KR20140087835A - 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치 및 이를 포함하는 순환 유동층 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제(Reducing Agent)가 이동하기 위한 제1환원제유로가 형성된 제1외부튜브, 및 상기 제1환원제유로를 따라 이동하는 환원제가 제1증발유로를 따라 이동하는 열교환매체에 의해 온도가 조절되도록 상기 제1외부튜브 내부에 위치되게 설치되는 제1내부튜브를 포함하는 제1증발튜브, 및 상기 제1증발튜브로부터 이격되게 상기 연소로 내부에 설치되어 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 이동하는 제2증발튜브를 포함하는 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치 및 이를 포함하는 순환 유동층 보일러에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 환원제를 유해물질을 저감시킬 수 있는 반응 온도로 조절하기 위한 별도의 온도조절수단 없이, 환원제가 열전달매체에 의해 반응 온도로 조절된 후에 연소로 내부로 분사되도록 구현됨으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있고, 제조 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있다.

Description

순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치 및 이를 포함하는 순환 유동층 보일러{Apparatus for Reducing Harmful Material and Circulating Fluidized Bed Boiler having the same}

본 발명은 연소로에서 발생되는 유해물질을 저감시키기 위한 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치 및 이를 포함하는 순환 유동층 보일러에 관한 것이다.

유동층 연소 방식은 화석 연료, 바이오매스 연료 등과 같은 고형 연료를 모래 및/또는 회재(ash)와 같은 층(bed) 물질과 함께 연소로 내에서 유동시키면서 연소시키는 방식이다.

연소로 내로 유동화 가스가 분사됨으로써 상기 고형 연료와 층 물질이 유동화되면서 연소로 전역에서 균일하고 빠르게 혼합된다. 이렇게 유동화된 고형 연료 및 층 물질이 연소되면서 고온의 연소가스가 생성된다. 이렇게 생성된 연소가스는 가열된 공기와 함께 상기 연소로로부터 배출된다. 연소로로부터 배출된 상기 가열된 공기 및 고온의 연소가스의 혼합물[이하, '배가스(flue gas)'로 칭함]은 증기터빈을 구동시키기 위한 증기를 발생시키는데 이용된다.

전형적으로, 유동층 보일러에서 열 교환은 연소로 및 고온의 배가스가 통과하는 대류 섹션(convection section)에서 각각 이루어진다. 상기 연소로의 벽들이 핀들(fins)에 의해 서로 결합된 튜브들을 포함하고, 상기 튜브들을 통해 흐르는 액체가 상기 연소로 내에서 발생한 열을 흡수한다.

유동층 연소 방식은, 연소 반응이 빠르고, 일반 화력 연소 방식에 비해 조업 온도가 상대적으로 낮아서 질소산화물의 발생량이 적다는 장점을 갖는다.

순환 유동층 연소 방식은 배가스와 함께 연소로로부터 배출되는 고체 입자들을 상기 배가스로부터 분리한 후 상기 연소로로 복귀시키는 방식이다.

일반적으로, 순환 유동층 보일러는 연소로, 상기 연소로의 상부에 형성되어 있는 배출구에 연결되어 있는 분리기, 상기 분리기에서 상기 배가스로부터 분리된 고체 입자들의 순환을 위한 리턴 덕트, 및 상기 리턴 덕트로부터 공급되는 고체 입자들로부터 열을 회수하기 위한 열교환부를 포함한다. 상기 열교환부는 상기 연소로에 형성되어 있는 유입구를 통해 상기 연소로와 유체 연통한다. 상기 열교환부는 상기 리턴 덕트에 연결된 열교환챔버, 및 상기 열교환챔버에 설치되는 열교환튜브를 포함한다. 상기 열교환부는 상기 열교환튜브를 통해 흐르는 액체가 상기 열교환챔버 내부에서 유동화된 고체 입자들의 열을 흡수함으로써, 열 교환을 수행한다. 이러한 상기 분리기, 상기 리턴 덕트 및 상기 열교환부는 입자 순환 시스템을 구성한다.

여기서, 종래 기술에 따른 순환 유동층 보일러는 상기 연소로에서 유동화된 연료를 연소하는 과정에서 질소산화물(NOx) 등의 유해물질이 발생한다. 이러한 유해물질은 스모그(Smog), 산성비(Acid Rain), 지구온난화(Global Warming), 오존층 파괴 등의 환경문제를 야기한다. 최근에는 배가스에 포함된 유해물질로 인한 환경문제를 해결하기 위해 사업장에 대한 유해물질 배출기준이 엄격히 강화되면서, 순환 유동층 보일러 기술분야에서도 배가스로부터 유해물질을 제거하기 위한 기술이 활발하게 개발되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 연소로에서 발생되는 유해물질을 줄일 수 있는 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치 및 이를 포함하는 순환 유동층 보일러를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치는 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 이동하는 제1증발튜브; 및 상기 제1증발튜브로부터 이격되게 상기 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 이동하는 제2증발튜브를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제1증발튜브는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제1증발유로가 형성된 제1내부튜브, 및 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제(Reducing Agent)가 이동하기 위한 제1환원제유로가 형성된 제1외부튜브를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제1내부튜브는 상기 제1환원제유로를 따라 이동하는 환원제가 상기 제1증발유로를 따라 이동하는 열교환매체에 의해 온도가 조절되도록 상기 제1외부튜브 내부에 위치되게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제1외부튜브는 상기 제1환원제유로를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로 내부로 분사하기 위한 제1분사공을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제2증발튜브는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제2증발유로가 형성된 제2내부튜브, 및 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제가 이동하기 위한 제2환원제유로가 형성된 제2외부튜브를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제2내부튜브는 상기 제2환원제유로를 따라 이동하는 환원제가 상기 제2증발유로를 따라 이동하는 열교환매체에 의해 온도가 조절되도록 상기 제2외부튜브 내부에 위치되게 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제2외부튜브는 상기 제2환원제유로를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로 내부로 분사하기 위한 제2분사공을 포함할 수 있다. 상기 제2분사공은 상기 제1분사공과 마주보는 방향을 향하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치에 있어서, 상기 제1증발튜브는 상기 연소로의 높이 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 제1분사공으로부터 분사되는 환원제가 상기 높이 방향에 대해 수직한 수평 방향으로 상기 연소로의 중앙 영역에 분사되도록 상기 연소로의 중앙 영역으로부터 이격되어 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 순환 유동층 보일러는 유동화된 연료가 연소되는 연소로; 상기 연소로에 연결되고, 상기 유동화된 연료의 연소에 의해 발생되는 배가스로부터 고체 입자들을 분리하는 분리기; 상기 연소로와 상기 분리기를 연결하는 연결덕트; 및 상기 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제를 분사하는 유해물질 저감장치를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 환원제를 유해물질을 저감시킬 수 있는 반응 온도로 조절하기 위한 별도의 온도조절수단 없이, 환원제가 열전달매체에 의해 반응 온도로 조절된 후에 연소로 내부로 분사되도록 구현됨으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있고, 제조 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러의 개략적인 수직 단면도
도 2는 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치를 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선을 기준으로 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 수직 단면도
도 3은 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 수평 단면도

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치는 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러에 포함되므로, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러의 바람직한 실시예를 설명하면서 함께 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러의 개략적인 수직 단면도, 도 2는 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치를 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선을 기준으로 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 수직 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치를 도 2의 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 수평 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 유동화된 연료가 연소되는 연소로(2), 상기 연소로(2)로부터 배출되는 배가스 및 고체 입자들을 분리하는 분리기(3), 상기 연소로(2)와 상기 분리기(3)를 연결하는 연결덕트(4), 및 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제(Reducing Agent)를 분사하는 유해물질 저감장치(100)를 포함한다.

상기 연소로(2)는 전방 벽(21), 후방 벽(22), 및 이들 사이에 위치하는 2개의 측면 벽들을 포함할 수 있다. 상기 연소로(2)는 상기 전방 벽(21), 상기 후방 벽(22) 및 상기 측면 벽들의 상부에 위치하는 지붕(23)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 연소로(2)는 상기 전방 벽(21), 상기 후방 벽(22) 및 상기 측면 벽들의 하부에 위치하는 바닥(24)을 포함할 수 있다. 상기 연소로(2)는 상기 전방 벽(21), 상기 후방 벽(22), 상기 측면 벽들, 상기 지붕(23), 및 상기 바닥(24)에 의해 폐쇄되게 형성된다. 상기 연소로(2)의 벽들(21, 22)은 핀들(fins)에 의해 서로 결합된 튜브들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 연소로(2)는 상기 튜브들을 통해 흐르는 액체가 유동화된 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하도록 구현됨으로써, 열 교환 기능을 갖출 수 있다.

상기 연소로(2)는 유동화가스를 공급하기 위한 가스공급유닛(25)을 더 포함할 수 있다. 상기 가스공급유닛(25)은 상기 연소로(2) 내부에 유동화가스를 공급한다. 상기 가스공급유닛(25)은 상기 바닥(24) 위에 설치되는 플레이트(251), 상기 플레이트(251)에 형성된 복수개의 홀들(미도시), 및 상기 복수개의 홀들에 대응되도록 상기 플레이트(251) 상에 결합된 복수개의 유동화노즐(252)을 포함한다.

상기 플레이트(251)는 상기 바닥(24)으로부터 소정 거리 이격되게 설치된다. 상기 플레이트(251)는 상기 바닥(24)과 평행하게 설치될 수 있다. 상기 플레이트(251)와 상기 바닥(24) 사이의 공간은 가스실(253)을 구성한다.

상기 홀들은 상기 플레이트(251)를 관통하여 형성된다. 상기 홀들은 서로 소정 거리 이격되게 형성될 수 있다.

상기 유동화노즐(252)들은 각각 상기 홀들에 연결되게 상기 플레이트(251)에 결합된다. 가스공급원(미도시)으로부터 공급되는 유동화가스는, 상기 바닥(24)을 통과하여 상기 가스실(253)에 공급된 후에 상기 홀들 및 상기 유동화노즐(252)들을 거쳐 상기 연소로(2) 내부로 공급된다.

상기 연소로(2)는 연료를 공급하기 위한 연료공급유닛(26)을 더 포함할 수 있다. 상기 연료공급유닛(26)은 상기 연소로(2) 내부에 화석 연료, 바이오매스 연료 등과 같은 고형 연료를 공급한다. 상기 연료공급유닛(26)은 고형 연료에 추가로 석회석 등과 같은 특정 흡착제를 상기 연소로(2) 내부에 공급할 수 있다. 상기 연료공급유닛(26)은 상기 고형 연료 및 상기 흡착제를 하나의 관로를 통해 상기 연소로(2)에 공급할 수 있다. 상기 연료공급유닛(26)은 상기 고형 연료 및 상기 흡착제를 별도의 관로들을 통해 상기 연소로(2)에 공급할 수도 있다.

상기 연료공급유닛(26)이 공급한 고형 연료는 상기 연소로(2)에 설치된 버너(미도시)에 의해 연소된다. 이 경우, 상기 연료공급유닛(26)이 공급한 고형 연료는 상기 가스공급유닛(25)으로부터 분사되는 유동화 가스에 의해 연소가 촉진됨으로써 유동화된다. 상기 고형 연료가 연소됨에 따라 생성되는 연소 가스와 가열된 공기의 혼합물(이하, '배가스'로 칭함)은 대류 현상에 의해 상기 연소로(2) 내에서 위로 상승하면서 상기 연소로(2) 내부에 존재하는 고체 입자들의 일부를 포획한 후에 상기 연소로(2)로부터 배출된다. 상기 고체 입자들은 상기 고형 연료와 상기 흡착제를 포함할 수 있다. 상기 배가스는 상기 후방 벽(22)을 통해 상기 연소로(2)로부터 배출될 수 있다.

도 1을 참고하면, 상기 분리기(3)는 상기 연결덕트(4)를 통해 상기 연소로(2)에 연결된다. 상기 분리기(3)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 연결덕트(4)를 통해 공급되는 배가스 및 고체 입자들을 분리한다. 상기 분리기(3)는 배출덕트(31)를 통해 가스 터빈(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 분리기(3)에 의해 고체 입자들로부터 분리된 배가스는 상기 배출덕트(31)를 통해 상기 가스 터빈으로 공급된다. 상기 분리기(3)에 의해 고체 입자들로부터 분리된 배가스는 상기 배출덕트(31)를 통해 배출된 후에 열 회수부(미도시)를 거쳐 상기 가스 터빈으로 공급될 수도 있다.

상기 분리기(3)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 연결덕트(4)를 통해 공급되는 배가스 및 고체 입자들을 분리하기 위한 와류(Vortex)를 형성한다. 이에 따라, 상기 분리기(3)는 원심력을 이용하여 상기 연결덕트(4)로부터 공급되는 배가스 및 고체 입자들을 분리할 수 있다. 상기 배가스 및 고체 입자들은, 상기 분리기(3) 내부에서 상기 와류에 의해 상기 배출덕트(31)를 중심으로 회전하면서 원심력에 의해 서로 분리될 수 있다. 상기 분리기(3)에서 상기 배가스 및 고체 입자들을 분리하기 위한 와류는 상기 배출덕트(31)를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향의 회전방향을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 분리기(3)는 배가스 및 고체 입자들이 분리되는 작업이 이루어지는 분리부(32)를 포함할 수 있다. 상기 분리부(32)에는 상기 연결덕트(4) 및 상기 배출덕트(31)가 연결된다. 상기 분리부(32)는 내면이 수평 단면을 기준으로 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 분리부(32)의 내면이 수평 단면을 기준으로 다각형으로 형성되는 경우, 배가스 및 고체 입자들을 분리하기 위한 와류의 형성을 방해할 수 있기 때문이다. 상기 분리부(32)는 외면이 수평 단면을 기준으로 곡면 또는 다각형 형태로 형성될 수 있다. 상기 분리부(32)가 다각형의 판재가 서로 결합되어 다각형 형태로 형성되는 경우, 상기 분리부(32)는 외면이 수평 단면을 기준으로 다각형 형태로 형성되고, 내면이 수평 단면을 기준으로 내화재(Refractory Material)에 의해 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.

도 1을 참고하면, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)와 상기 분리기(3)를 연결한다. 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)에서 상기 분리기(3)를 향하는 제1축방향(X축 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 연소로(2)로부터 배출되는 배가스 및 고체 입자들은 상기 연결덕트(4)를 따라 이동하여 상기 분리기(3)로 공급될 수 있다. 상기 연결덕트(4)는 전체적으로 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 연소로(2)로부터 배출되는 배가스 및 고체 입자들이 이동하기 위한 유로를 제공할 수 있는 형태이면 원통 형태 등 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 연결덕트(4)는 상기 제1축방향(X축 방향)에 대해 수직한 제2축방향(Y축 방향, 도 3에 도시됨)으로 상기 배출덕트(31)의 일측 쪽 또는 타측 쪽으로 치우지게 상기 분리기(3)에 연결될 수 있다.

예컨대, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)에서 상기 분리기(3)를 바라보는 방향을 기준으로 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 상기 배출덕트(31)의 좌측에 치우치게 상기 분리기(3)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 회전방향에 추종되는 방향으로 공급되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 와류는 상기 배출덕트(31)를 중심으로 시계방향의 회전방향을 갖도록 형성된다. 이에 따라, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 형성을 방해하지 않으면서 상기 분리기(3)로 공급되도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 세기를 강화시킴으로써, 상기 분리기(3)에서 상기 배가스와 고체 입자들을 분리하는 작업에 대한 효율을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)에서 상기 분리기(3)를 바라보는 방향을 기준으로 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 상기 배출덕트(31)의 우측에 치우치게 상기 분리기(3)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 회전방향에 추종되는 방향으로 공급되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 와류는 상기 배출덕트(31)를 중심으로 반시계방향의 회전방향을 갖도록 형성된다. 이에 따라, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 형성을 방해하지 않으면서 상기 분리기(3)로 공급되도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 연결덕트(4)는 상기 연소로(2)로부터 배출되어 상기 분리기(3)로 공급되는 배가스와 고체 입자들이 상기 와류의 세기를 강화시킴으로써, 상기 분리기(3)에서 상기 배가스와 고체 입자들을 분리하는 작업에 대한 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 연소로(2) 내부에 설치된다. 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질에 상기 환원제를 분사함으로써, 상기 배가스에 포함되는 유해물질을 줄일 수 있다. 예컨대, 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 위로 상승하는 배가스에 암모니아(NH₃)와 요소(Urea) 중에서 적어도 하나를 분사함으로써, 상기 배가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 줄일 수 있다. 이 경우, 상기 배가스는 상기 고형 연료가 연소됨에 따라 생성된 후에, 대류 현상에 의해 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 위로 상승하는 과정에서 상기 유해물질 저감장치(100)로부터 분사되는 환원제와 혼합될 수 있다. 예컨대, 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 위로 상승하는 배가스에 탄산칼슘(CaCO₃)을 분사함으로써, 상기 배가스에 포함된 황산화물(SOx)을 줄일 수도 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 유해물질 저감장치(100)를 이용하여 상기 연소로(2) 내부에서 발생하는 유해물질의 양을 줄이거나 유해물질을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 유해물질 배출기준을 만족시킬 수 있고, 환경문제를 해소하는데 적합한 설비로 구현될 수 있다.

상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 연소로(2) 내부에 설치되는 제1증발튜브(110), 및 상기 연소로(2) 내부에 설치되는 제2증발튜브(120)를 포함한다.

상기 제1증발튜브(110)는 상기 제2증발튜브(120)로부터 소정 거리 이격되게 상기 연소로(2) 내부에 설치된다. 상기 제1증발튜브(110)는 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하는 열교환 기능 및 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키는 유해물질 저감 기능을 갖도록 구현된다. 이를 위해, 상기 제1증발튜브(110)는 열교환 기능을 수행하는 제1내부튜브(111, 도 2에 도시됨) 및 유해물질 저감 기능을 수행하는 제1외부튜브(112, 도 2에 도시됨)를 포함한다.

상기 제1내부튜브(111)는 열교환매체를 이용하여 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수함으로써, 상기 열교환 기능을 수행한다. 상기 제1내부튜브(111)는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제1증발유로(1111, 도 2에 도시됨)를 포함한다. 상기 제1증발유로(1111)는 상기 제1내부튜브(111)의 내부에 형성된다. 상기 제1증발유로(1111)는 상기 제1내부튜브(111)를 관통하도록 형성된다. 상기 열교환매체는 순환유닛(200)으로부터 상기 제1증발유로(1111)로 공급된 후에 상기 제1증발유로(1111)를 따라 이동하는 과정에서 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수한다. 상기 열교환매체는 물, 증기 등일 수 있다. 상기 열교환매체는 상기 제1증발유로(1111) 및 상기 순환유닛(200) 간을 순환하면서 상기 열교환 기능을 수행할 수 있다. 상기 순환유닛(200)은 이코노마이저(Economizer) 등과 같은 예열장치일 수 있다. 상기 제1증발유로(1111) 및 상기 순환유닛(200)은 관로 등을 통해 상기 열교환매체가 순환할 수 있도록 연결될 수 있다. 상기 제1내부튜브(111)는 전체적으로 상기 제1증발유로(1111)에 의해 중공의 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제1증발유로(1111)를 가질 수 있는 형태이면 중공의 직방체 형태 등 다른 형태로 형성될 수 있다.

상기 제1외부튜브(112)는 상기 환원제를 이용하여 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시킴으로써, 상기 유해물질 저감 기능을 수행한다. 상기 제1외부튜브(112)는 상기 환원제가 이동하기 위한 제1환원제유로(1121, 도 2에 도시됨)를 포함한다. 상기 제1환원제유로(1121)는 상기 제1외부튜브(112)의 내부에 형성된다. 상기 제1환원제유로(1121)는 상기 제1외부튜브(112)를 관통하도록 형성된다. 상기 제1외부튜브(112)는 전체적으로 상기 제1환원제유로(1121)에 의해 중공의 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제1환원제유로(1121)를 가질 수 있는 형태이면 중공의 직방체 형태 등 다른 형태로 형성될 수 있다.

상기 제1외부튜브(112)는 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로(2) 내부로 분사하기 위한 제1분사공(1122, 도 2에 도시됨)을 포함한다.

상기 제1분사공(1122)은 상기 제1외부튜브(112)를 관통하여 형성된다. 상기 제1분사공(1122)은 상기 제1환원제유로(1121)에 대해 수직한 방향으로 상기 제1외부튜브(112)를 관통하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1환원제유로(1121)가 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 상기 제1외부튜브(112)를 관통하여 형성되면, 상기 제1분사공(1122)는 상기 높이 방향(Z축 방향)에 대해 수직한 수평 방향으로 상기 제1외부튜브(112)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1분사공(1122)은 상기 제2증발튜브(120) 쪽을 향하는 방향으로 상기 제1외부튜브(112)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 환원제는 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하다가 상기 제1분사공(1122)이 형성된 부분에 도달하면, 상기 제1분사공(1122)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사됨으로써 유해물질을 저감시킬 수 있다. 상기 제1분사공(1122)은 전체적으로 원반 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로(2) 내부로 분사시킬 수 있는 형태이면 사각판형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 제1외부튜브(112)는 상기 제1분사공(1122)을 복수개 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제1분사공(1122)들은 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 서로 소정 거리 이격되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 제1분사공(1122)들을 통해 상기 연소로(2) 내부에 환원제가 분사되는 영역을 증가시킴으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있다. 상기 제1분사공(1122)들은 상기 연소로(2)의 지붕(23) 및 상기 바닥(24) 사이에 위치되게 형성될 수 있다.

상기 제1외부튜브(112)는 상기 제1내부튜브(111) 외부에 위치되게 설치된다. 상기 제1외부튜브(112)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1내부튜브(111) 외면을 감싸도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1내부튜브(111)는 상기 제1외부튜브(112) 내부에 위치되게 설치된다. 따라서, 상기 제1증발튜브(110)는 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하는 환원제가 상기 제1증발유로(1111)를 따라 이동하는 열전달매체에 의해 온도가 조절되도록 구현될 수 있다. 상기 제1증발유로(1111)를 따라 이동하는 열전달매체는 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하는 환원제를 냉각함으로써, 상기 환원제가 배가스에 혼합되어 유해물질을 저감시킬 수 있는 반응 온도를 갖도록 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 반응 온도는 상기 환원제가 암모니아인 경우, 100 ℃ ~ 600 ℃ 일 수 있다. 상기 제1증발유로(1111)를 따라 이동하는 열전달매체는 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하는 환원제를 가열함으로써, 상기 환원제가 배가스에 혼합되어 유해물질을 저감시킬 수 있는 반응 온도를 갖도록 조절할 수도 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제가 상기 열전달매체에 의해 유해물질을 저감시킬 수 있는 반응 온도로 조절된 후에 상기 제1분사공(1122)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사되도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제가 상기 반응 온도로 유해물질과 혼합되도록 함으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제를 상기 반응 온도로 조절하기 위해 상기 환원제의 온도를 조절하기 위한 별도의 수단을 구비하지 않아도 되므로, 제조 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제1증발튜브(110)는 상기 연소로(20)의 높이 방향(Z축 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제1증발튜브(110)는 상기 바닥(24)과 상기 지붕(23) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1증발튜브(110)는 하단이 상기 바닥(24) 또는 상기 플레이트(251)에 결합되고, 상단이 상기 지붕(23)에 결합될 수 있다.

상기 제1증발튜브(110)는 상기 수평 방향으로 상기 연소로(2)의 중앙 영역(200, 도 2에 도시됨)으로부터 이격되어 설치될 수 있다. 상기 연소로(2)의 중앙영역(20)은 상기 제1축방향(X축 방향)으로 상기 전방 벽(21)으로부터 이격된 거리 및 상기 후방 벽(22)으로부터 이격된 거리가 동일한 영역을 의미할 수 있다. 상기 연소로(2)의 중앙영역(20)은 상기 제2축방향(Y축 방향, 도 3에 도시됨)으로 상기 연소로(2)의 측면 벽들로부터 각각 이격된 거리가 동일한 영역을 의미할 수도 있다. 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 배가스 및 유해물질은, 상기 중앙영역(20)의 외측인 바깥 영역에 비해 상기 중앙영역(20)에서 더 많은 양으로 이동한다. 상기 제1증발튜브(110)는 상기 수평 방향으로 상기 연소로(2)의 중앙 영역(200, 도 2에 도시됨)으로부터 이격되어 설치됨으로써, 상기 제1분사공(1122)으로부터 분사되는 환원제가 상기 중앙영역(20)으로 분사되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 환원제가 상기 제1증발튜브(110)를 통해 상기 연소로(2) 내부에서 배가스 및 유해물질이 집중되는 부분인 중앙영역(20)으로 분사되도록 구현됨으로써, 유해물질에 대한 제거율을 더 높일 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제2증발튜브(120)는 상기 제1증발튜브(110)로부터 소정 거리 이격되게 상기 연소로(2) 내부에 설치된다. 상기 제2증발튜브(120)는 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하는 열교환 기능 및 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키는 유해물질 저감 기능을 갖도록 구현된다. 이를 위해, 상기 제2증발튜브(120)는 열교환 기능을 수행하는 제2내부튜브(121, 도 2에 도시됨) 및 유해물질 저감 기능을 수행하는 제2외부튜브(122, 도 2에 도시됨)를 포함한다.

상기 제2내부튜브(121)는 열교환매체를 이용하여 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수함으로써, 상기 열교환 기능을 수행한다. 상기 제2내부튜브(121)는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제2증발유로(1211, 도 2에 도시됨)를 포함한다. 상기 제2증발유로(1211)는 상기 제2내부튜브(121)의 내부에 형성된다. 상기 제2증발유로(1211)는 상기 제2내부튜브(121)를 관통하도록 형성된다. 상기 열교환매체는 상기 순환유닛(200)으로부터 상기 제2증발유로(1211)로 공급된 후에 상기 제2증발유로(1211)를 따라 이동하는 과정에서 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수한다. 상기 열교환매체는 상기 제2증발유로(1211) 및 상기 순환유닛(200) 간을 순환하면서 상기 열교환 기능을 수행할 수 있다. 상기 제2증발유로(1211) 및 상기 순환유닛(200)은 관로 등을 통해 상기 열교환매체가 순환할 수 있도록 연결될 수 있다. 상기 순환유닛(200)은 관로 등을 통해 상기 제2증발유로(1211) 및 상기 제1증발유로(1111)에 각각 연결될 수도 있다. 상기 제2내부튜브(121)는 전체적으로 상기 제2증발유로(1211)에 의해 중공의 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제2증발유로(1211)를 가질 수 있는 형태이면 중공의 직방체 형태 등 다른 형태로 형성될 수 있다.

상기 제2외부튜브(122)는 상기 환원제를 이용하여 상기 연소로(2) 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시킴으로써, 상기 유해물질 저감 기능을 수행한다. 상기 제2외부튜브(122)는 상기 환원제가 이동하기 위한 제2환원제유로(1221, 도 2에 도시됨)를 포함한다. 상기 제2환원제유로(1221)는 상기 제2외부튜브(122)의 내부에 형성된다. 상기 제2환원제유로(1221)는 상기 제2외부튜브(122)를 관통하도록 형성된다. 상기 제2외부튜브(122)는 전체적으로 상기 제2환원제유로(1221)에 의해 중공의 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제2환원제유로(1221)를 가질 수 있는 형태이면 중공의 직방체 형태 등 다른 형태로 형성될 수 있다.

상기 제2외부튜브(122)는 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로(2) 내부로 분사하기 위한 제2분사공(1222, 도 2에 도시됨)을 포함한다.

상기 제2분사공(1222)은 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성된다. 상기 제2분사공(1222)은 상기 제2환원제유로(1221)에 대해 수직한 방향으로 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2환원제유로(1221)가 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성되면, 상기 제2분사공(1222)는 상기 높이 방향(Z축 방향)에 대해 수직한 수평 방향으로 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2분사공(1222)은 상기 제1증발튜브(110) 쪽을 향하는 방향으로 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 환원제는 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하다가 상기 제2분사공(1222)이 형성된 부분에 도달하면, 상기 제2분사공(1222)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사됨으로써 유해물질을 저감시킬 수 있다. 상기 제2분사공(1222)은 전체적으로 원반 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로(2) 내부로 분사시킬 수 있는 형태이면 사각판형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 제2분사공(1222)은 상기 제1분사공(1122) 쪽을 향하는 방향으로 상기 제2외부튜브(122)를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2분사공(1222) 및 상기 제1분사공(1122)은 서로 마주보는 방향으로 향하도록 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 제2분사공(1222) 및 상기 제1분사공(1122)을 통해 상기 연소로(2) 내부에 환원제가 분사되는 영역을 증가시킴으로써, 유해물질에 대한 제거율을 더 높일 수 있다.

상기 제2외부튜브(122)는 상기 제2분사공(1222)을 복수개 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2분사공(1222)들은 상기 연소로(2)의 높이 방향(Z축 방향)으로 서로 소정 거리 이격되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 제2분사공(1222)들을 통해 상기 연소로(2) 내부에 환원제가 분사되는 영역을 증가시킴으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있다. 상기 제2분사공(1222)들은 상기 연소로(2)의 지붕(23) 및 상기 바닥(24) 사이에 위치되게 형성될 수 있다.

상기 제2외부튜브(122)는 상기 제2내부튜브(121) 외부에 위치되게 설치된다. 상기 제2외부튜브(122)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2내부튜브(121) 외면을 감싸도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2내부튜브(121)는 상기 제2외부튜브(122) 내부에 위치되게 설치된다. 따라서, 상기 제2증발튜브(120)는 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하는 환원제가 상기 제2증발유로(1211)를 따라 이동하는 열전달매체에 의해 온도가 조절되도록 구현될 수 있다. 상기 제2증발유로(1211)를 따라 이동하는 열전달매체는 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하는 환원제를 냉각함으로써, 상기 환원제가 상기 반응 온도를 갖도록 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 제2증발유로(1211)를 따라 이동하는 열전달매체는 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하는 환원제를 가열함으로써, 상기 환원제가 상기 반응 온도를 갖도록 조절할 수도 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제가 상기 반응 온도로 조절된 후에 상기 제2분사공(1222)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사되도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제가 상기 반응 온도로 유해물질과 혼합되도록 함으로써, 유해물질에 대한 제거율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 환원제를 상기 반응 온도로 조절하기 위해 상기 환원제의 온도를 조절하기 위한 별도의 수단을 구비하지 않아도 되므로, 제조 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제2증발튜브(120)는 상기 연소로(20)의 높이 방향(Z축 방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제2증발튜브(120)는 상기 바닥(24)과 상기 지붕(23) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2증발튜브(120)는 하단이 상기 바닥(24) 또는 상기 플레이트(251)에 결합되고, 상단이 상기 지붕(23)에 결합될 수 있다.

상기 제2증발튜브(120)는 상기 수평 방향으로 상기 연소로(2)의 중앙 영역(200, 도 2에 도시됨)으로부터 이격되어 설치될 수 있다. 상기 제2증발튜브(120)는 상기 수평 방향으로 상기 연소로(2)의 중앙 영역(200, 도 2에 도시됨)으로부터 이격되어 설치됨으로써, 상기 제2분사공(1222)으로부터 분사되는 환원제가 상기 중앙영역(20)으로 분사되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 환원제가 상기 제2증발튜브(120)를 통해 상기 연소로(2) 내부에서 배가스 및 유해물질이 집중되는 부분인 중앙영역(20)으로 분사되도록 구현됨으로써, 유해물질에 대한 제거율을 더 높일 수 있다.

상기 제2증발튜브(120) 및 상기 제1증발튜브(110)는 상기 중앙영역(20)을 기준으로 서로 반대편에 위치되게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 중앙영역(20)은 상기 제2증발튜브(120) 및 상기 제1증발튜브(110) 사이에 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 제2증발튜브(120) 및 상기 제1증발튜브(110) 모두가 환원제를 상기 중앙영역(20)으로 분사하도록 구현됨으로써, 유해물질에 대한 제거율을 더 높일 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 환원제를 공급하기 위한 환원제공급유닛(130, 도 2에 도시됨)을 포함할 수 있다.

상기 환원제공급유닛(130)은 상기 연소로(2) 외부에 위치되게 설치될 수 있다. 상기 환원제공급유닛(130)은 관로 등을 통해 상기 제1환원제유로(1121)에 연결되도록 상기 제1외부튜브(112)에 결합될 수 있다. 상기 환원제공급유닛(130)으로부터 공급된 환원제는, 상기 제1환원제유로(1121)를 따라 이동하다가 상기 제1분사공(1122)이 형성된 부분에 도달하면, 상기 제1분사공(1122)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사됨으로써 유해물질을 저감시킬 수 있다. 상기 환원제공급유닛(130)은 상기 연소로(2)에 결합될 수도 있고, 별도의 구조물에 결합될 수도 있다.

상기 환원제공급유닛(130)은 관로 등을 통해 상기 제2환원제유로(1221)에 연결되도록 상기 제2외부튜브(122)에 결합될 수도 있다. 상기 환원제공급유닛(130)으로부터 공급된 환원제는, 상기 제2환원제유로(1221)를 따라 이동하다가 상기 제2분사공(1222)이 형성된 부분에 도달하면, 상기 제2분사공(1222)을 통해 상기 연소로(2) 내부로 분사됨으로써 유해물질을 저감시킬 수 있다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)는 상기 분리기(3)에 연결되는 리턴 덕트(5), 및 상기 리턴 덕트(5)로부터 공급되는 고체 입자들로부터 열을 흡수하여 열 교환을 수행하는 열교환부(6)를 포함한다.

상기 리턴 덕트(5)는 상기 분리기(3) 및 상기 열교환부(6)를 연결한다. 상기 분리부(32)는 상기 배출덕트(31) 및 상기 리턴 덕트(5) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 분리기(3)에 의해 배가스로부터 분리된 고체 입자들은 중력에 의해 하측으로 떨어짐에 따라 상기 분리기(3)로부터 배출됨으로써, 상기 리턴 덕트(4)로 공급된다. 그 후 상기 리턴 덕트(4)로 공급된 고체 입자들은, 상기 리턴 덕트(4)를 통과하여 상기 열교환부(6)로 공급된다. 상기 리턴 덕트(5)로부터 배출되는 고체 입자들은 상기 열교환부(6)를 거쳐 다시 상기 연소로(2)로 공급된다.

도 1을 참고하면, 상기 열교환부(6)는 상기 분리기(3)에 연결되는 열교환챔버(61), 및 상기 열교환챔버(61)에 설치되는 열교환튜브(62)를 포함할 수 있다.

상기 열교환챔버(61)는 상기 리턴 덕트(5)를 통해 상기 분리기(3)에 연결된다. 상기 분리기(3)에서 배가스로부터 분리된 고체 입자들은 상기 리턴 덕트(5)를 통과하여 상기 열교환챔버(61)로 공급된다. 상기 열교환챔버(61)에서는 상기 열교환튜브(62)를 따라 이동하는 열교환매체가 상기 리턴 덕트(5)로부터 공급되는 고체 입자들이 갖는 열을 흡수하는 열 교환이 수행된다. 상기 열교환챔버(61)는 내부가 비어 있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 열 교환이 수행되는 공간을 제공할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 열교환튜브(62)는 상기 열교환챔버(61)에 설치된다. 상기 열교환튜브(62)는 상기 열교환챔버(61)로 공급되는 고체 입자들로부터 열을 흡수함으로써 상기 열 교환을 수행한다. 상기 열교환튜브(62) 내부에는 상기 열교환매체가 이동한다.

도 1을 참고하면, 상기 열교환부(6)는 상기 열교환챔버(61)와 상기 연소로(2)의 제1유입구(2a)를 연결하는 배출부(63)를 포함할 수 있다.

상기 배출부(63)는 상기 열교환튜브(62)의 하측에 위치되게 상기 열교환챔버(61)에 결합된다. 이에 따라, 상기 열교환챔버(61)에 공급되어 상기 열교환튜브(62)를 거친 고체 입자들은 상기 배출부(63) 및 상기 제1유입구(2a)를 통해 상기 연소로(2)로 복귀된다. 상기 배출부(63)는 고체 입자들이 이동할 수 있는 유로를 제공할 수 있도록 내부가 비어 있는 원통 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 배출부(63)는 파이프일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러(1)에 있어서, 상기 유해물질 저감장치(100)는 상기 제1증발튜브(110) 및 상기 제2증발튜브(120) 외에 제3증발튜브를 추가로 포함하는 등 3개 이상의 증발튜브를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 증발튜브들은 상기 연소로(2) 내부에 서로 이격되게 설치될 수 있다.

1 : 순환 유동층 보일러 2 : 연소로 3 : 분리기 4 : 연결덕트
5 : 리턴 덕트 6 : 열교환장치 100 : 유해물질 저감장치
110 : 제1증발튜브 120 : 제2증발튜브 130 : 환원제공급유닛

Claims (4)

1. 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 이동하는 제1증발튜브; 및
   상기 제1증발튜브로부터 이격되게 상기 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열을 흡수하기 위한 열교환매체가 이동하는 제2증발튜브를 포함하고,
   상기 제1증발튜브는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제1증발유로가 형성된 제1내부튜브, 및 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제(Reducing Agent)가 이동하기 위한 제1환원제유로가 형성된 제1외부튜브를 포함하며;
   상기 제1내부튜브는 상기 제1환원제유로를 따라 이동하는 환원제가 상기 제1증발유로를 따라 이동하는 열교환매체에 의해 온도가 조절되도록 상기 제1외부튜브 내부에 위치되게 설치되고,
   상기 제1외부튜브는 상기 제1환원제유로를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로 내부로 분사하기 위한 제1분사공을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2증발튜브는 상기 열교환매체가 이동하기 위한 제2증발유로가 형성된 제2내부튜브, 및 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제가 이동하기 위한 제2환원제유로가 형성된 제2외부튜브를 포함하고;
   상기 제2내부튜브는 상기 제2환원제유로를 따라 이동하는 환원제가 상기 제2증발유로를 따라 이동하는 열교환매체에 의해 온도가 조절되도록 상기 제2외부튜브 내부에 위치되게 설치되고,
   상기 제2외부튜브는 상기 제2환원제유로를 따라 이동하는 환원제를 상기 연소로 내부로 분사하기 위한 제2분사공을 포함하며,
   상기 제2분사공은 상기 제1분사공과 마주보는 방향을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1증발튜브는 상기 연소로의 높이 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 제1분사공으로부터 분사되는 환원제가 상기 높이 방향에 대해 수직한 수평 방향으로 상기 연소로의 중앙 영역에 분사되도록 상기 연소로의 중앙 영역으로부터 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러용 유해물질 저감장치.
4. 유동화된 연료가 연소되는 연소로;
   상기 연소로에 연결되고, 상기 유동화된 연료의 연소에 의해 발생되는 배가스로부터 고체 입자들을 분리하는 분리기;
   상기 연소로와 상기 분리기를 연결하는 연결덕트; 및
   상기 연소로 내부에 설치되고, 상기 연소로 내부에서 연료가 연소됨에 따라 발생하는 유해물질을 저감시키기 위한 환원제를 분사하는 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 유해물질 저감장치를 포함하는 순환 유동층 보일러.

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