KR102536933B1 - 무화염 연소 보일러 및 이를 이용한 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐플라스틱을 열분해하는 열원을 제공하는 연소 시스템을 제공하되, 무화염 연소기를 이용하여 NOx 배출을 억제할 수 있다.

Description

무화염 연소 보일러 및 이를 이용한 제어 방법{Flameless combustion boiler and control method using the same}
본 발명은 무화염 연소 보일러 및 이를 이용한 제어 방법에 관한 것이다.
최근 폐플라스틱 발생에 따른 환경적 이슈에 의해 폐플라스틱을 자원화하기 위한 정부차원에서의 노력이 높아지고 있다. 이러한, 폐플라스틱을 처리하는 방법 중 하나로 열분해하는 과정이 이용되고 있다.
일반적으로, 폐플라스틱을 처리하는 과정에서 발생하는 열분해가스가 연료와 함께 연소실에 유입되어 연소됨으로써 열을 회수하는 방식으로 자원화된다. 그런데, 열을 어떻게 회수하고 연소 조건을 어떻게 설정하는지에 따라 폐플라스틱의 자원화 효율이 달라지게 된다. 특히, 열분해를 이용하여 폐플라스틱을 처리하는 과정 자체가 흡열과정으로 지속적으로 에너지를 제공해야 하는 바, 폐플라스틱을 자원화함에 있어 에너지 효율을 상승시키는 것은 매우 중요하다.
또한, 폐플라스틱 자원화 과정에서 에너지 효율을 높이면서도 미세먼지 및 NOx 발생 문제를 해결하는 기술 역시 중요하다.
예를 들어, 한국등록특허문헌 제10-0997250호는 소각로용 연소공기의 유량유속을 조절하여 소각로 내 온도를 조절할 수 있는 시스템에 관한 것으로, 폐기물의 투입량 및 발열량을 조절하여 완전연소를 구현하는 것에 대한 인식은 있으나, 폐플라스틱을 처리하기 위해 지속적으로 에너지를 공급함에 따른 에너지 효율을 개선하고자 하는 인식은 없다.
다른 예를 들어, 한국등록특허문헌 제10-1998858호는 통나무 열분해장치 및 열분해 가스 처리장치를 이용한 에너지 회수 시스템에 관한 것으로 열분해기를 이용하여 통나무의 열분해 시 발생하는 열분해 가스를 이용하여 연소하나, 열분해 가스를 재사용하는 것에 대한 인식은 없고 폐플라스틱을 처리하기 위해 지속적으로 에너지를 공급함에 따른 에너지 효율을 개선하고자 하는 인식은 없다.
(특허문헌 1) 한국등록특허문헌 제10-0997250호
(특허문헌 2) 한국등록특허문헌 제10-1998858 호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
폐플라스틱의 열분해가스를 마일드(MILD combustion) 연소 방식의 무화염 연소기에 투입하여 열을 회수함으로써 NOx 배출을 억제하면서도, 열분해가스의 조건에 따라 제어 방식을 다르게 함으로써, 높은 에너지 효율을 이룩하고자 한다.
구체적으로, 무화염 연소기에서 연소열을 발생시키기 위해 공급되는 열분해가스의 온도 등 특징에 따라 예열 여부, 투입되는 위치 등을 다르게 제어함으로써 에너지 효율을 상승시키고자 한다.
또한, 본 발명은 연소실 내의 온도 증가에 따라 연소가 불안정해지는 것을 방지함으로써, NOx 배출 및 미세먼지 배출을 억제하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 열분해가스(pyrolysis gas)(P)가 유입되어 열원으로 사용되는 연소기(100);상기 연소기(100)로부터의 배가스(flue gas)가 유입됨으로써 배가스 내 폐열이 회수되고 배가스는 스택(stack))(S)으로 배출되는 예열기(200); 및 상기 연소기(100) 및 상기 예열기(200)와 연결되고, 다수의 밸브(380)를 포함하는 유로부(300);를 포함하고, 상기 연소기(100)는, 무화염 연소(Flameless combustion)가 수행되는 연소실(111)과, 상기 연소실(111)의 내측으로 위치되어 열분해가스(P)의 일부가 상기 예열기(200)에서 예열된 후 유입되어 열교환되는 보일러 열교환기(112);를 포함하는 보일러 하우징(110); 및 상기 연소실(111)에 삽입되는 버너(120);를 포함하고, 상기 예열기(200)에서 예열된 상기 일부의 열분해가스(P)의 온도에 기반하여 상기 다수의 밸브(380)가 개폐되어, 다른 일부의 열분해가스(P)가 상기 버너(120)로 유입되거나 또는 상기 다른 일부의 열분해가스(P)가 상기 예열기(200)에 유입되어 예열된 후 상기 연소실(111)로 유입되는, 연소 시스템을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 격벽(117)의 상측으로 무화염 연소(Flameless combustion)가 수행되고, 상기 연소실(111)에서 생성된 배가스(G)는 상기 격벽 홀(118)을 따라 상기 격벽(117)의 하측으로 이동하고 상기 연소실(111)의 외측으로 배출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 보일러 열교환기(112)는, 상기 예열기(200)와 연통되며 상기 버너(120)의 주위로 위치되는 제1 보일러 열교환기(112a);상기 버너(120)의 주위로 위치되고, 상기 제1 보일러 열교환기(112a)와 연결되어 상기 제1 보일러 열교환기(112a)의 외측 둘레를 둘러싸도록 위치되는 제2 보일러 열교환기(112b); 및 상기 버너(120)와 이격되어 위치되며, 상기 제2 보일러 열교환기(112b)와 연결되되 제3 보일러 열교환기(112c)는 후술하는 격벽(117)의 상측으로 위치되는 제3 보일러 열교환기(112c); 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 예열기(200)는 예열부 열교환기(210)를 포함하고, 상기 유로부(300)는, 상기 예열부 열교환기(210)의 일단과 연결되고, 제1 밸브(381)가 위치되는 제1 유로(310); 상기 제1 유로(310)와 연결되고, 상기 버너(120)와 연통되며 제2 밸브(382)가 위치되는 제2 유로(320); 상기 예열부 열교환기(210)의 타단과 연결되고 상기 연소실(111)과 연결되며, 제3 밸브(383)가 위치되는 제3 유로(330); 및 상기 제3 유로(330)로부터 분기되어 상기 보일러 열교환기(112)와 연결되며, 제4 밸브(384)에 의해 상기 보일러 열교환기(112)와 연통되는 제4 유로(340); 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연소 시스템의 비예열 모드에서, 상기 제1 밸브(381), 상기 제2 밸브(382) 및 상기 제4 밸브(384)가 개방되고, 상기 제3 밸브(383)는 폐쇄되어, 상기 예열된 일부의 열분해가스(P)는 상기 보일러 열교환기(112)로 유입되고, 상기 다른 일부의 열분해가스(P)는 버너(120)로 유입될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연소 시스템의 예열 모드에서, 상기 제1 밸브(381), 상기 제3 밸브(383) 및 상기 제4 밸브(384)는 개방되고, 상기 제2 밸브(382)가 폐쇄되어, 상기 예열된 일부의 열분해가스(P)는 상기 보일러 열교환기(112)로 유입되고, 상기 다른 일부의 열분해가스(P)는 상기 예열기(200)로 유입되어 예열된 후 상기 연소실(111)로 유입될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 유로(330)는, 상기 예열부 열교환기(210)의 타단으로부터 연결되되 상기 연소실(111)과 연결되는 위치가 상이한 n개(n은 2이상의 자연수)의 유로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 버너(120)로 보조 연료를 공급하는 연료 혼합부(130)가 위치되고, 상기 비예열 모드에서는, 상기 제1 유로(310)와 제2 유로(320)를 통해 열분해가스(P)와, 보조 연료 공급부를 통해 상기 보조 연료가 상기 연료 혼합부(130)로 공급될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 버너(120)는 유속 제어형 버너일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연소기(100)에서 배출되는 열분해가스(P)가 유동되는 반응기(400); 상기 반응기(400)의 후단에 위치되는 사이클론(500); 상기 사이클론(500)의 후단에 위치되는 퀀칭기(600); 및 상기 퀀칭기(600)의 후단에 위치되는 전기 집진기(700);를 더 포함하고, 상기 유로부(300)는, 상기 연소기(100)와 상기 반응기(400)를 연결하는 제5 유로(350);를 더 포함하고, 상기 제1 유로(310)는 상기 전기 집진기(700)와 상기 예열기(200)를 연결할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 예열기(200)는 스택(S)과 연결되어 배가스(G)를 유출하고, 상기 예열기(200)에서 배가스(G)의 폐열 회수에 따른 응축수가 생성될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 연소 시스템을 제어하는 방법으로서, 상기 연소 시스템은 상기 다수의 밸브(380)의 개폐를 제어하는 제어부(800);를 더 포함하고, (a) 상기 제어부(800)가 상기 제1 밸브(381), 상기 제2 밸브(382) 및 및 상기 제4 밸브(384)를 개방하고, 상기 제3 밸브(383)는 폐쇄하여 비예열 모드가 수행되는 단계; 및 (b) 상기 제어부(800)가 상기 예열기(200)에서 예열된 상기 일부의 열분해가스(P)의 온도를 감지하고, 상기 열분해가스(P)의 온도에 따라 상기 다수의 밸브(380)의 개폐를 제어하는 단계;를 포함하고, 상기 (b)단계는, (b1) 상기 제어부(800)는 상기 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 이상인지 판단하는 단계; (b2) 상기 제어부(800)는, 상기 (b1)단계에서의 상기 열분해가스(P)의 온도가 상기 제1 기설정된 값 이상이면, 상기 제3 밸브(383)는 개방하고 상기 제2 밸브(382)를 폐쇄하도록 제어하여, 상기 예열 모드를 수행하도록 제어하는 단계; 및 (b3) 상기 제어부(800)는, 상기 (b1)단계에서 상기 열분해가스(P)의 온도가 상기 제1 기설정된 값 미만이면 상기 비예열 모드를 계속 수행하는 단계; 를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따라, 다음과 같은 효과가 달성된다.
본 발명은 폐플라스틱을 열분해하기 위한 열원을 공급하는 연소시스템을 제공하되, 무화염 연소기를 이용하여 NOx 배출을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 버너 주위로 열교환기를 다중 형성하여, 연소실 내의 온도 증가에 따라 연소가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 연소기로 공급되는 열분해가스의 온도에 따라 연소 시스템의 유동을 다르게 제어하여, 열분해가스의 온도를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 연소기로 공급되는 열분해가스의 높이를 제어하여, 다단연소를 구현하고 열분해가스의 온도를 효율적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 개략적인 연소 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 본 발명에 따른 연소 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 연소 시스템에서, 비예열 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 연소 시스템에서, 예열 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 연소 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 연소 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 연소 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
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.
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.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 연소 시스템을 설명한다.
본 발명에 따른 연소 시스템은 연소기(100), 예열기(200), 유로부(300), 반응기(400), 사이클론(500), 퀀칭기(600) 및 전기 집진기(700)를 포함한다.
연소기(100)는 보일러 하우징(110), 버너(120) 및 연료 혼합부(130)를 포함한다.
보일러 하우징(110)은 연소가 이루어지는 부분으로, 연소실(111) 및 보일러 열교환기(112), 제1 열교환기 유입구(113), 제1 열교환기 유출구(114), 배가스 유출구(115), 열분해가스 유입구(116), 격벽(117) 및 격벽 홀(118)을 포함한다.
연소실(111)은 보일러 하우징(100)의 내측에 구비되며, 공기(A)와 연료(F)를 공급받아, 연소가 이루어지는 공간이다.
본 발명의 연소실(111)은 무화염 연소(Flameless combustion)가 이루어지도록 구성된다.
즉, 연소실(111)에서는 공기(A)와 연료(F)가 만나 무화염 연소가 이루어진다. 연소실(111)에서 연소 후 발생된 배가스(G)는 연소실(111)의 내측을 재순환하며, 연소실(111)에서는 무화염 연소가 이루어질 수 있다.
연소실(111)에서 무화염 연소가 이루어지는 바, 연소실(111)의 내부의 온도는 대략 섭씨 800도 내지 1000도 내외로 유지되고, 화염이 안정되며 Thermal-NOx의 발생이 제어될 수 있다.
이 때, 연소실(111)은 후술하는 격벽(117)으로 인해 공간이 상하로 분리될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
또한, 연소실(111)로 폐플라스틱의 처리 과정에서 발생한 열분해가스(pyrolysis gas)(P)가 유입된다.
열분해가스(P)는 후술하는 다수의 밸브(380)의 개폐를 통해 버너(120)를 통해 연소실(111)로 공급되거나 연소실(111)로 직접 공급된다. 이에 대한, 자세한 설명은 후술한다.
도 2를 참조하여, 보일러 열교환기(112)의 구조에 대해 설명한다.
보일러 열교환기(112)는 연소실(111)의 내측으로 위치된다.
보일러 열교환기(112)는 제1 보일러 열교환기(112a), 제2 보일러 열교환기(112b), 제3 보일러 열교환기(112c)를 포함한다.
제1 보일러 열교환기(112a)는 후술하는 예열기(200)와 연통되며 버너(120)의 주위로 위치된다. 제1 보일러 열교환기(112a)는 후술하는 제1 열교환기 유입구(113)와 연결되어 제4 유로(340)와 연통되고, 예열기(200)와 연통될 수 있다.
제1 보일러 열교환기(112a)는 제2 보일러 열교환기(112b)의 내측으로 위치된다.
제2 보일러 열교환기(112b)는 버너(120)의 주위로 위치되고, 제1 보일러 열교환기(112a)와 연결되어 제1 보일러 열교환기(112a)의 외측 둘레를 둘러싸도록 위치된다.
연소실(111) 내에서는 연소가 발생됨에 따라 연소실(111) 내부의 온도가 증가한다. 연소실(111) 내부의 온도가 증가되면 연소 시 반응물이 가열되어 유속이 더욱 증가하게 되고, 초기 연소가 불안정해지는 문제점이 있다.
본 발명에 따르면 제1 보일러 열교환기(112a)로 온도가 낮은 열분해가스(P)가 유입되어, 제1 보일러 열교환기(112a)와 제2 보일러 열교환기(112b)를 따라 유동하는 바, 연소실(111)의 온도를 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명에서는 제1 보일러 열교환기(112a)와 제2 보일러 열교환기(112b)는 버너(120)의 주위로 위치되고, 제2 보일러 열교환기(112b)가 제1 보일러 열교환기(112a)의 둘레를 둘러싸도록 위치되어, 버너(120)의 주위로 유동하는 시간을 길게 함으로써 버너(120)의 온도를 더욱 감소시킬 수 있는 바, 연소 안정성을 확보할 수 있다.
제3 보일러 열교환기(112c)는 버너(120)와 이격되어 위치되며, 제2 보일러 열교환기(112b)와 연결된다.제3 보일러 열교환기(112c)를 따라 유동하는 열분해가스(P)의 온도는, 제1 보일러 열교환기(112a)와 제2 보일러 열교환기(112b)에서 가열되는 바 열분해가스(P)의 온도가 더 높다.
제3 보일러 열교환기(112c)는 후술하는 격벽(117)의 상측으로 위치된다.
제3 보일러 열교환기(112c)는 후술하는 제1 열교환기 유출구(114)와 연결되어 제6 유로(360)와 연통되고, 반응기(400)와 연통될 수 있다.
제3 보일러 열교환기(112c)는 제1, 제2 보일러 열교환기(112b)보다 상측으로 위치될 수 있으나, 그 위치는 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 보일러 열교환기(112c)는 2개로 도시되었으나, 제3 보일러 열교환기(112c)의 개수는 열분해가스(P)가 충분히 열교환되면 족하고, 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.
이 때, 제3 보일러 열교환기(112c)의 구조는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.
제1 열교환기 유입구(113)는 보일러 하우징(110)의 외측과 연결되는 부분이다.
제1 열교환기 유입구(113)의 일단은 제1 보일러 열교환기(112a)와 연결되고 타단은 제4 유로(340)와 연결되어 제4 유로(340)로부터 열분해가스(P)를 공급받아, 공급된 열분해가스(P)를 제1 보일러 열교환기(112a)로 공급할 수 있다.
이 때, 제1 열교환기 유입구(113)의 위치는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.
제1 열교환기 유출구(114)의 일단은 제3 보일러 열교환기(112c)와 연결되고, 타단은 제6 유로(360)와 연결된다. 제1 열교환기 유출구(114)는 제1 보일러 연교환기(112a), 제2 보일러 열교환기(112b) 및 제3 보일러 열교환기(112c)를 따라 유동하여 온도가 증가된 열분해가스(P)를 보일러 하우징(110)의 외측으로 공급할 수 있다.
제1 열교환기 유출구(114)는 제6 유로(360)와 연결되어 온도가 증가된 열분해가스(P)를 반응기(300)로 공급하는 바, 반응기(300)에서는 열분해가스(P)를 다시 재활용하여 폐플라스틱을 열분해하는 과정에 이용할 수 있다.
이 때, 제6 유로(360)로 공급되는 열분해가스(P)의 온도는 800°C이상의 온도일 수 있다.
배가스 유출구(115)는 보일러 하우징(110)의 외측과 연결되는 부분으로, 연소실(110)에서 발생된 배가스(G)가 유출된다.
배가스 유출구(115)는 후술하는 제6 유로(360)를 통해 배가스(G)를 예열기(200)로 전달할 수 있다.
이 때, 예열기(200)로 전달되는 배가스(G)의 온도는 약400°C일 수 있으나, 특정한 수치에 제한되는 것은 아니다.
열분해가스 유입구(116)는 보일러 하우징(110)의 일측면에 형성되어 열분해가스가 유입되는 부분이다. 열분해가스 유입구(116)는 후술하는 제3 유로(330)를 통해 예열기(200)에서 예열된 열분해가스가 연소실(110) 내측으로 공급한다.
열분해가스 유입구(116)는 연소실(111)과 연결되는 높이가 모두 다르도록 다수개로 형성될 수 있고, 연소실(111)의 내측으로 공급하는 열분해가스(P)의 높이를 다르게 할 수 있어, 다단 연소를 구현할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
예를 들어, 열분해가스 유입구(116)는 형성되는 높이에 따라 열분해가스 유입구(116a, 116b, 116c)를 포함한다.
또한, 열분해가스 유입구(116)의 개수는 제3 유로(330)의 개수와 대응되도록 형성될 수 있다.
이 때, 열분해가스 유입구(116)의 개수는 3개로 도시되고 이와 같이 설명되나, 다수 개로 형성되면 족하고 특정한 개수에 제한되는 것은 아니다.
격벽(117)은 보일러 하우징(110)의 내부에 위치되며, 격벽(117)의 하측으로는 전술한 보일러 하우징 열교환기(112a, 112b)가 위치된다. 즉, 격벽(117)은 연소실(111)의 공간을 분리하여, 제3 보일러 열교환기(112c)가 위치하는 공간과, 제1, 2 보일러 열교환기(112a, 112b)가 위치하는 공간을 분리할 수 있다.
격벽(117)은 격벽 홀(118)이 형성된다.
격벽(117)의 상측인 연소실(111)의 공간으로 연소가 일어나는 공간이고, 연소실(111)에서 생성된 배가스(G)는 격벽 홀(118)을 통해 격벽(117)의 하측인 연소실(111)의 공간으로 이동하여 배가스 유출구(115)를 통해 연소실(111)의 외측으로 배출될 수 있다.
이 때, 격벽 홀(118)은 2개로 도시되었으나, 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.
버너(120)는 보일러 하우징(100)의 내측과 연통되며, 보일러 하우징(100)의 내부로 화염을 발생시킨다.
버너(120)는 연소실(111)의 내측으로 삽입된다.
또한, 버너(120)는 전술한 바와 같이, 버너(120)의 주변으로 제1 보일러 열교환기(112a)와 제2 보일러 열교환기(112b)가 위치된다. 버너(120)의 최상단은 제1 보일러 열교환기(112a)와 제2 보일러 열교환기(112b)가 위치한 것보다 상측으로 위치될 수 있다.
버너(120)는 후술하는 연료 혼합부(130)에 의해, 보조 연료 및 열분해가스(P)를 공급받을 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
버너(120)는 위치는 발생한 화염이 주연소실(110)의 중앙부에 위치될 수 있도록 결정될 수 있다. 또한, 버너(120)의 최상측은 전술한 격벽(117)보다 상측으로 위치될 수 있다.
버너(120)는 버너(120)의 내측으로 공기(A)를 공급하는 공기 주입부(121)와 연료(F)를 공급하는 연료 주입부(122)를 포함한다.
연료 주입부(122)로 후술하는 연료 혼합부(130)에서 혼합된 보조 연료 및 열분해가스(P)를 공급될 수 있다.
이 때, 버너(120)로 공기(A) 및 연료(F)가 공급되는 구조에 대한 자세한 도시는 생략하였으며, 버너(120)의 형상 및 구조는 도시된 바에 제한되는 것은 아니다.
연료 혼합부(130)는 버너(120)로 보조 연료 및 열분해가스(P)를 공급한다.
연료 혼합부(130)는 후술하는 제2 유로(320) 상에 위치된다.
연료 혼합부(130)는 보조 연료 공급부(미도시)로부터 보조 연료를 공급받고, 후술하는 비예열모드에서 제2 유로(320)를 통해 유동된 열분해가스(P)를 공급받은 후, 혼합하여 버너(120)로 공급할 수 있다.
예열기(200)는 연소실(111)로부터 배출된 배가스(G)를 공급받아, 공급된 배가스(G)의 온도를 이용하여 열분해가스(P)를 예열한다.
예열기(200)는 예열기 열교환기(210), 제2 열교환기 유입구(220), 제2 열교환기 유출구(230), 배가스 유입구(240), 응축수 유출구(250) 및 배가스 유출구(260)를 포함한다.
예열기 열교환기(210)는 예열기(200)의 내측으로 위치되며, 예열기 열교환기(210)의 일단은 후술하는 제1 유로(310)와 연결되고, 예열기 열교환기(210)의 타단은 제3 유로(330)와 연결된다.
예열기 열교환기(210)로 제1 유로(310)로부터 저온의 열분해가스(P)가 유입된다.
예열기(200)로 연소실(111)로부터 배가스(G)가 유입되어, 예열기(200)의 내측 공간을 유동하는 바, 예열기 열교환기(210)를 유동하는 저온의 열분해가스(P)의 온도는 증가된다.
이 때, 연소실(111)로부터 유입된 배가스(G)의 온도는 약 400°C일 수 있고, 저온의 열분해가스(P)의 온도는 약20°C일 수 있으나, 특정한 온도에 제한되는 것은 아니다.
제2 열교환기 유입구(220)의 일단은 예열기 열교환기(210)의 일단과 연결되고, 타단은 제1 유로(310)와 연결된다.
제2 열교환기 유출구(230)의 일단은 예열기 열교환기(210)의 타단과 연결되고, 타단은 제3 유로(330)와 연결된다.
배가스 유입구(240)는 보일러 하우징(110)과 연통되어 보일러 하우징(110)에서 발생된 배가스(G)를 공급받는 유입구이다.
응축수 유출구(250)는 예열기(200)에 공급된 배가스(G)의 온도와 예열기 열교환기(210) 간의 온도의 차이로 인해 발생되는 응축수를 예열기(200)의 외측으로 배출한다.
배가스 유출구(260)는 예열기(200)의 내측 공간을 유동한 배가스(G)가 예열기(200)의 외측으로 배출될 수 있도록 형성되며, 배가스 유출구(260)은 스택(S)과 연결될 수 있다.
이 때, 배가스 유출구(260)를 통해 배출되는 배가스(G)의 온도는 약 80°C미만의 온도일 수 있다.
유로부(300)는 연소기(100), 예열기(200) 중 어느 하나 이상과 연통되고, 다수의 밸브(380)를 포함한다.
유로부(300)는 제1 유로(310), 제2 유로(320), 제3 유로(330), 제4 유로(340), 제5 유로(350), 제6 유로(360) 및 밸브(380)를 포함한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 다수의 밸브(380)의 동작과 제1 유로(310), 제2 유로(320), 제3 유로(330), 제4 유로(340), 제5 유로(350), 제6 유로(360)를 유동하는 유체의 유동과 연결관계를 함께 설명한다. 도 3 및 도 4에서 밸브(380)가 개방된 경우 열분해가스(P)가 밸브(380)를 통과하는 것으로 도시(화살표)하였으며, 밸브(380)에 별도의 열분해가스(P)의 유동 표시가 없는 경우에는 밸브(380)가 닫힌 상태를 의미한다.
제1 유로(310)는 후술하는 전기 집진기(700)와 연결되어 전기 집진기(700)로부터 저온의 열분해가스(P)가 유입되는 유로이다. 또한, 제1 유로(310)는 예열부 열교환기(210)와 연결된다.
이 때, 제1 유로(310)를 유동하는 열분해가스(P)의 온도는 상온의 온도일 수 있으며, 약 20°C일 수 있으나 특정한 수치에 제한되는 것은 아니다.
제1 유로(310) 상에는 제1 밸브(381)가 위치되어, 전기 집진기(700)와 예열기(200)와의 연통을 연결 또는 차단할 수 있다.
제2 유로(320)는 제1 유로(310)로부터 분기되는 유로로, 제2 유로(320)의 일단은 연료 혼합부(130)와 연결된다.
이 때, 제2 유로(320)는 제1 밸브(381)로부터 분기되는 것으로 도시되나, 제1 밸브(381)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니고 제1 유로(310) 상에 위치되어 후술하는 반응기(200)와 연통 여부를 조절할 수 있으면 족하다.
제2 유로(320)상에는 제2 밸브(382)가 위치되어, 연료 혼합부(130)와 제1 유로(310)의 연통을 연결 또는 차단할 수 있다.
제2 유로(320)는 제1 유로(310)로 분기되어, 제1 유로(310)로 유동한 열분해가스(P)가 제2 유로(320)로 유동하고, 연료 혼합부(130)로 열분해가스(P)를 공급할 수 있다.
이 때, 제2 유로(320)가 연료 혼합부(130)로 열분해가스(P)를 공급하는 것은 비예열 모드로 동작할 경우를 의미하며, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
이 때, 제2 밸브(382)는 연료 혼합부(130)가 통과하기 전으로 위치될 수 있다.
제3 유로(330)는 그 일단이 예열부 열교환기(210)의 타단과 연결되고 그 타단이 연소실(111)과 연결되며, 제3 유로(330)에 제3, 5 밸브(383, 385)가 위치된다.
또한, 도시된 바에 따르면 제3 유로(330)상에 제4 밸브(384)도 위치하는 것으로 도시되나, 제4 밸브(384)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니고, 제 4 밸브(34)는 보일러 열교환기(112)와 연통 여부를 조절할 수 있으면 족한 바, 제4 밸브(384)는 제4 유로(340) 상에도 위치될 수 있다.
제3 유로(330)는 예열부 열교환기(210)를 통과하여 온도가 증가된 열분해가스(P)가 유동한다.
제3 유로(330)는, 예열부 열교환기(210)의 타단으로부터 연결되되 연소실(111)과 연결되는 위치가 상이한 n개(n은 2이상의 자연수)의 유로를 포함한다.
이 때, n개의 유로의 높이는 모두 상이하도록 위치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, n은 3인 것으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 3유로(330)은 연소실(111)과 연결되는 위치가 상이한 제3 유로(330a, 330b, 330c)를 포함한다.
제3 유로(330a, 330b, 330c)는 높이가 낮은 측에서 높은 측으로 순서대로 위치된다.
제3 유로(330a)는 예열부 열교환기(210)의 타단과 연결되고, 제3 밸브(383)와 제5 밸브(385a)가 위치된다.
제3 유로(330b)는 제3 유로(330a)로부터 분기되는 유로로, 제5 밸브(385b)가 위치된다.
제3 유로(330c)는 제3 유로(330b)로부터 분기되는 유로로, 제5 밸브(385c)가 위치된다.
제5 밸브(385a, 385b, 385c)의 개폐 정도, 개폐 여부를 제어하여 연소기(110)에서의 다단 연소를 구현할 수 있으며, 제3 유로(330a, 330b, 330c)의 높이 차이로 유동되는 열분해가스(P)에 따라 재연소가 수행될 수 있어, 추가 NOx 저감의 효과도 달성될 수 있다. 제5 밸브(385a, 385b, 385c)를 제어하는 방법은 후술한다.
제4 유로(340)는 제3 유로(330)로부터 분기되어 보일러 열교환기(112)와 연결된다.
제5 유로(350)는 연소기(100)와 반응기(400)를 연결한다.
제6 유로(360)는 연소기(100)와 예열기(200)를 연결한다.
밸브(380)는 전술한 바와 같이, 제1 유로(310) 내지 제4 유로(340)상에서 위치되어 제1 유로 내지 제4 유로(340)의 연통을 차단하거나 연결한다.
밸브(380)의 동작에 대한 자세한 설명은 후술한다.
반응기(400)는 보일러 하우징(110)과 연통되어, 보일러 하우징(110)으로부터 온도가 증가된 열분해가스(P)를 공급받는다.
반응기(400)로 공급되는 열분해가스(P)의 온도는 800°C 이상의 온도인 것이 바람직하다.
반응기(400)는 유동층 반응기로서 공급된 열분해가스(P)를 이용하여, 페플라스틱을 유동화할 수 있다.
사이클론(500)은 반응기(400)의 후단에 위치된다.
사이클론(500)은 반응기(400)에서 유동화된 폐플라스틱의 고상을 분리할 수 있다.
퀀칭기(600)은 사이클론(500)의 후단에 위치된다.
퀀칭기(600)은 사이클론(500)에서 공급된 고상이 분리된 폐플라스틱을 냉각시켜, 액상을 분리하고 비응축성 가스를 생성한다.
이 때, 분리되는 액상은 오일이고, 비응축성 가스는 메탄, 에탄 등의 비응축성 가스일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
전기 집진기(700)는 퀀칭기(600)의 후단에 위치된다.
전기 집진기(700)는 제1 유로(310)를 통해 열분해가스(P)를 전술한 연소기(100)와 예열기(200)로 공급할 수 있다.
이 때, 전기 집진기(700)가 공급하는 열분해가스(P)는 20°C정도의 상온의 가스일 수 있으나, 특정한 온도에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 전기 집진기(700)서 공급되는 열분해가스(P)로 연소기(100)를 거쳐 온도가 증가된 후, 다시 반응기(400)로 공급될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 연소 시스템은 폐루프 시스템을 형성할 수 있으며, 폐플라스틱을 열분해하기 위한 열분해가스(P)를 높은 효율로 공급시킬 수 있다.
이상, 반응기(400), 사이클론(500), 퀀칭기(600), 전기 집진기(700)는 종래에 널리 알려진 장치로, 각 장치의 동작원리나 방법에 대한 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 연소 시스템을 제어하는 방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따라 연소 시스템을 제어하는 방법은 제어부(800)를 더 포함한다.
제어부(800)는 다수의 밸브(380)의 개폐를 조절할 수 있다.
제어부(800)는 유로부(300)의 내측을 이동하는 열분해가스(P)의 온도에 따라, 다수의 밸브(380)의 개폐를 조절할 수 있다.
제어부(800)는 초기 동작으로 비예열 모드를 수행할 수 있다. 제어부(800)는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 미만이면 비예열 모드를 수행하도록 제어한다.
비예열 모드는 배가스(G)의 폐열을 이용하여 연소기(100)에서 연소에 이용되는 열분해가스(P)를 예열하지 않은 경우로, 예열기(200)를 통과하여 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 충분히 예열되지 않는 경우이다.
제어부(800)는 제1 밸브(381), 제2 밸브(382) 및 제4 밸브(384)가 개방되고, 제3 밸브(383)는 폐쇄하여 비예열 모드를 수행한다.
예열된 일부의 열분해가스(P)는 보일러 열교환기(112)로 유입되고, 다른 일부의 열분해가스(P)는 버너(120)로 유입된다.
제1 유로(310)로부터 공급된 열분해가스(P)는 예열기(200)로 통해 이동하고, 다른 일부의 열분해가스(P)는 버너(120)로 유입된다.
버너(120)로 이동된 다른 일부의 열분해가스(P)는 열분해가스(P)가 제2 유로(320)를 통해 공급되고, 제2 유로(320)를 통해 공급된 열분해가스(P)가 연료 혼합부(130)에서 보조연료와 혼합되어 버너(120)로 공급된다.
이 때, 버너(120)로 이동되는 다른 일부의 열분해가스(P)는 상온의 온도일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
비예열 모드에서는 버너(120)에서 열분해가스(P)가 혼합됨에 따라, 유속 조절이 가능한 버너(120)가 사용될 수 있다.
예열기(200)로 이동한 예열된 일부의 열분해가스(P)는 제4 유로(340)로 유동하여, 보일러 열교환기(112)로 유입된다. 보일러 열교환기(112)로 유동한 열분해가스(P)는 반응기(400)로 유동하여 폐플라스틱을 유동화하는 열원으로 이용될 수 있다.
이후, 제어부(800)는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도를 판단하여, 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 이상인지 판단한다.
제어부(800)는 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 이상이면 제3 밸브(383) 및 제4 밸브(384)는 개방하고, 제2 밸브(382)를 폐쇄하도록 제어하여 예열모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
예열 모드에서는, 배가스(G)의 폐열을 이용하여 연소기(100)에서 연소에 이용되는 열분해가스(P)를 예열하는 경우로, 예열기(200)를 통과하여 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 충분히 예열된 경우이다.
예열 모드에서는 제1 밸브(381), 제3 밸브(383) 및 제4 밸브(384)는 개방되고, 제2 밸브(382)는 폐쇄된다.
예열 모드에서는, 상온의 열분해가스(P)가 제1 유로(310)를 통해 유동한 후, 모두 예열기(200)로 이동하고, 예열된 일부의 열분해가스(P)는 제4 유로(340)를 통해 보일러 열교환기(112)로 유입되고, 다른 일부의 열분해가스(P)는 제3 유로(330)를 통해 예열기(200)로 유입되어 예열된 후 연소실(111)로 직접 공급된다.
이에 따라, 예열 모드에서는 예열기(200)를 통과하여 예열된 일부의 열분해가스(P)가 연소실(110)로 직접 공급되어 연소실(110) 내측을 유동하는 배가스(G)의 폐열에 의해 더욱 가열될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 일정 온도 이상일 경우에, 연소기(100)에 열분해가스(P)를 직접 투입하도록 제어하여, 연소 효율을 증대시킬 수 있을 뿐 아니라 연소 안정성을 더욱 도모할 수 있다.
도 7(b) 및 (c)에서는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값이 되는 시점을 기설정된 시간(T1)으로 도시하며, 도 7(a)에 도시되는 바와 같이 제2 유로(320)를 유동하는 열분해가스(P)의 유량과 제4 유로(340)를 유동하는 열분해가스(P)의 유량의 합은 제1 유로(310)를 유동한 열분해가스(P)의 유량의 합과 같다.
또한, 제 3유로(330)를 유동하는 열분해가스(P)의 유량과 제4 유로(340)를 유동하는 열분해가스(P)의 유량의 합은 제1 유로(310)를 유동한 열분해가스(P)의 유량의 합과 같다.
도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제2 밸브(382)를 폐쇄하여도 제2 유로(320)로 유동하고 있던 열분해가스(P)가 잔존할 수 있고, 제어부(800)는 기설정된 시간(T2) 이후에는 제2 유로(320)를 유동하는 열분해가스(P)가 없도록 제어할 수 있다.
이 때, 제어부(800)는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 이상이면, 제2 밸브(382)를 바로 폐쇄하지 않고, 제어부(800)는 제2 유로(320)를 통해 유동되는 열분해가스(P)의 유량이 감소되도록 제2 밸브(382)의 개폐 정도를 조절할 수도 있다.
또한, 제어부(800)는 예열된 일부의 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 미만이면 비예열 모드를 계속 수행한다.
제어부(800)는 제2 밸브(382)를 폐쇄하여 예열 모드를 수행하는 경우, 기설정된 시간(T2) 이후에는, 제3 유로(330)가 포함하는 n개의 유로로 유동되는 열분해가스(P)의 유량을 제어하여, 다단 연소 모드를 수행할 수 있다.
이하, 도 7(d) 내지 (f)를 참조하여, 다단 연소 모드를 설명한다. 이 때, n은 3인 것을 기준으로 설명하나 제3 유로(330)의 개수는 이에 제한되는 것은 아니며, 제어부(800)는 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량의 총합이 100이 되도록 제어하면 족하고, 하기의 제어방법에 제한되는 것은 아니다.
도 7(d)를 참조하여, 제어부(800)가 제5 밸브(385a. 385b, 385c)를 제어하는 방법을 설명한다.
제어부(800)는 제3 기설정된 시간(T3)까지 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하게 한다.
그 후, 제4 기설정된 시간(T4)까지 제3 유로(330a)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 감소시키고, 제3 유로(330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 증가시킨다.
제4 기설정된 시간(T4) 이후, 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하게 한다.
또한, 제3 기설정된 시간(T3)과 제4 기설정된 시간(T4)에 걸쳐, 제3 유로(330a)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량이 제3 유로(330b)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량보다 크고, 제3 유로(330b)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량이 제3 유로(330c)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량보다 크도록 제어한다.
이 때, 제4 기설정된 시간(T4)은 제3 기설정된 시간(T3)보다 크다.
도 7(e)를 참조하여, 제어부(800)가 제5 밸브(385a. 385b, 385c)를 제어하는 방법을 설명한다.
제어부(800)가 제5 기설정된 시간(T5)까지 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하게 한다.
제어부(800)는 제6 기설정된 시간(T6)까지 제3 유로(330b)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 감소시키고, 제3 유로(330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 증가시키고, 제3 유로(330a)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량을 제3 유로(330b, 330c)로 유동되는 열분해가스(P)의 유량보다 크도록 제어한다.
제어부(800)는 제6 기설정된 시간(T6) 이후에는 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하게 한다.
이 때, 제6 기설정된 시간(T6)은 제5 기설정된 시간(T5)보다 크다.
도 7(f)를 참조하여, 제어부(800)가 제5 밸브(385a. 385b, 385c)를 제어하는 방법을 설명한다.
제어부(800)가 제7 기설정된 시간(T7)까지 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하도록 제어한다.
제어부(800)는 제8 기설정된 시간(T8)까지 제3 유로(330a)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 감소시키고, 제3 유로(330b)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 증가시킨다.
제어부(800)는 제8 기설정된 시간(T8) 이후에는 제3 유로(330a, 330b, 330c)로 유동하는 열분해가스(P)의 유량을 일정하게 한다.
이 때, 제8 기설정된 시간(T8)은 제7 기설정된 시간(T7)보다 크다.
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.
100: 연소기
110: 보일러 하우징
111: 연소실
112: 보일러 열교환기
112a: 제1 보일러 열교환기
112b: 제2 보일러 열교환기
112c: 제3 보일러 열교환기
113: 제1 열교환기 유입구
114: 제1 열교환기 유출구
115: 배가스 유출구
116: 열분해가스 유입구
116a, 116b, 116c: 열분해가스 유입구
117: 격벽
118: 격벽 홀
120: 버너
121: 공기 주입부
122: 연료 주입부
130: 연료 혼합부
131: 보조 연료 공급부
200: 예열기
210: 예열기 열교환기
220: 제2 열교환기 유입구
230: 제2 열교환기 유출구
240: 배가스 유입구
250: 응축수 유출구
260: 배가스 유출구
300: 유로부
310: 제1 유로
320: 제2 유로
330: 제3 유로
330a, 330b, 330c: 제3 유로
340: 제4 유로
350: 제5 유로
360: 제6 유로
380: 밸브
381: 제1 밸브
382: 제2 밸브
383: 제3 밸브
384: 제4 밸브
385a, 385b, 385c: 제5 밸브
400: 반응기
500: 사이클론
600: 퀀칭기
700: 전기 집진기
800: 제어부
S: 스택
A: 공기
F: 연료
G: 배가스
P: 열분해가스

Claims (12)

  1. 열분해가스(pyrolysis gas)(P)가 유입되어 열원으로 사용되는 연소기(100);
    상기 연소기(100)로부터의 배가스(flue gas)(G)가 유입됨으로써 배가스(G) 내 폐열이 회수되고 배가스는 스택(stack)(S)으로 배출되는 예열기(200); 및
    상기 연소기(100) 및 상기 예열기(200)와 연결되고, 다수의 밸브(380)를 포함하는 유로부(300);를 포함하고,
    상기 연소기(100)는,
    무화염 연소(Flameless combustion)가 수행되는 연소실(111)과, 상기 연소실(111)의 내측으로 위치되어 열분해가스(P)의 일부가 상기 예열기(200)에서 예열된 후 유입되어 열교환되는 보일러 열교환기(112);를 포함하는 보일러 하우징(110); 및
    상기 연소실(111)에 삽입되는 버너(120);를 포함하고,
    상기 예열기(200)에서 예열된 상기 일부의 열분해가스(P)의 온도에 기반하여 상기 다수의 밸브(380)가 개폐되어, 다른 일부의 열분해가스(P)가 상기 버너(120)로 유입되거나 또는 상기 다른 일부의 열분해가스(P)가 상기 예열기(200)에 유입되어 예열된 후 상기 연소실(111)로 유입되는,
    연소 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보일러 하우징(110)은
    상기 연소실(111)의 내측으로 위치되며 격벽 홀(118)이 형성되는 격벽(117);을 더 포함하고,
    상기 격벽(117)의 상측으로 무화염 연소(Flameless combustion)가 수행되고, 상기 연소실(111)에서 생성된 배가스(G)는 상기 격벽 홀(118)을 따라 상기 격벽(117)의 하측으로 이동하고 상기 연소실(111)의 외측으로 배출되는,
    연소 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보일러 열교환기(112)는,
    상기 예열기(200)와 연통되며 상기 버너(120)의 주위로 위치되는 제1 보일러 열교환기(112a);
    상기 버너(120)의 주위로 위치되고, 상기 제1 보일러 열교환기(112a)와 연결되어 상기 제1 보일러 열교환기(112a)의 외측 둘레를 둘러싸도록 위치되는 제2 보일러 열교환기(112b); 및
    상기 버너(120)와 이격되어 위치되며, 상기 제2 보일러 열교환기(112b)와 연결되되, 상기 격벽(117)의 상측으로 위치되는 제3 보일러 열교환기(112c); 를 포함하는,
    연소 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열기(200)는 예열부 열교환기(210)를 포함하고,
    상기 유로부(300)는,
    상기 예열부 열교환기(210)의 일단과 연결되고, 제1 밸브(381)가 위치되는 제1 유로(310);
    상기 제1 유로(310)와 연결되고, 상기 버너(120)와 연통되며 제2 밸브(382)가 위치되는 제2 유로(320);
    상기 예열부 열교환기(210)의 타단과 연결되고 상기 연소실(111)과 연결되며, 제3 밸브(383)가 위치되는 제3 유로(330); 및
    상기 제3 유로(330)로부터 분기되어 상기 보일러 열교환기(112)와 연결되며, 제4 밸브(384)에 의해 상기 보일러 열교환기(112)와 연통되는 제4 유로(340); 를 포함하는,
    연소 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연소 시스템의 비예열 모드에서,
    상기 제1 밸브(381), 상기 제2 밸브(382) 및 상기 제4 밸브(384)가 개방되고,
    상기 제3 밸브(383)는 폐쇄되어,
    상기 예열된 일부의 열분해가스(P)는 상기 보일러 열교환기(112)로 유입되고,
    상기 다른 일부의 열분해가스(P)는 버너(120)로 유입되는,
    연소 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연소 시스템의 예열 모드에서,
    상기 제1 밸브(381), 상기 제3 밸브(383) 및 상기 제4 밸브(384)는 개방되고
    상기 제2 밸브(382)가 폐쇄되어,
    상기 예열된 일부의 열분해가스(P)는 상기 보일러 열교환기(112)로 유입되고,
    상기 다른 일부의 열분해가스(P)는 상기 예열기(200)로 유입되어 예열된 후 상기 연소실(111)로 유입되는,
    연소 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3 유로(330)는, 상기 예열부 열교환기(210)의 타단으로부터 연결되되 상기 연소실(111)과 연결되는 위치가 상이한 n개(n은 2이상의 자연수)의 유로를 포함하는,
    연소 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 버너(120)로 보조 연료를 공급하는 연료 혼합부(130)가 위치되고,
    상기 비예열 모드에서는,
    상기 제1 유로(310)와 제2 유로(320)를 통해 열분해가스(P)와, 보조 연료 공급부를 통해 상기 보조 연료가 상기 연료 혼합부(130)로 공급되는,
    연소 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버너(120)는 유속 제어형 버너인,
    연소 시스템.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 연소기(100)에서 배출되는 열분해가스(P)가 유동되는 반응기(400);
    상기 반응기(400)의 후단에 위치되는 사이클론(500);
    상기 사이클론(500)의 후단에 위치되는 퀀칭기(600); 및
    상기 퀀칭기(600)의 후단에 위치되는 전기 집진기(700);를 더 포함하고,
    상기 유로부(300)는,
    상기 연소기(100)와 상기 반응기(400)를 연결하는 제5 유로(350);를 더 포함하고,
    상기 제1 유로(310)는 상기 전기 집진기(700)와 상기 예열기(200)를 연결하는,
    연소 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 예열기(200)는 스택(S)과 연결되어 배가스(G)를 유출하고,
    상기 예열기(200)에서 배가스(G)의 폐열 회수에 따른 응축수가 생성되는,
    연소 시스템.
  12. 제6항에 따른 연소 시스템을 제어하는 방법으로서,
    상기 연소 시스템은 상기 다수의 밸브(380)의 개폐를 제어하는 제어부(800);를 더 포함하고,
    (a) 상기 제어부(800)가 상기 제1 밸브(381), 상기 제2 밸브(382) 및 및 상기 제4 밸브(384)를 개방하고, 상기 제3 밸브(383)는 폐쇄하여 비예열 모드가 수행되는 단계; 및
    (b) 상기 제어부(800)가 상기 예열기(200)에서 예열된 상기 일부의 열분해가스(P)의 온도를 감지하고, 상기 열분해가스(P)의 온도에 따라 상기 다수의 밸브(380)의 개폐를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b)단계는,
    (b1) 상기 제어부(800)는 상기 열분해가스(P)의 온도가 제1 기설정된 값 이상인지 판단하는 단계;
    (b2) 상기 제어부(800)는, 상기 (b1)단계에서의 상기 열분해가스(P)의 온도가 상기 제1 기설정된 값 이상이면, 상기 제3 밸브(383)는 개방하고 상기 제2 밸브(382)를 폐쇄하도록 제어하여, 상기 예열 모드를 수행하도록 제어하는 단계; 및
    (b3) 상기 제어부(800)는, 상기 (b1)단계에서 상기 열분해가스(P)의 온도가 상기 제1 기설정된 값 미만이면 상기 비예열 모드를 계속 수행하는 단계; 를 포함하는,
    방법.
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