KR102655870B1 - Circulating fluidized bed combustion system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템에서, 1차 산화제 공급부는 제1 지점에서 연소로에 연결되고, 2차 산화제 공급부는 제2 지점에서 연소로에 연결되고, 3차 산화제 공급부는 제3 지점에서 연소로에 연결된다. 제1 암모니아 공급부는 제4 지점에서 연소로에 연결되고 암모니아를 공급하도록 이루어질 수 있다. 제4 지점은 제2 지점보다 낮게 이루어질 수 있다. 1차 산화제 공급부 및 3차 산화제 공급부에서 각각 소정의 비율로 산화제를 공급함으로써 연소로 하부에서 고체 체류량에 의해 비교적 고온의 열이 발생될 수 있고 이러한 열은 공급되는 암모니아의 기화 및 연소성 향상을 위해 사용될 수 있으며, 암모니아 혼소율이 높은 순환유동층 연소시스템을 형성할 수 있다.In the circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention, the primary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a first point, the secondary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a second point, and the tertiary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a third point. At this point it is connected to the combustion furnace. The first ammonia supply may be connected to the combustion furnace at a fourth point and configured to supply ammonia. The fourth point may be lower than the second point. By supplying the oxidizing agent at a predetermined ratio from the primary oxidizing agent supply section and the tertiary oxidizing agent supply section, relatively high temperature heat can be generated by the amount of solids remaining at the bottom of the combustion furnace, and this heat can be used to vaporize the supplied ammonia and improve combustibility. It is possible to form a circulating fluidized bed combustion system with a high ammonia co-combustion rate.
Description
본 발명은 순환유동층 연소시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암모니아를 포함한 연료의 혼소가 이루어지는 순환유동층 연소시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a circulating fluidized bed combustion system, and more specifically, to a circulating fluidized bed combustion system in which co-combustion of fuel containing ammonia is performed.
순환유동층 보일러(Circulating fluidized bed boiler, CFB boiler)는 바이오매스 및 폐기물을 활용할 수 있으며 연료다변화(Fuel flexibility)가 용이하다.Circulating fluidized bed boiler (CFB boiler) can utilize biomass and waste and has easy fuel flexibility.
순환유동층 연소로 내에서 환원제 주입 없이 질소산화물을 저감할 수 있는 방법(로내 탈질 기술)으로 다단 연소(air-staging, 또는 staging combustion) 기법이 있다.A method that can reduce nitrogen oxides in a circulating fluidized bed combustion furnace without injecting a reducing agent (furnace denitrification technology) is a multi-stage combustion (air-staging, or staging combustion) technique.
다단 연소 기법은 연소용 공기를 연소로 높이에 따라 나누어 주입하도록 이루어진다. The multi-stage combustion technique involves injecting combustion air in portions according to the height of the combustion furnace.
다단 연소 기법의 적용에 의해, 1차 산화제, 2차 산화제 및 3차 산화제가 높이를 달리하여 주입될 수 있고, 다단 연소 기법에서 1차 산화제의 유량을 줄이면서 소정의 유량의 3차 산화제를 주입하게 된다.By applying the multi-stage combustion technique, the primary oxidant, secondary oxidant, and tertiary oxidant can be injected at different heights, and in the multi-stage combustion technique, the tertiary oxidant is injected at a predetermined flow rate while reducing the flow rate of the primary oxidant. I do it.
순환 유동층 연소에서 1차 산화제의 유량은 열매체인 유동사를 순환시키는 역할을 할 수 있다.In circulating fluidized bed combustion, the flow rate of the primary oxidant can play a role in circulating the fluidized sand, which is the heat chain.
1차 산화제 유량을 줄이면 3차 산화제 유량이 공급되는 높이까지 산화가 충분히 이루어지지 못하고 환원반응(Reduction reaction)이 이루어지면서, NO는 적게 되고 CO가 증가하게 된다. 이에 따라, CO를 줄이기 위해 3차 산화제를 공급하여 산화반응(Oxidant reaction)이 이루어지는 산화영역을 만들어 준다.If the primary oxidant flow rate is reduced, oxidation cannot be sufficiently achieved to the level at which the tertiary oxidant flow rate is supplied, and a reduction reaction occurs, resulting in a decrease in NO and an increase in CO. Accordingly, in order to reduce CO, a tertiary oxidant is supplied to create an oxidation zone where an oxidant reaction occurs.
순환유동층 연소에서는 고체가 열매체로 역할을 하게 되는데, 1차 산화제의 유량을 줄이게 되면 열매체가 제대로 순환이 안되어 고체 체류량이 늘어나게 되어서 연소로 하부의 온도가 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.In circulating fluidized bed combustion, solids serve as a heat medium. If the flow rate of the primary oxidant is reduced, the heat medium cannot circulate properly and the amount of solids retained increases, which may cause the problem of increasing the temperature at the bottom of the combustion furnace.
또한, 연소로 하부 온도의 증가 시 고체 물질들의 응집 및 슬래깅(slagging)이 발생될 수 있다.Additionally, when the temperature at the bottom of the combustion furnace increases, agglomeration and slagging of solid materials may occur.
한편, 암모니아는 타 연료에 비해 연소속도가 매우 느리며 자가 발화 온도도 비교적 높아 보일러에 적용하기 위해서는 암모니아의 예열이 필요하고 연소 속도를 향상시키는 방법이 필요하다. On the other hand, ammonia has a very slow combustion speed compared to other fuels and has a relatively high self-ignition temperature, so in order to apply it to a boiler, preheating of ammonia is required and a method to improve the combustion speed is needed.
암모니아 연료는 가연성에 대한 위험성이 낮으나 위해성이 매우 높아 보일러에 적용하기 위해서는 연소로 내에서 모두 연소되어야 한다. 암모니아의 연소가 완벽하지 않을 경우 미반응 암모니아(Slip NH3)가 발생될 수 있다.Ammonia fuel has a low risk of flammability, but has a very high risk, so it must be completely burned within the combustion furnace in order to be applied to a boiler. If combustion of ammonia is not complete, unreacted ammonia (Slip NH 3 ) may be generated.
본 개시는, 순환유동층 보일러에서 다단 연소에 따른 연소로 하부의 높은 온도에 의해 암모니아의 연소성을 향상시킬 수 있는 순환유동층 연소시스템을 기술한다.This disclosure describes a circulating fluidized bed combustion system that can improve the combustibility of ammonia by the high temperature at the bottom of the combustion furnace due to multi-stage combustion in a circulating fluidized bed boiler.
본 개시는, 루프씰에서 연소소로 순환되는 고체입자 이동라인에 암모니아를 공급하고 암모니아의 기화 및 예열을 통해 연소성을 향상시키는 순환유동층 연소시스템을 기술한다.This disclosure describes a circulating fluidized bed combustion system that supplies ammonia to a solid particle transfer line circulating from a loop seal to a combustion chamber and improves combustibility through vaporization and preheating of ammonia.
본 개시는, 암모니아 연소시 발생되는 질소산화물의 감축이 가능하고 암모니아 슬립(NH3 Slip)을 억제할 수 있는 순환유동층 연소시스템을 기술한다.This disclosure describes a circulating fluidized bed combustion system that can reduce nitrogen oxides generated during ammonia combustion and suppress ammonia slip (NH 3 Slip).
본 개시는, 연소로 하부의 온도 제어가 가능하고 하부의 고체물질의 응집(agglomeration)을 방지할 수 있는 순환유동층 연소시스템을 기술한다.The present disclosure describes a circulating fluidized bed combustion system that is capable of controlling the temperature of the bottom of the combustion furnace and preventing agglomeration of solid materials in the bottom.
본 개시는, 암모니아 혼소율을 높여 석탄 사용량을 줄일 수 있고 이산화탄소 발생량을 감축할 수 있는 순환유동층 연소시스템을 기술한다.This disclosure describes a circulating fluidized bed combustion system that can reduce coal usage and carbon dioxide emissions by increasing the ammonia co-combustion rate.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따른 순환유동층 연소시스템은, 연소 반응이 이루어지는 연소로; 제1 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제1 산화제를 공급하는 1차 산화제 공급부; 상기 제1 지점보다 높은 제2 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제2 산화제 및 연료를 공급하는 2차 산화제 공급부; 상기 제2 지점보다 높은 제3 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제3 산화제를 공급하는 3차 산화제 공급부; 및 상기 제2 지점과 같거나 낮은 제4 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제1 암모니아 공급부를 포함하여 이루어질 수 있다.A circulating fluidized bed combustion system according to one aspect of the subject matter described in the present application includes a combustion furnace in which a combustion reaction occurs; a primary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a first point and supplying a first oxidant; a secondary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a second point higher than the first point and supplying a second oxidant and fuel; a third oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a third point higher than the second point and supplying a third oxidant; and a first ammonia supply unit connected to the combustion furnace at a fourth point equal to or lower than the second point and configured to supply ammonia.
상기 제1 암모니아 공급부는 열매체가 체류하는 영역에서 상기 연소로에 연결될 수 있다.The first ammonia supply unit may be connected to the combustion furnace in an area where the heat medium stays.
상기 순환유동층 연소시스템은, 상기 연소로의 상측에 연결되고, 상기 연소로에서 배출된 배기가스와 고체입자를 분리하도록 이루어진 싸이클론; 상기 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되는 루프씰; 상기 고체입자가 이동하도록 상기 루프씰과 상기 연소로를 연결하는 다운커머; 및 상기 다운커머에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제2 암모니아 공급부를 포함하여 이루어질 수 있다.The circulating fluidized bed combustion system includes a cyclone connected to the upper side of the combustion furnace and configured to separate exhaust gas and solid particles discharged from the combustion furnace; A loop seal through which solid particles separated from the cyclone are introduced; A downcomer connecting the roof seal and the combustion furnace to allow the solid particles to move; And it may include a second ammonia supply unit connected to the downcomer and configured to supply ammonia.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따른 순환유동층 연소시스템은, 연소 반응이 이루어지는 연소로; 상기 연소로의 상측에 연결되고, 상기 연소로에서 배출된 배기가스와 고체입자를 분리하도록 이루어진 싸이클론; 상기 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되는 루프씰; 상기 고체입자가 이동하도록 상기 루프씰과 상기 연소로를 연결하는 다운커머; 제1 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제1 산화제를 공급하는 1차 산화제 공급부; 상기 제1 지점보다 높은 제2 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제2 산화제 및 연료를 공급하는 2차 산화제 공급부; 상기 제2 지점보다 높은 제3 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제3 산화제를 공급하는 3차 산화제 공급부; 및 상기 다운커머에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제2 암모니아 공급부를 포함하여 이루어질 수 있다.A circulating fluidized bed combustion system according to one aspect of the subject matter described in the present application includes a combustion furnace in which a combustion reaction occurs; A cyclone connected to the upper side of the combustion furnace and configured to separate exhaust gas and solid particles discharged from the combustion furnace; A loop seal through which solid particles separated from the cyclone are introduced; A downcomer connecting the roof seal and the combustion furnace to allow the solid particles to move; a primary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a first point and supplying a first oxidant; a secondary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a second point higher than the first point and supplying a second oxidant and fuel; a third oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a third point higher than the second point and supplying a third oxidant; And it may include a second ammonia supply unit connected to the downcomer and configured to supply ammonia.
상기 다운커머는 제5 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 상기 제5 지점은 상기 제1 지점보다 높고 상기 제2 지점보다 낮게 이루어질 수 있다.The downcomer is connected to the combustion furnace at a fifth point, and the fifth point may be higher than the first point and lower than the second point.
상기 싸이클론은, 상기 연소로에 연결되는 제1 싸이클론; 및 상기 제1 싸이클론과 연결되고, 상기 제1 싸이클론에서 배출된 배기가스로부터 플라이 애시를 분리하도록 이루어진 제2 싸이클론을 포함하고, 상기 루프씰은 상기 제1 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되도록 이루어질 수 있다.The cyclone includes a first cyclone connected to the combustion furnace; and a second cyclone connected to the first cyclone and configured to separate fly ash from the exhaust gas discharged from the first cyclone, wherein the loop seal seals the solid particles separated from the first cyclone. It can be made to flow in.
상기 제1 암모니아 공급부에서 암모니아는 액체 상태로 공급될 수 있다.Ammonia may be supplied in a liquid state from the first ammonia supply unit.
상기 제2 암모니아 공급부에서 암모니아는 액체 상태로 공급될 수 있다.Ammonia may be supplied in a liquid state from the second ammonia supply unit.
제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제 각각의 공급량의 비율은 65 내지 80 : 5 내지 15 : 10 내지 25로 이루어질 수 있다.The supply ratio of each of the first oxidizing agent, the second oxidizing agent, and the third oxidizing agent may be 65 to 80:5 to 15:10 to 25.
상기 연료는 바이오매스, 아역청탄, 갈탄 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The fuel may be made of any one or more of biomass, sub-bituminous coal, and lignite.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템에서 1차 산화제 공급부는 제1 지점에서 연소로에 연결되고, 2차 산화제 공급부는 제2 지점에서 연소로에 연결되고, 3차 산화제 공급부는 제3 지점에서 연소로에 연결된다. 제1 암모니아 공급부는 제4 지점에서 연소로에 연결되고 암모니아를 공급하도록 이루어질 수 있다. 제4 지점은 제2 지점과 같거나 낮게 이루어진다. 1차 산화제 공급부 및 3차 산화제 공급부에서 각각 소정의 비율로 산화제를 공급함으로써 연소로 하부에서 고체 체류량에 의해 비교적 고온의 열이 발생될 수 있고 이러한 열은 공급되는 암모니아의 기화 및 연소성 향상을 위한 열원으로 사용될 수 있다.In the circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention, the primary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a first point, the secondary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a second point, and the tertiary oxidant supply unit is connected to the combustion furnace at a third point. connected to the combustion furnace. The first ammonia supply may be connected to the combustion furnace at a fourth point and configured to supply ammonia. The fourth point is made equal to or lower than the second point. By supplying the oxidizing agent at a predetermined ratio from the primary oxidizing agent supply section and the tertiary oxidizing agent supply section, relatively high temperature heat can be generated due to the amount of solids remaining at the bottom of the combustion furnace, and this heat is a heat source for vaporizing the supplied ammonia and improving combustibility. It can be used as
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템에서 제2 암모니아 공급부는 다운커머에 연결되고 암모니아를 공급하도록 이루어질 수 있다. 따라서, 루프씰에서 연소로로 순환되는 고체입자 이동라인에 암모니아를 공급하고 암모니아의 기화 및 예열을 통해 연소성을 향상시킬 수 있다.In the circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention, the second ammonia supply unit may be connected to the downcomer and supply ammonia. Therefore, ammonia can be supplied to the solid particle transfer line circulating from the loop seal to the combustion furnace, and combustibility can be improved through vaporization and preheating of the ammonia.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템에 의해 발휘되는 구체적인 효과 및 추가적인 효과에 대하여는 이하에서 기술한다.Specific effects and additional effects achieved by the circulating fluidized bed combustion system according to embodiments of the present invention are described below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템의 일부구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템에서 연소로의 다단연소를 설명하는 도면이다.
도 4는 순환유동층 연소시스템에서 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제 각각의 공급량의 비율에 따른 연소로 내에서의 온도를 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a diagram schematically showing a circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing a partial configuration of a circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram illustrating multi-stage combustion in a combustion furnace in a circulating fluidized bed combustion system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the temperature in the combustion furnace according to the ratio of the supply amounts of the first, second, and third oxidants in the circulating fluidized bed combustion system.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the detailed description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)을 개략적으로 도시한 도면이다. Figure 1 is a diagram schematically showing a circulating fluidized
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)의 일부구성을 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram schematically showing a partial configuration of a circulating fluidized
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서 연소로(100)의 다단연소를 설명하는 도면이다.Figure 3 is a diagram explaining the multi-stage combustion of the
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)은, 연소로(100), 1차 산화제 공급부(210), 2차 산화제 공급부(220), 3차 산화제 공급부(230) 및 제1 암모니아 공급부(510)를 포함하여 이루어질 수 있다.The circulating fluidized
연소로(100) 내부에서 연소 반응이 이루어진다. 연소로(100)는 로(furnace) 형태로 형성될 수 있다. 연소로(100) 내부에는 순환유동층 연소시 열매체 역할을 수행하는 유동사(Silica sand)가 구비되고, 고온의 유동층 물질인 모래 등으로 이루어진 유동사가 순환되면서 연소로(100)로 투입된 연료와 접촉하여 연소로(100)에서 연소가 수행될 수 있다.A combustion reaction occurs inside the
1차 산화제 공급부(210)는 제1 지점(P1)에서 연소로(100)에 연결되고, 제1 산화제를 연소로(100)에 공급하도록 이루어진다. 제1 산화제는, 연소로(100) 하부로 유입되어 분산판(110)의 노즐을 통해 연소로(100)로 주입되는 공기 및/또는 산소일 수 있다. 1차 산화제 공급부(210)는 공기를 공급하는 배관 형태로 이루어질 수 있다.The primary
2차 산화제 공급부(220)는 제2 지점(P2)에서 연소로(100)에 연결되고, 제2 산화제 및 연료를 공급하도록 이루어진다. 제2 지점(P2)은 제1 지점(P1)보다 높게 이루어진다. 제2 산화제는 분산판(110)의 상측에서 연료와 함께 연소로(100)로 주입되는 공기 및/또는 산소일 수 있다. 2차 산화제 공급부(220)는 연료 및 공기를 공급하는 배관 형태로 이루어질 수 있다.The secondary
3차 산화제 공급부(230)는 제3 지점(P3)에서 연소로(100)에 연결되고, 제3 산화제를 공급하도록 이루어진다. 제3 지점(P3)은 제2 지점(P2)보다 높게 이루어진다. 제3 산화제는, 분산판(110)의 상측에서 별도 공급 배관을 통해 연소로(100)로 주입되는 공기 및/또는 산소일 수 있다. 3차 산화제 공급부(230)는 공기를 공급하는 배관 형태로 이루어질 수 있다.The third oxidizing
산화제의 공급을 위하여 순환유동층 연소시스템(1)은 공기탱크(201) 및 제1 송풍기(202)(forced draft fan)를 포함하여 이루어질 수 있다. 공기탱크(201)는 각 배관을 통하여 연소로(100)에 연결될 수 있고, 공기탱크(201)에 연결된 제1 송풍기(202)의 작동에 의하여 연소용 공기가 공기탱크(201)로 유입되고 공기탱크(201) 내 압력이 소정의 범위로 유지될 수 있다. To supply the oxidizing agent, the circulating fluidized
연소로(100) 하부에 형성된 열매체 영역(120)의 상부에서 2차 산화제 공급부(220)를 통하여 연료가 공급되고, 연소로(100) 하부에서 1차 산화제 공급부(210)를 통하여 유입되는 유동화 겸 1차 연소용 공기인 제1 산화제에 의하여, 공급된 연료가 열매체와 혼합 및 유동화되면서 연소되어 NO 및 CO가 발생하게 된다.Fuel is supplied through the secondary
제1 암모니아 공급부(510)는 제4 지점(P4)에서 연소로(100)에 연결되고, 연소로(100)에 암모니아를 공급하도록 이루어진다. 제1 암모니아 공급부(510)는 암모니아를 공급하는 배관 형태로 이루어질 수 있다. The first
제4 지점(P4)은 분산판(110)으로부터 상측으로 소정의 높이(h)를 갖도록 이루어질 수 있다. The fourth point P4 may be formed to have a predetermined height h upward from the
일 실시예에서 제4 지점(P4)은 제2 지점(P2)과 같게 이루질 수 있다. In one embodiment, the fourth point P4 may be the same as the second point P2.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 제4 지점(P4)은 제2 지점(P2)보다 낮게 이루어질 수 있다. 제1 암모니아 공급부(510)는 열매체가 체류하는 영역(120)에서 연소로(100)에 연결될 수 있다. 즉, 제4 지점(P4)은 열매체가 체류하는 영역(120)과 같은 지점의 높이에 형성될 수 있다.In the circulating fluidized
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 암모니아의 저장 및 공급을 위하여 암모니아탱크(500)가 구비될 수 있다. 제1 암모니아 공급부(510) 및 제2 암모니아 공급부(520)는 각각 암모니아탱크(500)와 연결될 수 있다.In the circulating fluidized
제1 암모니아 공급부(510)에서 암모니아는 액체 상태로 공급될 수 있다.Ammonia may be supplied in liquid form from the first
도 3에서 (a)는 순환유동층 연소시스템에서 다단 연소가 적용되지 않는 경우를 나타내는 도면이고, 도 3에서 (b)는 순환유동층 연소시스템(1)에서 다단 연소가 적용되는 경우를 나타내는 도면이다.In Figure 3 (a) is a diagram showing a case where multi-stage combustion is not applied in the circulating fluidized bed combustion system, and (b) in Figure 3 is a diagram showing a case where multi-stage combustion is applied in the circulating fluidized bed combustion system (1).
순환 유동층 연소에서 다단 연소를 적용하지 않는 경우에는 제3 산화제가 공급되지 않는다. 즉, 제1 산화제 및 제2 산화제만 공급된다. 이때, 도 3의 (a)와 같이 연소로(100) 내에 산화영역만 존재한다.If multi-stage combustion is not applied in circulating fluidized bed combustion, the third oxidant is not supplied. That is, only the first oxidizing agent and the second oxidizing agent are supplied. At this time, only an oxidation region exists within the
순환 유동층 연소에서 다단 연소를 적용하는 경우에는, 다단 연소를 적용하지 않는 경우와 비교할 때 제1 산화제의 공급량이 줄어들게 되고, 제1 산화제의 줄어든 공급량을 고려하여 제3 산화제의 공급량이 사용되기 때문에, 도 3의 (b)와 같이, 3차 산화제 공급부(230)의 위치를 기준으로 아래쪽에는 환원영역(Reduction zone), 위쪽에는 산화영역(Oxidation zone)이 형성된다. 환원영역이 형성됨에 따라 환원영역에서 발생된 CO 및 char와 NO가 반응하여 N2로 용이하게 환원되게 되므로 NO의 배출량은 감소하지만, 상대적으로 산화영역이 줄어들게 되어 CO가 CO2로 충분히 산화되지 못하여 CO의 발생량이 증가하게 된다. When applying multi-stage combustion in circulating fluidized bed combustion, the supply amount of the first oxidant is reduced compared to the case where multi-stage combustion is not applied, and the supply amount of the third oxidant is used in consideration of the reduced supply amount of the first oxidant, As shown in Figure 3 (b), based on the position of the tertiary
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서는, 제3 산화제의 공급 위치를 적절히 조절하여, CO의 발생량을 감소시킬 수 있다.In the circulating fluidized
순환 유동층 연소에 다단 연소를 적용하면, 제1 산화제의 공기 공급량이 줄어들어 순환 유동층 연소에서 열매체 역할을 하는 고체 물질의 순환이 제대로 이루어지지 않게 되고 열매체의 체류하는 양이 많아짐에 따라 연소로(100) 하부 온도가 증가할 수 있다. When multi-stage combustion is applied to circulating fluidized bed combustion, the amount of air supplied to the first oxidant is reduced, preventing proper circulation of the solid material that serves as a heating medium in circulating fluidized bed combustion, and as the amount of heat medium remaining increases, the
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서는, 제1 암모니아 공급부(510)를 통하여 제4 지점(P4)에서 연소로(100)에 암모니아가 공급되고, 암모니아는 연소로(100)의 하부의 온도에 의해 예열 및 기화되어 연소성이 향상되며, 암모니아 혼소율이 우수한 순환유동층 연소시스템(1)을 제공할 수 있다.In the circulating fluidized
또한. 암모니아는 예열되고 일부는 크래킹(craking)되어 미량의 수소만 발생하여도 수소의 연소속도가 매우 높기 때문에 수소 연소시 방출되는 열에 의해 암모니아를 더욱 잘 태울 수 있게 된다. 또한, 암모니아 혼소율을 높일수록 석탄 사용량을 줄일 수 있어 암모니아 혼소율 증가에 따라 비례하여 이산화탄소 감축효과를 얻을 수 있다.also. Ammonia is preheated and some of it is cracked, and even if only a small amount of hydrogen is generated, the combustion rate of hydrogen is very high, so ammonia can be burned better by the heat released during hydrogen combustion. In addition, as the ammonia co-firing rate increases, the amount of coal used can be reduced, and a carbon dioxide reduction effect can be obtained in proportion to the increase in the ammonia co-firing rate.
실시예에 따라, 유동사를 대체할 수 있는 첨가제(촉매제)를 일부 투입하여 암모니아가 크래킹되도록 할 수 있으며, 암모니아의 크래킹을 위한 촉매로서 Ru, Ni, Co, Fe 등이 사용될 수 있다.Depending on the embodiment, ammonia may be cracked by adding some additives (catalysts) that can replace the flow sand, and Ru, Ni, Co, Fe, etc. may be used as catalysts for ammonia cracking.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)은 싸이클론(310), 루프씰(320)(loop-seal), 다운커머(330)(downcomer) 및 제2 암모니아 공급부(520)를 포함하여 이루어질 수 있다.The circulating fluidized
싸이클론(310)은, 연소로(100)의 상측에 연결되고, 연소로(100)에서 배출된 배기가스와 고체입자들의 혼합물에서 고체 입자를 분리하도록 이루어진다. 싸이클론(310)으로 유입된 배기가스와 고체 입자들의 혼합물은 싸이클론(310) 내에서 소용돌이를 형성할 수 있다. 이 과정에서 고체 입자들이 원심력에 의해 싸이클론(310)의 내벽에 부딪힌 후 중력에 의해 낙하될 수 있다. 반면, 배기가스는 싸이클론(310)에서 고체 입자와 분리된 후 상승하면서 싸이클론(310)으로부터 배출될 수 있다.The
싸이클론(310)에서는, 연소로(100)로부터 배출된 유동사가 포집될 수 있으며, 이러한 유동사는 루프씰(320)로 이동될 수 있다. 루프씰(320)은 싸이클론(310)에서 분리된 고체입자가 유입되도록 이루어진다.In the
다운커머(330)는 고체입자가 이동하도록 루프씰(320)과 연소로(100)를 연결하도록 이루어진다. 다운커머(330)는 배관 형태로 이루어질 수 있다.The
싸이클론(310)으로부터 루프씰(320)로 전달된 일부 유동사는 연소로(100)로 재순환될 수 있다. 유동사가 연소로(100), 싸이클론(311), 루프씰(320) 및 연소로(100)를 순차적으로 통과하면서 순환됨으로써 전체적으로 연소 및 승온이 이루어질 수 있다.Some of the flowing sand transferred from the
제2 암모니아 공급부(520)는 다운커머(330)에 연결되고, 암모니아를 다운커머(330)에 공급하도록 이루어진다. 제2 암모니아 공급부(520)는 암모니아를 공급하는 배관 형태로 이루어질 수 있다.The second
다운커머(330)는 제5 지점(P5)에서 연소로(100)에 연결된다. 제5 지점(P5)은 제1 지점(P1)보다 높고 제2 지점(P2)보다 낮게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 싸이클론(310)은 제1 싸이클론(311) 및 제2 싸이클론(312)으로 구분될 수 있다.In the circulating fluidized
제1 싸이클론(311)은 연소로(100)에 연결된다. 제1 싸이클론(311)은 연소로(100)의 상측에 연결되고, 연소로(100)에서 배출된 배기가스와 고체를 분리하도록 이루어진다.The
제2 싸이클론(312)은 제1 싸이클론(311)과 연결되고, 제1 싸이클론(311)에서 배출된 배기가스가 제2 싸이클론(312)으로 유입된다. 제2 싸이클론(312)에서는, 제1 싸이클론(311)에서 분리되지 않은 플라이 애시(fly ash)를 배기가스로부터 분리한다.The
루프씰(320)은 제1 싸이클론(311)에서 분리된 고체입자가 유입되도록 이루어질 수 있다. 루프씰(320)은 제1 싸이클론(311)의 하부에 연결되고, 제1 싸이클론(311)에서 분리된 고체는 루프씰(320)을 통과하여 연소로(100)의 유동화 영역으로 유입된다.The
제2 암모니아 공급부(520)에서 암모니아는 액체 상태로 공급될 수 있다.Ammonia may be supplied in liquid form from the second
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서 제2 암모니아 공급부(520)는 다운커머(330)에 연결되고 암모니아를 공급하도록 이루어질 수 있고, 루프씰(320)에서 연소로(100)로 순환되는 고체입자 이동라인에 암모니아를 공급하고 암모니아의 기화 및 예열을 통해 연소성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the circulating fluidized
도 4는 순환유동층 연소시스템(1)에서 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제 각각의 공급량의 비율에 따른 연소로(100) 내에서의 온도를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the temperature in the
제2 산화제는 연료를 원활하게 공급하기 위해 연료와 함께 투입되며, 연료 공급이 원활하게 이루어지도록 소정 범위의 유량으로 공급된다.The second oxidizer is added together with the fuel to ensure smooth supply of fuel, and is supplied at a flow rate within a predetermined range to ensure smooth fuel supply.
다단 연소 시스템에서는 제1 산화제의 유량을 줄이고 그만큼 제3 산화제를 사용한다. 따라서, 제1 산화제의 유량이 너무 적고, 제3 산화제의 유량이 너무 많을 경우에는, 연소로(100) 하부에 공급되는 산화제의 유량이 부족하여 열매체 역할을 하는 고체 물질의 순환이 원활하게 이루어지지 않아 연소로(100) 하부의 온도가 상승할 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서는 이러한 연소로(100) 하부의 고온의 열을 암모니아의 예열 및 기화를 위한 열원으로 사용되도록 함으로써, 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제의 공급량 비율의 범위의 제한을 완화할 수 있고, 아울러 암모니아 혼소율을 향상시킬 수 있다.In a multi-stage combustion system, the flow rate of the first oxidant is reduced and the third oxidant is used accordingly. Therefore, when the flow rate of the first oxidant is too small and the flow rate of the third oxidant is too high, the flow rate of the oxidant supplied to the lower part of the
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제의 공급량 비율(각 유량의 비율)이 65 내지 80 : 5 내지 15 : 10 내지 25일 수 있다. In the circulating fluidized bed combustion system (1) according to an embodiment of the present invention, the supply amount ratio (ratio of each flow rate) of the first oxidant, the second oxidant, and the third oxidant may be 65 to 80:5 to 15:10 to 25. there is.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 연료는 바이오매스, 석탄, 슬러지, 고형화 연료 또는 이 중 2 이상의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다.In the circulating fluidized bed combustion system (1) according to an embodiment of the present invention, the fuel may be any one of biomass, coal, sludge, solidified fuel, or a mixture of two or more thereof.
연료는, 바이오매스 또는 석탄 중 어느 하나일 수 있고, 석탄은 역청탄일 수 있다.The fuel may be either biomass or coal, and the coal may be bituminous coal.
연료는 바이오매스, 아역청탄, 갈탄 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The fuel may be made of one or more of biomass, sub-bituminous coal, and lignite.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서, 휘발성분이 높은 바이오매스나 아역청탄, 갈탄 등 저등급 탄과 암모니아 혼소를 통한 연소성 향상 효과를 얻을 수 있다. In the circulating fluidized bed combustion system (1) according to an embodiment of the present invention, the effect of improving combustibility can be obtained through co-firing of low-grade coal such as biomass, sub-bituminous coal, and lignite with high volatile content and ammonia.
또한, 휘발성분이 높은 연료는 연소로에 투입되면 빠른 탈휘발이 일어나고, 이때 방출되는 열을 이용하여 암모니아를 연소시킬 수 있다.In addition, when fuel with a high volatile content is input into a combustion furnace, rapid devolatilization occurs, and ammonia can be burned using the heat released at this time.
연료가 바이오매스인 경우에, 연소로(100) 전체 높이 대비 연소로(100)에 3차 산화제 공급부(230)가 형성된 높이(제3 지점(P3)의 높이)의 비율이 0.7 내지 0.9 일 수 있다. 구체적으로, 0.75 내지 0.85 일 수 있다.When the fuel is biomass, the ratio of the height at which the tertiary
연료가 석탄인 경우에, 연소로(100) 전체 높이 대비 연소로(100)에 3차 산화제 공급부(230)가 형성된 높이(제3 지점(P3)의 높이)의 비율이 0.5 내지 0.75 일 수 있다. 구체적으로, 0.6 내지 0.7 일 수 있다.When the fuel is coal, the ratio of the height at which the tertiary
3차 산화제 공급부(230)가 형성된 위치(제3 지점(P3))가 너무 높으면, NO가 N2로 전환되기 위한 환원영역은 증가하지만 산화영역이 감소하게 되어, 연료의 산화영역에서의 체류시간이 짧아지게 되어 CO가 CO2로 충분히 산화되지 못하게 된다. 따라서 NO 발생량은 감소하고 CO 발생량은 증가하게 된다. If the position (third point (P3)) where the tertiary
반대로, 제3 산화제 공급부가 형성된 위치(제3 지점(P3))가 너무 낮으면, 환원영역이 감소하고 산화영역이 증가하므로, CO 발생량은 감소하고 NO 발생량은 증가하게 된다.Conversely, if the position where the third oxidizing agent supply part is formed (third point P3) is too low, the reduction area decreases and the oxidation area increases, so the amount of CO generated decreases and the amount of NO generated increases.
제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제 각각의 공급량의 비율에 따른 연소로(100) 내에서의 온도 분포가 서로 다르게 이루어지며, 이에 따른 연소로(100) 높이별 온도의 그래프가 도 4에 도시된다.The temperature distribution within the
도 4에서, 실시예 1(Run 1)은 다단 연소를 사용하지 않고 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제의 공급량의 비율을 91%:9%:0%로 운전한 결과이다.In Figure 4, Example 1 (Run 1) is the result of operating at a supply ratio of the first, second, and third oxidants at 91%:9%:0% without using multi-stage combustion.
실시예 2(Run 2) 및 실시예 3(Run 3)은 다단 연소를 사용한 경우이고, 이때,연소로(100) 전체 높이 대비 연소로(100)에 3차 산화제 공급부(230)가 형성된 높이의 비율이 0.64이다. 구체적으로 제3 산화제의 공급 높이는 6.4m이다.Example 2 (Run 2) and Example 3 (Run 3) are cases in which multi-stage combustion is used, and in this case, the height of the tertiary
실시예 2(Run 2)는 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제의 공급량의 비율을 82%:9%:9%로 운전한 결과이고, 실시예 3(Run 3)은 제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제의 공급량의 비율을 73%:9%:18%로 운전한 결과이다. Example 2 (Run 2) is the result of operating at a supply ratio of the first oxidizing agent, second oxidizing agent, and third oxidizing agent at 82%:9%:9%, and Example 3 (Run 3) is the result of operating the first oxidizing agent, This is the result of operating at a supply ratio of the second oxidizing agent and the third oxidizing agent at 73%:9%:18%.
이처럼, 제1 산화제의 공급량을 줄이면서 제3 산화제의 공급량을 늘리는 경우 연소로(100) 하부의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 암모니아는 자연발화온도(Autoignition Temperature)가 비교적 높아 통상의 보일러에 적용하기 위해서는 암모니아의 예열이 필요하지만, 본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서는 암모니아가 연소로(100)의 하부에 공급되도록 함으로써, 연소로(100) 하부의 고온의 열을 암모니아의 예열 및 연소에 사용되도록 할 수 있으며 암모니아 혼소율이 우수한 순환유동층 연소시스템(1)을 형성할 수 있다.In this way, it can be seen that when the supply amount of the third oxidant is increased while reducing the supply amount of the first oxidant, the temperature at the bottom of the
또한, 다단 연소에 따른 암모니아 연소시 발생되는 질소산화물의 감축이 가능하고, 연소로(100) 하부의 온도제어가 가능하여 연소로(100) 하부의 고체물질의 응집(agglomeration)을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to reduce nitrogen oxides generated during ammonia combustion through multi-stage combustion, and the temperature of the lower part of the
또한, 암모니아 기화를 위한 별도의 기화기를 설치할 필요가 없고, 공정 중에 발생되는 스팀을 일부 활용할 경우 플랜트 효율 저하가 발생될 수 있는데 이를 방지할 수 있다.In addition, there is no need to install a separate vaporizer for ammonia vaporization, and if some of the steam generated during the process is used, a decrease in plant efficiency can be prevented.
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)은, 배기가스 정제부(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.The circulating fluidized
배기가스 정제부(400)는 연소로(100)로부터 배출된 배기가스를 정제하도록 이루어진다.The exhaust
배기가스 정제부(400)는, 제1 열교환기(410), 백필터(420)(bag-filter), 제2 열교환기(430), 컨덴서(440), 제2 송풍기(450) 및 스택(460)(stack)을 포함하여 이루어질 수 있다.The exhaust
제1 열교환기(410)는 제2 싸이클론(312)의 상부에 연결된다. 제1 열교환기(410)는 열교환을 통해 제2 싸이클론(312)에서 유입된 배기가스의 온도를 백필터(420)에 공급하기에 적절한 온도로 조절하도록 이루어진다. 예컨대, 백필터(420)의 내부온도가 소정의 온도 이상(예를 들어, 250℃ 이상)인 경우 백필터(420)가 손상되는 것을 방지하기 위해, 제1 열교환기(410)는 배기가스와 열교환을 수행할 수 있다.The
백필터(420)는 제1 열교환기(410)의 하부에 연결되고, 연소로(100)에서 발생된 분진을 제거하도록 이루어진다. 백필터(420)는 싸이클론(312)에서 분리되지 못한 배기가스 중의 분진을 분리하여 배기가스만이 후속 설비로 이동되도록 할 수 있다.The
제2 열교환기(430)는 백필터(420)의 상부에 연결되고, 백필터(420)를 통해 유입된 배기가스의 온도를 컨덴서(440)에 공급하기에 적절한 온도로 조절하도록 이루어진다. 예컨대, 컨덴서(440)의 내부온도가 소정의 온도 이상(예를 들어, 100℃ 이상)인 경우 컨덴서(440)의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 제2 열교환기(430)는 배기가스와 열교환을 수행할 수 있다.The
컨덴서(440)는 제2 열교환기(430)의 하부에 연결되고, 제2 열교환기(430)를 통과한 배기가스로부터 수분을 포집하도록 이루어질 수 있다. 컨덴서(440)는 물을 직접 분사하여 배기가스 내 수분을 응축하거나 SO2를 흡수하여 제거하도록 이루어질 수 있다.The
제2 송풍기(450)는 컨덴서(440)에 연결되고, 컨덴서(440)에서 배출된 배기가스를 스택(460)으로 공급하도록 이루어진다.The
스택(460)은 제2 송풍기(450)와 연결되고, 공급받은 배기가스를 외부로 배출하도록 이루어진다.The
본 발명의 실시예에 따른 순환유동층 연소시스템(1)에서는, 연료 내 질소 물질들에 의한 NO의 생성이 억제되고, 열매체인 고체 물질들의 응집(agglomeration), 슬래깅(slagging) 등이 발생하지 않게 된다. 또한, 연소로(100) 하부의 온도를 유지할 수 있게 됨에 따라 순환유동층의 열 흡수율을 동일하게 유지할 수 있게 된다.In the circulating fluidized bed combustion system (1) according to an embodiment of the present invention, the production of NO by nitrogen substances in the fuel is suppressed and agglomeration, slagging, etc. of solid substances in the heat medium are prevented from occurring. do. In addition, as the temperature of the lower part of the
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described and shown above, the present invention is not limited to the described embodiments, and those skilled in the art can vary the invention to other specific embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention. You will understand that it can be modified and transformed. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but rather by the technical idea stated in the claims.
1 : 순환유동층 연소시스템 100 : 연소로
201 : 공기탱크 202 : 제1 송풍기
210 : 1차 산화제 공급부 220 : 2차 산화제 공급부
230 : 3차 산화제 공급부 311 : 제1 싸이클론
312 : 제2 싸이클론 320 : 루프씰
330 : 다운커머 400 : 배기가스 정제부
410 : 제1 열교환기 420 : 백필터
430 : 제2 열교환기 440 : 컨덴서
450 : 제2 송풍기 460 : 스택
510 : 제1 암모니아 공급부 520 : 제2 암모니아 공급부
P1 : 제1 지점 P2 : 제2 지점
P3 : 제3 지점 P4 : 제4 지점
P5 : 제5 지점1: Circulating fluidized bed combustion system 100: Combustion furnace
201: air tank 202: first blower
210: primary oxidant supply unit 220: secondary oxidant supply unit
230: Tertiary oxidant supply unit 311: First cyclone
312: 2nd cyclone 320: Loop seal
330: Downcomer 400: Exhaust gas purification unit
410: first heat exchanger 420: bag filter
430: second heat exchanger 440: condenser
450: second blower 460: stack
510: first ammonia supply unit 520: second ammonia supply unit
P1: first point P2: second point
P3: Third point P4: Fourth point
P5: Fifth point
Claims (10)
제1 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제1 산화제를 공급하는 1차 산화제 공급부;
상기 제1 지점보다 높은 제2 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제2 산화제 및 연료를 공급하는 2차 산화제 공급부;
상기 제2 지점보다 높은 제3 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제3 산화제를 공급하는 3차 산화제 공급부; 및
상기 제2 지점과 같거나 낮은 제4 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제1 암모니아 공급부를 포함하는,
순환유동층 연소시스템.A combustion furnace in which a combustion reaction occurs;
a primary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a first point and supplying a first oxidant;
a secondary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a second point higher than the first point and supplying a second oxidant and fuel;
a third oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a third point higher than the second point and supplying a third oxidant; and
A first ammonia supply unit connected to the combustion furnace at a fourth point equal to or lower than the second point and configured to supply ammonia,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 제1 암모니아 공급부는 열매체가 체류하는 영역에서 상기 연소로에 연결되는,
순환유동층 연소시스템.According to paragraph 1,
The first ammonia supply unit is connected to the combustion furnace in the area where the heat medium stays,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 순환유동층 연소시스템은,
상기 연소로의 상측에 연결되고, 상기 연소로에서 배출된 배기가스와 고체입자를 분리하도록 이루어진 싸이클론;
상기 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되는 루프씰;
상기 고체입자가 이동하도록 상기 루프씰과 상기 연소로를 연결하는 다운커머; 및
상기 다운커머에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제2 암모니아 공급부를 포함하는,
순환유동층 연소시스템.According to paragraph 1,
The circulating fluidized bed combustion system,
A cyclone connected to the upper side of the combustion furnace and configured to separate exhaust gas and solid particles discharged from the combustion furnace;
A loop seal through which solid particles separated from the cyclone are introduced;
A downcomer connecting the roof seal and the combustion furnace to allow the solid particles to move; and
Comprising a second ammonia supply unit connected to the downcomer and configured to supply ammonia,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 연소로의 상측에 연결되고, 상기 연소로에서 배출된 배기가스와 고체입자를 분리하도록 이루어진 싸이클론;
상기 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되는 루프씰;
상기 고체입자가 이동하도록 상기 루프씰과 상기 연소로를 연결하는 다운커머;
제1 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제1 산화제를 공급하는 1차 산화제 공급부;
상기 제1 지점보다 높은 제2 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제2 산화제 및 연료를 공급하는 2차 산화제 공급부;
상기 제2 지점보다 높은 제3 지점에서 상기 연소로에 연결되고, 제3 산화제를 공급하는 3차 산화제 공급부; 및
상기 다운커머에 연결되고, 암모니아를 공급하도록 이루어지는 제2 암모니아 공급부를 포함하는,
순환유동층 연소시스템.A combustion furnace in which a combustion reaction occurs;
A cyclone connected to the upper side of the combustion furnace and configured to separate exhaust gas and solid particles discharged from the combustion furnace;
A loop seal through which solid particles separated from the cyclone are introduced;
A downcomer connecting the roof seal and the combustion furnace to allow the solid particles to move;
a primary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a first point and supplying a first oxidant;
a secondary oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a second point higher than the first point and supplying a second oxidant and fuel;
a third oxidant supply unit connected to the combustion furnace at a third point higher than the second point and supplying a third oxidant; and
Comprising a second ammonia supply unit connected to the downcomer and configured to supply ammonia,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 다운커머는 제5 지점에서 상기 연소로에 연결되고,
상기 제5 지점은 상기 제1 지점보다 높고 상기 제2 지점보다 낮은,
순환유동층 연소시스템.According to clause 3 or 4,
The downcomer is connected to the combustion furnace at a fifth point,
The fifth point is higher than the first point and lower than the second point,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 싸이클론은,
상기 연소로에 연결되는 제1 싸이클론; 및
상기 제1 싸이클론과 연결되고, 상기 제1 싸이클론에서 배출된 배기가스로부터 플라이 애시를 분리하도록 이루어진 제2 싸이클론을 포함하고,
상기 루프씰은 상기 제1 싸이클론에서 분리된 고체입자가 유입되는,
순환유동층 연소시스템.According to clause 3 or 4,
The cyclone is,
A first cyclone connected to the combustion furnace; and
A second cyclone connected to the first cyclone and configured to separate fly ash from the exhaust gas discharged from the first cyclone,
The loop seal is where solid particles separated from the first cyclone enter,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 제1 암모니아 공급부에서 암모니아는 액체 상태로 공급되는,
순환유동층 연소시스템.According to any one of claims 1 to 3,
Ammonia is supplied in liquid form from the first ammonia supply unit,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 제2 암모니아 공급부에서 암모니아는 액체 상태로 공급되는,
순환유동층 연소시스템.According to clause 4,
Ammonia is supplied in liquid form from the second ammonia supply unit,
Circulating fluidized bed combustion system.
제1 산화제, 제2 산화제 및 제3 산화제 각각의 공급량의 비율은 65 내지 80 : 5 내지 15 : 10 내지 25인,
순환유동층 연소시스템.According to any one of claims 1 to 4,
The supply ratio of each of the first oxidizing agent, the second oxidizing agent, and the third oxidizing agent is 65 to 80:5 to 15:10 to 25,
Circulating fluidized bed combustion system.
상기 연료는 바이오매스, 아역청탄, 갈탄 중 어느 하나 이상인,
순환유동층 연소시스템. According to any one of claims 1 to 4,
The fuel is one or more of biomass, sub-bituminous coal, and lignite,
Circulating fluidized bed combustion system.
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KR1020220060337A KR102655870B1 (en) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | Circulating fluidized bed combustion system |
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KR101982786B1 (en) | 2017-12-01 | 2019-05-28 | 한국에너지기술연구원 | Fluidized bed reactor |
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