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KR101134616B1 - 가스화 장치의 냉각 장치 - Google Patents

가스화 장치의 냉각 장치 Download PDF

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KR101134616B1
KR101134616B1 KR1020100085151A KR20100085151A KR101134616B1 KR 101134616 B1 KR101134616 B1 KR 101134616B1 KR 1020100085151 A KR1020100085151 A KR 1020100085151A KR 20100085151 A KR20100085151 A KR 20100085151A KR 101134616 B1 KR101134616 B1 KR 101134616B1
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cooling
gas
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한국전력공사
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Abstract

가스화 장치의 냉각 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성 가스의 냉각 장치에 있어서, 가스화 반응을 일으켜 발생된 합성 가스 및 용융 슬랙이 유입되는 본체; 본체의 하부에 형성되며 냉각수를 보관하는 수조부; 본체의 내부에 형성되고, 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시키는 열교환부; 및 열교환부의 내부에 형성되고, 냉각수의 수증기에 의해 합성 가스를 냉각시키는 가스 냉각부를 포함하며;
상기 열교환부의 상부측 원주상에는 복수의 분사 노즐을 포함하는 제1 및 제2 분사부가 형성되되,
상기 제1 분사부는, 상기 복수의 노즐이 열교환부(230)의 중심으로 향하는 선상에서 일정 각도(θ) 기울어져 형성되어 중심의 주변에서 원의 형상으로 물이 분사되도록 하며, 상기 제2분사부는 복수의 노즐이 열교환부의 중심을 향하도록 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 가스화 장치의 냉각 장치가 제공된다.

Description

가스화 장치의 냉각 장치{COOLING APPARATUS OF GASIFICATION APPARATUS}
본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 가스화 장치의 냉각 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 석탄, 중잔유, 폐기물 등의 저급 연료에 대한 가스화 시스템은 대상 연료를 산화제와 함께 고온 가스화로 내에 공급하여 가스화반응시킨다. 가스화 시스템은 내부의 고온분위기하에서 가스화시켜 연료 중의 가연성분을 가스화 반응되어 유용한 합성가스로 전환되어 생산되도록 하고, 연료 중의 불연성분을 용융된 상태의 슬랙(slag)으로 생성되어 배출되도록 하게 된다.
가스화기에서 나오는 합성가스는 일산화탄소 및 수소 등이 주성분이며, 1200 ~ 1600℃의 고온으로 발생되고, 냉각, 정제과정을 거쳐 발전용 연료, 화학 제품의 연료 등으로 사용될 수 있다.
가스화기에서 나오는 1200 ~ 1600℃의 용융 슬랙은 급속 냉각하여 도로의 기반재 등 골재로 활용이 가능하다.
합성가스는 화학 연료나 전기 발전 등에 사용하기 위해서 다이옥신 및 분진 등과 같은 불순물을 제거해야 하므로 냉각 및 오염물질의 세정이 행해져야 한다.
합성가스와 용융 슬랙을 같이 급속 냉각하는 경우에는 고온의 열원을 회수할 수 없어 가스화 시스템 전체의 열효율을 떨어뜨리는 원인이 된다. 가스화 시스템은 열효율을 향상시키기 위해 합성가스를 냉각하는 과정에서 합성가스에 포함된 현열을 회수한다. 발전용으로 가스화 시스템을 사용하는 경우에는 합성가스로부터 열회수를 하는 경우와 열회수를 하지 않는 경우의 발전 효율이 4 ~ 5% 정도 차이가 나므로 열회수가 필수적이다. 그러나, 하향식 가스화기의 경우에는 합성가스의 흐름 방향과 용융 슬랙의 흐름 방향이 동일하여 열회수가 힘든 구조적인 특징을 가지고 있다.
본 발명은 고온의 합성가스를 냉각시켜 열회수하는 기능과 용융슬랙을 외부로 배출하기 위해 급속 냉각시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 가스화 장치의 냉각 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명은 가스화기에서 발생되는 합성가스에 포함된 헌열을 회수할 수 있는 가스화 장치의 냉각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 합성 가스의 냉각 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성 가스의 냉각 장치에 있어서, 가스화 반응을 일으켜 발생된 합성 가스 및 용융 슬랙이 유입되는 본체; 상기 본체의 하부에 형성되며 냉각수를 보관하는 수조부; 상기 본체의 내부에 형성되고, 상기 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시키는 열교환부; 및 상기 열교환부의 내부에 형성되고, 상기 냉각수의 수증기에 의해 상기 합성 가스를 냉각시키는 가스 냉각부를 포함하는 냉각 장치가 제공된다.
그리고, 상기 열교환부의 일측에는 각각 적어도 하나의 분사 노즐을 포함하는 제1 및 제2 분사부가 형성된다.
여기서, 상기 제1 분사부는, 상기 적어도 하나의 분사 노즐을 이용하여 상기 합성 가스를 상기 가스 냉각부로 유입시킨다.
그리고, 상기 제1 분사부의 상기 적어도 하나의 분사 노즐은 상기 열교환부의 반경을 기준으로 기울어져서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
또한, 상기 제1 분산부는, 상기 적어도 하나의 분사 노즐을 통해 원의 형상으로 물을 분사한다.
여기서, 상기 제2 분사부는, 상기 적어도 하나의 분사 노즐을 이용하여 상기 용융 슬랙을 냉각시켜 상기 냉각 슬랙으로 변환시킨다.
그리고, 상기 제2 분사부의 적어도 하나의 분사 노즐은 상기 열교환부의 중심으로 물을 분사한다.
한편 상기 열교환부는, 상기 합성 가스 및 상기 용융 슬랙이 유입되는 유입홀이 형성된 상부면; 및 상기 상부면으로부터 연장되며, 상기 상부면에서 상기 본체의 하부로 갈수록 직경이 넓어지는 측면을 포함한다.
그리고, 상기 가스 냉각부는, 상기 열교환부와 접속하며 냉각된 합성 가스를 상기 유입홀을 통해 상기 본체와 상기 열교환부 사이로 유입시키는 가스 순환부; 및 상기 가스 순환부의 하부에 형성되며 상기 냉각 슬랙을 상기 수조부로 유입시키는 슬랙 유입 통로를 포함한다.
여기서, 상기 가스 순환부는 상기 슬랙 유입 통로로 갈수록 직경이 좁아진다.
즉, 상기 가스 냉각부는 깔때기의 형태로 형성된다.
그리고, 상기 냉각 장치는 상기 본체의 일측에 형성되며 상기 가스 냉각부에 의해 냉각된 합성 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부를 더 포함한다.
이때, 상기 가스 냉각부에 의해 냉각된 합성 가스는 상기 열교환부의 측면에 의해 상기 가스 배출부로 배출된다.
또한, 상기 냉각 장치는 상기 수조부와 연결되며 상기 냉각 슬랙을 외부로 배출하는 슬랙 배출부를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스화 장치의 냉각 장치는 고온의 합성가스를 냉각시켜 열회수하는 기능과 용융슬랙을 외부로 배출하기 위해 급속 냉각시키는 기능을 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가스화 장치의 냉각 장치는 가스화기에서 발생되는 합성가스에 포함된 헌열을 용이하게 회수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치의 제1 분사부를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부 및 가스 냉각부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 가스의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치의 제2 분사부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬랙의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 가스화 장치의 냉각 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가스화 장치(50)는 가스화 반응로(100) 및 냉각 장치(200)를 포함한다.
가스화 반응로(100)의 일측에는 버너(110)가 형성되며, 내부에 단열부(120)가 형성된다. 가스화 반응로(100)는 버너(110)에 의해 투입되는 원료 물질 및 산화제의 반응에 의하여 고온이 형성되고, 합성 가스 및 용융 슬랙이 발생한다. 이때, 용융 슬랙 및 합성 가스의 온도는 1200 ~ 1600℃일 수 있다.
가스화 반응로(100)는 냉각 장치(200)와 연결된다. 가스화 반응로(100)는 가스화 반응에 의해 발생한 용융 슬랙 및 합성 가스를 가스화 반응로(100)의 하부에 연결된 냉각 장치(200)로 주입시킨다.
냉각 장치(200)는 본체(210), 열교환부(230), 가스 냉각부(260), 수조부(270), 슬랙 배출부(280) 및 가스 배출부(290)를 포함한다.
본체(210)는 가스화 반응로(100)와 연결되며 가스화 반응로(100)의 하부에 형성된다. 본체(210)는 가스화 반응로(100)로부터 용융 슬랙 및 합성 가스가 주입된다. 즉, 본체(210)는 가스화 반응로(100)로부터 용융 슬랙 및 합성 가스가 주입되는 주입구(215)가 형성된다. 주입구(215)는 본체(210)의 상부에 형성된다. 주입구(215)는 가스화 반응로(100)로부터 용융 슬랙 및 합성 가스가 주입된다.
열교환부(230)는 본체(210)의 내부에 형성된다. 열교환부(230)는 상부면(225) 및 측면(227)으로 이루어진다.
상부면(225)은 열교환부(230)에서 상부에 형성된다. 상부면(225)은 용융 슬랙 및 합성 가스가 유입되는 유입홀(223)이 형성된다. 이때, 유입홀(223)은 주입구(215)와 대응되는 위치에 형성된다. 즉, 유입홀(223)은 주입구(215)를 통해 본체(210)의 내부로 유입된 용융 슬랙 및 합성 가스가 유입된다.
측면(227)은 상부면(225)과 연결되며 상부면(225)으로부터 하부 방향으로 연장되어 형성된다 측면(227)은 상부면(225)에서 본체(210)의 하부로 갈수록 직경이 넓어진다. 다시 말하면, 측면(227)은 상부면(225)에서 용융 슬랙 및 합성 가스가 흐르는 방향으로 갈수록 직경이 넓어진다. 즉, 측면(227)은 스커트의 형태로 형성된다. 측면(227)의 외측면(227)은 본체(210)와 열교환부(230)의 사이에 순환하는 합성 가스를 도 2에 도시된 바와 같이 외측면(227)의 최하단과 인접한 본체 측면에 설치된 가스 배출부(290)로 유입되도록 안내한다.
열교환부(230)의 일측에는 제1 및 제2 분사부(240, 250)가 형성된다. 즉, 제1 및 제2 분사부(240, 250)는 열교환부(230)의 유입홀(223)과 인접한 위치에 형성된다. 제1 및 제2 분사부(240, 250)는 수조부(270)에 보관된 냉각수(275)를 열교환부(230)의 측면(227)을 통해 공급받아 물을 분사한다. 한편, 제1 및 제2 분사부(240, 250)는 외부로부터 냉각수를 공급받아 물을 분사할 수 있다.
제1 분사부(240)는 물을 분사하여 유입홀(223)로 유입된 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시킨다. 이러한 제1 분사부(240)는 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
제2 분사부(250)는 제1 분사부(240)의 하부에 위치하며 물을 분사하여 유입홀(223)로 유입된 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시킨다. 이러한 제2 분사부(250)는 도 6을 참조하여 더욱 더 상세하게 설명하기로 한다.
여기서는 제2 분사부(250)가 제1 분사부(240)의 하부에 위치하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 제2 분사부(250)가 제1 분사부(240)의 상부에 위치할 수도 있다. 한편, 분사부는 필요에 따라 여러 단으로 형성될 수 있다. 또한, 여기서는 두개의 분사부를 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시키고 용융 슬랙을 냉각시킬 수 있으면 분사부의 개수를 무관하다.
가스 냉각부(260)는 열교환부(230)의 내부에 형성된다. 가스 냉각부(260)는 열교환부(230)로부터 냉각된 합성 가스 및 냉각 슬랙이 유입된다. 가스 냉각부(260)는 깔때기의 형태로 형성될 수 있다. 가스 냉각부(260)는 가스 순환부(263) 및 슬랙 유입 통로(265)를 포함한다.
가스 순환부(263)는 냉각수(275)의 수증기를 이용하여 열교환부(230)로부터 유입된 합성 가스를 냉각시킨다. 즉, 합성 가스는 냉각수(275)의 수증기와 혼합되어 냉각된다.
도1 내지 도2를 참조하면, 가스 냉각부(260)는, 상기 열교환부(230)의 내부 측면의 중간부위에 접속되며 냉각된 합성 가스를 상기 유입홀(223)을 통해 상기 본체와 상기 열교환부 외측면 사이로 유입시키기 위하여 하향으로 직경이 좁아지는 깔때기 형태의 가스 순환부(263) 및 상기 가스 순환부(263)의 하부에 원통형으로 형성되며 상기 냉각 슬랙을 상기 수조부로 유입시키는 슬랙 유입 통로(265)를 포함한다.
가스 순환부(263)는 슬랙 유입 통로(265)로 갈수록 직경이 좁아진다. 가스 순환부(263)는 냉각된 합성 가스를 열교환부(230)와 본체(210)의 사이로 유입시킨다. 이때, 냉각된 합성 가스는 슬랙 유입 통로(265)가 형성된 방향으로 하향하여 흐르다가 직경이 좁아지는 가스 순환부(263)에 의해 상승하여 열교환부(230)와 본체(210)의 사이로 유입된다. 즉, 냉각된 합성 가스는 하향하여 흐르다가 직경이 좁아지는 가스 순환부(263)에 따른 저항에 의하여 상승하여 흐른다.
슬랙 유입 통로(265)는 가스 순환부(263)의 하부에 위치하며 열교환부(230)에 의해 냉각된 냉각 슬랙을 수조부(270)로 유입시킨다.
수조부(270)는 본체(210)의 하부에 형성된다. 즉, 수조부(270)는 가스 냉각부(260)의 하부에 위치한다. 수조부(270)는 하향 원뿔의 형태로 형성된다.
수조부(270)는 냉각수(275)가 보관된다. 냉각수(275)는 수증기를 발생시킨다. 이러한 수증기는 본체(210)의 내부를 순환하며 본체(210)로 유입된 합성 가스를 냉각시킨다.
수조부(270)는 가스 냉각부(260)의 슬랙 유입 통로(265)로부터 유입된 냉각 슬랙을 보관한다. 수조부(270)는 제2 분사부(250)에 의해 1차적으로 냉각된 냉각 슬랙을 냉각수(275)에 의해 2차적으로 냉각시킨다.
슬랙 배출부(280)는 수조부(270)의 하부에 형성된다. 다시 말하면, 슬랙 배출부(280)는 본체(210)의 최하부에 형성된다. 슬랙 배출부(280)는 수조부(270)에 보관된 냉각 슬랙을 냉각 장치(200)의 외부로 배출한다.
가스 배출부(290)는 본체(210)의 측면(227)에 형성된다. 이러한, 가스 배출부(290)는 열교환부(230)의 하부와 인접한 위치에 형성될 수 있다. 가스 배출부(290)는 냉각된 합성 가스를 냉각 장치(200)의 외부로 배출한다. 가스 배출부(290)는 측면(227)의 외측면(227)에 의해 냉각된 합성 가스를 외부로 배출한다. 이때, 냉각된 합성 가스의 온도는 900℃일 수 있다.
가스 배출부(290)는 열회수 장치(도시하지 않음)와 같이 냉각된 합성 가스를 재사용할 수 있는 외부 장치와 연결된다. 가스 배출부(290)는 열회수 장치와 같은 외부 장치로 냉각된 합성 가스를 배출한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치의 제1 분사부를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부 및 가스 냉각부를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 분사부(240)는 열교환부(230)의 일측에 형성되며 적어도 하나의 분사 노즐(245)을 포함한다.
제1 분사부(240)는 유입홀(223)을 통해 유입된 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시기키 위해 분사 노즐(245)에서 물(247)을 분사한다. 다시 말하면, 제1 분사부(240)는 가스 냉각부(260)로 합성 가스를 유입시키기 위해 적어도 하나의 분사 노즐(245)에서 원의 형상으로 물(247)을 분사할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 분사부(240)는 열교환부(230)의 상부측 원주상에 배열된 복수의 분사 노즐(245)을 포함한다.
제1 분사부(240)는 유입홀(223)을 통해 유입된 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시기키 위해 분사 노즐(245)에서 물(247)을 분사한다.
도 3을 참조하면, 제1 분사부(240)는 가스 냉각부(260)로 합성 가스를 유입시키기 위해 복수 개의 분사 노즐(245)에서 원의 형상으로 물(247)을 분사할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1 분사부(240)의 복수개의 분사 노즐(245)은 열교환부(230)의 중심으로 향하는 선상에서 일정 각도(θ) 기울어져 형성되며 분사하는 물(247)은 중심에서 일정 각도(θ) 벗어나서 분사되기 때문에 중심부 주변에서 원의 형상을 이루도록 분사하게 된다. 여기서, 반경(237)은 도 3에 도시된 바와 같이 열교환부(230)의 중심(235)과 열교환부(230)의 내측면의 분사노즐이 접속된 점을 연결한 선을 나타낸다.
제1 분사부(240)의 분사 노즐(245)은 반경을 중심으로 기울어져 형성된다. 여기서, 반경(237)은 열교환부(230)의 중심(235)으로 열교환부(230)의 내측면(227)을 연결한 선을 나타낸다. 이렇게 기울어지게 제1 분사부(240)의 분사 노즐(245)을 형성시키는 이유는 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시키기 위함이다. 제1 분사부(240)의 분사 노즐(245)의 각도(θ)는 합성 가스를 가스 냉각부(260)로 유입시키기 위해 원의 형상으로 물을 분사할 수 있는 각도이면 무관하다.
이러한 제1 분사부(240)에 포함된 분사 노즐(245)의 개수는 열교환부(230)의 직경, 합성 가스의 발생량 등에 따라 상이하게 형성될 수 있으므로 제1 분사부(240)에 포함된 분사 노즐(245)의 개수는 무관하다.
이때, 가스 냉각부(260)는 제1 분사부(240)에 의해 유입된 합성 가스를 수증기를 이용하여 냉각시킨다. 가스 냉각부(260)는 하향하여 흐르는 합성 가스를 가스 순환부(263)를 의해 상승시켜 열교환부(230)의 외측으로 유입시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 가스의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 합성 가스는 가스화 반응로(100)에서 버너(110)를 통해 단열부(120)가 가스화 반응하여 발생한다. 합성 가스는 가스화 반응로(100)와 연결된 냉각 장치(200)의 주입구(215)를 통해 냉각 장치(200)의 본체(210)로 주입된다. 이때, 일부의 합성 가스(310)는 열교환부(230)의 유입홀(223)로 유입되고, 일부의 합성 가스(330)는 본체(210)와 열교환부(230)의 사이로 유입된다.
유입홀(223)로 유입된 합성 가스(310)는 가스 냉각부(260)에서 수증기에 의해 냉각된다. 냉각된 합성 가스(315)는 가스 순환부(263)의 내부에서 하향으로 흐른다. 그리고, 냉각된 합성 가스(320)는 직경이 좁아지는 가스 순환부(263)에 의해 상승하여 흘러서 유입홀(223)을 통해 열교환부(230)의 외측에 유입된다. 냉각된 합성 가스(32)와 가스화 반응로(100)로부터 주입된 합성 가스(310)는 열교환부(230)의 외측에서 혼합된다. 혼합된 합성 가스(340)는 측면(227)의 외측면(227)에 의해 가스 배출부(290)로 흐르며, 열교환부(230)에 의해 혼합된 합성 가스의 헌열을 회수된다. 혼합된 합성 가스는 측면(227)의 외측면(227)에 의해 가스 배출부(290)로 배출된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 장치의 제2 분사부를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 제2 분사부(250)는 적어도 하나의 분사 노즐(255)을 포함한다. 제2 분사부(250)는 열교환부(230)로 유입된 용융 슬랙을 냉각시키기 위해 적어도 하나의 분사 노즐(255)에서 물(257)을 분사한다.
제2 분사부(250)의 분사 노즐(255)은 열교환부(230)로 유입된 용융 슬랙을 냉각시키기 위해 열교환부(230)의 중심으로 물(257)을 분사한다. 즉, 제2 분사부(250)의 분사 노즐(255)은 물(257)을 분사하여 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시킨다.
이때, 제2 분사부(250)에 포함된 분사 노즐(255)의 개수는 열교환부(230)의 직경, 합성 가스의 발생량 등에 따라 상이하게 형성될 수 있으므로 제2 분사부(250)에 포함된 분사 노즐(255)의 개수는 무관하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 슬랙의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 용융 슬랙(370)은 가스화 반응로(100)에서 버너(110)를 통해 단열부(120)가 가스화 반응하여 용융되어 발생된다. 용융 슬랙(370)은 가스화 반응로(100)의 하부에 연결된 냉각 장치(200)의 주입구(215)를 통해 냉각 장치(200)로 주입된다. 용융 슬랙(370)은 주입구(215)와 대응되게 형성된 유입홀(223)을 통해 열교환부(230)로 유입된다.
용융 슬랙(370)은 제2 분사부(250)에서 분사하는 물에 의해 냉각되어 냉각 슬랙(380)으로 변환된다. 냉각 슬랙(380)은 가스 순환부(263)를 흘러서 슬랙 유입 통로(265)를 통해 수조부(270)로 유입된다. 냉각 슬랙(380)은 수조부(270)의 하부에 보관된다. 즉, 냉각 슬랙(380)은 냉각수(275)에 보관된다. 냉각 슬랙(380)은 슬랙 배출부(280)를 통해 냉각 장치(200)의 외부로 배출된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50 : 가스화 장치
100 : 가스화 반응로
110 : 버너
210 : 본체
215 : 주입구
230 : 열교환부
240, 250 : 분사부
245, 255 : 분사 노즐
260 : 가스 냉각부
270 : 수조부
280 : 슬랙 배출부
290 : 가스 배출부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 가스화 반응을 일으켜 발생된 합성 가스 및 용융 슬랙이 유입되는 본체;
    상기 본체의 하부에 형성되며 냉각수를 보관하는 수조부;
    상기 본체의 내부에 형성되고, 상기 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시키는 열교환부; 및
    상기 열교환부의 내부에 형성되고, 상기 냉각수의 수증기에 의해 상기 합성 가스를 냉각시키는 가스 냉각부를 포함하며,
    상기 열교환부의 상부측 원주상에는 복수의 분사 노즐을 포함하는 제1 및 제2 분사부가 형성되되,
    상기 제1 분사부는, 상기 복수의 노즐이 열교환부(230)의 중심으로 향하는 선상에서 일정 각도(θ) 기울어져 형성되어 중심의 주변에서 원의 형상으로 물이 분사되도록 하며, 상기 제2분사부는 복수의 노즐이 열교환부의 중심을 향하도록 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 가스화 장치의 냉각 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 가스화 반응을 일으켜 발생된 합성 가스 및 용융 슬랙이 유입되는 본체;
    상기 본체의 하부에 형성되며 냉각수를 보관하는 수조부;
    상기 본체의 내부에 형성되고, 상기 용융 슬랙을 냉각시켜 냉각 슬랙으로 변환시키는 열교환부; 및
    상기 본체의 측면에 형성되며 합성 가스를 배출하는 가스배출구;
    상기 열교환부의 내부에 형성되고, 상기 냉각수의 수증기에 의해 상기 합성 가스를 냉각시키는 가스 냉각부;를 포함하되,
    상기 열교환부의 상부측 내측 원주상에는 복수개의 분사 노즐을 포함하는 제1 및 제2 분사부가 형성되고, 상기 열교환부는, 상기 합성 가스의 및 상기 용융 슬랙이 유입되는 유입홀이 형성된 상부면 및 상기 상부면으로부터 연장되며, 상기 상부면에서 상기 본체의 하부로 갈수록 직경이 넓어지는 외측면을 포함하는 것을 특징으로 하며;,
    상기 가스배출구는 상기 외측면의 최하단에 인접한 상기 본체의 측면에 형성되고;
    상기 가스 냉각부는, 상기 열교환부의 내부 측면의 중간부위에 접속되며 냉각된 합성 가스를 상기 유입홀을 통해 상기 본체와 상기 열교환부 외측면 사이로 유입시키기 위하여 하향으로 직경이 좁아지는 깔때기 형태의 가스 순환부 및 상기 가스 순환부의 하부에 원통형으로 형성되며 상기 냉각 슬랙을 상기 수조부로 유입시키는 슬랙 유입 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스화 장치의 냉각 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 가스화 반응을 일으켜 발생된 합성 가스의 일부는 상기 본체와 상기 열교환부의 사이로 유입되어, 상기 열교환부에서 냉각된 합성 가스와 상기 열교환부의 외측면에서 혼합되며, 상기 혼합된 합성 가스는 상기 가스 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 가스화 장치의 냉각 장치.
  14. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10316976A (ja) * 1997-04-08 1998-12-02 Man Gutehoffnungshuette Ag 燃焼室及び急冷室を持つ合成ガス発生炉
JP2001131564A (ja) * 1999-11-08 2001-05-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 粗製ガス冷却器
US20080172941A1 (en) * 2006-12-01 2008-07-24 Jancker Steffen Gasification reactor
US20090202403A1 (en) 2008-02-13 2009-08-13 Allyson Joy Jimenez-Huyke Method and apparatus for cooling syngas within a gasifier system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10316976A (ja) * 1997-04-08 1998-12-02 Man Gutehoffnungshuette Ag 燃焼室及び急冷室を持つ合成ガス発生炉
JP2001131564A (ja) * 1999-11-08 2001-05-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 粗製ガス冷却器
US20080172941A1 (en) * 2006-12-01 2008-07-24 Jancker Steffen Gasification reactor
US20090202403A1 (en) 2008-02-13 2009-08-13 Allyson Joy Jimenez-Huyke Method and apparatus for cooling syngas within a gasifier system

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