KR102417652B1 - Biomass solidification fuel manufacturing device using subcritical water - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a biomass solidified fuel manufacturing device using subcritical water. A disclosed biomass solidified fuel manufacturing device manufactures solidified fuel using biomass, wherein the device includes an input member, a reaction tank, a discharge member, and a solid mixture forming member. Since steam to be supplied to the reaction tank is generated by a steam generator composed of a compressor and a heat coil, biomass reacts under a subcritical water condition while using water, thereby ensuring an advantage of increasing the recovery rate of the solid mixture.

Description

아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치{Biomass solidification fuel manufacturing device using subcritical water}Biomass solidification fuel manufacturing device using subcritical water

본 발명은 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water.

현대 사회는 과학기술의 발달과 더불어 지구 규모의 환경부담도 커졌다. 이는 인간 활동에 있어서 인구증가에 따른 대량생산, 대량소비에 의한 화석연료의 사용이 급증했기 때문이다. 그 결과로서 대기 중의 이산화탄소증가에 따른 지구온난화가 발생하고 또한 오존층 파괴에 의한 수온상승으로 이상기후의 변화까지 생겼다. 이를 해결하기 위해서 2018년 시행된 자원순환기본법은 매립하거나 소각하여 버리지 않고, 아이디어와 기술을 동원하여 재활용과 재사용을 최대화 하여 지속가능한 순환 사회를 만드는 것을 기본으로 하였고, 이러한 재활용과 재사용을 위해 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원이 필요하게 되었다. In modern society, along with the development of science and technology, the environmental burden on the global scale has also increased. This is because, in human activities, the use of fossil fuels due to mass production and mass consumption has increased rapidly due to population growth. As a result, global warming occurred due to the increase in carbon dioxide in the atmosphere, and abnormal climate change also occurred due to the increase in water temperature due to the destruction of the ozone layer. In order to solve this problem, the Framework Act on Resource Circulation, which was implemented in 2018, was based on creating a sustainable circular society by maximizing recycling and reuse by mobilizing ideas and technologies rather than landfilling or incineration. A new energy source that can replace the

신재생 에너지는 대표적으로 태양광, 태양열, 지열, 풍력, 바이오매스 자원 등이 될 수 있는데, 이러한 신재생 에너지 중에서 상기 바이오매스 자원은 태양 에너지를 받아 유기물을 합성하는 식물체와 이들을 식량으로 하는 동물, 미생물 등의 생물유기체를 총칭하는 것으로, 음식물 쓰레기, 음폐수, 유기성 산업 폐기물(폐수), 가축 분뇨 등의 바이오매스를 이용하여 에너지원을 형성하는 것을 말한다.Renewable energy can be representative of solar power, solar heat, geothermal heat, wind power, biomass resources, etc. Among these renewable energy, the biomass resource is a plant that synthesizes organic matter by receiving solar energy and an animal that uses them as food; It is a generic term for living organisms such as microorganisms, and refers to the formation of an energy source using biomass such as food waste, food wastewater, organic industrial waste (wastewater), and livestock manure.

이러한 상기 바이오매스를 이용하여 연료를 제조하는 것에 대한 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것들이다.It is those of the patent literature presented below that can be presented as an example for manufacturing a fuel using the biomass.

그러나, 아래 제시된 특허문헌을 포함한 종래의 바이오매스를 이용한 연료에 의하면, 연료를 제조하기 위해 에탄올, 메탄올 등의 유기 용매를 사용했으나, 상기 유기 용매를 사용할 경우, 잔류 용매를 완전히 제거하는 추가공정이 요구되는 문제가 있었고, 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 유기 용매의 대체재로 물을 사용하는 방법이 개발되었으나, 상기 물을 사용할 경우에는 상기 바이오매스가 수용되어 반응되는 반응조에 대한 온도와 압력의 제어가 원활하지 않아 반응 시간이 상대적으로 오래 걸리고, 그로 인해 반응물의 회수율이 떨어지는 문제가 있었다.However, according to the conventional fuel using biomass including the patent documents presented below, an organic solvent such as ethanol or methanol was used to prepare the fuel, but when using the organic solvent, an additional process of completely removing the residual solvent is required. There was a required problem, and in order to solve this problem, a method of using water as a substitute for the organic solvent has been developed. Since it is not smooth, the reaction time is relatively long, and as a result, there is a problem in that the recovery rate of the reactants is lowered.

공개특허 제 10-2018-0133444 호, 공개일자: 2018.12.14, 발명의 명칭: 바이오매스 고체 연료Publication No. 10-2018-0133444, Publication Date: December 14, 2018, Title of Invention: Biomass Solid Fuel 등록특허 제 10-1915824 호, 등록일자: 2018.10.31, 발명의 명칭: 바이오매스 유래 화학물질로부터의 연료의 제조Patent Registration No. 10-1915824, Registration Date: October 31, 2018, Title of Invention: Preparation of Fuel from Biomass-derived Chemicals

본 발명은 바이오매스를 이용한 연료 제조 시 물을 이용하면서도 회수율을 높일 수 있는 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a biomass solidification fuel manufacturing apparatus using subcritical water, which can increase the recovery rate while using water when manufacturing fuel using biomass.

본 발명의 일 측면에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치는 바이오매스를 이용하여 고형화 연료를 제조하는 것으로서, 상기 바이오매스가 투입되는 투입 부재; 상기 투입 부재로부터 투입된 상기 바이오매스를 아임계수 조건으로 반응시켜 반응물이 형성되도록 하는 반응조; 상기 반응조에서 형성된 상기 반응물을 배출시키는 배출 부재; 및 상기 배출 부재에서 배출된 상기 반응물과 고형화를 위해 요구되는 성분을 혼합하여 고형 혼합물이 형성되도록 하는 고형 혼합물 형성 부재;를 포함하고, 상기 반응조는 상기 바이오매스가 수용되어 상기 반응물이 형성되는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버를 단열시키기 위해 상기 반응 챔버의 외부를 둘러싸는 챔버 단열재와, 상기 반응 챔버의 상측부에 연결되어 상기 투입 부재로부터 투입된 상기 바이오매스가 상기 반응 챔버의 내부로 유입되도록 하는 챔버 유입구와, 상기 반응 챔버의 하측부에 연결되어 상기 반응 챔버에서 형성된 상기 반응물을 토출시키고, 복수 개로 이루어지는 챔버 토출구와, 상기 반응 챔버에 수용된 상기 바이오매스가 상기 아임계수 조건에서 반응될 수 있도록 상기 반응 챔버의 내부로 증기를 공급해주는 증기 공급기와, 상기 반응 챔버의 내부에 수용된 상기 바이오매스를 교반시켜 주는 교반기와, 상기 교반기가 회전될 수 있게 상기 교반기에 회전력을 공급하는 회전력 공급 수단과, 상기 반응 챔버에서 상기 반응물이 형성된 후 상기 반응 챔버의 내부에서 상기 증기를 배출시키되, 상기 반응 챔버의 내부로 공급될 때의 온도 및 압력에 비해 상대적으로 낮은 온도 및 압력인 상태로 배출시키는 증기 배출기와, 상기 챔버 유입구에 연결되어 상기 챔버 유입구로 유입되는 상기 바이오매스가 상기 챔버 유입구에 고착되는 것이 방지되도록 스팀을 분사시키는 유입측 스팀 분사기와, 상기 챔버 토출구에 연결되어 상기 챔버 토출구에서 토출되는 상기 반응물이 상기 챔버 토출구에 고착되는 것이 방지되도록 스팀을 분사시키는 토출측 스팀 분사기와, 상기 챔버 토출구에 연결되고, 상기 반응 챔버 내부에서 상기 바이오매스가상기 반응물로 형성되는 동안, 상기 반응 챔버의 내측 하부에 있는 것들이 상기 반응 챔버의 내부 공간 쪽으로 부상될 수 있도록 상기 챔버 토출구를 통해 스팀을 공급해 주는 부상 스팀 공급기를 포함하고, 상기 유입측 스팀 분사기에서 분사되는 상기 스팀 및 상기 토출측 스팀 분사기에서 분사되는 상기 스팀의 압력은 상기 증기 공급기에서 공급되는 상기 증기의 압력에 비해 상대적으로 낮고, 상기 부상 스팀 공급기에서 공급되는 상기 스팀의 압력은 상기 증기 공급기에서 공급되는 상기 증기의 압력에 비해 상대적으로 낮은 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a solidified fuel using biomass using subcritical water, comprising: an input member to which the biomass is input; a reactor for reacting the biomass input from the input member under subcritical water conditions to form a reactant; a discharge member for discharging the reactants formed in the reaction tank; and a solid mixture forming member configured to mix the reactant discharged from the discharging member with a component required for solidification to form a solid mixture, wherein the reaction tank is a reaction chamber in which the biomass is accommodated and the reactant is formed and a chamber insulator surrounding the outside of the reaction chamber to insulate the reaction chamber, and a chamber inlet connected to an upper portion of the reaction chamber to allow the biomass input from the input member to flow into the reaction chamber and a chamber outlet connected to a lower portion of the reaction chamber to discharge the reactants formed in the reaction chamber, and the reaction chamber so that the biomass accommodated in the reaction chamber can be reacted in the subcritical water condition A steam supply for supplying steam to the inside of the, a stirrer for stirring the biomass accommodated in the reaction chamber, and rotational force supply means for supplying a rotational force to the stirrer so that the stirrer can be rotated, the reaction chamber a vapor ejector for discharging the vapor from the inside of the reaction chamber after the reactants are formed in an inlet steam injector connected to the inlet and spraying steam to prevent the biomass flowing into the chamber inlet from sticking to the chamber inlet, and the reactant connected to the chamber outlet and discharged from the chamber outlet is the chamber A discharge-side steam injector that injects steam to prevent sticking to the discharge port, is connected to the chamber discharge port, and while the biomass is formed from the reactant in the reaction chamber, those in the lower inner side of the reaction chamber are the reaction It includes a floating steam supply for supplying steam through the chamber outlet so as to float toward the inner space of the chamber, wherein the steam sprayed from the inlet side steam injector and the discharge side steam injector The pressure of the steam is relatively low compared to the pressure of the steam supplied from the steam supply, the pressure of the steam supplied from the floating steam supply is relatively low compared to the pressure of the steam supplied from the steam supply do it with

본 발명의 일 측면에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 의하면, 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치가 바이오매스를 이용하여 고형화 연료를 제조하는 것으로서, 투입 부재와, 반응조와, 배출 부재 및 고형 혼합물 형성 부재를 포함하고, 상기 반응조에 공급되는 증기가 압축기 및 열코일로 이루어진 증기 발생기에 의해 발생됨에 따라, 물을 이용하되 아임계수 조건에서 상기 바이오매스를 반응시킴으로써 고형 혼합물의 회수율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.According to the apparatus for producing a biomass solidified fuel using subcritical water according to an aspect of the present invention, the apparatus for producing a biomass solidified fuel using subcritical water produces a solidified fuel using biomass, an input member, a reaction tank, It includes a discharge member and a solid mixture forming member, and as steam supplied to the reaction tank is generated by a steam generator comprising a compressor and a thermal coil, the recovery rate of the solid mixture by reacting the biomass in subcritical water conditions using water It has the effect of increasing the

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치의 개략적인 모습을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치를 구성하는 반응조의 모습을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치를 구성하는 반응조의 모습을 보이는 도면.
도 4는 도 3의 A 부분의 단면을 확대한 확대도.
1 is a view showing a schematic view of an apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state of a reaction tank constituting the apparatus for manufacturing biomass solidification fuel using subcritical water according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state of a reaction tank constituting an apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is an enlarged view of an enlarged cross section of part A of Figure 3;

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치의 개략적인 모습을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치를 구성하는 반응조의 모습을 보이는 도면이다.1 is a schematic view showing an apparatus for manufacturing biomass solidification fuel using subcritical water according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing biomass solidification using subcritical water according to a first embodiment of the present invention. It is a diagram showing the appearance of the reaction tank constituting the fuel production apparatus.

도 1 내지 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치(100)는 바이오매스를 이용하여 고형화 연료를 제조하는 것으로서, 투입 부재(110)와, 반응조(120)와, 배출 부재(140) 및 고형 혼합물 형성 부재(150)를 포함한다.1 and 2 together, the biomass solidified fuel manufacturing apparatus 100 using subcritical water according to the present embodiment produces solidified fuel using biomass, and an input member 110 and a reaction tank ( 120 , and a discharging member 140 and a solid mixture forming member 150 .

상기 투입 부재(110)는 상기 바이오매스가 상기 반응조(120)로 이동되도록 상기 바이오매스가 투입되는 것으로, 호퍼 형태로 형성되고, 외부에서 이송된 상기 바이오매스가 개구된 상단을 통해 투입된다.The input member 110 is to input the biomass so that the biomass is moved to the reactor 120, is formed in a hopper shape, and the biomass transferred from the outside is input through an open top.

상기 반응조(120)는 상기 투입 부재(110)로부터 투입된 상기 바이오매스를 아임계수 조건으로 반응시켜 반응물이 형성되도록 하는 것으로, 반응 챔버(121)와, 챔버 단열재(122)와, 챔버 유입구(123)와, 챔버 토출구(124)와, 증기 공급기(125)와, 교반기(128)와, 회전력 공급 수단(130)과, 증기 배출기(135)와, 유입측 스팀 분사기(131)와, 토출측 스팀 분사기(132)와, 부상 스팀 공급기(133)를 포함한다.The reaction tank 120 reacts the biomass input from the input member 110 under a subcritical water condition to form a reactant, and includes a reaction chamber 121 , a chamber insulator 122 , and a chamber inlet 123 . And, the chamber outlet 124, the steam supply 125, the agitator 128, the rotational force supply means 130, the steam ejector 135, the inlet side steam injector 131, the discharge side steam injector ( 132), and a floating steam supply 133.

상기 반응 챔버(121)는 외부에 대해 밀폐 가능한 소정 공간이 그 내부에 형성되고, 그 내부 공간에 상기 투입 부재(110)로부터 투입된 상기 바이오매스가 수용되어 상기 반응물이 형성되는 것이다.In the reaction chamber 121 , a predetermined space that can be sealed to the outside is formed therein, and the biomass input from the input member 110 is accommodated in the inner space to form the reactant.

여기서, 상기 반응물은 기체 상태의 기상 반응물과, 액체 상태의 액상 반응물과, 고체 상태의 고상 반응물이 혼합된 것을 말한다.Here, the reactant refers to a mixture of a gaseous reactant in a gaseous state, a liquid reactant in a liquid state, and a solid reactant in a solid state.

상기 반응 챔버(121)에 투입된 상기 바이오매스는 고온 고압의 증기를 가압한 후 교반함으로써 상기 바이오매스를 아임계수 조건에서 가수분해하는 단계를 거친 후 상기 반응 챔버(121) 내부 증기를 배출시켜 상기 반응 챔버(121) 내부를 급감압시켜 가수분해 된 세포벽을 파쇄하여 저분자화하여 상기 반응물을 형성시키고, 저분자화 된 상기 반응물이 상기 반응 챔버(121)에서 토출되는 단계를 거치게 된다.The biomass injected into the reaction chamber 121 is subjected to a step of hydrolyzing the biomass under subcritical water conditions by pressurizing high-temperature and high-pressure steam and then stirring, and then discharging the vapor inside the reaction chamber 121 for the reaction By rapidly depressurizing the inside of the chamber 121 , the hydrolyzed cell wall is crushed to reduce the molecular weight to form the reactant, and the reduced molecular weight reactant is discharged from the reaction chamber 121 .

상기 챔버 단열재(122)는 외부에 대해 상기 반응 챔버(121)의 내부를 단열시키기 위해 상기 반응 챔버(121)의 외부를 둘러싸는 것이고, 본 실시예에서 상기 챔버 단열재(122)는 100mm의 두께를 가진다.The chamber insulator 122 surrounds the outside of the reaction chamber 121 to insulate the inside of the reaction chamber 121 from the outside, and in this embodiment, the chamber insulator 122 has a thickness of 100 mm. have

상기 챔버 유입구(123)는 상기 반응 챔버(121)의 상측부에 연결되어 상기 투입 부재(110)로부터 투입된 상기 바이오매스가 상기 반응 챔버(121)의 내부로 유입되도록 하는 것이다.The chamber inlet 123 is connected to the upper portion of the reaction chamber 121 to allow the biomass input from the input member 110 to flow into the reaction chamber 121 .

상기 챔버 토출구(124)는 상기 반응 챔버(121)의 하측부에 연결되어 상기 반응 챔버(121)에서 형성된 상기 반응물을 토출시키는 것이다.The chamber outlet 124 is connected to a lower portion of the reaction chamber 121 to discharge the reactant formed in the reaction chamber 121 .

상기 챔버 토출구(124)는 복수 개로 이루어진다. 그러면, 반응 챔버(121)에서 형성된 상기 반응물의 토출량, 토출 속도를 효과적으로 관리할 수 있고, 복수 개의 상기 챔버 토출구(124) 중 일부가 작동 불량 상태이거나 정비 상태일 경우에도 상기 반응물의 토출이 수행될 수 있는 장점이 있다.The chamber discharge port 124 is formed in plurality. Then, it is possible to effectively manage the discharge amount and the discharge speed of the reactants formed in the reaction chamber 121, and even if some of the plurality of chamber outlets 124 are in a malfunctioning state or in a maintenance state, the reactants are discharged. There are advantages that can be

본 실시예에서 상기 챔버 토출구(124)는 세 개로 구성되나, 이는 단지 하나의 예시일 뿐이고, 요구되는 상기 반응물의 최대 토출량에 따라 두 개 이상으로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the chamber discharge port 124 is composed of three, but this is only an example, and two or more may be formed according to the required maximum discharge amount of the reactant.

본 실시예에서 상기 챔버 유입구(123) 및 상기 챔버 토출구(124)는 그 내부를 개폐할 수 있는 볼 밸브(Ball valve)가 적용되고, 이러한 상기 볼 밸브는 그 내부에 적용되는 볼의 안정적인 개폐 성능이 확보되도록 트루니언 마운팅(Trunnion mounting) 구조로 이루어짐이 바람직하다.In this embodiment, a ball valve capable of opening and closing the chamber inlet 123 and the chamber outlet 124 is applied, and the ball valve has stable opening and closing performance of a ball applied therein. It is preferably made of a trunnion mounting structure to ensure this.

상기 트루니언 마운팅 구조는 볼이 상부 및 하부에 고정되고, 시트가 움직이는 형태의 볼 밸브로서, 저압부터 고압까지 넓은 압력 범위에서 사용할 수 있고, 상대적으로 대구경에 적용되는 구조이다.The trunnion mounting structure is a ball valve in which the ball is fixed at the upper and lower portions, and the seat moves, and can be used in a wide pressure range from low pressure to high pressure, and is a structure applied to a relatively large diameter.

상기 증기 공급기(125)는 상기 반응 챔버(121)에 수용된 상기 바이오매스가 상기 아임계수 조건에서 반응될 수 있도록 상기 반응 챔버(121)의 내부로 증기를 공급해주는 것으로, 압축기(126)와, 증기 발생기(127)와, 증기 이동관(127a)을 포함한다.The steam supply 125 supplies steam to the inside of the reaction chamber 121 so that the biomass accommodated in the reaction chamber 121 can be reacted in the subcritical water condition, and a compressor 126 and a steam It includes a generator 127 and a vapor transfer pipe 127a.

상기 압축기(126)는 외부로부터 공급되는 물을 고압으로 압축시키는 것이다.The compressor 126 compresses water supplied from the outside to a high pressure.

여기서 고압은 외부 대기압에 비해 상대적으로 높은 압력을 말하고, 본 실시예에서 상기 압축기(126)는 상기 물을 20bar 내지 23bar의 압력으로 압축시킨다.Here, the high pressure refers to a relatively high pressure compared to the external atmospheric pressure, and in this embodiment, the compressor 126 compresses the water to a pressure of 20 bar to 23 bar.

상기 증기 발생기(127)는 상기 압축기(126)와 연결되고, 상기 압축기(126)에 의해 형성된 고압의 상기 물에 열을 공급하는 열코일(heatcoil)로 이루어져 고압이면서 고온인 상태의 상기 증기를 발생시키는 것으로, 과열 증기를 이용하는 과열 증기 발생 장치 등이 그 예로 제시될 수 있다.The steam generator 127 is connected to the compressor 126 and consists of a heat coil that supplies heat to the high-pressure water formed by the compressor 126 to generate the steam in a high-pressure and high-temperature state. As an example, a superheated steam generator using superheated steam may be presented.

여기서, 고온은 외부 대기 온도에 비해 상대적으로 높은 온도를 말하고, 본 실시예에서 상기 증기 발생기(127)는 고압의 상기 물을 250 내지 300℃로 증온시킨다.Here, the high temperature refers to a relatively high temperature compared to the external atmospheric temperature, and in this embodiment, the steam generator 127 increases the temperature of the water at high pressure to 250 to 300°C.

그러면, 물탱크 등에 저장되어 있다가 상기 증기 공급기(125)로 유입된 상기 물은 상기 압축기(126) 및 상기 증기 발생기(127)에 의해 20bar 내지 23bar의 압력 상태이면서250 내지 300℃의 고온 상태인 고온 및 고압의 상기 증기 발생기(127)가 된다.Then, the water stored in a water tank, etc. and introduced into the steam supply 125 is at a pressure of 20 bar to 23 bar by the compressor 126 and the steam generator 127 and a high temperature of 250 to 300 ° C. It becomes the steam generator 127 of high temperature and high pressure.

본 실시예에서 상기 압축기(126) 및 상기 증기 발생기(127)는 일체형으로 제작된다.In this embodiment, the compressor 126 and the steam generator 127 are integrally manufactured.

증기 이동관(127a)은 상기 증기 발생기(127) 및 상기 반응 챔버(121) 사이에 연결되어 상기 압축기(126) 및 상기 증기 발생기(127)에 의해 형성된 고압이면서 고온인 상태의 상기 증기를 상기 반응 챔버(121)로 이동시키는 것으로, 배관 등이 그 예로 제시될 수 있다.The steam moving pipe 127a is connected between the steam generator 127 and the reaction chamber 121 to transfer the high-pressure and high-temperature steam formed by the compressor 126 and the steam generator 127 to the reaction chamber. As moving to (121), a pipe or the like may be presented as an example.

상기 교반기(128)는 상기 반응 챔버(121)의 내부에 수용된 상기 바이오매스를 교반시켜 주는 것으로, 교반축(128a)과, 교반 날개(128b)를 포함한다.The stirrer 128 agitates the biomass accommodated in the reaction chamber 121 and includes a stirring shaft 128a and a stirring blade 128b.

상기 교반축(128a)은 상기 반응 챔버(121)의 내부를 수평되게 관통하는 축 형태로 형성이고, 상기 회전력 공급 수단(130)과 연결되어 일방향 또는 타방향으로 회전되는 것이다.The stirring shaft 128a is formed in the form of a shaft horizontally penetrating the inside of the reaction chamber 121 , and is connected to the rotational force supply means 130 to rotate in one direction or the other.

상기 교반 날개(128b)는 상기 교반축(128a)에서 상기 반응 챔버(121)의 내측면을 향해 복수 개가 이격된 상태로 확장되는 것이다.A plurality of the stirring blades 128b are extended from the stirring shaft 128a toward the inner surface of the reaction chamber 121 in a state in which they are spaced apart.

상기 교반 날개(128b)는 상기 교반축(128a)의 중심축 방향에 대해 대각선 방향 등 소정 각도 기울어진 형태로 형성된다.The stirring blade (128b) is formed to be inclined at a predetermined angle, such as a diagonal direction with respect to the central axis direction of the stirring shaft (128a).

상기 교반 날개(128b)가 상기 교반축(128a)의 중심축 방향에 대해 소정 각도 기울어지게 형성되면, 상기 회전력 공급 수단(130)의 회전에 의해 상기 교반축(128a)이 회전되고, 상기 교반축(128a)의 회전에 의해 상기 교반 날개(128b)가 스크류 형태로 회전되고, 그에 따라 상기 반응 챔버(121) 내부에 수용된 상기 바이오매스는 상기 반응 챔버(121) 내부에서 상기 교반축(128a)의 중심축 방향에 대한 수직 이동 및 중심축 방향으로의 축방향 이동이 함께 이루어지게 됨으로써 상기 바이오매스의 혼합이 효과적으로 수행될 수 있게 된다.When the stirring blade (128b) is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the central axis direction of the stirring shaft (128a), the stirring shaft (128a) is rotated by the rotation of the rotational force supply means (130), the stirring shaft The stirring blade 128b is rotated in the form of a screw by the rotation of 128a, and accordingly, the biomass accommodated in the reaction chamber 121 is removed from the stirring shaft 128a in the reaction chamber 121. Since the vertical movement with respect to the central axis direction and the axial movement in the central axis direction are made together, the mixing of the biomass can be effectively performed.

상기 회전력 공급 수단(130)은 상기 교반기(128)가 회전될 수 있게 상기 교반기(128)에 회전력을 공급하는 것으로, 전기 모터 등이 될 수 있다.The rotational force supply means 130 supplies rotational force to the stirrer 128 so that the stirrer 128 can be rotated, and may be an electric motor or the like.

상기 회전력 공급 수단(130)은 구동이 부드럽고 상기 교반기(128)의 회전 속도 제어가 원활하게 수행될 수 있는 인버터 모터로 구비됨이 바람직하다.The rotational force supply means 130 is preferably provided with an inverter motor that is smooth to drive and can smoothly control the rotational speed of the stirrer 128 .

상기 증기 배출기(135)는 상기 반응 챔버(121)와 연결되어 상기 반응 챔버(121)에서 상기 반응물이 형성된 후 상기 반응 챔버(121)의 내부에서 상기 증기를 배출시키되, 상기 반응 챔버(121)의 내부로 공급될 때의 온도 및 압력에 비해 상대적으로 낮은 온도 및 압력인 상태로 배출시키는 것이다.The vapor ejector 135 is connected to the reaction chamber 121 to discharge the vapor from the inside of the reaction chamber 121 after the reactant is formed in the reaction chamber 121 , It is to be discharged at a relatively low temperature and pressure compared to the temperature and pressure when supplied to the inside.

도면 번호 136은 상기 반응 챔버(121)와 상기 증기 배출기(135) 사이에 배치되어 상기 증기 배출기(135)로 배출되는 상기 증기의 압력을 감소시키는 감압기이다.Reference numeral 136 denotes a pressure reducer disposed between the reaction chamber 121 and the vapor ejector 135 to reduce the pressure of the vapor discharged to the vapor ejector 135 .

상기 증기 배출기(135)로 배출되는 상기 증기의 온도는 150 내지 200℃이고, 압력은 0.3 내지 15기압(atm)이다.The temperature of the steam discharged to the steam ejector 135 is 150 to 200 ℃, the pressure is 0.3 to 15 atmospheres (atm).

상기 유입측 스팀 분사기(131)는 상기 챔버 유입구(123)에 연결되어 상기 챔버 유입구(123)로 유입되는 상기 바이오매스가 상기 챔버 유입구(123)에 유입되다가 상기 챔버 유입구(123)의 내부에 고착되는 것이 방지되도록 상기 챔버 유입구(123)의 내부에 스팀을 분사시키는 것이다.The inlet side steam injector 131 is connected to the chamber inlet 123 so that the biomass flowing into the chamber inlet 123 flows into the chamber inlet 123 and is fixed inside the chamber inlet 123 . This is to inject steam into the chamber inlet 123 to prevent it from happening.

상기 토출측 스팀 분사기(132)는 상기 챔버 토출구(124)에 연결되어 상기 챔버 토출구(124)에서 토출되는 상기 반응물이 상기 챔버 토출구(124)의 내부에 고착되는 것이 방지되도록 상기 챔버 토출구(124)의 내부에 스팀을 분사시키는 것이다.The discharge-side steam injector 132 is connected to the chamber discharge port 124 to prevent the reactant discharged from the chamber discharge port 124 from sticking to the inside of the chamber discharge port 124 of the chamber discharge port 124 . It sprays steam inside.

상기와 같이 형성되면, 상기 챔버 유입구(123) 및 상기 챔버 토출구(124)의 내부를 청결하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 챔버 유입구(123) 및 상기 챔버 토출구(124)의 내부에서 작동되는 각종 밸브들에 상기 바이오매스 및 상기 반응물이 들러붙음으로 인해 발생되는 상기 각종 밸브들의 오작동이 방지될 수 있고, 그에 따라 상기 반응 챔버(121)의 수명이 짧아지는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.When formed as described above, it is possible to keep the inside of the chamber inlet 123 and the chamber outlet 124 clean, as well as various valves operated inside the chamber inlet 123 and the chamber outlet 124 . Malfunctions of the various valves generated due to the adhesion of the biomass and the reactants to the cells can be prevented, and accordingly, it is possible to prevent shortening of the life of the reaction chamber 121 in advance.

상기 유입측 스팀 분사기(131) 및 상기 토출측 스팀 분사기(132)에서 분사되는 스팀의 압력은 5기압이 된다.The pressure of the steam injected from the inlet side steam injector 131 and the discharge side steam injector 132 is 5 atm.

상기 부상 스팀 공급기(133)는 상기 챔버 토출구(124)에 연결되고 상기 반응 챔버(121)의 내부에서 상기 바이오매스가 상기 반응물로 형성되는 동안, 상기 반응 챔버(121)의 내측 하부에 있는 것들이 상기 반응 챔버(121)의 내측 상부 및 내부 공간 쪽으로 부상될 수 있도록 상기 챔버 토출구(124)를 통해 스팀을 공급해 주는 것이다.The floating steam supply 133 is connected to the chamber outlet 124 and while the biomass is formed as the reactant in the reaction chamber 121 , those in the lower inner side of the reaction chamber 121 are the Steam is supplied through the chamber outlet 124 so as to float toward the inner upper portion and inner space of the reaction chamber 121 .

상세히, 상기 부상 스팀 공급기(133)는 150 내지 200℃의 온도와 5기압의 압력을 가진 스팀을 상기 챔버 토출구(124)를 통해 상기 반응 챔버(121)의 내부 공간으로 공급한다.In detail, the floating steam supply 133 supplies steam having a temperature of 150 to 200° C. and a pressure of 5 atmospheres to the inner space of the reaction chamber 121 through the chamber outlet 124 .

그러면, 상기 부상 스팀 공급기(133)에서 공급되는 스팀에 의해 상기 바이오매스 중 상기 반응 챔버(121)의 내측 하부에 깔려서 상기 아임계수 조건의 반응이 제대로 이루어지지 않는 것들이 상기 반응 챔버(121)의 내부 공간으로 유동되어 상기 아임계수 조건으로 반응할 수 있게 되고, 그에 따라 유입된 상기 바이오매스에 대한 상기 반응물의 형성이 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.Then, by the steam supplied from the floating steam supplier 133 , the biomass is spread under the inner lower part of the reaction chamber 121 , so that the reaction under the subcritical water condition is not performed properly inside the reaction chamber 121 . It flows into space and can react under the subcritical water condition, and thus the reactant can be efficiently formed with respect to the introduced biomass.

도면에는 미도시되었지만, 상기 부상 스팀 공급기(133)에는 복수 개의 스팀 공급관이 원형 형태로 배치되어 사이클론 형태로 유동되도록 상기 스팀을 공급할 수 있다.Although not shown in the drawings, a plurality of steam supply pipes may be arranged in a circular shape in the floating steam supply 133 to supply the steam to flow in a cyclone shape.

본 실시예에서 상기 토출측 스팀 분사기(132) 및 상기 부상 스팀 공급기(133)는 복수 개의 상기 챔버 토출구(124)에 각각 연결되고, 상기 바이오매스의 유입량 및 미리 정해진 작동 방법에 따라 복수 개 중 어느 하나만 작동될 수도 있고, 복수 개가 함께 작동될 수도 있다. In this embodiment, the discharge-side steam injector 132 and the floating steam supply 133 are connected to the plurality of chamber outlets 124, respectively, and only one of the plurality according to the inflow amount of the biomass and a predetermined operation method It may be operated, or a plurality of them may be operated together.

도면 번호 134는 상기 반응조(120)의 작동을 위해 복수 개의 위치에 고루 설Reference numeral 134 denotes a plurality of locations for the operation of the reaction tank 120.

치된 체크 밸브 등의 작동 밸브들이 작동될 수 있도록 상기 작동 밸브들에 에어를 공급하는 작동 밸브 에어 공급기이다.It is an actuating valve air supply that supplies air to the actuating valves so that actuated valves such as a fitted check valve can be actuated.

한편, 본 실시예에서 상기 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치(100)는 반응물 저장조(139)를 더 포함한다.On the other hand, in the present embodiment, the biomass solidification fuel manufacturing apparatus 100 using the subcritical water further includes a reactant storage tank (139).

상기 반응물 저장조(139)는 상기 챔버 토출구(124)와 연결되어 상기 반응 챔버(121)에서 형성된 상기 반응물이 저장되는 곳으로 저장 탱크 등이 그 예로 제시될 수 있다.The reactant storage tank 139 is connected to the chamber outlet 124 to store the reactants formed in the reaction chamber 121 , and a storage tank or the like may be presented as an example.

상기 배출 부재(140)는 상기 반응조(120)에서 형성된 상기 반응물을 배출시키는 것으로, 기상 반응물 배출기(141)와, 액상 반응물 배출기(142)와, 고상 반응물 배출기(143)와, 반응물 분리체(144)를 포함한다.The discharging member 140 discharges the reactants formed in the reaction tank 120 , and includes a gaseous reactant ejector 141 , a liquid reactant ejector 142 , a solid reactant ejector 143 , and a reactant separator 144 . ) is included.

상기 기상 반응물 배출기(141)는 상기 반응물 저장조(139)에 연결되고, 상기 반응조(120)에서 배출된 상기 반응물 중 기체 상태인 기상 반응물을 배출시키는 것으로, 전동 펌프 등이 그 예로 제시될 수 있다. The gaseous reactant discharger 141 is connected to the reactant storage tank 139 and discharges a gaseous reactant among the reactants discharged from the reaction tank 120 , and an electric pump may be presented as an example.

상기 기상 반응물 배출기(141)에 의해 배출된 상기 기상 반응물은 외부로 배출된다.The gaseous reactant discharged by the gaseous reactant discharger 141 is discharged to the outside.

이 때, 상기 반응물 저장조(139)와 상기 기상 반응물 배출기(141) 사이 또는 상기 기상 반응물 배출기(141)의 후단에는 상기 기상 반응물의 온도가 상대적으로 감온된 상태에서 배출될 수 있도록 냉각 장치(미도시)가 추가로 장착될 수 있다.At this time, between the reactant storage tank 139 and the gaseous reactant ejector 141 or at the rear end of the gaseous reactant ejector 141, a cooling device (not shown) so that the temperature of the gaseous reactant can be discharged in a relatively reduced temperature state. ) may be additionally installed.

상기 액상 반응물 배출기(142)는 상기 반응조(120)에서 배출된 상기 반응물 중 액체 상태인 액상 반응물을 배출시키는 것으로, 전동 펌프 등이 그 예로 제시될 수 있다.The liquid-phase reactant discharger 142 discharges a liquid-phase reactant among the reactants discharged from the reaction tank 120 , and an electric pump or the like may be presented as an example.

여기서, 상기 액상 반응물은 상기 반응물 중 액체 상태의 비율이 상대적으로 큰 것을 말하는 것이고, 상기 액상 반응물에 비해 상대적으로 소량이지만 상기 고상 반응물이 함께 섞일 수 있다.Here, the liquid reactant refers to a liquid having a relatively large proportion of the reactant, and although it is relatively small compared to the liquid reactant, the solid reactant may be mixed together.

상기 액상 반응물 배출기(142)에 의해 배출된 상기 액상 반응물은 점성을 가진 혼합 유체 등이 될 수 있고, 이러한 액상 반응물은 별도로 마련된 액상 반응물 보관 탱크(미도시)에 보관된다.The liquid reactant discharged by the liquid reactant ejector 142 may be a viscous mixed fluid, and the liquid reactant is stored in a separately provided liquid reactant storage tank (not shown).

본 실시예에서는 미도시되었지만, 상기 액상 반응물 배출기(142)의 후단에는 점성을 가진 혼합 유체에서 물과 기름을 분리하여 보관할 수 있도록 유수 분리기 등이 추가로 설치될 수도 있다.Although not shown in this embodiment, an oil-water separator or the like may be additionally installed at the rear end of the liquid reactant discharger 142 to separate and store water and oil from the viscous mixed fluid.

상기 고상 반응물 배출기(143)는 상기 반응조(120)에서 배출된 상기 반응물 중 고체 상태인 고상 반응물 배출시키는 것으로, 그 하부가 개방된 호퍼 형태로 형성된다.The solid reactant ejector 143 discharges a solid reactant in a solid state among the reactants discharged from the reaction tank 120 , and is formed in the form of a hopper with an open lower portion.

여기서, 상기 고상 반응물은 상기 반응물 중 고체 상태의 비율이 상대적으로 큰 것을 말하는 것이고, 상기 고상 반응물에 비해 상대적으로 소량이지만 상기 액상 반응물이 함께 섞일 수 있다.Here, the solid reactant refers to a product having a relatively large ratio of the solid state among the reactants, and although it is relatively small compared to the solid reactant, the liquid reactant may be mixed together.

상기 반응물 분리체(144)는 상기 반응조(120)에서 배출된 상기 반응물 중 액체 상태인 상기 액상 반응물과 고체 상태인 상기 고상 반응물을 서로 분리시키는 것으로, 서로 분리된 복수 개의 공간이 격자 형태로 형성된 체(strainer) 등이 그 예로 제시될 수 있다.The reactant separator 144 separates the liquid reactant in a liquid state and the solid reactant in a solid state among the reactants discharged from the reaction tank 120 from each other, and a plurality of spaces separated from each other are formed in a lattice form. (strainer) may be presented as an example.

그러면, 상기 반응물 중 상기 반응물 분리체(144)를 통과한 상기 액상 반응물은 상기 액상 반응물 배출기(142)를 통해 배출되고, 상기 반응물 중 상기 반응물 분리체(144)에 걸러진 상기 고상 반응물은 상기 고상 반응물 배출기(143)를 통해 배출된다.Then, among the reactants, the liquid reactant that has passed through the reactant separator 144 is discharged through the liquid reactant discharger 142, and the solid reactant filtered by the reactant separator 144 among the reactants is the solid reactant It is discharged through the ejector (143).

상기 고형 혼합물 형성 부재(150)는 상기 배출 부재(140)에서 배출된 상기 반응물과 고형화를 위해 요구되는 성분을 혼합하여 고형 혼합물이 형성되도록 하는 것이다.The solid mixture forming member 150 mixes the reactant discharged from the discharging member 140 with the components required for solidification to form a solid mixture.

여기서, 상기 고형화를 위해 요구되는 성분은 단단한 덩어리 물질을 만들기 위해 첨가되는 시멘트 등의 고형화를 이루기 위해 필요한 성분을 말하고, 상기 고형 혼합물은 상기 고상 반응물에 시멘트 등의 상기 고형화 성분이 혼합되어 단단한 덩어리 물질로 만들어지게 된다.Here, the component required for the solidification refers to a component necessary to achieve solidification, such as cement, which is added to make a hard mass material, and the solid mixture is a solid mass material in which the solidification component such as cement is mixed with the solid mass material will be made with

상기 고형 혼합물은 요구되는 형태, 예를 들어 펠렛(pellet)을 포함한 다양한 형태로 형성될 수 있다.The solid mixture may be formed in various forms including a desired form, for example, pellets.

상기 고형 혼합물 형성 부재(150)의 내부에는 일 방향으로 이동하는 이동 스크류(미도시)가 형성되고, 상기 고형 혼합물 형성 부재(150)의 내부로 유입된 상기 고상 반응물이 상기 이동 스크류를 따라 이동되면서 상대적으로 더 단단해지게 된다.A moving screw (not shown) moving in one direction is formed inside the solid mixture forming member 150 , and the solid reactant introduced into the solid mixture forming member 150 is moved along the moving screw. relatively stiffer.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 상기 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the biomass solidification fuel manufacturing apparatus 100 using the subcritical water according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

먼저, 상기 투입 부재(110)를 통해 대량의 상기 바이오매스를 투입한다.First, a large amount of the biomass is input through the input member 110 .

그런 다음, 상기 반응조(120)에 상기 증기 공급기(125)에서 공급되는 상기 증기를 공급하여 상기 아임계수 조건에서 반응이 일어나도록 한다.Then, the steam supplied from the steam supply 125 is supplied to the reaction tank 120 so that the reaction occurs in the subcritical water condition.

그런 다음, 상기 반응조(120)에서 형성된 상기 반응물을 상기 반응물 저장조(139)에 저장한다.Then, the reactant formed in the reaction tank 120 is stored in the reactant storage tank 139 .

상기 반응물 저장조(139)에 저장된 상기 반응물 중 상기 기상 반응물은 상기 기상 반응물 배출기(141)를 통해 배출시키고, 상기 반응물 중 상기 반응물 분리체(144)를 통과한 상기 액상 반응물은 상기 액상 반응물 배출기(142)를 통해 배출시키고, 상기 반응물 중 상기 반응물 분리체(144)에 걸러진 상기 고상 반응물은 상기 고상 반응물 배출기(143)를 통해 배출시킨다.Among the reactants stored in the reactant storage tank 139, the gaseous reactant is discharged through the gaseous reactant ejector 141, and the liquid-phase reactant that has passed through the reactant separator 144 among the reactants is the liquid-phase reactant ejector 142 ), and the solid reactant filtered by the reactant separator 144 among the reactants is discharged through the solid reactant ejector 143 .

상기 고상 반응물 배출기(143)를 통해 배출된 상기 고상 반응물은 상기 고형 혼합물 형성 부재(150)에 투입되고, 상기 고형 혼합물 형성 부재(150)는 투입된 상기 고상 반응물을 이용하여 상기 고형 혼합물을 형성한다.The solid reactant discharged through the solid reactant discharger 143 is input to the solid mixture forming member 150, and the solid mixture forming member 150 forms the solid mixture using the introduced solid reactant.

상기와 같이, 상기 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치(100)가 상기 바이오매스를 이용하여 상기 고형화 연료를 제조하는 것으로서, 상기 투입 부재(110)와, 상기 반응조(120)와, 상기 배출 부재(140) 및 상기 고형 혼합물 형성 부재(150)를 포함하고, 상기 반응조(120)에 공급되는 상기 증기가 상기 압축기(126) 및 열코일로 이루어진 상기 증기 발생기(127)에 의해 발생됨에 따라, 물을 이용한 아임계수 조건에서 상기 바이오매스를 반응시킴으로써 고형 혼합물의 회수율을 높일 수 있게 된다.As described above, the biomass solidified fuel manufacturing apparatus 100 using the subcritical water produces the solidified fuel using the biomass, and the input member 110, the reactor 120, and the discharge It includes a member 140 and the solid mixture forming member 150, and as the steam supplied to the reactor 120 is generated by the compressor 126 and the steam generator 127 comprising a thermal coil, By reacting the biomass in subcritical water conditions using water, it is possible to increase the recovery rate of the solid mixture.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, an apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water according to other embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.In carrying out this description, the description overlapping with the content already described in the above-described first embodiment of the present invention will be omitted here instead of it.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치를 구성하는 반응조의 모습을 보이는 도면이고, 도 4는 도 3의 A 부분의 단면을 확대한 확대도이다.3 is a view showing the appearance of a reactor constituting an apparatus for manufacturing biomass solidification fuel using subcritical water according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a section A of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에서는 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치가 증기 공급기에서 반응조, 더 정확하게는 반응 챔버(221)로 공급되는 증기 중 일부를 이용하여 교반기(228)를 구성하는 교반 날개(228b)의 표면에 바이오매스가 들러붙는 것이 방지되도록 하는 바이오매스 부착 방지 부재(260)를 포함한다.3 and 4 together, in this embodiment, the biomass solidification fuel manufacturing apparatus using subcritical water uses a part of the steam supplied from the steam supply to the reactor, more precisely, the reaction chamber 221, the agitator 228 ) includes a biomass adhesion preventing member 260 to prevent biomass from adhering to the surface of the stirring blade 228b constituting it.

상세히, 상기 바이오매스 부착 방지 부재(260)는 교반측 증기 유동부(261)와, 증기 유동 전환부(266)를 포함한다.In detail, the biomass adhesion preventing member 260 includes a stirring-side vapor flow unit 261 and a vapor flow conversion unit 266 .

상기 교반측 증기 유동부(261)는 고온 고압의 증기가 이동되는 증기 이동관(227a)과 교반기(228) 사이에 연결되어 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버(221)로 공급되는 증기 중 일부를 상기 교반 날개(228b)로 유동시키는 것으로, 교반기 증기 유입관(262)과, 교반축 증기 유로홀(263)과, 교반 날개 증기 유로홀(264)과, 증기 분사 노즐(265)을 포함한다.The stirring-side steam flow unit 261 is connected between a steam transfer pipe 227a through which high-temperature and high-pressure steam moves and the agitator 228, and stirs some of the steam supplied from the steam supplier to the reaction chamber 221 . The flow to the blade 228b includes a stirrer steam inlet pipe 262 , a stirring shaft steam flow path hole 263 , a stirring blade steam flow path hole 264 , and a steam injection nozzle 265 .

상기 교반기 증기 유입관(262)은 관 형태로 형성되어 상기 증기 이동관(227a)과 상기 교반기(228) 사이를 연결시키는 것으로, 상기 교반기 증기 유입관(262)을 통해 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버(221)로 공급되는 증기 중 일부가 상기 교반기(228)에 유입된다.The agitator vapor inlet pipe 262 is formed in the form of a tube to connect between the vapor moving pipe 227a and the agitator 228, and through the agitator vapor inlet pipe 262, from the steam supply to the reaction chamber ( Some of the steam supplied to the 221) is introduced into the agitator (228).

상기 교반축 증기 유로홀(263)은 상기 교반축(228a)의 중심부에서 상기 교반축(228a)의 축 방향으로 소정 길이 길게 형성되고, 상기 교반기 증기 유입관(262)과 연통되는 것이다.The stirring shaft steam passage hole 263 is formed to have a predetermined length elongated from the center of the stirring shaft 228a in the axial direction of the stirring shaft 228a, and communicates with the agitator steam inlet pipe 262 .

상기 교반 날개 증기 유로홀(264)은 상기 교반축 증기 유로홀(263)과 연통되면서 상기 교반 날개(228b)의 중심부에서 상기 교반 날개(228b)의 길이 방향을 따라 소정 길이 길게 형성된 것이다.The stirring blade steam passage hole 264 is formed to be elongated by a predetermined length from the center of the stirring blade 228b in the longitudinal direction of the stirring blade 228b while communicating with the stirring shaft steam passage hole 263 .

상기 증기 분사 노즐(265)은 상기 교반 날개(228b)의 길이 방향에 수직되게 복수 개가 이격되면서 관통 형성되고, 상기 증기 분사 노즐(265)과 연통되는 것이다.A plurality of the steam injection nozzles 265 are vertically spaced apart from each other in the longitudinal direction of the stirring blades 228b and are formed through, and communicate with the steam injection nozzles 265 .

상기 교반측 증기 유동부(261)가 상기와 같이 형성되면, 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버(221)로 공급되는 증기 중 일부는 상기 교반기 증기 유입관(262)으로 유입된 후 상기 교반축 증기 유로홀(263)과 상기 교반 날개 증기 유로홀(264)을 거쳐 상기 증기 분사 노즐(265)에서 상기 바이오매스를 향해 외측으로 분사된다.When the stirring-side steam flow part 261 is formed as described above, some of the steam supplied from the steam supplier to the reaction chamber 221 is introduced into the stirrer steam inlet pipe 262 and then the stirring shaft steam flow path It is sprayed outwardly toward the biomass from the vapor injection nozzle 265 through the hole 263 and the stirring blade vapor passage hole 264 .

상기 교반 날개 증기 유로홀(264)은 복수 개의 상기 교반 날개(228b)의 중심부에 각각 형성되고, 상기 증기 분사 노즐(265)은 상기 각 교반 날개(228b)에서 복수 개가 이격되면서 형성된다. 그러면, 상기 교반기 증기 유입관(262)으로 유입된 상기 증기가 상기 반응 챔버(221) 내부에 수용된 상기 바이오매스를 향해 고루 분사될 수 있게 된다.The stirring vane vapor passage hole 264 is formed in the center of each of the plurality of stirring blades 228b, and the steam injection nozzles 265 are formed while being spaced apart from each other in each of the stirring blades 228b. Then, the vapor introduced into the agitator vapor inlet pipe 262 may be uniformly sprayed toward the biomass accommodated in the reaction chamber 221 .

상기 증기 유동 전환부(266)는 상기 교반 날개(228b)의 외측에 형성되고, 상기 교반측 증기 유동부(261)를 통해 유동된 상기 증기가 상기 교반 날개(228b)의 외측 표면을 따라 분사되도록 하는 것으로, 증기 유동 전환 몸체(267)와, 증기 유동 가이드면(268)과, 몸체 지지체(269)와, 바이오매스 유입 방지 돌기(270)를 포함한다.The steam flow diverter 266 is formed on the outside of the stirring vane 228b, and the steam flowing through the stirring side steam flow unit 261 is sprayed along the outer surface of the stirring vane 228b. It includes a vapor flow diverting body 267 , a vapor flow guide surface 268 , a body support 269 , and a biomass inflow prevention protrusion 270 .

상기 증기 유동 전환 몸체(267)는 상기 교반 날개(228b) 중 상기 각 증기 분사 노즐(265)과 대면되는 위치에서 외측으로 소정 거리 이격되어 배치되는 것이다.The vapor flow conversion body 267 is disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance to the outside at a position facing each of the vapor injection nozzles 265 among the stirring blades 228b.

상기 증기 유동 전환 몸체(267)는 상기 증기 분사 노즐(265)의 상공을 덮을 수 있도록 상기 증기 분사 노즐(265)의 직경에 비해 상대적으로 큰 직경으로 형성된다.The vapor flow diverting body 267 is formed to have a relatively large diameter compared to the diameter of the vapor injection nozzle 265 so as to cover the upper part of the vapor injection nozzle 265 .

상기 증기 유동 가이드면(268)은 상기 증기 분사 노즐(265)과 대면되고, 상기 증기 유동 전환 몸체(267)의 내측면이 되는 일면에 형성되되, 상기 증기가 분사되는 쪽이 오목한 곡면 형태로 형성되어 상기 증기 분사 노즐(265)을 통해 분사되는 상기 증기가 상기 교반 날개(228b)의 표면 쪽으로 유동될 수 있도록 가이드하는 것이다.The steam flow guide surface 268 faces the steam injection nozzle 265 and is formed on one surface that is the inner surface of the steam flow conversion body 267, and the steam injection side is formed in a concave curved shape. It is to guide the steam injected through the steam injection nozzle 265 to flow toward the surface of the stirring blade (228b).

상기 몸체 지지체(269)는 상기 교발 날개와 상기 증기 유동 전환 몸체(267) 사이에 연결되어 상기 증기 유동 전환 몸체(267)를 지지하는 것이다.The body support 269 is connected between the swing blade and the vapor flow diverting body 267 to support the vapor flow diverting body 267 .

상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)는 상기 반응 챔버(221) 내에서 상기 교반기(228)에 의해 교반되는 상기 바이오매스가 상기 증기 분사 노즐(265) 쪽으로 유입되는 것이 방지되도록 하는 것이다.The biomass inflow prevention protrusion 270 prevents the biomass stirred by the agitator 228 from flowing into the vapor injection nozzle 265 in the reaction chamber 221 .

상세히, 상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)는 상기 증기 분사 노즐(265)의 가장자리에서 소정 길이로 돌출되되, 외측으로 갈수록 점진적으로 뾰족해지는 형태로 형성된다.In detail, the biomass inflow prevention protrusion 270 protrudes from the edge of the vapor injection nozzle 265 to a predetermined length, and is formed in a shape that gradually becomes sharper toward the outside.

또한, 상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)의 내면 및 외면은 상기 증기 분사 노즐(265)에서 상기 증기 유동 전환 몸체(267)의 말단으로 갈수록 상기 상기 증기 유동 전환 몸체(267)의 말단 쪽을 향해 굽어진 곡면 형태로 형성된다.In addition, the inner and outer surfaces of the biomass inflow prevention protrusion 270 are directed toward the distal end of the vapor flow diverting body 267 from the vapor injection nozzle 265 toward the distal end of the vapor flow diverting body 267 . It is formed in the shape of a curved curved surface.

그러면, 상기 증기 분사 노즐(265)에서 분사되는 상기 증기 중 적어도 일부는 상기 증기 유동 가이드면(268)에 의해 가이드되고, 상기 증기 분사 노즐(265)에서 분사되는 상기 증기 중 다른 일부는 상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)의 내면에 가이드되면서 상기 증기 유동 전환 몸체(267)의 말단 쪽으로 이동될 수 있어, 상기 증기가 확산되면서 분사될 수 있는 반면, 상기 교반 날개(228b)의 외측에 있는 상기 바이오매스는 상기 증기 유동 전환 몸체(267)의 내부로 유입되다가 상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)의 외면에 의해 차단될 수 있게 된다.Then, at least a part of the vapor injected from the vapor injection nozzle 265 is guided by the vapor flow guide surface 268 , and another part of the vapor injected from the vapor injection nozzle 265 is the biomass. While being guided by the inner surface of the inflow prevention protrusion 270, it can be moved toward the distal end of the vapor flow conversion body 267, so that the vapor can be sprayed while spreading, while the bio on the outside of the stirring blade 228b The mass flows into the inside of the vapor flow conversion body 267 and can be blocked by the outer surface of the biomass inflow prevention protrusion 270 .

상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)가 상기와 같이 형성되면, 상기 교반 날개(228b)의 표면과 상기 증기 유동 전환 몸체(267) 사이의 이격 공간이 상대적으로 좁아지게 되고, 그에 따라 상기 교반 날개(228b)의 표면과 상기 증기 유동 전환 몸체(267) 사이의 이격 공간을 통한 상기 바이오매스의 유입이 상기 바이오매스 유입 방지 돌기(270)에 의해 차단될 수 있다.When the biomass inflow prevention protrusion 270 is formed as described above, the separation space between the surface of the stirring blade 228b and the vapor flow conversion body 267 becomes relatively narrow, and accordingly, the stirring blade ( The inflow of the biomass through the space between the surface of 228b) and the vapor flow diverting body 267 may be blocked by the biomass inflow prevention protrusion 270 .

상기 바이오매스 부착 방지 부재(260)가 상기와 같이 구성됨으로써, 상기 교반기(228)가 회전되면서 상기 바이오매스의 교반이 수행되는 동안 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버(221)로 공급되는 고온 고압의 상기 증기 중 일부가 상기 교반기 증기 유입관(262)으로 유입된 후 상기 교반축 증기 유로홀(263)과 상기 교반 날개 증기 유로홀(264)을 거쳐 상기 증기 분사 노즐(265)에서 분사되고, 상기 증기 분사 노즐(265)에서 분사된 상기 증기는 상기 증기 유동 가이드면(268)에 부딪힌 후 상기 증기 유동 가이드면(268)에 의해 가이드되어 상기 교반 날개(228b)의 표면 쪽으로 유동됨으로써 상기 바이오매스에 대한 교반 중 상기 바이오매스가 상기 교반 날개(228b)에 임의로 들러붙는 것(부착되는 것)이 방지될 수 있게 된다.As the biomass adhesion preventing member 260 is configured as described above, the high temperature and high pressure supplied from the vapor supplier to the reaction chamber 221 while the agitator 228 is rotated while stirring the biomass is performed. After some of the steam is introduced into the agitator steam inlet pipe 262, it is injected from the steam injection nozzle 265 through the stirring shaft steam flow path hole 263 and the stirring blade steam flow path hole 264, and the steam The steam injected from the injection nozzle 265 collides with the vapor flow guide surface 268 and then is guided by the vapor flow guide surface 268 and flows toward the surface of the stirring blade 228b, so that the biomass It is possible to prevent the biomass from randomly adhering (adhering) to the stirring blade 228b during stirring.

본 실시예에서는 복수 개로 이루어진 상기 각 증기 분사 노즐(265)에서 분사되는 상기 증기가 상기 각 증기 유동 가이드면(268)에 의해 상기 교반 날개(228b)의 표면 쪽으로 동시에 유동됨에 따라 상기 증기가 상기 교반 날개(228b)를 전체적으로 둘러싸게 되고, 그에 따라 교반이 이루어지고 있는 상기 바이오매스의 들러붙음을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.In this embodiment, as the steam injected from each of the plurality of steam injection nozzles 265 is simultaneously flowed toward the surface of the stirring blade 228b by the respective steam flow guide surfaces 268, the steam is stirred. The wing 228b is completely surrounded, and thus, it is possible to effectively prevent the biomass from sticking while being stirred.

상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.In the above, the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments, but those skilled in the art can variously modify the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. and can be changed. However, it is intended to clearly state that all such modifications and variations are included within the scope of the present invention.

본 발명의 일 측면에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 의하면, According to the apparatus for manufacturing biomass solidified fuel using subcritical water according to an aspect of the present invention,

본 발명의 일 측면에 따른 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치에 의하면, 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치가 바이오매스를 이용하여 고형화 연료를 제조하는 것으로서, 투입 부재와, 반응조와, 배출 부재 및 고형 혼합물 형성 부재를 포함함에 따라, 물을 이용하되 아임계수 조건에서 상기 바이오매스를 반응시킴으로써 고형 혼합물의 회수율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.According to the apparatus for producing a biomass solidified fuel using subcritical water according to an aspect of the present invention, the apparatus for producing a biomass solidified fuel using subcritical water is to produce a solidified fuel using biomass, an input member, a reaction tank, By including the discharge member and the solid mixture forming member, there is an effect that the recovery rate of the solid mixture can be increased by reacting the biomass in subcritical water conditions using water.

이루어질 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.Therefore, it can be said that the industrial applicability is high.

100 : 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 장치
110 : 투입 부재 120 : 반응조
121 : 반응 챔버 122 : 챔버 단열재
123 : 챔버 유입구 124 : 챔버 토출구
125 : 증기 공급기 128 : 교반기
130 : 회전력 공급 수단 131 : 유입측 스팀 분사기
132 : 토출측 스팀 분사기 133 : 부상 스팀 공급기
135 : 증기 배출기 260 : 바이오매스 부착 방지 부재
100: biomass solidification fuel device using subcritical water
110: input member 120: reaction tank
121: reaction chamber 122: chamber insulation
123: chamber inlet 124: chamber outlet
125: steam supply 128: agitator
130: torque supply means 131: inlet side steam injector
132: discharge side steam injector 133: floating steam supply
135: vapor ejector 260: biomass adhesion prevention member

Claims (4)

바이오매스를 이용하여 고형화 연료를 제조하는 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치로서,
상기 바이오매스가 투입되는 투입 부재;
상기 투입 부재로부터 투입된 상기 바이오매스를 아임계수 조건으로 반응시켜 반응물이 형성되도록 하는 반응조;
상기 반응조에서 형성된 상기 반응물을 배출시키는 배출 부재; 및
상기 배출 부재에서 배출된 상기 반응물과 고형화를 위해 요구되는 성분을 혼합하여 고형 혼합물이 형성되도록 하는 고형 혼합물 형성 부재;를 포함하고,
상기 반응조는
상기 바이오매스가 수용되어 상기 반응물이 형성되는 반응 챔버와,
상기 반응 챔버를 단열시키기 위해 상기 반응 챔버의 외부를 둘러싸는 챔버 단열재와,
상기 반응 챔버의 상측부에 연결되어 상기 투입 부재로부터 투입된 상기 바이오매스가 상기 반응 챔버의 내부로 유입되도록 하는 챔버 유입구와,
상기 반응 챔버의 하측부에 연결되어 상기 반응 챔버에서 형성된 상기 반응물을 토출시키고, 복수 개로 이루어지는 챔버 토출구와,
상기 반응 챔버에 수용된 상기 바이오매스가 상기 아임계수 조건에서 반응될 수 있도록 상기 반응 챔버의 내부로 증기를 공급해주는 증기 공급기와,
상기 반응 챔버의 내부에 수용된 상기 바이오매스를 교반시켜 주는 교반기와,
상기 교반기가 회전될 수 있게 상기 교반기에 회전력을 공급하는 회전력 공급 수단과,
상기 반응 챔버에서 상기 반응물이 형성된 후 상기 반응 챔버의 내부에서 상기 증기를 배출시키되, 상기 반응 챔버의 내부로 공급될 때의 온도 및 압력에 비해 상대적으로 낮은 온도 및 압력인 상태로 배출시키는 증기 배출기와,
상기 챔버 유입구에 연결되어 상기 챔버 유입구로 유입되는 상기 바이오매스가 상기 챔버 유입구에 고착되는 것이 방지되도록 스팀을 분사시키는 유입측 스팀 분사기와,
상기 챔버 토출구에 연결되어 상기 챔버 토출구에서 토출되는 상기 반응물이 상기 챔버 토출구에 고착되는 것이 방지되도록 스팀을 분사시키는 토출측 스팀 분사기와,
상기 챔버 토출구에 연결되고, 상기 반응 챔버 내부에서 상기 바이오매스가 상기 반응물로 형성되는 동안, 상기 반응 챔버의 내측 하부에 있는 것들이 상기 반응 챔버의 내부 공간 쪽으로 부상될 수 있도록 상기 챔버 토출구를 통해 스팀을 공급해 주는 부상 스팀 공급기를 포함하고,
상기 유입측 스팀 분사기에서 분사되는 상기 스팀 및 상기 토출측 스팀 분사기에서 분사되는 상기 스팀의 압력은 상기 증기 공급기에서 공급되는 상기 증기의 압력에 비해 상대적으로 낮고,
상기 부상 스팀 공급기에서 공급되는 상기 스팀의 압력은 상기 증기 공급기에서 공급되는 상기 증기의 압력에 비해 상대적으로 낮고,
상기 유입측 스팀 분사기 및 상기 토출측 스팀 분사기에서 분사되는 상기 스팀의 압력은 5기압이 되고,
상기 부상 스팀 공급기는 150 내지 200℃의 온도와 5기압의 압력을 가진 상기 스팀을 상기 챔버 토출구를 통해 상기 반응 챔버의 내부 공간으로 공급하고,
상기 증기 공급기는
외부로부터 공급되는 물을 고압으로 압축시키는 압축기와,
상기 압축기와 연결되고, 상기 압축기에 의해 형성된 고압의 물에 열을 공급하는 열코일(heatcoil)로 이루어져 고압이면서 고온인 상태의 상기 증기를 발생시키는 증기 발생기와,
상기 증기 발생기 및 상기 반응 챔버 사이에 연결되어 상기 압축기 및 상기 증기 발생기에 의해 형성된 고압이면서 고온인 상태의 상기 증기를 상기 반응 챔버로 이동시키는 증기 이동관을 포함하고,
상기 배출 부재는
상기 반응조에서 배출된 상기 반응물 중 기체 상태인 기상 반응물을 배출시키는 기상 반응물 배출기와,
상기 반응조에서 배출된 상기 반응물 중 액체 상태인 액상 반응물을 배출시키는 액상 반응물 배출기와,
상기 반응조에서 배출된 상기 반응물 중 고체 상태인 고상 반응물을 배출시키는 고상 반응물 배출기와,
상기 반응조에서 배출된 상기 반응물 중 상기 액상 반응물과 상기 고상 반응물을 서로 분리시키는 반응물 분리체를 포함하고,
상기 교반기는 교반축과 교반 날개를 포함하고,
상기 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치는
상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버로 공급되는 상기 증기 중 일부를 이용하여 상기 교반 날개의 표면에 상기 바이오매스가 들러붙는 것이 방지되도록 하는 바이오매스 부착 방지 부재;를 포함하고,
상기 바이오매스 부착 방지 부재는
상기 증기 이동관과 상기 교반기 사이에 연결되어 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버로 공급되는 상기 증기 중 일부를 상기 교반 날개로 유동시키는 교반측 증기 유동부와,
상기 교반 날개의 외측에 형성되고, 상기 교반측 증기 유동부를 통해 유동된 상기 증기가 상기 교반 날개의 외측 표면을 따라 분사되도록 하는 증기 유동 전환부를 포함하고,
상기 교반측 증기 유동부는
상기 증기 이동관과 상기 교반기 사이를 연결시키는 교반기 증기 유입관과,
상기 교반축의 중심부에서 상기 교반축의 축 방향으로 소정 길이 길게 형성되고, 상기 교반기 증기 유입관과 연통되는 교반축 증기 유로홀과,
상기 교반축 증기 유로홀과 연통되면서 상기 교반 날개의 중심부에서 상기 교반 날개의 길이 방향을 따라 소정 길기 길게 형성된 교반 날개 증기 유로홀과,
상기 교반 날개의 길이 방향에 수직되게 복수 개가 이격되면서 관통 형성되고, 상기 교반 날개 증기 유로홀과 연통되는 증기 분사 노즐을 포함하고,
상기 증기 유동 전환부는
상기 교반 날개 중 상기 각 증기 분사 노즐과 대면되는 위치에서 외측으로 소정 거리 이격되어 배치되는 증기 유동 전환 몸체와,
상기 증기 분사 노즐과 대면되고, 상기 증기 유동 전환 몸체의 내측면에 형성되되, 오목한 곡면 형태로 형성되어 상기 증기 분사 노즐을 통해 분사되는 상기 증기가 상기 교반 날개의 표면 쪽으로 유동될 수 있도록 가이드하는 증기 유동 가이드면과,
상기 교반 날개와 상기 증기 유동 전환 몸체 사이에 연결되어 상기 증기 유동 전환 몸체를 지지하는 몸체 지지체와,
상기 반응 챔버 내에서 상기 교반기에 의해 교반되는 상기 바이오매스가 상기 증기 분사 노즐 쪽으로 유입되는 것이 방지되도록 하는 바이오매스 유입 방지 돌기를 포함하고,
상기 바이오매스 유입 방지 돌기는 상기 증기 분사 노즐의 가장자리에서 소정 길이로 돌출되되, 외측으로 갈수록 점진적으로 뾰족해지는 형태로 형성되고,
상기 바이오매스 유입 방지 돌기의 내면 및 외면은 상기 증기 분사 노즐에서 상기 증기 유동 전환 몸체의 말단으로 갈수록 상기 상기 증기 유동 전환 몸체의 말단 쪽을 향해 굽어진 곡면 형태로 형성되고,
상기 교반기가 회전되면서 상기 바이오매스의 교반이 수행되는 동안 상기 증기 공급기에서 상기 반응 챔버로 공급되는 고온 고압의 상기 증기 중 일부가 상기 교반기 증기 유입관으로 유입된 후 상기 교반축 증기 유로홀과 상기 교반 날개 증기 유로홀을 거쳐 상기 증기 분사 노즐에서 분사되고, 상기 증기 분사 노즐에서 분사된 상기 증기는 상기 증기 유동 가이드면에 부딪힌 후 상기 증기 유동 가이드면에 의해 가이드되어 상기 교반 날개의 표면 쪽으로 유동됨으로써 상기 바이오매스에 대한 교반 중 상기 바이오매스가 상기 교반 날개에 임의로 들러붙는 것이 방지될 수 있는 것을 특징으로 하는 아임계수를 이용한 바이오매스 고형화 연료 제조 장치.
As a biomass solidified fuel manufacturing apparatus using subcritical water for manufacturing a solidified fuel using biomass,
an input member into which the biomass is input;
a reactor for reacting the biomass input from the input member under subcritical water conditions to form a reactant;
a discharge member for discharging the reactants formed in the reaction tank; and
a solid mixture forming member for mixing the reactant discharged from the discharging member and a component required for solidification to form a solid mixture;
The reactor is
a reaction chamber in which the biomass is received and the reactant is formed;
a chamber insulator surrounding the outside of the reaction chamber to insulate the reaction chamber;
a chamber inlet connected to the upper side of the reaction chamber so that the biomass input from the input member flows into the reaction chamber;
a chamber outlet connected to the lower portion of the reaction chamber to discharge the reactants formed in the reaction chamber, and comprising a plurality of chamber outlets;
a vapor supplier for supplying vapor into the reaction chamber so that the biomass accommodated in the reaction chamber can be reacted in the subcritical water condition;
A stirrer for agitating the biomass accommodated in the reaction chamber;
rotational force supply means for supplying rotational force to the stirrer so that the stirrer can be rotated;
A vapor ejector for discharging the vapor from the inside of the reaction chamber after the reactants are formed in the reaction chamber, and for discharging at a relatively low temperature and pressure compared to the temperature and pressure when supplied to the interior of the reaction chamber; ,
an inlet steam injector connected to the chamber inlet to inject steam to prevent the biomass flowing into the chamber inlet from sticking to the chamber inlet;
a discharge-side steam injector connected to the chamber outlet and spraying steam to prevent the reactants discharged from the chamber outlet from adhering to the chamber outlet;
It is connected to the chamber outlet, and while the biomass is formed as the reactant in the reaction chamber, steam is supplied through the chamber outlet so that things in the lower inner side of the reaction chamber can float toward the inner space of the reaction chamber. Including a floating steam supply to supply,
The pressure of the steam injected from the inlet side steam injector and the steam injected from the discharge side steam injector is relatively low compared to the pressure of the steam supplied from the steam supplier,
The pressure of the steam supplied from the floating steam supply is relatively low compared to the pressure of the steam supplied from the steam supply,
The pressure of the steam injected from the inlet side steam injector and the discharge side steam injector becomes 5 atm,
The floating steam supplier supplies the steam having a temperature of 150 to 200 °C and a pressure of 5 atm to the internal space of the reaction chamber through the chamber outlet,
the steam supply
A compressor that compresses water supplied from the outside to a high pressure;
a steam generator connected to the compressor and comprising a heat coil for supplying heat to the high-pressure water formed by the compressor to generate the steam in a high-pressure and high-temperature state;
A vapor transfer pipe connected between the steam generator and the reaction chamber to move the high-pressure and high-temperature steam formed by the compressor and the steam generator to the reaction chamber,
The discharge member is
a gaseous reactant discharger for discharging a gaseous reactant among the reactants discharged from the reaction tank;
a liquid reactant discharger for discharging a liquid phase reactant among the reactants discharged from the reaction tank;
a solid reactant discharger for discharging a solid reactant in a solid state among the reactants discharged from the reaction tank;
and a reactant separator for separating the liquid reactant and the solid reactant among the reactants discharged from the reactor,
The stirrer includes a stirring shaft and stirring blades,
The biomass solidification fuel manufacturing apparatus using the subcritical water is
and a biomass adhesion preventing member for preventing the biomass from adhering to the surface of the stirring blade by using a portion of the vapor supplied from the vapor supplier to the reaction chamber;
The biomass adhesion prevention member is
A stirring-side steam flow part connected between the steam moving pipe and the stirrer to flow some of the steam supplied from the steam supply to the reaction chamber to the stirring blades;
It is formed on the outer side of the stirring vane, and comprises a vapor flow diverter that allows the steam flowing through the stirring side steam flow unit to be sprayed along the outer surface of the stirring vane,
The stirring side vapor flow portion
a stirrer vapor inlet pipe connecting between the steam moving pipe and the stirrer;
A stirring shaft steam passage hole formed to be elongated by a predetermined length in the axial direction of the stirring shaft from the center of the stirring shaft and communicating with the stirrer steam inlet pipe;
A stirring blade steam passage hole formed to be elongated by a predetermined length in the longitudinal direction of the stirring blade at the center of the stirring blade while communicating with the stirring shaft steam passage hole;
A plurality of vertically spaced apart in the longitudinal direction of the stirring blades are formed through, and include a steam injection nozzle communicating with the stirring blade steam passage hole,
The vapor flow conversion unit
a steam flow diverting body disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance to the outside from a position facing each of the steam injection nozzles among the stirring blades;
The steam facing the steam injection nozzle and formed on the inner surface of the steam flow conversion body, formed in a concave curved shape to guide the steam injected through the steam injection nozzle to flow toward the surface of the stirring vane. a flow guide surface;
a body support connected between the stirring vane and the vapor flow diverting body to support the vapor flow diverting body;
and a biomass inflow prevention protrusion that prevents the biomass stirred by the agitator from flowing into the vapor injection nozzle in the reaction chamber,
The biomass inflow prevention protrusion protrudes from the edge of the vapor injection nozzle to a predetermined length, and is formed in a shape that gradually becomes sharper toward the outside,
The inner and outer surfaces of the biomass inflow prevention protrusion are formed in a curved shape curved toward the distal end of the vapor flow diverting body from the vapor injection nozzle toward the end of the vapor flow diverting body,
While the stirring of the biomass is performed while the agitator is rotated, a part of the high-temperature and high-pressure steam supplied from the steam supplier to the reaction chamber is introduced into the stirrer steam inlet pipe, and then the stirring shaft steam passage hole and the stirring The steam is injected from the steam injection nozzle through the wing steam passage hole, and the steam injected from the steam injection nozzle collides with the steam flow guide surface, is guided by the steam flow guide surface, and flows toward the surface of the stirring blade. Biomass solidification fuel manufacturing apparatus using subcritical water, characterized in that it can be prevented that the biomass randomly adheres to the stirring blades during stirring for the biomass.
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