KR102413872B1 - 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환유동층보일러를 기저발전으로 하고 신재생에너지를 추가함으로써, 에너지를 자체적으로 수급하여 에너지 자립도를 향상시킬 수 있는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 연료를 연소하여 발전하는 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치; 신재생에너지를 통해 전기를 생산하는 신재생에너지부; 상기 신재생에너지부를 통해 생산된 전기를 수전해에 이용하여 물을 수소와 산소로 분리하는 수전해부; 상기 수전해부 또는 외부로부터 순수한 산소를 제공받아 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급하도록 마련된 순산소공급부; 및 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 상기 수전해부를 통해 분리된 수소와 결합시켜 메탄을 생산하도록 메탄화하는 메탄화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템을 제공한다.

Description

순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템{ENERGY CIRCULATION SYSTEM USING CIRCULATING FLUIDIZED BED BOILER AND RENEWABLE ENERGY}

본 발명은 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환유동층보일러를 기저발전으로 하고 신재생에너지를 추가함으로써, 에너지를 자체적으로 수급하여 에너지 자립도를 향상시킬 수 있는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템에 관한 것이다.

전 세계적으로 온실가스 감축을 위한 재생에너지 보급이 확대되고 있으며, 최근 우리나라도 2030까지 국내 신재생에너지 발전 비중을 20%까지 높이는 것을 목표로 한 “재생에너지 2030”이행 계획을 발표하였다.

그러나, 전기는 다른 에너지원과 달리 저장이 어렵기 때문에 생산과 동시에 소비가 이루어져야 하지만 재생에너지가 가지고 있는 출력 변동성으로 인해 재생에너지원에 의해 생산된 전기를 효율적으로 이용하기 위한 수요와 공급의 균형 확보를 위한 수단이 필요하다.

따라서, 이를 대체하기 위한 수단으로 현재 온실가스의 메탄화에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있는 실정이다. 이러한 메탄의 대부분은 화석연료에 기반한 천연가스로부터 얻어지고 있는데 화석연료의 유한성과 기후 변화 등의 문제에 대응하기 위해서 단순히 자원을 소비하는 차원에서 지속가능한 메탄 공급 방법에 대한 논의가 활발하다. 특히, 메탄을 연소할 때 발생하는 일산화탄소 또는 이산화탄소를 포함하는 산화탄소로부터 메탄을 생산하기 위한 방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

메탄 생산은 혼합 탱크 반응기 등에서 진행되는 70℃ 이하의 저온반응과 촉매를 이용한 고정층 반응기에서 진행되는 25℃ 이상의 반응으로 나눌 수 있다. 저온반응은 반응 수율이 낮고 반응속도가 낮아, 촉매를 이용한 고정층 반응기에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 촉매를 이용한 메탄화 반응은 일산화탄소를 이용한 반응과 이산화탄소를 이용한 반응으로 나눌 수 있으며, 각각의 반응식은 하기와 같다.

CO + 3H₂ ↔ CH₄ + H₂O(g) -206kJ/mol (at 298K)

CO₂ + 4H₂ ↔ CH₄ + 2H₂O(g) -164kJ/mol (at 298K)

상기 반응은 모두 발열반응으로서 공통적으로 물이 생성된다. 촉매를 이용하여 상기 반응을 진행할 경우 400℃ 내지 500℃의 고온에서 진행되는 경우가 많고 반응이 빠르게 진행되나, 생성되는 반응열에 의해서 전환율이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 실제 국내에서는 온실가스 감축을 위한 에너지자립섬 조성사업이 시행되었으나 이를 완료한 도서지역은 실제 디젤발전 등과 같은 수단에 의존하므로 에너지 자립도가 미흡한 실정이다.

한편, 순산소 순환유동층 연소장치는 초기부터 순산소를 주입하여 순산소 연소모드로 운전될 경우, 빠른 산화반응으로 인해 발열반응이 매우 크게 일어나 연소로 내 온도제어가 어려운 문제가 발생한다. 따라서, 순산소 순환유동층 연소장치는 먼저 외기를 주입하여 공기 연소모드로 운전을 시작하여 온도를 제어한다. 그리고, 순산소 순환유동층 연소장치는 이후 연소로 내 온도가 일정 온도에 도달하면 공기, 재순환되는 배기가스를 포함한 외기 주입을 멈추고, 순산소를 주입하여 순산소 연소모드로 운전이 이루어진다.

이 과정에서 순산소 순환유동층 연소장치는 배가스를 재순환하기 위해 습식 배가스 재순환 방식과 건식 배가스 재순환 방식을 이용한다.

건식 배가스 재순환 방식은 배가스 내 수분을 제거하여 연소로에 배가스에 포함된 수분이 유입되는 문제를 방지하나, 배가스 내 수분을 제거하기 위해 배가스의 온도를 낮추기 때문에 열 회수율이 낮아 전체 플랜트 효율이 낮은 문제가 있다. 또한, 종래의 건식 배가스 재순환 방식은 물을 이용한 직접 접촉 응축 방식을 사용하기 때문에 물 소비량이 높고 다량의 폐수가 발생하는 문제가 있다.

습식 배가스 재순환 방식의 경우, 건식 배가스 재순환 방식에 비해 배가스의 온도를 낮추지 않기 때문에 열 회수율이 높은 장점이 있으나, 배가스 내 다량의 수분이 연소로에 유입되어 연소로 온도를 낮추어 연소 효율을 저하시키고, 불안정한 운전이 이루어지도록 하는 문제가 있다.

또한, 습식 배가스 재순환 방식은 배가스의 온도가 200도 내지 250도이기 때문에 고온용 팬(fan)과 밸브가 필요하며, 건식 배가스 재순환 방식에 비해 각 장치 사이의 연결 라인에 보다 응축이 발생되지 않도록 하는 높은 보온 소재가 요구되어 경제적이지 못한 문제가 있다.

따라서, 수분이 연소로에 유입되어 연소 효율을 낮추지 않고, 열 회수율이 높은 순산소 순환유동층 연소장치가 필요하다.

국제공개특허 WO 2011-144806

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 순환유동층보일러를 기저발전으로 하고 신재생에너지를 추가함으로써, 에너지를 자체적으로 수급하여 에너지 자립도를 향상시킬 수 있는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 연료를 연소하여 발전하는 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치; 신재생에너지를 통해 전기를 생산하는 신재생에너지부; 상기 신재생에너지부를 통해 생산된 전기를 수전해에 이용하여 물을 수소와 산소로 분리하는 수전해부; 상기 수전해부 또는 외부로부터 순수한 산소를 제공받아 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급하도록 마련된 순산소공급부; 및 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 상기 수전해부를 통해 분리된 수소와 결합시켜 메탄을 생산하도록 메탄화하는 메탄화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 신재생에너지부는 풍력, 수력 및 태양광과 같은 신재생에너지를 적어도 하나 이상 이용하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 메탄화부는 일산화탄소 또는 이산화탄소를 수소와 결합하여 메탄을 생산하는 과정에서 발생되는 다량의 열을 이용하여 스팀을 생산하도록 마련되며, 상기 스팀을 이용하여 전기를 생산하도록 마련된 스팀발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수전해부에서 수전해를 통해 생성된 산소 및 수소를 제공받도록 마련된 연료전지발전부를 더 포함하며, 상기 연료전지발전부는 산화 및 환원 반응을 통해 전기를 생산하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수전해부는 해수를 수전해하도록 마련되고, 전해를 통해 분리된 수소는 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치를 통해 생성된 일산화탄소 또는 이산화탄소와 결합되어 담수를 생성하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치는, 연소반응이 이루어지는 연소유닛; 상기 연소유닛에서 배출된 배가스 내 수분을 응축하여 배출하고, 상기 배가스와 유입된 외기 사이에 열교환이 이루어지도록 마련된 2차 열교환유닛; 상기 2차 열교환유닛으로부터 가열된 외기 및 수분이 제거된 상기 배가스를 제공받아 혼합하도록 마련된 믹싱유닛을 포함하며, 상기 믹싱유닛은 외기가 혼합된 배가스를 상기 연소유닛에 제공하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연소유닛은, 연소반응이 이루어지는 연소부; 상기 연소부의 상부 일측에 연결되는 싸이클론부; 상기 연소부의 일측 및 상기 싸이클론부의 하부와 연결되는 입자순환부; 및 상기 연소부에 연료를 공급하도록 마련된 연료공급부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 믹싱유닛은, 상기 연소부, 상기 입자순환부 및 상기 연료공급부에 외기가 혼합된 상기 배가스를 공급하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 믹싱유닛은, 혼합된 상기 배가스 중 일부를 상기 2차 열교환유닛에 재투입하여 상기 2차 열교환유닛 내 온도를 제어하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 2차 열교환유닛으로부터 수분이 제거된 배가스를 제공받아 상기 믹싱유닛에 공급하도록 마련된 재순환유닛을 더 포함하며, 상기 재순환유닛은 상기 믹싱유닛에 제공하는 상기 배가스의 양을 제어하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 2차 열교환유닛과 상기 재순환유닛 사이에 마련되는 응축유닛을 더 포함하며, 상기 응축유닛은 상기 2차 열교환유닛에서 수분이 제거된 상기 배가스를 응축하여 재차 수분을 제거하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 순환유동층 보일러에 의한 발전을 기저발전으로 하고 신재생에너지를 추가함으로써, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에서 발생되는 일산화탄소 또는 이산화탄소를 신재생에너지를 통해 수분해하여 발생되는 수소와 결합시켜 메탄을 생산함으로써, 에너지를 자체적으로 수급하여 에너지 자립도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 수전해부에서 생성된 순산소를 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급함으로써, 유동사 하강현 순환유동층 보일러에 공급하기 위한 순산소를 생성하는 비용이 절감될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 수전해부에서 생성 및 저장된 순산소를 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급함으로써, 고함량 CO2를 생산하기 위한 순환유동층 보일러에 공급하기 위한 순산소를 생성하는 비용이 절감될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 메탄화부에서 생성된 고온의 스팀을 이용하여 스팀발전을 수행할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 1차 열교환 및 필터유닛에서 배출된 200도 정도의 배가스를 2차 열교환유닛에서 열교환을 수행하여 온도를 30도 정도로 낮춤으로써, 배가스 내 수분을 응축하여 배출하도록 마련되기 때문에, 배가스 내 포함된 수분에 의해 연소부 내 온도가 저하되거나, 연료가 응축되는 수분에 의해 젖어 피딩투입이 원활하지 않게되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 외기가 2차 열교환유닛을 거쳐서 믹싱유닛으로 공급되기 때문에, 외기가 1차 열교환 및 필터유닛에서 배출된 배가스와 열교환을 통해 온도가 상승하게 된다. 그리고, 고온의 외기는 믹싱유닛 내에서 수분이 제거된 배가스와 혼합되어 배가스의 온도를 상승시키도록 마련되기 때문에 배가스 내 수분을 제거하면서도 배가스의 열을 회수할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치의 운전방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템의 블럭도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템(10)은 연료를 공급하는 연료공급부(11), 상기 연료공급부(11)를 통해 공급된 연료를 에너지원으로 연소하여 발전하는 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100), 신재생에너지를 통해 전기를 생산하는 신재생에너지부(12), 상기 신재생에너지부(12)를 통해 생산된 전기를 수전해에 이용하여 수소와 산소로 분리하는 수전해부(14), 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)의 발전 시 상기 수전해부(14) 또는 외부로부터 순수한 산소를 공급하는 순산소공급부(15), 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 상기 수전해부(14)를 통해 분리된 수소와 결합시켜 메탄을 생산하도록 메탄화하는 메탄화부(16) 및 상기 메탄화부(16)를 통해 생산된 메탄을 포집하여 저장하거나 외부로 수송하는 메탄처리부(17)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 연료를 공급하는 연료공급부(11)를 포함한다.

보다 상세하게는, 상기 연료공급부(11)는 석탄, 바이오매스 및 페기물 중 적어도 하나 이상의 연료를 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)에 공급하도록 마련된다.

또한, 연료공급부(11)를 통해 공급된 연료를 에너지원으로 발전하는 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)는 상기 연료공급부(11)를 통해 연료를 공급받고, 상기 연료를 에너지원으로 연소하여 발전함으로써, 전기를 생산할 수 있다.

또한, 신재생에너지를 통해 전기를 생산하는 신재생에너지부(12)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 신재생에너지부(12)는 풍력, 수력 및 태양광과 같은 신재생에너지를 적어도 하나 이상 이용하여 전기를 생산하는 것으로, 추가적인 장비나 에너지의 투입없이 풍력, 수력 및 태양광을 통해 전기를 생산할 수 있다.

또한, 신재생에너지부(12)를 통해 생산된 전기를 수전해에 이용하여 수소와 산소로 분리하는 수전해부(14)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 수전해부(14)는 상기 신재생에너지부(12)를 통해 생산된 전기를 사용하여 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 생성하도록 마련된다. 상기 신재생에너지는 바람직하게는 잉여 전기를 통해서 분해하여 산소 및 수소를 저장하고 필요에 따라 산소 및 수소를 이용한다.

또한, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)의 발전 시 상기 수전해부(14) 또는 외부로부터 순수한 산소를 공급하는 순산소공급부(15)가 구비될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 순산소공급부(15)는 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)의 발전 시 상기 수전해부(14)를 통해 물을 전기 분해하여 생산된 산소를 공급하거나, 외부로부터 별도로 산소를 공급받아 연료의 순산소 연소에 이용한다.

따라서, 상기 순산소공급부(15)를 통해 순수한 산소를 공급하므로, 상기 연료의 순산소 연소시 물과 이산화탄소만 발생하게 된다.

또한, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)는 상기 수전해부(14)에 의해 생성 및 저장된 산소를 활용할 수 있기 때문에 경제성을 확보할 수 있다.

건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 상기 수전해부(14)를 통해 분리된 수소와 결합시켜 메탄을 생산하도록 메탄화하는 메탄화부(16)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 메탄화부(16)는 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 수소와 결합시켜 메탄화함으로써 메탄을 생산할 수 있다.

즉, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)에서는 연료를 에너지원으로 순산소 연소하여 일산화탄소 또는 이산화탄소가 생산되고, 상기 수전해부(14)에서는 물을 전기 분해하여 수소가 분리된다. 따라서, 상기 일산화탄소 및 이산화탄소를 수소와 촉매를 통해 촉매전환 반응시키면 메탄을 생산할 수 있다.

또한, 메탄화부(16)를 통해 생산된 메탄을 포집하여 저장하거나 외부로 수송하는 메탄처리부(17)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 메탄처리부(17)는 상기 메탄화부(16)를 통해 생산된 메탄을 저장소로 보내 저장하거나, 가정용 또는 산업용으로 바로 사용하도록 메탄을 처리한다.

또한, 상기 연료는 석탄, 바이오매스 및 페기물 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 지속적으로 일산화탄소 또는 이산화탄소를 생산하여 상기 메탄부에 공급하여 안정적으로 메탄을 생산할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)는 석탄, 바이오매스 및 페기물과 같은 연료를 통해 지속적으로 발전하여 전기를 생산하고 이에 따른 부산물로 일산화탄소 또는 이산화탄소를 생산할 수 있다. 따라서, 도서지역에서 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 기저발전으로 삼고 일산화탄소 또는 이산화탄소를 수소와 반응시켜 메탄을 생산함으로써 부가적인 에너지를 창출할 수 있고, 도서지역의 에너지 자립도를 향상시킬 수 있다.

또한, 수전해부(14)는 풍력, 수력 및 태양광과 같은 신재생에너지를 적어도 하나 이상 이용하여 전기를 생산할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 수전해부(14)는 신재생에너지를 통해 전기를 생산하도록 풍력, 수력 및 태양광과 같은 에너지를 활용할 수 있다. 따라서, 신재생에너지를 활용함으로써, 추가적인 에너지의 공급없이 수전해를 통해 산소 및 수소를 생산할 수 있다.

또한, 메탄화부(16)는 일산화탄소 또는 이산화탄소를 수소와 결합하여 메탄을 생산하는 과정에서 발생되는 다량의 열을 이용하여 스팀을 생산하고, 상기 스팀을 통해 발전하여 전기를 생산하도록 스팀발전부(18)가 구비될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 메탄화부(16)에서 일산화탄소 또는 이산화탄소와 수소의 촉매전환반응 시에 반응과정에서 다량의 열이 발생하게 되고, 지속적인 반응을 위해서 냉각이 필요하다.

따라서, 냉매와의 열교환과정에서 온도가 높아진 냉매를 통해 물을 가열하여 스팀을 생산하거나 냉매를 물로 사용함으로써, 뜨거워진 물이 스팀으로 변하여 스팀을 생산할 수 있고, 상기 스팀발전부(18)는 상기 스팀으로 터빈을 회전시켜 전기를 생산할 수 있다.

또한, 신재생에너지부(12)는 신재생에너지를 통해 전기를 생산하고, 선택적으로 이를 배터리부(13)에 저장할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 신재생에너지부(12)는 상기 신재생에너지를 통해 전기를 생산할 수 있고, 수전해를 통해 생산하는 수소 또는 산소의 저장용량이 가득차거나 더 이상 생산이 필요없는 경우, 생산된 신재생에너지를 통해 생산된 전기를 배터리부(13)에 저장할 수 있으며, 이를 필요에 따라 다시 수전해에 이용할 수 있다.

또한, 수전해부(14)는 수전해를 통해 분리된 산소 및 수소를 상황에 따라 메탄화하기 위해 공급하지 않고, 산화 및 환원반응의 에너지를 통해 전기를 생산하는 연료전지발전을 통해 전기를 생산하는 연료전지발전부(19)가 구비될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 수전해부(14)는 수전해를 통해 산소 및 수소를 분리할 수 있고, 필요에 따라 연료전지발전부(19)에서 이를 역반응시켜 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 생산할 수 있다. 따라서, 상기 연료전지발전은 화석연료를 이용하는 터빈발전방식에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 온실가스의 발생을 감소시킬 수 있다.

이하, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치의 구성도이다.

도 2에 도시된 것처럼, 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)는 연소유닛(110), 1차 열교환 및 필터유닛(120), 2차 열교환유닛(130), 재순환유닛(140), 믹싱유닛(150), 응축유닛(160) 및 스택유닛(170)을 포함할 수 있다.

상기 연소유닛(110)은 연소반응이 이루어지도록 마련되며, 연소부(111), 싸이클론부(112), 입자순환부(113) 및 연료공급부(114)를 포함한다.

상기 연소부(111)는 연소 반응이 이루어지도록 마련되며, 로(furnace) 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 싸이클론부(112)는 상기 연소부(111)의 상부 일측에 연결되어, 상기 연소부(111)에서 생성된 가스와 유동사 등의 고체를 분리할 수 있다.

상기 입자순환부(113)는 상기 연소부(111)의 일측 및 상기 싸이클론부(112)의 하부와 연결되며, 상기 싸이클론부(112)로부터 유동사 등의 고체를 전달받아 다시 연소부(111)에 재투입시키도록 마련될 수 있다.

상기 연료공급부(114)는 상기 연소부(111)와 연결되어, 상기 연소부(111)에 연료를 공급하도록 마련될 수 있다.

상기 1차 열교환기 및 필터유닛(120)은 상기 연소유닛(110)과 상기 2차 열교환유닛(130) 사이에 마련되며, 상기 1차 열교환기 및 필터유닛(120)은, 배기가스 온도 700-800를 200도 이하로 열교환한 후 상기 배가스 내 플라이애쉬(fly-ash)를 제거하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 1차 열교환기 및 필터유닛(120)을 통과한 상기 배가스의 온도는 약 200도이다.

상기 2차 열교환유닛(130)은 상기 연소유닛(110)에서 배출된 배가스 내 수분을 응축하여 배출하고, 고온의 상기 배가스와 유입된 외기 사이에 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. 여기서, 상기 외기는 산소를 지칭한다.

구체적으로, 상기 2차 열교환유닛(130)은 상기 1차 열교환 및 필터유닛(120)을 통과한 약 200도 정도의 고온의 배가스를 25도 내지 35도까지 응축하여 수분을 제거하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 2차 열교환유닛(130)은 상기 2차 열교환유닛(130)의 내부를 통과하는 관에 외기를 통과시켜 고온의 상기 배가스와 상기 외기 사이에 열교환을 수행함으로써, 고온의 상기 배가스의 온도는 저하시키고, 상기 외기의 온도를 상승시킬 수 있다.

여기서, 상기 외기는 상기 순산소 공급부(15)에 의해 공급된 산소일 수 있다.

또한, 상기 2차 열교환유닛(130)은 응축에 의한 저온 부식이 발생하는 것을 방지하기 위해 내식성 재료로 마련될 수 있다. 여기서 내식성 재료는 테프론, 세라믹, 히트 펌프(Heat pump)를 포함할 수 있다.

상기 재순환유닛(140)은 상기 2차 열교환유닛(130)으로부터 수분이 제거된 배가스를 제공받아 상기 믹싱유닛(150)에 공급하도록 팬(fan) 형태로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 재순환유닛(140)은 상기 믹싱유닛(150)에 제공하는 상기 배가스의 양을 제어하도록 마련될 수 있다.

즉, 상기 재순환유닛(140)은 상기 믹싱유닛(150) 내 온도 및 압력 등을 고려하여 상기 배가스의 공급량을 제어하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 재순환유닛(140)은 냉각된 배가스 일부를 상기 2차 열교환유닛(130)으로 다시 보냄으로써, 상기 2차 열교환유닛(130) 내 온도 제어에 활용하는 것도 가능하다. 즉, 상기 2차 열교환유닛(130) 내 온도가 상기 외기와의 열교환으로 충분히 냉각이 이루어지지 않을 경우, 상기 재순환유닛(140)은 냉각된 배가스의 일부를 상기 2차 열교환유닛(130)에 보내 상기 2차 열교환유닛(130) 내 배가스가 기설정된 온도까지 낮추어져 응축이 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 믹싱유닛(150)은 상기 2차 열교환유닛(130)으로부터 가열된 외기 및 수분이 제거된 상기 배가스를 제공받아 혼합하고, 외기가 혼합된 배가스를 상기 연소유닛(110)에 제공하도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 믹싱유닛(150)은 상기 2차 열교환유닛(130)을 통과하면서 고온으로 가열된 외기와 상기 2차 열교환유닛(130)을 통과하면서 수분이 제거된 배가스를 상기 재순환유닛(140)을 통해 제공받을 수 있다. 그리고, 상기 믹싱유닛(150)은 가열된 상기 외기와 수분이 제거된 상기 배가스를 혼합하여 수분이 제거된 상기 배가스의 온도를 상승시킬 수 있다.

이처럼 상기 믹싱유닛(150)은 수분이 제거된 상기 배가스를 가열된 상기 외기와 혼합하여 승온시킨 다음, 이 승온된 배가스를 상기 연소부(111), 상기 연료공급부(114) 및 상기 입자순환부(113)에 공급하도록 마련된다.

또한, 상기 믹싱유닛(150)은, 혼합된 상기 배가스 중 일부를 상기 2차 열교환유닛(130)에 재투입하여 상기 2차 열교환유닛(130) 내 온도 및 연소부(111) 내 압력을 제어하도록 마련될 수 있다.

상기 응축유닛(160)은 상기 2차 열교환유닛(130)과 상기 재순환유닛(140) 사이에 마련되며, 상기 응축유닛(160)은 상기 2차 열교환유닛(130)에서 수분이 제거된 상기 배가스를 재차 응축하여 상기 2차 열교환유닛(130)을 통과하면서 1차로 수분이 제거된 배가스 내 수분을 재차 제거하도록 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 응축유닛(160)은 이미 2차 열교환유닛(130)에서 배가스 내 수분이 1차로 제거된 상태이기 때문에 부하가 감소된 상태일 수 있으며, 상기 재순환유닛(140)에 공급되는 배가스 내 수분이 더욱 감소하도록 할 수 있다.

상기 스택유닛(170)은 상기 응축유닛(160)과 연결되어 마련되며, 상기 배가스의 일부 및 상기 배가스를 응축하여 생성된 수분을 배출하여 제거하도록 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 본 발명은 1차 열교환 및 필터유닛(120)에서 배출된 200도 정도의 배가스를 2차 열교환유닛(130)에서 열교환을 수행하여 온도를 30도 정도로 낮춤으로써, 배가스 내 수분을 응축하여 배출하도록 마련되기 때문에, 배가스 내 포함된 수분에 의해 연소부(111) 내 온도가 저하되거나, 연료공급부(114) 내 연료가 수분에 의해 젖어 연료 공급이 불안정한 문제를 방지할 수 있다.

또한, 외기가 2차 열교환유닛(130)을 거쳐서 믹싱유닛(150)으로 공급되기 때문에, 외기가 1차 열교환 및 필터유닛(120)에서 배출된 배가스와 열교환을 통해 온도가 상승하게 된다. 그리고, 고온의 외기는 믹싱유닛(150) 내에서 수분이 제거된 저온의 배가스와 혼합되어 배가스의 온도를 상승시키도록 마련된다. 따라서, 본 발명의 배가스는 수분이 제거되고, 열 회수에 따라 승온된 상태로 상기 연소부(111)에 공급되기 때문에 연소 효율이 높고 안정적인 운전이 가능하게 함으로써, 경제적이다.

이하, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)의 운전방법을 하기 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치의 운전방법의 순서도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)의 운전방법은 먼저, 상기 연소유닛(110) 내 배가스를 배출하는 단계(S210)를 수행할 수 있다.

상기 연소유닛(110) 내 배가스를 배출하는 단계(S210)에서, 상기 연료공급부(114)가 상기 연소부(111)에 연료를 공급하면, 상기 연소부(111)는 연소를 수행할 수 있다. 그리고, 상기 연료가 연소하면서 생성된 배가스는 상기 싸이클론부(112)로 이송되어 상기 유동사와 분리되고, 상기 배가스는 상기 싸이클론부(112)에서 상기 1차 열교환 및 필터유닛(120)으로 배출될 수 있다.

상기 연소유닛(110) 내 배가스를 배출하는 단계(S210) 이후에는, 상기 배가스 내 열회수 및 플라이애쉬를 제거하는 단계(S220)를 수행할 수 있다.

상기 배가스 내 열회수 및 플라이애쉬를 제거하는 단계(S220)에서, 상기 1차 열교환 및 필터유닛(120)은 상기 배가스 내 플라이애쉬를 필터링하여 제거하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 1차 열교환 및 필터유닛(120)을 통과한 배가스의 온도는 약 200도의 고온이다.

상기 배가스 내 열회수 및 플라이애쉬를 제거하는 단계(S220) 이후에는, 상기 연소유닛(110)으로부터 배출된 상기 배가스 내 수분을 제거하고, 상기 배가스와 외기 사이에 열교환을 하는 단계(S230)를 수행할 수 있다.

상기 연소유닛(110)으로부터 배출된 상기 배가스 내 수분을 제거하고, 상기 배가스와 외기 사이에 열교환을 하는 단계(S230)에서, 상기 2차 열교환유닛(130)은 상기 배가스의 온도를 25도 내지 35도로 냉각하여 응축함으로써, 수분을 제거할 수 있다. 이때, 고온의 상기 배가스는 상기 열교환기를 통과하도록 마련된 산소로 이루어진 외기와 열교환을 통해 냉각되고, 상기 외기는 상기 배가스와의 열교환을 통해 가열될 수 있다.

이때, 상기 배가스가 응축된 물에 일부 산성가스가 녹아서 함께 제거될 수도 있다.

상기 연소유닛(110)으로부터 배출된 상기 배가스 내 수분을 제거하고, 상기 배가스와 외기 사이에 열교환을 하는 단계(S230) 이후에는, 상기 배가스를 응축하여 수분을 재차 제거하는 단계(S240)를 수행할 수 있다.

상기 배가스를 응축하여 수분을 재차 제거하는 단계(S240)에서, 상기 응축유닛(160)은 상기 2차 열교환유닛(130)으로부터 1차적으로 수분이 제거된 상기 배가스를 재차 응축하여 상기 배가스 내 수분을 더 제거할 수 있다.

또한, 상기 배가스를 응축하여 수분을 재차 제거하는 단계(S240)에서는, 재차 수분이 제거된 25도 내지 35도의 저온의 배가스를 상기 2차 열교환유닛(130)에 재차 투입함으로써, 상기 2차 열교환유닛(130) 내 온도를 제어할 수도 있다.

상기 배가스를 응축하여 수분을 재차 제거하는 단계(S240) 이후에는, 상기 열교환에 의해 가열된 외기와 수분이 제거된 배가스를 혼합하는 단계(S250)를 수행할 수 있다.

상기 열교환에 의해 가열된 외기와 수분이 제거된 배가스를 혼합하는 단계(S250)에서, 수분이 제거된 상기 배가스는 상기 재순환유닛(140)에 의해 상기 믹싱유닛(150)으로 이동되고, 가열된 외기는 상기 2차 열교환유닛(130)으로부터 상기 믹싱유닛(150)으로 이동될 수 있다.

그리고, 상기 믹싱유닛(150)은 제공받은 상기 가열된 외기와 수분이 제거된 상기 배가스를 혼합하여 상기 배가스의 온도를 상승시킬 수 있다.

상기 열교환에 의해 가열된 외기와 수분이 제거된 배가스를 혼합하는 단계(S250) 이후에는, 혼합된 상기 배가스를 상기 연소유닛(110)에 재투입하는 단계(S260)를 수행할 수 있다.

혼합된 상기 배가스를 상기 연소유닛(110)에 재투입하는 단계(S260)에서, 가열된 상기 외기와 혼합되어 승온된 배가스는 상기 연소부(111), 상기 연료공급부(114) 및 상기 입자순환부(113)에 공급될 수 있다.

이때, 상기 연료공급부(114)에는 수분이 제거된 상태의 배가스가 공급되기 때문에 연료가 배가스 내 수분에 의해 뭉치거나 굳는 문제가 발생하지 않는다.

또한, 연소부(111)에는 수분이 모두 제거되고 열 회수에 의해 승온된 상태의 배가스가 투입되기 때문에, 연소부(111) 내 온도가 크게 저하되어 운전이 불안정해지는 문제가 발생하지 않을 수 있다.

또한, 혼합된 상기 배가스를 상기 연소유닛(110)에 재투입하는 단계(S260)에서, 상기 재순환유닛(140)은 혼합된 상기 배가스 중 일부를 상기 2차 열교환유닛(130)에 재투입하여 상기 2차 열교환유닛(130) 내 온도를 제어하도록 마련될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 수전해부(24)에 사용되는 물을 해수로 공급하고, 수전해를 통해 분리된 수소를 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소와 결합시켜 메탄을 생산할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 수전해부(24)에 해수를 공급하고, 분리된 수소를 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소와 결합시켜 메탄을 생산할 수 있다. 더불어, 물이 부족한 섬지역의 수전해부(24)에 해수를 공급함으로써, 식수에 필요한 담수를 생산할 수 있다.

또한, 촉매는 니켈성분을 기반으로 일산화탄소 또는 이산화탄소의 산소 운반체 입자로 사용되어 일산화탄소 또는 이산화탄소와 수소가 효과적으로 반응하도록 할 수 있다.

또한, 메탄화부(26)는 일산화탄소 또는 이산화탄소가 수소와 함께 촉매에 의해 촉매 전환 반응에 의해서 메탄으로 합성되도록 반응기가 구비되고, 상기 반응기의 내부에 배치된 하나 이상의 챔버에 의해서 메탄으로 합성될 수 있다.

또한, 반응기의 내부에는 일산화탄소 또는 이산화탄소와 수소가 유동되고, 유동방향을 따라 챔버들이 순차적으로 배치되어 고온에서 저온으로 각 챔버에서 촉매 전환 반응이 수행될 수 있다.

또한, 상기 챔버들은 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 구성되고, 상기 제 1 챔버는 400℃~500℃, 제 2 챔버는 350℃~400℃ 및 제 3 챔버는 25℃~350℃의 온도로 설정되어 일산화탄소 또는 이산화탄소와 수소가 촉매 전환 반응이 수행될 수 있다.

또한, 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버는 하나의 반응기의 내부에 배치되고, 바이오가스와 수소가 상기 반응기의 일측으로 유입되어 상기 반응기의 내부의 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버에 순차적으로 유동되며 촉매 전환 반응이 수행되어 상기 반응기의 타측으로 반응된 결과물로 메탄과 물이 배출될 수 있다.

이처럼, 본 발명은 수전해부(14)에서 생성 및 저장된 산소를 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급함으로써, 고함량 CO2를 생산하기 위한 순환유동층 보일러에 공급하는 순산소를 생성하는 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치(100)에서 발생되는 일산화탄소 또는 이산화탄소는 수전해하여 발생되는 수소와 결합시켜 메탄을 생산함으로써, 에너지 자립도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템
11, 21: 연료공급부 12, 22: 신재생에너지부
13, 23: 배터리부 14, 24: 수전해부
15, 25: 순산소공급부 16, 26: 메탄화부
17, 27: 메탄처리부 18, 28: 스팀발전부
19, 29: 연료전지발전부
100: 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치
110: 연소유닛 111: 연소부
112: 싸이클론부 113: 입자순환부
114: 연료공급부 120: 1차 열교환 및 필터유닛
130: 2차 열교환유닛 140: 재순환유닛
150: 믹싱유닛 160: 응축유닛
170: 스택유닛

Claims (11)

1. 연료를 연소하여 발전하며, 연소반응이 이루어지는 연소유닛; 상기 연소유닛에서 배출된 배가스 내 수분을 응축하여 배출하고 상기 배가스와 유입된 외기 사이에 열교환이 이루어지도록 마련된 2차 열교환유닛; 상기 2차 열교환유닛으로부터 가열된 외기 및 수분이 제거된 상기 배가스를 제공받아 혼합하도록 마련된 믹싱유닛; 및 상기 2차 열교환유닛으로부터 수분이 제거된 배가스를 제공받아 상기 믹싱유닛에 공급하도록 마련된 재순환유닛을 포함하는 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치;
   신재생에너지를 통해 전기를 생산하는 신재생에너지부;
   상기 신재생에너지부를 통해 생산된 전기를 수전해에 이용하여 물을 수소와 산소로 분리하는 수전해부;
   상기 수전해부 또는 외부로부터 순수한 산소를 제공받아 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치에 공급하도록 마련된 순산소공급부;
   상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치를 통해 생산된 일산화탄소 또는 이산화탄소를 상기 수전해부를 통해 분리된 수소와 결합시켜 메탄을 생산하도록 메탄화하는 메탄화부; 및
   상기 신재생에너지부에서 생산된 전기를 저장하는 배터리부를 포함하고,
   상기 수전해부는, 선택적으로 상기 배터리부의 전기를 이용하여 물을 수소와 산소로 분리하며,
   상기 믹싱유닛은 외기가 혼합된 배가스를 상기 연소유닛에 제공하고,
   상기 재순환유닛은 상기 믹싱유닛에 제공하는 상기 배가스의 양을 제어하고,
   상기 2차 열교환유닛 내 온도가 기설정된 온도 초과인 경우, 상기 재순환유닛에 의해 상기 2차 열교환유닛에서 냉각된 배가스 일부가 상기 2차 열교환유닛으로 전달되어 상기 2차 열교환유닛 내 온도가 상기 기설정된 온도까지 감소되도록 제어됨으로써, 상기 2차 열교환유닛에서 상기 배가스 내 수분에 대한 응축 효율이 증대되는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 신재생에너지부는 풍력, 수력 및 태양광 중 선택되는 어느 하나 이상을 이용하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 메탄화부는 일산화탄소 또는 이산화탄소를 수소와 결합하여 메탄을 생산하는 과정에서 발생되는 다량의 열을 이용하여 스팀을 생산하도록 마련되며,
   상기 스팀을 이용하여 전기를 생산하도록 마련된 스팀발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 수전해부에서 수전해를 통해 생성된 산소 및 수소를 제공받도록 마련된 연료전지발전부를 더 포함하며,
   상기 연료전지발전부는 산화 및 환원 반응을 통해 전기를 생산하도록 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 수전해부는 해수를 수전해하도록 마련되고,
   전해를 통해 분리된 수소는 상기 건식 배가스 재순환 방식의 순산소 순환유동층 연소장치를 통해 생성된 일산화탄소 또는 이산화탄소와 결합되어 메탄을 생성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 연소유닛은,
   연소반응이 이루어지는 연소부;
   상기 연소부의 상부 일측에 연결되는 싸이클론부;
   상기 연소부의 일측 및 상기 싸이클론부의 하부와 연결되는 입자순환부; 및
   상기 연소부에 연료를 공급하도록 마련된 연료공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 믹싱유닛은,
   상기 연소부, 상기 입자순환부 및 상기 연료공급부에 외기가 혼합된 상기 배가스를 공급하도록 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 믹싱유닛은,
   혼합된 상기 배가스 중 일부를 상기 2차 열교환유닛에 재투입하여 상기 2차 열교환유닛 내 온도를 제어하도록 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.
   
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 열교환유닛과 상기 재순환유닛 사이에 마련되는 응축유닛을 더 포함하며,
    상기 응축유닛은 상기 2차 열교환유닛에서 수분이 제거된 상기 배가스를 응축하여 재차 수분을 제거하도록 마련된 것을 특징으로 하는 순환유동층보일러 및 신재생에너지를 이용한 에너지 순환 시스템.

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