KR20030037080A - Brown gas plant and Burner for accelerate combustion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시멘트공장에서 원료를 소성시키는데 이용되는 킬른를 가열하는 연소촉진을 위한 브라운가스 플랜트 및 연소촉진 버너에 관한 것으로서, 구체적으로는 화석연료를 연소시키는 연소실의 중앙에 브라운가스를 공급하여 완전연소를 도모함으로써 에너지 효율을 극대화하고 이의 비용을 대폭적으로 절감할 수 있는 연소촉진을 위한 브라운가스 플랜트 및 연소촉진 버너에 관한 것이다.The present invention relates to a brown gas plant and a combustion promotion burner for combustion promotion for heating a kiln used for firing raw materials in a cement plant, and specifically, to supply complete combustion by supplying brown gas to the center of a combustion chamber for burning fossil fuel. The present invention relates to a brown gas plant and a combustion promotion burner for combustion promotion that can maximize energy efficiency and significantly reduce its cost.
시멘트공장 등에서 대량으로 생산되는 연료를 소성하기 위하여 대규모의 킬른을 이용하게 되는 것으로서, 이는 많은 연료와 비용이 발생됨으로써 종래의 연소기술만으로는 연료절감을 위한 마땅한 방법을 찾지 못하고 있는 것이 사실이다.In order to fire fuel produced in large quantities in a cement plant, etc., a large-scale kiln is used, which is a fact that many fuels and costs are generated, and thus, conventional combustion technology alone does not find a proper method for reducing fuel.
시멘트 공장에서 킬른을 가열하는 연료로는 벙커-C유 또는 석탄과 같은 화석연료를 주로 사용하고 있으나 요즘은 공기이송방식에 의한 석탄을 많이 사용한다.Fossil fuels such as bunker-C oil or coal are mainly used as fuels for heating kilns in cement plants, but nowadays, coal is widely used by air transfer.
이러한 저급 연료 사용으로 인하여 대량의 공해물질이 배출되므로 인하여 이의 공해문제를 해결하기 위한 방편으로 싸이클론 백필터 호트코트랫 등과 같은 막대한 공해방지시설을 부가 장착하지 않으면 안 되는 실정인 것이다.Due to the use of such low fuel, a large amount of pollutants are discharged, and as a way to solve the pollution problem, a large amount of pollution prevention facilities such as cyclone bag filter, hot coat rats, etc. must be additionally installed.
기존의 연소방법은 주로 연소실에 공기를 불어넣어 주는 방법을 채용하고 있으나, 저급 연료의 경우 불완전 연소상태로 굴뚝으로 사라지는 열 손실이 막대할 수밖에 없으며, 예를 들어 벙커-C유를 연료로 사용할 경우 약 70%정도가 불완전 연소상태로 버려지고있는 것이 현 실정이다.Conventional combustion method mainly adopts a method of blowing air into the combustion chamber, but in the case of low-grade fuel, the heat loss disappearing into the chimney due to incomplete combustion is inevitably enormous, for example, when using bunker-C oil as fuel. Currently, about 70% of the waste is left in an incomplete combustion state.
본 발명은 이러한 사정을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 화석연료의 연소촉매제로서 하기와 같은 고유특성을 갖는 일정량의 브라운 가스를 공급하여 화석연료의 완전연소를 도모하는 연구를 진행하였다.The present invention has been proposed to solve this situation, and has been conducted to study the complete combustion of fossil fuels by supplying a certain amount of brown gas having the following intrinsic properties as a combustion catalyst for fossil fuels.
브라운가스는 물의 전기분해방식에 의한 수소와 산소가 2:1의 혼합비로 혼합된 혼합가스를 말하는 것으로서, 이는 완전무공해 특성, 완전연소 특성, 임프로젼 특성, 열핵반응 특성으로 요약되는 4대 특성을 구유하고 있는 것이다.Brown gas refers to a mixed gas in which hydrogen and oxygen are mixed in a ratio of 2: 1 by the electrolysis method of water, and these are four characteristics that are summarized as completely pollution-free, completely burned, improvised, and thermonuclear. It is manger.
본 발명의 목적은 화석연료가 연소되는 화염의 중심부에 브라운가스(즉 H2 와 O2)를 공급하여 연소를 촉진함으로써 불완전연소를 완전연소로 유도하여 불완전 연소로 인하여 낭비되는 연료를 태워주는 역할을 수행하여 결과적으로 막대한 연료비용을 절약할 수 있는 연소촉진을 위한 브라운가스 플랜트 및 연소촉진 버너를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to supply brown gas (ie, H2 and O2) to the center of a flame where fossil fuel is burned, thereby promoting combustion, thereby inducing incomplete combustion to complete combustion, and burning fuel wasted due to incomplete combustion. As a result, it is to provide a brown gas plant and a combustion promotion burner for combustion promotion that can save enormous fuel costs.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전체적인 구성은 다량의 브라운가스를 생성하여 연소촉진버너로 공급하기 위한 브라운가스 플랜트와; 브라운가스 공급관의 단부에 부설되어 브라운가스를 연소실에 분사하는 3개의 브라운가스 분사수단과; 상기 브라운가스 공급관의 외주면에 원통형으로 장착된 연소용 제1공기공급관과; 상기 제1공기공급관의 외주면에 형성된 연료공급관; 상기 연료공급관의 외주면에 연소용 제2공기 공급관를 형성하여 다중관의 형태의 연소촉진 버너로 구성된 것이다.The overall configuration of the present invention for achieving the above object is a brown gas plant for producing a large amount of brown gas to supply to the combustion promotion burner; Three brown gas injection means disposed at an end of the brown gas supply pipe and injecting brown gas into the combustion chamber; A first air supply pipe for combustion mounted cylindrically on the outer circumferential surface of the Brown gas supply pipe; A fuel supply pipe formed on an outer circumferential surface of the first air supply pipe; The second air supply pipe for combustion is formed on the outer circumferential surface of the fuel supply pipe so as to constitute a combustion promotion burner in the form of a multiple pipe.
이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게되는 특유의 효과 등에대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, the overall configuration of the present invention and specific effects obtained therefrom will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 구성도1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the present invention
도 2는 본 발명의 일구성요소인 버너의 횡단면도2 is a cross-sectional view of a burner that is one component of the present invention;
도 3은 본 발명의 브라운가스 분사수단의 구성상태를 예시한 분해사시도Figure 3 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the Brown gas injection means of the present invention
도 4는 도 3을 결합시킨 상태의 횡단면도4 is a cross-sectional view of the state combined with FIG.
도 5는 도 2의 A-A'단면도5 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1…브라운가스 발생기 2…물탱크 3…정수기 4…수압펌프One… Brown's gas generator 2... Water tank 3... Water purifier 4... Hydraulic pump
5…자동급수장치 6…후레쉬백 어레스터 7…후레임 모디파이어5... Automatic water supply unit 6. Freshback arrester 7... Frame modifier
8…콤푸레셔 10…브라운가스 플랜트 11…브라운가스 공급관8… Compressor 10... Brown's Gas Plant 11. Brown Gas Supply Line
12…조인트 니플 13…하우징 13a…압축공기 공급관12... Joint nipple 13... Housing 13a... Compressed air supply pipe
13b…공기 노즐팁 13c…배출공 14…브라운가스 노즐팁13b... Air nozzle tip 13c... . Exit hole 14.. Brown Gas Nozzle Tip
15…브라운가스 분사수단 16…연소용 제1공기공급관15... Brown gas injection means 16... First air supply pipe for combustion
17…연료공급관 18…제2공기 공급관 19…케이싱17... Fuel supply pipe 18. Second air supply pipe 19... Casing
20…연소촉진버너20... Combustion Promotion Burner
도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일구성요소인 버너의 횡단면도, 도 3은 본 발명의 브라운가스 분사수단의 구성상태를 예시한 분해사시도, 도 4는 도 3을 결합시킨 상태의 횡단면도, 도 5는 도 2의 A-A'단면도이다.1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a burner which is one component of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view illustrating a configuration state of the Brown gas injection means of the present invention, Figure 4 is a cross sectional view of the state in which FIG. 3 is coupled, and FIG. 5 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2.
동 도면에 예시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은 브라운가스를 대량으로 양산하기 위한 브라운가스 플랜트(10)와, 상기 브라운가스 플랜트(10)에서 공급되는 브라운가스를 연소실의 중심으로 공급하는 연소촉진 버너(20)로 구성된 것이다.As illustrated in the figure, the overall configuration of the present invention is a brown gas plant 10 for mass production of brown gas and brown gas supplied from the brown gas plant 10 to supply the center of the combustion chamber Combustion promotion burner 20 is configured.
상기의 브라운가스 플랜트 'Brown Gas Plant'(10)는 브라운가스 생산량이 80,000∼200,000l/h에 달하는 대용량으로서, 브라운 가스 발생기 'Brown Gas Generator'(1)를 몇 개씩 조합하여 그룹을 만들고, 이 그룹별로 하나의 브라운가스 공급관과 연결되어 있으며 압력제어 스위치에 의해 통합제어방식으로 통합운전이 이루어지는 것이다.The Brown Gas Plant 'Brown Gas Plant' (10) is a large capacity of brown gas production amount of 80,000 to 200,000 l / h, and a group of brown gas generators 'Brown Gas Generator' (1) is combined to form a group. It is connected to one Brown gas supply pipe for each group and integrated operation is performed by the integrated control method by the pressure control switch.
상기 브라운가스 프랜트(10)에서 필수적으로 고려하여야 할 사항은 수 개의 브라운가스 발생기(1)에 보충수를 공급하기 위한 자동급수장치(5)와, 화염이 역화하는 것을 방지하기 위한 역화방지장치(9)를 배설하여야 만이 브라운가스의 안정적인 생산과 공급이 원활하게 이루어지게 되는 것이다.Essential considerations in the Brown gas plant (10) is an automatic water supply (5) for supplying supplemental water to several Brown gas generator (1), and a flashback prevention device for preventing the flame from backfire ( Only after the excretion of 9) will the stable production and supply of Brown Gas be achieved.
본 발명자는 브라운가스를 이용하기 위한 역화방지장치(실용신안등록 제185304호 및 특허출원 제99-44793호)를 이미 상용화하여 보급하고 있기 때문에 본 발명의 브라운가스 플랜트를 제안할 수 있게 된 것이다.The present inventors have already commercialized and spread the flashback prevention device (Utility Model Registration No. 185304 and Patent Application No. 99-44793) for using Brown Gas, so that the Brown Gas plant of the present invention can be proposed.
자동급수장치(5)는 물탱크(2)에 저장된 물을 정수기(3)에 의해서 정화한 후 파이프(P)를 경유하여 수압펌프(4)에 의해 각각의 브라운가스 발생기(1)에 자동으로 공급되도록 구성된 것이다.The automatic water supply device 5 purifies the water stored in the water tank 2 by the water purifier 3, and then automatically supplies the brown gas generator 1 to each Brown gas generator 1 via the water pressure pump 4 via the pipe P. It is configured to be supplied.
또한 상기 역화방지장치(9)는 제1단계에서 후레쉬 백 어레스터 'Flash Back Arrester'(6)를 사용하고, 제2단계는 프레임 모디파이어 'Frame Modifier'(7)를 사용하며, 제3단계는 콤프레셔 'Air Compressor'(8)에 의하여 압축공기를 공급하여 브라운가스의 분출속도를 증가시켜 후술하는 브라운가스 공급관(11)의 단부에 장착된 브라운가스 노즐팁(14)에 불이 붙지 않고, 수소와 산소가 연소실(30)의 화염중심으로 투입되도록 하여 역화가 일어나지 않고 계속하여 브라운가스를 공급할 수 있도록 한 것이다.In addition, the flashback arrestor 9 uses a flash back arrester 6 in the first stage, a second stage uses a frame modifier 7, and a third stage By supplying the compressed air by the compressor 'Air Compressor' (8) to increase the blowing speed of the brown gas, the brown gas nozzle tip 14 mounted on the end of the brown gas supply pipe 11 to be described later does not catch fire, And oxygen are introduced into the flame center of the combustion chamber 30 so that no backfire occurs and the brown gas can be continuously supplied.
상기와 같이 브라운가스 플랜트(10)에 의해서 안정적인 보충수의 공급과 역화방지가 이루어지는 브라운가스는 연소촉진 버너(20)에 의해 연소실(30)의 화염중심으로 공급되는 것으로서, 이의 전체적인 구성은 도 2 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 중앙에는 단부에 브라운가스 분사수단(15)이 일체로 장착된 브라운가스 공급관(11)이 배설되고, 그 외측에는 일정간극을 유지하여 연소실(30)에 압축공기를 공급하는 연소용 제1공기공급관(16) 및 석탄이나 벙커C유 등과 같은 가열원을 공기이송방식에 의해 연소실(30)에 공급하게 되는 연료 공급관(17)을 형성하고, 최외측에는 연소용 제2공기공급관(18)을 형성한 다중 관의 형태를 이루고 있으며 이의 길이는 대략 10m로 길게 연장된 구성으로 이루어진 것이다.As described above, the brown gas having stable supply of supplemental water and the backfire prevention by the brown gas plant 10 is supplied to the flame center of the combustion chamber 30 by the combustion promoting burner 20, and the overall configuration thereof is illustrated in FIG. 2. As shown in Figure 5, the center is provided with a brown gas supply pipe 11 is integrally equipped with a brown gas injection means 15 at the end, the outer side is compressed to the combustion chamber 30 by maintaining a constant gap A first air supply pipe 16 for supplying air and a fuel supply pipe 17 for supplying a heating source such as coal or bunker C oil to the combustion chamber 30 by an air transfer method are formed. The second air supply pipe (18) is formed in the form of a multi-pipe forming a length of about 10m is made of a configuration that extends.
상기의 연소용 제1공기공급관(16)과 연료공급관(17) 및 연소용 제2공기공급관(18)은 본체의 외측으로 제1공기주입구(A)와 연료공급구(B) 및 제2공기주입구(C)와 연결되어 공기와 연료가 공급되는 것이다.The first air supply pipe 16, the fuel supply pipe 17, and the second air supply pipe 18 for combustion are the first air inlet A, the fuel supply port B, and the second air to the outside of the main body. It is connected to the inlet (C) is to supply air and fuel.
또한 상기 브라운가스 공급관(11)은 중앙부에 장착되는 것으로서, 3개의 라인인 경우 대략 정삼각 형상으로 배설되고, 이의 단부에는 콤푸레셔(8)에서 분사되는 공기의 압력으로 브라운가스를 연소실(30)의 화염중심까지 분사하기 위하여 단부에 브라운가스 분사수단(15)이 일체로 장착된 구성으로 이루어진 것이다.In addition, the brown gas supply pipe 11 is mounted at the center part, and in the case of three lines, the brown gas supply pipe 11 is disposed in a substantially equilateral triangular shape, and at its end, the brown gas is discharged from the combustion chamber 30 by the pressure of the air injected from the compressor 8. Brown gas injection means 15 is integrally mounted at the end to inject up to the flame center.
브라운가스 분사수단(15)은 브라운가스 공급관(11)의 단부에 조인트 니플(12)과 일정부위에 공기공급관(13a)과 전측에 공기노즐팁(13b)이 결합되고 다수의 배출공(13c)이 형성된 하우징(13) 및 상기 하우징(13)의 외측에 나사 결합되는 브라운가스 노즐팁(14)이 순차적으로 결합한 구성으로 이루어진 것이다.Brown gas injection means (15) is a joint nipple (12) at the end of the brown gas supply pipe 11 and the air supply pipe (13a) at a predetermined portion and the air nozzle tip (13b) is coupled to the front and a plurality of discharge holes (13c) The formed housing 13 and the Brown gas nozzle tip 14 screwed to the outside of the housing 13 is made of a configuration that is sequentially coupled.
상기 브라운가스 분사수단(15)은 브라운가스를 연소실(30)의 화염 중심까지 공급하기 위하여 장착되는 것으로서, 공기노즐팁(13b)에서 분사되는 압축공기를 브라운가스 노즐팁(14)의 중심으로 공급하여 상기의 목적을 달성할 수 있게 되는 것이다.The brown gas injection means 15 is mounted to supply brown gas to the flame center of the combustion chamber 30, and supplies compressed air injected from the air nozzle tip 13b to the center of the brown gas nozzle tip 14. It will be able to achieve the above object.
상기와 같이 구성된 본 발명은 연료공급관(17)을 경유하여 연소실(30)에 공급된 연료에 브라운가스는 그 중심부에 배설된 브라운가스 공급관(11)으로 공급하여 분사되는 것으로서, 브라운가스 공급관(11)의 단부에 일체로 장착되어 있는 브라운가스 분사수단(15)을 구성하고 있는 공기공급관(13a)과 연통되어 있는 공기노즐팁(13b)으로 공급되는 압축공기가 브라운가스를 유도하는 브라운가스 노즐팁(14)의 중심부에 위치하여 밀어주게 되는 것이다.In the present invention configured as described above, the brown gas is injected into the fuel supplied to the combustion chamber 30 via the fuel supply pipe 17 to the brown gas supply pipe 11 disposed at the center thereof, and the brown gas supply pipe 11 is injected. Brown gas nozzle tip for inducing the compressed gas supplied to the air nozzle tip 13b in communication with the air supply pipe 13a constituting the Brown gas injection means 15 integrally mounted at the end of (14) is to be pushed to the center.
이와 같이 고압으로 공급되는 공기에 의해 브라운가스노즐에 점화되지 않고 연소실(30)의 중심까지 브라운가스를 안정적으로 공급할 수 있게 되는 것으로서, 이와 같이 공급된 브라운가스로 인하여 화석연료인 석탄이나 벙커C유 등의 불완전연소부분을 완전연소에 가깝게 태워주는 것이다.As such, the brown gas is stably supplied to the center of the combustion chamber 30 without being ignited by the brown gas nozzle by the air supplied at a high pressure. The brown gas thus supplied is coal or bunker C oil which is fossil fuel. It burns the incomplete combustion part of the back close to the complete combustion.
상술한 바와 같이 화석연료만으로 킬른을 가열하는 버너에 브라운가스 플랜트에 의해 대량으로 발생되는 브라운가스를 지속적으로 공급함으로써 불완전연소로 인하여 50∼70%의 연료의 낭비를 초래하는 석탄이나 벙커C유 등과 같은 화석연료의 완전연소를 도모함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 예방할 수 있어 이에 소요되는 비용을 대폭적으로 절감할 수 있고 또 적은 양의 연료로 짧은 시간에 킬른을 가열할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, by continuously supplying brown gas generated by a brown gas plant to a burner that heats the kiln only with fossil fuel, coal or bunker C oil, which causes 50 to 70% of fuel waste due to incomplete combustion, etc. By completely burning the same fossil fuel, it is possible to prevent unnecessary waste of energy, which can greatly reduce the cost, and it is a very useful invention that can heat the kiln in a short time with a small amount of fuel.
또한 본 발명에 의해 공해물질의 배출을 저감시킬 수 있으므로 앞으로는 막대한 비용이 소요되는 공해방지시설을 줄일 수 있어 산업파급효과가 크지 않을 수 없다.In addition, the present invention can reduce the emission of pollutants, so in the future it can reduce the pollution prevention facility that requires a huge cost, the industrial ripple effect is large.
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- 2001-11-02 KR KR1020010068179A patent/KR20030037080A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |