일반기술

고온가압석탄가스화반응장치

본 기술은 고온 가압 석탄가스화 반응장치에 관한 것이다. 본 기술의 구성은 다음과같다. 석탄가스화에 필요한 반응가스를 고온 고압 주반응기에 정량 공급하기 위한 가스정량공급부가 있고, 반응가스를 혼합하기 위한 가스혼합부와 반응가스를 예열시키기 위한 가스예열기가 있으며, 증기를 고온 고압 주반응기에 정량 공급하기 위한 증기정량주입부가 있다. 그리고, 석탄입자를 고온 고압 주반응기에 공급하기 위한 석탄공급부가 있으며, 가스예열기로부터 예열된 반응가스와 석탄공급부에서 공급된 석탄입자를 적정 압력과 온도에서 석탄가스화 반응시키기 위한 고온 고압 주반응기가 있고, 고온 고압 주반응기로부터 배출된 가스와 반응입자의 분석을 수행하며 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기가스처리부가 있다. 마지막으로 주반응기의 주위에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수순환부와, 주반응기 및 반응가스의 압력,유량 및 온도를 제어하고 설비운전시의 비상상황을 감시 및 제어하며 설비운전자료를 수집하기 위한 제어 및 자료수집부로 구성되어 있다.산화분위기는 물론 환원분위기에서 석탄의 가스화 반응성 측정을 수행할 수 있도록, 가스정량공급부 및 증기정량주입부에는 반응가스 및 공기를 개별적으로 또는 혼합하여 정량 공급할 수 있는 유량조절밸브와 질량유량조절기 및 미터링 펌프로 이루어진 유량조절수단을 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.또한, 가스정량공급부 및 증기정량공급부는 공급되는 반응가스의 조성을 실험대상 및 목적에 따라 변화하여 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이때, 촤-수증기의 반응속도 측정시 증기의 정량공급을 위하여, 증기정량주입부는 미터링펌프 또는 시린지펌프 등의 펌프와, 증기가열로와, 증기가열로에 오일을 순환시키기 위한 열-오일펌프로 구성하는 것이 바람직하다.그리고, 석탄의 반응속도 측정시 고온 고압 주반응기로부터 발생된 열에 의한 석탄공급부의 영향을 차단하기 위하여, 연료주입관을 수냉관으로 구성하고, 주반응기 내에서의 석탄입자의 체류시간을 조절하기 위하여 연료주입관을 주반응기 내에서 상하로 이동하도록 구성하며, 석탄의 반응속도를 용이하게 측정할 수 있도록 주반응기의 중앙부 및 하단에 여러개의 광학적 창을 부설하는 것이 바람직하다. 아울러, 주반응기 내에서 석탄의 체류시에만 석탄가스화 반응이 허용되도록 하면서 반응을 신속히 종결시키기 위하여, 주반응기는 질소냉각 및 수 냉각을 변용하도록 구성하는 것이 바람직하다.