KR102116590B1 - 폐열회수 보일러 - Google Patents

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Abstract

폐열회수 보일러가 개시된다. 본 발명에 따른 폐열회수 보일러는, 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하는 가수분해기의 열원으로 과열기에서 생성되어 배출되는 과열증기의 일부를 사용한다. 그러므로, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 별도의 열원이 필요 없으므로, 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있고, 부피가 감소되는 효과가 있을 수 있다. 그리고, 가수분해기에서 배출되는 과열증기로 요소 수용액이 저장되는 저장탱크의 요소 수용액을 가열한 후 가수분해기로 공급할 경우, 저장탱크가 동파(凍破)되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다. 그리고, 저장탱크의 요소 수용액이 예열되어 가수분해기로 유입되므로, 가수분해기에서 요소 수용액을 가열하기 위한 에너지가 절감되는 효과가 있을 수 있다.

Description

폐열회수 보일러 {HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR}
본 발명은 폐열회수 보일러에서 생성된 증기로 요소(尿素, Urea) 수용액을 가열하여 암모니아를 생성한 후, 질소산화물을 질소 및 수분으로 환원시키기 위한 선택적 환원촉매 반응기로 공급하는 폐열회수 보일러에 관한 것이다.
폐열회수 보일러란, 연료의 연소시 발생하는 고온의 가스를 회수하여 증기를 생성하는데 사용하는 장치를 말한다. 이때, 폐열회수 보일러로 공급되어 증기의 생성에 사용되는 가스에는 환경오염을 유발하는 질소산화물이 함유되어 있다. 그러므로, 폐열회수 보일러에서 증기의 생성에 사용된 다음 배출되는 가스에도 질소산화물이 함유되어 있으므로, 폐열회수 보일러에서 배출되는 가스에 함유된 질소산화물을 제거하여야 한다.
질소산화물을 제거하기 위한 기술중 하나로 고온에서 질소산화물에 암모니아를 분사하여 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 건식법이 있다.
그리고, 건식법에는 촉매를 사용하지 않으면서 선택적으로 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 선택적 비촉매 환원법 및 촉매를 사용하면서 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 선택적 촉매 환원법이 있으며, 경제적 및 기술적인 측면에서 선택적 촉매 환원법이 많이 사용되고 있다.
선택적 촉매 환원법에 의하여 질소산화물을 제거하는 폐열회수 보일러의 경우, 요소(尿素, Urea) 수용액을 가열하여 가수분해시켜 암모니아를 생성한 후, 선택적 환원촉매(SCR: Selective Catalytic Reduction) 반응기로 공급하는 가수분해기를 포함한다.
그런데, 종래의 폐열회수 보일러는 상기 가수분해기의 요소 수용액을 가열하기 위한 별도의 열원이 필요하므로 원가가 상승하고, 부피가 커지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 폐열회수 보일러를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 폐열회수 보일러에서 생성된 증기의 일부를 분기하여 가수분해기의 요소 수용액을 가열하여 암모니아를 생성함으로써, 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 부피를 감소시킬 수 있는 폐열회수 보일러를 제공하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 폐열회수 보일러는, 가스가 유입되는 유입부와 배출되는 배출부가 형성된 본체; 상기 본체에 설치되며, 상기 본체로 유입된 가스의 여열(余熱)로 물을 가열하는 이코노마이저(Economizer); 상기 본체에 설치되며, 상기 본체로 유입된 가스의 열로 상기 이코노마이저에서 전달된 물을 증기화하는 증발기; 상기 본체에 설치되며, 상기 증발기에서 전달된 증기를 가열하여 과열증기를 생성하는 과열기; 상기 증발기와 상기 과열기 사이에 설치되며, 암모니아가 공급되면 상기 본체로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거하는 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기; 상기 본체의 일측에 설치되며, 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 상기 선택적 환원촉매 반응기에 공급되는 암모니아를 생성하는 가수분해기를 포함하며, 상기 과열기에서 생성된 과열증기의 일부는 상기 가수분해기로 공급되어 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열회수 보일러는, 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하는 가수분해기의 열원으로 과열기에서 생성되어 배출되는 과열증기의 일부를 사용한다. 그러므로, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 별도의 열원이 필요 없으므로, 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있고, 부피가 감소되는 효과가 있을 수 있다.
그리고, 가수분해기에서 배출되는 과열증기로 요소 수용액이 저장되는 저장탱크의 요소 수용액을 가열한 후 가수분해기로 공급할 경우, 저장탱크가 동파(凍破)되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
그리고, 저장탱크의 요소 수용액이 예열되어 가수분해기로 유입되므로, 가수분해기에서 요소 수용액을 가열하기 위한 에너지가 절감되는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러가 사용된 복합화력발전 시스템의 구성을 보인 도.
도 2는 도 1에 도시된 폐열회수 보일러의 확대도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러의 확대도.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 폐열회수 보일러에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명의 실시예들에 따른 폐열회수 보일러를 설명함에 있어서, 복합화력발전(復合火力發電) 시스템의 폐열회수 보일러를 예로 들어 설명한다.
복합화력발전 시스템이란, 연료의 연소시 발생하는 가스로 가스터빈을 회전시켜 1차로 발전하고, 가스터빈의 구동후 가스터빈에서 배출되는 가스를 이용하여 폐열회수 보일러(Heat Recovery Steam Generator)에서 증기를 생성한 다음, 폐열회수 보일러에서 생성된 증기로 증기터빈을 회전시켜 2차로 발전하는 시스템이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러가 사용된 복합화력발전 시스템의 구성을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합화력발전 시스템은 가스화유닛(110)을 포함할 수 있다. 가스화유닛(110)은 기체연료, 액체연료 또는 화석연료(化石燃料)를 연소하여 가연성 가스인 원시(Raw) 합성가스를 생성할 수 있다.
특히, 석탄을 연료로 하여 합성가스를 생성한 후 발전하는 시스템을 석탄 가스화 복합발전 시스템이라 한다. 석탄은 슬러리(Slurry) 형태로 투입되거나, 미분탄 형태로 투입될 수 있다. 슬러리 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 물이 투입되고, 미분탄 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 증기가 투입된다.
이하에서는, 화석연료인 미분탄을 연료로 사용하는 것을 예로 들어 설명한다.
미분탄을 가스화유닛(110)으로 공급하기 위하여, 석탄저장용기(115)와 석탄저장용기(115)에 저장된 석탄을 분쇄하는 분쇄기(116)가 마련될 수 있다.
그리고, 산화제인 산소는 공기분리기(120)에서 생성되며, 공기분리기(120)는 공기를 냉각시켜 산소와 질소로 분리 생성할 수 있다. 공기가 소정 온도로 냉각되면 산소와 질소의 끓는점의 차이로 인하여 액체 산소와 액체 질소로 분리된다. 그러면, 저온의 산소는 열교환을 거친 후 가스화유닛(110)으로 공급될 수 있다.
석탄인 미분탄에는 불연소 물질인 석탄회분이 대략 2∼20％ 정도 함유되어 있다.
석탄회분의 대략 20％는 가스화유닛(110)의 고온의 연소열에 의해 용융되며, 여러 입자가 응결된 슬래그(Slag)가 되어 물과 함께 가스화유닛(110)의 하부와 연통 설치된 호퍼(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 가스화유닛(110)에서 배출된 물은 폐수처리기(118)에서 처리될 수 있으며, 폐수처리기(118)에서 처리된 물은 가스화유닛(110)으로 재유입될 수 있다.
그리고, 석탄회분의 나머지 대략 80％는 각 입자별로 연소되어 원시 합성가스의 흐름에 따라 비산하며, 석탄회분이 함유된 원시 합성가스는 정제장치(130)를 흐르면서 정제될 수 있다.
미분탄의 연소에 의하여 생성된 원시 합성가스에는 이산화탄소, 황화카르보닐(COS) 및 황화수소가 포함될 수 있으며, 정제장치(130)에서 정제될 수 있다. 이산화탄소, 황화카르보닐(COS) 및 황화수소가 산성 가스이다.
정제장치(130)는 분진제거기(131), 가수분해기(133), 산성가스제거기(135) 및 황제거기(137) 등을 포함할 수 있다.
분진제거기(131)는 원시 합성가스에 함유된 플라이애쉬를 포함한 분진을 분리한 후, 집진하여 제거할 수 있다. 또한, 분진제거기(131)는 분진을 분리한 후, 감압 및 냉각시켜 집진하여 제거할 수도 있다. 또한, 분진제거기(131)는 일부의 황화카르보닐(COS)을 가수분해하여 황화수소 및 이산화탄소로도 변환할 수 있다.
가수분해기(133)는 분진이 제거된 합성가스를 가수분해하여 황 성분을 제거할 수 있고, 가수분해기(133)에서 황 성분이 제거된 합성가스는 폐수처리기(118)로 유입되어 처리될 수 있다. 이때, 폐수처리기(118)는 사워가스(Sour Gas)를 황제거기(137)로 이송할 수 있다.
산성가스제거기(135)는 황 성분이 제거된 합성가스를 산성가스와 순수 합성가스로 분리할 수 있고, 산성가스를 황제거기(137)로 이송할 수 있다. 그러면, 황제거기(137)는 황과 황산을 분리하여 배출하고, 테일가스(Tail Gsa)를 사용처로 이송할 수 있다.
산성가스제거기(135)에서 분리된 순수 합성가스는 연소기(140)로 유입될 수 있고, 압축기(150)는 공기를 압축하여 연소기(140)로 공급할 수 있다. 그러면, 연소기(140)는 순수 합성가스와 압축 공기를 공급받아 순수 합성가스를 연소하여, 가스터빈(160)으로 공급할 수 있다.
그리하여, 가스터빈(160)은 연소기(140)에서 배출되는 가스에 의하여 구동하면서, 발전기를 구동시킬 수 있다. 그리고, 가스터빈(160)을 구동시킨 후, 배출되는 가스는 폐열회수 보일러(200)로 유입되어 증기를 발생시키는 열원으로 사용될 수 있다.
폐열회수 보일러(200)에서 생성된 증기는 증기터빈(170)으로 유입되어 증기터빈(170)을 구동시키며, 증기터빈(170)의 구동에 의하여 또 다른 발전기가 구동을 하면서 발전을 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(200)에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 폐열회수 보일러의 확대도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(200)는 본체(210)를 포함할 수 있고, 본체(210)의 일측면 및 타측면에는 가스터빈(160)에서 공급되는 가스가 유입되는 유입부(211) 및 배출되는 굴뚝 등으로 마련된 배출부(213)가 각각 형성될 수 있다.
본체(210)의 내부에는 본체(210)로 유입된 가스의 여열(余熱)로 물을 가열하는 이코노마이저(Economizer)(221)가 설치될 수 있고, 유입부(211)와 이코노마이저(221) 사이의 본체(210)의 내부에는 본체(210)로 유입된 가스의 열로 이코노마이저(221)에서 전달된 물을 증기화하는 증발기(223)가 설치될 수 있으며, 유입부(211)와 증발기(223) 사이의 본체(210)의 내부에는 증발기(223)에서 전달된 증기를 가열하여 과열증기를 생성하는 과열기(225)가 설치될 수 있다. 과열기(225)에서 생성된 과열증기에 의하여 증기터빈(170)이 구동하면서 발전을 할 수 있다.
이때, 본체(210)의 일측에는 물이 저장됨과 동시에 물에 용해되어 있는 산소를 제거하기 위한 물탱크/탈기기(240)가 설치될 수 있고, 물탱크/탈기기(240)의 물이 이코노마이저(221)로 공급될 수 있다. 그리고, 이코노마이저(221)에서 가열된 물은 드럼(227)을 통하여 증발기(223)로 유입될 수 있다.
도 2에 도시된 방향을 기준으로, 가스는 본체(210)의 좌측면측으로 유입되어 우측면측으로 배출되고, 물은 본체(210)의 우측면측에서 유입되어 좌측면측으로 배출될 수 있다.
그리고, 전술한 이코노마이저(221)와 증발기(223)와 과열기(225) 및 드럼(227)은 고압 영역(220)인 유입부(211)와 인접한 본체(210)의 내부 좌측면측에 설치될 수 있고, 저압 영역(230)인 배출부(213)와 인접한 본체(210)의 내부 우측면측에도 이코노마이저(231), 증발기(233), 과열기(235) 및 드럼(237)이 각각 설치될 수 있다.
유입부(211)를 통하여 본체(210)의 내부로 유입되는 가스에는 환경오염을 유발하는 질소산화물이 함유되어 있을 수 있다. 그러므로, 본체(210)의 내부로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거한 후, 가스를 배출부(213)로 배출시켜야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(200)는 가스에 함유된 질소산화물을 제거하여 위하여 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기(251)를 사용할 수 있다. 가스의 온도가 300 ~ 400℃ 일때 최적의 탈질 효율이 발생되므로 선택적 환원촉매 반응기(251)는 가스의 온도가 300 ~ 400℃의 온도범위를 띄는 과열기(225)와 증발기(223)와 사이에 설치될 수 있다.
선택적 환원촉매 반응기(251)는 촉매를 이용하며, 별도로 공급되는 암모니아와 작용하여 가스에 함유된 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시킬 수 있다. 암모니아는 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 생성하는데, 본체(210)의 일측에는 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하기 위한 가수분해기(255)가 설치될 수 있다. 이때, 가수분해기(255)에서 요소 수용액을 가수분해하기 위해서는 열이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(200)는 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로 과열기(225)에서 생성되어 배출되는 과열증기의 일부를 사용할 수 있다. 과열증기의 일부를 가수분해기(255)로 공급하기 위하여, 과열증기배출관로(225a)의 일측에는 과열증기분기관로(225b)가 연통 설치될 수 있고, 과열증기분기관로(225b)의 일부위는 가수분해기(255)의 내부를 통과하면서 요소 수용액을 가열할 수 있다.
가수분해기(255)에서 생성된 암모니아는 선택적 환원촉매 반응기(251)로 분사되며, 암모니아가 선택적 환원촉매 반응기(251)로 균일하게 분사될 수 있도록, 암모니아는 복수의 분사공이 형성된 분배판(253)을 통하여 선택적 환원촉매 반응기(251)로 분사될 수 있다.
본체(210)의 내부 유입부(211)측에는 본체(210)의 내부로 유입된 가스가 본체(210)의 내부에서 균일하게 배출부(213)측으로 이동할 수 있도록 안내하는 분배판(291)이 설치될 수 있다. 그리고, 분배판(291)과 과열기(225) 사이에는 과열기(225)를 가열하기 위한 버너(295)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 폐열회수 보일러(200)는 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하는 가수분해기(255)의 열원으로 과열기(225)에서 생성되어 배출되는 과열증기의 일부를 사용한다. 그러므로, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 별도의 열원이 필요 없으므로, 원가가 절감되고, 부피가 감소될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러의 확대도로서, 도 2와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러(300)는 요소 수용액을 저장하는 저장탱크(361)를 더 포함할 수 있고, 저장탱크(361)의 요소 수용액은 가수분해기(355)로 공급될 수 있다.
이때, 가수분해기(355)를 순환한 후 배출되는 과열증기는 저장탱크(361)의 요소 수용액을 가열할 수 있다. 즉, 가수분해기(355)를 통과한 과열증기분기관로(325b)의 일측 부위는 저장탱크(361)를 통과할 수 있다. 그러면, 저장탱크(361)가 가수분해기(355)에서 배출된 과열증기에 의하여 가열되므로, 저장탱크(361)가 동파(凍破)되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 저장탱크(361)의 요소 수용액이 예열되어 가수분해기(355)로 유입되므로, 가수분해기(355)에서 요소 수용액을 가열하기 위한 에너지를 절감할 수 있다.
가수분해기(355)에서 배출되는 과열증기는 저장탱크(361)에 선택적으로 공급될 수 있다. 상세히 설명하면, 저장탱크(361)의 일측에는 저장탱크(361)의 온도를 감지하는 온도 센서(363)가 설치될 수 있고, 온도 센서(363)는 제어부(370)로 저장탱크(361)의 온도를 송신할 수 있다.
그리하여, 저장탱크(361)의 온도가 설정 온도 이하이면, 제어부(370)의 제어에 의하여, 가수분해기(355)에서 배출되는 과열증기가 저장탱크(361)로 공급될 수 있다.
가수분해기(355)에서 배출되는 과열증기를 저장탱크(361)에 선택적으로 공급하기 위하여, 가수분해기(355)를 통과한 과열증기분기관로(325b)의 부위 및 저장탱크(361)를 통과한 과열증기분기관로(325b)의 부위에는 보조관로(325ba)의 일측 및 타측이 각각 연통 설치될 수 있다. 그리고, 가수분해기(355)를 통과한 과열증기분기관로(325b)의 부위 및 보조관로(325ba)에는 제어부(370)에 의하여 제어되면서 가수분해기(355)에서 배출되는 과열증기를 저장탱크(361)로 선택적으로 공급하기 위한 밸브(365a, 365b)가 각각 설치될 수 있다.
밸브(365a)가 개방되고, 밸브(365b)가 폐쇄되면 가스분해기(355)에서 배출된 과열증기가 저장탱크(361)로 공급되고, 밸브(365a)가 폐쇄되고 밸브(365b)가 개방되면, 가스분해기(355)에서 배출된 과열증기가 저장탱크(361)로 공급되지 않음은 당연하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 폐열회수 보일러
210: 본체
221: 이코노마이저
223: 증발기
225: 과열기
251: 선택적 환원촉매 반응기
255: 가수분해기

Claims (4)

  1. 가스가 유입되는 유입부와 배출되는 배출부가 형성된 본체;
    상기 본체에 설치되며, 상기 본체로 유입된 가스의 여열(余熱)로 물을 가열하는 이코노마이저(Economizer);
    상기 본체에 설치되며, 상기 본체로 유입된 가스의 열로 상기 이코노마이저에서 전달된 물을 증기화하는 증발기;
    상기 본체에 설치되며, 상기 증발기에서 전달된 증기를 가열하여 과열증기를 생성하는 과열기;
    상기 증발기와 상기 과열기 사이에 설치되며, 암모니아가 공급되면 상기 본체로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거하는 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기;
    상기 본체의 일측에 설치되며, 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 상기 선택적 환원촉매 반응기에 공급되는 암모니아를 생성하는 가수분해기; 및
    요소 수용액을 저장하여 상기 가수분해기로 공급하기 위한 저장탱크를 포함하며,
    상기 과열기에서 생성되어 증기터빈을 향해 유동하는 과열증기의 일부가 상기 저장탱크를 통과하도록 하여 상기 저장탱크에 저장된 요소 수용액을 예열하는 과열증기분기관로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수 보일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택적 환원촉매 반응기의 일측에는 상기 가수분해기에서 공급되는 암모니아가 통과하는 복수의 분사공이 형성된 분배판이 설치된 것을 특징으로 하는 폐열회수 보일러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 과열증기분기관로는,
    상기 과열기에서 생성되어 증기터빈을 향해 유동하는 과열증기의 일부가 상기 가수분해기를 통과하도록 하여 상기 가수분해기에서 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐열회수 보일러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크에는 상기 저장탱크의 온도를 감지하는 온도센서가 설치되고,
    상기 저장탱크의 온도가 설정 온도 이하이면, 상기 가수분해기에서 배출되는 과열증기가 상기 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 폐열회수 보일러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2752114B2 (ja) * 1988-12-01 1998-05-18 バブコツク日立株式会社 都市型コージエネ装置
KR101445038B1 (ko) * 2013-06-28 2014-09-26 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 및 촉매 재생 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903930B1 (ko) * 2004-12-03 2009-06-19 한국전력기술 주식회사 질소산화물 제거를 위한 촉매가 다단 배치된 배열회수보일러 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2752114B2 (ja) * 1988-12-01 1998-05-18 バブコツク日立株式会社 都市型コージエネ装置
KR101445038B1 (ko) * 2013-06-28 2014-09-26 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 및 촉매 재생 시스템

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