KR102542611B1 - 가스 전처리 장치 - Google Patents

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KR102542611B1
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주식회사 에코스원
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Abstract

본 발명은 상부에 가스 유입관이 마련되고, 하부 또는 측부에 가스 배출관이 형성되는 탱크; 상기 유입관과 연결되어 상기 탱크 내부 중심으로부터 외측 방향을 향하여 방사형으로 연장되는 복수개의 분사관을 포함하고, 각 상기 분사관의 하방에 복수개 형성된 토출공을 통하여 가스를 분사시키는 가스 분사부; 및 상기 가스 분사부 하부에서 가스에 포함된 황 또는 실록산을 흡수하는 필터부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치를 제공한다.

Description

가스 전처리 장치{A gas pretreatment apparatus}
본 발명은 가스 전처리 장치에 관한 것으로서, 발전기용 엔진에 공급될 가스에서 불필요한 이물질이나 수분을 미연에 제거할 수 있는 가스 전처리 장치에 관한 것이다.
바이오가스(매립지 가스 포함)는 유기성폐기물의 혐기성소화공정 중에서 발생되는 기상의 물질로 온실가스 성분인 메탄과 이산화탄소가 주성분이다. 발열량이 도시가스의 40%~70%인 바이오가스는 대표적 신재생연료로 정제 후 가스엔진, 가스터빈, 연료전지 등에 적용되어 전력/열을 생산하고 바이오 메탄화 되어 자동차연료로 활용될 수 있다.
이러한 바이오가스의 주성분으로는 메탄, 이산화탄소이며, 황화수소를 비롯한 암모니아, 수소, 질소, 휘발성 유기화합물, 및 실록산 등의 불순물질이 미량 포함되어 있다.
상기 바이오가스에 포함된 수분과 황화수소는 부식 환경을 조성하고, 특히 실록산화합물(또는, 실록산이라 한다)은 화장품 등 생활용품과 석고 보드 등 건축 자재에 포함되어 바이오가스 내에 존재하게 되는데, 연소 중에 SiO2로 변환되어 가스터빈 블레이드, 열교환기, 촉매 등에 퇴적되어 효율을 감소시키고, 가스엔진에서는 구동부의 손상을 유발하므로 필수적으로 제거되어야 한다. 따라서 이러한 바이오가스는 전처리 과정을 거친 후, 가스엔진 또는 가스터빈 등의 바이오가스 발전 설비의 연료로 사용된다.
이러한 전처리는 통상적으로 바이오가스에 포함된 수분을 제거한 다음, 황화수소를 제거한 후, 실록산을 제거하는 방식으로 이루어지게 된다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2013-0001755호에는 제습된 바이오가스를 흡입 압축하는 가압 압축유닛, 바이오가스에 포함된 수분을 제거하기 위한 냉각제습유닛, 및 압축된 바이오가스에 포함된 불순물을 제거하기 위한 흡착 필터부로 이루어지는 바이오가스 전처리 시스템에 관련한 기술 전반에 대해서 개시되어 있다.
그러나, 종래의 바이오가스 전처리 장치는 탈황 또는 실록산의 제거를 위해 탱크 내부에서 필터의 일부 국한된 영역만을 통해서 필터링이 이루어지기 때문에 필터의 가용 범위가 제한적으로 이루어져 필터링 효율이 극히 저하되는 문제점이 지적되고 있다. 또한, 필터링 효율이 저하되면서 바이오가스 전처리 장치의 필터 교체 비용이 증대되는 문제가 제기되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1599054호(2016.02.24 등록)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 가스에 포함되는 황화수소 또는 실록산을 제거할 때, 이들을 필터링하는 필터부의 가용 범위를 증대시킴으로써 필터링 효율을 증대시킬 수 있는 가스 전처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 필터부의 가용 범위를 증대시켜서 필터부의 교체에 따르는 비용 및 시간을 저감시킬 수 있는 가스 전처리 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에 가스 유입관이 마련되고, 하부 또는 측부에 가스 배출관이 형성되는 탱크; 상기 유입관과 연결되어 상기 탱크 내부 중심으로부터 외측 방향을 향하여 방사형으로 연장되는 복수개의 분사관을 포함하고, 각 상기 분사관의 하방에 복수개 형성된 토출공을 통하여 가스를 분사시키는 가스 분사부; 및 상기 가스 분사부 하부에서 가스에 포함된 황 또는 실록산을 흡수하는 필터부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치를 제공한다.
상기 토출공은 상기 유입관과 인접한 토출공이 상기 유입관과 먼 토출공 보다 크게 형성되고, 각 상기 분사관의 하부에서 서로 다른 방향으로 가스를 배출하는 토출공이 적어도 둘 이상의 열로 배치될 수 있다.
상기 가스 전처리 장치는 상기 가스 분사부와 필터부 사이에 배치되고, 가스가 유동하도록 복수개의 통공이 형성되는 제1분사판을 더 포함하고, 상기 제1분사판은 상기 분사관과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 가스 전처리 장치는 상기 가스 분사부와 필터부 사이에 배치되고, 가스가 유동하도록 복수개의 통공이 형성되는 제1분사판을 더 포함하고, 상기 제1분사판은 상기 탱크의 내부 중심에서 외측을 향하여 높이가 낮아지도록 경사면 또는 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 가스 분사부는 상기 유입관의 단부에서 측방향으로 돌출되어 상기 분사관의 하부에 배치되며, 상기 탱크의 내주면과 설정 간격 이격된 간격을 갖도록 배치되는 제2분사판을 포함할 수 있다.
상기 유입관은 각 상기 분사관과 인접한 상기 유입관의 단부 하면에 가스를 배출하는 복수개의 배출공이 형성될 수 있다.
상기 가스 전처리 장치는 상기 필터부 하부에 배치되고 복수개의 통공이 형성되는 지지판; 상기 지지판과 탱크의 내부 저면 사이에서 상기 배출관을 따라서 형성된 배출유로로 필터부의 배출을 방지하도록 상기 지지판의 각 통공에 마련되는 스트레이너; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 가스 전처리 장치에 의하면,
첫째, 탈황 장치 및 실록산 제거장치를 구축하여 소화가스를 정제함으로써 발전기에 최적의 가스를 공급할 수 있고,
둘째, 탈황 장치 및 실록산 제거장치에서 황사수소 및 실록산을 제거하기 때문에 발전기의 내연기관이 손상되는 것을 방지함과 동시에 오염물질의 배출을 최소화할 수 있으며,
셋째, 탈황 장치 및 실록산 제거장치의 각 탱크 내부에서 가스의 분사 방식을 개선하여 필터부에서 가스를 필터링하는 면적을 증대시킬 수 있어 이를 통하여 필터부의 교체 주기를 현저히 증대시킬 수 있고,
넷째, 발전기에서 발전후 발생하는 폐열을 회수하는 열교환기를 장착하여 기존 가온 보일러와 연계하여 소화조에 필요한 온수 공급으로 에너지를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 전처리 장치를 도시하는 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크 내부에 설치된 가스 분사부를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 가스 전처리 장치의 가스 분사부를 도시하는 배면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 가스 전처리 장치의 가스 분사부를 도시하는 측단면도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 가스 전처리 장치의 제1분사판을 도시하는 평면도이다.
도 9는 도 3에 나타낸 가스 전처리 장치의 지지판 상에 스트레이너가 설치된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 전처리 장치를 도시하는 종단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 전처리 장치를 도시하는 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 전처리 장치는 가스 전처리 시스템(10)의 한 영역에 해당한다.
가스 전처리 시스템(10)은 가스 차단밸브(11), 역화 방지기(12), 수분 제거기(13), 제습기(14), 냉동기(15), 블로워(16), 탈황장치(17), 실록산 제거장치(18), 가스 필터(19) 등을 포함하여 이루어지고, 본 발명의 제1실시예에 따른 가스 전처리 장치(100)는 이 중에서 탈황장치(17) 및 실록산 제거장치(18)에 해당할 수 있다.
가스 전처리 시스템(10)은 바이오 가스나 매립지 가스를 이용한 발전 시스템(20)에 공급될 가스의 수분이나 이물질, 유해성 물질 등의 전처리를 위해서 마련된다. 가스 전처리 시스템(10)은 발전 시스템(20)에 공급되는 가스의 원활한 공급을 위해서 두 개의 시스템이 병렬로 연결되어 하나의 시스템씩 가동되되, 만일의 오작동이나 작동불능에 대응하도록 구성될 수 있다.
도 1에서 가스 전처리 장치는 탈황장치(17)나 실록산 제거장치(18) 중 하나일 수 있다. 이들 탈황장치(17)와 실록산 제거장치(18)는 내부에 수납되는 필터부의 구조나 종류에 있어 차이가 있을 뿐, 기본적인 외형과 필터부를 제외한 구조는 대동소이하기 때문에 이하에서 가스 전처리 장치(100)로 통일하여 설명한다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 발전 시스템(20)은 예컨대 바이오 가스발전기인 경우, 정격 출력 350kW 바이오 가스 발전기 4기(상시운전 3기, 예비용 1기)를 설치 후, 발전기 유지보수 및 점검으로 인한 발전량 저하를 최소화하고, 복수의 발전기를 병렬운전 방식으로 운용함으로써 가스 발생량 증감에 따른 대응이 가능하도록 할 수 있다. 발전 시스템(20)은 최소175kW ~ 최대1,050kW까지 발전 범위를 조절하여 발전이용 효율을 최대한 높이도록 설비를 구축할 수 있다.
발전 시스템(20)에 적용되는 내연기관은 예컨대 린번엔진 채용으로 SCR등 배기가스 후처리시설의 운영이 불필요하고, 효율 극대화, 설비의 간소화, 유지관리의 편리성에 따른 장점이 제공될 수 있다.
또한, 발전기 운전 시 발생되는 소음 및 진동을 억제하기 위한 방음형 외함과, 방진 시스템을 적용할 수 있다. 따라서, 지진과 같은 외력 발생으로 인한 발전기의 전도를 방지할 수 있고, 전도 방지를 위한 내진 스토퍼(미도시)가 설치될 수 있다.
그리고, 가스필터(19)는 실록산 제거장치 다음 공정에 배치하여 정제된 가스를 엔진으로 공급되기 전 마지막으로 함유된 분진 및 수분을 제거 할 수 있다. 가스필터(19)의 내부는 헤파필터와 카본필터를 포함하며, 교환주기는 약 4개월 범위에서 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 측면도이다고, 도 3은 도 2에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 종단면도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크를 도시하는 평면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 가스 전처리 장치(100)는 탱크(110)와, 가스 분사부(120)와, 필터부(130)를 포함한다.
먼저, 탱크(110)는 상부에 유입관(111)이 연결되고, 하부 또는 하단 측부에 배출관(112)이 연결된다. 유입관(111)과 배출관(112)은 탱크(110) 내부에 가스가 공급되어 필터링된 후에 배출되면서 다시 가스 전처리 시스템(10) 상에 연결될 수 있다.
탱크(110)의 외측면에는 상부의 유입관(111)을 작업자가 확인할 수 있도록 사다리(114)가 마련될 수 있다.
탱크(110) 내부에서 유입관(111)의 하단에는 가스 분사부(120)가 연결된다. 가스 분사부(120)는 유입관(111)의 하단에서 외측 방향을 향하여 방사형으로 복수개 연장되는 분사관(121)을 포함하고, 각 분사관(121)은 하방으로 가스를 분사시킬 수 있도록 복수개의 토출공(122)이 형성된다.
또한, 탱크(110) 내부에서 상하방향으로 중심영역에서 하측 단부까지 필터부(130)가 채워진다. 필터부(130)는 탈황장치와 실록산 제거장치에 따라서 그 종류가 달라질 수 있다.
예컨대, 탈황장치의 경우, 필터부(130)는 고체제를 이용하는 습식 탈황 공법에 대응하여 산화철(Fe2O3ㆍxH2O), 활성탄(활성탄법), 실리카 겔, 분자체 등을 이용하는 방법이 있고, 이러한 산화철법(hydrated ferric oxide process)이 가장 보급되어 있다. 이러한 습식 탈황 공법은 주로 단독으로 이용되며, 대규모의 경우에는 습식법에 후속하여 이용하고, 앞 공정에서 잔류된 소량의 황화수소를 제거할 수 있다. 일반적으로 탈황제로는 주철 절삭 가루에 톱밥을 섞어 햇볕에 쬔 것이 이용되는데, 소철광(또는, 갈철광), 황토, 룩스마스(luxmasse, 알루미나 제조의 부산물) 등도 이용될 수 있다.
탈황장치가 건식 건식 탈황 공법으로 적용되는 경우, 소화조에서 발생된 소화 가스를 소화가스 홀더에 인입 및 저장하기 전, 탈황 장치내의 탈황제에 흡착시켜 황화수소를 포집하여 제거하는 방식으로 진행될 수 있다. 이때, 탈황제는 산화철(Fe2O3)을 여재로 사용하여 화학적으로 처리될 수 있다.
화학적 처리: Fe2O3·xH2O+3H2S → Fe2S3+(x+3)H2O
재생 공정: Fe2S3+xH2O+3O → Fe2O3·xH2O+3S
탈황제의 황화철 함유량이 증가하여 필터링 능력이 감소하면, 물을 적셔 대기에 말려서 재생할 수 있다.
황화수소 제거 방식은 건식탈황 방식으로 여제(충진물)는 (Fe2O3; 산화철)을 사용하여 발전설비필요량(410N㎥/hr)을 처리할 수 있도록 설계하여 제작 및 설치ㅎ할 수 있다. 흡착탑은 상용 운전용 1기와 예비용 1기 총 2기를 구성하여 설치하여 여제교체/관리를 수월하게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 산화철은 물리적인 반응뿐만 아니라, 화학적인 반응을 통해 탈황의 효율을 극대화할 수 있고, 또한 첨착 활성탄 대비 여제 교체 비용이 저렴한 장점이 있다.
또한, 예컨대, 실록산 제거장치의 경우, 필터부(130)는 규소(Si)와 산소(O)가 서로 결합하여 폴리머로 형성된 상태 또는 이산화규소(Sio2)를 포함하는 화합물, 실록산 화합물을 포함하여 필터링할 수 있다.
탄소결합(C-C)의 결합에너지가 356KJ/mol인데 대하여, 실록산결합(Si-O)은 444KJ/mol으로 크고 대단히 안정적인 특징이 있으며, 바이오 가스 중에 포함된 실록산은 가스 엔진이나 마이크로 가스터빈의 연소실내에서 산화하여 실리카(SiO2)로 되어 분말 또는 결정상태로 연소실에 잔류할 수 있기 때문에 제거 공정이 필수적으로 수반되어야 한다. 이와 같이, 실리카가 축적되는 경우 엔진 접동면에 연마제로서 작용하면서 부품을 열화시키고, 또한 스파크 플러그에 퇴적하여 불완전 연소를 야기시킬 수 있다.
실록산 제거장치는 상대습도 80% 이하로 최적 조건으로 운영하며, 엔진으로 인입되는 수분의 양을 최소화 해야한다. 또한, 연소 시 엔진 표면에 실리카의 형성을 최소화 해야한다.
그리고, 탱크(110) 내부에서 필터부(130) 하부에는 필터부(130)를 지지하는 지지판(140)이 마련된다. 지지판(140)에는 복수개의 통공(141)이 형성되고, 각 통공(141)에는 스트레이너(strainer, 142)가 구비될 수 있다. 이러한 스트레이너(142)는 지지판(140)의 통공(141)을 통해서 필터부(130)의 여재가 하부로 배출되는 것을 방지하는 기능을 제공한다.
가스 분사부(120)와 필터부(130) 사이에는 제1분사판(150)이 구비될 수 있다.
또한, 가스 분사부(120)와 제1분사판(150) 사이에는 제2분사판(160)이 구비될 수 있다.
이러한, 제1분사판(150)과 제2분사판(160)에 관한 상세한 설명은 후기하기로 한다.
따라서, 가스 분사부(120)를 통하여 토출된 가스는 제2분사판(160)과 제1분사판(150)을 통과하면서 탱크(110) 내부 전역에서 균일한 밀도 또는 농도로 분사되기 때문에 필터부(130)의 사용 면적이 증대될 수 있고, 이에 따라서 필터부(130)가 특정 영역에서 국한적으로 필터링 되는 것을 방지할 수 있어 필터부(130)의 필터링 효율이 증대되고, 결과적으로 필터부(130)의 교체 주기를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
예컨대, 가스 분사부(120)가 방사형의 분사 구조를 갖지 않고, 복수의 분사판이 마련되지 않는 경우, 상부 중심에 마련된 유입관(111)으로부터 하부 측방에 마련된 배출관(112)을 향하여 가스가 국한된 범위에서만 이동하게 되고, 가스의 이동 범위에 대응하여 필터부(130)의 필터링이 이루어지기 때문에 필터부(130)가 국소의 위치에서 필터링 효율이 극히 저감되면서 필터부(130)의 교체 주기가 짧아질 수 있다.
도 5는 도 3에 나타낸 가스 전처리 장치의 탱크 내부에 설치된 가스 분사부를 상부에서 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 가스 전처리 장치의 가스 분사부를 하부에서 도시하는 배면도이며, 도 7은 도 6에 나타낸 가스 전처리 장치의 가스 분사부를 도시하는 측단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 가스 분사부(120)는 탱크(110) 내부에서 유입관(111)의 하단을 중심으로 6개의 방향으로 등각 또는 등간격을 가지며 분사관(121)이 배치될 수 있다. 물론, 분사관(121)의 개수나 이들 사이의 각도 또는 간격은 이에 한정되지 않는다. 전처리를 위한 가스의 양에 따라서 분사관(121)의 개수나 이들의 각도 또는 간격은 조정될 수 있다.
각각의 분사관(121) 하부에는 복수개의 토출공(122)이 형성되는데, 이때 토출공(122)은 가스의 분사량이나 분사방향을 고려하여 크기(또는 지름)나 타공 방향이 설정될 수 있다. 예컨대, 토출공(122)은 유입관(111)과 인접한 토출공(122a)이 유입관(111)으로부터 멀게 배치되는 토출공(12b) 보다 큰 지름을 갖도록 형성될 수 있다. 이는 유입관(111)과 먼 분사관(121)의 단부에 압력이 집중되기 때문에 유입관(111)으로부터의 거리에 따라서 토출공(122)의 크기가 달라지도록 설계할 수 있다.
토출공(122)은 분사관(121)의 길이방향을 따라서 서로 다른 방향을 향하도록 적어도 둘 이상의 복수의 열(row)로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 분사관(121)의 하부에서 두 개의 열로 토출공(122)이 배치되는 것을 일 예로써 설명한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 분사관(121)의 선단 측면에도 토출공이 형성될 수 있다.
그리고, 분사관(121)은 유입관(111)의 하단에서 설정된 높이 상부에서 돌출되는데, 이때 유입관(111)의 하부 선단에는 복수개의 배출공(113)이 형성된다. 이때 배출공(113)은 필터부(130)의 중심영역을 향하여 가스를 분사할 수 있다.
또한, 유입관(111)의 단부에는 외측을 향해서 돌출되고 각 분사관(121)과 평행하게 배치되는 제2분사판(160)이 배치된다. 분사관(121)과 제2분사판(160) 사이에는 설정된 높이의 압력 유지공간(124)이 형성된다. 압력 유지공간(124)은 분사관(121)에서 토출된 가스가 제2분사판(160)을 통과하기 전까지 일정한 가스의 토출 압력이 유지되도록 함으로써 제2분사판(160)을 통과하는 가스의 압력이 일정해지도록 할 수 있다.
도 8은 도 7에 나타낸 가스 전처리 장치의 제1분사판을 도시하는 평면도이다.
도 8을 참조하면, 제1분사판(150)은 얇은 판재 형상으로 메탈 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 물론, 제1분사판(150)의 통공(151)의 형상이나 개수는 도면의 구조에 한정되지 않는다. 제1분사판(150)의 통공(151)은 분사관(121)의 가스 토출 압력에 따라서 그 크기나 개수가 달라질 수 있다.
제1분사판(150)의 외주면은 탱크(110) 내주면과 밀착하도록 배치될 수 있다.
도 9는 도 3에 나타낸 가스 전처리 장치의 지지판 상에 스트레이너가 설치된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 9를 참조하면, 지지판(140)은 각 통공(141)에 설치되는 스트레이너(142)를 포함한다. 스트레이너(142)는 지지판(140) 상에서 탈착 가능하도록 결합되며, 가스 또는 공기는 투과시키고, 필터부(130)의 여재는 통과할 수 없는 구조로 이루어질 수 있다. 스트레이너(142)는 지지판(140) 상에서 소정의 높이를 갖도록 설치되고, 높이방향으로 복수개의 얇은 슬릿(미도시)이 외주면에 형성되는 구조를 가질 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 전처리 장치를 도시하는 종단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 가스 전처리 장치(200)는 제1분사판(250)에 있어서 차이점이 있다.
제1분사판(250)은 탱크(110) 내부의 가상의 중심선을 기준으로 탱크(110) 내주면을 향하여 하향 경사지도록 배치될 수 있다. 이때, 제1분사판(250)은 일 단면이 고깔 형상으로 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 제1분사판(250)의 상면 또는 하면은 탱크 내주면을 향하여 높이가 점진적으로 낮아지는 곡면으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 제1분사판(250)이 경사면 또는 곡면으로 이루어지는 경우, 가스 분사부(120)에서 토출되는 가스의 압력에 의해 경사면 또는 곡면을 타고 탱크(110) 내주면 방향(또는 제1분사판의 외측 방향)으로 유동하도록 유도할 수 있고, 이를 통하여 필터부(130)의 외측에 인접한 영역에서 더 많은 양의 필터링이 이루어지도록 유도할 수 있는 이점이 있다.
예컨대, 가스 분사부(120)로부터 하방으로 분사되는 가스의 압력이 탱크(110) 내부 중심 영역으로 치중되는 경우, 제1분사판(250)의 각도를 조절함으로써 가스가 필터부(130) 중심 영역으로 집중되는 것을 분산시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 의한 가스 전처리 장치에 의하면, 탈황 장치 및 실록산 제거장치를 구축하여 소화가스를 정제함으로써 발전기에 최적의 가스를 공급할 수 있고, 탈황 장치 및 실록산 제거장치에서 황사수소 및 실록산을 제거하기 때문에 발전기의 내연기관이 손상되는 것을 방지함과 동시에 오염물질의 배출을 최소화할 수 있으며, 탈황 장치 및 실록산 제거장치의 각 탱크 내부에서 가스의 분사 방식을 개선하여 필터부에서 가스를 필터링하는 면적을 증대시킬 수 있어 이를 통하여 필터부의 교체 주기를 현저히 증대시킬 수 있고, 발전기에서 발전후 발생하는 폐열을 회수하는 열교환기를 장착하여 기존 가온 보일러와 연계하여 소화조에 필요한 온수 공급으로 에너지를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 가스 전처리 시스템
20: 발전 시스템
100: 가스 전처리 장치
110: 탱크
120: 가스 분사부
130: 필터부
140: 지지판
150, 250: 제1분사판
160: 제2분사판

Claims (7)

  1. 상부에 가스 유입관이 마련되고, 하부 또는 측부에 가스 배출관이 형성되는 탱크;
    상기 유입관과 연결되어 상기 탱크 내부 중심으로부터 외측 방향을 향하여 방사형으로 연장되는 복수개의 분사관을 포함하고, 각 상기 분사관의 하방에 복수개 형성된 토출공을 통하여 가스를 분사시키는 가스 분사부; 및
    상기 가스 분사부 하부에서 가스에 포함된 황 또는 실록산을 흡수하는 필터부; 를 포함하고,
    상기 토출공은 상기 유입관과 인접한 토출공이 상기 유입관과 먼 토출공 보다 크게 형성되고, 각 상기 분사관의 하부에서 서로 다른 방향으로 가스를 배출하는 토출공이 적어도 둘 이상의 열로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사부와 필터부 사이에 배치되고, 가스가 유동하도록 복수개의 통공이 형성되는 제1분사판을 더 포함하고,
    상기 제1분사판은 상기 분사관과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사부와 필터부 사이에 배치되고, 가스가 유동하도록 복수개의 통공이 형성되는 제1분사판을 더 포함하고,
    상기 제1분사판은 상기 탱크의 내부 중심에서 외측을 향하여 높이가 낮아지도록 경사면 또는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 가스 분사부는,
    상기 유입관의 단부에서 측방향으로 돌출되어 상기 분사관의 하부에 배치되며, 상기 탱크의 내주면과 설정 간격 이격된 간격을 갖도록 배치되는 제2분사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입관은,
    각 상기 분사관과 인접한 상기 유입관의 단부 하면에 가스를 배출하는 복수개의 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터부 하부에 배치되고 복수개의 통공이 형성되는 지지판;
    상기 지지판과 탱크의 내부 저면 사이에서 상기 배출관을 따라서 형성된 배출유로로 필터부의 배출을 방지하도록 상기 지지판의 각 통공에 마련되는 스트레이너;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 전처리 장치.
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JPH05131109A (ja) * 1991-01-31 1993-05-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガス吸収吸着塔
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