KR20160141037A - Combined cycle power generation system - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a complex thermal power generation system. The complex thermal power generation system in accordance with the present invention uses a part of steam generated from a gas cooler for cooling gas discharged from a gasification unit as a heat source of a hydrolyzing unit that generates ammonia by hydrolyzing urea aqueous solution. Thus, since any separate heat source for decomposing urea aqueous solution is not required, manufacturing costs may be saved, and the volume of the complex thermal power generation system may be reduced. In addition, if urea aqueous solution of a storage tank in which the urea aqueous solution is stored is supplied to the hydrolyzing unit after heating the urea aqueous solution with steam discharged from the hydrolyzing unit, the freezing burst of the storage tank may be prevented. Also, since the urea aqueous solution of the storage tank is preheated and flows into the hydrolyzing unit, energy for heating the urea aqueous solution in the hydrolyzing unit may be saved.

Description

복합 화력발전 시스템 {COMBINED CYCLE POWER GENERATION SYSTEM}{COMBINED CYCLE POWER GENERATION SYSTEM}

본 발명은 가스화유닛에서 생성된 가스를 냉각시키는 가스냉각기에서 생성되는 증기의 일부로 요소(尿素, Urea) 수용액을 가열하여 암모니아를 생성한 후, 폐열회수 보일러의 선택적 환원촉매 반응기로 공급하는 복합 화력발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combined-cycle power generation system for generating ammonia by heating a urea (Urea) aqueous solution as a part of steam generated in a gas cooler for cooling a gas produced in a gasification unit and then supplying it to a selective reduction catalyst reactor of a waste heat recovery boiler ≪ / RTI >

복합 화력발전 시스템이란, 연료의 연소시 발생하는 가스로 가스터빈을 회전시켜 1차로 발전하고, 가스터빈의 구동후 가스터빈에서 배출되는 가스를 이용하여 폐열회수 보일러(Heat Recovery Steam Generator)에서 증기를 생성한 다음, 폐열회수 보일러에서 생성된 증기로 증기터빈을 회전시켜 2차로 발전하는 시스템이다.The combined cycle power generation system is a system in which a gas turbine is rotated by a gas generated during the combustion of fuel and is used to generate electricity by using the gas discharged from the gas turbine after the gas turbine is driven. And then the steam turbine is rotated by the steam generated in the waste heat recovery boiler to generate the secondary steam.

복합 화력발전은 두 차례에 걸쳐 발전하기 때문에 화력발전보다 열효율이 10% 정도 향상되고, 환경오염이 감소되며, 정지 후 재가동하는 시간이 짧은 장점이 있다. 또한, 복합 화력발전은 석탄을 연료로 하는 화력발전에 비하여 발전소의 건설 기간이 단축되는 장점이 있다.Combined-cycle power generation has two advantages: it improves thermal efficiency by 10%, reduces environmental pollution, and shortens restart time after shutdown. In addition, the combined cycle power plant has the advantage that the construction period of the power plant is shortened compared to the thermal power plant using coal as fuel.

복합 화력발전 시스템의 가스터빈에서 배출되어 폐열회수 보일러로 유입된 가스에는 환경오염을 유발하는 질소산화물이 함유되어 있으므로, 폐열회수 보일러에서 증기의 생성에 사용된 다음 배출되는 가스에도 질소산화물이 함유되어 있다. 그러므로, 폐열회수 보일러서 배출되는 가스에 함유된 질소산화물을 제거하여야 한다.Since the gas introduced into the waste heat recovery boiler from the gas turbine of the combined cycle power generation system contains nitrogen oxide which causes environmental pollution, nitrogen oxide is also contained in the next exhaust gas used for generating steam in the waste heat recovery boiler have. Therefore, nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the waste heat recovery boiler should be removed.

질소산화물을 제거하기 위한 기술중 하나로 고온에서 질소산화물에 암모니아를 분사하여 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 건식법이 있다.One of the techniques for removing nitrogen oxides is a dry method in which ammonia is injected into nitrogen oxides at high temperatures to reduce nitrogen oxides to nitrogen and water.

그리고, 건식법에는 촉매를 사용하지 않으면서 선택적으로 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 선택적 비촉매 환원법 및 촉매를 사용하면서 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시키는 선택적 촉매 환원법이 있으며, 경제적 및 기술적인 측면에서 선택적 촉매 환원법이 많이 사용되고 있다.In the dry method, there is a selective non-catalytic reduction method in which nitrogen oxide is selectively reduced to nitrogen and moisture without using a catalyst, and a selective catalytic reduction method in which nitrogen oxide is reduced to nitrogen and moisture while using a catalyst. The selective catalytic reduction method is widely used.

선택적 촉매 환원법에 의하여 질소산화물을 제거하는 복합 화력발전 시스템의 경우, 가수분해기에 저장된 요소(尿素, Urea) 수용액을 가열하여 암모니아를 생성한 후, 선택적 환원촉매(SCR: Selective Catalytic Reduction) 반응기로 분사한다.In the case of a combined-cycle power generation system that removes nitrogen oxides by the selective catalytic reduction method, ammonia is generated by heating an aqueous solution of urea (Urea) stored in the hydrolysis unit, followed by injection into a selective catalytic reduction (SCR) do.

그런데, 종래의 복합 화력발전 시스템은 상기 가수분해기에 저장된 요소 수용액을 가열하기 위하여 별도의 열원이 필요하므로 원가가 상승하고, 부피가 커지는 단점이 있다.However, in the conventional combined-cycle power generation system, a separate heat source is required in order to heat the urea aqueous solution stored in the hydrolysis unit, so that the cost increases and the volume increases.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 복합 화력발전 시스템을 제공하는 것일 수 있다.It is an object of the present invention to provide a combined-cycle power generation system capable of solving all the problems of the conventional art as described above.

본 발명의 다른 목적은 가스화유닛에서 생성된 가스를 냉각시킬 때 발생하는 가스냉각기의 증기의 일부로 가수분해기의 요소 수용액을 가열하여 암모니아를 생성함으로써, 원가를 절감할 수 있고 부피를 감소시킬 수 있는 복합 화력발전 시스템을 제공하는 것일 수 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing ammonia by heating a urea aqueous solution of a hydrolysis unit as a part of vapor of a gas cooler generated when a gas produced in a gasification unit is cooled, To provide a thermal power generation system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복합 화력발전 시스템은, 연료를 연소하여 가스를 생성하는 가스화유닛; 상기 가스화유닛에서 생성된 가스를 냉각시키는 가스냉각기; 상기 가스냉각기로부터 가스를 공급받아 구동하는 가스터빈; 상기 가스터빈에서 배출된 가스가 유입되는 유입구 및 배출되는 배출구가 형성된 본체, 상기 본체에 설치되며 암모니아가 공급되면 상기 본체로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거하는 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기를 가지는 폐열회수 보일러; 상기 폐열회수 보일러의 일측에 설치되며, 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 상기 선택적 환원촉매 반응기에 공급되는 암모니아를 생성하는 가수분해기를 포함하며, 상기 가스화유닛에서 생성된 가스를 상기 가스냉각기에서 냉각시킬 때, 발생하는 증기의 일부는 상기 가수분해기로 공급되어 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로 사용될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a combined-cycle thermal power generation system including: a gasification unit for generating a gas by burning fuel; A gas cooler for cooling the gas produced in the gasification unit; A gas turbine for supplying gas from the gas cooler and driving the gas turbine; A selective catalytic reduction catalyst for removing nitrogen oxides contained in the gas introduced into the main body when ammonia is supplied to the main body, the main catalytic reduction catalyst comprising a main body having an inlet through which the gas discharged from the gas turbine flows and a discharge outlet through which the gas is introduced, A waste heat recovery boiler having a reactor; And a hydrolysis unit provided at one side of the waste heat recovery boiler for generating ammonia supplied to the selective reduction catalytic reactor by hydrolyzing an aqueous solution of urea and Urea, A part of the generated steam may be supplied to the hydrolysis unit and used as a heat source for hydrolyzing the urea aqueous solution.

본 발명의 실시예에 따른 복합 화력발전 시스템은, 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하는 가수분해기의 열원으로 가스화유닛에서 배출되는 가스를 냉각시키는 가스냉각기에서 생성된 증기의 일부를 사용한다. 그러므로, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 별도의 열원이 필요 없으므로, 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있고, 부피가 감소되는 효과가 있을 수 있다.The combined-cycle power generation system according to the embodiment of the present invention uses a part of the steam generated in the gas cooler that cools the gas discharged from the gasification unit as the heat source of the hydrolysis unit that hydrolyzes the urea aqueous solution to generate ammonia. Therefore, since there is no need for a separate heat source for hydrolyzing the urea aqueous solution, the cost can be reduced and the volume can be reduced.

그리고, 가수분해기에서 배출되는 증기로 요소 수용액이 저장되는 저장탱크의 요소 수용액을 가열한 후 가수분해기로 공급할 경우, 저장탱크가 동파(凍破)되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있을 수 있다.When the urea aqueous solution of the storage tank in which the urea aqueous solution is stored by the steam discharged from the hydrolysis unit is heated and then supplied to the hydrolysis unit, the storage tank may be prevented from being frozen.

그리고, 저장탱크의 요소 수용액이 예열되어 가수분해기로 유입되므로, 가수분해기에서 요소 수용액을 가열하기 위한 에너지가 절감되는 효과가 있을 수 있다.And, since the urea aqueous solution of the storage tank is preheated and introduced into the hydrolysis unit, the energy for heating the aqueous urea solution in the hydrolysis unit may be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 화력발전 시스템의 구성을 보인 도.
도 2는 도 1에 도시된 폐열회수 보일러의 확대도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러의 확대도.
1 is a view showing a configuration of a combined-cycle thermal power generation system according to an embodiment of the present invention;
2 is an enlarged view of the waste heat recovery boiler shown in Fig.
3 is an enlarged view of a waste heat recovery boiler according to another embodiment of the present invention.

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.It should be noted that, in the specification of the present invention, the same reference numerals as in the drawings denote the same elements, but they are numbered as much as possible even if they are shown in different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.

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.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"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.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"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.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.

"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.The term "above" means not only when a configuration is formed directly on top of another configuration, but also when a third configuration is interposed between these configurations.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 복합 화력발전 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a combined-cycle thermal power generation system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 화력발전 시스템의 구성을 보인 도이다.1 is a view showing a configuration of a combined-cycle thermal power generation system according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복합화력발전 시스템(100)은 가스화유닛(110)을 포함할 수 있다. 가스화유닛(110)은 기체연료, 액체연료 또는 화석연료(化石燃料)를 연소하여 가연성 가스를 생성할 수 있다.As shown, the combined-cycle power generation system 100 according to an embodiment of the present invention may include a gasification unit 110. The gasification unit 110 may combust a gaseous fuel, a liquid fuel, or a fossil fuel to generate a combustible gas.

특히, 석탄을 연료로 하여 가스를 생성한 후 발전하는 시스템을 석탄 가스화 복합발전 시스템이라 한다. 석탄은 슬러리(Slurry) 형태로 투입되거나, 미분탄 형태로 투입될 수 있다. 슬러리 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 물이 투입되고, 미분탄 형태의 석탄은 산화제인 공기 또는 산소와 함께 증기가 투입된다.In particular, a system that generates electricity after generating gas using coal as a fuel is called a coal gasification combined cycle power generation system. Coal may be put into slurry form or into pulverized coal form. The coal in the form of slurry is fed with water, which is an oxidant, with air or oxygen, and coal in the form of pulverized coal is fed with air or oxygen which is an oxidizing agent.

석탄의 연소시 필요한 산화제인 산소는 공기분리기(120)에서 생성되며, 공기분리기(120)는 공기를 냉각시켜 산소와 질소로 분리 생성할 수 있다. 공기가 소정 온도로 냉각되면 산소와 질소의 끓는점의 차이로 인하여 액체 산소와 액체 질소로 분리된다. 공기분리기(120)에서 분리된 저온의 산소는 열교환을 거친 후 가스화유닛(110)으로 공급될 수 있다.Oxygen, which is an oxidant required for combustion of coal, is generated in the air separator 120, and the air separator 120 can cool the air to generate oxygen and nitrogen. When the air is cooled to a predetermined temperature, it is separated into liquid oxygen and liquid nitrogen due to the difference in boiling point of oxygen and nitrogen. The low temperature oxygen separated from the air separator 120 can be supplied to the gasification unit 110 after heat exchange.

가스화유닛(110)에서 생성된 가스는 1300℃ 이상의 고온이므로, 소정 온도로 냉각되어 후술할 가스터빈(150)으로 공급되는 것이 바람직하다. 가스화유닛(110)에서 배출된 가스를 냉각시키기 위하여 가스냉각기(130)가 마련될 수 있고, 가스냉각기(130)는 수냉식으로 가스화유닛(110)에서 배출된 가스를 냉각시킬 수 있다. 그러면, 가스화유닛(110)에서 배출된 가스와 열교환한 가스냉각기(130)의 물은 증기가 되어, 후술한 증기터빈(170)을 구동시킬 수 있다.Since the gas generated in the gasification unit 110 is at a high temperature of 1300 ° C or higher, it is preferable that the gas is cooled to a predetermined temperature and supplied to the gas turbine 150 to be described later. A gas cooler 130 may be provided to cool the gas discharged from the gasification unit 110 and the gas cooler 130 may cool the gas discharged from the gasification unit 110 in a water-cooled manner. Then, the water of the gas cooler 130, which has exchanged heat with the gas discharged from the gasification unit 110, becomes steam and can drive the steam turbine 170, which will be described later.

석탄인 미분탄에는 불연소 물질인 석탄회분이 대략 2∼20% 정도 함유되어 있다. 석탄회분의 대략 20%는 가스화유닛(110)의 고온의 연소열에 의해 용융되며, 여러 입자가 응결된 슬래그(Slag)가 되어 물과 함께 가스화유닛(110)의 하부와 연통 설치된 호퍼(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 그리고, 석탄회분의 나머지 대략 80%는 각 입자별로 연소되어 가스의 흐름에 따라 비산하며, 석탄회분이 함유된 가스는 정제장치(140)를 흐르면서 정제될 수 있다.The pulverized coal, which is coal, contains about 2 to 20% of coal ash, which is a non-combustible material. Approximately 20% of the coal ash is melted by the high-temperature combustion heat of the gasification unit 110, becomes a slag in which various particles are condensed, and is connected to a hopper (not shown) communicated with the lower part of the gasification unit 110, As shown in FIG. Then, the remaining approximately 80% of the coal ash is burned for each particle and scattered according to the flow of the gas, and the gas containing the coal fly ash can be refined while flowing through the refiner 140.

정제장치(140)는 분진제거기, 가수분해기, 산성가스제거기 및 황제거기 등을 포함할 수 있다.The purification apparatus 140 may include a dust eliminator, a hydrolyzer, an acidic gas remover, an emulsifier, and the like.

상기 분진제거기는 가스화유닛(110)에서 배출된 가스에 함유된 플라이애쉬를 포함한 분진을 분리한 후, 집진하여 제거할 수 있다. 또한, 상기 분진제거기는 분진을 분리한 후, 감압 및 냉각시켜 집진하여 제거할 수도 있고, 일부의 황화카르보닐(COS)을 가수분해하여 황화수소 및 이산화탄소로도 변환할 수 있다.The dust eliminator can separate and remove dust including fly ash contained in the gas discharged from the gasification unit 110, and collect dust. In addition, the dust eliminator may be separated and removed by collecting dust after decompression and cooling, or may convert some of the carbonyl sulfide (COS) to hydrogen sulfide and carbon dioxide by hydrolysis.

상기 가수분해기는 분진이 제거된 가스를 가수분해하여 황 성분을 제거할 수 있고, 상기 가수분해기에서 황 성분이 제거된 가스는 폐수처리기(미도시)로 유입되어 처리될 수 있다. 이때, 상기 폐수처리기는 사워가스(Sour Gas)를 상기 황제거기로 이송할 수 있다.The hydrolyzate can remove the sulfur component by hydrolyzing the dust-removed gas, and the gas from which the sulfur component has been removed from the hydrolysis unit can be introduced into the waste water processor (not shown) and treated. At this time, the wastewater treatment device can transfer the sour gas to the emitter.

상기 산성가스제거기는 황 성분이 제거된 가스를 산성가스와 순수 가스로 분리할 수 있고, 산성가스를 상기 황제거기로 이송할 수 있다. 그러면, 상기 황제거기는 황과 황산을 분리하여 배출하고, 테일가스(Tail Gsa)를 사용처로 이송할 수 있다.The acid gas purifier may separate the sulfur-removed gas into an acid gas and a pure gas, and may transfer the acid gas to the sulfur gas. Then, the emulsifier can separate sulfur and sulfuric acid therefrom and transport tail gas (Tail Gsa) to the user.

상기 산성가스제거기에서 배출된 가스는 연소기(미도시)와 압축기(미도시)와 터빈(미도시)을 가지는 가스터빈(150)으로 공급될 수 있다. 그리하여, 가스터빈(150)은 유입된 가스에 의하여 구동하면서, 발전기를 구동시킬 수 있다. 가스터빈(150)의 상기 연소기에서 가스를 연소시킬 때 필요한 산소는 공기분리기(120)로부터 공급받을 수 있다.The gas discharged from the acid gas eliminator may be supplied to a gas turbine 150 having a combustor (not shown), a compressor (not shown) and a turbine (not shown). Thus, the gas turbine 150 can drive the generator while being driven by the introduced gas. The oxygen required to burn the gas in the combustor of the gas turbine 150 may be supplied from the air separator 120.

그리고, 가스터빈(150)을 구동시킨 후, 배출되는 가스는 폐열회수 보일러(160)로 유입되어 증기를 발생시키는 열원으로 사용될 수 있다.After driving the gas turbine 150, the discharged gas may be used as a heat source to generate steam by flowing into the waste heat recovery boiler 160.

폐열회수 보일러(160)에서 생성된 증기는 증기터빈(170)으로 유입되어 증기터빈(170)을 구동시키며, 증기터빈(170)의 구동에 의하여 또 다른 발전기가 구동을 하면서 발전을 하는 것이다.The steam generated in the waste heat recovery boiler 160 flows into the steam turbine 170 to drive the steam turbine 170 and the steam turbine 170 drives the other generator to drive the generator.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(160)에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 폐열회수 보일러의 확대도이다.The waste heat recovery boiler 160 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is an enlarged view of the waste heat recovery boiler shown in Fig.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(160)는 본체(161)를 포함할 수 있고, 본체(161)의 일측면 및 타측면에는 가스터빈(150)에서 공급되는 가스가 유입되는 유입부(161a) 및 배출되는 굴뚝 등으로 마련된 배출부(161b)가 각각 형성될 수 있다.The waste heat recovery boiler 160 according to an embodiment of the present invention may include a main body 161 and may be provided at one side and the other side of the main body 161 with gas And a discharging portion 161b formed of a chimney or the like may be respectively formed.

유입부(161a)측 본체(161)의 내부에는 본체(161)로 유입된 가스의 여열(余熱)로 물을 가열하는 이코노마이저(Economizer)(162a)가 설치될 수 있고, 유입부(161a)와 이코노마이저(162a) 사이의 본체(161)의 내부에는 이코노마이저(162a)에서 전달된 물을 증기화하는 증발기(162b)가 설치될 수 있으며, 유입부(161a)와 증발기(162b) 사이의 본체(161)의 내부에는 증발기(162b)에서 전달된 증기를 가열하여 과열증기를 생성하는 과열기(162c)가 설치될 수 있다.An economizer 162a for heating the water with residual heat of the gas flowing into the main body 161 can be installed in the main body 161 on the inflow portion 161a and the inflow portion 161a An evaporator 162b for vaporizing the water delivered from the economizer 162a may be installed in the main body 161 between the economizers 162a and the main body 161 between the inlet 161a and the evaporator 162b A superheater 162c that generates superheated steam by heating the steam delivered from the evaporator 162b may be installed.

과열기(162c)에서 생성된 과열증기에 의하여 증기터빈(170)이 구동하면서 발전을 할 수 있다. The superheated steam generated in the superheater 162c can generate power while the steam turbine 170 is driven.

이때, 본체(161)의 일측에는 물이 저장됨과 동시에 물에 용해되어 있는 산소를 제거하기 위한 물탱크/탈기기(164)가 설치될 수 있고, 물탱크/탈기기(164)의 물이 이코노마이저(162a)로 공급될 수 있다. 그리고, 이코노마이저(162a)에서 가열된 물은 드럼(162d)을 통하여 증발기(162b)로 유입될 수 있다.At this time, water is stored in one side of the main body 161, and at the same time, a water tank / deaerator 164 for removing oxygen dissolved in water can be installed, and water in the water tank / deaerator 164 can be supplied to the economizer May be supplied to the first electrode 162a. The water heated by the economizer 162a can be introduced into the evaporator 162b through the drum 162d.

도 2에 도시된 방향을 기준으로, 가스는 본체(161)의 우측면측으로 유입되어 좌측면측으로 배출되고, 물은 본체(161)의 좌측면측에서 유입되어 우측면측으로 배출될 수 있다.2, the gas flows into the right side of the main body 161 and is discharged to the left side, and water can flow in from the left side of the main body 161 and be discharged to the right side.

그리고, 전술한 이코노마이저(162a)와 증발기(162b)와 과열기(162c) 및 드럼(162d)은 고압 영역(162)인 유입부(161a)와 인접한 본체(161)의 내부 우측면측에 설치될 수 있고, 저압 영역(163)인 배출부(161b)와 인접한 본체(161)의 내부 좌측면측에도 이코노마이저(163a), 증발기(163b), 과열기(163c) 및 드럼(163d)이 각각 설치될 수 있다.The above-described economizer 162a, the evaporator 162b, the superheater 162c, and the drum 162d may be installed on the inner right side of the body 161 adjacent to the inlet 161a, which is the high-pressure region 162 The evaporator 163b, the superheater 163c, and the drum 163d may be installed on the inner left side of the body 161 adjacent to the discharge portion 161b which is the low pressure region 163.

유입부(161a)를 통하여 본체(161)의 내부로 유입되는 가스에는 환경오염을 유발하는 질소산화물이 함유되어 있을 수 있다. 그러므로, 본체(161)의 내부로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거한 후, 가스를 배출부(161b)로 배출시켜야 한다.The gas flowing into the main body 161 through the inflow portion 161a may contain nitrogen oxides that cause environmental pollution. Therefore, after the nitrogen oxide contained in the gas introduced into the body 161 is removed, the gas must be discharged to the discharge portion 161b.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(160)는 가스에 함유된 질소산화물을 제거하여 위하여 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기(165)를 사용할 수 있다. 가스의 온도가 300 ~ 400℃ 일때 최적의 탈질 효율이 발생되므로 선택적 환원촉매 반응기(165)는 가스의 온도가 300 ~ 400℃의 온도범위를 띄는 과열기(162c)와 증발기(162b)와 사이에 설치될 수 있다.The waste heat recovery boiler 160 according to an embodiment of the present invention may use a selective catalytic reduction reactor 165 to remove nitrogen oxides contained in the gas. Since the optimum denitrification efficiency is generated when the temperature of the gas is 300 to 400 ° C, the selective reduction catalytic reactor 165 is installed between the superheater 162c and the evaporator 162b, the temperature of which ranges from 300 to 400 ° C. .

선택적 환원촉매 반응기(165)는 촉매를 이용하며, 별도로 공급되는 암모니아와 작용하여 가스에 함유된 질소산화물을 질소와 수분으로 환원시킬 수 있다. 암모니아는 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 생성하는데, 본체(161)의 일측에는 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하기 위한 가수분해기(181)가 설치될 수 있다. 이때, 가수분해기(181)에서 요소 수용액을 가수분해하기 위해서는 열이 필요하다.The selective reduction catalyst reactor 165 uses a catalyst and acts with ammonia separately supplied to reduce the nitrogen oxides contained in the gas to nitrogen and moisture. Ammonia is produced by hydrolyzing an urea (Urea) aqueous solution. A hydrolytic unit 181 for generating ammonia by hydrolyzing the urea aqueous solution may be installed at one side of the main body 161. At this time, heat is required to hydrolyze the urea aqueous solution in the hydrolysis unit 181. [

본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 보일러(160)는, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로, 가스화유닛(110)에서 배출된 가스를 가스냉각기(130)로 냉각시킬 때 생성되는 증기의 일부를 사용할 수 있다.The waste heat recovery boiler 160 according to an embodiment of the present invention is a heat source for hydrolyzing the urea aqueous solution and includes a portion of the steam generated when the gas discharged from the gasification unit 110 is cooled by the gas cooler 130 Can be used.

가스냉각기(130)에서 생성된 증기는, 전술한 바와 같이, 증기터빈(170)으로 공급되어 증기터빈(170)을 구동시킨다. 그리고, 가스냉각기(130)에서 생성되어 증기터빈(170)으로 공급되는 증기의 일부를 가수분해기(181)로 공급하기 위하여, 증기공급관로(131)의 일측에는 증기분기관로(133)가 연통 설치될 수 있고, 증기분기관로(133)의 일부위는 가수분해기(181)의 내부를 통과하면서 요소 수용액을 가열할 수 있다.The steam generated in the gas cooler 130 is supplied to the steam turbine 170 to drive the steam turbine 170, as described above. In order to supply a part of the steam generated in the gas cooler 130 and supplied to the steam turbine 170 to the hydrolysis unit 181, a steam branch pipe 133 is connected to one side of the steam supply pipe line 131 And a part of the steam branch passageway 133 can heat the urea aqueous solution while passing through the inside of the hydrolyzer 181. [

가수분해기(181)에서 생성된 암모니아는 선택적 환원촉매 반응기(165)로 분사되며, 암모니아가 선택적 환원촉매 반응기(165)로 균일하게 분사될 수 있도록, 암모니아는 복수의 분사공이 형성된 분배판(166)을 통하여 선택적 환원촉매 반응기(165)로 분사될 수 있다.The ammonia produced in the hydrolysis unit 181 is injected into the selective reduction catalyst reactor 165 and the ammonia is supplied to the distribution plate 166 formed with a plurality of injection holes so that the ammonia can be uniformly injected into the selective reduction catalyst reactor 165, To the selective reduction catalytic reactor 165 via the selective reduction catalytic reactor 165.

본체(161)의 내부 유입부(161a)측에는 본체(161)의 내부로 유입된 가스가 본체(161)의 내부에서 균일하게 배출부(161b)측으로 이동할 수 있도록 안내하는 분배판(167)이 설치될 수 있다. 그리고, 분배판(167)과 과열기(162c) 사이에는 과열기(162c)를 가열하기 위한 버너(168)가 설치될 수 있다.A distribution plate 167 is installed on the side of the internal inflow portion 161a of the main body 161 so as to guide the gas introduced into the main body 161 to the side of the discharge portion 161b uniformly from the inside of the main body 161 . A burner 168 for heating the superheater 162c may be installed between the distribution plate 167 and the superheater 162c.

본 발명의 일실시예에 따른 폐열회수 보일러(160)는 요소 수용액을 가수분해하여 암모니아를 생성하는 가수분해기(181)의 열원으로 가스화유닛(110)에서 배출된 가스를 가스냉각기(130)로 냉각시킬 때 생성되는 증기의 일부를 사용한다. 그러므로, 요소 수용액을 가수분해하기 위한 별도의 열원이 필요 없으므로, 원가가 절감되고, 부피가 감소될 수 있다.The waste heat recovering boiler 160 according to an embodiment of the present invention may cool the gas discharged from the gasification unit 110 to the gas cooler 130 as a heat source of the hydrolysis unit 181 that generates ammonia by hydrolyzing the urea aqueous solution Some of the vapors that are generated are used. Therefore, since a separate heat source for hydrolyzing the urea aqueous solution is not required, the cost can be reduced and the volume can be reduced.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러의 확대도로서, 도 2와의 차이점만을 설명한다.FIG. 3 is an enlarged view of a waste heat recovery boiler according to another embodiment of the present invention, and only differences from FIG. 2 are described.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 보일러(260)는 요소 수용액을 저장하는 저장탱크(283)를 더 포함할 수 있고, 저장탱크(283)의 요소 수용액은 가수분해기(281)로 공급될 수 있다.As shown, the waste heat recovery boiler 260 according to another embodiment of the present invention may further include a storage tank 283 for storing the urea aqueous solution, and the urea aqueous solution of the storage tank 283 is supplied to the hydrolyzer 281 ). ≪ / RTI >

이때, 가수분해기(281)를 순환한 후 배출되는 증기는 저장탱크(283)의 요소 수용액을 가열할 수 있다. 즉, 가수분해기(281)를 통과한 증기분기관로(233)의 일측 부위는 저장탱크(283)를 통과할 수 있다. 그러면, 저장탱크(283)가 가수분해기(281)에서 배출된 증기에 의하여 가열되므로, 저장탱크(283)가 동파(凍破)되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 저장탱크(283)의 요소 수용액이 예열되어 가수분해기(281)로 유입되므로, 가수분해기(281)에서 요소 수용액을 가열하기 위한 에너지를 절감할 수 있다.At this time, the steam discharged after circulating the hydrolysis unit 281 can heat the urea aqueous solution of the storage tank 283. That is, one side of the steam branch passage 233 that has passed through the hydrolysis unit 281 can pass through the storage tank 283. Then, since the storage tank 283 is heated by the steam discharged from the hydrolyzer 281, it is possible to prevent the storage tank 283 from being frozen. Since the urea aqueous solution of the storage tank 283 is preheated and flows into the hydrolyzer 281, the energy for heating the aqueous urea solution in the hydrolyzer 281 can be reduced.

가수분해기(281)에서 배출되는 과열증기는 저장탱크(283)에 선택적으로 공급될 수 있다. 상세히 설명하면, 저장탱크(283)의 일측에는 저장탱크(283)의 온도를 감지하는 온도 센서(285)가 설치될 수 있고, 온도 센서(285)는 제어부(287)로 저장탱크(283)의 온도를 송신할 수 있다.The superheated steam discharged from the hydrolyzer 281 may be selectively supplied to the storage tank 283. A temperature sensor 285 for sensing the temperature of the storage tank 283 may be installed at one side of the storage tank 283 and a temperature sensor 285 may be provided for controlling the temperature of the storage tank 283 by the control unit 287. [ Temperature can be transmitted.

그리하여, 저장탱크(283)의 온도가 설정 온도 이하이면, 제어부(287)의 제어에 의하여, 가수분해기(281)에서 배출되는 증기가 저장탱크(283)로 공급될 수 있다.Thus, when the temperature of the storage tank 283 is lower than the set temperature, the vapor discharged from the hydrolysis unit 281 can be supplied to the storage tank 283 under the control of the control unit 287.

가수분해기(281)에서 배출되는 과열증기를 저장탱크(283)에 선택적으로 공급하기 위하여, 가수분해기(281)를 통과한 증기분기관로(233)의 부위 및 저장탱크(283)를 통과한 증기분기관로(233)의 부위에는 보조관로(233a)의 일측 및 타측이 각각 연통 설치될 수 있다. 그리고, 가수분해기(281)를 통과한 증기분기관로(233)의 부위 및 보조관로(233a)에는 제어부(287)에 의하여 제어되면서 가수분해기(281)에서 배출되는 과열증기를 저장탱크(283)로 선택적으로 공급하기 위한 밸브(289a, 289b)가 각각 설치될 수 있다.The steam passing through the portion of the steam branch passage 233 passing through the hydrolyzer 281 and the steam passing through the storage tank 283 are supplied to the storage tank 283 in order to selectively supply the superheated steam discharged from the hydrolyzer 281 to the storage tank 283. [ One side and the other side of the auxiliary conduit 233a may be connected to the branch conduit 233, respectively. The superheated steam discharged from the hydrolysis unit 281 is stored in the storage tank 283 while being controlled by the control unit 287 in the portion of the steam branch passage 233 that has passed through the hydrolyzer 281 and the auxiliary pipe 233a. And valves 289a and 289b for selectively supplying the pressurized gas to the pressurized water supply unit 300. [

밸브(289a)가 개방되고, 밸브(289b)가 폐쇄되면 가스분해기(281)에서 배출된 과열증기가 저장탱크(283)로 공급되고, 밸브(289a)가 폐쇄되고 밸브(289b)가 개방되면, 가스분해기(281)에서 배출된 과열증기가 저장탱크(283)로 공급되지 않음은 당연하다.When the valve 289a is opened and the valve 289b is closed, superheated steam discharged from the gas decomposer 281 is supplied to the storage tank 283, and when the valve 289a is closed and the valve 289b is opened, It is a matter of course that the superheated steam discharged from the gas cracker 281 is not supplied to the storage tank 283.

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 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.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. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110: 가스화유닛
130: 가스냉각기
150: 가스터빈
160: 폐열회수 보일러
165: 선택적 환원촉매 반응기
170: 증기터빈
181: 가수분해기
110: Gasification unit
130: gas cooler
150: Gas turbine
160: Waste Heat Recovery Boiler
165: selective reduction catalyst reactor
170: Steam turbine
181: Hydrolytic

Claims (4)

연료를 연소하여 가스를 생성하는 가스화유닛;
상기 가스화유닛에서 생성된 가스를 냉각시키는 가스냉각기;
상기 가스냉각기로부터 가스를 공급받아 구동하는 가스터빈;
상기 가스터빈에서 배출된 가스가 유입되는 유입구 및 배출되는 배출구가 형성된 본체, 상기 본체에 설치되며 암모니아가 공급되면 상기 본체로 유입된 가스에 함유된 질소산화물을 제거하는 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction) 반응기를 가지는 폐열회수 보일러;
상기 폐열회수 보일러의 일측에 설치되며, 요소(尿素, Urea) 수용액을 가수분해하여 상기 선택적 환원촉매 반응기에 공급되는 암모니아를 생성하는 가수분해기를 포함하며,
상기 가스화유닛에서 생성된 가스를 상기 가스냉각기에서 냉각시킬 때, 발생하는 증기의 일부는 상기 가수분해기로 공급되어 요소 수용액을 가수분해하기 위한 열원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 복합 화력발전 시스템.
A gasification unit for burning fuel to generate gas;
A gas cooler for cooling the gas produced in the gasification unit;
A gas turbine for supplying gas from the gas cooler and driving the gas turbine;
A selective catalytic reduction catalyst for removing nitrogen oxides contained in the gas introduced into the main body when ammonia is supplied to the main body, the main catalytic reduction catalyst comprising a main body having an inlet through which the gas discharged from the gas turbine flows and a discharge outlet through which the gas is introduced, A waste heat recovery boiler having a reactor;
And a hydrolyzer installed at one side of the waste heat recovery boiler for generating ammonia supplied to the selective reduction catalyst reactor by hydrolyzing an aqueous urea solution,
Wherein part of the generated steam is used as a heat source for hydrolyzing the urea aqueous solution when the gas produced in the gasification unit is cooled in the gas cooler.
제1항에 있어서,
상기 선택적 환원촉매 반응기의 일측에는 상기 가수분해기에서 공급되는 암모니아가 통과하는 복수의 분사공이 형성된 분배판이 설치된 것을 특징으로 하는 복합 화력발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein a distribution plate having a plurality of injection holes through which ammonia supplied from the hydrolysis unit passes is installed at one side of the selective reduction catalyst reactor.
제1항에 있어서,
요소 수용액을 저장하여 상기 가수분해기로 공급하기 위한 저장탱크를 더 포함하고,
상기 가수분해기에서 배출되는 증기는 상기 저장탱크를 가열하는 것을 특징으로 하는 복합 화력발전 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a storage tank for storing and supplying the urea aqueous solution to the hydrolyzer,
And the steam discharged from the hydrolysis unit heats the storage tank.
제3항에 있어서,
상기 저장탱크에는 상기 저장탱크의 온도를 감지하는 온도센서가 설치되고,
상기 저장탱크의 온도가 설정 온도 이하이면, 상기 가수분해기에서 배출되는 증기가 상기 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 복합 화력발전 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the storage tank is provided with a temperature sensor for sensing the temperature of the storage tank,
And the steam discharged from the hydrolysis unit is supplied to the storage tank when the temperature of the storage tank is lower than a set temperature.
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