KR20210151136A - 열 처리를 이용한 비-에너지 바이오콜의 제조를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20210151136A
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Abstract

본 발명은 본질적으로 톰슨 컨버터(Thompson Converter) 유형의 프로세스 공간(2)에 수납된 컨베이어 배열체(3)를 사용함으로써, 열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 프로세싱될 공급원료(x)는 이에 대해 폐쇄되어 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 컨베이어 배열체(3)로 프로세스 공간(2)으로 이송되며, 이에 의해, 프로세스 공간으로부터 컨베이어 배열체로의 열전달의 결과로 컨베이어 배열체(3) 내부측에 존재하는 프로세싱될 공급원료(x)로부터 생성된 열분해 가스(y)는 가스 연소를 위해 프로세스 공간에 포함된 연소 챔버(4)로 안내되며, 이에 의해 생성된 연도 가스(y')는 배출 배열체(5)를 통해 프로세스 공간으로부터 제거되고, 결과적인 비-에너지 바이오콜(x')은 추가의 프로세싱을 위해 컨베이어 배열체로부터 제거된다. 발생될 비-에너지 바이오콜(x')에 함유된 PAH 화합물들의 양은, 컨베이어 배열체(3)의 내부에 물(z)을 운반함으로써 수증기(z')에 의해 감소/제거되며, 상기 물은 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류로, 증기 유동(z')을 열분해 가스(y)와 공동으로 운반하기 위해, 컨베이어 배열체(3)의 배출 단부(II)로부터 컨베이어 배열체(3)의 내부로 안내된다.

Description

열 처리를 이용한 비-에너지 바이오콜의 제조를 위한 방법 및 장치
본 발명은 열 처리를 이용하여 비-에너지(non-energent), 즉, 예컨대 소위 탄소 싱크로서 기능하는 바이오콜(biocoal)을 제조하기 위한, 독립 청구항들의 전제부들에 제시된 바와 같은 방법 및 장치에 관한 것이다.
전통적인 톰슨 컨버터(Thompson Converter) 유형 장치의 사용은, 장치에 포함된 프로세스 공간에 존재하는 하나 이상의 스크류 컨베이어들(screw conveyors)에 프로세싱될 공급원료(to-be-processed feedstock)를 공급하는 것에 기반하며, 프로세싱될 공급원료는 동시에 간접적으로 가열되면서 프로세스 공간의 길이 방향으로 상기 컨베이어/들에 의해 운반된다. 컨베이어들로부터 프로세싱될 공급원료로 열을 전달함으로써 탄화된(carbonized), 컨베이어들 내부측의 공급원료는, 탄화된 공급원료를 프로세스 공간 밖으로 운송하는 수집 컨베이어 상으로 컨베이어들의 제2 단부로부터 배출된다. 그러한 해법에서, 스크류 컨베이어들 내부측에서 생성된 열분해 가스(pyrolysis gas)는, 전통적으로 스크류 컨베이어들의 배출 단부로부터 수집 챔버로 그리고 그로부터 더 나아가 연결 도관을 따라 연소를 위한 스크류 컨베이어 공간 아래의 연소로(combustion furnace)로 프로세싱될 공급원료와 함께 그리고 공급원료의 진행 방향으로 이동한다. 연도 가스(Flue gas)는 연소로로부터 스크류 컨베이어 공간으로 배출되며, 연도 가스에 포함된 열은 배출 유닛을 통해 프로세스 공간으로부터 제거되기 전에 대류 열 전달(convective heat transfer)에 의해 스크류 컨베이어들로 운송된다.
논의된 유형의 장치를 활성화시키는 것은, 열분해 가스가 연소될 수 있게 하기 위한 실제 탄화 프로세스를 시작하기 전에, 그리고 그후에 프로세스가 소위 자기-유지 방식(self-sustaining manner)으로 기능할 수 있도록 충분히 고온으로 연소로 전체가, 예컨대 내부에서 가연성 고체 연료를 이용하여 가열될 것을 요구한다. 따라서, 논의된 해법은, 특히 초기 시동(initial startup)의 관점에서 힘들고 느리다.
전술한 유형의 해법들은, 예컨대, 보조 화염을 유지하기 위한 등유 버너(kerosene burner)가 연소로에 제공되는 이러한 구현들에서 현재 또한 이용 가능하며, 하나의 추가의 구현은 스크류 컨베이어 배열체의 진행 방향과 반대 방향으로 이송되는 열분해 가스가 전술된 버너 화염으로 연소되게 연소로 내로 안내되도록 하는 것이다.
전술한 유형의 장비들의 세트들에서 현재 가장 주목할만한 단점은, 스크류 컨베이어들의 가열에 적용되는 간접 또는 대류 열 전달의 결과로서, 그의 적당한 "체적 효율(volume efficiency) [W/m3]"이다. 무엇보다, 이는 실제 연속 탄화 프로세스가 시작될 수 있기 전에 장치에 대한 냉간 시동 시간을 상당히 연장시킨다. 다른 한편으로, 하나의 본질적인 단점은, 노 공간의 예열(preheating)은 상당히 긴 시간 기간 동안 고체 연료를 사용하거나, 그렇지 않으면 열분해 가스가 연소되는 것을 가능하게 하기 위해 별도의 연료로 발생되는 보조 화염의 연속적인 사용을 필요로 한다는 것이다. 따라서, 현재의 기술은 합리적인 투자 및 운영 비용으로 구현될 수 있는 탄소 분리 프로세스를 제공할 수 없다.
예를 들어, 국제 특허 출원 WO 2011/004073은 열 처리에 의해 탄소를 분리하기 위한 방법을 개시하는데, 여기서, 처리될 방법 물질은 공급 배열체에 의해, 실질적으로 톰슨 컨버터 유형인, 프로세스 공간에 연결된 컨베이어 배열체로 이동된다. 프로세싱될 물질은, 공간에 대해 폐쇄된 컨베이어 배열체에 의해 프로세스 공간에서 그의 길이 방향으로 이동하게 되며, 이로써 프로세스 공간으로부터 컨베이어 시스템에 포함된 프로세싱될 물질로의 열 전달에 의해 형성되는 열분해 가스는, 이송 방향과 반대 방향으로 컨베이어 시스템 내부측으로 이송되고 그리고 프로세스 공간에 제공된 연소 공간에서 이를 연소시키기 위해 컨베이어 시스템 외부로 이송된다. 형성된 연도 가스는 배출 배열체에 의해 프로세스 공간으로부터 배출되고, 그리고 열 처리된 물질은 추가적인 프로세싱을 위해 컨베이어 배열체로부터 배출 요소들에 의해 배출된다. 이와 관련하여, 열분해 가스는 무엇보다도 연속적인 가스 버너 배열체에 의해 연소되고, 두 번째로, 프로세스 공간에서의 컨베이어 시스템의 열 전달은 가스 버너 배열체의 화염으로부터 그리고 연소 공간의 벽들로부터의 직접적인 복사에 의해 실질적으로 실행된다.
그러나, 이 해법조차도, 그 안에 함유된 PAH 화합물들이 충분히 낮은 레벨이 되는 방식으로는 비-에너지 바이오콜의 제조를 가능하게 하지 않는다.
본 발명에 따른 본 방법 및 장치의 목적은, 전술된 문제들에 관한 결정적인 개선을 제공함으로써 이용 가능한 종래 기술을 실질적으로 제기하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 방법 및 장치는 주로, 그에 관한 독립 청구항들의 특징으로 하는 조항들에서 제공된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법 및 장치에 의해 획득되는 가장 중요한 이점들은, 본 발명의 동작 원리의 단순성 및 유효성, 이의 구현에 적합한 장비 스톡, 및 이의 사용을 포함한다는 것을 주목해야 한다. 본 발명에 의해, 매우 적은 양의 PAH 화합물들을 함유하는 ― 최상의 경우에는 전혀 함유하지 않음 ― 비-에너지 바이오콜을 제조하는 것이 가능하며, 이는 컨베이어 시스템으로 운송되는 물(water)로부터 생성된 수증기의 활용을 통해 컨베이어 시스템 내부측에서 프로세싱될 공급원료를 열 처리함으로써 달성될 수 있다. 본 발명은, 무엇보다도, 환경에 대해 실질적으로 기밀(gastight)인 공급 및 배출 요소가 제공된 연속적으로 동작하는 컨베이어 배열체를 사용함으로써, 기술적으로 극도로 간단하고 효율적인 방식으로 구현 가능하다. 이로써, 컨베이어 배열체 내에서 열분해 가스로의 산소 공급이 방지될 수 있으며, 그에 의해, 가스가 길이 방향으로 동일하게 내부측으로 진행하는 프로세싱될 공급원료에 대해 대향류 원리(counterflow principle)로 컨베이어 배열체의 공급 단부를 향해 진행함에 따라, 상기 가스는 내부의 열이 반대 방향으로 이동하는 프로세싱될 공급원료로 전달됨에 따라 효과적으로 냉각되며, 이에 따라 열분해 가스가 이상적인 온도로 연소용 가스 버너로 안내될 수 있다.
프로세스 공간에서의 충분히 큰-볼륨 연소 챔버의 활용은, 무엇보다도, EU 폐기물 소각 유도체(EU waste incineration derivative)에 의해 요구되는 바와 같이, 850℃보다 높은 온도에서 2초의 체류 시간으로 연도 가스들의 연소를 가능하게 한다. 부가하여, 연소 챔버의 후방 섹션에 현재 존재하는 조건들은 SNCR(Selective Non-catalytic Reduction) 질소 반응, 즉 800 내지 1100℃의 온도 및 산화 분위기에 유리하다.
본 발명의 방법으로 구성된 장치는, 직접 복사열(복사 열 전달은 온도의 제4 파워에 비례함)을 갖는 가스 버너/버너들의 화염으로부터 프로세스 공간에서 컨베이어 배열체로의 열 전달이 발생함에 따라 최적의 체적 효율을 가지며, 이는 무엇보다도, 컨베이어 배열체의 표면 온도들이 가스 화염으로부터의 직접 복사에 따라 대류 열 전달보다 상당히 더 빠르게 증가함에 따라 비-에너지 바이오콜 제조 프로세스의 시동을 촉진시킨다. 따라서, 본 발명에 의해, 현재 이용가능한 대응부들(counterparts)보다 크기가 상당히 작고 더 콤팩트하고, 그리고 그의 투자, 서비스 및 유지 보수 비용들이 또한 당연히 전통적인 해법들의 비용들보다 결정적으로 더 저렴한 장치를 조립하는 것이 가능하다.
본 발명의 방법 및 장치에 대한 다른 바람직한 실시예들은 그에 관한 종속항들에서 제시된다.
후속 설명에서, 본 발명은 본 발명의 방법으로 기능하는 장치에 대한 일반적인 동작 원리를 묘사하는 첨부 도면을 참조하여 상세히 검토될 것이다.
본 발명은 무엇보다도, 열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 소위 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 공급 요소들(1a)과 함께 프로세싱될 공급원료(x)를 컨베이어 배열체(3)의 내부에 도입하는 단계를 포함하며, 컨베이어 배열체는 톰슨 컨버터 유형 프로세스 공간(2)에 존재하고 그리고 이에 대해 폐쇄되어 프로세스 공간(2)의 프로세싱될 공급 원료(x)를 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동시키며, 이에 의해, 프로세스 공간으로부터 컨베이어 배열체로의 열전달의 결과로 컨베이어 배열체(3)에 존재하는 프로세싱될 공급원료(x)로부터 생성된 열분해 가스(y)는 프로세스 공간의 연소 챔버(4)에서 이를 연소시키기 위해 컨베이어 배열체로부터 멀리 안내된다. 결과적인 연도 가스(y')는 배출 배열체(5)를 통해 프로세스 공간으로부터 제거되고, 발생된 비-에너지 바이오콜(x')은 추가의 프로세싱을 위해 배출 요소들(1b)과 함께 컨베이어 배열체로부터 제거된다. 특히 첨부된 예시적인 프로세스 흐름도를 참조하면, 열분해 가스(y)는 가장 바람직하게는, 연속적으로 작동하는 가스 버너 배열체(7)로 연소되고, 그리고 프로세스 공간(2)에서의 컨베이어 배열체(3)에 대한 열 전달은, 가스 버너 배열체(7)의 화염 및 연소 챔버(4)의 벽들로부터의 실질적으로 직접적인 복사로 수행된다. 부가하여, 열분해 가스(y)는 열분해 가스에 존재하는 열을 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동하는 프로세싱될 공급원료(x)로 전달하기 위해 그리고 냉각된 열분해 가스(y)를 가스 버너 배열체(7)로 운송하기 위해 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)쪽으로 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류(counterflow)로 컨베이어 배열체(3) 내에서 안내된다. 발생될 비-에너지 바이오콜(x')에 함유된 PAH 화합물들의 양은, 컨베이어 배열체(3)의 내부에 물(z)을 공급함으로써 수증기(z')에 의해 감소/제거되며, 물(z)은 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류로, 증기 유동(z')을 열분해 가스(y)와 함께 운반하기 위해, 컨베이어 배열체(3)의 배출 단부(II)로부터 컨베이어 배열체(3)의 내부로 안내된다.
첨부된 프로세스 흐름도를 참조하면, 더욱이 본 발명의 방법을 적용할 때, 열분해 가스(y')의 제거가 프로세싱될 공급원료(x)를 공급하는 것(1a) 이전에, 프로세스 공간(2)의 길이 방향(s)에서 발생하는 것이 특히 중요하다. 전술된 동작들을 잘못된 순서로 수행하는 것은 프로세스의 유용성을 실질적으로 손상시키며, 그에 의해, 예컨대 전술된 동작들에 수반되는 파이프들이 쉽게 막히게 되고, 그리고 프로세스를 고용량으로 실행할 때, 질량이 가스 파이프 내로 상승할 수 있다. 컨베이어 배열체 내부측의 프로세싱될 공급원료의 표면 레벨이 주의 깊게 제어되는 것 ― 이는 특히 압력 및 타르 축적(tar accumulation) 관리의 관점에서 절대적으로 필요함 ―이 본 발명의 방법의 건전한 작동을 위해 더욱 특히 중요하다. 가장 중요한 다른 양상은, 열분해 가스의 온도 및 수분의 관점에서 열분해 가스를 관리하는 것인데, 그 이유는 물 공급이 없다면, 프로세싱될 공급원료가 건조되는 한 가스 파이프들이 실제로 신속하게 막힐 것이기 때문이다. 프로세싱될 공급원료의 습윤화(moistening)는 실제로 까다로운 동작이며, 추가로, 프로세스에서 그의 제조 능력의 일부를 잃게 되며, 이는 첨부된 프로세스 흐름도에 따라, 열분해 가스의 수분 및 온도의 관리를 위해서 열분해 가스(y')에 물 미스트(z)를 공급함으로써 회피된다.
컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류로 열분해 가스(y)와 공동으로 증기 유동(z')을 수행함으로써, 수증기와 프로세싱될 공급원료 사이에서 프로세스가 가능한 한 효과적으로 제공되며, 방법의 추가의 바람직한 실시예에서, 발생될 비-에너지 바이오콜(x')은 컨베이어 배열체(3)로부터의 그의 제거 전에 수증기의 작용에 의해 분해(cracked)되고 냉각된다.
본 발명의 방법에 대한 추가의 바람직한 실시예에서, 프로세싱될 공급원료(x)는 프로세스 공간(2)에서, 컨베이어 배열체(3) ― 컨베이어 배열체는 프로세스 공간에 대해 과잉 압력을 받으며 환경에 대해 실질적으로 기밀인 공급 및 배출 요소들(1a, 1b)이 제공됨 ― 로 처리되며, 이는 바람직하게는 하나 이상의 전기 모터 구동식 및 무단식 조정 가능, 이를 테면 가변 속도 구동식, 스크류 컨베이어들(3a) 등을 사용함으로써 구현된다.
컨베이어 배열체(3)에 프로세싱될 공급 원료를 공급할 때, 특히 무엇보다도, 연속적인 방식으로, 다른 한편으로는, 프로세스 가스들이 컨베이어 배열체 내부측으로부터 또는 프로세스 공간으로부터 환경으로 제어되지 않은 방식으로 빠져 나갈 수 없는 그러한 방식으로, 위에서부터 발생하는 프로세싱될 공급원료의 공급을 구현하기 위해, 예컨대, 핀란드 특허 제119125호에 따른 방법 및 공급 시스템을 활용하는 것이 가능하다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 컨베이어 배열체(3)는, 컨베이어 배열체와 동일 방향 관계로 프로세스 공간의 입구 벽(2a) 상에 장착되는 하나 이상의 가스 버너들(7; 7a)을 이용하여 프로세스 공간(2)으로의 컨베이어 배열체의 도입 직후에 가장 효과적으로 가열된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 컨베이어 배열체(3), 이를테면 하나 이상의 스크류 컨베이어들(3a)의 수송 능력(transport capacity)은 특히 컨베이어 배열체(3)의 공급 단부(I)로부터 그의 배출 단부(II)를 향해 프로세싱될 공급원료(x)의 층 두께를 감소시키기 위해 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 변경될 수 있다. 따라서, 컨베이어 배열체(3)는 바람직하게는, 예컨대 스크류 컨베이어(3a)가 그의 상류 단부에 더 작은 피치로 제공되고 그리고 그의 하류 단부에 더 큰 피치로 제공되는 상태로 구현 가능하다.
하나 이상의 병렬 가스 버너들(7a)과 같은 가스 버너 배열체(7)를 위한 공기 공급을 별개의 연소 공기 팬(combustion air fan)으로 구현하는 것이 추가로 가능하다. 다른 한편으로, 가스 버너(7a)와 관련하여, 예컨대, 이젝터 노즐을 통해 가스 버너 내로 열분해 가스(y)를 흡입하기 위한 이젝터 팬(ejector fan)을 또한 바람직하게 사용하는 것이 추가로 가능하다.
추가의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 방법으로 별개의 공급 요소들(1a)에 의해 컨베이어 배열체로 예를 들어, 첨부된 프로세스 흐름도에서 나타낸 바와 같은 것을 가져와서 상호 유사하지 않은 공급원료들(x, w)을 프로세스하는 것도 가능하며, 그로부터 운송된 공급원료들은 스크류 컨베이어(3a)에 의해 프로세스 공간을 향해 밀리게 되면서 서로 혼합된다. 이러한 맥락에서, 다양한 공급원료들이 별개의 혼합 공간에서 서로 혼합되고 단일 공급 요소와 함께 컨베이어 배열체(3) 내로 운송되는 방식으로 진행하는 것이 또한 당연히 가능하다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 연소 챔버(4)에 암모니아-함유 매체, 이를 테면, 요소 스프레이(urea spray), 수성 암모니아 용액(aqueous ammonia solution) 등을 공급하기 위한 부가적인 노즐 배열체(1s)를 사용함으로써, 예컨대 소위 SNCR(Selective Non-catalytic Reduction) 방법으로 실행되는 질소 환원이 프로세스 공간에서 수행된다. 가스 화염 연소 존의 종료를 표시하는 지점에 전술된 노즐 배열체를 배치함으로써, 노즐 배열체를 통해 분무된 매체가 증발하고, 그에 의해, 결과적인 암모니아가 혼합되고, 의미있는 질소 반응에 대해 충분히 긴 연도 가스들에 영향을 미칠 시간을 갖는다. 부가적으로, 본 발명의 방법에서, 바람직하게는 예컨대 람다 센서(lambda sensor)를 이용하여, 연소에 과도한 공기가 영구적으로 제공되는 것이 추가로 보장된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시예에서, 발생될 비-에너지 바이오콜(x') 내로의 첨가제들의 공급은, 컨베이어 배열체(3) 내로 운송될 물(z)과 혼합됨으로써 구현된다.
다른 한편으로, 본 발명은 또한, 전술된 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는:
- 프로세스 공간(2)에서 프로세싱될 공급원료(x)를 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동시키기 위해 톰슨 컨버터 유형 프로세스 공간(2)에 존재하고 그에 대해 폐쇄된 컨베이어 배열체(3)의 내부로 프로세싱될 공급원료(x)를 도입하기 위한 공급 요소들(1a),
- 프로세스 공간의 연소 챔버(4)에서 이를 연소시키기 위한 컨베이어 배열체로부터 멀어지게, 프로세스 공간으로부터 컨베이어 배열체(3)로의 열전달의 결과로서 컨베이어 배열체(3)에 존재하는 프로세싱될 공급원료(x)로부터 생성된 열분해 가스(y)를 안내하기 위한 유동 배열체(8),
- 프로세스 공간으로부터 결과적인 연료 가스(y')를 제거하기 위한 배출 배열체(5),
- 추가적인 프로세싱을 위해 컨베이어 배열체로부터 발생된 비-에너지 바이오콜(x')의 제거를 위한 배출 요소들(1b), 및
- 열분해 가스(y)를 연소시키기 위한 가장 바람직하게는 연속적으로 동작하는 가스 버너 배열체(7)를 포함하며,
그에 의해, 프로세스 공간(2)에서의 컨베이어 배열체(3)에 대한 열 전달은, 가스 버너 배열체(7)의 화염으로부터 그리고 연소 챔버(4)의 벽들로부터 실질적으로 직접적인 복사로 발생하도록 적응된다. 부가하여, 컨베이어 배열체(3) 내의 열분해 가스(y)의 유동은, 반대 방향(s)으로 이동하는 프로세싱될 공급원료(x) 내로 열분해 가스에 존재하는 열을 전달하기 위해, 그리고 냉각된 열분해 가스(y)를 가스 버너 배열체(7)에 운송하기 위해, 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 대향류로 발생한다. 장치는, 수증기(z')에 의해, 발생될 비-에너지 바이오콜(x)에 함유된 PAH 화합물들의 양을 감소/제거하기 위해, 컨베이어 배열체(3)의 내부로 물(z)을 안내하기 위한 공급 배열체(1c)를 더 포함하며, 공급 배열체(1c)는, 본질적으로, 열분해 가스(y)와 공동으로, 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 증기 유동(z')을 운반하기 위한 컨베이어 배열체의 배출 단부(II)에 대해 컨베이어 배열체(3)의 내부로 물을 안내하도록 적응된다.
첨부된 프로세스 흐름도를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 열분해 가스를 위한 배출 파이프(1a')가 프로세싱될 공급원료 공급 배열체(1a)의 상류에 길이 방향으로 배치된다. 첨부된 프로세스 흐름도에서, 열분해 가스의 수분 및 온도를 조정하기 위해 물 미스트를 열분해 가스(y') 내로 운반하기 위한 공급 배열체(1e)가 추가로 제공된다. 부가하여, 장치는 바람직하게는, 대향류 원리로 바람직하게 구현되는 물/수증기 순환으로 발생된 비-에너지 바이오콜(x')을 냉각시키기 위한 냉각 배열체(1d)를 포함한다.
장치의 추가의 바람직한 실시예에서, 이 장치는 프로세스 공간(2)에 수납되고, 프로세스 공간(2)에 대해 과잉 압력을 받으며 환경에 대해 실질적으로 기밀한 공급 및 배출 요소들(1a, 1b)이 제공되는 컨베이어 배열체(3)를 포함하며, 그와 연관된 이점들은 이미 위에서 설명되었다.
본 발명이 위에서 제시되거나 설명된 실시예들로 제한되지 않고, 주어진 의도된 사용들 및 적용들을 준수하도록 본 발명의 기본 개념 내에서 변화될 수 있다는 것이 명백하다. 따라서, 연소 프로세스와 관련하여, 방법은, 예컨대 열분해 가스의 연소에 필요한 산소 분석기들(oxygen analyzers) 및 온도 센서들을 이용하여 그 자체로 종래의 제어 기술 및 자동화를 사용함으로써 그리고 예컨대, 예열 버너를 사용함으로써 수행될 수 있다는 것이 무엇보다도 명백하다. 각각, 프로세싱될 공급 원료의 프로세싱을 위해, 예컨대, 스크류 컨베이어 배열체의 동작의 무단 조절에 의해, 최적의 탄화(carbonization) 및 최종 온도를 가능하게 하기 위한 필요한 모니터링 배열체들을 스크류 컨베이어 배열체에 제공하는 것이 가능하다. 본 발명의 방법을 적용하는 장치에는 바람직하게는, 예컨대 광학 화염 모니터링 분석기들, 그리고 예컨대, 컨베이어 배열체에 연결되는, 도면들에 따르면 “토치 튜브(12)”가 추가로 제공되는 것이 당연히 가능하며, 이에 의해 열분해 가스는 필요하다면, 별도의 버너를 이용한 연소에 의해 방출될 수 있고, 이에 의해 토치 튜브는 장치의 신속한 비상 스위치-오프를 가능하게 하는 릴리프 밸브(relief valve)로서 기능한다.

Claims (8)

  1. 열 처리를 이용하여 비-에너지(non-energent), 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜(biocoal)을 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 공급 요소들(1a)과 함께 프로세싱될 공급원료(to-be-processed feedstock)(x)를 컨베이어 배열체(3)의 내부에 도입하는 단계를 포함하며, 상기 컨베이어 배열체는 톰슨 컨버터(Thompson Converter) 유형 프로세스 공간(2)에 존재하고 그리고 이에 대해 폐쇄되어 프로세스 공간(2)의 프로세싱될 공급 원료(x)를 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동시키며,
    상기 프로세스 공간으로부터 상기 컨베이어 배열체로의 열전달의 결과로 컨베이어 배열체(3)에 존재하는 프로세싱될 공급원료(x)로부터 생성된 열분해 가스(y)는 프로세스 공간의 연소 챔버(4)에서 이를 연소시키기 위해 컨베이어 배열체로부터 멀리 안내되며,
    결과적인 연도 가스(flue gas)(y')는 배출 배열체(5)를 통해 프로세스 공간으로부터 제거되고, 발생된 비-에너지 바이오콜(x')은 추가의 프로세싱을 위해 배출 요소들(1b)과 함께 컨베이어 배열체로부터 제거되며,
    상기 열분해 가스(y)는 가장 바람직하게는, 연속적으로 작동하는 가스 버너 배열체(7)로 연소되고, 그리고 프로세스 공간(2)에서의 컨베이어 배열체(3)에 대한 열 전달은 가스 버너 배열체(7)의 화염 및 연소 챔버(4)의 벽들로부터의 실질적으로 직접적인 복사로 수행되고,
    상기 열분해 가스(y)는 열분해 가스에 존재하는 열을 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동하는 프로세싱될 공급원료(x)로 전달하기 위해 그리고 냉각된 열분해 가스(y)를 가스 버너 배열체(7)로 운송하기 위해 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)쪽으로 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류(counterflow)로 컨베이어 배열체(3) 내에서 안내되며,
    발생될 비-에너지 바이오콜(x')에 함유된 PAH 화합물들의 양은, 컨베이어 배열체(3)의 내부에 물(z)을 공급함으로써 수증기(z')에 의해 감소/제거되며, 상기 물(z)은 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)에 대한 대향류로, 증기 유동(z')을 열분해 가스(y)와 함께 운반하기 위해, 컨베이어 배열체(3)의 배출 단부(II)로부터 컨베이어 배열체(3)의 내부로 안내되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발생될 열분해 가스(y')는, 프로세싱될 공급원료(x)를 공급하기(1a) 전에, 프로세스 공간(2)의 길이 방향(s)으로 제거되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 발생될 비-에너지 바이오콜(x')은, 상기 컨베이어 배열체(3)로부터의 그의 제거 전에, 수증기의 작용에 의해 분해(cracked)되고 냉각되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱될 공급원료(x)는 프로세스 공간(2)에서, 컨베이어 배열체(3) ― 컨베이어 배열체는 프로세스 공간에 대해 과잉 압력을 받으며 환경에 대해 실질적으로 기밀인 공급 및 배출 요소들(1a, 1b)이 제공됨 ― 로 처리되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법.
  5. 제1 항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발생될 비-에너지 바이오콜(x') 내로의 첨가제들의 공급은, 상기 컨베이어 배열체((3) 내로 운송될 물(z)과 혼합됨으로써 구현되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지, 예컨대 히트 싱크로서 기능하는 바이오콜을 제조하기 위한 방법.
  6. 열 처리를 이용하여 비-에너지 바이오콜을 제조하기 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    - 프로세스 공간(2)에서 프로세싱될 공급원료(x)를 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 이동시키기 위해 톰슨 컨버터 유형 프로세스 공간(2)에 존재하고 그에 대해 폐쇄된 컨베이어 배열체(3)의 내부로 프로세싱될 공급원료(x)를 도입하기 위한 공급 요소들(1a),
    - 프로세스 공간의 연소 챔버(4)에서 이를 연소시키기 위한 컨베이어 배열체로부터 멀어지게, 프로세스 공간으로부터 컨베이어 배열체(3)로의 열전달의 결과로서 컨베이어 배열체(3)에 존재하는 프로세싱될 공급원료(x)로부터 생성된 열분해 가스(y)를 안내하기 위한 유동 배열체(8),
    - 프로세스 공간으로부터 결과적인 연료 가스(y')를 제거하기 위한 배출 배열체(5),
    - 추가적인 프로세싱을 위해 컨베이어 배열체로부터 발생된 비-에너지 바이오콜(x')의 제거를 위한 배출 요소들(1b), 및
    - 열분해 가스(y)를 연소시키기 위한 가장 바람직하게는 연속적으로 동작하는 가스 버너 배열체(7)를 포함하며,
    상기 프로세스 공간(2)에서의 컨베이어 배열체(3)에 대한 열 전달은, 가스 버너 배열체(7)의 화염으로부터 그리고 연소 챔버(4)의 벽들로부터 실질적으로 직접적인 복사로 발생하도록 적응되며, 그리고 상기 열분해 가스(y)는, 반대 방향(s)으로 이동하는 프로세싱될 공급원료(x) 내로 열분해 가스에 존재하는 열을 전달하기 위해, 그리고 냉각된 열분해 가스(y)를 가스 버너 배열체(7)에 운송하기 위해, 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 대향류로 컨베이어 배열체(3) 내에서 안내되며,
    상기 장치는, 수증기(z')에 의해, 발생될 비-에너지 바이오콜(x)에 함유된 PAH 화합물들의 양을 감소/제거하기 위해, 컨베이어 배열체(3)의 내부로 물(z)을 안내하기 위한 공급 배열체(1c)를 포함하며,
    상기 공급 배열체(1c)는, 본질적으로, 열분해 가스(y)와 공동으로, 컨베이어 배열체의 공급 단부(I)를 향한 프로세스 공간의 길이 방향(s)으로 증기 유동(z')을 운반하기 위한 컨베이어 배열체의 배출 단부(II)에 대해 물(z)을 안내하도록 적응되는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지 바이오콜을 제조하기 위한 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 공급 배열체(1c)는, 상기 프로세싱될 공급원료(x)를 공급하기(1a) 전에 상기 프로세스 공간(2)의 길이 방향(s)으로 상기 생성될 열분해 가스(y')를 배출하도록 적응되는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지 바이오콜을 제조하기 위한 장치.
  8. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 장치는, 프로세스 공간(2)에 수납되고, 프로세스 공간에 대해 과잉 압력을 받으며 환경에 대해 실질적으로 기밀한 공급 및 배출 요소들(1a, 1b)이 제공되는 컨베이어 배열체(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    열 처리를 이용하여 비-에너지 바이오콜을 제조하기 위한 장치.
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