KR20120124425A - 석탄 분해 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입구와 출구를 가진 기밀 킬른 몸체의 석탄 분해 장치를 개시하며 여기서 활화가스 파이프라인 가열설비는 킬른 몸체에 설치되고 석탄을 촉진하여 분해하는 채널이 활화가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성되고 석탄분해가스 수집파이프가 킬른 몸체 상에 제공되어 채널과 연통한다. 본 발명이 활화가스 파이프라인 가열설비로 거대한 열 도전이 발생하고 석탄요소 촉진 분해채널에서 석탄전력으로 방열시키므로 미분탄은 열을 완전히 흡수하여 가스, 석탄 타르가스와 채널에서 고열량 석탄으로 가열되고 분해된다.

Description

석탄 분해 장치{APPARATUS FOR PYROLYSIS OF COAL SUBSTANCE}

본 발명은 에너지 저감과 방출 감소를 위한 것으로 석탄 요소의 포괄적 이용에 관한 것이다.

일반적으로 석탄은 석탄가스, 천연가스를 생성하는데 이용하거나 고온, 중간 온도나 저온에서 용출하여 가스를 생산하는데 사용된다. 그러나 전술한 기술은 분쇄된 석탄을 차등화하거나 램프용 석탄을 가려내야 하기 때문에 결국 원 자재 비용을 증가시켜 생성가스의 높은 발열량, 고부가가치 및 경제성 면에서 효율이 떨어진다. 도가니 가열방법은 외부가열 방식, 내부가열 방식 및 혼합가열방식으로 나뉜다. 특히 외부가열 도가니에서 가열 매체는 원재료와 직접 접촉하지 않으며 열은 도가니 벽을 통해 도입된다. 내부 가열 도가니에서 가열 매체는 원재료와 직접 접촉하지 않으며 가열방법은 다른 가열매체에 따라 고체 열전달 방식과 가스 열전달 방식으로 나뉜다.

내부 열방식과 가스 열전달 방식 방법은 업계에서 사용된 전형적 방법이다. 방법은 내부 열방식과 가스 열전달 방식에서 수직 연속 도가니를 사용하며 상부에서 바닥부로 건조부, 분해부와 냉각부의 3부분을 포함한다. 아탄이나 그 압축블록(대략 25~60mm)은 상부에서 바닥부로 이동하여 연소가스와 직접 역류 접촉하며 저온에서 분해를 위해 가열된다. 도가니 지붕에서 원료 수분함유량이 약 15%일 때 원재료는 건조부에서 건조되어 1.0% 이하의 수분함량에 도달해야 한다. 그리고 약 섭씨 250도의 상방향으로 이동하는 뜨거운 연소가스는 섭씨 80~100도의 온도로 냉각된다. 이후 건조된 원재료는 약 섭씨 500도로 가열되며 이는 분해부에서 분해되도록 섭씨 600~700도에서 무산소 연소가스에 의해 이루어진다. 고압가스는 약 섭씨 250도로 냉각되며 발생된 반코크는 냉각부로 이동되어 냉각가스로 냉각된다. 이후 반코크는 배출되고 물과 공기로 더 냉각된다. 분해부에서 반출된 휘발성 물질은 응축과 냉각단계 등에서 처리되어 타르와 열분해 물에 도달한다. 이러한 종류의 도가니는 이전에 독일, 미국, 러시아, 체코슬로바키아, 뉴질랜드와 일본에서 구현되었다.

내부 가열방식과 고체 열전달 방식에서 방법은 내부 열방식의 전형적 방법이다. 원재료는 아탄, 비케이크 탄과 오일 셰일이다. 50년대에 독일의 도르스텐에서 시간당 10톤의 처리능력을 갖춘 중간테스트기가 만들어졌으며, 사용된 열전달기는 고체입자(작은 세라믹 볼, 모래나 반코크 등)이다. 생성처리 가스가 배기가스를 포함하지 않으므로 이후 처리 시스템에서 장비는 작은 크기이며 가스는 20.5~40.6MJ/m3까지의 높은 발열량을 갖는다. 이 방법은 큰 처리 성능을 가지는데 이는 큰 온도차이, 작은 입자 및 빠른 열 전달로 인하여 큰 처리 성능을 갖는다. 도달된 액체생성물은 다량이며 고휘발 석탄 처리시 수율은 30%이다. 저온 석탄분해의 L-R 방법의 기술적 공정은 우선 원석탄의 예열된 작은 블록을 혼합기의 분리기에서 고열 반코크와 혼합하여 열 분해를 시작하는 것이다. 이후 이들은 버퍼로 낙하하며 일정시간 머물러 열분해를 완료한다. 버퍼에서 반코크는 상승기의 바닥으로 오며 고열 공기로 이송되고 상승기에서 그의 잔여탄소로 연소되고 동시에 온도를 상승하며 이후 반코크가 가스-고체 분리를 위해 분리기로 도입된다. 이후 반코크는 혼합기로 돌아가며 이렇게 순환한다. 고열가 가스가 혼합기에서 도피된 휘발물에서 도달되며 이는 오일의 먼지제거, 응축, 냉각 재순환한 것이다.

현재 2종류의 종래 석탄 분해 장치가 있으며 하나는 상위-이동 킬른 구조이다. 상위이동 킬른 구조는 낮은 가스순도와 낮은 부가 값을 가진 유체가스와 석탄에서 생성된 연소성 가스의 연소와 가스의 부분적 배출에 사용된다. 이는 상당한 자원소모와 환경오염을 가져온다. 다른 종류의 석탄 분해 장치는 축 킬른 구조이다. 구조하에서 석탄 덩어리는 홀을 가진 작은 판 위에 놓여지며 가열기가 석탄 덩어리 위에 제공된다. 작은 판 위의 석탄덩어리가 일정두께로 누적되므로 이들은 균일하게 가열되고 분해될 수 없으며 순환적으로 가열되어 분산 가스로 분해될 필요가 있다. 더욱 중요하게는 순환을 위한 다량의 홀과 작은 판 위에 제공된 순환기능으로 미분탄은 홀에서 누설된다. 이 현상을 피하기 위해 축 킬른에 도입될 때 미분탄을 연탄으로 처리하여야 한다. 따라서 미분탄 분해비용을 증가시키고 미분탄이 석탄 분해에 직접적으로 사용될 수 없기 때문에 경제적 이익을 감소시킨다.

전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 미분탄 분해방법과 장치를 제공하는 것이며 이는 미분탄을 직접적으로 분해하여 전체 이용가치를 증대하고 에너지를 저감하여 그 경제적 사회적 이익을 증대시킨다.

본 발명에 의한 석탄 분해 장치는 입구와 출구를 가진 기밀 킬른 몸체를 포함하며 활화 가스 파이프라인 가열설비가 킬른 몸체에 설치되고 석탄을 촉진하여 분해하는 채널이 가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성되며, 석탄분해 가스 수집 파이프가 킬른 몸체상에 제공되어 채널과 연통한다.

본 발명의 실시예에 따르면 킬른 몸체는 수평 킬른이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 킬른 몸체는 상향이동 킬른이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 킬른 몸체는 회전 킬른이고 촉진 판이 킬른 몸체 내벽에 설치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 활화 가스 가열설비는 연료공급 파이프, 공기 공급파이프, 연소기 챔버와 활화가스 방열파이프를 가진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 방열파이프와 연소기 챔버를 가지며 연소기 챔버는 킬른 몸체 외부에 설치된 연료 공급 파이프와 공기 공급 파이프와 연통한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 활화가스 가열설비는 활화가스 방열파이프를 포함하며 이는 킬른 몸체 외부에 설치된 연소기 챔버와 연료공급 파이프와 공기공급 파이프와 연통한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 활화가스 방열파이프는 다수의 평행 밀접 패킹 파이프로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 활화가스 방열파이프는 튜브형 메쉬 밀접 패킹 파이프로 이루어진다.

본 발명에 따르면 전체적으로 새로운 가열방법이 미분탄 분해 분야에 도입되며, 따라서 다량의 활화가스 파이프라인 가열설비에서 생성된 열이 도통되어 채널의 미분탄으로 방열한다. 따라서 미분탄은 열이 가스, 석탄타르와 채널에서 고열량의 석탄으로 분해되도록 완전히 흡수한다. 가스와 석탄타르 가스는 석탄분해가스 수집파이프를 통해 킬른 바디외부의 가스 먼지 제거 및 액체화 설비와 연통하며 분해된 가스와 석탄 타르 가스는 수집, 먼지제거, 분리되고 가스 먼지 제거 및 액체화 설비로 압축 액체화된다. 활화가스 방열파이프는 다수의 평행 밀접패킹 파이프 혹은 튜브 메시 밀접패킹 파이프로 이루어지며 따라서 생성된 열은 보다 충분히 미분탄으로 이동된다. 본 발명에서 개시된 석탄의 분해 장치는 미분탄의 분해와 분리를 보다 빠르고 효율적으로 함으로써 에너지 절약 및 석탄자원 이용률을 증가시켜 경제성을 높임과 동시에 사회적 이익을 창출한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 석탄 분해 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 석탄 분해 장치의 개략도이다.
도 3은 A-A선에 따른 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 석탄분해 장치의 개략도이다.

[실시예 1]

도 1의 석탄 분해 장치는 석탄입구(2)와 석탄출구(3)를 가진 기밀 킬른 몸체(1)를 포함한다. 킬른 몸체(1)는 수평형이고 회전식 킬른이다. 활화가스 파이프라인 가열설비가 킬른 몸체(1)에 설치되고 석탄을 촉진분해하는 채널(4)이 활화가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성된다.

석탄분해가스 수집파이프(5)가 킬른 몸체(1) 상에 제공되어 채널(4)과 연통하고 촉진판(10)이 킬른 몸체(1) 내벽에 설치된다. 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 열소실파이프(6)와 연소기 챔버(7)를 가진다.

연소기 챔버(7)는 연료공급파이프(8)와 공기공급파이프(9)를 가지며 둘은 킬른 몸체(1) 외부에 설치된다.

연료공급파이프(8) 연료와 공기공급파이프(9) 공기는 연소기 챔버(7)에서 혼합 연소되며, 생성된 고온 활화가스는 활화가스 열소실파이프(6)로 유입되며 이후 활화가스 열소실파이프(6)는 열을 채널(4) 내의 미분탄으로 이전한다.

미분탄은 열을 완전히 흡수하여 가스, 석탄타르와 채널(4)에서 고열량의 석탄으로 가열 분해된다. 가스와 석탄타르가스는 석탄분해가스 수집파이프(5)를 통해 킬른 몸체(1) 외부의 가스먼지 제거 및 액체화 설비와 연통하며 분해된 가스 및 석탄타르 가스는 가스 먼지 제거 및 액체화 설비에 의해 수집, 먼지집진, 분리와 압축으로 액체화된다. 고열량을 가진 석탄이 석탄출구(3)를 통해 수집된다.

[실시예 2]

도 2와 도 3에 따른 석탄 분해 장치는 기밀 킬른 몸체(1)와 입구(2)와 출구(3)를 포함한다. 킬른 몸체(1)는 수평형이고 회전식 킬른이다. 활화가스 파이프라인 가열설비는 킬른 몸체(1) 내부에 설치되고 석탄을 촉진하여 분해하는 채널(4)이 활화가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성된다.

석탄 분해 가스 수집파이프(5)가 킬른 몸체(1)상에 제공되어 채널(4)과 연통하며 촉진판(10)이 킬른 몸체(1) 내벽에 설치된다. 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 열소실파이프(6)와 연소기 챔버(7)를 포함한다.

활화가스 열소실파이프(6)와 연소기 챔버(7)는 연료공급파이프(8) 및 공기공급파이프(9)와 연통한다. 활화가스 열소실파이프는 다수 병렬 밀접패킹 파이프로 이루어지며 생성된 열은 미분탄으로 충분히 이전된다.

연료공급 파이프(8) 연료와 공기공급 파이프(9)의 공기는 연소기 챔버(7)에서 혼합 연소되며 생성된 고온 활화가스는 활화가스 열소실파이프(6)로 유입되며 이후 활화가스 열소실파이프(6)는 열을 채널(4) 내의 미분탄으로 이전한다. 미분탄은 열을 완전히 흡수하여 채널(4)에서 가스, 석탄타르 가스와 고열량의 석탄으로 가열 분해된다.

가스와 석탄타르 가스는 석탄분해가스 수집파이프(5)를 통해 킬른 몸체(1) 외부의 가스 먼지제거 및 액체화 설비와 연통한다. 분해된 가스와 석탄타르 가스는 수집, 먼지제거, 분리되고 가스 먼지제거 및 액체화 설비로 압축되어 액체화된다. 고열량의 석탄은 석탄출구(3)를 통해 수집된다.

[실시예 3]

도 4에 따른 석탄 분해 장치는 입구(2)와 출구(3)를 가진 기밀 킬른 몸체(1)를 포함한다. 킬른 몸체(1)는 상향통풍의 회전식 킬른이다. 활화가스 파이프라인 가열설비는 킬른 몸체(1)에 내에 설치되고 석탄을 촉진하여 분해하는 채널(4)이 활화가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성된다.

석탄 분해 가스 수집파이프(5)가 킬른 몸체(1)상에 제공되어 채널(4)과 연통하고 촉진판(10)이 킬른 몸체(1) 내벽에 설치된다. 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 열소실파이프(6)를 포함한다.

활화가스 열소실파이프(6)는 연소기 챔버(7), 연료공급 파이프(8) 및 공기공급파이프(9)와 연통하며 모두가 킬른 몸체(1) 외부에 설치된다. 활화가스 열소실 파이프는 다수의 병렬 밀접패킹 파이프로 이루어지며 생성된 열은 미분탄으로 충분히 이전된다.

연료공급 파이프(8) 연료와 공기공급 파이프(9)의 공기는 연소기 챔버(7)에서 혼합 연소되며 생성된 고온 활화가스는 활화가스 열소실파이프(6)로 유입되며 이후 활화가스 열소실파이프(6)는 열을 채널(4)의 미분탄으로 이전한다.

미분탄은 열을 완전히 흡수하여 채널(4)에서 가스, 석탄타르 가스와 고열량의 석탄으로 가열 분해된다. 가스와 석탄타르 가스는 석탄분해가스 수집파이프(5)를 통해 킬른 몸체(1) 외부의 가스 먼지제거 및 액체화 설비와 연통한다. 분해된 가스와 석탄타르 가스는 수집, 먼지제거, 분리되고 가스 먼지제거 및 액체화 설비로 압축되어 액체화된다.

1 : 킬른 몸체
2 : 석탄입구
3 : 석탄출구
4 : 채널
5 : 수집파이프
6 : 활화가스 열소실파이프
7 : 연소기 챔버
8 : 연료공급파이프
9 : 공기공급파이프
10 : 촉진판

Claims (10)

1. 석탄 분해 장치로서 입구와 출구를 가진 기밀 킬른 몸체를 포함하며, 활화가스 파이프라인 가열설비가 킬른 몸체 내에 설치되고 석탄을 촉진 분해하는 채널이 활화가스 파이프라인 가열설비와 킬른 몸체 내벽간에 형성되며 석탄분해 가스 수집파이프가 킬른 몸체 상에 제공되어 채널과 연통하는 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
2. 제 1항에 있어서, 킬른 몸체는 수평식 킬른인 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
3. 제 1항에 있어서, 킬른 몸체는 상향통풍식 킬른인 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
4. 제 1항에 있어서, 킬른 몸체는 회전식 킬른이며 촉진판은 킬른 몸체 내벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 활화가스 파이프라인 가열설비는 연료공급 파이프, 공기공급 파이프, 연소기 챔버와 활화가스 방열파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 방열파이프와 연소기 챔버를 포함하며 연소기 챔버는 킬른 몸체 외부의 연료공급 파이프 및 공기공급 파이프와 연통하는 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 활화가스 파이프라인 가열설비는 활화가스 방열파이프를 포함하며, 킬른 몸체 외부에 설치된 연소기 챔버, 연료공급 파이프 및 공기공급 파이프와 연통하는 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 활화가스 방열파이프는 다수의 병렬 밀접 패킹 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
9. 제 5항에 있어서, 활화가스 방열파이프는 다수의 병렬 밀접 패킹 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.
10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 활화가스 방열파이프는 튜브형 메시 밀접패킹 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 석탄 분해 장치.

Images