KR20230051780A - 바이오매스 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소각로 폐열을 바이오매스 건조 전처리 열원으로 이용하여 낮은 공기비율에 의한 저공해 발전을 도모하는 바이오매스 발전 시스템을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 탈수기(110)와, 성형기(120) 및 건조기(130)로 이루어지는 전처리부(100); 상기 전처리부(100)를 연료로 전기를 발전하는 발전부(200); 상기 소각로(210) 배기가스에 포함된 비산물을 분리 포집하는 비산물 처리부(300); 상기 백필터 집진기(340)를 거친 배기가스를 이용하여 바이오 필렛을 건조하는 폐열순환부(400); 상기 폐열순환부(400)에서 배출되는 배기가스를 정화하는 여과집진부(500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 바이오매스 발전 시스템을 이용하면, 소각로에서 배출되는 배기가스를 이용하여 바이오매스를 효과적으로 건조 전처리하여 낮은 공기비율에 의한 완전 연소를 도모함으로써 발전 효율을 높이고, 특히 연소실 및 화격자 온도 제어와 더불어 연소실 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스, 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소할 수 있다는 장점이 있다.
즉, 본 발명은 탈수기(110)와, 성형기(120) 및 건조기(130)로 이루어지는 전처리부(100); 상기 전처리부(100)를 연료로 전기를 발전하는 발전부(200); 상기 소각로(210) 배기가스에 포함된 비산물을 분리 포집하는 비산물 처리부(300); 상기 백필터 집진기(340)를 거친 배기가스를 이용하여 바이오 필렛을 건조하는 폐열순환부(400); 상기 폐열순환부(400)에서 배출되는 배기가스를 정화하는 여과집진부(500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 바이오매스 발전 시스템을 이용하면, 소각로에서 배출되는 배기가스를 이용하여 바이오매스를 효과적으로 건조 전처리하여 낮은 공기비율에 의한 완전 연소를 도모함으로써 발전 효율을 높이고, 특히 연소실 및 화격자 온도 제어와 더불어 연소실 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스, 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소할 수 있다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 바이오매스 발전 시스템으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 소각로 폐열을 바이오매스 건조 전처리 열원으로 이용하여 낮은 공기비율에 의한 저공해 발전을 도모하는 바이오매스 발전 시스템에 관한 것이다.
현재 산업과 과학의 발달로 인한 무분별한 화석연료의 사용은 에너지자원의 고갈과 환경오염 등의 문제를 야기시켜, 이의 해결을 위한 청정 신에너지에 대한 연구가 전 세계적으로 집중되고 있다.
이 중 바이오매스(Biomass)는 화석연료보다 비교적 높은 수소 대 탄소(H/C) 비를 갖기 때문에 신에너지인 수소 또는 합성가스(Syngas)를 생산하기 위한 가스화 특성이 우수한 특징을 가지고 있으며, 구성성분 내 중금속, 황, 질소를 거의 함유하지 않는 점에서 환경오염 저감과 동시에 대체 신에너지로써 각광을 받고 있다.
그러나, 바이오매스 내에 포함된 높은 수분함량으로 인해 연소효율이 저하되고, 특히 산소가 우선적으로 과잉 소모하게 됨과 더불어 불완전 소각로 인해 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)을 포함하는 각종 대기오염물질의 생성량이 증가되는 실정이다.
이에 종래에 개시된 특허등록 제10-1632147호에서, 바이오매스의 투입을 위한 투입부와, 바이오매스를 건조하는 건조실과, 열분해하는 열분해실과, 바이오매스를 연소시키는 일차 연소실과, 연소 공정에서 발생하는 CO2와 H2O(Vapor)를 바이오매스 숯의 베드(Bed)층을 통과시켜 합성가스(2CO, H2)를 만드는 환원실과, 바이오매스 숯에 공기를 공급하면서 CO2, H2O를 발생시켜 환원실에 공급하는 이차 연소실과, 이차 연소실의 하측에서 바이오매스 숯을 떠받치는 고정 베드와, 일차 연소실에 공기를 공급하는 공기 공급기와, 환원실에서 생성되는 합성가스를 수취하는 가스 수취관과, 이차 연소실에 공기를 공급하는 공기 유입관을 갖는 기술이 선 등록된 바 있다.
또, 다른 종래기술인 특허등록 제10-1722698호에서, 바이오매스의 크기를 선별하는 선별단계, 상온에서 고점도의 고체인 PAO를 가온하여 액상화하는 단계, 상기 바이오매스를 PAO에 침적하는 단계, 그리고 상기 바이오매스를 PAO에 침적하는 단계 후에 상기 바이오매스를 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 바이오매스를 PAO에 침적하는 단계에서, 상기 PAO의 온도는 40~100℃의 범위로 이루어져 상기 바이오매스의 공극에 PAO를 침투시키며, 상기 바이오매스를 건조하는 단계에서, 상기 바이오매스를 건조하는 건조기의 내부 온도는 80~120℃의 범위로 이루어지는 기술이 선 등록된 바 있다.
그러나, 상기 종래 기술들은 바이오매스를 이용하여 화력발전소와 제철소 등에서 고발열량의 연료로 사용하려는 것으로, 연소가스를 바이오매스 건조 열원으로 이용하고 있으나, 폐열을 이용한 건조 처리용량의 한계 인해 보조 열원을 필요로 함과 더불어 건조에 많은 시간이 소요되므로 건조설비를 증축 시공해야 하고, 특히 불완전 건조로 연소시 다량의 유해가스가 발생되는 폐단이 따랐다.
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 소각로에서 배출되는 배기가스를 이용하여 바이오매스를 효과적으로 건조 전처리하여 낮은 공기비율에 의한 완전 연소를 도모함으로써 발전 효율을 높이도록 한 바이오매스 발전 시스템을 제공함을 본 발명의 해결과제로 한다.
또한, 연소실 및 화격자 온도 제어와 더불어 연소실 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스, 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소되는 바이오매스 발전 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 바이오매스 발전 시스템를 구성하되, EFB(empty fruit bunch)를 포함하는 바이오매스를 파쇄하여 수분을 탈수하는 탈수기(110)와, 탈수된 바이오매스를 바이오 필렛으로 성형하는 성형기(120) 및 바이오 필렛에 함유된 수분을 증발처리하는 건조기(130)로 이루어지는 전처리부(100); 상기 전처리부(100)를 거친 바이오매스를 연소하는 소각로(210)와, 소각로(210) 열원으로 터빈(220)을 돌려 전기를 발전하는 발전기(230)로 이루어지는 발전부(200); 상기 소각로(210) 배기가스에 포함된 조대 비산물을 비중 차로 분리하는 침적식 포집기(320)와, 조대 비산물이 분리된 배기가스에 포함된 미세 비산물을 분리 포집하는 백필터 집진기(340)로 이루어지는 비산물 처리부(300); 상기 백필터 집진기(340)를 거친 배기가스를 건조기(130) 내부로 주입하여 바이오 필렛을 건조하고, 건조과정에서 수분과 함께 배출되는 배기가스를 회수하도록 구비되는 폐열순환부(400); 및 상기 폐열순환부(400)에서 배출되는 배기가스를 정화하도록 구비되는 여과집진부(500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 건조기(130)는, 구동부(132a)에 의해 회전운동되어, 공급컨베이어(132b)를 타고 투입되는 바이오 필렛을 교반하는 횡형 교반드럼(132)과, 횡형 교반드럼(132) 단부에 설치되어, 건조된 바이오 필렛을 배출하는 배출호퍼(134a)가 설치되는 건조챔버(134)와, 건조챔버(134)에 연결되어 교반드럼(132) 내부로 배기가스를 투입 및 배기하는 폐열순환부(400)로 이루어지고,
상기 폐열순환부(400)는, 횡형 교반드럼(132) 내부에 길이방향으로 설치되어 배기가스가 이동되는 메인공급관(420)과, 메인공급관(420)에 연결되어 하단부가 횡형 교반드럼(132)에 수용된 바이오 필렛 속으로 매립되도록 하향 연장되어 배기가스를 분사하는 복수의 멀티공급관(440)과, 멀티공급관(440)을 통하여 분사되어 바이오 필렛들을 건조시킨 배기가스를 회수하여 배출하는 가스배출구(460)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소각로(210)는, 바이오매스 공급부(212a)와 화격자(212b) 및 메인버너(212c)가 설치되고, 상부로 갈수록 직경이 축소되는 경사형 회류벽(212d)이 형성되는 메인 연소실(212)과, 메인 연소실(212) 상부로 연장되고, 멀티버너(214a)가 설치되는 멀티 연소실(214)과, 화격자(212b) 하부로 배기가스가 혼합된 FGR 공기(Flue Gas Recirculation air)를 공급하는 제 1공기 공급부(216), 멀티버너(214a) 상부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 공기를 분사하는 제 2공기 공급부(217), 멀티버너(214a) 하부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 배기가스가 혼합된 FGR 공기를 분사하는 제 3공기 공급부(218)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 소각로에서 배출되는 배기가스를 이용하여 바이오매스를 효과적으로 건조 전처리하여 낮은 공기비율에 의한 완전 연소를 도모함으로써 발전 효율이 매우 우수하다.
원유팜오일 생산 과정에서 발생하는 가장 큰 폐기물 부산물인 팜유 공장 폐수를 정제하여 얻어진 팜산오일(Palm Acid Oil)을 소각로의 보조연료로 활용하도록 하여 친환경이다.
특히 연소실 및 화격자 온도 제어와 더불어 연소실 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스, 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 바이오매스 발전 시스템의 바람직한 일 실시예를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 건조기를 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 소각로를 확대하여 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 소각로 작동상태를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 건조기를 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 소각로를 확대하여 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오매스 발전 시스템의 소각로 작동상태를 나타내는 구성도.
이하 첨부된 도면의 구체적인 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 구성 실시예에 따른 하기 도면은 구성과 작용효과를 구체적으로 설명하기 위한 실시예로서, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 좁게 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 따라서 이러한 실시예에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형실시가 가능함은 통상의 기술자에게는 당연하다할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 바이오매스 발전 시스템의 바람직한 일 실시예를 전체적으로 나타내는 구성도로, 본 발명의 바이오매스 발전 시스템은 소각로에서 배출되는 배기가스를 이용하여 바이오매스를 효과적으로 건조 전처리하여 낮은 공기비율에 의한 완전 연소를 도모함으로써 발전 효율을 높이고, 특히 연소실 및 화격자 온도 제어와 더불어 연소실 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스(NOX), 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소하도록 하기 위해 전처리부(100), 발전부(200), 비산물 처리부(300), 폐열순환부(400), 여과집진부(500)를 포함하는 주요구성으로 이루어진다.
먼저 본 발명에 따른 전처리부(100)는 EFB(Empty fruit bunch)를 포함하는 바이오매스를 파쇄하여 수분을 탈수하는 탈수기(110)와, 탈수된 바이오매스를 바이오 필렛으로 성형하는 성형기(120) 및 바이오 필렛에 함유된 수분을 증발처리하는 건조기(130)로 이루어진다. 여기서 바이오매스는 EFB(팜오일 공정 부산물), 콩껍질, 옥수수대, 벼, 야자수를 포함하는 식물성 부산물을 일컫는다.
상기 전처리부(100)는 수집된 바이오매스를 소정의 크기로 파쇄하여 탈수기(110)로 투입되고, 탈수기(110)는 스크류식 또는 프레스식을 적용하여 바이오매스에 포함된 수분을 1차로 물리적으로 제거하게 된다. 그리고 탈수기(110)를 거친 바이오매스는 성형기(120)에 투입되어 고밀도 바이오 필렛으로 압축 성형된 후, 건조기(130)로 투입되어 잔류수분이 증발 처리된다.
도 2는 본 발명 바이오매스 발전 시스템의 건조기를 확대하여 나타내는 구성도로, 상기 건조기(130)는, 구동부(132a)에 의해 회전운동 되어, 공급컨베이어(132b)를 타고 투입되는 바이오 필렛을 교반하는 횡형 교반드럼(132)과, 횡형 교반드럼(132) 단부에 설치되어, 건조된 바이오 필렛을 배출하는 배출호퍼(134a)가 설치되는 건조챔버(134)로 이루어진다. 여기서 횡형 교반드럼(132)은 내주면에 스크류날이 설치되거나 소정의 경사각으로 설치되어, 횡형 교반드럼(132)이 회전 시, 바이오 필렛이 횡형 교반드럼(132) 내부 바닥을 타고 입구단(132c)에서 출구단(132d)을 지나 배출호퍼 쪽으로 모이게 된다.
그리고, 상기 공급컨베이어(132b)는 벨트 컨베이어 또는 스크류 컨베이어에 의해 성형기(120)와 연결되어 바이오 필렛을 정량 공급하도록 구비된다. 이때, 공급컨베이어(132b)는 제어부에 의해 바이오 필렛의 공급량이 후술하는 멀티공급관(440) 하단부 대비 높고, 메인공급관(420) 대비 낮은 높이로 교반드럼(132)의 내부 수용량이 유지되도록 제어부에 의해 조절될 수 있도록 구성할 수 있다. 이 제어부는 센서에 의해 교반드럼(132) 내부 습도를 검출하여 교반드럼(132) 회전속도 및 공급컨베이어(132b) 속도에 의한 바이오 필렛 건조처리량을 유동적으로 조절하도록 한다.
상기 건조챔버(134)는 횡형 교반드럼(132)의 단면적 보다 더 큰 사이즈로 형성되어 배출호퍼(134a) 상부에 고정 설치되고, 상기 횡형 교반드럼(132) 일단은 건조챔버(134)에 수용된 상태로 회전 가능하게 연결된다. 그리고 건조챔버(134) 내부공간은 횡형 교반드럼(132) 내부 공간과 연통 되도록 연결되어, 횡형 교반드럼(132) 하부공간을 거쳐 건조 완료된 바이오 필렛들은 하향 이동되어 배출호퍼(134a)로 모이게 되고, 상부공간을 타고 이동되는 수분이 포함된 폐건조공기는 상부로 배출되도록 구비된다.
그리고, 상기 건조챔버(134)에 연결되어 교반드럼(132) 내부로 배기가스를 투입 및 배기하는 폐열순환부(400)가 구비된다. 여기서 폐열순환부(400)는 후술하는 상기 백필터 집진기(340)를 거친 배기가스를 건조기(130) 내부로 주입하여 바이오 필렛을 건조하고, 건조과정에서 수분과 함께 배출되는 배기가스를 회수하도록 된다.
이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 폐열순환부(400)는, 횡형 교반드럼(132) 내부에 길이방향으로 설치되어 배기가스가 이동되는 메인공급관(420)과, 메인공급관(420)에 연결되어 하단부가 횡형 교반드럼(132)에 수용된 바이오 필렛 속으로 매립되도록 하향 연장되어 배기가스를 분사하는 복수의 멀티공급관(440)과, 건조챔버(134) 내부로 회수된 배기가스를 배출하는 가스배출구(460)로 이루어진다.
즉, 상기 메인공급관(420)을 통하여 교반드럼(132) 길이방향으로 공급되는 배기가스는 멀티공급관(440)을 통하여 분산 공급되고, 이때 배기가스가 분사되는 멀티공급관(440)의 단부는 컨베이어(132b)를 통해 공급된 필렛 속에 묻힌 상태로 배치되도록 한다.
따라서 상기 바이오 필렛이 교반드럼(132) 내주면을 타고 원주 방향으로 교반되면서 멀티공급관(440)을 통하여 분사되는 배기가스에 의해 교반드럼(132)의 바닥에 위치한 필렛들까지 건조된 고온의 열기가 공급되게 되며, 필렛을 건조시킨 배기가스는 폐열순환부(400)의 상측 가스배출구(460)로 배출된다.
한편, 상기 멀티공급관(440)은 교반드럼(132)의 바이오 필렛 입구단(132c) 측에서 출구단(132d) 측으로 갈수록 점차적으로 길이가 길어지고 직경이 확장되도록 구성된다. 이와 같은 멀티공급관(440)의 구성에 의해 출구단(132d) 쪽으로 약한 열풍을 제공하여 바이오 필렛의 비산을 줄이고, 입구단(132c) 쪽으로 강한 열풍을 공급하여 바이오 필렛의 건조 효율을 높일 수 있게 한 것이다.
또한, 상기 메인공급관(420) 상부를 산형으로 돌출 형성하여 한 쌍의 경사면(410)을 형성하고, 경사면(410)에 수개의 분사노즐(412)을 형성된다. 이에 경사면(410)에 분사노즐(412)을 통하여 메인공급관(420)으로 공급되는 배기가스(열풍)가 분사되게 함으로 해서 메인공급관(420) 상부에 적층되는 바이오 필렛이 열풍에 의해 비산됨과 더불어 경사면(410)을 타고 하향 경사 이동되어 바이오 필렛이 메인공급관(420) 상부에 적층상태로 고착되는 현상이 방지된다.
본 발명의 건조기(130)는 원주방향으로의 교반구조 및 건조챔버(134) 까지 바이오 필렛들이 이송되는 과정에서 다단계의 멀티공급관(440)으로부터 공급되는 배기가스에 의해 균일하고 안정적으로 건조가 이루어져 건조효율이 향상된다.
본 발명에 따른 발전부(200)는 전처리부(100)를 거친 바이오매스를 연소하는 소각로(210)와, 소각로(210) 열원으로 터빈(220)을 돌려 전기를 발전하는 발전기(230)로 이루어진다. 즉, 소각로(210) 열원을 이용하여 스팀을 발생시키고, 스팀을 이용하여 터빈(220)을 돌려 발전기(230)를 구동하게 된다.
도 3은 본 발명의 바이오매스 발전 시스템의 소각로를 확대하여 나타내는 구성도이고, 도 4는 소각로의 작동상태를 나타내는 구성도이다.
상기 소각로(210)는, 바이오매스 공급부(212a)와 화격자(212b) 및 메인버너(212c)가 설치되고, 상부로 갈수록 직경이 축소되는 경사형 회류벽(212d)이 형성되는 메인 연소실(212)과, 메인 연소실(212) 상부로 연장되고, 멀티버너(214a)가 설치되는 멀티 연소실(214)과, 화격자(212b) 하부로 배기가스가 혼합된 FGR 공기(Flue Gas Recirculation air)를 공급하는 제 1공기 공급부(216), 멀티버너(214a) 상부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 공기, 즉 OFA(over fire air)를 분사하는 제 2공기 공급부(217), 멀티버너(214a) 하부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 배기가스가 혼합된 FGR 공기를 분사하는 제 3공기 공급부(218)로 이루어진다. 이때 상기 메인버너(212c), 멀티버너(214a) 중 적어도 어느 하나 이상은 원유팜오일 생산 과정에서 발생하는 가장 큰 폐기물 부산물인 팜유 공장 폐수를 정제하여 얻어진 팜산오일(Palm Acid Oil)을 보조연료로 활용함으로써 친환경적인 시스템을 갖추도록 한다.
그리고, 상기 제 1공기 공급부(216)에 의해 화격자(212b) 하부로 FGR 공기가 공급되어 화격자 온도 및 소각로(210) 내부 온도가 제어하므로 클링커링(Clinkering)이 방지된다.
도 3 및 도 4를 참조하면 상기 화격자(212b)는 메인 연소실(212) 내에 경사각으로 설치되고, 높은 측으로 건조된 바이오 필렛이 공급되는 바이오매스 공급부(212a)가 설치되고, 낮은 측에 대응하도록 메인버너(212c)가 설치되며, 상기 메인 연소실(212)과 멀티 연소실(214) 경계는 제 3공기 공급부(218)를 통하여 분사되는 FGR 공기에 의해 에어커튼이 형성된다.
메인 연소실(212) 내에서 메인버너(212c)에 의해 바이오 필렛이 연소될 때 발생하는 화염과 고온의 연소가스는 제 3공기 공급부(218)에 의해 형성되는 에어커튼에 의해 멀티 연소실(214)로의 배기가스(화염) 이동이 감속되며, 아울러 경사형 회류벽(212d)에 의해 메인 버너(212c) 화염이 바이오매스 공급부(212a) 측으로 갈수록 확장되고, 반대 측의 경사형 회류벽(212d)을 타고 하향 회류하는 순환 구조를 가지게 된다.
이에 상기 메인 연소실(212) 내에서 연소반응에 의한 고온의 공기를 포함하는 가스가 고속 분사되면서 순환됨에 따라 메인 연소실(212) 안에 체공하는 시간이 증가되어 메인 연소실(212) 영역에서 산화반응이 극대화된다.
더욱이 메인 연소실(212) 및 화격자(212b) 온도 제어와 더불어 메인 연소실(212) 내부 배기가스의 순환 재연소로 인해 녹스, 일산화탄소를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소되는 이점이 있다.
또한, 상기 멀티 연소실(214) 상부는 제 2공기 공급부(217)를 통하여 분사되는 공기에 의해 에어커튼이 형성되고, 상기 멀티 연소실(214)을 이동하는 배기가스는 에어커튼에 의해 이동이 감속되면서 멀티버너(214a) 화염에 의해 재연소되도록 구비된다. 즉, 메인 연소실(212)에서 배기되는 배기가스를 재연소하여 산화제 및 미연탄화수소(UHC)를 포함하는 유해가스 발생이 현저히 감소된다.
본 발명에 따른 비산물 처리부(300)는 상기 소각로(210) 배기가스에 포함된 조대 비산물을 비중 차로 분리하는 침적식 포집기(320)와, 조대 비산물이 분리된 배기가스에 포함된 미세 비산물을 분리 포집하는 백필터 집진기(340)로 이루어진다.
상기 비산물 처리부(300)의 침적식 포집기(320)는 소각로에서 배기되는 배기가스의 횡방향 이동 및 하향 이동을 단계적으로 유도하여 비중 차에 의해 배기가스에 포함된 조대 비산물을 단계적으로 침적 포집하도록 제 1, 2침적실(322)(324)이 구비된다. 즉, 제 1침적실(322)은 소각로(210) 배기구에 횡방향으로 연결되고, 하부에 포집호퍼가 구비되면서 배기가스 투입구 대비 배출구 측이 높은 위치에 오도록 형성한다. 이에 배기가스가 제 1침적실(322)을 타고 횡방향으로 이동되는 중에 비중 차에 의해 조대 비산물이 하부로 낙하되어 포집된다.
그리고, 상기 제 2침적실(324)은 직립 설치되어, 상부에 배기가스 투입구가 형성되고, 하부 측벽에 배출구가 형성되며, 하부 바닥에 포집호퍼가 구비된다. 이에 배기가스가 제 2침적실(324)의 상부에서 하부로 역류하는 중에 이동 속도가 감속되면서 비중 차이에 의해 조대 비산물이 포집호퍼에 침적 분리된다. 한편 상기 제 2침적실(324)에 수관을 설치하여 스팀 발생을 위해 발전부(200)로 투입되는 급수를 예열공급하는 구성도 가능하다.
제 2침적실(324)의 하측에 연결되는 백필터 집진기(340)는 제 2침적실(324)을 거친 배기가스에 포함된 미세 비산물을 분리 포집하도록 구비된다. 제 2침적실(324)을 거쳐 분리된 미세 비산물은 상기 침적식 포집기(320)에서 배출되는 조대 비산물과 함께 배출컨베이어를 타고 비산재 사일로에 포집 처리되고, 필터링된 배기가스는 백필터 집진기(340) 상부로 배출되어 전술한 메인공급관(420)을 통해 건조기(130) 안으로 공급된다.
본 발명에 따른 여과집진부(500)는 상기 폐열순환부(400)에서 배출되는 배기가스를 송풍기에 의해 유입 받아 정화하여 외부로 배출하기 위한 구성이다. 여과집진부(500)는 배기가스 투입구 측에 활성탄 공급부, 분말소석회 공급부, 집진약품 공급부 중 적어도 어느 하나 이상이 설치된다. 그리고 여과집진부(500)는 내부에 종방향으로 복수의 분배유로가 형성되고, 하부 측벽에 배기가스 투입구 및 상부에 배기가스 배출구가 형성되며, 하부바닥에 원추형 포집호퍼가 형성된다. 그리고 상기 여과집진부(500)는 복수 개가 연결되어 밸브에 의해 개별적으로 활성화되므로 구비된다.
이에 상기 배기가스가 여과집진부(500)로 이동되는 중에 활성탄, 분말소석회, 집진약품 중 적어도 1종 이상이 혼합되어 서로 뭉치면서 비산물 사이즈가 커지고, 여과집진부(500) 내에서 복수의 분배유로에 의해 배기가스 이동이 감속되면서 사이즈가 커진 비산물이 비중 차로 인해 하부 포집호퍼를 통하여 침적 수거된다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
100: 전처리부 110: 탈수기
120: 성형기 130: 건조기
132: 교반드럼 132a: 구동부 132b: 공급컨베이어
132c: 입구단 132d: 출구단
134: 건조챔버 134a: 배출호퍼
200: 발전부 210: 소각로
212: 메인 연소실 212a: 바이오매스 공급부
212b: 화격자 212c: 메인버너
212d: 경사형 회류벽 214: 멀티 연소실
216: 제 1공기 공급부 217: 제 2공기 공급부
218: 제 3공기 공급부
220: 터빈 230: 발전기
300: 비산물 처리부
320: 침적식 포집기 322: 제 1침적실
324: 제 2침적실 340: 백필터 집진기
400: 폐열순환부
410: 경사면 412: 분사노즐 420: 메인공급관
440: 멀티공급관 460: 가스배출구
500: 여과집진부
120: 성형기 130: 건조기
132: 교반드럼 132a: 구동부 132b: 공급컨베이어
132c: 입구단 132d: 출구단
134: 건조챔버 134a: 배출호퍼
200: 발전부 210: 소각로
212: 메인 연소실 212a: 바이오매스 공급부
212b: 화격자 212c: 메인버너
212d: 경사형 회류벽 214: 멀티 연소실
216: 제 1공기 공급부 217: 제 2공기 공급부
218: 제 3공기 공급부
220: 터빈 230: 발전기
300: 비산물 처리부
320: 침적식 포집기 322: 제 1침적실
324: 제 2침적실 340: 백필터 집진기
400: 폐열순환부
410: 경사면 412: 분사노즐 420: 메인공급관
440: 멀티공급관 460: 가스배출구
500: 여과집진부
Claims (6)
- EFB(empty fruit bunch)를 포함하는 바이오매스를 파쇄하여 수분을 탈수하는 탈수기(110)와, 탈수된 바이오매스를 바이오 필렛으로 성형하는 성형기(120) 및 바이오 필렛에 함유된 수분을 증발처리하는 건조기(130)로 이루어지는 전처리부(100);
상기 전처리부(100)를 거친 바이오매스를 연소하는 소각로(210)와, 소각로(210) 열원으로 터빈(220)을 돌려 전기를 발전하는 발전기(230)로 이루어지는 발전부(200);
상기 소각로(210) 배기가스에 포함된 조대 비산물을 비중 차로 분리하는 침적식 포집기(320)와, 조대 비산물이 분리된 배기가스에 포함된 미세 비산물을 분리 포집하는 백필터 집진기(340)로 이루어지는 비산물 처리부(300);
상기 백필터 집진기(340)를 거친 배기가스를 건조기(130) 내부로 주입하여 바이오 필렛을 건조하고, 건조과정에서 수분과 함께 배출되는 배기가스를 회수하도록 구비되는 폐열순환부(400); 및
상기 폐열순환부(400)에서 배출되는 배기가스를 정화하도록 구비되는 여과집진부(500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오매스 발전 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 건조기(130)는, 구동부(132a)에 의해 회전운동되어, 공급컨베이어(132b)를 타고 투입되는 바이오 필렛을 교반하는 횡형 교반드럼(132)과, 횡형 교반드럼(132) 단부에 설치되어, 건조된 바이오 필렛을 배출하는 배출호퍼(134a)가 설치되는 건조챔버(134)와, 건조챔버(134)에 연결되어 교반드럼(132) 내부로 배기가스를 투입 및 배기하는 폐열순환부(400)로 이루어지고,
상기 폐열순환부(400)는, 횡형 교반드럼(132) 내부에 길이방향으로 설치되어 배기가스가 이동되는 메인공급관(420)과, 메인공급관(420)에 연결되어 하단부가 횡형 교반드럼(132)에 수용된 바이오 필렛 속으로 매립되도록 하향 연장되어 배기가스를 분사하는 복수의 멀티공급관(440)과, 멀티공급관(440)을 통하여 분사되어 바이오 필렛들을 건조시킨 배기가스를 회수하여 배출하는 가스배출구(460)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오매스 발전 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 소각로(210)는, 바이오매스 공급부(212a)와 화격자(212b) 및 메인버너(212c)가 설치되고, 상부로 갈수록 직경이 축소되는 경사형 회류벽(212d)이 형성되는 메인 연소실(212)과, 메인 연소실(212) 상부로 연장되고, 멀티버너(214a)가 설치되는 멀티 연소실(214)과, 화격자(212b) 하부로 배기가스가 혼합된 FGR 공기(Flue Gas Recirculation air)를 공급하는 제 1공기 공급부(216), 멀티버너(214a) 상부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 공기를 분사하는 제 2공기 공급부(217), 멀티버너(214a) 하부에 설치되어 멀티 연소실(214) 내부 횡방향으로 배기가스가 혼합된 FGR 공기를 분사하는 제 3공기 공급부(218)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오매스 발전 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 화격자(212b)는 메인 연소실(212) 내에 경사각으로 설치되어, 높은 측에 대응하도록 바이오매스 공급부(212a)가 설치되고, 낮은 측에 대응하도록 메인버너(212c)가 설치되며, 상기 메인 연소실(212)과 멀티 연소실(214) 경계는 제 3공기 공급부(218)를 통하여 분사되는 FGR 공기에 의해 에어커튼이 형성되어 배기가스 이동이 감속되면서 메인버너(212c) 화염이 메인 연소실(212) 내에서 경사형 회류벽(212d)을 타고 순환되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 발전 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 멀티 연소실(214) 상부는 제 2공기 공급부(217)를 통하여 분사되는 공기에 의해 에어커튼이 형성되고, 상기 멀티 연소실(214)을 이동하는 배기가스는 에어커튼에 의해 이동이 감속되면서 멀티버너(214a) 화염에 의해 재연소되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오매스 발전 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 비산물 처리부(300)의 침적식 포집기(320)는 소각로에서 배기되는 배기가스의 횡방향 이동 및 하향 이동을 단계적으로 유도하여 비중 차에 의해 배기가스에 포함된 조대 비산물을 단계적으로 침적 포집하도록 제 1, 2침적실(322)(324)이 구비되는 바이오매스 발전 시스템.
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| KR1020210134388A KR102556454B1 (ko) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 바이오매스 발전 시스템 |
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| KR20230051780A true KR20230051780A (ko) | 2023-04-19 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102556454B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117570447A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-20 | 山东福航新能源环保股份有限公司 | 一种小型垃圾焚烧汽化炉排炉 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11294745A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-29 | Smac Kk | 燃焼室に設けられた傾斜耐火断熱構造の中間バッフル |
| JP2000283439A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Inciner Kogyo Kk | 小型焼却炉 |
| JP2004264017A (ja) * | 1994-03-10 | 2004-09-24 | Ebara Corp | 都市ごみのガス化炉及びガス化方法 |
| KR101177052B1 (ko) * | 2011-11-03 | 2012-08-27 | 장우기계 주식회사 | 통기식 회전 건조기용 열풍 공급장치 |
| JP2014224616A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 日本電信電話株式会社 | バイオマス発電システム |
| KR101632147B1 (ko) | 2015-04-01 | 2016-06-22 | (주)정석이엔씨 | 바이오매스 발전설비 |
| KR101722698B1 (ko) | 2015-05-29 | 2017-04-11 | 에스씨에코 주식회사 | 팜유 생산 부산물과 목질계 바이오매스를 이용한 화력발전소 및 제철소용 고발열량 고체연료, 그의 제조장치 및 제조방법 |
| KR20180034033A (ko) * | 2016-09-27 | 2018-04-04 | 청우에이스(주) | 바이오매스 가스화 시스템, 이를 이용한 바이오매스 가스화 방법 및 바이오매스 가스화를 이용한 발전 시스템 |
-
2021
- 2021-10-08 KR KR1020210134388A patent/KR102556454B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004264017A (ja) * | 1994-03-10 | 2004-09-24 | Ebara Corp | 都市ごみのガス化炉及びガス化方法 |
| JPH11294745A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-29 | Smac Kk | 燃焼室に設けられた傾斜耐火断熱構造の中間バッフル |
| JP2000283439A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Inciner Kogyo Kk | 小型焼却炉 |
| KR101177052B1 (ko) * | 2011-11-03 | 2012-08-27 | 장우기계 주식회사 | 통기식 회전 건조기용 열풍 공급장치 |
| JP2014224616A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 日本電信電話株式会社 | バイオマス発電システム |
| KR101632147B1 (ko) | 2015-04-01 | 2016-06-22 | (주)정석이엔씨 | 바이오매스 발전설비 |
| KR101722698B1 (ko) | 2015-05-29 | 2017-04-11 | 에스씨에코 주식회사 | 팜유 생산 부산물과 목질계 바이오매스를 이용한 화력발전소 및 제철소용 고발열량 고체연료, 그의 제조장치 및 제조방법 |
| KR20180034033A (ko) * | 2016-09-27 | 2018-04-04 | 청우에이스(주) | 바이오매스 가스화 시스템, 이를 이용한 바이오매스 가스화 방법 및 바이오매스 가스화를 이용한 발전 시스템 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 학술논문, 서길영 등, 우드칩 바이오매스를 이용한 열병합발전 운영 사례 분석, New & Renewable Energy 2012. 12 Vol. 8, No. 4 (2012.11.22.) 1부.* * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117570447A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-20 | 山东福航新能源环保股份有限公司 | 一种小型垃圾焚烧汽化炉排炉 |
| CN117570447B (zh) * | 2024-01-12 | 2024-03-29 | 山东福航新能源环保股份有限公司 | 一种小型垃圾焚烧汽化炉排炉 |
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| KR102556454B1 (ko) | 2023-07-20 |
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