KR20150132663A - Reburning system and the method of it in Pet-coke firing industrial boiler - Google Patents

Reburning system and the method of it in Pet-coke firing industrial boiler Download PDF

Info

Publication number
KR20150132663A
KR20150132663A KR1020140058405A KR20140058405A KR20150132663A KR 20150132663 A KR20150132663 A KR 20150132663A KR 1020140058405 A KR1020140058405 A KR 1020140058405A KR 20140058405 A KR20140058405 A KR 20140058405A KR 20150132663 A KR20150132663 A KR 20150132663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
boiler
combustion
petroleum coke
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020140058405A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101649940B1 (en
Inventor
이창엽
김세원
권민준
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020140058405A priority Critical patent/KR101649940B1/en
Priority to PCT/KR2015/004886 priority patent/WO2015174778A1/en
Priority to CN201580038668.8A priority patent/CN106537039A/en
Publication of KR20150132663A publication Critical patent/KR20150132663A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101649940B1 publication Critical patent/KR101649940B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/042—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002—Gaseous fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/30—Staged fuel supply
    • F23C2201/301—Staged fuel supply with different fuels in stages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

The present invention relates to a boiler for a petroleum-coke fuel industry and a method to re-combust the same and, more specifically, relates to the boiler for petroleum-coke fuel industry and a method composing the same which employs a re-combustion system to reduce nitrogen oxide (NOx) generated in a system using petroleum-coke fuel. The boiler industry provided in the present invention comprises: a fuel nozzle which comprises a combustion path with a combustion device and a boiler connected to the combustion path, and formed between the combustion device and the boiler in the combustion path; an air supply part formed in the boiler; and a fuel supply part connected to the nozzle. The present invention has an advantage of minimizing a production of nitrogen oxide while lowering the initial investment costs and maintenance costs of the facility by suppressing the use of an expensive post processing facility such as selective catalytic reduction apparatus by minimizing production of nitrogen oxide in the boiler industry.

Description

석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치 및 이의 구성방법{Reburning system and the method of it in Pet-coke firing industrial boiler}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reboiler system for a petroleum coke fuel industry boiler,

본 발명은 석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치 및 이의 구성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석유코크스 연료를 사용하는 시스템에서 발생하는 질소 산화물(NOx)을 저감하도록 하는 재연소 시스템이 적용된 석유코크스 연료 산업용 보일러 및 그의 재연소 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a re-burning device for a boiler for petroleum coke fuel industry and a method of constructing the same, and more particularly, to a reboiler of a petroleum coke fuel industry boiler with a refueling system The present invention relates to a boiler for a fuel industry and a method for re-burning the same.

산업용 보일러는 일반 공장이나 사업소 등에서 주로 작업용 공기 또는 온수를 발생시킬 목적으로 사용하는 보일러를 가리키며 다양한 의미로 해석된다.An industrial boiler refers to a boiler used for the purpose of generating working air or hot water in a general factory or a business establishment and interpreted in various meanings.

산업용 보일러는 대량의 열 발생이 필요로 되고 경제적으로 저렴한 비용이 동시에 요구되기 때문에 그 연료로서 석유코크스 연료가 사용된다.Petroleum coke fuel is used as the fuel because an industrial boiler requires a large amount of heat generation and economically low cost is required at the same time.

석유코크스 연료는 저가의 연료로 사용에 따른 경제성은 높은 장점이 있다.Petroleum coke fuel is economical due to its low cost.

그러나 연료 내 질소 성분이 높아 질소 산화물(NOx)와 같은 대기환경 오염물질이 다른 연료에 비해 상대적으로 높게 발생하는 문제가 있다.However, there is a problem in that atmospheric pollutants such as nitrogen oxides (NOx) are relatively higher than other fuels because the nitrogen content of the fuel is high.

그렇기 때문에, 일반적인 산업용 보일러에는 사용하지 않는 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction, 이하 SCR이라 함) 설비와 같은 고가의 후처리 설비가 필요하였다.Therefore, expensive post-treatment equipment such as selective catalytic reduction (hereinafter referred to as SCR) equipment was required for general industrial boilers.

참고로 선택적 환원촉매(SCR)는 화석연료의 사용에 따라 발생하는 질소산화물을 대기중으로 배출시키기 전에 배출 후단에서 산소 등 유해하지 않은 물질로 전환 시키는 환경설비를 의미한다.For reference, the selective reduction catalyst (SCR) means an environmental facility that converts nitrogen oxides generated by the use of fossil fuels to non-harmful substances such as oxygen at the end of discharge before discharging them to the atmosphere.

이는 초기 투자비와 유지비가 높아지게 되는 문제를 야기하고 있다.This causes problems such that the initial investment cost and maintenance cost are increased.

이와 같은 산업용 보일러의 사용에 따른 문제점을 극복하기 위한 방안으로서 연소시스템에서 후처리 설비를 사용하지 않고 연소로 내에서 질소 산화물(NOx)를 저감하는 방법으로 재연소 방법과 무촉매 환원 반응(Selective Non-Catalytic Reduction 이하 SCNR 이라 함)방법이 등장하였다.In order to overcome the problems associated with the use of such an industrial boiler, as a method of reducing nitrogen oxides (NOx) in a combustion furnace without using a post-treatment facility in a combustion system, a re- (Hereinafter referred to as " SCNR ").

무촉매 환원 반응(SCNR)법은 설치비나 유지비가 적게 들어가는 장점은 있다.The non-catalytic reduction (SCNR) process has the advantage of lower installation and maintenance costs.

그러나, 무촉매 환원 반응법(SCNR)은 촉매가 없는 반응으로서 질소 산화물 제거율이 40 내지 50 퍼센트 정도에 그쳐 선택적 환원촉매(SCR)법에 비하여 효율이 현저하게 낮은 단점이 있었다.However, the non-catalytic reduction reaction (SCNR) has a disadvantage in that the efficiency of removal of nitrogen oxide is about 40 to 50 percent as compared with the selective reduction catalyst (SCR) method.

이에 대하여 본 출원인의 기출원 되어 등록된 종래기술인 한국등록특허 제955,537호는 재연소 시스템에 관하여 개시하고 있으며, 또 다른 본 출원인의 기출원 등록된 종래기술인 한국등록특허 제9,593,096호는 바이오매스 재연소 시스템을 제공하고 있다.Korean Registered Patent No. 955,537, which is a prior art registered and registered by the applicant of the present application, discloses a reheat combustion system, and Korean Patent No. 9,593,096, registered as a registered trademark of another applicant of the present invention, System.

그러나, 석유코크스 보일러의 경우 화염온도가 액화천연가스(LNG)나 중유와 같은 다른 연료를 사용하는 산업용 보일러에 비해 화염온도가 현저하게 높아 재연소나 SNCR로 인해 오히려 질소 산화물(NOx) 배출량이 증가될 수 밖에 없는 문제가 여전히 존재하고 있었던 것이다.However, in the case of petroleum coke boilers, flame temperatures are significantly higher than industrial boilers using flame temperatures of other fuels such as liquefied natural gas (LNG) or heavy oil, resulting in increased nitrogen oxide (NOx) emissions due to re- burner or SNCR There was still a problem that was inevitable.

한국등록특허 제955,537호, 한국등록특허 제9,593,096호, 미국등록특허 제4,427,362호Korean Patent No. 955,537, Korean Patent No. 9,593,096, US Patent No. 4,427,362

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 석유코크스를 재연소함으로써 질소 산화물 배출을 최소화하고 연소 효율을 극대화하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 제공하는 것에 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a boiler for a petroleum coke fuel industry that minimizes nitrogen oxide emissions and maximizes combustion efficiency by re-burning petroleum coke .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연소기가 마련된 연소로 및 상기 연소로에 연결된 보일러를 포함하되, 상기 연소로에서 상기 연소기와 상기 보일러 사이에 형성된 연료노즐과; 상기 보일러에 형성된 공기 공급부와; 상기 노즐에 연결된 연료공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a combustion nozzle having a combustor and a boiler connected to the combustion furnace, the fuel nozzle being formed between the combustor and the boiler in the combustion furnace; An air supply unit formed in the boiler; And a fuel supply unit connected to the nozzle.

또한, 상기 연료노즐에는 재연소 연료가 공급되는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.Further, the present invention includes a boiler for a petroleum coke fuel industry characterized in that the fuel nozzle is supplied with a re-combustion fuel.

또한, 상기 재연소 연료는 재생유, 중유, 경유 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액체의 탄화수소 연료 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.Further, the re-burning fuel includes a hydrocarbon fuel supply portion of a liquid containing at least one of recycled oil, heavy oil and light oil.

또한, 상기 연료노즐은 상기 연소로의 온도가 섭씨 900도씨 이상 섭씨 1500도씨 이하인 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.The fuel nozzle includes a boiler for the petroleum coke fuel industry, wherein the combustion furnace is formed at a temperature of 900 degrees Celsius or more and 1500 degrees Celsius or less.

또한, 상기 공기 공급부는 상기 보일러에서 섭씨 800도씨 이상인 지점에 공기를 제공하도록 형성된 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.Also, the air supply unit is configured to provide air at a point of 800 degrees Celsius or more in the boiler.

또한, 상기 연료노즐은 압력식 노즐 또는 혼합식 노즐 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러를 포함한다.The fuel nozzle includes a boiler for the petroleum coke fuel industry, which includes at least one of a pressure type nozzle and a mixing type nozzle.

또한, 연소로에 형성된 연소기에 의한 제1연소가 이루어지는 제1단계와; 상기 제1단계 이후에 상기 연소로에 형성된 연료노즐로 재연소 연료를 제공하여 재연소되는 제2단계와; 상기 연소로에 연결된 보일러에 형성된 공기 공급부로 산화용 공기를 공급하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 석유코크스 연료 산업용 보일러 재연소 방법을 포함한다.A first step of performing a first combustion by a combustor formed in a combustion furnace; A second step in which after the first step, re-burned fuel is supplied to the fuel nozzle formed in the combustion furnace to be re-burned; And a third step of supplying air for oxidation to the air supply unit formed in the boiler connected to the combustion furnace.

상기한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention as described above has the following effects.

첫째, 석유코크스 연료 산업용 보일러 내에서 질소 산화물(NOx)의 발생을 최소화함으로서 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction)장치와 같은 고가의 후처리 설비의 사용을 지양하여 설비의 초기 투자비나 유지비를 낮추면서도 질소 산화물의 발생을 극소화하는 강점이 있다.First, by minimizing the generation of NOx in petroleum coke fuel industry boilers, the use of expensive post-treatment equipment such as selective catalytic reduction equipment is avoided, There is a strong point that the generation of oxides is minimized.

둘째, 재연소 연료의 공급으로 인하여 석유코코스 연료 시스템의 안정화에 도움이 되는 장점이 있다.Second, there is an advantage in stabilizing the petroleum coke fuel system due to the supply of re-burned fuel.

셋째, 연료노즐은 압력식 노즐을 사용하여 액체만 분사할 수 있기 때문에 간단한 구조로서 효과적인 재연소가 이루어질 수 있는 이점이 있다.Third, since the fuel nozzle can inject liquid only by using a pressure nozzle, there is an advantage that an effective re-burning can be performed with a simple structure.

넷째, 연료노즐이 혼합식 노즐로 이루어질 수 있기 때문에 연소가스와의 혼합 모멘텀을 극대화되는 장점이 있다.Fourth, since the fuel nozzle can be composed of the mixing nozzle, the mixing momentum with the combustion gas is maximized.

다섯째, 공기 공급부로 산화 공기가 추가적으로 제공됨으로써, 재연소 반응 후 발생할 수 있는 일산화탄소 및 미연 탄화수소를 완전하게 제거할 수 있게 되는 이점이 있다.Fifthly, since the oxidation air is additionally provided to the air supply unit, carbon monoxide and unburned hydrocarbons that may be generated after the re-combustion reaction can be completely removed.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실험결과 그래프이다.1 is a configuration diagram of an overall system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a graph of experimental results according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an overall system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실험결과 그래프이다.
2 is a graph of experimental results according to a preferred embodiment of the present invention.

연소기(100)는 연소로(200)의 일측에 형성되어 연소로(200) 내부로 1차 연소를 유발시킨다.The combustor 100 is formed at one side of the furnace 200 to induce primary combustion into the furnace 200.

연소기(100)는 석유코크스 연료 및 혼소용 연소기(100)를 포함할 수 있다.The combustor 100 may include a petroleum coke fuel and a combustor 100 for mixing.

다시 말해서, 연소기(100)는 석유코크스 전용 연소기(100) 또는 석유코크스와 다른 연료의 혼합 연소 연소기(100)를 포함할 수 있는 것이다.In other words, the combustor 100 may include the petroleum coke dedicated combustor 100 or a mixed combustion combustor 100 of petroleum coke and other fuels.

연소로(200)는 석유코크스 시스템에서 사용되는 연소로(200)이다.The furnace 200 is a furnace 200 used in a petroleum coke system.

보다 상세하게는 석유코크스 연료 전용 석유코크스 연료 산업용 보일러 시스템은 기존 보일러시스템과 달리 스팀생성을 위하여 보일러(300) 전단에 연료의 완전 연소를 유도하기 위한 연소로(200)를 갖추고 있다.More specifically, the petroleum coke fuel industry exclusive boiler system for petroleum coke fuel has a combustion furnace 200 for inducing complete combustion of fuel to the front of the boiler 300 for steam generation unlike the existing boiler system.

다시 말해서 스팀생성을 위한 보일러(300) 전단에는 연소기(100)가 포함되는 연소로(200)가 연결되고 있는 것이다.In other words, the combustion furnace 200 including the combustor 100 is connected to the front end of the boiler 300 for generating steam.

보일러(300)에서는 연소로(200)에서 발생된 열이 물에 전달됨으로써 고온 고압의 스팀이 생산된다.In the boiler (300), heat generated in the combustion furnace (200) is transferred to water to produce steam at a high temperature and a high pressure.

연료노즐(600)은 연소로(200)에서 연소기(100)와 보일러(300) 사이에 형성된다.A fuel nozzle 600 is formed in the furnace 200 between the combustor 100 and the boiler 300.

다시 말해서, 연료노즐(600)은 연소로(200)와 보일러(300)가 연결되는 지점 근처에 형성되어 있다.In other words, the fuel nozzle 600 is formed near the point where the combustion furnace 200 and the boiler 300 are connected.

보다 상세하게는, 연료노즐(600)은 연소로(200)의 온도가 섭씨 900도씨 이상 섭씨 1500도씨 이하인 지점에 형성되는 것이 바람직하다.More specifically, the fuel nozzle 600 is preferably formed at a point where the temperature of the furnace 200 is not lower than 900 degrees centigrade and not higher than 1500 degrees centigrade.

즉, 재연소 연료는 연소로(200)나 보일러(300)의 내부 온도가 섭씨 900도씨 이상 섭씨 1500도씨 이하인 지점에서 분사하도록 하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable that the re-combustion fuel is injected at a point where the internal temperature of the furnace 200 or the boiler 300 is not less than 900 degrees centigrade and not more than 1500 degrees centigrade.

이는 일반적인 재연소 방법을 적용하는 경우보다 높은 온도 지점 조건에서 공급하는 것으로, 화염온도가 높고 이후 온도가 급격히 떨어지는 석유코크스 연료 사용 보일러의 특성상, 재연소 연료의 공급 이후 재연소 반응시간을 확보하기 위해서이다.In order to secure the re-combustion time after the refueling fuel supply, it is necessary to supply the refueling fuel at a higher temperature point than the general re-burning method. to be.

다시 말해서, 재연소에 의한 질소 산화물(NOx)의 저감 반응시간을 확보하기 위해서이다.
In other words, this is to ensure a reaction time for reducing NO x by re-burning.

연료노즐(600)은 연소로(200)의 측벽에서 연소로(200)의 중심부를 향하도록 복수 개가 형성될 수 있다.A plurality of the fuel nozzles 600 may be formed so as to face the center of the combustion furnace 200 at the side wall of the furnace 200.

연료노즐(600)에는 재연소 연료가 공급되도록 연료공급부로부터 제공되는 재연소 연료 공급라인이 연결되어 있다.The fuel nozzle 600 is connected to a refueling fuel supply line provided from the fuel supply unit so as to supply the re-combustion fuel.

재연소 연료는 재생유, 중유, 경유 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액체의 탄화수소 연료 공급부(400)를 포함하는 것이 바람직하다.The re-combustion fuel preferably includes a liquid hydrocarbon fuel supply part (400) including at least one of regeneration oil, heavy oil and light oil.

왜냐하면, 상대적으로 높은 온도조건에서 재연소 반응을 유도하기 위해서는 기존 재연소 방법에서 주로 사용하는 가스연료의 경우에는 탄화수소기의 분해가 빨라 재연소 반응보다는 연소 반응 방향으로 유도되면서 오히려 질소 산화물(NOx)의 배출량이 증가될 수 있기 때문이다.In order to induce the re-combustion at a relatively high temperature condition, the decomposition of the hydrocarbon group is accelerated in the case of the gaseous fuel mainly used in the conventional reheat combustion method, and the combustion of the nitrogen oxide (NOx) The amount of emissions of the fuel can be increased.

한편, 재연소 연료를 공급함으로써 연료 시스템 전체의 안정화에 도움이 된다.On the other hand, supplying the re-burned fuel helps to stabilize the entire fuel system.

보다 상세하게는 석유코크스 연료의 경우 휘발성 물질(Volatile)이 적고 탄소함량이 높아 연소반응이 느린 경향이 있다.More specifically, the petroleum coke fuel tends to have a low volatile content and a high carbon content, resulting in a slow combustion reaction.

이 때 액체의 재연소 연료를 공급하게 되면 이러한 석유코크스 연료의 연소반응 활성화에너지를 공급하는 효과가 있기 때문에 연소시스템의 안정적 운전에 도움이 되는 것이다.
In this case, when the liquid refueling fuel is supplied, the combustion reaction activation energy of the petroleum coke fuel is supplied, which is helpful for stable operation of the combustion system.

연료노즐(600)은 액상의 재연소 연료를 공급을 위한 장치이다.The fuel nozzle 600 is a device for supplying the liquid refractory fuel.

연료노즐(600)로부터 제공되는 재연소 연료의 공급량은 펌프(403)의 압력을 제어함으로서 조절이 가능하도록 구성된다.The supply amount of the re-burned fuel provided from the fuel nozzle 600 is configured to be adjustable by controlling the pressure of the pump 403. [

연료노즐(600)은 압력식 노즐을 사용하여 액체만 분사할 수도 있다.The fuel nozzle 600 may also inject liquid only using a pressure type nozzle.

본 발명의 또 다른 바람직한 일실시예에 따른 연료노즐(600)은 혼합식 노즐을 사용하여 압축공기나 스팀을 액체 재연소 연료와 함께 분사할 수도 있다.The fuel nozzle 600 according to another preferred embodiment of the present invention may also use a mixing nozzle to inject compressed air or steam together with the liquid reburn fuel.

연료노즐(600)이 혼합식 노즐인 경우 연소가스와의 혼합 모멘텀을 극대화 할수 있게 된다.When the fuel nozzle 600 is a mixing nozzle, the mixing moment with the combustion gas can be maximized.

압력식 노즐의 경우 재연소 연료가 저질의 상태로 입자가 많은 경우 노즐의 막힘 현상이 발생할 수 있으므로, 고체입자가 일부 포함되어 있거나 점성이 높은 저질의 액체 연료를 재연소 연료로 사용할 경우에는 혼합식 노즐이 사용되어야 함은 당연하다.In the case of the pressure type nozzle, the nozzle may be clogged when the refueling fuel is in a low quality state. Therefore, when a low-quality liquid fuel containing a part of solid particles or having a high viscosity is used as the re- It is natural that the nozzle should be used.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 탄화수소 연료 공급부(400)에서의 재연소 연료의 공급량은 전체 보일러 시스템의 열량을 기준으로 5 퍼센트 내지 30 퍼센트 수준의 열량이 되도록 계산하여 공급하는 것이 바람직하다.The supply amount of the re-combustion fuel in the hydrocarbon fuel supply unit 400 according to the preferred embodiment of the present invention is preferably calculated so as to be a calorific value of 5 to 30 percent based on the heat amount of the entire boiler system.

탄화수소 연료 공급부(400)는 크게 히터(406)가 포함된 연료탱크(405)와, 제1필터(404), 제2필터(401), 그리고 유량계(402)와 펌프(403)로 대분된다.The hydrocarbon fuel supply unit 400 is largely divided into a fuel tank 405 including a heater 406, a first filter 404, a second filter 401, and a flow meter 402 and a pump 403.

연료탱크(405)에는 액상의 재연소 연료가 제공된다.The fuel tank 405 is provided with liquid refractory fuel.

제1필터(404)는 연료탱크(405)와 펌프(403) 사이에 마련되어 재연소 연료가 펌프(403)의 작동으로 연료탱크(405)를 빠져 나올 때 1차적으로 여과작업이 수행된다.The first filter 404 is provided between the fuel tank 405 and the pump 403 so that the filtering operation is performed primarily when the re-combustion fuel exits the fuel tank 405 by the operation of the pump 403. [

유량계(402)는 펌프(403)에 연결되어 연료탱크(405)로부터 연료노즐(600)로 제공되어지는 재연소 연료의 양을 표시한다.The flow meter 402 is connected to the pump 403 and indicates the amount of re-burned fuel to be supplied from the fuel tank 405 to the fuel nozzle 600.

제2필터(401)는 유량계(402)와 연료노즐(600) 사이에 마련되어 재연소 연료가 연료노즐(600)로 보내지기 전에 최종적으로 여과작업을 수행하게 된다.The second filter 401 is provided between the flow meter 402 and the fuel nozzle 600 to finally perform the filtering operation before the re-combustion fuel is sent to the fuel nozzle 600.

따라서 연료노즐(600)의 막힘 등 문제는 발생되지 않게 된다.
Therefore, problems such as clogging of the fuel nozzle 600 are not generated.

공기 공급부(500)는 보일러(300)에 마련되어 보일러(300) 내부로 에어를 주입시킨다.The air supply unit 500 is provided in the boiler 300 and injects air into the boiler 300.

공기 공급부(500)는 연소로(200)에서의 연소 반응 이후 잔류하는 일산화탄소(CO) 및 탄화수소물의 완전 산화를 위한 추가 공기 공급 장치이다.The air supply unit 500 is an additional air supply unit for the complete oxidation of carbon monoxide (CO) and hydrocarbon water remaining after the combustion reaction in the furnace 200.

공기 공급부(500)를 통한 에어 주입은 재연소 연료 공급 이후 시점에 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the air injection through the air supply part 500 is performed after the supply of the re-combustion fuel.

한편, 에어가 공기 공급부(500)로부터 보일러(300)로 제공되는 위치는 보일러(300)의 평균온도가 섭씨 800도씨 이상인 지점이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the position where the air is supplied from the air supply unit 500 to the boiler 300 is such that the average temperature of the boiler 300 is 800 degrees Celsius or more.

재생유와 같은 고분자량의 액체 재연소 연료의 경우 기체 재연소 연료에 비해 느린 반응을 보이므로 산화용 공기가 추가적으로 투입되는 것이 바람직하다.
In the case of high-molecular liquid refueling fuels such as recycled oil, the reaction is slower than gas re-burning fuels, so it is desirable to add additional air for oxidation.

이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유코크스 연료 산업용 보일러를 통한 질소 산화물 배출량은 도 2에서와 같이 재연소를 이용하지 않은 경우 보다 현저하게 낮게 나타남을 확인할 수 있었다.It can be seen that the nitrogen oxide emission amount through the boiler for the petroleum coke fuel industry according to the preferred embodiment of the present invention is remarkably lower than that in the case where the refuse is not used as shown in FIG.

보다 상세하게는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유코크스 연료 산업용 보일러에서는 질소 산화물의 배출량이 평균 92 피피엠(ppm) 수준임에 반해 일반 보일러에서는 평균 155 피피엠(ppm)에 이르는 것으로 나타났다.More specifically, in the boiler for the petroleum coke fuel industry according to the preferred embodiment of the present invention, the average amount of nitrogen oxides emitted was about 92 ppm (ppm), while the average boiler reached 155 ppm (ppm).

이러한 실험결과는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유코크스 연료 산업용 보일러가 일반 산업용 보일러에 비하여 질소 산화물의 배출량이 현저하게 낮으면서도 고효율의 보일러임을 증명하는 것임을 알 수 있다.
These experimental results show that the petroleum coke fuel industry boiler according to the preferred embodiment of the present invention proves to be a highly efficient boiler with a remarkably low emission of nitrogen oxides compared with general industrial boilers.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.

100 : 연소기
200 : 연소로
300 : 보일러
400 : 탄화수소 연료 공급부
401 : 제2필터
402 : 유량계
403 : 펌프
404 : 제1필터
405 : 연료탱크
406 : 히터
500 : 공기 공급부
600 : 연료노즐100: Combustor
200: Combustion furnace
300: Boiler
400: hydrocarbon fuel supply part
401: second filter
402: Flowmeter
403: Pump
404: first filter
405: Fuel tank
406: Heater
500: air supply part
600: Fuel nozzle

Claims (8)

석유코크스 연료가 유입되어 1차 연소가 이루어지는 연소기(100);
상기 연소기(100)의 후단에 구비되어, 탄화수소 연료인 재연소연료가 다수의 연료노즐(600)을 통해 주입되어 완전연소가 이루어지는 연소로(200);
상기 연소로(200)의 후단에 구비되며 상기 연소로(200)의 열을 이용하여 스팀을 생성하는 보일러(300); 및
상기 연료노즐(600)을 통하여 재연소연료를 공급하는 탄화수소 연료 공급부(400)를 포함하며,
상기 연료노즐(600)은 상기 연소로(200)와 상기 보일러(300)가 연결되는 지점에 위치하며,
상기 재연소 연료는 상기 연소로(200) 또는 상기 보일러(300)의 내부 온도가 섭씨 900도씨 이상 섭씨 1500도씨 이하인 지점에서 분사됨으로써, 상기 재연소 연료의 공급 이후 재연소 반응시간이 확보되고, 질소 산화물(NOx)의 저감 반응시간이 확보되는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
A combustor 100 in which petroleum coke fuel is introduced and primary combustion is performed;
A combustion furnace 200 provided at a rear end of the combustor 100, in which a re-combustion fuel as a hydrocarbon fuel is injected through a plurality of fuel nozzles 600 to complete combustion;
A boiler 300 provided at a rear end of the furnace 200 and generating steam using the heat of the furnace 200; And
And a hydrocarbon fuel supply unit (400) for supplying reboiler fuel through the fuel nozzle (600)
The fuel nozzle 600 is located at a position where the combustion furnace 200 and the boiler 300 are connected,
The re-burned fuel is injected at a point where the internal temperature of the furnace 200 or the boiler 300 is not less than 900 degrees Celsius and not more than 1500 degrees Celsius, thereby ensuring a re-burning reaction time after the supply of the re-burned fuel , And a reduction reaction time of nitrogen oxides (NOx)
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 1 항에 있어서,
상기 연료노즐(600)은 혼합식 노즐이며, 상기 연료 노즐(600)을 통하여 압축공기 또는 스팀이 액체인 상기 재연소 연료와 함께 분사되는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
The method according to claim 1,
The fuel nozzle 600 is a mixing nozzle and is injected through the fuel nozzle 600 together with the re-burned fuel,
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 2 항에 있어서,
상기 재연소 장치는, 상기 보일러(300) 내측으로 에어를 주입하는 공기 공급부(500)를 더 포함하여, 상기 연소로(200)에서의 연소 반응 이후 잔류하는 일산화탄소(CO) 및 탄화수소물의 완전 산화가 이루어지는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
3. The method of claim 2,
The reheat combustion apparatus further includes an air supply unit 500 for injecting air into the boiler 300 so that complete oxidation of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons remaining after the combustion reaction in the combustion furnace 200 Lt; RTI ID =
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 3 항에 있어서,
상기 공기 공급부(500)를 통한 에어 주입은 상기 연료노즐(600)을 통한 재연소 연료 공급 이후 이루어지는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
The method of claim 3,
The air injection through the air supply unit 500 is performed after the refueling fuel supply through the fuel nozzle 600,
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 3 항에 있어서,
상기 공기 공급부(500)를 통한 에어 주입이 상기 보일러(300)의 평균온도가 섭씨 800도씨 이상인 지점에서 이루어짐으로써, 고분자량인 상기 액체 재연소 연료의 상대적인 느린 반응 이후 상기 주입된 에어가 산화용 공기로서 이용되는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
The method of claim 3,
Air injection through the air supply unit 500 is performed at a point where the average temperature of the boiler 300 is 800 degrees Celsius or more so that after the relative slow reaction of the high- As air,
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러(300)에서의 스팀 생성 이후 질소 산화물의 배출량이 평균 92 피피엠(ppm)인,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The average amount of nitrogen oxides discharged after steam generation in the boiler 300 is 92 ppm (ppm)
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄화수소 연료 공급부(400)는 히터(406)가 포함된 연료탱크(405)를 포함하여, 재연소연료가 히팅되어 공급되는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The hydrocarbon fuel supply unit 400 includes a fuel tank 405 including a heater 406. The hydrocarbon fuel supply unit 400 includes a heater 406,
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.
제 7 항에 있어서,
상기 탄화수소 연료 공급부(400)는 상기 연료탱크(405)와 상기 연료노즐(600) 사이에 구비되는 제1필터(404) 및 제2필터(401)를 포함하여, 히팅되고 여과된 재연소연료가 상기 연료노즐(600)을 통해 공급되는,
석유코크스 연료 산업용 보일러의 재연소 장치.



8. The method of claim 7,
The hydrocarbon fuel supply unit 400 includes a first filter 404 and a second filter 401 provided between the fuel tank 405 and the fuel nozzle 600 so that the reheated and filtered re- And a fuel nozzle (600)
Petroleum coke fuel Reboiler of industrial boilers.



KR1020140058405A 2014-05-15 2014-05-15 Reburning system of it in Pet-coke firing industrial boiler KR101649940B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058405A KR101649940B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Reburning system of it in Pet-coke firing industrial boiler
PCT/KR2015/004886 WO2015174778A1 (en) 2014-05-15 2015-05-15 Re-combustion apparatus of industrial petroleum coke boiler
CN201580038668.8A CN106537039A (en) 2014-05-15 2015-05-15 Re-combustion apparatus of industrial petroleum coke boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140058405A KR101649940B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Reburning system of it in Pet-coke firing industrial boiler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150132663A true KR20150132663A (en) 2015-11-26
KR101649940B1 KR101649940B1 (en) 2016-08-24

Family

ID=54480251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140058405A KR101649940B1 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Reburning system of it in Pet-coke firing industrial boiler

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101649940B1 (en)
CN (1) CN106537039A (en)
WO (1) WO2015174778A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105841181A (en) * 2016-05-09 2016-08-10 肖贵和 Novel petroleum coke powder burning system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010097667A (en) * 2000-04-25 2001-11-08 (주)캠코엔지니어링 Method and combustion apparatus
KR20100041609A (en) * 2008-10-14 2010-04-22 한국생산기술연구원 Burning system
KR20120010581A (en) * 2010-07-19 2012-02-06 김동진 Igniting apparatus for boiler emulsion fuel
KR101153930B1 (en) * 2012-01-13 2012-06-08 주)썬텍에너지 The method and system to burn petroleum coke

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4982672A (en) * 1987-11-18 1991-01-08 Radian Corporation Low NOX incineration process
US5181475A (en) * 1992-02-03 1993-01-26 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like
US5906806A (en) * 1996-10-16 1999-05-25 Clark; Steve L. Reduced emission combustion process with resource conservation and recovery options "ZEROS" zero-emission energy recycling oxidation system
US20070034126A1 (en) * 2005-06-27 2007-02-15 Wei-Yin Chen In-Furnace Reduction Of Nitrogen Oxide By Mixed Fuels Involving A Biomass Derivative

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010097667A (en) * 2000-04-25 2001-11-08 (주)캠코엔지니어링 Method and combustion apparatus
KR20100041609A (en) * 2008-10-14 2010-04-22 한국생산기술연구원 Burning system
KR20120010581A (en) * 2010-07-19 2012-02-06 김동진 Igniting apparatus for boiler emulsion fuel
KR101153930B1 (en) * 2012-01-13 2012-06-08 주)썬텍에너지 The method and system to burn petroleum coke

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국등록특허 제955,537호, 한국등록특허 제9,593,096호, 미국등록특허 제4,427,362호

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105841181A (en) * 2016-05-09 2016-08-10 肖贵和 Novel petroleum coke powder burning system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015174778A1 (en) 2015-11-19
CN106537039A (en) 2017-03-22
KR101649940B1 (en) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2634254C (en) Reduction of co and nox in regenerator flue gas
US8425870B2 (en) Reduction of CO and NOx in full burn regenerator flue gas
EP2962743A1 (en) A boiler and a method for NOx emission control from a boiler with SNCR
KR101649940B1 (en) Reburning system of it in Pet-coke firing industrial boiler
CN105889921A (en) System for removing nitric oxide in smoke of gas boiler and method of system
US9746177B2 (en) Urea decomposition and improved SCR NOx reduction on industrial and small utility boilers
CN206637633U (en) Oil gas treating device based on low emission CEB
CN106362552A (en) High concentration organic waste gas treatment method and high concentration organic waste gas treatment apparatus
CN205481033U (en) Boiler equipment of multiple waste liquid waste gas fuel and denitration of burning integration
CN106287751A (en) A kind of multiple waste liquid waste gas fuels and boiler plant of denitrification integral of burning
CN204388043U (en) A kind of coke powder burner
CN107076413A (en) By the method for oxygen feeding mechanism burning waste gas
CN205669806U (en) A kind of system for the removing of gas fired-boiler nitrogen oxides in effluent
KR101735640B1 (en) operating method and device for multi-stage combustion of petroleum cokes
KR20190136316A (en) A system for reducing nitrogen oxide
RU2700485C2 (en) Boiler plant
EP3431447B1 (en) A method of melting raw materials such as glass by a cross-fired melting furnace
KR101730003B1 (en) Pet-coke burner and the method of it
RU2779201C2 (en) Reduction in nitrogen oxide (nox) emissions in furnace with oxygen-fuel combustion
US7662353B2 (en) Methods and systems for removing mercury from combustion flue gas
KR20220035643A (en) Energy producing system using emulsion and operating method thereof
CN106594765A (en) Combustor module using Coanda effect
KR20140046185A (en) Complete combustion apparatus of a burner using high-temperatureceramic heater
JP2009085551A (en) Fluidized bed device for firing liquid fuel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 4