KR101344860B1 - Torrefaction device for biomass - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것으로서, 바이오매스 재료를 공급하는 공급부; 상기 공급부와 연결된 투입구 및 상기 투입구와 이격된 배출구가 형성된 반탄화공간을 구비하며, 상기 반탄화공간의 하부에 마련된 다공스크린과, 상기 반탄화공간으로 공급된 상기 바이오매스를 교반하면서 상기 배출구 측으로 이동시키는 교반기를 갖는 반탄화처리부; 상기 다공스크린의 하부 영역에 마련되는 히터와, 상기 히터의 하부에 인접하게 마련되는 열교환기를 갖는 가열부; 상기 가열부를 거쳐 상기 반탄화공간으로 송풍하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 바이오매스 재료의 연속적 투입이 가능함과 동시에, 바이오매스의 열처리 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 최소화하여 장치의 구성을 간소화할 수 있는 바이오매스 반탄화 장치가 제공된다. The present invention relates to a biomass semi-carbonization apparatus, comprising: a supply unit for supplying a biomass material; A semi-carbonization space having an inlet connected to the supply part and an outlet spaced apart from the inlet, and moving to the outlet side while stirring the porous screen provided under the semi-carbonization space and the biomass supplied to the semi-carbonization space. Semi-carbonization unit having a stirrer to make; A heater having a heater provided in a lower region of the porous screen and a heat exchanger provided adjacent to the lower portion of the heater; It characterized in that it comprises a blower for blowing to the semi-carbonized space through the heating unit.
As a result, a biomass semi-carbonization apparatus capable of continuously adding biomass materials, improving the heat treatment efficiency and safety of the biomass, and minimizing dust generation can simplify the configuration of the apparatus.

Description

바이오매스 반탄화 장치{TORREFACTION DEVICE FOR BIOMASS}Biomass Semi-Carburizing Unit {TORREFACTION DEVICE FOR BIOMASS}

본 발명은 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바이오매스 재료의 연속적 투입이 가능함과 동시에, 바이오매스의 열처리 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 최소화하여 장치의 구성을 간소화할 수 있는 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a biomass semi-carbonization apparatus, and more particularly, it is possible to continuously input biomass material, and to improve the heat treatment efficiency and safety of the biomass, and to simplify the configuration of the apparatus by minimizing dust generation. It is related with the biomass semi-carbonization apparatus which can be performed.

최근 석유 등과 같은 화석계 에너지의 대체 에너지로 주목받고 있는 바이오매스는 미가공 상태에서 내부 공극률이 매우 높아서 부피가 크고, 단위 중량당 에너지 밀도가 낮기 때문에, 비경제적인 단점을 가지고 있다. Biomass, which has recently attracted attention as an alternative to fossil-based energy, such as petroleum, has an uneconomical disadvantage because its internal porosity is very high in its raw state, and its volume is large and its energy density per unit weight is low.

이러한 단점을 해소하기 위해 최근에는 바이오매스 재료를 반탄화 처리하여 단위 중량당 에너지밀도(Kcal/kg)를 높이면서, 반탄화된 바이오매스 재료를 펠릿 형태로 제조하여 부피를 줄임으로써 경제성을 확보하는 기술 및 장치가 지속적으로 개발되고 있다. In order to solve this drawback, in recent years, the biomass material is semi-carbonized to increase energy density per unit weight (Kcal / kg), while the semi-carbonized biomass material is manufactured in pellet form to reduce economic volume. Technologies and devices are constantly being developed.

여기서, 반탄화 처리는 고온의 무산소 상태에서 바이오매스 재료를 열처리하여 중량을 낮추는 것인데, 이때, 바이오매스의 발열량도 소폭 감소된다. 하지만, 결과적으로는 단위중량당 발열량 즉, 에너지밀도(Kcal/kg)는 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Here, the semi-carbonization treatment is to lower the weight by heat-treating the biomass material in a high temperature anoxic state, wherein the calorific value of the biomass is also slightly reduced. However, as a result, the calorific value per unit weight, that is, the energy density (Kcal / kg) can be obtained.

이렇게 반탄화 처리된 바이오매스를 고압으로 펠릿 형태의 고형화 물질로 성형하면, 그 부피가 줄어 단위 에너지당 수송비용이 절감되면서 경제성이 향상된다.When the semi-carbonized biomass is molded into a solidified material in a pellet form at high pressure, the volume is reduced, thereby reducing the transportation cost per unit energy and improving economic efficiency.

일반적인 바이오매스의 반탄화 장치에는 바이오매스를 열처리하는 과정이 필연적으로 포함되며, 그 열처리 방식에 따라서 바이오매스 반탄화 장치 또는 반탄화 기술이 직접가열식과 간접가열식으로 대별된다. The general biomass semi-carbonization apparatus inevitably includes a process of heat-treating the biomass, and biomass semi-carbonization apparatus or semi-carbonization technology is roughly classified into direct heating type and indirect heating type according to the heat treatment method.

이 중 직접가열식은 고온의 열풍을 열전달매체로 하여 바이오매스를 직접 가열하는 방식으로서, 열처리 효율은 우수하지만, 바이오매스 재료의 연속적 투입이 매우 어려운 단점이 있다. 바이오매스 재료의 입자 크기가 클 경우 고온 고속의 열풍이 다량으로 요구되기 때문에, 고온에 의한 압력 상승에 따른 안전성이 저하되고, 고속 열풍에 따른 분진 발생률이 높아서 분진 배출 및 포집을 위한 사이클론 등 추가의 구성에 의해 장치를 간소화하기 어려운 단점이 있다. Among them, the direct heating type is a method of directly heating the biomass by using a high temperature hot air as a heat transfer medium. Although the heat treatment efficiency is excellent, continuous input of the biomass material is very difficult. If the particle size of the biomass material is large, a large amount of high temperature and high speed hot air is required, and thus the safety is reduced due to the pressure increase due to the high temperature, and the dust generation rate is high due to the high speed hot air. There is a disadvantage that it is difficult to simplify the device by the configuration.

한편, 간접가열식은 열전달매체가 이중 자켓 등을 통과하면서 열전달 표면을 가열하면 바이오매스가 열전달 표면에 접촉하여 간접적으로 가열되는 방식으로서, 바이오매스 재료의 연속적 투입은 가능하지만 열처리 효율이 비교적 불량하고 처리량이 적은 단점이 있다. On the other hand, indirect heating is a method in which the biomass is indirectly heated by contacting the heat transfer surface when the heat transfer medium is heated through the double jacket, etc., but the continuous input of the biomass material is possible, but the heat treatment efficiency is relatively poor and throughput This has a few disadvantages.

따라서, 본 발명의 목적은 바이오매스 재료의 연속적 투입이 가능함과 동시에, 바이오매스의 열처리 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 최소화하여 장치의 구성을 간소화할 수 있는 바이오매스 반탄화 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a biomass semi-carbonization apparatus capable of continuously adding biomass materials, and improving heat treatment efficiency and safety of biomass, and minimizing dust generation, thereby simplifying the configuration of the apparatus. To provide.

상기 목적은 본 발명에 따라, 바이오매스 반탄화 장치에 있어서, 바이오매스 재료를 공급하는 공급부; 상기 공급부와 연결된 투입구 및 상기 투입구와 이격된 배출구가 형성된 반탄화공간을 구비하며, 상기 반탄화공간의 하부에 마련된 다공스크린과, 상기 반탄화공간으로 공급된 상기 바이오매스를 교반하면서 상기 배출구 측으로 이동시키는 교반기를 갖는 반탄화처리부; 상기 다공스크린의 하부 영역에 마련되는 히터와, 상기 히터의 하부에 인접하게 마련되는 열교환기를 갖는 가열부;According to the present invention, the object is a biomass semi-carbonization apparatus, the supply unit for supplying a biomass material; A semi-carbonization space having an inlet connected to the supply part and an outlet spaced apart from the inlet, and moving to the outlet side while stirring the porous screen provided under the semi-carbonization space and the biomass supplied to the semi-carbonization space. Semi-carbonization unit having a stirrer to make; A heater having a heater provided in a lower region of the porous screen and a heat exchanger provided adjacent to the lower portion of the heater;

상기 가열부를 거쳐 상기 반탄화공간으로 송풍하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치에 의해 달성된다. It is achieved by a biomass semi-carbonization device comprising a blower for blowing through the heating portion to the semi-carbonization space.

여기서, 상기 공급부는 상기 바이오매스 재료를 수용하며 상기 투입구를 통해 상기 바이오매스 재료를 상기 반탄화공간으로 연속적으로 공급하는 공급호퍼와, 상기 투입구를 개폐하는 공급밸브를 갖는 것이 바람직하다. Here, the supply unit preferably includes a supply hopper for receiving the biomass material and continuously supplying the biomass material to the semi-carbonized space through the inlet, and a supply valve for opening and closing the inlet.

그리고, 상기 교반기는 상기 반탄화공간의 투입구 측으로부터 배출구 측을 향하는 방향으로 설치된 교반축과, 상기 교반축을 회전시키는 교반모터와, 상기 교반축에 축선 방향을 따라 결합되며 상기 교반축의 회전에 따라 상기 바이오매스를 교반하면서 상기 배출구 측으로 이동시키는 복수의 교반날개를 갖는 것이 효과적이다. The stirrer may include a stirring shaft installed in a direction from the inlet side of the semi-carbonized space toward the outlet side, a stirring motor for rotating the stirring shaft, and coupled to the stirring shaft along an axial direction, and in accordance with the rotation of the stirring shaft. It is effective to have a plurality of stirring vanes moving to the outlet side while stirring the biomass.

또한, 상기 히터는 상기 다공스크린의 하부 영역에 마련되는 히팅폴더와, 상기 히팅폴더를 가열하는 히팅버너를 갖는 것이 보다 바람직하다. The heater may further include a heating folder provided in a lower region of the porous screen, and a heating burner for heating the heating folder.

한편, 상기 다공스크린의 하부 영역에는 히팅공간이 형성되어 있으며, 상기 히팅폴더와 상기 열교환기는 상호 열전달 가능하게 연결되어 상기 히팅공간 내부에 수용되어 있는 것이 보다 효과적이다. On the other hand, a heating space is formed in the lower region of the porous screen, the heating folder and the heat exchanger is connected to each other so as to be capable of heat transfer is more effectively accommodated in the heating space.

이때, 상기 히팅공간은 하측을 향해 폭이 점진적으로 축소되며 저부 영역에는 분진배출구가 형성되어 있는 것이 바람직하다. At this time, the heating space is gradually reduced in width toward the lower side it is preferable that the dust outlet is formed in the bottom region.

더불어, 상기 분진배출구는 상기 히팅공간의 길이방향 저부 일 측에 형성되며, 상기 히팅공간의 저부에는 상기 분진배출구를 향하는 이송스크류가 설치되어 있는 것이 효과적이다. In addition, the dust outlet is formed on one side of the longitudinal bottom of the heating space, it is effective that the transfer screw toward the dust outlet is installed at the bottom of the heating space.

여기서, 상기 반탄화공간과 상기 히팅공간은 단일의 반탄화처리챔버의 내측 상하부에 형성되며 상기 다공스크린에 의해 구획되어 있는 것이 보다 바람직하다. Here, it is more preferable that the semi-carbonization space and the heating space are formed on the upper and lower sides of the single semi-carbonization treatment chamber and partitioned by the porous screen.

그리고, 상기 반탄화처리챔버에는 상기 반탄화공간으로부터 외부를 향하는 배기구와, 외부로부터 상기 가열부 하부 영역의 상기 히팅공간 내부를 향하는 흡기구가 형성되어 있으며; 상기 송풍부는 상기 배기구로부터 상기 흡기구를 향하는 송풍순환유로와, 상기 송풍순환유로에 설치되어 상기 흡기구 측으로 저속 송풍하는 송풍기를 갖는 것이 보다 효과적이다.The semi-carbonization chamber is provided with an exhaust port facing outward from the semi-carbonization space and an inlet port directed from the outside toward the heating space of the lower region of the heating unit; It is more effective that the blower has a blower circulating flow path from the exhaust port toward the inlet, and a blower installed at the blower circulating flow path to blow at low speed toward the inlet.

또한, 상기 분진배출구에는 분진의 외부 배출을 허용 및 차단하는 분진배출밸브가 설치되어 있고, 상기 반탄화공간의 배출구에는 반탄화된 바이오매스 재료의 외부 배출을 허용 및 차단하는 배출구밸브가 설치되어 있는 것이 바람직하다. In addition, the dust discharge port is provided with a dust discharge valve for allowing and blocking the external discharge of dust, the outlet of the semi-carbonized space is provided with an outlet valve for allowing and blocking the external discharge of the semi-carbonized biomass material It is preferable.

한편, 상기 반탄화처리챔버의 일영역에는 외부를 향하는 안전배기구가 형성되어 있으며, 상기 안전배기구에는 상기 반탄화처리챔버 내부의 압력이 미리 설정된 임계압력 이상일 때 개방되는 안전밸브가 설치되어 있는 것이 효과적이다. On the other hand, one area of the semi-carbonization chamber is formed with a safety vent facing outward, the safety vent is effective that the safety valve is opened when the pressure inside the semi-carbonization chamber is more than a predetermined threshold pressure is installed. to be.

이때, 상기 안전배기구의 자유 단부에는 상부에서 하부로 갈수록 상기 반탄화처리챔버에서 멀어지게 경사각을 갖는 슬라이딩결합부가 형성되어 있으며; 상기 안전밸브는 상기 슬라이딩결합부에 대해 상방향으로 이동하여 상기 안전배기구를 개방하는 위치와, 상기 슬라이딩결합부에 대해 하방향으로 이동하여 상기 안전배기구를 차단하는 위치로 왕복 이동하는 개폐판과; 상기 임계 압력 이하에서 상기 개폐판을 차단 위치로 하향 가압하는 무게를 가지고 상기 개폐판의 하부에 결합된 무게추를 갖는 것이 보다 바람직하다. At this time, the free end of the safety vent is formed with a sliding coupling having an inclination angle away from the semi-carbonization chamber from the upper to the lower; The safety valve includes an opening and closing plate for reciprocating to a position to move upwards with respect to the sliding coupling portion to open the safety exhaust pipe, and to move to a downward direction relative to the sliding coupling portion to block the safety exhaust pipe; It is more preferable to have a weight coupled to the lower portion of the opening and closing plate with a weight that presses the opening and closing plate downward to the blocking position below the threshold pressure.

본 발명에 따르면, 바이오매스 재료의 연속적 투입이 가능함과 동시에, 바이오매스의 열처리 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 최소화하여 장치의 구성을 간소화할 수 있는 바이오매스 반탄화 장치가 제공된다. According to the present invention, a biomass semi-carbonization apparatus capable of continuously adding biomass materials and improving heat treatment efficiency and safety of biomass, and minimizing dust generation, can simplify the configuration of the apparatus. .

도 1은 본 발명에 따른 바이오매스 반탄화 장치의 개략도,
도 2는 도 1의 바이오매스 반탄화 장치의 측단면도.1 is a schematic view of a biomass semi-carbonization apparatus according to the present invention,
2 is a side cross-sectional view of the biomass semi-carbonization apparatus of FIG. 1.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오매스 반탄화 장치(1)는 바이오매스 재료를 공급하는 공급부(10)와, 공급부(10)로부터 전달된 바이오매스 재료를 반탄화 처리하는 반탄화처리부(20)와, 반탄화처리부(20)에 이용되는 열기를 생성하는 가열부(30)와, 가열부(30)로부터 생성된 열기를 반탄화처리부(20)로 전달하는 송풍부(40)를 포함한다.
As shown in Fig. 1 to 2, the biomass semi-carbonization device 1 according to the present invention is a semi-carbonization treatment of the supply unit 10 for supplying the biomass material and the biomass material transferred from the supply unit 10 A semi-carbonization unit 20, a heating unit 30 for generating heat used in the semi-carbonization unit 20, and a blowing unit for transferring the heat generated from the heating unit 30 to the semi-carbonization unit 20. And 40.

공급부(10)는 바이오매스 재료를 저장하는 공급호퍼(11)와, 공급호퍼(11)에 저장된 바이오매스가 후술할 반탄화처리부(20)의 반탄화공간(22)으로 공급되는 것을 허용 및 차단하는 공급밸브(13)를 가지고 있다. The supply unit 10 allows and blocks the supply hopper 11 storing the biomass material and the biomass stored in the supply hopper 11 into the semi-carbonization space 22 of the semi-carbonization unit 20 which will be described later. Has a supply valve (13).

여기서, 공급호퍼(11)는 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지는 형태인 것이 바람직하며, 그 하단부의 개구가 후술할 반탄화공간(22)의 투입구(22c)와 연결되어 있다. 이 공급호퍼(11)에 저장되는 바이오매스 재료는 건조된 상태로 저장될 수 있다. Here, the supply hopper 11 is preferably in the form of gradually narrowing in width toward the bottom, the opening of the lower end is connected to the inlet 22c of the semi-carbonized space 22 to be described later. The biomass material stored in the feed hopper 11 may be stored in a dried state.

공급밸브(13)는 반탄화공간(22)의 투입구(22c)를 개폐하도록 설치되어 있다. 이 공급밸브(13)는 제어신호에 의해 자동 개폐되는 형태의 밸브이거나 작업자의 수동조작에 의해 개폐되는 형태의 밸브일 수 있다. 이 공급밸브(13)가 개방되면 공급호퍼(11)에 저장된 바이오매스재료들이 연속적으로 반탄화공간(22) 내부로 공급된다.
The supply valve 13 is provided to open and close the inlet 22c of the semi-carbonized space 22. The supply valve 13 may be a valve that is automatically opened or closed by a control signal or a valve that is opened or closed by a manual operation of an operator. When the supply valve 13 is opened, the biomass materials stored in the supply hopper 11 are continuously supplied into the semi-carbonization space 22.

반탄화처리부(20)는 공급부(10)로부터 공급된 바이오매스가 반탄화되는 공간인 반탄화공간(22)을 구비하고 있으며, 반탄화공간(22)의 하부에 마련되는 다공스크린(25)과, 반탄화공간(22)에 공급된 바이오매스재료를 교반하는 교반기(26)를 구비하고 있다.
The semi-carbonization processing unit 20 includes a semi-carbonization space 22, which is a space where the biomass supplied from the supply unit 10 is semi-carbonized, and has a porous screen 25 provided below the semi-carbonization space 22; And an agitator 26 for stirring the biomass material supplied to the semi-carbonized space 22.

반탄화공간(22)의 일 측에는 공급호퍼(11)와 연결된 투입구(22c)가 형성되어 있으며, 이 투입구(22c)와 이격된 반탄화공간(22) 타측에는 반탄화처리된 바이오매스가 외부로 배출되는 배출구(22a)가 형성되어 있다. 이 배출구(22a)는 배출구밸브(22b)에 의해 개폐되는데, 배출구밸브(22b)는 공급밸브(13)와 마찬가지로 자동 또는 수동 조작 가능한 형태일 수 있다. An inlet 22c connected to the supply hopper 11 is formed at one side of the semi-carbonized space 22, and the semi-carbonized biomass is disposed at the other side of the semi-carbonized space 22 spaced apart from the inlet 22c. A discharge port 22a to be discharged is formed. The outlet 22a is opened and closed by the outlet valve 22b, and the outlet valve 22b may be in the form of automatic or manual operation like the supply valve 13.

여기서, 반탄화공간(22)은 별도의 챔버 형태로 마련될 수 있으나, 바람직하게는 후술할 단일의 반탄화처리챔버(21) 내측에 상부 영역에 반탄화공간(22)을 형성하고 반탄화공간(22) 하부의 반탄화처리챔버(21) 내측 하부 영역에 후술할 히팅공간(23)이 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 반탄화공간(22)과 히팅공간(23)은 다공스크린(25)에 의해 구획된다.
Here, the semi-carbonized space 22 may be provided in a separate chamber form, but preferably, the semi-carbonized space 22 is formed in the upper region inside the single semi-carbonized treatment chamber 21 to be described later, and the semi-carbonized space (22) Preferably, a heating space 23 to be described later is formed in the lower region inside the semi-carbonization treatment chamber 21 at the lower portion. At this time, the semi-carbonized space 22 and the heating space 23 is partitioned by the porous screen 25.

다공스크린(25)은 판면에 다수의 관통홀이 형성되어 있는 판상부재로서 반탄화공간(22)의 하부면을 형성함과 동시에, 후술할 히팅공간(23)의 상부면을 형성할 수 있다. 즉, 반탄화처리챔버(21)의 내측을 상하부로 구획하여 반탄화처리챔버(21) 내측 상하부에 각각 반탄화공간(22)과 히팅공간(23)이 형성되도록 한다. The porous screen 25 is a plate-like member having a plurality of through holes formed on the plate surface, and forms a lower surface of the semi-carbonized space 22 and at the same time, may form an upper surface of the heating space 23 to be described later. That is, the inner side of the semi-carbonization chamber 21 is divided into upper and lower portions so that the semi-carbonization space 22 and the heating space 23 are formed in the upper and lower portions of the inner side of the semi-carbonization chamber 21.

물론, 반탄화공간(22)이 단일의 챔버로 마련되어 히팅공간(23)과 별도의 챔버 내부에 형성된다면, 다공스크린(25)은 반탄화공간(22)의 하부면을 형성하는 역할을 하게 된다. Of course, if the semi-carbonized space 22 is formed as a single chamber and formed in the chamber separate from the heating space 23, the porous screen 25 serves to form the lower surface of the semi-carbonized space 22 .

이 다공스크린(25)의 판면은 후술할 교반기(26)의 교반날개(29)의 회전반경에 대응하는 곡면으로 형성되는 것이 교반기(26)의 교반효율 향상에 바람직하다.
The plate surface of the porous screen 25 is preferably formed in a curved surface corresponding to the rotation radius of the stirring blades 29 of the stirrer 26 to be described later to improve the stirring efficiency of the stirrer 26.

교반기(26)는 반탄화공간(22)의 길이방향으로 배치되어 회전하는 교반축(27)과, 교반축(27)을 회전시키는 교반모터(28)와, 교반축(27)에 결합되어 반탄화공간(22)에 공급된 바이오매스를 교반하면서 반탄화공간(22)의 배출구(22a)측으로 이동시키는 복수의 교반날개(29)로 구성된다. Stirrer 26 is coupled to the stirring shaft 27, which is disposed in the longitudinal direction of the semi-carbonized space 22 to rotate, the stirring motor 28 to rotate the stirring shaft 27, and the stirring shaft 27 It is composed of a plurality of stirring blades 29 for moving the biomass supplied to the carbonization space 22 toward the outlet 22a side of the semi-carbonization space 22.

교반축(27)은 반탄화공간(22)의 중간 높이에서 투입구(22c) 측으로부터 배출구(22a) 측으로 수평하게 설치되어 있다. 그리고, 교반모터(28)는 반탄화공간(22) 외측에서 교반축(27)을 회전시키도록 설치되어 있다. The stirring shaft 27 is provided horizontally from the inlet port 22c side to the outlet port 22a side at the intermediate height of the semi-carbonization space 22. And the stirring motor 28 is provided so that the stirring shaft 27 may rotate in the half carbonization space 22 outer side.

교반날개(29)들은 교반축(27)에 대해 방사상으로 결합되어 있으며, 투입구(22c)를 통해 반탄화공간(22)으로 공급된 바이오매스 재료를 교반함과 동시에 반탄화공간(22)의 배출측으로 이동시키도록 날개의 표면이 교반축(27)의 축선에 대해 틀어진 형태를 갖는 것이 바람직하다.
The stirring blades 29 are radially coupled to the stirring shaft 27 and agitate the biomass material supplied to the semi-carbonization space 22 through the inlet 22c and at the same time discharge the semi-carbonization space 22. It is preferable that the surface of the wing | blade has a form twisted with respect to the axis line of the stirring shaft 27 so that it may move to the side.

한편, 가열부(30)는 반탄화공간(22)으로 송풍될 열을 발생하는 히터(31)와, 히터(31)에서 발생된 열을 확대하기 위한 열교환기를 가지고 있다. On the other hand, the heating unit 30 has a heater 31 for generating heat to be blown into the semi-carbonized space 22, and a heat exchanger for enlarging the heat generated by the heater 31.

히터(31)는 다공스크린(25)의 하부에 인접하게 배치되는 히팅폴더(32)와, 히팅폴더(32)를 가열하는 히팅버너(33)로 마련된다. The heater 31 is provided with a heating folder 32 disposed adjacent to the lower portion of the porous screen 25 and a heating burner 33 for heating the heating folder 32.

히팅폴더(32)는 다공스크린(25)의 폭에 비해 작은 둘레 외경을 가지고 있으며, 다공스크린(25)의 하부 전 길이방향에 대응하는 길이를 가지도 있다. 이 히팅폴더(32)는 히팅버너(33)의 가열에 의해 온도가 상승되면서 발생하는 열기를 다공스크린(25)을 통해 직접적으로 반탄화공간(22) 내부로 전달한다. The heating folder 32 has a smaller outer diameter than the width of the porous screen 25, and may have a length corresponding to the entire length of the lower portion of the porous screen 25. The heating folder 32 transfers heat generated when the temperature is increased by heating of the heating burner 33 directly into the semi-carbonized space 22 through the porous screen 25.

열교환기는 히터(31)로부터 열을 전달받아서 열기를 확대하며, 송풍부(40)로부터 전달되는 송풍 공기를 열교환작용에 의해 가열한 후 송풍부(40)의 송풍력에 의해 간접적으로 다송스크린을 통해 반탄화공간(22) 내부로 전달한다. 이 열교환기는 히팅폴더(32)와 연결되어 지그재그 형태로 다수회 굴곡된 열전도관과, 다수회 굴곡된 열전도관의 대부분 영역에 접촉되게 결합된 다수의 방열판으로 구성될 수 있다. The heat exchanger receives heat from the heater 31 and expands heat, and heats the blowing air delivered from the blower 40 by heat exchange, and then indirectly through the blower screen by the blowing force of the blower 40. Transfer to the semi-carbonized space 22. The heat exchanger may be composed of a plurality of heat sinks connected to the heating folder 32 to be in contact with the majority of the heat conduction tube bent in a zigzag form and contacted most areas of the heat conduction tube bent a plurality of times.

여기서, 히팅폴더(32)와 열교환기는 반탄화공간(22) 하부에 형성되는 히팅공간(23) 내부에 수용 설치될 수 있다. Here, the heating folder 32 and the heat exchanger may be accommodated and installed in the heating space 23 formed in the lower carbonization space 22.

이 히팅공간(23)은 별도의 챔버 형태로 마련될 수 있으나, 바람직하게는 전술한 바와 같이 상부 영역에 다공스크린(25)에 의해 구획된 반탄화공간(22)이 형성되어 있는 단일의 반탄화처리챔버(21) 내측 하부 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 열교환기는 히팅공간(23)의 평면적 전부에 대응하는 평면적을 갖는 것이 바람직하다. The heating space 23 may be provided in a separate chamber form, but preferably, a single semi-carbonization in which the semi-carbonization space 22 partitioned by the porous screen 25 is formed in the upper region as described above. It is preferably formed in the lower region inside the processing chamber 21. In this case, the heat exchanger preferably has a planar area corresponding to all planar areas of the heating space 23.

이러한 히팅공간(23)은 하측을 향해 폭이 점진적으로 축소되며 저부 일영역에는 분진배출구(23a)가 형성되어 있고, 히팅공간(23)의 저부에는 바이오매스 재료의 분진을 분진배출구(23a)로 이동시키는 이송스크류(37)가 구동모터(38)에 의해 구동되도록 설치되어 있다. 이는 별도의 사이클론 등과 같은 집진기를 구비하지 않고도 반탄화공간(22)에서 다공스크린(25)을 통해 낙하되는 바이오매스 재료의 분진을 수집하여 외부로 배출하기 위한 구조이다. The heating space 23 is gradually reduced in width toward the lower side, the dust discharge port 23a is formed in one bottom area, the dust of the biomass material to the dust discharge port 23a at the bottom of the heating space 23 The transfer screw 37 to be moved is installed to be driven by the drive motor 38. This is a structure for collecting and discharging dust of biomass material falling through the porous screen 25 in the semi-carbonized space 22 without having a dust collector such as a cyclone.

이때, 분진배출구(23a)는 분진배출밸브(23b)에 의해 개폐되는데, 분진배출밸브(23b) 역시, 전술한 공급밸브(13) 및 배출구밸브(22b)와 마찬가지로 자동 또는 수동 조작 가능한 형태일 수 있다. At this time, the dust discharge port 23a is opened and closed by the dust discharge valve 23b, and the dust discharge valve 23b may also be in the form of automatic or manual operation similarly to the supply valve 13 and the outlet valve 22b described above. have.

공급밸브(13)와 배출구밸브(22b) 및 분진배출밸브(23b)의 차단 상태에서 반탄화처리챔버(21) 내부가 기밀 상태를 형성할 수 있다. 이에 의해, 별도의 질소 가스 등과 같은 불활성 가스의 공급이 없이도 반탄화처리챔버(21) 내부의 무산소상태 조성이 가능하다.
In the state where the supply valve 13, the outlet valve 22b, and the dust discharge valve 23b are blocked, the inside of the semi-carbonization treatment chamber 21 may form an airtight state. As a result, an oxygen-free composition can be made in the semi-carbonization chamber 21 without supplying an inert gas such as nitrogen gas.

한편, 송풍부(40)는 반탄화공간(22) 상부 영역으로부터 히팅공간(23) 하부 영역을 향하는 송풍순환유로(41)와, 송풍순환유로(41)에 설치되어 공기를 히팅공간(23) 내부로 송풍하는 송풍기(43)를 구비하고 있다. On the other hand, the blowing unit 40 is installed in the blowing circulation passage 41 and the blowing circulation passage 41 toward the lower region of the heating space 23 from the upper area of the semi-carbonization space 22, the heating space 23 The blower 43 which blows inside is provided.

이때, 송풍순환유로(41)의 연결을 위해서 반탄화공간(22) 상부에는 배기구(21a)가 형성되어 있고, 히팅공간(23)의 가열부(30) 하부에는 흡기구(21b)가 형성되어 있다. 송풍순환유로(41)의 양단부는 각각 배기구(21a)와 흡기구(21b)에 연결된다. At this time, the exhaust port 21a is formed in the upper portion of the semi-carbonized space 22 to connect the blowing circulation passage 41, and an inlet 21b is formed in the lower portion of the heating part 30 of the heating space 23. . Both ends of the blowing circulation passage 41 are connected to the exhaust port 21a and the inlet port 21b, respectively.

송풍기(43)는 송풍순환유로(41)를 따라 순환되는 공기를 흡기구(21b) 측을 향해 저속으로 송풍한다. 이 송풍기(43)의 저속 송풍은 반탄화공간(22) 내부에서 바이오내스 재료의 극심한 유동화가 일어나지 않도록 하여 분진발생을 최소화하기 위함이다. The blower 43 blows air circulated along the blowing circulation passage 41 at a low speed toward the intake port 21b side. The low speed blowing of the blower 43 is to minimize dust generation by preventing extreme fluidization of the bionase material inside the semi-carbonization space 22.

이러한 송풍부(40) 구성에 의해 반탄화처리챔버(21) 내부에서 발생되는 고온의 가스를 재순환시키고, 전술한 바와 같은, 공급밸브(13)와 배출구밸브(22b), 분진배출밸브(23b)에 의한 반탄화처리챔버(21) 내부의 기밀 유지에 의해서 반탄화처리챔버(21) 내부의 무산소 상태 조성이 가능하여 불활성 가스의 투입이 불필요해지고 열처리 효율이 극대화된다.
By the configuration of the blower 40, the hot gas generated inside the semi-carbonization chamber 21 is recycled, and as described above, the supply valve 13, the outlet valve 22b, and the dust discharge valve 23b. By maintaining the airtight inside the semi-carbonization chamber 21 by the anoxic state composition in the semi-carbonization chamber 21 is possible, the inert gas is unnecessary, the heat treatment efficiency is maximized.

한편, 고온에 의한 반탄화처리챔버(21)의 내부 압력 상승에 대한 안전구조로서 반탄화처리챔버(21) 일영역에 안전밸브(50)가 마련된다. 이를 위해서 반탄화처리챔버(21)의 일영역에는 외부를 향하는 안전배기구(51)가 형성되는데, 안전배기구(51)는 반탄화공간(22) 상부 일 측에 형성되는 것이 바람직할 수 있다. On the other hand, the safety valve 50 is provided in one region of the semi-carbonization chamber 21 as a safety structure against the internal pressure rise of the semi-carbonization chamber 21 due to the high temperature. To this end, a safety vent 51 facing outward is formed in one region of the semi-carbonization treatment chamber 21, and the safety vent 51 may be formed at an upper side of the semi-carbonization space 22.

이때, 안전배기구(51)의 자유 단부에는 상부에서 하부로 갈수록 상기 반탄화처리챔버(21)에서 멀어지게 경사각을 갖는 슬라이딩결합부(미도시)가 형성되어 있으며, 안전밸브(50)는 안전배기구(51)의 슬라이딩결합부(미도시)에 대해 상방향으로 이동하여 안전배기구(51)를 개방하는 위치 및 슬라이딩결합부(미도시)에 대해 하방향으로 이동하여 안전배기구(51)를 차단하는 위치로 왕복 이동하는 개폐판(53)과, 미리 설정된 반탄화처리챔버(21)의 임계 압력 이하에서 개폐판(53)을 차단 위치로 하향 가압하는 무게를 가지고 개폐판(53)의 하부에 결합된 무게추(55)로 구성될 수 있다. At this time, a sliding coupling portion (not shown) having an inclination angle is formed at the free end of the safety exhaust vent 51 from the upper carbonization process toward the lower side, and the safety valve 50 is a safety exhaust vent. A position for opening the safety exhaust pipe 51 by moving upwards with respect to the sliding coupling part (not shown) of the 51 and moving downwards with respect to the sliding coupling part (not shown) to block the safety exhaust pipe 51. It is coupled to the lower part of the opening and closing plate 53 having a weight for pressing the opening and closing plate 53 reciprocating to the position and the pressure of the opening and closing plate 53 downward to the cut-off position below the threshold pressure of the predetermined semi-carbonization treatment chamber 21 The weight 55 may be configured.

이러한, 안전밸브(50) 및 설치 구조는 반탄화처리챔버(21)에 형성되는 고온에 의해서 안전밸브(50)의 작동 불량을 미연에 방지하기 위한 구조로서, 전자적 센서 및 자동 밸브에 의한 안전배기구(51) 개폐구조일 경우 안전을 장담하기 어려운 점을 해소할 수 있다.
This, the safety valve 50 and the installation structure is a structure for preventing the malfunction of the safety valve 50 due to the high temperature formed in the semi-carbonization treatment chamber 21 in advance, the safety exhaust vent by the electronic sensor and automatic valve (51) In case of opening and closing structure, it is possible to solve the difficulty of guaranteeing safety.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 바이오매스 반탄화 장치(1)는 공급부(10)의 공급밸브(13)를 개방하면 공급호퍼(11)에 저장된 바이오매스 재료가 연속적으로 반탄화공간(22)으로 공급될 수 있다. In the biomass semi-carbonization device 1 according to the present invention having such a configuration, when the supply valve 13 of the supply unit 10 is opened, the biomass material stored in the supply hopper 11 continuously enters the semi-carbonization space 22. Can be supplied.

반탄화공간(22)으로 공급된 바이오매스재료는 교반기(26)의 구동에 의해 교반되면서 가열부(30)의 가열작용 및 송풍부(40)의 송풍 작용에 의해 다공스크린(25)을 통해 전달되는 열기에 의해 반탄화 열처리되어 배출구(22a)로 배출된다. The biomass material supplied to the semi-carbonization space 22 is transferred through the porous screen 25 by the heating action of the heating part 30 and the blowing action of the blower part 40 while being stirred by the driving of the stirrer 26. The semi-carbonized heat treatment is performed by the heat to be discharged to the outlet 22a.

이때, 가열부(30)의 히팅폴더(32)는 다공스크린(25) 하부에 인접 배치되어 열기를 직접적으로 다공스크린(25)에 전달하여 다공스크린(25)을 가열함으로써, 반탄화공간(22) 내부의 바이오매스 재료를 반탄화하기 위한 열처리 효율이 극대화된다. At this time, the heating folder 32 of the heating unit 30 is disposed adjacent to the lower portion of the porous screen 25 to transfer heat directly to the porous screen 25 to heat the porous screen 25, the semi-carbonized space 22 Heat treatment efficiency to semi-carbonize the biomass material inside is maximized.

그리고, 송풍부(40)로부터 전달되는 공기가 가열부(30)의 열교환기를 거치면서 고온으로 형성되어 간접적으로 다공스크린(25)을 통해 반탄화공간(22) 측에 전달됨으로써, 열처리 효율을 더욱 극대화할 수 있다. In addition, the air delivered from the blower 40 is formed at a high temperature while passing through the heat exchanger of the heating unit 30, and is indirectly transferred to the semi-carbonized space 22 side through the porous screen 25, thereby further improving heat treatment efficiency. It can be maximized.

또한, 송풍부(40)는 전술한 바와 같이, 바이오매스의 반탄화 과정에서 발생되는 고온의 가스를 저풍속으로 재순환시킴으로써, 바이오매스 재료의 유동화에 따른 분진 발생을 최소화하면서 반탄화처리챔버(21) 내부의 무산소 상태 조성과 열처리 효율을 극대화한다. 이에 따라, 반탄화 처리시 무산소 상태 조성을 위해서 별도의 질소 가스 등의 불활성 가스를 투입할 필요가 없게 된다. In addition, as described above, the blower 40 recycles the high temperature gas generated in the semi-carbonization process of the biomass to a low wind speed, thereby minimizing dust generation due to fluidization of the biomass material, while minimizing the carbonization process chamber 21. ) Maximize the anoxic state composition and heat treatment efficiency inside. Accordingly, it is not necessary to add an inert gas such as nitrogen gas for the composition of the anoxic state during the semi-carbonization treatment.

한편, 반탄화공간(22)에서 발생하는 일부 분진은 다공스크린(25)을 통해 히팅공간(23)으로 낙하하여 분진배출구(23a)로 배출되기 때문에, 별도의 사이클론이나 집진기와 같은 추가의 설비 구성을 구비할 필요가 없다. On the other hand, since some dust generated in the semi-carbonized space 22 is dropped into the heating space 23 through the porous screen 25 and discharged to the dust outlet 23a, additional equipment configuration such as a separate cyclone or dust collector There is no need to provide.

또한, 반탄화처리챔버(21) 내부의 압력이 미리 설정된 임계압력 이상일 때 개방되는 안전밸브(50)는 고온에서도 고장의 우려가 없으므로 장치의 안전성을 확보할 수 있다. In addition, since the safety valve 50 opened when the pressure inside the semi-carbonization chamber 21 is equal to or greater than a predetermined threshold pressure, there is no risk of failure even at a high temperature, it is possible to secure the safety of the device.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 바이오매스 재료의 연속적 투입이 가능함과 동시에, 바이오매스의 열처리 효율 및 안전성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 최소화하여 장치의 구성을 간소화할 수 있는 바이오매스 반탄화 장치가 제공된다. As described above, according to the present invention, a biomass semi-carbonization device capable of continuously adding biomass materials, improving heat treatment efficiency and safety of biomass, and minimizing dust generation can simplify the configuration of the device. Is provided.

10 : 공급부 11 : 공급호퍼
20 : 반탄화처리부 22 : 반탄화공간
23 : 히팅공간 25 : 다공스크린
30 : 가열부 31 : 히터
32 : 히팅폴더 33 : 히팅버너
35 : 열교환기 37 : 이송스크류
40 : 송풍부 41 : 송풍순환유로
43 : 송풍기 50 : 안전밸브
53 : 개폐판 55 : 무게추10: supply unit 11: supply hopper
20: semi-carbonization unit 22: semi-carbonization space
23: heating space 25: porous screen
30: heating part 31: heater
32: heating folder 33: heating burner
35 heat exchanger 37 transfer screw
40: blowing unit 41: blowing circulation flow path
43: blower 50: safety valve
53: opening and closing plate 55: weight

Claims (12)

바이오매스 반탄화 장치에 있어서,
바이오매스 재료를 공급하는 공급부;
상기 공급부와 연결된 투입구 및 상기 투입구와 이격된 배출구가 형성된 반탄화공간을 구비하며, 상기 반탄화공간의 하부에 마련된 다공스크린과, 상기 반탄화공간으로 공급된 상기 바이오매스를 교반하면서 상기 배출구 측으로 이동시키는 교반기를 갖는 반탄화처리부;
상기 다공스크린의 하부 영역에 마련되는 히터와, 상기 히터의 하부에 인접하게 마련되는 열교환기를 갖는 가열부;
상기 가열부를 거쳐 상기 반탄화공간으로 송풍하는 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. In the biomass semi-carbonization device,
A supply unit for supplying biomass material;
A semi-carbonization space having an inlet connected to the supply part and an outlet spaced apart from the inlet, and moving to the outlet side while stirring the porous screen provided under the semi-carbonization space and the biomass supplied to the semi-carbonization space. Semi-carbonization unit having a stirrer to make;
A heater having a heater provided in a lower region of the porous screen and a heat exchanger provided adjacent to the lower portion of the heater;
Biomass semi-carbonization device comprising a blower for blowing to the semi-carbonization space through the heating unit. 제1항에 있어서,
상기 공급부는
상기 바이오매스 재료를 수용하며 상기 투입구를 통해 상기 바이오매스 재료를 상기 반탄화공간으로 연속적으로 공급하는 공급호퍼와,
상기 투입구를 개폐하는 공급밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. The method of claim 1,
The supply part
A feed hopper accommodating the biomass material and continuously supplying the biomass material to the semi-carbonization space through the inlet;
And a supply valve for opening and closing the inlet. 제1항에 있어서,
상기 교반기는
상기 반탄화공간의 투입구 측으로부터 배출구 측을 향하는 방향으로 설치된 교반축과,
상기 교반축을 회전시키는 교반모터와,
상기 교반축에 축선 방향을 따라 결합되며 상기 교반축의 회전에 따라 상기 바이오매스를 교반하면서 상기 배출구 측으로 이동시키는 복수의 교반날개를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. The method of claim 1,
The stirrer
A stirring shaft installed in a direction from the inlet side to the outlet side of the semi-carbonized space;
A stirring motor for rotating the stirring shaft,
The biomass semi-carbonization device, characterized in that coupled to the stirring shaft in the axial direction and having a plurality of stirring wings to move to the outlet side while stirring the biomass in accordance with the rotation of the stirring shaft. 제1항에 있어서,
상기 히터는
상기 다공스크린의 하부 영역에 마련되는 히팅폴더와,
상기 히팅폴더를 가열하는 히팅버너를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. The method of claim 1,
The heater
A heating folder provided in the lower region of the porous screen;
Biomass semi-carbonization apparatus characterized by having a heating burner for heating the heating folder. 제4항에 있어서,
상기 다공스크린의 하부 영역에는 히팅공간이 형성되어 있으며, 상기 히팅폴더와 상기 열교환기는 상호 열전달 가능하게 연결되어 상기 히팅공간 내부에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. 5. The method of claim 4,
And a heating space is formed in the lower region of the porous screen, and the heating folder and the heat exchanger are connected to each other so as to be capable of heat transfer, and are accommodated in the heating space. 제5항에 있어서,
상기 히팅공간은 하측을 향해 폭이 점진적으로 축소되며 저부 영역에는 분진배출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. The method of claim 5,
The heating space is gradually reduced in width toward the lower side biomass semi-carbonization device, characterized in that the dust outlet is formed in the bottom area. 제6항에 있어서,
상기 분진배출구는 상기 히팅공간의 길이방향 저부 일 측에 형성되며, 상기 히팅공간의 저부에는 상기 분진배출구를 향하는 이송스크류가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. The method according to claim 6,
The dust discharge port is formed on one side of the longitudinal bottom of the heating space, the biomass semi-carbonization device, characterized in that the bottom of the heating space is provided with a transfer screw toward the dust discharge port. 제7항에 있어서,
상기 반탄화공간과 상기 히팅공간은 단일의 반탄화처리챔버의 내측 상하부에 형성되며 상기 다공스크린에 의해 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치.The method of claim 7, wherein
The semi-carbonization space and the heating space is formed on the inner upper and lower portions of a single semi-carbonization treatment chamber, characterized in that partitioned by the porous screen. 제8항에 있어서,
상기 반탄화처리챔버에는 상기 반탄화공간으로부터 외부를 향하는 배기구와, 외부로부터 상기 가열부 하부 영역의 상기 히팅공간 내부를 향하는 흡기구가 형성되어 있으며;
상기 송풍부는 상기 배기구로부터 상기 흡기구를 향하는 송풍순환유로와, 상기 송풍순환유로에 설치되어 상기 흡기구 측으로 송풍하는 송풍기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치.9. The method of claim 8,
The semi-carbonization chamber is provided with an exhaust port facing outward from the semi-carbonization space and an intake port directed from the outside toward the heating space of the lower region of the heating part;
And said blower comprises a blower circulating flow path from said exhaust port toward said intake port, and a blower installed in said blower circulating flow path to blow air toward said intake port side. 제9항에 있어서,
상기 분진배출구에는 분진의 외부 배출을 허용 및 차단하는 분진배출밸브가 설치되어 있고,
상기 반탄화공간의 배출구에는 반탄화된 바이오매스 재료의 외부 배출을 허용 및 차단하는 배출구밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치. 10. The method of claim 9,
The dust discharge port is provided with a dust discharge valve to allow and block the external discharge of dust,
Biomass semi-carbonization apparatus characterized in that the outlet of the semi-carbonized space is provided with an outlet valve for allowing and blocking the external discharge of the semi-carbonized biomass material. 제10항에 있어서,
상기 반탄화처리챔버의 일영역에는 외부를 향하는 안전배기구가 형성되어 있으며, 상기 안전배기구에는 상기 반탄화처리챔버 내부의 압력이 미리 설정된 임계압력 이상일 때 개방되는 안전밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치.The method of claim 10,
A safety vent opening to the outside is formed in one region of the semi-carbonization chamber, and the safety vent is provided with a safety valve that opens when the pressure inside the semi-carbonization chamber is greater than or equal to a predetermined threshold pressure. Biomass Semicarbonization Device. 제11항에 있어서,
상기 안전배기구의 자유 단부에는 상부에서 하부로 갈수록 상기 반탄화처리챔버에서 멀어지게 경사각을 갖는 슬라이딩결합부가 형성되어 있으며;
상기 안전밸브는
상기 슬라이딩결합부에 대해 상방향으로 이동하여 상기 안전배기구를 개방하는 위치와, 상기 슬라이딩결합부에 대해 하방향으로 이동하여 상기 안전배기구를 차단하는 위치로 왕복 이동하는 개폐판과;
상기 임계 압력 이하에서 상기 개폐판을 차단 위치로 하향 가압하는 무게를 가지고 상기 개폐판의 하부에 결합된 무게추를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오매스 반탄화 장치.
12. The method of claim 11,
The free end of the safety vent is formed with a sliding coupling having an inclination angle away from the semi-carbonization chamber from the upper to the lower;
The safety valve
An opening / closing plate which moves upwardly with respect to the sliding coupling part to open the safety exhaust pipe and reciprocates to a position which moves downward toward the sliding coupling part to block the safety exhaust pipe;
Biomass semi-carbonization device, characterized in that having a weight coupled to the lower portion of the opening and closing plate having a weight that presses the opening and closing plate downward to the blocking position below the threshold pressure.
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