KR20150014485A

KR20150014485A - 폐기물 처리의 개선

Info

Publication number: KR20150014485A
Application number: KR1020147034386A
Authority: KR
Inventors: 리팻 알 할라비; 오프닐 헨리 페리; 케 리
Original assignee: 치눅 앤드-스테이지 리싸이클링 리미티드
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2015-02-06
Also published as: MX2014013567A; GB2488923B; ES2576494T3; DK2847516T3; GB201208165D0; EA201401227A1; CN104520645B; EP2847516B1; CA2872960A1; CN104520645A; AU2013257835A1; IN2014DN10393A; BR112014027964A2; HUE029578T2; EP2847516A1; GB2488923A; PT2847516E; WO2013167870A1; PL2847516T3; US9447703B2

Abstract

본 발명은 유기물 함량을 가진 처리 물질의 방법 및 장치를 제공한다. 방법은 유기물(E)의 적어도 일부를 가스화시켜 합성가스를 생성하기 위해 감소된 산소 분위기를 가진 배치(batch) 공정 장치(16)에서 배치 물질을 가열하는 단계; 합성가스의 온도를 상승시켜서, 긴 체인의 탄화수소 또는 그 안의 휘발성유기화합물을 열적으로 파괴하기에 충분한 잔류 시간 동안 상승된 온도에서 합성가스를 유지시키는 단계; 생성되는 합성가스의 발열량을 센서(26)를 통해 관측하여, 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러(22)의 버너로 우회시키켜 스팀을 생성하는 단계; 및 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값을 초과할 때, 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진(40)으로 우회시켜 전기(H)를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

폐기물 처리의 개선{improvements in waste processing}

본 발명은 유기물을 포함하는 물질의 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히 낮은 발열량을 가진 유기물을 함유하는 폐기물로부터 에너지를 추출하기 위한 폐기물 에너지 시스템에 관한 것이다.

수분 함량이 높은 도시 고형 폐기물(MSW), 음식물 쓰레기, 농업 폐기물 및 고함수 슬러지와 같은 유기물의 낮은 발열량(CV) 폐기물은 그 처리가 어렵다.

몇몇 국가들 예를 들어, 북반구 국가들에서, 비가 많고 강설량 쓰레기에는 일반적으로 함수율이 높기 때문에 발열량(단위 무게당)을 감소시킨다. 또한, 플라스틱은 더 많이 재활용되고 쓰레기 더미로부터 제거되어, 보다 낮은 플라스틱 함량을 가진 잔류 폐기물의 발열량이 감소되고 있다.

폐기물 처리의 하나의 방법은 소각이다. 일반적으로 소각 전에 그러한 폐기물은 추가적 연료 즉, 다른 원료 예를 들어, 석탄, 드라이 바이오매스, 천연 가스 등과 와 혼합될 필요가 있으므로, 소각하는 동안 그 자체의 지속적인 연소가 유지되어 자체 열 처리가 달성된다.

몇몇 폐기물은 가스화 공정에 의해 처리되고, 폐기물은 낮은 산소 분위기에서 가열되어 합성가스를 생성하고, 합성가스는 연소에 의해 고온 배기 가스를 생성하고, 예를 들어, 증기 터빈을 구동하는 물을 가열시킴으로써, 전기 에너지를 생성하는데 사용된다.

종래의 가스화기들은 연속 공정 유동층 가스화기들, 연속 또는 배치 고정층 타입, 또는 그레이트(grate) 타입 가스화기들을 포함한다. 그러나, 이러한 형태의 가스화기들은 낮은 발열량 폐기물의 처리에 적합하지 못하다. 대부분의 상용 가스화기들은 연속적으로 작동한다. 즉, 폐기물은 일단으로 공급되어 연속적으로 장치를 통과하여 타단에서 배출되면서 가스가 처리된다. 물질이 가스화기를 통과할 때, 열이 수분 함량을 빨아들일 때 일차적으로 건조된 후 물질이 가스화되고 그러는 동안 폐기물 내부의 에너지가 질소와 같은 비활성 가스와 함께 탄화수소 분자 형태로 방출된다. 수분과 가스는 동일한 공정 챔버에서 방출되어 함께 배출된다. 공정 챔버를 통과하는 가스 유동의 속도는 매우 높아서, 완전히 혼합된 가스 출력의 결과물은 3m/s이다. 그러한 공정으로부터 나오는 가스는 수분 함량이 높을 것이고 합성 가스(CO, H₂, CH₄)는 낮을 것이다. 따라서, 출력 가스의 발열량 역시 낮을 것이다. 더군다나, 폐기물의 다량의 수분이 연속적으로 장치에 로딩되기 때문에 외부의 연료 소스 예를 들어, 천연 가스 또는 석탄을 일반적으로 이용하여 물을 증발시키는데 필요한 열을 생성할 필요가 있다. 이것은 CO₂를 대량으로 생성하는 결과를 초래하여 환경적으로 불리할 뿐만 아니라 생성되는 합성가스를 희석시키는 결과가 된다.

최종적인 결과는 생성되는 합성가스의 품질이 낮아져서, 광범위하고 에너지 집약적인 후-가공 없이는, 연소에만 적합하게 될 것이다.

폐기물이 배치(batch) 속으로 도입되는 종래의 고정층 가스화기를 사용하는 경우에도 유사한 문제가 남게 된다. 이러한 형태의 가스화기들은 폐기물을 가스화시키는데 매우 긴 처리 시간(일반적으로 수 시간)을 가지며, 배출되는 가스가 질소, 증기 및 이산화탄소를 다량으로 함유하는 혼합 가스를 포함하게 되고, 혼합 가스 조성물은 여전히 품질이 낮고 일반적으로 연소에만 적합하게 된다.

폐기물을 이용한 에너지 시스템의 최종 목표는 전기 에너지를 생성하는 것이다. 전술한 바와 같이, 이것은 전형적으로 생성된 가스를 열로 변환시킴으로써 증기 터빈을 구동할 수 있는 증기를 생성하는 것이다. 그러나, 이러한 방법을 사용하는 에너지-대-전력 변환율은 일반적으로 18% 내지 24% 범위로 매우 낮다.

예를 들어, 가스 터빈 또는 왕복 엔진에서 합성가스의 직접 연소와 같은, 보다 높은 변환율을 가진 시스템들은 이러한 종래의 가스화기들로부터 생성되는 합성가스의 품질이 낮고, 일반적으로 60-100 BTU/FT3 정도이고, 청정하고 높은 발열량 합성가스를 요구하고, 타르가 없거나 타르 함량이 매우 낮은 그러한 엔진 또는 가스 터빈의 연료 조건을 만족시키지 못하기 때문에 일반적으로 사용되지 않는다.

종래의 가스화기로부터 생성되는 낮은 발열량 가스는 합성가스 엔진 또는 가스 터빈에 직접 사용되어야 하고 거기에는 2가지 옵션이 있다.

첫째, 낮은 발열량 폐기물은 예를 들어, 천연 가스, 프로판 등과 같은 외부의 연료 소스와 혼합될 수 있다. 이것은 가스화기 에너지 생산에서 엄청나게 증가된 화석 연료 소비를 유발시키고 환경에 유해한 단점을 가지며, 외적으로 구입된 연료의 증가된 소비에 의존하기 때문에 에너지 생산 비용이 증가된다.

둘째, 가스화되기 전에 폐기물의 발열량을 증가시키기 위해 폐기물의 전-공정이 필요하다는 것이다. 전-공정은 가스화 단계 전에 폐기물을 쪼개고, 폐기물을 건조시키고, 폐기물을 펠렛화시키는 등 성가신 일이고 엄청나게 비싼 절차이다. 비록 이것이 가스 엔진을 직접 구동할 가능성을 제공하더라도, 이러한 공정은 고에너지 집약적인 공정이고, 낮은 발열량 폐기물을 폐기물 가공 연료(refuse derived fuel : RDF)로 변환하기 위해서는 높은 투자비, 작동비와 유지비가 필요하고, 그것은 상업적으로 매력적인 해결책이 아니다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점들을 적어도 부분적으로 완화시키고, 낮은 발열량 폐기물의 가스화 공정으로부터 나오는 출력물이 합성가스 엔진의 파워로 변화되게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서에서 사용되는 "가스 엔진"은 가스로 운전되는 다양한 형태의 연소 엔진들을 포함하고, 왕복 가스 엔진과 가스 터빈을 포함하지만 이에 한정되지 않는 것으로 이해해야 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유기물을 가진 물질의 처리 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 유기물의 적어도 일부를 가스화시켜 합성가스를 생성하기 위해 감소된 산소 분위기를 가진 배치(batch) 공정 장치에서 상기 배치 물질을 가열하는 단계; 합성가스의 온도를 상승시키고 긴 체인의 탄화수소 또는 그 안의 휘발성유기화합물을 열적으로 파괴하기에 충분한 잔류 시간 동안 상승된 온도에서 합성가스를 유지시키는 단계; 생성되는 합성가스의 발열량을 관측하여, 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값 이하일 때 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시키켜 스팀을 생성하는 단계; 및 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값을 초과할 때 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시켜 전기를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은 미리 결정된 제1 문턱값과 미리 결정된 제2 문턱값을 가질 수 있고, 합성가스의 발열량이 제1 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 제1 작동 모드에서 스팀을 생성하고, 합성가스의 발열량이 제1 문턱값을 초과할 때, 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시켜 제2 작동 모드에서 전기를 생성하고; 합성가스의 발열량이 제2 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 제3 작동 모드에서 스팀을 생성한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 생성되는 가스를 이용하여, 종래의 스팀 터빈 추진 파워을 위한 보일러를 구동하기 위해 절환될 수도 있고 합성가스를 이용하여 합성가스 엔진을 직접 구동하도록 적절한 레벨로 발열량을 즉각 절환할 수 있는 시스템을 제공한다. 합성가스 엔진은 보일러/스팀 터빈에 비해 훨씬 높은 에너지 변환율을 가지며, 총 시스템 효율이 엄청나게 향상되는 한편 폐기물의 전-처리 또는 가스의 후-공정 없이 낮은 발열량을 여전히 사용할 수 있다.

제1 문턱값과 제2 문턱값은 동일한 값을 가질 수 있거나 서로 다를 수 있다. 어느 경우에서도, 합성가스 엔진으로 향하는 문턱값 이상의 가스는 합성가스 엔진에 사용되기 적합한 발열량을 가질 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은, 제1 문턱값과 제2 문턱값보다 더 높은 제3 문턱값을 합성가스의 발열량이 초과할 때, 매우 높은 발열량을 가진 합성가스를 저장 용기로 우회시키는 단계를 더 포함한다. 합성가스 엔진에서 소비될 뿐만 아니라 합성가스는 화학적 연료 또는 다른 화학적 용도를 위한 성분 가스로 분리되기 위한 다른 용도를 가진다. 그러나, 이러한 용도로 사용되기 위한 가스의 순도는 합성가스 엔진에서 사용되는 그것보다 훨씬 더 높은 발열량을 가져야만 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은 합성가스로부터 열을 추출하여 상기 열을 스팀을 생성하는데 이용하는 단계를 더 포함한다. 공정의 이러한 단계로부터 나오는 열의 회복은 합성가스 엔진에 공급되는 가스의 온도를 감소시킬 뿐만 아니라 보일러를 구동하기 위해 사용될 수 있는 가스로부터 에너지를 회복할 수 있다. 총 효율을 더 증가시키기 위해, 가스 엔진으로부터 나오는 폐열은 보일러의 물을 가열시키는데 사용되어 스팀을 생성할 수 있다.

생성되는 스팀은 스팀 터빈을 구동하는데 사용되어 전기를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은, 높은 발열량을 가진 합성 가스를 일시적으로 저장소에 저장 및/또는 낮은 발열량을 가진 합성가스를 저장소에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식은 일정한 양으로 생성되지 않는 배치 공정 장치로부터 가스로서 공급될 연료의 버퍼로서 작용할 뿐만 아니라, 상당히 일정한 출력 가스 조성물을 가지는 경향이 있는 일정한 공정 시스템과 달리, 저장소가 혼합 용기로서 작용할 수 있고, 배치 공정 시스템으로부터 나오는 가스 조성물은 시간이 경화함에 따라 변화되는 경향이 있다. 저장소를 사용함으로써 시간이 경과함에 따른 조성물의 변화가 안정화되고 보다 일정한 조성물을 가진 가스가 보일러/가스 엔진에 공급될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은 사용 전에 합성가스를 세정하는 단계를 더 포함한다. 알려진 여과 및 세정 기법이 사용될 수 있다.

생성되는 합성가스의 발열량 관측 단계는 합성가스의 가스 조성물을 관측하는 단계를 포함할 수 있고, 특히 합성가스의 수소 함량, 합성가스의 일산화탄소 함량, 및 합성가스의 메탄 함량의 하나 또는 그 이상을 관측하는 단계를 포함할 수 있다.

미리 결정된 문턱값에서 합성가스의 발열량은 세제곱 피트 당 40 내지 100 BTU 범위일 수 있다. 또한, 세제곱 피트 당 80 내지 100 BTU 범위일 수 있다. 제3 문턱값에서 합성가스의 발열량은 200-220 BTU/ft³일 수 있다.

낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 스팀을 생성하는 단계는, 열 산화기로 향하는 제1 유로를 통해 합성가스를 보일러 열교환기의 상류로 우회시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 합성가스가 연소됨으로써 열교환기에서 고온 가스 유동을 발생시키며, 잔류 시간 동안 상승된 온도에서 합성가스를 유지되고; 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시키는 단계는 열처리 장치를 경유하여 제2 유로를 통해 합성가스를 합성가스 엔진으로 우회시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 합성가스의 온도는 상승되어 잔류 시간 동안 상승된 온도로 유지된다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은 그 안에 버너를 가진 재순환 루프를 마련하는 단계 및 배치 공정 오븐과 배치 공정 오븐을 가열시키는 재순환 루프를 통해 고온 가스를 재순환시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 유기물 함량을 가진 물질의 처리를 위한 장치가 제공된다. 본 장치는 물질의 유기물 함량의 적어도 일부를 가스화시켜 합성가스를 생성하기 위해 감소된 산소 분위기에서 물질의 배치를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 배치 공정 오븐; 배치 공정 오븐으로부터 나오는 합성가스를 수용하도록 구성되고 그것과 결합된 가열 수단을 가진 적어도 하나의 열 처리 장치를 구비하고; 열 처리 장치는 합성가스에 존재하는 그 어떤 긴 체인의 탄화수소 또는 휘발성유기화합물을 열적으로 파괴하기에 충분한 잔류 시간 동안 그 안에 있는 합성가스의 온도를 상승시키도록 구성되고; 생성되는 합성가스의 조성물을 감지하고 그 발열량을 표시하는 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 감지 수단; 합성가스를 합성가스 엔진 또는 보일러로 향하게 하기 위한 적어도 하나의 합성가스 엔진, 보일러, 및 밸브 수단; 및 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값 이하일 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 스팀을 생성하고; 합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값을 초과할 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 향하게 하여 전기를 생성하도록 구성된 제어기를 구비한다.

위에서 위해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 장치는 본 발명의 제1 측면에 따른 방법을 수행할 수 있다.

미리 결정된 문턱값은 미리 결정된 제1 문턱값과 미리 결정된 제2 문턱값을 구비할 수 있고, 제어기는 합성가스의 발열량이 제1 문턱값 이하일 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 제1 작동 모드에서 스팀을 생성시키고; 합성가스의 발열량이 제1 문턱값을 초과할 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 향하게 하여 제2 작동 모드에서 전기를 생성시키고, 합성가스의 발열량이 제2 문턱값 이하로 떨어지는 시간을 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 제3 작동 모드에서 스팀을 생성하도록 구성될 수 있다.

제어기는 합성가스의 발열량이 제1 문턱값과 제2 문턱값보다 더 높은 제3 문턱값을 초과하는 때를 감지하여, 밸브 수단을 제어하여 매우 높은 발열량을 가진 합성가스를 저장 용기로 향하도록 구성될 수 있다.

열교환기는 열 처리 장치의 하류에 제공되어 합성가스를 냉각시키기 위해 합성가스로부터 열을 추출하도록 구성될 수 있다. 추출된 열은 스팀을 생성하는데 사용될 수 있다.

도관은 가스 엔진으로부터 나오는 고온 배기 가스를 보일러의 열교환기로 향하게 하여 스팀을 생성할 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 전기를 생성하기 위해 스팀에 의해 구동되는 터빈을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 고발열량을 가진 합성가스의 일시적 저장을 위한 저장소 및/또는 낮은 발열량을 가진 합성가스의 일시적 저장을 위한 저장소를 포함할 수 있다.

사용 전 합성가스를 세정하기 위한 세정 유니트가 제공될 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 그 발열량을 표시하는 신호를 얻기 위해 합성가스의 가스 조성물을 관측하는 가스 분석기를 구비할 수 있다.

가스 엔진은 왕복 엔진 및 가스 터빈의 어느 하나 또는 그 이상을 구비할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 열 처리 장치는 합성가스 엔진을 향하는 제1 유로와 보일러로 향하는 제2 유로의 하나 또는 그 이상으로 합성가스를 우회시키기 위해 배치 처리 오븐의 하류에 있는 밸브 수단을 포함할 수 있고, 열 처리 장치는 합성가스 엔진의 상류의 제1 유로에 위치된 열 반응기 및 보일러의 상류의 제2 유로에 위치된 열 산화기를 구비한다.

열 반응기는 합성가스를 연소시키기 않고 합성가스를 가열하도록 구성되고 열 산화기는 합성가스를 연소시켜 합성가스를 가열하도록 구성된다.

본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 고온 가스를 열 처리 장치를 통과시키지 않고서도 배치 공정 오븐을 통해 고온 가스를 재순환시키기 위한 재순환 루프를 더 구비할 수 있고, 장치는 배치 공정 오븐을 통해 고온 가스의 유동을 제공하기 위한 재순환 루프에 마련된 버너를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 특정의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 물질이 그곳을 통과할 때 방출되는 가스의 가스 품질을 도시하는 종래기술의 일정 공정 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형태의 배치 공정 장치에 있어서 시간에 따른 발열량(CV)의 변화 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 방법의 플로우챠트이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 예시적 실시예에 따른 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 장치의 구성도이다.

종래기술로 이미 알려진 연속-공급 공정 처리 챔버(2)의 개략적 구성이 도시된 도 1을 참조한다. 챔버는 그것이 회전될 때 내부의 폐기물(8)이 중력에 의해 움직이는 회전 가마 또는 이동 그레이트(스텝-다운 그레이트)의 작동에 의해 폐기물(8)이 이동하는 고정 챔버 중 어느 하나일 수 있다. 챔버는 처리될 폐기물의 일정량이 챔버 속으로 공급되는 폐기물 입구(4), 및 잔류 폐기물(숯, 불활성 기체, 금속 등)이 완전히 처리되어 챔버를 빠져나오는 잔류 출구(6)를 가진다. 도면에 도시되지는 않았지만, 입구(4)와 출구(6)는 알려진 방식으로 폐기물과 함께 챔버로 들어갈 수 있거나 출구(6)를 통해 들어갈 수 있는 공기의 양을 최소화하도록 구성된다. 산소를 공급하여 고온 가스가 가스 입구(10)에서 챔버로 들어가고 가스 출구(12)에서 챔버를 빠져나오지 못하도록 구성된다. 처리의 초기 단계 동안 폐기물(8)은 고온 가스에 의해 가열되고 수분이 증발된다. "A" 단계 동안 가스화가 거의 발생하지 않고, 챔버를 따라 여러 지점에서 폐기물로부터 방출되는 합성가스의 발열량을 도시하는 그래프(14)에 의해 볼 수 있다. "B" 단계 동안 생성되는 합성가스의 발열량이 증가된다. 합성가스의 발열량은 연속해서 상승되어 더 많은 일산화탄소와 수소가 방출되어 "C" 영역에서 안정 상태를 유지한다. 공정 챔버(2)의 출구(6)를 향할수록 대부분의 물질이 처리되어 방출되는 합성가스의 발열량이 떨어지기 시작한다("D").

도시된 바와 같은 연속 폐기물-공급 및 공정 장치와 같이, 공정을 구동하는 고온 가스는 전체 공정 챔버를 통과하고, 챔버를 따라 다양한 지점에서 폐기물(8)로부터 나오는 가스들은 단일의 출구 가스 유동으로 동반되어 혼합된다. 상대적으로 일정한 질량율과 발열량이긴 하지만, 출력되는 합성가스는 수분 함량이 높고 발열량이 낮으며, 합성가스의 낮은 발열량은 공정 챔버의 길이를 따라 방출되는 가스의 발열량의 평균이 될 것이다. 이러한 통합 가스 출력은 합성가스 엔진에 직접 사용될 수 있을 만큼 발열량이 충분하지 않다. 이것은 수분 함량이 높아서 낮은 발열량을 가진 폐기물의 경우 특히 그러하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 사용되는 배치 공정 오븐에서 시간에 대한 발열량(CV)의 그래프를 도시하는 도 2를 참조한다. 오븐은 국제 특허 출원 공개 WO 2006/100512에 개시된 바와 같은 회전 배치 공정 오븐(oven)일 수 있다. 배치 공정 오븐으로부터 출력되는 합성가스의 발열량은 연속 공정 챔버로부터 출력되는 것이 공간에 따라 변화되는 것과 유사한 방식으로 시간에 따라 변화된다. 그러나, 배치 공정 챔버에서 생성되는 합성가스는 연속적으로 공정 챔버를 떠나기 때문에, 챔버를 빠져나오는 합성가스의 발열량이 모든 시간의 점들에서 합성가스의 실제 발열량이 될 것이고, 시간의 다른 점들에서 공정으로부터 출력되는 합성가스와 혼합되지 않는다. 빠져나오는 합성가스의 발열량은 특정 시간에서 그래프로 도시되어 있고, 사이클 전체를 통해 평균되지는 않았다. 보는 바와 같이, 합성가스 출력은 3개의 뚜렸한 단계들로 구별되고, 제1 단계에서 발열량은 낮고, 제2 단계에서 발열량은 높고, 제3 단계에서 발열량은 다시 낮아 진다. 도 2에 도시된 시간은 예를 들어 120분으로서, 공정 시간 보다 더 낮거나 높을 수 있다.

본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 방법의 플로우챠트와 장치의 구성을 개략적으로 각각 도시하는 도 3 및 도 4를 참조한다.

유기물 함량을 가진 폐기물(E)은 예를 들어, WO 2006/100512에 개시된 회전 오븐과 유사할 수 있는 배치 공정 가스화 장치(16)에 투입된다. 이러한 오븐은 밀폐되고 낮은 산소 함량을 가진 가스가 그곳을 순환하면서 가스화를 위한 유효 온도로 그 안에 있는 물질을 가열시킨다. 가스화 온도는 공정 파라미터들에 따라 변화될 수 있지만 일반적으로 500℃를 초과할 것이고, 산소 함량은 3% 이하 바람직하게 1% 체적 유량 이하일 것이다.

공정이 시작되면, 일부 가스화가 발생되지만 대부분의 열은 폐기물로부터 나오는 수분을 증발시키는데 사용될 것이다. 이 지점에서 생성되는 합성가스는 낮은 발열량을 갖는다(도 2의 단계 1).

공정 챔버를 나온 후, 가스는 열 처리 장치(18)로 들어가서, 1100℃ 영역으로 온도가 상승된다. 열 처리 장치의 이러한 온도에서 가스는 긴 체인 탄화수소 및 가스 안의 휘발성유기화합물(VOC)이 파괴되어 짧은 체인의 탄화수소(예, CH₄), 일산화탄소 및 수소로 되기에 충분한 잔류 시간 동안 유지된다. WO 2006/100512에 개시된 시스템과 반대로, 합성가스는 열 처리 장치에서 연소되지 않는다. 장치는 버너를 포함하지 않고, 합성가스가 연소될 오븐으로부터 나와서 처리 장치로 들어가는 것을 허용하는 초과 산소가 존재하지 않을 만큼의 산소대 연료의 화학량론적 비(스토이키)만이 제공된다.

열 처리 장치(18)를 나온 후, 가스는 열교환기(20)를 통과하면서 냉각된다. 이것은 2가지 목적을 가진다. 첫째, 보일러로 공급될 수 있는 합성가스로부터 열을 회수하고 둘째, 합성가스를 냉각시켜서 시스템의 하류 부분이 보다 낮은 온도 등급을 가지게 하여 시스템을 간단하게 하고 비용을 절감한다. 열교환기(20)는 보일러(22)와 열을 교환하여 그 안에 있는 물을 가열하여 스팀을 생성하는 순환 유체를 가질 수 있거나, 대안적으로, 열교환기(20)는 직접 스팀을 생성하여 제2 보일러로서 효과적으로서 작용할 수 있다.

이후, 냉각된 합성가스는 세정 유니트(24)를 통과하면서 그 안에 포함될 수 있는 불순물 또는 다른 오염물을 제거한다. 이것은 당업자에게 명백할 수 있는 알려진 기술을 사용하여 수행된다.

세정된 합성가스는 관측에 의해 발열량, 또는 발열량의 표시가 결정된다. 당연히 평가될 수 있는 바와 같이, 관측은 세정 유니트(24)의 상류에서 수행될 수 있지만 하류에서 수행되어 합성가스의 그 어떤 오염물이 시간이 지남에 따라 센서들을 간섭하거나 퇴화시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 발열량은 바람직하게 예를 들어, 온-라인 가스 분석기(26)의 도움으로 합성가스의 CO 함량, H₂ 함량, 및 CH₄ 함량 중 어느 하나 또는 그 이상을 측정하여 관측되고, 그것으로부터 발열량의 신호 표시가 생성된다.

제어기(28)는 생성되는 합성가스의 발열량의 신호 표시를 수신하여 밸브들(30)(32)을 제어한다. 작동의 초기 단계에서, 발열량 레벨이 낮고 수분 함량이 높을 때, 제어기는 밸브(30)를 닫고 밸브(32)를 개방하여 가스를 낮은 발열량의 가스 저장소(34)로 향하게 한다. 이러한 저장소로부터의 가스는 밸브 장치(명확화를 위해 미도시)를 통해 보일러(22)의 버너로 공급되어 그곳에서 연소된다. 보일러 내부의 물은 합성가스를 연소시켜 가열되고, 열교환기(20)로부터 추출된 열에 의해 스팀이 생성되어 스팀 터빈(36)을 구동하는데 사용되어 전기(H)를 생성한다.

챔버의 물질이 연속적으로 처리될수록, 수분이 증발될 것이고 보다 많은 물질이 가스화를 시작할 것이다. 방출되는 합성가스의 발열량은 증가하기 시작할 것이다. 발열량의 신호 표시를 수신하는 제어기(28)는 신호를 관측하여 세제곱 피트당 40 내지 120 BTU(바람직하게, 세제곱 피트당 80-100 BTU)인 미리 결정된 문턱값에 도달하면, 제어기(28)는 밸브들을 작동시키게 되는 바, 밸브(32)를 닫고 밸브(30)를 개방하여 문턱값 이상의 발열량을 가진 합성가스는 높은 발열량의 가스 저장소(38)로 향하게 된다. 저장소(38)로부터의 가스는 밸브 시스템(미도시)을 통해 가스 엔진(40)으로 공급된다. 가스 엔진(40)은 단일 가스 엔진일 수도 있고, 서로 다른 형태 예를 들어, 가스 터빈과 왕복 가스 엔진으로 제공될 수 있는 다중 가스 엔진일 수 있다. 합성가스는 가스 엔진(40)에 연료를 공급하여 전기(F)를 생성한다. 합성가스 엔진의 에너지 대 파워 변환율은 일반적으로 33%를 초과하고, 종종 38%를 초과하고, 스팀 보일러/터빈의 에너지 파워 변환율이 일반적으로 18-24%이기 때문에, 필요한 품질의 가스를 즉시 절환시킴으로써 즉, 충분한 발열량이 얻어져서, 공정의 총 효율이 엄청나게 향상된다.

합성가스 엔진(들)(40)은 그 안에서 에너지 부산물의 변환으로서 고온 배기 가스를 생성하게 되고 이것이 보일러(22)의 열교환기로 공급되어 그것으로부터 나오는 열을 회복시켜서 스팀 발전에 도움을 주게 된다.

보일러로부터 나오는 연도 가스(G)는 필요한 경우, 대기로 방출되기 전에 그 어떤 알려진 방식으로 처리될 수 있다.

배치 물질이 공정 사이클의 끝단에 도달할수록, 그것으로부터 방출되어야 하는 합성가스의 일산화탄소, 수소 및 다른 고탄화수소의 양이 떨어지기 시작할 것이고 공정 챔버를 빠져나오는 합성가스의 발열량이 떨어지기 시작할 것이다. 발열량의 증가(ramp up)에서 사용되는 문턱값과 동일하거나 매우 유사할 수 있는 미리 결정된 문턱값 이하로 발열량이 떨어지는 것을 제어기(28)가 감지하면, 제어기는 다시 밸브들(30)(32)을 작동시켜 합성가스 엔진(40)에 사용하기에는 더 이상 충분하지 않은 낮은 발열량을 가진 합성가스를 낮은 발열량의 가스 저장소(34)로 다시 향하게 한다.

전술한 플로우챠트와 다이어그램을 통해 이해할 수 있는 바와 같이, 합성가스의 냉각으로부터 추출되는 열과 합성가스 엔진 배기가스로부터 추출되는 열 때문에, 합성가스는 낮은 발열량의 저장소(34)로 향하지 않을 때에도, 스팀이 연속적으로 생산되어 스팀 터빈(36)을 구동할 수 있게 된다.

낮은 발열량 가스 생산 동안(도 2의 단계 1 및 단계 3) 그리고 높은 발열량 가스 생산 동안(단계 2), 생산되는 합성가스의 발열량과 수분 함량은 일정하지 않다. 저장소들(34)(38)은 생성되는 가스가 다른 것과 혼합되어 그것으로부터 추출되는 가스가 저장소들(34)(38)로 들어가는 합성가스보다 더 일정한 발열량을 가지게 되는 버퍼 용기를 제공한다. 또한, 저장소들은 바람직한 사이즈를 갖게 되므로 각각의 품질의 합성가스의 충분한 버퍼를 제공하여 어느 저장소의 합성가스가 주어진 시간에 어떻게 향하는지와 무관하게, 가스 엔진과 보일러가 연속적으로 운전될 수 있다.

도 5를 참조하면, 전술한 특징에 부가하여, 본 발명의 다른 바람직한 실시예의 추가적 특징은 생성되는 합성가스의 발열량을 관측하는 제어기(28)의 능력이다. 만약, 200-220 BTU/ft³의 영역의 문턱값을 초과하는 보다 높은 문턱값을 초과하는 경우, 제어기는 밸브(30)와 밸브(32) 모두를 닫고 밸브(42)를 개방하여 가장 높은 발열량을 가진 합성가스를 저장 용기(44)로 향하게 한다. 그러면 이러한 합성가스는 다른 공정에서 사용될 수 있고 보일러 또는 합성가스 엔진을 통한 전기 생산에 직접 사용되지 않는다.

도 6은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 장치를 도시한다. 이러한 장치에 있어서, 배치 공정 장치(16)는 산소 버너일 수도 있는 버너(48)를 통과하는 재순환 루프를 형성하는 도관(46)을 가진다. 밸브(50)는 공정 장치(16)로부터 재순환 루프를 통과하는 가스 유동을 선택적으로 분기시킬 수 있다. 시동 시에, 이것은 장치(16)의 온도를 신속하게 증가시키는 것을 도울 수 있다. 작은 재순환 루프를 유지함으로써, 열 손실에 대한 보상이 최소화되고 신속한 가열이 달성될 수 있다.

밸브(50)의 하류에서 처리 장치(16)를 나오는 가스의 유동 경로는 분기된다. 하나의 유동 경로는 열 산화기(18A)로 향하고 다른 것은 열 크랙킹(cracking) 유니트(18B)로 향하며, 열 산화기와 열 크랙킹 유니트는 함께 열 처리 장치를 형성한다. 열 산화기(18A)를 통과하는 제1 유동 경로를 고려하면, 이것은 처리 장치(18)를 빠져나오는 가스가 통과하게 될 첫번째 유동 경로이다.

열 산화기(18A)에서, 버너는 산소(예, 공기)의 존재에서 산화기로 들어가는 가스를 연소시켜서 고온 연소 가스의 유동을 생성한다. 이러한 가스는 전기를 생성하는 발전기(54)에 부착된 스팀 터빈(36)을 구동하기 위해 스팀을 생성하는 열교환기(52)를 통과한다. 열 산화기(18A)와 열교환기(52)는 함께 보일러(22)를 형성한다. 탈기기(dearator)(56)와 응축기(58)는 스팀 터빈을 통과한 후의 스팀을 응축시키는 응축기 루프에 제공된다. 열교환기(52)를 통과한 후, 연소 가스는 냉각되고, 연도 스택(60)을 통해 대기로 방출되기 전에, 예를 들어, 백 하우스 필터(68)와 같이, 업계에 알려진 그 어떤 적합한 공기 정화 기술을 포함할 수 있는 정화기를 통과한다.

처리될 배치 물질이 단계 2(도 2)로 들어갈 때, 가스의 발열량은 증가된다. 가스의 발열량이 증가할 때 열 산화기(18A)의 용량은 과열의 위험에 도달할 것이다. 이것을 피하기 위해, 밸브(62)가 개방되어 적어도 어느 정도의 가스를 크랙킹 유니트(18B)로 통과시켜 그것을 가열시키고, 산소가 없는 경우, 충분한 시간 동안 상승된 온도로 유지되어 그 어떤 휘발성 유기 화합물 및 긴 체인 탄화수소를 파괴할 것이다. 그러면 가스는 열 크랙킹 유니트(18B)를 빠져나와서 콴처(quencher)(64)와 열교환기(20)를 통과하면서 가스의 온도를 감소시킨다. 열교환기(20)는 보일러(22)와 터빈(38)의 열교환기에 연결되어 터빈을 구동하는 스팀의 온도를 증가시킨다. 열교환기(20) 후에, 냉각된 합성가스는 예를 들어, 벤츄리 스크러버 시스템과 같은 세정 유니트(24), 및 습식 스크러버 시스템(66)을 통과한다. 그러면, 가스는 가스 저장소(38)로 들어갈 준비가 된다. 다수의 합성가스 엔진들(40)은 가스 저장소의 하류에 제공되어 저장소(36)로부터 나오는 합성가스는 발전기를 구동하는 합성가스 엔진을 사용하여 전기 에너지로 변환된다.

이러한 방법을 사용하여, 사이클 동안 그리고, (증가된 체적 및/또는 발열량 때문에)열 산화기/보일러의 용량이 생성되는 가스의 모든 에너지를 취급하기에 충분하지 않은 피크 사이클 동안(단계 2) 보일러는 일정하게 운전될 수 있고, 적어도 가스의 일부는 열 크랙킹 유니트로 우회되어, 저장소(36)에서 세정 및 버퍼링된다. 그러면, 이것은 합성가스 엔진(40)을 구동하는데 사용될 수 있다. 저장 용기(38)에 의해 생성되는 버퍼는 가스 생산 사이클과 무관하게 합성가스 엔진의 상대적으로 일정한 작동을 허용한다. 또한, 열 산화기와 보일러 스팀 버빈의 일정한 활용하면 상대적으로 일정한 상태에서 운전될 수 있다. 처리 장치(16)에 의한 가스 생산이 늦어져서, 발열량이 낮아 질 때, 밸브(52)는 열 크랙킹 장치(18B)로 들어가는 유동을 감소 및/또는 중단하도록 작동될 수 있다. 그러나, 저장 용기의 가스의 버퍼때문에 합성가스 엔진은 여전히 운전될 수 있다.

본 실시예의 특정의 장점은 열 처리 장치가 열 산화기와 열 크랙커로 분리되어 부담을 분산시킬 수 있다는 것이다. 따라서, 최대 용량에서 운전되지 않을 때, 사이클의 대부분에서, 열 산화기만 사용된다. 따라서, 열 산화기는 감소된 용량을 만족하도록 설계되고, 더 작아지고, 증가된 활용 때문에 보다 효율적으로 작동된다. 따라서, 열 산화기의 사이즈는 최대 가스 생산보다는 대부분의 사이클의 효율을 위해 설계된다.

2...챔버 4...입구
6...출구 8...폐기물
10...가스 입구 12...가스 출
18...열 처리 장치 20...열교환기
22...보일러 24...세정 유니트
26...가스 분석기 28...제어기
30,32...밸브 34,38...저장소
36...스팀 터빈 40...가스 엔진
44...저장 용기 46...도관
52...열교환기 62...밸브

Claims

유기물 함량을 가진 물질의 처리 방법에 있어서,
유기물의 적어도 일부를 가스화시켜 합성가스를 생성하기 위해 감소된 산소 분위기를 가진 배치(batch) 공정 장치에서 배치 물질을 가열하는 단계;
합성가스의 온도를 상승시켜서, 긴 체인의 탄화수소 또는 그 안의 휘발성유기화합물을 열적으로 파괴하기에 충분한 잔류 시간 동안 상승된 온도에서 합성가스를 유지시키는 단계;
생성되는 합성가스의 발열량을 관측하여,
합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시키켜 스팀을 생성하는 단계; 및
합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값을 초과할 때, 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시켜 전기를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
미리 결정된 제1 문턱값과 미리 결정된 제2 문턱값을 더 구비하고,
합성가스의 발열량이 제1 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 제1 작동 모드에서 스팀을 생성하고;
합성가스의 발열량이 제1 문턱값을 초과할 때, 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시켜 제2 작동 모드에서 전기를 생성하고;
합성가스의 발열량이 제2 문턱값 이하일 때, 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 제3 작동 모드에서 스팀을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 2에 있어서,
제1 문턱값과 제2 문턱값은 동일한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
합성가스의 발열량이 제1 문턱값과 제2 문턱값보다 더 높은 제3 문턱값을 초과할 때, 매우 높은 발열량을 가진 합성가스를 저장 용기로 우회시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
합성가스로부터 열을 추출하여 상기 열을 사용하여 스팀을 생산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
가스 엔진으로부터 나오는 폐열을 사용하여 보일러의 물을 가열하여 스팀을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
전기를 생산하는 스팀 터빈을 구동하는데 스팀을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
높은 발열량을 가진 합성 가스를 저장소에 일시적으로 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
낮은 발열량을 가진 합성가스를 저장소에 일시적으로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
사용 전에 합성가스를 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
생성되는 합성가스의 발열량 관측 단계는 합성가스의 가스 조성물을 관측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서,
합성가스의 가스 조성물을 관측하는 단계는, 합성가스의 수소 함량, 합성가스의 일산화탄소 함량, 및 합성가스의 메탄 함량의 하나 또는 그 이상을 관측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
미리 결정된 문턱값에서 합성가스의 발열량은 40 내지 100 BTU/ft³인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 13에 있어서,
미리 결정된 문턱값에서 합성가스의 발열량은 80 내지 100 BTU/ft³인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 14에 있어서,
제3 문턱값에서 합성가스의 발열량은 200-220 BTU/ft³인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 우회시켜 스팀을 생성하는 단계는, 열 산화기로 향하는 제1 유로를 통해 합성가스를 보일러 열교환기의 상류로 우회시키는 단계를 포함하고, 합성가스가 연소됨으로써 열교환기에서 고온 가스 유동을 발생시키며, 잔류 시간 동안 상승된 온도에서 합성가스를 유지시키고;
높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 우회시키는 단계는, 열처리 장치를 경유하여 제2 유로를 통해 합성가스를 합성가스 엔진으로 우회시키는 단계를 포함하고, 합성가스의 온도는 상승되어 잔류 시간 동안 상승된 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
그 안에 버너를 가진 재순환 루프를 마련하는 단계, 및 배치 공정 오븐과 배치 공정 오븐을 가열시키는 재순환 루프를 통해 고온 가스를 재순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
유기물 함량을 가진 물질의 처리 장치에 있어서,
물질의 유기물 함량의 적어도 일부를 가스화시켜 합성가스를 생성하기 위해 감소된 산소 분위기에서 물질의 배치를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 배치 공정 오븐;
배치 공정 오븐으로부터 나오는 합성가스를 수용하도록 구성되고 그것과 결합된 가열 수단을 가지며, 합성가스에 존재하는 그 어떤 긴 체인의 탄화수소 또는 휘발성유기화합물을 열적으로 파괴하기에 충분한 잔류 시간 동안 그 안에 있는 합성가스의 온도를 상승시키도록 구성된 적어도 하나의 열 처리 장치;
생성되는 합성가스의 조성물을 감지하고 그 발열량을 표시하는 신호를 출력하도록 구성된 적어도 하나의 감지 수단;
적어도 하나의 가스 엔진;
보일러;
합성가스를 합성가스 엔진 또는 보일러로 향하게 하기 위한 밸브 수단; 및
합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값 이하일 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 스팀을 생성하고;
합성가스의 발열량이 미리 결정된 문턱값을 초과할 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 향하게 하여 전기를 생성하도록 구성된 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18에 있어서,
미리 결정된 문턱값은 미리 결정된 제1 문턱값과 미리 결정된 제2 문턱값을 구비하고;
제어기는 합성가스의 발열량이 제1 문턱값 이하일 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 제1 작동 모드에서 스팀을 생성시키고;
합성가스의 발열량이 제1 문턱값을 초과할 때를 감지하여 밸브 수단을 제어하여 높은 발열량을 가진 합성가스를 가스 엔진으로 향하게 하여 제2 작동 모드에서 전기를 생성시키고;
합성가스의 발열량이 제2 문턱값 이하로 떨어지는 시간을 감지하여 밸브 수단을 제어하여 낮은 발열량을 가진 합성가스를 보일러의 버너로 향하게 하여 제3 작동 모드에서 스팀을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18에 있어서,
제어기는 합성가스의 발열량이 제1 문턱값과 제2 문턱값보다 더 높은 제3 문턱값을 초과하는 때를 감지하여, 밸브 수단을 제어하여 매우 높은 발열량을 가진 합성가스를 저장 용기로 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
합성가스로부터 열을 추출하여 합성가스를 냉각시키고 스팀을 생성하도록 도록 구성되고 열 처리 장치의 하류에 제공되어 열교환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
가스 엔진으로부터 나오는 고온 배기 가스를 보일러의 열교환기로 향하게 하여 스팀을 생성할 수 있는 도관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
전기를 생산하기 위해 스팀에 의해 구동되는 터빈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
높은 발열량을 가진 합성가스를 일시적으로 저장하기 위한 저장소를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
낮은 발열량을 가진 합성가스를 일시적으로 저장하기 위한 저장소를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
사용 전에 합성가스를 세정하기 위한 세정 유니트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
발열량을 표시하는 신호를 얻기 위해 합성가스의 가스 조성물을 관측하는 가스 분석기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
가스 엔진은 왕복 엔진 및 가스 터빈의 어느 하나 또는 그 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 18 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
열 처리 장치는 합성가스 엔진을 향하는 제1 유로와 보일러로 향하는 제2 유로의 하나 또는 그 이상으로 합성가스를 우회시키기 위해 배치 처리 오븐의 하류에 있는 밸브 수단을 포함하고,
열 처리 장치는 합성가스 엔진의 상류의 제1 유로에 위치된 열 반응기 및 보일러의 상류의 제2 유로에 위치된 열 산화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 29에 있어서,
열 반응기는 합성가스를 연소시키기 않고 합성가스를 가열하도록 구성되고 열 산화기는 합성가스를 연소시켜 합성가스를 가열하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 29 또는 청구항 30에 있어서,
고온 가스를 열 처리 장치를 통과시키지 않고서도 배치 공정 오븐을 통해 고온 가스를 재순환시키기 위한 재순환 루프를 더 구비하고,
배치 공정 오븐을 통해 고온 가스의 유동을 제공하기 위한 재순환 루프에 마련된 버너를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.