KR20180041534A - 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 열분해 또는 가스화 시스템에서 발생되는 타르를 정제하는 습식 정제 장치의 후단에 연결되고, 타르를 포함하는 세정수가 상기 습식 정제 장치로부터 배출되어 저장되는 수조; 및 상기 수조에 수용된 세정수를 제공받아서 타르를 분리하는 타르분리기를 포함하고, 상기 타르분리기는, 타르를 포함하는 세정수를 수용하는 분리조; 상기 분리조의 상부에 제공되고, 수면에 부유되는 타르를 수집하는 스크래퍼; 및 상기 스크래퍼에 의해 수집된 타르가 집적되는 분리 타르 집적조를 포함하는 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.

Description

습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치{TAR RECOVERING APPARATUS INTEGRATED WITH WET TYPE REFINING APPARATUS}
본 발명은 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열분해 또는 가스화를 통해 얻어지는 합성가스 중에 혼합된 타르는 배관의 폐쇄 및 부식, 가스 엔진의 고장 등을 유발하여 안정적인 운전을 위해서는 반드시 제거되어야 불순물이다. 이러한 타르의 제거 방법으로는 건식과 습식이 있고, 건식 장치로는 응축기, 흡착탑, 건식전기집진기, 필터 등이 있으며, 습식 장치로는 스크러버, 습식전기집진기 등이 있다.
건식 장치인 흡착탑에 의해 제거된 타르는 흡착제의 재생시 소실되거나 흡착제와 함께 폐기되고, 응축기, 건식전기집진기에 의해 회수된 타르는 타르와 물이 혼합되어 있어 별도의 분리장치가 필요하다. 또한, 기존의 습식 장치는 습식스크러버 세정액을 계외로 배출하여 별도의 복잡한 폐수처리장치를 거쳐서 불순물을 제거한다. 또한, 비점이 다른 타르별로 회수할 경우에는 온도별로 여러 대의 스크러버가 필요하고 타르를 분리하기 위해 데칸타와 같은 고가의 부대설비가 필요하다.
종래의 타르 정제에 관한 기술을 보다 구체적으로 알아보면 다음과 같다.
도 4는 종래의 기술에 따른 타르 정제 및 스크러버 세정액의 폐수 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 타르 정제 및 스크러버 세정액의 폐수 처리 장치는 타르와 세정수에 대한 응집 및 침전 처리를 실시하고, 모터에 의해 구동하는 임펠러가 내측에 설치되는 응집침전탱크와, 응집침전탱크로부터 배출되는 침전물과 상등액을 각각 여과시키는 여과필터 및 활성탄흡착탑과, 여과필터 및 활성탄흡착탑으로부터 배출되는 여과액을 저장하여 펌프에 의해 스크러버 쿨링탱크에 세정수로서 공급하는 순환수조를 포함한다. 응집침전탱크에는 타르의 응집 및 침전을 유도하기 위한 응집제가 투입된다. 또한, 순환수조는 스크러버로부터 반송되는 세정수가 내측으로 공급되고, 순환수조 하부의 침전물은 펌프에 의해 응집침전탱크로 공급된다.
이와 같은 종래의 기술에 따른 타르 정제 및 스크러버 세정액의 폐수 처리 장치는 먼저 순환수조로부터 펌핑되어 응집침전탱크로 공급되는 세정수에 응집제를 첨가하여 임펠러로 교반 후, 정치하여 순환수에 혼합된 더스트를 침전시킨다. 침전 후 상등액을 활성탄흡착탑에서 활성탄으로 여과하여 타르 등을 제거한 후, 순환수조에 반송한다. 또한 응집침전탱크의 침전물은 여과필터에 의해 여과되어 배출된다. 그리고 타르, 분진등이 제거된 정제수는 순환수조에 저장되고 이는 펌프에 의해 스크러버로 다시 공급된다.
또 다른 종래 기술로서, 특허문헌 1이 개시되며, 도 5를 참조하여 특허문헌 1에 개시된 습식스크러버 일체형 타르 분리장치에 대하여 설명하겠다.
도 5는 종래의 기술에 따른 습식스크러버 일체형 타르 분리장치를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 특허문헌 1에 따른 종래의 습식 스크러버 일체형 타르 분리 장치는 습식스크러버(410), 습식스크러버(410)의 세정수가 유입되는 수조(420), 수조(420) 내의 수면에 부유하는 부유체(430) 및 부유체(430)에 호스(441)로 연결되는 타르분리기(440)를 포함한다. 습식스크러버(410)는 열분해 또는 가스화 시스템으로부터 생성되는 합성가스를 습식 방식에 의해 정제하도록 구성된다. 수조(420)는 습식스크러버(410)로부터 습식 과정을 마치고 배출되는 세정수를 수집하도록 습식스크러버(410)의 하부에 마련된다. 부유체(430)는 수조(420) 내의 수면에 부유하도록 설치되고, 플로팅 스키머(floating skimmer)로 이루어질 수 있다. 타르분리기(440)는 부유체(430)에 연결되는 호스(441)를 통해서 수조 내에 부유하는 타르를 포함한 부유물을 세정수 및 합성가스와 함께 흡입하고, 세정수 및 합성가스로부터 부유물을 분리하여 외부로 배출하며, 부유물이 분리된 세정수와 합성가스를 수조(420)로 순환 공급한다.
이러한 종래의 습식스크러버 일체형 타르 분리장치에 따르면, 타르의 세정에 사용된 세정수를 계외의 폐수처리장치에서 처리하지 않고, 밀폐된 습식스크러버 내에서 세정수로부터 연속적으로 타르를 분리할 수 있도록 함으로써 폐수처리장치를 생략하여 설치에 소요되는 부지 면적을 최소화할 수 있고, 설치비 및 운영비를 최소화할 수 있으며, 열분해 또는 가스화 시스템으로부터 발생된 타르의 전량 회수가 가능하고, 비중별로 회수된 타르는 보일러 연료, 바이오콜 제조 등의 다양한 용도로 활용이 가능하며, 기존의 습식스크러버에도 설치가 용이하다는 효과가 있다.
그러나, 이러한 종래의 습식스크러버 일체형 타르 분리장치는 내부에 별도의 타르 저장조 없이 배관을 통해 외부로 타르가 배출 되도록 구성되며, 이로 인해 음압(-)으로 운전되는 열분해 또는 가스화 시스템으로 운전중에 외부의 공기가 유입될 수 있다. 수소 및 일산화탄소가 주 성분인 합성가스/가연성가스로 공기 중의 산소가 열분해 및 가스화 공정으로 유입될 경우 폭발이 일어날 수 있다는 문제가 있다.
또한, 세정수 탱크에서 타르분리기로 흡입된 세정수의 타르는 물의 표면장력과 타르의 점도로 인해 타르 배출관으로 유입이 잘되지 않고, 이 때문에 타르의 회수가 비연속적으로 이루어진다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1436066호
본 발명의 실시 예들은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 열분해 가스화로 내부로 외기가 투입되는 것이 방지될 수 있고, 타르의 회수가 연속적으로 이루어질 수 있는 타르 회수 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 열분해 또는 가스화 시스템에서 발생되는 타르를 정제하는 습식 정제 장치의 후단에 연결되고, 타르를 포함하는 세정수가 상기 습식 정제 장치로부터 배출되어 저장되는 수조; 및 상기 수조에 수용된 세정수를 제공받아서 타르를 분리하는 타르분리기를 포함하고, 상기 타르분리기는, 타르를 포함하는 세정수를 수용하는 분리조; 상기 분리조의 상부에 제공되고, 수면에 부유되는 타르를 수집하는 스크래퍼; 및 상기 스크래퍼에 의해 수집된 타르가 집적되는 분리 타르 집적조를 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 타르분리기는, 상기 수조 내의 세정수의 수면에 부유하도록 제공되고, 세정수의 수면에 부유되는 타르를 흡입하여 상기 분리조로 배출하는 부유성 타르 배출부를 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 부유성 타르 배출부는, 수면에 부유되도록 구성되는 부력체; 상기 부력체의 하측에 연결되는 높이 조절 플레이트; 상기 부력체와 상기 높이 조절 플레이트를 연결하고, 상기 부력체와 상기 높이 조절 플레이트 사이의 간격을 조절하는 높이 조절 수단; 상기 높이 조절 플레이트에 관통 삽입되는 외부관 연결 부재; 및 상기 외부관 연결 부재의 하단과 연결되는 플렉서블관을 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 스크래퍼는, 부유성 타르를 모으기 위해 왕복 운동하도록 제공되는 블레이드; 및 모터에 연결된 풀리와 벨트를 포함하고, 상기 벨트 표면에 상기 블레이드가 부착되며, 상기 모터의 구동력으로 상기 블레이드를 왕복 이동 시키는 벨트 이송 부재를 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 블레이드는 상기 벨트 이송 부재와 힌지 연결되고, 성기 벨트 이송 부재에 대하여 직립되도록 하는 방향으로 탄성력을 부가하는 탄성 부재를 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리 타르 집적조는, 내부에 집적된 타르가 외부로 배출되도록 하부에 형성되는 분리 타르 배출공; 및 상기 분리 타르 배출공과 연결된 배출 라인 상에 제공되는 분리 타르 이송 펌프를 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리 타르 이송 펌프의 구동으로 생성되는 압력에 의해 외기가 상기 분리조를 거쳐서 상기 수조로 유입되는 것이 방지되는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리 타르 집적조는, 상기 분리 타르 집적조의 일측 벽면에 설치되고, 상기 분리 타르 집적조의 상측에서부터 하방으로 연장 형성되며, 하측 단부가 상기 분리조의 바닥면과 소정 간격 이격되도록 제공되는 격벽을 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리 타르 집적조에 집적되는 타르의 레벨을 조절하도록 제공되는 집적조 레벨 조절부를 더 포함하고, 상기 집적조 레벨 조절부의 동작에 의해 상기 분리 타르 이송 펌프의 구동이 제어되도록 구성되는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리조에서 분리된 타르가 이송되어 저장되는 타르 저장조를 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리조의 내부에 제공되고 상부가 개방된 분리수 저장부; 상기 분리수 저장부에 연결되고, 상기 분리조 내부의 수위를 조절하기 위한 분리조 레벨 조절부; 및 상기 분리수 저장부 내의 분리수가 배출되는 라인 상에 제공되고, 상기 분리수 저장부로부터 배출되는 분리수의 유량 제어를 위한 레벨 컨트롤 밸브를 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리수 저장부의 상단이 상기 분리 타르 집적조의 상단보다 아래에 형성되는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분리조는 바닥면이 경사면으로 형성되고, 상기 경사면은 상기 분리조의 바닥면의 중앙부를 향해 형성되며, 상기 분리조의 바닥면의 중앙부에 연결되고, 상기 분리조의 바닥면에 침전된 침전성 타르가 회수되는 침전 타르 회수 라인; 및 상기 침전 타르 회수 라인 상에 제공되고, 회수되는 침전성 타르의 유량 제어를 위한 침전 타르 회수 밸브를 더 포함하는, 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 열분해 가스화조 내부로 외기가 투입되는 것이 방지될 수 있고, 타르의 회수가 연속적으로 이루어져서 효율적인 공정 운영이 가능해진다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치를 도시한 시스템도이다.
도 2는 도 1의 타르 회수 장치의 부유성 타르 배출부의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 타르 회수 장치의 분리조의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 타르 정제 및 스크러버 세정액의 폐수 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 습식스크러버 일체형 타르 분리장치를 도시한 도면이다.
본 발명은 사람이 걷거나 뛰는 동작을 할 때 바닥에 깔려있는 매트를 통해 체압의 크기뿐 아니라 힘의 작용 방향까지도 검출할 수 있는 3차원 힘 측정 매트에 관한 것이다. 이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치는, 열분해 또는 가스화 시스템에서 공정 중 발생되는 배기가스에 포함된 타르를 정제하여 회수하기 위한 장치로서, 열분해 또는 가스화 시스템의 배기부에 연결되는 습식 스크러버 또는 습식 전기 집진기와 같은 습식 정제 장치와 일체형으로 연결되어 타르를 분리하기 위한 장치이다. 이하에서는 이러한 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치의 구체적인 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치를 도시한 시스템도이고, 도 2는 도 1의 타르 회수 장치의 부유성 타르 배출부의 구조를 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 타르 회수 장치의 분리조의 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치(1)는 수조(10), 타르분리기(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
습식 정제 장치(미도시)에서 배기가스에 포함되어 있던 타르(T)가 세정수에 의해 제거되고, 제거된 타르(T)는 비중이 작은 부유성 타르(T)와 비중이 큰 침전성 타르(T)로 크게 분류될 수 있다. 이러한 부유성 타르(T)와 침전성 타르(T)는 습식 정제 장치에서 제공된 세정수와 혼합되어 함께 수조(10)에 수용될 수 있다.
여기서, 습식 정제 장치는 일 예로 습식 스크러버일 수 있으며, 습식 스크러버는 열분해 또는 가스화 시스템으로부터 생성되는 합성가스를 습식 방식에 의해 정제하도록 하는데, 예컨대 합성가스로부터 분진 등의 입자를 제거하도록 벤츄리관이 마련되는 벤츄리 스크러버와, 합성가스에 세정수를 1차적으로 스프레이하는 제 1 스프레이 스크러버와, 합성가스에 세정수를 2차적으로 스프레이하는 제 2 스프레이 스크러버와, 합성가스와 세정수를 서로 분리시키는 기액분리 사이클론과, 펌프에 의해 세정수가 순환공급되는 저장조를 포함할 수 있다.
수조(10)는 습식 정제 장치의 후단에 연결되어 습식 정제 장치에서 배출되는 타르(T)가 혼합된 세정수를 저장하도록 제공된다. 또한, 수조(10)는 외부와 밀폐되어 내부가 진공 상태로 유지되어, 수조(10)를 통해 열분해 또는 가스화 시스템으로 외기가 유입되지 못하도록 구성된다.
수조(10)의 저부에는 비중 차이에 의해 침전된 타르(T)가 흡입되어 이송될 수 있도록 하는 배출구가 형성될 수 있으며, 상기 배출구는 타르 배출부(110)와 연결될 수 있다. 타르 배출부(110)는 타르(T)를 함유하는 세정수가 이송되는 통로를 제공하는 배출관을 포함하며, 상기 배출관에는 수조(10) 내에 부유하는 타르(T)와 세정수의 이송을 위해 제공되는 후술할 부유성 타르 배출부(110)에 포함되는 플렉서블관(218)이 연결될 수 있다.
타르 배출부(110)의 배출관 상에는 침전된 타르(T)와 세정수의 유량을 제어하기 위한 침전 타르 배출 밸브(140), 수조(10) 내에 부유하는 타르(T)와 세정수의 유량을 제어하기 위한 부유 타르 배출 밸브(150), 타르(T)와 세정수의 이송을 위한 펌핑력을 제공하는 세정수 이송 펌프(130), 세정수 이송 펌프(130)에 의해 이송되는 타르(T)와 세정수가 타르분리기(20)의 분리조(200)를 바이패스하는 유량을 제어하기 위한 바이패스 밸브(160) 및 분리조(200)로 유입되는 유량을 제어하기 위한 분리조 유입 밸브(170)가 제공될 수 있다. 이러한 밸브들은 일 예로 콘트롤밸브가 사용될 수 있으며, 제어부(30)에 의해 개폐 및 개도량 제어가 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한, 수조(10)의 상부에는 타르분리기(20)로부터 순환되어 오는 순환수가 유입되는 순환수 유입 라인(120)이 제공될 수 있다. 순환수 유입 라인(120)순환수 유입 라인(120) 상에는 순환수의 유량 제어를 위한 순환수 유입 밸브(122)가 제공될 수 있다.
타르분리기(20)는 수조(10)로부터 타르(T)를 함유하는 세정수가 유입되어 수용되는 분리조(200), 수조(10) 내의 세정수의 수면에 부유하도록 제공되고, 세정수의 수면에 부유되는 타르(T)를 흡입하여 분리조(200)로 배출하는 부유성 타르 배출부(210), 타르 배출부(110)로부터 타르(T)가 혼합된 세정수가 유입되는 세정수 유입부(220), 분리조(200) 내부에 수용된 세정수의 수면에 부유하는 타르(T)의 수집을 위한 스크래퍼(230), 스크래퍼(230)에 의해 수집된 타르(T)가 집적되는 분리 타르 집적조(240), 분리된 타르(T)가 저장되는 타르 저장조(250), 분리 타르 집적조(240)의 수위를 조절하기 위한 집적조 레벨 조절부(260), 분리조(200) 내에서 타르(T)와 분리된 분리수를 일시적으로 저장하는 분리수 저장부(270), 및 분리조(200)의 저면에 침전된 타르(T)를 회수하기 위한 침전 타르 회수 라인(280)을 포함할 수 있다.
분리조(200)는 타르(T)를 포함한 침전물이 바닥면에 형성된 경사면을 따라 중앙에 모이도록 구성될 수 있으며, 경사면 하부에 침전 타르 회수 라인(280)이 연결될 수 있다. 여기서, 분리조(200)의 바닥면에 형성된 경사면은 5~10°경사도를 가질 수 있다.
부유성 타르 배출부(210)는 수조(10) 내의 세정수의 수면에 부유하도록 제공되고, 세정수의 수면에 부유되는 타르(T)를 흡입하여 분리조(200)로 배출한다. 이를 위해, 부유성 타르 배출부(110)는 수면에 부유되도록 구성되는 부력체(216), 부력체(216)의 하측에 연결되는 높이 조절 플레이트(217), 부력체(216)와 높이 조절 플레이트(217)를 연결하고 부력체(216)와 높이 조절 플레이트(217) 사이의 간격을 조절하는 높이 조절 수단(212), 높이 조절 플레이트(217)에 관통 삽입되는 외부관 연결 부재(214) 및 외부관 연결 부재(214)의 하단과 연결되는 플렉서블관(218)을 포함할 수 있다.
높이 조절 수단(212)은 일 예로 부력체(216)와 높이 조절 플레이트(217)를 연결하는 볼트와 너트 부재로 구성될 수 있으며, 부력체(216)와 높이 조절 플레이트(217) 사이에 개제되어 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄성 부재는 상기 볼트의 외주를 감싸도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 높이 조절 수단(212)의 조작에 의해 부력체(216)와 높이 조절 플레이트(217) 사이 간격이 조절될 수 있으며, 부력체(216)의 높이는 수면과 동일하므로, 결과적으로 높이 조절 수단(212)의 조작에 의해 높이 조절 플레이트(217)의 높이가 조절될 수 있다.
외부관 연결 부재(214)는 상단이 높이 조절 플레이트(217)의 상측에 위치되고, 하단은 높이 조절 플레이트(217)의 하측에 위치되도록 높이 조절 플레이트(217)의 중앙에 관통 삽입되어 제공될 수 있다. 이에 따라, 높이 조절 플레이트(217)의 높이가 조절됨으로써 부유성 타르(T)의 위치에 맞게 외부관 연결 부재(214)의 상단 높이도 조절될 수 있으며, 이로써 부유성 타르(T)가 외부관 연결 부재(214)의 상단을 통해 플렉서블관(218)으로 유입될 수 있다.
부력체(216)는 수조(10) 내의 수면에 부유하도록 부력을 가진 재질 또는 중공부재 등으로 이루어질 수 있다.
높이 조절 플레이트(217)는 부력체(216)와 높이 조절 수단(212)을 통해 연결되어 수면으로부터의 위치가 조절될 수 있다. 또한, 높이 조절 플레이트(217)는 부력체(216)에 작용하는 부력보다 작은 하중을 가지도록 구성되며, 이로써 부유성 타르 배출부(210)가 수조(10) 내의 수면에 부유되는 상태가 유지될 수 있다.
플렉서블관(218)은 일단이 외부관 연결 부재(214)의 하단에 연결되고, 타단이 타르 배출부(110)에 연결될 수 있으며, 구체적으로, 타르 배출부(110)의 부유 타르 배출 밸브(150)의 전단에 연결될 수 있다. 이로써, 부유 타르 배출 밸브(150)의 제어에 의해 플렉서블관(218)을 통해 배출되는 유량이 제어될 수 있다.
한편, 부유성 타르 배출부(210) 및 수조(10) 저면의 배출구를 통해 배출되는 타르(T)를 함유하는 세정수는 타르 배출부(110)의 세정수 이송 펌프(130)에 의해 유동되어 타르분리기(20)의 세정수 유입부(220)를 통해 유입될 수 있다.
분리조(200) 내로 유입된 세정수에 포함된 타르는 물질간 비중차이에 따라 부유성 타르(T)와 침전성 타르(T)로 분리된다. 이 중 부유성 타르(T)는 스크래퍼(230)에 의해 수집되어 분리 타르 집적조(240)에 집적된다.
이를 위해, 스크래퍼(230)는 블레이드(232)와 벨트 이송 부재(234)로 구성될 수 있다. 블레이드(232)는 벨트 이송 부재(234)와 연결되어 벨트 이송 부재(234)에 의해 왕복 이동을 하도록 구성된다. 이러한 블레이드(232)의 이동에 의해 부유성 타르(T)가 분리 타르 집적조(240)로 이동되어 집적될 수 있다. 벨트 이송 부재(234)는 모터에 연결된 풀리와 벨트로 구성되어, 모터의 구동력으로 벨트 표면에 부착된 블레이드(232)를 왕복 이동 시키도록 구성된다.
분리 타르 집적조(240)는 분리조(200)의 내부에 제공되며, 상부가 벨트 이송 부재(234)의 일단 측에 인접하게 배치된다. 이에 따라, 블레이드(232)에 의해 모여서 이동되는 부유성 타르(T)가 분리 타르 집적조(240)의 내부로 집적될 수 있다. 또한, 분리 타르 집적조(240)에 집적된 부유성 타르(T)가 다시 블레이드(232)의 이동에 의해 분리 타르 집적조(240)의 외부로 빠져나가지 않도록, 벨트 이송 부재(234)를 향하는 측벽의 상단이 벨트 이송 부재(234)의 단부와 부유성 타르(T)가 빠져나가는 것을 최소화할 수 있을 정도로 근접하게 배치될 수 있다.
이때, 블레이드(232)와 분리 타르 집적조(240)의 측벽과의 간섭을 회피하기 위해 블레이드(232)는 벨트 이송 부재(234)와 힌지를 통해 회동 가능하게 연결되고, 블레이드(232)가 직립되는 방향으로 탄성력을 부가하는 스프링 부재가 추가로 제공될 수 있다. 이로써, 벨트 이송 부재(234)에 대한 직립 상태가 유지되다가, 분리 타르 집적조(240)의 측벽에 닿게 되면 회동하여 접혀서, 측벽과의 간섭을 피할 수 있게 된다.
한편, 분리 타르 집적조(240)에 집적된 타르(T)가 외부로 배출될 수 있도록 하부에 분리 타르 배출공(242)이 형성될 수 있다. 또한, 분리 타르 배출공(242)은 분리 타르 이송 펌프(244)가 제공된 배출 라인과 연결될 수 있으며, 배출 라인은 다시 타르 저장조(250)와 연결되어 분리 타르 집적조(240)에 집적된 타르(T)가 분리 타르 배출공(242)을 거쳐서 타르 저장조(250)로 이송되어 저장될 수 있다. 이때, 분리 타르 집적조(240)는 적어도 일측 벽면이 경사판으로 구성되어, 하측의 분리 타르 배출공(242)으로 타르(T)가 모여서 배출될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 분리 타르 집적조(240)에는 격벽(246)이 제공될 수 있으며, 격벽(246)은 분리 타르 집적조(240)의 일측 벽면에 설치되어, 분리 타르 집적조(240)의 상측에서부터 하방으로 연장 형성되고, 하측 단부가 분리조(200)의 바닥면과 소정 간격 이격되도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 세정수 유입부(220)를 통해 유입된 부유성 타르(T)는 격벽(246)에 의해 반대측으로 넘어가지 못하고, 세정수에서 타르(T)가 제거된 분리수만 격벽(246)과 바닥면 사이의 이격 공간을 통해 격벽(246)의 반대측으로 유동될 수 있다.
집적조 레벨 조절부(260)는 분리 타르 집적조(240)의 집적되는 타르(T)의 레벨을 조절하도록 구성되며, 더욱 상세하게는 분리 타르 집적조(240)로부터 집적된 타르(T)가 오버플로우(overflow)되지 않도록 레벨을 유지시키는 기능을 수행한다. 이를 위해, 집적조 레벨 조절부(260)는 수위 센서를 포함하고, 실시간으로 계측되는 수위 정보가 제어부(30)로 전달될 수 있다. 제어부(30)는 집적조 레벨 조절부(260)로부터 전달받은 수위 정보를 바탕으로 분리 타르 이송 펌프(244)를 제어함으로써, 분리 타르 집적조(240)의 수위가 일정 수준 이상으로 넘치지 않도록 한다.
본 실시예에서는 집적조 분리조 레벨 조절부(272)가 수위 센서를 포함하여 능동적으로 수위를 조절하도록 구성된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 단순히 타이머 등의 장치로 구성되어 일정한 시간 간격으로 분리 타르 집적조(250) 내의 타르(T)가 배출되도록 분리 타르 이송 펌프(244)를 구동시키는 것도 가능하다.
한편, 타르 저장조(250)는 타르분리기(20)에서 분리된 타르(T) 및 타르분리기(20)를 바이패스하여 이송된 타르(T)를 저장하기 위해 제공된다. 이렇게 타르 저장조(250)에 저장된 타르(T)는 물성에 따라 탄화물 등의 고체 고형연료와 혼합하여 고발열량의 바이오콜로 제조되거나, 보일러 연료 등 중유 대체 연료로 활용되거나, 증류 등을 거쳐 화석연료로서 활용될 수 있다.
분리수 저장부(270)는 분리조(200)의 내부에 제공되고, 세정수 유입부(220)가 제공된 벽의 반대측 벽에 설치될 수 있다. 일 예로, 분리수 저장부(270)는 단순히 분리조(200) 내부에 직립되도록 제공된 구획벽에 의해 구획된 공간을 의미할 수도 있고, 분리조(200) 내부에 설치된 소형 수조일 수도 있다. 또한, 분리수 저장부(270)는 상부가 개방된 형태로서, 상단이 분리 타르 집적조(240)의 상단보다 아래에 형성될 수 있으며, 격벽(246)을 통과하여 유동된 분리수가 상부를 통해 분리수 저장부(270)의 내부로 저장될 수 있다.
분리수 저장부(270)에는 분리조(200) 내부의 수위를 조절하기 위한 분리조 레벨 조절부(272)가 연결될 수 있으며, 분리수 저장부(270) 내의 분리수가 배출되는 라인 상에 제공되어, 분리수 저장부(270)로부터 배출되는 분리수의 유량을 제어하기 위한 레벨 컨트롤 밸브(274)가 제공될 수 있다. 분리조 레벨 조절부(272)는 분리조(200) 내의 세정수의 수위를 계측하는 수위 센서를 포함한다. 이때 분리수 저장부(270)의 상부가 개방되어 있으므로, 분리수 저장부(270)와 분리조(200)의 수위가 동일하게 된다. 이에 따라, 분리조 레벨 조절부(272)는 분리수 저장부(270)의 수위를 계측함으로써 분리조(200)의 수위를 계측할 수 있게 된다.
분리조 레벨 조절부(272)에서 계측된 수위 정보는 제어부(30)로 전달될 수 있다. 제어부(30)는 분리조 레벨 조절부(272)로부터 전달된 수위 정보를 토대로 레벨 컨트롤 밸브(274)의 개도량을 제어하여 배출되는 분리수의 유량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(30)는 분리조(200) 내의 세정수의 수위가 분리 타르 집적조(240)의 상단보다 높아지지 않도록 레벨 컨트롤 밸브(274)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 분리 타르 집적조(240)에 집적된 타르(T)가 오버 플로우되는 것이 방지될 수 있고, 스크래퍼(230)에 의한 부유성 타르(T) 집적 기능이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 분리조 레벨 조절부(272)가 수위 센서를 포함하여 능동적으로 수위를 조절하도록 구성된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 단순히 타이머 등의 장치로 구성되어 일정한 시간 간격으로 분리조(200) 내의 분리수가 배출되도록 레벨 컨트롤 밸브(274)를 개방시키는 것도 가능하다.
레벨 컨트롤 밸브(274)가 제공된 라인은 순환수 유입 라인(120) 상의 순환수 유입 밸브(122) 후단에 연결되어, 배출되는 분리수가 순환수로서 수조(10)로 반송될 수 있다.
한편, 분리조(200)의 바닥면은 상술한 바와 같이 경사면으로 구성되며, 더욱 상세하게는 양쪽에서부터 중앙으로 갈수록 하강하도록 경사면이 양측에 형성되어, 바닥면에 침전된 타르(T)가 중앙부로 집적되도록 구성될 수 있다. 또한, 분리조(200)의 중앙부에는 침전 타르 회수 라인(280)이 연결되어 침전된 타르(T)가 배출될 수 있다.
침전 타르 회수 라인(280)은 타르 저장조(250)와 연결되어 침전된 타르(T)가 타르 저장조(250)로 이송되도록 구성되며, 유량 제어를 위한 침전 타르 회수 밸브(282)가 제공될 수 있다. 침전 타르 회수 라인(280)을 통한 침전성 타르 회수시, 자연구배 원리에 따라 이송될 수 있으며, 경우에 따라서는 이송력을 제공하는 펌프가 추가로 제공되어, 이러한 펌프의 구동에 의해 침전성 타르가 원활하게 회수되는 구성도 가능하다.
한편, 제어부(30)는 타르 회수 장치(1)의 각 부, 그 중에서도 특히, 유량 제어를 위한 밸브 및 펌프를 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어부(30)는 예컨대 소형 내장형 컴퓨터로 이루어질 수 있고, 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비할 수 있다. 상기 프로그램은, 유량 제어를 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 상기 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체 예컨대 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 메모리에 저장되어서 제어부(30)에 인스톨될 수 있다. 다만, 이러한 제어부(30)의 구성은 일 예에 불과하며, 미리 짜여진 알고리즘에 의해 자동으로 제어하는 방식 외에, 작업자가 수동으로 제어를 할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 타르 회수 장치(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명하겠다.
습식 정제 장치에서 세정수에 의해 제거된 타르(T)는 세정수에 혼합된 상태로 수조(10)로 수용된다. 이때, 열분해 또는 가스화 시스템는 음압(-)으로 운전되기 때문에 수조(10) 진공 상태가 유지된다.
수조(10) 내에 수용된 세정수에 혼합된 타르(T)는 비중에 있어서 차이가 날 수 있으며, 크게 부유성 타르(T)와 침전성 타르(T)로 분류될 수 있다. 부유성 타르(T)는 부유성 타르 배출부(110)를 통해 분리조(200)로 배출될 수 있으며, 침전성 타르(T)는 타르 배출부(110)를 통해 분리조(200)로 배출될 수 있다. 또한, 운전 상황에 따라서는 분리조(200)를 바이패스하여 타르 저장조(250)로 바로 이송될 수 있다. 이를 위해, 바이패스 밸브(160)와 분리조 유입 밸브(170)의 개폐 제어가 제어부(30)에 의해 적절히 이루어질 수 있다. 부유성 타르(T)와 침전성 타르(T)는 세정수와 함께 세정수 이송 펌프(130)에 의해 이송될 수 있다.
분리조(200)로 이송된 타르(T)가 혼합된 세정수는 분리조(200) 내에서 부유성 타르(T), 침전성 타르(T) 및 분리수로 분리될 수 있다. 부유성 타르(T)는 스크래퍼(230)에 의해 분리 타르 집적조(240)에 집적되어 분리 타르 이송 펌프(244)에 의해 배출되고, 침전성 타르(T)는 분리조(200)의 저면 중앙부에 집적되어 침전 타르 회수 라인(280)을 통해 타르 저장조(250)로 회수된다. 또한, 분리수는 격벽(246)을 통과하여 분리수 저장부(270)에 일시적으로 저장되고, 레벨 컨트롤 밸브(274)가 개방되면 순환수 유입 라인(120)을 통해 수조(10)로 반송될 수 있다.
한편, 침전 타르 회수 라인(280)을 통해 침전성 타르(T)뿐만 아니라 분리수도 일부 함께 유동될 수 있으며, 열분해 또는 가스화 시스템의 구동 초기에는 침전성 타르(T)는 거의 생성되지 않고, 부유성 타르(T) 만이 생성되므로, 이 때에는 침전 타르 회수 밸브(282)는 폐쇄된 상태에서 순환수 유입 밸브(122)만이 개방되어 분리조(200)의 중앙부로부터 분리수가 순환수 유입 라인(120)을 거쳐 수조(10)로 반송될 수 있다.
이와 같이, 순환수 유입 라인(120)을 통해 수조(10) 내로 분리수가 공급될 때, 외부 공기의 유입이 차단될 수 있도록, 분리조(200) 내의 수위가 조절될 수 있다. 구체적으로, 분리조(200)를 통해 외기가 유입될 수 있는 수위를 제어부(30)를 통해 기 설정한 후, 분리조(200) 내부의 수위가 상기 기 설정된 레벨 이하로 낮아질 경우, 레벨 컨트롤 밸브(274)가 자동으로 차단되도록 제어될 수 있다. 또한, 운전 초기에 순환수 유입 밸브(122)가 개방된 상태라면, 상기 기 설정된 레벨 이하로 낮아질 경우, 순환수 유입 밸브(122)도 자동으로 차단되도록 제어될 수 있다.
또한, 분리 타르 이송 펌프(244)의 구동에 의해 분리 타르 집적조(240)를 통한 외기의 역류 가능성이 차단될 수 있으며, 분리 타르 이송 펌프(244)가 작동 정지된 경우에도 펌프 임펠러에 제공된 밀봉 부재(예를 들어, 고무 등)에 의해 외기의 역류 차단이 이루어질 수 있다. 나아가, 분리 타르 이송 펌프(244)의 구동에 의해 타르가 회수될 수 있으므로, 물의 표면장력과 타르의 점도에도 불구하고 타르 배출관으로의 유입이 원활하게 이루어져서 타르의 회수가 연속적으로 이루어질 수 있다는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 타르 회수 장치 10: 수조
110: 타르 배출부 120: 순환수 유입 라인
130: 세정수 이송 펌프 140: 침전타르 배출밸브
150: 부유타르 배출밸브 160: 바이패스 밸브
170: 분리조 유입밸브 20: 타르분리기
200: 분리조 210: 부유성 타르 배출부
220: 세정수 유입부 230: 스크래퍼
240: 분리 타르 집적조 250: 타르 저장조
260: 집적조 레벨 조절부 270: 분리수 저장부
280: 침전 타르 회수 라인

Claims (13)

  1. 열분해 또는 가스화 시스템에서 발생되는 타르를 정제하는 습식 정제 장치의 후단에 연결되고, 타르를 포함하는 세정수가 상기 습식 정제 장치로부터 배출되어 저장되는 수조; 및
    상기 수조에 수용된 세정수를 제공받아서 타르를 분리하는 타르분리기를 포함하고,
    상기 타르분리기는,
    타르를 포함하는 세정수를 수용하는 분리조;
    상기 분리조의 상부에 제공되고, 수면에 부유되는 타르를 수집하는 스크래퍼; 및
    상기 스크래퍼에 의해 수집된 타르가 집적되는 분리 타르 집적조를 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타르분리기는,
    상기 수조 내의 세정수의 수면에 부유하도록 제공되고, 세정수의 수면에 부유되는 타르를 흡입하여 상기 분리조로 배출하는 부유성 타르 배출부를 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부유성 타르 배출부는,
    수면에 부유되도록 구성되는 부력체;
    상기 부력체의 하측에 연결되는 높이 조절 플레이트;
    상기 부력체와 상기 높이 조절 플레이트를 연결하고, 상기 부력체와 상기 높이 조절 플레이트 사이의 간격을 조절하는 높이 조절 수단;
    상기 높이 조절 플레이트에 관통 삽입되는 외부관 연결 부재; 및
    상기 외부관 연결 부재의 하단과 연결되는 플렉서블관을 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크래퍼는,
    부유성 타르를 모으기 위해 왕복 운동하도록 제공되는 블레이드; 및
    모터에 연결된 풀리와 벨트를 포함하고, 상기 벨트 표면에 상기 블레이드가 부착되며, 상기 모터의 구동력으로 상기 블레이드를 왕복 이동 시키는 벨트 이송 부재를 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 벨트 이송 부재와 힌지 연결되고,
    성기 벨트 이송 부재에 대하여 직립되도록 하는 방향으로 탄성력을 부가하는 탄성 부재를 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 타르 집적조는,
    내부에 집적된 타르가 외부로 배출되도록 하부에 형성되는 분리 타르 배출공; 및
    상기 분리 타르 배출공과 연결된 배출 라인 상에 제공되는 분리 타르 이송 펌프를 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리 타르 이송 펌프의 구동으로 생성되는 압력에 의해 외기가 상기 분리조를 거쳐서 상기 수조로 유입되는 것이 방지되는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리 타르 집적조는,
    상기 분리 타르 집적조의 일측 벽면에 설치되고, 상기 분리 타르 집적조의 상측에서부터 하방으로 연장 형성되며, 하측 단부가 상기 분리조의 바닥면과 소정 간격 이격되도록 제공되는 격벽을 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리 타르 집적조에 집적되는 타르의 레벨을 조절하도록 제공되는 집적조 레벨 조절부를 더 포함하고,
    상기 집적조 레벨 조절부의 동작에 의해 상기 분리 타르 이송 펌프의 구동이 제어되도록 구성되는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리조에서 분리된 타르가 이송되어 저장되는 타르 저장조를 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리조의 내부에 제공되고 상부가 개방된 분리수 저장부;
    상기 분리수 저장부에 연결되고, 상기 분리조 내부의 수위를 조절하기 위한 분리조 레벨 조절부; 및
    상기 분리수 저장부 내의 분리수가 배출되는 라인 상에 제공되고, 상기 분리수 저장부로부터 배출되는 분리수의 유량 제어를 위한 레벨 컨트롤 밸브를 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분리수 저장부의 상단이 상기 분리 타르 집적조의 상단보다 아래에 형성되는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리조는 바닥면이 경사면으로 형성되고, 상기 경사면은 상기 분리조의 바닥면의 중앙부를 향해 형성되며,
    상기 분리조의 바닥면의 중앙부에 연결되고, 상기 분리조의 바닥면에 침전된 침전성 타르가 회수되는 침전 타르 회수 라인; 및
    상기 침전 타르 회수 라인 상에 제공되고, 회수되는 침전성 타르의 유량 제어를 위한 침전 타르 회수 밸브를 더 포함하는,
    습식 정제 장치 일체형 타르 회수 장치.
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