KR20100135016A - Gasification system for organic waste using dual-type reactor including sewage sludge - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A gasification system for organic waste using a dual-type reactor including sewage sludge is provided to separate the barrier in a vertical direction in order to smoothly circulate a fluidized bed substance between a gasification reactor and a combustion reactor. CONSTITUTION: A gasification reactor(110) gasifies organic waste through a fluidized bed substance, and a combustion reactor(120) combusts a floating residual material after the gasification. The combustion reactor increases the temperature of the fluidized bed substance. First and second barriers(130,140) divide the reactors so that the fluidized bed substance may be smoothly circulated between the gasification reactor and the combustion reactor.

Description

이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치{Gasification system for organic waste using dual-type reactor including sewage sludge}Gasification system for organic waste using dual-type reactor including sewage sludge}

이 발명은 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 통체로 구성된 몸체를 좌우로 구획하는 격벽을 이용해 가스화 반응기와 연소 반응기를 좌우로 이중 배열하되, 격벽을 상하로 분리하여 가스화 반응기와 연소 반응기 사이를 유동층 물질이 보다 원활하게 순환하는 순환구조를 갖는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic waste gasification apparatus including sewage sludge. More specifically, the gasification reactor and the combustion reactor are dually arranged from side to side using a partition wall partitioning a body composed of a cylinder to the left and right, and the partition wall is separated from the top and bottom to be gasified. An organic waste gasifier comprising a double reactor type sewage sludge having a circulation structure in which fluidized bed material circulates more smoothly between a reactor and a combustion reactor.

일반적으로, 유동층 가스화 장치는 대체 에너지 개발 및 폐기물 처리 등의 여러 화학공정분야에서, 석탄이나 슬러지 또는 폐고분자, 폐목재 및 폐타이어 등의 가스화와 관련된 에너지 전환공정 및 에너지 회수공정에서 사용되어 왔으며, 이에 대한 광범위한 연구가 진행되고 있다. 유동층 가스화 장치는 다른 여러 종류의 가스화 장치(Up-draft gasifier, Down-draft gasifier)에 비해 우수한 열전달 특성을 가지며, 반응로 내의 균일한 온도 분포로 인해 가스화 생성가스의 수율 및 조성이 일정하며, 고체 반응물의 반응로 내의 체류시간이 길뿐만 아니라, 고체가 유체와 같은 흐름을 갖고 있어 고체 처리가 용이하다는 등 여러 가지 장점을 갖는다.In general, fluidized bed gasifiers have been used in various chemical processes such as alternative energy development and waste disposal, in energy conversion and energy recovery processes involving gasification of coal, sludge or waste polymers, waste wood and waste tires. There is extensive research on this. The fluidized bed gasifier has better heat transfer characteristics than other types of gasifiers (up-draft gasifier, down-draft gasifier), and the yield and composition of the gasification product gas are constant due to the uniform temperature distribution in the reactor. In addition to the long residence time of the reactants in the reactor, the solids have a fluid-like flow and thus have various advantages.

이렇듯, 유동층 가스화 장치는 고체를 처리함에 따라 생성되는 열량 가스를 얻는 것을 주목적으로 하기 때문에, 열량 가스의 고열량화 및 수율증대를 위해 촉매를 이용하는 등 여러 방식으로 연구 개발되고 있다.As such, the fluidized bed gasifier has been researched and developed in various ways, for example, by using a catalyst for high calorific value and yield increase of calorific gas, since the main purpose is to obtain calorific gas generated by processing solids.

이러한 유동층 가스화 장치, 예를 들어 유기성 폐기물 가스화 장치는 가스화 반응기의 내부에 유동층 물질을 충전하고, 가스화 반응기의 밑부분에 설치된 다수의 분무노즐을 통해 공기를 유입시켜 유동층 물질을 공기와 함께 유동시키고, 유동하는 유동층 물질을 유기성 폐기물을 가스화할 수 있을 정도의 온도까지 가스버너나 오일버너를 이용해 예열하며, 예열된 유동층 물질이 충전된 가스화 반응기 내에 하수 슬러지, 폐목재, 폐플라스틱 등의 유기성 폐기물을 투입하여 가스화가 이루어지도록 구성되어 있다. 또한, 가스화 반응기의 가스화가 완료된 잔여물인 차르(char)와 유동층 물질을 연소 반응기에 공급하여 연소 반응기의 고열을 통해 차르를 연소시키고, 고온으로 가열된 유동층 물질을 가스화 반응기로 공급하여 가스화가 용이하게 이루어지도록 구성되어 있다.Such a fluidized bed gasifier, such as an organic waste gasifier, fills the fluidized bed material inside the gasification reactor and introduces air through a plurality of spray nozzles installed at the bottom of the gasification reactor to flow the fluidized bed material with the air, The preheated fluidized bed material is preheated using gas burner or oil burner to a temperature sufficient to gasify the organic waste, and organic waste such as sewage sludge, waste wood and waste plastic is put into the gasification reactor filled with the preheated fluidized bed material. It is configured to achieve gasification. In addition, char and the fluidized bed material, which is the gasification of the gasification reactor, are supplied to the combustion reactor to burn the char through the high temperature of the combustion reactor, and the fluidized bed material heated to a high temperature is supplied to the gasification reactor for easy gasification. It is configured to be made.

그런데, 기존의 유기성 폐기물 가스화 장치는 가스화 반응기와 연소 반응기가 분리 구성됨에 따라 각각의 장치를 이용해 유동층 물질의 순환이 이루어지도록 구성되어 있다. 즉, 가스화 반응기와 연소 반응기가 분리 구성됨에 따라 유동층 물질의 순환시에 열손실이 발생할 뿐만 아니라, 유동층 물질을 이송시키기 위한 이 송가스가 가스화 반응기 및 연소 반응기에 각각 공급됨에 따라 가스화 및/또는 연소 효율이 저하되는 단점이 있다.By the way, the conventional organic waste gasifier is configured to circulate the fluidized bed material by using the respective devices as the gasification reactor and the combustion reactor is configured separately. That is, as the gasification reactor and the combustion reactor are separately configured, not only heat loss occurs in the circulation of the fluidized bed material, but also gasification and / or combustion as the transfer gas for transporting the fluidized bed material is supplied to the gasification reactor and the combustion reactor, respectively. There is a disadvantage that the efficiency is lowered.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 통체로 구성된 몸체를 좌우로 구획하는 격벽을 이용해 가스화 반응기와 연소 반응기를 좌우로 이중 배열하되, 격벽을 상하로 분리하여 가스화 반응기와 연소 반응기 사이를 유동층 물질이 보다 원활하게 순환하는 순환구조를 채택함으로써, 가스화 및 연소 효율을 향상시키는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention is designed to solve the problems of the prior art as described above, by using a partition wall partitioning the body consisting of the left and right to double-sided gasification reactor and combustion reactor to the left and right, by separating the partition wall up and down It is an object of the present invention to provide an organic waste gasification apparatus including a double reactor type sewage sludge which improves gasification and combustion efficiency by adopting a circulation structure in which fluidized bed material circulates more smoothly between a gasification reactor and a combustion reactor.

이 발명의 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치는, 통체로 구성된 몸체를 좌우로 구획하는 격벽과, 격벽에 의해 구획된 일측에 형성되어 유동층 물질을 이용해 유기성 폐기물을 가스화하여 배출하는 가스화 반응기와, 격벽에 의해 구획된 타측에 형성되어 가스화 반응기에서 가스화 후 유동하는 잔여물을 연소시켜 배출하고 유동층 물질의 온도를 상승시키는 연소 반응기, 및 유동층 물질을 연소 반응기 쪽에서 가스화 반응기 쪽으로 순환 유동시키는 공기를 분사하는 공기 분사부를 포함하며, 격벽은 가스화 반응기와 연소 반응기의 상부 부위 를 좌우로 구획하는 제1 격벽과, 상단은 제1 격벽의 하단과 상하 간격을 두고 위치하고 하단은 몸체의 하단과 상하 간격을 두고 위치하여 가스화 반응기와 연소 반응기 간에 유동층 물질의 순환 유동이 가능하도록 하는 제2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다. The organic waste gasification apparatus including the double reactor type sewage sludge of the present invention has a partition wall partitioning a body composed of a cylinder from side to side, and a gasification reactor formed on one side partitioned by the partition wall to gasify and discharge the organic waste using a fluidized bed material. And a combustion reactor formed at the other side partitioned by the partition wall to burn and discharge the residue flowing after gasification in the gasification reactor and to raise the temperature of the fluidized bed material, and air for circulating and flowing the fluidized bed material from the combustion reactor side to the gasification reactor. Including an air injector for injecting, the partition wall is a first partition partitioning the upper portion of the gasification reactor and the combustion reactor to the left and right, the upper end is spaced up and down with the lower end of the first partition wall and the lower end is spaced up and down the bottom of the body Fluidized bed water between the gasification reactor and the combustion reactor And a second partition wall to enable the circulation of the vagina.

이 발명의 제2 격벽은 제1 격벽에 비해 연소 반응기 쪽으로 치우쳐 위치할 수 있다. The second partition of the present invention may be located towards the combustion reactor relative to the first partition.

이 발명의 제1 격벽의 하단에는 연소 반응기 쪽에서 가스화 반응기 쪽을 향해 하향 경사진 경사면이 형성되고, 제2 격벽의 상단에는 제1 격벽의 경사면과 평행한 제1 경사면이 형성되어, 제1 격벽의 경사면과 제2 격벽의 제1 경사면의 사이에는 유동층 물질이 유동하는 제1 유동통로가 형성될 수 있다. An inclined surface inclined downward from the combustion reactor side toward the gasification reactor side is formed at the lower end of the first partition wall, and a first inclined surface parallel to the inclined surface of the first partition wall is formed at the upper end of the second partition wall. A first flow passage through which the fluidized bed material flows may be formed between the inclined surface and the first inclined surface of the second partition wall.

이 발명의 가스화 반응기는 그 하단 부위가 상부에서 하부 쪽으로 그 크기가 점점 작아지는 경사진 경사면을 가지며, 제2 격벽의 하단에는 가스화 반응기의 경사면과 간격을 두고 평행한 제2 경사면이 형성되어, 가스화 반응기의 경사면과 제2 격벽의 제2 경사면의 사이에는 유동층 물질이 유동하는 제2 유동통로가 형성될 수 있다. The gasification reactor of the present invention has an inclined inclined surface whose lower portion gradually decreases in size from the upper side to the lower side, and a second inclined surface parallel to the inclined surface of the gasification reactor is formed at the lower end of the second partition wall, thereby gasifying A second flow passage through which fluidized bed material flows may be formed between the inclined surface of the reactor and the second inclined surface of the second partition wall.

이 발명의 제2 격벽은 제1 경사면에서 연장하여 가스화 반응기 쪽으로 돌출되는 연장부를 더 가질 수 있다. The second partition wall of the present invention may further have an extension portion extending from the first inclined surface to protrude toward the gasification reactor.

이 발명의 제2 격벽은 연장부의 하부 쪽으로 일정 길이만큼 수직방향으로 형성된 제1 수직면을 갖다가 제2 경사면의 일측 끝단과 연결되는 제3 경사면을 더 구비하며, 가스화 반응기의 하부 내측면 일부분, 가스화 반응기의 경사면, 연장부, 제1 수직면 및 제3 경사면에 의해 유기성 폐기물이 유동층 물질에 의해 가스화 되는 가스화 공간이 형성될 수 있다. The second partition wall of the present invention further includes a third inclined surface having a first vertical surface formed in a vertical direction by a predetermined length toward the lower portion of the extension part and connected to one end of the second inclined surface. An inclined surface, an extension, a first vertical surface and a third inclined surface of the reactor may form a gasification space in which organic waste is gasified by the fluidized bed material.

이 발명의 가스화 반응기에는 가스화 공간에 버블 형태의 공기를 주입하는 다수의 제1 노즐세트가 더 설치될 수 있다. In the gasification reactor of the present invention, a plurality of first nozzle sets for injecting bubble-shaped air into the gasification space may be further installed.

이 발명의 가스화 반응기에는 제2 유동통로에 설치되어 유동층 물질이 보다 효율적으로 연소 반응기 쪽으로 유동하도록 공기를 분사하는 제2 노즐세트가 더 설치될 수 있다. The gasification reactor of the present invention may be further provided with a second set of nozzles installed in the second flow passage for injecting air to flow the fluidized bed material more efficiently toward the combustion reactor.

이 발명은 통체로 구성된 몸체를 좌우로 구획하는 격벽을 이용해 가스화 반응기와 연소 반응기를 좌우로 이중 배열하되, 격벽을 상하로 분리하여 가스화 반응기와 연소 반응기 사이를 유동층 물질이 보다 원활하게 순환하는 순환구조를 채택함으로써, 가스화 및 연소 효율을 향상시키는 효과가 있다.The present invention is a double-sided arrangement of the gasification reactor and the combustion reactor to the left and right by using a partition partitioning the body consisting of a cylinder to the left and right, the partition wall is separated up and down to circulate the fluidized bed material flows more smoothly between the gasification reactor and the combustion reactor By adopting, there is an effect of improving gasification and combustion efficiency.

아래에서, 이 발명에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of an organic waste gasification apparatus including a double reactor type sewage sludge according to the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치의 구성관계를 도시한 정면, 측면 및 저면 개략도이다.1 to 3 are front, side and bottom schematic views showing the configuration of the organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치(100)는 유동층 물질을 이용해 유기성 폐기물을 가스화하여 배출하는 가스화 반응기(110)와, 가스화 반응기(110)에서 가스화 후 유동하는 잔여물(차르)을 연소시켜 배출하고 유동층 물질의 온도를 상승시키는 연소 반응기(120)를 갖는다. 1 to 3, the organic waste gasification apparatus 100 including the double reactor type sewage sludge of this embodiment includes a gasification reactor 110 for gasifying and discharging organic waste using a fluidized bed material, and a gasification reactor ( And a combustion reactor 120 which burns and discharges the residue (char) flowing after gasification and raises the temperature of the fluidized bed material.

가스화 반응기(110)와 연소 반응기(120)는 1개의 통체로 구성된 몸체를 상하 간격을 두고 수직방향으로 설치되는 제1, 제2 격벽(130, 140)을 이용해 좌우로 구획하여 일체화된 이중 배열 구조를 갖는다. 여기서, 제1, 제2 격벽(130, 140)은 가스화 반응기(110)와 연소 반응기(120)의 사이를 유동층 물질이 원활하게 순환할 수 있도록 이들 반응기(110, 120)를 구획하는 구조를 갖는다.The gasification reactor 110 and the combustion reactor 120 are divided into left and right by using the first and second partitions 130 and 140 installed in the vertical direction at intervals of one cylinder and vertically integrated to form a dual arrangement. Has Here, the first and second partitions 130 and 140 have a structure that partitions the reactors 110 and 120 so that the fluidized bed material can circulate smoothly between the gasification reactor 110 and the combustion reactor 120. .

가스화 반응기(110)에는 하수 슬러지, 폐목재, 폐플라스틱 등의 유기성 폐기물이 투입되는 폐기물 투입구(111)와, 유기성 폐기물을 가스화 하여 생성한 유용한 가스를 후속 공정을 위해 배출하는 가스 배출구(112)가 상부 일측에 각각 형성된다. 그리고, 가스화 반응기(110)는 그 하단 부위가 상부에서 하부 쪽으로 그 크기가 점점 작아지는 경사진 경사면(113)을 갖는다.The gasification reactor 110 includes a waste inlet 111 into which organic waste such as sewage sludge, waste wood, and waste plastic is introduced, and a gas outlet 112 for discharging useful gas generated by gasifying organic waste for subsequent processing. It is formed on the upper one side, respectively. In addition, the gasification reactor 110 has an inclined inclined surface 113 whose lower portion gradually decreases in size from top to bottom.

연소 반응기(120)에는 유기성 폐기물을 가스화 시키고 가스화시에 잔류하는 잔류물인 차르를 연소시키는 역할을 하는 유동층 물질(모래)을 보충하는 유동층 물질 투입구(121)와, 가스화시에 잔류하는 차르를 연소함으로써 생성된 연소가스를 후속 공정을 위해 배출하는 연소가스 배출구(122)가 상부 일측에 각각 형성된다.The combustion reactor 120 has a fluidized bed material inlet 121 for replenishing fluidized bed material (sand), which serves to gasify organic waste and to burn char, a residue remaining in gasification, and by burning char remaining in gasification. Combustion gas outlets 122 for discharging the generated combustion gas for subsequent processing are respectively formed at the upper one side.

제1 격벽(130)은 가스화 반응기(110)와 연소 반응기(120)의 상부 부위를 좌 우로 구획하는 역할을 하는 것으로서, 그 상단은 반응기의 상단 내측에 고정되고 양측은 반응기의 양쪽 내측에 각각 고정되어 이들 반응기(110, 120)를 좌우로 구획한다. 여기서, 제1 격벽(130)은 일정 두께를 갖는 것으로서, 그 하단에 연소 반응기(120) 쪽에서 가스화 반응기(110) 쪽을 향해 일정 각도로 하향 경사진 경사면(131)을 갖는다.The first partition wall 130 serves to partition the upper portion of the gasification reactor 110 and the combustion reactor 120 to the left and right, the upper end is fixed to the inside of the top of the reactor and both sides are fixed to both inside of the reactor, respectively To partition these reactors 110 and 120 from side to side. Here, the first partition wall 130 has a predetermined thickness and has an inclined surface 131 inclined downward at a predetermined angle toward the gasification reactor 110 from the combustion reactor 120 side at the lower end thereof.

제2 격벽(140)은 가스화 반응기(110)와 연소 반응기(120)의 하부 부위를 좌우로 구획하는 역할을 하는 것으로서, 그 양측이 반응기의 양쪽 내측에 각각 고정되어 이들 반응기(110, 120)를 좌우로 구획한다. 이때, 제2 격벽(140)의 상단은 제1 격벽(130)의 하단과 일정 간격을 두고 위치한다.The second partition wall 140 serves to partition the lower portions of the gasification reactor 110 and the combustion reactor 120 from side to side, and both sides thereof are respectively fixed to both inner sides of the reactor so that these reactors 110 and 120 are fixed. Partition from side to side. In this case, an upper end of the second partition wall 140 is positioned at a predetermined distance from the lower end of the first partition wall 130.

또한, 제2 격벽(140)의 상단에는 제1 격벽(130)의 하단에 형성된 경사면(131)과 평행한 제1 경사면(141)이 형성된다. 즉, 제2 격벽(140)은 그 상단에 연소 반응기(120) 쪽에서 가스화 반응기(110) 쪽을 향해 일정 각도로 하향 경사진 제1 경사면(141)을 갖는다. 따라서, 제1, 제2 격벽(130, 140)의 경사면(131, 141) 사이에는 연소 반응기(120) 쪽에서 가스화 반응기(110) 쪽을 향해 하향 경사진 유동층 물질의 제1 유동통로(150)가 형성된다. 여기서, 제2 격벽(140)은 제1 격벽(130)과 동일 수직선상에 위치하지 않고, 대략 제1 격벽(130)의 두께 만큼 연소 반응기(120) 쪽으로 치우쳐 위치한다. 따라서, 제1, 제2 격벽(130, 140) 간에 단차가 지므로 제1, 제2 격벽(130, 140) 사이의 제1 유동통로(150)를 따라 유동층 물질의 보다 원활한 유동이 가능하다.In addition, a first inclined surface 141 is formed at an upper end of the second partition wall 140 in parallel with an inclined surface 131 formed at a lower end of the first partition wall 130. That is, the second partition wall 140 has a first inclined surface 141 inclined downward at an angle toward the gasification reactor 110 side from the combustion reactor 120 side at the top thereof. Therefore, between the inclined surfaces 131 and 141 of the first and second partitions 130 and 140, the first flow passage 150 of the fluidized bed material inclined downward toward the gasification reactor 110 from the combustion reactor 120 is formed. Is formed. Here, the second partition wall 140 is not positioned on the same vertical line as the first partition wall 130, and is located toward the combustion reactor 120 by the thickness of the first partition wall 130. Therefore, since the step is formed between the first and second barrier ribs 130 and 140, smoother flow of the fluidized bed material is possible along the first flow passage 150 between the first and second barrier ribs 130 and 140.

또한, 제2 격벽(140)의 하단은 몸체의 하단과 일정 간격을 두고 위치하되, 가스화 반응기(110)의 경사면(113)과 일정 간격을 두고 평행한 제2 경사면(142)을 갖는다. 따라서, 가스화 반응기(110)의 경사면(113)과 제2 격벽(140)의 제2 경사면(142)의 사이에는 가스화 반응기(110) 쪽에서 연소 반응기(120) 쪽을 향해 하향 경사진 유동층 물질의 제2 유동통로(151)가 형성된다. 따라서, 유동층 물질은 제1, 제2 유동통로(150, 151)를 따라 반응기(110, 120) 간의 순환 유동이 가능하다.In addition, the lower end of the second partition wall 140 is positioned at a predetermined distance from the lower end of the body, and has a second inclined surface 142 parallel to the inclined surface 113 of the gasification reactor 110 at a predetermined interval. Accordingly, between the inclined surface 113 of the gasification reactor 110 and the second inclined surface 142 of the second partition wall 140, the first of the fluidized bed material inclined downward toward the combustion reactor 120 from the gasification reactor 110. 2 flow passage 151 is formed. Accordingly, the fluidized bed material is capable of circulating flow between the reactors 110 and 120 along the first and second flow passages 150 and 151.

또한, 제2 격벽(140)은 제1 경사면(141)에서 연장하여 가스화 반응기(110) 쪽으로 돌출된 연장부(143)를 갖는다. 연장부(143)는 제1 경사면(141)에 비해 완만한 하향 경사면이 그 상면에 형성되고, 제2 격벽(140)에 수직한 수평면이 그 하면에 형성된다. 여기서, 연장부(143)는 가스화 반응기(110)의 폐기물 투입구(111)를 통해 공급되어 낙하하는 유기성 폐기물이 얹혀진 후 그 하부로 낙하할 수 있는 정도만큼 연장 돌출된다. 따라서, 연장부(143)의 상부에는 제1 유동통로(150)를 따라 유동하는 유동층 물질과 폐기물 투입구(111)를 통해 낙하하는 유기성 폐기물이 서로 섞여 혼합되는 혼합공간이 형성된다.In addition, the second partition wall 140 has an extension 143 extending from the first inclined surface 141 and protruding toward the gasification reactor 110. The extension portion 143 has a gentle downward inclined surface than the first inclined surface 141 is formed on the upper surface, a horizontal surface perpendicular to the second partition wall 140 is formed on the lower surface. Here, the extension 143 is protruded to the extent that the organic waste that is supplied and dropped through the waste inlet 111 of the gasification reactor 110 is dropped and then dropped to the bottom thereof. Therefore, a mixing space in which the fluidized bed material flowing along the first flow passage 150 and the organic waste falling through the waste inlet 111 are mixed and mixed with each other is formed at the upper portion of the extension 143.

또한, 제2 격벽(140)은 연장부(143)의 하부 쪽으로 일정 길이만큼 수직방향으로 형성된 제1 수직면(144)을 갖다가 제2 경사면(142)의 일측 끝단과 연결되는 제3 경사면(145)을 갖는다. 따라서, 가스화 반응기(110)의 하부 내측면 일부분, 경사면(113)과, 연장부(143), 제1 수직면(144) 및 제3 경사면(145)을 통해 유기성 폐기물이 유동층 물질에 의해 가스화되는 가스화 공간(114)이 형성된다.In addition, the second partition wall 140 has a first vertical surface 144 formed in a vertical direction by a predetermined length toward the lower portion of the extension part 143 and is connected to one end of the second inclined surface 142. Has Accordingly, gasification in which organic waste is gasified by the fluidized bed material through a portion of the lower inner side surface of the gasification reactor 110, the inclined surface 113, the extension 143, the first vertical surface 144, and the third inclined surface 145. The space 114 is formed.

또한, 제2 격벽(140)은 제2 경사면(142)의 타측 끝단과 연소 반응기(120) 쪽의 제2 수직면(146)을 서로 연결하되 상향 경사각으로 연결하는 제4 경사면(147)을 갖는다. 따라서, 제2 유동통로(151)를 따라 유동하던 유동층 물질이 보다 원활하게 연소 반응기(120) 쪽으로 유동 가능하다.In addition, the second partition wall 140 has a fourth inclined surface 147 connecting the other end of the second inclined surface 142 and the second vertical surface 146 toward the combustion reactor 120 to each other at an upward inclination angle. Accordingly, the fluidized bed material flowing along the second flow passage 151 may flow more smoothly toward the combustion reactor 120.

가스화 반응기(110)에는 가스화가 발생하는 가스화 공간(114)에 버블 형태의 공기를 주입하여 효율적인 가스화가 이루어지도록 하는 다수의 제1 노즐세트(115)를 갖는다. 다수의 제1 노즐세트(115)는 가스화 공간(114)의 하부 쪽에 치우쳐 위치하면서 유동층 물질과 유기성 폐기물의 혼합 및 유동이 원활하게 이루어지도록 함으로써 유기성 폐기물을 보다 효율적으로 가스화시킨다. 또한, 가스화 반응기(110)에는 제2 유동통로(151)의 끝단 부위에 설치되어 유동층 물질이 보다 효율적으로 연소 반응기(120) 쪽으로 유동하도록 공기를 분사하는 제2 노즐세트(116)를 갖는다.The gasification reactor 110 has a plurality of first nozzle sets 115 for injecting bubble-shaped air into the gasification space 114 where gasification occurs so that efficient gasification is achieved. The plurality of first nozzle sets 115 are located at the lower side of the gasification space 114 to gasify the organic waste more efficiently by smoothly mixing and flowing the fluidized bed material and the organic waste. In addition, the gasification reactor 110 has a second nozzle set 116 installed at the end portion of the second flow passage 151 to inject air so that the fluidized bed material flows more efficiently toward the combustion reactor 120.

연소 반응기(120)의 하단에는 제2 유동통로(151)를 따라 유동하는 유동층 물질이 연소 반응기(120)를 따라 유동하다가 제1 유동통로(150)를 따라 가스화 반응기(110) 쪽으로 유동 순환하는 공기를 분사하는 다수의 공기 분사부(152)를 갖는다. 다수의 공기 분사부(152)는 그곳을 통해 공급되는 공기압을 조절함으로써 유동층 물질의 유동속도 조절이 가능하다. 또한, 연소 반응기(120)의 하단에는 유동층 물질을 예열하기 위한 열원을 공급하는 열원 공급부(123)와, 소각재를 배출하기 위한 배출구(124)를 갖는다.At the bottom of the combustion reactor 120, fluidized bed material flowing along the second flow passage 151 flows along the combustion reactor 120 and flows and circulates along the first flow passage 150 toward the gasification reactor 110. It has a plurality of air injection unit 152 for spraying. The plurality of air injectors 152 may control the flow rate of the fluidized bed material by adjusting the air pressure supplied therethrough. In addition, the lower end of the combustion reactor 120 has a heat source supply unit 123 for supplying a heat source for preheating the fluidized bed material, and a discharge port 124 for discharging the incineration ash.

아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예의 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치를 통해 가스화하는 과정에 대해 설명한다. The following describes the gasification process through the organic waste gasification apparatus including the double reactor type sewage sludge of this embodiment configured as described above.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 열원 공급부(123)를 통해 열원을 공급하여 유동층 물질을 예열함과 더불어, 다수의 공기 분사부(152)를 통해 공기를 분사하여 유동층 물질을 순환 유동시킨다. 유동층 물질의 예열이 완료되면, 열원 공급부(123)를 통한 열원공급을 중단하고, 폐기물 투입구(111)를 통해 유기성 폐기물을 투입한다. 투입된 유기성 폐기물은 연장부(143)의 상면 쪽으로 낙하하면서 제1 유동통로(150)를 따라 유동하는 유동층 물질과 혼합되면서 점점 가스화 된다. 이렇게 혼합 가스화되는 유기성 폐기물과 유동층 물질은 연장부(143)의 하부로 낙하하고, 유기성 폐기물은 유동층 물질에 의해 가스화 공간(114)에서 보다 활발하게 가스화 된다. 이때, 가스화 공간(114)에 형성된 다수의 제1 노즐세트(115)에서 분사되는 버블형태의 공기에 의해 보다 활발하게 가스화된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the heat source is supplied through the heat source supply unit 123 to preheat the fluidized bed material, and the air is injected through the plurality of air injectors 152 to circulate the fluidized bed material. . When the preheating of the fluidized bed material is completed, the heat source supply through the heat source supply unit 123 is stopped, and organic waste is introduced through the waste inlet 111. The introduced organic waste is gradually gasified while being mixed with the fluidized bed material flowing along the first flow passage 150 while falling toward the upper surface of the extension 143. The organic waste and fluidized bed material thus gasified are dropped to the lower portion of the extension 143, and the organic waste is more actively gasified in the gasification space 114 by the fluidized bed material. At this time, the gas is more actively gasified by bubble-type air injected from the plurality of first nozzle sets 115 formed in the gasification space 114.

가스화한 가스는 가스 배출구(112)로 배출되고, 가스화 후 잔류하는 차르와 유동층 물질은 제2 유동통로(151)를 따라 연소 반응기(120) 쪽으로 이동한다. 이때, 제2 유동통로(151)의 끝단 부위에 설치된 제2 노즐세트(116)에서 분사되는 공기에 의해 원활한 유동이 가능하다. 유동층 물질과 함께 유동된 차르는 연소 반응기(120)의 하부에서 상부로 유동되면서 연소되어 연소가스가 연소가스 배출구(122)를 통해 배출되고, 유동층 물질은 제1 유동통로(150)를 따라 가스화 반응기(110) 쪽으로 순환 유동한다.The gasified gas is discharged to the gas outlet 112, and the char and the fluidized bed material remaining after the gasification move toward the combustion reactor 120 along the second flow passage 151. In this case, smooth flow is possible by the air injected from the second nozzle set 116 provided at the end portion of the second flow passage 151. The char flowing with the fluidized bed material flows from the bottom to the top of the combustion reactor 120 and is combusted so that the combustion gas is discharged through the combustion gas outlet 122, and the fluidized bed material is gasified along the first fluid passage 150. Circulating flow toward (110).

도 4는 이 발명에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 공기의 주입속도가 변화됨에 따른 유동층 물질의 유동변화가 발생함을 알 수 있고, 또한 가스화 반응기과 연소 반응기 사이를 유동층 물질이 원활하게 순환하는 순환구조를 채택함으로써 가스화 및 연소 효율이 향상됨을 알 수 있다.4 is a graph showing a simulation result of an organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge according to the present invention. As shown in Figure 4, it can be seen that the flow change of the fluidized bed material occurs as the injection speed of the air is changed, and also by adopting a circulation structure in which the fluidized bed material is smoothly circulated between the gasification reactor and the combustion reactor gasification and combustion It can be seen that the efficiency is improved.

도 5는 이 발명에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치를 구비한 가스화 시스템의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이 발명의 가스화 시스템은 도 1 내지 도 3과 같이 구성된 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치(100)와, 일반적인 가스화 시스템을 구성하는 구성요소들로 구성되어 있다. 즉, 가스화 장치(100)에서 가스화하기 위한 원료와 열원을 공급하는 슬러지 투입호퍼(200), 예열용 버너(201) 및 점화용 버너(202) 등과, 가스화 장치(100)에서 가스화한 가스를 정제하기 위한 가스연소기(203), 열교환기(204) 및 송풍기(205) 등과, 가스화 장치(100)에서 생성된 연소가스를 처리하기 위한 싸이클론(206), 열교환기(207), 건식반응기(208), 여과집진기(209) 및 송풍기(210) 등을 갖도록 구성된다. 5 is a schematic diagram of a gasification system having an organic waste gasifier comprising a double reactor type sewage sludge according to the present invention. As shown in FIG. 5, the gasification system of the present invention comprises an organic waste gasification apparatus 100 including a double reactor type sewage sludge configured as shown in FIGS. 1 to 3, and components constituting a general gasification system. have. That is, the gas gasified in the gasifier 100 is purified by the sludge inlet hopper 200, the preheat burner 201, the ignition burner 202, and the like, which supply raw materials and a heat source for gasification in the gasifier 100. Gas burner 203, heat exchanger 204 and blower 205, cyclone 206, heat exchanger 207, dry reactor 208 for treating the combustion gas generated in the gasifier 100 ), A bag filter 209, a blower 210 and the like.

이상에서 이 발명의 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다. The technical details of the organic waste gasification apparatus including the double reactor type sewage sludge of the present invention have been described above with the accompanying drawings, but the exemplary embodiments of the present invention have been described by way of example and are not intended to limit the present invention.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations within the scope of the appended claims without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

도 1 내지 도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치의 구성관계를 도시한 정면, 측면 및 저면 개략도이고, 1 to 3 are front, side and bottom schematic views showing the configuration of the organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge according to an embodiment of the present invention,

도 4는 이 발명에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이며, 4 is a graph showing simulation results of an organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge according to the present invention.

도 5는 이 발명에 따른 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치를 구비한 가스화 시스템의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a gasification system having an organic waste gasifier comprising a double reactor type sewage sludge according to the present invention.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠  ♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠

100 : 유기성 폐기물 가스화 장치 110 : 가스화 반응기 100 organic waste gasifier 110 gasification reactor

120 : 연소 반응기 130 : 제1 격벽120: combustion reactor 130: first partition wall

140 : 제2 격벽 150 : 제1 유동통로140: second bulkhead 150: first flow passage

151 : 제2 유동통로151: second flow passage

Claims (8)

통체로 구성된 몸체를 좌우로 구획하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획된 일측에 형성되어 유동층 물질을 이용해 유기성 폐기물을 가스화하여 배출하는 가스화 반응기와, 상기 격벽에 의해 구획된 타측에 형성되어 상기 가스화 반응기에서 가스화 후 유동하는 잔여물을 연소시켜 배출하고 상기 유동층 물질의 온도를 상승시키는 연소 반응기, 및 상기 유동층 물질을 상기 연소 반응기 쪽에서 상기 가스화 반응기 쪽으로 순환 유동시키는 공기를 분사하는 공기 분사부를 포함하며,A partition wall partitioning a body composed of a cylinder from side to side, a gasification reactor formed on one side partitioned by the partition wall to gasify and discharge organic waste using a fluidized bed material, and a gasification reactor formed on the other side partitioned by the partition wall. A combustion reactor for burning and discharging the flowing residue after gasification and raising the temperature of the fluidized bed material, and an air injector for injecting air circulating the fluidized bed material from the combustion reactor toward the gasification reactor, 상기 격벽은 상기 가스화 반응기와 상기 연소 반응기의 상부 부위를 좌우로 구획하는 제1 격벽과, 상단은 상기 제1 격벽의 하단과 상하 간격을 두고 위치하고 하단은 상기 몸체의 하단과 상하 간격을 두고 위치하여 상기 가스화 반응기와 상기 연소 반응기 간에 상기 유동층 물질의 순환 유동이 가능하도록 하는 제2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치.The partition wall is a first partition wall for partitioning the upper portion of the gasification reactor and the combustion reactor to the left and right, the upper end is spaced up and down with the lower end of the first partition wall and the lower end is located at a vertical gap with the lower end of the body And a second partition wall for allowing a circulating flow of the fluidized bed material between the gasification reactor and the combustion reactor. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 격벽은 상기 제1 격벽에 비해 상기 연소 반응기 쪽으로 치우쳐 위치하는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치. The second bulkhead is an organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge, characterized in that the bias toward the combustion reactor compared to the first partition. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 제1 격벽의 하단에는 상기 연소 반응기 쪽에서 상기 가스화 반응기 쪽을 향해 하향 경사진 경사면이 형성되고, 상기 제2 격벽의 상단에는 상기 제1 격벽의 경사면과 평행한 제1 경사면이 형성되어, 상기 제1 격벽의 경사면과 상기 제2 격벽의 제1 경사면의 사이에는 상기 유동층 물질이 유동하는 제1 유동통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치. An inclined surface inclined downward from the combustion reactor toward the gasification reactor is formed at a lower end of the first partition wall, and a first inclined surface parallel to the inclined surface of the first partition is formed at an upper end of the second partition wall. 1. An organic waste gasifier comprising a double reactor type sewage sludge, wherein a first flow passage through which the fluidized bed material flows is formed between an inclined surface of the first partition and a first inclined surface of the second partition. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 가스화 반응기는 그 하단 부위가 상부에서 하부 쪽으로 그 크기가 점점 작아지는 경사진 경사면을 가지며, 상기 제2 격벽의 하단에는 상기 가스화 반응기의 경사면과 간격을 두고 평행한 제2 경사면이 형성되어, 상기 가스화 반응기의 경사면과 상기 제2 격벽의 제2 경사면의 사이에는 상기 유동층 물질이 유동하는 제2 유동통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치. The gasification reactor has an inclined inclined surface whose size is gradually reduced from the upper portion to the lower portion, and a second inclined surface parallel to the inclined surface of the gasification reactor is formed at the lower end of the second partition wall, An organic waste gasifier comprising a double reactor type sewage sludge, wherein a second flow passage through which the fluidized bed material flows is formed between the inclined surface of the gasification reactor and the second inclined surface of the second partition wall. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 제2 격벽은 상기 제1 경사면에서 연장하여 상기 가스화 반응기 쪽으로 돌출되는 연장부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치.The second partition wall has an organic waste gasifier including a double reactor type sewage sludge, characterized in that it further has an extension extending from the first inclined surface protruding toward the gasification reactor. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제2 격벽은 상기 연장부의 하부 쪽으로 일정 길이만큼 수직방향으로 형성된 제1 수직면을 갖다가 상기 제2 경사면의 일측 끝단과 연결되는 제3 경사면을 더 구비하며, 상기 가스화 반응기의 하부 내측면 일부분, 상기 가스화 반응기의 경사면, 상기 연장부, 상기 제1 수직면 및 상기 제3 경사면에 의해 상기 유기성 폐기물이 상기 유동층 물질에 의해 가스화 되는 가스화 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치.The second partition wall further includes a third inclined surface having a first vertical surface formed in a vertical direction by a predetermined length toward the lower portion of the extension part and connected to one end of the second inclined surface, and a portion of a lower inner surface of the gasification reactor, Organic waste including a double reactor type sewage sludge formed by the inclined surface, the extension, the first vertical surface and the third inclined surface of the gasification reactor to form a gasification space in which the organic waste is gasified by the fluidized bed material. Gasifier. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 가스화 반응기에는 상기 가스화 공간에 버블 형태의 공기를 주입하는 다수의 제1 노즐세트가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치.The gasification reactor is an organic waste gasification apparatus including a double reactor type sewage sludge, characterized in that a plurality of first nozzle set for injecting bubble-type air into the gasification space is further installed. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 가스화 반응기에는 상기 제2 유동통로에 설치되어 상기 유동층 물질이 보다 효율적으로 상기 연소 반응기 쪽으로 유동하도록 공기를 분사하는 제2 노즐세트가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 반응기형 하수슬러지를 포함한 유기성 폐기물 가스화 장치.The gasification reactor further comprises a second set of nozzles installed in the second flow passage for injecting air so that the fluidized bed material flows toward the combustion reactor more efficiently. Gasifier.
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