초록 ▼

RPF를 전용으로 연소하는 증기량 0.8ton/h($300^{\circ}C$, 15atm)급 순환유동층 보일러를 개발하였다. 보일러의 최종과열기를 염소가스에 의한 고온부식으로부터 보호하기 위하여 외부 열교환기에 배치하였다. 외부열교환는 사이클론에서 포집된 비산회가 입자의 유량조절이 가능한 비기계적 입자순환장치를 통하여 필요한 양만큼 유입되어 내부에 설치된 최종과열기와 열교환을 하게 된다. 외부열교환기는 연소가 일어나지 않고 연소실에서 비산된 입자가 거쳐가는 역할만 하게 되므로 최종열교환기가 염소가스와 직접 접촉하

RPF를 전용으로 연소하는 증기량 0.8ton/h($300^{\circ}C$, 15atm)급 순환유동층 보일러를 개발하였다. 보일러의 최종과열기를 염소가스에 의한 고온부식으로부터 보호하기 위하여 외부 열교환기에 배치하였다. 외부열교환는 사이클론에서 포집된 비산회가 입자의 유량조절이 가능한 비기계적 입자순환장치를 통하여 필요한 양만큼 유입되어 내부에 설치된 최종과열기와 열교환을 하게 된다. 외부열교환기는 연소가 일어나지 않고 연소실에서 비산된 입자가 거쳐가는 역할만 하게 되므로 최종열교환기가 염소가스와 직접 접촉하여 금속을 부식시키는 일이 일어나지 않는다. 또한 종래의 외부열교환기가 사이클론에서 포집되는 입자 전량이 거쳐가게 되어 온도 조절이 곤란하게 되거나 아니면 기계적 밸브를 채용하여 금속부에 크링커 생성이나 부식을 일으키는 경우가 있었으나 본 연구에서 적용된 비 계계적 밸브는 두방향 즉 직접 연소실로가는 입자와 외부열교환기를 거쳐 연소실로 가는 입자의 유량을 임의로 조절할 수 있었다. 본 설비는 부식성가스를 발생시키는 폐기물 계열 연료의 열이용에 적합한 설비이며 단시간에 상용화하여 현장에 적용을 할 수 있다.

Abstract ▼

A demonstration scale of circulating fluidized bed(CFBC) boiler for recycled plastic fuel(RPF) with steam capacity of 0.8ton/h(300, 15 atm) and power capacity of 1MWe has been developed and the technology is proved.
In order to protect the final superheater from corrosive HCl gas, it is equipped

A demonstration scale of circulating fluidized bed(CFBC) boiler for recycled plastic fuel(RPF) with steam capacity of 0.8ton/h(300, 15 atm) and power capacity of 1MWe has been developed and the technology is proved.
In order to protect the final superheater from corrosive HCl gas, it is equipped with an external heat exchanger. The particle flow into the external heat exchanger is controlled by a non mechanical two way loop seal where captured particles form the cyclone flow through and exchange heat with the final superheater. The combustion dose not occur in
and the flue gas does not pass through the external heat exchanger, thus the final super
heater would not contact with corrosive gases directly.
Existing external heat exchanger would pass through the whole particles captured by cyclones resulting the temperature control difficult or use mechanical valves which would cause corrosion. Our invention involves non-mechanical two way valves which controls particle flows into the combustor and the external heat exchanger. This facility is appropriate to burn waste derived fuels which would generate corrosive gases after combustion. The invention can be directly applied to the commercial design.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...19
• 제 1 절 연구의 배경...21
• 제 2 절 연구목적 및 필요성...22
• 제 3 절 연구내용...25
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...29
• 제 1 절 국외 연구사례 및 동향...31
• 제 2 절 국내 연구사례 및 동향...37
• 제 3 절 유동층 기술의 이해...42
• 제 3 장 연소 연구 내용 및 결과 고찰...47
• 제 1 절 RPF 제조기술...49
• 1. 2차 탈수기와 건조기...49
• 2. ADD-ON Mixer(RPF 제조설비)...49
• 3. RPF 제조공정...53
• 제 2 절 10kg/h급 순환유동층 연소로 연구...56
• 제 3 절 연소 실험장치 개선 및 연소연구...60
• 1. 두산중 RPF 연소 실험장치...60
• 2. RPF Feeding System 설비 개선 연구...61
• 3. RPF 기초연소 실험...70
• 제 4 절 100kg/h급 RPF 전용 순환유동층 보일러 운전...81
• 1. 시료의 calibraton...81
• 2. 예비 테스트...83
• 3. 설비 보완...86
• 4. 시운전...91
• 5. 정상운전...96
• 제 5 절 기동 메뉴얼...100
• 1. 기동전 점검사항...100
• 2. 기동절차...100
• 제 4 장 RPF 전용 순환유동층 시험 보일러 설계...103
• 제 1 절 기본 사항...105
• 1. 설비 개요...105
• 2. 주요설비...106
• 3. Site...107
• 4. Emission...108
• 5. Utility for the system...109
• 6. Fuel...110
• 제 2 절 기계...112
• 1. 연료 공급 및 연소재 처리...112
• 2. Specifications of fans...115
• 3. Duct 압손...116
• 4. 압축공기...117
• 5. 노 재료...117
• 제 3 절 CFBC 보일러 설계...118
• 1. 보일러 구성...118
• 2. 설계조건...119
• 3. Fuel and Limestone analysis...123
• 4. 설계연료의 조성...124
• 5. Air supply...125
• 6. Gas analysis...127
• 7. Ash and solid...128
• 8. Heat balance...129
• 9. Design specifications...130
• 10. hir heater...131
• 11. Furnace heating surface...131
• 12. Furnace dimension...132
• 13. Superheater...133
• 14. Economizer...133
• 15. Boiler load distributions...134
• 16. Nozzle Design...135
• 17. Cyclone Design...136
• 18. Loop Seal Design...138
• 19. Thermodynamic calculation...141
• 20. Quench Chamber...142
• 21. SDR (Semi Dry Reactor)...143
• 22. 백필터...145
• 23. A/C Filter Gas Cleaner...148
• 24. 연돌(Stack)...149
• 제 4 절 배관...152
• 1. 배관규격...152
• 2. 배관재료...154
• 3. Feed water...155
• 제 5 절 전기와 제어...156
• 1. 전기공사...156
• 2. 온도/압력 센서...157
• 3. Level Gauge...158
• 4. 유량계...159
• 5. 밸브...159
• 6. 댐퍼...161
• 7. Gas Side 제어방법...161
• 8. Water/Steam Side 제어방법...163
• 9. Solid Side 제어방법...166
• 제 5 장 결론...171
• 제 1 절 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...173
• 제 2 절 연구개발결과의 활용계획...176
• 1. 10MWe RDF 전용 순환유동층 열병합 설비 개발...176
• 2. 기대효과와 기타 활용방안...178
• 제 3 절 RPF 연소 열공급 시스템 경제성 분석...181
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...189
• 제 1 절 IHI사 유동층 보일러...191
• 제 2 절 Austrian Energy & Environment AG사 유동층 보일러...192
• 제 3 절 KHI 유동층 보일러...194
• 제 4 절 해외기술 조사 결과의 요약...195
• 제 7 장 참고문헌...197