KR20210123874A - Self-cleaning type Water fluidized bed heat exchanger with the solid moving bodies - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a self-cleaning type fluidized bed heat exchanger using a solid object. More specifically, the self-cleaning type fluidized bed heat exchanger includes: a heat exchanger body having an flue gas inlet formed at one end to introduce flue gas produced from an industrial process, and a flue gas outlet formed at the other end to discharge the cooled flue gas; a water fluidized bed unit provided in the body, comprising a perforated plate through which the introduced flue gas passes, and a water fluidized bed layer formed in an upper part of the perforated plate, immersing a heat transfer pipe array comprising a plurality of heat transfer pipes provided in the water fluidized bed to introduce water into the inside thereof and absorbing condensed latent heat and sensible heat of the flue gas to heat the water, and having a mesh member provided in an upper part of the water fluidized bed; and a solid object located on the water fluidized bed, moved in a space between the heat transfer pipes due to the fluidization of the water, and colliding the surface of the heat transfer pipes to remove pollutants from the surface of the heat transfer pipes. The flue gas having passed through the water fluidized bed unit is discharged through the flue gas outlet. Therefore, the present invention is capable of solving a fouling issue of a heat exchanger when pollution is severe.

Description

고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기{Self-cleaning type Water fluidized bed heat exchanger with the solid moving bodies}Self-cleaning type Water fluidized bed heat exchanger with the solid moving bodies

본 발명은 산업 공정에 사용되는 배가스 폐열회수를 위한 열교환기에서 나타나는 파울링이 매우 심한 경우, 이러한 문제점을 해결하기 위한 고온 배가스 폐열회수 유동층 열교환기의 자체청소기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 산업공정에 사용되는 배가스 폐열회수 열교환기에서의 파울링이 심한 경우, 기존의 물 유동층 열교환기의 전열관 사이의 공간에 다수의 고형물체를 투입하고, 물과 함께 고형물체가 전열관 사이의 공간에서 유동화되면서 전열면과 충돌하여, 전열면에서의 분진의 부착을 줄임으로써, 기존의 물 유동층 열교환기에 비하여 전열관의 청소 효과가 크게 증대될 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 대한 것이다. The present invention relates to a self-cleaning technology of a high-temperature exhaust gas waste heat recovery fluidized bed heat exchanger for solving this problem when fouling is very severe in a heat exchanger for exhaust gas waste heat recovery used in an industrial process, and more specifically, When fouling is severe in the exhaust gas waste heat recovery heat exchanger used in industrial processes, a number of solid objects are put into the space between the heat transfer tubes of the existing water fluidized bed heat exchanger, and the solid objects together with water are fluidized in the space between the heat transfer tubes. It is to a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, which collides with the heat transfer surface and reduces the adhesion of dust on the heat transfer surface, so that the cleaning effect of the heat transfer tube can be greatly increased compared to the existing water fluidized bed heat exchanger.

기존의 먼지 등의 오염물질을 함유한 배가스의 대기오염저감을 위하여 스크라버 집진장치를 많이 사용하고 있다. 이러한 스크라버 집진장치 중에 이동층 스크라버 (moving or mobile bed scrubber)가 있으며, 이러한 이동층 스크라버는 물의 유동층 내에 다수의 볼을 넣어, 볼들이 유동층 내에서 이동하며, 서로 충돌하여 볼의 표면에 분진이 부착되는 것을 방지하고, 또한 스크라버의 집진효율을 증대시킨다. Scrubber dust collectors are widely used to reduce air pollution of exhaust gas containing pollutants such as dust. Among these scrubber dust collectors, there is a moving or mobile bed scrubber, and this moving bed scrubber puts a number of balls in a fluidized bed of water, the balls move in the fluidized bed, and collide with each other on the surface of the balls. It prevents dust from adhering, and also increases the dust collection efficiency of the scrubber.

산업체의 여러 가지 공정에서 다량의 오염물질을 함유한 고온 배가스가 대기로 배출되어, 막대한 에너지가 낭비되고 있다. 이러한 경우, 에너지 절감을 위하여 폐열회수 열교환기를 사용하여, 고온 배가스 폐열을 회수하는 것이 바람직하다. 그러나, 배가스 내에 함유된 오염물질이 폐열회수 열교환기의 전열면에 부착되는 파울링 현상이 발생될 수 있으며, 이에 따라, 열교환기의 성능이 저하되며, 더욱 심한 경우, 배가스 유로를 막아서 열교환 공정의 가동이 어렵게 된다. In various industrial processes, high-temperature flue gas containing a large amount of pollutants is discharged into the atmosphere, and enormous energy is wasted. In this case, it is preferable to use a waste heat recovery heat exchanger to recover high-temperature exhaust gas waste heat in order to save energy. However, a fouling phenomenon may occur in which contaminants contained in the exhaust gas are attached to the heat transfer surface of the waste heat recovery heat exchanger, and accordingly, the performance of the heat exchanger is deteriorated. operation becomes difficult.

종래의 연소 배가스의 폐열회수를 위하여 물 유동층 열교환기를 사용하여, 고온의 부식성 배가스에 함유된 수증기의 응축 잠열과 현열을 회수하였다. For waste heat recovery of conventional combustion flue gas, a water fluidized bed heat exchanger was used to recover latent heat of condensation and sensible heat of water vapor contained in high-temperature corrosive flue gas.

도 1은 종래 물 유동층 열교환기의 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물 유동층 열교환기는, 사각동체(1)의 내저부에 설치된 열교환 전열관(2)의 저면에 다공판(3)을 설치하고 사각동체(1)의 상부에는 물방울 제거필터(4)가 설치되어 있다.1 is a cross-sectional view of a conventional water fluidized bed heat exchanger. As shown in FIG. 1 , the water fluidized bed heat exchanger has a perforated plate 3 installed on the bottom surface of the heat exchange heat pipe 2 installed on the inner bottom of the rectangular body 1 and a water droplet removal filter is installed on the top of the rectangular body 1 . (4) is installed.

또한, 사각동체(1)의 일측으로 배기가스 유도통로(5)가 형성되게 배기유입구(6)를 갖은 사각외동체(1a)를 설치하여 다공판(3)의 저면에서 점차 경사진 배기가스 유도통로(5a)를 이루도록 사각외동체(1a)의 저면판(1b)을 경사지게 형성하되 사각외동체(1a)와 저면판(1b)의 연접부를 도 1에서와 같이 각이 지게 연접되어 있다.In addition, a rectangular outer body 1a having an exhaust inlet 6 is installed so that an exhaust gas induction passage 5 is formed on one side of the rectangular body 1 to induce an exhaust gas gradually inclined from the bottom of the perforated plate 3 The bottom plate 1b of the rectangular outer body 1a is formed to be inclined to form the passage 5a, but the joint of the rectangular outer body 1a and the bottom plate 1b is connected at an angle as in FIG. 1 .

그리고 사각동체(1)의 상부 일측에 자동조절밸브(7)를 설치한 급수관(7a)을 연관시켜 이 급수관(7a)을 통하여 적당량의 물을 공급시키면 보일러 가동 중지시에는 다공판(3)을 통하여 배기가스 유도통로(5)(5a)와 사각동체(1)의 저면에 모여 있다가 보일러 가동시에는 공급되는 배기가스 압력에 의하여 다공판(3)을 통하여 사각동체(1)의 내부로 유입되어 열교환 전열관(2) 사이에서 물 유동층을 형성하게 된다. 또한, 사각외동체(1a)의 상부에는 배기가스 배출구(8)와 연통되게 배기가스 바이패스(by-pass)관(9)을 설치하여 고온의 배기가스 일부가 바이패스관(9)을 통하여 배기가스 배출구(8)로 유입되어 물방울 제거필터(4)를 통과하여 나오는 냉각된 수분 포화상태의 배기가스와 혼합되므로 수분이 포화된 배기가스는 재가열되어 배기가스 배출구(8) 이후의 연도에서는 배기가스의 냉각으로 인한 수분의 응축현상을 방지할 수 있는 구성을 기재하고 있다.And when an appropriate amount of water is supplied through the water supply pipe 7a in connection with the water supply pipe 7a having the automatic control valve 7 installed on one side of the upper side of the rectangular body 1, the perforated plate 3 is installed when the boiler is stopped. The exhaust gas guide passages (5) (5a) and the bottom surface of the square body (1) are gathered through the exhaust gas pressure when the boiler is operating, and it flows into the inside of the square body (1) through the perforated plate (3) by the pressure of the exhaust gas. Thus, a fluidized bed of water is formed between the heat exchange heat transfer tubes (2). In addition, an exhaust gas bypass (by-pass) pipe (9) is installed on the upper portion of the rectangular outer body (1a) to communicate with the exhaust gas outlet (8), so that a portion of the high temperature exhaust gas is passed through the bypass pipe (9) Since it flows into the exhaust gas outlet 8 and is mixed with the cooled water-saturated exhaust gas coming out through the water drop removal filter 4, the water-saturated exhaust gas is reheated and exhausted in the exhaust gas outlet 8 and subsequent years. It describes a configuration that can prevent condensation of moisture due to cooling of the gas.

즉, 종래에 사용하였던 물 유동층 열교환기의 경우, 배가스의 유로에 설치한 다공판의 상부에 물 유동층을 형성하고, 물유동층 내에 전열관 배열을 넣어, 수분을 다량 함유한 배가스의 현열과 수증기의 잠열을 동시에 회수하여, 전열관 내의 급수를 가열하여 폐열을 회수한다. 이 경우, 배가스내의 오염물질에 의한 파울링이 있는 경우에도, 열교환기 전열관의 표면에서의 물의 유동화로 인한 어느 정도 자체 청소 효과가 있어서, 효율적으로 이러한 파울링 문제를 어느 정도 해결할 수 있다.That is, in the case of the conventional water fluidized bed heat exchanger, a water fluidized bed is formed on the upper part of the perforated plate installed in the flue gas flow path, and heat transfer tubes are placed in the water fluidized bed, so that the sensible heat of the exhaust gas containing a large amount of moisture and the latent heat of water vapor , and heat the feed water in the heat transfer tube to recover waste heat. In this case, even when there is fouling due to contaminants in the exhaust gas, there is a self-cleaning effect to some extent due to the fluidization of water on the surface of the heat exchanger tube, so that this fouling problem can be effectively solved to some extent.

그러나, 산업체의 건조기 및 소각로 등에서 배출되는 배가스에는 공정에 따라 다양한 오염물질이 포함되어 있다. 기존의 물 유동층 열교환기를 사용하여, 이러한 파울링 문제를 어느 정도 해결하였으나, 일부 배가스 오염문제가 매우 극심한 경우, 이러한 물유동층 열교환기에서의 파울링에 의한 전열면에의 분진부착이 계속 증가하게 된다. 열교환기의 성능이 급격하게 저하되고, 배가스의 유로가 점점 좁아지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 열교환기의 유지 관리를 위하여 열교환기를 정지하고 주기적인 인력을 사용한 열교환기 청소작업이 필요하다. However, flue gas discharged from industrial dryers and incinerators contains various pollutants depending on the process. By using the existing water fluidized bed heat exchanger, this fouling problem has been solved to some extent, but when some flue gas contamination problems are very severe, the dust adhesion to the heat transfer surface due to fouling in this water fluidized bed heat exchanger continues to increase. . The performance of the heat exchanger is rapidly deteriorated, and a problem in which the flow path of the exhaust gas is gradually narrowed may occur. Accordingly, for maintenance of the heat exchanger, it is necessary to stop the heat exchanger and periodically clean the heat exchanger using manpower.

대한민국 등록특허 제1118509호Republic of Korea Patent No. 1118509 대한민국 등록특허 제0242226호Republic of Korea Patent No. 0242226 대한민국 등록특허 제0578109호Republic of Korea Patent No. 0578109 대한민국 등록특허 제0213303호Republic of Korea Patent No. 0213303 대한민국 공개특허 제2013-0096317호Republic of Korea Patent Publication No. 2013-0096317 대한민국 등록특허 제1715488호Republic of Korea Patent No. 1715488

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 물 유동층 열교환기의 자체 청소성능을 크게 증대시켜, 오염이 극심한 경우의 열교환기의 파울링 문제를 해결할 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and according to an embodiment of the present invention, the self-cleaning performance of the water fluidized bed heat exchanger is greatly increased, and the fouling problem of the heat exchanger in the case of severe contamination An object of the present invention is to provide a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object that can solve the problem.

본 발명의 실시예에 따르면, 물 유동층 열교환기의 전열관 사이에 고형물체를 넣고, 열교환기를 가동하는 경우, 고형물체가 유동층 내에서 이동하면서 전열관의 표면과 충돌함으로써, 전열관 표면에 부착된 분진을 제거하고, 전열관의 표면을 깨끗하게 유지하며, 이에 따라, 열교환기에서의 파울링 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, when a solid object is put between the heat transfer tubes of the water fluidized bed heat exchanger and the heat exchanger is operated, the solid object moves in the fluidized bed and collides with the surface of the heat transfer tube, thereby removing the dust attached to the surface of the heat transfer tube, , It is an object of the present invention to provide a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, which keeps the surface of the heat pipe clean, and thus can solve the fouling problem in the heat exchanger more efficiently.

본 발명의 실시예에 따르면, 열교환기의 성능이 파울링에 따라 감소하는 것을 방지하여, 열교환기의 성능이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 주기적으로 열교환기의 가동을 중지한 인력을 사용한 청소작업이 필요 없게 되어, 열교환공정의 생산성을 향상시키고, 유지관리비용이 절감될 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the performance of the heat exchanger from being reduced due to fouling, thereby preventing the performance of the heat exchanger from being reduced, and cleaning work using the manpower who periodically stops the operation of the heat exchanger It is an object of the present invention to provide a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, in which this is not necessary, the productivity of the heat exchange process can be improved, and the maintenance cost can be reduced.

본 발명의 실시예에 따르면, 고형물체의 크기가 아주 작거나, 또는 표면이 둥근 경우, 고형물체와 전열관의 충돌 시의 부착분진의 청소성능이 저하되기 때문에 본 발명에서는 고형물체의 개수와 크기 및 형상을 조절하여, 어느 정도 고형물체의 청소 성능을 적절하게 조절할 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. According to the embodiment of the present invention, when the size of the solid object is very small or the surface is round, the cleaning performance of the attached dust at the time of the collision of the solid object and the heat pipe is reduced. An object of the present invention is to provide a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, which can appropriately control the cleaning performance of the solid object to some extent by adjusting the shape.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 열교환기의 파울링이 극심한 경우, 기존의 물 유동층 열교환기에서 전열관 사이의 공간을 확대하고, 물 유동층 내에 다수의 고형물체를 투입하여, 다공판의 구멍을 고속으로 통과하는 분출류에 의하여 상승하고, 자체 중량에 의하여 하강하며, 유동층 내에서 비교적 자유롭게 유동화되며, 이러한 고형물체는 전열관 표면, 다공판, 그리고 철망과 충돌하며, 또한 고형물체 끼지 서로 충돌하여 열교환기의 유동층 내의 배가스 접촉면에서 오염물질이 부착되는 것을 방지하여, 열교환기의 청소 성능을 크게 증대시켜, 열교환기의 극심한 파울링 문제를 효과적으로 해결할 수 있는, 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다. And, according to the embodiment of the present invention, when the fouling of the heat exchanger is severe, the space between the heat transfer tubes in the existing water fluidized bed heat exchanger is expanded, and a plurality of solid objects are put into the water fluidized bed, and the hole of the perforated plate is closed at high speed. It rises by a jet stream passing through To provide a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, which can effectively solve the severe fouling problem of the heat exchanger by preventing contaminants from adhering to the contact surface of the exhaust gas in the fluidized bed of There is a purpose.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood

본 발명의 목적은, 물 유동층 열교환기에 있어서, 산업공정에서 발생된 배가스가 유입되는 배가스 유입구와, 타단에 냉각된 배가스가 배출되는 배가스 배출구를 갖는 열교환기 본체; 상기 본체 내에 구비되며, 유입된 배가스가 통과되는 다공판과, 상기 다공판 상부측에 물 유동층으로 구성되며, 상기 물 유동층 내에 구비되어 내부로 급수가 유입되는 다수의 전열관으로 구성되는 전열관 어레이가 침지되며 상기 배가스의 응축잠열과 현열을 흡수하여 상기 급수를 가열하고, 상기 물 유동층 상부에 매쉬부재를 갖는 물 유동층 유닛; 및 상기 물 유동층에 위치되며, 물의 유동화로 인하여 상기 전열관 사이공간 내에서 유동하며, 상기 전열관 표면과 충돌하여 상기 전열관 표면의 오염물질을 제거하는 고형물체;를 포함하고, 상기 물 유동층 유닛을 통과한 배가스는 상기 배가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기로서 달성될 수 있다. An object of the present invention is a water fluidized bed heat exchanger, comprising: a heat exchanger body having an exhaust gas inlet through which exhaust gas generated in an industrial process is introduced, and an exhaust gas outlet through which cooled exhaust gas is discharged at the other end; The heat transfer tube array is provided in the main body and is composed of a perforated plate through which the introduced exhaust gas passes, and a fluidized bed of water on the upper side of the perforated plate, and a plurality of heat transfer tubes provided in the fluidized bed and flowing into the inside of the water are immersed. and a water fluidized bed unit for heating the feed water by absorbing the latent condensation heat and sensible heat of the exhaust gas, and having a mesh member on the water fluidized bed; and a solid object positioned in the water fluidized bed, flowing in the space between the heat transfer tubes due to fluidization of water, and collide with the surface of the heat transfer tube to remove contaminants from the surface of the heat transfer tube; The exhaust gas can be achieved as a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, characterized in that it is discharged to the exhaust gas outlet.

그리고 상기 고형물체는 상기 전열관 사이공간 내에서 유동하며, 상기 오염물질이 상기 전열관 표면, 상기 다공판 및 상기 매쉬부재 표면에 부착되는 것을 방지하고, 상기 고형물체는 모서리 부분을 갖는 다면체로서, 상기 고형물체의 크기, 질량, 충돌속도 및 충돌횟수에 따라 상기 열교환기의 청소성능을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. and the solid object flows in the space between the heat transfer tubes, and prevents the contaminants from adhering to the surface of the heat transfer tube, the perforated plate and the mesh member, and the solid object is a polyhedron having corners, wherein the solid It may be characterized in that the cleaning performance of the heat exchanger is adjusted according to the size, mass, collision speed, and number of collisions of the object.

또한, 상기 고형물체의 크기는 5 ~ 20mm이고, 상기 다공판의 천공크기와 상기 매쉬부재의 구멍크기보다 크며, 유효밀도는 0.5 ~ 2.0 g/cm3이며, 상기 전열관의 사이간격은 15 ~ 30mm인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the size of the solid object is 5 to 20 mm, larger than the perforated size of the perforated plate and the hole size of the mesh member, the effective density is 0.5 to 2.0 g/cm 3 , and the interval between the heat transfer tubes is 15 to 30 mm It may be characterized as being

그리고 내부에 세정수가 저장되는 세정수탱크와, 세정수탱크의 세정수 공급부와 상기 본체 상단 일측에 구비되는 세정수 유입구 사이에 연결된 세정수배관과, 상기 세정수배관 일측에 구비되어 상기 세정수탱크 내의 세정수를 상기 본체 내 상기 물 유동층 유닛 상부로 유입시키는 세정수펌프와, 상기 본체 상부 일측에 구비되는 오버플로우 배출구와, 상기 오버플로우 배출구와 상기 세정수 탱크의 오버플로우 유입관 사이에 연결된 오버플로우관을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a washing water tank in which washing water is stored, a washing water pipe connected between the washing water supply part of the washing water tank and the washing water inlet provided on one side of the upper end of the main body, and the washing water tank provided on one side of the washing water pipe A washing water pump for introducing the washing water in the body into the upper portion of the fluidized bed unit in the body, an overflow outlet provided on one side of the upper body of the body, and an overflow connected between the overflow outlet and an overflow inlet pipe of the washing water tank It may be characterized by including a flow tube.

또한 상기 세정수탱크 하부 일측에 구비되어 상기 세정수 탱크 내의 오염수를 배출시키는 드레인 배관과, 상기 드레인 배관 일측에 구비된 드레인 밸브와, 상기 세정수펌프를 제어하여 상기 물 유동층 유닛의 수위를 조절하고, 상기 드레인 밸브를 제어하여 상기 오염수 배출을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a drain pipe provided at one lower side of the washing water tank to discharge contaminated water in the washing water tank, a drain valve provided at one side of the drain pipe, and the washing water pump are controlled to adjust the water level of the water fluidized bed unit and a control unit controlling the drain valve to control discharge of the polluted water.

본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 물 유동층 열교환기의 자체 청소성능을 크게 증대시켜, 오염이 극심한 경우의 열교환기의 파울링 문제를 해결할 수 있는 효과를 갖는다. According to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, the self-cleaning performance of the water fluidized bed heat exchanger is greatly increased, thereby solving the fouling problem of the heat exchanger when the contamination is severe. .

본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 물 유동층 열교환기의 전열관 사이에 고형물체를 넣고, 열교환기를 가동하는 경우, 고형물체가 유동층 내에서 이동하면서 전열관의 표면과 충돌함으로써, 전열관 표면에 부착된 분진을 제거하고, 전열관의 표면을 깨끗하게 유지하며, 이에 따라, 열교환기에서의 파울링 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있는 효과를 갖는다. According to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, when a solid object is put between the heat transfer tubes of the water fluidized bed heat exchanger and the heat exchanger is operated, the solid object moves in the fluidized bed and collides with the surface of the heat transfer tube By doing so, the dust adhering to the surface of the heat transfer tube is removed, the surface of the heat transfer tube is kept clean, and thus, the fouling problem in the heat exchanger can be more efficiently solved.

본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 열교환기의 성능이 파울링에 따라 감소하는 것을 방지하여, 열교환기의 성능이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 주기적으로 열교환기의 가동을 중지한 인력을 사용한 청소작업이 필요 없게 되어, 열교환공정의 생산성을 향상시키고, 유지관리비용이 절감될 수 있는 효과를 갖는다. According to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent the performance of the heat exchanger from decreasing due to fouling, thereby preventing the performance of the heat exchanger from being reduced, and to periodically heat exchange There is no need for cleaning using the manpower who stopped the operation of the machine, so the productivity of the heat exchange process can be improved and the maintenance cost can be reduced.

본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 고형물체의 크기가 아주 작거나, 또는 표면이 둥근 경우, 고형물체와 전열관의 충돌 시의 부착분진의 청소성능이 저하되기 때문에 본 발명에서는 고형물체의 개수와 크기 및 형상을 조절하여, 어느 정도 고형물체의 청소 성능을 적절하게 조절할 수 있는 효과를 갖는다. According to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, when the size of the solid object is very small or the surface is round, the cleaning performance of the attached dust when the solid object and the heat transfer tube collide is reduced. Therefore, in the present invention, by adjusting the number, size and shape of the solid object, it has the effect of appropriately adjusting the cleaning performance of the solid object to some extent.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 물 유동층 내에 다수의 고형물체를 투입하여, 다공판의 구멍을 고속으로 통과하는 분출류에 의하여 상승하고, 자체 중량에 의하여 하강하며, 유동층 내에서 비교적 자유롭게 유동화되며, 이러한 고형물체는 전열관 표면, 다공판, 그리고 철망과 충돌하며, 또한 고형물체 끼지 서로 충돌하여 열교환기의 유동층 내의 배가스 접촉면에서 오염물질이 부착되는 것을 방지하여, 열교환기의 청소 성능을 크게 증대시켜, 열교환기의 극심한 파울링 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 효과를 갖는다. And, according to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, a plurality of solid objects are put into the water fluidized bed, and it rises by the jet flow passing through the hole of the perforated plate at high speed, and is adjusted to its own weight. and is relatively freely fluidized in the fluidized bed, and these solid objects collide with the surface of the heat transfer tube, the perforated plate, and the wire mesh, and also prevent the contaminants from adhering to the contact surface of the exhaust gas in the fluidized bed of the heat exchanger by colliding with each other. Thus, the cleaning performance of the heat exchanger is greatly increased, and thus the extreme fouling problem of the heat exchanger can be effectively solved.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기에 따르면, 열교환기의 파울링이 극심한 경우, 기존의 물 유동층 열교환기에서 전열관 사이의 공간을 확대하고, 물 유동층 내에 다수의 고형물체를 투입하여, 다공판의 구멍을 고속으로 통과하는 분출류에 의하여 상승하고, 자체 중량에 의하여 하강하며, 유동층 내에서 비교적 자유롭게 유동화되며, 이러한 고형물체는 전열관 표면, 다공판, 그리고 철망과 충돌하며, 또한 고형물체 끼지 서로 충돌하여 열교환기의 유동층 내의 배가스 접촉면에서 오염물질이 부착되는 것을 방지하여, 열교환기의 청소 성능을 크게 증대시켜, 열교환기의 극심한 파울링 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 효과를 갖는다. And, according to the self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to the embodiment of the present invention, when the fouling of the heat exchanger is severe, the space between the heat transfer tubes in the existing water fluidized bed heat exchanger is expanded, and a plurality of solids are formed in the water fluidized bed. When an object is put in, it rises by the jet flow passing through the hole of the perforated plate at high speed, descends by its own weight, and is relatively freely fluidized in the fluidized bed, and this solid object collides with the surface of the heat transfer tube, the perforated plate, and the wire mesh. In addition, it prevents contaminants from adhering to the contact surface of the exhaust gas in the fluidized bed of the heat exchanger by colliding with each other to greatly increase the cleaning performance of the heat exchanger, thereby effectively solving the severe fouling problem of the heat exchanger. have

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 물 유동층 열교환기의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기의 구성도,
도 3은 배가스 흐름과, 급수 흐름, 세정수 흐름을 나타낸, 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so that the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1 is a cross-sectional view of a conventional water fluidized bed heat exchanger;
2 is a block diagram of a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention;
3 is a configuration diagram of a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, showing an exhaust gas flow, a feed water flow, and a washing water flow;
4 is a block diagram illustrating a signal flow of a control unit according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it may be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the present invention in describing the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기의 구성, 기능 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기의 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 배가스 흐름과, 급수 흐름, 세정수 흐름을 나타낸, 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기의 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration, function and operation method of a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention will be described. First, FIG. 2 shows the configuration of a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 3 shows a configuration diagram of a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object according to an embodiment of the present invention, showing an exhaust gas flow, a feed water flow, and a washing water flow. 4 is a block diagram illustrating a signal flow of a control unit according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기(100)는, 전체적으로 열교환기 본체(10), 열교환기 본체(10) 내에 구비되는 물 유동층 유닛(20), 물 유동층 유닛(20) 내에 유동화되는 복수의 고형물체(30), 세정수 탱크(40) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 2 and 3, the self-cleaning fluidized bed heat exchanger 100 using a solid object according to an embodiment of the present invention is provided in the heat exchanger body 10 and the heat exchanger body 10 as a whole. It can be seen that the water fluidized bed unit 20, a plurality of solid objects 30 fluidized in the water fluidized bed unit 20, the washing water tank 40, and the like are included.

열교환기 본체(10)는, 하단 측면 일측에 산업공정에서 발생된 배가스가 유입되는 배가스 유입구(11)가 구비되며, 상단에 냉각된 배가스가 배출되는 배가스 배출구(13)를 포함하여 구성된다. The heat exchanger body 10 is provided with an exhaust gas inlet 11 through which the exhaust gas generated in the industrial process is introduced on one side of the lower side, and includes an exhaust gas outlet 13 through which the cooled exhaust gas is discharged at the upper end.

그리고 물 유동층 유닛(20)은 본체(10) 내에 구비되며, 유입된 배가스가 통과되는 다공판(22)과, 다공판 상부측에 물 유동층(21)으로 구성된다. 또한, 이러한 물 유동층(21) 내에 구비되어 내부로 급수가 유입되는 다수의 전열관(23)으로 구성되는 전열관 어레이가 침지된다.And the water fluidized bed unit 20 is provided in the main body 10, and is composed of a perforated plate 22 through which the introduced exhaust gas passes, and a water fluidized bed 21 on the upper side of the perforated plate. In addition, the heat pipe array, which is provided in the water fluidized bed 21 and includes a plurality of heat pipe 23 into which water is introduced, is immersed.

따라서 배가스의 응축잠열과 현열을 흡수하여 전열관(23) 내의 급수가 가열되고 배가스는 냉각되게 된다. 또한, 물 유동층(21) 상부에 철망(24) 등으로 구성된 매쉬부재가 설치되게 된다. 또한, 전열관(23) 입구 측에는 급수펌프(25)가 구비되어 공급되는 급수의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 배가스 유입구(11) 전단에 송풍기 등의 배가스 공급수단(12)이 구비되어 유입되는 배가스의 유량을 조절할 수 있다. Accordingly, by absorbing the latent heat of condensation and sensible heat of the exhaust gas, the feed water in the heat transfer tube 23 is heated and the exhaust gas is cooled. In addition, a mesh member composed of a wire mesh 24 or the like is installed on the water fluidized bed 21 . In addition, a water supply pump 25 is provided at the inlet side of the heat transfer tube 23 to control the flow rate of the supplied water. In addition, the exhaust gas supply means 12, such as a blower, is provided at the front end of the exhaust gas inlet 11 to control the flow rate of the inflow exhaust gas.

본 발명의 실시예에서는 물 유동층 열교환기(100)의 전열관(23) 어레이의 전열관(23) 사이의 간격을 증대시키고, 전열관(23) 사이의 공간에 다수의 고형물체(30) 들을 넣고, 고형물체(30)가 물의 유동화에 따라 이동하며, 전열관(23) 표면, 다공판(22) 및 철망(24) 표면과 충돌하여, 오염물질이 부착되는 것을 막아 파울링을 방지할 수 있도록 구성된다. In the embodiment of the present invention, the interval between the heat transfer tubes 23 of the heat transfer tube 23 array of the water fluidized bed heat exchanger 100 is increased, and a plurality of solid objects 30 are placed in the space between the heat transfer tubes 23 , and the solid The object 30 moves according to the fluidization of water, collides with the surface of the heat transfer tube 23 , the perforated plate 22 , and the wire mesh 24 , and prevents the contaminants from adhering to it to prevent fouling.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고형물체(30)는 모서리 부분을 갖는 다면체로서, 고형물체(30)의 크기, 질량, 충돌속도 및 충돌회수에 따라 열교환기의 청소성능을 조절할 수 있다. In addition, the solid object 30 according to the embodiment of the present invention is a polyhedron having corners, and the cleaning performance of the heat exchanger can be adjusted according to the size, mass, collision speed and number of collisions of the solid object 30 .

본 발명의 실시예에 따른 고형물체(30)의 모양은 모서리 부분을 갖고 있는 다면체이며, 크기는 5mm ~ 20mm 정도이며, 이것은 고형물체(30)의 크기가 너무 작은 경우, 전열면과의 충돌에 의한 오염물질의 제거 효과가 적기 때문이다. The shape of the solid object 30 according to the embodiment of the present invention is a polyhedron having corners, and the size is about 5 mm to 20 mm, which is a case in which the size of the solid object 30 is too small. This is because the effect of removing contaminants by

이에 적합한 전열관(23)의 사이의 간격은 대략 15mm ~ 30mm 정도이다. 또한 고형물체(30)의 물 유동층(21) 내에서의 유동화를 위하여 고형물체(30)의 유효밀도는 대략 0.5 g/cm3 ~ 2.0 g/cm3 정도의 범위에 있다.The interval between the heat transfer tubes 23 suitable for this is about 15 mm to 30 mm. In addition, for the fluidization of the solid object 30 in the water fluidized bed 21 , the effective density of the solid object 30 is in the range of approximately 0.5 g/cm 3 to 2.0 g/cm 3 .

또한, 고형물체(30)가 다공판(22)의 천공크기를 통하여 하부로 배출되지 않도록 다공판(22)의 천공의 크기를 고형물체보다 작게 유지한다.In addition, the size of the perforation of the perforated plate 22 is maintained smaller than that of the solid object so that the solid object 30 is not discharged downward through the size of the perforation of the perforated plate 22 .

그리고 고형물체(30)가 물 유동층(21) 높이보다 높게 되는 경우, 유동층의 오버플로우 배출구(15)를 통하여 유동층 밖으로 배출되는 것을 막기 위해, 구멍의 크기가 고형물체(30)보다 작은 철망을 전열관(23) 배열의 상부에 설치한다.And when the solid object 30 is higher than the height of the water fluidized bed 21, in order to prevent it from being discharged out of the fluidized bed through the overflow outlet 15 of the fluidized bed, a wire mesh having a smaller hole size than the solid object 30 is installed in the heat transfer tube. (23) Install at the top of the array.

본 발명의 실시예에 따르면, 오염물질이 다량으로 포함된 고온 배가스가 열교환기 본체(10)의 배가스 유입구(11)로 유입된다. 열교환기 본체(10)의 배가스 수직 유로에 유동층의 다공판(22)이 있으며, 열교환기로 유입된 배가스는 다공판(22)의 구멍을 통과하여 상부로 올라간다. According to the embodiment of the present invention, high-temperature exhaust gas containing a large amount of pollutants is introduced into the exhaust gas inlet 11 of the heat exchanger body 10 . There is a perforated plate 22 of the fluidized bed in the exhaust gas vertical flow path of the heat exchanger body 10 , and the exhaust gas introduced into the heat exchanger passes through the hole of the perforated plate 22 and rises upward.

이에 따라, 다공판(22)의 상부에 물 유동층(21)이 형성되고, 물 유동층(21) 내에 열교환기의 전열관(23) 어레이가 설치되어 있다. 그리고 전열관(23) 어레이 상부에는 고형물체(30)가 통과하지 못하도록 구멍이 고형물체 크기보다 작은 철망(24)이 설치되어 있다. Accordingly, a fluidized water bed 21 is formed on the upper portion of the perforated plate 22 , and an array of heat transfer tubes 23 of a heat exchanger is installed in the fluidized water bed 21 . In addition, a wire mesh 24 with a hole smaller than the size of the solid object is installed on the upper portion of the heat transfer tube 23 array to prevent the solid object 30 from passing therethrough.

전열관(23) 사이의 공간에 다수의 청소용 고형물체(30)가 투입되고, 청소용 고형물체(30)들은 물의 유동화로 인하여 전열관(23) 배열 사이의 공간 내에서 비교적 자유롭게 이동하며, 전열관(23)의 표면과 충돌한다. A plurality of cleaning solid objects 30 are put into the space between the heat transfer tubes 23, and the cleaning solid objects 30 move relatively freely in the space between the heat transfer tubes 23 arrangement due to the fluidization of water, and the heat transfer tubes 23 collides with the surface of

또한 고형물체(30)는 하부로는 다공판(22)과 충돌하며, 상부로는 철망(24)과 충돌한다. 그리고 고형물체(30)끼리 서로 충돌한다. 이에 따라, 전열관(23) 어레이 내의 전열면, 다공판(22) 그리고 철망(24)의 표면에 배가스에 함유된 오염물질이 부착되는 것을 방지하여, 파울링 문제를 해결할 수 있다. In addition, the solid object 30 collides with the perforated plate 22 in the lower part, and collides with the wire mesh 24 in the upper part. And the solid objects 30 collide with each other. Accordingly, it is possible to prevent the contaminants contained in the exhaust gas from adhering to the surface of the heat transfer surface, the perforated plate 22 and the wire mesh 24 in the heat transfer tube 23 array, thereby solving the fouling problem.

이 경우, 전열면은 어느 정도 질량이 있는 고형물체(30)의 모서리 부분과 충돌하게 되며, 이에 따라 고형물체(30)의 크기 및 질량 그리고 충돌속도와 횟수에 따라, 충돌에 의한 열교환기의 청소 성능을 조절할 수 있다.In this case, the heat transfer surface collides with the edge portion of the solid object 30 having a certain mass, and according to the size and mass of the solid object 30, and the collision speed and number of times, cleaning of the heat exchanger by collision performance can be adjusted.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 세정수가 저장되는 세정수탱크(40)와, 세정수탱크(40)의 세정수 공급부(41)와 본체(10) 상단 일측에 구비되는 세정수 유입구(14) 사이에 연결된 세정수배관(42)과, 세정수배관(42) 일측에 구비되어 세정수탱크(40) 내의 세정수를 본체(10) 내 물 유동층 유닛(20) 상부로 유입시키는 세정수펌프(43)를 포함하고 있음을 알 수 있다. And as shown in FIGS. 2 and 3, the self-cleaning fluidized bed heat exchanger 100 using a solid object according to an embodiment of the present invention includes a washing water tank 40 in which washing water is stored, and a washing water tank. A washing water pipe 42 connected between the washing water supply part 41 of 40 and the washing water inlet 14 provided on one side of the upper end of the body 10, and a washing water tank provided on one side of the washing water pipe 42 It can be seen that the washing water pump 43 for introducing the washing water in the body 10 into the water fluidized bed unit 20 in the body 10 is included.

그리고 본체(10) 상부 일측에 구비되는 오버플로우 배출구(15)와, 이러한 오버플로우 배출구(15)와 세정수 탱크(40)의 오버플로우 유입관(44) 사이에 연결된 오버플로우관(16)을 포함하여 구성된다. And an overflow outlet 15 provided on one upper side of the body 10, and an overflow pipe 16 connected between the overflow outlet 15 and the overflow inlet pipe 44 of the washing water tank 40 consists of including

즉, 열교환기 본체(10)의 하부에 세정수탱크(40)가 있으며, 세정수탱크(40)의 측면 하부에 세정수배관(42)가 있으며, 세정수배관(42)은 세정수탱크(40)와 세정수펌프(43)가 연결되며, 세정수펌프(43)가 작동하면, 열교환기(100)의 물 유동층(21)의 상부 벽면의 세정수유입구(14)로 연결된 세정수배관(42)을 통하여 물 유동층(21)으로 세정수가 유입된다.That is, there is a washing water tank 40 in the lower part of the heat exchanger body 10, a washing water pipe 42 is located in the lower side of the washing water tank 40, and the washing water pipe 42 is a washing water tank ( 40) and the washing water pump 43 are connected, and when the washing water pump 43 operates, a washing water pipe ( The washing water flows into the water fluidized bed 21 through 42).

이로써, 열교환기 본체(10)에 형성된 물 유동층(21)의 높이가 올라가며, 열교환기 본체(10)의 벽면에 설치된 오버플로우관(16)을 통하여 하부의 세정수탱크(40)로 보내진다. 이에 따라, 물 유동층(21)의 높이는 오버플로우 배출구(15)의 높이로 비교적 일정하게 유지된다.Accordingly, the height of the fluidized bed 21 formed in the heat exchanger body 10 is increased, and is sent to the washing water tank 40 below through the overflow pipe 16 installed on the wall surface of the heat exchanger body 10 . Accordingly, the height of the water fluidized bed 21 is kept relatively constant as the height of the overflow outlet 15 .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 세정수탱크(40) 하부 일측에 구비되어 세정수탱크(40) 내의 오염수를 배출시키는 드레인 배관(44)과, 이러한 드레인 배관(44) 일측에 구비된 드레인 밸브(45), 및 보충수를 보충하기 위한 보충수 유입구(46)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다 In addition, as shown in FIGS. 2 and 3 , the self-cleaning fluidized bed heat exchanger 100 using a solid object according to an embodiment of the present invention is provided on one side of the lower side of the washing water tank 40 and the washing water tank 40 ) It can be seen that the drain pipe 44 for discharging the contaminated water, the drain valve 45 provided on one side of the drain pipe 44, and the make-up water inlet 46 for replenishing the make-up water are included. have

따라서 제어부(50)는 세정수펌프(40)를 제어하여 물 유동층 유닛(20)의 수위를 조절할 수 있다. 이때, 물 유동층(21)의 수위를 측정하는 제1수위센서(26)를 포함할 수도 있다. Accordingly, the controller 50 may control the washing water pump 40 to adjust the water level of the water fluidized bed unit 20 . In this case, a first water level sensor 26 for measuring the water level of the water fluidized bed 21 may be included.

그리고 제어부(50)는 드레인 밸브(45)를 제어하여 오염수 배출을 조절할 수 있다. 이때, 세정수 탱크(40) 내의 수위를 측정하는 제2수위센서(47)에서 측정된 값을 기반으로 할 수 있으며, 오염도 측정부(48)에 의해 오염도를 측정하여 측정값이 설정된 값을 초과하는 경우 드레인 밸브(45)를 개방하여 오염물질이 포함된 세정수 탱크(40) 내의 오염수를 배출하고, 보충수 유입구(46)를 통해 보충수를 공급할 수 있다. In addition, the control unit 50 may control the drain valve 45 to control the discharge of contaminated water. At this time, it may be based on the value measured by the second water level sensor 47 measuring the water level in the washing water tank 40 , and the measured value exceeds the set value by measuring the pollution level by the pollution level measuring unit 48 . In this case, the drain valve 45 is opened to discharge the contaminated water in the washing water tank 40 containing contaminants, and the make-up water can be supplied through the make-up water inlet 46 .

즉, 열교환기(100)가 가동하는 동안, 물 유동층(21)에서 포집되는 배가스 내의 오염물질이 축적되는 것을 줄이기 위하여 세정수 탱크(40)로 깨끗한 보충수가 보충되며, 세정수 탱크(40) 내의 오염물질을 함유한 세정수는 세정수 탱크(40)의 하단벽면에 설치된 드레인 배관(44)을 통하여 외부로 배출된다. That is, while the heat exchanger 100 is operating, clean make-up water is replenished to the washing water tank 40 in order to reduce the accumulation of contaminants in the flue gas collected in the water fluidized bed 21, and in the washing water tank 40 The washing water containing contaminants is discharged to the outside through the drain pipe 44 installed on the lower wall surface of the washing water tank 40 .

물 유동층(21)의 다공판(22)의 구멍을 통과한 오염물질을 함유한 배가스는 다공판(22) 상부에 형성된 물 유동층(21)을 통과하면서, 먼지와 산성 가스와 같은 오염물질이 제거되며, 전열관(23) 상부의 철망(24)을 통과하여, 열교환기 본체(10)의 상부에 있는 배가스 배출구(13)를 통하여 오염물질이 제거된 비교적 깨끗한 배가스가 밖으로 배출된다.The exhaust gas containing contaminants passing through the holes of the perforated plate 22 of the water fluidized bed 21 passes through the water fluidized bed 21 formed on the perforated plate 22, while contaminants such as dust and acid gas are removed. A relatively clean exhaust gas from which contaminants are removed is discharged through the wire mesh 24 at the top of the heat transfer tube 23 and through the exhaust gas outlet 13 at the upper portion of the heat exchanger body 10 .

고온 배가스가 다공판(22)의 구멍을 고속으로 통과하며, 다공판(22) 상부의 물을 유동화하며, 이에 따라 전열관(23) 표면에서의 열전달율이 크게 촉진되며, 고온 배가스의 현열과 배가스 내에 포함된 수증기의 응축 잠열까지 효율적으로 회수하여, 전열관(23) 내의 급수를 가열한다.The high-temperature exhaust gas passes through the hole of the perforated plate 22 at high speed, and the water on the upper part of the perforated plate 22 is fluidized, thereby greatly promoting the heat transfer rate on the surface of the heat transfer tube 23, and sensible heat of the high-temperature exhaust gas and in the exhaust gas. Even the latent heat of condensation of the contained water vapor is efficiently recovered, and the water supplied in the heat transfer tube 23 is heated.

물 유동층(21)의 물에 포집된 먼지와 같은 오염물질은 전열관(23) 표면에 부착되어 열교환기(100)의 파울링 문제를 발생시킨다. 이에 따라, 앞서 언급한 본 발명의 실시예에서는 물 유동층(21) 내에 다수의 고형물체(30)를 투입하여, 다공판(22)의 구멍을 고속으로 통과하는 분출류에 의하여 상승하고, 자체 중량에 의하여 하강하며, 유동층(21) 내에서 비교적 자유롭게 유동화되며, 이러한 고형물체(30)는 전열관(23) 표면, 다공판(22), 그리고 철망(24)과 충돌하며, 또한 고형물체(30)끼리 서로 충돌하여 열교환기의 유동층(21) 내의 배가스 접촉면에서 오염물질이 부착되는 것을 방지하여, 열교환기(100)의 청소 성능을 크게 증대시켜, 열교환기(100)의 극심한 파울링 문제를 효과적으로 해결할 수 있게 된다. Contaminants such as dust collected in the water of the water fluidized bed 21 are attached to the surface of the heat transfer tube 23 and cause a fouling problem of the heat exchanger 100 . Accordingly, in the above-mentioned embodiment of the present invention, a plurality of solid objects 30 are put in the water fluidized bed 21 , and they rise by the jet flow passing through the hole of the perforated plate 22 at high speed, and their own weight It descends by the and is relatively freely fluidized in the fluidized bed 21, and the solid object 30 collides with the surface of the heat transfer tube 23, the perforated plate 22, and the wire mesh 24, and also the solid object 30. By preventing contaminants from adhering to the contact surface of the exhaust gas in the fluidized bed 21 of the heat exchanger by colliding with each other, the cleaning performance of the heat exchanger 100 is greatly increased, thereby effectively solving the severe fouling problem of the heat exchanger 100 be able to

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.

1b:저면판
2:열교환 전열관
3:다공판
4:물방울 제거필터(데미스터)
5a,5b:배가스 유동통로
6:배기가스유입구
7:자동조절밸브
8:배기가스 배출구
9:바이패스관
10:열교환기 본체
11:배가스유입구
12:배가스공급수단
13:배가스배출구
14:세정수유입구
15:오버플로우 배출구
16:오버플로우관
20:물 유동층 유닛
21:물 유동층
22:다공판
23:전열관
24:철망
25:급수펌프
26:제1수위센서
30:고형물체
40:세정수탱크
41:세정수공급구
42:세정수배관
43:세정수펌프
44:드레인배관
45:드레인밸브
46:보충수유입구
47:제2수위센서
48:오염도측정부
50:제어부
100:고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기1b: base plate
2: heat exchange heat pipe
3: Perforated plate
4: Water drop removal filter (demister)
5a, 5b: flue gas flow path
6: Exhaust gas inlet
7: Automatic control valve
8: exhaust gas outlet
9: Bypass Hall
10: heat exchanger body
11: Exhaust gas inlet
12: exhaust gas supply means
13: exhaust gas outlet
14: Washing water inlet
15: overflow outlet
16: overflow pipe
20: water fluidized bed unit
21: water fluidized bed
22: perforated plate
23: heat pipe
24: wire mesh
25: water pump
26: first water level sensor
30: solid object
40: washing water tank
41: washing water supply port
42: washing water pipe
43: washing water pump
44: drain pipe
45: drain valve
46: replenishment water inlet
47: second water level sensor
48: pollution degree measurement unit
50: control unit
100: self-cleaning fluidized bed heat exchanger using solid objects

Claims (5)

물 유동층 열교환기에 있어서,
산업공정에서 발생된 배가스가 유입되는 배가스 유입구와, 타단에 냉각된 배가스가 배출되는 배가스 배출구를 갖는 열교환기 본체;
상기 본체 내에 구비되며, 유입된 배가스가 통과되는 다공판과, 상기 다공판 상부측에 물 유동층으로 구성되며, 상기 물 유동층 내에 구비되어 내부로 급수가 유입되는 다수의 전열관으로 구성되는 전열관 어레이가 침지되며 상기 배가스의 응축잠열과 현열을 흡수하여 상기 급수를 가열하고, 상기 물 유동층 상부에 매쉬부재를 갖는 물 유동층 유닛; 및
상기 물 유동층에 위치되며, 물의 유동화로 인하여 상기 전열관 사이공간 내에서 유동하며, 상기 전열관 표면과 충돌하여 상기 전열관 표면의 오염물질을 제거하는 고형물체;를 포함하고, 상기 물 유동층 유닛을 통과한 배가스는 상기 배가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기.
A water fluidized bed heat exchanger comprising:
a heat exchanger body having an exhaust gas inlet through which exhaust gas generated in an industrial process is introduced, and an exhaust gas outlet through which the cooled exhaust gas is discharged at the other end;
The heat transfer tube array is provided in the main body and includes a perforated plate through which the introduced exhaust gas passes, and a water fluidized bed on the upper side of the perforated plate, and a plurality of heat transfer tubes provided in the water fluidized bed and into which water supply is introduced is immersed. and a water fluidized bed unit for heating the feed water by absorbing the latent heat of condensation and sensible heat of the exhaust gas, and having a mesh member on the water fluidized bed; and
a solid object located in the water fluidized bed, flowing in the space between the heat transfer tubes due to fluidization of water, and collide with the surface of the heat transfer tube to remove contaminants from the surface of the heat transfer tube; and the exhaust gas passing through the water fluidized bed unit is a self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, characterized in that it is discharged to the exhaust gas outlet.
 제 1항에 있어서,
상기 고형물체는 상기 전열관 사이공간 내에서 유동하며, 상기 오염물질이 상기 전열관 표면, 상기 다공판 및 상기 매쉬부재 표면에 부착되는 것을 방지하고,
상기 고형물체는 모서리 부분을 갖는 다면체로서, 상기 고형물체의 크기, 질량, 충돌속도 및 충돌횟수에 따라 상기 열교환기의 청소성능을 조절하는 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기.
The method of claim 1,
The solid object flows in the space between the heat transfer tubes, and prevents the contaminants from adhering to the surface of the heat transfer tube, the perforated plate, and the surface of the mesh member;
The solid object is a polyhedron having corners, and the cleaning performance of the heat exchanger is adjusted according to the size, mass, collision speed and number of collisions of the solid object.
 제 2항에 있어서,
상기 고형물체의 크기는 5 ~ 20mm이고, 상기 다공판의 천공크기와 상기 매쉬부재의 구멍크기보다 크며, 유효밀도는 0.5 ~ 2.0 g/cm3이며,
상기 전열관의 사이간격은 15 ~ 30mm인 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기.
3. The method of claim 2,
The size of the solid object is 5 to 20 mm, and is larger than the hole size of the perforated plate and the hole size of the mesh member, and the effective density is 0.5 to 2.0 g/cm 3 ,
A self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, characterized in that the interval between the heat transfer tubes is 15 to 30 mm.
 제 2항에 있어서,
내부에 세정수가 저장되는 세정수탱크와, 세정수탱크의 세정수 공급부와 상기 본체 상단 일측에 구비되는 세정수 유입구 사이에 연결된 세정수배관과, 상기 세정수배관 일측에 구비되어 상기 세정수탱크 내의 세정수를 상기 본체 내 상기 물 유동층 유닛 상부로 유입시키는 세정수펌프와, 상기 본체 상부 일측에 구비되는 오버플로우 배출구와, 상기 오버플로우 배출구와 상기 세정수 탱크의 오버플로우 유입관 사이에 연결된 오버플로우관을 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기.
3. The method of claim 2,
A washing water tank in which washing water is stored, a washing water pipe connected between the washing water supply part of the washing water tank and a washing water inlet provided on one side of the upper end of the main body, and a washing water pipe provided on one side of the washing water tank A washing water pump for introducing washing water into the upper portion of the water fluidized bed unit in the main body, an overflow outlet provided on one side of the upper body of the main body, and an overflow connected between the overflow outlet and an overflow inlet pipe of the washing water tank A self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, characterized in that it comprises a tube.
 제 2항에 있어서,
상기 세정수탱크 하부 일측에 구비되어 상기 세정수 탱크 내의 오염수를 배출시키는 드레인 배관과, 상기 드레인 배관 일측에 구비된 드레인 밸브와, 상기 세정수펌프를 제어하여 상기 물 유동층 유닛의 수위를 조절하고, 상기 드레인 밸브를 제어하여 상기 오염수 배출을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기.
3. The method of claim 2,
A drain pipe provided at a lower side of the washing water tank to discharge contaminated water in the washing water tank, a drain valve provided at one side of the drain pipe, and the washing water pump are controlled to adjust the water level of the water fluidized bed unit, , A self-cleaning fluidized bed heat exchanger using a solid object, characterized in that it comprises a control unit for controlling the drain valve to control the discharge of the contaminated water.
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