KR100903638B1

KR100903638B1 - 슬래그 보유열 회수장치

Info

Publication number: KR100903638B1
Application number: KR20070101489A
Authority: KR
Inventors: 박흥수; 김제영; 조길원; 김기홍
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-10-09
Also published as: KR20090036352A

Abstract

본 발명은 용융 슬래그의 냉각에 따른 결정의 성장을 방지하고, 용융 슬래그의 보유열을 용이하게 회수하도록 하는 슬래그 보유열 회수장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 용융 슬래그를 분사하는 분사장치와, 분사장치를 통해 분사된 용융 슬래그에 액상의 냉각매체를 분사하여 상기 용융 슬래그를 응고 및 파쇄하여 슬래그 미립자로 변환시키는 분사노즐과, 슬래그 미립자가 유입되어 2차 냉각되며 기체가 유출입되는 입구부 및 출구부를 갖는 열회수 챔버와, 냉각매체가 용융 슬래그와 접촉되어 형성된 기화기체와 기체가 혼합된 혼합기체가 유입되며, 열회수 챔버의 출구부와 연통되어 혼합기체에 포함된 분진을 제거하는 싸이클론과, 싸이클론과 연통되며 혼합기체를 전달받아 열원으로 사용하는 배열 보일러를 제공한다.

슬래그, 분사노즐, 이산화탄소, 싸이클론, 배열 보일러, 카본

Description

슬래그 보유열 회수장치{APPARATUS FOR RECYCLING HEAT OF SLAG}

본 발명은 슬래그 보유열 회수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융 슬래그의 냉각에 따른 결정의 성장을 방지하고, 용융 슬래그의 보유열을 용이하게 회수하도록 하는 슬래그 보유열 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로 용융 슬래그의 보유열을 회수하기 위해, 공기를 용융 슬래그에 분사하여 응고 후 냉각되도록 하여 고온의 공기를 얻고, 이 고온의 공기를 이용하여 보일러에서 고압 증기를 생성시킨 후 터빈을 구동하여 전력을 발생한다.

그러나, 전술한 방법은 냉각 매체로 공기를 사용함으로써, 슬래그의 응고 및 냉각속도가 저하되고, 그 결과 응고된 슬래그 내에서 결정이 성장하여 비정질의 입자형 슬래그를 얻기가 어려운 문제점이 있다.

용융 슬래그의 냉각에 따른 결정의 성장을 방지하고, 비정질의 슬래그를 얻도록 한다. 그리고, 용융 슬래그의 보유열을 용이하게 회수하도록 하며, 자원 재활용에 이용될 수 있도록 한다.

용융 슬래그를 냉각하기 위해 이산화탄소를 냉각매체로 이용함으로써, 용융 슬래그의 급속 냉각이 가능하게 한다. 그리고, 이산화탄소가 일산화탄소 및 카본으로 분리가 용이하게 한다. 또한, 용융 슬래그의 보유열의 회수가 용이하도록 한다.

첫째, 이산화탄소를 냉각매체로 사용하여 용융 슬래그를 냉각함으로써, 용융 슬래그의 급속 냉각에 따라 비정질의 입자형 슬래그를 얻기가 용이하다.

둘째, 이산화탄소를 이용하여 용융 슬래그를 냉각시킨후에, 이산화탄소를 분리하여 카본 및 일산화탄소로 분리하여 연료 또는 자원으로 재활용 가능하게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치는, 용융 슬래그를 낙하시키는 낙하용기와 상기 낙하용기를 통해 낙하된 용융 슬래그를 분사하는 회전드럼을 포함하여, 용융 슬래그를 분사하는 분사장치와, 분사장치를 통해 분사된 용융 슬래그에 이산화탄소의 냉각매체를 분사하여 용융 슬래그를 응고 및 파쇄하여 슬래그 미립자로 변환시키는 분사노즐과, 슬래그 미립자가 유입되어 2차 냉각되며 2차 냉각된 슬래그 미립자를 배출하는 이송장치를 포함하며 기체가 유출입되는 입구부 및 출구부를 갖는 열회수 챔버와, 이산화탄소가 용융 슬래그와 접촉되어 형성된 기화기체와 기체가 혼합된 혼합기체가 유입되며 열회수 챔버의 출구부와 연통되어 상기 혼합기체에 포함된 분진을 제거하는 싸이클론과, 싸이클론과 연통되며 혼합기체를 전달받아 열원으로 사용하는 배열 보일러를 포함한다.

배열 보일러의 후단에는 혼합기체를 열회수 챔버로 재전송하도록 폐회로 공급부가 구비된다.

폐회로 공급부는, 배열 보일러의 후단에 장착되어 혼합기체를 열회수 챔버 방향으로 전송하는 송풍기와, 송풍기와 열회수 챔버의 사이를 연결하여 혼합기체를 가이드하는 증기공급라인을 포함할 수 있다.

증기공급라인에는 혼합기체를 냉각하는 냉각기가 장착될 수 있다.

증기공급라인에서 분기되며 상기 분사노즐과 연동되는 액체공급라인과, 액체공급라인에 장착되어 혼합기체를 선택적으로 공급되게 하는 개폐밸브와, 액체공급라인에 장착되어 분사노즐에 냉각매체를 공급하도록 하는 압축기를 구비할 수 있다.

액체공급라인에는 냉각매체 보충을 위한 액체보충기가 장착될 수 있다.

액체공급라인에는 불순 가스를 제거하는 비응축성 가스배출기가 장착될 수 있다.

삭제

송풍기의 근접 위치에는 압력 조절용 댐퍼가 장착되어, 열회수 챔버 내부의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 한다.

열회수 챔버는, 슬래그 미립자가 유입되는 대직경의 제1챔버와, 제1챔버와 연통되는 소직경의 제2챔버와, 제2챔버의 저면에 장착되어 슬래그 미립자를 배출하는 이송장치를 포함할 수 있다.

이송장치는 벨트 컨베이어로 구비될 수 있다.

싸이클론과 배열 보일러 간에는 이산화탄소를 일산화탄소와 카본으로 분리하는 분리반응기가 장착될 수 있다.

삭제

분리반응기와 배열 보일러 간에는 카본을 배출하도록 탄소배출구가 마련된 분리기가 장착될 수 있다.

분리기와 배열 보일러 간에는 일산화탄소를 배열 보일러로 이송하는 송풍기가 장착될 수 있다.

열회수 챔버의 입구부 및 분사노즐과 각각 연통되며 액체 이산화탄소를 저장하는 액체 이산화탄소 저장부와, 액체 이산화탄소 저장부와 분사노즐과 연통되도록 하며 분사노즐에 액체 이산화 탄소를 공급하는 액체 이산화탄소 공급라인과, 액체 이산화탄소 저장부와 열회수 챔버의 입구부와 연통되도록 하며, 기화기가 장착되어 기체 이산화탄소를 열회수 챔버로 공급하는 기체 이산화탄소 공급라인을 포함할 수 있다.

열회수 챔버는, 액상의 이산화탄소와 용융 슬래그의 접촉에 의해 발생되는 고온의 이산화탄소가 유입되어, 일산화탄소와 카본으로 분리 반응이 이루어지는 분리반응챔버와, 분리반응 챔버와 연통되며 싸이클론과 연통되는 출구부가 형성되고, 응고된 슬래그 미립자가 유입되어 냉각상태로 배출시키는 2차 챔버를 포함할 수 있고, 분리반응 챔버의 압력은 2차 챔버의 압력보다 크게 형성될 수 있다.

분리반응 챔버의 상단에는 분리기가 장착되며, 분리기에는 카본의 배출을 위한 탄소배출기가 장착될 수 있다.

분리기와 분리반응 챔버 간에는 냉각기가 장착될 수 있다.

2차챔버에는 공기유입부가 형성되고, 공기유입부에는 공기를 불어넣어 고온의 공기가 배열 보일러로 유입되게 하는 송풍기가 장착될 수 있다.

분리반응챔버와 2차챔버간에는 슬래그 미립자를 운반하는 운반장치가 장착될 수 있다.

열회수 챔버의 내부에는 플레이트 형상으로 돌출된 베플이 다수개 장착될 수 있다.

베플은 다수개가 상기 열회수 챔버의 길이 방향으로 엇갈리게 장착될 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 열회수 챔버의 횡단면도를 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 용융 슬래그의 미립화 냉각을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 다른 슬래그 보유열 회수장치(100)는, 용융 슬래그(11)를 분사하는 분사장치(10)와, 분사장치(10)를 통해 분사된 용융 슬래그(11)에 액상의 냉각매체(21)를 분사하여 용융 슬래그(11)를 응고 및 파쇄하여 슬래그 미립자(23)로 변환시키는 분사노즐(20)과, 슬래그 미립자(23)가 유입되어 2차 냉각되며 기체(24)가 유출입되는 입구부(34) 및 출구부(32)를 갖는 열회수 챔버(30)와, 냉각매체(21)가 용융 슬래그(11)와 접촉되어 형성된 기화기체(22)와 기체(24)가 혼합된 혼합기체(26)가 유입되며, 열회수 챔버(30)의 출구부와 연통되어 혼합기체(26)에 포함된 분진을 제거하는 싸이클론(40)과, 싸이클론(40)과 연통되며 혼합기체(26)를 전달받아 열원으로 사용하는 배열 보일러(50)를 구비한다.

분사장치(10)는 용용슬래그(11)를 낙하시키는 낙하용기(13)와, 낙하용기(13)를 통해 낙하된 용융슬래그(11)를 열회수 챔버(30) 방향으로 분사하는 회전 드럼(15)을 구비한다. 이러한 분사장치(10)는 낙하용기(13)에서 낙하된 용융 슬래그(11)가 회전 드럼(15) 상에 떨어지게 되면, 용융 슬래그(11)는 원심력을 얻어 두께가 얇아진 상태로 열회수 챔버(30) 방향으로 분사된다. 이러한 용융 슬래그(11)에는 분사노즐(20)을 통해 냉각매체(21)가 분사된다. 참조번호 12는 용융 슬래그 도입판을 말한다.

분사노즐(20)은 분사장치(10)를 통해 분사된 용융 슬래그(11)에 액상의 냉각매체(21)를 분사한다. 이러한 액상의 냉각매체(21)는 물을 비롯해서 이산화탄소 또 는 질소 등을 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 이산화탄소를 사용한다. 이러한 이산화탄소는 액화가 용이하고, 회수하여 재사용할 수 있는 장점이 있다. 분사노즐(20)을 통해 용융 슬래그(11)에 액상의 냉각매체(21)를 분사하면, 용융 슬래그(11)는 급속히 응고가 이루어지며, 이와 동시에 냉각매체(21)의 분사된 운동량에 의해 응고된 슬래그가 입자 형태로 파쇄되어 슬래그 미립자(23)로 변형된다. 이러한 작용으로 용융 슬래그(11)는 공기에 의한 냉각보다 30배이상의 냉각속도의 증대 효과를 얻게 된다. 그리고, 용융 슬래그(11)의 양과 냉각매체(21)의 분사된 양의 조절을 통해, 슬래그 미립자(23)의 내부에서 결정이 형성되지 않는 온도까지 냉각이 가능하다. 이러한 슬래그 미립자(23)는 열회수 챔버(30)로 유입된다.

열회수 챔버(30)는 슬래그 미립자(23)가 유입되는 대직경의 제1챔버(31)와, 제1챔버(31)와 연통되는 소직경의 제2챔버(33)와, 제2챔버(33)의 저면에 장착되어 슬래그 미립자(23)를 배출하는 이송장치(35)를 구비한다. 제1챔버(31)는 슬래그 미립자(23)의 체류 시간을 증대시키고 분진 유출이 경감될 수 있도록 싸이클론 형태의 대직경으로 형성된다. 이러한 제1챔버(31)를 통과한 슬래그 미립자(23)는 제2챔버(33)로 유입된다. 제2챔버(33)는 제1챔버(31)의 직경보다 작은 직경으로 형성된다. 이는 슬래그 미립자(23)가 분포된 밀도를 증가시키도록 하여 냉각효과의 향상을 위함이다. 이러한 제2챔버(33)에는 냉각 효과의 극대화를 위해 플레이트 형상으로 돌출되는 다수개의 베플(37)이 장착된다. 이러한 베플(37)은 슬래그 미립자(23)와 접촉되어 슬래그 미립자(23)를 냉각을 보조한다. 이러한 베플(37)은 제2챔버(33)의 길이 방향을 따라 엇갈리게 장착됨이 가능하다. 제2챔버(33)의 저면에는 벨트 컨베이어로 구비가능한 이송장치(35)가 장착된다. 이에 따라, 자중에 의해 떨어지는 슬래그 미립자(23)를 이송하여 외부로 배출가능하게 한다. 한편, 전술한 용융 슬래그(23)와 냉각매체(21)와의 접촉시에는 기화기체(22)가 발생하며, 이 기화기체(22)는 열회수 챔버(30) 내부의 기체(24)와 혼합되어 싸이클론(40)으로 유입된다.

싸이클론(40)은 용융 슬래그(11)와 냉각매체(21)가 접촉되어 발생한 기화기체(22)와, 열회수 챔버(30) 내부로부터 유입되는 기체(24)가 혼합된 혼합기체(26)가 유입된다. 여기서, 열회수 챔버(30) 내부로부터 유입되는 기체(24)의 온도는 슬래그 미립자(23)의 생성된 양에 따라 조절 가능하며, 용융 슬래그(11)의 온도가 1400℃~1600℃일 경우 기체(24)의 온도는 600℃~1000℃로 확보될 수 있다. 이러한 싸이클론(40)은 열회수 챔버(30)의 출구부(32)와 연통되어 혼합기체(26)의 분진을 제거하고 배열 보일러(50)로 전송한다.

배열 보일러(50)는 싸이클론(40)을 통과한 혼합기체(26)를 전달받아 고압 증기의 발생을 위한 열원으로 사용한다. 즉, 혼합기체(26)의 온도가 600℃ 이상이므로 500℃ 이상의 과열증기 생산을 통한 증기 터빈의 구동도 가능하게 된다. 배열 보일러(50)의 후단에서의 혼합기체(26)의 온도는 80℃ 수준까지 저하가 가능하다. 이러한 배열 보일러(50)의 후단에는 혼합기체(26)를 열회수 챔버(30)로 재전송하는 폐회로 공급부(60)가 구비된다.

폐회로 공급부(60)는 배열 보일러(50)의 후단에 장착되어 혼합기체(26)를 열회수 챔버(30) 방향으로 전송하는 송풍기(61)와, 송풍기(61)와 열회수 챔버(30)의 사이를 연결하여 혼합기체(26)를 가이드하는 증기공급라인(63)을 구비한다. 송풍기(61)와 배열 보일러(50) 간에는 압력 조절용 댐퍼(65)가 장착된다. 이러한 압력 조절용 댐퍼(65)는 제1챔버(31)와 제2챔버(33) 내부의 압력을 대기압보다 높게 유지하도록 함으로써, 외부 공기의 유입을 방지하도록 한다. 송풍기(61)는 배열 보일러(50)를 통과한 혼합기체(26)가 열회수 챔버(30)로 재유입되도록 구동력을 제공한다. 송풍기(61)의 후단에는 냉각기(67)가 장착되어 혼합기체(26)를 소정의 온도로 냉각시켜 열회수 챔버(30)로 재공급되도록 한다. 증기공급라인(63)은 열회수 챔버(30)를 구성하는 제2챔버(33)와 연결되어, 열회수 챔버(30)의 내부에 냉각된 기체(24)가 공급되도록 한다. 이러한 증기공급라인(63)에는 액체공급라인(69)이 분기된다.

액체공급라인(69)은 증기공급라인(63)으로부터 분기되어 분사노즐(20) 방향으로 연장된다. 액체공급라인(69)에는 개폐밸브(62)가 장착되어, 혼합기체(26)가 선택적으로 유입되게 한다. 액체공급라인(69)에는 압축기(64)가 장착되어 혼합기체(26)를 액화하여 분사노즐(20)로 공급가능하게 한다. 또한, 액체공급라인(69)에는 분사노즐(20)로 분사되는 냉각매체(21)의 보충을 위한 액체보충기(66)의 장착도 가능하다. 참조번호 68은 불순 가스를 제거하는 비응축성 가스배출기를 말한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조번호는 동일기능의 동일부재를 말한다. 동일 참조번호에 대해서는 이하에서 자세한 설명은 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수 장치(200)는, 분사장치(10)와, 분사노즐(20)과, 열회수 챔버(30)와, 싸이클론(40) 및 싸이클론(40)과 연통되며 혼합기체(26)를 전달받아 열원으로 사용하는 배열 보일러(50)를 구비한다. 그리고, 싸이클론(40)과 배열 보일러(50) 간에는 분리반응기(110)가 장착된다.

분리 반응기(110)는 냉각매체(21)로 사용되는 이산화탄소를 일산화탄소와 카본으로 분리한다. 즉, 싸이클론(40)을 통과한 고온의 이산화탄소는 분리반응기(110)에서 촉매의 존재하에서 일산화탄소와 카본으로 분리된다. 참조번호 111은 촉매투입구를 말한다. 이산화탄소는 450℃의 온도일때 촉매의 존재하에서 상압 조건에서 일산화탄소와 이산화탄소로 분리가능하다. 이러한 분리 반응기(110)로 발생된 카본은 탄소배출구(113)를 통해 배출된다.

탄소배출구(113)는 분리 반응기(110)와 배열 보일러(50) 간에 장착되어, 분리 반응기(110)에서 생성된 카본을 수집한다. 이러한 탄소배출구(113)를 통해 수집된 카본은 카본 블랙의 형태로 자원화가 가능하다. 그리고, 일산화탄소는 압력조절기(120)와 송풍기(61)를 거쳐 배열보일러(50)에서 고압 증기 발생을 위한 연료로써 공기에 의하여 연소된다.

한편, 이산화탄소는 액체 이산화탄소 저장부(120)를 통해 열회수 챔버(30) 또는 분사노즐(20)에 공급된다. 보다 구체적으로 설명하면, 액체 이산화탄소 저장부(130)에는 분사노즐(20)과 연통되는 액체 이산화탄소 공급라인(131)이 마련되어, 분사노즐(20)에 액체 이산화탄소가 공급되도록 한다. 이러한 액체 이산화탄소의 공급으로 전술한 용융 슬래그(11)가 슬래그 미립자(23)로 변환되도록 한다. 그리고, 액체 이산화탄소 저장부(130)에는 열회수 챔버(30)와 연통되는 기체 이산화탄소 공급라인(133)이 구비된다. 이러한 기체 이산화탄소 공급라인(133)에는 기화기(135)가 장착되어, 액체 이산화탄소 저장부(130)에 저장된 액체 이산화탄소를 기체 이산화탄소로 변환되게 한다. 이러한 기체 이산화탄소는 용융 슬래그(11)의 냉각시에 발생된 기화기체(22)와 함께 혼합되어 싸이클론(40)으로 유입된다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4와 동일 참조번호는 동일기능의 동일부재를 말한다. 동일 참조번에 대해서는 이하에서 자세한 설명은 생략한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치(300)는, 분사장치(10)와, 분사노즐(20)과, 열회수 챔버(30)와, 싸이클론(40) 및 싸이클론(40)과 연통되는 배열 보일러(50)를 구비한다.

열회수 챔버(330)는 액상의 이산화탄소(331)와 용융 슬래그(11)의 접촉에 의해 발생되는 고온의 이산화탄소(333)가 유입되어, 일산화탄소와 카본으로 분리 반응이 이루어지는 분리반응챔버(335)와, 분리반응챔버(335)와 연통되며 싸이클론(40)과 연통되는 출구부(337)가 형성되고, 응고된 슬래그 미립자(23)가 유입되어 냉각상태로 배출시키는 2차 챔버(339)를 구비한다. 참조번호 332는 슬래그 미립자(23)를 2차 챔버(339)로 이송하는 이송장치를 말한다. 이러한 분리반응챔버(335)의 압력은 2차 챔버(339)의 압력보다 크게 형성된다. 이는 공기가 분리반응챔버(335) 측으로 유입됨을 방지하기 위함이다.

분리반응챔버(335)에서는 용융 슬래그(11)를 냉각하는 과정에서 1000℃ 이상 의 고온의 이산화탄소가 발생되도록 함으로써, 일산화탄소와 카본으로의 분리반응이 자발적으로 이루어진다. 이러한 고온의 열은 분사노즐(20)을 통해 이산화탄소의 냉각매체(331)가 용융 슬래그(11)와 접촉하는 과정에서 발생된다. 분리된 일산화탄소와 카본은 분리반응챔버(335)와 연통된 분리기(340)로 전송된다.

분리기(340)는 카본의 배출을 위한 탄소배출기(341)가 장착되어 카본을 수거하게 된다. 이러한 분리기(340)와 분리반응챔버(335) 간에는 냉각기(343)가 장착되어, 분리된 일산화탄소와 카본이 재결합되지 않도록 한다.

한편, 2차챔버(339)에는 공기유입부(334)가 형성되고, 공기유입부(334)에는 공기 유입을 위한 송풍기(350)가 송풍라인(351)을 매개로 장착된다. 이러한 송풍기(350)의 작동으로 열회수챔버(330)의 내부로 상온의 공기가 공급되도록 함으로써, 2차챔버(339)의 내부를 상온의 공기가 상승하면서 슬래그 미립자(23)를 냉각하고, 싸이클론(40)을 통과하여 배열보일러(50)에서 증기 발생용 열원으로 사용가능하게 한다.

이러한 구성에 의해, 용융 슬래그의 보유열을 회수하는데 있어서, 액체 이산화탄소를 이용하여 용융 슬래그를 응고시켜 냉각속도의 증대를 통한 슬래그의 품질 확보가 가능하다. 또한, 지구 온난화 가스 회수의 일환으로 발생하는 액체 이산화탄소를 처리하여 유용한 연료와 자원으로 전환할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능 하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 열회수 챔버의 횡단면도를 도시한 도면이다.

도 3은 도 1의 용융 슬래그의 미립화 냉각을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬래그 보유열 회수장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...분사장치 11...용융 슬래그

12...용융 슬래그 도입판 13...낙하용기

20...분사노즐 21...냉각매체

22...기화기체 23...슬래그 미립자

26...혼합기체 30...열회수 챔버

31...제1챔버 33...제2챔버

35...이송장치 37...베플

40...싸이클론 50...배열보일러

60...폐회로 공급부 61...송풍기

63...증기공급라인 65...압력조절용 댐퍼

66...액체보충기 68...비응축성 가스배출기

110...분리반응기 111...촉매투입구

113...탄소배출구 120...압력 조절기

130...액체이산화탄소 저장부 131...액체이산화탄소 공급라인

135...기화기 333...분리반응챔버

340...분리기 343...냉각기

Claims

용융 슬래그를 낙하시키는 낙하용기와 상기 낙하용기를 통해 낙하된 용융 슬래그를 분사하는 회전드럼을 포함하여, 용융 슬래그를 분사하는 분사장치;

상기 분사장치를 통해 분사된 용융 슬래그에 이산화탄소의 냉각매체를 분사하여 상기 용융 슬래그를 응고 및 파쇄하여 슬래그 미립자로 변환시키는 분사노즐;

상기 슬래그 미립자가 유입되어 2차 냉각되며, 2차 냉각된 슬래그 미립자를 배출하는 이송장치를 포함하며, 기체가 유출입되는 입구부 및 출구부를 갖는 열회수 챔버;

상기 이산화탄소가 상기 용융 슬래그와 접촉되어 형성된 기화기체와 상기 기체가 혼합된 혼합기체가 유입되며, 상기 열회수 챔버의 출구부와 연통되어 상기 혼합기체에 포함된 분진을 제거하는 싸이클론; 및

상기 싸이클론과 연통되며, 상기 혼합기체를 전달받아 열원으로 사용하는 배열 보일러;

를 포함하는 슬래그 보유열 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 배열 보일러의 후단에는 상기 혼합기체를 상기 열회수 챔버로 재전송하도록 폐회로 공급부;가 구비되는 슬래그 보유열 회수장치.
제2항에 있어서,

상기 폐회로 공급부는,

상기 배열 보일러의 후단에 장착되어 상기 혼합기체를 상기 열회수 챔버 방 향으로 전송하는 송풍기; 및

상기 송풍기와 상기 열회수 챔버의 사이를 연결하여 상기 혼합기체를 가이드하는 증기공급라인;을 포함하는 슬래그 보유열 회수장치.
제3항에 있어서,

상기 증기공급라인에는 상기 혼합기체를 냉각하는 냉각기가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제3항에 있어서,

상기 증기공급라인에서 분기되며 상기 분사노즐과 연동되는 액체공급라인;

상기 액체공급라인에 장착되어 상기 혼합기체를 선택적으로 공급되게 하는 개폐밸브; 및

상기 액체공급라인에 장착되어 상기 분사노즐에 냉각매체를 공급하도록 하는 압축기;를 더 포함하는 슬래그 보유열 회수장치.
제5항에 있어서,

상기 액체공급라인에는 냉각매체 보충을 위한 액체보충기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제5항에 있어서,

상기 액체공급라인에는 불순 가스를 제거하는 비응축성 가스배출기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
삭제
제3항에 있어서,

상기 송풍기의 근접 위치에는 압력 조절용 댐퍼가 장착되어, 상기 열회수 챔버 내부의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 하는 슬래그 보유열 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 열회수 챔버는,

상기 슬래그 미립자가 유입되는 대직경의 제1챔버;

상기 제1챔버와 연통되는 소직경의 제2챔버; 및

상기 제2챔버의 저면에 장착되어 상기 슬래그 미립자를 배출하는 이송장치;를 포함하는 슬래그 보유열 회수장치.
제10항에 있어서,

상기 이송장치는 벨트 컨베이어인 슬래그 보유열 회수장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 싸이클론과 상기 배열 보일러 간에는 상기 이산화탄소를 일산화탄소와 카본으로 분리하는 분리반응기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제13항에 있어서,

상기 분리반응기와 상기 배열 보일러 간에는 상기 카본을 배출하도록 탄소배출구가 마련된 분리기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제14항에 있어서,

상기 분리기와 상기 배열 보일러 간에는 상기 일산화탄소를 상기 배열 보일러로 이송하는 송풍기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 열회수 챔버의 입구부 및 상기 분사노즐과 각각 연통되며 액체 이산화탄소를 저장하는 액체 이산화탄소 저장부;

상기 액체 이산화탄소 저장부와 상기 분사노즐과 연통되도록 하며, 상기 분사노즐에 액체 이산화 탄소를 공급하는 액체 이산화탄소 공급라인; 및

상기 액체 이산화탄소 저장부와 상기 열회수 챔버의 입구부와 연통되도록 하며, 기화기가 장착되어 기체 이산화탄소를 상기 열회수 챔버로 공급하는 기체 이산화탄소 공급라인;을 포함하는 슬래그 보유열 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 열회수 챔버는,

상기 액상의 이산화탄소와 상기 용융 슬래그의 접촉에 의해 발생되는 고온의 이산화탄소가 유입되어, 일산화탄소와 카본으로 분리 반응이 이루어지는 분리반응챔버; 및

상기 분리반응 챔버와 연통되며 상기 싸이클론과 연통되는 출구부가 형성되고, 응고된 슬래그 미립자가 유입되어 냉각상태로 배출시키는 2차 챔버;를 포함하며,

상기 분리반응 챔버의 압력은 상기 2차 챔버의 압력보다 크게 형성되는 슬래그 보유열 회수장치.
제17항에 있어서,

상기 분리반응 챔버의 상단에는 분리기가 장착되며, 상기 분리기에는 상기 카본의 배출을 위한 탄소배출기가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제18항에 있어서,

상기 분리기와 상기 분리반응 챔버 간에는 냉각기가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제17항에 있어서,

상기 2차챔버에는 공기유입부가 형성되고, 상기 공기유입부에는 공기를 불어넣어 고온의 공기가 상기 배열 보일러로 유입되게 하는 송풍기;가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제17항에 있어서,

상기 분리반응챔버와 상기 2차챔버간에는 상기 슬래그 미립자를 운반하는 운반장치가 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제1항에 있어서,

상기 열회수 챔버의 내부에는 플레이트 형상으로 돌출된 베플이 다수개 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.
제22항에 있어서,

상기 베플은 다수개가 상기 열회수 챔버의 길이 방향으로 엇갈리게 장착되는 슬래그 보유열 회수장치.