KR20230062594A - 연도 가스 세척용 리액터, 리액터 작동 방법, 분사 노즐, 및 분사 노즐용 개장 키트 - Google Patents

연도 가스 세척용 리액터, 리액터 작동 방법, 분사 노즐, 및 분사 노즐용 개장 키트 Download PDF

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KR20230062594A
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flue gas
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오구찬 나린
하산 일디즈
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두산 렌트제스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 연도 가스 스트림 내에 건조 또는 준-건조 흡착제를 주입하여 연도 가스를 세척하기위한 리액터에 관한 것으로, 상기 리액터는,
- 상기 리액터의 하부에 연도 가스 입구(1),
- 상기 리액터의 상부에 출구(2),
- 상기 리액터 내에 건조 흡착제를 주입하기위한 적어도 하나의 건조 흡착제 출구(4)를 가진 건조 흡착제 주입 시스템(3)으로서, 상기 적어도 하나의 건조 흡착제 출구(4)는 상기 연도 가스 입구(1)와 상기 출구(2) 사이에 배치되는 것인, 상기 건조 흡착제 주입 시스템(3), 및
- 적어도 하나의 액체 주입 시스템(5)으로서, 상기 액체 주입 시스템(5)은 상기 연도 가스 입구(1)와 상기 출구(2) 사이에서 상기 리액터로 분무된 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 분사 개구(7)를 갖는 적어도 하나의 분사 노즐(6)을 포함하는 것인 상기 액체 주입 시스템(5)을 포함한다.

Description

연도 가스 세척용 리액터, 리액터 작동 방법, 분사 노즐, 및 분사 노즐용 개장 키트
본 발명은 연도 가스 스트림 내에 건조 또는 준(quasi)-건조 흡착제를 주입하여 연도 가스를 세척하기위한 리액터에 관한 것으로, 상기 리액터는, 상기 리액터의 하부에 연도 가스 입구, 상기 리액터의 상부에 출구, 상기 리액터 내에 건조 흡착제를 주입하기위한 적어도 하나의 건조 흡착제 출구를 가진 건조 흡착제 주입 시스템으로서, 상기 적어도 하나의 건조 흡착제 출구는 상기 연도 가스 입구와 상기 출구 사이에 배치되는 것인, 상기 건조 흡착제 주입 시스템, 및 적어도 하나의 액체 주입 시스템으로서, 상기 액체 주입 시스템은 상기 연도 가스 입구와 상기 출구 사이에서 상기 리액터로 분무된 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 분사 개구를 갖는 적어도 하나의 분사 노즐을 포함하는 것인 상기 액체 주입 시스템을 포함한다. 본 발명은 연도 가스를 세척하기 위한 리액터를 작동시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은 상기 리액터 하부에 연도 가스를 공급하는 단계, 상기 리액터에 건식 흡착제를 공급하는 단계, 및 분사 노즐의 분사 개구를 통해 분무화 액체를 상기 리액터로 공급하는 단계를 포함한다. 이러한 리액터용 분사 노즐은 액체용 제1 입구 및 상기 액체를 분무하기 위한 적어도 하나의 분사 개구를 포함한다. 이러한 분사 노즐을 작동시키기 위해서는 액체가 가압되어 분사 노즐의 분사 개구를 통해 공급된다. 본 발명은 또한 리액터의 분사 노즐을 위한 개정 키트에 관한 것이다.
연소 챔버에서 생성된 연소 가스는 주로 리액터 내로 입구를 통해 연도 가스로서 유입된다. 상기 연도 가스 내로 건조 흡착제가 주입되며, 일례로 산화 칼슘 또는 수산화칼슘 분말이 연도 가스 내로 주입된다. 종래 기술 및 또한 본 발명의 실시예에 따르면, 연도 가스를 포함하는 건조 흡착제는 흡착 공정을 향상시키기 위해 벤투리 시스템의 하류에 소위 유동층(fluidized bed)이 형성되도록 벤투리(venturi) 시스템을 통해 강제될 수 있다.
흡착 공정을 향상시키기 위한 방안으로, 벤투리 시스템의 유동층 하류 또는 상류로 (분무된) 물을 주입시키는 것이 알려져 있다. 이에 대한 대안으로, 상기 리액터 내로 건조 흡착제를 주입 시키기 전에 건조 흡착제에 수분을 공급하는 것이 알려져 있다.
연도 가스를 포함하는 흡착제가 출구를 통해 리액터에서 나가면, 스트림에서 고체 입자들이 분리되는 분리기 또는 필터로 이동하게 된다.
위에서 설명된 특성을 갖는 리액터는, 예를 들어, EP 3　581 258 A1로부터 알려져 있다. 다른 적용을 위한 분사 노즐은 GB 2 040 271 A, WO 2013/055285, WO 96/31412 A1 및 WO 2013/166077 A1로부터 알려져 있다.
이러한 침전물은 시간이 지남에 따라 성장할 수 있으며 분무된 액체의 노즐 패턴에 바람직하지 않은 방식으로 영향을 주어, 흡착 공정에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 현재 이러한 침전물은 리액터가 작동하지 않을 때 수동으로 제거된다.
따라서, 본 발명의 목적은 연도가스의 세척(탈황) 공정을 보다 효율적으로 수행하는 것이다. 특히, 분사 노즐의 분사 패턴의 변경을 피하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 목적은 각각의 독립항에 따른 리액터, 분사 노즐, 및 분사 노즐용 개장 키트로 달성된다.종속항과 상세한 설명은 바람직한 실시예들을 기재하고 있으며, 바람직한 시예들의 단일 특성들은 기술적으로 의미있는 방식으로 서로 결합될 수 있다. 특히, 방법과 관련하여 개시된 특징은 리액터, 개정 키트 또는 분무 노즐 또는 그 반대로 적용될 수 있다. 특히, 리액터에 배치된 분사 노즐에 관하여 개시된 특징들은 분사 노즐에 적용될 수 있다.
상기 목적은 특히 적어도 하나의 스크레이퍼(scraper)가 분사 노즐의 외부 표면 외부에 배치되고,외부 표면 및 스크레이퍼가 서로에 대해 이동 가능한 전술한 특징을 갖는 리액터로 달성된다.
상기 목적은 또한 분사 노즐의 외부 표면 상의 오염물/침전물이 스크레이퍼 및 분사 노즐의 외부 표면을 서로에 대해 이동시킴으로써 제거되는 상술한 특징을 갖는 방법으로 달성된다.
또한, 상기 목적은 이미 설치된 분사 노즐의 하우징 주위에 배치하기 위한 외부 쉘(shell) 및 외부 쉘의 외부에 배치될 스크레이퍼를 포함하는 연도 가스 세척용 리액터의 분사 노즐용 개정 키트로 달성되며, 상기 외부 쉘 또는 스크레이퍼는 리액터 내부로 이동 가능한 방식으로 장착될 수 있으므로 상기 외부 쉘과 스크레이퍼는 서로 상대적으로 이동할 수 있다.
즉, 본 발명은 분사 노즐의 외면 표면 일부에 근접한 리액터 내부에 스크레이퍼를 배치하여, 외부 표면의 오염물/침전물이 스크레이퍼와 분사 노즐의 외부 표면을 서로 상대적으로 이동시키는 것에 의해 긁어내는 것을 제안한다. 따라서, 스크레이퍼의 스크레핑 엣지(scraping edge)는 분사 노즐의 외부 표면과 접촉하거나 짧은 거리(수 mm 또는 cm 이내)에 배치되어야 한다. 따라서 리액터 가동 중에 외부 표면의 오염물/침전물을 제거할 수 있어, 수동으로 오염물/침전물을 제거하기 위해 리액터를 정지시킬 필요가 없다.
알려진 대부분의 분사 노즐은 원형 외부 단면을 가지므로 스크레이퍼와 분사 노즐의 외부 표면 사이의 상대적인 움직임은 분사 노즐의 중심축을 중심으로 한 회전 운동이다. 따라서, 스크레이퍼 및/또는 외부 표면은 분사 노즐의 중심축 주위에서 회전 방식으로 이동할 수 있다.
원칙적으로, 전체 분사 노즐은 고정적 스크레이퍼에 대해 이동(특히 회전)될 수 있으므로, 분사 노즐의 외부 표면(리액터 내부에 배치된 표면의 적어도 일부를 의미함)이 이동된다.
대안적으로, 스크레이퍼는 이동 가능하고 분사 노즐의 외부 표면은 고정되어 있어서, 스크레이퍼가 고정적 표면에 대해 이동(특히 회전)될 수 있다.
분무 노즐의 외부 표면은 입구 및 분사 개구에 대해 고정식으로 배치된 부재(예: 파이프, 튜브, 슬리브 또는 분사 노즐과 입구를 유체 연결하는 유사한 것)에 의해 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 분사 노즐의 외부 표면은 입구와 분사 출구를 연결하고 리액터 내에 배치되는 분사 노즐의 부재 주위에 원주 방향으로 배열되는 외부 쉘에 의해 형성된다. 예를 들어 적어도 부분적으로 슬리브, 파이프 또는 유사한 것에 의해 구현될 수 있는 이러한 외부 쉘은 개정 키트의 일부로서 이미 존재하는 리액터에 장착될 수 있다.
스크레이퍼가 노즐의 외부 표면에 대해 이동 가능한 경우, 외부 쉘은 입구와 분사 노즐을 연결하는 부재(고정식 하우징이라고도 함)에 대해 고정식으로 고정될 수 있다.
분사 노즐의 외부 표면이 스크레이퍼에 대해 움직일 수 있는 경우, 외부 쉘은 분사 노즐의 고정식(stationary) 하우징에 대해 움직일 수 있는 방식으로 배열되어야 한다. 이 경우, 분사 노즐의 고정식 하우징의 외부 표면과 외부 쉘의 내부 표면 사이에 베어링(개장 키트의 일부일 수 있음)이 배치되어 상대적 움직임을 지지할 수 있다. 이 지지대에 추가로 또는 대안적으로 베어링(개량 키트의 일부일 수 있음)은 분무 노즐의 고정식 하우징을 둘러싸는 리액터 벽(wall)의 내부에 원주 방식으로 장착될 수 있으며, 여기서 베어링은 외부 쉘의 회전 운동을 지지한다. 이러한 베어링은 플랜지(flange)로 구현될 수 있다.
스크레이퍼가 이동 가능하게 장착되는 경우, 리액터 벽 내부에 분사 노즐의 외부 표면을 원주 방향으로 감싸는 베어링이 장착되는 것이 제안된다. 이러한 베어링은 플랜지로 구현될 수 있다. 따라서 특히 스크레이퍼의 회전 운동은 리액터 벽에 장착될 수도 있는 베어링에 의해 지지된다.
원칙적으로 스크레이퍼는 분사 노즐의 외부 표면의 일부를 따라, 특히 증착이 대부분 발생하는 외부 표면의 일부를 따라 연장되는 것으로 충분하지만, 바람직한 실시예에서 스크레이퍼는 리액터 내부에 배치되는 노즐의 외주면의 전체 길이를 따라 연장된다. 이렇게 하면 분사 노즐의 외부 표면 대부분이 스크레이퍼로 세척될 수 있다.
통상적으로, 분사 노즐의 분사 개구는 분사 노즐의 단부면에 배치된다. 이와 관련하여, 스크레이퍼는 분사 노즐의 단부면을 따라 적어도 부분적으로 연장되어, 분사 노즐의 분사 개구에 가까운 침전물/오염물이 스크레이퍼에 의해 제거될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 스크레이퍼는 외부로부터 중앙 분사 개구를 향하여 반경 방향으로 연장되는 것이 바람직하며, 여기서 스크레이퍼의 이 부분은 분사 노즐의 분사 패턴에 영향을 미치지 않고 가능한 한 분사 개구에 가깝게 연장된다.
외부 표면을 이동시키기 위해 분사 노즐 또는 그 외부 셸은 기어를 통해 드라이브에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 스크레이퍼를 이동시키기 위해 스크레이퍼는 기어를 통해 드라이브에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서 분사 노즐은 선형으로만 연장될 수 있으며, 이 경우 분사 노즐은 바람직하게는 연도 가스의 주요 흐름 방향과 노즐의 연장 사이에 90° 각도가 되도록 리액터 내에서 수평으로 배향된다. 이 경우 스크레이퍼는 리액터 내에서 분사 노즐을 따라 연장되는 정확히 하나의 통합 구축 섹션(build section)을 가질 수 있다.
대안적인 실시예에서, 분사 노즐은 제1 분사 노즐 섹션 및 제1 분사 노즐 섹션에 크랭크된(cranked) 제2 분사 노즐 섹션을 갖는다. 제1 중앙 분사 노즐 축을 정의하는 제1 분사 노즐 섹션은 일반적으로 리액터 내에서 수평 방식으로 장착되고, 제2 중앙 분사 노즐 섹션을 정의하는 제2 분사 노즐 섹션은 제1 분사 노즐 섹션에 대해 기울어지게 배향되며, 여기서 제1 중앙 분사 노즐 축과 제2 중앙 분사 노즐 축 사이의 각도는 20° 내지 90°, 바람직하게는 30° 내지 60°이므로, 액체는 0° 내지 70°, 바람직하게는 30° 내지 60°의 각도로 연도 가스의 주요 흐름 방향으로(제2 분사 노즐 섹션의 일단 면에 있는 분사 개구를 통해) 주입되어서, 흡착 공정을 향상시킨다.
분사 노즐의 양 섹션을 정기적으로 세척하기 위해 스크레이퍼는 제1 분사 노즐 섹션에 할당된 제1 스크레이퍼 섹션과 제2 분사 노즐 섹션에 할당된 제2 스크레이퍼 섹션을 가질 수 있으며, 여기서 제1 스크레이퍼 섹션은 제1 분사 노즐 섹션의 전체 길이를 따라 연장될 수 있으며, 제2 스크레이터 섹션은 2 노즐 섹션 전체를 따라 연장될 수 있다.
스크레이퍼가 분사 노즐의 고정 표면에 대해 구동되는 경우, 제1 스크레이퍼 섹션은 기어에 의해 제2 스크레이퍼 섹션에 커플링되어, 제1 스크레이퍼 섹션의 구동 회전 운동을 제2 스크레이퍼 섹션의 회전 운동으로 전달한다. 이러한 방식으로 스크레이퍼의 한 섹션만 능동적으로 구동되면 되고, 회전 운동은 다른 스크레이퍼 부분으로 바람직하게 전달된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 외부 쉘은 제1 분사 노즐 섹션에 할당된 제1 외부 쉘 섹션 및 제2 분사 노즐 섹션에 할당된 제2 외부 쉘 섹션을 가질 수 있다. 제1 및 제2 외부 쉘 섹션은 개정 키트의 일부일 수 있고 분사 노즐의 고정식 하우징에 대해 일정 거리를 두고 배치될 수 있다.
외부 쉘이 스크레이퍼에 대해 구동되는 경우, 제1 외부 쉘은 기어에 의해 제2 외부 쉘 섹션과 커플링되어 제1 외부 쉘 섹션의 구동 회전 운동을 제2 외부 쉘 섹션의 회전 운동으로 전달한다. 이렇게 하면 외부 쉘의 한 섹션만 능동적으로 구동되어야 하며, 회전 운동은 다른 외부 쉘 섹션으로 바람직하게 전달된다.
예를 들어, 기어(스크레이퍼 섹션 사이 또는 외부 쉘 섹션 사이)는 고무 슬리브 또는 각반(gaiter)(부츠라고도 함)에 의해 구현될 수 있으며, 이 양단은 분사 노즐의 각 섹션의 외부 표면에 이동 가능하게 장착되고, 바람직하게는 마찰 잠금 방식(frictional locked manner)으로 각각의 스크레이퍼(또는 외부 쉘) 섹션에 연결된다. 대안적으로, 기어는 각각의 스크레이퍼(또는 외부 쉘) 섹션의 일단부에 연결된 적어도 2개(또는 정확히 2개)의 코밍 베벨 휠(combing bevel wheel)을 포함할 수 있다. 코밍 베벨 휠은 고무 슬리브 또는 각반(부츠라고도 함)으로 둘러싸일 수 있으며, 이 경우 힘을 전달하지 않고 베벨 휠 사이의 분사 노즐 외부 표면 영역만 덮는다. 두 경우 모두 고무 슬리브 또는 각반은 회전하는 동안 수축-팽창 주기를 거치며 고무 슬리브 또는 각반의 표면이 자동으로 세척된다.
스크레이퍼 및/또는 각 스크레이퍼 섹션은 하나 또는 다수의 스크레이핑 요소(scraping element)를 포함할 수 있다. 스크레이퍼/스크레이퍼 섹션의 스크레이핑 요소(들)는 스크레이퍼에 원하는 안정성을 제공하기 위한 지지 수단에 의해 서로/자체적으로 상호 연결될 수 있다. 각 스크레이핑 요소는 예를 들어 와이어로 구현될 수 있다. 대안적으로, 스크레이핑 요소는 플레이트(plate)에 의해 구현될 수 있으며, 이 경우 바람직하게는 플레이트의 날카로운 에지가 분무 노즐의 표면에 대해 이동된다.
예를 들어, 스크레이핑 요소는 분사 노즐의 외부 표면의 종방향으로 연장되고 따라서 분사 노즐의 종방향 축에 평행하게 연장되는 종방향으로 연장되는 스크레이핑 요소일 수 있다. 특히, 외부 쉘이 이동 가능하고 스크레이퍼가 고정되어 있으면, 리액터 내에서 외부 셸의 전체 표면을 따라 연장되는 종방향으로 연장되는 스크레이핑 요소가 정확히 하나만 있으면 충분할 수 있다. 다른 실시예에서, 평행하게 배치되고 종방향으로 연장되는 다수의 스크레이핑 요소가 구현될 수 있고, 여기서 인접한 종방향 연장 스크레이핑 요소는, 외부 표면의 원주 방향으로 연장되고 스크레이퍼의 안정성을 높이는, 원주방향 연장 스크레이핑 요소 또는 연결 요소(connecting element)를 통해 연결될 수 있다.
적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 스크레이핑 요소는 특히 스크레이퍼와 외부 표면이 분사 노즐의 종방향으로 서로에 대해 이동 가능하다면 분사 노즐의 원주방향으로 연장될 수 있다. 이러한 원주방향으로 연장되는 스크레이핑 요소는 만곡된 스크레이핑 에지를 가질 수 있고, 이 곡률은 원주방향에서 외부 표면의 곡률에 대응한다.
적어도 하나의 스크레이핑 요소는 또한 특히 리액터 내의 외부 표면의 전체 길이를 따라 나선형으로 연장되는 방식으로 분사 노즐의 외부 표면 주위로 연장될 수 있다. 스크레이퍼에 원하는 안정성을 제공하기 위해 및/또는 추가적인 스크레이핑 능력을 제공하기 위해 종방향으로 연장되는 스크레이핑 또는 지지 요소는 특히 정확히 하나의 나선형으로 연장되는 스크레이핑 요소를 자체적으로 상호 연결할 수 있다.
스크레이퍼는 또한 적어도 하나의 단부면 스크레이핑 요소(end face scrapping element)를 포함할 수 있다. 단부면 스크레이핑 요소는 전술한 스크레이핑 요소 중 적어도 하나에 연결되거나 일체로 형성될 수 있는 반면, 단부면 스크레이핑 요소는 분사 노즐의 단부면에 배치된다. 상대적인 이동 동안 안정적인 배치를 위해, 특히 외부 쉘이 움직일 수 있을 때, 일단면 스크레이핑 요소는 분사 개구에 가까운 고정식 하우징의 일단면에서 기계적으로 지지될 수 있다.
영구적으로 더 큰 침전을 방지하기 위해, 외부 쉘과 스크레이퍼는 서로에 대해 영구적으로 이동할 수 있다. 그러나 에너지를 절약하기 위해 사전 정의된 시간 간격 또는 증착/오염이 감지된 경우에만 상대 이동이 시작될 수 있다. 미리 결정된 양의 건조 흡착제가 리액터에 주입되었을 때 이동이 시작되는 것도 가능할 수 있다.
바람직하게는, 건식 흡착제 주입 시스템은 분사 노즐의 상류에 배치된다.
리액터는 스크레이퍼 및/또는 외부 표면/외부 쉘의 드라이브와 연결되는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
연도 가스 세척용 리액터는 특히 수직 방식으로 배치된다. 따라서, 연도 가스 입구는 리액터의 맨 아래에 배치되는데, 이는 바람직하게는 연도 가스 입구 아래에 잔류물을 수집하기 위한 수단이 없다는 것을 의미한다.
일반적으로, 연도 가스는 연소 챔버으로부터의 덕트를 통해 제공되며, 덕트는 수평 방식으로 상기 리액터의 상기 연도 가스 입구로 향한다.
이와 같은 수직 리액터에서는, 연도 가스 출구는 상기 연도 가스 입구 위에 수직으로 배치되고, 이로써 리액터는 연도 가스가 바닥에서 상단으로 수직으로 진행하는 부분으로 간주될 수 있다. 리액터는 분사 노즐이 연장될 수 있는 리액터 벽에 의해 구분된다.
건식 흡착제(즉, CaO 또는 Ca(OH)2 분말)는 건식 흡착제 주입 시스템에 의해 리액터로 제공된다. 건식 흡착제가 연도 가스와 접촉하고 상기 연도 가스와 함께 리액터를 통해 이동하는 위치를 건식 흡착제 출구라고 한다. 액체 주입 시스템의 분사 노즐은 건식 흡착제 주입 시스템의 상류에 배치될 수 있다. 그러나, 탈황 효율을 향상시키기 위해 액체 주입 시스템이 건식 흡착제 주입 시스템의 하류에 배치되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 액체 주입 시스템은 상술한 바와 같이 각각 스크레이퍼와 관련되는 2개 이상, 예를 들어 4개, 4개 이상, 6개 또는 심지어 6개 이상의 분사 노즐을 포함한다.
다음으로 본 발명 및 기술적 배경이 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 리액터를 통한 단면도를 개략적으로 도시한다,
도 2는 단면도에서 리액터 내에 배치된 분사 노즐의 제1 실시예의 일부의 단면도를 개략적으로 도시한다,
도 3은 도 2의 노즐 팁의 사시도를 개략적으로 도시한다,
도 4는 리액터 내에 배치된 분사 노즐의 추가 실시예의 일부의 단면도를 개략적으로 도시한다,
도 5는 도 4의 노즐 팁의 사시도를 개략적으로 도시한다,
도 6은 분사 노즐의 추가 실시예에서의 팁의 사시도를 도시한다,
도 7은 2개의 스크레이퍼 섹션 사이에 기어가 있는 리액터 내에 배치된 분사 노즐의 추가 실시예의 일부의 횡단면도를 개략적으로 도시한다, 및
도 8은 기어의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 연도 가스 세척용 리액터를 개략적으로 도시한다. 상기 리액터는 하부에 연도 가스 입구(1) 및 상부에 출구(2)를 포함한다. 연소 챔버의 연도 가스는 연도 가스 입구(1)에서 출구(2)로 다소 위쪽으로 흐를 수 있다. 건조 흡착 출구(4)를 포함하는 건조 흡착제 주입 시스템(3)은 건식 흡착제(즉, CaO 또는 Ca(OH)2 분말)가 건식 흡착제 주입 시스템(3)을 통해 리액터로 주입될 수 있도록 배치된다.
분무된 물을 주입하기 위한 액체 주입 시스템(5)은 건식 흡착제 주입 시스템(3)의 위/하류에 배치된다. 액체 주입 시스템(5)은 리액터 벽(12)을 통해 연장되고 물을 분무하기 위한 분사 개구(7)를 포함하는 다수의 분사 노즐(6)을 포함한다. 사용 시, 연도 가스의 건식 흡착제 또는 기타 성분이 리액터 내의 분사 노즐(6)의 외부 표면에 침전될 수 있으며, 이에 따라 결국 분사 노즐(6)의 분사 패턴에 부정적인 영향을 미친다.
본 발명은 외부 표면과 스크레이퍼(8)를 서로에 대해 이동시켜 외부 표면의 침전물/오염물을 제거하는 것을 제안한다. 따라서, 도 2 내지 8에는 리액터 내에 배치된 노즐(6)의 일부가 도시되어 있다.
도시된 노즐(6)은 고정식 하우징(10)으로도 지칭되는 내부 튜브를 포함한다. 고정식 하우징(10)/내부 튜브는 리액터 외부에 배치된 물용 입구를 노즐(6)의 분사 개구(7)에 유동적으로 연결한다. 분사 개구(7)는 노즐(6)의 전단부면(13)에 배치된다. 내부 파이프/고정식 하우징(10)은 리액터 벽(12)을 통해 연장된다.
도시된 실시예에 따르면, 고정식 하우징(10)은 리액터 내에서 원주 방향으로 고정식 하우징(10)을 둘러싸는 외부 쉘(9)에 의해 둘러싸여 있고, 외부 쉘(9)은 리액터 벽(12)으로부터 내부 튜브/고정식 하우징(10)의 전방 단부면(13)까지 연장된다.
스크레이퍼(8)는 리액터 내의 외부 쉘(9) 외부에 배치된다.
외부 셸(9)과 스크레이퍼(8)는 이미 설치된 분사 노즐(6)을 위한 개정 키트(retrofit kit)로 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 외부 쉘(9)은 고정식 하우징(10) 주위에 회전 가능한 방식으로 장착된다. 외부 쉘(9)을 지지하기 위해, 원주 방향으로 고정식 하우징(10)을 둘러싸는 베어링(11)이 리액터 벽(12)에 장착된다. 외부 쉘(9)은 또한 외부 쉘(9)의 내부와 고정식 하우징(10)의 외부 사이의 베어링에 의해 지지된다. 이 실시예에서, 스크레이퍼(8)는 종방향으로 연장되는 하나의 스크레이핑 요소(8.1)를 포함하고, 이 단부에는 단부면 스크레이핑 요소(8.4)가 구현된다. 스크레이퍼(8)는 고정식으로 장착된다. 작동 중에 외부 쉘(9)은 회전 운동으로 구동될 수 있어, 외부 쉘(9)의 외부 표면이 스크레이퍼(8)를 따라 전진하여 외부 표면의 오염/침전물이 긁혀 나가게 된다.
도 4 내지 6에 도시된 실시예에 따르면, 외부 쉘(9)은 리액터 벽(12)에 고정 방식으로 장착되어 리액터 내부의 고정식 하우징(10)을 둘러싼다. 이러한 실시예에서, 스크레이퍼(8)는 외부 쉘(9)의 외부 표면 주위에서 회전될 수 있도록 이동 가능한 방식으로 장착되어서, 외부 쉘(9)의 외부 표면 주위를 회전할 수 있다. 스크레이퍼(8)를 장착하기 위해 리액터 벽(12)의 내부에 연결된 베어링(11)은 외부 쉘(9)을 둘러싼다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 스크레이퍼(8)는 하나의 나선형으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.3)를 포함하고, 이 단부에 단부면 스크레이핑 요소(8.4)가 배치된다. 이 단부면 스크레이핑 요소(8.4)는 분사 개구(7)를 향해 부분적으로 방사상 안쪽으로 연장된다. 스크레이핑 공정을 더욱 향상시키고 더 큰 안정성을 제공하기 위해, 나선형으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.3)는 종방향으로 연장되는 다수의 스크레이핑 요소(8.1)에 의해 자체적으로 연결된다. .
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 스크레이퍼(8)는 서로 평행하게 연장되고 원주방향으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.2)에 의해 상호 연결된 4개의 종방향으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.1)를 포함한다. 단부면 스크레이핑 요소(8.4)는 각각의 종방향 연장 스크레이핑 요소(8.1)의 단부에 연결된다.
도 7 및 8에 도시된 실시예에 따르면, 분사 노즐(6)은 제1 분사 노즐 섹션(6a) 및 제1 분사 노즐 섹션(6a)에 대해 약 45° 경사진 제2 분사 노즐 섹션(6b)을 갖는다. 또한, 스크레이퍼(8)는 제1 분사 노즐 섹션(6a)에 할당된 제1 스크레이퍼 섹션(8a) 및 제2 분사 노즐 섹션(6b)에 할당된 제2 스크레이퍼 섹션(8b)을 갖는다. 제1 분사 노즐 섹션(6a)은 액체가 제2 분사 노즐 섹션(6b)의 단부면에서 분사 개구(7)를 통해 연도 가스의 주요 유동 방향에 대해 45°의 각도로 주입되도록 수평 방식으로 장착된다. 각각의 스크레이퍼 섹션(8a, 8b)은 상기 선형으로 연장되는 분사 노즐(6)에 대해 설명된 바와 같이 구현될 수 있다.
제1 스크레이퍼 섹션(8a)은 기어(14)에 의해 제2 스크레이퍼 섹션(8b)에 커플링되어, 제1 스크레이퍼 섹션(8a)의 구동 회전 운동이 제2 스크레이퍼 섹션(8b)의 회전 운동으로 전달된다.
도 7의 실시예에 따르면, 기어는 고무 슬리브(14.1)로 구현되며, 이 슬리브의 단부는 각각의 스크레이퍼 섹션(8a, 8b)에 연결된다. 이러한 방식으로 제1 스크레이퍼 섹션(8a)으로부터의 회전력은 고무 슬리브(14)를 통해 스크레이퍼 섹션(8b)으로 전달된다.
도 8의 실시예에 따르면, 기어는 서로 갈퀴질하는(combing) 2개의 베벨 휠(14.2)을 포함한다. 베벨 휠(14.2)은 각각의 스크레이퍼 섹션(8a, 8b)의 일단부에 연결된다. 베벨 휠(14.2)은 고무 슬리브(14.1)로 둘러싸여 있다. 이 경우 회전력은 베벨 휠(14.1)에 의해서만 전달된다. 두 경우 모두, 고무 슬리브(14.1)는 회전하는 동안 수축-팽창 사이클을 거치며, 이는 그 표면의 자가 세척을 유도한다.
본 발명에 의해 분사 노즐(6)의 외부 표면 상의 침전물/오염물은 리액터를 정지시킬 필요 없이 작동 중에 제거될 수 있다.
1 연도가스 입구
2 출구
3 건조 흡착제 주입 시스템
4 건조 흡착제 출구
5 액체 주입 시스템
6 분사 노즐
6a 제1 분사 노즐 섹션
6b 제2 분사 노즐 섹션
7 분사 개구
8 스크레이퍼
8.1 종방향으로 연장되는 스크레이핑 요소
8.2 원주 방향으로 연장되는 스크레이핑 요소
8.3 나선형으로 연장되는 스크레이핑 요소
8.4 단부면 스크레이핑 요소
8a 제1 스크레이퍼 섹션
8b 제2 스크레이퍼 섹션
9 외부 쉘
10 고정식 하우징
11 베어링
12 리액터 벽
13 전단부면
14 기어
14.1 고무 슬리브
14.2 베벨 휠

Claims (16)

  1. 연도 가스 스트림 내에 건조 또는 준-건조 흡착제를 주입하여 연도 가스를 세척하기위한 리액터로서, 상기 리액터는,
    - 상기 리액터의 하부에 연도 가스 입구(1),
    - 상기 리액터의 상부에 출구(2),
    - 상기 리액터 내에 건조 흡착제를 주입하기위한 적어도 하나의 건조 흡착제 출구(4)를 가진 건조 흡착제 주입 시스템(3)으로서, 상기 적어도 하나의 건조 흡착제 출구(4)는 상기 연도 가스 입구(1)와 상기 출구(2) 사이에 배치되는 것인, 상기 건조 흡착제 주입 시스템(3), 및
    - 적어도 하나의 액체 주입 시스템(5)으로서, 상기 액체 주입 시스템(5)은 상기 연도 가스 입구(1)와 상기 출구(2) 사이에서 상기 리액터로 분무된 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 분사 개구(7)를 갖는 적어도 하나의 분사 노즐(6)을 포함하는 것인 상기 액체 주입 시스템(5)을 포함하며,
    적어도 하나의 스크레이퍼(8)가 상기 분사 노즐(6)의 외부 표면의 외부에 배치되고, 상기 외부 표면과 상기 스크레이퍼(8)는 서로 상대적 이동이 가능하며, 상기 상대적 이동은 상기 분사 노즐(6)의 중심축 주위의 회전 이동인 것을 특징으로 하는,
    리액터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 표면은 움직일 수 있고 상기 스크레이퍼(8)는 고정되는 것인,
    리액터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부 표면은 상기 분사 노즐(6)의 고정식 하우징(10)에 대해 이동할 수 있는 외부 쉘(9)에 의해 구현되는,
    리액터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부 쉘(9)은 상기 리액터 내부에서만 상기 고정식 하우징(10)을 감싸고, 상기 외부 쉘(9)의 이동을 지지하는 베어링(11)은 상기 고정식 하우징(10)을 감싸며 리액터 벽(12)의 내부에 배치되는,
    리액터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(8)는 움직일 수 있고 상기 외부 표면은 고정되는,
    리액터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(8)의 상기 이동을 지지하는 베어링(11)이 상기 분사 노즐(6)을 감싸며, 상기 베어링(11)은 리액터 벽(12) 내부에 배치되는,
    리액터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(8)는 상기 분사 노즐(6)의 전단부면(13)까지 연장되는,
    리액터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(8)는 상기 리액터 내 상기 외부 표면의 전체 길이를 따라 연장되는,
    리액터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 노즐(6)은 제1 분사 노즐 섹션(6a) 및 상기 제1 분사 노즐 섹션(6a)에 크랭크된 제2 분사 노즐 섹션(6b)을 갖고, 상기 스크레이퍼(8)는 상기 제1 분사 노즐 섹션(6a)에 할당된 제1 스크레이퍼 섹션(8a) 및 상기 제2 분사 노즐 섹션(6b)에 할당된 제2 스크레이퍼 섹션(8b)을 갖는,
    리액터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 스크레이퍼 섹션(8a)은 기어(14)에 의해 상기 제2 스크레이퍼 섹션(8b)에 커플링되어, 상기 제1 스크레이퍼 섹션(8a)의 구동 회전 운동을 상기 제2 스크레이퍼 섹션(8b)의 회전 운동으로 전달하는,
    리액터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼(8)가 다음 그룹 중 적어도 하나의 구성요소를 포함하는 리액터:
    - 상기 외부 표면의 종방향으로 연장되는 적어도 하나의 종방향으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.1),
    - 상기 외부 표면의 원주 방향으로 연장되는 적어도 하나의 원주 방향으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.2),
    - 나선형 방식으로 상기 외부 표면 주위로 연장되는 적어도 하나의 나선형으로 연장되는 스크레이핑 요소(8.3),
    - 상기 분사 노즐(6)의 단부면과 연관된 적어도 하나의 단부면 스크레이핑 요소(8.4).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 쉘(9) 또는 상기 스크레이퍼(8)는 상기 외부 쉘(9) 또는 상기 스크레이퍼(8)를 이동시키기 위한 드라이브에 연결되는
    리액터.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건식 흡착제 주입 시스템(3)은 상기 분사 노즐(6)의 상류에 배치되는,
    리액터.
  14. 연도 가스를 세척하기 위한 리액터를 작동시키기 위한 방법으로서,
    - 상기 리액터 하부에 연도 가스를 공급하는 단계,
    - 상기 리액터에 건식 흡착제를 공급하는 단계, 및
    - 분사 노즐(6)의 분사 개구(7)를 통해 분무화 액체를 상기 리액터로 공급하는 단계를 포함하며,
    스크레이퍼(8)와 상기 분사 노즐(6)의 외부 표면을 상대적으로 이동시켜 상기 분사 노즐(6)의 상기 외부 표면 상의 오염물을 제거하는 단계로서, 상기 상대적 이동은 상기 분사 노즐(6)의 중심축 주위의 회전운동인 것을 특징으로 하는,
    방법.
  15. 특히 연도 가스 세척용 리액터를 위한 분사 노즐(6)로서,
    - 액체를 위한 제1 입구
    - 상기 액체를 분무하기 위한 적어도 하나의 분사 개구(7)를 포함하며,
    상기에서 적어도 하나의 스크레이퍼(8)는 상기 분사 노즐(6)의 외부 표면의 외부에 배치되고, 상기 외부 표면 및 상기 스크레이퍼(8)는 서로에 대해 상대적 이동 가능하고, 상기 상대적 이동은 상기 분사 노즐(6)의 중심축 주위의 회전 이동인 것을 특징으로 하는,
    분사 노즐.
  16. 연도 가스 세척용 리액터의 분사 노즐 용 개정 키트로서,
    - 분사 노즐(6)의 외부 표면을 형성하기 위해 상기 분사 노즐(6)의 하우징(10) 주위에 배치하기 위한 외부 쉘(9), 및
    - 상기 외부 쉘(9) 외부에 배치되는 스크레이퍼(8)를 포함하며,
    상기 외부 쉘(9) 또는 상기 스크레이퍼(8)는 상기 리액터 내부에 이동 가능한 방식으로 장착될 수 있으며, 상기 상대적 이동은 상기 분사 노즐(6)의 중심축 주위의 회전 이동인
    개정 키트.
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