310, 320, 330)에 유입된 패킹 물질(346)이 배가스 내의 SOx 제거를 위한 유동의 규모가 증가되어, SOx 제거 효율이 향상된다.

패킹 물질 투입구(342)의 각 처리부(310, 320, 330)를 향하는 일측 단에는 패킹 물질(346)의 투입을 위한 유로를 인가하거나 폐쇄하기 위한 유로 형성 부재가 구비되어, 패킹 물질(346) 및 공기의 유입을 허용하거나 차단할 수 있다.

패킹 물질 배출구(344)는 패킹 물질(342)이 각 처리부(310, 320, 330)로부터 배출되는 통로를 제공한다. 이를 위해, 패킹 물질 배출구(344)는 각 처리부(310, 320, 330)의 외측과 유체 소통 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 패킹 물질 배출구(344)는 패킹 물질 투입구9342)에 비해 하측에, 각 처리부(310, 320, 330)의 측면과 소정의 각도를 형성하며 위치되어, 패킹 물질(346)의 원활한 배출이 가능하다.

패킹 물질 투입구(342)와 패킹 물질 배출구(344)의 상대적인 상하 위치는 변경될 수 있다. 다만, 패킹 물질(346)의 원활한 투입 및 배출을 위해서는 패킹 물질 투입구(342)가 적어도 패킹 물질 배출구(344)보다는 상측에 위치되는 것이 바람직하다.

패킹 물질 배출구(344)의 각 처리부(310, 320, 330)를 대향하는 일측 단에는 각 처리부(310, 320, 330)로부터 배출된 패킹 물질(346)을 수용하기 위한 패킹 물질 수용부가 구비될 수 있다. 패킹 물질 수용부에 수용된 패킹 물질은 세척 과정 등을 거친 후 다시 패킹 물질 투입구(342)에 투입되어 SOx 제거를 위한 동일한 과정을 수행할 수 있다.

패킹 물질(346)은 각 처리부(310, 320, 330)에 투입되어 SOx 제거 효율을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 패킹 물질(346)은 배가스 등의 유체가 각 처리부(310, 320, 330)를 통과할 때 습식 스크러버로부터 공급된 유체와 반응하기 위한 표면적을 증가시킨다.

일 실시 예에서, 패킹 물질(346)은 새들(saddle) 형상 또는 폴 링(pall ring) 형상으로, 도 7에 도시된 패킹 물질(346)의 상세한 사양은 다음 표와 같다.

종류	직경 x 높이 x 두께 (mm)	벌크 수 (Bulk number) (n/㎥)	밀도 (kg/㎥)	표면적 (㎡/㎥)	다공성 (%)
새들 형상	15 x 0.25	347,000	280	305	96.5
폴 링 형상	16 x 16 x 0.3	181,000	354	346	95.5

패킹 물질(346)은 습식 스크러버로부터 공급된 유체와 배가스의 반응 표면적을 증가시킬 수 있는 여타 형상으로서 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 패킹 물질(346)은 복수 개로 구비되어 패킹 물질 투입구(342)를 통해 각 처리부(310, 320, 330)에 투입된 후 패킹 물질 배출구(344)를 통해 배출된다.

4. 슬래그 발생 억제부(400)의 설명

슬래그 발생 억제부(400)는 연소로(100) 내에서의 슬래그의 발생을 억제하기 위해, 필요 시 슬래그 발생 억제제를 투입한다. 슬래그 발생 억제부(400)는 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결된다.

슬래그 발생을 억제하기 위해서는, 연소로(100) 내에서 이미 발생한 슬래그를 감지하여 슬래그 발생 억제제를 투입하는 것이 아닌, 슬래그 발생 전에 슬래그의 발생 여부를 판단하여 미리 슬래그 발생 억제제를 투입해야 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 슬래그 발생 억제부(400)는 연소로(100)에 투입된 연료의 성상을 분석하고, 이를 통해 연소로(100) 내의 슬래그 발생 여부를 연산한 후 필요시 슬래그 발생 억제제를 투입함으로써, 연소로(100) 내의 슬래그 발생을 사전에 억제할 수 있다.

슬래그 발생 억제제의 투입을 위해, 슬래그 발생 억제부(400)는 연소로(100)와 유체 소통 가능하게 연결된다.

슬래그 발생 억제부(400)로 의해 연소로(100) 내의 슬래그의 발생이 억제됨에 따라, 슬래그의 주 성분인 황(S)이 사전에 제거되어 연소로(100) 외부로 배출되는 배가스 내의 SOx 농도가 하강되므로, 상술한 SOx 제거부(300)의 SOx 제거 효율이 향상되는 시너지 효과를 얻을 수 있다.

도 8을 참조하면, 도시된 실시 예의 슬래그 발생 억제부(400)는 연료 성상 입력 모듈(410), 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420), 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430) 및 슬래그 발생 억제제 저장부(440)를 포함한다.

(1) 연료 성상 입력 모듈(410)의 설명

연료 성상 입력 모듈(410)은 연소로(100)에 투입되는 연료의 성분 및 물리적, 화학적 성질 등에 대한 정보를 입력받는다. 이를 통해, 산화제와 연소가 일어난 경우 연소 생성물에 대한 정보를 연산할 수 있다.

일 실시 예에서, 연료 성상 입력 모듈(410)은 연소로(100)에 투입된 산화제 관련 정보를 추가로 입력받을 수 있다. 이 경우, 연소로(100) 내에서 발생될 연소 생성물에 대한 예측의 정확도가 향상될 수 있다.

연료 성상 입력 모듈(410)이 입력받은 연료 성상에 대한 정보는 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에 전달된다.

(2) 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)의 설명

슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)은 연료 성상 입력 모듈(410)에 입력된 연료의 성상을 이용하여 연소로(100) 내에서의 슬래그 발생 여부를 연산한다. 구체적으로, 연소로(100) 내에서 슬래그가 발생하기 전, 입력된 연료의 연소 결과 슬래그가 발생할지, 발생한다면 예상되는 발생량을 예측한다.

슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부 및 예상되는 슬래그 발생량에 대한 정보는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)에 전달된다.

(3) 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)의 설명

슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)은 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부 및 예상되는 슬래그 발생량에 따라 연소로(100)에의 슬래그 발생 억제제 투입 여부 및 투입량을 결정한다.

일 실시 예에서, 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)은 연소로(100)에 투입할 슬래그 발생 억제제의 종류를 결정할 수도 있다. 이를 위해, 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)은 슬래그의 물리적, 화학적 성질에 따른 적합한 슬래그 발생 억제제의 종류를 저장할 수 있다.

슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)은 결정된 슬래그 발생 억제제의 투입 여부 및 투입량에 대한 정보에 따라 슬래그 발생 억제제 저장부(440)를 제어하여, 연소로(100) 내부로의 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 제어한다.

(4) 슬래그 발생 억제제 저장부(440)의 설명

슬래그 발생 억제제 저장부(440)는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)에서 결정된 슬래그 발생 억제제 투입 여부 및 투입량에 대한 정보에 상응하게 연소로(100) 내에 투입될 슬래그 발생 억제제를 저장한다.

슬래그 발생 억제제 저장부(440)는 연소로(100)와 유체 소통 가능하게 연결되어, 슬래그 발생 억제제가 투입될 수 있는 유로를 형성한다. 이 유로 상에는 슬래그 발생 억제제의 투입 여부 및 슬래그 발생 억제제의 투입량을 제어할 수 있도록 유량 제어 장치 등이 구비될 수 있다.

지속적인 사용에 따라 감소되는 슬래그 발생 억제제의 보충을 위해 슬래그 발생 억제제 저장부(440)는 외측과 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다(미도시).

슬래그 발생 억제제 저장부(440)는 복수 개로 구비되어, 각각 다른 슬래그 발생 억제제를 저장할 수 있다.

5. 배가스 측정부(500)의 설명

도 1 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 배가스 측정부(500)를 포함한다.

배가스 측정부(500)는 연소로(100)에서 발생한 배가스가 NOx 제거부(200) 및 SOx 제거부(300)를 거쳐 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출되는 유로 상에 구비되어, 배가스 내의 조성, 특히 NOx 및 SOx의 농도 등을 감지한다.

배가스 측정부(500)는 배가스 내의 조성을 감지하기 위해 별도의 농도 감지 센서(미도시)를 구비할 수 있다.

일 실시 예에서, 연소로(100)와 NOx 제거부(200)를 연결하는 유로 상에 구비된 배가스 측정부(500)는 NOx 농도 센서(미도시)를 포함할 수 있고, NOx 제거부(200)와 SOx 제거부(300)를 연결하는 유로 상에 구비된 배가스 측정부(500)는 SOx 농도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

대안적으로, 각 유로 상에는 NOx 및 SOx 농도를 모두 감지할 수 있는 농도 센서(미도시)가 구비될 수도 있다.

또한, 배가스 측정부(500)는 감지된 NOx 농도 및 SOx 농도에 따라 NOx 제거부(200) 및 SOx 제거부(300)가 작동되도록 제어한다. 이를 위해, 배가스 측정부(500)는 NOx 제거부(200) 및 SOx 제거부(300)와 전기적으로 연결되어, 각 제거부(200, 300)의 작동을 위한 전기적 신호를 인가할 수 있다.

도시된 실시 예에서, 배가스 측정부(500)는 연소로(100) 및 NOx 제거부(200)를 연결하는 유로 및 NOx 제거부(200), SOx 제거부(300)를 연결하는 유로 및 SOx 제거부(300)로부터 배가스가 연소 생성물 통합 처리 시스템의 외측으로 배출되는 유로 상에 각각 구비된다.

배가스 측정부(500)의 개수 및 위치는 연소로(100) 및 각 제거부(200, 300)에서 배출된 배가스의 조성을 측정할 수 있는 여타 위치로 변경 가능하다.

도 9를 참조하면, 배가스 측정부(500)는 배가스 조성 연산 모듈(510), NOx 제거부 제어 모듈(520) 및 SOx 제거부 제어 모듈(530)을 포함한다.

(1) 배가스 조성 연산 모듈(510)의 설명

배가스 조성 연산 모듈(510)은 농도 센서(미도시) 등에 의해 감지된 배가스 내의 NOx 농도 및 SOx 농도를 연산한다.

이 때, 배가스 조성 연산 모듈(510)은 NOx 농도를 연산함에 있어, 상술한 NOx 제거부(200)에 포함된 이온 크로마토그래피 장치 및 스크러빙 유체 저장부 등에서 수집된 정보를 더 활용하여 그 정확도를 제고할 수 있다.

또한, 배가스 조성 연산 모듈(510)은 SOx 농도를 연산함에 있어, 상술한 SOx 제거부(300)에 포함된 pH 농도 센서(미도시)에서 수집된 pH 농도 정보를 더 활용하여 그 정확도를 향상시킬 수 있다.

배가스 조성 연산 모듈(510)에서 연산된 배가스의 조성에 관한 정보, 특히 NOx의 농도 및 SOx의 농도와 관련된 정보는 각각 후술될 NOx 제거부 제어 모듈(520) 및 SOx 제거부 제어 모듈(530)에 전달된다.

(2) NOx 제거부 제어 모듈(520)의 설명

NOx 제거부 제어 모듈(520)은 배가스 조성 연산 모듈(510)에서 연산된 NOx의 농도에 따라 NOx 제거부(200)의 작동을 제어한다.

구체적으로, 배가스 조성 연산 모듈(510)에서 연산된 배가스 내의 NOx의 농도가 기 설정된 기준 NOx 농도보다 높은 경우, NOx 제거부 제어 모듈(520)은 NOx 제거부(200)가 배가스 내의 NOx를 제거하기 위한 일련의 과정을 수행하도록 NOx 제거부(200)를 제어한다.

기 설정된 기준 NOx 농도는 배가스가 별도의 처리 과정 없이도 연소 생성물 통합 처리 시스템 외측으로 배출될 경우 환경 오염 등의 문제가 발생하지 않을 수 있는 NOx 농도로 설정되는 것이 바람직하며, 이는 연소 상황에 따라 달리 설정될 수 있다.

이를 위해, NOx 제거부 제어 모듈(520)은 NOx 제거부(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.

NOx 제거부 제어 모듈(520)은 NOx 제거부(200)의 작동 여부뿐만 아니라, 분사부(210)에서 분사되는 유체의 분사 각도, 분사압 및 분사량 등을 제어할 수 있다.

또한, 복수 개의 분사부(210) 중 유체가 분사될 분사부(210)를 선택하여 일부 또는 전부의 분사부(210)에서 유체가 분사되도록 제어할 수 있으며, 특정 방향에 위치된 분사부(210)만을 선택적으로 제어할 수도 있다.

따라서, NOx 제거부 제어 모듈(520)은 연산된 NOx의 농도에 따라 최적화된 NOx 제거 과정을 수행할 수 있다.

(3) SOx 제거부 제어 모듈(530)의 설명

SOx 제거부 제어 모듈(530)은 배가스 조성 연산 모듈(510)에서 연산된 SOx의 농도에 따라 SOx 제거부(300)의 작동을 제어한다.

구체적으로, 배가스 조성 연산 모듈(510)에서 연산된 배가스 내의 SOx 농도가 기 설정된 기준 SOx 농도보다 높은 경우, SOx 제거부 제어 모듈(530)은 SOx 제거부(300)가 배가스 내의 SOx를 제거하기 위한 일련의 과정을 수행하도록 SOx 제거부(300)를 제어한다.

기 설정된 기준 SOx 농도는 배가스가 별도의 처리 과정 없이도 연소 생성물 통합 처리 시스템 외측으로 배출될 경우 환경 오염 등의 문제가 발생하지 않을 수 있는 SOx 농도로 설정되는 것이 바람직하며, 이는 연소 상황에 따라 달리 설정될 수 있다.

SOx 제거부 제어 모듈(530)은 SOx 제거부(300)의 작동 여부뿐만 아니라, 연산된 SOx의 농도에 따라 복수 개의 처리부(310, 320, 330) 중 어느 처리부로 배가스를 유입시킬지를 결정할 수 있다.

이를 위해, SOx 제거부 제어 모듈(530)은 각 처리부(310, 320, 330) 중 어느 하나로의 유로를 형성하기 위해 각 유로 형성부(312, 322, 332) 및 각 유로 배출부(314, 324, 334)를 제어할 수 있다.

또한, 일 실시 예에서 SOx 제거부(300)의 패킹 물질 통로부(340)를 통해 투입되는 패킹 물질(346)은 그 투입 여부 및 투입량이 자동으로 제어될 수 있는데, SOx 제거부 제어 모듈(530)은 패킹 물질(346)의 투입 여부 및 투입량 또한 결정할 수 있다.

따라서, SOx 제거부 제어 모듈(530)은 연산된 SOx의 농도에 따라 최적화된 SOx 제거 과정을 수행할 수 있다.

6. 슬래그 제어부(600)의 설명

도 10을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 슬래그 제어부(600)를 포함한다.

슬래그 제어부(600)는 연소로(100) 내측에 생성되는 슬래그를 제거하기 위한 과정을 수행한다.

상술한 슬래그 발생 억제부(400)와의 차이는, 슬래그 제어부(600)는 슬래그 발생 억제제 투입 후에도 지속적으로 연소로(100) 내의 슬래그 발생 여부를 측정하여 이에 상응하게 연료 및 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 제어함에 있다.

다른 실시 예에서, 별도의 슬래그 제어부(600)가 구비되지 않고 상술한 슬래그 발생 억제부(400)가 이하 설명될 기능을 수행할 수 있다.

또한, 슬래그 제어부(600)에 의해 연소로(100) 내에서 발생한 슬래그가 제거되고, 이에 따라 슬래그의 주 성분인 황(S)이 사전에 제거되어 연소로(100) 외부로 배출되는 배가스 내의 SOx 농도가 하강되므로, 상술한 SOx 제거부(300)의 SOx 제거 효율이 향상되는 시너지 효과를 얻을 수 있다.

슬래그 제어부(600)는 연료 혼합량 연산 모듈(610), 산화제 적정량 연산 모듈(620), 산화제 적정량 판단 모듈(630), 배가스 조성 연산 모듈(640), 슬래그 발생량 연산 모듈(650), 슬래그 발생량 측정 모듈(660) 및 슬래그 제거 모듈(670)을 포함한다.

(1) 연료 혼합량 연산 모듈(610)의 설명

연소 혼합량 연산 모듈(610)은 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 원하는 출력을 얻기 위한 연료 혼합량을 연산한다.

구체적으로, 연소 혼합량 연산 모듈(610)은 연료로서 선정된 바이오매스, 석탄 등의 연료의 종류, 각 연료의 발열량, 각 연료의 성분 자료, 각 연료의 주요 미네랄(mineral) 정보 등에 기초하여 원하는 출력을 얻기 위한 열입력(thermal input)을 연산한다.

이를 위해, 연소 혼합량 연산 모듈(610)은 회분, 휘발분, 고정탄소, 수분 함유량 등을 분석하기 위한 공업 분석 및 탄소, 수소, 질소, 산소, 황, 염소 등의 함유량을 분석하기 위한 원소 분석의 방법을 이용할 수 있다.

연산된 연료 혼합량은 산화제 적정량 연산 모듈(620)로 전달된다.

(2) 산화제 적정량 연산 모듈(620)의 설명

산화제 적정량 연산 모듈(620)은 연소 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산된 연료 혼합량을 이용하여 투입되어야 할 산화제의 양을 연산한다.

구체적으로, 연소 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산된 연료 혼합량은 연료의 종류 및 각 연료의 투입량과 관련된 정보를 포함하는데, 산화제 적정량 연산 모듈(620)은 연산된 연료 혼합량을 완전 연소시키기 위한 산화제의 적정량을 연산한다.

또한, 산화제 적정량 연산 모듈(620)은 산화제의 종류 및 그 조성비를 감안하여 산화제의 적정량을 연산한다. 예를 들어, 순산소가 산화제로서 사용될 경우와 일반 공기가 산화제로 사용될 경우 서로 다른 적정량이 연산될 것이다.

연산된 산화제 적정량은 산화제 적정량 판단 모듈(630)로 전달된다.

(3) 산화제 적정량 판단 모듈(630)의 설명

산화제 적정량 판단 모듈(630)은 산화제 적정량 연산 모듈(620)에서 연산된 산화제가 연소로(100)의 운전 조건에 맞는지 여부를 연산한다.

구체적으로, 산화제 적정량 연산 모듈(620)에서 연산된 산화제의 종류 및 양은 연소로(100)의 운전 조건을 배제하고, 연소 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산된 연료 혼합량에 따라 완전 연소를 위한 산화제의 종류 및 양을 연산한다.

이 경우, 연소로(100)의 운전 조건에 따라 연산된 산화제 적정량의 적용이 어려운 경우가 있으므로, 산화제 적정량 판단 모듈(630)이 연산된 산화제 적정량의 타당성을 판단한다.

일 실시 예에서, 산화제 적정량 판단 모듈(630)은 연소로(100)의 운전 조건으로서 연산된 산화제 적정량에 따라 발생하는 열 부하, 연소로(100) 가동 부하 또는 팬(미도시) 가동 부하 등이 운전 가능한 범위 내인지를 판단한다.

특히, 완전 연소를 위해 팬의 가동 부하를 초과하도록 연소가 진행될 경우 연소로(100) 및 발전소가 파손될 우려가 있기 때문이다.

또한, 판단 결과 연산된 산화제 적정량이 연소로(100)의 가동 부하 이하가 아닐 경우, 산화제 적정량 연산 모듈(620)에 의해 산화제 적정량이 다시 연산될 수 있다.

다른 실시 예에서, 산화제 적정량 연산 모듈(620)은 산화제 적정량 판단 모듈(630)이 수행하는 기능을 모두 수행하도록 구비될 수도 있다.

산화제 적정량 판단 모듈(630)에서 연산된 산화제 적정량이 가동 부하 이하인 것으로 판단하면, 연료 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산한 연료 혼합량 및 연산된 산화제 적정량과 관련된 정보는 배가스 조성 연산 모듈(640)로 전달된다.

(4) 배가스 조성 연산 모듈(640)의 설명

배가스 조성 연산 모듈(640)은 연산된 연료 혼합량 및 연산된 산화제 적정량을 이용하여 연소 수행시 발생하는 배가스의 조성을 연산한다.

일 실시 예에서, 배가스 조성 연산 모듈(640)은 실제 연소가 일어나기 전, 연산된 연료 혼합량 및 연산된 산화제 적정량에 의해 연소가 일어날 경우 예측되는 배가스의 조성을 크게 황산화물 및 염소산화물로서 구분하여 연산한다.

이는, 황산화물 및 염소산화물의 성분을 포함하는 조성이 높을수록 연소로(100) 내에 슬래그 발생 가능성이 높아지기 때문이다.

또한, 연산된 배가스 조성에서 황 성분 및 질소 성분이 연산된 연료 혼합량에 비해 높게 예상될 경우, 예를 들어 연료의 황 성분이 3% 이상일 경우 이산화황의 생성량이 많을 것으로 예상할 수 있고, 연료의 질소 성분이 5% 이상일 경우 이산화질소의 생성량이 많을 것으로 예상할 수 있다.

배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산한 배가스의 조성과 관련 정보는 슬래그 발생량 연산 모듈(650)로 전달된다.

(5) 슬래그 발생량 연산 모듈(650)의 설명

슬래그 발생량 연산 모듈(650)은 배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산한 배가스의 조성에 따라 연소로(100) 내의 슬래그 발생량을 연산한다.

즉, 슬래그 발생량 연산 모듈(650)은 실제 연소가 일어나 배가스가 발생하기 전에 예측되는 슬래그 발생량을 연산한다.

슬래그 발생 여부를 판단하기 위해, 다음의 지표들이 일 예로서 사용될 수 있다.

상술한 지표들을 이용한 슬래그 발생 여부 판단 방법의 일 예시는 다음과 같다.

먼저, Base/Acid(B/A) ratio가 0.75 이하이고, Alkali Index(AI)가 0.34 이상이며, Sintering Index(SI)가 2 이하이면 높은 슬래그 발생을 예상할 수 있다. 상술한 수치가 연소 상황에 따라 변경될 수 있음은 당연하다.

슬래그 발생량 연산 모듈(650)에서 연산한 슬래그 발생량은 슬래그 발생 억제 모듈(660)로 전달된다.

(6) 슬래그 발생 억제 모듈(660)의 설명

슬래그 발생 억제 모듈(660)은 슬래그 발생량 연산 모듈(650)에서 연산한 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제를 투입할지 여부를 결정한다.

또한, 슬래그 발생 억제 모듈(660)은 발생이 예측되는 슬래그의 종류에 따라 그 발생을 억제하기에 적합한 성분의 슬래그 발생 억제제를 선택할 수 있다.

일 실시 예에서, 슬래그 발생 억제제는 회분의 융점을 상승시킬 수 있는 물질로서 구비될 수 있다.

상술한 과정을 거쳐, 다량의 슬래그 발생이 예상될 경우 슬래그 발생 억제 모듈(660)에서 발생이 예상되는 슬래그 제거에 적합한 슬래그 발생 억제제를 선택하여 연소로(100)에 투입함으로써, 연소로(100) 내의 슬래그의 발생을 사전에 억제할 수 있다.

(7) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)의 설명

슬래그 발생량 측정 모듈(670)은 연소로(100) 내에서 연소가 진행됨에 따라 발생하는 슬래그의 종류 및 양을 실시간으로 측정한다.

상술한 과정을 거쳐 슬래그 발생을 예측하여 사전에 슬래그 발생 억제제를 투입한 경우에도 연소가 진행됨에 따라 슬래그가 발생하거나, 예측된 양보다 더 많은 양의 슬래그가 발생하는 경우가 생길 수 있다.

또한, 예측된 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제를 사전에 투입한 결과 슬래그 발생 억제제를 추가 투입할 필요가 없는 경우에도 고가의 슬래그 발생 억제제를 계속 투입해야 한다면 연소로(100) 가동에 따른 경제적인 손실이 증가될 수 있다.

따라서, 슬래그 발생량 측정 모듈(670)은 연소로(100)에서 연소가 지속되는 동안 실시간으로 슬래그 발생량을 측정한다.

이를 위해, 슬래그 발생량 측정 모듈(670)은 연소로(100) 내에 존재하는 열교환기, 냉각튜브, 재가열기, 응축기 등에 구비된 별도의 센서(미도시)로부터 슬래그 발생 여부를 판단하기 위한 정보를 전달받을 수 있다.

일 실시 예에서, 슬래그 발생량 측정 모듈(670)에서 실시간으로 측정된 슬래그 발생량은 연료 혼합량 연산 모듈(610)에 전달되어 슬래그 발생량이 감소하도록 연료 혼합량을 재연산하게 되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

측정된 슬래그 발생량은 슬래그 제거 모듈(680)에 전달되어, 슬래그 제거를 위한 과정이 진행된다.

(8) 슬래그 제거 모듈(680)의 설명

슬래그 제거 모듈(680)은 슬래그 발생량 측정 모듈(670)에 의해 실시간으로 측정된 슬래그 발생량이 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 슬래그 발생 억제제를 투입하여 발생한 슬래그를 제거한다.

기 설정된 기준 슬래그 발생량은 연소로(100)에서의 연소가 원활하게 작동될 수 있는 슬래그 발생량의 한계치로서 설정되는 것이 바람직하며, 이는 연소 상황에 따라 변경 가능하다.

슬래그 제거를 위해 투입되는 슬래그 발생 억제제의 분사량, 분사압 및 분사 각도는 조절될 수 있다.

일 실시 예에서, 슬래그 발생 억제제뿐만 아니라 연소로(100) 내에서 발생한 배가스 내의 이산화질소 등을 저감하기 위한 유체가 함께 투입될 수 있다. 이 경우 유체를 공급받기 위한 별도의 유체 저장부(미도시)가 연소로(100)와 유체 소통 가능하게 연결되어, 슬래그 제거 모듈(680)에 의해 제어될 수 있다.

연소 생성물 통합 처리 방법의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 연소에 의해 발생하는 배가스 내의 NOx, SOx를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그의 발생을 예측하고 사전에 슬래그 발생 억제제를 투입함으로써 슬래그 발생량을 최소화할 수 있다.

또한, 연소가 진행되는 동안 슬래그 발생량을 실시간으로 감지하여 이에 상응하게 슬래그 발생 억제제를 투입할 수 있을 뿐만 아니라, 슬래그 발생이 억제되도록 연료 혼합량을 다시 연산할 수 있다.

이하에서, 연소로(100) 내에 발생한 슬래그 발생 억제 및 발생한 슬래그의 제거를 중심으로 설명되나 상술한 배가스 내의 NOx 및 SOx 제거 과정이 함께 수행될 수 있다.

이하, 도 11을 참조하여 도시된 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 방법을 상세하게 설명한다.

1. 연소 생성물의 발생량을 예측하는 단계(S100)의 설명

본 단계에서는 연소가 진행되기 전 연소를 위해 투입될 연료의 종류 및 혼합량, 산화제의 종류 및 혼합량을 연산하고, 그 결과를 이용하여 배가스의 조성 및 슬래그의 발생량을 예측하여 슬래그 발생에 선제적으로 대응함으로써 연소로(100) 내의 슬래그 발생을 억제한다.

(1) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 연료 혼합량을 연산하는 단계(S110)의 설명

연소 혼합량 연산 모듈(610)이 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 원하는 출력을 얻기 위한 연료의 종류, 양 및 혼합량 등을 연산하는 단계이다.

이를 위해, 연소 혼합량 연산 모듈(610)은 회분, 휘발분, 고정탄소, 수분 함유량 등을 분석하기 위한 공업 분석 및 탄소, 수소, 질소, 산소, 황, 염소 등의 함유량을 분석하기 위한 원소 분석의 방법을 이용할 수 있음은 상술한 바와 같다.

연산된 연료 혼합량은 산화제 적정량 연산 모듈(620)로 전달된다.

(2) 산화제 적정량 연산 모듈(620)이 연산된 연료 혼합량에 따라 산화제 적정량을 연산하는 단계(S120)의 설명

산화제 적정량 연산 모듈(620)이 연소 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산된 연료의 종류, 양 및 혼합량을 이용하여 투입되어야 할 산화제의 종류 및 양을 연산하는 단계이다.

산화제 적정량 연산 모듈(630)은 연산된 연료 혼합량에 따른 연료를 완전 연소시킬 수 있는 산화제량을 기준으로 산화제의 종류 및 양을 연산한다.

연산된 산화제 적정량은 산화제 적정량 판단 모듈(630)로 전달된다.

(3) 산화제 적정량 판단 모듈(630)이 연산된 산화제 적정량에 따른 부하가 팬의 가동 부하 이하인지 여부를 연산하는 단계(S130)의 설명

산화제 적정량 판단 모듈(630)이 산화제 적정량 연산 모듈(620)에서 연산된 산화제의 종류 및 양이 연소로(100)의 운전 조건에 맞는지 여부를 연산하는 단계이다.

판단 결과 연산된 산화제 적정량이 연소로(100)의 가동 부하 이하가 아닐 경우, 산화제 적정량 연산 모듈(620)에 의해 산화제 적정량이 재연산될 수 있다.

또한, 산화제 적정량 판단 모듈(630)에서 연산된 산화제 적정량이 가동 부하 이하인 것으로 연산하면, 연료 혼합량 연산 모듈(610)에서 연산한 연료 혼합량 및 산화제 적정량 연산 모듈(620)에서 연산된 산화제 적정량과 관련된 정보는 배가스 조성 연산 모듈(640)로 전달된다.

(4) 배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산된 연료 혼합량 및 연산된 산화제 적정량에 따라 연소 수행시 발생하는 배가스의 조성을 연산하는 단계(S140)의 설명

배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산된 연료 혼합량 및 연산된 산화제 적정량을 이용하여 연소 수행시 발생하는 배가스의 조성을 연산하는 단계이다.

일 실시 예에서 황산화물 또는 염소산화물로서 구분하여 연산하거나, 다른 실시 예에서 황 성분 및 질소 성분을 기준으로 연산할 수 있음은 상술한 바와 같다.

배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산한 배가스의 조성과 관련 정보는 슬래그 발생량 연산 모듈(650)로 전달된다.

(5) 슬래그 발생량 연산 모듈(650)이 연산된 배가스의 조성에 따라 슬래그 발생량을 연산하는 단계(S150)의 설명

슬래그 발생량 연산 모듈(650)이 배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산한 배가스의 조성에 따라 연소로(100) 내의 슬래그 발생량을 연산하는 단계이다.

즉, 슬래그 발생량 연산 모듈(650)은 실제 연소가 일어나 배가스가 발생하기 전에 예측되는 슬래그 발생량을 연산한다.

슬래그 발생량 연산 모듈(650)에서 연산한 슬래그 발생량은 슬래그 발생 억제 모듈(660)로 전달된다.

(6) 슬래그 발생 억제 모듈(660)이 연산된 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 연산하는 단계(S160)의 설명

슬래그 발생 억제 모듈(660)이 슬래그 발생량 연산 모듈(650)에서 연산한 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제를 투입할지 여부를 연산하는 단계이다.

또한, 슬래그 발생 억제 모듈(660)은 발생이 예측되는 슬래그의 종류에 따라 그 발생을 억제하기에 적합한 성분의 슬래그 발생 억제제를 선택할 수 있음은 상술한 바와 같다.

이상 설명한 단계에 따라 연소로(100) 내에서 실제로 연소가 일어나기 전 연소로(100) 내에서의 슬래그 발생량을 예측하고 슬래그 발생 억제제를 투입함으로써 슬래그의 발생을 사전에 억제할 수 있다.

2. 발생한 슬래그를 제거하는 단계(S200)의 설명

본 단계에서는 실제 연소가 진행된 이후 연소로(100) 내에서의 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제 투입 여부 및 연료 혼합량 연산을 피드백하는 과정을 통해 연소로(100) 내에 발생한 슬래그를 제거한다.

(1) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소실(100) 내의 슬래그 발생량을 측정하는 단계(S210)의 설명

슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소로(100) 내에서 연소가 진행됨에 따라 발생하는 슬래그의 종류 및 양을 실시간으로 측정하는 단계이다.

이를 위해, 슬래그 발생량 측정 모듈(670)은 연소로(100) 내에 여러 곳에 구비된 별도의 센서(미도시)로부터 슬래그 발생 여부 판단을 위한 정보를 전달받을 수 있음은 상술한 바와 같다.

일 실시 예에서, 센서(미도시)는 연소로(100) 내부의 온도, pH 농도, 배가스 내의 조성물의 농도 등을 측정하는 센서로서 구비될 수 있다.

측정된 슬래그 발생량은 연료 혼합량 연산 모듈(610) 및 슬래그 제거 모듈(680)에 전달된다.

(2) 슬래그 제거 모듈(680)이 측정된 슬래그 발생량이 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 슬래그 발생 억제제를 투입하는 단계(S220)의 설명

슬래그 제거 모듈(680)이 슬래그 발생량 측정 모듈(670)에 의해 실시간으로 측정된 슬래그 발생량이 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 슬래그 발생 억제제를 투입하여 발생한 슬래그를 제거하는 단계이다.

기 설정된 기준 슬래그 발생량은 연소로(100)에서의 연소가 원활하게 작동될 수 있는 슬래그 발생량의 한계치로서 설정되는 것이 바람직하며, 이는 연소 상황에 따라 변경 가능함은 상술한 바와 같다.

슬래그 제거 모듈(680)은 슬래그 제거를 위해 투입되는 슬래그 발생 억제제의 분사량, 분사압 및 분사 각도를 조절할 수 있으며, 투입될 슬래그 발생 억제제의 종류 또한 조절할 수 있다.

(3) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 측정된 슬래그 발생량에 따라 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 연료 혼합량을 재연산하는 단계(S230)의 설명

연료 혼합량 연산 모듈(610)이 슬래그 발생량 측정 모듈(670)에 의해 실시간으로 측정된 슬래그 발생량이 예상된 슬래그 발생량과 차이가 있을 경우, 이를 보정하기 위해 연료 혼합량을 재연산하는 단계이다.

구체적으로, 예측된 슬래그 발생량에 비해 실제 슬래그 발생량이 높아 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 연료 혼합량 및 이에 따른 산화제 적정량을 재연산하기 위해 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 연료 혼합량을 재연산한다.

이후, 상술한 단계(S120 내지 S160)가 반복되어 재연산된 연료 혼합량에 상응하는 산화제 적정량 연산 및 적정성 판단, 슬래그 발생 억제제 투입 여부 등을 다시 연산한다.

반면, 예측된 슬래그 발생량에 비해 실제 슬래그 발생량이 낮아 슬래그 발생 억제제 투입의 필요가 없거나 슬래그 발생 억제제의 투입량이 적을 경우, 연소 효율의 상승을 위해 연료 혼합량을 변경해도 되는 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 연료 혼합량 연산 모듈(610)은 연소 효율의 상승에 더 비중을 두고 연료 혼합량을 재연산한다.

이후, 상술한 단계(S120 내지 S160)가 반복되어 재연산된 연료 혼합량에 상응하는 산화제 적정량 연산 및 적정성 판단, 슬래그 발생 억제제 투입 여부 등을 다시 연산한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템은 연소로 인해 발생하는 배가스 내의 NOx, SOx를 모두 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 연소로(100) 내에서 발생하는 슬래그도 제거할 수 있다.

또한, 이미 생성된 슬래그를 제거하는 과정뿐만 아니라 슬래그의 발생량을 예측하여 사전에 슬래그 발생 억제제를 투입함으로써 슬래그 발생에 선제적으로 대응할 수 있으므로, 연소로(100)에서의 연소 효율이 향상된다.

더 나아가, 실시간으로 슬래그의 발생량을 측정하고 그 결과에 따라 연료 혼합량을 재연산함으로써 연소 효율 향상을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 필요시에만 고가의 슬래그 발생 억제제를 투입할 수 있어 경제적인 연소 시스템 운영이 가능하다.

더불어, 연소로(100) 내의 슬래그 발생 억제 및 발생한 슬래그의 제거 과정을 통해 슬래그의 주요 성분인 황이 사전에 일부 제거된 후 배가스가 연소로(100)의 외측으로 배출되므로, SOx 제거 효율이 향상된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 연소로
200 : NOx 제거부
210 : 분사부
212 : 스월 가이드
300 : SOx 제거부
310 : 제1 처리부
312 : 제1 유로 형성부
314 : 제1 유로 배출부
320 : 제2 처리부
322 : 제2 유로 형성부
324 : 제2 유로 배출부
330 : 제3 처리부
332 : 제3 유로 형성부
334 : 제3 유로 배출부
340 : 패킹 물질 통로부
342 : 패킹 물질 투입구
342a : 공기 유입부
344 : 패킹 물질 배출구
346 : 패킹 물질
400 : 슬래그 발생 억제부
410 : 연료 성상 입력 모듈
420 : 슬래그 발생 여부 연산 모듈
430 : 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈
440 : 슬래그 발생 억제제 저장부
500 : 배가스 측정부
510 : 배가스 조성 연산 모듈
520 : NOx 제거부 제어 모듈
530 : SOx 제거부 제어 모듈
600 : 슬래그 제어부
610 : 연료 혼합량 연산 모듈
620 : 산화제 적정량 연산 모듈
630 : 산화제 적정량 판단 모듈
640 : 배가스 조성 연산 모듈
650 : 슬래그 발생량 연산 모듈
660 : 슬래그 발생 억제 모듈
670 : 슬래그 발생량 측정 모듈
680 : 슬래그 제거 모듈

Claims (13)

1. 연소로(100);
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 NOx 제거부(200);
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 SOx 제거부(300);
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 슬래그 발생 억제부(400); 및
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 배가스 측정부(500)를 포함하며,
   상기 NOx 제거부(200)는,
   내측면에 적어도 하나의 분사부(210)를 포함하고,
   상기 SOx 제거부(300)는,
   그 단면적이 서로 상이한 복수 개의 처리부(310, 320, 330); 및
   상기 복수 개의 처리부(310, 320, 330)와 상기 연소로(100)를 유체 소통 가능하게 연결하는 각 유로 상에는 복수 개의 유로 형성부(312, 322, 332)가 각각 구비되며,
   상기 슬래그 발생 억제부(400)는,
   상기 연소로(100)에 투입되는 연료 성상을 입력받는 연료 성상 입력 모듈(410);
   입력된 상기 연료 성상에 따른 슬래그 발생 여부를 연산하는 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420); 및
   상기 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부에 따라 상기 연소로(100)에서 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 결정하는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)을 포함하고,
   상기 배가스 측정부(500)는,
   배가스 조성 비율을 연산하는 배가스 조성 연산 모듈(510);
   상기 NOx 제거부(200)의 작동을 제어하는 NOx 제거부 제어 모듈(520); 및
   상기 SOx 제거부(300)의 작동을 제어하는 SOx 제거부 제어 모듈(530)을 포함하는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 NOx 제거부 제어 모듈(520)은,
   연산된 상기 배가스 조성 비율 중 NOx 농도가 기 설정된 기준 NOx 농도보다 높을 경우 상기 NOx 제거부(200)가 작동되도록 제어하는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 SOx 제거부 제어 모듈(530)은,
   연산된 상기 배가스 조성 비율 중 SOx 농도가 기 설정된 기준 SOx 농도보다 높을 경우 상기 SOx 제거부(300)가 작동되도록 제어하는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
5. 연소로(100);
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 NOx 제거부(200);
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 SOx 제거부(300); 및
   상기 연소로(100)에 유체 소통 가능하게 연결되는 슬래그 발생 억제부(400); 및
   상기 NOx 제거부(200)는,
   내측면에 적어도 하나의 분사부(210)를 포함하며, 상기 분사부(210)의 상기 연소로(100) 내측을 향하는 일측에는 스월 가이드(212)가 형성되고,
   상기 SOx 제거부(300)는,
   그 단면적이 서로 상이한 복수 개의 처리부(310, 320, 330); 및
   상기 복수 개의 처리부(310, 320, 330)와 상기 연소로(100)를 유체 소통 가능하게 연결하는 각 유로 상에는 복수 개의 유로 형성부(312, 322, 332)가 각각 구비되며,
   상기 슬래그 발생 억제부(400)는,
   상기 연소로(100)에 투입되는 연료 성상을 입력받는 연료 성상 입력 모듈(410);
   입력된 상기 연료 성상에 따른 슬래그 발생 여부를 연산하는 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420); 및
   상기 슬래그 발생 여부 연산 모듈(420)에서 연산된 슬래그 발생 여부에 따라 상기 연소로(100)에서 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 결정하는 슬래그 발생 억제제 투입 여부 연산 모듈(430)을 포함하는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 NOx 제거부(200)의 상기 분사부(210)에서는 유체가 분사되는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 분사부(210)의 상기 유체의 분사 각도, 분사압 및 분사량은 조절될 수 있는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 SOx 제거부(300)의 일 측에는 패킹 물질 투입구(342)가 형성되고,
   상기 SOx 제거부(300)의 타 측에는 패킹 물질 배출구(344)가 형성되는,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 SOx 제거부(300)는 패킹 물질(346)을 포함하며,
   상기 패킹 물질(346)은 새들(saddle) 형상 또는 폴 링(pall ring) 형상인,
   연소 생성물 통합 처리 시스템.
   
10. 제1항 또는 제5항에 따른 연소 생성물 통합 처리 시스템에서 사용되는 방법으로서,
    (a) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 연료의 종류, 연료의 발열량 및 연료 투입량을 이용하여 연료 혼합량을 연산하는 단계;
    (b) 산화제 적정량 연산 모듈(620)이 연산된 상기 연료 혼합량에 따라 산화제 적정량을 연산하는 단계;
    (c) 산화제 적정량 판단 모듈(630)이 연산된 상기 산화제 적정량에 따른 부하가 상기 연소로(100)의 가동 부하 이하인지 여부를 연산하는 단계;
    (d) 배가스 조성 연산 모듈(640)이 연산된 상기 연료 혼합량 및 연산된 상기 산화제 적정량에 따라 연소 수행시 발생하는 배가스의 조성을 연산하는 단계;
    (e) 슬래그 발생량 연산 모듈(650)이 연산된 상기 배가스의 조성에 따라 슬래그 발생량을 연산하는 단계를 포함하는,
    연소 생성물 통합 처리 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후에,
    (f) 슬래그 발생 억제 모듈(660)이 연산된 상기 슬래그 발생량에 따라 슬래그 발생 억제제의 투입 여부를 연산하는 단계를 포함하는,
    연소 생성물 통합 처리 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후에,
    (g) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소실(100) 내의 슬래그 발생량을 측정하는 단계; 및
    (h) 슬래그 제거 모듈(680)이 측정된 상기 슬래그 발생량이 기 설정된 기준 슬래그 발생량을 초과할 경우 슬래그 발생 억제제를 투입하는 단계를 포함하는,
    연소 생성물 통합 처리 방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후에,
    (i) 슬래그 발생량 측정 모듈(670)이 연소실(100) 내의 슬래그 발생량을 측정하는 단계; 및
    (j) 연료 혼합량 연산 모듈(610)이 측정된 상기 슬래그 발생량에 따라 상기 연료의 종류, 상기 연료의 발열량 및 상기 연료 투입량을 이용하여 상기 연료 혼합량을 재연산하는 단계를 포함하는,
    연소 생성물 통합 처리 방법.

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