KR20240072088A - 반탄화 유닛 및 방법 - Google Patents

Abstract

반탄화 유닛(1)은 증기 드럼(11)의 물 공간(21)으로부터 취출된 열수를 포함하는 열전달 유체(16)로 가열되는 적어도 하나의 다상로(2)를 구비한다. 열전달 유체(16)는 물 회로(20)를 통해 적어도 하나의 다상로(2)의 가열 시스템(19)으로 안내된다. 이는 다상로(2)가 열수를 열전달 유체(16)로 하여 간접적으로 반탄화온도로 가열됨을 의미한다. 이는 환경적으로 유용하다, 도서 고형 폐기물 등의 바이오매스를 포함하는 소재의 반탄화로 생성된 반탄화 가스(3)는 부분 산화 반응기(23)에서 부분적으로 산화되어 합성 가스를 생성한다. 바람직하기로, 합성 가스의 열에너지의 일부는 증발기(9) 및/또는 과열기(13)에 사용되어 물 및/또는 증기를 가열하거나, 및/또는 물을 증발시킨다. 증발된 물은 바람직하기로 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로 안내되어 열전달 유체(16)를 가열하는 데 사용될 수 있다. 부분 산화 반응기(23)와 열전달 유체(23)의 온도는 독립적으로 제어되어 적어도 2개의 다상로(2)들에 대해 하나의 단일한 부분 산화 반응기(23)를 구비할 수 있다.

Description

반탄화 유닛 및 방법

본 발명은 바이오매스 함유 소재의 반탄화 유닛과 함께 반탄화 방법에 관한 것이다. 본 발명은 바람직하기로 고체 재생 연료 펠릿 형태의 폐기물, 특히 도시 고체 폐기물의 반탄화에 적용할 수 있다.

반탄화(半炭化; torrefaction)는 예를 들어 미공고 유럽특허출원 제EP20204801.3호 등으로부터 도시 폐기물의 처리에 알려져 있다. 반탄화는 폐기물 등의 소재를 산소의 부재 하에서 300°C까지의 온도로 가열하는 등의 공정으로 이해된다. 이 반탄화의 산물은 물, 일산화탄소, 이산화탄소, 소량의 산화 탄화수소 및 타르(tar)와, 폐기물로부터의 탄화된(charred) 고체 잔류물들이다.

일반적으로, 휘발성 물질들의 가열 값은 산화 유닛에서 열로 변환된다. 이 산화 유닛에서 생성된 잔열(residual heat)은 반탄화 공정의 가열에 사용된다. 이는 열전달 매질로 열유(thermal oil)등의 오일을 사용하여 수행하는 것으로 알려져 있다. 이는 사용 오일의 많은 재고를 제공해야 하고 환경으로의 누설을 방지하기 위해 특정한 수단들을 요구하는 위험 물질의 일반적 사용 등 몇 가지 단점들을 갖는다. 뿐만 아니라, 반탄화 로와 산화 유닛의 결합은 다른 문제들을 생성한다. 이 조합 시스템의 제어는 복잡한 것으로 밝혀졌으며, 더구나 모든 가능한 상황들에 대비하려면 열이 부족한 경우 산화 챔버에 보조 연료를 공급하고 열이 과잉인 경우는 오일을 냉각시킬 쿨러를 제공할 필요가 있다.

이에 기반하여 본 발명의 목적은 종래기술에서 알려진 문제점들을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다. 이는 독립항들의 특징들로 해결된다. 개별적인 종속항들은 본 발명의 유용한 실시예들을 대상으로 한다.

본 발명에 따른 바이오매스를 포함하는 소재의 반탄화를 위한 반탄화 유닛은 적어도 하나의 다상로(multiple hearth furnace)를 구비하고, 이 다상로는 열전달 유체가 흐를 수 있는 가열 시스템을 구비하는데, 여기서 가열 시스템은 물이 가열되어 가열 시스템을 통해 이송될 수 있는 물 회로(water circuit)에 연결된다.

다상로라는 용어는 서로 중첩된 몇 개의 화상(hearth) 또는 킬른(kiln)를 갖는 노(furnace)로 이해되는데, 소재는 다상로의 상부에서 투입되어 회전하는 이송 부재들에 의해 다상로를 통해 이동한다. 소재는 개구들이 상측 화상(upper hearth)으로부터 개별 하측 화상(lower hearth)으로 전달을 허용하면서 다상로의 상부로부터 하부로 이동한다.

이하에서 소재로 표기될 바이오매스를 포함하는 소재는 바람직하기로 도시 고형 폐기물, 고형 재생 연료 펠릿, 산업 폐기물, 및/또는 예를 들어 나무, 식물 섬유, 슬러지(sludge) 등의 바이오매스를 포함한다.

물이 액체 및/또는 증기, 바람직하기로 액체로 공급될 수 있다. 반탄화로(torrefaction furnace)의 작동 온도는 일반적으로 200°C 내지 300°C의 범위, 바람직하기로 280°C 내지 320°C의 범위이다. 다상로의 가열 시스템으로 진입할 때 물의 온도는 바람직하기로 반탄화로의 작동 온도보다 약간 위, 바람직하기로 작동 온도보다 약 30°C 내지 50°C 위로 제어된다. 가열 시스템을 통한 물의 흐름은 바람직하기로, 다상로의 가열 시스템을 떠날 때의 물의 온도가 가열 시스템에 진입할 때의 물의 온도의 15°C 내지 25°C 밑이 되도록 제어된다. 열전달 유체로 물을 사용하는 것은 누설의 경우 물만이 노로 배출되는 이점을 갖는다. 뿐만 아니라, 열수는 바람직하기로 기존의 물/증기 시스템으로부터 사용할 수 있다. 이는 설치비용을 저감시켜 대형 저장부와 환경으로의 누설을 방지하는 개별적 안전 수단을 포함하는 열유 사이클을 설치할 필요 없이 기존의 설비를 본 발명에 따른 반탄화 유닛에 의해 확장시킬 수 있게 한다. 뿐만 아니라, 예를 들어 증기 드럼(steam drum)을 포함하는 기존의 증기/물 사이클에 연결하는 옵션은 다상로의 가열 시스템의 온도를 제어하는 제어 노력을 현저히 저감시킨다.

바람직하기로, 반탄화 유닛은 적어도 하나의 다상로에 연결되어 반탄화 가스를 산소로 부분적 산화시켜 합성가스(syngas)를 생성하는 연소 챔버(burning chamber)를 포함하는 부분 산화 반응기(partial oxidation reactor)를 구비한다. 반탄화 가스는 반탄화의 기상 산물(gaseous product)로, 반탄화를 받는 소재에 따라 물, 일산화탄소, 이산화탄소, 탄화수소, 산화된 탄화수소, 및/또는 타르(tar)를 포함한다. 반탄화 가스는 반탄화)의 다른 산물인 탄화된 고형물(charred solid)과 독립적으로 부분 산화로 처리된다. 반탄화 가스의 부분 산화는, 적어도 수소와 일산화탄소를 포함하고 반응이 이뤄지는 조건에 따라 이산화탄소 및 습기를 포함하는 합성가스를 생성한다.

합성 가스는 바람직하기로 예를 들어 합성 천연가스, 암모니아, 및 메타놀 등 다른 물질들의 합성에 사용된다. 이는 바이오매스의 폐기물에 기반한 물질의 합성을 가능하게 한다. 합성 가스는 바람직하기로 더 차가운(cooler) 합성 가스로 급랭된다(quenched). 함성 가스 온도의 급격한 저하는 합성 가스에 존재하는 어떤 고형물 또는 용융된 고형물이 경화는 결과가 되어 공정으로부터 추출될 수 있게 한다.

바람직하기로, 단일한 부분 산화 반응기가 적어도 2개의 들에 연결된다. 본 발명에 기반하여 부분 산화 반응기에서 생성된 열에너지를 다상로의 가열에 직접 사용할 필요 없이 증기 드럼 등의 열수원(hot water source)을 열에너지 원으로 사용하는 한편, 바람직하기로 부분 산화 반응기의 부분 산화에서 생성된 열에너지를 대신 증기 드럼에 제공하므로, 적어도 2개의 다상로들을 단일한 부분 산화기로 조합할 수 있다. 이에 따라 바람직한 실시예에서 적어도 2개의 다상로들을 단일한 부분 산화 반응기와 별도로 제어할 수 있다. 예를 들어 보조 연료를 제공할 수 있는 추가적 쿨러 또는 버너가 없고 필요한 설비의 점유 면적도 없으므로 이는 하드웨어에 대한 투자를 크게 절감시킨다.

바람직하가로, 반탄화 유닛은 증기 공간과 물 공간을 갖는 증기 드럼을 더 구비하는데, 여기서 물 회로는 증기 드럼의 물 공간에 연결된다. 이에 따라 물 공간으로부터 액체 열수를 적어도 하나의 다상로에 공급하는 것이 용이하게 가능해진다. 열수는 증기 드럼이 일부인 개별 보일러를 사용하여 용이하게 생성될 수 있다. 증기 드럼을 열수원으로 사용하면 증기 드럼을 갖는 보일러를 포함하는 기존의 플랜트에 반탄화 유닛을 용이하게 개장(retrofit)할 수 있다.

바람직하기로, 증기 드럼의 물 공간과 증기 공간은 반탄화 가스의 부분 산화로 생성된 합성 가스로 가열할 수 있는 증발기와 유체 연결된다. 이는 증기 드럼의 물 공간으로부터의 이미 뜨거운 열수를 증발기로 안내하여 적어도 부분적으로 물을 기화시켜 상분리(phase separation)를 위해 증기 드럼의 증기 공간으로 안내될 수 있는 증기 또는 증기와 액체 물의 혼합물을 생성한다. 이와 동시에, 합성 가스의 열에너지가 물이 증기 드럼의 증기를 생성하도록 증발시키는 데 사용될 수 있다.

바람직하기로, 증기 드럼의 증기 공간은 반탄화 가스의 부분 산화로 생성된 합성 가스로 가열할 수 있는 과열기(superheater)와 유체 연결된다. 이는 합성 가스의 열에너지의 추가적 사용을 가능하게 한다. 바람직하기로, 과열기로 진입하는 합성 가스의 열에너지가 증발기에 진입하는 합성 가스의 열에너지에 비해 이미 더 낮도록 증발기가 과열기의 상류에 위치한다.

본 발명의 다른 국면(aspect)에 따르면 바이오매스를 포함하는 소재를 반탄화하는 방법이 제안되는데, 여기서 소재는 적어도 하나의 다상로에서 반탄화 온도로 가열되고, 여기서 적어도 하나의 다상로 내의 분위기(atmosphere)는 화학적으로 측정 가능한 양 미만의(substoichiometric amount) 산소, 바람직하기로 거의 무산소 분위기를 제공하도록 제어되며, 여기서 적어도 하나의 다단 소각로는 물을 포함하는 열전달 유체로 가열된다.

거의 무산소 분위기(virtually oxygen-free atmosphere)라는 용어는 폭발 하한(lower explosion limit)보다 낮은 1 vol.-% 미만의 산소의 부피 함량을 갖는 분위기로 이해되어야 한다. 바람직하기로, 적어도 하나의 다상로의 분위기는 폭발 하한 밑으로 제어되어야 한다. 반탄화 온도는 바람직하기로 200°C 내지 300°C의 범위, 바람직하기 280°C 내지 300°C의 범위 내이다. 열전달 유체는 바람직하기로 액체 물 및/또는 증기, 바람직하기로 액체 물, 바람직하기로 드럼 보일러. 특히 고압 드럼 보일러에 사용되도록 부식이 감소되도록 조절된 물이다. 적어도 하나의 다상로는 전적으로 열전달 유체로만 가열된다. 반탄화될 소재 이외에 다상로로 투입되는 추가적 연료는 없다. 열전달 유체로 물을 사용하면 열전달 유체로 열유를 사용하는 데 관련된 문제들을 해결한다.

바람직하기로, 반탄화 가스는 소재의 반탄화로 생성되는데, 이 반탄화 가스는 부분적으로 산화되어 합성 가스를 생성한다. 특히 반탄화 공정의 다른 산물인 탄화된 소재의 추가적 처리와 별도로 바람직하기로 반탄화가스만이 부분적으로 산화된다. 합성 가스로 결과되는 부분적 산화는 특히 폐기물 또는 바이오매스의 화합물들을 다른 화합물의 합성에 사용할 수 있게 한다.

바람직하기로, 적어도 2개의 다상로의 반탄화 가스는 단일한 부분 산화 반응기에서 부분적으로 산화된다. 열전달 매질로서의 물의 사용, 특히 기존의 물/증기 사이클의 물의 원천으로의 사용은 부분 산화 동안 생성된 열에너지가 반탄화 로에 직접 사용되는 대신 대부분 물/증기 사이클의 물을 가열하는 데 사용되고 이에 따라 부분 산화 반응기의 제어를 반탄화 로의 제어와 분리할 수 있으므로, 반탄화 로와 부분 산화 반응기의 제어의 복잡성을 크게 저감시킨다. 바람직하기로, 개별 보일러로부터 유래한 물(보일러 수)이 열전달 매질로 사용된다.

바람직하기로, 열전달 유체는 증기 드럼으로부터 취출한 물을 포함한다. 개별적 물은 바람직하기로 보일러와 개별 물/증기 시스템의 부식을 감소시킨 보일러수로 조정된다. 증기 드럼은 이 명세서에서 일반적으로 보일러의 상단과 그 수관들에 위치하는 액체 물과 증기의 저장소로 이해된다. 증기 드럼은 예를 들어 보일러의 증기 공간에서 생성된 증기를 저장하는 한편 액체 물은 물 공간에 저장된다. 증기 드럼은 증기와 액체 물 혼합물의 상분리기(phase separator)로 작용한다. 열수원으로의 증기 드럼의 사용은 보일러를 갖는 기존의 플랜트에 개별 반탄화 로를 개장할 수 있게 해준다.

바람직하기로, 열전달 유체는 증기 드럼으로부터 적어도 하나의 다상로의 가열 시스템을 통해 다시 증기 드럼으로 복귀하도록 안내된다. 이는 적어도 하나의 다상로의 반탄화 온도를 용이하게 제어하도록 해준다. 또한 이는 증기 드럼을 갖는 보일러를 포함하는 기존의 플랜트에 반탄화 로를 개장할 수 있게 해준다.

바람직하기로, 반탄화 가스는 소재의 반탄화로 생성되는데, 이 반탄화 가스는 부분적으로 산화되어 합성 가스를 생성하고, 이 합성 가스는 적어도 부분적으로 위 증기 드럼의 물 공간으로부터의 물을 증발시키는 데 사용되는데, 여기서 적어도 부분적으로 증발된 물은 증발 후 위 증기 드럼의 증기 공간에 공급된다. 합성 가스로부터 물로의 열전달은 증발기에서 수행되는 간접 열전달이다, 이는 합성 가스의 열에너지의 일부를 증발에 사용할 수 있게 해준다. 열에너지가 다상로에 직접 전달되지 않고 열전달 유체가 취출되는 증기 드럼으로 전달되도록 하므로, 한편으로 합성 가스에서 생성되는 부분 산화의 제어와 다른 한편으로 적어도 하나의 다상로의 제어를 분리할 수 있게 해준다.

바람직하기로, 반탄화 가스는 소재의 반탄화로 생성되고, 이 반탄화 가스는 부분적으로 산화되어 합성 가스를 생성하며, 합성 가스는 증기 드럼의 증기 공간으로부터 공급된 증기를 과열시키는 데 사용된다. 이는 합성 가스의 열에너지의 일부를 증기 드럼의 증기 공간으로부터 취출된 증기를 과열시키는 데 사용한 다음 이를 적어도 하나의 증기 소비 장치에 안내할 수 있게 해준다. 열에너지의 상당한 양을 사용 가능한 매질(즉 물 및 증기)의 가열에 사용할 수 있게 해주므로 바람직하기로, 합성 가스의 열에너지를 물을 증발시키고 증기를 과열시키는 데 조합하여 사용한다. 바람직하기로, 합성 가스의 흐름에 있어서 과열은 증발의 하류에서 일어난다.

바람직하기로, 적어도 하나의 다상로 내의 분위기는 1 vol.-% 미만의 산소 함량을 제공하도록 제어된다. 이는 분위기가 다상로 내에서 거의 무산소로 유지되어 소재의 산화 과정 없는 반탄화를 가능하게 함을 의미한다. 이와 같이 적어도 하나의 다상로 내의 분위기는 폭발 하한 밑으로 제어된다.

청구항들에 규정된 개별적 특징들은 어떤 원하는 기술적으로 합리적인 방식으로 서로 조합되어 본 발명의 다른 실시예들을 구성할 수 있음에 유의해야 할 것이다. 이 명세서는 특히 도면들과 함께 본 발명을 더 설명하고 본 발명의 특히 바람직한 실시예들을 규정한다. 본 발명의 특히 바람직한 변형예들과 기술분야가 이제 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명할 것이다. 도면들에 보인 예시적 실시예는 본 발명을 제한하려 의도한 것이 아니다. 도면들은 개략적이고 축척대로가 아닐 수 있다, 단일한 도면:
도 1은 반탄화 유닛의 공정 체계를 보인다.

도 1은 반탄화 유닛(torrefaction unit; 1)을 도시한다. 이 예에서 반탄화 유닛(1)은 그 중 2개만이 아주 개략적으로 도시된 다상로(multiple hearth furnaces 2)들을 구비한다. 각 다상로(2)에서는 바이오매스를 포함하는 소재가 반탄화, 즉 소재의 산화에 대해 화학적으로 측정 가능한 양 미만의(substoichiometric) 분위기 내에서 300°C까지의 온도로 가열되고 바람직하기로 거의 무산소, 즉 vol.-% 미만의 산소 함량을 갖는다. 각 다상로(2)는 몇 개의 화상(hearth; 18)들을 구비한다. 소재는 가장 위의 화상(18)에 투입되어 각 화상(18)을 거쳐 화상(18)으로부터 화상(18)으로 하방으로 이송된다. 다상로(2)는 예를 들어 약 300°C의 반탄화 온도로 가열된다. 이는 가열 시스템(19)로 수행된다. 가열 시스템(19)은 이를 통해 열수(hot water)가 이송되어 다상로(2)를 간접으로 가열하는 덕트(duct)들을 구비한다. 물은 물 회로(20)로부터 가열 시스템(19)에 공급된다. 물은 바람직하기로 보일러수, 즉 보일러의 물/증기 사이클에서의 부식을 감소시키도록 조절된다.

반탄화에 의해, 물, 일산화탄소, 이산화탄소, 소량의 산화된 탄화수소 및 타르를 포함하는, 소재의 휘발성 물질이 배출된다. 다상로(2)로부터 취출되는 나머지 고형 소재는 분쇄성(grindability)이 향상되어 다른 공정들에 사용된다. 이와 같이 반탄화 공정의 다른 산물은 휘발성 물질들을 포함하는 반탄화 가스(3)이다. 바람직하기로, 반탄화 가스(3)는 버너(4)를 통해 연소 챔버(25)로 공급되어 산소 포함 가스(5)로부터의 산소, 바람직하기로 순수 산소로 부분 산화된다. 보조 연료(26) 역시 특히 시동을 위해 버너(4)에 공급될 수 있다. 제어선은 점선으로 묘사되어 있는데, 이에 의해 밸브들이 특히 증기 드럼(11)의 증기 공간(22) 내의 압력에 기반하여 보조 연료(26) 및/또는 과열 증기(14)의 흐름을 조절할 수 있다.

이 부분 산화의 하나의 산물은 급랭 챔버(6)에서 더 차가운(cooler) 급랭 합성 가스(7)로 급랭되어, 증발기(9)로 공급되는 냉각 합성 가스(8)로 결과된다. 합성 가스 내의 고형물 또는 용융된 고형물은 급랭 공정에 의해 고화되어 바람직하기로 합성 가스로부터 제거된다.

급랭 후의 냉각 합성 가스(8)는 예를 들어 730°C 내지 770°C의 온도를 갖는다. 냉각 합성 가스(8)의 열에너지의 일부는 적어도 부분적으로 물(10)을 증발시키는 데 사용된다. 이 물(10)은 증기 드럼(11)의 물 공간(21)로부터 공급되어 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로 복귀된다. 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로부터의 증기(12)는 과열기(13)를 통해 안내되어 냉각 합성 가스(8)로부터의 열에너지를 사용하여 증기(12)를 과열시켜, 증기가 예를 들어 터빈을 구동하거나 건조기에 공급되는 등 적어도 하나의 증기 소비 장치(도시 안 됨)에서 사용될 수 있는 과열 증기(14)를 생성한다. 과열 증기(14)는 예를 들어 340°C 내지 360°C의 온도와 130 바(bar) 내지 150 바의 압력을 갖는다. 과열기(13)의 하류에서 냉각 합성 가스(8)는 예를 들어, 예를 들어 메타놀 등 더 긴 화학 분자를 합성하는 데 더 사용될 수 있다. 보일러 공급수(15)는 증기 드럼(11)에 액체 물을 공급하는 데 사용될 수 있다. 보일러 공급수(15)는 5 μS/cm [센티미터 당 마이크로지멘스(mikrosiemens)] 미만의 도전성을 갖는다. 보일러 공급수(15)는 바람직하기로, 바람직하기로 보일러 공급수(15)에 암모니아를 공급함으로써 내식성을 갖도록 조절된다.

증기 드럼(11)은 물 회로(20)의 일부이다. 증기 드럼(11)의 물 공간(21)으로부터의 뜨거운 보일러수를 포함하는 열전달 유체(16)가 펌프(17)에 의해 물 회로(20)의 덕트들을 통해 적어도 하나의 다상로(2)의 가열 시스템(19)로 이송된다. 증기 드럼(11)은 물 공간(21)로부터가 열전달 유체(16)가 액체로 취출되고 증기 드럼(11)를 이탈할 때 바람직하기로 335°C 내지 345°C의 온도를 갖도록 제어된다. 열전달 유체(16)는 적어도 하나의 다상로(2)의 벽 내의, 바람직하기로 다상로(2)의 각 스테이지(stage)들의 천정의 가열 시스템(19)의 개별 가열 덕트들을 통해 다상로(2)의 내부를 반탄화 온도로 가열한다. 다상로(2)를 가열하고 난 후 열전달 유체(16)는 물 회로(20)를 통해 증기 드럼(11)으로 복귀된다. 일반적으로, 다상로(2) 하류의 열전달 유체(16)의 온도는 다상로(2) 상류의 열전달 유체(16)의 온도에 비해 15°C 내지 25°C만큼 저하된다.

바람직하기로, 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)은 증기 그리드(steam grid; 24)에 연결될 수 있다. 이는 필요하다면 증기 드럼(11)을 시동할 증기를 외부 원천으로부터 사용할 수 있게 한다.

반탄화 유닛(1)은 증기 드럼(11)의 물 공간(21)으로부터 취출한 열수를 포함하는 열전달 유체(16)로 가열되는 적어도 하나의 다상로(2)를 구비한다. 열전달 유체(16)는 물 회로(20)를 통해 적어도 하나의 다상로(2)의 가열 시스템(19)로 안내된다. 이는 다상로(2)가 열수를 열전달 유체(16)로 사용하여 반탄화 온도까지 간접적으로 가열됨을 의미한다. 이는 환경적으로 유용하다. 도시 고형 폐기물 등의 바이오매스를 포함하는 소재의 반탄화로 생성되는 반탄화 가스(3)는 바람직하기로 부분 산화 반응기(23)에서 부분적으로 산화되어 합성 가스를 생성한다. 바람직하기로, 합성 가스의 열에너지의 일부는 증발기(9) 및/또는 과열기(13)에 사용되어 물 및/또는 증기 및/또는 증발된 물을 가열한다. 증발된 물은 바람직하기로 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로 안내되어 열전달 유체(16)를 가열하는 데 사용될 수 있다. 부분 산화 반응기(23)와 열전달 유체(16)의 온도는 독립적으로 제어되어 적어도 2개의 다상로(2)에 대해 단일한 부분 산화 반응기(23)를 가능하게 한다.

1 반탄화 유닛(torrefaction unit)
2 다상로(multiple hearth furnace)
3 반탄화 가스(torrefaction gas)
4 버너(burner)
5 산소 포함 가스(oxygen comprising gas)
6 급랭 챔버(quenching chamber)
7 급랭 합성 가스(quenching syngas)
8 냉각 합성 가스(cooled syngas)
9 증발기(evaporator)
10 물(water)
11 증기 드럼(steam drum)
12 증기(steam)
13 과열기(superheater)
14 과열 증기(superheated steam)
15 보일러 공급수(boiler feedwater)
16 열전달 유체(heat transfer fluid)
17 펌프(pump)
18 화상(hearth)
19 가열 시스템(heating system)
20 물 회로(water circuit)
21 물 공간(water space)
22 증기 공간(steam space)
23 부분 산화 반응기(partial oxidation reactor)
24 증기 그리드(steam grid)
25 연소 챔버(burning chamber)
26 보조 연료(auxiliary fuel)

Claims (14)

1. 바이오매스를 포함하는 소재를 반탄화하는 반탄화 유닛(1)으로, 적어도 하나의 다상로(2)를 구비하고, 상기 다상로(2)가 열전달 유체(16)가 흐를 수 있는 가열 시스템(19)를 구비하는 반탄화 유닛(1)에 있어서,
   상기 가열 시스템(19)이 이에 의해 물이 가열되어 상기 가열 시스템(19)으로 이송될 수 있는 물 회로(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 반탄화 유닛(1).
2. 제1항에 있어서,
   반탄화 가스(3)를 산소로 부분적 산화하여 합성 가스(8)을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 다상로(2)에 연결되는 부분 산화 반응기(23)를 더 구비하는 반탄화 유닛(1).
3. 제2항에 있어서,
   단일한 상기 부분 산화 반응기(23)가 적어도 2개의 상기 다상로(2)에 연결되는 반탄화 유닛(1).
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   증기 공간(22)과 물 공간(21)을 갖는 증기 드럼(11)을 더 구비하는데, 여기서 상기 물 회로(20)가 상기 증기 드럼(11)의 상기 물 공간(21)에 연결되는 반탄화 유닛(1).
5. 제4항에 있어서,
   상기 증기 드럼(11)의 상기 물 공간(21) 및 증기 공간(22)이 상기 반탄화 가스(3)의 부분적 산화로 생성된 상기 합성 가스로 가열할 수 있는 증발기(9)와 유체 연결되는 반탄화 유닛(1).
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   여기사 상기 증기 드럼(11)의 상기 증기 공간(22)이 상기 반탄화 가스(3)의 부분적 산화로 생성된 상기 합성 가스로 가열할 수 있는 과열기(13)와 유체 연통되는 반탄화 유닛(1).
7. 바이오매스를 포함하는 소재를 반탄화하는 방법으로, 여기서 상기 소재가 적어도 하나의 다상로(2) 내에서 반탄화 온도까지 가열되고, 여기서 상기 적어도 하나의 다상로(2) 내의 분위기가 화학적으로 측정 가능한 양 미망의 산소를 제공하도록 제어되는 반탄화 방법에 있어서,
   상기 적어도 하나의 다상로(2)가 물을 포함하는 열전달 유체(16)로 가열되는 것을 특징으로 하는 반탄화 방법.
8. 제7항에 있어서,
   여기서 상기 소재의 반탄화로 반탄화 가스(3)가 생성되고, 상기 반탄화 가스(3)가 부분적으로 산화되어 합성 가스(8)를 생성하는 반탄화 방법.
9. 제8항에 있어서,
   여기서 적어도 2개의 상기 다상로(2)들의 상기 반탄화 가스(3)가 단일한 부분 산화 반응기(23)에서 부분적 산화되는 반탄화 방법.
10. 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    여기서 상기 열전달 유체(16)가 증기 드럼(11)에서 취출한 물을 포함하는 반탄화 방법.
11. 제10항에 있어서,
    여기서 상기 열전달 유체(16)가 상기 증기 드럼(11)으로부터 적어도 하나의 다상로(2)의 가열 시스템(19)를 통해 상기 증기 드럼(11)으로 복귀하도록 물 회로(20)에 안내되는 반탄화 방법.
12. 제10항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    여기서 상기 반탄화 가스(3)가 상기 소재의 반탄화로 생성되고, 상기 반탄화 가스(3)가 부분적으로 산화되어 합성 가스(8)를 생성하며, 상기 합성 가스(8)가 상기 증기 드럼(11)으로부터 공급된 물(10)을 적어도 부분적으로 증발시키는 데 사용되고, 상기 적어도 부분적으로 증발된 물(10)이 증발 후 상기 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로 공급되는 반탄화 방법.
13. 제10항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
    여기서 상기 반탄화 가스(3)가 상기 소재의 반탄화로 생성되고, 상기 반탄화 가스(3)가 부분적으로 산화되어 합성 가스(8)를 생성하며, 상기 합성 가스(8)가 상기 증기 드럼(11)의 증기 공간(22)으로부터 공급된 증기(12)를 과열시키는 데 사용되는 반탄화 방법.
14. 제7항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    여기서 상기 적어도 하나의 다상로(2) 내의 분위기가 1 vol.-% 미만의 산소 함량을 제공하도록 제어되는 반탄화 방법.