KR20230074346A - Gasfication system using by-pass line for sustainble use of gasfier - Google Patents

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Abstract

One embodiment of the present invention provides a gasfication system using a detour pipe for continuous use of a gasifier, including: a synthetic gas generator that generates synthetic gas using waste plastic fuel, and a recycling device that produces electricity by recycling synthetic gas from which heavy metals, tar, and dust mixed in the synthetic gas generated by the synthetic gas generator are removed as a heat source, wherein the recycling device allows the movement path of the synthetic gas to detour using a detour pipe when exceeding a critical differential pressure as the synthetic gas is heat-exchanged.

Description

가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템{GASFICATION SYSTEM USING BY-PASS LINE FOR SUSTAINBLE USE OF GASFIER}Gasification system using bypass pipe for continuous use of gasifier {GASFICATION SYSTEM USING BY-PASS LINE FOR SUSTAINBLE USE OF GASFIER}

본 발명은 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gasification system using bypass piping for continuous use of the gasifier.

인류가 열에너지와 운동에너지를 얻는 가장 주요한 방식은 연료와 산소의 연소를 통하여 방출하는 대량의 에너지이다. 그러나, 자원이 부족한 오늘날 에너지 문제는 이미 세계 각국의 가장 중요한 전략적 문제로 대두 되었다. 에너지의 연료 형식으로는 기체연료, 액체연료와 고체연료 세가지 형식, 그와 상응해 얻는 화석에너지는 천연가스, 석유와 석탄이다. 우리가 주지하는 바와 같이, 화석에너지에는 석탄이 들어가며, 석유, 천연가스는 재생이 불가능한 에너지이다.The most important way for humans to obtain thermal energy and kinetic energy is a large amount of energy released through the combustion of fuel and oxygen. However, today's resource-scarce energy issue has already emerged as the most important strategic issue for countries around the world. The fuel type of energy is gaseous fuel, liquid fuel and solid fuel, and the corresponding fossil energy is natural gas, oil and coal. As we are well aware, fossil energy includes coal, and oil and natural gas are non-renewable energies.

그러나 바이오매스 에너지는 고정된 지구상의 태양에너지의 식물 광합작용으로 전형적인 일종의 재생이 가능한 에너지이다.However, biomass energy is a type of renewable energy that is typical of plant photosynthesis of solar energy on a fixed Earth.

한편으로 고형폐기물 또한 인류가 생산과 생활 활동 중에서 버려지는 고체와 오니 상태의 물질을 고형폐기물이라고 약칭하는데, 흔히 보이는 가연성 고형폐기물로는 도시생활쓰레기, 폐플라스틱, 농림 바이오매스 폐기물, 의료폐기물 등과 같은 각종 가연성 고형폐기물이다.On the other hand, solid waste is also abbreviated as solid waste for solid and sludge-like materials discarded by mankind during production and daily life activities. It is a variety of combustible solid waste.

이러한 폐기물을 이용해 석탄, 석유와 천연가스 등을 대체하여 광물에너지의 의존도를 감소시킬 수 있으며, 나라의 에너지 자원을 보호하고, 에너지소비로 인한 환경오염을 감소시킬 수 있다. 그러므로 국제적으로도 적극적으로 신재생 에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 그 중 폐플라스틱 및 유기물 생활쓰레기 가스화는 현재 세계 각국 에너지 연구의 중요한 방향이나, 국내, 외적으로 가스화 기술의 생산 원가와 생산된 가스 품질 등 측면의 문제를 아직 완벽히 해결하지 못한 실정이며 그로 인하여 폐플라스틱 및 유기물 등 생활쓰레기 가스화 공급은 아직 보편화 되지 못하고 있는 실정이다.By using these wastes, dependence on mineral energy can be reduced by replacing coal, oil and natural gas, etc., and the country's energy resources can be protected and environmental pollution caused by energy consumption can be reduced. Therefore, internationally, it is actively accelerating the development of new and renewable energy. Among them, the gasification of waste plastics and organic household waste is currently an important direction for energy research in countries around the world, but the problems in terms of production cost and produced gas quality of gasification technology have not yet been completely solved domestically and internationally. Gasification and supply of household waste, such as organic matter and organic matter, has not yet been universalized.

이에 따라 폐플라스틱을 에너지원으로 사용하여 전기 또는 스팀을 생산하고, 생산된 전기로 설비를 동작시켜 에너지 의존도를 낮추고 스팀을 생산하여 자체적으로 활용하거나 주변업체에 공급하여 에너지효율을 향상시키기 위한 시스템이 필요한 실정이다.Accordingly, a system is developed to produce electricity or steam using waste plastic as an energy source, reduce energy dependence by operating facilities with the generated electricity, and improve energy efficiency by producing steam for self-utilization or supplying to neighboring companies. It is necessary.

한편, 상술한 바와 같은 가스화 시스템에서 폐플라스틱 가스화기를 운전하면, 매우 높은 온도의 합성가스가 활성탄 반응기로 공급되고, 이에 따라 고온의 합성가스에 의해 미연탄소(분진)가 다량으로 발생하여 연결 배관을 막고, 이로 인해 전체 시스템의 압력이 증가할 뿐만 아니라 가스화기의 운전을 중단시키는 현상까지 초래하게 된다.On the other hand, when the waste plastic gasifier is operated in the gasification system as described above, very high-temperature syngas is supplied to the activated carbon reactor, and accordingly, a large amount of unburned carbon (dust) is generated by the high-temperature syngas, and the connection pipe is As a result, the pressure of the entire system not only increases, but also causes the operation of the gasifier to stop.

등록특허공보 제10-1402221호 (2014.05.26.)Registered Patent Publication No. 10-1402221 (2014.05.26.) 등록특허공보 제10-1123264호 (2012.02.27.)Registered Patent Publication No. 10-1123264 (2012.02.27.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온의 합성가스에 의해 미연탄소(분진)가 다량으로 발생함에 따라 배관이 막히게 되는 현상을 방지하기 위한 가스화 시스템을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a gasification system for preventing a phenomenon in which pipes are clogged as a large amount of unburnt carbon (dust) is generated by high-temperature syngas.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 폐플라스틱 연료를 이용하여 합성가스를 생성하는 합성가스 생성장치와, 상기 합성가스 생성장치에서 생성된 합성가스에 섞여 있는 중금속, 타르 및 분진을 제거한 합성가스를 열원으로 재활용하여 전기를 생산하는 재활용장치를 포함하되, 상기 재활용장치는, 상기 합성가스를 열교환함에 따라 임계 차압을 초과하는 경우, 우회 배관을 이용하여 상기 합성가스의 이동 경로를 우회시키는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a syngas generating device for generating syngas using waste plastic fuel, and heavy metals, tar and dust mixed in the syngas generated in the syngas generating device Including a recycling device for generating electricity by recycling the removed synthesis gas as a heat source, wherein the recycling device uses a bypass pipe to change the movement path of the synthesis gas when the critical differential pressure is exceeded by heat exchanging the synthesis gas Provided is a gasification system using a bypass pipe for continuous use of a gasifier, characterized in that bypass.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 합성가스 생성장치는, 상기 폐플라스틱 연료 및 유동사가 유입되는 가스화로 및 상기 가스화로의 하부에 형성되는 제1 이송부재를 포함하는 가스화기와, 상기 가스화기와 연통하여 투입되는 유동사를 상기 가스화기로 공급하는 유동사 투입장치와, 상기 가스화기와 연통하여 투입되는 폐플라스틱 연료를 상기 가스화기로 공급하는 폐플라스틱 연료 투입장치와, 상기 가스화기의 일측 및 타측과 연통하는 사이클론을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the syngas generating device communicates with a gasifier including a gasifier into which the waste plastic fuel and fluidized sand are introduced and a first transfer member formed below the gasifier, and the gasifier A fluidized sand injection device for supplying injected fluidized sand to the gasifier, a waste plastic fuel injection device for supplying waste plastic fuel injected through communication with the gasifier to the gasifier, and a cyclone communicating with one side and the other side of the gasifier may further include.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재활용장치는, 상기 사이클론으로부터 공급되는 분진을 제거한 합성가스에 섞여 있는 중금속 및 타르를 제거하는 활성탄 반응기와, 상기 활성탄 반응기로부터 공급되는 상기 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 열교환시키는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 공급되는 상기 열교환된 합성가스에 일부 미전환된 타르를 제거하는 오일 스크러버와, 상기 오일 스크러버로부터 공급되는 상기 타르가 제거된 합성가스에 섞여 있는 불순물을 집진하고 상기 타르를 제거하며 수분을 제거하는 집진 및 수분 제거 설비를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the recycling device includes an activated carbon reactor for removing heavy metals and tar mixed in the dust-removed synthesis gas supplied from the cyclone, and a synthetic reactor from which the heavy metals and tar supplied from the activated carbon reactor are removed. A heat exchanger for exchanging gas heat, an oil scrubber for removing some unconverted tar from the heat-exchanged syngas supplied from the heat exchanger, and dusting impurities mixed in the tar-removed syngas supplied from the oil scrubber And may include a dust collection and moisture removal facility for removing the tar and removing moisture.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 열교환기는, 상기 활성탄 반응기의 후단에 연결되어, 상기 활성탄 반응기로부터 상기 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 공급받는 제1 열교환기와, 상기 제1 열교환기와 상기 오일 스크러버 사이에 배치되어, 상기 제1 열교환기로부터 열교환된 합성 가스를 2차로 열교환하여 상기 오일 스크러버로 공급하는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the heat exchanger includes a first heat exchanger connected to the rear end of the activated carbon reactor and supplied with the syngas from which the heavy metal and tar are removed from the activated carbon reactor, the first heat exchanger and the oil scrubber It may include a second heat exchanger which is disposed between the first heat exchanger and supplies the second heat exchanger to the oil scrubber by heat-exchanging the syngas heat exchanged from the first heat exchanger.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재활용장치는, 상기 활성탄 반응기의 후단과 외부의 플레어 스택(flare stack) 사이를 연결하는 배관으로서, 상기 활성탄 반응기로부터 배출되는 합성가스를 상기 플레어 스택으로 이송시키는 벤트 라인과, 상기 활성탄 반응기 후단과 상기 벤트 라인 사이에 형성되는 제1 벤트 밸브를 더 포함하되, 상기 제1 열교환기 전단의 압력과 상기 열교환기 후단의 압력의 차이에 따른 차압이 제1 임계 차압을 초과하는 경우, 상기 제1 벤트 밸브가 동작하여, 상기 활성탄 반응기로부터 공급되는 합성 가스를 상기 벤트 라인을 통해 상기 제1 열교환기가 아닌 상기 플레어 스택으로 이송시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the recycling device is a pipe connecting between the rear end of the activated carbon reactor and an external flare stack, and a vent for transferring the syngas discharged from the activated carbon reactor to the flare stack line, and a first vent valve formed between a rear end of the activated carbon reactor and the vent line, wherein a differential pressure according to a difference between a pressure at a front end of the first heat exchanger and a pressure at a rear end of the heat exchanger is a first critical differential pressure. When the amount exceeds the first heat exchanger, the first vent valve operates to transfer the syngas supplied from the activated carbon reactor to the flare stack instead of the first heat exchanger through the vent line.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재활용장치는, 상기 제1 열교환기와 상기 오일 스크러버 사이를 연결하는 바이패스 라인과, 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이를 연결하는 열교환기 라인 상에 형성되어, 상기 제1 열교환기로부터 공급되는 열교환된 합성가스를 상기 오일 스크러버로 바로 이송시키기 위하여 상기 열교환기 라인과 상기 바이패스 라인 사이에 형성되는 제2 벤트 밸브를 더 포함하되, 상기 제1 열교환기의 후단의 압력과 상기 제2 열교환기의 후단의 압력 차이에 따른 차압이 제2 임계 차압을 초과하는 경우, 상기 제2 벤트 밸브가 동작하여 상기 제1 열교환기에 의해 열교환된 합성가스를 상기 바이패스 라인을 통해 상기 오일 스크러버로 바로 이송시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the recycling device is formed on a bypass line connecting the first heat exchanger and the oil scrubber and a heat exchanger line connecting the first heat exchanger and the second heat exchanger. And further comprising a second vent valve formed between the heat exchanger line and the bypass line to directly transfer the heat-exchanged syngas supplied from the first heat exchanger to the oil scrubber, When the differential pressure according to the difference between the pressure at the rear end of the second heat exchanger and the pressure at the rear end of the second heat exchanger exceeds the second critical differential pressure, the second vent valve operates to supply the syngas heat-exchanged by the first heat exchanger to the bypass. It can be directly transferred to the oil scrubber through the line.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가스화기는, 상기 폐플라스틱 연료 및 유동사가 유입되는 가스화로와, 상기 가스화로의 하부에 형성되는 제1 이송부재와, 상기 제1 이송부재의 하단에 설치되며, 상기 가스화로 내부의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우, 개방하여 상기 고착물을 외부로 배출시키는 고착물 배출 밸브를 포함하되, 상기 가스화기는 상기 폐플라스틱 연료와 상기 유동사를 가열하여 상기 합성가스를 생성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the gasifier is installed at a gasifier into which the waste plastic fuel and fluidized sand are introduced, a first transfer member formed at a lower portion of the gasifier, and a lower end of the first transfer member, When the temperature inside the gasifier exceeds a critical temperature, a stuck substance discharge valve is opened to discharge the stuck substance to the outside, wherein the gasifier heats the waste plastic fuel and the fluidized sand to generate the syngas. can create

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유동사 투입장치는, 상기 유동사를 수용하는 내부공간이 형성되는 유동사 투입챔버와, 상기 유동사 투입챔버의 하부에 형성되어 상기 가스화로와 연통하는 제2 이송부재와, 상기 제2 이송부재 상에 설치되며, 상기 가스화기 내부의 압력이 기준 압력보다 낮으면, 상기 유동사가 상기 가스화로로 투입되도록 개방하는 유동사 공급 밸브를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fluidized sand input device includes a fluidized sand inputting chamber in which an internal space accommodating the fluidized sand is formed, and a second fluidized sand inputting chamber formed below the fluidized sand inputting chamber and communicating with the gasifier. A conveying member and a fluidized sand supply valve installed on the second conveying member and opened so that the fluidized sand is introduced into the gasifier when the pressure inside the gasifier is lower than a reference pressure.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 폐플라스틱 연료 투입장치는, 상기 폐플라스틱 연료를 수용하는 폐플라스틱 투입로와, 상기 폐플라스틱 투입로의 하부에 형성되어 상기 가스화로와 연통하는 제3 이송부재를 포함하고, 상기 제3 이송부재는 상기 가스화로로 상기 폐플라스틱 연료를 공급할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the waste plastic fuel input device includes a waste plastic input passage for accommodating the waste plastic fuel, and a third transfer member formed below the waste plastic input passage and communicating with the gasification furnace. And, the third transfer member may supply the waste plastic fuel to the gasifier.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 사이클론은 상기 가스화기의 일측으로부터 공급되는 상기 합성가스에 섞여 있는 분진을 제거하여 외부로 배출하고, 상기 가스화기로부터 공급되는 상기 유동사를 상기 가스화기의 타측으로 공급하여 재사용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cyclone removes dust mixed in the syngas supplied from one side of the gasifier and discharges it to the outside, and the fluidized yarn supplied from the gasifier to the other side of the gasifier. It can be supplied and reused.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재활용장치는, 상기 불순물이 집진되고 수분이 제거된 합성가스를 이용하여 전기 및 스팀 중 적어도 하나를 생성하는 합성가스 재활용부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the recycling device may further include a syngas recycling unit generating at least one of electricity and steam using the syngas from which the impurities are collected and moisture is removed.

본 발명의 실시예에 따르면, 고온의 합성가스에 의해 미연탄소(분진)가 다량으로 발생함에 따라 배관이 막히게 되는 현상을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent a phenomenon in which pipes are clogged as a large amount of unburnt carbon (dust) is generated by high-temperature syngas.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 가스화 시스템의 연속 운전 기간을 늘릴 수 있고, 이에 따라 경제적 이득(발전 수익, 화학연료 생산 등)을 증가시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the continuous operation period of the gasification system, thereby increasing economic benefits (power generation revenue, chemical fuel production, etc.).

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 시스템에 투입되는 폐플라스틱 연료를 나타낸 도면이다.
도3은 가스화기를 통과한 고온의 합성가스로 인해 발생된 분진에 의해서 가스화 시스템의 연결 배관이 막힌 모습을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화기의 구성을 상세히 나타낸 확대도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동사 투입장치의 구성을 상세히 나타낸 확대도이다.
1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a gasification system using a bypass pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing waste plastic fuel introduced into a gasification system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which the connection pipe of the gasification system is blocked by dust generated due to the high-temperature syngas passing through the gasifier.
4 is an enlarged view showing in detail the configuration of a gasifier according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view showing in detail the configuration of a fluidized sand inserting device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 도1을 참조하여 본 발명의 폐플라스틱 가스화 시스템을 설명한다.Hereinafter, the waste plastic gasification system of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a gasification system using a bypass pipe according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 가스화 시스템(300)은 합성가스 생성장치(100) 및 재활용장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a waste plastic gasification system 300 according to an embodiment of the present invention includes a syngas generating device 100 and a recycling device 200 .

도2의 (a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 가스화 시스템에 투입되는 폐플라스틱 연료를 나타낸 도면이다.2(a) and (b) are diagrams showing waste plastic fuel input to the waste plastic gasification system according to an embodiment of the present invention.

합성가스 생성장치(100)는 폐플라스틱 연료를 이용하여 합성가스를 생성하며, 이를 위한 합성가스 생성장치(100)는 가스화기(110), 유동사 투입장치(120), 폐플라스틱 연료 투입장치(130), 사이클론(140) 및 승온 버너(150)를 포함한다.The syngas generating device 100 generates syngas using waste plastic fuel, and the syngas generating device 100 for this includes a gasifier 110, a fluidized sand injection device 120, a waste plastic fuel injection device ( 130), a cyclone 140 and a temperature rising burner 150.

여기서, 폐플라스틱 연료는 분리 및 수거된 폐플라스틱을 성형기로 성형하여 보풀 형상 또는 펠릿 형상으로 구현된 연료로서, 도2의 (a), (b)에 도시된 바와 같다.Here, the waste plastic fuel is a fuel obtained by shaping the separated and collected waste plastic with a molding machine to have a fluff shape or a pellet shape, as shown in (a) and (b) of FIG. 2 .

도2의 (a)는 보풀 형상의 폐플라스틱 연료를 도시한 것이고, (b)는 펠릿(pellet) 형상의 폐플라스틱 연료를 도시한 것이다.2 (a) shows waste plastic fuel in the form of fluff, and (b) shows waste plastic fuel in the form of pellets.

폐플라스틱 연료(보풀 타입)Waste plastic fuel (fluff type) 폐플라스틱 연료(펠릿 타입)Waste plastic fuel (pellet type) 외형appearance 가로 50mm, 세로 50mm50mm wide, 50mm long 직경 30~40 mm, 길이 100 mmDiameter 30-40 mm, length 100 mm 겉보기 밀도Apparent density 2~6 kg/m3 2 to 6 kg/m 3 227.6 kg/m3 227.6 kg/m 3 입자 밀도particle density 280 kg/m3 280kg/ m3 898.8 kg/m3 898.8 kg/m 3 형태form 보풀(fluff)fluff 펠릿(pellet)pellet

구체적으로 상기한 보풀 형상과 펠릿 형상의 폐플라스틱 연료는 [표1]과 같은 사양을 가진다. 가스화기(110)는 폐플라스틱 연료와 유동사를 가열하여 합성가스를 생성하며, 이를 위한 가스화기(110)는 가스화로(111) 및 제1 이송부재 (112)를 포함한다. Specifically, the above-described fluff-shaped and pellet-shaped waste plastic fuel has specifications as shown in [Table 1]. The gasifier 110 generates syngas by heating waste plastic fuel and fluidized sand, and the gasifier 110 for this includes a gasifier 111 and a first transfer member 112 .

가스화로(111)는 폐플라스틱 연료와 유동사를 수용하기 위한 내부공간이 형성되어 폐플라스틱 연료 및 유동사가 유입된다. 또한, 가스화로(111)는 가열로 인한 고온 및 고압에 견딜 수 있도록 일정 수준 이상의 강성을 가진 소재로 이루어질 수 있다.The gasification furnace 111 has an internal space for accommodating waste plastic fuel and fluidized sand, and thus waste plastic fuel and fluidized sand are introduced. In addition, the gasification furnace 111 may be made of a material having a certain level of rigidity or higher to withstand high temperature and high pressure due to heating.

도 1에 도시된 바와 같이 가스화로(111)는 상하방향으로 기립되어 위치할 수 있다.As shown in FIG. 1, the gasifier 111 may be positioned upright in the vertical direction.

가스화로(111)의 상부 및 측면 하부는 사이클론(140)과 연통하고, 가스화로(111)의 측부는 유동사 투입장치(120) 및 폐플라스틱 연료 투입장치(130)와 연통한다.The upper part and the lower side of the gasifier 111 communicate with the cyclone 140, and the side part of the gasifier 111 communicates with the fluidized sand input device 120 and the waste plastic fuel input device 130.

상기한 구조에 따른 가스화로(111)는 유동사 투입장치(120)로부터 공급되는 유동사가 유입되고, 폐플라스틱 연료 투입장치(130)로부터 공급되는 폐플라스틱 연료가 유입된다.In the gasifier 111 according to the structure described above, the fluidized sand supplied from the fluidized sand input device 120 is introduced, and the waste plastic fuel supplied from the waste plastic fuel input device 130 is introduced.

이에 따른 가스화로(111)는 유동사와 폐플라스틱 연료를 가열하여 합성가스를 생성한 후 가스화로(111)의 상부를 통하여 유동사와 합성가스를 사이클론(140)으로 공급한다.Accordingly, the gasifier 111 generates syngas by heating the fluidized sand and waste plastic fuel, and supplies the fluidized sand and syngas to the cyclone 140 through the upper part of the gasifier 111 .

또한, 가스화로(111)의 측면 하부로는 사이클론(140)에서 있던 유동사가 유입된다.In addition, the fluidized sand from the cyclone 140 flows into the lower side of the gasification furnace 111 .

제1 이송부재(112)는 가스화로(111)의 하부에 형성되어 가스화로(111)에서 사용하지 않는 물질들을 외부로 배출시킨다.The first transfer member 112 is formed at the bottom of the gasifier 111 to discharge materials not used in the gasifier 111 to the outside.

유동사 투입장치(120)는 가스화기(110)와 연통하여 투입되는 유동사를 가스화기(110)로 공급하며, 이를 위한 유동사 투입장치(120)는 유동사 투입챔버(121) 및 제2 이송부재(122)를 포함한다.The fluidized sand input device 120 communicates with the gasifier 110 to supply the injected fluidized sand to the gasifier 110. A transfer member 122 is included.

유동사 투입챔버(121)는 유동사를 수용하는 내부공간이 형성되는 챔버로서, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있으며, 유동사 투입챔버(121)의 하부에는 제2 이송부재(122)가 형성된다. The fluidized yarn input chamber 121 is a chamber in which an internal space accommodating the fluidized yarn is formed, and may have a shape in which the width decreases toward the bottom. ) is formed.

제2 이송부재(122)는 유동사 투입챔버(121)의 하부에 형성되어 가스 화로(111)의 측부와 연통한다. 이러한 제2 이송부재(122)는 유동사 투입챔버(121)에 있던 유동사를 가스화로(111)로 이송시키는 역할을 수행한다.The second transfer member 122 is formed below the fluidized sand input chamber 121 and communicates with the side of the gas furnace 111 . The second conveying member 122 serves to transfer the fluidized sand in the fluidized sand input chamber 121 to the gasification furnace 111 .

폐플라스틱 연료 투입장치(130)는 가스화기(110)와 연통하여 투입되는 폐플라스틱 연료를 가스화기(110)로 공급하며, 이를 위한 폐플라스틱 연료 투입 장치(130)는 폐플라스틱 투입로(131) 및 제3 이송부재(132)를 포함한다.The waste plastic fuel input device 130 communicates with the gasifier 110 to supply the inputted waste plastic fuel to the gasifier 110, and the waste plastic fuel input device 130 for this feeds the waste plastic input furnace 131 and a third transfer member 132.

폐플라스틱 투입로(131)는 폐플라스틱 연료를 수용할 수 있도록 내부공간이 형성되고, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.The waste plastic input path 131 may have an inner space formed to accommodate the waste plastic fuel, and may have a shape in which the width becomes narrower toward the bottom.

또한, 폐플라스틱 투입로(131)의 하부에는 제3 이송부재(132)가 형성된다.In addition, a third transfer member 132 is formed below the waste plastic input path 131 .

제3 이송부재(132)는 폐플라스틱 투입로(131)의 하부에 형성되어 가스화로(111)의 측면 하부와 연통한다. 이러한 제3 이송부재(132)는 폐플라스틱 투입로(131)에 있던 폐플라스틱 연료를 가스화로(111)로 이송시키는 역할을 수행한다.The third transfer member 132 is formed below the waste plastic input furnace 131 and communicates with the lower side of the gasification furnace 111 . The third transfer member 132 serves to transfer the waste plastic fuel in the waste plastic input furnace 131 to the gasification furnace 111 .

사이클론(140)은 가스화기(110)의 일측 및 타측과 연통한다. 보다 상세하게 사이클론(140)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가스화로(111)의 상부 및 측면 하부와 연통한다.The cyclone 140 communicates with one side and the other side of the gasifier 110. In more detail, the cyclone 140 communicates with the top and bottom sides of the gasification furnace 111 as shown in FIGS. 1 and 2 .

구체적으로 사이클론(140)은 가스화기(110)의 일측으로부터 공급되는 합성가스에 섞여 있는 분진을 제거하여 외부로 배출한다. 또한, 사이클론(140)은 가스화기(110)로부터 공급되는 상기 유동사를 가스화기의 타측인 측면 하부로 공급함에 따라 유동사가 재사용될 수 있도록 한다.Specifically, the cyclone 140 removes dust mixed in the syngas supplied from one side of the gasifier 110 and discharges it to the outside. In addition, the cyclone 140 supplies the fluidized sand supplied from the gasifier 110 to the lower side of the gasifier, which is the other side, so that the fluidized sand can be reused.

승온 버너(150)는 외부로부터 열교환기로 공급되는 압축공기를 가열하여 온도를 상승시킨 후 가스화기(110)로 공급한다. 이를 위한 승온 버너(150)로는 LNG가스 및 공기가 유입될 수 있으며, 가열된 LPG가스는 외부로 배출될 수 있다.The temperature rising burner 150 heats the compressed air supplied to the heat exchanger from the outside to raise the temperature and supplies it to the gasifier 110 . LNG gas and air may be introduced into the temperature rising burner 150 for this purpose, and the heated LPG gas may be discharged to the outside.

상기한 승온 버너(150)는 상압챔버부(270)로부터 공급되는 타르를 함유한 오일을 재사용하여 압축공기를 가열함에 따라 에너지효율을 향상시키는 효과가 있다.The above-mentioned temperature rising burner 150 has an effect of improving energy efficiency by heating compressed air by reusing oil containing tar supplied from the atmospheric pressure chamber unit 270 .

재활용장치(200)는 합성가스 생성장치(100)에서 생성된 합성가스에 섞여 있는 중금속, 타르 및 분진을 제거한 합성가스를 열원으로 재활용하여 전기 및 스팀 중 적어도 어느 하나를 생산하며, 이를 위한 재활용장치(200)는 활성탄 반응기(210), 열교환기(220), 오일 스크러버(230), 집진 및 수분 제거 설비(240) 및 합성가스 재활용부(250)를 포함한다.The recycling device 200 recycles the syngas from which heavy metals, tar, and dust are removed from the syngas generated in the syngas generator 100 as a heat source to produce at least one of electricity and steam, and a recycling device for this 200 includes an activated carbon reactor 210, a heat exchanger 220, an oil scrubber 230, a dust collection and water removal facility 240, and a syngas recycling unit 250.

특히, 본 발명의 재활용장치(200)는 합성가스 생성장치(100)에서 생성된 합성가스를 열교환함에 따라 임계 차압을 초과하는 경우, 우회 배관을 이용하여 합성가스의 이동 경로를 우회시킬 수 있다.In particular, when the recycling device 200 of the present invention heat-exchanges the syngas generated in the syngas generating device 100 and exceeds the critical differential pressure, the movement path of the syngas can be bypassed using a bypass pipe.

여기서, 중금속(=수은(Hg), 카드뮴(Cd), 납(Pb), 비소(As) 등)은 일반적으로 고형연료제품의 품질기준(제20조의 2 관련)에 맞추어 관리되므로 상기한 기준치를 넘어서는 폐플라스틱 연료는 반입될 확률이 거의 없다.Here, heavy metals (= mercury (Hg), cadmium (Cd), lead (Pb), arsenic (As), etc.) are generally managed in accordance with the quality standards of solid fuel products (related to Article 20-2), so the above standards Waste plastic fuel that exceeds the limit is unlikely to be brought in.

상기한 고형연료제품의 품질기준에 따르면, 수은은 1.0 mg/kg 이하, 카드뮴은 5.0 mg/kg 이하, 납은 150 mg/kg 아하, 비소는 13.0 mg/kg 이하이다.According to the above quality standards for solid fuel products, mercury is less than 1.0 mg/kg, cadmium is less than 5.0 mg/kg, lead is less than 150 mg/kg, and arsenic is less than 13.0 mg/kg.

그러나, 만약 상기한 중금속이 일부 포함되어 있더라도 본 발명에서 는 활성탄 반응기(210) 내에서 흡착 과정을 통해 중금속의 제거가 가능하다.However, even if some of the above heavy metals are included, the heavy metals can be removed through an adsorption process in the activated carbon reactor 210 in the present invention.

활성탄 반응기(210)는 사이클론(140)으로부터 공급되는 분진을 제거한 합성가스에 섞여 있는 중금속 및 타르를 제거한다.The activated carbon reactor 210 removes heavy metals and tar mixed in the dust-removed syngas supplied from the cyclone 140.

이를 위한 활성탄 반응기(210)의 상부는 사이클론(140)과 연통하고 활성탄 반응기(210)의 하부는 열교환기(220)와 연통한다.For this, the upper part of the activated carbon reactor 210 communicates with the cyclone 140 and the lower part of the activated carbon reactor 210 communicates with the heat exchanger 220 .

또한, 활성탄 반응기(210)는 가스화 과정에서 가장 많이 생성되는 타르(C6 이상의 벤젠, 톨루엔, 나프탈렌 성분 등)를 흡착 및 분해하고 추가적으로 타르가 오일 스크러버(230)에서 용해되어 제거된다.In addition, the activated carbon reactor 210 adsorbs and decomposes tar (C6 or higher benzene, toluene, naphthalene components, etc.) produced in the gasification process, and the tar is additionally dissolved in the oil scrubber 230 and removed.

상기한 활성탄 반응기(210)는 중금속 및 타르를 제거한 합성가스를 열교환기(220)로 공급한다.The activated carbon reactor 210 supplies syngas from which heavy metals and tar are removed to the heat exchanger 220.

열교환기(220)는 활성탄 반응기(210)로부터 공급되는 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 열교환시킨다. 이때, 열교환기(220)는 외부로부터 압축공기가 유입될 수 있으며, 유입된 압축공기는 열교환하는데 사용된 후 승온 버너 (150)를 거쳐 가스화기(110)로 유입된다.The heat exchanger 220 heat-exchanges the heavy metal and tar-removed syngas supplied from the activated carbon reactor 210. At this time, compressed air may be introduced into the heat exchanger 220 from the outside, and the introduced compressed air is used for heat exchange and then introduced into the gasifier 110 via the temperature rising burner 150.

이때, 승온 버너(150)는 초기 유동사의 온도를 높일 때만 사용되므로 실제로 압축공기는 승온 버너(150)로 유입되나, 승온 버너(150)를 거쳐 가스화기(110)로 유입된다.At this time, since the heating burner 150 is used only to increase the temperature of the initial fluidized sand, the compressed air actually flows into the heating burner 150, but flows into the gasifier 110 via the heating burner 150.

본 발명의 열교환기(220)는 도1에 도시된 바와 같이, 제1 열교환기(221), 벤트 라인(222), 제1 벤트 밸브(223), 제2 열교환기(224), 바이패스 라인(225), 그리고 제2 벤트 밸브(226)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the heat exchanger 220 of the present invention includes a first heat exchanger 221, a vent line 222, a first vent valve 223, a second heat exchanger 224, and a bypass line. 225, and a second vent valve 226.

제1 열교환기(221)는 활성탄 반응기(210)의 후단에 연결되어, 활성탄 반응기(210)로부터 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 공급받는다.The first heat exchanger 221 is connected to the rear end of the activated carbon reactor 210 and receives the syngas from which heavy metals and tar are removed from the activated carbon reactor 210 .

그리고, 벤트 라인(vent line)(222)은 활성탄 반응기(210)의 후단과 플레어 스택(flare stack)(80) 사이를 연결하는 배관으로서, 활성탄 반응기(210)로부터 배출되는 합성가스를 플레어 스택(280)으로 이송시킬 수 있다.In addition, the vent line 222 is a pipe connecting between the rear end of the activated carbon reactor 210 and the flare stack 80, and the syngas discharged from the activated carbon reactor 210 is discharged from the flare stack ( 280) can be transferred.

제1 벤트 밸브(223)는 도1에 도시된 바와 같이, 활성탄 반응기(210)의 후단과 벤트 라인(222) 사이에 형성된다.As shown in FIG. 1 , the first vent valve 223 is formed between the rear end of the activated carbon reactor 210 and the vent line 222 .

통상, 사이클론(140)을 통과한 합성가스는 800도 내지 900 ℃ 정도의 매우 높은 온도의 가스가 배출되고, 이러한 고온의 합성가스가 활성탄 반응기(210)에 투입되면, 고온의 합성가스에 의해 미연탄소(분진)가 다량으로 발생하게 되면서, 도3에 도시된 바와 같이 활성탄 반응기(210)와 열교환기(220)를 연결하는 연결 배관을 막게 되고, 이로 인해 전체 시스템의 압력이 증가할 뿐만 아니라 가스화기의 운전을 중단시키는 현상까지 초래한다.In general, the syngas passing through the cyclone 140 is discharged with a very high temperature of about 800 to 900 ° C. As a large amount of carbon (dust) is generated, as shown in FIG. 3, the connection pipe connecting the activated carbon reactor 210 and the heat exchanger 220 is blocked, which causes the pressure of the entire system to increase and the gas It even leads to the phenomenon of stopping the operation of firearms.

상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 재활용장치(200)는 제1 열교환기(221)의 전단의 압력과 제1 열교환기(221)의 후단의 압력 차이에 따른 차압이 미리 설정된 제1 임계 차압을 초과하는 경우, 제1 벤트 밸브(223)를 제어하여, 활성탄 반응기(210)로부터 공급되는 합성 가스를 제1 열교환기(221)로 보내지 않고, 벤트 라인(222)을 통해 플레어 스택(280)으로 이송시킬 수 있다.In order to solve the conventional problem as described above, the recycling apparatus 200 of the present invention has a differential pressure according to the difference between the pressure at the front end of the first heat exchanger 221 and the pressure at the rear end of the first heat exchanger 221 set in advance. When the first critical differential pressure is exceeded, the first vent valve 223 is controlled to flare the syngas supplied from the activated carbon reactor 210 without sending it to the first heat exchanger 221 and through the vent line 222 It can be transferred to the stack 280.

일 실시예로, 본 발명의 재활용장치(200)는 제어부(미도시)와, 제1 열교환기(221)의 전단의 압력과 후단의 압력, 그리고 제2 열교환기(224)의 후단의 압력을 측정하는 압력계들(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the recycling device 200 of the present invention controls the control unit (not shown), the pressure at the front end and the pressure at the rear end of the first heat exchanger 221, and the pressure at the rear end of the second heat exchanger 224 It may be configured to further include pressure gauges (not shown) for measuring.

제어부(미도시)는 상기 압력계들에 의해 측정된 제1 열교환기(221)의 전단의 압력과 후단의 압력 차에 따른 차압이 제1 임계 차압을 초과하면, 제1 벤트 밸브(223)를 동작시켜 합성가스를 벤트 라인(222)으로 이송시키도록 하고, 반대로 제1 열교환기(221)의 전단의 압력과 후단의 압력 차에 따른 차압이 제1 임계 차압 이하이면, 활성탄 반응기(210)로부터 공급된 합성가스가 제1 열교환기(221)로 이송되도록 할 수 있다.The controller (not shown) operates the first vent valve 223 when the differential pressure according to the difference between the pressure at the front end and the pressure at the rear end of the first heat exchanger 221 measured by the pressure gauges exceeds a first critical differential pressure. to transfer the syngas to the vent line 222, and conversely, if the differential pressure according to the difference between the pressure at the front end and the pressure at the rear end of the first heat exchanger 221 is equal to or less than the first critical differential pressure, supplied from the activated carbon reactor 210 The syngas can be transferred to the first heat exchanger (221).

제2 열교환기(224)는 제1 열교환기(221)와 오일 스크러버(230) 사이에 배치되어, 제1 열교환기(221)로부터 1차로 열교환된 합성가스를 2차로 열교환하여, 2차 열교환된 합성가스를 오일 스크러버(230)로 공급하는 장치이다.The second heat exchanger 224 is disposed between the first heat exchanger 221 and the oil scrubber 230 and secondarily heat-exchanges the syngas that has undergone the primary heat exchange from the first heat exchanger 221, resulting in secondary heat exchange. It is a device for supplying syngas to the oil scrubber 230.

바이패스 라인(225)은 제2 열교환기(224)를 거치지 않고, 제1 열교환기(221)와 오일 스크러버(230) 사이를 바로 연결하는 배관이다. The bypass line 225 is a pipe that directly connects the first heat exchanger 221 and the oil scrubber 230 without passing through the second heat exchanger 224 .

그리고, 제2 벤트 밸브(226)는 도1에 도시된 바와 같이, 제1 열교환기(221)의 측부와 벤트 라인(222) 사이에 형성된다. 보다 구체적으로는, 제2 벤트 밸브(226)는 제1 열교환기(221)와 제2 열교환기(224) 사이를 연결하는 열교환기 라인 상에 형성되되, 제1 열교환기(221) 후단의 라인에서 제2 열교환기(224) 방향으로 가는 라인과, 오일 스크러버(230) 방향으로 가는 바이패스 라인으로 분기되는 분기 지점에 위치할 수 있다.And, as shown in FIG. 1 , the second vent valve 226 is formed between the side of the first heat exchanger 221 and the vent line 222 . More specifically, the second vent valve 226 is formed on a heat exchanger line connecting between the first heat exchanger 221 and the second heat exchanger 224, and the line at the rear end of the first heat exchanger 221 It may be located at a branch point branching off into a line going to the second heat exchanger 224 and a bypass line going to the oil scrubber 230.

본 발명의 일 실시예로, 제어부(미도시)는 압력계들(미도시)에 의해 측정된 제1 열교환기(221)의 후단의 압력과 제2 열교환기(224)의 후단의 압력 차에 따른 차압이 제2 임계 차압을 초과하는 경우, 제2 벤트 밸브(226)를 동작시켜, 제1 열교환기(221)로부터 1차로 열교환된 합성가스를 바이패스 라인(225)으로 이송시키도록 하고, 반대로 제1 열교환기(221)의 후단의 압력과 제2 열교환기(224)의 후단의 압력 차에 따른 차압이 제2 임계 차압 이하이면, 상기 1차로 열교환된 합성가스가 제2 열교환기(224)로 이송되도록 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller (not shown) determines the difference between the pressure at the rear of the first heat exchanger 221 and the pressure at the rear of the second heat exchanger 224 measured by pressure gauges (not shown). When the differential pressure exceeds the second critical differential pressure, the second vent valve 226 is operated to transfer the syngas primarily heat-exchanged from the first heat exchanger 221 to the bypass line 225, and vice versa. When the differential pressure according to the pressure difference between the pressure at the rear of the first heat exchanger 221 and the pressure at the rear of the second heat exchanger 224 is equal to or less than the second critical differential pressure, the first heat exchanged syngas is transferred to the second heat exchanger 224 can be transferred to

바이패스 라인(225)은 공랭식 열교환기인 제1 열교환기(221)보다 수냉식 열교환기인 제2 열교환기(224)에서 막힘 현상이 발생하는 경우에 이용되는 구성으로서, 제어부(미도시)는 상기 제1 열교환기(221)의 후단의 압력과 제2 열교환기(224)의 후단의 압력 차에 따른 차압이 제2 임계 차압을 초과하는 경우, 제2 열교환기(224)가 막힌 것으로 판단하고 제2 벤트 밸브(226)를 제어하여 제1 열교환기(221)를 통과한 합성가스가 바이패스 라인(225)을 통해 바로 오일 스크러버(230)로 투입될 수 있도록 한다.The bypass line 225 is used when clogging occurs in the second heat exchanger 224, which is a water-cooled heat exchanger, rather than in the first heat exchanger 221, which is an air-cooled heat exchanger. When the differential pressure according to the difference between the pressure at the rear of the heat exchanger 221 and the pressure at the rear of the second heat exchanger 224 exceeds the second critical differential pressure, it is determined that the second heat exchanger 224 is blocked and the second vent The valve 226 is controlled so that the syngas passing through the first heat exchanger 221 can be directly introduced into the oil scrubber 230 through the bypass line 225.

오일 스크러버(230)는 열교환기(220)로부터 공급되는 열교환된 합성 가스에 일부 미전환된 타르를 제거하며, 이를 위한 오일 스크러버(230)는 오일 챔버(231) 및 오일분사부재(232)를 포함한다.The oil scrubber 230 removes some unconverted tar from the heat-exchanged synthesis gas supplied from the heat exchanger 220, and the oil scrubber 230 for this includes an oil chamber 231 and an oil injection member 232 do.

오일 챔버(231)는 오일을 수용하고 열교환기(220)와 연통하는 챔버로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 기립되어 설치될 수 있다. 이에 따라 오일 챔버(231)는 열교환기(220)로부터 공급되는 열교환된 합성가스에 일부 미전환된 타르를 제거한다.The oil chamber 231 is a chamber that accommodates oil and communicates with the heat exchanger 220 and may be installed upright as shown in FIGS. 1 and 2 . Accordingly, the oil chamber 231 removes some unconverted tar from the heat-exchanged syngas supplied from the heat exchanger 220 .

구체적으로 오일 챔버(231) 내부에 있는 오일은 합성가스에 일부 미전환된 타르를 흡수하고, 타르를 함유한 오일은 오일 챔버(231)의 하부로 배출된다.Specifically, the oil inside the oil chamber 231 absorbs some unconverted tar into syngas, and the oil containing tar is discharged to the lower portion of the oil chamber 231 .

오일 챔버(231)의 상부는 집진 및 수분 제거 설비(240)와 연통한다. The upper part of the oil chamber 231 communicates with the dust collection and moisture removal equipment 240 .

또한, 오일 챔버(231)의 내부 상부에는 오일분사부재(232)의 적어도 일부가 위치하여 오일을 하부로 분사한다.In addition, at least a part of the oil spraying member 232 is positioned on the inner upper portion of the oil chamber 231 to spray oil downward.

오일분사부재(232)는 적어도 일부가 오일 챔버(231)의 내부에 위치하여 오일을 분사한다.At least a part of the oil spray member 232 is located inside the oil chamber 231 to spray oil.

집진 및 수분 제거 설비(240)는 오일 스크러버(230)로부터 공급되는 타르가 제거된 합성가스에 섞여 있는 불순물을 집진하고 분진 및 수분을 제거한다.The dust collection and moisture removal facility 240 collects impurities mixed in the tar-removed syngas supplied from the oil scrubber 230 and removes dust and moisture.

상기한 집진 및 수분 제거 설비(240)에서는 본 발명에서 원하는 합성가스가 최종적으로 제조되는 곳이다. 이에 따라 집진 및 수분 제거 설비(240)는 완성된 합성가스를 합성가스 재활용부(250)로 공급한다.In the above-described dust collection and water removal facility 240, the syngas desired in the present invention is finally produced. Accordingly, the dust collection and moisture removal facility 240 supplies the completed syngas to the syngas recycling unit 250 .

합성가스 재활용부(250)는 불순물이 집진되고 수분이 제거된 합성가스를 이용하여 전기 및 스팀 중 적어도 어느 하나를 생성할 수 있다.The syngas recycling unit 250 may generate at least one of electricity and steam by using the syngas from which impurities are collected and moisture is removed.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화기의 구성을 상세히 나타낸 확대도이다.4 is an enlarged view showing in detail the configuration of a gasifier according to an embodiment of the present invention.

도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스화기(110)는 폐플라스틱 연료와 유동사를 가열하여 합성가스를 생성하며, 이를 위한 가스화기(110)는 가스화로(111), 제1 이송부재(112), 고착물 배출 밸브(113), 그리고 냉각부(114)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the gasifier 110 according to an embodiment of the present invention generates synthesis gas by heating waste plastic fuel and fluidized sand. It may include a transfer member 112, a stuck substance discharge valve 113, and a cooling unit 114.

고착물 배출 밸브(113)는 제1 이송부재(112)의 하단에 설치되어, 온도 센서(미도시)에 의해 측정된 가스화로(111) 내부의 온도가 미리 정해진 임계 온도를 초과하는 경우, 개방하여 고착물을 외부로 배출시키도록 할 수 있다.The stuck substance discharge valve 113 is installed at the lower end of the first transfer member 112 and opens when the temperature inside the gasifier 111 measured by a temperature sensor (not shown) exceeds a predetermined critical temperature. By doing so, it is possible to discharge the stuck material to the outside.

고착물은 가스화로(111)에 투입된 유동사와 회재가 혼합된 혼합물이 가스화로(111) 내부의 온도가 상승함에 따라 뭉치면서 생성되는 것으로, 이러한 고착물이 가스화로(111)에 눌어붙게 되는 현상을 예방하기 위해서 제1 이송부재(112)의 하부에 위치하는 고착물 배출 밸브(113)는 가스화로(111)의 내부 온도가 임계 온도를 넘어가면, 밸브를 개방함으로써 고착물이 가스화로(111) 하부에 눌어붙기 전에 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.The stuck substance is generated when the mixture of the fluidized sand and the ashes introduced into the gasifier 111 is agglomerated as the temperature inside the gasifier 111 rises, and the stuck substance is stuck to the gasifier 111. In order to prevent the stuck substance discharge valve 113 located at the lower part of the first transfer member 112, when the internal temperature of the gasifier 111 exceeds the critical temperature, the valve is opened so that the stuck substance is removed from the gasifier 111. ) before it gets stuck on the bottom so that it can be discharged to the outside.

냉각부(114)는 냉각수를 이용하여, 연료(폐플라스틱) 및 유동사, 또는 고착물을 배출하는 제1 이송부재(112)의 표면을 냉각시킬 수 있다.The cooling unit 114 may use cooling water to cool the surface of the first transfer member 112 for discharging fuel (waste plastic), fluidized yarn, or stuck substances.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 가스화기(110)는 압력 센서(미도시)에 의해 측정된 가스화기(110) 내부의 압력을 고려하여, 상기 가스화기(110) 내부의 압력이 외부의 압력보다 높은 경우, 고착물 배출 밸브(113)가 개방되었을 때 가스화기(110)의 하부에서 상부 방향으로 질소 퍼지(purge)를 수행할 수 있다. 일 예로, 본 발명의 가스화기(110)는 상기와 같은 경우에 제1 이송부재(112)의 하부에서 가스화로(111)의 상부 방향으로 질소 퍼지할 수 있다.At this time, the gasifier 110 according to an embodiment of the present invention considers the pressure inside the gasifier 110 measured by a pressure sensor (not shown), and the pressure inside the gasifier 110 is the external pressure. If higher, a nitrogen purge may be performed from the bottom to the top of the gasifier 110 when the stuck-on discharge valve 113 is opened. For example, the gasifier 110 of the present invention may perform nitrogen purge from the lower portion of the first transfer member 112 toward the upper portion of the gasifier 111 in the above case.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동사 투입장치의 구성을 상세히 나타낸 확대도이다.5 is an enlarged view showing in detail the configuration of a fluidized sand inserting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 유동사 투입장치(120)는 가스화기(110)의 고착물 배출 밸브(113)가 개방되어, 고착물이 외부로 배출됨에 다라 발생되는 가스화기(110) 내부의 압력 손실을 보상하기 위해, 가스화기의 상부에 위치하여 가스화로(111)의 상부로 유동사를 투입할 수 있다.The fluidized sand input device 120 of the present invention is to compensate for the pressure loss inside the gasifier 110, which occurs as the stuck substance discharge valve 113 of the gasifier 110 is opened and the stuck substance is discharged to the outside. For this purpose, the fluidized sand may be injected into the upper portion of the gasifier 111 located at the top of the gasifier.

도5를 참조하면, 유동사 투입장치(120)는 가스화기(110)와 연통하여 투입되는 가스화로(111)의 상부로 유동사를 공급하며, 이를 위한 유동사 투입장치(120)는 유동사 투입챔버(121), 제2 이송부재(122), 그리고 유동사 공급 밸브(123)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the fluidized sand input device 120 communicates with the gasifier 110 to supply the fluidized sand to the top of the gasifier 111, which is injected. It may be configured to include an input chamber 121, a second transfer member 122, and a fluidized yarn supply valve 123.

유동사 공급 밸브(123)는 제2 이송부재(122) 상에 형성되어, 가스화기(110) 내부의 압력이 기 정해진 기준 압력보다 낮으면, 유동사가 가스화로(111)의 내부로 공급되도록 개방할 수 있다. 여기서, 상기 가스화기 내부의 압력은 가스화기(110)의 압력 센서(미도시)로부터 측정되는 것일 수 있고, 상기 기준 압력은 외부 압력이 아닌 별도로 기 설정된 기준 압력 값일 수 있다.The fluidized sand supply valve 123 is formed on the second transfer member 122 and opens so that the fluidized sand is supplied into the gasifier 111 when the internal pressure of the gasifier 110 is lower than a predetermined reference pressure. can do. Here, the pressure inside the gasifier may be measured by a pressure sensor (not shown) of the gasifier 110, and the reference pressure may be a separately preset reference pressure value other than an external pressure.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 합성가스 생성장치
110: 가스화기
120: 유동사 투입장치
130: 폐플라스틱 연료 투입장치
140: 사이클론
150: 승온 버너
200: 재활용장치
210: 활성탄 반응기
220: 열교환기
221: 제1 열교환기
222: 벤트 라인
223: 제1 벤트 밸브
224: 제2 열교환기
225: 바이패스 라인
226: 제2 벤트 밸브
230: 오일 스크러버
240: 집진 및 수분 제거 설비
250: 합성가스 재활용부
100: syngas generator
110: gasifier
120: fluid injection device
130: waste plastic fuel injection device
140: cyclone
150: elevated temperature burner
200: recycling device
210: activated carbon reactor
220: heat exchanger
221: first heat exchanger
222: vent line
223: first vent valve
224: second heat exchanger
225: bypass line
226: second vent valve
230: oil scrubber
240: dust collection and moisture removal equipment
250: syngas recycling unit

Claims (11)

폐플라스틱 연료를 이용하여 합성가스를 생성하는 합성가스 생성장치와,
상기 합성가스 생성장치에서 생성된 합성가스에 섞여 있는 중금속, 타르 및 분진을 제거한 합성가스를 열원으로 재활용하여 전기를 생산하는 재활용장치를 포함하되,
상기 재활용장치는, 상기 합성가스를 열교환함에 따라 임계 차압을 초과하는 경우, 우회 배관을 이용하여 상기 합성가스의 이동 경로를 우회시키는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
A syngas generating device for generating syngas using waste plastic fuel;
Including a recycling device for generating electricity by recycling the synthesis gas from which heavy metals, tar, and dust are removed from the synthesis gas generated by the synthesis gas generator as a heat source,
The recycling device is a gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that for bypassing the movement path of the syngas using a bypass pipe when the critical differential pressure is exceeded as the heat exchange of the syngas. .
제1항에 있어서,
상기 합성가스 생성장치는,
상기 폐플라스틱 연료 및 유동사가 유입되는 가스화로 및 상기 가스화로의 하부에 형성되는 제1 이송부재를 포함하는 가스화기와,
상기 가스화기와 연통하여 투입되는 유동사를 상기 가스화기로 공급하는 유동사 투입장치와,
상기 가스화기와 연통하여 투입되는 폐플라스틱 연료를 상기 가스화기로 공급하는 폐플라스틱 연료 투입장치와,
상기 가스화기의 일측 및 타측과 연통하는 사이클론을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 1,
The synthesis gas generator,
A gasifier including a gasifier into which the waste plastic fuel and fluidized sand are introduced and a first transfer member formed below the gasifier;
A fluidized sand input device communicating with the gasifier and supplying the injected fluid into the gasifier;
A waste plastic fuel injection device communicating with the gasifier and supplying waste plastic fuel injected into the gasifier;
Gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that it further comprises a cyclone communicating with one side and the other side of the gasifier.
제2항에 있어서,
상기 재활용장치는,
상기 사이클론으로부터 공급되는 분진을 제거한 합성가스에 섞여 있는 중금속 및 타르를 제거하는 활성탄 반응기와,
상기 활성탄 반응기로부터 공급되는 상기 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 열교환시키는 열교환기와,
상기 열교환기로부터 공급되는 상기 열교환된 합성가스에 일부 미전환된 타르를 제거하는 오일 스크러버와,
상기 오일 스크러버로부터 공급되는 상기 타르가 제거된 합성가스에 섞여 있는 불순물을 집진하고 상기 타르를 제거하며 수분을 제거하는 집진 및 수분 제거 설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 2,
The recycling device,
An activated carbon reactor for removing heavy metals and tar mixed in the syngas from which dust is removed supplied from the cyclone;
A heat exchanger for heat-exchanging the syngas from which heavy metals and tar are removed supplied from the activated carbon reactor;
An oil scrubber for removing some unconverted tar from the heat-exchanged syngas supplied from the heat exchanger;
Bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that it includes a dust collection and moisture removal facility for collecting impurities mixed in the tar-removed syngas supplied from the oil scrubber, removing the tar, and removing moisture Gasification system using.
제3항에 있어서,
상기 열교환기는,
상기 활성탄 반응기의 후단에 연결되어, 상기 활성탄 반응기로부터 상기 중금속 및 타르가 제거된 합성가스를 공급받는 제1 열교환기와,
상기 제1 열교환기와 상기 오일 스크러버 사이에 배치되어, 상기 제1 열교환기로부터 열교환된 합성 가스를 2차로 열교환하여 상기 오일 스크러버로 공급하는 제2 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 3,
The heat exchanger,
A first heat exchanger connected to the rear end of the activated carbon reactor and receiving the syngas from which the heavy metal and tar are removed from the activated carbon reactor;
Continuous use of the gasifier, characterized in that it comprises a second heat exchanger disposed between the first heat exchanger and the oil scrubber to supply the syngas heat-exchanged from the first heat exchanger to the oil scrubber through secondary heat exchange Gasification system using bypass piping for
제4항에 있어서,
상기 재활용장치는,
상기 활성탄 반응기의 후단과 외부의 플레어 스택(flare stack) 사이를 연결하는 배관으로서, 상기 활성탄 반응기로부터 배출되는 합성가스를 상기 플레어 스택으로 이송시키는 벤트 라인과,
상기 활성탄 반응기 후단과 상기 벤트 라인 사이에 형성되는 제1 벤트 밸브를 더 포함하되,
상기 제1 열교환기 전단의 압력과 상기 열교환기 후단의 압력의 차이에 따른 차압이 제1 임계 차압을 초과하는 경우, 상기 제1 벤트 밸브가 동작하여, 상기 활성탄 반응기로부터 공급되는 합성 가스를 상기 벤트 라인을 통해 상기 제1 열교환기가 아닌 상기 플레어 스택으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 4,
The recycling device,
a vent line as a pipe connecting between the rear end of the activated carbon reactor and an external flare stack, which transfers syngas discharged from the activated carbon reactor to the flare stack;
Further comprising a first vent valve formed between the rear end of the activated carbon reactor and the vent line,
When the differential pressure according to the difference between the pressure at the front end of the first heat exchanger and the pressure at the rear end of the heat exchanger exceeds a first critical differential pressure, the first vent valve operates to discharge the syngas supplied from the activated carbon reactor into the vent. Gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that the transfer to the flare stack rather than the first heat exchanger through the line.
제4항에 있어서,
상기 재활용장치는,
상기 제1 열교환기와 상기 오일 스크러버 사이를 연결하는 바이패스 라인과,
상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이를 연결하는 열교환기 라인 상에 형성되어, 상기 제1 열교환기로부터 공급되는 열교환된 합성가스를 상기 오일 스크러버로 바로 이송시키기 위하여 상기 열교환기 라인과 상기 바이패스 라인 사이에 형성되는 제2 벤트 밸브를 더 포함하되,
상기 제1 열교환기의 후단의 압력과 상기 제2 열교환기의 후단의 압력 차이에 따른 차압이 제2 임계 차압을 초과하는 경우, 상기 제2 벤트 밸브가 동작하여 상기 제1 열교환기에 의해 열교환된 합성가스를 상기 바이패스 라인을 통해 상기 오일 스크러버로 바로 이송시키는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 4,
The recycling device,
A bypass line connecting between the first heat exchanger and the oil scrubber;
It is formed on a heat exchanger line connecting between the first heat exchanger and the second heat exchanger to directly transfer the heat-exchanged syngas supplied from the first heat exchanger to the oil scrubber. Further comprising a second vent valve formed between the pass lines,
When the differential pressure according to the difference between the pressure at the rear of the first heat exchanger and the pressure at the rear of the second heat exchanger exceeds the second critical differential pressure, the second vent valve operates to generate heat exchanged by the first heat exchanger. A gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that the gas is directly transferred to the oil scrubber through the bypass line.
제2항에 있어서,
상기 가스화기는,
상기 제1 이송부재의 하단에 설치되며, 상기 가스화로 내부의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우, 개방하여 고착물을 외부로 배출시키는 고착물 배출 밸브를 포함하되,
상기 가스화기는 상기 폐플라스틱 연료와 상기 유동사를 가열하여 상기 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 2,
The gasifier,
A stuck substance discharge valve installed at the lower end of the first transfer member and opened to discharge the stuck substance to the outside when the temperature inside the gasifier exceeds a critical temperature,
The gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that the gasifier generates the synthesis gas by heating the waste plastic fuel and the fluidized sand.
제2항에 있어서,
상기 유동사 투입장치는,
상기 유동사를 수용하는 내부공간이 형성되는 유동사 투입챔버와,
상기 유동사 투입챔버의 하부에 형성되어 상기 가스화로와 연통하는 제2 이송부재와,
상기 제2 이송부재 상에 설치되며, 상기 가스화기 내부의 압력이 기준 압력보다 낮으면, 상기 유동사가 상기 가스화로로 투입되도록 개방하는 유동사 공급 밸브를 포함하는 것을 특징으로 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 2,
The fluid injection device,
A fluidized yarn input chamber in which an inner space accommodating the fluidized yarn is formed;
A second transfer member formed below the fluidized sand input chamber and communicating with the gasifier;
It is installed on the second transfer member, and when the pressure inside the gasifier is lower than the reference pressure, a fluidized sand supply valve is opened so that the fluidized sand is introduced into the gasifier, characterized in that it includes a continuous use of the gasifier. Gasification system using bypass piping for
제2항에 있어서,
상기 폐플라스틱 연료 투입장치는,
상기 폐플라스틱 연료를 수용하는 폐플라스틱 투입로와,
상기 폐플라스틱 투입로의 하부에 형성되어 상기 가스화로와 연통하는 제3 이송부재를 포함하고,
상기 제3 이송부재는 상기 가스화로로 상기 폐플라스틱 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 2,
The waste plastic fuel injection device,
a waste plastic input path accommodating the waste plastic fuel;
A third transfer member formed at the bottom of the waste plastic input furnace and communicating with the gasification furnace;
The gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that the third transfer member supplies the waste plastic fuel to the gasifier.
제2항에 있어서,
상기 사이클론은 상기 가스화기의 일측으로부터 공급되는 상기 합성가스에 섞여 있는 분진을 제거하여 외부로 배출하고, 상기 가스화기로부터 공급되는 상기 유동사를 상기 가스화기의 타측으로 공급하여 재사용하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 2,
The cyclone removes dust mixed in the syngas supplied from one side of the gasifier and discharges it to the outside, and supplies the fluidized sand supplied from the gasifier to the other side of the gasifier for reuse. Gasification system using bypass piping for continuous use of the gasifier.
제1항에 있어서,
상기 재활용장치는,
불순물이 집진되고 수분이 제거된 합성가스를 이용하여 전기 및 스팀 중 적어도 하나를 생성하는 합성가스 재활용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화기의 지속적인 사용을 위해 우회 배관을 이용하는 가스화 시스템.
According to claim 1,
The recycling device,
A gasification system using a bypass pipe for continuous use of the gasifier, characterized in that it further comprises a syngas recycling unit for generating at least one of electricity and steam using syngas from which impurities are collected and moisture is removed.
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