KR102433328B1 - Circulating fluidized bed system capable of controlling the flow of bed materials - Google Patents

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KR102433328B1 KR1020200131341A KR20200131341A KR102433328B1 KR 102433328 B1 KR102433328 B1 KR 102433328B1 KR 1020200131341 A KR1020200131341 A KR 1020200131341A KR 20200131341 A KR20200131341 A KR 20200131341A KR 102433328 B1 KR102433328 B1 KR 102433328B1
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Abstract

본 발명은 내부에 층물질(M)이 위치되며, 자성입자(P)가 주입되는 자성입자 주입구(130)를 포함하는 반응기(100); 상기 반응기(100)와 연통되어 층물질(M)을 포집하는 사이클론(200); 상기 사이클론(200)과 상기 반응기(100) 사이에 위치되며, 일측이 상기 사이클론(200)과 연통되고, 타측이 상기 반응기(100)과 연통되는 루프실(300); 상기 반응기(100)와 상기 사이클론(200) 사이에 위치되는 제1 유로(410); 및 상기 제1 유로(410) 상에 위치되며, 층물질(M) 및 자성입자(P)의 상기 제1 유로(410) 내 유동 방향과 각도를 이루도록 전자기장을 인가하는 제1 전자기장 발생기(510); 를 포함하는, 시스템에 관한 것이다.The present invention is a reactor 100 including a magnetic particle inlet 130 into which the layer material (M) is located, the magnetic particles (P) are injected; Cyclone 200 communicating with the reactor 100 to collect the layer material (M); a loop seal 300 positioned between the cyclone 200 and the reactor 100, one side communicating with the cyclone 200, and the other side communicating with the reactor 100; a first flow path 410 positioned between the reactor 100 and the cyclone 200; and a first electromagnetic field generator 510 positioned on the first flow path 410 and applying an electromagnetic field to form an angle with the flow direction in the first flow path 410 of the layer material (M) and the magnetic particles (P). ; It relates to a system comprising:

Description

층물질의 유동 제어 가능한 순환 유동층 시스템{Circulating fluidized bed system capable of controlling the flow of bed materials}Circulating fluidized bed system capable of controlling the flow of bed materials

본 발명은 층물질의 유동 제어 가능한 순환 유동층 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a circulating fluidized bed system capable of controlling the flow of bed material.

유동층 반응기는 층물질을 유동화시켜 반응기 내부의 반응성을 균일하게 하는데 목적이 있으며, 열분해, 배가스화 및 연소, 그리고 촉매 반응기 등 다양한 분야에서 해당 기술이 사용되고 있다. 이 중, 순환 유동층 반응기는 층물질을 유동화시켜 사이클론과 루프실(Loop seal)을 거쳐 다시 유동층 반응기 내로 유입시켜 순환하는 기술이다. The fluidized bed reactor aims to uniform the reactivity inside the reactor by fluidizing the bed material, and the technology is used in various fields such as pyrolysis, flue-gasification and combustion, and catalytic reactors. Among them, the circulating fluidized bed reactor is a technology that fluidizes the bed material, flows it back into the fluidized bed reactor through a cyclone and a loop seal, and circulates it.

순환 유동층 반응기에서 사용되는 작은 입도의 층물질은 반응성이 우수하고 열전달 효과가 높으나, 비산이 잘되는 바 사이클론에서 포집되는 효율이 낮고 층물질이 열 교환실로 이동되어 층물질이 유실된다. 이에 따라, 순환 유동층 반응기에서 층물질 유실에 따라, 연소 효율 감소, 층물질 순환에 따른 효율 저하 및 내부 순환율의 감소 등과 같은 문제가 야기된다. 또한, 층물질을 다시 충진하는데에 따른 작업량이 상승하는 문제가 있다.The bed material with a small particle size used in the circulating fluidized bed reactor has excellent reactivity and a high heat transfer effect, but the efficiency of collection in the cyclone is low as it scatters well, and the bed material is lost because the bed material is moved to the heat exchange chamber. Accordingly, according to the loss of the bed material in the circulating fluidized bed reactor, problems such as a decrease in combustion efficiency, a decrease in efficiency due to the circulation of the bed material, and a decrease in the internal circulation rate are caused. In addition, there is a problem in that the amount of work increases due to the refilling of the layer material.

순환 과정에서 비산된 층물질을 다시 반응기 내로 유입시키는 것과 배가스와 함께 열 교환실로 유입되는 작은 입도의 층물질의 유실을 막는 것이 중요하고, 이는 설비 운영 효율에 직접적인 연관성을 가지게 된다.It is important to introduce the scattered bed material back into the reactor during the circulation process and to prevent the loss of the bed material with a small particle size flowing into the heat exchange chamber together with the exhaust, which has a direct relationship to the facility operation efficiency.

이를 해결하기 위해서는, 층물질을 제어하여야 하나, 층물질을 제어함에 있어 제어 변수가 한정되어 사용자가 원하는 영역에서의 층물질을 제어하는데 있어 어려움이 있다. 또한, 순환 유동층의 경우 층물질의 순환에 의해 운전되며 그에 따라 사이클론의 성능이 중요하나 운전 변화에 따른 사이클론의 효율 변화가 매우 큰 바, 사이클론의 효율을 높이는 것에 한계가 있으며, 유실을 감소시키기 위해 비산 정도를 감소시키게 되면 반응기 효율과 층물질 순환량에 문제를 야기한다.In order to solve this problem, it is necessary to control the layer material, but control variables are limited in controlling the layer material, so it is difficult to control the layer material in the area desired by the user. In addition, in the case of a circulating fluidized bed, it is operated by the circulation of the layer material, and accordingly, the performance of the cyclone is important, but the efficiency change of the cyclone according to the operation change is very large. Reducing the degree of scattering causes problems in reactor efficiency and bed material circulation.

예를 들어, 도 1을 참조하면, 종래의 반응기가 도시된다. 종래의 반응기는, 반응기(1), 사이클론(2), 루프실(3) 및 열 교환실(4)를 포함한다. 반응기(1)는 층물질을 포함하며, 층물질은 연료와 산화제가 주입되어 연소된 후 발생되는 배가스와 함께 사이클론(2)으로 유동한다. 사이클론(2)에서 층물질을 포집하여야 하나, 층물질 중 일부는 배가스와 함께 열 교환실(4)를 통해 유동된다. 열 교환실(4)로 유동된 층물질은 유실되는 바, 층물질 순환량이 감소되어 반응기 효율이 감소되는 문제점이 발생한다.For example, referring to FIG. 1 , a conventional reactor is shown. A conventional reactor comprises a reactor (1), a cyclone (2), a loop chamber (3) and a heat exchange chamber (4). The reactor 1 includes a bed material, and the bed material flows into the cyclone 2 together with the exhaust gas generated after fuel and an oxidizing agent are injected and burned. The bed material must be collected in the cyclone (2), but some of the bed material flows through the heat exchange chamber (4) together with the exhaust. Since the bed material flowing into the heat exchange chamber 4 is lost, the circulating amount of the bed material is reduced, resulting in a decrease in reactor efficiency.

(특허문헌 1) 한국공개특허공보 제10-2019-0137670호(Patent Document 1) Korean Patent Publication No. 10-2019-0137670

(특허문헌 2) 일본등록특허공보 제3396328호(Patent Document 2) Japanese Patent Publication No. 3396328

(특허문헌 3) 한국공개특허공보 제10-2020-0025034호(Patent Document 3) Korean Patent Publication No. 10-2020-0025034

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems.

구체적으로, 본 발명은 순환 유동층 반응기에서 층물질이 유실되는 것을 방지하고, 층물질의 순환율을 증가시키기 위함이다.Specifically, the present invention is to prevent the loss of the bed material in the circulating fluidized bed reactor and to increase the circulation rate of the bed material.

또한, 본 발명은 층물질로 자성입자를 혼합하여 사용함으로서, 층물질의 유동화 정도를 제어하기 위함이다.In addition, the present invention is to control the degree of fluidization of the layer material by mixing and using magnetic particles as the layer material.

또한, 본 발명은 사이클론 내로 유입되는 입자의 유동 제어를 통해, 순환 유동층 반응기의 효율을 증가시키고 사이클론의 효율을 증가시키기 위함이다.In addition, the present invention is to increase the efficiency of the circulating fluidized bed reactor and increase the efficiency of the cyclone by controlling the flow of particles introduced into the cyclone.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 내부에 층물질(M)이 위치되며, 자성입자(P)가 주입되는 자성입자 주입구(130)를 포함하는 반응기(100);상기 반응기(100)와 연통되어 층물질(M)을 포집하는 사이클론(200);상기 사이클론(200)과 상기 반응기(100) 사이에 위치되며, 일측이 상기 사이클론(200)과 연통되고, 타측이 상기 반응기(100)과 연통되는 루프실(Loop seal)(300);상기 반응기(100)와 상기 사이클론(200) 사이에 위치되는 제1 유로(410); 및 상기 제1 유로(410) 상에 위치되며, 층물질(M) 및 자성입자(P)의 상기 제1 유로(410) 내 유동 방향과 각도를 이루도록 전자기장을 인가하는 제1 전자기장 발생기(510); 를 포함하는, 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention for solving the above problems, the layer material (M) is located therein, the reactor 100 including a magnetic particle injection port 130 into which the magnetic particles (P) are injected; Cyclone 200 communicating with the reactor 100 to collect the layer material (M); Located between the cyclone 200 and the reactor 100, one side is in communication with the cyclone 200, the other side is the A loop seal (300) communicating with the reactor (100); A first flow path (410) located between the reactor (100) and the cyclone (200); and a first electromagnetic field generator 510 positioned on the first flow path 410 and applying an electromagnetic field to form an angle with the flow direction in the first flow path 410 of the layer material (M) and the magnetic particles (P). ; It provides a system comprising:

일 실시예는, 상기 루프실(300)과 연통되며, 상기 자성입자 주입구(130)로 자성입자(P)를 주입하는 자성입자 챔버(600);상기 루프실(300)과 상기 자성입자 챔버(600) 사이에 위치되는 제2 유로(420); 및 상기 제2 유로(420) 상에 위치되는 제2 전자기장 발생기(520); 를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a magnetic particle chamber 600 communicating with the loop seal 300 and injecting magnetic particles P into the magnetic particle injection hole 130; the loop seal 300 and the magnetic particle chamber ( 600) a second flow path 420 located between; and a second electromagnetic field generator 520 positioned on the second flow path 420 ; may further include.

일 실시예는, 상기 사이클론(200)의 개수는 층물질(M)의 입도 개수에 따라 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the number of the cyclones 200 may be one or more depending on the number of particle sizes of the layer material (M).

일 실시예는, 상기 사이클론(200)은 제1 사이클론(210)과 제2 사이클론(220)을 포함하며, 상기 루프실(300)은 상기 제1 사이클론(210)과 상기 제2 사이클론(220)과 각각 연통되고, 상기 자성입자 주입구(130)는 상기 제1 사이클론(210)의 상기 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성되는 제1 자성입자 주입구(131); 및 상기 제2 사이클론(220)의 상기 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성되는 제2 자성입자 주입구(132);를 포함할 수 있다.In one embodiment, the cyclone 200 includes a first cyclone 210 and a second cyclone 220 , and the loop seal 300 includes the first cyclone 210 and the second cyclone 220 . a first magnetic particle inlet 131 which is in communication with each, and the magnetic particle inlet 130 is formed to correspond to the height of the first cyclone 210 on the reactor 100; and a second magnetic particle inlet 132 formed to correspond to the height of the second cyclone 220 on the reactor 100 .

일 실시예는, 상기 제1 사이클론(210)의 높이가 상기 제2 사이클론(220)의 높이보다 높고, 상기 제1 사이클론(210)에 포집되는 층물질(M)의 입도가 상기 제2 사이클론(220)에 포집되는 층물질(M)의 입도보다 작을 수 있다.In one embodiment, the height of the first cyclone 210 is higher than the height of the second cyclone 220, and the particle size of the layer material M collected in the first cyclone 210 is the second cyclone ( 220) may be smaller than the particle size of the layer material (M) collected.

일 실시예는, 상기 제1 전자기장 발생기(510)는 전자기장을 인가하고, 층물질(M)은 자성입자(P)의 유동에 의해 유도 유동될 수 있다.In one embodiment, the first electromagnetic field generator 510 applies an electromagnetic field, and the layer material (M) may be induced to flow by the flow of the magnetic particles (P).

일 실시예는, 상기 제2 전자기장 발생기(520)는 전자기장을 인가하여 자성입자(P)를 상기 자성입자 챔버(600)로 유동시켜, 자성입자(P)와 층물질(M)을 분리할 수 있다.In one embodiment, the second electromagnetic field generator 520 applies an electromagnetic field to flow the magnetic particles (P) into the magnetic particle chamber 600 to separate the magnetic particles (P) and the layer material (M). have.

일 실시예는, 상기 자성입자 챔버(600)와 상기 자성입자 주입구(130)와 연결되어 자성입자(P)를 상기 반응기(110) 내측에 공급하는 제3 유로(430);를 더 포함할 수 있다.An embodiment may further include a third flow path 430 connected to the magnetic particle chamber 600 and the magnetic particle inlet 130 to supply the magnetic particles P to the inside of the reactor 110 ; have.

일 실시예는, 층물질(M)의 입도에 비례하여, 자성입자(P)의 투입 유량이 제어될 수 있다.In one embodiment, in proportion to the particle size of the layer material (M), the input flow rate of the magnetic particles (P) may be controlled.

일 실시예는, 상기 사이클론(200)과 연통되는 열 교환실(700); 를 더 포함하고, 상기 반응기(100)는, 연료 주입구(110)와 산화제 주입구(120)를 포함하고, 상기 제1 사이클론(210)과 상기 열 교환실(700)에 사이에 위치되는 제4 유로(440)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the heat exchange chamber 700 in communication with the cyclone 200; Further comprising, the reactor 100 includes a fuel inlet 110 and an oxidant inlet 120, and a fourth flow path positioned between the first cyclone 210 and the heat exchange chamber 700 ( 440) may be further included.

본 발명에 따라, 다음과 같은 효과가 달성된다. According to the present invention, the following effects are achieved.

본 발명은 순환 유동층 반응기에서 층물질이 유실되는 것을 방지하고, 층물질의 순환율을 증가시킬 수 있다.The present invention can prevent the bed material from being lost in the circulating fluidized bed reactor and increase the circulation rate of the bed material.

또한, 본 발명은 층물질로 자성입자를 혼합하여 사용함으로서, 층물질의 유동화 정도를 제어할 수 있다.In addition, the present invention can control the degree of fluidization of the layer material by mixing and using magnetic particles as the layer material.

또한, 본 발명은 사이클론 내로 유입되는 입자의 유동 제어를 통해, 순환 유동층 반응기의 효율을 증가시키고 사이클론의 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the efficiency of the circulating fluidized bed reactor and increase the efficiency of the cyclone by controlling the flow of particles introduced into the cyclone.

도 1은 기존의 반응기를 포함하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 발명에 따른 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템에서, 전기장을 인가하기 전과 후의 입자의 유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 자성입자와 층물질의 유동경로를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a system including a conventional reactor.
2 is a view for explaining a system according to the present invention.
3 is a view for explaining the flow of particles before and after applying an electric field in the system according to the present invention.
4 is a view for explaining the flow path of the magnetic particles and the layer material in the system according to the present invention.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.In some cases, well-known structures and devices may be omitted or shown in block diagram form focusing on core functions of each structure and device in order to avoid obscuring the concept of the present invention.

또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the description of the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

본 발명에 따른 시스템은 반응기(100), 사이클론(200), 루프실(300), 제1 유로(410), 전자기장 발생기(500) 및 열 교환실(700)를 포함한다.The system according to the present invention includes a reactor 100 , a cyclone 200 , a loop chamber 300 , a first flow path 410 , an electromagnetic field generator 500 and a heat exchange chamber 700 .

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 구성을 설명한다.Referring to Fig. 2, a configuration according to the present invention will be described.

반응기(100)는 연료(F)와 산화제(A)를 주입 받아, 연소가 이루어지는 공간이다.The reactor 100 is a space in which fuel (F) and oxidizer (A) are injected, and combustion is performed.

반응기(100)는 내부에 층물질(M)이 위치된다.The reactor 100 has a layer material (M) therein.

반응기(100)에서 연소가 될 때, 반응기(100)의 내부에 위치한 층물질(M)은 반응기(100) 내부를 유동하며 반응기(100) 내부에서 후술하는 사이클론(200)으로 유동한다.When combustion occurs in the reactor 100 , the layer material M located inside the reactor 100 flows inside the reactor 100 and flows into a cyclone 200 to be described later inside the reactor 100 .

이 때, 층물질(M)의 유동화 정도에 따라서 층물질(M)이 비산하는 바, 층물질(M)의 유동을 제어하지 않으면 층물질(M)의 손실에 대한 문제가 발생할 수 있다. At this time, since the layer material M scatters according to the degree of fluidization of the layer material M, if the flow of the layer material M is not controlled, a problem of loss of the layer material M may occur.

이하, 층물질(M)은 Sio2계열의 물질인 것을 가정하여 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 층물질(M)은 Sio2계열의 물질과 자성입자(P)가 이미 혼합된 물질일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, it is assumed that the layer material (M) is a material of the Sio2 series, but is not limited thereto. For example, the layer material (M) may be a material in which the Sio2-based material and the magnetic particles (P) are already mixed, but is not limited thereto.

이 때, 반응기(100)의 내부에 위치된 층물질(M)의 높이는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.At this time, the height of the layer material (M) located inside the reactor 100 is not limited to the bar shown.

반응기(100)는 연료 주입구(110), 산화제 주입구(120) 및 자성입자 주입구(130)를 포함한다.The reactor 100 includes a fuel inlet 110 , an oxidant inlet 120 , and a magnetic particle inlet 130 .

연료 주입구(110)는 반응기(100)에 형성되며, 연료 주입구(110)를 통해 반응기(100) 내부로 연료(F)가 주입된다.The fuel inlet 110 is formed in the reactor 100 , and the fuel F is injected into the reactor 100 through the fuel inlet 110 .

산화제 주입구(120)는 반응기(100)에 형성되며, 산화제 주입구(120)를 통해 반응기(100) 내부로 산화제(A)가 주입된다.The oxidizing agent inlet 120 is formed in the reactor 100 , and the oxidizing agent A is injected into the reactor 100 through the oxidizing agent inlet 120 .

이 때, 연료 주입구(110)와 산화제 주입구(120)의 형상 및 위치는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.At this time, the shapes and positions of the fuel inlet 110 and the oxidant inlet 120 are not limited to those shown in the drawings.

반응기(100)에서 주입된 연료(F)와 산화제(A)가 반응하여, 연소가 발생되며 배가스(G)가 발생된다.The fuel (F) injected from the reactor 100 and the oxidizing agent (A) react, combustion is generated and exhaust gas (G) is generated.

자성입자 주입구(130)는 반응기(100)에 형성된다.The magnetic particle inlet 130 is formed in the reactor 100 .

자성입자 주입구(130)의 위치는 후술하는 사이클론(200)의 위치에 따라 달라질 수 있으며, 사이클론(200)의 위치와 대응되도록 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 대하여 자세한 설명은 후술한다.The position of the magnetic particle injection hole 130 may vary depending on the position of the cyclone 200 to be described later, and may be formed to correspond to the position of the cyclone 200 , but is not limited thereto. A detailed description of this will be given later.

자성입자 주입구(130)를 통해, 반응기(100)의 내측으로 자성입자(P)가 투입된다.Through the magnetic particle injection port 130, the magnetic particle (P) is introduced into the inside of the reactor (100).

또한, 투입되는 자성입자(P)의 유량은 층물질(M)의 입도에 비례하여, 제어될 수 있다. 즉, 층물질(M)의 입도가 크면 투입되는 자성입자(P)의 유량이 증가될 수 있다. 층물질(M)의 입도에 비하여, 자성입자(P)의 유량이 적을 경우에는 후술하는 층물질(M)의 유도 유동이 용이하지 않을 수 있는 바, 투입되는 자성입자(P)의 유량은 층물질(M)의 입도에 비례하여, 제어될 수 있다In addition, the flow rate of the input magnetic particles (P) may be controlled in proportion to the particle size of the layer material (M). That is, when the particle size of the layer material (M) is large, the flow rate of the input magnetic particles (P) may be increased. Compared to the particle size of the layer material (M), when the flow rate of the magnetic particles (P) is small, the induced flow of the layer material (M) to be described later may not be easy. Proportional to the particle size of the material (M), it can be controlled

자성입자(P)는 산화철(Fe2O3, Fe3O4)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 철, 니켈, 코발트 및 그 합금과 같은 페라이트(ferrite) 계열의 금속 산화물일 수 있다.The magnetic particles P may be iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), but is not limited thereto, and may be a ferrite-based metal oxide such as iron, nickel, cobalt, and alloys thereof.

이 때, 반응기(100)의 사용목적과 작동 온도에 따라 자성입자(P)가 달라질 수 있다. 자성입자(P)는 퀴리 온도(curie temperature)에서 자성을 잃는데, 퀴리 온도는 각 물질마다 모두 상이한 바, 이를 고려하여 자성입자(P)의 종류를 정할 수 있다. 예를 들어, 퀴리 온도는 Fe2O3은 948℃, Fe3O4은 858℃, Fe은 1043℃, Co는 1300℃, Ni은 627℃이다.At this time, the magnetic particles (P) may vary according to the purpose of use and the operating temperature of the reactor (100). The magnetic particles P lose their magnetism at a Curie temperature, and the Curie temperature is different for each material, and the type of the magnetic particles P can be determined in consideration of this. For example, the Curie temperature is 948° C. for Fe 2 O 3 , 858° C. for Fe 3 O 4 , 1043° C. for Fe, 1300° C. for Co, and 627° C. for Ni.

자성입자(P)는 자화되기 전에 방향성을 가지지 않는 상태이나, 이후 전자기장 발생기(500)에 의해 전자기장을 인가 받으면 일정한 방향성을 가지면서 정렬되며 자화된다. 이러한 자성입자(P)의 성질을 이용하여 본 발명에 따른 반응기(100)를 제어할 수 있다. 자세한 설명은 후술한다.The magnetic particles P have no directionality before being magnetized, but when an electromagnetic field is applied by the electromagnetic field generator 500 thereafter, they are aligned and magnetized while having a certain directionality. The reactor 100 according to the present invention can be controlled by using the properties of the magnetic particles (P). A detailed description will be given later.

자성입자 주입구(130)를 통해, 반응기(100)의 내측으로 공급된 자성입자(P)는, 반응기(100)의 내측에 위치한 층물질(M)과 연소 후 발생되는 배가스(G)와 함께 후술하는 제1 유로(410)로 이동할 수 있다.The magnetic particles P supplied to the inside of the reactor 100 through the magnetic particle inlet 130 will be described later together with the layer material M located inside the reactor 100 and the exhaust gas G generated after combustion. may move to the first flow path 410 .

자성입자 주입구(130)는 한 개 이상으로 형성될 수 있다.One or more magnetic particle injection holes 130 may be formed.

이하, 자성입자 주입구(130)가 두 개인 것을 가정하여 설명하나, 이에 제한되어 해석되는 것은 아니다.Hereinafter, description will be made on the assumption that there are two magnetic particle injection holes 130 , but the present invention is not limited thereto.

자성입자 주입구(130)는 제1 자성입자 주입구(131)와 제2 자성입자 주입구(132)를 포함한다. 제1 자성입자 주입구(131)와 제2 자성입자 주입구(132)는 반응기(100)의 동일한 면에 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.The magnetic particle injection hole 130 includes a first magnetic particle injection hole 131 and a second magnetic particle injection hole 132 . The first magnetic particle injection hole 131 and the second magnetic particle injection hole 132 are formed on the same surface of the reactor 100, but are not limited thereto.

제1 자성입자 주입구(131)는 제2 자성입자 주입구(132)보다 상측에 형성된다.The first magnetic particle injection hole 131 is formed above the second magnetic particle injection hole 132 .

제1 자성입자 주입구(131)는 제1 사이클론(210)의 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성된다. 이에 따라, 제1 자성입자 주입구(131)로부터 공급된 자성입자(P)는 주로 후술하는 제1 사이클론(210)으로 유동될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The first magnetic particle inlet 131 is formed to correspond to the height of the first cyclone 210 on the reactor 100 . Accordingly, the magnetic particles P supplied from the first magnetic particle injection hole 131 may mainly flow into the first cyclone 210 to be described later, but is not limited thereto.

제2 자성입자 주입구(132)는 제1 자성입자 주입구(131)보다 하측에 형성된다. The second magnetic particle injection hole 132 is formed below the first magnetic particle injection hole 131 .

제2 자성입자 주입구(132)는 제2 사이클론(210)의 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성된다. 이에 따라, 제2 자성입자 주입구(132)로부터 공급된 자성입자(P)는 주로 후술하는 제2 사이클론(220)으로 유동될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The second magnetic particle inlet 132 is formed to correspond to the height of the second cyclone 210 on the reactor 100 . Accordingly, the magnetic particles (P) supplied from the second magnetic particle injection port 132 may mainly flow to the second cyclone 220 to be described later, but is not limited thereto.

이 때, 자성입자(P)와 층물질(M)은 후술하는 사이클론(200)으로 유동된 후 다시 반응기(100)로 함께 유동되는 구조일 수 있다. 이 때에는, 자성입자(P)가 반응기(100)에 다시 유입되는 바, 후술하는 자성입자 주입구(130)를 통해 새로운 자성입자(P)가 주입되지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this case, the magnetic particles (P) and the layer material (M) may have a structure in which they flow into the cyclone 200 to be described later and then flow together into the reactor 100 again. At this time, since the magnetic particles P are introduced back into the reactor 100, new magnetic particles P may not be injected through the magnetic particle injection hole 130 to be described later, but is not limited thereto.

이 때, 자성입자 주입구(130)의 개수와 위치는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다. At this time, the number and position of the magnetic particle injection hole 130 is not limited to the bar shown.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자성입자(P)와 층물질(M)은 후술하는 사이클론(200)으로 유동된 후, 층물질(M)은 반응기(100)로 유동되고 자성입자(P)는 후술하는 자성입자 챔버(600)로 유동되는 구조일 수 있다. 이 경우에는, 자성입자 주입구(130)는 자성입자 챔버(600)와 연통되어, 층물질(M)과 자성입자(P)가 분리되어 자성입자(P)가 순환되는 구조일 수 있다. 이 때 제1 자성입자 주입구(131)와 제2 자성입자 주입구(132)는 후술하는 제3 유로(430)와 연결되어, 후술하는 자성입자 챔버(600)로부터 자성입자(P)를 공급받는다. 이에 대하여 자세한 설명은 후술한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, after the magnetic particles (P) and the layer material (M) flow into a cyclone 200 to be described later, the layer material (M) flows into the reactor 100 and the magnetic particles ( P) may have a structure that flows into the magnetic particle chamber 600 to be described later. In this case, the magnetic particle injection hole 130 is in communication with the magnetic particle chamber 600, the layer material (M) and the magnetic particles (P) are separated may be a structure in which the magnetic particles (P) are circulated. At this time, the first magnetic particle injection hole 131 and the second magnetic particle injection hole 132 are connected to a third flow path 430 to be described later, and receive the magnetic particles P from the magnetic particle chamber 600 to be described later. A detailed description of this will be given later.

사이클론(200)은 반응기(100)와 연통되며, 사이클론(200)으로 유동한 층물질(M)과 자성입자(P)를 포집한다.The cyclone 200 communicates with the reactor 100 , and collects the layer material M and the magnetic particles P flowing into the cyclone 200 .

사이클론(200)과 반응기(100) 사이에는 후술하는 제1 유로(410)가 위치되며, 반응기(100)에 위치한 자성입자(P)와 층물질(M)이 제1 유로(410)를 통해 사이클론(200)으로 진입될 수 있다.A first flow path 410 to be described later is positioned between the cyclone 200 and the reactor 100 , and the magnetic particles P and the layer material M located in the reactor 100 pass through the cyclone through the first flow path 410 . (200) can be entered.

사이클론(200)은 후술하는 열 교환실(700)과 연통되고, 배가스(G)가 열 교환실(700)로 유동될 수 있다.The cyclone 200 may communicate with a heat exchange chamber 700 to be described later, and the exhaust gas G may flow into the heat exchange chamber 700 .

자성입자(P)와 층물질(M)이 함께 혼재하는 유동에서는 사이클론(200)으로 진입 시 자성입자(P)와 층물질(M)이 각각 기존의 유동 방향을 유지한다. 다만, 이 때 후술하는 제1 전자기장 발생기(510)에서 전자기장을 인가하면 자성입자(P)는 자화되고, 층물질(M)은 자성입자(P)와 유사한 유동의 형태로 유동할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.In a flow in which the magnetic particles (P) and the layer material (M) are mixed together, the magnetic particles (P) and the layer material (M) maintain their respective flow directions when they enter the cyclone 200 . However, at this time, when an electromagnetic field is applied from the first electromagnetic field generator 510 to be described later, the magnetic particles P are magnetized, and the layer material M may flow in a flow similar to that of the magnetic particles P. A detailed description thereof will be given later.

사이클론(200)의 개수는 층물질(M)의 입도 개수에 따라 하나 이상일 수 있다.The number of cyclones 200 may be one or more depending on the number of particle sizes of the layer material (M).

이하, 사이클론(200)이 두 개인 것을 가정하여 설명하고 도면에 두 개인 것을 가정하여 도시되나, 이에 제한되어 해석되는 것은 아니고, 사이클론(200)의 개수는 포집하고자 하는 입도의 양과 입도의 크기에 따라 사이클론(200)의 개수는 달라질 수 있다.Hereinafter, description will be made on the assumption that there are two cyclones 200 and illustrated on the assumption that there are two cyclones in the drawings, but the interpretation is not limited thereto. The number of cyclones 200 may vary.

사이클론(200)은 제1 사이클론(210) 및 제2 사이클론(220)을 포함한다.The cyclone 200 includes a first cyclone 210 and a second cyclone 220 .

제1 사이클론(210)은 후술하는 제2 사이클론(220)보다 상측에 위치된다. 제1 사이클론(210)은 전술한 제1 자성입자 주입구(131)로부터 공급된 자성입자(P)가 주로 유동하여 진입될 수 있다.The first cyclone 210 is located above the second cyclone 220 to be described later. The first cyclone 210 may enter the magnetic particles (P) supplied from the above-described first magnetic particle injection hole 131 mainly flows.

제2 사이클론(220)은 제1 사이클론(210)보다 하측에 위치된다. 제2 사이클론(220)은 전술한 제2 자성입자 주입구(132)로부터 공급된 자성입자(P)가 주로 유동하여 진입될 수 있다.The second cyclone 220 is located below the first cyclone 210 . The second cyclone 220 may enter the magnetic particles (P) supplied from the above-described second magnetic particle injection port 132 mainly flows.

즉, 제1 사이클론(210)의 높이가 상기 제2 사이클론(220)의 높이보다 높다. 이에 따라, 작은 입도는 무게가 가벼운 바, 제1 유로(410a)가 위치한 높이까지 유동될 수 있으나 큰 입도는 작은 입도에 비하여 제1 유로(410a)가 위치한 높이까지 유동하기 어렵다. 이에 따라, 제1 유로(410a)는 제1 사이클론(210)와 연통되고, 제1 사이클론(210)에 포집되는 층물질(M)의 입도가 제2 사이클론(220)에 포집되는 층물질(M)의 입도보다 작을 수 있다.That is, the height of the first cyclone 210 is higher than the height of the second cyclone 220 . Accordingly, a small particle size bar has a light weight and may flow up to a height at which the first flow path 410a is located, but a large particle size is difficult to flow up to a height at which the first flow path 410a is located compared to a small particle size. Accordingly, the first flow path 410a communicates with the first cyclone 210 , and the particle size of the layer material M collected in the first cyclone 210 is the layer material M collected in the second cyclone 220 . ) may be smaller than the particle size of

루프실(Loop seal)(300)은 반응기(100)와 사이클론(200) 사이에 위치된다.A loop seal 300 is positioned between the reactor 100 and the cyclone 200 .

루프실(300)은 일측이 반응기(100)와 연통되고, 다른 일측이 사이클론(200) 과 각각 연통된다.One side of the loop seal 300 communicates with the reactor 100 , and the other side communicates with the cyclone 200 , respectively.

또한, 루프실(300)은 제1 사이클론(210)과 제2 사이클론(220)과 각각 연통되는 바, 제1 사이클론(210)과 제2 사이클론(220)을 통해 각각 유동된 자성입자(P)와 층물질(M)은 모두 루프실(300)로 유동된다.In addition, the loop seal 300 communicates with the first cyclone 210 and the second cyclone 220 , respectively, and the magnetic particles P each flowed through the first cyclone 210 and the second cyclone 220 . and the layer material (M) all flow into the loop seal (300).

사이클론(200)을 유동한 자성입자(P)와 층물질(M)은 루프실(300)을 통해, 이후 반응기(100)로 유동될 수 있다. 즉, 층물질(M)은 순환되며, 자성입자(P) 또한 층물질(M)과 함께 반응기(100)로 유동될 수 있다. The magnetic particles P and the layer material M flowing through the cyclone 200 may flow through the loop seal 300 and then into the reactor 100 . That is, the layer material M is circulated, and the magnetic particles P may also flow into the reactor 100 together with the layer material M.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 루프실(300)은 후술하는 자성입자 챔버(600)와도 연통될 수 있어, 층물질(M)은 반응기(100)로 유동하고, 자성입자(P)는 자성입자 챔버(600)로 유동할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the loop seal 300 may communicate with the magnetic particle chamber 600 to be described later, so that the layer material M flows into the reactor 100 and the magnetic particles P may flow into the magnetic particle chamber 600 .

제1 유로(410)는 반응기(100)와 사이클론(200) 사이에 위치된다. The first flow path 410 is located between the reactor 100 and the cyclone 200 .

제1 유로(410)의 외측으로는 후술하는 제1 전자기장 발생기(510)가 위치된다. 제1 유로(410)는 제1 유로(410a, 410b)를 포함할 수 있으며, 각각 외측으로 후술하는 제1 전자기장 발생기(510a, 510b)가 위치될 수 있다.A first electromagnetic field generator 510 to be described later is positioned outside the first flow path 410 . The first flow path 410 may include first flow paths 410a and 410b, and first electromagnetic field generators 510a and 510b, which will be described later, may be positioned to the outside, respectively.

제4 유로(440)는 후술하는 열 교환실(700)와 제1 사이클론(210) 사이에 위치되며, 제4 유로(440)를 통해 배가스(G)가 열 교환실(700)로 유입될 수 있다.The fourth flow path 440 is positioned between the heat exchange chamber 700 and the first cyclone 210 to be described later, and the exhaust gas G may be introduced into the heat exchange chamber 700 through the fourth flow path 440 .

이 때, 제4 유로(440)는 도시된 위치에 제한되는 것은 아니고, 열 교환실(700)와 제2 사이클론(220) 사이에도 위치될 수 있다.At this time, the fourth flow path 440 is not limited to the illustrated position, and may also be located between the heat exchange chamber 700 and the second cyclone 220 .

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 유로(420)와 제3 유로(430)를 더 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, it further includes a second flow path 420 and a third flow path 430 .

제2 유로(420)는 후술하는 루프실(300)과 자성입자 챔버(600) 사이에 위치된다. 제2 유로(420)의 외측으로는 후술하는 제2 전자기장 발생기(520)가 위치된다.The second flow path 420 is located between the loop seal 300 and the magnetic particle chamber 600 to be described later. A second electromagnetic field generator 520 to be described later is positioned outside the second flow path 420 .

제3 유로(430)는 자성입자 챔버(600)와 반응기(100) 사이에 위치되고, 자성입자 주입구(130)와 연결된다.The third flow path 430 is positioned between the magnetic particle chamber 600 and the reactor 100 , and is connected to the magnetic particle inlet 130 .

전자기장 발생기(500)는 전자기장을 인가하는 장치이다.The electromagnetic field generator 500 is a device for applying an electromagnetic field.

전자기장 발생기(500)는 제1 전자기장 발생기(510)를 포함한다.The electromagnetic field generator 500 includes a first electromagnetic field generator 510 .

제1 전자기장 발생기(510)는 제1 유로(410)의 외측에 위치되며, 제1 유로(410)를 따라 제1 사이클론(210)으로 진입하는 자성입자(P)와 층물질(M)에 전자기장을 인가한다. 즉, 제1 전자기장 발생기(510)는 제1 사이클론(210)의 전단에 위치하여, 자성입자(P)와 층물질(M)이 제1 사이클론(210)으로 진입하기 전에 전자기장을 인가한다. The first electromagnetic field generator 510 is located on the outside of the first flow path 410, and the electromagnetic field is applied to the magnetic particles P and the layer material M that enter the first cyclone 210 along the first flow path 410. to authorize That is, the first electromagnetic field generator 510 is located at the front end of the first cyclone 210 , and applies an electromagnetic field before the magnetic particles P and the layer material M enter the first cyclone 210 .

제1 전자기장 발생기(510)는 층물질(M) 및 자성입자(P)의 제1 유로(410) 내 유동 방향과 각도를 이루도록 전자기장을 인가할 수 있다.The first electromagnetic field generator 510 may apply an electromagnetic field to form an angle with the flow direction of the layer material M and the magnetic particles P in the first flow path 410 .

이 때, 제1 전자기장 발생기(510)는 층물질(M) 및 자성입자(P)의 상기 제1 유로(410) 내 유동 방향과 수직을 이루도록 전자기장을 인가할 수 있다.At this time, the first electromagnetic field generator 510 may apply the electromagnetic field so as to be perpendicular to the flow direction in the first flow path 410 of the layer material (M) and the magnetic particles (P).

전술한 바와 같이, 제1 유로(410)는 제1 유로(410a, 410b)를 포함함에 따라, 각각 외측으로 제1 전자기장 발생기(510a, 510b)가 위치될 수 있다.As described above, as the first flow path 410 includes the first flow paths 410a and 410b, the first electromagnetic field generators 510a and 510b may be positioned outside, respectively.

이 때, 제1 전자기장 발생기(510)에서 인가되는 전자기장의 세기는 특정 값에 제한되는 것은 아니며, 제1 유로(410)로 유동되는 자성입자(P)와 층물질(M)의 양에 따라 제어될 수 있다.At this time, the strength of the electromagnetic field applied from the first electromagnetic field generator 510 is not limited to a specific value, and is controlled according to the amounts of the magnetic particles P and the layer material M flowing into the first flow path 410 . can be

이 때, 제1 전자기장 발생기(510)의 크기 및 형상은 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.At this time, the size and shape of the first electromagnetic field generator 510 is not limited to the illustrated bar.

도 3을 참조하여, 전자기장을 인가하기 전후 제1 사이클론(210)으로 유동하는 자성입자(P)와 층물질(M)의 유동을 설명한다. Referring to FIG. 3 , the flow of the magnetic particles P and the layer material M flowing to the first cyclone 210 before and after applying the electromagnetic field will be described.

사이클론(200)은 입자가 사이클론(200)의 내벽을 따라 움직이며 운동량을 잃게 되고, 사이클론(200) 내에 입자들이 포집되는 원리로 동작된다. 이로 인해 유동에 따라 입자의 회전율과 운동량 변화의 차이가 크다.The cyclone 200 operates on the principle that particles move along the inner wall of the cyclone 200 and lose momentum, and particles are collected in the cyclone 200 . For this reason, there is a large difference in the change in the rotation rate and momentum of the particles according to the flow.

도 3(a)에서는 제1 전자기장 발생기(510)에서 전자기장을 인가하지 않는다.In FIG. 3A , the electromagnetic field is not applied from the first electromagnetic field generator 510 .

자성입자(P)와 층물질(M)이 함께 혼재하는 유동에서는 사이클론(200)에서 진입 시 기존의 유동 방향을 유지한다.In the flow in which the magnetic particles (P) and the layer material (M) are mixed together, the existing flow direction is maintained when entering from the cyclone 200 .

도 3(a)에서는 제1 전자기장 발생기(510)와 전자기장을 인가하지 않는다. 이 경우에는 자성입자(P)와 층물질(M)은 각각 기존의 유동 방향을 유지한다.In FIG. 3A , the first electromagnetic field generator 510 and the electromagnetic field are not applied. In this case, the magnetic particles (P) and the layer material (M) maintain their respective flow directions.

도 3(b)에서는 제1 전자기장 발생기(510)에서 전자기장을 인가한다. In FIG. 3B , the electromagnetic field is applied by the first electromagnetic field generator 510 .

전자기장을 인가하면 자성입자(P)는 자화되어, 전자기장의 방향으로 유도된다. When an electromagnetic field is applied, the magnetic particles P are magnetized and guided in the direction of the electromagnetic field.

이에 따라, 자성입자(P)와 층물질(M)은 사이클론(200)에서 진입 시 도 3(a)에서 전자기장을 인가하기 전에 비해 사이클론(200)의 내벽 측을 따라 유동하게 된다.Accordingly, the magnetic particles (P) and the layer material (M) flows along the inner wall side of the cyclone 200 compared to before applying the electromagnetic field in Figure 3 (a) when entering from the cyclone (200).

자성이 없는 층물질(M)은 유동된 자성입자(P)와의 충돌 또는 유동 변화에 의해 층물질(M) 역시 자성입자(P)와 유사한 유도 유동이 발생된다.The layer material (M) without magnetism has an induced flow similar to that of the magnetic particles (P) in the layer material (M) due to collision or flow change with the flowing magnetic particles (P).

이로 인해, 사이클론(200) 내에 초기 진입 유동이 전자기장 인가 전후로 차이가 발생하며, 전자기장 인가 후 입자는 사이클론(200)의 벽을 따라 진입하게 되고, 사이클론(200)의 포집 효율이 높아지게 된다.Due to this, a difference occurs in the initial entry flow in the cyclone 200 before and after the application of the electromagnetic field, and after the application of the electromagnetic field, the particles enter along the wall of the cyclone 200, and the collection efficiency of the cyclone 200 is increased.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 전자기장 발생기(520)를 더 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, it further includes a second electromagnetic field generator (520).

제2 전자기장 발생기(520)는 제2 유로(420)의 외측에 위치되며, 루프실(300)을 유동하는 자성입자(P)와 층물질(M)에 전자기장을 인가한다. 자성입자(P)는 층물질(M)과 루프실(300)을 함께 유동하다가, 자화되지 않는 층물질(M)과 분리되어 제2 유로(420) 측으로 유동하게 된다.The second electromagnetic field generator 520 is located outside the second flow path 420 , and applies an electromagnetic field to the magnetic particles P and the layer material M flowing through the loop seal 300 . The magnetic particles P flow together with the layer material M and the loop seal 300 , and are separated from the non-magnetized layer material M to flow toward the second flow path 420 .

제2 유로(420)는 후술하는 자성입자 챔버(600)와 연결되며, 자성입자(P)는 제2 유로(420)로 유동한 후, 자성입자 챔버(600)로 유동된다.The second flow path 420 is connected to a magnetic particle chamber 600 to be described later, and the magnetic particles P flow into the second flow path 420 and then flow into the magnetic particle chamber 600 .

제2 전자기장 발생기(510)는 자성입자(P)의 제2 유로(420) 내 유동 방향과 각도를 이루도록 전자기장을 인가할 수 있다.The second electromagnetic field generator 510 may apply an electromagnetic field to form an angle with the flow direction of the magnetic particles P in the second flow path 420 .

이 때, 제2 전자기장 발생기(520)는 자성입자(P)의 상기 제2 유로(420) 내 유동 방향과 수직을 이루도록 전자기장을 인가할 수 있다.At this time, the second electromagnetic field generator 520 may apply the electromagnetic field to form a direction perpendicular to the flow direction in the second flow path 420 of the magnetic particles (P).

이 때, 제2 전자기장 발생기(520)에서 인가되는 전자기장의 세기는 특정 값에 제한되는 것은 아니며, 제1 유로(410)로 유동되는 자성입자(P)와 층물질(M)의 양에 따라 제어될 수 있다.At this time, the strength of the electromagnetic field applied from the second electromagnetic field generator 520 is not limited to a specific value, and is controlled according to the amounts of the magnetic particles P and the layer material M flowing into the first flow path 410 . can be

이 때, 제2 전자기장 발생기(520)의 크기 및 형상은 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.At this time, the size and shape of the second electromagnetic field generator 520 is not limited to the illustrated bar.

계속하여, 본 발명의 다른 실시예가 포함하는 자성입자 챔버(600) 에 대하여 설명한다.Subsequently, the magnetic particle chamber 600 included in another embodiment of the present invention will be described.

자성입자 챔버(600)는 자성입자(P)가 저장되는 공간이다.The magnetic particle chamber 600 is a space in which the magnetic particles P are stored.

자성입자 챔버(600)의 일측은 반응기(100)에 형성되는 자성입자 주입구(130)와 연통되며, 자성입자 챔버(600) 내에 위치한 자성입자(P)를 반응기(100)로 공급할 수 있다.One side of the magnetic particle chamber 600 communicates with the magnetic particle inlet 130 formed in the reactor 100 , and the magnetic particles P located in the magnetic particle chamber 600 may be supplied to the reactor 100 .

또한, 자성입자 챔버(600)의 다른 일측은 루프실(300)과 연통된다. 전술한 바와 같이 제2 유로(420)에는 제2 전자기장 발생기(520)가 위치되는 바, 자성입자(P)와 층물질(M)이 루프실(300)을 유동하다가 전자기장이 인가되면 자성입자(P)가 전자기장이 위치한 방향으로 이동하고, 층물질(M)은 기존의 유동 방향으로 이동하는 바, 자성입자(P)와 층물질(M)을 분리할 수 있다. 분리된 자성입자(P)는 제2 유로(420)를 통해 자성입자 챔버(600)로 이동한다.In addition, the other side of the magnetic particle chamber 600 is in communication with the loop seal (300). As described above, the second electromagnetic field generator 520 is located in the second flow path 420, and when the magnetic particles P and the layer material M flow through the loop seal 300 and an electromagnetic field is applied, the magnetic particles ( Since P) moves in the direction in which the electromagnetic field is located, and the layer material M moves in the existing flow direction, the magnetic particles P and the layer material M may be separated. The separated magnetic particles P move to the magnetic particle chamber 600 through the second flow path 420 .

이 때, 자성입자 챔버(600)는 제2 유로(420)보다 하측에 위치할 수 있어, 자성입자(P)가 중력에 의해 자성입자 챔버(600)로 이동되는 것이 용이할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.At this time, the magnetic particle chamber 600 may be located below the second flow path 420 , so that it may be easy for the magnetic particles P to be moved to the magnetic particle chamber 600 by gravity, but this is not limited thereto. it's not going to be

열 교환실(700)은 사이클론(200)과 연통되며, 배가스(G)가 유입된다.The heat exchange chamber 700 is in communication with the cyclone 200, the exhaust gas (G) is introduced.

열 교환실(700)은 제1 사이클론(210)과 연통되며, 제1 사이클론(210)과 열 교환실(700) 사이에는 제4 유로(440)가 위치된다.The heat exchange chamber 700 communicates with the first cyclone 210 , and a fourth flow path 440 is positioned between the first cyclone 210 and the heat exchange chamber 700 .

본 발명에서는 사이클론(200)에서 자성입자(P)와 층물질(M)의 포집 효율이 높은 바, 대부분의 자성입자(P)와 층물질(M)은 사이클론(200)으로 유동되고, 사이클론(200)으로 유동되지 않는 바, 층물질(M)의 유실을 방지할 수 있다. In the present invention, the collection efficiency of the magnetic particles (P) and the layer material (M) in the cyclone 200 is high, and most of the magnetic particles (P) and the layer material (M) flow into the cyclone 200, and the cyclone ( 200), it is possible to prevent the loss of the layer material (M).

열 교환실(700)은 열 교환기(710)와 배출구(720)를 포함한다.The heat exchange chamber 700 includes a heat exchanger 710 and an outlet 720 .

열 교환기(710)는 열 교환실(700)에 설치되며, 열 교환기(710) 내측으로는 별도로 유체가 유동하여 열 교환실(700) 내측으로 유입된 배가스(G)와 열 교환을 수행할 수 있다.The heat exchanger 710 is installed in the heat exchange chamber 700 , and a separate fluid flows inside the heat exchanger 710 to perform heat exchange with the exhaust gas G introduced into the heat exchange chamber 700 .

배출구(720)는 열 교환실(700)의 일측으로 형성되며, 열 교환된 배가스(G)가 외부로 배출될 수 있다.The outlet 720 is formed at one side of the heat exchange chamber 700, and the heat-exchanged exhaust gas (G) may be discharged to the outside.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 시스템에서 자성입자(P)와 층물질(M)의 유동경로를 설명하며, 자성입자 챔버(600)를 포함하는 것을 가정하여 설명한다.4, the flow path of the magnetic particles (P) and the layer material (M) in the system according to the present invention will be described, assuming that the magnetic particle chamber 600 is included.

반응기(100)에 연료(F)와 산화제(A)가 주입되어 연소가 발생되고, 자성입자 주입구(130)로 자성입자(P)로 주입된다.The fuel (F) and the oxidizing agent (A) are injected into the reactor 100 to generate combustion, and the magnetic particles (P) are injected into the magnetic particle inlet 130 .

제1 유로(410)로 층물질(M)과 자성입자(P)가 유동되면, 제1 전자기장 발생기(510)에서 전자기장을 인가한다.When the layer material M and the magnetic particles P flow into the first flow path 410 , the first electromagnetic field generator 510 applies an electromagnetic field.

층물질(M)과 자성입자(P)가 사이클론(200)으로 유동되고 층물질(M)과 자성입자(P)가 포집되고 루프실(300)로 유동된다. The layer material (M) and the magnetic particles (P) flow to the cyclone (200), and the layer material (M) and the magnetic particles (P) are collected and flowed to the loop seal (300).

층물질(M)과 자성입자(P)가 루프실(300)로 유동되면, 제2 전자기장 발생기(520)에서 전자기장을 인가한다.When the layer material M and the magnetic particles P flow into the loop seal 300 , the second electromagnetic field generator 520 applies an electromagnetic field.

제2 전자기장 발생기(520)에서 전자기장을 인가하면, 루프실(300)을 유동하는 자성입자(P)가 제3 유로(430)측으로 유동되고 이후 자성입자 챔버(600)로 포집되고, 자화되지 않는 층물질(M)은 기존 유동 경로로 유동하여 반응기(100)로 다시 유동된다.When an electromagnetic field is applied from the second electromagnetic field generator 520 , the magnetic particles P flowing through the loop seal 300 flow toward the third flow path 430 and are then collected into the magnetic particle chamber 600 and are not magnetized. The bed material M flows through the existing flow path and flows back to the reactor 100 .

다만, 이 때 서술하는 자성입자(P)와 층물질(M)의 유동 순서는 이에 제한되는 것은 아니고, 시스템의 효율을 최적화하도록 동작된다.However, the flow order of the magnetic particles (P) and the layer material (M) described at this time is not limited thereto, and operates to optimize the efficiency of the system.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention, but these are merely exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other changes from the embodiments of the present invention. It will be appreciated that embodiments are possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the claims.

1: 반응기
2: 사이클론
3: 루프실
4: 열 교환실
100: 반응기
110: 연료 주입구
120: 산화제 주입구
130: 자성입자 주입구
131: 제1 자성입자 주입구
132: 제2 자성입자 주입구
200: 사이클론
210: 제1 사이클론
220: 제2 사이클론
300: 루프실
410: 제1 유로
410a: 제1 유로
410b: 제1 유로
420: 제2 유로
430: 제3 유로
440: 제4 유로
500: 전자기장 발생기
510: 제1 전자기장 발생기
510a: 제1 전자기장 발생기
510b: 제1 전자기장 발생기
520: 제2 전자기장 발생기
600: 자성입자 챔버
700: 열 교환실
710: 열 교환기
720: 배출구
F: 연료
A: 산화제
G: 배가스
M: 층물질
P: 자성입자1: Reactor
2: Cyclone
3: loop seal
4: heat exchange room
100: reactor
110: fuel inlet
120: oxidizer inlet
130: magnetic particle inlet
131: first magnetic particle inlet
132: second magnetic particle inlet
200: cyclone
210: first cyclone
220: second cyclone
300: loop seal
410: first euro
410a: first euro
410b: first euro
420: second euro
430: 3rd Euro
440: 4th Euro
500: electromagnetic field generator
510: first electromagnetic field generator
510a: first electromagnetic field generator
510b: first electromagnetic field generator
520: second electromagnetic field generator
600: magnetic particle chamber
700: heat exchange room
710: heat exchanger
720: outlet
F: fuel
A: Oxidizer
G: flue gas
M: layer material
P: magnetic particles

Claims (10)

내부에 층물질(M)이 위치되며, 자성입자(P)가 주입되는 자성입자 주입구(130)를 포함하는 반응기(100);
상기 반응기(100)와 연통되어 층물질(M)을 포집하는 사이클론(200);
상기 사이클론(200)과 상기 반응기(100) 사이에 위치되며, 일측이 상기 사이클론(200)과 연통되고, 타측이 상기 반응기(100)과 연통되는 루프실(Loop seal)(300);
상기 반응기(100)와 상기 사이클론(200) 사이에 위치되는 제1 유로(410);
상기 제1 유로(410) 상에 위치되며, 층물질(M) 및 자성입자(P)의 상기 제1 유로(410) 내 유동 방향과 각도를 이루도록 전자기장을 인가하는 제1 전자기장 발생기(510);
상기 루프실(300)과 연통되며, 상기 자성입자 주입구(130)로 자성입자(P)를 주입하는 자성입자 챔버(600);
상기 루프실(300)과 상기 자성입자 챔버(600) 사이에 위치되는 제2 유로(420); 및
상기 제2 유로(420) 상에 위치되는 제2 전자기장 발생기(520); 를 포함하는,
시스템.
The layer material (M) is positioned therein, the reactor 100 including a magnetic particle injection hole 130 into which the magnetic particles (P) are injected;
Cyclone 200 communicating with the reactor 100 to collect the layer material (M);
a loop seal 300 positioned between the cyclone 200 and the reactor 100, one side communicating with the cyclone 200, and the other side communicating with the reactor 100;
a first flow path 410 positioned between the reactor 100 and the cyclone 200;
a first electromagnetic field generator 510 positioned on the first flow path 410 and applying an electromagnetic field so as to form an angle with the flow direction in the first flow path 410 of the layer material (M) and the magnetic particles (P);
a magnetic particle chamber 600 communicating with the loop seal 300 and injecting magnetic particles P into the magnetic particle injection hole 130;
a second flow path 420 positioned between the loop seal 300 and the magnetic particle chamber 600; and
a second electromagnetic field generator 520 positioned on the second flow path 420; containing,
system.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 사이클론(200)의 개수는 층물질(M)의 입도 개수에 따라 하나 이상인,
시스템.
According to claim 1,
The number of the cyclones 200 is one or more depending on the number of particle sizes of the layer material (M),
system.
 제3항에 있어서,
상기 사이클론(200)은 제1 사이클론(210)과 제2 사이클론(220)을 포함하며,
상기 루프실(300)은 상기 제1 사이클론(210)과 상기 제2 사이클론(220)과 각각 연통되고,
상기 자성입자 주입구(130)는,
상기 제1 사이클론(210)의 상기 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성되는 제1 자성입자 주입구(131); 및
상기 제2 사이클론(220)의 상기 반응기(100) 상의 높이와 대응되도록 형성되는 제2 자성입자 주입구(132);를 포함하는,
시스템.
4. The method of claim 3,
The cyclone 200 includes a first cyclone 210 and a second cyclone 220,
The loop seal 300 communicates with the first cyclone 210 and the second cyclone 220, respectively,
The magnetic particle injection hole 130,
a first magnetic particle inlet 131 formed to correspond to the height of the first cyclone 210 on the reactor 100; and
A second magnetic particle inlet 132 formed to correspond to the height of the second cyclone 220 on the reactor 100; including,
system.
 제4항에 있어서,
상기 제1 사이클론(210)의 높이가 상기 제2 사이클론(220)의 높이보다 높고, 상기 제1 사이클론(210)에 포집되는 층물질(M)의 입도가 상기 제2 사이클론(220)에 포집되는 층물질(M)의 입도보다 작은,
시스템.
5. The method of claim 4,
The height of the first cyclone 210 is higher than the height of the second cyclone 220 , and the particle size of the layer material M collected in the first cyclone 210 is collected in the second cyclone 220 . smaller than the particle size of the layer material (M),
system.
 제1항에 있어서,
상기 제1 전자기장 발생기(510)는 전자기장을 인가하고, 층물질(M)은 자성입자(P)의 유동에 의해 유도 유동되는,
시스템.
According to claim 1,
The first electromagnetic field generator 510 applies an electromagnetic field, and the layer material (M) is induced to flow by the flow of magnetic particles (P),
system.
 제1항에 있어서,
상기 제2 전자기장 발생기(520)는 전자기장을 인가하여 자성입자(P)를 상기 자성입자 챔버(600)로 유동시켜, 자성입자(P)와 층물질(M)을 분리하는,
시스템.
According to claim 1,
The second electromagnetic field generator 520 applies an electromagnetic field to flow the magnetic particles (P) into the magnetic particle chamber 600 to separate the magnetic particles (P) and the layer material (M),
system.
 제1항에 있어서,
상기 자성입자 챔버(600)와 상기 자성입자 주입구(130)와 연결되어 자성입자(P)를 상기 반응기(110) 내측에 공급하는 제3 유로(430);를 더 포함하는,
시스템.
According to claim 1,
A third flow path 430 connected to the magnetic particle chamber 600 and the magnetic particle inlet 130 to supply the magnetic particles P to the inside of the reactor 110; further comprising,
system.
 제1항에 있어서,
층물질(M)의 입도에 비례하여, 자성입자(P)의 투입 유량이 제어되는,
시스템.
According to claim 1,
In proportion to the particle size of the layer material (M), the input flow rate of the magnetic particles (P) is controlled,
system.
 제1항에 있어서,
상기 사이클론(200)과 연통되는 열 교환실(700); 를 더 포함하고,
상기 반응기(100)는, 연료 주입구(110)와 산화제 주입구(120)를 포함하고,
상기 제1 사이클론(210)과 상기 열 교환실(700)에 사이에 위치되는 제4 유로(440)를 더 포함하는,
시스템.
According to claim 1,
a heat exchange chamber 700 communicating with the cyclone 200; further comprising,
The reactor 100 includes a fuel inlet 110 and an oxidant inlet 120 ,
Further comprising a fourth flow path (440) positioned between the first cyclone (210) and the heat exchange chamber (700),
system.
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