KR102051166B1

KR102051166B1 - 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법

Info

Publication number: KR102051166B1
Application number: KR1020147027673A
Authority: KR
Inventors: 타카미츠 칸노; 카즈요시 테라코시; 타카후미 야마모토; 쿠니히코 코가; 토모카즈 스야마; 이사무 오리토
Original assignee: 츠키시마기카이가부시키가이샤; 산키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2019-12-02
Also published as: CN104321590A; US20150040806A1; EP2857747B1; EP2857747A4; US10001277B2; JP2013249970A; KR20150027038A; WO2013179744A1; CN104321590B; EP2857747A1; JP5907621B2

Abstract

[과제] 집진기 내의 불순물을 능률적으로 외부로 반송한다. 상부밸브(52)에 세정용 기체를 공급한 후에 상부밸브(52)를 구동하여 상부발출장치(51)와 탱크(53)를 연통하고, 상부발출장치(51)를 구동하여 집진기(50) 내의 불순물을 탱크(53)에 반출한 후에 상부발출장치(51)를 정지시키고, 상부밸브(52)를 구동하여 상부발출장치(51)와 탱크(53)를 비연통한 후에 상부밸브(52)에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한다.

Description

가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법{METHOD FOR TRANSPORTING IMPURITIES IN PRESSURIZED FLUIDIZED FURNACE SYSTEM}

본 발명은 하수오니, 바이오매스, 도시쓰레기, 산업폐기물 등의 피처리물을 연소하는 가압유동로 시스템의 집진배출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가압유동로와 과급기 사이에 배치된 집진기에 의해 회수된, 연소 배기가스에 포함되는 더스트, 세립화된 유동사 등의 불순물을 능률적으로 기 외부로 반송하는 반송 방법에 관한 것이다.

종래, 하수오니, 바이오매스, 도시쓰레기 등의 피처리물을 연소시켜 소각로에서 배출하는 연소 배기가스의 에너지를 유효하게 활용한 소각설비로서, 가압유동로 시스템이 알려져 있다.

가압유동로 시스템은 피처리물을 연소시키는 가압유동로와, 가압유동로에서 배출되는 연소 배기가스에 의해 회전운동되는 터빈과 터빈의 회전운동에 수반되어 회전운동되고 가압유동로에 연소에 필요한 연소공기를 공급하는 컴프레서를 내장하는 과급기로 이루어지며, 가압유동로와 과급기 사이에는 연소 배기가스에 포함되는 불순물에 의한 터빈의 베어링이나 임펠러의 손상, 또한 대기오염 방지를 위해 이 불순물들을 회수하는 집진기가 형성되어 있다.

가압유동로 시스템에서는, 과급기로부터 가압유동로에 피처리물의 연소에 필요한 모든 연소공기를 공급하여 자립운전을 행하기 때문에, 유동 블로어나 유인 팬이 불필요해져, 러닝코스트를 저감시킬 수 있는 것이 알려져 있다.

한편, 가압유동상 보일러 등 가압하로부터의 불순물의 반송 방법으로는, 연소 배기가스 중에 포함되는 불순물을 집진기로 회수하여, 집진기의 하부에 형성된 컨베이어, 고압 애시 호퍼, 및 저압 애시 호퍼에 준하여 불순물을 반송하여 기 외부로 반송하는 방법이 제안되어 있다.(특허문헌 1∼4 참조).

특허문헌 1은, 잔사 중 미세한 가연성 더스트는 기류를 타고 비산하는데, 미세한 더스트를 포함한 가스째로 연소공기와 함께 용융로의 송풍구로 되돌려 미세 가연성 더스트를 연소시키도록 한 기술로, 압력이 다른 집진계와 용융로의 압력 조정을 위해, 2단의 댐퍼와 그 전후 댐퍼 간과의 균압 배관계를 가지고 있다.

특허문헌 2 및 특허문헌 3은, 석탄을 연료로 하는 가압유동상 보일러의 연소 가스 중에 포함되는 애시를 포집장치로 포집하고, 그 애시를 배기가스의 고압이 부여된 채로 받는 고압 애시 저장조를 구비하고, 고압 애시 저장조 내에서 반송 가스로부터 애시를 분리하는 수단과, 고압 애시 저장조 내의 가스를 뽑아내는 감압장치를 구비한 기술로, 호퍼 형상 하부를 가지는 고압 애시 저장조의 하방에, 애시 인출밸브 및 기밀밸브를 구비하며, 이 신뢰성 내구성을 향상시키기 위해 애시를 냉각하고 있다.

특허문헌 4는, 고압고로의 배기가스 중으로부터의 더스트 포집으로, 종래의 포집 후의 더스트 수송장치에서는 스크루컨베이어 위에 중간 호퍼와, 그 상하에 균배압하기 위한 차단밸브 및 더스트제거 로터리밸브가 있어 복잡 대형이 되는데, 집진기 하부 호퍼의 하방에 있는 더스트배출밸브 하부에 디스퍼서를 설치하고, 균압기능과 함께 승압도 할 수 있는 배관을 디스퍼서 가스 입구와 집진기 출구관 사이에 승압 블로어를 사이에 두고 병설하여, 더스트를 더스트 호퍼에 공기 반송할 수 있도록 한 기술이다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2004-12073호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개평7-174327호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 특개평7-63319호 특허문헌 4: 일본 공개실용신안공보 실공평2-22020호

그러나, 종래의 가압유동상 보일러 등의 불순물의 반송 방법은 컨베이어와 애시 호퍼 사이에 형성된 밸브의 밸브체와 씰부에 대한 불순물의 부착 또는 혼입 등에 의해, 밸브의 폐쇄, 개방 작동을 실시할 수 없게 되거나, 씰부가 마모되고, 씰 기능이 저하되어, 밸브의 수명을 짧게 할 우려가 있었다.

또한, 밸브의 밸브체와 씰부에 대한 불순물의 부착 또는 혼입 등에 의해, 씰부가 파손되거나 마모가 진행된 경우, 연소 배기가스가 집진기의 기 외부로 빠져 나가, 집진기 하부에 형성된 컨베이어 등 밸브 주변에 설치된 기기를 부식시킬 우려도 있었다.

그래서, 본 발명의 주된 과제는 이러한 문제점을 해소하는 것에 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명 및 작용효과는 다음과 같다.

제 1 발명은, 피처리물을 연소시키는 가압유동로와, 그 가압유동로에서 배출되는 연소 배기가스에 의해 회전운동하는 터빈과 그 터빈의 회전운동에 수반되어 회전운동하여 상기 가압유동로에 연소공기를 공급하는 컴프레서를 내장하는 과급기와, 상기 가압유동로와 과급기 사이에 연소 배기가스 중의 불순물을 회수하는 집진기와, 그 집진기 중의 불순물을 반출하는 상부발출장치와 불순물을 충전하는 탱크 사이에 상부밸브를 가지며, 그 탱크 내의 불순물을 반출하는 하부발출장치와 외부 사이에 하부밸브를 가지는 반송장치를 구비한 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법에 있어서,

상기 탱크 내의 압력을 승압하고, 상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에,

상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고,

상기 상부발출장치를 구동하여 집진기 내의 불순물을 탱크에 반출한 후에, 상기 상부발출장치를 정지시키고,

상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 한 후에,

상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

반송장치의 상부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에, 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고, 집진기 내의 불순물을 탱크에 반출한 후에, 상부발출장치를 정지시키고, 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 한 후에, 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하므로, 불순물의 반출 개시전 및 반출중에, 상부밸브의 밸브체와 씰부에 부착, 혼입한 불순물을 제거할 수 있기 때문에, 불순물에 의한 상부밸브의 작동불량을 방지하여, 집진기 내의 불순물을 탱크에 능률적으로 반송할 수 있다. 또한, 상부밸브의 씰부의 마모를 억제하여, 상부밸브의 보수·점검 빈도를 저감시켜 장기간 사용할 수 있다.

제 2 발명은, 제 1 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 압력을 승압하고, 상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,

상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,

상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

반송장치의 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에, 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고, 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에, 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 하므로 상부밸브 내의 불순물을 능률적으로 제거할 수 있다.

제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 압력을 강압하여, 상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에,

상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 연통하고,

상기 하부발출장치를 구동하여 탱크 내의 불순물을 외부로 반출한 후에, 상기 하부발출장치를 정지시키고,

상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 한 후에,

상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

반송장치의 하부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에, 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 컨베이어 등의 외부를 연통하고, 탱크 내의 불순물을 외부로 반출한 후에, 하부발출장치를 정지시키고, 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 한 후에, 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하므로, 불순물의 반출 개시전 및 반출중에 하부밸브의 밸브체와 씰부에 부착, 혼입한 불순물이 제거되고, 불순물에 의한 하부밸브의 작동불량이 방지되어, 능률적으로 탱크 내에 일시충전된 불순물을 외부로 반송할 수 있다. 또한, 하부밸브의 씰부의 마모를 억제하고, 하부밸브의 보수·점검 빈도를 저감시켜 장기간 사용할 수 있다.

제 4 발명은, 제 1 또는 2 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 압력을 강압하고, 상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,

상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,

상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

반송장치의 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에, 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 컨베이어 등의 외부를 연통하고, 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에, 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 하므로 하부밸브 내의 불순물을 능률적으로 제거할 수 있다.

제 5 발명은, 제 1 또는 2 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 압력을 상기 집진기 내의 압력보다 0∼0.01Mpa 높은 압력으로 승압하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

탱크 내의 압력을 상기 집진기 내의 압력보다 0∼0.01Mpa 높은 압력으로 승압하므로, 압력차의 영향을 받는 일 없이 집진기로부터 탱크로 불순물을 안정적으로 반출할 수 있다. 또한, 집진기로부터 탱크로 불순물이 세게 반출되는 일이 없어, 탱크 등의 내벽의 마모 등을 억제할 수도 있다.

제 6 발명은, 제 5 발명의 구성에 있어서, 과급기의 컴프레서에서 배출되는 연소공기에 의해 탱크를 승압하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

과급기의 컴프레서에서 배출되는 연소공기에 의해 탱크를 승압하므로, 새로운 블로어나 컴프레서 장치의 추가 설치를 필요로 하는 일 없이 탱크 내의 압력을 승압할 수 있다. 또한, 연소공기의 압력은 집진기 내의 압력보다 약 5kPa 높아서, 상부밸브의 연통시에는 연소공기가 탱크로부터 집진기를 향해 상승하기 때문에 상부밸브의 세정시에 부유된 분진 등의 재부착을 억제하는 것도 가능하다.

제 7 발명은, 제 3 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 압력을 외부의 압력까지 강압하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

탱크 내의 압력을 외부의 압력까지 강압하므로, 압력차의 영향을 받는 일 없이 탱크로부터 컨베이어 등의 외부로 불순물을 안정적으로 반출할 수 있다. 또한, 불순물의 반출을 하지 않는 경우에는, 탱크 내의 압력을 대기압으로 유지할 수 있기 때문에, 러닝코스트를 저감할 수도 있다.

제 8 발명은, 제 1 발명의 구성에 있어서, 상기 탱크 내의 온도가 50℃ 이하가 된 경우에, 상기 하부발출장치가 정지하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

탱크 내의 온도가 50℃ 이하가 된 경우에 하부발출장치를 정지하므로, 제어계를 간이하게 구성할 수 있다.

제 9 발명은, 제 1 발명의 구성에 있어서, 상기 상부밸브에 세정용 기체가 공급되지 않는 동안, 상기 상부밸브에 냉각용 기체를 공급하는 것을 특징으로 한다.

(작용효과)

상부밸브에 세정용 기체가 공급되지 않는 동안, 상부밸브에 냉각용 기체를 공급하므로, 상부밸브를 상온으로 유지할 수 있기 때문에, 씰 부재 등의 열화를 억제하며, 상부밸브의 보수·점검 빈도를 저감시켜 장기간 사용할 수 있다.

이상의 발명에 의하면, 능률적으로 불순물을 반송할 수 있어, 반송장치의 밸브의 작동불량이 방지되며, 연소 배기가스의 기 외부로의 누출, 연소 배기가스에 의한 기기의 부식을 방지할 수 있다.

도 1은 가압유동로 시스템의 설명도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 집진기의 주요부 확대도이다.
도 4는 불순물의 반송 방법의 플로우차트이다.

이하, 본 발명의 본 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이해를 쉽게 하기 위해, 편의상 방향을 나타내어 설명하고 있지만, 이들에 의해 구성이 한정되는 것은 아니다.

가압유동로 시스템(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 오니 등의 피처리물을 저류하는 저류장치(10)와, 저류장치(10)로부터 공급된 피처리물을 연소하는 가압유동로(20)와, 가압유동로(20)로부터 배출된 연소 배기가스에 의해 가압유동로(20)에 공급하는 연소공기를 가열하는 공기 예열기(40)와, 연소 배기가스 중의 분진 등을 제거하는 집진기(50)와, 연소 배기가스에 의해 구동되고 가압유동로(20)에 연소공기를 공급하는 과급기(60)와, 과급기(60)로부터 배출된 연소 배기가스에 의해 배연 처리탑(80)의 출구에 공급하는 백연 방지용 공기를 가열하는 백연 방지용 예열기(70)와, 연소 배기가스 내의 불순물을 제거하는 배연 처리탑(80)을 구비하고 있다.

(저류장치)

저류장치(10)에 저류되는 피처리물은 주로 함수율을 70∼85%질량으로 탈수처리한 하수오니이며, 피처리물에는 연소가능한 유기물이 함유되어 있다. 다만, 피처리물은 함수유기물이라면 하수오니에 제한되지 않으며, 바이오매스, 도시쓰레기 등이어도 된다.

저류장치(10)의 하부에는 소정량의 피처리물을 가압유동로(20)에 공급하는 정량피더(11)가 배치되며, 정량피더(11)의 하류측에는 피처리물을 가압유동로(20)에 압송하는 투입 펌프(12)가 형성되어 있다. 또한, 투입 펌프(12)로는 1축 나사식 펌프, 피스톤 펌프 등을 사용할 수 있다.

(가압유동로)

가압유동로(20)는 유동매체로서 소정의 입경을 가지는, 유동사 등의 고체 입자가 노 내의 하부에 충전된 연소로이며, 노 내에 공급되는 연소공기에 의해 유동층(이하, 모래층이라 함)의 유동상태를 유지하면서, 외부로부터 공급되는 피처리물 및 필요에 따라 공급되는 보조연료를 연소시키는 것이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 일측 측벽의 하부에는 가압유동로(20)의 내부에 충전된 입경 약 400∼600㎛의 유동사를 가열하는 가스 건이나 오일 건 등의 보조연료 연소장치(21)가 배치되고, 보조연료 연소장치(21)의 상측 근방 부위에는 시동시에 유동사를 가열하는 시동용 버너(22)가 배치되며, 시동용 버너(22)의 상측 부위에는 피처리물의 공급구(13B)가 형성되며, 공급구(13B)의 상측 근방 부위에는 연소 배기가스를 냉각하기 위해 냉각수를 노 내에 분무하는 워터 건(23)이 배치되어 있다.

가압유동로(20)의 타측 측벽의 하부에는 가압유동로(20)의 내부에 연소공기를 공급하는 연소공기 공급관(24)이 배치되어 있다. 가압유동로(20)의 상부의 직경이 작아진 측벽에는 보조연료, 피처리물 등의 연소에 의해 발생한 연소 가스나, 모래 여과수, 피처리물에 내재하는 물 등이 가열되어 생긴 수증기 등을 노 외부로 배출하는 배출구(90A)가 형성되어 있다. 다만, 본 발명에서는 연소 가스 또는 연소 가스와 수증기가 혼합된 가스를 연소 배기가스라고 한다.

(공기 예열기)

공기 예열기(40)는 가압유동로(20)의 후단에 설치되며, 가압유동로(20)에서 배출된 연소 배기가스와 연소공기를 간접적으로 열교환하는 것에 의해, 연소공기를 소정의 온도까지 상승시키는 기기이다.

공기 예열기(40)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 일측 측벽의 상부에는 가압유동로(20)로부터의 연소 배기가스의 공급구(90B)가 형성되고, 공급구(90B)의 하측 근방 부위에는 연소공기를 공기 예열기(40)에서 배출하는 배출구(91A)가 형성되어 있다. 또한, 연소 배기가스의 공급구(90B)는 배관(90)을 통해 가압유동로(20)의 배출구(90A)에 접속되며, 연소공기의 배출구(91A)는 배관(91)을 통해 가압유동로(20)의 연소공기 공급관(24)의 후부에 접속되어 있다.

공기 예열기(40) 타측의 하부에는 연소 배기가스를 기기 외부로 배출하는 배출구(92A)가 형성되고, 배출구(92A)의 상측 근방 부위에는 연소공기를 기기 내에 공급하는 공급구(95B)가 형성되어 있다. 공기 예열기로는 쉘 앤드 튜브식 열교환기가 바람직하다.

(집진기)

공기 예열기(40)의 후단에 배치된 집진기(50)는 공기 예열기(40)로부터 송출되는 연소 배기가스에 포함되는 더스트, 세립화된 유동사 등의 불순물을 제거하는 기기이다.

집진기(50)는, 일측 측벽 하부에는 연소 배기가스를 기기 내에 공급하는 공급구(92B)가 형성되고, 상부에는 불순물 등이 제거된 청정한 연소 배기가스를 기기 외부로 배출하는 배출구(93A)가 형성되어 있다. 또한, 연소 배기가스의 공급구(92B)는 배관(92)을 통해 공기 예열기(40)의 연소 배기가스의 배출구(92A)에 접속되어 있다.

집진기(50) 내에는, 하부에 형성된 공급구(92B)와 상부에 형성된 배출구(93A)의 상하방향으로 그 사이 부위에 세라믹 필터, 백 필터 등의 필터가 내장되어 있으며, 필터에 의해 제거된 연소 배기가스 중의 불순물 등은 집진기(50) 내의 저부에 일시적으로 저류된 후, 정기적으로 외부로 배출된다.

또한, 집진기(50) 내의 압력을 측정하기 위해, 집진기(50)의 필터 하방의 측벽에는 압력측정수단(50A)이 마련되어 있다. 또한, 압력측정수단(50A)은 집진기(50) 내의 압력을 측정할 수 있다면 어떤 위치에 마련해도 상관없으며, 예를 들어 집진기(50) 내의 압력과 거의 동등한 연소 배기가스의 공급구(92B) 근방의 배관(92)에 마련할 수도 있다.

집진기(50) 하부의 반송장치(56)를 도 3에 나타낸다. 반송장치(56)는 상부발출장치(51), 상부밸브(52), 탱크(53), 하부발출장치(54), 하부밸브(55)로 이루어진다.

상부발출장치(51)는 집진기(50)로부터 탱크(53)로 연소 배기가스에 포함되는 더스트, 세립화된 유동사 등의 불순물을 반송하며, 스크루컨베이어, 콘밸브, 로터리밸브, 스윙, 밸브 댐퍼, 핀치밸브, 슬라이드 게이트를 사용할 수도 있다.

상부밸브(52)는 상부발출장치(51)와 탱크(53) 사이에 형성되며, 게이트밸브나 볼밸브를 사용할 수 있지만, 무슬라이딩식 볼밸브가 적합하다. 상부밸브(52)에는 밸브체와 씰 부재의 접촉부나 구동부에 부착, 혼입된 불순물을 제거하기 위해 밸브체와 씰 부재의 접촉부나 구동부에 공기 등의 세정용 기체를 공급하는 클리닝 장치(52A)가 형성되어 있다.

클리닝 장치(52A)는 배관, 밸브로 이루어지는 장치이며, 상부밸브(52)에 형성된 세정용 기체 공급구(도시생략)와 배관이나 호스 등에 의해 접속된다. 클리닝 장치(52A)에는 상부밸브(52)의 작동시에 클리닝을 실시하기 위해 사용하는 세정용 압축 기체(세정용 공기)와, 상부밸브(52)의 정지시에 밸브체를 냉각하기 위해 사용하는 냉각용 압축 기체(냉각용 공기)가 배관을 통해 각 압축공기의 공급원(도시생략)으로부터 공급되고 있다.

세정용 압축공기의 압력은 0.4∼0.5Mpa, 냉각용 압축공기는 0.14∼0.16Mpa가 바람직하다. 세정용 압축 기체 및 냉각용 압축 기체의 배관에는 각각 공급을 제어하는 밸브(52B, 52C)가 구비되어 있다. 제어장치로부터의 신호에 의해, 밸브(52B, 52C)를 제어하여, 상부밸브(52)에 공급하는 압축 기체의 종류를 선택한다. 여기서 제어장치는 클리닝 장치(52A)에 부속되어 있는 것이어도 되고, 과급식 유동 시스템의 제어장치여도 된다. 세정용 기체는 별도로 마련된 공기압축기나 과급기로부터 공급되는 압축공기나, 별도로 공급되는 압축 질소 등이다.

클리닝 장치(52A)에 의해, 상부밸브(52)가 정지되었을 때에는 냉각용 압축 기체가 상부밸브를 향해 공급되어, 밸브체와 씰 부재가 냉각된다. 또한, 상부밸브(52) 작동시에는, 냉각용 압축 기체의 공급을 정지하고, 세정용 압축 기체를 공급한다.

탱크(53)에는 내부의 압력을 승강시키는 급배기장치(53A)와, 압력을 검지하는 압력측정수단(53B)과, 내부에 저류된 불순물의 퇴적량을 측정하는 레벨계(53C)와, 내부의 온도를 측정하는 온도계(53D)가 마련되어 있다.

급배기장치(53A)에는 탱크(53) 내의 기체를 배기할 때 분진 등이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해, 백 필터, 급기용 배관, 배기용 배관, 급기밸브, 배기밸브 등이 구비되어 있다. 급기용 배관의 한쪽 끝은 공기압축기나 과급기 등 압축공기 공급장치에 접속되어 탱크(53)의 가압용 기체가 공급된다. 특히, 후술하는 과급기(60)로부터 생성되는 압축공기를 가압용 기체로 하면, 탱크(53)를 집진기(50)보다 약간 높은 압력으로까지 승압할 수 있기 때문에 바람직하다. 이 경우, 도 2에 나타내는 컴프레서(62)의 출구측에서 배관(94)으로부터 분기된 배관을 급배기장치(53A)에 급기밸브(53E)를 통해 접속한다. 한편, 배기용 배관의 한쪽 끝은 대기에 개방되어 있다.

급기용 배관은 백 필터의 더스트 부착면 외측으로부터 탱크(53) 내에 압축공기를 공급할 수 있는 위치에 마련하는 것이 바람직하고, 이러한 구성으로 함으로써 흡기시에는 백 필터에 부착된 분진이 탱크(53) 내로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 급기용 배관, 배기용 배관에는 각각 급기밸브(53E), 배기밸브(53F)가 마련되어 있고, 이것을 제어함으로써 탱크(53) 내의 압력을 조정한다.

그 외의 형태로서, 백 필터와 접속하는 배관을 공용으로 하고, 그 타단측을 2개로 분기하여, 각각의 급기용 배관, 배기용 배관으로 해도 된다. 이러한 구성으로 함으로써 백 필터와의 접속 개소가 1개소가 되기 때문에 메인트넌스성이 향상된다. 또한, 탱크(53)의 압력측정수단(53B)에 의해 측정되는 탱크(53) 내 압력을 경과관찰하는 것에 의해 상부발출장치(51), 상부밸브(52), 하부발출장치(54) 및 하부밸브(55) 등의 손상을 예측할 수 있다.

반송장치(56)의 탱크(53)의 하부에는 탱크(53)로부터 컨베이어(57)로 불순물을 반송하는 하부발출장치(54)가 형성되고, 하부발출장치(54)의 하방에는 하부밸브(55)가 형성되어 있다. 또한, 하부밸브(55)에는, 구동부에 부착, 혼입된 불순물을 제거하기 위해, 구동부에 청정한 공기를 공급하는 클리닝 장치(55A)가 구비되어 있다.

다만, 하부발출장치(54)에는, 스크루컨베이어, 콘밸브, 로터리밸브, 스윙, 밸브 댐퍼, 핀치밸브, 슬라이드 게이트를 사용할 수도 있다. 또한, 클리닝 장치(55A)는, 클리닝 장치(52A)와 동일한 구조로 할 수도 있다.

컨베이어(57)에 배출된 불순물은 컨베이어(57)에 의해 호퍼(58)에 반송되고, 호퍼(58) 내에 일시적으로 저류된 후, 정기적으로 차량에 의해 외부로 반송된다. 또한, 호퍼(58)의 천장면에는 호퍼(58)에 저류된 불순물에서 발생하는 악취 등을 외부로 배출하는 밸브(59)가 배치되어 있다.

(과급기)

과급기(60)는 집진기(50)의 후단에 설치되어 있으며, 집진기(50)로부터 송출되는 연소 배기가스에 의해 회전운동되는 터빈(61)과, 터빈(61)의 회전운동을 전달하는 축(63)과, 축(63)에 의해 회전운동이 전달되는 것에 의해 압축공기를 생성하는 컴프레서(62)로 구성되어 있다. 생성된 압축공기는 연소공기로서 가압유동로(20)에 공급된다.

과급기(60)의 터빈(61)측 측벽의 하부(축(63)과 직교하는 부위)에는, 집진기(50)에 의해 불순물이 제거된 청정한 연소 배기가스를 과급기(60)에 공급하는 공급구(93B)가 형성되고, 터빈(61)측 측벽의 하류측(축(63)과 평행한 부위)에는 연소 배기가스를 과급기(60)로부터 배출하는 배출구(97A)가 형성되어 있다. 또한, 연소 배기가스의 공급구(93B)는 배관(93)을 통해 집진기(50)의 배출구(93A)에 접속되어 있다.

과급기(60)의 컴프레서(62)측 측벽의 상류측(축(63)과 평행한 부위)에는, 공기를 기기 내에 흡기하는 공급구(67B)가 형성되고, 터빈(61)측 측벽의 상측(축(63)과 직교하는 부위)에는 흡기된 공기를 0.05∼0.3MPa로 승압한 압축공기를 기기 외부로 배출하는 배출구(94A)가 형성되어 있다. 또한, 바깥 공기의 공급구(67B)는 배관(16, 67)을 통해, 공기를 흡기한다. 또한, 배관(66, 67)을 통해 시동시에 가압유동로(20)에 연소공기를 공급하는 기동용 송풍기(65)와도 접속된다. 한편, 압축공기의 배출구(94A)는 배관(94, 95)을 통해 공기 예열기(40)의 공급구(95B)에, 배관(94, 96)을 통해 가압유동로(20)의 시동용 버너(22)의 후부에 접속되어 있다.

(기동용 송풍기)

기동용 송풍기(65)는 가압유동로 시스템(1)의 시동시에 가압유동로(20)의 유동 공기 및 시동용 버너(22)에 연소공기를 공급하는 기기이다. 기동 블로어(65)는 배관(66, 68, 96)을 통해 가압유동로(20)에 배치된 시동용 버너(22)의 후부에 접속되고, 배관(66, 68, 95)을 통해 공기 예열기(40)의 연소공기의 공급구(95B)에 접속되며, 배관(66, 67)을 통해 과급기(60)의 컴프레서(62)의 공급구(67B)에 접속되어 있다.

(백연 방지용 예열기)

백연 방지용 예열기(70)는 굴뚝(87)에서 외부로 배출되는 연소 배기가스의 백연을 방지하기 위해, 과급기(60)로부터 배출된 연소 배기가스와 백연 방지 팬(71)으로부터 공급되는 백연 방지용 공기를 간접적으로 열교환하는 기기이다. 열교환 처리에 의해 연소 배기가스는 냉각됨과 동시에 백연 방지용 공기는 온도상승된다. 백연 방지용 예열기(70)에 의해 열교환되고 냉각된 연소 배기가스는 후단의 배연 처리탑(80)에 송출된다. 백연 방지용 예열기(70)로서 쉘 앤드 튜브식 열교환기나 플레이트식 열교환기 등을 이용할 수 있다.

(배연 처리탑)

배연 처리탑(80)은 기기 외부로 연소 배기가스에 포함되는 불순물 등이 배출되는 것을 방지하는 기기이며, 배연 처리탑(80)의 상부에는 굴뚝(87)이 배치되어 있다.

배연 처리탑(80)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 일측 측벽의 하부에는 백연 방지용 예열기(70)로부터 배출된 연소 배기가스를 기기 내에 공급하는 공급구(98B)가 형성되고, 굴뚝(87)의 일측 측벽의 하부에는 백연 방지용 예열기(70)로부터 배출된 백연 방지용 공기를 굴뚝(87) 내에 공급하는 공급구(99B)가 형성되어 있다. 또한, 연소 배기가스의 공급구(98B)는 배관(98)을 통해 백연 방지용 예열기(70)의 하부에 형성된 연소 배기가스의 배출구(98A)에 접속된다. 또한, 백연 방지용 공기의 공급구(99B)는 배관(99)을 통해 백연 방지용 예열기(70)의 상부에 형성된 백연 방지용 공기의 배출구(99A)에 접속된다.

배연 처리탑(80)에 공급된 연소 배기가스는 불순물 등이 제거된 후 백연 방지용 공기와 혼합되어, 굴뚝(87)에서 외부로 배출된다.

다음으로, 집진기(50)로부터 외부로 더스트, 세립화된 유동사 등의 불순물을 반송하는 반송 방법에 대해 설명한다.

집진기(50)로부터 탱크(53)에 대한 다량의 불순물 유출을 방지하기 위해 도 4에 나타내는 바와 같이, 흡배기장치(53A)의 흡기밸브(53E)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 바꾸어, 탱크(53)와 과급기(60)를 연통시켜 탱크(53) 내의 압력을 승압한다. 여기서 탱크 내(53)의 압력을 압력 P2라 한다.

다음으로, 압력측정수단(53B)으로 측정된 탱크(53) 내의 압력 P2가, 압력측정수단(50A)으로 측정된 집진기(50) 내의 압력 P1에 기초하여 설정된 설정치(X)가 된 후, 흡배기장치(53A)의 흡기밸브(53E)를 열린 상태에서 닫힌 상태로 동작시킨다. 설정치(X)는 적어도 P1 이상이 되도록 설정되면 된다. 예를 들어, 다음 식의 범위에서 적절히 설정 가능하다.

X=P1+α (α: 0∼0.01MPa)

또한, 설정치(X)는 압력측정수단(50A)의 측정결과에 따라 적절히 변경하는 것이 가능하다.

다음으로, 밸브체와 씰 부재의 접촉부나 구동부에 부착, 혼입된 불순물에 의한 상부밸브(52)의 작동불량, 씰부의 마모를 방지하기 위해, 클리닝 장치(52A)로부터 상부밸브(52)에 공급되고 있던 밸브(52B)를 열린 상태에서 닫힌 상태로 하여 냉각용 압축 기체를 정지시키고, 밸브(52C)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 하여 세정용 압축 기체를 상부밸브(52)에 공급하여, 밸브체와 씰 부재의 접촉부 등의 불순물을 제거한 후에, 상부밸브(52)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 동작시킨다.

다음으로, 상부발출장치(51)를 소정 시간 구동시켜, 상부밸브(52)를 통해 소정량의 불순물을 탱크(53)에 반송한 후에, 상부발출장치(51)를 정지시킨다. 또한, 상부발출장치(51)는 구동시간 대신에, 탱크(53)에 형성된 레벨계(53C)에 의해 탱크(53) 내에 반송된 불순물의 반송량을 측정하여, 반송량이 일정 이상이 된 것을 조건으로 상부발출장치(51)를 정지시키도록 구성할 수도 있다.

다음으로, 상부밸브(52)를 열린 상태에서 닫힌 상태로 동작시킨다. 다만, 상기한 상부발출장치(51)의 구동, 정지시에 있어서 상부밸브(52)에는 상부발출장치(51)에 의해 반송되는 불순물이 밸브체와 씰 부재의 접촉부 등에 부착되는 것 등을 방지하기 위해, 클리닝 장치(52A)로부터 세정용 압축 기체가 계속해서 공급되고 있다.

또한, 상부발출장치(51)의 구동, 정지시에 있어서 클리닝 장치(52A)로부터 상부밸브(52)에 대한 세정용 압축 기체의 공급을 정지시키고, 상부발출장치(51)의 정지 후에 클리닝 장치(52A)로부터 상부밸브(52)에 대한 세정용 압축 기체의 공급을 재개할 수도 있다.

다음으로, 탱크(53)로부터 컨베이어(57)에 대한 다량의 불순물 유출을 방지하기 위해, 흡배기장치(53A)의 배기밸브(53F)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 동작하여, 탱크(53) 내의 압축공기를 대기에 개방한다.

다음으로, 압력측정수단(53B)으로 측정된 탱크(53) 내의 압력 P2가 대기압 P3으로 된 후, 흡배기장치(53A)의 배기밸브(53F)를 열린 상태에서 닫힌 상태로 동작시킨다.

다음으로, 밸브체와 씰 부재의 접촉부나 구동부에 부착, 혼입된 불순물에 의한 하부밸브(55)의 작동불량, 씰부의 마모를 방지하기 위해, 클리닝 장치(55A)로부터 하부밸브(55)에 밸브(55B)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 하여 세정용 압축 기체를 공급하여, 밸브체와 씰 부재의 접촉부 등의 불순물을 제거한 후에, 하부밸브(55)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 동작시킨다.

다음으로, 하부발출장치(54)를 소정 시간 구동시켜, 하부밸브(55)를 통해 소정량의 불순물을 외부의 컨베이어(57)에 반송한 후에, 하부발출장치(54)를 정지시킨다. 또한, 하부발출장치(54)는 구동시간 대신에, 탱크(53)에 형성된 레벨계(53C)에 의해 탱크(53) 내에 반송된 불순물의 저류량을 측정하여, 저류량이 일정 이하가 된 것을 조건으로 하부발출장치(54)를 정지시키도록 구성할 수도 있다.

또한, 탱크(53)의 불순물 저류량에 따라 탱크(53) 내의 온도는 변동하며, 불순물의 저류량이 많으면 불순물의 보유열에 의해 탱크(53) 내의 온도는 상승하고, 불순물의 저류량이 적으면 탱크(53) 내의 온도는 저하한다. 따라서, 탱크(53)에 마련된 온도계(53D)로 측정되는 온도에 의해 하부발출장치(54)의 구동·정지를 제어하는 구성으로 할 수도 있어, 예를 들어 온도계(53D)로 측정된 온도가 50℃ 이하가 된 것을 조건으로, 하부발출장치(54)를 정지시키는 것이 적합하다.

다음으로, 하부밸브(55)를 열린 상태에서 닫힌 상태로 동작시킨다. 다만, 상기한 하부발출장치(54)의 구동, 정지시에 있어서, 하부밸브(55)에는 하부발출장치(54)에 의해 반송되는 불순물이 밸브체와 씰 부재의 접촉부 등에 부착되는 것 등을 방지하기 위해, 클리닝 장치(55A)로부터 세정용 압축 기체가 계속해서 공급되고 있다.

또한, 클리닝 장치(55A)를 냉각용 압축 기체와 세정용 압축 기체를 공급 가능한 클리닝 장치로 할 수도 있으며, 또한, 하부발출장치(54)의 구동, 정지시에 있어서, 클리닝 장치(55A)로부터 하부밸브(55)에 대한 세정용 압축 기체의 공급을 정지시키고, 하부발출장치(54)의 정지 후에, 클리닝 장치(55A)로부터 하부밸브(55)에 대한 세정용 압축 기체의 공급을 재개할 수도 있다.

다음으로, 상기한 바와 같이, 컨베이어(57) 상에 반송된 불순물 등은 컨베이어(57)에 의해 애시 호퍼(58)에 반송되고 애시 호퍼(58) 내에 일시적으로 저류된 후, 정기적으로 차량에 의해 외부로 반송된다.

1: 가압유동로 시스템
20: 가압유동로
50: 집진기
51: 상부발출장치
52: 상부밸브
52A: 클리닝 장치
53: 탱크
53A: 급배기장치
53B: 압력측정수단
54: 하부발출장치
55: 하부밸브
55A: 클리닝 장치
56: 반송장치
57: 컨베이어
60: 과급기
61: 터빈
62: 컴프레서

Claims

피처리물을 연소시키는 가압유동로와, 그 가압유동로에서 배출되는 연소 배기가스에 의해 회전운동하는 터빈과 그 터빈의 회전운동에 수반되어 회전운동하여 상기 가압유동로에 연소공기를 공급하는 컴프레서를 내장하는 과급기와, 상기 가압유동로와 과급기 사이에 연소 배기가스 중의 불순물을 회수하는 집진기와, 그 집진기 중의 불순물을 반출하는 상부발출장치와 불순물을 충전하는 탱크 사이에 상부밸브를 가지며, 그 탱크 내의 불순물을 반출하는 하부발출장치와 외부 사이에 하부밸브를 가지는 반송장치를 구비한 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법에 있어서,
상기 탱크 내의 압력을 승압하고, 상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고,
상기 상부발출장치를 구동하여 집진기 내의 불순물을 탱크에 반출한 후에, 상기 상부발출장치를 정지시키고,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 한 후에,
상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하며,
이후, 상기 탱크 내의 압력을 강압하여, 상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에,
상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 연통하고,
상기 하부발출장치를 구동하여 탱크 내의 불순물을 외부로 반출한 후에, 상기 하부발출장치를 정지시키고,
상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 한 후에,
상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
피처리물을 연소시키는 가압유동로와, 그 가압유동로에서 배출되는 연소 배기가스에 의해 회전운동하는 터빈과 그 터빈의 회전운동에 수반되어 회전운동하여 상기 가압유동로에 연소공기를 공급하는 컴프레서를 내장하는 과급기와, 상기 가압유동로와 과급기 사이에 연소 배기가스 중의 불순물을 회수하는 집진기와, 그 집진기 중의 불순물을 반출하는 상부발출장치와 불순물을 충전하는 탱크 사이에 상부밸브를 가지며, 그 탱크 내의 불순물을 반출하는 하부발출장치와 외부 사이에 하부밸브를 가지는 반송장치를 구비한 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법에 있어서,
상기 탱크 내의 압력을 승압하고, 상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급한 후에,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고,
상기 상부발출장치를 구동하여 집진기 내의 불순물을 탱크에 반출한 후에, 상기 상부발출장치를 정지시키고,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 한 후에,
상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지하며,
이후, 상기 탱크 내의 압력을 강압하고, 상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,
상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 연통하고,
상기 하부발출장치를 구동하여 탱크 내의 불순물을 외부로 반출한 후에, 상기 하부발출장치를 정지시키고,
상기 하부밸브에 세정용 기체를 공급하여 하부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 하부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,
상기 하부밸브를 구동하여 하부발출장치와 외부를 비연통으로 하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탱크 내의 압력을 승압하고, 상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 연통하고,
상기 상부발출장치를 구동하여 집진기 내의 불순물을 탱크에 반출한 후에, 상기 상부발출장치를 정지시키고,
상기 상부밸브에 세정용 기체를 공급하여 상부밸브 내의 불순물을 제거하고, 상기 상부밸브에 대한 세정용 기체의 공급을 정지한 후에,
상기 상부밸브를 구동하여 상부발출장치와 탱크를 비연통으로 하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탱크 내의 압력을 상기 집진기 내의 압력보다 0∼0.01Mpa 높은 압력으로 승압하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제4항에 있어서,
상기 과급기의 컴프레서에서 배출되는 연소공기에 의해 상기 탱크를 승압하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제1항에 있어서,
상기 탱크 내의 압력을 외부의 압력까지 강압하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탱크 내의 온도가 50℃ 이하가 된 경우에, 상기 하부발출장치를 정지시키는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부밸브에 세정용 기체가 공급되지 않는 동안, 상기 상부밸브에 냉각용 기체를 공급하는 가압유동로 시스템의 불순물의 반송 방법.
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