KR960005759B1 - 유동상 반응기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

유동상 반응기
제1도는 본 발명에 의한 장치의 수직 단면도이다.
제2도는 제1도의 A-A선 확대 단면도이다.
본 발명은 분배판을 통하여 반응실 내로 1차 가스가 공급되도록 가스 분배판이 구비되니 반응실 및 상기 분배판의 상부 고안으로 2차 가스를 도입시키는 수단이 포함되는 유동상 반응기(fluidized bed reactor)에 관한 것이다.
유동상 반응기는 가스와 처리될 물질이 효과적으로 접촉하고, 반응속도가 높으며, 온도가 균일하고, 공정제어가 용이하기 때문에 예를들면 연소, 가스와 처리, 화학 및 야금 공정과 같은 여러 다른 목적에 이용되고 있다. 그러나 반응기가 커지면 안정된 공정 조건의 유지와 공정 조건 변화의 제어가 어려워진다.
따라서, 대형반응기는 예를 들면 미국 특허 제4,184,455호에 기재된 것처럼 제작되는데, 이 특허에서는 연소실이 관상벽(tubular wall)에 의하여 병렬작동(operating side by side)하는 격실들로 구분되고, 상기 격실들은 자체의 연료 및 공기 공급 시스템을 구비하도록 배치된다. 이들 반응기에서는 가스 분배판을 통하여 공급되는 1차 가스외에 2차 가스도 상기 분배판의 상부 공간으로 공급되고, 주로 연소실 둘레에 있는 구멍들을 통하여 작동이 이루어진다.
그러나, 연소실의 중심으로 부터 벽까지의 거리가 큰 대형 반응기에서는 전체 단면에 걸친 2차 가스의 균일한 분배가 문제로 된다. 50 내지 100MWe 이상의 대향 순환 유동상 반응기에서는 상술한 방법으로는 반응기의 하부 전체에 걸쳐 2차 가스를 균일하게 공급할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 핀랜드 특허 출원 제833171호에 기재된 것과 같은 유동상 내의 연료를 처리하는 방법 및 장치가 제안된 바 있는데, 여기서는 1차 가스가 화격자에 형성된 튜브의 하부구멍들을 통하여 공급되고, 2차 가스는 화격자를 지나가는 도관을 통하여 공급되며, 상기 도관은 상기 화격자상의 구멍까지 연장된다. 그러나 화격자가 큰 경우에는 유동화 공기 및 2차 공기를 균일하게 분배시키기 위해서 큰 압력차이가 요구된다.
핀랜드 특허출원 제850708호에는 고정된 유동상이 격벽에 의하여 여러 격실로 분리된 증기 보일러가 기재되어 있다. 2차 공기는, 상세히 기재되어 있지 않으나 격실들의 상부로 공급된다.
본 발명의 목적은 순환 유동상의 원리로 작동되는 큰 유동상 반응기에서 제2차 가스가 반응기의 상이한 높이로 공급되어 반응기의 횡단면에 바람직한 방법을 분배될 수 있는 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 장치는 반응실의 가스 분배판 상부의 공간이 2차 가스용 배출구멍을 갖는 격벽에 의하여 격실들로 분할된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치는 구조가 간단하고 다음과 같은 장점이 있다.
-효율적인 분사가 이루어져 2차 공기가 잘 혼합되고, 이에 따라 더욱 완전연소가 이루어지고 효율적으로 이루어진다.
-2차 공기가 보다 균일하게 분배되므로 질소 산화물이 뚜렷이 감소한다.
-분배판에 걸친 압력차가 더욱 균일해져셔 유동화가 더욱 균일하게 된다.
-이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제1,2도에 도시된 바와 같이 순환 유동상 반응기(1)는 반응기(1)의 하부에 배치된 공기실 또는 공기박스(2)의 입구(3)들을 통하여 공기와 같은 1차 가스를 받는다. 이 공기는 반응실(4)과 공기 박스(2) 사이에 배치된 가스 분배판(5)을 통하여 반응실(4)의 하부로 도입된다. 반응실(4)의하부 및 가스 분배판(5)의 상부에는 상기 가스 분배판(5)의 상부 공간을 격실(6)들로 구부시키는 격실(7)이 설치되고, 상기 격벽(7)들은 예를 들면 공기와 같은 2차 가스가 공급되도록 배출구멍(9)으로 통하는 도관(8)들을 갖는다. 격벽(7)은 가스 분배판(5)의 표면 상부로부터 0.5 내지 4m 바람직하기로는 1.5 내지 2.5mm 높이를 갖는다. 2차 공기는 격벽(7)의 구멍(9) 및 연소실을 둘러싸는 벽의 구멍(10)을 통하여 반응실(4)내로 공급된다. 격벽(7)의 구멍들은 예를 들면 0.6m 및 2m의 상이한 높이에 열(row)을 이루어 배치된다. 격벽(7)의 상이한 높이에 열을 이루도록 배치된 격벽(7)의 구멍(9)들을 상이한 도관(8)들을 연결시키고, 또한 상기 도관(8)들을 상이한 공기 공급원과 연결시킴으로써 순환 유동상 반응기(9,10) 및 각 격실(6)의 공기 박스(2)를 자체의 공기 공급 시스템과 연결시켜 상이한 격실(6)의 공기 공급이 각각 독립적으로 제어되게 할 수도 있다.
연료는 격벽(7)의 상부 공간으로 공급되고 가스 분리기(13)내에서 배기 가스로부터 분리된 고형물은 반응기의 벽에 형성된 구멍(11,12)을 통하여 반응기로 복귀된다.
본 발명은 상기에 예를 들어 설명한 실시예로 제한되지 않으며, 다음의 청구범위에 기재된 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않고 여러가지 수정과 변경을 가할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 가스 분배판을 통하여 반응실 내로 1차 가스가 공급되도록 가스 분배판이 구비된 반응실 및 상기 분배판의 상부공간으로 2차 가스를 도입시키는 수단이 포함되는 유동상 반응기(fluidized bed reactor)에 있어서, 반응실(4)의 가스 분배판(5) 상부의 공간이 2차 가스공급용 배출 구멍(9)이 형성된 격벽(7)들에 의하여 격실(6)들로 구분되는 것을 특징으로 하는 유동상 반응기.
  2. 제1항에 있어서, 격실(6)들 사이의 격벽(7)들이 가스 분배기(5)의 표면 상부로부터 0.5 내지 4m, 바람직하기로는 1.5 내지 2.5m의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 유동상 반응기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 격벽(7)의 배출구멍(9)들이 격벽(7)의 상이한 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유동상 반응기.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 상이한 격실(9)들로 공급되는 가스공급이 각각 독립적으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 유동상 반응기.
KR1019870701269A 1986-04-30 1987-04-27 유동상 반응기 KR960005759B1 (ko)

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