KR20030025314A - Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor - Google Patents
Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030025314A KR20030025314A KR1020010058140A KR20010058140A KR20030025314A KR 20030025314 A KR20030025314 A KR 20030025314A KR 1020010058140 A KR1020010058140 A KR 1020010058140A KR 20010058140 A KR20010058140 A KR 20010058140A KR 20030025314 A KR20030025314 A KR 20030025314A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gasifier
- gas
- waste
- carbon monoxide
- oxygen
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 79
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 75
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 36
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 126
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 63
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 23
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 19
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 31
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 16
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 7
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 2
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M chloromercury Chemical compound [Hg]Cl RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000010914 pesticide waste Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 syn gas Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000010888 waste organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
-
- 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
- C10J3/72—Other features
- C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
-
- 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
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
-
- 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
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- 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
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
본 발명은 석탄이나 폐유, 일반 및 특수 쓰레기 등과 같은 고분자 유기물을 가스상의 연료인 일산화탄소와 수소로 가스화하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 가열된 가스화기 내에서 쓰레기로부터 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 가스화 방법에 있어서, 생성된 일산화탄소와 수소 가스의 일부를 상기 가스화기와 연통되게 설치된 버너 내에서 산소와 반응시켜 물과 이산화탄소를 열과 함께 발생시키는 단계; 및 상기 발생된 물과 이산화탄소를 상기 가스화기 내의 쓰레기와 반응시켜 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 쓰레기 가스화 방법에 의하면, 산소 가스가 가스화기 내로 도입되지 않기 때문에 쓰레기의 산화로부터 이차 오염 물질이 생성되지 않으며, 가스화기 내에서 모든 유기물질이 100 % 가깝게 분해되므로, 일반 쓰레기 뿐 아니라 특수 공업용 쓰레기를 가스화하여 에너지화 하는데 효율적이고, 쓰레기로부터 생성된 오염 물질이 장치 외부로 배출되지 않으므로 환경오염을 일으킬 우려도 없을 뿐 아니라, 장치가 단순화되어 있기 때문에, 가스화기를 간단하고 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다.The present invention relates to a method and apparatus for gasifying polymer organic matter such as coal or waste oil, general and special wastes into gaseous fuels, such as carbon monoxide and hydrogen, and to generate carbon monoxide and hydrogen gas from waste in a heated gasifier. A gasification method comprising: reacting a portion of the generated carbon monoxide and hydrogen gas with oxygen in a burner installed in communication with the gasifier to generate water and carbon dioxide with heat; And reacting the generated water and carbon dioxide with the waste in the gasifier to produce carbon monoxide and hydrogen gas, since oxygen gas is not introduced into the gasifier. Secondary pollutants are not generated from the oxidation of waste, and all organic matter is decomposed 100% in the gasifier, so it is efficient to gasify and energyize not only general waste but also special industrial waste. Since it is not discharged to the outside, there is no fear of causing environmental pollution, and since the apparatus is simplified, there is an advantage that the gasifier can be manufactured simply and inexpensively.
Description
본 발명은 석탄이나 폐유, 일반 및 특수 쓰레기 등과 같은 고분자 유기물을 가스상의 연료인 일산화탄소와 수소로 가스화하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for gasifying high molecular weight organic matter such as coal or waste oil, general and special wastes into carbon monoxide and hydrogen, which are gaseous fuels.
공장 등의 산업체에서 발생되는 폐유, 폐유기용제 등과 같은 고분자 액상 폐기물이나 석탄 및 폐타이어와 같은 고분자 고상 유기물을 가스화한다는 것은 고분자 유기물 내의 탄소, 수소 성분을 가스상의 연료인 일산화탄소와 수소 가스(일반적으로 Syn gas로 알려져 있음)로 전환하는 것을 의미한다. 이와 같은 가스화 반응은 외부에서 지속적으로 열이 공급되어야 하는 흡열반응이므로, 반응을 지속시키기 위해서는 가스화기의 온도를 충분히 고온으로 유지할 필요가 있다.Gasification of polymer liquid waste such as waste oil and waste organic solvent generated from industrial factories and polymers or solid organic matter such as coal and waste tires can be performed by converting carbon and hydrogen components in polymer organic matter into gaseous fuels such as carbon monoxide and hydrogen gas (generally, Known as syn gas). Since the gasification reaction is an endothermic reaction that must be continuously supplied with heat from the outside, it is necessary to keep the temperature of the gasifier sufficiently high to continue the reaction.
지금까지 알려진 가스화 방법에서는, 가스화를 위해 공급된 고분자 유기물의 일부가 산소와 산화 반응을 일으킬 때 발생되는 연소열로 가스화기 온도를 고온으로 유지하는 방법을 사용하고 있다. 또한, 가스화 반응이 일어나기에 충분한 온도가 유지된 상태에서, 가스화 반응을 촉진시키고 생성된 가스 내의 수소 농도를 높이기 위해 외부에서 증기 또는 물을 공급하는 방법도 채택하고 있다.In the known gasification method, a method of maintaining the gasifier temperature at a high temperature with combustion heat generated when a part of the polymer organic material supplied for gasification causes an oxidation reaction with oxygen is used. In addition, a method of supplying steam or water from the outside in order to promote the gasification reaction and increase the hydrogen concentration in the generated gas while maintaining a temperature sufficient to cause the gasification reaction is adopted.
도 1은 석탄에 대한 가스화기로 적용되는 종래의 장치의 작동 원리를 모식적으로 도시한 것으로, 도 1a는 고정층 방식, 도 1b는 유동층 방식, 도 1c는 분류층 방식을 설명하고 있다. 석탄은 고분자 유기물의 일종으로 이를 가스화시키는 종래의 방식은, 공급되는 석탄의 크기에 따라 고정층 방식, 유동층 방식, 그리고 분류층 방식으로 크게 분류된다. 각각의 방식에 있어서 석탄, 산소 및 증기의 공급 방법, 가스화 생성물인 생성 가스의 배출, 그리고 잔류물인 재의 배출 방법 등은 차이가 있지만 가스화기 내부에서 일어나는 반응은 동일하다. 일반적으로 석탄 덩어리를 그대로 적용하여 가스화 하는 경우는 고정층 방식, 석탄을 수 ㎜의 크기로 분쇄한 경우는 유동층 방식, 그리고 석탄을 분쇄하여 석탄의 평균 입자 크기를 수십 ㎛ 크기로 한 경우에는 분류층 방식을 적용하고 있다.1 schematically illustrates the principle of operation of a conventional apparatus applied to a gasifier for coal, in which FIG. 1A illustrates a fixed bed method, FIG. 1B a fluidized bed method, and FIG. 1C illustrates a fractionated bed method. Coal is a kind of polymer organic matter, and the conventional method of gasifying it is largely classified into a fixed bed method, a fluidized bed method, and a split bed method according to the size of coal supplied. In each method, the method of supplying coal, oxygen and steam, the discharge of the product gas as a gasification product, and the method of discharging ash as a residue are different, but the reactions occurring inside the gasifier are the same. In general, a fixed bed method for gasification using coal mass as it is, a fluidized bed method for crushing coal to a size of several millimeters, and a classification bed method for coal having a mean particle size of several tens of micrometers by pulverizing coal. Is applying.
가스화 반응은 흡열 반응이므로 가스화 반응을 지속시키기 위해서는 1300 ℃ 정도의 고온이 유지되어야 한다. 이를 위해서 기존의 가스화 방법에서는, 가스화기 내에 고분자 유기물(-CH2)과 함께 산소를 공급함으로써 고분자 유기물 내의 탄소와 수소 성분이 외부에서 공급된 산소와 산화 반응을 먼저 일으키도록 하고, 이러한 산화 반응으로 발생된 연소열에 의해 가스화 반응이 유지될 수 있는 온도로 가스화기 온도를 유지시키고 있다. 이 때의 반응식은 다음 식으로 나타낼 수 있다.Since the gasification reaction is endothermic, a high temperature of about 1300 ° C. must be maintained in order to continue the gasification reaction. To this end, in the conventional gasification method, by supplying oxygen together with the polymer organic material (-CH 2 ) in the gasifier, the carbon and hydrogen components in the polymer organic material first cause an oxidation reaction with oxygen supplied from the outside, The gasifier temperature is maintained at a temperature at which the gasification reaction can be maintained by the generated heat of combustion. The reaction formula at this time can be represented by the following formula.
여기에서, 화학식 1의 경우는 탄소가 주성분인 석탄에서 주로 발생되는 연소 반응을 나타내며, 화학식 2는 폐유와 같은 고분자 폐유기물에서 일어나는 주된 연소 반응이다.Here, in the case of formula (1) represents a combustion reaction mainly generated in coal, the main component of carbon, formula (2) is the main combustion reaction occurring in polymer waste organic matter, such as waste oil.
이때 필요한 산소의 양은 공급되는 석탄(C)이나 폐유(-CH2) 등의 성상에 따라 다르지만 대략 석탄이나 폐유 무게의 0.5∼1.0 배 정도가 되어야 한다. 공급된 산소는 화학식 1 및 2에 의해 소모되면서 가스화기의 온도를 상승시키고 연소 생성물인 H2O와 CO2를 생성한다.The amount of oxygen required depends on the characteristics of the coal (C) and waste oil (-CH 2 ) supplied, but should be about 0.5 to 1.0 times the weight of coal or waste oil. The supplied oxygen is consumed by formulas (1) and (2) to raise the temperature of the gasifier and produce combustion products H 2 O and CO 2 .
이들 연소 생성물은 공급된 고분자 유기물의 주성분인 탄소(C)와 다음 화학식 3 및 4와 같은 가스화 반응을 진행시킨다. 이 반응은 연소 반응에 비해 반응 시간이 길고, 반응이 지속되기 위해서는 고온 분위기가 요구되는 반응이다. 폐유(-CH2)와 같은 고분자 유기물과 반응할 경우에는 다음 화학식 5 및 6과 같은 가스화 반응이 진행된다.These combustion products undergo a gasification reaction with carbon (C), which is the main component of the supplied polymer organic matter, as shown in the following formulas (3) and (4). This reaction is longer than the combustion reaction, and is a reaction requiring a high temperature atmosphere in order to continue the reaction. When reacted with a polymer organic material such as waste oil (-CH 2 ), a gasification reaction such as the following Chemical Formulas 5 and 6 proceeds.
위 화학식 1 및 2는 산화 반응이지만 화학식 3 내지 6은 환원 반응이다. 이러한 반응에 의해 성성된 가스는 CO와 H2가 주성분인 연료 가스가 된다.Formulas 1 and 2 are oxidation reactions, but Formulas 3 to 6 are reduction reactions. The gas formed by this reaction becomes a fuel gas whose main component is CO and H 2 .
즉, 종래의 가스화 방식에서는 가스화기의 온도를 상승시키기 위한 목적으로 고상의 석탄이나 액상의 폐유 등과 함께 공급되는 산소에 의한 산화 반응인 화학식 1 및 2를 이용하여 가스화 반응인 화학식 3 내지 6이 진행된다. 또한, 다음 화학식 7과 같은 수성 가스 전이(water gas shift) 반응에 의해 수소 농도를 상승시키기 위하여 별도로 고온의 증기를 공급하여야 한다. 이러한 증기는 가스화기 후단에 생성 가스 냉각용 보일러를 설치함으로써 고온의 생성 가스와 열교환하여 얻을 수 있다.That is, in the conventional gasification method, the gasification reaction of Chemical Formulas 3 to 6 proceeds using the chemical reactions of Chemical Formulas 1 and 2, which are oxidized by oxygen supplied together with solid coal or liquid waste oil for the purpose of raising the temperature of the gasifier. do. In addition, in order to increase the concentration of hydrogen by a water gas shift reaction as shown in the following formula (7), a high temperature steam must be supplied separately. This steam can be obtained by heat exchange with the hot product gas by installing a boiler for cooling the product gas after the gasifier.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 가스화 방식에서는 산화 반응인 화학식 1과 2. 환원 반응인 화학식 3 내지 6, 그리고 수성 가스 전이 반응인 화학식 7의 반응이 동시에 같은 공간에서 일어나게 되는데, 이 때문에 수소 생산량의 비율이 적고 이차 오염물질이 생성되기 쉽다는 문제가 있다.As described above, in the conventional gasification method, the reactions of Chemical Formulas 1 and 2, which are oxidation reactions, and Chemical Formulas 3 to 6, which are reduction reactions, and Chemical Formula 7, which are water gas transition reactions, occur simultaneously in the same space, and thus, There is a problem that the ratio is small and secondary pollutants are easily generated.
한편, 가정이나 병원, 발전소 등에서 나오는 일반 및 특수 쓰레기들은, 일단 압축하여 탈가스화하고 건조한 후 고온에서 산소(O2)를 고압으로 주입하여 소각(incinerate, pyrolyze)하는 방식에 의해 처리하고 있다. 즉, 소각에 의해 쓰레기 부피를 줄이는 것이 우선 과제로, 소각한 후에 어느 정도 가스화(gas reformation, cracking)를 달성하고 있지만 그 효율이 매우 낮다.On the other hand, general and special wastes from homes, hospitals, power plants, etc. are processed by incineration (pyrolyze) by injecting oxygen (O 2 ) at high pressure at high temperature after compressing, degassing and drying. In other words, reducing the volume of waste by incineration is a priority. Although gas reformation and cracking have been achieved after incineration, the efficiency is very low.
이와 같은 소각에 의한 쓰레기 처리 방법에서는 소각으로부터 발생하는 2차 오염이 문제가 되고 있는데, 특히 다이옥신(dioxin)과 같은 발암물질이 일반 대기로 방출되는 위험을 내포하고 있다. 또한, 경제적인 면으로는 소각에 상당히 많은 양의 연료가 요구된다는 문제도 존재한다. 그리고, 쓰레기의 소각과 가스화를 병행하는 방법은 가스화 효율이 낮을 뿐 아니라, 소각으로부터 발생하는 2차 오염 문제가 여전히 존재한다는 단점을 갖는다.In the waste disposal method by incineration, secondary pollution resulting from incineration has become a problem. In particular, there is a risk that carcinogens such as dioxin are released into the general atmosphere. Also, economically, there is a problem that a considerable amount of fuel is required for incineration. In addition, the method of incineration and gasification of wastes has a disadvantage that not only the gasification efficiency is low, but also secondary pollution problems resulting from incineration still exist.
본 발명은 석탄 또는 폐유와 같은 고분자 유기물을 가스화하는 종래의 방식에 있어서의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 가스화기의 온도 제어를 용이하게 할 뿐 아니라 생성 가스 내의 수소 농도를 증가시켜 양질의 생성 가스를 얻을 수 있는 고분자 유기물의 가스화 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the problems in the conventional method of gasifying a polymer organic material such as coal or waste oil, and facilitates the temperature control of the gasifier and increases the hydrogen concentration in the product gas to produce a high quality product gas. An object of the present invention is to provide a method for gasifying a polymer organic substance and a device therefor.
특히, 본 발명에서는 종래 주로 소각 처리를 해오던 일반 및 특수 쓰레기를 외부로부터 에너지의 유입 없이 효율적으로 가스화하는 동시에, 쓰레기의 소각에의한 2 차 오염 발생을 방지하면서 일반 및 특수 쓰레기의 가스화를 달성할 수 있는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.Particularly, in the present invention, the general and special wastes which have been mainly incinerated conventionally are gasified efficiently without inflow of energy from the outside, and the gasification of general and special wastes is achieved while preventing secondary pollution caused by incineration of the wastes. The present invention provides a method and an apparatus therefor.
도 1은 석탄에 대한 가스화기로 적용되는 종래의 장치의 작동 원리를 모식적으로 도시한 것으로, 도 1a는 고정층 방식, 도 1b는 유동층 방식, 도 1c는 분류층 방식을 설명하고 있고,FIG. 1 schematically illustrates the principle of operation of a conventional apparatus applied to a gasifier for coal. FIG. 1A illustrates a fixed bed method, FIG. 1B a fluidized bed method, and FIG. 1C illustrates a fractionated bed method.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 유기물 가스화기의 구성 및 작동 원리를 개략적으로 보여주는 모식적 단면도,2 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration and operating principle of the polymer organic gasifier according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자 유기물 가스화기의 구성 및 작동 원리를 개략적으로 보여주는 모식적 단면도,Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration and operating principle of the polymer organic gasifier according to another embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 가스화기에 설치될 수 있는 신 가스 버너(syn gas burner)의 구조를 모식적으로 나타낸 단면도이고,Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a syn gas burner (syn gas burner) that can be installed in the gasifier of the present invention,
도 5은 실시예 1의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프,5 is a graph showing gasification characteristics according to changes in the oxygen supply amount in the waste oil having the composition of Example 1;
도 6는 실시예 2의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프,6 is a graph showing gasification characteristics according to changes in the oxygen supply amount in the waste oil having the composition of Example 2;
도 7는 실시예 3의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프,7 is a graph showing gasification characteristics according to changes in the oxygen supply amount in the waste oil having the composition of Example 3;
도 8은 실시예 1의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소/폐유 = 0.8인 경우 증기 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프,8 is a graph showing the gasification characteristics according to the change in the steam supply in the case of the waste oil having the composition of Example 1 when oxygen / waste oil = 0.8,
도 9은 실시예 3의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소/폐유 = 0.8인 경우 증기 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프.9 is a graph showing the gasification characteristics according to the change in the steam supply when the waste oil having the composition of Example 3, when oxygen / waste oil = 0.8.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쓰레기 가스화 방법은,Waste gasification method of the present invention for achieving the above object,
가열된 가스화기 내에서 쓰레기로부터 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 가스화 방법에 있어서,In the gasification method of producing carbon monoxide and hydrogen gas from waste in a heated gasifier,
상기 가스화기 내에서 생성된 일산화탄소와 수소 가스의 일부를, 가스화기와 연통되게 설치된 버너 내에서 산소와 반응시켜 물과 이산화탄소를 열과 함께 발생시키는 단계; 및Reacting a portion of the carbon monoxide and hydrogen gas generated in the gasifier with oxygen in a burner installed in communication with the gasifier to generate water and carbon dioxide together with heat; And
상기 발생된 물과 이산화탄소를 상기 가스화기 내의 쓰레기와 반응시켜 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And reacting the generated water and carbon dioxide with the waste in the gasifier to generate carbon monoxide and hydrogen gas.
구체적으로, 본 발명의 쓰레기 가스화 방법은,Specifically, the waste gasification method of the present invention,
가스화기를 고분자 유기물이 가스화 되기 충분한 온도로 예열하는 단계;Preheating the gasifier to a temperature sufficient to cause the polymer organics to gasify;
상기 가스화기와 연통되게 설치된 버너 내에서 일산화탄소와 수소 가스(syn gas) 또는 수소를 산소와 반응시켜 열과 함께 물과 이산화탄소를 생성시키는 단계;Reacting carbon monoxide and hydrogen gas (syn gas) or hydrogen with oxygen in a burner installed in communication with the gasifier to generate water and carbon dioxide with heat;
상기 생성된 물과 이산화탄소를 가스화기 내로 도입하는 단계;Introducing the produced water and carbon dioxide into a gasifier;
쓰레기를 가스화기 내로 공급하여 물과 이산화탄소와 반응시켜 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 단계;Supplying waste into a gasifier to react with water and carbon dioxide to produce carbon monoxide and hydrogen gas;
상기 생성된 일산화탄소와 수소 가스(syn gas)를 가스화기로부터 배출하는 단계;Discharging the generated carbon monoxide and hydrogen gas from a gasifier;
상기 배출된 일산화탄소와 수소 가스(syn gas)의 일부를, 상기 가스화기와 연통되게 설치된 버너 내로 공급하여 산소와 반응시켜 열과 함께 물과 이산화탄소를 생성시키는 단계; 및Supplying a part of the discharged carbon monoxide and hydrogen gas into a burner installed in communication with the gasifier to react with oxygen to generate water and carbon dioxide with heat; And
상기 생성된 물과 이산화탄소를 가스화기 내로 도입하여 쓰레기와 반응시켜 일산화탄소와 수소 가스를 생성시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include the produced water and carbon dioxide into the gasifier to react with the waste to produce carbon monoxide and hydrogen gas.
또한, 본 발명의 쓰레기 가스화 장치는,In addition, the waste gasifier of the present invention,
이산화탄소와 물이 쓰레기와 반응하여 일산화탄소와 수소 가스가 생성되는 가스화 반응이 일어나는 가스화기;A gasifier in which a gasification reaction occurs in which carbon dioxide and water react with waste to generate carbon monoxide and hydrogen gas;
일산화탄소와 수소 가스(syn gas)가 산소와 반응하여 생성되는 이산화탄소와 물을 열과 함께 가스화기 내로 공급하기 위한 신 가스 버너(syn gas burner);Syn gas burner for supplying carbon dioxide and water generated by the reaction of carbon monoxide and hydrogen gas (syn gas) with oxygen into the gasifier;
가스화기 내로 쓰레기를 공급하기 위한 쓰레기 공급 수단;Waste supply means for supplying waste into the gasifier;
가스화기로부터 생성 가스가 배출되는 출구; 및An outlet through which the product gas is discharged from the gasifier; And
가스화기로부터 배출되는 생성 가스의 일부를 재순환시켜 상기 신 가스 버너(syn gas burner) 내로 공급하는 생성 가스 재순환 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a product gas recirculation means for recirculating a portion of the product gas discharged from the gasifier and supplying the same into the syn gas burner.
여기에서, 상기 신 가스 버너(syn gas burner)는,Here, the syn gas burner (syn gas burner),
일산화탄소와 수소 가스(syn gas) 또는 수소 공급관;Carbon monoxide and hydrogen gas (syn gas) or hydrogen supply pipe;
산소 공급관; 및Oxygen supply pipe; And
상기 일산화탄소와 수소 가스(syn gas) 또는 수소 공급관과 산소 공급관의 선단이 인접하게 위치하도록 이들 공급관을 고정하기 위한 플랜지로 구성되는 것을특징으로 한다.The carbon monoxide and the hydrogen gas (syn gas) or a hydrogen supply pipe and an oxygen supply pipe is characterized in that it is composed of a flange for fixing these supply pipe so as to be located adjacent.
본 발명에서는 고분자 유기물의 가스화 반응에서 생성된 연료 가스(CO와 H2; syn gas)의 일부를 가스화기 내로 재공급함으로써, 이 재순환된 가스와 산소와의 산화 반응으로 가스화기 내부를 고온으로 유지하면서 고온의 H2O와 CO2를 제공하도록 하였다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 가스화 반응에 필요한 고온의 분위기를 형성시키고, 가스화 반응 후에 생성되는 연료 가스 중에서 수소의 농도를 높이기 위해 필요한 증기를 공급하는 방법으로서, 본 발명에서는 가스화 반응으로 생성된 가스(CO 및 H2가 주성분)의 일부를 가스화기로 재순환시켜, 재공급된 가스가 적량의 산소와 반응하는 것에 의해 많은 열량과 H2O, CO2를 얻도록 하였다. 이 때 생성된 열량은 가스화기의 온도를 1300 ℃ 정도로 유지하는데 사용되고, 고온의 H2O, CO2가스는 다시 고분자 유기물과의 환원 반응에 의해 H2, CO로 전환된다. 즉, 가스화 반응을 지속시키기에 필요한 정도로 가스화기 온도를 상승시키면서, 이 때 생성된 연소 생성물인 H2O, CO2는 고분자 유기물과 다시 반응하여 가스화 반응에 필요한 고온의 가스화기 분위기와 반응물을 만들어내게 되므로, 가스화기의 온도 제어를 용이하게 할 뿐만 아니라 생성 가스 내의 수소 농도를 증가시켜 양질의 생성 가스를 얻을 수 있게 된다.In the present invention, by supplying a portion of the fuel gas (CO and H 2 ; syn gas) generated in the gasification reaction of the polymer organic material into the gasifier, the inside of the gasifier is maintained at a high temperature by the oxidation reaction of the recycled gas and oxygen While providing high temperature H 2 O and CO 2 . In more detail, a method of forming a high-temperature atmosphere required for gasification reaction and supplying steam necessary for increasing the concentration of hydrogen in the fuel gas generated after the gasification reaction, in the present invention, the gas produced by the gasification reaction ( Part of the CO and H 2 main components) were recycled to the gasifier to obtain a large amount of heat, H 2 O, and CO 2 by reacting the gas with the appropriate amount of oxygen. The amount of heat generated at this time is used to maintain the temperature of the gasifier at about 1300 ° C., and the high temperature H 2 O, CO 2 gas is converted back to H 2 , CO by a reduction reaction with the polymer organic material. In other words, while increasing the gasifier temperature to the extent necessary to sustain the gasification reaction, the resulting combustion products H 2 O, CO 2 reacts with the polymer organic material again to form a high temperature gasifier atmosphere and reactants required for the gasification reaction Therefore, not only the temperature control of the gasifier is facilitated, but also the quality of the generated gas can be obtained by increasing the concentration of hydrogen in the generated gas.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 고분자 유기물 가스화기의 구성 및 작동 원리를 살펴본다.With reference to the drawings looks at the configuration and operating principle of the polymer organic gasifier of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 유기물 가스화기의 구성 및 작동 원리를 개략적으로 보여주는 모식적 단면도이다. 여기에서 보면, 가스화기(1)에는, 폐유와 같은 액상 폐기물을 가스화기 내로 분사시키는 액상 폐기물 공급 노즐(2), 석탄과 같은 고상 폐기물을 스크류 피더 등에 의해 가스화기 내로 공급하는 고상 폐기물 공급 노즐(3), 그리고 공급되는 폐기물에 따라 적절한 위치에서 가스화기 내로 증기를 분사시키는 증기 공급기(4)가 환원반응실에 설치되어 있고, 가스화기 내로 공급되는 액상 폐기물을 가열하기 위한 액상 폐기물 가열기(5)는 액상 폐기물 공급 노즐(2)과, 그리고 가스화기 내로 물을 증기 상태로 공급하기 위한 물 가열기(6)는 증기 공급기(4)와 연결되어 있다. 가스화기(1) 상단에는 가스화기(1)로부터 생성 가스를 배출하는 출구(7)가 설치되고, 여기에서 배출되는 생성 가스를 재순환하여 가스화기 내로 분사시키기 위한 생성 가스 재순환관(8), 그리고 생성 가스 재순환관(8)과 인접하여 위치하며 재순환된 생성 가스와 반응시키기 위한 산소를 공급하는 산소 공급관(9)은 가스화기(1) 하단의 산화반응실에 설치되어 있다.2 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration and operating principle of the polymer organic gasifier according to an embodiment of the present invention. Here, the gasifier 1 includes a liquid waste supply nozzle 2 for injecting liquid waste such as waste oil into the gasifier, and a solid waste supply nozzle for supplying solid waste such as coal into the gasifier by a screw feeder or the like ( 3) and a vapor feeder 4 for injecting steam into the gasifier at an appropriate position according to the waste to be supplied is installed in the reduction reaction chamber, and the liquid waste heater 5 for heating the liquid waste fed into the gasifier. Is connected to a steam feeder 4 and a water heater 6 for supplying water in a vapor state into the gasifier. At the upper end of the gasifier 1, an outlet 7 for discharging the product gas from the gasifier 1 is provided, and the product gas recirculation tube 8 for recycling the product gas discharged from the gasifier 1 to be injected into the gasifier, and The oxygen supply pipe 9, which is located adjacent to the product gas recirculation pipe 8 and supplies oxygen for reacting with the recycled product gas, is installed in the oxidation reaction chamber at the bottom of the gasifier 1.
가스화기(1)는 동일한 형상 및 크기를 갖는 2 개의 부분, 즉 상부와 하부가 연결된 구성으로 되어, 제작 및 유지 보수가 용이하도록 되어 있다. 가스화기(1) 상부의 상단에는 가스화기(1)로부터 배출되는 가스 내의 미반응 폐기물이 H2O, CO2와 반응하는 것을 촉진하기 위해 텅스텐 그릴(10a)이 설치되어 있고, 가스화기(1) 하부의 하단에도 텅스텐 그릴(10b)이 설치되어 산화반응실에서 생성된 H2O와 CO2를 균일하게 환원반응실로 공급하는 동시에 고형 폐기물이 투입되는 경우에 고형 폐기물을 지지해주는 역할을 하도록 되어 있다. 상하의 텅스텐 그릴(10a, 10b) 사이에서 고분자 유기물이 CO2, H2O와 반응하여 CO와 H2를 생성하는 환원 반응이 일어난다. 산소 공급관(9)을 통해 공급되는 산소는 산화반응실에서 완전히 소모되므로 환원 반응실에는 산소가 전혀 존재하지 않는다. 가스화기(1)의 산화반응실 아래에는 반응시 잔류하는 잔재(ash)를 저장하는 잔재 포집기(ash trap; 11)가 설치되어 있고, 이밖에 가스화기(1) 벽면에는 내부 온도를 측정하기 위한 열전대와, 내부 반응 상태를 관찰하기 위한 관찰창(view port; 12)이 설치되어 있다.The gasifier 1 has two parts having the same shape and size, that is, a structure in which the upper part and the lower part are connected to each other, so that the manufacturing and maintenance are easy. At the upper end of the upper part of the gasifier 1, a tungsten grill 10a is installed to promote the reaction of unreacted waste in the gas discharged from the gasifier 1 with H 2 O and CO 2, and the gasifier 1 Tungsten grill (10b) is installed at the bottom of the lower part to uniformly supply H 2 O and CO 2 generated in the oxidation reaction chamber to the reduction reaction chamber and to support the solid waste when solid waste is introduced. have. A reduction reaction occurs between the upper and lower tungsten grills 10a and 10b in which the polymer organic material reacts with CO 2 and H 2 O to generate CO and H 2 . Since the oxygen supplied through the oxygen supply pipe 9 is completely consumed in the oxidation reaction chamber, there is no oxygen in the reduction reaction chamber. Under the oxidation chamber of the gasifier 1, a ash trap 11 for storing the ash remaining during the reaction is provided. In addition, the wall of the gasifier 1 is used to measure the internal temperature. A thermocouple and a view port 12 for observing the internal reaction state are provided.
특히, 생성 가스를 가스화기 내로 재공급하는 생성 가스 재순환관(8)은 가스화기(1) 벽면에 접선 방향으로 설치된 2 개 이상의 다수개의 노즐에 연결되고, 산소 공급관(9) 역시 생성 가스 재순환관(8)과 연결되는 노즐의 상부에서 가스화기 (1) 벽면에 접선 방향으로 설치된 2 개 이상의 다수개의 노즐에 연결되도록 설치되어 있다. 이처럼 접선 방향으로 설치된 각각의 노즐을 통해 재순환된 생성 가스와 산소를 가스화기(1) 내로 공급함으로써, 생성 가스와 산소가 선회하면서 산화 반응하여 가스화기 내부 단면에 축 대칭인 원형 화염을 형성하는 것에 의해, 생성 가스와 산소가 가스화기 내부 각 단면에서 균일하게 반응하여 가스화기 내부에 균일한 고온의 유동장을 형성하고, 이에 의해 가스화기 내부를 균일하게 고온으로 유지할 수 있도록 한다.In particular, the product gas recirculation tube (8) for supplying the product gas into the gasifier is connected to two or more nozzles tangentially installed on the wall of the gasifier (1), and the oxygen supply pipe (9) is also a product gas recirculation tube. It is provided so that it may be connected to two or more nozzles provided in the tangential direction on the wall of the gasifier 1 in the upper part of the nozzle connected with (8). By supplying the recirculated product gas and oxygen through the respective tangentially installed nozzles into the gasifier 1, the product gas and oxygen are oxidized while turning to form an axially symmetrical circular flame in the gas cross section. As a result, the generated gas and oxygen react uniformly at each cross section inside the gasifier to form a uniform high temperature flow field inside the gasifier, thereby maintaining the inside of the gasifier uniformly at a high temperature.
이하에서는, 위와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가스화기의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the gasifier of the present invention having the above configuration will be described.
(a) 먼저, 가스화기 내로 공급되는 고분자 유기물의 가스화 반응을 일으키기위해, 가스버너(LPG나 오일과 같은 통상적인 연료 사용)를 사용하여 상온의 가스화기를 연료가 연소되기 충분한 온도로 예열한다. 통상적으로 이 온도는 600 ℃ 이상이다.(a) First, a gas burner (using a conventional fuel such as LPG or oil) is used to preheat the gasifier at room temperature to a temperature sufficient to burn fuel in order to cause the gasification reaction of the polymer organic material fed into the gasifier. Typically this temperature is at least 600 ° C.
(b) 가스화기 온도가 600 ℃ 이상으로 예열되면 생성 가스 재순환관을 통해 외부 연료(일반적으로 LPG 가스 또는 저장해 놓은 CO + H2가스 사용)와 산소를 가스화기 하단부의 산화반응실로 공급하여 가스화기 내부를 1300 ℃ 정도까지 상승시킨다. 이 때 가스화기 내부는 외부에서 공급된 연료와 산소가 반응하여 연소 생성물인 CO2, H2O로 채워지게 된다.(b) When the gasifier is preheated to above 600 ° C, external gas (generally using LPG gas or stored CO + H 2 gas) and oxygen are fed through the product gas recirculation tube into the oxidation reaction chamber at the bottom of the gasifier. The inside is raised to about 1300 ° C. At this time, the inside of the gasifier is filled with the combustion product CO 2 , H 2 O by the reaction of oxygen and fuel supplied from the outside.
(c) 가스화기 내부가 1300 ℃ 정도로 유지되면 고분자 유기물 분사 노즐을 통하여 가스화 대상물을 환원반응실로 공급한다. 그러면, 가스화기 하단부에 공급된 외부 연료와 산소의 반응에 의해 형성된 CO2, H2O와 공급된 고분자 유기물이 반응하여 가스화 반응(화학식 3 내지 6의 환원 반응)이 진행되어 CO와 H2가 주성분인 연료 가스가 생성된다.(c) When the inside of the gasifier is maintained at about 1300 ℃, the gasification object is supplied to the reduction reaction chamber through the polymer organic injection nozzle. Then, the CO 2 , H 2 O formed by the reaction of the external fuel and oxygen supplied to the lower end of the gasifier reacts with the supplied high molecular organic material so that the gasification reaction (reduction reaction of Chemical Formulas 3 to 6) proceeds, thereby producing CO and H 2 . Fuel gas as a main component is produced.
(d) 가스화 반응이 진행되어 발생되는 연료 가스는 가스화기의 상단을 통해 밖으로 배출된다.(d) Fuel gas generated by the gasification reaction is discharged out through the top of the gasifier.
(e) 가스화 반응에 의해 연료 가스가 생성되면, 생성된 가스의 일부를 생성 가스 재순환관을 통해 가스화기 하단부의 산화반응실로 공급하여 산소와 반응시켜 열과 함께 H2O와 CO2를 생성시킨다. 이 때, 외부에서 공급되는 연료 가스는 차단시킨다. 즉, 가스화기를 고온으로 유지하는데 필요한 열원은 가스화기로부터 생성된 가스의 일부를 재순환시켜 산소와 반응시켜서 얻게 되는 것으로, 이 때 산소는 가스화기 온도를 1300 ℃ 정도로 유지하는데 필요한 최소량만을 공급한다. 이들의 연소 생성물인 H2O와 CO2는 고분자 유기물과 반응하여 가스화 반응인 환원 반응을 일으켜 다시 생성 가스를 발생시킨다. 재순환된 가스 중에 산소와 반응하고 남는 가스(CO와 H2가 주성분임)는 가스화기 밖으로 배출된다.(e) When the fuel gas is generated by the gasification reaction, a portion of the generated gas is supplied to the oxidation reaction chamber at the bottom of the gasifier through the product gas recycle tube to react with oxygen to generate H 2 O and CO 2 together with heat. At this time, the fuel gas supplied from the outside is cut off. That is, the heat source required to maintain the gasifier at a high temperature is obtained by recycling a portion of the gas generated from the gasifier to react with oxygen, where oxygen supplies only the minimum amount necessary to maintain the gasifier temperature at about 1300 ° C. These combustion products, H 2 O and CO 2 , react with the polymer organic material to cause a reduction reaction, which is a gasification reaction, to generate a product gas again. The gas remaining in the recycled gas with oxygen (CO and H 2 as main components) is discharged out of the gasifier.
이와 같은 고분자 유기물의 가스화 반응에서, 공급된 고분자 유기물의 성상에 따라 생성 가스 내에 수소의 비율이 높은 경우에는 연소 반응으로 생성되는 증기의 양이 많게 되므로, 외부에서 별도의 증기를 공급하지 않아도 수소 농도가 높은 생성 가스를 얻을 수 있다. 산소와 생성 가스의 비율을 적절히 조절함으로써 산소를 완전히 소모하여 고분자 유기물이 H2O 및 CO2와 반응하는 상기 화학식 3 내지 6의 반응만이 진행되도록 한다.In the gasification reaction of the polymer organic material, when the ratio of hydrogen in the generated gas is high according to the properties of the polymer organic material supplied, the amount of steam generated by the combustion reaction is large, so that the hydrogen concentration does not need to be supplied externally. High production gas can be obtained. By properly adjusting the ratio of oxygen and product gas, oxygen is completely consumed so that only the reaction of Chemical Formulas 3 to 6 in which the polymer organic material reacts with H 2 O and CO 2 proceeds.
종래의 가스화 방식에서는 산화 반응인 화학식 1과 2, 그리고 환원반응인 화학식 3 내지 6, 그리고 수성 가스 전이 반응인 화학식 7의 반응이 동시에 같은 공간에서 일어나기 때문에 생성 가스의 질과 양이 저하된다는 단점이 있다. 반면에, 본 발명에 따르면, 가스화기 하단의 산화반응실에서 연료 가스의 산화반응이 일어나고, 그 결과 생성된 CO2,H2O와 고분자 유기물과의 환원 반응이 가스화기 상하부의 환원반응실에서 일어나도록 분리되어 있어, 생성 가스 내의 수소 농도가 높은 양질의 생성 가스를 얻을 수 있다.In the conventional gasification method, since the reactions of the chemical formulas (1) and (2), the chemical reactions (3) to 6 (6), and the chemical formula (7), which are water gas transition reactions, occur simultaneously in the same space, the quality and quantity of the generated gas are deteriorated. have. On the other hand, according to the present invention, the oxidation reaction of the fuel gas occurs in the oxidation reaction chamber at the bottom of the gasifier, and the resulting reduction reaction of the resulting CO 2, H 2 O and the polymer organic matter in the reduction reaction chamber above and below the gasifier It is isolate | separated so that it may occur and the high quality product gas with high hydrogen concentration in product gas may be obtained.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자 유기물 가스화기의 구성 및 작동 원리를 개략적으로 보여주는 모식적 단면도이다. 본 실시예에 따른 가스화기는 상기 도 2에 나타낸 것과 같은 가스화기를 구조적으로 단순화한 것으로, 가스화기 본체에 신 가스 버너(syn gas burner)가 별도로 설치된 것을 특징으로 한다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration and operating principle of the polymer organic gasifier according to another embodiment of the present invention. The gasifier according to the present embodiment is a structurally simplified gasifier as shown in FIG. 2, and is characterized in that a syn gas burner is separately installed in the gasifier body.
이를 구체적으로 살펴 보면, 먼저 가스화기(101) 본체에는 고분자 유기물인 일반 쓰레기 등을 가스화기(101) 내로 공급하는 쓰레기 공급구(102)가 설치되고, 본체 상단에는 가스화기(101)로부터 생성 가스를 배출하는 출구(103)가 구비되며, 하단에는 가스화기(101)로부터 흘러나오는 잔류물(molten salt)을 저장하는 잔재 포집기(ash trap; 104)가 구비되어 있다. 그리고, 가스화기(101) 본체에는 본 실시예에 따른 가스화기의 특징적인 구조인 신 가스 버너(105)가 설치되는데, 도 3에 나타낸 가스화기에서는 양쪽에 각각 2 개씩 총 4 개가 설치되어 있다. 가스화기에 설치되는 신 가스 버너(105)의 갯수는 가스화기의 크기에 따라 결정되며, 통상적으로 2∼8 개가 바람직하다. 이밖에, 가스화기(101) 벽면에는 내부 온도를 측정하기 위한 열전대(106)가 설치되고, 가스화기(101) 상단으로부터 배출되는 생성 가스를 냉각하고 열을 회수하기 위한 열교환기(107)도 별도로 구비되어 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 가스화기(101) 상단의 출구(103)로부터 배출되는 생성 가스를 재순환하여 신 가스 버너(105) 내로 공급하기 위한 생성 가스 재순환관도 가스화기(101) 본체에 구비되어 있다.Specifically, first, the gasifier 101 main body is provided with a waste supply port 102 for supplying general garbage, which is a polymer organic matter, into the gasifier 101, and the gas generated from the gasifier 101 at the upper end of the main body. An outlet 103 for discharging the gas is provided, and a bottom trap 104 is provided at the bottom thereof to store a molten salt flowing out of the gasifier 101. The gasifier 101 main body is provided with a new gas burner 105, which is a characteristic structure of the gasifier according to the present embodiment. In the gasifier shown in Fig. 3, a total of four gasifiers are provided on each side. The number of new gas burners 105 installed in the gasifier is determined according to the size of the gasifier, and usually 2 to 8 are preferable. In addition, a thermocouple 106 for measuring the internal temperature is installed on the wall of the gasifier 101, and a heat exchanger 107 for cooling the generated gas discharged from the top of the gasifier 101 and recovering heat is separately provided. It is provided. In addition, although not shown in the figure, a product gas recirculation tube for recycling the product gas discharged from the outlet 103 at the top of the gasifier 101 to be supplied into the fresh gas burner 105 is also provided in the gasifier 101 main body. have.
도 4는 본 발명의 가스화기에 설치될 수 있는 신 가스 버너(syn gas burner)의 구조를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 여기에서 보면, 신 가스 버너(105)는 일산화탄소와 수소 가스(syn gas) 또는 수소를 공급하기 위한 관(108)과 산소를 공급하기 위한 관(109)이, 각각의 선단이 인접하게 위치하도록 플랜지(110)에 의해 고정되고, 이들 관(108, 109)의 주위를 단열재(111)로 둘러싸는 구조로 되어 있다.4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a syn gas burner that can be installed in the gasifier of the present invention. Here, the new gas burner 105 is a flange so that the pipe 108 for supplying carbon monoxide and syn gas or hydrogen and the pipe 109 for supplying oxygen are positioned adjacent to each other. It is fixed by 110 and has a structure which surrounds the periphery of these pipes 108 and 109 with the heat insulating material 111. As shown in FIG.
본 실시예에 따른 장치에서, 신 가스 버너는 일산화탄소와 수소 가스, 즉 신 가스(syn gas)를 산소와 반응시킴으로써, 가스화기 내부 온도를 1200∼1600 ℃로 유지하는 동시에, 쓰레기의 환원반응에 필요한 이산화탄소와 물을 생성시키는 역할을 한다. 즉, 도 3에 따른 장치에서 신 가스 버너(105)는 도 2에 나타낸 가스화기의 산화반응실에서 일어나던 반응이 일어나는 장소가 되는 것이다.In the apparatus according to the present embodiment, the new gas burner reacts with carbon monoxide and hydrogen gas, i.e., syn gas, with oxygen, thereby maintaining the internal temperature of the gasifier at 1200 to 1600 ° C, and simultaneously required for the reduction of waste. It is responsible for producing carbon dioxide and water. That is, in the apparatus according to FIG. 3, the new gas burner 105 is a place where a reaction that occurs in the oxidation reaction chamber of the gasifier shown in FIG. 2 occurs.
이와 같이 단순화된 구성을 갖는 도 3에 나타낸 가스화기의 작동은, 도 2의 가스화기의 산화반응실 내에서 일어나던 반응, 즉 일산화탄소와 수소 가스가 산소와 반응하여 열과 함께 물과 이산화탄소를 생성하는 반응이, 가스화기 본체에 별도로 설치되는 신 가스 버너 내에서 일어나도록 되어 있다는 것 외에는 기본적으로 동일하다.The operation of the gasifier shown in FIG. 3 having such a simplified configuration is a reaction occurring in the oxidation chamber of the gasifier of FIG. 2, that is, carbon monoxide and hydrogen gas react with oxygen to generate water and carbon dioxide together with heat. The reaction is basically the same except that the reaction takes place in a fresh gas burner separately installed in the gasifier body.
이하에서는, 도 3의 가스화기를 작동을 일반 쓰레기의 가스화를 대상으로 하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the gasifier of FIG. 3 will be described with the aim of gasifying general waste.
(a') 먼저, 쓰레기의 가스화 반응을 일으키기 위해, 가스버너(LPG나 오일과 같은 통상적인 연료 사용)를 사용하여 상온의 가스화기를 연료가 연소되기 충분한 온도로 예열한다. 통상적으로 이 온도는 600 ℃ 이상이다.(a ') First, a gas burner (using a conventional fuel such as LPG or oil) is used to preheat the gasifier at room temperature to a temperature sufficient to burn the fuel so as to cause the gasification reaction of the waste. Typically this temperature is at least 600 ° C.
(b') 가스화기 온도가 600 ℃ 이상으로 예열되면, 신 가스 버너에서 생성 가스 재순환관을 통해 CO + H2가스(생성된 신 가스가 없을 때는 H2가스 사용)를 주입하고 산소 가스를 서서히 주입하면서 온도의 증가를 감시한다. 점화되어 신 가스(또는 수소 가스)가 연소되기 시작하면 온도가 급증하는데, 출구에서 산소 가스 검출기를 감시하면서 산소 가스가 검출되지 않는 한도에서 산소량을 조절한다. 온도의 조절은 항상 산소의 양을 조절하여 행한다. 종료시에도 산소 가스를 먼저 잠그고 온도가 내려가는 것을 보고 CO + H2가스를 잠근다.(b ') When the gasifier is preheated to above 600 ° C, CO + H 2 gas (using H 2 gas in the absence of generated fresh gas) is introduced from the fresh gas burner through the product gas recirculation tube and the oxygen gas is slowly Monitor the increase in temperature while injecting. When ignited and fresh gas (or hydrogen gas) starts to burn, the temperature rises, monitoring the oxygen gas detector at the outlet and adjusting the amount of oxygen as long as no oxygen gas is detected. The temperature is always controlled by adjusting the amount of oxygen. At the end, shut off the oxygen gas first, and then close the CO + H 2 gas after seeing the temperature drop.
이와 같이 산소의 양을 조절하여 가스화기 내부를 1200∼1600 ℃ 정도까지 상승시키면 가스화기 내부는 CO + H2가스와 산소가 반응하여 생성된 CO2, H2O로 채워지게 된다.As such, when the amount of oxygen is raised to raise the inside of the gasifier to about 1200 to 1600 ° C., the inside of the gasifier is filled with CO 2 and H 2 O generated by the reaction of CO + H 2 gas and oxygen.
(c') 가스화기 내부의 온도가 1200∼1600 ℃ 정도로 유지되면 미리 압축, 탈기(degas) 및 건조시킨 고체 쓰레기를 쓰레기 공급구로부터 가스화기 내로 공급한다. 1600 ℃까지 가열된 환경에서는 쓰레기의 모든 유기물질(carbonaceous compound)이 신 가스 버너로부터 공급되는 CO2/H2O와 신속히 반응하여 가스화 반응(화학식 3 내지 6의 환원 반응)이 진행되어 CO와 H2가 주성분인 연료 가스(syn gas)가 생성된다.(c ') When the temperature inside the gasifier is maintained at about 1200 to 1600 ° C, the solid waste, which has been compressed, degassed, and dried in advance, is fed into the gasifier from the waste supply port. In the environment heated up to 1600 ℃, all the carbonaceous compound of the waste reacts rapidly with CO 2 / H 2 O supplied from the new gas burner to undergo a gasification reaction (reduction reaction of Chemical Formulas 3 to 6) to CO and H A bivalent fuel gas (syn gas) is produced.
(d') 가스화 반응이 진행되어 발생되는 연료 가스(syn gas)는 가스화기의 상단을 통해 밖으로 배출된다. 약 1200 ℃ 정도로 가스화기로부터 배출되는 연료 가스(syn gas)는 열교환기를 통해 온도가 100 ℃ 이하로 떨어지게 되면 저장 탱크로옮겨 저장하게 된다.The fuel gas (syn gas) generated by the gasification reaction (d ') is discharged through the top of the gasifier. The fuel gas (syn gas) discharged from the gasifier at about 1200 ° C. is transferred to the storage tank and stored when the temperature drops below 100 ° C. through the heat exchanger.
(e') 가스화 반응에 의해 연료 가스(syn gas)가 생성되면, 생성된 가스의 일부를 생성 가스 재순환관(도 3에서는 표시하지 않음)을 통해 가스화기에 별도로 설치된 신 가스 버너로 공급하고, 마찬가지로 공급되는 산소와 반응시켜 열과 함께 H2O와 CO2를 생성시킨다. 즉, 가스화기를 고온으로 유지하는데 필요한 열원은 가스화기로부터 생성된 가스의 일부를 재순환시켜 산소와 반응시켜서 얻게 되는 것으로, 이 때 산소의 공급량을 조절하여 가스화기 내부 온도를 조절한다. 이들의 연소 생성물인 H2O와 CO2는 다시 쓰레기와 반응하여 가스화 반응인 환원 반응을 일으켜 다시 생성 가스를 발생시킨다. 재순환된 가스 중에 산소와 반응하고 남는 가스(CO와 H2가 주성분임)는 가스화기 밖으로 배출된다.(e ') When the fuel gas (syn gas) is produced by the gasification reaction, a portion of the generated gas is supplied to the new gas burner separately installed in the gasifier through the product gas recycle tube (not shown in Figure 3), It is likewise reacted with the supplied oxygen to produce H 2 O and CO 2 with heat. In other words, the heat source required to maintain the gasifier at a high temperature is obtained by recycling a portion of the gas generated from the gasifier to react with oxygen. At this time, the temperature of the gasifier is adjusted to control the temperature of the gasifier. These combustion products, H 2 O and CO 2 , react with the waste again to cause a reduction reaction, which is a gasification reaction, to generate a product gas again. The gas remaining in the recycled gas with oxygen (CO and H 2 as main components) is discharged out of the gasifier.
이상과 같이, 신 가스 버너가 설치되는 가스화기에 의해 쓰레기를 가스화하는 방법에 의하면, 무엇보다도 산소 가스가 가스화기 내로 도입되지 않기 때문에 가스화기 내부에는 H2O, CO2, H2, CO 만이 존재하게 되고, 산화반응은 신 가스 버너 외에는 어디에서도 일어나지 않는다. 따라서, 쓰레기의 산화로부터 이차 오염 물질(특히 다이옥신, SOx, NOx와 같은 산화물질)이 생성되는 일이 없게 되고, 이에 따라 싸이클론과 같은 생성 가스를 정화하기 위한 장치를 설비할 필요도 없다.As described above, according to the method of gasifying garbage by a gasifier equipped with a new gas burner, since only oxygen gas is not introduced into the gasifier, only H 2 O, CO 2 , H 2 , and CO are contained inside the gasifier. It is present and oxidation does not occur anywhere except the fresh gas burner. Therefore, secondary pollutants (especially oxide materials such as dioxins, SO x , and NO x ) are not generated from the oxidation of the waste, and thus there is no need to install an apparatus for purifying the product gas such as cyclone. .
또한, 이상과 같은 가스화기에서 생성되는 가스는 H2가스를 주성분으로 하는 고품질의 연료 가스(발전용 및 난방용)로 화학 공업의 기초 원료로 사용될 수있다. 가스화기 내부 온도가 1200∼1600 ℃ 정도까지 되므로 모든 유기물질(-CH2)n이 100 % 가깝게 분해되므로, 일반 쓰레기 뿐 아니라 특수 공업용 쓰레기를 가스화하여 에너지화 하는데 효율적이다. 폐유 1 드럼이나 폐타이어 1 톤을 가스화하면 재로 남는 것은 한 주먹 정도도 안된다. 일반 쓰레기 뿐 아니라 화학전 폐기물, 농약 폐기물, 병원 폐기물, 변압기 폐유, 동물 폐기물, 원자력 발전소의 방사성 폐기물(부피를 1/100으로 줄일 수 있다) 등과 같은 특수 쓰레기 등에도 적용될 수 있다. 이 과정에서 농약이나 유독 가스도 전부 가스화되고, 병원 폐기물에 포함된 세균도 전부 가스화되어, 쓰레기 속에 포함되어 있던 Fe, S, Cl, Br, Hg 등은 FeS, FeCl3, HgCl, HgBr 등의 무기물질로서 소량 남게 되어 잔재 포집기로 수집된다. 방사성 폐기물에서는 UX6(Cl, Br), CeX 등으로 재로 남고 나머지는 전부 가스화되는데, 재로 남는 UX6, CeX는 1 % 미만일 것으로 추정된다.In addition, the gas generated in the gasifier as described above can be used as a basic raw material of the chemical industry as a high-quality fuel gas (for power generation and heating) mainly composed of H 2 gas. Since the temperature inside the gasifier, because up to 1200~1600 ℃ decompose all organics (-CH 2) n as close to 100%, as well as municipal waste is effective to energize and gasification of special industrial waste. Gasification of one drum of waste oil or one ton of waste tires leaves less than a fist. In addition to general waste, it can be applied to chemical waste, pesticide waste, hospital waste, transformer waste oil, animal waste, and special waste such as radioactive waste in nuclear power plants (which can reduce the volume to 1/100). In this process, all pesticides and toxic gases are gasified, and all the bacteria contained in the hospital waste are gasified, and Fe, S, Cl, Br, Hg, etc. contained in the waste are inorganic, such as FeS, FeCl 3 , HgCl, HgBr, etc. A small amount of material remains and is collected by the remnant collector. In radioactive waste, ash remains as UX 6 (Cl, Br), CeX, etc., and the rest are all gasified, with UX 6 and CeX remaining as ashes estimated to be less than 1%.
즉, 이와 같은 가스화기에서 생성되는 가스는 전부 냉각되어 탱크에 저장되고, 나머지 가스화되지 않는 무기물질들은 재로 남아 포집되므로, 장치 외부로 방출되어 환경오염을 일으킬 우려가 전혀 없게 된다.That is, the gas generated in such a gasifier is cooled and stored in the tank, and the remaining non-gassed inorganic substances remain as ash and are collected, so that there is no fear of causing environmental pollution by being discharged to the outside of the apparatus.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these Examples are only illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예]EXAMPLE
도 2에 나타낸 구성을 갖는 가스화기에서 폐유를 10 ㎏/시간의 비율로 가스화하였다. 사용된 가스화기는 직경 250 ㎜, 상부와 하부를 합한 길이가 2000 ㎜ 정도인 것이고, 가스화기 하단부에는 생성 가스 재순환관 및 산소 공급관과 연결된 가스 분사 노즐 및 산소 분사 노즐이 벽면에 접선 방향으로 설치되어 있다. 가스화기 최하단부에는 초기에 가스화기를 600 ℃ 정도로 예열하기 위한 예열 버너와, 600 ℃까지 예열한 후 예열 버너를 가스화기로부터 이탈시키고 가스화 반응후 잔류하는 재 등을 포집하기 위한 잔재 포집기가 설치되어 있다. 또한, 가스화기 벽면의 플랜지에는 가스화 반응이 진행될 때 내부 반응 상태를 관찰하기 위한 관찰창과, 가스화기 내부 온도와 압력을 측정하기 위한 설비들이 구비되어 있다.In the gasifier having the configuration shown in Fig. 2, the waste oil was gasified at a rate of 10 kg / hour. The gasifier used was 250 mm in diameter and the length of the upper and lower parts was about 2000 mm, and the gas injection nozzle and the oxygen injection nozzle connected to the product gas recirculation pipe and the oxygen supply pipe were tangentially installed on the wall at the lower part of the gasifier. . At the lower end of the gasifier, a preheat burner is initially provided for preheating the gasifier to about 600 ° C., and a remnant collector for removing the preheat burner from the gasifier after preheating to 600 ° C. and collecting ash remaining after the gasification reaction. In addition, the flange of the gasifier wall is provided with an observation window for observing the internal reaction state when the gasification reaction proceeds, and facilities for measuring the temperature and pressure inside the gasifier.
가스화 온도 1300 ℃에서 유입된 폐유는 순식간에 폭발적으로 반응이 진행되어 생성된 H2, CO 가스를 상부로 배출하였다. 본 실험에 사용된 폐유의 조성은 다음 표 1과 같다.The waste oil introduced at the gasification temperature of 1300 ° C. exploded in an instant and discharged the generated H 2 , CO gas to the top. The composition of the waste oil used in this experiment is shown in Table 1 below.
실시예 1, 2 및 3의 폐유 조성을 갖는 경우 화학평형을 이룬 상태에서의 가스화 조성을 도 5 내지 도 9에 나타내었다. 즉, 도 5 내지 7은 각각 실시예 1 내지 3의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 그래프이고, 도 8 및 9는 각각 실시예 1 및 3의 조성을 갖는 폐유에 있어서, 산소/폐유 = 0.8인 경우 증기 공급량의 변화에 따른 가스화 특성을 나타낸 것이다.5 to 9 show gasification compositions in chemical equilibrium when the waste oil compositions of Examples 1, 2, and 3 are present. That is, FIGS. 5 to 7 are graphs showing gasification characteristics according to changes in the oxygen supply amount in the waste oils having the compositions of Examples 1 to 3, respectively, and FIGS. 8 and 9 are the waste oils having the compositions of Examples 1 and 3, respectively. , Oxygen / waste oil = 0.8 shows gasification characteristics according to the change of steam supply.
이들 결과로부터, 실시예 1의 폐유에 있어서, 산소/폐유의 무게비가 0.6인경우 가스화기 작동으로부터 얻어진 생성 가스 내의 H2와 CO의 비율은 2:1 정도로 측정되었으며, 화학식 4의 가스화 반응이 지배적임을 확인할 수 있었다.From these results, in the waste oil of Example 1, when the weight ratio of oxygen / waste oil is 0.6, the ratio of H 2 and CO in the product gas obtained from the gasifier operation was measured to be about 2: 1, and the gasification reaction of Formula 4 was dominant. I could confirm that.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 폐유나 석탄과 같은 고분자 유기물을 가스상의 연료인 일산화탄소와 수소 가스로 전환시키는 가스화 방법 및 장치에 있어서, 본 발명에 따라 가스화 반응으로 생성된 가스(CO 및 H2가 주성분)의 일부를 가스화기로 재순환시켜 산소와의 반응에 의해 열량과 H2O, CO2를 생성하도록 하면, 첫째로 가스화 반응을 지속하는데 필요한 온도를 유지할 수 있으므로, 고분자 유기물과 산소를 직접 반응시켜 부분 산화 반응에 의해 가스화기 온도를 고온으로 유지하는 종래의 방법에 비하여, 가스화기 온도의 제어가 용이할 뿐 아니라 가스화기 내부 온도를 고온으로 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 고분자 유기물의 산화 반응이 일어나는 대신에, 생성 가스의 일부가 산화 반응하여 생성된 H2O, CO2와 고분자 유기물의 환원 반응이 고온에서 진행되기 때문에, 고분자 유기물의 산화 반응에서 발생되는 이차 오염 물질이 없으며 생성 가스의 질이 우수할 뿐 아니라 생성 가스 내에서 수소 농도가 높다는 장점도 있다.As described above, in the gasification method and apparatus for converting high molecular weight organic matters such as waste oil and coal into carbon monoxide and hydrogen gas, which are gaseous fuels, the gas generated by the gasification reaction according to the present invention (CO and H 2 are the main components). By recycling a portion of the gas into a gasifier to generate calories, H 2 O, and CO 2 by reaction with oxygen, firstly, the temperature required to sustain the gasification reaction can be maintained, so that the polymer organic matter and oxygen are reacted directly. Compared with the conventional method of maintaining the gasifier temperature at a high temperature by the oxidation reaction, not only the gasifier temperature can be easily controlled but also the gasifier internal temperature can be kept uniform at a high temperature. In addition, instead of the oxidation reaction of the polymer organic matter, a reduction reaction of H 2 O, CO 2 and the polymer organic matter generated by oxidation of a part of the generated gas proceeds at a high temperature, so that the secondary reaction generated in the oxidation reaction of the polymer organic matter occurs. It is free of contaminants and has the advantage of high quality of the product gas and high hydrogen concentration in the product gas.
특히, 가스화기와 연통되게 설치된 버너 내에서 일산화탄소와 수소 가스(syn gas) 또는 수소를 산소와 반응시켜 열과 함께 물과 이산화탄소를 생성시키고, 이때 발생한 열로 가스화기 내부 온도를 유지하고 물과 이산화탄소를 쓰레기의 가스화에 사용하도록 하는 방법 및 장치에 의하면, 산소 가스가 가스화기 내로 도입되지 않기 때문에 쓰레기의 산화로부터 이차 오염 물질이 생성되는 일이 없게 된다. 또한, 가스화기 내에서 모든 유기물질이 100 % 가깝게 분해되므로, 일반 쓰레기 뿐 아니라 특수 공업용 쓰레기를 가스화하여 에너지화 하는데 효율적이고, 쓰레기로부터 생성된 오염 물질이 장치 외부로 배출되지 않으므로 환경오염을 일으킬 우려도 없다. 이밖에, 장치가 단순화되어 있기 때문에, 가스화기를 간단하고 저렴하게 제작할 수 있다는 장점이 있다.In particular, carbon monoxide and hydrogen gas (syn gas) or hydrogen are reacted with oxygen to generate water and carbon dioxide with heat in the burner installed in communication with the gasifier, and the heat generated maintains the temperature inside the gasifier and waste water and carbon dioxide According to the method and apparatus for use in gasification, since no oxygen gas is introduced into the gasifier, secondary pollutants are not generated from the oxidation of the garbage. In addition, since all organic materials are decomposed nearly 100% in the gasifier, it is effective for gasifying not only general waste but also special industrial waste to energyize, and pollutants generated from garbage are not discharged to the outside of the device, causing environmental pollution. There is no. In addition, since the apparatus is simplified, there is an advantage that the gasifier can be manufactured simply and inexpensively.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010058140A KR20030025314A (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010058140A KR20030025314A (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR2020010029011U Division KR200263195Y1 (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Apparatus for gasifying carbonaceous material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030025314A true KR20030025314A (en) | 2003-03-29 |
Family
ID=27724828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010058140A Ceased KR20030025314A (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030025314A (en) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR880001424A (en) * | 1986-07-08 | 1988-04-23 | 르네봉브와르 | Manufacturing process and equipment for floor or wall covering comprising pebble |
| JPH069967A (en) * | 1992-05-15 | 1994-01-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gasification of waste |
| JPH10310783A (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Ebara Corp | High-temperature gasification of waste and system therefor |
| JPH11100583A (en) * | 1997-07-30 | 1999-04-13 | Noel Krc Energ & Umwelttechnik Gmbh | Process for gasifying compressed or compressible organic material and apparatus therefor |
| KR200204708Y1 (en) * | 2000-06-13 | 2000-12-01 | 김현영 | Apparatus for recycling industrial waste |
| JP2001098282A (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Ngk Insulators Ltd | Treatment method for waste |
| KR20010066777A (en) * | 1999-04-30 | 2001-07-11 | 쉬에르 피에르 | Process for the production of hydrogen from a gas coming from a waste treatment unit |
| KR20010067022A (en) * | 2000-12-11 | 2001-07-12 | 김현영 | Method of gasifying high molecular weight organic material and apparatus therefor |
| JP2001247879A (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-14 | Hitachi Zosen Corp | Method for producing hydrogen and carbon monoxide from combustible waste |
| JP2003089794A (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Hitachi Ltd | Organic waste gasifier and organic waste gasifier |
-
2001
- 2001-09-20 KR KR1020010058140A patent/KR20030025314A/en not_active Ceased
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR880001424A (en) * | 1986-07-08 | 1988-04-23 | 르네봉브와르 | Manufacturing process and equipment for floor or wall covering comprising pebble |
| JPH069967A (en) * | 1992-05-15 | 1994-01-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gasification of waste |
| JPH10310783A (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Ebara Corp | High-temperature gasification of waste and system therefor |
| JPH11100583A (en) * | 1997-07-30 | 1999-04-13 | Noel Krc Energ & Umwelttechnik Gmbh | Process for gasifying compressed or compressible organic material and apparatus therefor |
| KR20010066777A (en) * | 1999-04-30 | 2001-07-11 | 쉬에르 피에르 | Process for the production of hydrogen from a gas coming from a waste treatment unit |
| JP2001098282A (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Ngk Insulators Ltd | Treatment method for waste |
| JP2001247879A (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-14 | Hitachi Zosen Corp | Method for producing hydrogen and carbon monoxide from combustible waste |
| KR200204708Y1 (en) * | 2000-06-13 | 2000-12-01 | 김현영 | Apparatus for recycling industrial waste |
| KR20010067022A (en) * | 2000-12-11 | 2001-07-12 | 김현영 | Method of gasifying high molecular weight organic material and apparatus therefor |
| JP2003089794A (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Hitachi Ltd | Organic waste gasifier and organic waste gasifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100391121B1 (en) | Method of gasifying high molecular weight organic material and apparatus therefor | |
| US8690975B2 (en) | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation | |
| US9321640B2 (en) | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation | |
| US9139785B2 (en) | Method and apparatus for gasification of organic waste in batches | |
| US20120121468A1 (en) | System For The Conversion Of Carbonaceous Feedstocks To A Gas Of A Specified Composition | |
| AU2008221197B2 (en) | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation | |
| BRPI0607812A2 (en) | process for waste treatment and apparatus for carrying out the process | |
| US5370715A (en) | Waste destructor and method of converting wastes to fluid fuel | |
| KR200263195Y1 (en) | Apparatus for gasifying carbonaceous material | |
| KR100530563B1 (en) | Manufacturing system synthetic gas from combustibles wastes by gasification | |
| KR20030025314A (en) | Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor | |
| KR200224021Y1 (en) | Apparatus of gasifying high molecular weight organic material | |
| KR20050015077A (en) | Method of gasifying carbonaceous material and apparatus therefor | |
| KR20040036889A (en) | a high temperature reformer | |
| AU2021225098B2 (en) | Waste processing system | |
| KR20050071336A (en) | High temperature reformer heated by browngas burner | |
| EP3186342B1 (en) | Msw plasma gasification reactor | |
| KR20230105078A (en) | Apparatus for gasfication waste | |
| Lee | Gasification of Carboneous Wastes Using The High Temperature Reformer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20010920 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20040127 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20040511 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20040127 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |