KR20230069460A

KR20230069460A - 가스화 용융로

Info

Publication number: KR20230069460A
Application number: KR1020210155516A
Authority: KR
Inventors: 이승재; 박성열; 김성수; 박상신; 안장홍
Original assignee: 주식회사케이.피.씨; 한국에너지기술연구원
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-19

Abstract

본 발명은 냉각장치가 구비된 가스화 용융로에 관한 것으로서, 투입된 원료를 열분해 용융 및 가스화시키는 반응로, 반응로를 둘러싸는 내화벽 및 내화벽을 냉각시키는 냉각장치를 포함하며, 냉각장치는 내화벽에 탈부착 가능하게 형성되는 하나 이상의 냉각부를 포함하는 가스화 용융로를 제공한다.

Description

가스화 용융로{MELTING FURNACE FOR GASIFICATION}

본 발명은 가스화 용융로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각장치가 구비된 가스화 용융로에 관한 것이다.

산업화와 인구 증가로 산업 폐기물 및 생활 폐기물 등의 발생이 급증하고 있다. 이러한 폐기물은 일반적으로 매립하는 방식으로 처리되었으나, 매립 방식은 매립장을 확보하기도 어려울뿐더러 지하수 오염 및 토지 오염 등의 환경 문제가 발생하게 된다.

이에, 폐기물을 보다 효율적으로 처리하면서 환경 오염 문제를 줄이기 위해 플라즈마 토치 또는 공기분사기를 이용하여 폐기물을 열분해 용융 및 가스화시키는 기술이 개발되었다. 플라즈마 토치는 고전압 고전류의 아크를 이용하여 이온화된 플라즈마 가스에 의해 플라즈마 제트를 생성하는 것으로, 플라즈마 토치를 이용하면 용탕을 안정적으로 형성 및 유지할 수 있고, 가스화 용융로 내부를 고온 환경으로 만들 수 있다.

플라즈마 토치를 이용하여 폐기물을 처리하는 경우, 유기 화합물은 플라즈마 토치의 높은 온도와 열 용량으로 인해 C, CnHm, CO, H2와 같은 화학적으로 안정된 화합물과 연소 가스로 분해시킬 수 있고, 무기 화합물은 용융되어 아주 미세한 물질로 분해하거나 고형체로 유리화시킬 수 있게 된다. 이와 같이, 플라즈마 토치를 이용하여 폐기물을 처리하면 열 분해로 인해 유해 물질이 정화된 연소 가스가 생산되고, 용융으로 인해 유리화되어 비 용출성 형태로 처리되기 때문에 폐기물을 효율적으로 처리하면서 환경 오염 문제를 줄일 수 있게 된다.

공기분사기는 반응로의 내부에 설치되어 소정 온도로 예열된 공기 또는 산소를 분사할 수 있다. 공기분사기는 분사할 수 있다. 나아가, 공기분사기는 투입되는 폐기물의 열 분해에 적합한 가스가 분사될 수 있음은 물론이다. 공기분사기에서 분사된 산소, 공기 또는 가스에 의해 폐기물이 효율적으로 열 분해 될 수 있으며, 이러한 공기분사기는 반응로 내부에 복수 개가 설치될 수 있다.

이러한 내부의 고온 열원(플라즈마 토치, 공기분사기 기타 연소열)을 이용하여 물질을 용융시키는 경우, 반응열로 인한 고온이 용융로의 외부 표면으로 전달되어 고온에 의한 용융로의 건전성에 영향을 줄 뿐만 아니라, 운전의 위해 요소이기 때문에, 용융로 운전 중 지속적인 냉각 유지가 필요하다.

한국등록특허공보 제10-0508129호 한국등록특허공보 제10-0436539호

본 발명은 일 실시예를 통하여, 용융로가 내부의 고온열원으로부터 건전성을 유지할 수 있는 가스화 용융로를 제공하고자 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 투입된 원료를 열분해 용융 및 가스화시키는 반응로; 상기 반응로를 둘러싸는 내화벽; 및 상기 내화벽을 냉각시키는 냉각장치;를 포함하며, 상기 냉각장치는 상기 내화벽에 탈부착 가능하게 형성되는 하나 이상의 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로를 제공한다.

상기 냉각장치는 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로가 구비되는 제1냉각부; 및 냉매가 유입되는 유입부, 냉매가 배출되는 배출부 및 상기 유입부 및 상기 배출부를 연통시키며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로가 구비되는 제2냉각부;를 포함하며, 상기 제1냉매유로 및 상기 제2냉매유로는 상호 연통될 수 있다.

상기 내화벽은 외면에 오목하게 형성된 결합홈이 구비되며, 냉각부는 상기 홈에 수용되는 결합돌기를 포함할 수 있다.

상기 냉각부의 결합돌기는 수형(male)부 및 상기 수형부로부터 외측으로 돌출 형성되는 칼라(collar)부를 포함하며, 상기 내화벽의 결합홈은 상기 결합돌기에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 냉각부의 결합돌기는 상하방향으로 길게 연장 형성되며 내화요소는 상기 냉각부의 결합돌기에 대응하는 형상의 결합홈이 상하방향으로 길게 연장 형성되며, 하나의 결합돌기마다 둘 이상의 내화요소가 결합할 수 있다.

상기 냉각부의 결합돌기는 좌우방향을 따라 소정의 간격으로 이격되어 복 수개를 이루고, 상기 냉각부의 결합돌기마다 서로 다른 내화요소가 결합할 수 있다.

상기 냉각부는 금속물질을 포함하며, 상기 결합돌기와 결합홈은 소정의 간격만큼 이격되어 간극을 형성할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예는 용융로가 내부의 고온열원으로부터 건전성을 유지할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 용융로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 도시된 가스화 용융로에 구비되는 냉각장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 가스화 용융로의 내화벽과 냉각장치간의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 용융로(1)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 용융로(1)는 반응로(100), 투입부(140), 출탕부(150)를 포함할 수 있다.

반응로(100)는 투입부(140)에 의해 투입된 원료를 열분해 용융 및 가스화시키는 기능을 수행한다. 반응로(100)는 내화벽(110)으로 둘러싸일 수 있다. 내화벽(110)은 다수의 내화요소(115)를 포함할 수 있다. 내화요소(115)는 내화벽(110)을 이루는 작은 단위이며, 일 예로 내화벽돌(115)일 수 있다. 내화벽(110)의 외측에는 반응로(100)를 냉각시키기 위한 냉각장치(200)가 형성될 수 있다.

이러한 반응로(100)는 바닥부(115), 바닥부(115)와 연결되는 경사부(111), 바닥부(115)와 경사부(111)의 둘레로부터 상방으로 연장 형성되는 측벽부, 측벽부의 상단에 구비되는 돔형천정부(112)를 포함한다. 여기서 측벽부는 반응로의 입구(116)가 구비되는 제1측벽(113) 및 제1측벽(113)을 마주보며, 배기가스 배출부(160)가 구비되는 제2측벽(114)을 포함한다.

경사부(111)는 반응로(100)의 내부에 형성되며, 반응로의 입구(116)와 바닥부(115)를 연결한다. 반응로의 입구(116)가 바닥부(115)보다 높은 위치에 구비됨에 따라, 경사부(111)는 반응로(100)의 내부에서 소정 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 반응로의 입구(116)에는 투입부(140)가 구비된다. 경사부(111)의 일측은 반응로의 입구(116)에서 투입부(140)까지 연장되어 형성될 수 있다. 경사부(111)는 투입부(140)에 의해 투입된 원료를 바닥부(115)로 이동시키는 과정에서 용탕이 되도록 유도할 수 있다. 원료는 반응로의 입구(116) 및 경사부(111)를 거쳐 바닥부(115)에 이르게 되며, 반응로(100) 내부의 열과 에어포트(131, 132)에 공급되는 공기 또는 산소의 화학 반응에 의해 열 분해 되어 용탕의 상태에 이른다. 용탕은 경사부(111)의 일부와 바닥부(115)를 덮는다.

돔형천정부(112)는 원료의 가스화를 통해 생성된 가스의 체류시간이 증가되도록 하며, 경사부(111) 및 제1측벽(113)따라 상승하는 가스가 제2측벽(114) 측으로 원활하게 흐를 수 있도록 한다. 제2측벽(114) 측으로 안내된 가스는 후술하는 배기가스 배출부(160)를 통해 배출된다.

투입부(140)는 제1측벽(113)에 구비되며 구체적으로는 반응로의 입구(116) 측에 구비된다. 투입부(140)는 외부로부터 원료가 공급되는 경우, 공급된 원료를 반응로의 입구(116)로 투입시키는 역할을 한다. 원료로는 폐기물(쓰레기) 또는 석탄 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

투입부(140)는 외부로부터 공급되는 원료를 내부에 장착된 푸셔(미도시)를 통해 푸쉬하여 반응로의 입구(116)로 투입시킬 수 있다. 투입부(140)는 복수 개가 형성될 수 있다. 투입부(140)가 복수 개가 형성되는 경우, 각 투입부(140) 내의 푸셔(미도시)들은 원료가 반응로(100)로 연속적으로 투입되도록 푸쉬 동작이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 각 투입부(140) 내의 푸셔들은 상호 교대(또는 순차적으로)로 푸쉬 동작을 수행하여 원료가 연속적으로 투입되게 할 수 있다.

플라즈마토치(120)는 반응로(100)의 내부에 구비된다. 플라즈마토치(120)는 경사부(111)의 타측으로부터 투입되는 잔여 원료를 용융시키는 역할을 한다. 플라즈마토치(120)는 반응로(100)의 내부에 복수 개가 설치될 수 있다. 플라즈마토치(120)는 도 1에서 도시된 바와 같이 일 예로 제2측벽(114)에 구비될 수도 있으며, 다른 예로 제1측벽(113)과 제2측벽(114)을 연결하며 서로 마주보는 제3측벽(미도시) 및 제4측벽(미도시) 각각에 구비될 수도 있다.

이러한 플라즈마토치(120)는 반응로(100)의 내부에서 소정 각도로 경사지게 구비될 수 있다. 플라즈마토치(120)는 제1측벽(113)을 향하여 하향 경사지게 구비될 수 있다.

플라즈마토치(120)가 제3측벽 및 제4측벽에 각각 구비되는 경우 제1측벽(113)을 향하여 하향 경사지게 구비되되, 구비되는 벽을 마주보는 벽을 향하여 각각 경사지게 구비될 수 있다.

바닥부(115)를 바닥부(115)와 경사부(111)가 만나는 지점에서 제2측벽(114)까지 거리를 대략 3등분하여 3개의 영역으로 구획하는 경우, 플라즈마토치(120)는 구획된 3개의 영역 중 바닥부(115)와 경사부(111)가 만나는 지점에 가장 인접한 영역을 향하도록 구비될 수 있다.

구체적으로 플라즈마토치(120)는 경사부(111)에 인접하되, 바닥부(115)의 전체 영역 중 대략 1/3에 해당하는 영역을 향하도록 구비될 수 있다. 바닥부(115)의 전체 영역의 대략 1/3에 해당하는 영역은 일 예로 경사부(111)와 바닥부(115)가 만나는 지점으로부터의 특정한 지점 사이에 위치할 수 있다. 특정한 지점은 경사부(111)와 바닥부(115)가 만나는 지점과 제2측벽(114)을 연결하는 선 상에 위치하되 경사부(111)와 바닥부(115)가 만나는 지점으로부터 위 선의 전체 길이 중 1/3되는 지점일 수 있다. 이에 따라 바닥부(115) 및 경사부(111)가 플라즈마토치(120)로부터 발생되는 고온의 열로부터 보호될 수 있다.

에어포트(131, 132)는 반응로(100)의 내부에 설치된다. 에어포트(131, 132)는 경사부(111) 방향, 즉 경사부(111)를 지향하는 방향으로 공기 또는 산소를 분사할 수 있다. 이때, 에어포트(131, 132)는 소정 온도로 예열된 공기 또는 산소를 분사할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 에어 포트는 투입되는 원료의 열 분해에 적합한 가스가 분사될 수 있음은 물론이다. 에어 포트에서 분사된 가스에 의해 경사부(111) 상의 원료가 열 분해 될 수 있다. 에어포트(131, 132)는 반응로(100)의 내부에 복수 개가 설치될 수 있다.

경사부(111)를 반응로의 입구(116)에서 바닥부(115)까지 거리를 대략 3등분하여 3개의 영역으로 구획할 경우, 이러한 에어포트(131, 132)는 구획된 3영역 중 바닥부(115)에 인접한 영역에 공기를 분사할 수 있다. 일 예로 에어포트(131, 132)는 경사부(111)와 바닥부(115)가 만나는 지점으로부터 경사부(111) 전체거리의 대략 30%되는 지점까지의 거리 내에 위치하는 영역을 향하도록 구비될 수 있다. 이에 따라 열분해 중인 원료의 가스화가 촉진될 수 있다.

배기가스 배출부(160)는 제2측벽(114)에 구비되며, 원료가 열 분해 용융 및 가스화되면서 발생하는 배기 가스를 외부로 배출시킨다. 반응로(100) 내부의 각 모서리 부분은 굴곡지게 형성될 수 있다. 이 경우, 반응로(100)의 내부 모서리 부분이 각지게 형성된 경우보다 반응로(100) 내부에 부착 내지 침착되는 부유물을 용이하게 청소할 수 있게 된다. 그리고, 반응로(100) 내부에 선회되는 가스의 흐름을 보다 연속적으로 할 수 있을 뿐만 아니라 와류 등의 선회되는 가스와 연속되지 않는 유동의 발생을 최소화시킬 수 있다. 또한, 반응로(100)의 구조적 안정성 및 유동성 측면에서 데드 존 제거가 가능하게 된다.

한편 제3측벽 또는 제4측벽에는 바닥부(115)로부터 일정한 높이에 구비되어 반응로(100) 내부의 용탕을 외부로 배출하는 출탕부(150)가 구비된다. 이러한 출탕부(150)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 제2측벽(114)에도 구비될 수 있다.

이하 냉각장치(200)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1에서 도시된 가스화 용융로에 구비되는 냉각장치(200)를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 냉각장치(200)는 반응로(100)를 냉각시키는 기능을 수행한다. 구체적으로 냉각장치(200)는 반응로(100)를 둘러싸는 내화벽(110)의 외측에 구비되며, 반응로(100)에서 전달된 열에 의해 가열된 내화벽(110)을 냉각시킨다.

이러한 냉각장치(200)는 내화벽(110)에 탈부착 가능하게 형성되는 하나 이상의 냉각부를 포함한다. 냉각장치(200)는 일 예로 제1냉각부(210) 및 제1냉각부(210)에 인접하는 제2냉각부(220)를 포함한다.

제1냉각부(210)는 내부에 다수의 격벽(221)이 구비되며, 이러한 격벽(221)에 의해 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로가 형성된다. 또한 제1냉각부(210)는 냉매를 유입하여 제1냉매유로로 안내하는 유입부 및 제1냉매유로의 냉매를 배출시키는 배출부가 구비될 수 있다.

제2냉각부(220)는 내부에 다수의 격벽(221)이 구비되며, 이러한 격벽(221)에 의해 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로(222)가 형성된다. 또한 제2냉각부(220)는 냉매를 유입하여 제2냉매유로(222)로 안내하는 유입부(221a) 및 제2냉매유로(222)의 냉매를 배출시키는 배출부(221b)가 구비될 수 있다.

제1냉각부(210)의 제1냉매유로와 제2냉각부(220)의 제2냉매유로(222)는 상호 연통될 수 있다. 이 경우 유입부(221a)와 배출부(221b)는 제1냉각부(210) 및 제2냉각부(220) 중 어느 하나에 구비될 수 있다.

한편, 냉각장치(200)는 다른 예로 제3냉각부(230) 및 제4냉각부(240)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 도 2에서 도시된 바와 같이 반응로(100) 상부에는 제1냉각부(210) 및 제2냉각부(220)가 구비되며, 반응로(100) 하부에는 제3냉각부(230) 및 제4냉각부(240)가 구비될 수 있다. 제3냉각부(230) 및 제4냉각부(240)의 구조는 상술한 제1냉각부(210) 및 제2냉각부(220)와 유사하며 상세한 설명은 생략한다. 냉각장치(200)에 포함되는 냉각부는 개수의 제한이 없으며, 냉각장치(200)는 필요에 따라 더 많은 냉각부를 포함할 수 있다.

다수의 냉각부에 구비되는 각각의 냉매유로는 상호 연결될 수 있다. 유입부 및 배출부는 하나의 냉각부에 구비되며, 하나의 냉각부에 구비된 유입부를 통해 유입된 냉매가 다수의 냉각부에 공급되고, 하나의 냉각부에 구비된 배출부를 통해 다수의 냉각부에 공급된 냉매가 배출된다.

다수의 냉각부에 구비되는 각각의 냉매유로는 상호 분리되며, 냉매가 각각의 냉각부마다 독립적으로 흐를 수 있다. 이 경우 각각의 냉각부 마다 유입부 및 배출부가 구비된다.

이하 냉각장치(200) 및 내화벽(110)간의 결합구조에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 3 내지 도 5는 가스화 용융로의 내화벽(110)과 냉각장치(200)간의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 제2냉각부(220)와 내화벽(110) 상호 간의 결합구조를 설명한다. 제1냉각부(210), 제3냉각부(230) 및 제4냉각부(240) 각각과 내화벽(110)간의 결합구조는 제2냉각부(220)와 내화벽(110) 간의 결합구조와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제2냉각부(220)는 내화벽(110)에 탈부착 가능하게 결합할 수 있다. 이 경우 제2냉각부(220)에는 결합돌기(223)가 구비되며, 내화벽(110)은 결합돌기(223)를 수용하도록 오목하게 형성된 결합홈(117)이 구비될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 그 역으로 제2냉각부(220)에는 결합홈(117)이 구비되고 내화벽(110)에는 결합돌기(223)가 구비될 수도 있다.

결합돌기(223)는 수형(male)부(223a) 및 수형부(223a)로부터 외측으로 돌출 형성되는 한 쌍의 칼라(collar)부(223c, 223b)를 포함한다. 이에 따라 결합돌기(223)는 단면이 좁아지는 목(neck) 부분(223a)이 형성된다.

수형부(223a)는 제2냉각부(220)의 외면으로부터 돌출 형성된 돌기이다. 한 쌍의 칼라부(223c, 223b)는 수형부(223a)의 말단부의 주변으로부터 돌출 형성된다. 한 쌍의 칼라부(223c, 223b) 각각의 길이방향은 수형부(223a)의 길이방향과 교차한다.

결합홈(117)은 결합돌기(223)에 대응하는 형상으로 형성된다. 결합홈(117)은 수형부(223a)와 한 쌍의 칼라부(223c, 223b)를 마주하는 편평부(115a), 한 쌍의 칼라부(223c, 223b)를 수용하는 한 쌍의 오목수용부(115c), 수형부(223a)의 목 부분(223a)을 감싸는 돌출수용부(115b)를 포함한다.

결합돌기(223)는 결합홈(117)과 기계적으로 정합된다. 한 쌍의 칼라부(223c, 223b) 각각은 오목수용부(115c)에 수용되며, 돌출수용부(115b)는 한 쌍의 칼라부(223c, 223b)가 결합홈(117)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 또한 결합돌기(223)와 결합홈(117) 간의 접촉하는 면적이 증가하여 열전달율이 향상된다.

이러한 결합돌기(223)는 상항방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 이 경우 내화벽(110)을 구성하는 내화요소(115)는 결합돌기(223)에 대응하는 형상의 결합홈(117)이 상하방향으로 길게 연장 형성된다.

이 경우 제2냉각부(220)의 키가 각각의 내화요소(115)의 키보다 크도록 형성될 수 있다. 결합돌기(223)의 키가 결합홈(117)의 키보다 크다. 이에 따라, 하나의 결합돌기(223)마다 하나 이상의 내화요소(115)가 결합할 수 있다. 일 예로 한 개의 제2냉각부(220)에 두 개의 내화요소(115)가 결합할 수 있다. 결합하는 내화요소(115)의 개수는 내화요소(115)와 제2냉각부(220) 각각의 키에 따라 다르다.

제2냉각부(220)와 내화벽(110)이 상호 결합하기 위해서는 일 예로 제2냉각부(220)가 내화요소(115)에 형성된 결합홈(117)의 상단부까지 들어올려진 후 결합돌기(223) 하단부가 결합홈(117)의 상단부에 끼워진다.

한편, 상하방향으로 연장 형성되는 결합돌기(223)는 하나의 제2냉각부(220)의 좌우방향을 따라 소정의 간격으로 나란히 이격되어 복 수개를 이룰 수 있다. 복 수개를 이루는 결합돌기(223)는 서로 대략 평행하게 정렬되며, 결합돌기(223)마다 서로 다른 내화요소(115)가 결합할 수 있다. 이 경우 복 수개의 내화요소(115)는 하나의 제2냉각부(220)에 결합되어 외부 및 내부 충격에 견디는 내충격성이 향상된다.

한편, 제2냉각부(220)는 열전도성이 높은 금속물질을 포함하며, 결합돌기(223)와 결합홈(117)은 소정의 간격만큼 이격되어 간극(C)을 형성할 수 있다. 반응로(100)로부터 내화벽(110)을 통해 제2냉각부(220)로 열전달이 이루어지면, 금속물질을 포함하는 제2냉각부(220)는 부피가 팽창한다. 결합돌기(223)와 결합홈(117) 간의 간극(C)이 존재하지 않는다면, 제2냉각부(220)의 부피 팽창으로 인해 내화벽(110)의 손상이 초래된다. 결합돌기(223)와 결합홈(117)간의 간극(C)은 이러한 내화벽(110)의 손상을 방지한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1: 가스화 용융로
100: 반응로
110: 내화벽
117: 결합홈
120: 플라즈마토치
131, 132: 에어포트
140: 투입부
150: 출탕부
200: 냉각장치
210: 제1냉각부
220: 제2냉각부
223: 결합돌기
230: 제3냉각부
240: 제4냉각부

Claims

투입된 원료를 열분해 용융 및 가스화시키는 반응로;
상기 반응로를 둘러싸는 내화벽; 및
상기 내화벽을 냉각시키는 냉각장치;를 포함하며,
상기 냉각장치는 상기 내화벽에 탈부착 가능하게 형성되는 하나 이상의 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제1항에 있어서,
상기 냉각장치는
내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로가 구비되는 제1냉각부; 및
냉매가 유입되는 유입부, 냉매가 배출되는 배출부 및 상기 유입부 및 상기 배출부를 연통시키며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로가 구비되는 제2냉각부;를 포함하며,
상기 제1냉매유로 및 상기 제2냉매유로는 상호 연통되는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제1항에 있어서,
상기 내화벽은 외면에 오목하게 형성된 결합홈이 구비되며,
냉각부는 상기 홈에 수용되는 결합돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제3항에 있어서,
상기 냉각부의 결합돌기는 수형(male)부 및 상기 수형부로부터 외측으로 돌출 형성되는 칼라(collar)부를 포함하며,
상기 내화벽의 결합홈은 상기 결합돌기에 대응하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제4항에 있어서,
상기 냉각부의 결합돌기는 상하방향으로 길게 연장 형성되며
내화요소는 상기 냉각부의 결합돌기에 대응하는 형상의 결합홈이 상하방향으로 길게 연장 형성되며,
하나의 결합돌기마다 둘 이상의 내화요소가 결합하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제4항에 있어서,
상기 냉각부의 결합돌기는 좌우방향을 따라 소정의 간격으로 이격되어 복 수개를 이루고,
상기 냉각부의 결합돌기마다 서로 다른 내화요소가 결합하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.
제4항에 있어서,
상기 냉각부는 금속물질을 포함하며,
상기 결합돌기와 결합홈은 소정의 간격만큼 이격되어 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스화 용융로.