WO2023027406A1 - 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치 - Google Patents

바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023027406A1
WO2023027406A1 PCT/KR2022/012189 KR2022012189W WO2023027406A1 WO 2023027406 A1 WO2023027406 A1 WO 2023027406A1 KR 2022012189 W KR2022012189 W KR 2022012189W WO 2023027406 A1 WO2023027406 A1 WO 2023027406A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction chamber
raw material
sensor
round bar
insertion hole
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/012189
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박제갑
박부개
Original Assignee
해표산업 주식회사
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 해표산업 주식회사 filed Critical 해표산업 주식회사
Publication of WO2023027406A1 publication Critical patent/WO2023027406A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G01F23/804—Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/20—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of weight, e.g. to determine the level of stored liquefied gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/09—Mechanical details of gasifiers not otherwise provided for, e.g. sealing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C10J2300/092—Wood, cellulose
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight

Definitions

  • the present invention relates to a raw material input amount detection device of a biomass gasifier for detecting the amount of raw materials such as wood pellets introduced into the reactor of the biomass gasifier.
  • biomass is attracting attention as a field of alternative energy that can resolve concerns about the depletion of fossil fuels and environmental pollution.
  • biomass is a term that refers to biological organisms including plants, cells, and animals that live and feed on plants and cells produced by photosynthesis of plants and microorganisms receiving solar energy.
  • biomass resources include starch-based resources such as grains, cellulose-based resources including agricultural products such as forest trees, rice straw, and rice hulls, sugar-based resources such as sugar cane and sugar beets, and organic wastes such as food waste. It has a comprehensive meaning that includes
  • lignocellulosic biomass has the largest endowment and is independent of food, so it has the advantage of being free from ethical issues.
  • the representative technology is biomass gasification technology.
  • the syngas converted by biomass gasification technology is composed of carbon monoxide, hydrogen, methane, etc., and can be directly used as energy for transportation, power generation, and heating. Furthermore, through catalytic synthesis or biological conversion, synthetic natural gas or FT High value-added fuels such as diesel and biohydrogen can also be produced.
  • gasification of wood-based biomass causes the gasification agent and biomass to react under the condition that appropriate heat required for the reaction is applied, resulting in drying, thermal decomposition, gasification or reduction, and partial oxidation reactions together or sequentially. It uses the principle that synthesis gas composed of hydrogen, carbon monoxide, and methane is produced.
  • the biomass gasifier requires means for sensing the amount of raw material in order to properly maintain the amount of raw material inside the gasification reactor.
  • the raw material sensing means a level sensor for measuring the height of the raw material injected into the gasification reactor or a load sensor for detecting the weight of the raw material may be used.
  • a level sensor or a load detection sensor has a problem in that malfunction frequently occurs due to a high-temperature environment (500 to 1200 ° C.) inside the gasification reactor.
  • the conventional biomass gasifier uses a method of inputting a predetermined amount of raw material at regular intervals, the amount of raw material inside the gasification reactor fluctuates according to the amount of raw material burned inside the gasification reactor, so the amount of syngas produced There is a problem with this change.
  • An object of the present invention is to provide a raw material input amount detection device for a biomass gasifier that can precisely control the amount of raw material input by accurately sensing the amount of the raw material even in a high-temperature environment inside the gasification reactor.
  • the present invention is a device installed on the upper part of the reaction chamber of a biomass gasifier to detect the input amount of raw materials in the reaction chamber, which is vertically inserted from the outside of the reaction chamber into the inside through an insertion hole formed in the upper center of the reaction chamber.
  • a round bar of a predetermined length a sensor installed at the lower end of the round bar and detecting the raw material by contacting the raw material inside the reaction chamber; a sensor flange having an insertion hole into which the round rod is inserted at a center, and sealing a gap between the insertion hole and the round bar by being in close contact with the insertion hole at an outside of the insertion hole of the reaction chamber; and a level switch installed at an upper end of the round rod outside the reaction chamber and detecting an input amount of the raw material when the sensor contacts the raw material inside the reaction chamber.
  • the insertion port of the reaction chamber includes an insertion tube extending into the reaction chamber and an insertion opening flange located outside the reaction chamber, and the round bar is inserted into the insertion tube and inserted into the reaction chamber.
  • the sensor flange is characterized in that in close contact with the insertion hole flange.
  • a rotor is installed above the level switch, is connected to the round bar, and rotates the round bar by rotation driving, the sensor is made of a sensor plate having a predetermined area, and the rotor It is characterized in that it contacts the raw material inside the reaction chamber while rotating by.
  • the senor is a sensor plate of a predetermined area It is characterized in that it contacts the raw material inside the reaction chamber while rotating.
  • the sensor flange includes a plate-shaped flange portion and a tubular shaft portion, and the insertion hole is formed through the center of the flange portion and the shaft portion, and is formed between an upper end of the insertion hole and the round rod. And it is characterized in that an oilless bearing is installed between the lower end of the insertion hole and the round rod.
  • a circular seating groove is formed at the upper end of the shaft portion of the sensor flange, and a tubular sensor height control rod is installed between the seating groove and the round bar.
  • a sealing gasket is installed between the seating groove and the sensor height control bar.
  • electronic components such as level switches are installed outside the high-temperature reaction chamber, and only mechanical components such as round rods and sensors are installed inside the reaction chamber, thereby accurately sensing the amount of raw material in the reaction chamber even in a high-temperature environment.
  • the input amount of raw materials can be precisely controlled.
  • the round bar is inserted into the reaction chamber through the insertion tube and the sensor flange is configured to face and come into close contact with the insertion hole flange, so that the heat of the reaction chamber adversely affects electronic components such as level switches. It can definitely be prevented.
  • the sealing area of the round rod surrounded by the sensor flange and the sensor height control rod is further increased, and in addition, a sealing gasket is installed between the seating groove of the sensor flange and the sensor height control rod, so that the reaction chamber It is possible to more effectively prevent the high-temperature environment from adversely affecting the parts of the upper part of the reaction chamber.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a raw material input amount detection device for a biomass gasifier according to the present invention.
  • Figure 2 is a side cross-sectional view showing a raw material input amount detection device of a biomass gasifier according to the present invention.
  • Figure 3 is a side cross-sectional view showing a gasification reactor in which the raw material input amount detection device of the biomass gasifier according to the present invention is installed.
  • the raw material input amount detection device 200 of the biomass gasifier according to the present invention is installed on the upper part of the reaction chamber 100 to detect the amount of raw materials such as wood pellets introduced into the reaction chamber 100 It is a device. A part of the raw material input amount detection device 200 is inserted inside the reaction chamber 100, and the rest of the detection-related parts are installed outside the reaction chamber 100.
  • the reaction chamber 100 has a predetermined space to accommodate the raw material, and an insertion port 110 into which the raw material input amount detection device 200 according to the present invention is inserted is formed in the upper center.
  • a raw material input pipe 120 through which raw materials are introduced through a transfer screw (not shown) and a syngas discharge pipe 130 through which syngas generated inside the reaction chamber 100 is discharged are are provided.
  • the raw material input amount detection device 200 of the biomass gasifier according to the present invention is a round bar 210 of a predetermined length inserted into the reaction chamber 100, the lower end of the round bar 210 Including the sensor 220 installed, the sensor flange 230 sealing between the insertion hole 110 and the round bar 210, and the level switch 240 detecting the input amount of the raw material by contact of the sensor 220 and the raw material It consists of
  • the round bar 210 passes through the insertion hole 110 from the outside of the reaction chamber 100 and a part thereof is vertically inserted into the reaction chamber 100 .
  • the sensor 220 is installed at the lower end of the round bar 210 and serves to detect the raw material by contacting the raw material injected into the reaction chamber 100 .
  • the sensor flange 230 has an insertion hole in the center of which the round bar 210 is inserted. That is, the sensor flange 230 is fitted to the outer circumference of the round bar 210 . In addition, the sensor flange 230 is in close contact with the insertion hole 110 from the outside of the insertion hole 110 of the reaction chamber 100, that is, from the upper side, and seals between the insertion hole 110 and the round bar 210.
  • the level switch 240 is installed at the upper end of the round rod 210 outside the reaction chamber 100, and when the sensor 220 contacts the raw material inside the reaction chamber 100, it is configured to detect the input amount of the raw material . That is, the level switch 240 is electrically connected to the sensor 220, more precisely, the round bar 210 to which the sensor 220 is attached, and controls the input amount of the raw material according to the load applied to the round bar 210 by the sensor 220. Decide.
  • the sensor 220 is composed of mechanical elements that do not include any electrical components.
  • the biomass gasifier input amount detection device in the biomass gasifier input amount detection device according to the present invention, electronic components such as the level switch 240 are installed outside the high-temperature reaction chamber 100, and the round bar 210 and the sensor 220, etc. Since only the mechanical parts are installed inside the reaction chamber 100, the amount of the raw material in the reaction chamber 100 can be accurately sensed even in a high-temperature environment to precisely control the input amount of the raw material.
  • the insertion port 110 of the reaction chamber 100 includes an insertion tube 111 extending a predetermined length into the reaction chamber 100 and an insertion port flange 112 located outside the reaction chamber 100.
  • the round bar 210 is inserted into the insertion tube 111 and inserted into the reaction chamber 100, and the sensor flange 230 faces the insertion hole flange 112 and is in close contact with it.
  • the round bar 210 is inserted into the reaction chamber 100 through the insertion tube 111 and the sensor flange 230 is inserted into the insertion port flange 112 ), it is possible to effectively prevent the high-temperature environment of the reaction chamber 100 from adversely affecting electronic components such as the level switch 240.
  • the raw material input amount detection device of the biomass gasifier according to the present invention may be configured to rotate the round rod 210.
  • the present invention may further include a rotor 250 installed above the level switch 240 to rotate the round bar 210.
  • the rotor 250 is connected to the round rod 210 from the outside of the reaction chamber 100, and the round rod 210 is rotated by the rotational driving of the rotor 250.
  • the sensor 220 is made of a sensor plate having a predetermined area, and the plate-type sensor comes into contact with the raw material inside the reaction chamber 100 while being rotated by the rotor 250 .
  • the present invention may further include a helical coupling 260 installed under the level switch 240 to rotate the round bar 210.
  • the helical coupling 260 serves to rotate the round bar 210 by being connected to the round bar 210 and transmitting an external rotation driving force by a driving motor to the round bar 210 .
  • the sensor 220 is made of a sensor plate having a predetermined area, and the plate-type sensor comes into contact with the raw material inside the reaction chamber 100 while being rotated by the helical coupling 260 .
  • the raw material input amount detection device of the biomass gasifier is configured so that the round bar 210 and the sensor 220 rotate like a pinwheel by the rotor 250 or by the helical coupling 260,
  • the level switch 240 determines that the input amount of the raw materials has reached the set value, Feeding of raw materials into the reaction chamber 100 may be stopped.
  • the sensor flange 230 of the raw material input amount detection device of the biomass gasifier according to the present invention minimizes the effect of the high-temperature environment of the reaction chamber 100 on electronic components such as the level switch 240 can have a configuration for
  • the sensor flange 230 includes a plate-shaped flange portion 231 facing and in close contact with the insertion port flange 112 of the reaction chamber 100 and a tubular shaft portion extending vertically upward from the flange portion 231 to a predetermined height. (232).
  • the insertion hole of the aforementioned sensor flange 230 is formed through the center of the flange portion 231 and the shaft portion 232 .
  • the sensor flange 230 surrounds the round rod 210 at a predetermined height through the shaft portion 232, and the flange portion 231 faces and adheres to the inlet flange 112 of the reaction chamber 100, thereby forming a reaction chamber. It is possible to more reliably prevent heat from (100) from adversely affecting electronic components such as the level switch 240.
  • Each oilless bearing 270 (oilless bearing) may be installed.
  • This oilless bearing 270 is formed by infiltrating oil into a porous sintered metal, and does not require oil supply during use, and can perform high load and low speed rotation like the raw material input amount detection device of the biomass gasifier according to the present invention. It is advantageous for round rods to be used, and it can be used at high temperatures.
  • the raw material input amount detection device 200 of the biomass gasifier according to the present invention is a sensor
  • a sealing gasket 280 may be installed on top of the flange 230 .
  • a circular seating groove is formed at the upper end of the shaft portion 232 of the sensor flange 230, and a tubular sensor height control rod 290 is installed between the seating groove and the round bar 210.
  • the sensor height adjusting bar 290 is a component for adjusting the insertion depth of the above-described sensor 220 into the reaction chamber 100, and is inserted into the outer circumference of the round bar 210.
  • the sensor flange 230 and the sensor height control bar 290 are installed in the seating groove of the shaft portion 232 of the sensor flange 230, thereby sealing the round bar 210 surrounded by the sensor flange 230 and the sensor height control bar 290.
  • the area is further increased, so that the high-temperature environment of the reaction chamber 100 can be more effectively prevented from affecting electronic components such as the level switch 240.
  • a sealing gasket 280 is installed between the seating groove of the sensor flange 230 and the sensor height control rod 290 of the raw material input amount detection device of the biomass gasifier according to the present invention, so that the reaction chamber 100 It is possible to more effectively prevent the high-temperature environment from adversely affecting the parts of the upper part of the reaction chamber 100.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 바이오매스 가스화기의 반응 챔버의 상부에 설치되어 상기 반응 챔버 내의 원료 투입량을 검출하는 장치로서, 상기 반응 챔버 외부에서 내부로 수직방향으로 삽입되는 소정길이의 환봉; 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하여 원료를 감지하는 센서; 상기 삽입구와 상기 환봉 사이를 밀봉하는 센서 플랜지; 및 상기 센서가 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉할 때 원료의 투입량을 검출하는 레벨 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하여, 고온 환경에서도 반응 챔버 내의 원료의 양을 정확하게 센싱하여 원료 투입량을 정밀 제어할 수 있다.

Description

바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치
본 발명은 바오이매스 가스화기의 반응기 내부에 투입된 우드펠릿 등의 원료의 양을 검출하는 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치에 관한 것이다.
에너지원의 대부분을 수입에 의존하는 우리나라에서는 국가안보의 차원에서 그리고 지속적인 경제성장을 유지하기 위하여 장기적인 에너지 수급정책의 수립과 근본적인 청정 대체 에너지의 개발이 필수적인 상황이다.
이러한 현실에서 바이오매스는 화석연료의 고갈과 환경오염에 대한 우려를 해소할 수 있는 대체에너지의 한 분야로 주목받고 있다. 여기서, 바이오매스란 태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의하여 생성되는 식물체, 균체, 및 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물 유기체를 지칭하는 용어이다. 즉, 바이오매스 자원은 곡물 등의 전분질계 자원과 임목 및 볏짚, 왕겨와 같은 농부산물을 포함하는 셀룰로오스계의 자원, 사탕수수, 사탕무우와 같은 당질계의 자원, 및 음식폐기물 등의 유기성 폐기물 등을 포함하는 포괄적인 의미를 갖는다.
다양한 바이오매스 자원 중에서도 목질계 바이오매스는 부존량이 가장 크고, 식량과도 무관해 윤리적 문제에서도 자유로운 장점이 있다. 바이오매스를 기존 에너지 생산시스템에 활용하기 위해서는 먼저 이를 기체 상태의 합성가스로 전환해 줘야 하는데, 대표적인 기술이 바로 바이오매스 가스화 기술이다.
바이오매스 가스화 기술로 전환된 합성가스는 일산화탄소, 수소, 메탄 등으로 구성돼 있어, 이를 곧바로 수송용, 발전용, 난방용 에너지로 활용할 수 있으며, 나아가 촉매합성 또는 생물적인 전환을 통해 합성 천연가스나 FT 디젤, 바이오 수소와 같은 고부가가치 연료도 생산할 수 있다.
여기서, 우드 펠릿 등의 목질계 바이오매스를 가스화하는 것은 반응에 필요한 적절한 열이 가해지는 조건에서 가스화제와 바이오매스가 반응해 건조와 열분해, 가스화 반응 또는 환원 반응, 부분 산화 반응이 함께 또는 순차적으로 일어나며 수소와 일산화탄소, 메탄 등으로 구성된 합성가스가 생산되는 원리를 이용한다,
한편, 종래의 우드펠릿을 이용한 바이오매스 가스화 장치는 원료인 우드펠릿의 특성상 가스화 반응기로 투입된 우드 펠릿이 수분을 흡수하는 경향이 있기 때문에, 가스화 반응기 상부에 수분을 흡수한 우드 펠릿이 고착되어 가스화 반응기가 막히는 현상이 자주 발생하곤 하였다. 이러한 가스화 반응기의 막힘 현상은 원료의 원활한 투입을 방해할 뿐만 아니라 가스화 반응기 내부의 가스 유동을 저하시켜 생성된 합성가스의 품질을 저하시키는 원인이 된다.
이러한 이유로, 바이오매스 가스화 장치는 가스화 반응기 내부의 원료의 양을 적절하게 유지하기 위해 원료의 양을 센싱하는 수단들을 필요로 한다. 여기서, 원료 센싱 수단으로는 가스화 반응기 내부에 투입된 원료의 높이를 측정하는 레벨 센서 또는 원료의 무게를 감지하는 하중 감지 센서 등이 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 레벨 센서 또는 하중 감지 센서는 가스화 반응기 내부의 고온 환경(500 ~ 1200℃)으로 인해 오작동이 빈번하게 일어나는 문제가 있다.
또한, 종래의 바이오매스 가스화장치는 일정시간마다 정해진 양의 원료를 투입하는 방식을 사용하므로 가스화 반응기 내부의 원료 연소량에 따라 가스화 반응기 내부의 원료량의 변동이 발생하기 때문에, 생성되는 합성가스의 양이 변동하게 되는 문제가 있다.
선행기술문헌 1: 공개특허공보 제10-2018-0020778호(2018.02.28.)
선행기술문헌 2: 등록실용신안공보 제20-0208703호(2000.10.17.)
본 발명은 가스화 반응기 내부의 고온 환경에서도 원료의 양을 정확하게 센싱하여 원료 투입량을 정밀 제어할 수 있게 하는 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 바이오매스 가스화기의 반응 챔버의 상부에 설치되어 상기 반응 챔버 내의 원료 투입량을 검출하는 장치로서, 상기 반응 챔버의 상부 중심에 형성된 삽입구를 통해 상기 반응 챔버 외부에서 내부로 수직방향으로 삽입되는 소정길이의 환봉; 상기 환봉의 하단부에 설치되고, 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하여 원료를 감지하는 센서; 상기 환봉이 삽입되는 삽입공을 중심에 구비하고, 상기 반응 챔버의 상기 삽입구의 외측에서 상기 삽입구와 밀착되어 상기 삽입구와 상기 환봉 사이를 밀봉하는 센서 플랜지; 및 상기 반응 챔버의 외부에서 상기 환봉의 상단부에 설치되고, 상기 센서가 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉할 때 원료의 투입량을 검출하는 레벨 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 반응 챔버의 삽입구는 상기 반응 챔버 내부로 연장되는 삽입관 및 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 삽입구 플랜지를 포함하고, 상기 환봉은 상기 삽입관에 삽입되어 상기 반응 챔버의 내부로 삽입되고, 상기 센서 플랜지는 상기 삽입구 플랜지와 밀착되는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 레벨 스위치의 상부에 설치되고, 상기 환봉과 연결되며, 회전 구동에 의해 상기 환봉을 회전시키는 로터를 더 포함하고, 상기 센서는 소정 면적의 센서판으로 이루어지고, 상기 로터에 의해 회전하면서 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하는 것을 특징으로 한다.
대안적으로, 상기 레벨 스위치의 하부에 설치되고, 상기 환봉과 연결되어 외부의 회전 구동력을 상기 환봉에 전달하여 상기 환봉을 회전시키는 헬리컬 커플링을 더 포함하고, 상기 센서는 소정 면적의 센서판으로 이루어지고, 회전하면서 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 센서 플랜지는 판형의 플랜지부 및 관형의 축부를 포함하여 이루어지고, 상기 삽입공은 상기 플랜지부와 상기 축부의 중심을 관통하여 형성되며, 상기 삽입공의 상단과 상기 환봉 사이에 그리고 상기 삽입공의 하단과 상기 환봉 사이에 오일리스 베어링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 센서 플랜지의 축부의 상단에는 원형의 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈과 상기 환봉 사이에는 관형의 센서 높이 조절봉이 설치되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 안착홈과 상기 센서 높이 조절봉 사이에는 밀봉 가스켓이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 레벨 스위치 등의 전자 부품이 고온의 반응 챔버 외부에 설치되고, 환봉 및 센서 등의 기계 부품만이 반응 챔버의 내부에 설치됨으로써, 고온 환경에서도 반응 챔버 내의 원료의 양을 정확하게 센싱하여 원료 투입량을 정밀 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 환봉이 삽입관을 통해 반응 챔버의 내부에 삽입되고 센서 플랜지가 삽입구 플랜지와 대면하여 밀착되도록 구성됨으로써, 반응 챔버의 열기가 레벨 스위치 등의 전자 부품에 악영향을 미치는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 센서 플랜지와 센서 높이 조절봉에 의해 둘러싸인 환봉의 밀봉 영역이 더욱 증가되고, 여기에 추가적으로, 센서 플랜지의 안착홈과 센서 높이 조절봉 사이에 밀봉 가스켓이 설치되어, 반응 챔버의 고온 환경이 반응 챔버 상부의 부품들에 악영향을 미치는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치를 도시한 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치가 설치된 가스화 반응기를 도시한 측단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치에 대한 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치(200)는 반응 챔버(100)의 상부에 설치되어 반응 챔버(100) 내에 투입된 우드 펠릿 등의 원료의 양을 검출하는 장치이다. 이 원료 투입량 검출 장치(200)는 일부가 반응 챔버(100)의 내부에 삽입되고, 나머지 검출 관련 부품들이 반응 챔버(100)의 외부에 설치되도록 구성된다.
먼저, 반응 챔버(100)는 원료가 수용되도록 소정 공간을 구비하고, 상부 중심에는 본 발명에 따른 원료 투입량 검출 장치(200)가 삽입되는 삽입구(110)가 형성된다. 또한, 반응 챔버(100)의 일측에는 이송 스크류(미도시)를 통해 원료가 투입되는 원료 투입관(120) 및 반응 챔버(100) 내부에서 생성된 합성가스가 배출되는 합성가스 배출관(130)이 구비된다.
도 2와 3을 참조하면, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치(200)는 반응 챔버(100)의 내부로 삽입되는 소정길이의 환봉(210), 환봉(210)의 하단부에 설치되는 센서(220), 삽입구(110)와 환봉(210) 사이를 밀봉하는 센서 플랜지(230), 및 센서(220)와 원료의 접촉에 의해 원료 투입량을 검출하는 레벨 스위치(240)를 포함하여 구성된다.
환봉(210)은 반응 챔버(100)의 외부에서 삽입구(110)를 통과하여 그 일부가 반응 챔버(100)의 내부로 수직방향으로 삽입된다.
센서(220)는 환봉(210)의 하단부에 설치되고, 반응 챔버(100)의 내부에 투입된 원료와 접촉하여 원료를 감지하는 역할을 한다.
센서 플랜지(230)는 중심에 환봉(210)이 삽입되는 삽입공을 구비한다. 즉, 센서 플랜지(230)는 환봉(210)의 외주에 끼워진다. 또한, 센서 플랜지(230)는 반응 챔버(100)의 삽입구(110)의 외측, 즉 상측에서 삽입구(110)와 밀착되어 삽입구(110)와 환봉(210) 사이를 밀봉한다.
레벨 스위치(240)는 반응 챔버(100)의 외부에서 환봉(210)의 상단부에 설치되고, 센서(220)가 반응 챔버(100) 내부의 원료와 접촉할 때 이 원료의 투입량을 검출하도록 구성된다. 즉, 레벨 스위치(240)는 센서(220), 정확하게는 센서(220)가 부착된 환봉(210)과 전기적으로 연결되어 센서(220)에 의해 환봉(210)에 가해지는 하중에 따라 원료 투입량을 결정한다. 여기서, 센서(220)는 어떠한 전기적인 구성도 포함하지 않는 기구적인 요소로 구성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치는 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품이 고온의 반응 챔버(100) 외부에 설치되고, 환봉(210) 및 센서(220) 등의 기계 부품만이 반응 챔버(100)의 내부에 설치됨으로써, 고온 환경에서도 반응 챔버(100) 내의 원료의 양을 정확하게 센싱하여 원료 투입량을 정밀 제어할 수 있다.
바람직하게는, 반응 챔버(100)의 삽입구(110)는 반응 챔버(100) 내부로 소정길이 연장되는 삽입관(111) 및 반응 챔버(100)의 외부에 위치하는 삽입구 플랜지(112)를 포함한다. 또한, 환봉(210)은 삽입관(111)에 삽입되어 반응 챔버(100)의 내부로 삽입되고, 센서 플랜지(230)는 삽입구 플랜지(112)와 대면하여 밀착된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치는, 환봉(210)이 삽입관(111)을 통해 반응 챔버(100)의 내부에 삽입되고 센서 플랜지(230)가 삽입구 플랜지(112)와 대면하여 밀착되도록 구성됨으로써, 반응 챔버(100)의 고온 환경이 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품에 악영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
추가적으로 또는 바람직하게는, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치는 환봉(210)을 회전시키도록 구성될 수 있다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 레벨 스위치(240)의 상부에 설치되어 환봉(210)을 회전시키는 로터(250)를 더 포함할 수 있다. 이 로터(250)는 반응 챔버(100)의 외부에서 환봉(210)과 연결되고, 로터(250)의 회전 구동에 의해 환봉(210)이 회전하게 된다. 또한, 센서(220)는 소정 면적의 센서 판으로 이루어지고, 이 판형 센서는 로터(250)에 의해 회전하면서 반응 챔버(100) 내부의 원료와 접촉하게 된다.
대안적인 실시예에서, 본 발명은 레벨 스위치(240)의 하부에 설치되어 환봉(210)을 회전시키는 헬리컬 커플링(260)을 더 포함할 수 있다. 이 헬리컬 커플링(260)은 환봉(210)과 연결되어 구동 모터 등에 의한 외부의 회전 구동력을 환봉(210)에 전달함으로써 환봉(210)을 회전시키는 역할을 한다. 또한, 센서(220)는 소정 면적의 센서 판으로 이루어지고, 이 판형 센서는 헬리컬 커플링(260)에 의해 회전하면서 반응 챔버(100) 내부의 원료와 접촉하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치는 로터(250)에 의해 또는 헬리컬 커플링(260)에 의해 환봉(210)과 센서(220)가 바람개비와 같이 회전하도록 구성됨으로써, 반응 챔버(100)에 우드 펠릿 등의 바이오매스 원료가 소정 높이 이상 투입되어 센서(220)가 원료에 의해 회전되지 않는 경우에, 레벨 스위치(240)는 원료 투입량이 설정값에 도달한 것으로 판단하여 반응 챔버(100)로의 원료 투입을 중지시킬 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치의 센서 플랜지(230)는, 반응 챔버(100)의 고온 환경이 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위한 구성을 가질 수 있다.
구체적으로, 센서 플랜지(230)는 반응 챔버(100)의 삽입구 플랜지(112)와 대면하여 밀착되는 판형의 플랜지부(231) 및 이 플랜지부(231)로부터 수직 상방으로 소정 높이 연장된 관형의 축부(232)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 전술한 센서 플랜지(230)의 삽입공은 플랜지부(231)와 축부(232)의 중심을 관통하여 형성된다.
이와 같이, 센서 플랜지(230)는 축부(232)를 통해 소정 높이로 환봉(210)을 둘러싸고, 플랜지부(231)가 반응 챔버(100)의 삽입구 플랜지(112)와 대면하여 밀착됨으로써, 반응 챔버(100)의 열기가 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품에 악영향을 미치는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
부가적으로, 센서 플랜지(230)의 삽입공의 상단(축부의 상단)과 환봉(210) 사이에 그리고 센서 플랜지(230)의 삽입공의 하단(플랜지부의 하단)과 환봉(210) 사이에는 각각 오일리스 베어링(270)(oilless bearing)이 설치될 수 있다. 이 오일리스 베어링(270)은 다공질의 소결 금속에 오일을 침투시켜 형성된 것으로서, 사용시 오일 공급을 필요로 하지 않고, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치와 같이 고하중의 저속 회전을 하는 환봉에 유리하며, 고온에서도 사용이 가능하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치(200)는 반응 챔버(100)의 열기가 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품에 전달되는 것을 보다 확실하게 방지하기 위해, 센서 플랜지(230)의 상단에 밀봉 가스켓(280)이 설치될 수 있다.
구체적으로, 센서 플랜지(230)의 축부(232)의 상단에는 원형의 안착홈이 형성된다, 그리고, 이 안착홈과 환봉(210) 사이에는 관형의 센서 높이 조절봉(290)이 설치된다. 이 센서 높이 조절봉(290)은 전술한 센서(220)의 반응 챔버(100) 내부로의 삽입 깊이를 조절하기 위한 부품으로서, 환봉(210)의 외주에 끼워진다. 이와 같이, 센서 플랜지(230)의 축부(232)의 안착홈에 센서 높이 조절봉(290)이 설치됨으로써, 센서 플랜지(230)와 센서 높이 조절봉(290)에 의해 둘러싸인 환봉(210)의 밀봉 영역이 더욱 증가되고, 이로 인해 반응 챔버(100)의 고온 환경이 레벨 스위치(240) 등의 전자 부품에 영향을 미치는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
여기에 추가적으로, 본 발명에 따른 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치의 센서 플랜지(230)의 안착홈과 센서 높이 조절봉(290) 사이에는 밀봉 가스켓(280)이 설치되어, 반응 챔버(100)의 고온 환경이 반응 챔버(100) 상부의 부품들에 악영향을 미치는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 바이오매스 가스화기의 반응 챔버의 상부에 설치되어 상기 반응 챔버 내의 원료 투입량을 검출하는 장치로서,
    상기 반응 챔버의 상부 중심에 형성된 삽입구를 통해 상기 반응 챔버 외부에서 내부로 수직방향으로 삽입되는 소정길이의 환봉;
    상기 환봉의 하단부에 설치되고, 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하여 원료를 감지하는 센서;
    상기 환봉이 삽입되는 삽입공을 중심에 구비하고, 상기 반응 챔버의 상기 삽입구의 외측에서 상기 삽입구와 밀착되어 상기 삽입구와 상기 환봉 사이를 밀봉하는 센서 플랜지; 및
    상기 반응 챔버의 외부에서 상기 환봉의 상단부에 설치되고, 상기 센서가 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉할 때 원료의 투입량을 검출하는 레벨 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응 챔버의 삽입구는 상기 반응 챔버 내부로 연장되는 삽입관 및 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 삽입구 플랜지를 포함하고,
    상기 환봉은 상기 삽입관에 삽입되어 상기 반응 챔버의 내부로 삽입되고, 상기 센서 플랜지는 상기 삽입구 플랜지와 밀착되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레벨 스위치의 상부에 설치되고, 상기 환봉과 연결되며, 회전 구동에 의해 상기 환봉을 회전시키는 로터를 더 포함하고,
    상기 센서는 소정 면적의 센서판으로 이루어지고, 상기 로터에 의해 회전하면서 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레벨 스위치의 하부에 설치되고, 상기 환봉과 연결되어 외부의 회전 구동력을 상기 환봉에 전달하여 상기 환봉을 회전시키는 헬리컬 커플링을 더 포함하고,
    상기 센서는 소정 면적의 센서판으로 이루어지고, 회전하면서 상기 반응 챔버 내부의 원료와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 플랜지는 판형의 플랜지부 및 관형의 축부를 포함하여 이루어지고, 상기 삽입공은 상기 플랜지부와 상기 축부의 중심을 관통하여 형성되며, 상기 삽입공의 상단과 상기 환봉 사이에 그리고 상기 삽입공의 하단과 상기 환봉 사이에 오일리스 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서 플랜지의 축부의 상단에는 원형의 안착홈이 형성되고, 상기 안착홈과 상기 환봉 사이에는 관형의 센서 높이 조절봉이 설치되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안착홈과 상기 센서 높이 조절봉 사이에는 밀봉 가스켓이 설치되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치.
PCT/KR2022/012189 2021-08-25 2022-08-16 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치 WO2023027406A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0112364 2021-08-25
KR1020210112364A KR20230030297A (ko) 2021-08-25 2021-08-25 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023027406A1 true WO2023027406A1 (ko) 2023-03-02

Family

ID=85323300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/012189 WO2023027406A1 (ko) 2021-08-25 2022-08-16 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230030297A (ko)
WO (1) WO2023027406A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100995134B1 (ko) * 2010-06-28 2010-11-18 주식회사 엘콘파워 다운드래프트 방식의 바이오매스 가스화 분해 방법 및 장치
KR101401898B1 (ko) * 2013-12-21 2014-05-29 주식회사 서진인스텍 패들 타입 레벨 스위치
KR20190061125A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 (주)센테크이엔지 안전성이 증대된 광대역 온도 측정 장치
KR20190069760A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국전력공사 회전체 계측장치
KR102156321B1 (ko) * 2020-06-09 2020-09-15 (주)오앤엠 코리아 성능시험용 발전소 보일러 배기가스 온도측정장치
KR102272192B1 (ko) * 2020-12-18 2021-07-05 한전케이피에스 주식회사 원자로 내부구조물 검사장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100995134B1 (ko) * 2010-06-28 2010-11-18 주식회사 엘콘파워 다운드래프트 방식의 바이오매스 가스화 분해 방법 및 장치
KR101401898B1 (ko) * 2013-12-21 2014-05-29 주식회사 서진인스텍 패들 타입 레벨 스위치
KR20190061125A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 (주)센테크이엔지 안전성이 증대된 광대역 온도 측정 장치
KR20190069760A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국전력공사 회전체 계측장치
KR102156321B1 (ko) * 2020-06-09 2020-09-15 (주)오앤엠 코리아 성능시험용 발전소 보일러 배기가스 온도측정장치
KR102272192B1 (ko) * 2020-12-18 2021-07-05 한전케이피에스 주식회사 원자로 내부구조물 검사장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230030297A (ko) 2023-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dobre et al. Main factors affecting biogas production-an overview.
US10414994B2 (en) Rotary torrefaction reactor
Hu et al. The effect of microwave pretreatment on chemical looping gasification of microalgae for syngas production
Carlini et al. Water hyacinth biomass: Chemical and thermal pre-treatment for energetic utilization in anaerobic digestion process
KR101479906B1 (ko) 바이오매스를 이용한 반탄화 연료생산장치 및 이를 이용하여 반탄화 연료를 생산하는 방법
KR100995134B1 (ko) 다운드래프트 방식의 바이오매스 가스화 분해 방법 및 장치
WO2015026023A1 (ko) 바이오매스를 이용한 가스화 반응장치
WO2023027406A1 (ko) 바이오매스 가스화기의 원료 투입량 검출 장치
Pal et al. Enhanced biogas production potential analysis of rice straw: Biomass characterization, kinetics and anaerobic co-digestion investigations
KR200490378Y1 (ko) 바이오매스 가스화장치 및 이를 갖는 바이오매스 처리설비
CN201809316U (zh) 一种固定床生物质气化发电装置
CN210419838U (zh) 一种回转式快速燃气红外辐射炭化炉
CN213416787U (zh) 用于生物质气化装备的蒸汽管道压力控制系统
CN215448255U (zh) 一种气化炉多点温度测量装置
CN201567281U (zh) 一种秸秆气化余热利用的装置
CN113531556A (zh) 一种高含水污泥自维持阴燃处理系统的控制方法
CN201241086Y (zh) 商用上吸式生物质气化装置
CN210683701U (zh) 多元混合生物质气化正压给料系统
CN207002647U (zh) 用于生物质气化炉系统的气化设备
CN211712909U (zh) 一种原位气化实验装置
CN111089330A (zh) 一种用于供暖的生物质水蓄热系统
EP3083971A1 (en) Use of a polyamine in processes for producing biofuels by anaerobic digestion of organic biomasses
CN211781421U (zh) 一种用于供暖的生物质水蓄热系统
CN211694997U (zh) 一种生物质燃料燃烧用厨房灶体
CN210215260U (zh) 一种气化发生炉布料装置

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: 22861616

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE