KR19980080820A - 중질유에멀션연료연소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연소전의 중질유에멀션연료의 탈수조작에 있어서의 감압시에 수증기포가 발생해서 탈수중질유쪽에 혼입하여 탈수율이 저하하는 것을 방지가능하게 한 중질유에멀션연료연소장치를 제공하는 것을 과제로 하고, 이 과제를 해결하기 위하여, 중질유에멀션연료(101)를 가열기(110)에서 가열해서 플러셔(120)에서 탈수한후 보일러(10)에 인도하여 연소시키는 동시에, 탈수한 수분(152)은 보일러의 수분이용계에 송급하도록 하고, 중질유에멀션연료(102)는 고압에서 가열한후 감압기(200)에 들어가고 오리피스(201)에 의해서 다단계로 감압해서 탈수하고, 상기 감압에 있어서는 1단당 압력감소를 1∼3ata로 하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

중질유에멀션연료연소장치

본 발명은, 사업용, 산업용의 중질유에멀션연료연소보일러 등의 중질유에멀션연료연소장치에 관한 것이다.

도 3에 종래의 중질유에멀션연료연소보일러의 구성을 표시한다. 도 3에 표시한 보일러에 있어서, 중질유에멀션연료(101)은, 연료탱크(100)로부터 보일러(10)의 버너에 직접 공급된다. 버너에는 중질유에멀션연료(101)의 분무용 증기(9)가 동시에 공급되고, 연소하기 쉬운 입자직경까지 중질유에멀션연료(101)를 분무화한다.

이후, 연료(101)는 보일러(10)내에서 연소된다. 한편, 보일러(10)내의 전열관 등에 부착하는 회분 등을 불어날리기 위하여, 별도의 수증기(8)가 보일러(10)내에 공급된다. 보일러(10)에서 연소후의 배출가스(11)는, 탈질장치(20), 탈진장치(30) 및 탈황장치(40)을 거쳐, 굴뚝(50)으로부터 대기에 방출된다.

종래의 기술은, 이와 같이 상온에서 중질유에멀션연료(101)를 보일러(10)까지 공급할 수 있으나, 중질유에멀션연료(101)중에는, 약 20∼30%의 수분이 함유되기 때문에, 이것이 보일러(10)내에서 증발하기 위한 열이 필요하고, 보일러효율이 저하한다.

상기한 종래의 중질유에멀션연료연소보일러에서는, 중질유에멀션연료중에 함유되는 다량의 수분에 의해 보일러효율이 저하하고, 또, 보일러배출가스중에 다량의 수분이 함유되게 되기 때문에 그 수분에 의해 산로점(酸露点)의 상승이 발생하고, 후류기기에 부식이 발생하거나 매진이 부착한다는 문제가 있고, 또, 그 부착매진을 제거하기 위하여 수트블로우(sootblow) 등에 의한 물사용량이 증가한다는 문제가 있었다.

또, 중질유에멀션연료연소에 의해 발생하는 수증기로 인해서 연소가스량이 증가하고, 후류기기가 비대화한다는 문제도 있었다.

따라서, 중질유에멀션연료연소장치에 있어서 연료중의 수분에 의한 연소효율의 저하를 방지하는 동시에 연소배출가스중에 함유되는 수분에 의한 산로점의 상승을 방지하는 등, 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 먼저 중질유에멀션연료로부터 수분을 제거한후 연소하도록 한 중질유에멀션연료연소장치를 제공하였다.

중질유에멀션연료의 탈수조작에서는, 가압상태에서 가열한 중질유에멀션연료를 고압으로부터 상압까지 감압하는 것이 행해지나, 그 감압시에 다량의 수증기포가 발생한다. 이 거품을 없애지 않으면, 거품은 탈수 에멀션연료쪽에 혼입하고, 중질유에멀션연료가 식은 시점에서 응축하여 물이 되므로 탈수율이 저하하게 된다.

이와 같이, 중질유에멀션연료에 대한 탈수조작에 있어서 고압으로부터 상압까지 감압할때에 발생하는 다량의 수증기포를 없애고, 수증기는 분리증기쪽으로 나눌 필요가 있다.

본 발명은, 연소전의 중질유에멀션연료의 탈수조작에 있어서의 감압시에 수증기포가 발생해서 탈수중질유쪽에 혼입하여 탈수율이 저하하는 것을 방지가능하게 한 중질유에멀션연료연소장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 일형태에 의한 중질유에멀션연료연소보일러의 계통도

도 2는 본 발명의 실시의 일형태에 의한 중질유에멀션연료연소장치에 사용하는 감압기의 구성을 표시한 단면도

도 3은 종래의 중질유에멀션연료연소보일러의 계통도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 보일러 20:탈질장치

30: 탈진장치 40: 탈황장치

100: 연료탱크 110: 가열기

120: 플러셔 130: 저장탱크

140: 응축기 150: 유수분리기

151: 유분 152: 수분

160: 재가열기 200: 감압기

201: 오리피스 202: 압력조정밸브

본 발명은, 중질유에멀션연료를 가열해서 탈수한후 연소로에 인도하여 연소시키는 동시에, 탈수한 수분은 연소로의 수분이용계에 송급하도록 한 중질유에멀션연료연소장치에 있어서의 상기 과제를 해결하기 위하여, 중질유에멀션연료를 고압에서 가열한후 다단계로 감압해서 탈수하는 수단을 구비한 동시에, 상기 감압에 있어서는 1단당 압력감소를 1∼3ata로 하는 중질유에멀션연료연소장치를 제공한다.

본 발명에 의한 중질유에멀션연료연소장치에 있어서, 고압에서 가열한후의 중질유에멀션연료를 다단계로 감압하는 것에는, 다단오리피스나 다단의 감압밸브를 구비한 감압기를 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 중질유에멀션연료연소장치에 있어서, 감압을 1단당 1∼3ata로 하는 것은, 1단당 압력감소가 3ata를 넘으면, 감압에 의해 발생하는 거품이 다량이 되고, 이 거품이 후류의 플러셔탱크에 들어가면, 탱크의 레벨제어가 곤란하게 되어, 압력불균형 등이 발생하고, 운전정지에 이르기 때문이고, 또, 1ata이하에서는 감압단수의 증대에 이르기 때문이다.

본 발명의 중질유에멀션연료연소장치에 의하면, 중질유에멀션연료로부터의 탈수율을 높여서 연소할 수 있으므로, 종래의 중질유에멀션연료연소장치에 볼 수 있었던 결점이 없는 중질유에멀션연료의 연소를 행하게 할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 중질유에멀션연료연소장치를 도 1, 도 2에 표시한 실시의 일형태에 의거해서 구체적으로 설명한다. 도 1에 표시한 중질유에멀션연료연소장치는, 보일러(10)와 배출가스처리계의 탈질장치(20), 탈진장치(30), 습식탈황장치(40) 및 굴뚝(50) 등으로 구성되는 중질유에멀션연료때기보일러의 연료공급계에 대하여, 다음의 구성을 가진 중질유에멀션연료중 수분의 탈수시스템이 배비되어 있다.

즉, 그 탈수시스템은, 중질유에멀션연료탱크(100), 중질유에멀션연료가열기(110), 플러셔(120), 탈수후연료저장탱크(130) 및 탈수증기의 응축기(140), 유수분리기(150), 수분의 재가열기(160) 등으로 구성된다.

이 탈수시스템에 대해서 더욱 설명하면, 먼저, 중질유에멀션연료제조원으로부터 보내온 연료는 연료탱크(100)에 저장된다. 이 연료탱크(100)로부터 펌프를 개재해서 보내지는 중질유에멀션연료(101)는, 후술하는 응축기(140)에서 증기(121)의 잠재열을 흡수하여 온도상승한다.

또, 가열기(110)에서 중질유에멀션연료(102)중의 수분이 증발가능한 온도까지 가열되고, 플러셔(120)에 공급된다. 가열기(110)의 가열원으로는 보일러배출가스(11)의 일부가스(12)의 현열(顯熱)을 이용한다.

플러셔(120)에 공급된 고온이 된 연료(111)는, 중질유의 유분(122)과 수증기 및 경질유가연가스로 이루어진 증기(121)로 분리하고, 중질유분(122)은 일단 저장탱크(130)에 저류한후, 보일러연료(131)로서 보일러(10)의 버너구에 공급된다. 또한, 중질유분(122)은 상온에서는 유동성이 없어지기 때문에, 저장탱크(130) 및 버너구까지의 배관 등은 가열하여, 유동성을 유지할 필요가 있다.

증발증기(121)의 일부는, 버너분무용증기(9)로서 사용하고, 그밖에는 그것이 가진 잠재열을 회수하기 위하여 응축기(140)에 들어가고, 여기서, 상온의 중질유에멀션연료(101)에 열을 전달하고, 증기(121)는 응축후, 수분 및 경질유분이 혼입한 액체(141)가 된다.

이 수분 및 유분을 각각 동일시스템내에서 유효하게 이용하기 위하여, 유수분리기(150)에서 유분(151)과 수분(152)으로 분리하고, 유분(151)은 보일러의 점화토치용 등의 연료에, 수분(152)은 일부는 탈황장치(40)의 냉각수(41)에, 일부는 재가열기(160)에 의해서 가열해서 보일러내 수트블로우용 증기(8) 등에 사용된다.

수트블로우용 증기(8)는, 보일러에는 불가결한 것이며, 본 발명의 연료중 수분을 이용하지 않으면 다른 것으로부터 공급이 필요한 것이었으나. 연료중의 수분에서 이것을 보충할 수 있었으므로, 보일러(10)에 공급하는 수분이 대폭으로 감소할 수 있고, 보일러(10)의 효율향상과 후류기기의 신뢰성향상을 달성할 수 있다.

여기서 가열기(110)의 조작압력은 약 15∼20ata의 고압이며, 상압의 플러셔(120)까지 감압시키기 위하여 감압기(200)를 가지고 있다. 도 2에 감압기(200)의 일례를 표시하고 있고, 이 감압기(200)는, 가열기(110)출구의 탈수에멀션을 다단계의 오리피스(201)에 의해서 감압하는 구성을 가지고 있다.

또한, 오리피스(201)에 대신하여 밸브에 의해 감압하는 구성이어도 된다. 그리고 최종적으로는 압력미조정을 위한 압력조정밸브(202)를 출구쪽에 가지고 있다. 또, 감압기(200)에 있어서의 감압은, 1단당 1∼3ata로 해서 감압에 따른 거품발생을 억제하면서도, 적은 감압단수를 가지고 감압을 행할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 감압기(200)를 사용함으로써, 가열후의 중질유에멀션연료를 감압했을때의 거품발생이 극미량이고, 탈수에멀션쪽에 수분이 혼입하는 일이 매우 적어진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 중질유에멀션연료연소장치에서는, 중질유에멀션연료를 고압에서 가열한후 다단계로 감압해서 탈수하는 수단을 구비하고, 그 감압에 있어서는 1단당 압력감소를 1∼3ata에서 행하도록 구성하고 있으므로, 감압에 의한 거품발생이 적고, 수분량을 2∼5%로 조정한 탈수중질유에멀션을 얻어서 연소시킬 수 있다.

따라서, 본발명의 중질유에멀션연료연소장치에 있어서는, 연소장치에 공급하는 중질유에멀션연료중의 수분이 대폭으로 감소할 수 있고, 연소효율향상과 후류기기의 산로점상승에 따른 매진부착, 퇴적, 폐색 등의 트러블을 해소할 수 있고 신뢰성향상을 달성할 수 있다.

Claims (4)

1. 중질유에멀션연료를 가열해서 탈수한후 연소로에 인도해서 연소시키는 동시에, 탈수한 수분은 연소로의 수분이용계에 송급하도록 한 중질유에멀션연료연소장치에 있어서, 중질유에멀션연료를 고압에서 가열한후 다단계로 감압해서 탈수하는 수단을 구비한 동시에, 상기 감압에 있어서는 1단당 압력감소를 1∼3ata로 한 것을 특징으로 하는 중질유에멀션연료연소장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감압해서 탈수하는 수단이 다단의 오리피스를 가진 것인 것을 특징으로 하는 중질유에멀션연료연소장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 감압해서 탈수하는 수단이 다단의 밸브를 가진 것인 것을 특징으로 하는 중질유에멀션연료연소장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 다단의 오리피스 또는 밸브의 뒤에 압력조정밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 중질유에멀션연료연소장치.