KR102456434B1 - Combustion system using ammonia as raw material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion system using ammonia as a raw material.
특허문헌 001 내지 004는 본 발명과 기술적 관련성이 존재하는 선행문헌을 제시하고 있다. 특허문헌 001은 투명 전극막의 개질 방법으로, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 투명 전극막을 구비하는 투명 전극막이 부착된 기판에 있어서의 투명 전극막의 개질 방법을 제시하고 있다. 특허문헌 002는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 투명 전극막을 구비하는 투명 전극막이 부착된 기판에 있어서의 투명 전극막의 개질 방법을 제시하고 있다. 특허문헌 003은 대향전극의 표면개질방법 및 표면개질된 대향전극을 제시하고 있다. 특허문헌 004는 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극을 제시하고 있다. Patent Documents 001 to 004 suggest prior documents having technical relevance to the present invention. Patent Document 001 proposes a method for modifying a transparent electrode film in a substrate with a transparent electrode film provided with a substrate and a transparent electrode film formed on the substrate as a method for modifying a transparent electrode film. Patent Document 002 proposes a method for modifying a transparent electrode film in a substrate with a transparent electrode film provided with a substrate and a transparent electrode film formed on the substrate. Patent Document 003 proposes a surface modification method of a counter electrode and a surface-modified counter electrode. Patent Document 004 proposes a carbon material electrode surface modification method by energization, and a surface modified carbon material electrode.
본 발명은 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion system using ammonia as a raw material.
본 발명은 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion system using ammonia as a raw material.
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 암모니아를 포함하는 연료를 공급받아 연소시키는 연소기(100), 상기 연소기(100)에서 배출된 가스와 물을 공급받아 전기분해하여 상기 가스에 포함된 질소산화물을 암모니아로 환원해 배출하는 전환부(200) 및 상기 전환부(200)에서 배출된 가스가 저장되고, 저장된 가스 중 암모니아를 분리하여 상기 연소기(100)로 공급하는 분리부(300)를 포함한다.The combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art is a
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 연소기(100)와 상기 분리부(300)는 배관으로 연결되고, 상기 배관상에 설치되어 상기 연소기(100)와 상기 분리부(300) 사이의 개폐여부 및 개폐정도를 조절하는 밸브부(400), 상기 분리부(300) 내부에 설치되어 제어에 따라 상기 연소기(100)측으로 분리된 암모니아를 공급하는 암모니아 공급부 및 상기 밸브부(400)와 상기 암모니아 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.In the combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art, the
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 분리부 내부에 저장된 암모니아의 양을 센싱하는 제1센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1센서에서 센싱되는 상기 분리부(300) 내부의 암모니아의 양이 일정 기준치 이상이 되면, 상기 밸브부(400)와 상기 암모니아 공급부를 제어하여 상기 분리부(300)에서 상기 연소기(100)측으로 암모니아를 공급한다.Combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art includes a first sensor for sensing the amount of ammonia stored inside the separation unit, and the control unit, in the first sensor When the sensed amount of ammonia in the
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 연소기(100)에 암모니아를 포함하는 원료를 공급하는 원료 공급부(500) 및 상기 연소기(100)에 공기를 공급하는 공기 공급부(600)를 포함하고, 상기 원료 공급부(500)와 상기 공기 공급부(600)는 상기 제어부에 의해 제어된다.The combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art is a raw
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 전환부(200)에 물을 공급하는 물 공급부(700)를 포함하고, 상기 물 공급부(700)는 상기 제어부에 의해 제어된다.The combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art includes a
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 전환부(200)는, 상기 연소기(100)의 배출단에 설치되어 상기 연소기(100)에서 발생하는 가스가 투과하는 제1전극판(210), 상기 제1전극판(210)의 측면에 매치되며, 상기 전환부(200)에서 공급되는 물과, 전환 과정에서 발생하는 물이 수용되는 물 수용부(230), 상기 제1전극판(210)과 이격되어 배치되는 제2전극판(220) 및 상기 제1전극판(210)과 상기 제2전극판(220)에 소정의 전압을 인가하며, 상기 제어부에 의해 제어되는 전원부를 포함한다.In the combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art, the
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 제1전극판(210)에는 음전압이 인가되고, 상기 제2전극판(220)에는 양전압이 인가된다.In the combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art, a negative voltage is applied to the
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 제2전극판(220)은, 구리, 니켈 및 철 중 적어도 어느 하나로 제조된다.In the combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art, the
종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템은, 상기 제어부는, 상기 제1전극판(210)과 상기 제2전극판(220)의 전위차는 1.2~1.4V가 되도록 상기 전원부를 제어한다.In the combustion system using ammonia as a raw material according to the present invention for solving the problems of the prior art, the control unit has a potential difference of 1.2 to 1.4V between the
상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템에 의하면, 암모니아를 원료로 하는 연소 시스템에 있어서, 전환부를 통해 연소기에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 암모니아로 변환하고, 변환된 암모니아를 연소기의 원료로 사용해, 연료 중 일부를 재활용할 수 있는 효과가 있다.According to the combustion system using ammonia as a raw material according to various embodiments of the present invention as described above, in the combustion system using ammonia as a raw material, nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged from the combustor through the conversion unit are converted to ammonia There is an effect that some of the fuel can be recycled by converting it and using the converted ammonia as a raw material for the combustor.
또한 본 발명에 의하면, 전환부의 제1전극판과 제2전극판 사이의 전압이 1.2~1.4V로 제어되어, 암모니아 생성 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the voltage between the first electrode plate and the second electrode plate of the switching unit is controlled to 1.2 ~ 1.4V, there is an effect that can further improve the ammonia production efficiency.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 연소 시스템의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 연소 시스템의 전환부의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 연소 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a combustion system according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of a conversion part of a combustion system according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram of a combustion system according to another embodiment of the present invention;
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail in order to be described in detail enough to be easily practiced by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다. The numbers cited in the examples below are not limited only to the objects of reference, and may be applied to all examples. An object that exhibits the same purpose and effect as the configuration presented in the embodiment corresponds to an equivalent replacement object. The higher-level concept presented in the examples includes sub-concept objects that are not described.
(실시예 1-1) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, 암모니아를 포함하는 연료를 공급받아 연소시키는 연소기(100); 상기 연소기(100)에서 배출된 가스와 물을 공급받아 전기분해하여 상기 가스에 포함된 질소산화물을 암모니아로 환원해 배출하는 전환부(200); 상기 전환부(200)에서 배출된 가스가 저장되고, 저장된 가스 중 암모니아를 분리하여 상기 연소기로 공급하는 분리부(300);를 포함한다.(Embodiment 1-1) The present invention relates to a combustion system, comprising: a
최근 탄소감축을 목적으로, 화력발전소와 같은 발전소에서 암모니아를 원료로 발전하고 있다. 예를 들어, 종래 화력발전소에서 원료로 석탄을 100%로 사용했다고 하면, 최근에는 석탄 80%에 암모니아 20%를 원료로 발전이 이루어지고 있다.Recently, for the purpose of carbon reduction, power plants such as thermal power plants have been using ammonia as a raw material. For example, assuming that 100% coal is used as a raw material in a conventional thermal power plant, power generation is recently made using 80% coal and 20% ammonia as a raw material.
화력발전소에서 탄소감축을 목적으로 암모니아를 원료로 사용할 경우, 암모니아(NH3)의 화학적 특성상, 종래 석탄보다 질소산화물(NOx)가 종래 석탄만 사용하여 발전하는 경우보다 약 30배가량 많이 나오고 있다. 이러한 질소산화물을 제거하기 위한 종래의 방식으로는 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 방식이 있었는데, 이는 질소산화물이 포함된 가스에 환원제를 분사하여 촉매층을 통과시켜, 질소산화물의 환원반응을 진행시키는 방식이다. 그러나 선택적 환원 촉매제는 환원제로 암모니아를 사용하는데, 최근에는 화력발전소의 원료로 암모니아를 사용하고 있는 실정이므로 암모니아가 다량 필요하게 되는 문제점이 있었으며, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출되었다.When ammonia is used as a raw material for carbon reduction in a thermal power plant, nitrogen oxides (NOx) than conventional coal are generated about 30 times more than in conventional coal-only power generation due to the chemical characteristics of ammonia (NH3). As a conventional method for removing these nitrogen oxides, there is a selective reduction catalyst (Selective Catalytic Reduction, SCR) method, which injects a reducing agent into a gas containing nitrogen oxide and passes it through a catalyst layer, thereby reducing nitrogen oxides. way to do it. However, the selective reduction catalyst uses ammonia as a reducing agent. Recently, since ammonia is used as a raw material for thermal power plants, there is a problem that a large amount of ammonia is required, and the present invention has been devised to solve this problem.
연소기(100)는 연료를 공급받아 연소시키고, 연소시 발생한 열을 통해 전력을 생산할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 연소 시스템은 발전 용도로 사용될 수 있다. 연소기(100)에서는 연소시 가스가 발생하며, 가스에는 질소산화물(NOx)과 미연소된 암모니아(NH3) 가스가 포함되어 있다.The
전환부(200)는 가스에 포함된 질소산화물을 암모니아로 전환시키는 역할을 한다. 본 발명에서 전환부(200)가 질소산화물을 암모니아로 전환시키는 방식은 전기분해를 통한 환원 방식으로, 전기분해과정에 대한 자세한 설명은 후술한다. 전환부(200)에서 전환된 암모니아는 미연소된 암모니아를 포함하는 가스와 함께, 분리부(300) 측으로 이동되어, 분리부(300)에 저장된다. 분리부(300)에는 본 발명에 의한 연소 시스템의 운전에 따라 소정 정도의 암모니아를 포함하는 가스가 분리부(300)는 가스에 포함된 암모니아를 다른 물질과 분리시키며, 암모니아를 제외한 나머지 가스 성분을 배출한다. 이때 배출되는 가스 성분에는 질소산화물(NOx)과 암모니아(NH3)가 없다.The
분리부(300)에서 분리된 암모니아는 연소기(100)측으로 재투입되어 연료로 사용될 수 있다. 이러한 과정을 통해 절약되는 암모니아의 양은 실시예 또는 실제 설비에 따라 달라질 수 있으나, 순환 방식을 통해 암모니아를 재투입하지 않는 연소 시스템과 비교할 때, 원료로 사용되는 암모니아의 약 10%가량을 절약할 수 있다.Ammonia separated by the
(실시예 1-2) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-1)에 있어서, 연소기(100)와 분리부(300)는 배관으로 연결되고, 배관에 설치되어 연소기와 분리부(300) 사이의 개폐여부 및 개폐정도를 조절하는 밸브부(400), 분리부(300) 내부에 설치되어 제어에 따라 연소기(100)측으로 분리된 암모니아를 공급하는 암모니아 공급부,밸브부(400)와 암모니아 공급부를 제어하는 제어부 및 분리부(300) 내부에 저장된 암모니아의 양을 센싱하는 제1센서를 포함하고, 제어부는 제1센서에서 센싱되는 분리부(300) 내부의 암모니아의 양이 일정 기준치 이상이 되면 밸브부(400)와 암모니아 공급부를 제어하여 분리부(300)에서 연소기(100)측으로 암모니아를 공급한다.(Embodiment 1-2) The present invention relates to a combustion system. In (Example 1-1), the
분리부(300)에 저장되는 암모니아는 실시간으로 연소기(100)로 공급되는 것이 아닌, 일정 정도의 양이 저장될 때까지, 분리부(300)에 저장될 수 있다. 제어부는 이러한 분리부(300)에 저장되는 암모니아의 양을 측정하고, 측정된 양이 소정 기준치를 초과하면, 밸브부(400)와 암모니아 공급부를 제어하여 적정량의 암모니아가 연소기(100)측으로 공급되도록 할 수 있다. 이를 위해, 본 실시예는 분리부(300)에 저장된 암모니아의 양을 센싱하는 제1센서를 포함할 수 있다. 제1센서는 다양한 방식으로 분리부(300)에 저장된 암모니아의 양을 센싱할 수 있으며, 제1센서의 일예로, 제1센서는 전환부(200)와 분리부(300)를 연결하는 배관에 설치되어 분리부(300)측으로 공급되는 가스의 양을 센싱하는 제1유량계와 분리부(300)에서 배출되는 가스의 유량을 센싱하는 제2유량계를 포함하여, 제1유량계에서 센싱된 가스의 양에서 제2유량계에서 센싱된 가스의 양을 빼, 암모니아의 양을 센싱하는 방식이 있을 수 있다.Ammonia stored in the
밸브부(400)는 배관을 개폐하는 일반적인 밸브를 포함하여 구현될 수 있으며, 암모니아 공급부는 분리부(300) 내부 또는 배관상에 설치되어, 암모니아를 연소기(100)측으로 공급시키는 일종의 펌프를 포함하여 구현될 수 있다.The
(실시예 1-3) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-2)에 있어서, 연소기(100)에 암모니아를 포함하는 원료를 공급하는 원료 공급부(500); 연소기(100)에 공기를 공급하는 공기 공급부(600); 상기 원료 공급부(500) 및 상기 공기 공급부(600)의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.(Embodiment 1-3) The present invention relates to a combustion system, in (Example 1-2), a raw
원료 공급부(500)에서 공급하는 원료는, 상술한 암모니아를 제외하고 석탄 또는 천연가스와 같은 화석연료일 수 있다. 원료 공급부(500)는 암모니아와 석탄을 원료로 공급하거나, 암모니아와 천연가스를 원료로 공급할 수 있는데, 암모니아와 석탄/천연가스는 각각의 배관 또는 공급통로로 연소기(100)에 개별적으로 공급될 수 있으며, 공급량은 제어부에 의해 제어될 수 있다.The raw materials supplied from the raw
공기 공급부(600)는 일종의 팬을 통해 구현될 수 있으며, 공기 공급부(600)와 연소기(100)는 배관을 통해 연결될 수 있다.The
(실시예 1-4) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-2)에 있어서, 전환부(200)에 물을 공급하는 물 공급부(700); 상기 물 공급부(700)를 제어하는 제어부;를 포함한다. (Embodiment 1-4) The present invention relates to a combustion system, and in (Example 1-2), a
전환부(200)에서 전기분해를 통해 질소산화물을 암모니아로 변환시키는 과정에서 물이 발생하며, 필요에 따라 물이 필요할 수 있다. 물 공급부(700)는 전환부(200)에 물을 공급하는 역할을 한다. 물 공급부(700)는 물이 저장되는 물 저장조와 물 저장조 또는 물 저장조와 전환부(200) 사이를 연결하는 배관에 설치되는 물 공급수단을 포함할 수 있다. 물 공급수단은 일종의 펌프와 같은 장치로 구현될 수 있다.Water is generated in the process of converting nitrogen oxides into ammonia through electrolysis in the
(실시예 1-5) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-4)에 있어서, 전환부(200)는, 연소기(100)의 배출단에 설치되어 연소기에서 발생하는 가스가 투과하는 제1전극판(210), 제1전극판(210)의 측면에 매치되며, 전환부(200)에서 공급되는 물과, 전환 과정에서 발생하는 물이 수용되는 물 수용부(230), 제1전극판(210)과 이격되어 배치되는 제2전극판(220) 및 제1전극판(210)과 제2전극판(220)에 소정의 전압을 인가하며, 제어부에 의해 제어되는 전원부를 포함하고, 제2전극판(220)은, 구리, 니켈 및 철 중 적어도 어느 하나로 제조된다.(Embodiment 1-5) The present invention relates to a combustion system. In (Example 1-4), the
제1전극판(210)은 가스가 투과되어야 하기 때문에, 다공성 재질로 형성될 수 있다. 제1전극판(210)에는 소정의 전압이 인가되어, 연소기(100)에서 발생하는 가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 환원반응을 유도한다. 제1전극판(210)이 구리로 제조될 때, 제1전극판(210)에서 일어나는 환원반응의 화학식은 아래와 같다.The
즉, 본 실시예에서는 상기한 (1) ~ (3) 화학식이 제1전극판(210)의 표면에서 동시에 일어나면서, 제1전극판(210)의 표면 구리가 개질되고, 질소산화물(NOx)의 일산화질소가 아산화질소, 질소가스 및 암모니아로 전환된다. 이때 제1전극판(210)의 표면이 개질됨에 따라, 제1전극판(210)의 전기전도도가 개질 전보다 상승하게 됨과 동시에 아산화질소, 질소가스 및 암모니아의 전환 비율이 증가하는 효과가 있다. 제1전극판(210)은 그 재질이 구리가 아닌 니켈 또는 철이더라도, 동일한 반응을 통해 질소산화물(NOx)의 일산화질소가 아산화질소, 질소가스 및 암모니아로 전환되고, 제1전극판(210)의 표면이 개질되어, 제1전극판(210)이 구리일 때와 동일하게 전기전도도가 향상되고, 아산화질소, 질소가스 및 암모니아의 전환 비율이 증가한다.That is, in this embodiment, while the above-described formulas (1) to (3) occur simultaneously on the surface of the
본 발명에서는 제1전극판(210)에서만 질소산화물(NOx)의 환원반응을 유도하면 되므로, 제2전극판(220)은 어떠한 재질로 형성되든 도체로만 형성되면 무방할 수 있다.In the present invention, since the reduction reaction of nitrogen oxide (NOx) only needs to be induced in the
전환부(200)를 구성하는 외곽은 하우징(240)으로 구성되며, 하우징(240)과 제1전극판(210) 사이에는 공간이 형성되어, 질소산화물(NOx)이 포함된 가스가 유입되는 통로로 사용될 수 있다. 제1전극판(210)의 표면에는 일종의 코팅층(211)이 형성되어, 물 수용부(230)의 물이 제1전극판(210)을 투과하지 못하게 하면서, 질소산화물(NOx)이 포함된 가스는 투과되도록 할 수 있다.The outer portion constituting the
(실시예 1-6) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-5)에 있어서, 제1전극판(210)에는 음전압이 인가되고, 제2전극판(220)에는 양전압이 인가된다.(Example 1-6) The present invention relates to a combustion system. In (Example 1-5), a negative voltage is applied to the
실시예 1-5에서 설명한 제1전극판(210)에서 환원반응이 일어나려면, 제1전극판(210)에 음전압이 인가되어야 한다. 만약 제1전극판(210)에 양전압이 인가되면 산화반응이 유도되어 암모니아가 발생하지 않거나, 제1전극판(210)에서 환원반응이 일어나더라도 그 양이 적어진다. 즉, 본 실시예에서 제1전극판(210)은 일종의 캐소드(cathode)라고 할 수 있다.In order for the reduction reaction to occur in the
(실시예 1-7) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, (실시예 1-5)에 있어서, 제어부는, 제1전극판(210)과 제2전극판(220)의 전위차는 1.2~1.4V가 되도록 전원부를 제어한다.(Example 1-7) The present invention relates to a combustion system. In (Example 1-5), the control unit has a potential difference between the
제1전극판(210)과 제2전극판(220) 사이의 전위차에 따라, 일산화질소가 아산화질소, 질소가스 및 암모니아로 전환되는 비율이 다를 수 있다. 본 발명에서는 제1전극판(210)과 제2전극판(220) 사이의 전위차가 1.2~1.4V로 한정하여 전환 비율이 높은 전위차 범위를 제시하며, 본 실시예에서는 제1전극판(210)과 제2전극판(220)의 전위차를 1.3V로 한정하여, 일산화질소가 아산화질소, 질소가스 및 암모니아로 전환되는 비율을 극대화시킨다. 제1전극판(210)과 제2전극판(220)의 전위차에 따른 일산화질소의 변환율에 대해서는 도면에 도시되어 있다. Depending on the potential difference between the
(실시예 2-1) 본 발명은 연소 시스템에 관한 것으로, 앞선 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 연소기(100)에 서로 병렬로 연결되는 제1분리부(310) 및 제2분리부(320)를 포함한다.(Embodiment 2-1) The present invention relates to a combustion system, and in any one of the preceding embodiments, the
연소기(100)와 제1분리부(310) 및 제2분리부(320)는 서로 병렬로 연결된다. 제1분리부(310) 및 제2분리부(320) 각각의 배출단과 연소기(100) 사이에는 제1밸브부(410) 및 제2밸브부(420)가 각각 설치된다. 본 실시예에서 제1분리부(310)와 제2분리부(320)가 연소기(100)에 병렬로 연결되는 이유는, 제1분리부(310) 및 제2분리부(320) 각각에 수용 가능한 암모니아의 양이 제한적이기 때문이며, 분리된 암모니아를 연소기(100)에 공급하면서 동시에 가스에서 암모니아를 분리하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 즉, 본 실시예에서 제1분리부(310)와 제2분리부(320) 중 하나가 연소기(100)측으로 암모니아를 공급하고, 다른 하나는 가스를 저장 후 암모니아를 분리하는 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제1분리부(310) 및 제2분리부(320)의 유입단측에는, 가스의 공급을 선택적으로 하기 위한 절환 밸브(800)가 설치될 수 있다.The
상기한 제1분리부(310), 제2분리부(320), 제1밸브부(410), 제2밸브부(420) 및 절환 밸브(800)의 제어는 제어부에서 수행될 수 있다.The control of the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
100 : 연소기 200 : 전환부
211 : 코팅층 300 : 분리부
310 : 제1분리부 320 : 제2분리부
400 : 밸브부 410 : 제1밸브부
420 : 제2밸브부 500 : 원료 공급부
600 : 공기 공급부 700 : 물 공급부
800 : 절환 밸브100: combustor 200: conversion part
211: coating layer 300: separation part
310: first separation unit 320: second separation unit
400: valve part 410: first valve part
420: second valve part 500: raw material supply part
600: air supply 700: water supply
800: switching valve
Claims (9)
상기 연소기(100)에서 배출된 가스와 물을 공급받아 전기분해하여 상기 가스에 포함된 질소산화물을 암모니아로 환원해 배출하는 전환부(200); 및
상기 전환부(200)에서 배출된 가스가 저장되고, 저장된 가스 중 암모니아를 분리하여 상기 연소기(100)로 공급하는 분리부(300);
를 포함하는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템에 있어서,
상기 연소기(100)와 상기 분리부(300)는 배관으로 연결되고, 상기 배관상에 설치되어 상기 연소기(100)와 상기 분리부(300) 사이의 개폐여부 및 개폐정도를 조절하는 밸브부(400);
상기 분리부(300) 내부에 설치되어 제어에 따라 상기 연소기(100)측으로 분리된 암모니아를 공급하는 암모니아 공급부; 및
상기 밸브부(400)와 상기 암모니아 공급부를 제어하는 제어부;
를 포함하는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
a combustor 100 for receiving and burning fuel containing ammonia;
a conversion unit 200 for receiving and electrolyzing the gas and water discharged from the combustor 100 to reduce nitrogen oxide contained in the gas to ammonia and discharge; and
a separation unit 300 for storing the gas discharged from the conversion unit 200, separating ammonia from the stored gas and supplying it to the combustor 100;
In a combustion system using ammonia as a raw material,
The combustor 100 and the separation unit 300 are connected by a pipe, and the valve unit 400 is installed on the pipe to control whether or not to open and close between the combustor 100 and the separation unit 300 and the degree of opening and closing. );
an ammonia supply unit installed inside the separation unit 300 and supplying the separated ammonia to the combustor 100 side according to control; and
a control unit for controlling the valve unit 400 and the ammonia supply unit;
Combustion system using ammonia as a raw material containing
상기 분리부 내부에 저장된 암모니아의 양을 센싱하는 제1센서;
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1센서에서 센싱되는 상기 분리부(300) 내부의 암모니아의 양이 일정 기준치 이상이 되면, 상기 밸브부(400)와 상기 암모니아 공급부를 제어하여 상기 분리부(300)에서 상기 연소기(100)측으로 암모니아를 공급하는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
According to claim 1,
a first sensor for sensing the amount of ammonia stored in the separation unit;
including,
When the amount of ammonia in the separation unit 300 sensed by the first sensor is equal to or greater than a predetermined reference value, the control unit controls the valve unit 400 and the ammonia supply unit to remove the ammonia from the separation unit 300. Combustion system using ammonia for supplying ammonia to the combustor 100 as a raw material.
상기 연소기(100)에 암모니아를 포함하는 원료를 공급하는 원료 공급부(500); 및
상기 연소기(100)에 공기를 공급하는 공기 공급부(600);
를 포함하고,
상기 원료 공급부(500)와 상기 공기 공급부(600)는 상기 제어부에 의해 제어되는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
According to claim 1,
a raw material supply unit 500 for supplying a raw material containing ammonia to the combustor 100; and
an air supply unit 600 for supplying air to the combustor 100;
including,
The raw material supply unit 500 and the air supply unit 600 is a combustion system using ammonia controlled by the control unit as a raw material.
상기 전환부(200)에 물을 공급하는 물 공급부(700);
를 포함하고,
상기 물 공급부(700)는 상기 제어부에 의해 제어되는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
According to claim 1,
a water supply unit 700 for supplying water to the conversion unit 200;
including,
The water supply unit 700 is a combustion system that uses ammonia controlled by the control unit as a raw material.
상기 전환부(200)는,
상기 연소기(100)의 배출단에 설치되어 상기 연소기(100)에서 발생하는 가스가 투과하는 제1전극판(210);
상기 제1전극판(210)의 측면에 매치되며, 상기 전환부(200)에서 공급되는 물과, 전환 과정에서 발생하는 물이 수용되는 물 수용부(230);
상기 제1전극판(210)과 이격되어 배치되는 제2전극판(220); 및
상기 제1전극판(210)과 상기 제2전극판(220)에 소정의 전압을 인가하며, 상기 제어부에 의해 제어되는 전원부;
를 포함하는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
6. The method of claim 5,
The conversion unit 200,
a first electrode plate 210 installed at the discharge end of the combustor 100 through which the gas generated from the combustor 100 passes;
a water receiving unit 230 matching the side surface of the first electrode plate 210 and accommodating the water supplied from the conversion unit 200 and water generated during the conversion process;
a second electrode plate 220 spaced apart from the first electrode plate 210; and
a power supply unit that applies a predetermined voltage to the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 and is controlled by the controller;
Combustion system using ammonia as a raw material containing
상기 제1전극판(210)에는 음전압이 인가되고, 상기 제2전극판(220)에는 양전압이 인가되는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
7. The method of claim 6,
A combustion system using ammonia as a raw material to which a negative voltage is applied to the first electrode plate 210 and a positive voltage is applied to the second electrode plate 220 .
상기 제2전극판(220)은, 구리, 니켈 및 철 중 적어도 어느 하나로 제조되는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
7. The method of claim 6,
The second electrode plate 220 is a combustion system using ammonia made of at least one of copper, nickel, and iron as a raw material.
상기 제어부는,
상기 제1전극판(210)과 상기 제2전극판(220)의 전위차는 1.2~1.4V가 되도록 상기 전원부를 제어하는 암모니아를 원료로 활용하는 연소 시스템.
7. The method of claim 6,
The control unit is
A combustion system using ammonia as a raw material for controlling the power supply so that the potential difference between the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 is 1.2 to 1.4V.
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