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KR101372956B1 - Plasma gasifier for syn-gas generation, and method for operating the same - Google Patents

Plasma gasifier for syn-gas generation, and method for operating the same Download PDF

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Publication number
KR101372956B1
KR101372956B1 KR1020120144225A KR20120144225A KR101372956B1 KR 101372956 B1 KR101372956 B1 KR 101372956B1 KR 1020120144225 A KR1020120144225 A KR 1020120144225A KR 20120144225 A KR20120144225 A KR 20120144225A KR 101372956 B1 KR101372956 B1 KR 101372956B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
plasma
mixed fuel
housing
mixed
Prior art date
Application number
KR1020120144225A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조성호
문고영
이가희
Original Assignee
포스코에너지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포스코에너지 주식회사 filed Critical 포스코에너지 주식회사
Priority to KR1020120144225A priority Critical patent/KR101372956B1/en
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    • F23G5/085High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
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Abstract

The present disclosure relates to a plasma gasifier to convert solid fuel such as coal, waste, biomass, and the likes into synthesis gas consisting hydrogen and carbon monoxide through a reaction with a oxidative material under high temperature and high pressure conditions. The plasma gasifier includes a hollow housing (110) where a cooling passage (111) is integrally formed in a body to circulate cooling water; an electrode unit (120) which is fixed and supported to a hollow part of the housing (110) by an insulation member and has a discharge gas supply passage (122) where discharge gas is supplied through a space separated from inner surface of the housing (110) and generates plasma flame by arc discharge generated from a gap between the electrode and the housing (110); and a mixed fuel supply line (130) which supplies mixed fuel of solid fuel and water to a plasma flame region at the front end of the electrode unit (120) by making the mixed fuel pass through the cooling passage (111) connected to the mixed fuel supply line to preheat the mixed fuel. The advantages of disclosed plasma gasifier are easy handling of fuel, compact fuel supply system, improved electrode durability by suppressing oxidizing surrounds by supplying solid fuel and water separately, no additional cooling water supply system to cool plasma reactor, and improved efficiency in reaction for gasification of solid fuel by supplying heated mixed fuel to the reaction unit for gasification.

Description

고형연료 가스화를 위한 플라즈마 가스화기 및 그 운전방법{Plasma gasifier for Syn-gas generation, and method for operating the same}Plasma gasifier for solid fuel gasification and its operation method {Plasma gasifier for Syn-gas generation, and method for operating the same}

본 발명은 고형연료 가스화를 위한 플라즈마 가스화기 및 그 운전방법에 관한 것으로, 특히 석탄, 폐기물, 바이오매스 등의 고형연료를 고온, 고압의 조건에서 산화성 물질과 반응하여 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스로 변환시키기 위한 플라즈마 가스화기 및 그 운전방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma gasifier and a method of operating the same for solid fuel gasification. In particular, a solid gas such as coal, waste, and biomass is reacted with an oxidizing material under conditions of high temperature and pressure to produce a synthesis gas composed of hydrogen and carbon monoxide. A plasma gasifier for converting and a method of operating the same.

가스화라 함은 주된 구성성분이 탄소인 고형연료(석탄, 폐기물, 바이오매스)를 고온(650℃~1,400℃), 고압(10bar~100bar)의 조건에서 산화성 물질(산소, 공기 또는 물)과 반응하여 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스로 변환시키는 공정을 의미한다. 이러한 고형원료를 가스화하기 위한 수단 중에서 열에너지 공급방식을 포함한 가스화기의 구성, 반응물간 공급 구성비(산소/물/고형연료의 구성비) 등은 생산된 합성가스 내 수소와 일산화탄소의 구성비 및 가스화하고자 하는 연료의 특성 등에 의존한다. Gasification is the reaction of solid fuels (coal, waste, biomass) whose main constituents are carbon with oxidizing substances (oxygen, air or water) under high temperature (650 ℃ ~ 1,400 ℃) and high pressure (10bar ~ 100bar) conditions. Means a process of converting into a synthesis gas consisting of hydrogen and carbon monoxide. Among the means for gasifying the solid raw materials, the composition of the gasifier including the thermal energy supply method, the composition ratio between the reactants (oxygen / water / solid fuel), etc., is the composition ratio of hydrogen and carbon monoxide in the produced syngas and the fuel to be gasified. Depends on its characteristics, etc.

일반적으로 가스화 설비는 650℃~1,400℃범위에서 운전이 가능하나, 고형연료의 높은 전환율을 얻기 위해서 대부분의 상용 가스화 설비는 1,000℃이상의 고온에서 운전이 되고 있다. 상기에서 반응기 내부온도를 1,000℃이상의 고온으로 유지하기 위한 열에너지 공급방식으로는 고형연료의 일부를 연소시켜 생성된 연소열을 이용하는 방식과 플라즈마를 이용하는 방식으로 구분된다. In general, gasification facilities can operate in the range of 650 ℃ ~ 1,400 ℃, in order to obtain a high conversion rate of the solid fuel, most commercial gasification equipment is operated at a high temperature of more than 1,000 ℃. The heat energy supply method for maintaining the reactor internal temperature at a high temperature of 1,000 ℃ or more is divided into a method using the heat of combustion generated by burning a portion of the solid fuel and a method using plasma.

전자는 대부분의 상용화된 가스화기 설비에 적용되는 방식으로 공급되는 연료 중에 일부를 연소하여 얻어지는 열에너지로 가스화기의 온도를 유지하기 때문에, 가동초기인 웜업(warm-up) 단계에서 많은 시간과 열에너지가 소비된다. Since the former maintains the temperature of the gasifier by the heat energy obtained by burning a part of the fuel supplied in a manner applied to most commercialized gasifier installations, a lot of time and heat energy is consumed during the warm-up phase. Consumed.

후자의 경우, 플라즈마 발생기를 통해 생성된 불꽃의 온도는 3,000℃~7,000℃로 매우 높아 전자에 비해 고형연료의 전환효율이 매우 높지만, 플라즈마 반응기를 구성하고 있는 금속성분이 고온의 산화분위기(산소, 스팀)에 노출됨에 따라 전극수명이 단축된다는 단점이 있다. 이를 방지할 목적으로 기존의 고온 플라즈마 반응기에는 반응기 외벽으로 냉각수인 물이 흘러 반응기의 고온으로 상승하는 것을 막기 위한 냉각수 공급라인을 구비하게 되어 있으나, 이로 인하여 별도의 냉각수 공급을 위한 펌프 시스템이 구비 되어야 함으로 반응 시스템이 복잡해진다.
In the latter case, the temperature of the flame generated by the plasma generator is very high, ranging from 3,000 ° C to 7,000 ° C, so that the conversion efficiency of the solid fuel is higher than that of the former, but the metal constituting the plasma reactor has a high temperature oxidation atmosphere (oxygen, Exposure to steam) shortens the life of the electrode. In order to prevent this, the existing high temperature plasma reactor has a coolant supply line for preventing water from flowing into the reactor outer wall and rising to the high temperature of the reactor. However, a separate pump system for supplying the coolant must be provided. This complicates the reaction system.

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

- 공개특허공보 제10-2011-0071463호(공개일자: 2011.06.29): 고형 연료로부터 생산된 합성가스를 이용한 전력 및 액상 연료 생산 시스템.Published Patent Publication No. 10-2011-0071463 (published date: June 29, 2011): an electric power and liquid fuel production system using syngas produced from a solid fuel.

- 등록특허공보 제10-1005913호(등록일자: 2010.12.28): 플라즈마를 이용한 폐기물 가스화 장치 및 방법.
-Patent Publication No. 10-1005913 (Registration Date: December 28, 2010): Waste gasification apparatus and method using a plasma.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 고형연료의 가스화를 위한 플라즈마 가스화기에 있어서, 고형연료 가스화 반응에 대한 효율성을 향상시키며, 컴펙트한 연료 공급시스템을 구성할 수 있으며, 플라즈마 전극의 내구성을 향상시킬 수 있는 고형연료 가스화를 위한 플라즈마 가스화기 및 그 운전방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is to solve the problems of the prior art, in the plasma gasifier for the gasification of the solid fuel, improve the efficiency for the solid fuel gasification reaction, it is possible to constitute a compact fuel supply system, the plasma electrode It is an object of the present invention to provide a plasma gasifier and a method of operating the same for solid fuel gas that can improve durability of the fuel cell.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고형연료를 가스화하기 위한 플라즈마 가스화기의 운전방법은, 아크 방전에 의해 플라즈마 화염을 발생시키는 플라즈마 반응기에 고형연료와 물을 포함하는 슬러리 상태의 혼합연료를 투입함으로써 달성된다.In the operation method of the plasma gasifier for gasifying the solid fuel according to the present invention for achieving this object, a mixed fuel in a slurry state containing the solid fuel and water into a plasma reactor for generating a plasma flame by arc discharge. Is achieved.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 혼합연료는 상기 플라즈마 반응기에 마련된 냉각라인을 경유하여 예열이 이루어져 플라즈마 화염 영역에 공급이 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the mixed fuel is preheated via a cooling line provided in the plasma reactor, characterized in that the supply to the plasma flame region.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 혼합연료는 분산제를 더 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 분산제는 상기 혼합연료에 대해 5 중량% 이하인 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the mixed fuel further comprises a dispersant, more preferably, the dispersant is characterized in that less than 5% by weight relative to the mixed fuel.

한편, 본 발명에 따른 고형연료를 가스화하기 위한 플라즈마 가스화기는, 냉각수의 순환이 이루어지도록 몸체 내부에 냉각유로가 일체로 형성되는 중공형상의 하우징과; 절연부재에 의해 상기 하우징의 중공부에 고정 지지되며, 상기 하우징의 내측 면과의 이격된 공간 사이로 방전가스의 공급이 이루어지는 방전가스 공급로가 마련되어 상기 하우징과의 간극에서 발생된 아크 방전에 의해 플라즈마 화염을 발생시키는 전극부와; 상기 전극부 전단부의 플라즈마 화염 영역에 고형연료-물의 혼합연료를 공급하되, 상기 냉각유로와 연결되어 혼합 연료가 상기 냉각유로를 경유하여 예열이 이루어져 공급이 이루어지는 혼합연료 공급라인에 의해 달성될 수 있다.On the other hand, the plasma gasifier for gasifying the solid fuel according to the present invention comprises a hollow housing in which a cooling passage is integrally formed inside the body to circulate the cooling water; A discharge gas supply path is fixed to the hollow part of the housing by an insulating member, and discharge gas is supplied between spaces spaced from the inner surface of the housing so that the plasma is discharged by the arc discharge generated in the gap with the housing. An electrode unit generating a flame; Supplying a mixed fuel-water mixed fuel to the plasma flame region of the front end of the electrode portion, it can be achieved by a mixed fuel supply line is connected to the cooling passage and the mixed fuel is preheated via the cooling passage to supply the mixed fuel .

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 고형연료는 분산제가 포함된 분체인 것을 특징으로 한다.
Preferably, in the present invention, the solid fuel is characterized in that the powder containing a dispersant.

본 발명에 따른 고형연료 가스화를 위한 플라즈마 가스화기 및 그 운전방법은, 고형연료와 물의 슬러리 형태의 혼합연료를 사용하여 고형연료를 기체로 분사하여 공급하는 것보다 연료의 단위 부피당 열량을 높일 수 있고 연료의 취급이 용이하며, 컴펙트한 연료 공급시스템을 구성할 수 있으며, 고형연료와 물을 분리 공급하여 생기는 산화분위기를 억제하여 전극의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Plasma gasifier for solid fuel gas and the operation method according to the present invention, it is possible to increase the amount of heat per unit volume of fuel than by supplying the solid fuel to the gas by using a mixed fuel in the form of a slurry of solid fuel and water and The fuel can be easily handled and a compact fuel supply system can be constructed, and the durability of the electrode can be improved by suppressing the oxidizing atmosphere generated by separately supplying solid fuel and water.

또한, 본 발명은 혼합연료를 플라즈마 반응기의 냉각계통을 경유하여 예열하여 공급이 이루어지도록 함으로써, 가열된 플라즈마 반응기의 냉각을 위하여 별도의 냉각수 공급계통을 필요로 하지 않으며 가열된 혼합연료를 반응부로 공급하여 가스화 반응을 진행하여 고형연료 가스화 반응에 대한 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention is supplied by preheating the mixed fuel via the cooling system of the plasma reactor, and does not require a separate cooling water supply system for cooling the heated plasma reactor, and supplies the heated mixed fuel to the reaction unit By proceeding the gasification reaction there is an effect that can improve the efficiency for the solid fuel gasification reaction.

도 1은 본 발명에 따른 고형연료 가스화를 위한 플라즈마 가스화기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 가스화기의 연료 공급계통을 보여주는 도면.
1 is a block diagram of a plasma gasifier for solid fuel gasification according to the present invention,
2 is a view showing a fuel supply system of a plasma gasifier according to the present invention.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that there may be other elements in between something to do. On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly contacted" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms " comprises ", or "having ", and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 본 발명의 플라즈마 가스화기는, 냉각유로(111)가 일체로 형성된 중공형상의 하우징(110)과, 절연부재(미도시)에 의해 하우징의 중공부 내에 고정 지지되어 하우징(110)과의 간극에서 발생된 아크 방전에 의해 플라즈마 화염을 발생시키는 전극부(120)와; 고형연료-물의 혼합연료를 공급하는 혼합연료 공급라인(130)을 포함한다.
Referring to FIG. 1, the plasma gasifier of the present invention includes a hollow housing 110 in which a cooling flow path 111 is integrally formed, and is fixedly supported in a hollow portion of the housing by an insulating member (not shown). An electrode unit 120 generating a plasma flame by an arc discharge generated at a gap between the electrode; And a mixed fuel supply line 130 for supplying a solid fuel-water mixed fuel.

하우징(110)은 전체적으로 중공형상의 몸체를 가지며, 몸체 내부에는 냉각유로(111)가 형성되어 냉각유로(111)를 따라서 냉각수가 순환하면서 하우징(110)의 냉각이 이루어진다.The housing 110 has a hollow body as a whole, and a cooling passage 111 is formed inside the body to cool the housing 110 while cooling water circulates along the cooling passage 111.

본 발명에서 냉각유로(111)는 냉각수를 공급하기 위한 별도의 냉각시스템이 마련될 수 있으나, 바람직하게는, 연료로 사용되는 고형연료-물의 혼합연료가 냉각유체로 사용되며, 이에 대해서는 다시 구체적으로 설명될 것이다.In the present invention, the cooling passage 111 may be provided with a separate cooling system for supplying the cooling water, but preferably, a mixed fuel-water mixed fuel used as a fuel is used as the cooling fluid. Will be explained.

전극부(120)는 하우징(110)과의 전기적 절연을 위하여 절연부재(미도시)에 의해 하우징(110)의 중공부에 고정 지지된다. The electrode unit 120 is fixedly supported by the insulating member (not shown) in the hollow part of the housing 110 to electrically insulate the housing 110.

전극부(120)와 하우징(110)의 내측 면 사이의 이격된 공간 사이로 방전가스(질소 및/또는 산소 및/또는 공기)의 공급이 이루어지는 방전가스 공급로(122)가 마련되며, 하우징(110)은 전기적으로 접지되는 한편, 전극부(120)는 고전압이 인가되어 하우징(110)과의 간극에서 발생된 아크 방전에 의해 플라즈마 화염(F)이 전단 토출부에서 형성된다.A discharge gas supply path 122 through which a discharge gas (nitrogen and / or oxygen and / or air) is supplied is provided between the spaced space between the electrode unit 120 and the inner surface of the housing 110, and the housing 110. ) Is electrically grounded, while the electrode portion 120 is applied with a high voltage, and the plasma flame F is formed at the front end discharge portion by arc discharge generated in the gap with the housing 110.

하우징(110)과 전극부(120) 사이의 간극은 방전가스가 공급되는 입구에서는 넓게 설정되며, 방전가스 출구방향으로 가면서 간극은 점점 작아진 후에 다시 확장된 구조를 갖는 것이 바람직하며, 간극이 가장 작은 부분에서 아크 방전이 시작되어 방전가스 출구방향으로 방전 및 플라즈마의 확산이 이루어진다.The gap between the housing 110 and the electrode portion 120 is set wide at the inlet through which the discharge gas is supplied. The gap between the housing 110 and the electrode unit 120 is preferably set to have an enlarged structure after the gap decreases gradually toward the discharge gas outlet direction. Arc discharge starts in a small portion, and discharge and diffusion of plasma are performed in the discharge gas outlet direction.

전극부(120)에는 제2냉각유로(121)가 마련될 수 있으며, 제2냉각유로(121)는 냉각유로(111)와 마찬가지로 별도의 냉각수가 공급되어 냉각이 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 혼합연료에 의해 냉각이 이루어질 것이다.The second cooling passage 121 may be provided in the electrode 120, and the second cooling passage 121 may be supplied with a separate cooling water in the same manner as the cooling passage 111, but may be cooled. Cooling will be accomplished by fuel.

혼합연료 공급라인(130)은 하우징(110)을 따라서 배치되며, 전단부의 연료배출단(131)은 플라즈마 화염(F) 영역에 위치하여 연료 배출단(131)을 통하여 고형연료-물 슬러리 상태의 혼합연료가 플라즈마 화염(F)에 공급되어 고형연료와 물 또는/및 산소간의 가스화 반응을 유도한다.The mixed fuel supply line 130 is disposed along the housing 110, and the fuel discharge end 131 of the front end portion is positioned in the plasma flame (F) region and is disposed in the solid fuel-water slurry state through the fuel discharge end 131. The mixed fuel is fed to the plasma flame (F) to induce a gasification reaction between the solid fuel and water or / and oxygen.

바람직하게는, 혼합연료 공급라인(130)은 냉각유로(111)와 연결되며, 따라서 혼합연료는 1차적으로 냉각유로(111)를 경유하여 예열이 이루어진 후에 2차적으로 혼합연료 공급라인(130)을 따라서 토출이 이루어진다.Preferably, the mixed fuel supply line 130 is connected to the cooling flow path 111, so that the mixed fuel is primarily preheated via the cooling flow path 111, and then the mixed fuel supply line 130 is secondary. Dispensing is done along this.

본 발명에서 연료는 고형연료와 물로 이루어진 슬러리 형태의 혼합연료가 사용되며, 대략 고형연료와 물은 대략 중량비를 기준으로 1:1의 범위 내에서 혼합이 이루어지며, 이때 고형연료는 분체(powder)로 제공되며, 바람직하게는 고형연료 입자의 평균 크기는 50㎛ 이하이다.In the present invention, the fuel is a mixed fuel in the form of a slurry composed of solid fuel and water, and the solid fuel and water are mixed within a range of 1: 1 based on the weight ratio, where the solid fuel is powder And preferably, the average size of the solid fuel particles is 50 μm or less.

한편, 미분 형태의 고형연료를 물과 혼합할 경우에 분산도가 균일하지 못하여 연료 공급라인이나 냉각유로에 고형 연료가 누적되어 시스템의 망실을 초래할 수가 있으므로, 이를 방지하기 위하여 물과 분체인 고형연료간의 분산도를 높일 수 있도록 혼합연료는 분산제를 더 포함할 수 있다.On the other hand, when finely divided solid fuel is mixed with water, the dispersion degree is not uniform and solid fuel may accumulate in the fuel supply line or cooling flow path, resulting in loss of the system. The mixed fuel may further include a dispersant so as to increase the degree of dispersion of the liver.

본 발명에서 분산제는 혼합연료에 대해 0.01 중량% ~ 5 중량% 범위 내에서 포함되는 것이 바람직할 것이다.Dispersant in the present invention will preferably be included in the range of 0.01% to 5% by weight relative to the mixed fuel.

이러한 혼합연료는 고형연료의 분산도가 증가할수록 연료 공급시스템의 부하를 줄일 수가 있으며, 또한 가스화 반응속도를 높일 수가 있을 것이다.Such a mixed fuel may reduce the load of the fuel supply system as the solid fuel dispersion increases, and may also increase the gasification reaction rate.

구체적으로, 도 2를 참고하면, 본 실시예에서 연료 공급시스템은 분체인 고형연료 공급부(10), 물 공급부(20) 및 고형연료와 물의 혼합이 이루어지는 믹서(30)를 포함한다.Specifically, referring to FIG. 2, in this embodiment, the fuel supply system includes a solid fuel supply unit 10, a water supply unit 20, and a mixer 30 in which solid fuel and water are mixed.

믹서(30)에서 혼합된 혼합연료는 하우징의 냉각유로(111)를 따라서 이동하면서 하우징과 열교환이 이루어져 하우징을 냉각시킴과 함께 혼합연료는 예열되어 혼합연료 공급라인(130)을 따라 이동하여 플라즈마 화염에 투입이 이루어질 수 있다.The mixed fuel mixed in the mixer 30 moves along the cooling flow path 111 of the housing to exchange heat with the housing to cool the housing, and the mixed fuel is preheated to move along the mixed fuel supply line 130 to form a plasma flame. Input can be made to

본 실시예에서 혼합연료는 하우징의 냉각유로(111)만을 경유하는 것을 예시하였으나, 전극부에 마련된 제2냉각유로도 혼합연료에 의해 냉각이 이루어질 수 있을 것이다.In the present embodiment, the mixed fuel is illustrated to pass only through the cooling passage 111 of the housing, but the second cooling passage provided in the electrode may also be cooled by the mixed fuel.

도면에 도시되지 않았으나, 분산제는 고형연료 공급부(10) 또는 물 공급부(20) 내에 고형연료 또는 물과 함께 투입되어 혼합연료에 포함될 수 있으며, 또는 고형연료 공급부(10) 및 물 공급부(20)와는 별도의 분산제 공급부가 마련되어 혼합연료에 혼입이 이루어질 수 있을 것이다.Although not shown in the drawings, the dispersant may be included in the mixed fuel by being added together with the solid fuel or water in the solid fuel supply unit 10 or the water supply unit 20, or with the solid fuel supply unit 10 and the water supply unit 20. A separate dispersant feed may be provided for incorporation into the mixed fuel.

한편, 연료 공급계통에는 고형연료 또는 물 또는 혼합연료의 흐름을 제어하기 위한 주지의 밸브 류가 마련될 수 있으며, 원활한 혼합연료의 공급이 이루어질 수 있도록 주지의 펌프가 추가될 수 있음을 이해하여야 한다.
On the other hand, it is to be understood that the fuel supply system may be provided with well-known valves for controlling the flow of solid fuel or water or mixed fuel, and a well-known pump may be added to facilitate the supply of the mixed fuel. .

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

110 : 하우징 111 : 냉각유로
120 : 전극부 121 : 제2냉각유로
122 : 방전가스 공급로 130 : 혼합연료 공급라인
131 : 연료배출단
110 housing 111 cooling passage
120: electrode portion 121: second cooling flow path
122: discharge gas supply path 130: mixed fuel supply line
131: fuel discharge

Claims (6)

고형연료를 가스화하기 위한 플라스마 가스화기의 운전방법에 있어서,
아크 방전에 의해 플라즈마 화염을 발생시키는 플라즈마 반응기에 고형연료와 물을 포함하는 슬러리 상태의 혼합연료를 투입하되,
상기 혼합연료는 상기 플라즈마 반응기에 마련된 냉각라인을 경유하여 예열이 이루어져 플라즈마 화염 영역에 공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 가스화기의 운전방법.
In the method of operating a plasma gasifier for gasifying solid fuel,
Into the plasma reactor to generate a plasma flame by arc discharge mixed slurry fuel containing solid fuel and water,
The mixed fuel is preheated via a cooling line provided in the plasma reactor, the operation method of the plasma gasifier characterized in that the supply to the plasma flame region.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 혼합연료는 분산제를 더 포함하는 플라즈마 가스화기의 운전방법.The method of claim 1, wherein the mixed fuel further comprises a dispersant. 제3항에 있어서, 상기 분산제는 상기 혼합연료에 대해 0.01 중량% ~ 5 중량%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 가스화기의 운전방법.The method of claim 3, wherein the dispersant is 0.01 wt% to 5 wt% with respect to the mixed fuel. 고형연료를 가스화하기 위한 플라즈마 가스화기에 있어서,
냉각수의 순환이 이루어지도록 몸체 내부에 냉각유로가 일체로 형성되는 중공형상의 하우징과;
절연부재에 의해 상기 하우징의 중공부에 고정 지지되며, 상기 하우징의 내측 면과의 이격된 공간 사이로 방전가스의 공급이 이루어지는 방전가스 공급로가 마련되어 상기 하우징과의 간극에서 발생된 아크 방전에 의해 플라즈마 화염을 발생시키는 전극부와;
상기 전극부 전단부의 플라즈마 화염 영역에 고형연료-물의 혼합연료를 공급하되, 상기 냉각유로와 연결되어 혼합 연료가 상기 냉각유로를 경유하여 예열이 이루어져 공급이 이루어지는 혼합연료 공급라인을 포함하는 플라즈마 가스화기.
In the plasma gasifier for gasifying solid fuel,
A hollow housing in which a cooling flow path is integrally formed inside the body to circulate the cooling water;
A discharge gas supply path is fixedly supported by the insulating member in the hollow part of the housing and supplies the discharge gas between spaces spaced from the inner surface of the housing, thereby providing a plasma by arc discharge generated in the gap with the housing. An electrode unit generating a flame;
A plasma gasifier comprising a mixed fuel supply line for supplying a mixed fuel-water mixed fuel to a plasma flame region of the front end of the electrode unit, the mixed fuel supply line being connected to the cooling passage to preheat the mixed fuel via the cooling passage. .
제5항에 있어서, 상기 고형연료는 분산제가 포함된 분체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 가스화기.6. The plasma gasifier of claim 5, wherein the solid fuel is a powder containing a dispersant.
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