KR101389319B1

KR101389319B1 - Regenerative oxyfuel combustion system and method with catalysts for partial oxidation

Info

Publication number: KR101389319B1
Application number: KR1020120079817A
Authority: KR
Inventors: 홍성국; 노동순; 최경빈; 오정석; 고창복
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-05-07
Also published as: KR20140013255A

Abstract

본 발명은 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소 시스템을 이용한 연소방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 순산소 연소 시스템에 있어서, 산소분사부와 연료분사부를 갖는 연소노즐이 일측과 타측 각각에 구비되는 연소실; 연소노즐 각각에 연결되며 축열모드시 연소실에서 발생된 배가스가 유입되어 축열되고, 공급모드시 산소가 유입되어 유입된 산소를 예열하여 예열된 산소를 연소실의 산소분사부로 공급하는 축열실; 및 연소실에서 발생된 배가스 일부가 유입되어 연료가 예열되고, 연료와 함께 산소가 유입되며 내부에 부분산화용 촉매가 구비되어 유입되는 연료가 부분산화되는 열교환기; 및 열교환기와 연소실 사이에 구비되어 연소실에서 발생된 배가스 일부를 열교환기로 공급시키기 위한 바이패스 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a regenerative oxyfuel combustion system having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst and a combustion method using the combustion system. More particularly, the present invention relates to a pure oxy-fuel combustion system comprising: a combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided at one side and the other side; A regeneration chamber connected to each of the combustion nozzles to heat the exhaust gas generated in the combustion chamber during the heat accumulation mode and to heat the exhaust gas to preheat the incoming oxygen into the oxygen atomizer of the combustion chamber; And a heat exchanger in which a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber flows to preheat the fuel, oxygen flows together with the fuel, and a partial oxidation catalyst is provided therein to partially oxidize the introduced fuel. And a bypass flow path provided between the heat exchanger and the combustion chamber to supply a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger. The present invention relates to a regenerative oxyfuel combustion system having a fuel partial oxidation characteristic using a catalyst.

Description

촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소 시스템을 이용한 연소방법{Regenerative oxyfuel combustion system and method with catalysts for partial oxidation}[0001] The present invention relates to a regenerative oxy-fuel combustion system having a fuel partial oxidation characteristic using a catalyst and a combustion method using the same,

본 발명은 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소 시스템을 이용한 연소방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 종래의 공기를 산화제로 활용한 축열식 시스템과 달리 순산소만을 산화제로 사용하면서도 배가스의 열량을 효율적으로 활용할 수 있고, 연소실 내의 무산화 분위기 조건을 달성하기 위해 일부 개질된 연료가 투입되도록하여 시스템에 사용되는 연료를 최소화하여 효율을 향상시킨 축열식 순산소 연소시스템 및 그 시스템을 이용한 연소방법에 관한 것이다. The present invention relates to a regenerative oxyfuel combustion system having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst and a combustion method using the combustion system. More specifically, unlike a regenerative system using conventional air as an oxidizer, it is possible to efficiently utilize the heat of the exhaust gas while using only pure oxygen as an oxidizer, and in order to achieve the anaerobic atmosphere condition in the combustion chamber, To a regenerative oxy-fuel combustion system which improves the efficiency by minimizing the fuel used in the system, and a combustion method using the system.

통상의 연소시스템은 연료를 공급하기 위한 연료공급부와 산화제를 공급하기 위한 산화제공급부 그리고 산화제와 연료가 분사되는 연소노즐 등을 포함하고 있다. 이러한 연소시스템 중 연소시 발생되는 배가스의 열량을 저장하기 위한 축열실을 갖는 축열식 연소시스템이 존재한다. A conventional combustion system includes a fuel supply part for supplying fuel, an oxidant supply part for supplying the oxidant, and a combustion nozzle for injecting the oxidant and the fuel. Among these combustion systems, there is a regenerative combustion system having a regenerative chamber for storing the amount of heat of the exhaust gas generated in the combustion.

종래 이러한 축열식 연소시스템의 경우 산화제로서 공기를 사용하였다. 그리고, 축열식 연소시스템에 구비되는 축열실에 저장되는 열원으로 공급되는 공기를 예열하는데 사용되었다. In the conventional regenerative combustion system, air is used as an oxidizing agent. In addition, it was used to preheat the air supplied to the heat source stored in the heat storage chamber provided in the regenerative combustion system.

또한, 연소효율을 높이고 무산화 분위기를 유지하기 위해, 투입되는 연료의 일부를 연소실 투입 전에 미리 개질(부분 산화)하는 단계가 필요하다. 연료를 개질하기 위한 방법으로 무촉매 부분 산화 반응과 촉매 부분 산화반응이 존재한다. 무촉매 부분 산화반응의 경우, 정상적인 부분산화 반응을 하기 위해서는 매우 높은 온도 및 고압 유지가 필요하다. Further, in order to increase the combustion efficiency and maintain the non-oxidizing atmosphere, a step of reforming part of the injected fuel in advance before the combustion chamber is introduced (partial oxidation) is necessary. Non-catalytic partial oxidation and catalytic partial oxidation exist as a method for modifying the fuel. In the case of the non-catalytic partial oxidation reaction, very high temperature and high pressure maintenance are required for the normal partial oxidation reaction.

또한, 최근 산화제로서 공기가 아닌 순산소를 사용하는 연소시스템이 존재하는데, 산화제로서 순산소를 사용하게 되는 경우 연소효율을 증대시킬 수 있고, 배가스에 NOx 등의 유해물질을 저감시킬 수 있고, 물과 이산화탄소만을 배가스로 배출시키게 되므로 이산화탄소의 포집이 용이하다는 장점을 갖게 된다. In recent years, there has been a combustion system using pure oxygen rather than air as an oxidizing agent. When pure oxygen is used as an oxidizing agent, combustion efficiency can be increased, harmful substances such as NOx can be reduced in exhaust gas, And only carbon dioxide is discharged to the exhaust gas, it is advantageous that the carbon dioxide can be easily collected.

그러나, 이러한 산화제를 순산소로 사용하게 되는 경우 기존의 축열식 연소시스템을 적용하기 힘든 문제가 존재하였다. 즉, 기존의 축열식 연소시스템을 산화제로 산소만을 이용하는 순산소 연소 시스템에 그대로 적용하게 되는 경우, 예열에 필요한 열량에 비해 연소시 발생되는 배가스가 갖고 있는 열량이 상대적으로 크기 때문에 결국 배가스의 열량을 제대로 활용할 수 없고, 전체 시스템의 밸런스를 맞출 수 없게 되는 문제가 존재하게 된다. However, there is a problem that it is difficult to apply the conventional regenerative combustion system when the oxidizing agent is used as pure oxygen. That is, when the existing regenerative combustion system is directly applied to a pure oxygen combustion system using only oxygen as an oxidizer, the amount of heat generated by the combustion of the exhaust gas is relatively larger than the amount of heat required for preheating, There is a problem that the balance of the entire system can not be matched.

따라서 배가스 열량을 제대로 활용할 수 있고, 연료의 부분산화 특성을 갖는 축열식 순산소 연소 시스템의 개발이 요구되었다. Therefore, it is required to develop a regenerative oxy-fuel combustion system which can utilize the heat of exhaust gas and partially oxidize the fuel.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면 배가스 일부를 바이패스 하기 위한 바이패스 유로와 열교환기를 적용하여 일부 배가스를 축열실로 지나가지 않도록 하여 설치된 축열실을 통해 배가스와 산소간의 열교환이 효율적으로 일어나고, 연소시 발생되는 배가스의 현열을 최대한 활용하여 투입되는 연료를 예열할 수 있고, 연소실 투입전 일부연료를 개질시키기 위해 개질이 용이한 방법인 촉매 부분산화반응을 일으켜 연소실 내에 무산화 분위기 조건을 달성하여 시스템에 사용되는 연료를 최소화하여 효율을 극대화할 수 있는 축열식 순산소 연소시스템 및 연소방법을 제공하게 된다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a bypass passage and a heat exchanger for bypassing a part of the exhaust gas, Heat exchange between the exhaust gas and oxygen can be efficiently performed through the installed regenerative chamber, the injected fuel can be preheated by making the most use of the sensible heat of the exhaust gas generated in the combustion, and the reforming method The present invention provides a regenerative pure oxyfuel combustion system and a combustion method capable of maximizing the efficiency by minimizing the fuel used in the system by achieving the oxidizing atmosphere condition in the combustion chamber by causing the catalyst partial oxidation reaction.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 목적은 순산소 연소 시스템에 있어서, 산소분사부와 연료분사부를 갖는 연소노즐이 일측과 타측 각각에 구비되는 연소실; 연소노즐 각각에 연결되며 축열모드시 연소실에서 발생된 배가스가 유입되어 축열되고, 공급모드시 산소가 유입되어 유입된 산소를 예열하여 예열된 산소를 연소실의 산소분사부로 공급하는 축열실; 연소실에서 발생된 배가스 일부가 유입되어 연료가 예열되고, 연료와 함께 산소가 유입되며 내부에 부분산화용 촉매가 구비되어 유입되는 연료가 부분산화되는 열교환기; 및 열교환기와 연소실 사이에 구비되어 연소실에서 발생된 배가스 일부를 열교환기로 공급시키기 위한 바이패스 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템으로서 달성될 수 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pure oxy-fuel combustion system having a combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided at one side and the other side, respectively; A regeneration chamber connected to each of the combustion nozzles to heat the exhaust gas generated in the combustion chamber during the heat accumulation mode and to heat the exhaust gas to preheat the incoming oxygen into the oxygen atomizer of the combustion chamber; A heat exchanger in which a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber flows to preheat the fuel, oxygen flows together with the fuel, and a partial oxidation catalyst is provided therein to partially oxidize the introduced fuel; And a bypass flow path provided between the heat exchanger and the combustion chamber for supplying a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger. The regeneration type oxyfuel combustion system having the fuel partial oxidation characteristic using the catalyst have.

열교환기는 내면 일측에 부분산화용 촉매가 코팅된 코팅층을 구비하거나 내부 일측에 부분산화용 촉매로 코팅된 매체가 충진된 것을 특징으로 할 수 있다. The heat exchanger may have a coating layer coated with a catalyst for partial oxidation on one side of the inner surface, or a medium coated with a catalyst for partial oxidation on the inner side of the heat exchanger.

열교환기는 연료가 유입되는 측에 구비된 제1열교환기와 제1열교환기의 토출부 측에 연결된 제2열교환기를 포함하고, 제1열교환기는 내면 일측에 부분산화용 촉매가 코팅된 코팅층을 구비하거나 내부 일측에 부분산화용 촉매로 코팅된 매체가 충진된 것을 특징으로 할 수 있다. The heat exchanger includes a first heat exchanger provided on a side where fuel flows and a second heat exchanger connected to a discharge side of the first heat exchanger. The first heat exchanger has a coating layer coated on the inner surface of the first heat exchanger, And one side thereof is filled with a medium coated with a partial oxidation catalyst.

축열실은 연소실 일측에 연결된 제1축열실과 연소실 타측에 연결된 제2축열실을 포함하고, 제1축열실이 공급모드인 경우 제2축열실은 축열모드로 작동하고, 제1축열실이 축열모드인 경우 제2축열실은 공급모드로 작동되는 것을 특징으로 할 수 있다. The regenerative chamber includes a first regenerative chamber connected to one side of the combustion chamber and a second regenerative chamber connected to the other side of the combustion chamber. When the first regenerative chamber is in the supply mode, the second regenerative chamber operates in the regenerative mode. When the first regenerative chamber is in the regenerative mode And the second storage chamber is operated in the supply mode.

공급모드인 축열실로 산소를 공급시키는 제1산소공급수단; 열교환기로 산소를 공급시키는 제2산소공급수단; 및 열교환기로 연료를 공급시키기 위한 연료공급수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A first oxygen supply means for supplying oxygen to a regenerating chamber which is a supply mode; Second oxygen supply means for supplying oxygen to the heat exchanger; And fuel supply means for supplying fuel to the heat exchanger.

제1축열실과 제2축열실 사이에 구비되어 모드를 변경시키는 절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a switching valve provided between the first regenerating chamber and the second regenerating chamber for changing the mode.

절환밸브는 축열모드인 축열실에서 토출되는 배가스를 공급모드인 축열실로 유입되지 않고 외부로 배출시키도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The switching valve is configured to discharge the exhaust gas discharged from the heat storage chamber, which is the heat storage mode, to the outside without flowing into the heat storage chamber which is the supply mode.

열교환기와 연소실의 일측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 및 열교환기와 연소실의 타측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 각각에 구비되어 공급모드인 연소노즐에 연료를 공급하도록 유도하는 제1스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A first switch provided between the heat exchanger and the fuel injection part of the combustion nozzle provided at one side of the combustion chamber and between the heat exchanger and the fuel injection part of the combustion nozzle provided at the other side of the combustion chamber to supply fuel to the combustion nozzle, And further comprising:

제1산소공급수단과 축열실 사이에 구비되어 공급모드인 축열실에 산소를 공급하도록 유도하는 제2스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a second switch provided between the first oxygen supply means and the regenerative chamber for guiding the supply of oxygen to the regenerative chamber in the supply mode.

연소실과 바이패스 유로 사이에 구비되어 바이패스 유로로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a flow rate regulator provided between the combustion chamber and the bypass flow path to regulate the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass flow path.

축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제1온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first temperature measuring means for measuring an internal temperature of the heat storage chamber in real time.

연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제2온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And second temperature measuring means for measuring the internal temperature of the combustion chamber in real time.

제1온도측정수단과 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 절환밸브, 제1스위치, 제2스위치, 유량조절부, 연료공급수단, 제1산소공급수단 및 제2산소공급수단 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A first switch, a second switch, a flow rate control unit, a fuel supply unit, a first oxygen supply unit, and a second oxygen supply unit based on the data measured by the first temperature measurement unit and the second temperature measurement unit. And a control unit for controlling any one of the plurality of control units.

또 다른 카테고리에 의한 본 발명의 목적은 제1산소공급수단에 의해 산소가 공급모드인 축열실을 통과하며 예열되는 단계; 연소실에서 발생된 배가스 일부가 바이패스 유로에 의해 열교환기로 공급되어 연료공급수단에 의해 열교환기로 유입된 연료가 예열되고, 제2산소공급수단에 의해 열교환기로 유입된 산소와 열교환기에 포함된 부분산화용 촉매에 의해 연료가 부분산화되는 단계; 예열된 산소가 공급모드인 연소노즐의 산소분사부로 공급되고, 예열된 연료가 공급모드인 연소노즐의 연료분사부로 공급되는 단계; 연소실에서 산소와 연료가 연소되는 단계; 및 연소실에서 발생된 일부 배가스는 축열모드인 축열실을 통과하며 축열모드인 축열실을 가열하고, 나머지 배가스는 바이패스 유로를 통해 상기 열교환기로 유입되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법으로서 달성될 수 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a honeycomb structure, comprising the steps of: preheating the honeycomb structure through a heat storage chamber in an oxygen supply mode by a first oxygen supply means; A part of the flue gas generated in the combustion chamber is supplied to the heat exchanger by the bypass flow path so that the fuel introduced into the heat exchanger by the fuel supply means is preheated and the oxygen introduced into the heat exchanger by the second oxygen supply means, Partial oxidation of the fuel by the catalyst; The preheated oxygen is supplied to the oxygen atomizing portion of the combustion nozzle in the supply mode and the preheated fuel is supplied to the fuel injecting portion of the combustion nozzle in the supply mode; The combustion of oxygen and fuel in the combustion chamber; And a part of the flue gas generated in the combustion chamber passes through a regenerative chamber in a heat storage mode and heats the regenerative chamber in a heat storage mode and the remaining flue gas flows into the heat exchanger through a bypass flow path. Can be achieved as a regenerative oxy-fuel combustion method with one fuel partial oxidation characteristic.

연료가 부분산화되는 단계는 열교환기는 제1열교환기와 제2열교환기를 포함하여, 제1열교환기로 유입된 연료가 예열되는 단계 및 제1열교환기에서 토출된 연료가 제2열교환기로 유입되어 부분산화용 촉매에 의해 부분산화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of partially oxidizing the fuel includes the steps of the first heat exchanger including the first heat exchanger and the second heat exchanger so that the fuel introduced into the first heat exchanger is preheated and the fuel discharged from the first heat exchanger flows into the second heat exchanger, And a step of partially oxidizing by a catalyst.

공급모드인 축열실과 축열모드인 축열실 사이에 구비된 절환밸브에 의해 축열실의 모드가 변경되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the mode of the heat storage chamber is changed by the switching valve provided between the heat storage chamber which is the supply mode and the heat storage chamber which is the heat storage mode.

공급되는 단계는, 열교환기와 연소실의 일측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 및 열교환기와 연소실의 타측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 각각에 구비된 제1스위치에 의해 공급모드인 연소노즐에 연료를 공급하도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다. The supplying step includes a first switch provided between each of the heat exchanger and the fuel injecting part of the combustion nozzle provided at one side of the combustion chamber and between the heat exchanger and the fuel injecting part of the combustion nozzle provided at the other side of the combustion chamber, And the fuel is supplied to the fuel cell.

연료가 부분산화되는 단계는, 부분산화 촉매를 포함하는 열교환기에 제2산소공급수단과 연료공급수단에 의해 소량 산소와 연료를 공급하며 부분산화 촉매에 필요한 열량은 바이패스로 유로로 연결되어 열교환기에 유입되는 연소실 배가스로부터 공급받는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of partially oxidizing the fuel supplies a small amount of oxygen and fuel to the heat exchanger including the partial oxidation catalyst by the second oxygen supply means and the fuel supply means and the amount of heat required for the partial oxidation catalyst is connected to the heat exchanger by bypass, And is supplied from the incoming combustion chamber exhaust gas.

연료가 부분산화되는 단계는, 제1산소공급수단과 축열실 사이에 구비된 제2스위치에 의해 공급모드인 축열실에 산소를 공급하도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of partially oxidizing the fuel may induce the supply of oxygen to the regenerative chamber in the supply mode by the second switch provided between the first oxygen supply means and the regenerative chamber.

열교환기로 유입되는 단계는, 유량조절부가 바이패스 유로로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of introducing into the heat exchanger may further include the step of controlling the flow rate of the flue gas flowing into the bypass flow rate control unit.

제1온도측정수단이 축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the first temperature measuring means may measure the internal temperature of the heat storage chamber in real time.

제2온도측정수단이 연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the second temperature measuring means measures the internal temperature of the combustion chamber in real time.

제어부가 제1온도측정수단과 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 절환밸브, 제1스위치, 제2스위치, 유량조절부, 연료공급수단, 제1산소공급수단 및 제2산소공급수단 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A first switch, a second switch, a flow rate regulator, a fuel supply means, a first oxygen supply means, and a second oxygen supply means, based on the data measured by the first temperature measurement means and the second temperature measurement means, The method comprising the steps of:

본 발명의 일실시예에 따르면 연소시 발생되는 배가스 일부를 바이패스시키기 위한 바이패스 유로와 바이패스된 일부 배가스와 연료가 열교환되는 열교환기를 사용하여 배가스 현열 사용을 극대화하고, 설치된 축열실을 통해 배가스와 산소간의 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하고 바이패스된 배가스 현열은 별도의 열교환기를 통해 연소실에 투입되는 연료 예열에 활용하여 전체적인 시스템 효율을 향상시킬 수 있고, 연소실 투입전 일부연료를 개질시키기 위해 개질이 용이한 방법인 촉매 부분산화반응을 일으켜 연소실 내에 무산화 분위기 조건을 달성하여 시스템에 사용되는 연료를 최소화하여 효율을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다. According to an embodiment of the present invention, a bypass flow path for bypassing a part of flue gas generated during combustion and a heat exchanger for exchanging heat between a bypassed bypass flue gas and fuel are used to maximize the use of sensible heat of exhaust gas, And oxygen, and the bypassed flue gas sensible heat can be utilized to preheat the fuel to be injected into the combustion chamber through a separate heat exchanger, thereby improving the overall system efficiency. In order to reform some fuel before reforming the combustion chamber, It is possible to maximize the efficiency by minimizing the fuel used in the system by achieving the oxidation-free atmosphere condition in the combustion chamber by causing the catalyst partial oxidation reaction which is an easy method.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, All fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 부분산화용 촉매 코팅층을 갖는 열교환기의 부분 단면도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 부분산화용 촉매가 충진된 열교환기의 부분 단면도,
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환기와 부분산화용 촉매 코팅층을 갖는 제2열교환기를 갖는 열교환기의 부분 단면도,
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환기와 부분산화용 촉매가 충진된 제2열교환기를 갖는 열교환기의 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제2축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. FIG. 1 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst according to an embodiment of the present invention; FIG.
2A is a partial cross-sectional view of a heat exchanger having a catalyst coating layer for partial oxidation according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2B is a partial cross-sectional view of a heat exchanger filled with a partial oxidation catalyst according to an embodiment of the present invention. FIG.
Figure 3a is a partial cross-sectional view of a heat exchanger having a first heat exchanger and a second heat exchanger having a catalyst coating layer for partial oxidation according to another embodiment of the present invention;
3B is a partial cross-sectional view of a heat exchanger having a first heat exchanger and a second heat exchanger filled with a partial oxidation catalyst according to another embodiment of the present invention,
4 is a flow diagram of a regenerative oxyfuel combustion method having a fuel partial oxidation feature utilizing a catalyst according to an embodiment of the present invention;
5 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system in a state in which a first heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention;
6 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system in a state in which a second heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention;
7 is a block diagram illustrating a signal flow by a control unit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 기술적 사상은 산화제를 순산소로 하는 축열식 연소시스템(100)을 구성하기 위해 배가스의 일부는 연료를 예열하는데 사용하고, 나머지 배가스의 열원으로는 산소를 예열하는 데 사용하여 전체 시스템의 밸런스를 맞추어 배가스의 열원을 효율적으로 사용하고, 연료를 예열함과 동시에 부분산화용 촉매를 이용하여 연료를 부분산화시켜 연소실(10)에 공급하여 전체 시스템의 효율을 극대화시킨 것 자체에 있는 것으로 이하의 실시예와 도면에 본 발명의 권리범위를 한정하여 해석하여서는 아니될 것이고 이러한 기술적 사상을 그대로 포함하거나 통상의 기술자가 자명하게 변경 치환할 수 있는 범위 내라면 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, the structure and function of the regenerative oxy-fuel combustion system 100 having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst according to an embodiment of the present invention will be described. The technical idea of the present invention is that a part of the exhaust gas is used to preheat the fuel and the other part of the exhaust gas is used to preheat the oxygen to constitute the regenerative combustion system 100 in which the oxidant is pure oxygen, The fuel is preheated and the partial oxidation of the fuel using the partial oxidation catalyst is performed to supply the fuel to the combustion chamber 10 to maximize the efficiency of the entire system. It is to be understood that the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments and drawings and all such modifications as would be obvious to one skilled in the art are intended to be included within the scope of the present invention something to do.

먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)은 2개의 연소노즐(11)을 갖는 연소실(10), 연소노즐(11) 각각에 연결된 2개의 축열실(20), 연료가 예열되고, 부분산화 반응이 일어나는 열교환기(30), 연소실(10)에서 발생된 배가스 일부를 열교환기(30)로 유입시키기 위한 바이패스 유로(40), 제1산소공급수단(21), 제2산소공급수단(32) 및 연료공급수단(31) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a regenerative oxy-fuel combustion system 100 having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a regenerative oxyfuel combustion system 100 having a fuel partial oxidation characteristic using a catalyst according to an embodiment of the present invention includes a combustion chamber 10 having two combustion nozzles 11, Two heat accumulating chambers 20 connected to each of the nozzles 11, a heat exchanger 30 for preheating the fuel and causing partial oxidation reaction, a heat exchanger 30 for introducing a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 into the heat exchanger 30 The first oxygen supply means 21, the second oxygen supply means 32, the fuel supply means 31, and the like.

본 발명의 일실시예에 따른 연소실(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 산소와 연료가 분사되어 연소가 발생되는 공간으로 일측과 타측 각각에 연소노즐(11)을 구비하고 있음을 알 수 있다. 각각의 연소노즐(11)에는 산소분사부와 연료분사부가 구비되며, 공급모드인 연소노즐(11)에서는 산소분사부와 연료분사부에서 산소와 연료가 연소실(10) 내부로 분사되게 된다. 그리고, 축열모드인 연소노즐(11)은 연소실(10) 내에서 발생된 배가스 일부가 산소분사부를 통해 축열모드인 축열실(20)로 유입되게 된다. As shown in FIG. 1, the combustion chamber 10 according to the embodiment of the present invention includes combustion nozzles 11 on one side and the other side, respectively, as a space in which oxygen and fuel are injected and combustion is generated therein Able to know. Each combustion nozzle 11 is provided with an oxygen injection part and a fuel injection part. In the combustion nozzle 11 as a supply mode, oxygen and fuel are injected into the combustion chamber 10 in the oxygen injection part and the fuel injection part. A part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 flows into the heat storage chamber 20 through the oxygen injection part, which is the heat storage mode, in the combustion nozzle 11 in the heat storage mode.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 축열실(20)은 2개가 구비되며 도 1을 기준으로 좌측에 구비된 것을 제1축열실, 우측에 구비된 것을 제2축열실로 지칭할 때, 제1축열실이 공급모드인 경우, 제2축열실은 축열모드가 되고, 제1축열실이 축열모드인 경우, 제2축열실은 공급모드가 되게 된다. 반면, 제2축열실이 공급모드인 경우, 제1축열실은 축열모드가 되고, 제2축열실이 축열모드인 경우, 제1축열실은 공급모드가 되게 된다. In addition, when two heat storage chambers 20 according to an embodiment of the present invention are provided, the first heat storage chamber provided on the left side of FIG. 1 and the second heat storage chamber provided on the right side of FIG. When the yarn is in the supply mode, the second storage chamber is in the storage mode, and when the first storage chamber is in the storage mode, the second storage chamber becomes the supply mode. On the other hand, when the second storage chamber is in the supply mode, the first storage chamber is in the storage mode, and when the second storage chamber is in the storage mode, the first storage chamber is in the supply mode.

이러한 축열실(20)은 통상의 축열실과 같이 내부는 축열체로 구성되고, 이러한 축열체는 세라믹 재질의 구형체 또는 하니컴 도는 다공체로 충진되어 구성될 수 있다. 이러한 축열실(20)은 축열모드인 경우 연소실(10)에서 발생된 배가스 일부가 축열모드인 연소노즐(11)을 통해 유입되어 배가스의 열원을 받아 가열되게 되고, 공급모드인 경우, 제1산소공급수단(21)에 의해 산소가 유입되어 산소가 예열되게 된다. Such a heat storage chamber 20, as in a normal heat storage chamber, is formed of a heat storage body, and such heat storage body can be filled with a spherical body of ceramic material or a porous body of honeycomb or the like. In the heat storage mode, part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 flows into the heat storage chamber 20 through the combustion nozzle 11, which is a heat storage mode, and is heated by the heat source of the exhaust gas. Oxygen is introduced by the supply means 21 and oxygen is preheated.

본 발명의 일실시예에 따른 열교환기(30)는 연료공급수단(31)에 의해 연료가 유입되고, 별도의 라인을 통해 연소실(10) 내부에서 발생된 배가스 일부가 바이패스 유로(40)를 통해 유입되게 된다. 따라서 열교환기(30)로 유입된 연료가 바이패스 유로(40)를 통해 유입된 배가스의 열원을 받아 예열되게 된다. In the heat exchanger 30 according to the embodiment of the present invention, the fuel is introduced by the fuel supply means 31 and part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 through the separate line passes through the bypass flow path 40 Lt; / RTI > Accordingly, the fuel introduced into the heat exchanger (30) is preheated by receiving the heat source of the exhaust gas flowing through the bypass flow path (40).

이러한 열교환기(30)로는 연료공급수단(31)에 의해 연료가 유입되고, 동시에 제2산소공급수단(32)에 의해 소량의 산소도 함께 유입되게 된다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기(30) 내부에는 부분산화용 촉매가 구비되어 이러한 부분산화용 촉매에 의해 열교환기(30)를 통과하는 연료가 부분산화되게 된다. 즉, 부분산화용 촉매에 의해 연료가 부분산화되고, 바이패스 유로(40)를 통해 유입된 배가스의 열원을 공급받아 예열되게 된다. 따라서, 예열되고 부분 산화된 연료가 열교환기(30)에서 토출되게 된다. The fuel is supplied to the heat exchanger 30 by the fuel supply means 31, and at the same time, a small amount of oxygen is also introduced by the second oxygen supply means 32. In addition, a partial oxidation catalyst is provided in the heat exchanger 30 according to an embodiment of the present invention, and the fuel passing through the heat exchanger 30 is partially oxidized by the partial oxidation catalyst. That is, the fuel is partially oxidized by the partial oxidation catalyst, and the heat source of the exhaust gas flowing through the bypass flow path 40 is supplied and preheated. Thus, the preheated, partially oxidized fuel is discharged from the heat exchanger 30. [

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 부분산화용 촉매 코팅층(1)을 갖는 열교환기(30)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 열교환기(30)는 복수의 공급로를 구비하며, 독립적으로 배가스와 소량의 산소가 포함된 연료가 교차하도록 유입되어 토출되게 된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 소량의 산소가 함유된 연료가 흐르게 되는 유로의 내면에는 부분산화용 촉매 코팅층(1)이 형성되어 있어, 열교환기(30)를 통과하는 연료가 부분 산화되게 되고, 다른 유로를 통해 유입된 배가스로부터 열원을 공급받아 예열되게 된다. 2A shows a partial cross-sectional view of a heat exchanger 30 having a catalyst coating layer 1 for partial oxidation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, the heat exchanger 30 has a plurality of supply passages, and flows independently so that the fuel containing the exhaust gas and the small amount of oxygen cross each other, and is discharged. 2A, on the inner surface of the flow path through which fuel containing a small amount of oxygen flows, the catalyst coat layer 1 for partial oxidation is formed, so that the fuel passing through the heat exchanger 30 is partially oxidized, The heat source is supplied from the flue gas introduced through the other flow path and is preheated.

도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 부분산화용 촉매가 코팅된 매체(2)가 충진된 열교환기(30)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 열교환기(30)에서 연료가 유입되게 되는 유로 내부에 부분산화용 촉매가 코팅된 매체(2)가 충진되는 방식으로 열교환기(30)가 구성될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 소량의 산소가 함유된 연료가 흐르게 되는 유로의 내부에는 부분산화용 촉매가 코팅된 매체(2)가 충진되어 있어, 열교환기(30)를 통과하는 연료가 부분 산화되게 되고, 다른 유로를 통해 유입된 배가스로부터 열원을 공급받아 예열되게 된다. 이러한 부분산화용 촉매는 그 구체적인 성분으로 제한되지 않으며 가스 연료를 부분산화할 수 있는 물질이라면 어떠한 물질이라도 가능하다. FIG. 2B shows a partial cross-sectional view of a heat exchanger 30 filled with a medium 2 coated with a catalyst for partial oxidation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2B, the heat exchanger 30 can be configured in such a manner that the medium 2 coated with the partial oxidation catalyst is filled in the flow path through which the fuel flows in the heat exchanger 30 . Therefore, the medium 2 coated with the partial oxidation catalyst is filled in the passage through which the fuel containing the small amount of oxygen flows, so that the fuel passing through the heat exchanger 30 is partially oxidized, The heat source is supplied from the incoming flue gas and is preheated. The catalyst for partial oxidation is not limited to the specific components and any substance can be used as long as it can partially oxidize the gaseous fuel.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환기(33)와 부분산화용 촉매 코팅층(1)을 갖는 제2열교환기(34)를 갖는 열교환기(30)의 부분 단면도를 도시한 것이고, 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열교환기(33)와 부분산화용 촉매가 코팅된 매체(2)가 충진된 제2열교환기(34)를 갖는 열교환기(30)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 3A shows a partial cross-sectional view of a heat exchanger 30 having a first heat exchanger 33 according to another embodiment of the present invention and a second heat exchanger 34 having a catalyst coating layer 1 for partial oxidation 3b shows a heat exchanger 30 having a first heat exchanger 33 according to another embodiment of the present invention and a second heat exchanger 34 filled with a medium 2 coated with a partial oxidation catalyst, Fig.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기(30)는 제1열교환기(33)와 제2열교환기(34)를 포함하게 되고, 연료가 유입되는 측에 제1열교환기(33)가 구비되고, 연료가 토출되는 측에 제2열교환기(34)가 구비되게 된다. 그리고, 제2열교환기(34)의 내부에만 부분산화용 촉매가 구비되게 된다. 따라서 제1열교환기(33)를 통과하는 연료는 배가스에 의해 예열이 되게 되고, 제1열교환기(33)를 지나 제2열교환기(34)를 통과하게 될 때, 제2열교환기(34) 내부에 구비된 부분산화용 촉매에 의해 예열된 연료가 부분산화되게 된다. 다단의 열교환기 적용을 통해 효과적인 부분산화 촉매 사용으로 연료 부분산화 효율 증대를 기대할 수 있다.
The heat exchanger 30 according to another embodiment of the present invention includes the first heat exchanger 33 and the second heat exchanger 34 and the first heat exchanger 33 is provided on the side where the fuel is introduced And the second heat exchanger 34 is provided on the side where the fuel is discharged. The partial oxidation catalyst is provided only in the second heat exchanger (34). Therefore, the fuel passing through the first heat exchanger 33 is preheated by the flue gas, and when passing through the first heat exchanger 33 and the second heat exchanger 34, the second heat exchanger 34, The preheated fuel is partially oxidized by the partial oxidation catalyst provided therein. Through the application of multi-stage heat exchangers, it is expected that the efficiency of partial oxidation of the fuel can be increased by using an effective partial oxidation catalyst.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 제1스위치(60)는 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기(30)와 연소실(10) 일측 타측 각각에 구비된 연소노즐(11) 사이를 연결하는 관에 구비되어 예열된 연료를 공급모드인 연소노즐(11)로 공급하게 유도하고, 예열된 연료를 축열모드인 연소노즐(11)로는 공급되지 않도록 한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제2스위치(70)는 제1산소공급수단(21)과 축열체 각각을 연결하는 관에 구비되어 산소를 공급모드인 축열실(20)로 공급하게 유도하고, 산소를 축열모드인 축열실(20)로는 공급되지 않도록 한다. 1, the first switch 60 according to an embodiment of the present invention connects between the heat exchanger 30 and the combustion nozzles 11 provided on the other side of the combustion chamber 10 To supply the preheated fuel to the combustion nozzle 11 in the supply mode and to prevent the preheated fuel from being supplied to the combustion nozzle 11 in the heat storage mode. The second switch 70 according to the embodiment of the present invention is provided in the pipe connecting the first oxygen supply means 21 and the regenerator to induce the supply of oxygen to the regenerative chamber 20, And the oxygen is not supplied to the heat storage chamber 20 which is the heat storage mode.

또한, 절환밸브(50)는 2개의 축열체를 연결하는 관에 구비되어 축열실(20)의 모드를 변경시키게 되고, 축열모드인 축열실(20)에서 토출된 배가스를 공급모드인 축열실(20)에 유입시키지 않고 외부로 배출시키도록 유도하게 된다.
The switching valve 50 is provided in a pipe connecting the two heat accumulators to change the mode of the regenerator 20. The exhaust gas discharged from the regenerator 20 in the heat accumulation mode is supplied to the regenerator 20 to the outside.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 연소방법은 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)을 이용한 것이다. 먼저, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 연소방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2축열실(20)이 공급모드로 작동되는 상태의 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. Hereinafter, a regenerative oxy-fuel combustion method having a fuel partial oxidation characteristic using a catalyst according to an embodiment of the present invention will be described. This combustion method uses the regenerative oxy-fuel combustion system 100 having the fuel partial oxidation characteristic using the catalyst according to the embodiment of the present invention mentioned above. 4 is a flowchart illustrating a regenerative combustion method having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst according to an embodiment of the present invention. 5 is a view showing a configuration of a regenerative oxy-fuel combustion system 100 having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst in a state in which a first heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention . 4 shows a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system 100 having a fuel partial oxidation characteristic utilizing a catalyst in a state where the second heat storage chamber 20 is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention will be.

먼저, 제1산소공급수단(21)에 의해 산소가 제2스위치(70)에 의해 공급모드인 축열실(20)을 통과하며 예열되게 된다(S1). 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 제1축열실(도 5)을 기준으로 좌측에 구비된 축열실)과 제1축열실과 연결된 연소노즐(11)이 공급모드이고, 제2축열실과 제2축열실에 연결된 연소노즐(11)이 축열모드로 작동되는 경우, 2개의 제2스위치(70) 중 좌측(도 5 기준)에 구비된 제2스위치(70)는 개방되게 되고, 우측에 구비된 제2스위치(70)는 닫히게 된다. 따라서 제2스위치(70)에 의해 제1산소공급수단(21)에 의해 공급되는 산소는 제2축열실로 유입되지 않고, 제1축열실로 공급되게 된다. 제1축열실로 공급된 산소는 제1축열실을 통과하면서, 예열되게 된다(S1). First, oxygen is preheated by the first oxygen supply means 21 through the regenerative chamber 20 in the supply mode by the second switch 70 (S1). As shown in Fig. 5, for example, the regeneration chamber provided on the left side with respect to the first regenerating chamber (Fig. 5) and the combustion nozzle 11 connected with the first regenerating chamber are in the supply mode, When the combustion nozzle 11 connected to the two-regenerating chamber is operated in the heat accumulation mode, the second switch 70 provided on the left side (reference in FIG. 5) of the two second switches 70 is opened, The second switch 70 is closed. Therefore, the oxygen supplied by the first oxygen supply means 21 by the second switch 70 is not supplied to the second regenerating chamber, but is supplied to the first regenerating chamber. The oxygen supplied to the first regenerating chamber is preheated while passing through the first regenerating chamber (S1).

그리고, 연소실(10)에서 발생된 일부 배가스는 바이패스 유로(40)를 통해 열교환기(30)로 유입되어 연료공급수단(31)에 의해 열교환기(30)로 유입된 연료는 배가스의 열원을 받아 예열되게 된다. 또한, 제2산소공급수단(32)에 의해 연료는 소량의 산소와 함께 열교환기(30)로 유입되게 되고, 앞서 언급된 바와 같이, 열교환기(30) 내부에는 부분산화용 촉매가 구비되어, 이러한 부분산화용 촉매에 의해 유입된 연료가 부분산화되게 된다(S2). A part of the flue gas generated in the combustion chamber 10 flows into the heat exchanger 30 through the bypass flow path 40 and the fuel introduced into the heat exchanger 30 by the fuel supply means 31 is supplied to the heat source It will be preheated. In addition, the second oxygen supply means 32 causes the fuel to flow into the heat exchanger 30 together with a small amount of oxygen. As mentioned above, the partial oxidation catalyst is provided in the heat exchanger 30, The fuel introduced by the partial oxidation catalyst is partially oxidized (S2).

그리고, 열교환기(30)를 통과한 배가스는 외부로 배출되게 되고, 열교환기(30)를 통과하여 예열되고 부분산화된 연료는 제1스위치(60)를 거쳐 공급모드인 연소실(10)로 유입되게 된다. 제1스위치(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 좌측에 위치하는 제1스위치(60)는 개방되며, 우측에 위치하는 제1스위치(60)는 닫히게 되면서, 열교환기(30)에서 토출된 연료가 축열모드인 연소노즐(11)에 유입되지 않고, 공급모드인 연소노즐(11)로 유입되도록 유도되게 된다. The exhaust gas having passed through the heat exchanger 30 is discharged to the outside and the pre-heated and partially oxidized fuel passing through the heat exchanger 30 flows into the combustion chamber 10 through the first switch 60, . 5, the first switch 60 located on the left side is opened, the first switch 60 located on the right side is closed, and the first switch 60 is opened and closed by the heat exchanger 30 Fuel is not introduced into the combustion nozzle 11 in the heat storage mode but is introduced to the combustion nozzle 11 in the supply mode.

그리고, 예열된 산소와 예열된 연료는 모두 공급모드인 연소노즐(11)로 공급되게 되고, 연소실(10) 내로 분사된 산소와 연료가 연소되게 된다(S3). 연소실(10) 내에 연소에 의해 발생된 배가스 일부는 바이패스 유로(40)를 통해 열교환기(30)로 유입되고(S4), 나머지 배가스는 축열모드인 연소노즐(11)(도 5에 도시된 것을 기준으로 우측에 구비된 연소노즐(11))을 거쳐 제2축열실로 유입되게 된다(S4). 따라서 나머지 배가스는 제2축열실을 통과하면서 제2축열실을 가열하고, 제2축열실을 통과한 배가스는 절환밸브(50)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. 절환밸브(50)는 제2축열실에서 토출된 배가스를 제1축열실로 유입되지 않도록 유도하고 이러한 배가스를 외부로 배출시키게 한다. Both the preheated oxygen and the preheated fuel are supplied to the combustion nozzle 11 in the supply mode, and the oxygen and the fuel injected into the combustion chamber 10 are burned (S3). A part of the exhaust gas generated by the combustion in the combustion chamber 10 flows into the heat exchanger 30 through the bypass flow path 40 and the remaining exhaust gas flows into the combustion nozzle 11 (The combustion nozzle 11 provided on the right side with respect to the first combustion chamber 11) (S4). Therefore, the remaining exhaust gas heats the second accumulator chamber while passing through the second accumulator chamber, and the exhaust gas passing through the second accumulator chamber is discharged to the outside through the switching valve 50. The switching valve (50) guides the exhaust gas discharged from the second accumulator chamber to the first accumulator chamber and discharges the exhaust gas to the outside.

이러한 과정에서 제1온도측정수단(81)은 축열실(20) 내부의 온도를 실시간으로 측정하고, 제2온도측정수단(82)이 연소실(10)의 온도를 실시간으로 측정하게 된다(S5). 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(90)에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. In this process, the first temperature measuring means 81 measures the temperature inside the regenerator 20 in real time, and the second temperature measuring means 82 measures the temperature of the combustion chamber 10 in real time (S5) . 7 is a block diagram showing a signal flow by the control unit 90 according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는 제1온도측정수단(81)과 제2온도측정수단(82)에서 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 되고, 이러한 측정데이터를 기반으로 하여 시스템(100)을 제어하게 된다. 즉, 측정된 데이터를 기반으로 하여 연료공급수단(31)을 제어하여 열교환기(30)로 공급되는 연료의 유량을 조절하고, 제2산소공급수단(32)을 제어하여 열교환기(30)로 유입되는 산소의 유량을 조절하게 된다. 또한, 제어부(90)는 측정된 데이터를 기반으로 하여 제1산소공급수단(21)을 제어하여 제1축열실로 공급되는 산소의 유량을 조절하게 된다. 7, the control unit 90 receives data measured by the first temperature measuring unit 81 and the second temperature measuring unit 82 in real time, and based on the measured data, 100). That is, the fuel supply means 31 is controlled based on the measured data to adjust the flow rate of the fuel supplied to the heat exchanger 30, and the second oxygen supply means 32 is controlled to the heat exchanger 30 Thereby controlling the flow rate of the inflowing oxygen. In addition, the controller 90 controls the first oxygen supply unit 21 based on the measured data to adjust the flow rate of oxygen supplied to the first storage chamber.

또한, 제어부(90)는 연소실(10) 내부에서 발생된 배가스의 온도와 관련하여 바이패스 유로(40) 일측에 구비된 유량조절부(83)를 제어하여 연소실(10)에서 바이패스 유로(40)로 공급되는 배가스의 유량을 조절하게 된다(S6). The control unit 90 controls the flow rate regulating unit 83 provided at one side of the bypass flow path 40 in relation to the temperature of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 and controls the bypass flow path 40 (Step S6).

또한, 제1온도측정수단(81)에서 측정된 축열실(20)의 온도값을 기반으로 하여 제어부(90)는 모드를 변경할지 여부를 판단하게 되고(S7), 축열실(20)의 모드를 변경하고자 하는 경우 제어부(90)는 제1스위치(60)와 제2스위치(70) 및 절환밸브(50)를 작동시켜(S8) 축열실(20)과 연소노즐(11)의 모드를 변경하게 된다(S9). The control unit 90 determines whether to change the mode based on the temperature value of the regenerative chamber 20 measured by the first temperature measuring means 81 The control unit 90 operates the first switch 60, the second switch 70 and the switching valve 50 to change the mode of the regenerator 20 and the combustion nozzle 11 (S9).

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1축열실을 축열모드로 전환하고, 제2축열실을 공급모드로 전환하게 되는 경우, 좌측에 구비된 제1스위치(60)가 닫히고 우측에 구비된 제1스위치(60)가 개방되게 되어 열교환기(30)에서 토출된 연료가 제2축열실에 연결된 연소노즐(11)로 공급되고, 좌측에 구비된 제2스위치(70)가 닫히고, 우측에 구비된 제2스위치(70)가 개방되게 되면서, 제1산소공급수단(21)에 의해 공급되는 산소가 제2축열실로 공급되게 된다. 또한, 절환밸브(50)의 방향이 전환되면서, 제1축열실에서 토출된 배가스가 제2축열실로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 작동된다. 5 and 6, when the first regenerative chamber is switched to the heat storage mode and the second regenerative chamber is switched to the supply mode, the first switch 60 provided on the left side is closed and the right side The fuel discharged from the heat exchanger 30 is supplied to the combustion nozzle 11 connected to the second regenerative chamber and the second switch 70 provided on the left side is closed , The second switch 70 provided on the right side is opened, and the oxygen supplied by the first oxygen supply means 21 is supplied to the second storage chamber. Further, while the direction of the switching valve 50 is switched, the exhaust gas discharged from the first regenerating chamber is operated to be discharged to the outside without flowing into the second regenerating chamber.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 제2스위치(70) 중 우측(도 6 기준)에 구비된 제2스위치(70)는 개방되게 되고, 좌측에 구비된 제2스위치(70)는 닫히게 된다. 따라서 제2스위치(70)에 의해 제2산소공급수단(32)에 의해 공급되는 산소는 제1축열실로 유입되지 않고, 제2축열실로 공급되게 된다. 제2축열실로 공급된 산소는 제2축열실을 통과하면서, 예열되게 된다. 6, the second switch 70 provided on the right side (reference to FIG. 6) of the two second switches 70 is opened, and the second switch 70 provided on the left side is opened Closed. Therefore, the oxygen supplied by the second oxygen supply means 32 by the second switch 70 is not supplied to the first regenerating chamber, but is supplied to the second regenerating chamber. The oxygen supplied to the second regenerating chamber is preheated while passing through the second regenerating chamber.

그리고, 연소실(10)에서 발생된 일부 배가스는 바이패스 유로(40)를 통해 열교환기(30)로 유입되어 연료공급수단(31)에 의해 열교환기(30)로 유입된 연료는 배가스의 열원을 받아 예열되게 된다. 그리고, 제2산소공급수단(32)에 의해 소량의 산소가 연료와 함께 열교환기(30)로 유입되고, 열교환기(30) 내부에 구비된 부분산화용 촉매에 의해 소량의 산소와 함께 유입된 연료가 부분산화되게 된다. A part of the flue gas generated in the combustion chamber 10 flows into the heat exchanger 30 through the bypass flow path 40 and the fuel introduced into the heat exchanger 30 by the fuel supply means 31 is supplied to the heat source It will be preheated. A small amount of oxygen is introduced into the heat exchanger 30 together with the fuel by the second oxygen supply means 32 and is supplied together with a small amount of oxygen by the partial oxidation catalyst provided in the heat exchanger 30 The fuel is partially oxidized.

열교환기(30)를 통과한 배가스는 외부로 배출되게 되고, 열교환기(30)를 통과하여 예열된 연료는 제1스위치(60)를 거쳐 공급모드인 연소노즐(11)로 유입되게 된다. 제1스위치(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 우측에 위치하는 제1스위치(60)는 개방되며, 좌측에 위치하는 제1스위치(60)는 닫히게 되면서, 열교환기(30)에서 토출된 연료가 축열모드인 연소노즐(11)에 유입되지 않고, 공급모드인 연소노즐(11)로 유입되도록 유도되게 된다. The exhaust gas having passed through the heat exchanger 30 is discharged to the outside and the preheated fuel passing through the heat exchanger 30 is introduced into the combustion nozzle 11 through the first switch 60 in the supply mode. 6, the first switch 60 located on the right side is opened and the first switch 60 located on the left side is closed, so that the first switch 60 is opened in the heat exchanger 30 Fuel is not introduced into the combustion nozzle 11 in the heat storage mode but is introduced to the combustion nozzle 11 in the supply mode.

그리고, 예열된 산소와 예열되고 부분산화된 연료는 모두 공급모드인 연소노즐(11)로 공급되게 되고, 연소실(10) 내로 분사된 산소와 연료가 연소되게 된다. 연소실(10) 내에 연소에 의해 발생된 배가스 일부는 바이패스 유로(40)를 통해 열교환기(30)로 유입되고, 나머지 배가스는 축열모드인 연소노즐(11)(도 6에 도시된 것을 기준으로 좌측에 구비된 연소노즐(11))을 거쳐 제1축열실로 유입되게 된다. 따라서 나머지 배가스는 제1축열실을 통과하면서 제1축열실을 가열하고, 제1축열실을 통과한 배가스는 절환밸브(50)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. 절환밸브(50)는 제1축열실에서 토출된 배가스를 제2축열실로 유입되지 않도록 유도하고 이러한 배가스를 외부로 배출시키게 한다. Then, both the preheated oxygen and the preheated and partially oxidized fuel are supplied to the combustion nozzle 11 in the supply mode, and the oxygen and the fuel injected into the combustion chamber 10 are burned. A part of the flue gas generated by the combustion in the combustion chamber 10 flows into the heat exchanger 30 through the bypass flow path 40 and the remaining flue gas flows into the combustion nozzle 11 (Combustion nozzle 11 provided on the left side) to the first heat storage chamber. Therefore, the remaining exhaust gas heats the first regenerating chamber while passing through the first regenerating chamber, and the exhaust gas passing through the first regenerating chamber is discharged to the outside through the switching valve (50). The switching valve 50 guides the exhaust gas discharged from the first accumulator chamber to the second accumulator chamber and discharges the exhaust gas to the outside.

이러한 과정에서 역시 제1온도측정수단(81)은 축열실(20) 내부의 온도를 실시간으로 측정하고, 제2온도측정수단(82)이 연소실(10)의 온도를 실시간으로 측정하게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는 제1온도측정수단(81)과 제2온도측정수단(82)에서 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 되고, 이러한 측정데이터를 기반으로 하여 시스템(100)을 제어하게 된다. 즉, 측정된 데이터를 기반으로 하여 연료공급수단(31)을 제어하여 열교환기(30)로 공급되는 연료의 유량을 조절하고, 측정된 데이터를 기반으로 하여 제1산소공급수단(21)을 제어하여 제2축열실로 공급되는 산소의 유량을 조절하게 된다. The first temperature measuring means 81 measures the temperature inside the regenerator 20 in real time and the second temperature measuring means 82 measures the temperature of the combustion chamber 10 in real time. 7, the control unit 90 receives data measured by the first temperature measuring unit 81 and the second temperature measuring unit 82 in real time, and based on the measured data, 100). That is, the fuel supply means 31 is controlled based on the measured data to adjust the flow rate of the fuel supplied to the heat exchanger 30, and the first oxygen supply means 21 is controlled based on the measured data Thereby controlling the flow rate of oxygen supplied to the second storage chamber.

또한, 제어부(90)는 연소실(10) 내부에서 발생된 배가스의 온도와 관련하여 바이패스 유로(40) 일측에 구비된 유량조절부(83)를 제어하여 연소실(10)에서 바이패스 유로(40)로 공급되는 배가스의 유량을 조절하게 된다. 또한, 제1온도측정수단(81)에서 측정된 축열실(20)의 온도값을 기반으로 하여 제어부(90)는 모드를 변경할지 여부를 지속적으로 판단하게 되고, 축열실(20)의 모드를 변경하고자 하는 경우 앞서 언급한 바와 같이, 제어부(90)는 제1스위치(60)와 제2스위치(70) 및 절환밸브(50)를 작동시켜 축열실(20)과 연소노즐(11)의 모드를 변경하게 된다. The control unit 90 controls the flow rate regulating unit 83 provided at one side of the bypass flow path 40 in relation to the temperature of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 and controls the bypass flow path 40 The flow rate of the exhaust gas supplied to the reactor is controlled. The control unit 90 continuously determines whether to change the mode based on the temperature value of the regenerative chamber 20 measured by the first temperature measurement means 81 and determines the mode of the regenerative chamber 20 as The control unit 90 operates the first switch 60, the second switch 70 and the switching valve 50 to change the mode of the regenerator 20 and the combustion nozzle 11 .

1:부분산화용 촉매 코팅층
2:부분산화용 촉매가 코팅된 매체
10:연소실
11:연소노즐
20:축열실
21:제1산소공급수단
30:열교환기
31:연료공급수단
32:제2산소공급수단
33:제1열교환기
34:제2열교환기
40:바이패스 유로
50:절환밸브
60:제1스위치
70:제2스위치
81:제1온도측정수단
82:제2온도측정수단
83:유량조절부
90:제어부
100:축열식 순산소 연소시스템1: catalyst coating layer for partial oxidation
2: medium coated with catalyst for partial oxidation
10: Combustion chamber
11: Combustion nozzle
20: Regenerator
21: first oxygen supply means
30: Heat exchanger
31: fuel supply means
32: second oxygen supply means
33: first heat exchanger
34: second heat exchanger
40: Bypass passage
50: Switching valve
60: first switch
70: second switch
81: first temperature measuring means
82: second temperature measuring means
83:
90:
100: Regenerative Oxyfuel Combustion System

Claims

순산소 연소 시스템에 있어서,
산소분사부와 연료분사부를 갖는 연소노즐이 일측과 타측 각각에 구비되는 연소실;
상기 연소노즐 각각에 연결되며 축열모드시 연소실에서 발생된 배가스가 유입되어 축열되고, 공급모드시 산소가 유입되어 유입된 산소를 예열하여 예열된 산소를 상기 연소실의 산소분사부로 공급하는 축열실;
상기 연소실에서 발생된 배가스 일부가 유입되어 연료가 예열되고, 상기 연료와 함께 산소가 유입되며 내부에 부분산화용 촉매가 구비되어 유입되는 연료가 부분산화되는 열교환기; 및
상기 열교환기와 상기 연소실 사이에 구비되어 상기 연소실에서 발생된 배가스 일부를 상기 열교환기로 공급시키기 위한 바이패스 유로;를 포함하고,
상기 열교환기는 연료가 유입되는 측에 구비된 제1열교환기와 제1열교환기의 토출부 측에 연결된 제2열교환기를 포함하며,
상기 제1열교환기는 내면 일측에 부분산화용 촉매가 코팅된 코팅층을 구비하거나 내부 일측에 부분산화용 촉매로 코팅된 매체가 충진된 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
In the oxy-fuel combustion system,
A combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided on one side and the other side, respectively;
A regeneration chamber connected to each of the combustion nozzles and storing exhaust gas generated in the combustion chamber during a thermal storage mode and storing heat to preheat the oxygen to be introduced into the oxygen atomizer of the combustion chamber;
A heat exchanger in which a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber flows to preheat the fuel, oxygen is introduced together with the fuel, and a partial oxidation catalyst is provided therein to partially oxidize the introduced fuel; And
And a bypass passage provided between the heat exchanger and the combustion chamber for supplying a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger,
Wherein the heat exchanger includes a first heat exchanger provided on a side where fuel is introduced and a second heat exchanger connected to a discharge side of the first heat exchanger,
Characterized in that the first heat exchanger has a coating layer coated with a partial oxidation catalyst on one side of the inner surface or a medium coated with a catalyst for partial oxidation on the inner side of the first heat exchanger. Combustion system.

제 1항에 있어서,
상기 열교환기는 내면 일측에 부분산화용 촉매가 코팅된 코팅층을 구비하거나 내부 일측에 부분산화용 촉매로 코팅된 매체가 충진된 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the heat exchanger has a coating layer coated with a catalyst for partial oxidation on one side of the inner surface or a medium coated with a catalyst for partial oxidation on the inner side of the heat exchanger is filled with regenerative oxyfuel combustion system .

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제 1항에 있어서,
상기 축열실은 상기 연소실 일측에 연결된 제1축열실과 상기 연소실 타측에 연결된 제2축열실을 포함하고, 제1축열실이 공급모드인 경우 제2축열실은 축열모드로 작동하고, 제1축열실이 축열모드인 경우 제2축열실은 공급모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the regenerative chamber includes a first regenerative chamber connected to one side of the combustion chamber and a second regenerative chamber connected to the other side of the combustion chamber, and the second regenerative chamber operates in a regenerative mode when the first regenerative chamber is in the supply mode, Mode, the second regenerative chamber is operated in a feed mode. &Lt; Desc / Clms Page number 20 >

제 4항에 있어서,
공급모드인 상기 축열실로 산소를 공급시키는 제1산소공급수단;
상기 열교환기로 산소를 공급시키는 제2산소공급수단; 및
열교환기로 연료를 공급시키기 위한 연료공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
5. The method of claim 4,
A first oxygen supply means for supplying oxygen to the regenerating chamber in a supply mode;
Second oxygen supply means for supplying oxygen to the heat exchanger; And
And a fuel supply means for supplying fuel to the heat exchanger. 2. The regenerative oxy-fuel combustion system according to claim 1,

제 5항에 있어서,
상기 제1축열실과 상기 제2축열실 사이에 구비되어 모드를 변경시키는 절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
6. The method of claim 5,
And a switching valve provided between the first regenerative chamber and the second regenerative chamber for changing the mode. The regenerative oxy-fuel combustion system according to claim 1,

제 6항에 있어서,
상기 절환밸브는 축열모드인 축열실에서 토출되는 배가스를 공급모드인 축열실로 유입되지 않고 외부로 배출시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the switching valve is configured to discharge the exhaust gas discharged from the heat storage chamber in the heat storage mode to the outside without flowing into the regenerating chamber in the supply mode.

제 6항에 있어서,
상기 열교환기와 상기 연소실의 일측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 및 상기 열교환기와 상기 연소실의 타측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 각각에 구비되어 공급모드인 연소노즐에 연료를 공급하도록 유도하는 제1스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
The method according to claim 6,
A fuel injector provided in each of the heat exchanger and the combustion nozzle provided at one side of the combustion chamber and between the heat exchanger and the fuel injector of the combustion nozzle provided at the other side of the combustion chamber, Further comprising a first switch for selectively activating the catalytic fuel partial oxidation feature.

제 8항에 있어서,
상기 제1산소공급수단과 상기 축열실 사이에 구비되어 공급모드인 축열실에 산소를 공급하도록 유도하는 제2스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
9. The method of claim 8,
Further comprising a second switch provided between the first oxygen supply means and the regenerative chamber for guiding oxygen to the regenerative chamber in the supply mode, wherein the regenerative pure oxygen Combustion system.

제 9항에 있어서,
상기 연소실과 상기 바이패스 유로 사이에 구비되어 상기 바이패스 유로로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
10. The method of claim 9,
Further comprising a flow rate regulator provided between the combustion chamber and the bypass flow path to regulate the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass flow path.

제 10항에 있어서,
상기 축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제1온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
11. The method of claim 10,
Further comprising a first temperature measuring means for measuring in real time the internal temperature of the regenerating chamber.

제 11항에 있어서,
상기 연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제2온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
12. The method of claim 11,
Further comprising a second temperature measuring means for measuring in real time the internal temperature of the combustion chamber.

제 12항에 있어서,
상기 제1온도측정수단과 상기 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 상기 절환밸브, 상기 제1스위치, 상기 제2스위치, 유량조절부, 연료공급수단, 제1산소공급수단 및 제2산소공급수단 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소시스템.
13. The method of claim 12,
The first switch, the second switch, the flow rate regulator, the fuel supply means, the first oxygen supply means, and the second switch valve, based on the data measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means. Further comprising a control unit for controlling at least one of the oxygen partial pressure, oxygen partial pressure, oxygen partial pressure, and oxygen supply unit.

제1산소공급수단에 의해 산소가 공급모드인 축열실을 통과하며 예열되는 단계;
연소실에서 발생된 배가스 일부가 바이패스 유로에 의해 열교환기로 공급되어 연료공급수단에 의해 상기 열교환기로 유입된 연료가 예열되고, 제2산소공급수단에 의해 상기 열교환기로 유입된 산소와 상기 열교환기에 포함된 부분산화용 촉매에 의해 상기 연료가 부분산화되는 단계;
예열된 산소가 공급모드인 연소노즐의 산소분사부로 공급되고, 예열된 연료가 공급모드인 연소노즐의 연료분사부로 공급되는 단계;
연소실에서 산소와 연료가 연소되는 단계; 및
연소실에서 발생된 일부 배가스는 축열모드인 축열실을 통과하며 상기 축열모드인 축열실을 가열하고, 나머지 배가스는 바이패스 유로를 통해 상기 열교환기로 유입되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
Wherein the oxygen is passed through the heat storage chamber in the supply mode and preheated by the first oxygen supply means;
A part of the flue gas generated in the combustion chamber is supplied to the heat exchanger by the bypass flow path so that the fuel introduced into the heat exchanger by the fuel supply means is preheated and the oxygen introduced into the heat exchanger by the second oxygen supply means, The partial oxidation of the fuel by a partial oxidation catalyst;
The preheated oxygen is supplied to the oxygen atomizing portion of the combustion nozzle in the supply mode and the preheated fuel is supplied to the fuel injecting portion of the combustion nozzle in the supply mode;
The combustion of oxygen and fuel in the combustion chamber; And
Wherein a part of the flue gas generated in the combustion chamber passes through the regenerating chamber which is a heat storage mode and heats the regenerating chamber in the heat storage mode and the remaining flue gas flows into the heat exchanger through the bypass flow path. A regenerative oxy - fuel combustion method having a partial fuel oxidation characteristic.

제 14항에 있어서,
상기 연료가 부분산화되는 단계는
상기 열교환기는 제1열교환기와 제2열교환기를 포함하여,
상기 제1열교환기로 유입된 연료가 예열되는 단계 및
상기 제1열교환기에서 토출된 연료가 상기 제2열교환기로 유입되어 부분산화용 촉매에 의해 부분산화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
15. The method of claim 14,
The step of partially oxidizing the fuel
Wherein the heat exchanger includes a first heat exchanger and a second heat exchanger,
The step of preheating the fuel introduced into the first heat exchanger and
Wherein the fuel injected from the first heat exchanger flows into the second heat exchanger and is partially oxidized by the partial oxidation catalyst.

제 14항에 있어서,
상기 공급모드인 축열실과 상기 축열모드인 축열실 사이에 구비된 절환밸브에 의해 축열실의 모드가 변경되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
15. The method of claim 14,
Further comprising the step of changing the mode of the regenerative chamber by a switching valve provided between the regenerative chamber in the supply mode and the regenerative chamber in the regenerative mode. Way.

제 16항에 있어서,
상기 공급되는 단계는,
상기 열교환기와 상기 연소실의 일측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 및 상기 열교환기와 상기 연소실의 타측에 구비된 연소노즐의 연료분사부 사이 각각에 구비된 제1스위치에 의해 공급모드인 연소노즐에 연료를 공급하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the supplying step comprises:
And a first switch provided between each of the heat exchanger and the fuel injecting portion of the combustion nozzle provided at one side of the combustion chamber and between the heat exchanger and the fuel injecting portion of the combustion nozzle provided at the other side of the combustion chamber, Wherein the fuel is oxidized to produce a partial oxidation of the fuel.

제 17항에 있어서,
상기 연료가 부분산화되는 단계는,
상기 제1산소공급수단과 상기 축열실 사이에 구비된 제2스위치에 의해 공급모드인 축열실에 산소를 공급하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the partial oxidation of the fuel comprises:
And a second switch provided between the first oxygen supply means and the regenerative chamber to supply oxygen to the regenerative chamber in a supply mode. The regenerative oxyfuel combustion method .

제 18항에 있어서,
상기 열교환기로 유입되는 단계는,
유량조절부가 상기 바이패스 유로로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the step of introducing into the heat exchanger comprises:
And adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass flow channel by the flow rate regulating unit.

제 19항에 있어서,
제1온도측정수단이 상기 축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the first temperature measuring means measures the internal temperature of the regenerative chamber in real time. 2. The regenerative oxy-fuel combustion method according to claim 1,

제 20항에 있어서,
제2온도측정수단이 상기 연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.
21. The method of claim 20,
Wherein the second temperature measuring means measures the internal temperature of the combustion chamber in real time. &Lt; RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >

제 21항에 있어서,
제어부가 상기 제1온도측정수단과 상기 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 상기 절환밸브, 상기 제1스위치, 상기 제2스위치, 유량조절부, 연료공급수단, 제1산소공급수단 및 제2산소공급수단 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매를 활용한 연료 부분 산화 특징을 갖는 축열식 순산소 연소방법.22. The method of claim 21,
The control unit controls the switching valve, the first switch, the second switch, the flow rate control unit, the fuel supply unit, the first oxygen supply unit, and the second oxygen supply unit based on the data measured by the first temperature measurement unit and the second temperature measurement unit. Further comprising the step of controlling at least one of the first oxygen supply means and the second oxygen supply means.