KR970042959A - 고온 가압 분류층 반응장치(High temporature and high pressure entrained flow reaction apparatus) - Google Patents

고온 가압 분류층 반응장치(High temporature and high pressure entrained flow reaction apparatus) Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온 가압 분류층 반응장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 대기압하에서는 물론, 고온 고압하에서의 석탄의 가스화반응과정을 정확히 모사할 수 있는 고온 가압 분류층 반응장치에 관한 것이다. 본 발명의 반응장치는, 상부(10), 중앙부(30) 및 하부(50)의 3부분으로 구성되고 압력용기로 외장되어 예열된 반응가스와 석탄입자를 0 내지 25kg/㎠의 압력 및 600 내지 1,600℃의 온도에서 석탄가스화 반응시키기 위한 반응기(100);반응기(100)의 내부 중앙에 수직으로 내설되고 알루미나 튜브로 이루어지면 반응기(100) 상부 일측의 반응가스 유입관 (11)으로부터 공급된 반응가스와 석탄입자의 가스화반응이 수행되는 반응관(20); 반응기(100)의 상부 일측에 부설된 주입 프로브 이송장치(70)에 의해 상기한 반응관(20) 내에서 상하이동이 가능하며, 석탄입자를 상기한 반응관(20) 내부로공급히기 위한 주입 프로브(80);반응기 (100) 중앙부의 내화재(43) 및 단열재(42)의 수직홈 사이에 형성되고 반응관(20)의 외부에 축방향으로 배열되어 복수개의 전열선(41)에 의해 반응관(20) 내의 반응가스와 석탄입자를 가열하기 위한 가열부(40); 반응기 (100) 중앙부의 일측에 부설되어 가열부(40)의 전열선(41)과 열전대를 설치, 제거 및 수리하기 위한 접근 포트(45);반응기 (100)의 중앙부 하단에 반응기(100)와 수직하게 부설되고 그 일단은 상기한 반응관(20)의 하단에 위치하여 석탄입자의 온도, 크기 및 속도를 광학적으로 측정하기 위한 복수개의 광학창(35); 및, 반응기(100) 하부의 내부 중앙에 수직으로 반응관(20)의 하단에 부설되고 질소공급노즐(61), 급수노즐(62) 및 배수노즐(63)이 부설되어 질소냉각 및 수냉각에 의해 반응관(20) 내에서 석탄입자 및 반응가스의 체류시간 동안만 반응이 허용되도록 하며 가스화 반응을 종결시켜 가스화 반응에 따른 전체 질량유동을 수집하기 위한 수집 프로브(80)로 구성된다.

Description

고온 가압 분류층 반응장치(High temperature and high pressure entrained flow reaction apparatus)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제 1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고온 가압 분류층 반응장치의 수직 단면도.

Claims (5)

  1. 상부(10), 중앙부(30) 및 하부(50)의 3부분으로 구성되고 30기압 이상의 압력을 수용할 수있는 압력용기로 외장되어 가스예열기로 부터 예열된 반응가스와 석탄공급부로부터 공급된 석탄입자를 0 내지 25kg/㎠의 압력 및 600내지 1,600℃의 온도에서 석탄가스화 반응시키기 위한 반응기(100); 상기한 반응기(100)의 내부 중앙에 수직으로 내설되고 알루미나 튜브로이루어지며 반응기(100) 상부 일측의 반응가스 유입관(11)으로부터 공급된 반응가스와 석탄입자의 가스화반응이 수행되는 반응관(20); 상기한 반응기(100)의 상부 일측에 부설된 주입 프로브 이송장치(70)에 의해 상기한 반응관(20) 내에서 상하이동이 가능하며, 석탄공급기로부터 질소가스에실려 공급된 석탄입자를 상기한 반응관(20) 내부로 공급하기 위한 주입 프로브(80); 상기한 반응기(100 중앙부의 내화재(43) 및 단열재(42)의 수직홈 사이에 형성되고 상기한 반응관(20)의 외부에 축방향으로 배열되어 복수개의 전열선(41)에 의해 반응관(20) 내의 반응가스와 석탄입자를 가열하기 위한 가열부(40); 상기한 반응기(100) 중앙부의 일측에 부설되어 상기한 가열부(40)의 전열선(41)과 열전대를 설치, 제거 및 수리하기 위한 접근 포트(45); 상기한 반응기(100)의 중앙부 하단에 반응기(100)와 수직하게 부설되고 그 일단은 상기한 반응관(20)의 하단에 위치하여 석탄입자의 온도, 크기 및 속도를 광학적으로 측정하기 위한 복수개의 광학창(35); 및, 상기한 반응기(100)하부위 내부 중앙에 수직으로 상기한 반응관(20)의 하단에 부설되고 질소공급노즐(61), 급수노즐(62) 및 배수노즐(63)이 부설되어 질소냉각 및 수냉각에 의해 상기한 반응관(20)내에서 석탄입자 및 반응가스의 체류시간 동안만 반응이 허용되도록 하며 가스화 반응을 종결시켜 가스화 반응에 따른 전체 질량유등을 수집하기 위한 수집 프로브(60)를 포함하는 고온 가압 분류층 반응장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기한 반응기(100)하단에는, 상기한 반응기(100)와 탈부착이 가능하며 상온수 공급노즐(91), 배출수집 밸브(92) 및 가스 배출노즐(93)이 부설되어 주집 프로브(60)의 주위에 상온수를 공급함으로써 수집 프로브(60)를 통해 배출되는 고온가스를 급속냉각시키기 위한 수조(90)가 추가로 포함돠도록 구성된 것을 특징으로 하는 고온 가압 분류층 반응장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기한 주입 프로브(80)는, 일 측에는 냉각수 공급구(81), 냉각수 배출구(82)가 형성되고, 상기한 냉각수 공급부(81)로부터 공급된 냉각수가 주입 프로브(80)의 하단까지 이송되도록 주입 프로브(80)내부에는 수냉관(83)이 내설되고, 타측에는 주입 프로브(80)와 반응관(20) 사이의 공간을 통해 공급된 반응가스 유동을 충류로 만들어주기 위한 세라믹 하니컴형상의 유동 직류기(84)가 부설되고, 주입 프로브(80)표면과 고온의 반응가스 및 반응관(20)과의 열전달을 줄이기 위하여 하면에는 세라믹 단열재(85)를 부설하여 구성된 것을 특징으로 하는 고온 가압 분류층 반응장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기한 광학창(35)은 반응기(100)의 외벽(1)으로부터 반응관(20)의 중심부로 갈수록 광학적 구멍의 직경이 감소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 고온 가압 분류층 반응장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기한 가열부(40)의 전열선(41)은 4구역 이상으로 나뉘어 반응관(20)을 따라 일정한 상하 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 고온 가압 분류층 반응장치.
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