KR20160075749A

KR20160075749A - 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법

Info

Publication number: KR20160075749A
Application number: KR1020167014050A
Authority: KR
Inventors: 다카시 야마모토; 요시노리 고야마; 야스타카 미조코시; 야스나리 시바타; 하루토 시노다; 오사무 시나다; 마사시 기타다
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-06-29
Also published as: CN105793398B; US20160298042A1; CN105793398A; JP2015120806A; KR101800989B1; WO2015093119A1; US10465134B2; JP6096105B2

Abstract

차콜 인출관이 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별한다. 차콜이 반송되는 연직 하향 유로(33)를 형성하는 스탠드 파이프(31)와 연직 하향 유로(33) 중의 하류측 영역(45)의 압력과 연직 하향 유로(33) 중의 상류측 영역(46)의 압력의 차압을 측정하는 차압계(41)를 구비하고 있다. 그 차압은, 연직 하향 유로(33) 중의 하류측 영역(45)과 상류측 영역(46)의 사이에 차콜이 퇴적되었을 때에, 변동한다. 이로 인하여, 이러한 차콜 회수 시스템은, 그 측정된 차압에 근거하여, 연직 하향 유로(33)가 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별할 수 있다.

Description

차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법{CHAR COLLECTION SYSTEM AND CHAR CONVEYANCE METHOD}

본 발명은, 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법에 관한 것으로, 특히, 생성 가스로부터 차콜을 회수할 때에 이용되는 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법에 관한 것이다.

석탄 가스화 복합 발전 설비가 알려져 있다. 석탄 가스화 복합 발전 설비는, 석탄 가스화 노와 차콜 회수 장치와 가스 정제 설비와 가스 터빈 설비와 배열 회수 보일러와 증기 터빈 설비와 발전기를 구비하고 있다. 석탄 가스화 노는, 미분탄을 가스화함으로써, 가연성을 갖는 생성 가스를 생성한다. 생성 가스는, 가연성 가스에 차콜 등이 혼합되어 있다.

차콜 회수 장치는, 생성 가스로부터 차콜을 제거함으로써, 차콜 제거 완료 생성 가스를 생성한다. 가스 정제 설비는, 차콜 제거 완료 생성 가스를 정제함으로써, 정제 완료 생성 가스를 생성한다. 가스 터빈 설비는, 정제 완료 생성 가스를 연소시킴으로써 고온·고압의 연소 가스를 생성하여, 회전 동력을 생성한다. 배열 회수 보일러는, 연소 가스로부터 열에너지를 회수하여, 고압의 증기를 생성한다. 증기 터빈 설비는, 증기를 이용하여 회전 동력을 생성한다. 발전기는, 가스 터빈 설비와 증기 터빈 설비에 의하여 생성된 회전 동력을 전력으로 변환한다.

차콜 회수 장치는, 사이클론, 필터로 예시되는 차콜 회수 장치 본체와 차콜용기와 차콜 공급 호퍼를 구비하고 있다. 차콜 회수 장치 본체에 의하여 생성 가스로부터 분리된 차콜은, 차콜용기에 저장되고, 차콜 공급 호퍼에 의하여 가스화 노로 공급된다. 차콜 회수 장치는, 처리 능력을 증대시키기 위하여, 차콜 회수 장치 본체를 복수 구비하거나, 차콜 공급 호퍼를 복수 구비하거나 하는 경우가 있다. 이 때, 차콜을 반송하는 차콜 인출관은, 연직 방향으로부터 소정의 경사 각도만큼 경사된 직선을 따라 배치되는 유로를 형성함으로써, 차콜 회수 장치를 소형화하고 있다(특허문헌 1부터 특허문헌 3 참조.).

일본 특허공보 제3054788호 일본 공개특허공보 2012-126571호 일본 공개특허공보 2013-170185호

이러한 차콜 회수 시스템은, 차콜 인출관의 내부가 고압이기 때문에, 차콜 인출관이 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 판별하는 것이 곤란하다. 차콜 인출관이 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별하는 것이 요구되고 있다.

본 발명의 과제는, 차콜 인출관이 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별하는 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는, 차콜 인출관의 차콜에 의한 폐색을 적절히 해소하는 퍼지 가스의 사용량을 저감하는 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는, 차콜 인출관의 차콜에 의한 폐색의 빈도를 저감하는 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 양태에 관한 차콜 회수 시스템은, 차콜이 반송되는 분체 유로를 형성하는 차콜 인출관과, 상기 분체 유로 중의 하류측 영역의 압력과 상기 분체 유로 중의 상기 하류측 영역보다 상류측인 상류측 영역의 압력의 차압을 측정하는 차압계를 구비하고 있다.

그 차압은, 분체 유로 중의 하류측 영역과 상류측 영역의 사이에 차콜이 퇴적되었을 때에, 변동한다. 이로 인하여, 이러한 차콜 회수 시스템은, 그 측정된 차압에 근거하여, 분체 유로가 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별할 수 있다.

상기 분체 유로는, 연직 하향 유로와, 상기 연직 하향 유로의 하류측에 연결되는 경사 유로를 포함하고 있는 것으로 해도 된다. 이 때, 상기 연직 하향 유로가 따르는 직선과 수평면이 이루는 각은, 상기 경사 유로가 따르는 직선과 상기 수평면이 이루는 각보다 크다. 상기 하류측 영역은, 상기 연직 하향 유로 중의 상기 경사 유로의 측단에 배치되어 있다. 상기 상류측 영역은, 상기 연직 하향 유로 중의 상기 하류측 영역으로부터 상측에 배치되어 있다.

이 때, 분체 유로는, 경사 유로에 차콜이 퇴적되기 쉽고, 연직 하향 유로의 하단이 폐색되기 쉽다. 이러한 차콜 회수 시스템은, 분체 유로 중의 차콜에 의하여 폐색되기 쉬운 영역의 차압을 측정함으로써, 분체 유로가 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 적절히 판별할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 관한 차콜 회수 시스템은, 상기 경사 유로로 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 장치와, 상기 차압이 임곗값보다 클 때에 상기 퍼지 가스가 분사되도록 상기 퍼지 가스 분사 장치를 제어하는 제어 장치를 더 구비하고 있는 것으로 해도 된다.

이러한 차콜 회수 시스템은, 퍼지 가스를 분사함으로써, 경사 유로에 퇴적된 차콜을 날려 버리고, 경사 유로에 퇴적된 차콜에 의한 분체 유로의 폐색을 해소할 수 있다. 이러한 차콜 회수 시스템은, 차압이 임곗값보다 클 때에만 퍼지 가스를 분사함으로써, 차콜이 퇴적되어 있지 않을 때에 퍼지 가스를 분사하는 빈도를 저감할 수 있어, 퍼지 가스의 사용량을 저감할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 관한 차콜 회수 시스템은, 상기 경사 유로와 풍실을 격리하는 다공판과, 상기 풍실로 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 더 구비하고 있는 것으로 해도 된다. 이 때, 상기 제어 장치는, 상기 차압이 상기 임곗값보다 커지는 빈도에 근거하여, 상기 풍실로 상기 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 변화하도록, 상기 어시스트 가스 공급 장치를 제어한다.

이러한 차콜 회수 시스템은, 차압이 임곗값보다 커지는 빈도가 클 때에 풍실로 공급하는 어시스트 가스량을 증가시킴으로써, 경사 유로에 차콜이 퇴적되는 빈도를 저감할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 관한 차콜 회수 시스템은, 석탄을 가스화했을 때에 생성되는 생성 가스를 제1 차콜과 제1 차콜 제거 완료 생성 가스로 분리하는 사이클론과, 상기 제1 차콜 제거 완료 생성 가스를 제2 차콜과 제2 차콜 제거 완료 생성 가스로 분리하는 필터와, 상기 제1 차콜과 상기 제2 차콜을 저장하는 차콜용기를 더 구비하고 있는 것으로 해도 된다. 이 때, 상기 차콜 인출관은, 상기 분체 유로를 통하여 상기 필터로부터 상기 차콜용기에 상기 제2 차콜이 반송되도록, 마련되어 있다.

필터에 의하여 분리된 제2 차콜을 차콜용기로 공급하는 인출관은, 사이클론에 의하여 분리된 제1 차콜을 차콜용기로 공급하는 인출관과 비교하여, 차콜이 퇴적되기 쉽다. 이러한 차콜 회수 시스템은, 필터에 의하여 분리된 차콜을 차콜용기로 공급하는 것에 차콜 인출관을 이용하는 것이 적합하다.

본 발명의 제2 양태에 관한 석탄 가스화 노는, 본 발명의 제1 양태에 관한 차콜 회수 시스템과, 석탄을 가스화함으로써 상기 생성 가스를 생성하는 석탄 가스화 노 본체를 구비하고 있다. 이 때, 상기 차콜용기에 저장된 차콜은, 상기 석탄 가스화 노 본체로 공급되어, 상기 석탄과 함께 가스화된다.

본 발명의 제3 양태에 관한 차콜 반송 방법은, 분체 유로를 통하여 차콜을 반송하는 단계, 상기 분체 유로 중의 하류측점의 압력에 대한 상기 분체 유로 중의 상기 하류측점보다 상류측에 배치되는 상류측점의 차압을 측정하는 단계, 상기 분체 유로에 상기 차콜이 퇴적되어 있는지 여부를 상기 차압에 근거하여 판별하는 단계를 포함하고 있다.

이러한 차콜 반송 방법은, 차압을 측정함으로써, 분체 유로에 차콜이 퇴적되어 있는지 여부를 용이하게 판별할 수 있어, 분체 유로의 폐색에 적절히 대응할 수 있다.

본 발명에 의한 차콜 회수 시스템 및 차콜 반송 방법은, 차콜이 반송되는 분체 유로 중의 2개 영역의 차압을 측정함으로써, 분체 유로가 차콜에 의하여 폐색되어 있는지 여부를 용이하게 판별할 수 있다.

도 1은 차콜 회수 시스템이 적용되는 석탄 가스화 복합 발전 플랜트를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 차콜 회수 시스템을 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 필터용 차콜 인출관을 나타내는 측면도이다.
도 4는 차콜 공급량의 변화와 차콜 도입량의 변화를 나타내고, 차압계에 의하여 측정된 차압의 변화를 나타내는 그래프이다.

도면을 참조하여, 차콜 회수 시스템의 실시형태가 이하에 기재된다. 그 차콜 회수 시스템(1)은, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 석탄 가스화 복합 발전 플랜트(2)에 적용되어 있다. 그 석탄 가스화 복합 발전 플랜트(2)는, 석탄 가스화 노 설비를 구비하고 있다. 석탄 가스화 노 설비는, 석탄 공급 장치(3)와 석탄 가스화 노(5)와 차콜 회수 시스템(1)과 가스 정제 설비(6)를 구비하고 있다. 석탄 가스화 복합 발전 플랜트(2)는, 가스 터빈 설비(7)와 배열 회수 보일러(8)와 증기 터빈 설비(11)와 발전기(12)를 더 구비하고 있다. 석탄 공급 장치(3)는, 석탄을 건조하면서 분쇄함으로써 미분탄을 생성한다. 석탄 가스화 노(5)는, 석탄 공급 장치(3)에 의하여 생성된 미분탄과 차콜 회수 시스템(1)에 의하여 회수된 차콜을 가스화함으로써 생성 가스를 생성한다. 차콜은, 석탄 공급 장치(3)에 의하여 생성된 미분탄 중의 석탄 가스화 노(5)에서 반응하지 않았던 미반응의 분체로 형성되어 있다.

차콜 회수 시스템(1)은, 석탄 가스화 노(5)에 의하여 생성된 생성 가스로부터 차콜을 회수함으로써 차콜 제거 완료 생성 가스를 생성한다. 가스 정제 설비(6)는, 차콜 회수 시스템(1)에 의하여 분리된 차콜 제거 완료 생성 가스를 정제함으로써, 정제 완료 생성 가스를 생성한다. 가스 터빈 설비(7)는, 가스 정제 설비(6)에 의하여 생성된 정제 완료 생성 가스를 연소시킴으로써 고온·고압의 연소 가스를 배기하여, 회전 동력을 생성한다. 배열 회수 보일러(8)는, 가스 터빈 설비(7)로부터 배기된 연소 가스로부터 열에너지를 회수하여, 고압의 증기를 생성한다. 증기 터빈 설비(11)는, 배열 회수 보일러(8)에 의하여 생성된 증기를 이용하여 회전 동력을 생성한다. 발전기(12)는, 가스 터빈 설비(7)와 증기 터빈 설비(11)에 의하여 생성된 회전 동력을 이용하여 발전한다.

도 2는, 차콜 회수 시스템(1)을 나타내고 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 사이클론(14)과 복수의 필터(15-1에서 15-2)와 사이클론용 차콜 인출관(16)과 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)과 차콜용기(18)를 구비하고 있다. 사이클론(14)은, 석탄 가스화 노(5)에 의하여 생성된 생성 가스를 깔때기 형상 또는 원통의 내부에 소용돌이를 그리는 것처럼 흘려 넣음으로써, 생성 가스를 제1 차콜과 제1 차콜 제거 완료 생성 가스로 원심 분리한다. 복수의 필터(15-1에서 15-2)의 임의의 필터(15-i)(i=1, 2)는, 포러스 필터를 구비하고 있다. 필터(15-i)는, 포러스 필터를 이용하여 사이클론(14)에 의하여 분리된 제1 차콜 제거 완료 생성 가스를 여과함으로써, 제2 차콜 제거 완료 생성 가스와 제2 차콜로 분리한다. 필터(15-i)는, 또한, 포러스 필터를 역세(逆洗)함으로써, 제2 차콜을 간헐적으로 배출한다.

사이클론용 차콜 인출관(16)은, 사이클론(14)에 의하여 분리된 제1 차콜을 차콜용기(18)로 반송한다. 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)은, 복수의 필터(15-1에서 15-2)에 대응하고 있다. 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2) 중의 필터(15-i)에 대응하는 필터용 차콜 인출관(17-i)은, 필터(15-i)로부터 배출된 제2 차콜을 차콜용기(18)로 반송한다.

차콜용기(18)는, 사이클론용 차콜 인출관(16)을 통하여 공급되는 제1 차콜과 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)을 통하여 공급되는 제2 차콜을 저장한다.

또한, 차콜 회수 시스템(1)은, 복수의 호퍼용 차콜 인출관(21-1에서 21-m)(m=2, 3, 4, …)과 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m)와 차콜 복귀 라인(23)을 구비하고 있다. 복수의 호퍼용 차콜 인출관(21-1에서 21-m)은, 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m)에 대응하고 있다. 복수의 호퍼용 차콜 인출관(21-1에서 21-m)의 임의의 호퍼용 차콜 인출관(21-j)(j=1, 2, 3, …, m)은, 차콜용기(18)에 저장되는 차콜을 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m) 중의 호퍼용 차콜 인출관(21-j)에 대응하는 차콜 공급 호퍼(22-j)로 반송한다.

차콜 공급 호퍼(22-j)는, 호퍼용 차콜 인출관(21-j)을 통하여 차콜용기(18)로부터 공급된 차콜을 간헐적으로 차콜 복귀 라인(23)으로 공급한다. 차콜 복귀 라인(23)은, 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m)로부터 공급되는 차콜을 석탄 가스화 노(5)로 반송한다.

도 3은, 필터용 차콜 인출관(17-i)을 나타내고 있다. 필터용 차콜 인출관(17-i)은, 스탠드 파이프(31)와 슬라이더 파이프(32)를 구비하고 있다. 스탠드 파이프(31)는, 연직 방향으로 평행인 연직선을 따르는 연직 하향 유로(33)를 형성하고 있다. 슬라이더 파이프(32)는, 일단이 스탠드 파이프(31)의 하단에 접합되어, 연직 하향 유로(33)에 접속되는 경사 유로(35)를 형성하고 있다. 슬라이더 파이프(32)는, 경사 유로(35)가 연직 방향으로 평행이 아닌 직선을 따르도록, 형성되어 있다. 또한, 슬라이더 파이프(32)는, 스탠드 파이프(31)에 접합된 단을 연직선으로 정사영(正射影)한 위치가, 반대측의 단을 그 연직선으로 정사영한 위치보다 연직 상측에 배치되도록, 배치되어 있다.

또한, 필터용 차콜 인출관(17-i)은, 다공판(36)과 복수의 구획판(37)을 구비하고 있다. 다공판(36)은, 어시스트 가스가 통과하도록, 또한, 차콜이 통과하지 않도록, 복수의 구멍이 형성되어 있는 평탄한 금속판으로 형성되어 있다. 다공판(36)은, 슬라이더 파이프(32)의 내부를 경사 유로(35)와 복수의 풍실(38)로 분리하도록, 또한, 경사 유로(35)의 하측의 내벽을 형성하도록, 슬라이더 파이프(32)의 내부에 배치되어 있다. 복수의 풍실(38)은, 경사 유로(35)가 따르는 직선과 평행으로 나열되도록, 배치되어 있다. 복수의 구획판(37)은, 어시스트 가스가 통과하지 않는 금속판으로 형성되어 있다. 복수의 구획판(37)은, 복수의 풍실(38)을 서로 격리하고 있다.

또한, 필터용 차콜 인출관(17-i)은, 차압계(41)와 퍼지 가스 분사 장치(42)와 어시스트 가스 공급 장치(43)와 제어 장치(44)를 구비하고 있다. 차압계(41)는, 스탠드 파이프(31)의 연직 하향 유로(33)의 하단에 배치되는 하류측 영역(45)의 압력과 연직 하향 유로(33)의 상단에 배치되는 상류측 영역(46)의 압력의 차압을 측정하고, 그 차압을 유저에게 인식 가능하게 표시하여, 그 차압을 제어 장치(44)로 송신한다. 퍼지 가스 분사 장치(42)는, 슬라이더 파이프(32)의 경사 유로(35) 중의 연직 하향 유로(33)에 접속되는 단에 배치된 노즐을 구비하고 있다. 퍼지 가스 분사 장치(42)는, 제어 장치(44)에 제어됨으로써, 그 노즐을 통하여 경사 유로(35)의 상류측의 단으로부터 경사 유로(35)의 하류측을 향하여 퍼지 가스를 분사한다. 그 퍼지 가스로서는, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 산소 농도가 3% 이하인 불활성 가스, 가연성 가스가 예시된다. 그 가연성 가스로서는, 차콜 회수 시스템(1)에 의하여 생성되는 차콜 제거 완료 생성 가스, 가스 정제 설비(6)에 의하여 생성되는 정제 완료 생성 가스가 예시된다.

어시스트 가스 공급 장치(43)는, 제어 장치(44)에 제어됨으로써, 복수의 풍실(38)의 각각의 기압이 소정의 압력이 되도록, 어시스트 가스를 복수의 풍실(38)로 공급한다. 그 어시스트 가스로서는, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 산소 농도가 3% 이하인 불활성 가스, 가연성 가스가 예시된다. 그 가연성 가스로서는, 차콜 회수 시스템(1)에 의하여 생성되는 차콜 제거 완료 생성 가스, 가스 정제 설비(6)에 의하여 생성되는 정제 완료 생성 가스가 예시된다.

제어 장치(44)는, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압을 차압계(41)로부터 간헐적으로 수집한다. 제어 장치(44)는, 그 수집된 차압에 근거하여, 연직 하향 유로(33)가 폐색되어 있는지 여부, 즉, 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있는지 여부를 판별한다. 예를 들어, 제어 장치(44)는, 그 차압의 절댓값이 미리 설정된 차압 임곗값보다 작을 때에 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있지 않다고 판별하고, 그 차압이 차압 임곗값보다 클 때에 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있다고 판별한다.

제어 장치(44)는, 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있다고 판별되었을 때에, 퍼지 가스가 경사 유로(35)의 상류측의 단으로부터 경사 유로(35)의 하류측을 향하여 분사되도록, 퍼지 가스 분사 장치(42)를 제어한다. 제어 장치(44)는, 그 차압이 차압 임곗값보다 커지는 빈도를 산출한다. 제어 장치(44)는, 그 산출된 빈도가 미리 설정된 빈도 임곗값보다 클 때에, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 증가하도록, 어시스트 가스 공급 장치(43)를 제어한다.

차콜 반송 방법의 실시형태는, 석탄 가스화 복합 발전 플랜트(2)의 운전 중에, 차콜 회수 시스템(1)의 필터용 차콜 인출관(17-i)을 이용하여 실행된다. 사이클론(14)은, 석탄 가스화 복합 발전 플랜트(2)의 운전 중에, 석탄 가스화 노(5)에 의하여 생성된 생성 가스를 제1 차콜과 제1 차콜 제거 완료 생성 가스로 원심 분리한다. 사이클론용 차콜 인출관(16)은, 사이클론(14)에 의하여 분리된 제1 차콜을 차콜용기(18)로 반송한다.

필터(15-i)는, 사이클론(14)에 의하여 분리된 제1 차콜 제거 완료 생성 가스를 제2 차콜 제거 완료 생성 가스와 제2 차콜로 분리한다. 필터(15-i)는, 그 분리된 제2 차콜을 필터용 차콜 인출관(17-i)으로 간헐적으로 배출한다.

제어 장치(44)는, 어시스트 가스 공급 장치(43)를 제어함으로써, 복수의 풍실(38) 중의 연직 하향 유로(33)에 가까운 풍실일수록 공급량이 커지도록, 필터용 차콜 인출관(17-i)의 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스를 공급한다. 제2 차콜은, 필터용 차콜 인출관(17-i)으로 배출되면, 먼저, 연직 하향 유로(33)로 공급된다. 제2 차콜은, 연직 하향 유로(33)로 공급되면, 중력에 의하여 낙하함으로써, 연직 하향 유로(33)를 연직 하향으로 이동하여, 경사 유로(35)로 공급된다. 제2 차콜은, 경사 유로(35)로 공급되면, 다공판(36) 위에 퇴적된다. 제2 차콜은, 다공판(36)을 통하여 어시스트 가스가 공급되면, 액상화되고, 다공판(36)과의 마찰이 저감하여, 중력에 의하여 다공판(36) 위를 유동한다. 제2 차콜은, 다공판(36) 위를 유동함으로써, 하류측으로 흘러, 차콜용기(18)로 공급된다.

필터용 차콜 인출관(17-i)은, 다공판(36)을 통하여 어시스트 가스가 경사 유로(35)로 공급됨으로써, 다공판(36)과 제2 차콜의 마찰을 저감할 수 있고, 경사 유로(35)의 경사가 완만한 경우에도, 경사 유로(35)에서 제2 차콜을 매끄럽게 유동시킬 수 있어, 제2 차콜을 적절히 반송할 수 있다.

제어 장치(44)는, 하류측 영역(45)과 상류측 영역(46)의 차압을 차압계(41)로부터 간헐적으로 수집한다. 제어 장치(44)는, 그 수집된 차압의 절댓값이 미리 설정된 차압 임곗값보다 작을 때에 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있지 않다고 판별하고, 그 차압이 차압 임곗값보다 클 때에 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있다고 판별한다.

제어 장치(44)는, 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있지 않다고 판별되고 있을 때, 경사 유로(35)로 퍼지 가스가 분사되지 않도록 퍼지 가스 분사 장치(42)를 제어하고 있다. 제어 장치(44)는, 연직 하향 유로(33)에 차콜이 퇴적되어 있다고 판별되었을 때에, 퍼지 가스 분사 장치(42)를 제어함으로써, 경사 유로(35)의 상류측의 단으로부터 경사 유로(35)의 하류측을 향하여 퍼지 가스를 분사한다.

제어 장치(44)는, 또한, 그 차압이 임곗값보다 커지는 빈도를 산출한다. 제어 장치(44)는, 그 산출된 빈도가 미리 설정된 빈도 임곗값보다 클 때에, 어시스트 가스 공급 장치(43)를 제어함으로써, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량을 증가시킨다.

차콜용기(18)는, 사이클론용 차콜 인출관(16)을 통하여 공급되는 제1 차콜과 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)을 통하여 공급되는 제2 차콜을 일시적으로 저장한다. 복수의 호퍼용 차콜 인출관(21-1에서 21-m)은, 차콜용기(18)에 저장된 차콜을 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m)로 각각 반송한다. 복수의 차콜 공급 호퍼(22-1에서 22-m)는, 차콜 복귀 라인(23)을 통하여, 복수의 호퍼용 차콜 인출관(21-1에서 21-m)을 통하여 공급된 차콜을 석탄 가스화 노(5)로 공급한다.

도 4는, 필터(15-i)가 필터용 차콜 인출관(17-i)으로 제2 차콜을 공급하는 차콜 공급량의 변화를 나타내고 있다. 그 차콜 공급량 변화(51)는, 시간과 함께 차콜 공급량이 변동하지만, 필터(15-i)가 필터용 차콜 인출관(17-i)으로 제2 차콜을 상시 공급하고 있는 것을 나타내고 있다.

도 4는, 또한, 차콜용기(18)가 필터용 차콜 인출관(17-i)으로부터 차콜을 받아들이는 차콜 도입량의 변화를 나타내고 있다. 그 차콜 도입량 변화(52)는, 시각 t1 이후에 차콜용기(18)가 필터용 차콜 인출관(17-i)으로부터 차콜이 공급되지 않게 된 것을 나타내고 있다. 차콜 공급량 변화(51)와 차콜 도입량 변화(52)는, 필터용 차콜 인출관(17-i)으로 차콜이 공급되고 있지만 필터용 차콜 인출관(17-i)이 차콜용기(18)로 차콜을 공급하고 있지 않는 것을 나타내고, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)에 차콜에 의한 폐색이 시각 t1에 발생한 것을 나타내고 있다.

도 4는, 또한, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압의 변화를 나타내고 있다. 그 차압 변화(53)는, 시각 t1 후의 시각 t2로부터 차압이 상승하고 있는 것을 나타내고 있다. 차콜 공급량 변화(51)와 차콜 도입량 변화(52)와 차압 변화(53)는, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)에 차콜에 의한 폐색이 발생했을 때에 차압이 상승하는 것을 나타내고 있다.

제어 장치(44)는, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압이 차압 임곗값(55)보다 커진 후의 시각 t3에, 퍼지 가스 분사 장치(42)를 제어함으로써, 경사 유로(35)로 퍼지 가스를 분사한다.

차콜 도입량 변화(52)는, 시각 t3 이후에 차콜용기(18)가 필터용 차콜 인출관(17-i)으로부터 차콜이 다시 공급되게 된 것을 나타내고, 시각 t3 이후에 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)의 차콜에 의한 폐색이 해소된 것을 나타내고 있다. 차압 변화(53)는, 시각 t3 이후에 차압계(41)에 의하여 측정된 차압이 차압 임곗값(55)보다 작아지는 것을 나타내고 있다. 이로 인하여, 차콜 도입량 변화(52)와 차압 변화(53)는, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압에 근거하여, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)의 차콜에 의한 폐색의 발생을 적절히 추측할 수 있는 것을 나타내고 있다.

즉, 차콜 회수 시스템(1)은, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압에 근거하여, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)의 차콜에 의한 폐색의 발생을 적절히 추측할 수 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압이 차압 임곗값보다 커졌을 때에, 경사 유로(35)로 퍼지 가스를 분사함으로써, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)의 차콜에 의한 폐색을 해소할 수 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압이 차압 임곗값보다 커졌을 때에만, 경사 유로(35)로 퍼지 가스를 분사함으로써, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압에 관계없이 경사 유로(35)로 퍼지 가스를 간헐적으로 분사하여 폐색을 해소하는 비교예의 차콜 회수 시스템과 비교하여, 퍼지 가스의 사용량을 저감할 수 있다.

경사 유로(35)는, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 클수록, 차콜이 퇴적되기 어려워진다. 이로 인하여, 차콜 회수 시스템(1)은, 차압계(41)에 의하여 측정된 차압이 차압 임곗값보다 커지는 빈도가 빈도 임곗값보다 클 때에, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량을 증가시킴으로써, 경사 유로(35)에 차콜이 퇴적되기 어렵게 할 수 있어, 연직 하향 유로(33) 또는 경사 유로(35)가 폐색하는 빈도를 저감할 수 있다.

경사 유로(35)는, 연직 하향 유로(33)에 가까울수록 차콜이 퇴적되기 쉽다. 차콜 회수 시스템(1)은, 복수의 풍실(38) 중의 연직 하향 유로(33)에 가까운 풍실일수록 공급량이 커지도록 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스를 공급함으로써, 경사 유로(35)에 차콜이 퇴적되기 어렵게 할 수 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 또한, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 서로 동일한 비교예의 차콜 회수 시스템과 비교하여, 어시스트 가스의 사용량을 저감할 수 있다.

또한, 차콜 회수 시스템(1)은, 복수의 풍실(38)로 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 서로 동일해지도록, 어시스트 가스를 복수의 풍실(38)로 공급할 수도 있다. 이 경우도, 차콜 회수 시스템(1)은, 연직 하향 유로(33) 중의 2개 영역의 차압에 근거하여 연직 하향 유로의 폐색을 적절히 추측할 수 있다.

슬라이더 파이프(32)는, 어시스트 가스가 공급되지 않는 다른 슬라이더 파이프로 치환될 수도 있다. 이러한 슬라이더 파이프가 적용되는 차콜 회수 시스템도, 연직 하향 유로(33) 중의 2개 영역의 차압에 근거하여 연직 하향 유로의 폐색을 적절히 추측할 수 있다.

또한, 연직 하향 유로(33)는, 연직 방향으로 평행이 아닌 직선을 따르는 다른 연직 하향 유로로 치환될 수 있다. 이 때, 그 연직 하향 유로는, 그 연직 하향 유로가 따르는 직선과 수평면이 이루는 각이, 경사 유로(35)가 따르는 직선과 수평면이 이루는 각보다 커지도록, 형성되어 있다. 이러한 연직 하향 유로가 적용된 차콜 회수 시스템도, 연직 하향 유로 중의 2개 영역의 차압에 근거하여 연직 하향 유로의 폐색을 적절히 추측할 수 있다.

차콜 회수 시스템(1)은, 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)마다 어시스트 가스 공급 장치(43)를 1대씩 마련할 필요없이, 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)에 대하여 1대의 어시스트 가스 공급 장치를 구비할 수도 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)마다 제어 장치(44)를 1대씩 마련할 필요없이, 복수의 필터용 차콜 인출관(17-1에서 17-2)에 대하여 1대의 제어 장치를 구비할 수도 있다. 이러한 차콜 회수 시스템도, 기술된 실시형태에 있어서의 차콜 회수 시스템(1)과 동일하게 하여, 연직 하향 유로(33)의 폐색을 적절히 추측할 수 있다.

차콜 회수 시스템(1)은, 사이클론용 차콜 인출관(16)을 필터용 차콜 인출관(17-i)과 동일하게 형성할 수도 있다. 이 때, 차콜 회수 시스템(1)은, 필터용 차콜 인출관(17-i)과 동일하게 하여, 사이클론용 차콜 인출관(16)의 폐색을 적절히 추측할 수 있다. 차콜 회수 시스템(1)은, 호퍼용 차콜 인출관(21-j)을 필터용 차콜 인출관(17-i)과 동일하게 형성할 수도 있다. 이 때, 차콜 회수 시스템(1)은, 필터용 차콜 인출관(17-i)과 동일하게 하여, 호퍼용 차콜 인출관(21-j)의 폐색을 적절히 추측할 수 있다.

1 차콜 회수 시스템
2 석탄 가스화 복합 발전 플랜트
3 석탄 공급 장치
5 석탄 가스화 노
6 가스 정제 설비
7 가스 터빈 설비
8 배열 회수 보일러
11 증기 터빈 설비
12 발전기
14 사이클론
15-1~15-2 복수의 필터
16 사이클론용 차콜 인출관
17-1~17-2 복수의 필터용 차콜 인출관
18 차콜용기
21-1~21-m 복수의 호퍼용 차콜 인출관
22-1~22-m 복수의 차콜 공급 호퍼
23 차콜 복귀 라인
31 스탠드 파이프
32 슬라이더 파이프
33 연직 하향 유로
35 경사 유로
36 다공판
37 복수의 구획판
38 복수의 풍실
41 차압계
42 퍼지 가스 분사 장치
43 어시스트 가스 공급 장치
44 제어 장치
45 하류측 영역
46 상류측 영역

Claims

차콜이 반송되는 분체 유로를 형성하는 차콜 인출관과,
상기 분체 유로 중의 하류측 영역의 압력과 상기 분체 유로 중의 상기 하류측 영역보다 상류측인 상류측 영역의 압력의 차압을 측정하는 차압계를 구비하는 차콜 회수 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 분체 유로는,
연직 하향 유로와,
상기 연직 하향 유로의 하류측에 연결되는 경사 유로를 포함하고,
상기 연직 하향 유로가 따르는 직선과 수평면이 이루는 각은, 상기 경사 유로가 따르는 직선과 상기 수평면이 이루는 각보다 크며,
상기 하류측 영역은, 상기 연직 하향 유로 중의 상기 경사 유로의 측단에 배치되고,
상기 상류측 영역은, 상기 연직 하향 유로 중의 상기 하류측 영역보다 상측에 배치되는 차콜 회수 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 경사 유로로 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 장치와,
상기 차압이 임곗값보다 클 때에 상기 퍼지 가스가 분사되도록 상기 퍼지 가스 분사 장치를 제어하는 제어 장치를 더 구비하는 차콜 회수 시스템.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 경사 유로와 풍실을 격리하는 다공판과,
상기 풍실로 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 장치를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 차압이 상기 임곗값보다 커지는 빈도에 근거하여, 상기 풍실로 상기 어시스트 가스가 공급되는 공급량이 변화하도록, 상기 어시스트 가스 공급 장치를 제어하는 차콜 회수 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
석탄을 가스화했을 때에 생성되는 생성 가스를 제1 차콜과 제1 차콜 제거 완료 생성 가스로 분리하는 사이클론과,
상기 제1 차콜 제거 완료 생성 가스를 제2 차콜과 제2 차콜 제거 완료 생성 가스로 분리하는 필터와,
상기 제1 차콜과 상기 제2 차콜을 저장하는 차콜용기를 더 구비하고,
상기 차콜 인출관은, 상기 분체 유로를 통하여 상기 필터로부터 상기 차콜용기로 상기 제2 차콜이 반송되도록, 마련되는 차콜 회수 시스템.
청구항 5에 따른 차콜 회수 시스템과,
상기 석탄을 가스화함으로써 상기 생성 가스를 생성하는 석탄 가스화 노 본체를 구비하고,
상기 차콜용기에 저장된 차콜은, 상기 석탄 가스화 노 본체에 공급되어, 상기 석탄과 함께 가스화되는 석탄 가스화 노.
분체 유로를 통하여 차콜을 반송하는 단계,
상기 분체 유로 중의 하류측점의 압력에 대한 상기 분체 유로 중의 상기 하류측점보다 상류측에 배치되는 상류측점의 차압을 측정하는 단계,
상기 분체 유로에 상기 차콜이 퇴적되어 있는지 여부를 상기 차압에 근거하여 판별하는 단계를 포함하는 차콜 반송 방법.