KR102085125B1 - 가압 유동로 설비 - Google Patents

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Abstract

연소용 공기(B)를 가압하여 피처리물(A)을 유동시키면서 연소시키는 유동층로(1), 유동층로(1)에서 배출된 연소 배기 가스(C)와 연소용 공기(B) 간에 열 교환을 수행하는 공기 예열기(3), 연소 배기 가스(C)의 제진을 수행하는 집진기(4), 공기 예열기(3)에서 열 교환됨과 동시에 집진기(4)에서 제진된 연소 배기 가스(C)가 각각 공급되어 압축 공기(D, E)를 발생시키는 제1, 제2과급기(5,6)를 구비하며, 제1과급기(5)에서 발생되는 제1압축 공기(D)는 공기 예열기(3)를 거쳐 유동층로(1)에 연소용 공기(B)로서 공급되고, 제2과급기(6)에서 발생되는 제2압축 공기(E)는 제1압축 공기(D)보다 고압임으로써, 제1, 제2의 복수의 과급기를 구비하면서도, 설비가 과잉이 되는 것을 방지함과 동시에 잉여의 연소 배기 가스를 유효하게 이용할 수 있다.

Description

가압 유동로 설비{PRESSURIZED FLUIDIZED FURNACE EQUIPMENT}
본 발명은 특히 과급기를 이용하여 연소용 공기를 가압하여 피처리물을 유동시키면서 연소시키는 가압 유동로를 구비한 가압 유동로 설비에 관한 것이다.
본원은 2013년 3월 26일에 일본에서 출원된 특허 출원 2013-064470호에 기초한 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 채용한다.
이러한 과급기를 구비한 가압 유동로 설비로서, 예를 들면 특허 문헌 1에는 피처리물(오니)을 연소시키는 유동층로(연소로)에 의해 생성된 연소 배기 가스를 이용하여 이 유동층로에 공급되는 압축 공기를 생성 및 송풍하는 제1, 제2의 복수 대의 과급기(터보 차저)를 구비한 가압 유동로 설비가 기재되어 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 가압 유동로 설비에 따르면, 이들 2대의 과급기가 병렬로 배치되어 있으므로, 한쪽 과급기의 운전을 정지한 경우라도 다른 한쪽의 과급기를 사용함으로써 설비의 운전을 정지하지 않고 연속적인 처리가 가능하다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특허 제3783024호 공보
이와 같이 한쪽 과급기의 운전을 정지한 경우에 다른 한쪽의 과급기를 사용함으로써 설비의 운전을 정지하지 않고 연속적인 피처리물의 처리를 가능하게 하려면, 이들 2대의 과급기에는 모두 단독으로 유동층로에서 피처리물의 연소에 필요한 압축 공기를 발생시킬 능력이 요구된다. 일반적으로 이러한 경우에는, 그러한 능력을 갖춘 동일 사양의 과급기를 2대 준비한다. 그러나, 통상의 설비의 운전 시에는 1대의 과급기로 충분하기 때문에, 과잉 설비가 되어 버린다.
한편, 유동층로에서 배출되는 연소 배기 가스는 통상의 운전 시에는 대부분 유동층로에 공급되는 압축 공기를 발생시키는 1대의 과급기에 공급된다. 그러나, 모든 연소 배기 가스가 이 과급기에 공급되지는 않고, 나머지 일부는 잉여가 된다. 여기서, 이 잉여의 연소 배기 가스를 다른 한쪽의 과급기에 공급해도, 상술한 바와 같은 동일 사양의 과급기에서 발생되는 압축 공기는 압력이나 유량이 한정되므로, 그 용도도 한정된다.
본 발명은 이러한 배경 하에 이루어진 것으로, 제1, 제2의 복수의 과급기를 구비하면서도, 설비가 과잉이 되는 것을 방지함과 동시에, 잉여의 연소 배기 가스를 유효하게 이용하는 것이 가능한 가압 유동로 설비를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하고 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가압 유동로 설비는 연소용 공기를 가압하여 피처리물을 유동시키면서 연소시키는 유동층로, 이 유동층로에서 배출된 연소 배기 가스와 상기 연소용 공기 간에 열 교환을 수행하는 공기 예열기, 상기 연소 배기 가스의 제진을 수행하는 집진기, 상기 공기 예열기에서 열 교환됨과 동시에 상기 집진기에서 제진된 연소 배기 가스가 각각 공급되어 압축 공기를 발생시키는 제1, 제2과급기를 구비하고, 상기 제1과급기에서 발생되는 제1압축 공기는 상기 공기 예열기를 거쳐 상기 유동층로에 상기 연소용 공기로서 공급됨과 동시에, 상기 제2과급기에서 발생되는 제2압축 공기는 상기 제1압축 공기보다 고압이다.
이렇게 구성된 가압 유동로 설비에서는, 유동층로에서 배출되어 공기 예열기에서 열 교환됨과 동시에 집진기에서 제진된 연소 배기 가스는 상술한 바와 같이 대부분이 제1과급기에 공급되고, 이 제1과급기에서 발생된 제1압축 공기가 유동층로에 연소용 공기로서 공급된다. 나머지 일부의 연소 배기 가스는 잉여로서 제2과급기에 공급된다.
이 때문에, 통상의 운전 시에는 제1과급기에 의해서만 연소용 공기의 공급이 이루어지므로 효율적이다. 그리고, 제2과급기에서 발생되는 제2압축 공기는 상기 제1압축 공기보다 고압이다. 즉, 제1, 제2과급기는 사양이 다르다. 이로 인해, 잉여의 연소 배기 가스에 의해 생성된 제2압축 공기를 연소용 공기 이외의 용도로 유효하게 이용할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 제2과급기에 연소 배기 가스를 각각 공급하는 제1, 제2공급로를 구비하고, 이중 제2공급로에는 상기 제1압축 공기의 압력에 기초하여 상기 제2과급기에 공급되는 연소 배기 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
유동층로의 연소용 공기가 되는 제1압축 공기의 압력이 저하된 경우에는, 유량 조정 수단에 의해 제2과급기에 공급되는 연소 배기 가스의 유량을 저감함으로써, 제1압축 공기의 압력을 연소에 필요한 압력까지 되돌릴 수 있다. 또한, 반대로 제1압축 공기의 압력이 증대된 경우에는, 제2과급기에 공급되는 연소 배기 가스의 유량을 증대시켜, 더 많은 제2압축 공기를 발생시킬 수 있다. 즉, 유동층로에서 피처리물의 연소를 방해하지 않고, 잉여의 연소 배기 가스에 의한 제2압축 공기의 유효 이용을 도모할 수 있다.
이렇게 발생된 제2압축 공기의 용도로서는, 첫 번째로, 이 제2압축 공기의 적어도 일부를 상기 집진기에 공급하여, 상기 연소 배기 가스로부터 제진된 먼지를 털어내는 펄스 공기로 사용할 수 있다. 이러한 펄스 공기는 집진기 내의 정화된 연소 배기 가스가 배출되는 측으로부터 상기 집진기의 필터에 압축 공기를 간헐적으로 불어넣어 필터에 부착된 먼지를 털어낸다. 특히, 제2압축 공기는 집진기에 공급되는 연소 배기 가스보다 고압이므로, 필터를 통해 제진되는 연소 배기 가스의 압력에 저항하여 필터에 부착된 먼지를 확실하게 털어 버릴 수 있다.
또한, 제2압축 공기의 용도로서, 두 번째로는, 제2압축 공기의 적어도 일부를 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 계측 기기에 공급해도 좋다. 여기서, 이 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 계측 기기로는, 예를 들어 상기 유동층로에 설치되어 로 내의 상태를 측정하는 압력계, 연소 배기 가스의 유로에 설치되어 연소 배기 가스의 성상을 측정하는 NOx계나 산소 농도계 또는 각 유로의 공기 구동의 각 제어 밸브 등을 들 수 있다. 상기 압력계 혹은 NOx계나 산소 농도계에서는 부착된 먼지를 제거하기 위해 간헐적으로 압축 공기를 불어넣을 필요가 있다. 또한 상기 제어 밸브 구동에도 압축 공기가 필요하다. 이 때문에, 고압의 제2압축 공기를 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 세 번째로는, 상기 제2압축 공기의 적어도 일부를 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 백연(흰 연기) 방지용 공기 예열기에 공급하여 백연 방지용 공기로서도 좋다. 백연 방지용 공기 예열기는 제1, 제2과급기에서 배출된 연소 배기 가스로 공기를 예열하여 백연 방지용 공기로 한다. 이렇게 예열된 백연 방지용 공기는 연소 배기 가스가 배연 처리탑에서 배출될 때 연소 배기 가스와 혼합되어, 배연 처리탑에서 연소 배기 가스에 함유된 수증기를 제거한다. 통상의 백연 방지용 공기 예열기에서는, 예열되는 백연 방지용 공기를 공급하는 송풍기 등이 필요하다. 그러나, 제2압축 공기를 백연 방지용 공기로 이용함으로써, 이러한 송풍기 등의 동력을 줄이거나, 경우에 따라서는 송풍기 등을 필요로 하지 않을 수 있다.
상기 제2압축 공기는 상술한 집진기, 계측 기기 및 백연 방지용 공기 예열기 중 어느 1종에만 공급되어도 좋고, 2종에 공급되어도 좋으며, 3종 모두에 공급되어도 좋다. 단, 집진기나 계측 기기로의 제2압축 공기의 공급은 상술한 바와 같이 간헐적이다. 따라서, 상기 제2과급기에 압축 공기 저장 탱크를 접속하여, 상기 제2압축 공기를 이 압축 공기 저장 탱크에 저장 가능하게 함으로써, 필요에 따라 고압의 제2압축 공기를 이들 집진기나 계측 기기에 간헐적으로 공급할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이 상기 제2압축 공기의 적어도 일부를 백연 방지용 공기로서 이용할 경우에는, 이렇게 제2과급기에 접속된 압축 공기 저장 탱크를 통해서 백연 방지용 공기 예열기에 공급한다. 또한, 상기 압축 공기 저장 탱크에, 이 압축 공기 저장 탱크 내의 압력이 하한 설정치보다 낮아진 경우에 상기 압축 공기 저장 탱크에 압축 공기를 공급하는 압축기를 접속함으로써, 제2압축 공기의 공급량의 변동에 관계없이, 안정되게 백연 방지용 공기를 발생시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 가압 유동로 설비에 따르면, 설비가 불필요하게 과잉이 되는 것을 피하면서도, 잉여의 연소 배기 가스에 의해 발생되고, 연소용 공기로서 유동층로에 공급되는 제1압축 공기보다 고압의 제2압축 공기를 유효하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 가압 유동로 설비의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 가압 유동로 설비의 일 실시 형태를 나타낸다. 또한, 개시된 기술은 이하의 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 도 1에서 부호 1로 표시되는 것은 피처리물(A)을 유동시키면서 연소시키는 가압식의 유동층로이며, 이 유동층로(1) 내에는 유동 매체가 충전되어 있다. 저장 장치(2)로부터 유동층로(1) 내에 공급된 하수 오니나 도시 쓰레기 등의 피처리물(A)이 로 바닥부에서 공급되는 고온 고압의 연소용 공기(B)에 의해 유동 매체와 유동되면서 가열되어 연소될 수 있다. 유동층로(1)에는 보조 연소 장치(1A) 및 시동용 버너(1B)와, 로 내의 압력, 온도 등의 상태를 측정하는 도시되지 않은 압력계 및 온도계 등의 계측 기기가 구비되어 있다.
이 유동층로(1)에서 피처리물(A)이 연소되어 발생된 고온의 연소 배기 가스(C)는 예를 들어 쉘 앤드 튜브식 공기 예열기(3)에 공급되어, 유동층로(1)에 공급되는 연소용 공기(B)와의 사이에서 열 교환됨으로써, 이 연소용 공기(B)를 가열하여 200℃ 내지 700℃ 정도의 상술한 바와 같은 고온으로 승온시킨다.
이렇게 공기 예열기(3)에서 연소용 공기(B)를 가열한 연소 배기 가스(C)는 집진기(4)에 공급되어 연소 배기 가스(C)에 함유된 먼지 등이 제진된다. 이 집진기(4)는 예를 들어 세라믹 필터(4A)를 구비하고 있다. 즉, 미세한 세공을 갖는 세라믹제의 필터를 연소 배기 가스(C)가 통과할 때, 연소 배기 가스(C) 중의 먼지 등이 포집되어 제진됨으로써, 연소 배기 가스(C)를 청정화한다. 또한, 이 집진기(4) 내의 정화된 연소 배기 가스(C)가 배출되는 측에는, 이처럼 먼지 등을 포집한 세라믹 필터(4A)를 향해 압축 공기를 간헐적으로 불어넣어 부착된 먼지를 털어내는 펄스 공기 분사 장치(4B)가 구비되어 있다.
이 집진기(4)에서 청정화된 연소 배기 가스(C)는 100 kPa 내지 200 kPa 정도의 압력과 250℃ 내지 650℃ 정도의 온도로 배출되어, 제1공급로(5A)를 통해 제1과급기(5)에 공급됨과 동시에, 제1공급로(5A)에서 분기된 제2공급로(6A)를 통해 밸브, 댐퍼 등의 유량 조정 수단(6B)을 거쳐 제2과급기(6)에 공급된다. 즉, 이들 제1, 제2과급기(5, 6)는 병렬로 배설되어 있다. 또한, 제1, 제2과급기(5, 6)는 상기 연소 배기 가스(C)가 공급되어 고속 회전하는 터빈, 이 터빈에 동축으로 연결되어 일체로 고속 회전함으로써 고압의 압축 공기를 발생시키는 압축기를 구비한 주지의, 이른바 터보 차저이다. 다만 그 사양은 제1, 제2과급기(5, 6)에서 다르다. 예를 들어, 터빈에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량, 압력, 온도 등이 동일한 조건인 경우에, 압축기에 공급되는 공기의 압력과 압축기에서 생성되어 토출되는 압축 공기의 압력의 비(압력비)가 제1과급기(5)와 비교하여 제2과급기(6)가 높은 사양의 과급기를 채용하는 것이 바람직하다.
제1과급기(5)에는 집진기(4)에서 배출된 연소 배기 가스(C)의 전체 유량(N㎥/h) 중 50% 내지 90%가 공급되고, 대기에서 흡기된 공기를 상기 압축기에서 가압하여 100 kPa 내지 200 kPa 정도의 압력의 제1압축 공기(D)를 발생시킨다. 이 제1압축 공기(D)는 상기 공기 예열기(3)를 통해 연소 배기 가스(C)와 열 교환됨으로써 상술한 바와 같이 200℃ 내지 700℃ 정도로 승온되어, 상기 연소용 공기(B)로서 유동층로(1)에 공급된다. 또한, 제1과급기(5)의 압축기에는 기동용 송풍기(5B)가 접속되고, 이 기동용 송풍기(5B)는 유동층로(1)의 시동용 버너(1B)에 접속되어 있다.
또한, 제2과급기(6)에는 집진기(4)에서 배출된 연소 배기 가스(C)의 전체 유량 중, 제1과급기(5)에 공급된 분량을 제외하고 나머지, 10%보다 많고 50% 미만의 연소 배기 가스(C)가 공급된다. 이 제2과급기(6)는 이처럼 제1과급기(5)에 공급되는 분량보다 적은 연소 배기 가스(C)에 의해, 역시 대기에서 흡기된 공기를 가압하여 제1압축 공기(D)보다 고압이고, 다만 적은 유량의 제2압축 공기(E)를 발생시키는 사양이다. 이 제2압축 공기(E)의 압력은 예를 들어 400 kPa 내지 700 kPa이다.
상기 제1과급기(5)로의 연소 배기 가스(C)의 공급량은 유량 측정 수단(X)으로 측정되는 제1압축 공기(D)의 유량에 기초하여, 제2공급로(6A)에 구비된 상기 유량 조정 수단(6B)에 의해 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 조정함으로써 제어된다. 또한, 이 유량 조정 수단(6B)에 의한 연소 배기 가스(C)의 유량 조정은 도시되지 않은 압력계로 측정되는 제1압축 공기(D)의 압력에 기초하여 수행해도 좋다. 게다가, 유동층로(1) 내의 압력을 측정하는 압력계의 측정 결과에 의해, 공기 예열기(3)를 거쳐서 연소용 공기(B)로서 유동층로(1)에 공급된 제1압축 공기(D)의 압력에 기초하여 수행해도 좋다. 또한, 유량 조정 수단(6B)을 제어하기 위해, 제1압축 공기(D)의 유량, 압력에 대해 미리 특정 값, 또는 특정 범위로 구성된 설정치가 도시되지 않은 제어 수단에 기억되어 있다. 이들의 설정치는 피처리물(A)의 공급량, 연소 온도 등의 설비 운전 상태를 나타내는 파라미터에 기초하여 적절하게 산출해도 좋다.
즉, 제1압축 공기(D)의 유량이 제어 수단에 기억된 설정치에 대해 낮은 경우에는, 유량 조정 수단(6B)의 밸브 등의 개방 정도를 좁힘으로써, 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 저감시킨다. 동시에, 제1과급기(5)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 증가시킴으로써 제1압축 공기(D)의 압력을 증가시킨다. 또한 반대로 제1압축 공기(D)의 압력이 제어 수단에 기억된 설정치에 대해 높은 경우에는, 유량 조정 수단(6B)을 개방함으로써, 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)를 증대시킨다. 동시에, 제1과급기(5)에 공급되는 연소 배기 가스(C)를 저감하여 제1압축 공기(D)의 압력을 저감시킨다.
이렇게 제1, 제2과급기(5, 6)에서 제1, 제2압축 공기(D, E)를 발생시킨 연소 배기 가스(C)는 각각 제1, 제2배출로(5C, 6C)를 거쳐서 배출된 후에 혼합되고, 백연 방지용 공기 예열기(7)에 공급된다. 또한, 제2과급기(6)의 제2공급로(6A)와 제2배출로(6C)는 밸브나 댐퍼 등의 제2유량 조정 수단(6D)을 구비한 우회로(6E)에 의해 접속되어 있다. 이 제2유량 조정 수단(6D)에 의해서도 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량이 조정 가능하다.
상기 백연 방지용 공기 예열기(7)에서는, 제1, 제2과급기(5, 6)를 거친 아직도 고온의 연소 배기 가스(C)와 공기가 쉘 앤드 튜브식이나 플레이트식의 열 교환기에 의해 열 교환되고, 공기가 예열되어 백연 방지용 공기(F)로 되는 한편 연소 배기 가스(C)의 온도는 저하된다. 또한, 백연 방지용 공기 예열기(7)에는 예열되는 공기를 공급 가능한 송풍기(7A)가 구비되어 있다. 온도 저하된 연소 배기 가스(C)는 배연 처리 탑(8)에 공급된다.
이 온도 저하된 연소 배기 가스(C)는 배연 처리 탑(8) 내의 하부로 공급되어 상승하고, 그 사이에 분무관(8A, 8C)에서 가성 소다수 및 물이 분무됨으로써, 불순물 등이 제거됨과 동시에 냉각된다. 냉각된 연소 배기 가스(C)는 연돌(8D)에서 배출될 때 백연를 방지하기 위해 예열된 백연 방지용 공기(F)와 연돌(8D) 내에서 혼합됨으로써 가열된다.
한편, 본 실시 형태에서는 제2과급기(6)의 압축기에 압축 공기 저장 탱크(9)가 접속되고, 이 제2과급기(6)에서 발생된 제2압축 공기(E)는 이 압축 공기 저장 탱크(9)에 일단 저장된다. 압축 공기 저장 탱크(9)에는 압력계(9A) 및 제2과급기(6)와는 별도의 압축기(9B)가 구비되어 있다. 그리고, 이 압축 공기 저장 탱크(9)에 저장된 고압의 제2압축 공기(E)는 상기 연소용 공기(B) 이외의 용도로 상기 가압 유동로 설비의 각 기기에 공급된다.
본 실시 형태에서는 제2압축 공기(E)의 적어도 일부가 먼저 첫째로는 도 1에 도시된 바와 같이 집진기(4)의 펄스 공기 분사 장치(4B)에 상기 펄스 공기로서 공급된다. 또한, 둘째로는 제2압축 공기(E)의 적어도 일부는 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 계측 기기에 공급된다. 여기서, 이 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 계측 기기는 예를 들어 상기 유동층로(1)에 설치된 압력계, 온도계, 연소 배기 가스(C)의 각 유로에 설치되어 연소 배기 가스(C)의 성상을 측정하는 NOx계, 산소 농도계, 및 유량 조정 수단(6B, 6D )과 같은 각 유로에 설치되는 밸브나 댐퍼를 공기 구동의 제어 밸브로 했을 경우 상기 제어 밸브 중 적어도 1개이다. 또한, 제2압축 공기(E)의 적어도 일부는, 셋째로, 백연 방지용 공기 예열기(7)에서 송풍기(7A)로부터 공급되는 공기를 대신하여, 백연 방지용 공기(F)가 되는 공기로서도 이용된다.
이러한 구성의 가압 유동로 설비에서는, 유동층로(1)에서 배출된 연소 배기 가스(C)의 대부분이 제1과급기(5)에 공급되어 제1압축 공기(D)를 발생시킨다. 이 제1압축 공기(D)는 공기 예열기(3)에서 예열되어 유동층로(1)에 연소용 공기(B)로서 공급된다. 따라서, 통상의 운전 시에는 제1과급기(5)에 의해서만 연소용 공기(B)를 공급할 수 있으므로 효율적이다. 또한, 설비의 시동 시에는 기동용 송풍기(5B)로부터 유동층로(1)의 시동용 버너(1B)에 연소용 공기가 공급된다. 또한, 이 시동 시나 제1과급기(5)로부터 충분한 제1압축 공기(D)를 유동층로(1)에 공급할 수 없을 경우 등에는, 기동용 송풍기(5B)로부터 제1과급기(5)에도 압축 공기가 공급되어 유동층로(1)에 공급된다.
그 반면에, 제1과급기(5)에 공급되고 남은 잉여의 연소 배기 가스(C)는 제2과급기(6)에 공급되어 제2압축 공기(E)를 발생시킨다. 그리고, 이 제2압축 공기(E)는 제1압축 공기(D)보다 적은 유량이지만 고압이다. 상기 구성의 가압 유동로 설비에서는, 이러한 높은 압력의 제2압축 공기(E)를, 상기 가압 유동로 설비의 유동층로(1)에서의 피처리물(A)의 연소용 공기(B) 이외의 용도로 유효하게 이용할 수 있다.
즉, 본 실시 형태처럼, 이 제2압축 공기(E)를 첫째로 집진기(4)의 펄스 공기 분사 장치(4B)에 펄스 공기로서 공급한 경우에는, 이 제2압축 공기(E)는 집진기(4)에 공급되는 연소 배기 가스(C)보다 고압이다. 따라서, 세라믹 필터(4A)를 통해 제진되는 연소 배기 가스(C)의 압력에 거슬러서, 세라믹 필터(4A)에 부착된 먼지를 확실하게 털어 버릴 수 있다. 게다가, 제2압축 공기(E)는 압축됨으로써 승온되므로, 연소 배기 가스(C)의 고온에 노출된 세라믹 필터(4A)에 불어넣어도 세라믹 필터(4A)의 급격한 온도 저하를 초래하지 않는다. 이 때문에, 온도차에 의해 세라믹 필터(4A)에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 둘째로, 가압 유동로 설비의 유동층로(1)의 압력계, 또는 연소 배기 가스(C)의 유로에 설치되는 NOx계나 산소 농도계 등의 계측 기기에 제2압축 공기(E)를 공급한 경우에도, 고압의 제2압축 공기(E)에 의해 이러한 계측 기기에 부착된 먼지를 제거할 수 있다. 더욱이, 각 유로에 설치되는 밸브나 댐퍼 등의 계측 기기를 공기 구동의 제어 밸브로 하는 경우에, 그 구동용 공기로서 제2압축 공기(E)를 공급해도, 잉여의 연소 배기 가스(C)에 의해 발생된 제2압축 공기(E)의 유효 이용을 도모할 수 있다. 더구나, 이러한 계측 기기나 상기 펄스 공기 분사 장치(4B)로의 제2압축 공기(E)의 공급은 간헐적이므로, 적은 유량의 제2압축 공기(E)에서도 유효하게 이용할 수 있다.
더구나, 특히 본 실시 형태와 같이 제2압축 공기(E)를 압축 공기 저장 탱크(9)에 저장한 경우에는, 제1과급기(5)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 공급량에 관계없이, 이 압축 공기 저장 탱크(9)로부터 안정적으로 제2압축 공기(E)를 공급할 수 있다. 이 때문에, 이 제2압축 공기(E)를 셋째로 백연 방지용 공기 예열기(7)에 공급함으로써 백연 방지용 공기(F)로서 유효하게 이용할 수도 있다. 따라서, 이렇게 제2압축 공기(E)를 백연 방지용 공기 예열기(7)에 공급함으로써, 이 백연 방지용 공기 예열기(7)에 구비될 수 있는 송풍기(7A)의 동력을 줄이고, 경우에 따라서는 송풍기(7A) 자체를 필요로 하지 않을 수 있다. 또한, 이와 같이 제2압축 공기(E)를 압축 공기 저장 탱크(9)에 저장함으로써, 펄스 공기 분사 장치(4B)나 계측 기기에 간헐적으로 제2압축 공기(E)를 공급하는 경우에도 필요한 시점에서 안정적으로 제2압축 공기(E)를 공급할 수 있다.
백연 방지용 공기 예열기(7)에는 연속적으로 공기를 공급해야 한다. 한편으로, 제2압축 공기(E)는 제1과급기(5)에서 제1압축 공기(D)를 발생시키고 남은 잉여의 연소 배기 가스(C)에 의해 발생된다. 따라서, 피처리물(A)의 수분이나 보유 열량 등의 성상이나 유동층로(1)으로의 공급량의 변동에 따라 제1과급기(5)로부터 유동층로(1)에 연소용 공기(B)로서 공급되는 제1압축 공기(D)의 공급량이 변동됨으로써, 제2압축 공기(E)의 공급량도 변화된다. 이 때문에, 특히 이렇게 제2압축 공기(E)를 백연 방지용 공기 예열기(7)에 공급하는 경우에는, 압축 공기 저장 탱크(9) 내의 압력을 압력계(9A)에 의해 측정하여, 이 압축 공기 저장 탱크(9) 내의 제2압축 공기(E)의 압력이 소정의 하한 설정치보다 낮아진 경우에는, 압축기(9B)에 의해 압축 공기를 압축 공기 저장 탱크(9)에 공급하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 오로지 제2압축 공기(E)를 펄스 공기 분사 장치(4B)나 계측 기기로의 공급에 이용하는 경우에는, 예를 들어 압력계(9A)로 측정된 압축 공기 저장 탱크(9) 내의 압력이 소정의 상한 설정 값 이상으로 되었을 때 백연 방지용 공기 예열기(7)에 제2압축 공기(E)를 공급하도록 제어해도 좋다. 또한, 압축 공기 저장 탱크(9)로부터 제2압축 공기(E)가 공급되지 않는 동안에는, 송풍기(7A)로부터 백연 방지용 공기 예열기(7)에 공기를 공급하여 예열함으로써 백연 방지용 공기(F)를 생성해도 좋다.
더욱이, 본 실시 형태에서는 제1과급기(5)에 연소 배기 가스(C)를 공급하는 제1공급로(5A)로부터 분기된 제2공급로(6A)에 유량 조정 수단(6B)을 설치하고 있다. 이 유량 조정 수단(6B)은 상술한 바와 같이 제1과급기(5)로부터 유동층로(1)에 연소용 공기(B)로서 공급되는 제1압축 공기(D)의 압력에 기초하여 제어된다. 이 때문에, 피처리물(A)의 상기 성상이나 공급량에 의해 연소 배기 가스(C)의 유량이 줄어든다. 이에 따라 제1압축 공기(D)의 공급량이 감소하여 압력도 저하된 때에는, 이 유량 조정 수단(6B)에 의해 제2공급로(6A)로부터 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 줄이고 제1과급기(5)에 공급되는 연소 배기 가스(C)를 늘림으로써, 피처리물(A)을 연소시키는데 충분한 연소용 공기(B)를 유동층로(1)에 공급하여 안정된 처리를 도모할 수 있다.
또한, 반대로 연소 배기 가스(C)의 유량이 늘어 제1압축 공기(D)의 공급량 및 압력이 증가했을 때에는, 유량 조정 수단(6B)에 의해 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 증가시킴으로써, 연소용 공기(B)로서 유동층로(1)에 공급되는 제1압축 공기(D)의 공급량 및 압력을 줄여 유동층로(1)에서 연소 온도가 너무 높게 되는 등의 이상 연소가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 더 많은 제2압축 공기를 발생시키는 것이 가능하다.
더욱이, 본 실시 형태에서는 제2과급기(6)의 제2공급로(6A)와 제2배출로(6C)가 제2유량 조정 수단(6D)을 구비한 우회로(6E)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 예를 들어 제1, 제2과급기(5, 6)에 충분한 연소 배기 가스(C)를 공급해도 연소 배기 가스(C)의 공급량이 과잉인 경우에는, 이 제2유량 조정 수단(6D)을 열어 연소 배기 가스(C)를 제2공급로(6A)에서 제2배출로(6C)로 우회시킴으로써, 제1, 제2과급기(5, 6)에 필요 이상의 부담이 생기는 것을 피할 수 있다.
다만, 이 제2유량 조정 수단(6D)은 오로지 이처럼 연소 배기 가스(C)의 공급량이 과잉인 경우에 사용된다. 따라서, 특히 본 실시 형태와 같이 제2과급기(6)에 압축 공기 저장 탱크(9)가 접속되어 있는 경우에는, 이 압축 공기 저장 탱크(9)의 내압 범위 내나 제2과급기(6)의 성능 범위 내에 있으면 제2과급기(6)에 의해 발생된 제2압축 공기(E)를 압축 공기 저장 탱크(9)에 저장하여 유효하게 이용할 수 있다. 그래서, 통상의 운전 시에는 제2유량 조정 수단(6D)을 닫아 두고, 제2공급로(6A)에 구비된 상기 유량 조정 수단(6B)에 의해 제2과급기(6)에 공급되는 연소 배기 가스(C)의 유량을 조정해도 좋다. 이 경우에는 2개의 유량 조정 수단(6B, 6D)에 의해 유량을 조정하는 것에 비해 그 제어를 용이하게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는 제2압축 공기(E)를 집진기(4)의 펄스 공기 분사 장치(4B), 계측 기기 및 백연 방지용 공기 예열기(7)의 3종의 기기 모두에 공급하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 제2압축 공기(E)를 이들 중 어느 1종에만 공급해도 좋고, 또한 3종 중 어느 2종에 공급해도 좋다. 더욱이, 이들 기기 이외에도, 고압의 압축 공기를 필요로 하는 상기 가압 유동로 설비에 구비된 다른 기기에 제2압축 공기(E)를 공급해도 좋고, 예를 들어 상기 기기의 밀봉 공기나 퍼지 공기에 제2압축 공기를 이용해도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 따르면, 제1, 제2의 복수의 과급기를 구비하면서도, 설비가 과잉이 되는 것을 방지함과 동시에, 잉여의 연소 배기 가스를 유효하게 이용하는 것이 가능한 가압 유동로 설비를 제공할 수 있다.
1: 유동층로
2: 저장 장치
3: 공기 예열기
4: 집진기
4B: 펄스 공기 분사 장치
5: 제1과급기
5A: 제1공급로
6: 제2과급기
6A: 제2공급로
6B: 유량 조정 수단
6D: 제2유량 조정 수단
6E: 우회로
7: 백연 방지용 공기 예열기
8: 배연 처리 탑
9: 압축 공기 저장 탱크
A: 피처리물
B: 연소용 공기
C: 연소 배기 가스
D: 제1압축 공기
E: 제2압축 공기
F: 백연 방지용 공기

Claims (7)

  1. 연소용 공기를 가압하여 피처리물을 유동시키면서 연소시키는 유동층로, 이 유동층로에서 배출된 연소 배기 가스와 상기 연소용 공기 간에 열 교환을 수행하는 공기 예열기, 상기 연소 배기 가스의 제진을 수행하는 집진기, 상기 공기 예열기에서 열 교환됨과 동시에 상기 집진기에서 제진된 연소 배기 가스가 각각 공급되어 압축 공기를 발생시키는 제1, 제2과급기, 상기 집진기와 상기 제1과급기를 접속하여 상기 제1과급기에 연소 배기 가스를 공급하는 제1공급로, 상기 집진기와 상기 제2과급기를 접속하여 상기 제2과급기에 연소 배기 가스를 공급하는 제2공급로를 구비하고, 상기 제1과급기에서 발생되는 제1압축 공기는 상기 공기 예열기를 거쳐 상기 유동층로에 상기 연소용 공기로서 공급됨과 동시에, 상기 제2과급기에서 발생되는 제2압축 공기는 상기 제1압축 공기보다 고압이며, 상기 제2공급로에는 상기 제1압축 공기의 압력에 기초하여 상기 제2과급기에 공급되는 연소 배기 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 수단이 구비되어 있고,
    상기 제2압축 공기의 적어도 일부는 상기 제2과급기에 접속된 압축 공기 저장 탱크를 통해 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 백연 방지용 공기 예열기에 공급되어 백연 방지용 공기가 됨과 동시에, 상기 압축 공기 저장 탱크에는 이 압축 공기 저장 탱크 내의 압력이 하한 설정치보다 낮아진 경우에 상기 압축 공기 저장 탱크에 압축 공기를 공급하는 압축기가 접속되어 있는 가압 유동로 설비.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2압축 공기의 적어도 일부는 상기 집진기에 공급되어, 상기 연소 배기 가스로부터 제진된 먼지를 털어내는 펄스 공기가 되는 가압 유동로 설비.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2압축 공기의 적어도 일부는 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 계측 기기에 공급되는 가압 유동로 설비.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2압축 공기의 적어도 일부는 상기 가압 유동로 설비에 구비될 수 있는 백연 방지용 공기 예열기에 공급되어 백연 방지용 공기가 되는 가압 유동로 설비.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2과급기에는 압축 공기 저장 탱크가 접속되고, 상기 제2압축 공기는 이 압축 공기 저장 탱크에 저장 가능한 가압 유동로 설비.
  7. 삭제
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