WO2018106049A1 - 싸이클론 열교환 장치 - Google Patents

싸이클론 열교환 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018106049A1
WO2018106049A1 PCT/KR2017/014348 KR2017014348W WO2018106049A1 WO 2018106049 A1 WO2018106049 A1 WO 2018106049A1 KR 2017014348 W KR2017014348 W KR 2017014348W WO 2018106049 A1 WO2018106049 A1 WO 2018106049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
exhaust gas
main body
outlet pipe
cyclone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/014348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
양원
채태영
이재욱
이용운
강별
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Industrial Technology KITECH
Original Assignee
Korea Institute of Industrial Technology KITECH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Industrial Technology KITECH filed Critical Korea Institute of Industrial Technology KITECH
Publication of WO2018106049A1 publication Critical patent/WO2018106049A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003—Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/60—Heavy metals; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/40—Intercepting solids by cyclones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15025—Cyclone walls forming heat exchangers

Definitions

  • the present invention relates to a cyclone heat exchanger.
  • thermal energy is naturally included in the high-temperature exhaust gas discharged as described above.
  • the exhaust gas discharged contains particulate matter such as dust
  • a treatment apparatus for removing dust or the like is provided before discharging it.
  • a cyclone apparatus is widely used to remove dust and the like contained in exhaust gas with a simple structure for cyclone flow.
  • Patent documents 1 to 3 disclose a cyclone heat exchanger in which a heat exchanger is provided in a cyclone apparatus for further heat recovery from exhaust gas flowing through the cyclone apparatus.
  • Patent Document 1 KR 10-2016-0095417 A
  • Patent Document 2 JP 4,460,993 B1
  • Patent Document 3 KR 20-0222271 Y1
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and to solve this problem, while installing a heat exchanger in the cyclone apparatus to achieve additional heat recovery from the exhaust gas, the problem of corrosion and erosion of the heat exchanger thereby I want to solve.
  • the present invention the main body through which the exhaust gas containing the gaseous corrosive material and heavy metal through the inlet pipe located on one side; Outflow pipes which penetrate the upper and inner sides of the main body; An internal heat exchanger located inside the outlet pipe; And an injection unit positioned outside the outlet pipe and spraying an additive for neutralizing a gaseous corrosive substance contained in the exhaust gas flowing into the main body.
  • the corrosive substance contained in the exhaust gas introduced into the main body through the inlet pipe is neutralized by the additive injected from the injection unit to be separated into solid particles, and the exhaust gas from which the corrosive substance is separated is discharged through the outlet pipe. It is preferable to flow out of the main body via an internal heat exchanger.
  • the lower end of the outlet pipe is located below the inlet pipe, so that a neutralization region is formed between the lower portion of the outlet pipe and the main body, and the injection unit is disposed in the neutralization zone portion outside the outlet pipe.
  • Exhaust gas from which corrosive substances are separated is preferably discharged to the outside of the main body through the internal heat exchanger through the outlet pipe.
  • the exhaust gas flowing into the main body through the inlet pipe is condensed and separated from the gaseous heavy metal contained in the exhaust gas introduced by the temperature decrease by heat exchange by the external heat exchanger, and the gaseous phase included in the exhaust gas introduced.
  • the corrosive substance is neutralized by the additive injected from the nozzle to be separated into solid particles, and the exhaust gas from which the corrosive substance and the heavy metal are separated is discharged to the outside of the main body through the internal heat exchanger through the outlet pipe.
  • the additive injected from the injection unit is preferably sprayed in the form of a film surrounding the surface of the external heat exchanger.
  • the heat exchanger is located inside and outside the outlet pipe and can improve the heat recovery efficiency from the exhaust gas through the double heat exchange, to separate and remove the corrosive substances and heavy metals contained in the exhaust gas By doing so, the corrosion of the heat exchanger can be prevented, and there is an advantage that no additional corrosion resistance treatment is required for the heat exchanger.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a cyclone heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1, showing the operation of the cyclone heat exchanger according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, illustrating the operation of the cyclone heat exchanger according to the present invention.
  • Each component constituting the cyclone heat exchanger according to the present invention may be used integrally or separately separated as necessary. In addition, some components may be omitted depending on the form of use.
  • the cyclone heat exchanger includes a main body 100, an internal heat exchanger 123, an external heat exchanger 121, and an injection unit 122.
  • the main body 100 is formed in the shape of a hollow cylinder of tapered shape, the lower portion of which is narrow.
  • an inlet pipe 110 On one side of the main body 100 is an inlet pipe 110 is a high temperature exhaust gas is introduced into the main body 100, the inlet pipe 110 is the main body 100 for the cyclone flow to the incoming exhaust gas It is preferred to be located so as to be eccentric from the central axis of.
  • the outlet pipe 120 is positioned above the main body 100 to penetrate the inside and the outside of the main body 100.
  • a neutralization region 125 may be formed between the outlet pipe 120 and the main body 100 (see FIG. 4). ).
  • a discharge port 130 is located below the main body 100, and as the cyclone flows inside the main body 100, the exhaust gas introduced into the inlet pipe 110 separates and discharges particulate matter contained in the exhaust gas.
  • the outlet 130 is located.
  • a collecting unit (not shown) may collect the separated particulate matter may be located.
  • the external heat exchanger 121 is positioned to surround the outer circumferential surface of the outlet pipe 120.
  • the form and the like are not limited, but preferably, the tube through which the heat exchange medium (gas or liquid) flows may be configured to surround the outer circumferential surface of the outlet pipe 120 in the form of a coil.
  • the internal heat exchanger 123 is located inside the outlet pipe 120, and may be configured in the form of a tube in which a heat exchange medium flows, like the external heat exchanger 121.
  • the injection unit 122 is located outside the outlet pipe 120. Specifically, a plurality of nozzles are positioned so as to surround the outside of the external heat exchanger 121 located on the outer circumferential surface side of the outlet pipe 120 to supply and spray gaseous corrosive substances contained in the exhaust gas and an additive which causes a neutralization reaction. It can be configured as.
  • the injection unit 122 is disposed in the neutralization region portion outside the outlet pipe 120, that is, the exhaust gas flowing into the main body through the inlet pipe 110 is lowered and the portion where the cyclone copper starts. Can be located.
  • the injection unit 122 may prevent corrosion of the external heat exchanger 121 due to the corrosive substances and heavy metals contained in the exhaust gas introduced by spraying the injected additive so that a film of the additive is formed on the surface of the external heat exchanger 121. Can be.
  • the solid line represents the flow of the exhaust gas
  • the dashed line represents the separated flow of the corrosive material and heavy metal contained in the exhaust gas
  • the broken line represents the additive injected from the injection unit 122.
  • a high temperature (about 600 ° C. or more) exhaust gas including a gaseous corrosive substance (HCl, SOx, etc.) and a heavy metal is introduced into the main body 100 through the inlet pipe 110.
  • the corrosive substance is neutralized by the additive injected from the spraying unit 122 to be separated into solid particles.
  • the gaseous corrosive substance contained in the exhaust gas flowing in the main body 100 and the additive injected from the injection unit 122 reacts to form solid particles.
  • reaction surface area between the corrosive substance included in the inflowing exhaust gas and the additive injected from the injection unit 122 increases, thereby improving reactivity, thereby improving separation efficiency.
  • the exhaust gas introduced into the main body 100 is slightly lower in temperature by heat exchange with the heat exchange medium flowing inside the external heat exchanger 121 located outside the outlet pipe 120, thereby, exhaust gas
  • the heavy metal contained in the gas phase condenses and becomes solid particles.
  • the temperature of the heat exchange medium flowing inside the external heat exchanger 121 is preferably set to a temperature at which the thermal equilibrium is set to a temperature at which the gaseous heavy metal contained in the exhaust gas can be condensed by heat exchange with the exhaust gas (eg For example, about 300 ⁇ 500 °C).
  • the corrosive substance and the heavy metal which become solid particles by the additive and the external heat exchanger 121 are separated by the cyclone flow in the main body 100 and discharged to the outlet 130 under the main body 100, and the cyclone flow
  • the principle of separation of particulate matter through itself is known, and a detailed description thereof will be omitted.
  • Exhaust gas from which corrosive substances and heavy metals are separated and removed flows into the outlet pipe 120 and is further heat-exchanged with the heat exchange medium flowing through the internal heat exchanger 123 located in the outlet pipe 120. Spills.
  • the heat exchanger is located inside and outside the outlet pipe and can improve the heat recovery efficiency from the exhaust gas through the double heat exchange, and the corrosive substances and heavy metals contained in the exhaust gas. By removing the separation to prevent the corrosion of the heat exchanger, there is an advantage that no additional corrosion-resistant treatment to the heat exchanger.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

본 발명은 싸이클론 열교환 장치에 관한 것으로, 본 발명은, 일측에 위치한 유입관을 통하여 가스상의 부식성 물질 및 중금속을 포함하는 배기가스가 유입되는 본체; 상기 본체의 상측 내외부를 관통하여 위치하는 유출관; 상기 유출관 내부에 위치하는 내부 열교환기; 및 상기 유출관의 외측에 위치하여 상기 본체로 유입되는 배기가스에 포함된 가스상의 부식성 물질을 중화하는 첨가제를 분사하는 분사부;를 포함하는 싸이클론 열교환 장치를 제공하며, 이에 의하면, 유출관 내외부에 열교환기가 위치하며 2중의 열교환을 통해 배기가스로부터의 열회수 효율을 높일 수 있고, 배가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속을 분리하여 제거함으로써 열교환기의 부식을 방지할 수 있어, 열교환기에 추가적인 내부식성 처리가 불필요하다는 장점이 있다.

Description

싸이클론 열교환 장치
본 발명은 싸이클론 열교환 장치에 관한 것이다.
연료를 연소하여 열에너지를 얻는 연소로(보일러) 등에서는 고온의 배기가스가 배출된다.
연소로 내에서의 연료 연소를 통한 직접적인 열에너지 외에도, 상기와 같이 배출되는 고온의 배기가스에도 당연히 열에너지가 포함된다.
한편, 배출되는 배기가스에는 분진 등의 입자성 물질이 포함되므로, 이를 배출하기 전에 분진 등을 제거하기 위한 처리 장치가 설치된다.
일례로, 싸이클론 유동을 위하여 단순한 구조로 배기가스에 포함된 분진 등을 제거하기 위한 싸이클론 장치가 많이 이용된다.
특허문헌 1 내지 3에는 이러한 싸이클론 장치를 유동하는 배기가스로부터의 추가적인 열 회수를 위하여 싸이클론 장치에 열교환기를 설치한 싸이클론 열교환 장치가 개시된다.
그러나, 최근 들어 산업용 또는 발전용 연소 시스템에서는 온실 가스 감축 또는 신재생 에너지 사용 비율 향상을 위해 설계 조건과 다른 다양한 연료들이 사용되고 있다. 특히 바이오매스나 폐기물과 같은 연료를 사용하여 연소를 수행하는 경우, 배기가스에는 상기한 분진 등의 단순 입자성 물질뿐만 아니라, 연료의 종류나 연소 상태에 따라 HCl, SOx 등의 부식성 물질 및 중금속이 가스상태로 포함되게 되는데, 상기한 특허문헌 1 내지 3에 개시된 싸이클론 열교환 장치들은 단순히 싸이클론 장치 내에 열교환기를 설치한 것에 그치기에, 배기가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속에 의하여 싸이클론 장치 및 이에 설치되는 열교환기의 부식 또는 침식을 야기할 수 있다는 문제가 있다. 또한, 이를 통과한 배기가스 역시 고온 조건을 유지하고 있어 후단에서 열교환이 수행되는 경우가 많아, 후단 열교환기의 부식 또는 침식을 야기할 수 있다. 물론, 사이클론이 설치되지 않은 시스템의 경우에도 해당 문제는 동일하게 발생하게 된다.
(특허문헌 1) 특허문헌 1: KR 10-2016-0095417 A
(특허문헌 2) 특허문헌 2: JP 4,460,993 B1
(특허문헌 3) 특허문헌 3: KR 20-0222271 Y1
이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 싸이클론 장치에 열교환기를 설치하여 배기가스로부터의 추가적인 열 회수를 달성하면서도, 이로 인한 열교환기의 부식 및 침식 문제를 해결하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측에 위치한 유입관을 통하여 가스상의 부식성 물질 및 중금속을 포함하는 배기가스가 유입되는 본체; 상기 본체의 상측 내외부를 관통하여 위치하는 유출관; 상기 유출관 내부에 위치하는 내부 열교환기; 및 상기 유출관의 외측에 위치하여 상기 본체로 유입되는 배기가스에 포함된 가스상의 부식성 물질을 중화하는 첨가제를 분사하는 분사부;를 포함하는 싸이클론 열교환 장치를 제공한다.
상기 유입관을 통하여 본체 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 부식성 물질이 상기 분사부에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되고, 부식성 물질이 분리된 배기가스는 상기 유출관을 통하여 상기 내부 열교환기를 거쳐 상기 본체 외부로 유출되는 것이 바람직하다.
상기 유출관의 하단부는 상기 유입관보다 하측에 위치함으로써, 상기 유출관의 하부와 상기 본체의 사이에 중화영역이 형성되고, 상기 분사부는 상기 유출관 외측의 상기 중화영역 부분에 배치되며, 상기 유입관을 통하여 본체 내부로 유입되는 배기가스가 상기 본체 하부로 유동하며 싸이클론 유동이 이루어진 후, 상기 중화영역을 지나며, 상기 배기가스에 포함된 부식성 물질이 상기 분사부에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되고,
부식성 물질이 분리된 배기가스는 상기 유출관을 통하여 상기 내부 열교환기를 통해 상기 본체 외부로 유출되는 것이 바람직하다.
상기 유출관의 외주면을 감싸도록 위치하는 외부 열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유입관을 통하여 본체 내부로 유입되는 배기가스가 상기 외부 열교환기에 의한 열교환에 의하여 온도가 하강함으로써 유입되는 상기 배기가스에 포함된 가스상 중금속이 응축되어 분리되고, 유입되는 상기 배기가스에 포함된 가스상 부식성 물질은 상기 노즐에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되며, 부식성 물질 및 중금속이 분리된 배기가스는 상기 유출관을 통하여 상기 내부 열교환기를 거쳐 상기 본체 외부로 유출되는 것이 바람직하다.
상기 분사부에서 분사되는 첨가제는 상기 외부 열교환기의 표면을 감싸는 막 형태로 분사되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 싸이클론 열교환 장치에 의하면, 유출관 내외부에 열교환기가 위치하며 2중의 열교환을 통해 배기가스로부터의 열회수 효율을 높일 수 있고, 배가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속을 분리하여 제거함으로써 열교환기의 부식을 방지할 수 있어, 열교환기에 추가적인 내부식성 처리가 불필요하다는 장점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 열교환 장치의 전체 사시도이다.
도 2는, 도 1의 I-I 선에 따른 단면도이다.
도 3은, 도 1의 II-II 선에 따른 단면도이다.
도 4는, 도 1의 I-I 선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 싸이클론 열교환 장치의 작용을 나타낸다.
도 5는, 도 1의 II-II 선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 싸이클론 열교환 장치의 작용을 나타낸다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 싸이클론 열교환 장치를 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 열교환 장치의 구성을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 열교환 장치는, 본체(100), 내부 열교환기(123), 외부 열교환기(121) 및 분사부(122)를 포함한다.
본체(100)는 그 하부가 좁아지는 테이퍼 형태의 중공의 통 형태로 이루어진다.
본체(100)의 일측에는 고온의 배기가스가 본체(100) 내부로 유입되도록 하는 유입관(110)이 위치하며, 유입관(110)은 유입되는 배기가스에 싸이클론 유동을 위하여 본체(100)의 중심축으로부터 편심되도록 위치하는 것이 바람직하다.
본체(100)의 상측에는 유출관(120)이 본체(100)의 내외부를 관통하도록 위치한다.
유출관(120)의 하단부는 상기 유입관(110)보다 하측에 위치함으로써, 상기 유출관(120)과 상기 본체(100)의 사이에 중화영역(125)이 형성되도록 할 수있다(도 4 참조).
유출관(120)을 통하여 본체(100) 내부로 유입된 배기가스가 본체(100) 외부로 유출된다.
본체(100)의 하측에는 배출구(130)가 위치하며, 유입관(110)으로 유입된 배기가스가 본체(100) 내부에서 싸이클론 유동함에 따라, 배기가스에 포함된 입자상 물질이 분리되어 배출되는 배출구(130)가 위치한다.
배출구(130) 측에는 분리된 입자상 물질이 포집될 수 있는 포집부(미도시)가 위치할 수 있다.
외부 열교환기(121)는 유출관(120)의 외주면을 감싸도록 위치한다. 그 형태 등은 한정되지 않으나, 바람직하게는 열교환 매체(가스 또는 액체)가 유동하는 튜브가 유출관(120)의 외주면을 코일 형태로 감싸도록 구성될 수 있다.
내부 열교환기(123)는 유출관(120) 내부에 위치하며, 바람직하게는 외부 열교환기(121)와 마찬가지로 열교환 매체가 유동하는 튜브 형태로 구성될 수 있다.
분사부(122)는 유출관(120)의 외측에 위치한다. 구체적으로는, 유출관(120)의 외주면 측에 위치한 외부 열교환기(121) 외측을 둘러싸도록 다수개가 위치하여 배기가스에 포함된 가스상의 부식성 물질과 중화반응을 일으키는 첨가제를 공급받아 분사하는 노즐 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 분사부(122)는 상기 유출관(120) 외측의 상기 중화영역 부분에 배치된다, 즉, 유입관(110)을 통하여 본체로 유입된 배기가스가 하강하며 싸이클론 동이 시작되는 부분에 위치할 수 있다.
분사부(122)는 분사되는 첨가제가 외부 열교환기(121)의 표면에 첨가제의 막이 형성되도록 분사함으로써 유입되는 배기가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속으로 인한 외부 열교환기(121)의 부식을 방지할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도 4 및 도 5를 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 열교환 장치의 작용을 설명한다.
도 4 및 도 5에서, 실선은 배기가스의 유동을 나타내고, 1점쇄선은 배기가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속의 분리 유동을 나타내며, 파선은 분사부(122)에서 분사되는 첨가제를 나타낸다.
먼저, 유입관(110)을 통하여 가스상의 부식성 물질(HCl, SOx 등) 및 중금속이 포함된 고온(약 600℃ 이상)의 배기가스가 본체(100) 내부로 유입된다.
유입관(110)을 통하여 본체(100) 내부로 유입된 배기가스는 본체(100) 내부를 유동하게 된다.
상기 유입관(110)을 통하여 본체(100) 내부로 유입되는 배기가스가 상기 본체(100) 하부로 유동하며 싸이클론 유동이 이루어진 후, 상기 중화영역(125)을 지나며, 상기 배기가스에 포함된 부식성 물질이 상기 분사부(122)에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리된다.
이때, 분사부(122)에서 분사되는 첨가제와 본체(100) 내부를 유동하는 배기가스에 포함된 가스상의 부식성 물질이 반응하여 고체상의 입자가 된다.
이로써, 유입되는 배기가스에 포함되 부식성 물질과, 분사부(122)에서 분사되는 첨가제와의 반응표면적이 늘어나게 되어 반응성이 향상됨에 따라 분리 효율이 향상된다.
한편, 본체(100) 내부로 유입된 배기가스는 유출관(120)의 외부에 위치한 외부 열교환기(121) 내부를 유동하는 열교환 매체와의 열교환에 의해 온도가 약간 하강하게 되며, 이로써, 배기가스에 포함된 가스상의 중금속이 응축되며 고체상의 입자가 된다.
외부 열교환기(121) 내부를 유동하는 열교환 매체의 온도는 배기가스와의 열교환에 의해 배기가스에 포함된 가스상의 중금속이 응축될 수 있는 온도로 열평형을 이루는 온도로 설정됨이 바람직하다(예를 들면 약 300~500℃).
첨가제 및 외부 열교환기(121)에 의해 고체상 입자가 된 부식성 물질 및 중금속은 본체(100) 내에서의 싸이클론 유동에 의해 분리되어 본체(100) 하부의 배출구(130)로 배출되며, 싸이클론 유동을 통한 입자상 물질의 분리 원리 자체는 알려진바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
부식성 물질 및 중금속이 분리 및 제거된 배기가스는 유출관(120) 내로 유동하며, 유출관(120) 내에 위치한 내부 열교환기(123)를 유동하는 열교환 매체와 추가로 열교환되며 본체(100) 외부로 유출된다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 싸이클론 열교환 장치에 의하면, 유출관 내외부에 열교환기가 위치하며 2중의 열교환을 통해 배기가스로부터의 열회수 효율을 높일 수 있고, 배가스에 포함된 부식성 물질 및 중금속을 분리하여 제거함으로써 열교환기의 부식을 방지할 수 있어, 열교환기에 추가적인 내부식성 처리가 불필요하다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 본체
110: 유입관
120: 유출관
130: 배출구
121: 외부 열교환기
122: 분사부
123: 내부 열교환기
130: 배출구

Claims (6)

  1. 중심으로부터 편심되어 일측에 위치한 유입관(110)을 통하여 가스상의 부식성 물질 및 중금속을 포함하는 배기가스가 유입되는 본체(100);
    상기 본체(100)의 상측 내외부를 관통하여 위치하는 유출관(120);
    상기 유출관(120) 내부에 위치하는 내부 열교환기(123); 및
    상기 유출관(120)의 외측에 위치하여 상기 본체(100)로 유입되는 배기가스에 포함된 가스상의 부식성 물질을 중화하는 첨가제를 분사하는 분사부(122);를 포함하는,
    싸이클론 열교환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입관(110)을 통하여 본체(100) 내부로 유입되는 배기가스에 포함된 부식성 물질이 상기 분사부(122)에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되고,
    부식성 물질이 분리된 배기가스는 상기 유출관(120)을 통하여 상기 내부 열교환기(123)를 통해 상기 본체(100) 외부로 유출되는,
    싸이클론 열교환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관(120)의 하단부는 상기 유입관(110)보다 하측에 위치함으로써, 상기 유출관(120)의 하부와 상기 본체(100)의 사이에 중화영역이 형성되고,
    상기 분사부(122)는 상기 유출관(120) 외측의 상기 중화영역 부분에 배치되며,
    상기 유입관(110)을 통하여 본체(100) 내부로 유입되는 배기가스가 상기 본체(100) 하부로 유동하며 싸이클론 유동이 이루어진 후, 상기 중화영역을 지나며, 상기 배기가스에 포함된 부식성 물질이 상기 분사부(122)에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되고,
    부식성 물질이 분리된 배기가스는 상기 유출관(120)을 통하여 상기 내부 열교환기(123)를 통해 상기 본체(100) 외부로 유출되는,
    싸이클론 열교환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관(120)의 외주면을 감싸도록 위치하는 외부 열교환기(121)를 더 포함하는,
    싸이클론 열교환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유입관(110)을 통하여 본체(100) 내부로 유입되는 배기가스가 상기 외부 열교환기(121)에 의한 열교환에 의하여 온도가 하강함으로써 유입되는 상기 배기가스에 포함된 가스상 중금속이 응축되어 분리되고,
    유입되는 상기 배기가스에 포함된 가스상 부식성 물질은 상기 노즐에서 분사되는 첨가제에 의해 중화되어 고체상 입자로 되어 분리되며,
    부식성 물질 및 중금속이 분리된 배기가스는 상기 유출관(120)을 통하여 상기 내부 열교환기(123)를 거쳐 상기 본체(100) 외부로 유출되는,
    싸이클론 열교환 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 분사부(122)에서 분사되는 첨가제는 상기 외부 열교환기(123)의 표면을 감싸는 막 형태로 분사되는,
    싸이클론 열교환 장치.
PCT/KR2017/014348 2016-12-08 2017-12-08 싸이클론 열교환 장치 Ceased WO2018106049A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160167018A KR101822142B1 (ko) 2016-12-08 2016-12-08 싸이클론 열교환 장치
KR10-2016-0167018 2016-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018106049A1 true WO2018106049A1 (ko) 2018-06-14

Family

ID=61727744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/014348 Ceased WO2018106049A1 (ko) 2016-12-08 2017-12-08 싸이클론 열교환 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101822142B1 (ko)
WO (1) WO2018106049A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200222271Y1 (ko) * 2000-11-28 2001-05-02 고려제강주식회사 온수 생산이 가능한 싸이클론
KR20030086155A (ko) * 2002-05-03 2003-11-07 한국에너지기술연구원 혼합유체를 이용한 열교환기 자동 청소장치
KR20130066079A (ko) * 2011-12-12 2013-06-20 최성환 열교환기 일체형 집진장치
KR101315249B1 (ko) * 2013-05-15 2013-10-07 (주)세진영테크 싸이클론 가스세정기를 구비한 배기 일체형 실험실용 ｐｐ 흄 후드
KR101439884B1 (ko) * 2013-01-08 2014-09-12 한국전력공사 순산소 연소시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200222271Y1 (ko) * 2000-11-28 2001-05-02 고려제강주식회사 온수 생산이 가능한 싸이클론
KR20030086155A (ko) * 2002-05-03 2003-11-07 한국에너지기술연구원 혼합유체를 이용한 열교환기 자동 청소장치
KR20130066079A (ko) * 2011-12-12 2013-06-20 최성환 열교환기 일체형 집진장치
KR101439884B1 (ko) * 2013-01-08 2014-09-12 한국전력공사 순산소 연소시스템
KR101315249B1 (ko) * 2013-05-15 2013-10-07 (주)세진영테크 싸이클론 가스세정기를 구비한 배기 일체형 실험실용 ｐｐ 흄 후드

Also Published As

Publication number Publication date
KR101822142B1 (ko) 2018-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4919696A (en) Supercooling type mist eliminator apparatus
WO2014208841A1 (ko) 선택적 촉매 환원장치의 환원제 열분해 시스템
KR20060083398A (ko) 폐가스 처리장치
WO2013089315A1 (ko) 웨이브핀을 이용한 과열증기발생장치
KR101788165B1 (ko) 고분자 폐기물 고온소각장치
CN101648110A (zh) 具有烟气净化功能的余热回收装置
WO2018106049A1 (ko) 싸이클론 열교환 장치
WO2014048329A1 (zh) 一种热解燃烧双床解决高钠煤燃烧沾污的系统
WO2020226272A1 (ko) 환경설비 및 이를 포함하는 발전시스템
CN107726337B (zh) 一种垃圾处理炉的烟气处理系统
WO2018016897A1 (ko) Scr 믹서 및 이를 포함하는 scr 장치
RU2176766C2 (ru) Водогрейный котел
WO2023231068A1 (zh) 一种锅炉烟气处理装置
CN116850704A (zh) 降温重力除尘器以及高温含尘气体的处理系统和处理方法
CN109772158A (zh) 多级旋风预热危废高温熔融炉及尾气净化系统
CN109990302B (zh) 一种旋风筒内置式危废焚烧处置装置
CN110030566A (zh) 废气和废水综合处理方法
KR101864651B1 (ko) 배열회수 열교환기
CN209991465U (zh) 一种焚烧烟气余热利用系统
CN114526610A (zh) 一种石墨化高温烟气余热回收利用装置
CN208125449U (zh) 一种水泥回转窑烟室烟气连续采样装置
CN216307815U (zh) 一种尾气处理装置
CN218393075U (zh) 一种烟气脱硫除尘处理装置
CN207324420U (zh) 一种防止堵塞的烟气处理用脱硫塔
CN206018678U (zh) 合成氨系统脱硫再生释放气回收利用装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17878774

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17878774

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1