KR20100018554A - Gasification melting equipment and method of feeding air for combustion in melting furnace of gasification melting equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스화 용해 설비 및 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas supply dissolution facility and an air supply method for melting furnace combustion.
가스화 용해 설비는 가스화 용해 시설의 중심을 이루는 설비이며, 일반적으로는, 도시 쓰레기, 산업 폐기물 등의 폐기물을 열분해하여 생성 가스(열분해 가스 및 챠르(char))를 생성하는 가스화로와, 생성 가스가 가스화로와 연결된 가스 덕트에 의해서 생성 가스 도입구로부터 도입되어 이 생성 가스중의 열분해 가스(가연성 가스)를 연소시키는 것과 동시에, 상기 생성 가스중의 회분을 용해 슬러그화하는 용해로를 갖추고 있다.Gasification melting facilities are facilities that form the center of gasification melting facilities, and generally, gasification furnaces for generating pyrolysis gases (pyrolysis gas and char) by pyrolyzing waste such as municipal waste and industrial waste, It is introduced from the product gas inlet by a gas duct connected to the gasifier to combust the pyrolysis gas (combustible gas) in the product gas, and has a melting furnace for dissolving and slag ash in the product gas.
이런 종류의 가스화 용해 설비에서는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 용해로(80)의 1차 연소실(82)의 상부 내벽(용해로(80)의 노정부 내벽)에 용재괴(clinker, 84)가 부착하기 쉽다. 상기 용재괴(84)가 성장하면, 가스 덕트(86)로부터 상기 1차 연소실(82) 내에 도입되는 생성 가스의 적정한 연소에 필요한 해당 생성 가스의 체류 시간을 유지할 수 없게 되어 연소 효율이 저하하거나, 상기 1차 연소실(82)의 실내 형상을 적정하게 유지하지 못하고 1차 연소실 내에서의 선회 생성 가스류가 저해되어 슬러그화율(생성 가스중의 회분의 포집율)이 저하한다. 또한, 가스화 용해 설비에서는, 상기 용재괴(84)가 성장하여 상기 1차 연소실(82)을 폐색하거나 용재괴(84)의 낙하에 의한 용해로(80)의 손상이나 슬러그 배출구의 폐색이 발생할 우려가 있다.In this kind of gasification melting facility, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, a
종래, 상기의 형태인 가스화 용해로 설비의 용해로에 대해서 상기 용재괴의 부착을 방지하기 위한 기술이 특허 문헌 1에 기재되어 있다. 상기 특허 문헌 1에 기재되는 용해로는, 1차 연소실을 구성하는 측벽 및 천정벽과, 이러한 측벽 및 천정벽에 각각 설치되어 첨단부가 개구하는 복수의 연소용 가스 공급 노즐을 갖춘다.이러한 연소용 가스 공급 노즐로부터 상기 1차 연소실내에 연소용 가스(연소용 공기)가 송풍되는 일에 따라, 상기 연소용 가스와 생성 가스의 혼합을 보다 촉진하여 신속하게 승온하는 일이 가능하게 되고, 이에 의해서, 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착이 방지된다.Conventionally, Patent Literature 1 describes a technique for preventing adhesion of the molten metal mass to a melting furnace of a gasification melting furnace facility having the above aspect. The melting furnace described in Patent Document 1 includes a side wall and a ceiling wall constituting the primary combustion chamber, and a plurality of gas supply nozzles for combustion, which are respectively provided on the side wall and the ceiling wall and open at the tip portion thereof. As the combustion gas (combustion air) is blown from the nozzle into the primary combustion chamber, the mixing of the combustion gas and the generated gas can be promoted more rapidly, and the temperature can be raised quickly. The adhesion of the molten metal in the upper inner wall of the primary combustion chamber is prevented.
그러나, 상기 용해로에서는, 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착을 방지하는 것에 즈음하여, 용해로의 일차 연소용의 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급 노즐을 설치하는 위치에 대하여 한층 더 개선의 여지가 필요하다 하겠다.However, in the melting furnace, at the point of preventing the adhesion of the molten metal in the upper inner wall of the primary combustion chamber of the melting furnace, the position where the combustion air supply nozzle for supplying the combustion air for the primary combustion of the melting furnace is provided. There is a need for further improvement.
[특허 문헌 1] 특개 2003-4214호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2003-4214
본 발명은 가스화로 및 용해로와 이들을 연결하는 가스 덕트를 갖춘 가스화 용해 설비에 있어서, 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에의 용재괴의 부착을 보다 효과적으로 방지하는 것을 가능하게 하는 가스화 용해 설비 및 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention relates to a gasification melting facility and a gasification melting facility, which make it possible to more effectively prevent the attachment of a molten metal to the upper inner wall of the primary combustion chamber of the melting furnace in a gasification melting facility having a gasifier and a melting furnace and a gas duct connecting them. It is an object of the present invention to provide a method for supplying air for combustion in a furnace.
상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명과 관련되는 가스화 용해 설비는, 폐기물을 열분해하여 생성 가스를 생성하는 가스화로와, 생성 가스 도입구를 구비하여 이 생성 가스 도입구로부터 도입되는 상기 생성 가스중의 열분해 가스를 연소시키는 것과 동시에 해당 생성 가스중의 회분을 용해 슬러그화하기 위한 용해로와, 상기 가스화로와 상기 용해로를 연결하여 주고 상기 가스화로에서 생성된 상기 생성 가스를 상기 생성 가스 도입구로 유도하는 가스 덕트를 갖춘다. 그리고, 상기 생성 가스 도입구는, 상기 용해로의 1차 연소실의 상부 측벽에 설치되어 상기 가스 덕트에 대하여 상기 생성 가스 도입구의 근방의 부위에 상기 용해로의 1차 연소실에 공급되는 연소용 공기 전량의 70%이상의 연소용 공기를 공급하는 제1의 연소용 공기 공급 노즐이 설치된다.As a means for achieving the above object, a gasification dissolution facility according to the present invention includes a gasification furnace for pyrolyzing waste to generate a product gas, and a product gas inlet, and the product gas introduced from the product gas inlet. A melting furnace for dissolving and slugizing ash in the product gas at the same time as burning the pyrolysis gas in the gas, and connecting the gasifier and the melting furnace to guide the product gas generated in the gasifier to the product gas inlet. Equipped with a gas duct. The product gas inlet is provided on the upper sidewall of the primary combustion chamber of the melting furnace, and is 70% of the total amount of combustion air supplied to the primary combustion chamber of the melting furnace at a portion near the product gas inlet with respect to the gas duct. The 1st combustion air supply nozzle which supplies above combustion air is provided.
또한, 본 발명은 폐기물을 열분해하여 생성 가스를 생성하는 가스화로와 생성 가스 도입구를 구비하여, 이 생성 가스 도입구로부터 도입되는 상기 생성 가스중의 열분해 가스를 연소시키는 것과 동시에, 해당 생성 가스중의 회분을 용해 슬러그화하기 위한 용해로와, 상기 가스화로와 상기 용해로를 연결하여 주고 상기 가스화로로 생성된 상기 생성 가스를 상기 생성 가스 도입구로 유도하는 가스 덕트를 갖춘 가스화 용해 설비의 용해로에 연소용 공기를 공급하기 위한 방법에 있어서, 상기 생성 가스 도입구를 상기 용해로의 1차 연소실의 상부 측벽에 설치하는 것과, 상기 가스 덕트 중 상기 생성 가스 도입구의 근방 부위에 제1의 연소용 공기 공급 노즐을 살치하는 것과, 이 제1의 연소용 공기 공급 노즐로부터 상기 용해로의 1차 연소실에 공급되는 연소용 공기 전량의 70%이상의 연소용 공기를 공급하는 것을 포함한다.In addition, the present invention includes a gasification furnace and a product gas inlet for pyrolyzing the waste to generate a product gas, and simultaneously burn the pyrolysis gas in the product gas introduced from the product gas inlet, For combustion in a melting furnace of a gasification melting plant having a melting furnace for dissolving slug of ash, and a gas duct which connects the gasifier with the melting furnace and directs the generated gas generated by the gasifier to the producing gas inlet. A method for supplying air, wherein the product gas inlet is provided on the upper sidewall of the primary combustion chamber of the melting furnace, and a first combustion air supply nozzle is provided near the product gas inlet of the gas duct. Flesh and lead fed from the first combustion air supply nozzle to the primary combustion chamber of the melting furnace Supplying combustion air of at least 70% of the total amount of air required.
상기 가스화 용해 설비 및 상기 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급 방법에 있어서는, 상기 가스 덕트 가운데에, 상기 용해로의 1차 연소실의 상부 측벽에 설치된 생성 가스 도입구의 근방의 부위에 제1의 연소용 공기 공급 노즐이 설치되고, 이 노즐로부터, 상기 용해로의 1차 연소실에 공급되는 연소용 공기 전량의 70%이상의 연소용 공기가 공급되므로 상기 가스화로로부터 상기 가스 덕트를 통해서 상기 1차 연소실내에 유도되는 생성 가스의 발열량이 많은 상태에서, 해당 생성 가스와 연소용 공기 전량의 대부분을 차지하는 상기 제 1의 연소용 공기 공급 노즐에 의한 연소용 공기를 혼합시킬 수 있다. 이는, 용해로의 1차 연소실 상부의 노내 온도를 생성 가스에 포함되는 회분의 용해 온도 이상으로 고온화함으로써 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착 방지를 가능하게 한다.In the melting furnace combustion air supply method of the said gasification melting facility and the said gasification melting facility, 1st combustion air is provided in the gas duct in the vicinity of the product gas inlet provided in the upper side wall of the primary combustion chamber of the said melting furnace. Since a supply nozzle is provided and 70% or more of combustion air is supplied from the nozzle to the primary combustion chamber of the melting furnace, it is guided into the primary combustion chamber from the gasifier through the gas duct. In a state where the amount of generated gas of the generated gas is large, the combustion gas by the first combustion air supply nozzle, which occupies most of the total amount of the combustion air, can be mixed. This makes it possible to prevent the deposition of molten metal in the upper inner wall of the primary combustion chamber of the melting furnace by heating the furnace temperature of the upper part of the primary combustion chamber of the melting furnace to a temperature higher than the melting temperature of the ash contained in the product gas.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 가스화 용해 설비의 전체 구성을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the gasification dissolution facility which concerns on one Embodiment of this invention.
도 2는 도 1에 있어서의 가스 덕트 및 선회류 용해로의 주요부를 나타내는 평면도이다.It is a top view which shows the principal part of the gas duct and swirl flow melting furnace in FIG.
도 3은 도 2의 Ⅲ을 보인 측면도이다.3 is a side view illustrating III of FIG. 2.
도 4는 도 2의 Ⅳ을 보인 측면도이다.4 is a side view illustrating IV of FIG. 2.
도 5는 도 3의 V-V선단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG.
도 6은 선회류 용해로의 1차 연소실용의 연소용 공기 전량에 대한 가스 덕트에 설치된 제1의 연소용 공기 공급 노즐에 의한 연소용 공기 공급량의 배분 비율η과, 1차 연소실 상부의 로내 온도 T와의 관계를 나타내는 그래프이다.6 is a distribution ratio η of the amount of combustion air supply by the first combustion air supply nozzle installed in the gas duct to the total amount of combustion air for the primary combustion chamber of the swirl flow melting furnace, and the furnace temperature T above the primary combustion chamber. This graph shows the relationship with.
도 7은 선회류 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착 모습을 나타내는 평면도이다.7 is a plan view showing a state of adhesion of molten metal in the upper inner wall of the primary combustion chamber of the swirl flow melting furnace.
도 8은 선회류 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착 모습을 나타내는 측면도이다.It is a side view which shows the attachment state of the molten metal mass in the upper inner wall of the primary combustion chamber of a swirl flow furnace.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 가스화 용해 설비의 전체 구성을 나타내는 도면이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the gasification dissolution facility which concerns on one Embodiment of this invention.
도 1 내지 도 5에 나타낸 가스화 용해설비(10)는, 유동상식(流動床式) 가스화로(20)와, 선회류 용해로(30)와, 가스 덕트(40)를 갖춘다. 상기 유동상식 가스화로(20) 내에서는, 폐기물(A)의 열분해에 의해 열분해 가스 및 챠르(char)을 포함한 생성 가스(B)가 생성된다. 선회류 용해로(30)는 생성 가스 도입구(33)를 구비하여, 이 생성 가스 도입구(33)내로부터 해당 선회류 용해로(30) 내에 상기 유동상식 가스화로(20)로부터의 생성 가스(B)가 도입된다. 선회류 용해로(30) 내에서는 상기 생성 가스(B) 중의 열분해 가스(가연성 가스)가 연소하는 것과 동시에, 해당 생성 가스(B) 중의 회분이 용해 슬러그화 된다. 상기 가스 덕트(40)는 상기 유동상식 가 스화로(20)와 상기 선회류 용해로(30)를 연결하여, 유동상식 가스화로(20)에서 생성된 생성 가스(B)를 상기 선회류 용해로(30)의 생성 가스 도입구(33)로 유도한다.The
선회류 용해로(30)는, 1차 연소실(31)과 2차 연소실(32)을 구비하고 있다.유동상식 가스화로(20)로부터 생성 가스(B)는 가스 덕트(40)를 통해서 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)에 공급되어 해당 1차 연소실(31) 내에서 선회류를 형성한다. 1차 연소실(31)은 천정벽을 구비하고, 그 정부(頂部)에는(도면에서는 1개) 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)이 설치되어 있다. 상기 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)은 개구(開口)되는 선단부를 구비하여, 그 선단부로부터 1차 연소실(31) 내에 연소용 공기(f2)를 불어넣는다.The swirl
도 2 내지 도 4는 상기 가스 덕트(40) 및 상기 선회류 용해로(30)의 주요부를 나타내는 도면이며, 도 2는 평면도, 도 3은 도 2에 있어서의 Ⅲ부분 측면도, 도 4는 도 2에 있어서의 Ⅳ부분 측면도이다.2-4 is a figure which shows the principal part of the said
도 2에 나타낸 비와 같이, 상기 생성 가스 도입구(33)는 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)의 상부 측벽에 설치되어 이 생성 가스 도입구(33)에 상기 가스 덕트(40)가 접속되어 있다. 그리고, 이 가스 덕트(40) 중 상기 생성 가스 도입구(33)의 근방의 부위에, 다수 개(도면에서는 6개)의 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c 및 42a 내지 42c)가 설치되어 있다. 이들 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)은, 개구되는 선단부를 구비하며, 그 선단부로부터 1차 연소실(31) 내로 연소용 공기(f1)를 불어넣는 것이고, 상기 생성 가스(B)의 유동 방향에 따르도록 경사진 자세로 설치되어 있다(도 2 참조).As shown in FIG. 2, the
보다 구체적으로, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c)은, 상기 가스 덕트(40) 외측의 측벽(43)에, 서로 상하로 나란한 형태로 배설되어 이 외측의 측벽(43)으로부터 상기 생성 가스(B)의 유동 방향에 따르는 형태로 경사지면서 연소용 공기를 공급하도록 배설된다. 이에 대해서 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(42a 내지 42c)는, 상기 가스 덕트(40)의 안쪽의 측벽(44)에, 서로 상하로 나란한 형태로 배설되어 이 내측의 측벽(44)으로부터 상기 생성 가스(B)의 유동 방향에 따르도록 경사지면서 연소용 공기를 공급하도록 배설되어 있다.More specifically, the first combustion
도 5는, 도 3의 V-V선 단면도이다. 상기의 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)은, 1차 연소실(31) 상부의 노내 온도(실내 온도)를 고온화하기 위해서, 평면시(平面視)에 대해 생성 가스 도입구(33)의 근방에 있어서의 가스 덕트(40)의 덕트폭중심선(CL)과 생성 가스 도입구(33)와의 교점 위치(P1)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되어 있다. 즉, 평면시에 대해 상기 제 1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)의 축선의 연장선이 상기 교점 위치(P1)를 통과하도록, 상기 노즐(41a)의 위치가 정해져 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 3. As shown in FIG. 5, the first combustion
만일, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)이 평면시에 대해 상기 교점 위치(P1)보다 상류의 위치(예를 들면, 위치 P2)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되고 있는 경우에는, 가스 덕트(40) 내의 온도가 상승하여 해당 가스 덕트(40)가 용재괴에 의해 폐색될 우려가 있다. 반대로, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)이, 평면시에 대해 상기 교점 위치(P1)보다 하류의 위치(예를 들면, 위치 P3)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되고 있는 경우에는, 연소용 공기가 혼합된 생성 가스(B)가 1차 연소실(31)의 내벽에 충돌할 때까지의 연소시간이 부족하기 때문에, 1차 연소실(31) 상부의 노내 온도를 고온화하는 효과를 얻을 수 있기에는 어려워진다.If the 1st combustion
또한, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)이, 평면시에 대해 상기 교점 위치(P1)에 대해서 덕트폭 중심선(CL) 보다 외측의 위치(예를 들면, 위치 P4)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되어 있는 경우에는, 연소용 공기가 혼합된 생성 가스(B)가 1차 연소실(31) 내벽에 충돌할 때까지의 연소시간이 부족하기 때문에, 1차 연소실(31) 상부의 노내 온도를 고온화하는 효과를 얻을 수 있기에는 어렵다. 한편, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)이, 평면시에 대해 상기 교점 위치(P1)에 대해서 덕트폭 중심선(CL)보다 안쪽의 위치(예를 들면, 위치 P5)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되어 있는 경우에는, 이 연소용 공기(f1)가 1차 연소실(31) 내의 선회류의 흐름을 방해하는 것으로 슬러그화율(회분의 포집율)을 저하시킬 우려가 있다.Moreover, the said 1st combustion
따라서, 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a)은, 전술한 바와 같이, 평면시에 대해 덕트폭 중심선(CL)과 생성 가스 도입구(33)와의 교점 위치(P1)를 향해서 연소용 공기(f1)를 불어넣도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 점은, 다른 연소용 공기 공급 노즐(41b, 41c 및 42a 내지 42c)에 대해서도 동일하다. 이러한 이유에 의해, 상기 실시의 형태와 관련되는 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c)은, 상기 덕트폭 중심선(CL)보다 외측의 가스 덕트(40)의 측벽(43)에 설치되어 이 측벽(43)으로부터 상기 교점 위치(P1)를 향해서 연소용 공기를 불어넣도록 배치되는 한편, 연소 용 공기 공급 노즐(42a 내지 42c)은, 상기 덕트폭 중심선(CL)보다 안쪽의 가스 덕트(40)의 측벽(44)에 설치되어 이 측벽(44)으로부터 상기 교점 위치(P1)를 향해서 연소용 공기를 불어넣도록 배치되어 있다.Therefore, as described above, the first combustion
상기 선회류 용해로(30)는, 1차 연소실의 상부에 복수의 연소용 공기 공급 노즐이 분산되어 설치되는 종래의 용해로와는 다르게, 가스화 용해 설비(10)에 대하여, 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)의 상부 측벽에 설치된 생성 가스 도입구(33)의 근방에 있어서의 가스 덕트(40)에 마련된 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c) 및 1차 연소실(31)의 천정벽에 설치된 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)에 따라, 선회류 용해로(30)의 1차 연소실용의 연소용 공기를 공급하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)에 의한 연소용 공기 공급량과, 상기 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)에 따른 연소용 공기 공급량과의 배분 비율에 대해서는, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)이 상기 1차 연소실(31)에 공급되는 연소용 공기 전량의 70%이상의 연소용 공기를 공급하도록 설정되어 있다.The swirl
도 6은 선회류 용해로(30)의 1차 연소실용의 연소용 공기 전량에 대한 가스 덕트(40)에 설치된 제1의 연소용 공기 공급 노즐에 의한 연소용 공기 공급량의 배분 비율η과, 1차 연소실 상부의 노내 온도 T와의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a distribution ratio η of the amount of combustion air supply by the first combustion air supply nozzle provided in the
도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 배분 비율 η이 46%에서는 노내 온도 T의 실측치가 1015℃~1149℃(평균치 1082℃)이며, 해당 배분 비율 η이 63%에서는 노내 온도 T의 실측치가 1154℃~1198℃(평균치 1176℃)이며, 해당 배분 비율 η이 84%에 서는 노내 온도 T의 실측치가 1165℃~1238℃(평균치 1201℃)이었다. 이 시험 결과로부터, 배분 비율η이 70%이상이면, 1차 연소실 상부의 노내 온도 T를, 챠르(char)에 포함되는 회분의 융점 이상의 온도인 1200℃를 넘는 형태로 승온할 수 있다고 하는 결론을 얻을 수 있었다. 즉, 도 6에 나타내는 결과에 의하면, 배분 비율η이 70%이상을 만족하는 형태로 설정하면 좋은 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 6, when the said distribution ratio (eta) is 46%, the measured value of the furnace temperature T is 1015 degreeC-1149 degreeC (average value 1082 degreeC), and when the said distribution ratio (eta) is 63%, the measured value of the furnace temperature T is 1154 degreeC- 1184 degreeC (average value 1176 degreeC), and the distribution ratio (eta) was 84%, the measured value of the furnace temperature T was 1165 degreeC-1238 degreeC (average value 1201 degreeC). From this test result, if the distribution ratio (eta) is 70% or more, the conclusion that the furnace temperature T of the upper part of a primary combustion chamber can be heated up in the form exceeding 1200 degreeC which is the temperature more than melting | fusing point of ash contained in char. Could get That is, according to the result shown in FIG. 6, it turned out that distribution ratio (eta) may be set to the form which satisfy |
또한, 상기 유동상식 가스화로(20)에 있어서의 연소용 공기량(도 1에 나타내는 투입 공기 E의 공기량), 및 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c) 및 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)이 공급하는 1차 연소실용의 연소용 공기량은, 모두, 공기비(공기비는, 원료인 폐기물중의 가연물이 완전 연소하는데 최저한 필요한 공기량에 대해서 공급하는 공기량의 비이다)로 하여 1.0 내지 1.2가 적정하다. 이는, 고체연료와 가스 연료의 혼합물인 생성 가스를 효율 좋게 연소시키기 때문이고, 해당 공기비가 낮아도 혹은 높아도 1차 연소실 상부에 있어서의 필요한 노내 온도를 얻을 수 없다. 또한, 제1 및 제2의 연소용 공기 공급 노즐에 의해서 공급하는 1차 연소실용의 연소용 공기의 유속은, 블로어 능력과 배관 설계에 의해 결정되지만, 예를 들어 30~100 m/s라고 하는 비교적 높은 유속이 연소용 공기와 생성 가스와의 혼합을 촉진함으로써 연소 효율을 높게 한다.In addition, the amount of combustion air (air amount of the injected air E shown in FIG. 1), the first combustion
또한, 유동상식 가스화로(20)로부터 선회류 용해로(30)에서의 생성 가스의 공급 속도는 15~25m/s(보다 바람직하게는, 18~20 m/s)로 설정되는 것이 좋다. 생성 가스의 공급 속도는 높은 것이 좋지만, 너무 높으면 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31) 내벽에서의 충돌압이 과도하게 상승하여 용재괴의 부착을 야기하기 때문에, 최대에 있어서도 상기의 25m/s로 규제하는 것이 좋다.In addition, the supply rate of the product gas in the swirl
다음, 상기의 형태로 구성된 가스화 용해 설비(10)를 이용한 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급 방법에 대해서 설명한다.Next, the melting furnace combustion air supply method of the
유동상식 가스화로(20) 내에서는, 노상 하부로부터 삽입되어 투입되는 공기 E가 모래 등의 유동 매체 C를 유동시키는 일에 따라 유동층을 형성한다. 그리고, 상기 유동상식 가스화로(20) 내에 투입된 폐기물 A가 상기 유동층 내에서 열분해(가스화)된다. 이 폐기물 A 중 가스화 되지 않는 불연물 D는, 상기 유동층의 하부에서 노외로 배출된다.In the fluidized-
상기 유동상식 가스화로(20)에서 생성된 생성 가스(열분해 가스 및 챠르(char)) B는, 가스 덕트(40)에 의해서 선회류 용해로(30)의 생성가스 도입구(33)로 유도된다. 이 생성 가스 B는, 생성 가스 도입구(33)의 근방에 있어서 가스 덕트(40)에 설치된 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)로부터의 1차 연소실용의 연소용 공기(f1)와 혼합되면서, 생성가스 도입구(33)로부터 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)에 도입되어 1차 연소실(31) 내에서 선회류를 형성하고, 게다가 1차 연소실(31)의 천정벽에 설치된 제2의 연소용 공기 공급 노즐(34)로부터 1차 연소실용의 연소용 공기(f2)와 혼합되어 1차 연소실(31) 내에서 연소된다. 이 때, 1차 연소실용의 연소용 공기(f1, f2)를 공급할 때에, 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)에 의해서, 선회류 용해로(30)의 1차 연소실용의 연소용 공기 전량의 70%이상, 예를 들면 75%의 연소용 공기가 공급된다.The product gases (pyrolysis gas and char) B generated in the fluidized-
상기 방법은, 유동상식 가스화로(20)로부터 가스 덕트(40)에 의해서 1차 연소실(31)에 유도되는 생성 가스 B의 발열량이 많은 상태로, 해당 생성 가스 B와 연소용 공기 전량의 대부분을 차지하는 제1의 연소용 공기 공급 노즐(41a 내지 41c, 42a 내지 42c)에 의한 연소용 공기(f1)를 혼합시켜, 해당 생성 가스 B를 단번에 연소시키는 것을 가능하게 한다. 이는, 1차 연소실(31) 상부의 로내 온도를 챠르(char)에 포함되는 회분의 용해 온도 1200℃이상으로 고온화하여 1차 연소실(31)의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착을 방지하는 것을 가능하게 한다.The above method is a state in which a large amount of heat generated from the generated gas B guided to the
용해된 회분은, 1차 연소실(31)의 내벽을 따라 이동함으로써 흘러내려, 1차 연소실(31) 하부에서 용해되는 회분과 함께 선회류 용해로 저부(슬러그 분리부)를 흘러 내리고, 슬러그 배출구(35)로부터 용해 슬러그 H되어 외부로 배출된다. 또한, 1차 연소실(31)에서 2차 연소실(32)로 유도되는 생성 가스는, 2차 연소실(32)에서 2차 연소실용의 연소용 공기 G와 혼합되어 완전 연소된다. 2차 연소실(32)에서 완전 연소된 후의 연소 배기가스 J는, 선회류 용해로(30)로부터 배출되어 열회수 장치, 버그 필터 등을 거친 후 대기중으로 방출된다.The melted ash flows down by moving along the inner wall of the
이와 같이, 본 발명에 의한 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급방법에 의하면, 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착을 방지할 수 있다. 따라서, 용재괴의 낙하에 의한 선회류 용해로(30)의 손상이나 슬러그 배출구(35)의 폐색을 방지, 용재괴의 성장에 의한 선회류 용해로(30)의 1차 연소실(31)의 폐색을 방지, 및 용재괴의 부착·성장에 의한 연소 효율의 저하와 슬러그화율의 저하의 방지가 가능해지게 되고, 그 결과, 가스화 용해 설비(10) 의 적정한 상태로 안정된 운전을 장기간에 걸쳐서 실시하는 것이 가능해진다.As described above, according to the melting furnace combustion air supply method of the gasification melting facility according to the present invention, adhesion of the molten metal mass on the upper inner wall of the
즉, 본 발명에 따른 가스화 용해 설비 및 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급방법에 의하면, 상기 용해로의 1차 연소실의 상부 측벽에 설치된 생성 가스 도입구의 근방에 있어서 가스 덕트에 제1의 연소용 공기 공급 노즐이 설치되어 상기 노즐로부터 상기 용해로의 1차 연소실에 공급되는 연소용 공기 전량의 70%이상의 연소용 공기가 공급되는 일이, 상기 가스화로로부터 상기 가스 덕트를 통해서 상기 1차 연소실내로 유도되는 생성 가스의 발열량이 높은 상태에서, 해당 생성 가스와 연소용 공기 전량의 대부분을 차지하는 상기 제 1의 연소용 공기 공급 노즐에 의한 연소용 공기를 혼합시키는 것을 가능하게 하고, 이것에 의해, 용해로의 1차 연소실 상부의 노내 온도를 생성 가스에 포함되는 회분의 용해 온도 이상으로 고온화해 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착을 방지하는 것을 가능하게 한다. 이는, 용재괴의 낙하에 의한 용해로의 손상이나 슬러그 배출구의 폐색을 방지, 용재괴의 성장에 의한 용해로의 1차 연소실의 폐색을 방지, 및 용재괴의 부착·성장에 의한 연소 효율의 저하와 슬러그화율의 저하의 방지를 가능하게 하고, 그 결과, 가스화 용해 설비의 적정한 상태로의 안정된 운전을 장기간에 걸쳐서 실시하는 것을 가능하게 한다.That is, according to the melting furnace combustion air supply method of the gasification melting installation and the gasification melting installation which concerns on this invention, the 1st combustion air is provided to a gas duct in the vicinity of the product gas inlet provided in the upper side wall of the primary combustion chamber of the said melting furnace. A supply nozzle is provided so that at least 70% of the combustion air supplied from the nozzle to the primary combustion chamber of the melting furnace is supplied to the primary combustion chamber from the gasifier through the gas duct. In the state where the generated calorific value of the generated gas is high, it is possible to mix the generated gas and combustion air by the first combustion air supply nozzle, which occupies most of the total amount of combustion air, whereby The furnace temperature of the upper part of a primary combustion chamber is heated to more than the melting temperature of the ash contained in product gas, and the primary furnace It makes it possible to prevent adhesion of the slag in the upper bars of the inner wall of the chamber. This prevents the melting furnace from damage or the blockage of the slug outlet due to the falling of the molten metal, preventing the blockage of the primary combustion chamber of the melting furnace due to the growth of the molten mass, and the reduction of the combustion efficiency and the slug due to the deposition and growth of the molten mass. It is possible to prevent the reduction in the rate of fire, and as a result, it is possible to perform stable operation of the gasification dissolution facility in an appropriate state over a long period of time.
여기서, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐은, 평면시에 대해서 상기 생성 가스 도입구의 근방에 있어서의 상기 가스 덕트의 덕트폭 중심선과 상기 생성 가스 도입구와의 교점 위치를 향해서 연소용 공기를 불어넣도록 설치되는 일이, 보다 바람직하다. 이는, 가스 덕트 내의 온도가 상승하여 해당 가스 덕트가 용재괴로 폐색 되는 것을 방지하면서, 연소용 공기를 포함한 생성 가스가 1차 연소실의 내벽에 충돌할 때까지의 연소시간을 확보하여 1차 연소실 상부의 노내 온도를 고온화하는 것을 가능하게 한다.Here, the said 1st combustion air supply nozzle blows in the combustion air toward the intersection position of the duct width centerline of the said gas duct in the vicinity of the said product gas inlet with respect to planar view, and the said product gas inlet. It is more preferable that it is installed so that it may become. This ensures the combustion time until the generated gas containing combustion air collides with the inner wall of the primary combustion chamber while the temperature in the gas duct is increased to prevent the gas duct from being blocked by the molten metal. It is possible to increase the temperature in the furnace.
이 경우에 대해서, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐은, 상기 덕트폭 중심선을 따르는 형태로 경사지면서 상기 교점 위치를 향해서 연소용 공기를 불어넣는 자세로 상기 가스 덕트에 설치되는 것이 보다 바람직하다. 이는, 해당 노즐로부터 상기 1차 연소실 내로 원활한 연소용 공기의 공급을 가능하게 한다.In this case, it is more preferable that the first combustion air supply nozzle is installed in the gas duct in a posture that blows the combustion air toward the intersection position while inclining in the form along the duct width center line. This enables a smooth supply of combustion air from the nozzle into the primary combustion chamber.
게다가 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐에서는, 상기 덕트폭 중심선보다 외측의 가스 덕트의 측벽에 설치되어 이 측벽으로부터 상기 교점 위치를 향해서 연소용 공기를 불어넣는 노즐과, 상기 덕트폭 중심선보다 안쪽의 가스 덕트의 측벽에 설치되어 이 측벽으로부터 상기 교점 위치를 향해서 연소용 공기를 불어넣는 노즐이 포함되는 것이 보다 바람직하다. 이는, 상기 가스 덕트의 양측벽으로부터 상기 교점 위치를 향해서 충분한 양의 연소용 공기를 공급하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 각 제1의 연소용 공기 공급 노즐은 상기 덕트폭 중심선을 따르는 형태로 경사지면서 연소용 공기를 공급하도록 설치되어 있으므로, 외측의 측벽으로부터 공급되는 연소용 공기와 안쪽의 측벽으로부터 공급되는 연소용 공기가 서로 간섭하는 요소가 적다.Moreover, in the said 1st combustion air supply nozzle, it is provided in the side wall of the gas duct which is outside from the said duct width center line, and blows combustion air toward this intersection position from this side wall, and the inside of the said duct width center line. More preferably, a nozzle is provided on the side wall of the gas duct and blows the combustion air from the side wall toward the intersection position. This makes it possible to supply a sufficient amount of combustion air from both side walls of the gas duct toward the intersection position. In addition, since each of the first combustion air supply nozzles is provided to supply combustion air while being inclined along the duct width center line, the combustion air supplied from the outer side wall and the combustion side supplied from the inner side wall. There is little element that air interferes with each other.
또한 본 발명에서는, 상기 제1의 연소용 공기 공급 노즐과, 상기 용해로의 상기 1차 연소실의 천정벽에 설치된 제2의 연소용 공기 공급 노즐에 의해서, 상기 용해로의 1차 연소실로 연소용 공기가 공급되는 것도 가능하다.In the present invention, the combustion air is supplied to the primary combustion chamber of the melting furnace by the first combustion air supply nozzle and the second combustion air supply nozzle provided on the ceiling wall of the primary combustion chamber of the melting furnace. It is also possible to supply.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 가스화 용해설비 및 가스화 용해 설비의 용해로 연소용 공기 공급방법은 용해로의 1차 연소실의 상부 내벽에서의 용재괴의 부착을 방지할 수 있게 함으로써 가스화 용해 설비의 적정한 상태로의 안정된 운전을 장기간에 걸쳐서 실시하게 하는 것을 가능하게 한다. The melting furnace combustion air supply method of the gasification melting facility and the gasification melting facility according to the present invention as described above can prevent the adhesion of the molten metal in the upper inner wall of the primary combustion chamber of the melting furnace to bring the gasification melting facility into an appropriate state. It is possible to allow stable operation of the system for a long time.
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