KR20110011582A - 고유입 하에서 급냉 세정 시스템을 작동하는 제어 시스템 - Google Patents

고유입 하에서 급냉 세정 시스템을 작동하는 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

소정 실시예에 있어서, 시스템은 제 1 급수 라인(100)를 통해 가스 세정기(20)의 가스 세정기 섬프(90)로부터 급냉 챔버(64)의 급냉 챔버 섬프(80)로 물을 펌핑하는 제 1 급수 펌프(94, 108)를 포함한다.

Description

고유입 하에서 급냉 세정 시스템을 작동하는 제어 시스템{CONTROL SYSTEM AND METHOD TO OPERATE A QUENCH SCRUBBER SYSTEM UNDER HIGH ENTRAINMENT}
본 발명은 고유입(high entrainment) 하에서 급냉 세정 시스템(quench scrubber system)을 작동하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, IGCC(integrated gasification combined cycle) 발전 플랜트는 비교적 깨끗하고 효율이 좋은 석탄 등의 다양한 탄화수소 원료로부터 에너지를 생성할 수 있다. IGCC 기술은 탄화수소 원료를 기화기 내의 증기 또는 물과 반응시켜, 일산화탄소와 수소의 가스 혼합물, 즉, 「합성 가스(syngas; synthetic gas)」로 변환할 수 있다. 이들 가스는 정화되고, 처리되어, 종래의 복합 사이클(combined cycle) 발전 플랜트에서 연료로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 합성 가스는 IGCC 발전 플랜트의 가스 터빈의 연소기로 공급되어, 전기의 생성에 이용하기 위한 가스 터빈에 동력을 제공할 수 있다. 소정의 애플리케이션에 있어서, 기화기에 의해 생성된 합성 가스는 화학 물질을 생성하는 데 이용되며, IGCC 발전 플랜트에서 이용하기 위한 것이 아닐 수 있다.
종종, 과도한 양의 물이 기화기에 의해 생성되는 합성 가스 내에 유입될 수 있다.
원래 청구된 발명의 범주 내의 적합한 소정 실시예를 하기에 요약한다. 이들 실시예는 청구된 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아니라, 단지 본 발명의 가능한 형태의 간단한 개요를 제공하고자 하는 것이다. 실제, 본 발명은 후술하는 다양한 형태를 포함할 수 있으며, 그러한 형태는 실시예와 유사할 수도 있고 또는 상이할 수도 있다.
실시예 1에 있어서, 시스템은 기화기를 포함한다. 기화기는 수소 원료, 산소 및 증기를 합성 가스로 변환하는 반응 챔버를 포함한다. 기화기는 또한 합성 가스를 냉각하는 급냉 챔버(quench chamber)를 포함한다. 시스템은 또한 합성 가스로부터 오염 물질 및 물을 제거하는 가스 세정기(gas scrubber)를 포함한다. 시스템은 급냉 시스템으로부터 가스 세정기로의 합성 가스 이송 라인(transfer line)를 더 포함한다. 합성 가스 이송 라인은 급냉 챔버로부터 가스 세정기로 합성 가스를 이송한다. 시스템은 또한 가스 세정기의 가스 세정기 섬프(sump)로부터 급냉 챔버의 급냉 링(quench ring)으로 제 1 회수 유로(a first water return flow line)를 포함한다. 제 1 회수 유로는 물의 제 1 흐름을 급냉 챔버의 급냉 링으로 이송한다. 시스템은 또한 가스 세정기의 가스 세정기 섬프로부터 급냉 챔버의 급냉 챔버 섬프로 제 2 회수 유로를 포함한다. 제 2 회수 유로는 합성 가스로부터 제거된 물의 제 2 흐름을 급냉 챔버의 급냉 챔버 섬프로 이송한다.
실시예 2에 있어서, 시스템은 급냉 챔버와 가스 세정기를 포함한다. 시스템은 또한 가스 세정기의 가스 세정기 섬프로부터 급냉 챔버의 급냉 챔버 섬프로 직결된 제 1 유로를 포함한다. 시스템은 가스 세정기의 가스 세정기 섬프로부터 제 1 유로를 거쳐 급냉 챔버의 급냉 챔버 섬프로 직접 물의 제 1 흐름을 펌핑하는 제 1 유로 내의 제 1 펌프를 더 포함한다.
실시예 3에 있어서, 시스템은 제 1 급수 라인(water supply line)을 통해 가스 세정기의 가스 세정기 섬프로부터 급냉 챔버의 급냉 챔버 섬프로 직접 물을 펌핑하도록 구성된 제 1 급수 펌프를 포함한다.
본 발명에 따르면, 고유입 하에서 급냉 세정 시스템을 작동하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 이들 및 기타 특징, 양태, 및 효과는 첨부된 도면을 참조하면서 후술하는 상세한 설명을 읽으면 더욱 분명히 이해될 것이며, 도면 전체에 걸쳐 동일한 기호가 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 IGCC 발전 플랜트의 일 실시예의 개략 블록도,
도 2는 도 1의 기화기 및 가스 세정부의 바람직한 실시에의 개략도,
도 3은 제 1 회수 유로(water return line) 및 제 2 회수 유로 둘 다를 이용하는, 도 1의 기화기 및 가스 세정부의 바람직한 실시예의 개략도,
도 4는 제 1 회수 유로 및 제 2 회수 유로의 둘 다는 물론 제 1 회수 펌프 및 제 2 회수 펌프를 이용하는, 도 1의 기화기 및 가스 세정부의 바람직한 실시예의 개략도,
도 5a 및 도 5b는 제 1 회수 유로를 거쳐 냉각수의 유량을 제어하고, 제 2 회수 유로를 거쳐 보충수(supplemental water)의 유량을 제어하는 바람직한 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 하나 이상의 특정 실시예를 설명한다. 이들 실시예의 간결한 설명을 위해, 상세한 설명에서 실제 구현의 모든 특징을 설명하지는 않는다. 임의의 그러한 실제 구현의 개발에 있어서, 임의의 엔지니어링 또는 설계 계획과 같이, 시스템상 또는 사업상 제약을 받는 원칙 등의 다양한 구현을 특정하는 결정이 이루어져, 개발자의 특정 목표를 달성할 수 있어야 하며, 이것은 일 구현으로부터 다른 구현까지 다양할 수 있다. 또한, 그러한 개발 노력이 복잡하고 시간이 걸릴 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 본 개시의 혜택을 입는 당업자를 위한 설계, 제조 및 제작의 일련의 약속(undertaking)이라는 점을 인식해야 한다.
본 발명의 여러 실시예에서 요소(elements)가 소개될 경우, 「어떤(a, an)」, 「그(the)」,「상기(said)」는 하나 이상의 요소가 있다는 것을 내포한다. 「구비하다」, 「포함하다」 및 「갖다」 등의 용어는 열거된 요소 외에 부가 요소가 포함되거나 있을 수 있다는 것을 나타낸다.
개시된 실시예는 높은 유입(예를 들어, 기화기에 의해 생성되는 합성 가스 내에 트랩된(trapped) 물의 양이 많음) 하에서 기화기 급냉 세정 시스템을 작동하는 시스템 및 방법을 포함한다. 기화기 급냉 세정 시스템은 반응 챔버 및 급냉 챔버를 구비하는 기화기와, 가스 세정부를 포함할 수 있다. 일반적으로, 합성 가스는 기화기의 반응 챔버 내에서 생성될 수 있다. 합성 가스는 극히 높은 압력과 온도에서 생성될 수 있다. 그와 같이, 기화기의 급냉 챔버는 합성 가스가 가스 세정부로 보내지기(여기에서, 오염물질과 유입된 물이 제거될 수 있음) 전에 합성 가스를 냉각하는 데 이용될 수 있다. 급냉 챔버는 일반적으로 가스 세정부로부터의 냉각수를 이용하여 합성 가스를 냉각시킬 수 있다. 특히, 냉각수를 급냉 챔버의 급냉 링으로 도입할 수 있다. 불행히도, 급냉 냉각 처리중에, 생성된 합성 가스 내에 소정량의 냉각수가 기상 및 액상으로 유입될 수 있다. 개시된 실시예는 가스 세정부로부터의 물의 일부를 직접 급냉 챔버의 섬프로 보냄으로써 합성 가스 내의 과도한 양의 물의 유입을 감소시키는 데 이용될 수 있다. 일반적으로, 보충수(supplemental water)는 2차 회수 유로를 통해 급냉 챔버의 섬프로 보내지며, 2차 회수 유로는 일반적으로 가스 세정부로부터 급냉 챔버의 급냉 링으로 냉각수를 보내는데 이용되는 1차 회수 유로와 병렬적으로 운용된다. 가스 세정부로부터 급냉 챔버의 급냉 링 대신에 급냉 챔버의 섬프로 물의 일부를 직접 보냄으로써, 기화기 급냉 세정 시스템에 대한 변경을 최소화하거나 변경하지 않고, 기화기 급냉 세정 시스템을 보다 높은 처리 효율로 작동할 수 있다.
도 1은 합성 가스에 의해 동력이 제공될 수 있는 IGCC(integrated gasification combined cycle) 시스템(10)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. IGCC 시스템(10)의 구성은 IGCC 시스템(10)의 에너지원으로서 이용될 수 있는 고체 원료(solid feed)와 같은 연료원(12)을 포함할 수 있다. 연료원(12)은 석탄, 석유 코우크스, 바이오매스, 나무기반 재료, 농업 폐기물, 타르, 코우크 오븐 가스(coke oven gas) 및 아스팔트, 또는 기타 탄소 함유물을 포함할 수 있다.
연료원(12)의 고체 연료는 원료 준비부(14)로 이동할 수 있다. 원료 준비부(14)는, 예를 들어, 연료원(12)을 초핑(chopping), 밀링(milling), 쉬레딩(shredding), 분쇄(pulverizing), 단광(briquetting), 또는 팰리타이징(palletizing)에 의해 연료원(12)의 크기를 제어하거나 모양을 바꾸어 원료를 생성할 수 있다. 또한, 물 또는 기타 적당한 액체가 원료 준비부(14) 내의 연료원(12)에 첨가되어 슬러리(slurry) 원료를 생성할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 액체가 연료원(12)에 첨가되지 않아, 건조 원료가 얻어진다.
원료는 원료 준비부(14)로부터 기화기(16)로 전달될 수 있다. 기화기(16)는 원료를 합성 가스(syngas)(예를 들어 일산화탄소와 수소의 화합물)로 변환할 수 있다. 이 변환은, 이용되는 기화기(16)의 유형에 따라, 고압(예를 들어, 대략 400-1300psia) 및 고온(예를 들어, 화씨 2200-2700도)에서 증기와 산소의 제어량에 따라 원료를 처리함으로써 이루어진다. 열분해 처리 중에 원료를 가열하면 고체(예를 들어, 탄화물(char)) 와 잔여 가스(예를 들어, 일산화탄소, 수소 및 질소)를 생성할 수 있다. 열분해 처리에서 원료로부터 남아 있는 석탄은 단지 원래 원료 무게의 대략 30%정도의 무게이다.
기화기(16)에서의 연소 반응은 산소를 탄화물과 잔여 가스에 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 탄화물과 잔여 가스는 산소와 반응하여 이산화 탄소 및 일산화 탄소를 형성할 수 있고, 그것은 이어지는 기화 반응을 위한 열을 제공한다. 연소 처리 중의 온도는 대략 화씨 2200∼2700도의 범위일 수 있다. 또한, 증기 및/또는 물이 기화기(16)로 도입될 수 있다. 기화기는 증기 및/또는 물과 산소를 이용해서 원료의 일부가 연소될 수 있게 하여, 일산화탄소와 에너지를 생성하고, 원료를 수소 및 부가적인 이산화탄소로 변환하는 2차 반응을 유도한다.
이 방식에 있어서, 기화기(16)에 의해 합성된 가스(resultant gas)가 제조될 수 있다. 예를 들어, 합성된 가스(syngas : 합성 가스)는 대략 85%의 일산화탄소와 수소뿐만 아니라 CH4, HCl, HF, COS, NH3, HCN, 및 H2S (원료의 황 함량에 근거함)를 포함할 수 있다. 그러나, 합성 가스 조성은, 이용되는 원료 및/또는 특정 기화 애플리케이션에 따라 넓은 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다. 이 합성된 가스는 「오염된 합성 가스(dirty syngas)」라 부를 수 있다. 기화기(16)는 습식 애쉬(ash) 재료일 수 있는 슬래그(18)와 같은 폐기물을 생성할 수도 있다. 하기에 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 가스 세정부(20)는 더러운 가스를 정화하는 데 이용된다. 가스 세정부(20)는 오염 가스로부터 HCl, HF, COS, HCN, 및 H2S를 제거하여 오염 가스를 세정할 수 있으며, 그것은, 예를 들어, 황 처리기(24)에서의 산성 가스 제거 처리에 의한 황 처리기(24)에서의 황(22)의 분리를 포함할 수 있다. 또한, 가스 세정부(20)는 물 처리부(28)를 통해 오염 합성 가스로부터 염류(salts)(26)를 분리할 수 있는 데, 물 처리부(28)는 정수 기술을 이용하여, 오염 합성 가스로부터 유용한 염류(26)를 생성할 수 있다. 이어서, 청정 합성 가스는 가스 세정부(20)로부터 생성될 수가 있다.
가스 처리기(30)는 청정 합성 가스로부터 암모니아 및 메탄과 같은 잔류 가스 성분(32)뿐만 아니라, 메탄올 혹은 다른 잔류 화학 물질을 제거하는 데 이용될 수 있다. 그러나, 청정 합성 가스는 잔류 가스 성분(예를 들어, 테일(tail) 가스)을 함유할 때에도 연료로서 이용될 수 있기 때문에, 청정 합성 가스로부터의 잔류 가스 성분(32)의 제거는 선택적이다. 이 청정 합성 가스는 가스 터빈 엔진(36)의 연소기(34)(예를 들어, 연소 챔버)에 연소 가능한 연료로서 보내진다.
IGCC 시스템(10)은 공기 분리부(ASU : air separation unit)(38)를 더 포함할 수 있다. ASU(38)는 예를 들어 증류 기법(distillation techniques)을 이용하여 성분 가스로부터 공기를 분리할 수 있다. ASU(38)는 보조 공기 압축기(supplemental air compressor)(40)로부터 ASU(38)로 제공되는 공기로부터 산소를 분리하여 그 분리된 산소를 기화기(16)로 이송할 수 있다. 추가적으로, ASU(38)는 DGAN(diluent nitrogen) 압축기(42)에 분리된 질소를 보낼 수 있다. DGAN 압축기(42)는, 합성 가스의 적절한 연소를 방해하지 않도록, ASU(38)로부터 받은 질소를 적어도 연소기(34) 내의 질소와 동일한 압력 레벨로 압축할 수 있다. 따라서, 일단 DGAN 압축기(42)가 충분한 레벨로 질소를 충분하게 압축하면, DGAN 압축기(42)는 압축 질소를 가스 터빈 엔진(36)의 연소기(34)로 보낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 압축 질소는 DGAN 압축기(42)로부터 가스 터빈 엔진(36)의 연소기(34)로 이송될 수 있다. 가스 터빈 엔진(36)은 연소기(34) 뿐만 아니라 터빈(44), 구동 샤프트(46) 및 압축기(48)를 포함할 수 있다. 연소기(34)는 연료 노즐로부터의 압력 하에서 주입될 수 있는 합성 가스와 같은 연료를 수취할 수 있다. 이 연료는 압축 공기뿐만 아니라 DGAN 압축기(42)로부터의 압축 질소와 혼합되어 연소기(34) 내에서 연소될 수 있다. 이 연소에 의해 고온 가압 배출 가스(hot pressurized exhaust gas)가 생성될 수 있다.
연소기(34)는 터빈(44)의 배출구를 향해 배출 가스를 보낸다. 연소기(34)로부터의 배출 가스는 터빈(44)을 경유하기 때문에, 배기 가스는 터빈(44)의 블레이드에 힘을 가하여 가스 터빈 엔진(36)의 축을 따라 구동 샤프트(46)를 회전시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 구동 샤프트(46)는 압축기(48)를 포함하여 가스 터빈 엔진(36)의 다양한 구성 요소에 연결될 수 있다.
구동 샤프트(46)는 압축기(48)에 터빈(44)을 연결하여 로터(rotor)를 형성할 수 있다. 압축기(48)는 구동 샤프트(46)과 결합된 블레이드(blade)를 포함할 수 있다. 따라서, 터빈(44) 내의 터빈 블레이드의 회전은 터빈(44)을 압축기(48)와 연결시키는 구동 샤프트(46)가 압축기(48) 내의 블레이드를 회전시키게 할 수 있다. 압축기(48) 내에서의 블레이드의 회전은 압축기(48)가 압축기(48) 내의 공기 흡입구를 통해서 받은 공기를 압축하도록 할 수 있다. 압축 공기는 연소기(34)에 공급되고 나서 연료 및 압축 질소와 혼합되어, 고효율 연소를 가능하게 한다. 또한, 구동 샤프트(46)는 부하(load)(50)에 연결될 수 있으며, 이 부하는 발전 플랜트에서 전력을 생성하는 전기 발전 플랜트와 같은 고정 부하일 수 있다. 실제로, 부하(50)는 가스 터빈 엔진(36)의 회전 출력에 의해 동력이 제공되는 임의의 적절한 장치일 수 있다.
IGCC 시스템(10)은 또한 증기 터빈 엔진(52) 및 열 회수 증기 생성(HRSG : heat recovery steam generation) 시스템(54)을 포함할 수 있다. 증기 터빈 엔진(52)은 전기력을 생성하는 전기 발전 플랜트와 같은 제 2 부하(56)를 구동할 수 있다. 그러나, 제 1 부하(50) 및 제 2 부하(56) 둘 다 각기 가스 터빈 엔진(36)과 증기 터빈 엔진(52)에 의해 구동될 수 있는 다른 유형의 부하일 수 있다. 또한, 가스 터빈 엔진(36)과 증기 터빈 엔진(52)이 도시된 실시예에서 보는 바와 같이 별개의 부하(50, 56)를 구동할 수 있더라도, 가스 터빈 엔진(36)과 증기 터빈 엔진(52)은 동시에 이용되어 단일 샤프트를 통해 단일 부하를 구동할 수도 있다. 증기 터빈 엔진(52) 뿐만 아니라 가스 터빈 엔진(36)의 특정한 구성은 구현이 특정될 수 있고, 임의 부분의 조합을 포함할 수 있다.
가스 터빈 엔진(36)으로부터의 가열된 배출 가스는 HRSG(54)로 공급되어, 물을 가열하고 증기 터빈 엔진(52)에 동력을 제공하는 데 이용되는 증기를 생성하는 데 사용된다. 증기 터빈 엔진(52)으로부터의 배기는 응축기(58)로 공급된다. 응축기(58)는 가열된 물을 냉각탑(60)을 이용하여 냉각수(chilled water)로 교환할 수 있다. 특히, 냉각탑(60)은 냉각수를 응축기(58)로 공급하여, 증기 터빈 엔진(52)으로부터 응축기(58)로 공급된 증기를 응축(condensing)하는 데 지원할 수 있다. 이어서 응축기(58)로부터의 응축액은 HRSG(54)로 보내질 수 있다. 그 후, 가스 터빈 엔진(36)으로부터의 배기가 응축기(58)로부터의 물을 가열하여 증기를 생성하는 HRSG(54) 보내질 수도 있다.
그와 같이, IGCC 시스템(10) 등의 복합 사이클 시스템에서, 고온 배기는 가스 터빈 엔진(36)으로부터 HRSG(54)로 흘러, 고압 고온의 증기를 생성하는 데 이용될 수 있다. HRSG(54)에서 생성된 증기는 그후, 전력 생성을 위해 증기 터빈 엔진(52)을 통과할 수 있다. 또한, 생성된 증기는 기화기(16)와 같이 증기가 이용될 수 있는 임의의 다른 처리에 제공될 수도 있다. 가스 터빈 엔진(36) 생성 주기는 종종 「탑핑 주기(topping cycle)」이라고 부르는 반면, 증기 터빈 엔진(52) 생성 주기는 「바터밍 주기(bottoming cycle)」라고 부른다. 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 주기를 결합함으로써, IGCC 시스템은 둘 다의 주기에서 효율을 높일 수 있다. 특히, 탑핑 주기로부터의 배기 열은 포획되어 바터밍 주기에서 이용하기 위한 증기를 생성하는 데 이용될 수 있다. 개시된 실시예는 또한 메탄올, 암모니아 또는 기타 합성 가스 관련 처리와 같은 비IGCC 기화 처리에서 유용할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 가스 세정부(20)는 청정 합성 가스가 압축 공기 및 질소와 혼합되어 연소될 수 있는 가스 터빈 엔진(36)의 연소기(34)로 상기 합성 가스를 보내기 전에 기화기(16)로 부터의 오염 합성 가스가 확실히 정화될 수 있도록 보장할 수 있다. 도 2는 도 1의 기화기(16) 및 가스 세정부(20)의 바람직한 실시예의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 소정 실시에에 있어서, 기화기(16)는 반응 챔버(62)와 급냉 챔버(64)를 포함할 수 있다. 반응 챔버(62)는 내화성 라이닝(refractory lining)(66)에 의해 규정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 원료 준비부(14)로부터의 원료(예를 들어, 석탄 찌꺼기)는 ASU(38) 및 HRSG(54) 각각의 산소 및 증기와 함께 기화기(16)의 반응 챔버(62)로 도입되어, 오염 합성 가스로 변환될 수 있다. 오염 합성 가스는 슬래그(slga)와 기타 오염 물질을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 기화기(16)의 반응 챔버 내에서 생성된 오염 합성 가스는 고압 및 고온일 수 있다. 예를 들어, 합성된 오염 합성 가스의 압력 및 온도는, 이용되는 기화기(16)의 온도에 따라, 각기 대략 400∼1300psia 및 대략 화씨 2200∼2700도일 수 있다. 고압, 고온 오염 합성 가스는 화살표 70으로 나타내는 바와 같이 내화성 라이닝(66)의 바닥 단부(bottom end)(68)를 통해 급냉 챔버(64)로 들어갈 수 있다. 일반적으로, 급냉 챔버(64)는 오염 합성 가스의 온도를 감소시키는 데 이용될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 급냉 링(72)은 내화성 라이닝(66)의 바닥 단부(68)에 가깝게 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 냉각 수는 급냉 챔버(64)로의 냉각수 입구(74)를 통해 제 1 회수 유로(76)로부터 수취될 수 있다. 일반적으로, 냉각수는 급냉 링(72)을 통해 침적관(dip tube)(78) 아래로 급냉 챔버 섬프(80) 안으로 흐를 수 있다. 그와 같이, 냉각수는 오염 합성 가스를 냉각시킬 수 있고, 그 합성 가스는 냉각된 후, 화살표 84에 의해 나타내는 바와 같이, 합성 가스 출구(82)를 통해 급냉 챔버(64)를 나간다. 합성 가스 출구(82)는 일반적으로 급냉 챔버 섬프(80)으로부터 분리되어 그 위에 배치될 수 있고, 합성 가스 이송 라인(86)과 연결될 수 있으며, 이 합성 가스 이송 라인(86)은 합성 가스 입구(88)를 통해 가스 세정부(20) 안으로 오염 합성 가스를 이송하는 데 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 가스 세정부(20)는 오염 합성 가스를 정화하여 청정 합성 가스를 생성하는 데에 사용될 수 있으며, 그러한 청정 합성 가스는 종국에는 도 1의 가스 터빈 엔진(36)의 연소기(34)로 보내진다. 보다 구체적으로는, 가스 세정부(20)는 오염 합성 가스를 세정하여, 미세한 고체 입자 및 기타 오염 물질을 제거할 수 있다. 더욱이 상술한 바와 같이 오염 합성 가스는 소정량의 유입된 물을 포함할 수 있다. 가스 세정부(20)는 또한 오염 합성 가스로부터 잔여 유입수의 상당 부분을 제거하는 데 이용될 수 있다. 제거된 물을 가스 세정부(20)의 가스 세정부 섬프(90)에 모을 수 있다.
소정 실시예에 있어서, 가스 세정부 섬프(90)에서 수집된 물뿐만 아니라 가스 세정부(20)로의 보충수가 기화기(16)의 급냉 챔버(64) 내의 냉각수로서 이용될 수 있다. 특히, 가스 세정부(20)로부터의 냉각수는 제 1 회수 펌프(84)에 의해 가스 세정부(20)의 냉각수 출구(92)로부터 펌핑될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 제 1 회수 제어 밸브(96)는 제 1 회수 유로(76)를 통해 냉각수 입구(74)로의 냉각수의 흐름을 제어하는 데 이용될 수 있다. 또한, 유량계와 같은 제 1 유량 제어 센서(98)는 제 1 유량 제어 밸브(96)를 제어하기 위해 피드백을 제공하는 데 이용될 수 있다. 합성 가스 출구(82)와 마찬가지로, 냉각수 입구(74)는 일반적으로 기화기(16)의 급냉 챔버 섬프(80)와 분리되어 그 위에 배치될 수 있고, 상술한 바와 같이, 냉각수의 흐름을 급냉 링(72)으로 향하게 할 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 실시예는 소정의 문제가 없지 않다. 예를 들어, 증발(예를 들어, 합성 가스 급냉으로부터)을 통한 물 손실과 유입(예를 들어, 급냉 챔버(64)를 떠나는 오염 합성 가스에 의해 운반되는 액상 물)이, 수막(water film)을 통해 침적관(78)으로 물을 운반하는 급냉 링(72)을 통해 역류(returned)할 수 있다. 유입으로 인해, 작동 중에 급냉 챔버(64) 내에서 이용되는 냉각수의 양이 포화 및 냉각을 위해 요구되는 이론적인 양을 초과할 수 있다. 또한, 급냉 링(72)을 통해 공급될 수 있는 냉각수의 양이 소정 범위로 제한될 수 있다. 예를 들어, 급냉 링(72)을 통해 흐르는 냉각수의 양의 증가는, 냉각수 유량의 제곱에 비례하는 방울(drops)을 압축하는 것에 의해, 증가될 수 있다. 예를 들어, 냉각수 유량이 50%씩 증가하는 경우(예를 들어, 1.5배), 급냉 링 양단의 압축 방울은 125%씩(예를 들어, 인자 1.5×1.5=2.25배) 증가될 수 있다. 작동의 다양성과 작동 제약으로 인해, 오염 합성 가스 내로 유입되는 물의 양은 IGCC 시스템(10)이 강제 셧다운을 겪을 수 있기에 충분할 레벨까지 증가될 수 있다.
따라서, 소정 실시예에 있어서, 제 2 회수 유로가 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 제 1 회수 유로(76)와 제 2 회수 유로(100)를 둘 다 이용하는 도 1의 기화기(16)와 가스 세정부(20)의 바람직한 실시예의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 제 2 회수 유로(100)는 급냉 챔버 섬프(80)로부터 분리되어 그 위에 배치되는 냉각수 입구(74)를 통하는 것과 반대로, 급냉 챔버 섬프 입구(102)를 통해 급냉 챔버 섬프(80)로 보충수를 직접 보낼 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 제 2 유량 제어 밸브(104)는 제 2 회수 유로(100)를 통해 급냉 챔버 섬프 입구(102)로의 보충수의 유량을 제어하는 데 이용될 수 있다. 또한, 유량계와 같은 제 2 유량 제어 센서(106)는 제 2 유량 제어 밸브(104)을 제어하기 위한 피드백을 제공하는 데 이용될 수 있다. 특히, 유량 제어 센서(98, 106)는 잔여물이 물 우회로(110)을 통해 가스 세정부(20)의 가스 세정부 섬프(90)로 되돌려보내는 잔여 물에 의해, 제 1 회수 펌프(94)로부터 급냉 챔버(64)로의 적절한 수량을 보증할 수 있다. 보다 구체적으로, 소정 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 제어 밸브(96, 104)는 함께 제어되어, 적절한 양의 물이 제 1 회수 유로(76)와 제 2 회수 유로(100) 사이에서 각기 냉각수와 보충수로서 분할되게 할 수 있다. 일반적으로, 급냉 링(72)을 통한 냉각수의 양이 사전 결정된 임계양에 도달한 경우, 잉여 보충수는 제 2 회수 유로(100)를 통해 급냉 챔버 섬프(80)로 직접 보내질 수 있다.
그러나, 도 3에 도시된 실시예도 문제가 없는 것은 아니다. 예를 들어, 일반적으로, 가스 세정부(20)의 가스 세정부 섬프(90)로부터 냉각수를 펌핑하는 데 단 하나의 제 1 회수 펌프만이 이용되기 때문에, 소정 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 회수 유로(76, 100) 사이의 물의 흐름을 제어하는 데에는 제 1 및 제 2 제어 밸브(96, 104)가 반드시 필요하다. 그러나, 유량 제어 밸브를 이용하지 않고 제 1 및 제 2 회수 유로(76, 100) 사이의 물의 흐름을 제어할 수 있으면 유리하다.
도 4는 1차 회수 유로(76)와 2차 회수 유로(100) 둘다 뿐만 아니라 1차 회수 펌프(94)와 2차 회수 펌프(108)를 둘 다 이용하는, 도 1의 기화기(16) 및 가스 세정부(20)의 바람직한 실시예의 개략도이다. 소정의 실시예에 있어서, 도시된 바와 같이, 2차 회수 유로(100)는 가스 세정부(20)의 제 2 냉각수 출구(93)로부터 급수될 수 있다. 도시된 바와 같이, 1차 회수 유로(76)와 2차 회수 유로(100)는 둘 다 각각의 회수 펌프(94, 108)와 연관될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 각 회수 펌프(94, 108)에 의해 생성되는 수량이 직접 제어되도록 또는 필요에 따라, 유량 제어(예를 들어, 유량 제어 센서(98, 106) 및 그에 연관된 유량 제어기를 통해) 및 능동적인 우회(예를 들어, 물 우회로(110)를 통해)에 의해 각 회수 펌프(94, 108)가 일정한 속도록 작동되도록, 1차 및 2차 회수 펌프(94, 108)가 변속(variable-speed) 펌프일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 1차 회수 유로(76) 및 2차 회수 유로(100)는 회수 라인(76, 100)의 한쪽 또는 양쪽을 격리하기 위한 격리 밸브를 구비하고/구비하고 있거나 회수 유로(76, 100)를 거쳐 물의 유량을 제어하기 위한 제어 밸브를 구비할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예는, 기화기(16)로부터 급냉 챔버(64)로 큰 변형없이 합성 가스의 생산 처리량을 보다 높일 수 있게 함으로써, 설비 조작 유연성을 증가시킨다. 조작에 있어서, IGCC 시스템(10)의 기동 전에, 2차 회수 유로(100)는 퍼지 시퀀스(purge sequence)의 끝에 비교적 깨끗한 물로 채워질 수 있다. 이로써, 2차 회수 유로(100) 상의 2차 회수 펌프(108)가 준비되어 항상 작동될 준비가 되어 있다. 소정 실시예에 있어서, 1차 회수 유로(76)와 그에 연관된 1 차 회수 펌프(94)는 정규 동작 상태에서 작동되는 반면, 2차 회수 유로(100)와 그에 연관된 2차 회수 펌프(108)는 급냉 링(72)으로의 냉각수의 유량이 사전 결정된 임계량에 도달할 때 작동될 것이다.
일반적으로, 1차 회수 유로(76) 및 급냉 링(72)은, 적당한 물 유입(예를 들어, 물대 합성 가스의 비가 대략 20% 이하)을 포함하는, 저부하(예를 들어, 턴다운) 정규 조작 상태 중에는, 기동시 적절한 조작을 제공하기 위한 크기로 될 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 1차 회수 유로(76)은 가스 세정부(20)를 통한 보충수(예를 들어, 기화기(16) 및 가스 세정부(20)로/로부터 물의 흐름을 제공하는 데 이용되는 추가적인 물)의 감시를 포함할 수 있는 제어 루프 내에서 작동될 수 있다. 실제, 과도한 물 유입이 있다는 것은 보충수의 유량이 가스 세정부(20)에 관한 설계점 이하로 감소되었다는 것을 나타낸다. 보충수 유량이 설계점 이하로 감소된 경우, 가스 세정부(20)를 통한 보충수 유량이 설계점을 향해 증가될 수 있도록, 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수 유량이 증가될 수 있다.
그러나, 과도한 물의 유입이 발생되는 경우, 가스 세정부(20)를 거치는 보충수(make-up water) 유량이 설계점에 도달하기 전에, 1차 회수 유로(76)의 용량에 도달할 수 있다. 이 경우, 2차 회수 유로(100) 상의 2차 회수 펌프(108)가 턴온될 수 있다. 초기에, 모든 물의 유입량은 1차 회수 유로(76)으로부터 2차 회수 유로(100)으로 점진적으로 이송될 수 있다. 이 시퀀스의 끝에서, 1차 회수 유로(76)이 정규 작동 상태에서 동작할 수 있고, 모든 물 유입이 2차 회수 유로(100)를 거쳐 공급될 수 있다. 2차 회수 유로(100)의 물 유입 용량은 일반적으로 1차 회수 유로(76)의 물 유입 용량보다 높을 수 있다.
가스 세정부(20)를 통한 보충수의 유량이 설계점으로 재설정될 때까지, 2차 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량을 증가시킴으로써 합성 가스 내의 물 유입량을 보상한다. 물 유입이 2차 회수 유로(100)의 용량을 초과하는 경우에, 추가 물 유입은 1차 회수 펌프(94)에 의해 급냉 링(72)을 거쳐 보내질 수 있다.
또한, 소정 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 물 우회로(water bypass line)(110)는 2차 회수 유로(100)로부터 가스 세정부(20)의 가스 세정부 섬프(90)로 연장될 수 있다. 특히, 2차 회수 유로(100)를 통해 이송되는 물의 일부가 가스 세정부 섬프 입구(112)를 통해 가스 세정부 섬프(90)로 되돌아 갈 수 있다. 일반적으로, 물 우회로(110)는 가스 세정부 섬프(90)로부터 급냉 챔버 섬프(80)로 이송되는 물의 양의 제어도를 높이기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예에 있어서, 우회 제어 밸브(114)는 급냉 챔버 섬프(90)에 대한 물의 현재 유량에 근거하여 2차 회수 유로(100)으로부터 우회되는 물의 양을 제어하는 데 이용될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 도 2 내지 도 4에 도시된 모든 제어 밸브 및 변속 펌프는 처리 제어기에 의해 제어되어, 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수와 2차 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량을 조정할 수 있다. 소정 실시예에 있어서, 처리 제어기는 회수 유로(76, 100)에서 센서(예를 들어, 유량 센서, 압력 센서 등)로부터의 측정치를 얻도록(예를 들어, 수신하도록) 특별히 구성된 물리적 연산 장치일 수 있으며, 이것은 각기 1차 및 2차 회수 유로(76, 100)를 통한 냉각수와 보충수의 유량을 제어하는 것을 도울 수 있다. 보다 구체적으로는, 처리 제어기는 센서 측정치를 수신하는 입력/출력(I/O) 장치를 포함할 수 있다. 또한, 처리 제어기는, 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수와 2차 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량이 언제 증가, 감소, 또는 유지되어야 할지를 판정하기 위한 명령어를 구비하는 기억 장치 및 머신 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
처리 제어기(또는, 제어 밸브 또는 변속 펌프와 연관된 내부 로직)에 의해 수행되는 처리 단계들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에는 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수와 2차 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량을 제어하는 바람직한 방법(예를 들어, 컴퓨터 구현 방법)의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 118에서, 2차 회수 유로(100)는 물로 채워질 것이다. 상술한 바와 같이, 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 2차 회수 유로(100)가 채워짐으로써, 2차 회수 유로(100) 상의 2차 회수 펌프(108)가 준비되어 언제든지 작동 대기하도록 되어 있다. 단계 120에서, 냉각수는 1차 회수 펌프(94)를 이용하여 1차 회수 유로(76)를 통해 펌핑될 수 있다.
단계 122에서, 가스 세정부(20)로의 보충수의 유량이 감시될 수 있다. 단계 124에서, 보충수 유량이 설계점 이하로 감소되었는지 여부에 대한 판정이 이루어질 수 있다. 단계 124에서, 보충 유량이 설계점 이상이라고 판정된 경우, 방법(116)은 가스 세정부(20)로의 보충수의 유량이 계속 감시될 수 있는 단계 122로 돌아간다. 그러나, 단계 124에서, 보충수 유량이 설계점 미만이라고 판정된 경우, 방법(116)은 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수 유량이 증가될 수 있는 단계 126으로 진행된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 1차 제어 밸브(96)가 소정량 개방될 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 변속 1차 회수 펌프(94)의 속도가 증가되거나, 또는 소정 실시예에 있어서, 필요에 따라, 1차 및 2차 회수 펌프(94, 108)는 유량 제어(예를 들어, 유량 제어 센서(98, 106) 및 그에 관련된 유량 제어기) 및 능동적인 우회(예를 들어, 물 우회로(110))에 의해 일정한 속도로 작동할 수 있다.
단계 128에서, 1차 회수 유로(76)의 최대 용량이 도달했는지 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 정규 동작 상태에서, 1차 회수 유로(76)를 통한 급냉 링(72)으로의 냉각수의 유량은 대략 800gpm 내지 1800gpm(gpm : gallons per minute)의 범위 일 수 있다. 사용되는 기화기(16)의 유형에 따라, 이 범위는 변경될 수 있다. 그러나, 1차 회수 유로(76)의 최대 용량은 대략 1100gpm 내지 대략 2500gpm의 범위 일 수 있다. 또한, 사용되는 기화기(16)의 유형에 따라, 이 범위는 변경될 수 있다. 만일 단계 128에서 1차 회수 유로(76)의 용량이 아직 도달하지 않았다고 판정되는 경우, 방법(116)은 가스 세정부(20)으로의 보충수의 유량을 계속 감시하는 단계 122로 복귀할 수 있다. 그러나, 만일 단계 128에서 1차 회수 유로(76)의 용량이 도달했다고 판정되는 경우, 방법은 2차 회수 유로(100)를 통해 보충수가 펌핑되기 시작하는 반면 1차 회수 유로(76)를 통한 냉각수의 유량은 정규 동작 상태로 복귀하는 단계 130으로 진행될 것이다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 2차 제어 밸브(104)는 소정량 개방되고/되거나 1차 제어 밸브(96)는 소정량 폐쇄될 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 변속 2차 회수 펌프(108)는 턴온되고/되거나 변속 1차 회수 펌프(94)의 속도가 감소될 수 있다. 또한, 소정 실시예에 있어서, 필요에 따라, 1차 및 2차 회수 펌프(94, 108)는 유량 제어(예를 들어, 유량 제어 센서(98, 106)와 그에 연관된 유량 제어기) 및 능동적인 우회(예를 들어, 물 우회로(110)을 경유하여)에 의해 일정한 속도로 작동할 수 있다.
단계 132에서, 가스 세정부(20)로의 보충수의 유량이 다시 감시된다. 단계 134에서, 보충수 유량이 설계점 이상으로 증가되었는지에 대한 판정이 이루어질 수 있다. 만일, 단계 134에서, 보충수 유량이 설계점 이상으로 증가되었다고 판정되는 경우, 방법(116)은 제 2 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량이 감소될 수 있는 단계 136으로 진행된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 제 2 제어 밸브(104)는 소정량 폐쇄될 수 있고/있거나 1차 제어 밸브(96)는 소정량 개방될 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 변속 제 2 회수 펌프(108)의 속도는 감소될 수 있고/있거나 변속 제 1 회수 펌프(94)의 속도는 증가될 수 있다. 단계 136으로부터, 방법(116)은 가스 세정부(20)로의 보충수의 유량이 계속 감시될 수 있는 단계 132로 복귀된다.
그러나, 만일 단계 134에서, 보충수 유량이 여전히 설계점 이하라고 판정되는 경우, 방법(116)은 제 2 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량이 증가될 수 있는 단계 138로 진행될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 제 2 제어 밸브(104)가 소정량 개방될 수 있고/있거나 제 1 제어 밸브(96)가 소정량 폐쇄될 수 있다. 그러나, 도 4의 실시예에 있어서, 변속 제 2 회수 펌프(108)의 속도가 증가될 수 있고/있거나 변속 제 1 회수 펌프(94)의 속도가 감소될 수 있다. 단계 140에서, 제 2 회수 유로(100)를 통한 보충수의 유량이 0까지 감소된 경우, 방법(116)은 가스 세정부(20)로의 보충수의 유량이 계속 감시될 수 있는 단계 122로 되돌아간다. 그렇지 않으면, 방법(116)은 동일한 과정이 이루어질 수 있는 단계 132로 되돌아간다.
개시된 실시예의 기술적 효과는 고유입 하에서 기화기 급냉 세정 시스템을 작동하는 시스템 및 작동을 제공하는 것을 포함한다. 특히, 상술한 바와 같이, 제 2 회수 유로(100)를 통해 가스 세정부(20)로부터 기화기(16)의 급냉 챔버 섬프(80)로 보충수가 직접 펌핑될 수 있다. 급냉 챔버 섬프(80)로 보충수를 직접 보냄으로써, 기화기(16)는 기화기(16)의 반응 챔버(62) 또는 급냉 챔버(64), 제 1 회수 유로(76), 또는 제 1 회수 펌프(94)에 대한 변경을 최소화하거나 변경하지 않고 보다 높은 합성 가스 처리율로 작동할 수 있다. 특히, 개시된 실시예에 의해 기화기(16)의 급냉 챔버(64)로의 물의 유량을 증가시킬 수 있다. 즉, 개시된 실시예는 가변적이고 예기치 않은 높은 유입 레벨에 대응하도록 추가적인 유입 제어 능력과 특성을 제공한다. 또한, 개시된 실시예는 과도한 증발을 방지하도록 급냉 챔버 섬프(80) 내에 추가적인 물을 제공한다. 개시된 실시예는 신규 설치의 부분일 수 있고, 또는 이와 달리, 높은 유입 레벨을 겪는 기존 기화기 급냉 세정 시스템에 새로 추가 장착하는 것으로 구현될 수 있다. 또한, 개시된 실시예는 가스 증기를 급냉 및/또는 세정하기 위해 수조(water bath)를 이용하는 임의의 다른 애플리케이션에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 특정 실시예는 한정하고자 하는 것이 아님에 유의해야 한다. 예를 들어, 개시된 실시예는 기화기 바로 아래에 있지 않은 급냉부 및 방사 합성 가스 냉각기(a radiant syngas cooler) 아래에 배치될 수 있는 급냉부에 적용될 수도 있다. 개시된 실시예는 급냉 링 대신에 또는 급냉 링에 더하여 분사 노즐이 구비된 급냉부에 적용될 수도 있다. 또한, 개시된 실시예는 설명한 것과 유사한 물 제어를 구비하는, 급냉부에 부착된 다수의 세정기를 포함할 수 있다.
본 명세서는 예를 들어 최적 모드를 포함하여, 당업자가 임의의 장치 또는 시스템을 만들고 이용하고, 또한 임의의 내포된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 실시할 수 있도록 본 발명을 개시한다. 본 발명의 특허 가능한 범주는 특허청구범위에 의해 규정되고, 당업자에 의해 생각될 수 있는 다른 예가 포함될 수 있다. 그러한 다른 예는, 그것이 특허청구범위의 기재와 다르지 않은 구조적 요소를 갖는 경우, 또는 그것이 특허청구범위의 기재와 미미한 차이가 있는 등가의 구조적 요소를 포함하는 경우, 특허 청구범위 내에 있는 것으로 한다.
20 : 가스 세정기
64 : 급냉 챔버
80 : 급냉 챔버 섬프
90 : 가스 세정기 섬프
94, 108 : 제 1 급수 펌프
100 : 제 1 급수 라인

Claims (10)

  1. 급냉 챔버(64)와,
    가스 세정기(20)와,
    상기 가스 세정기(20)의 가스 세정기 섬프(90)로부터 상기 급냉 챔버(64)의 급냉 챔버 섬프(80)로의 제 1 유로(100)와,
    상기 제 1 유로(100)를 통해 상기 가스 세정기(20)의 상기 가스 세정기 섬프(90)로부터 상기 급냉 챔버(64)의 상기 급냉 챔버 섬프(80)로 물의 제 1 흐름(a first flow of water)을 펌핑하는 상기 제 1 유로(100) 내의 제 1 펌프(94, 108)
    를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 세정기(20)의 상기 가스 세정기 섬프(90)로부터 상기 급냉 챔버(64)의 급냉 링(72)으로의 제 2 유로(76)를 포함하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 펌프(94)는 상기 제 2 유로(76)를 통해 상기 가스 세정기(20)의 상기 가스 세정기 섬프(90)로부터 상기 급랭 챔버(64)의 상기 급랭 링(72)으로 물의 제 2 흐름을 펌핑하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 물의 제 1 흐름을 제어하는 상기 제 1 유로(100) 내의 제 1 제어 밸브(104)와 상기 물의 제 2 흐름을 제어하는 상기 제 2 유로 내의 제 2 제어 밸브(96)를 포함하는 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 유로(76)를 통해 상기 가스 세정기(20)의 상기 가스 세정기 섬프(90)로부터 상기 급냉 챔버(64)의 상기 급냉 링(72)으로 물의 제 2 흐름을 펌핑하는 상기 제 2 유로(76) 내의 제 2 펌프(94)를 포함하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펌프(94, 108)는 변속 펌프이거나 또는 유량 제어 센서(98, 106) 및 능동적 우회(110, 114)를 구비한 정속 펌프(constant-speed pumps)인 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    각기 상기 제 1 흐름 및 제 2 흐름의 제 1 및 제 2 유량(flow rate)에 근거하여, 상기 제 1 및 제 2 펌프(94, 108)의 속도를 조절하는 제어기를 포함하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 급냉 챔버(64)로부터 상기 가스 세정기(20)로의 합성 가스 이송 라인(86)을 포함하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로(100)으로부터 상기 가스 세정기(20)의 상기 가스 세정기 섬프(90)로의 우회로(110)를 포함하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 급냉 챔버(64) 및 상기 급냉 챔버 섬프(80)를 갖는 기화기(16)를 포함하는 시스템.
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