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가연성 물질을 공급하는 공급부;상기 공급부로부터 이송되는 상기 가연성 물질을 건조, 예열 또는 열분해하여 제 1 기상 성분 및 열분해 잔류물을 생성하기 위하여 800℃ 미만의 저온상태를 유지하는 제 1 반응부;상기 제 1 반응부로부터 이송되는 상기 열분해잔류물 중 가연성 성분은 부분산화반응으로 발열을 하면서 동시에 일부 산화물이 고온 환원반응하므로 산화물이 금속으로 환원되고 환원된 금속 중 일부는 고온에서 증발하여 제 2 기상 성분 및 제 2 열분해 잔류물을 생성하는 800℃ 이상의 고온상태를 유지하는 제 2 반응부; 및상기 제 1 반응부로부터 배출되어 상기 제 2 반응부로 이송되는 상기 열분해 잔류물 중 고상 성분만 통과시키면서도 기체 성분의 유동을 방지하여 그 이동을 분리할 수 있도록 상기 제 1 반응부와 상기 제 2 반응부 사이에 배치되는 차폐 장치;를 포함하고,상기 제 1 반응부 및 상기 제 2 반응부에서 생성되는 물질들의 이동 수단은 로터리 킬른식, 스크류식 및 스토커식 중 어느 하나 이상으로 이루어지며,상기 제 1 반응부 및 상기 제 2 반응부의 출구 및 입구 중 어느 하나 이상, 또는 상부 및 하부 중 어느 하나 이상에는 복수의 직접가열장치가 제공되고, 상기 제 1 반응부 및 상기 제 2 반응부의 출구단에는 산화제 공급장치가 제공되어 공기, 산소 및 스팀 중 어느 하나 이상을 공급하는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제1항에 있어서,상기 제 2 반응부는 상기 제 1 반응부에서 배출되는 고상(char)을 공급받아 공급되는 산화제에 의해 상기 산화반응을 하여 모든 고상(char)이 부분산화 또는 완전 연소되고,상기 제 2 반응부에서 배출되는 재(ash)에는 탄소 함량을 감소시키는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제1항에 있어서,상기 제 2 반응부는 상기 제 1 반응부에서 배출되는 고상(Char)을 공급받아 외부에서 공급되는 열에 의해 상기 환원반응을 하고,그에 따라 고상(Char)에 포함된 산화물의 일부가 환원이 되어 금속으로 전환되어 상기 금속 중 기화 온도가 낮은 금속이 상기 제 2 반응기 외부로 배출됨으로써 상기 고상(char)에 남아있는 불순물이 줄어들어 고상(char)의 순도가 높아지는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제1항에 있어서, 상기 제 2 반응부에서 생성되는 제 2 기상 성분이 상기 제 2 반응부의 출구 및 입구 중 어느 하나 이상, 또는 상부 및 하부 중 어느 하나 이상에서 배출되어 상기 제 1 반응부에서 배출되는 제 1 기상 성분을 가열 개질하여 합성 가스로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 2단 열분해 가스화 장치
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제1항에 있어서,상기 2단 열분해 가스화 장치는 제 1 반응부를 간접 가열하는 간접가열부를 더 포함하고, 그리고상기 제 2 반응부에서 생성되는 제 2 기상 성분이 상기 간접가열부로 공급되어 상기 제 1 반응부를 간접 가열하거나 또는 상기 간접가열부를 가열하는 복수의 직접가열장치를 이용하여 상기 간접가열부를 추가로 가열하는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제5항에 있어서,상기 제 2 반응부에서 생성되는 제 2 기상 성분이 상기 제 1 반응부의 하단부측으로 공급됨과 동시에 상기 제 1 반응부로부터 상기 제 2 반응부로의 상기 제 2 기상 성분의 유동을 방지함에 따라 완전연소를 지원하는 상기 차폐장치에 의해 상기 제 1 반응부를 추가적으로 가열함으로써 열분해에 필요한 에너지를 공급하게 되어 전체 에너지 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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7
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직접가열장치는 공기, 산소, 스팀, 및 가스 연료를 이용하는 버너 또는 플라즈마 발생장치인 것을 특징으로 하는, 2단 열분해 가스화 장치
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제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 800℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 열분해하며, 상기 제 2 반응부는 700℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 부분산화 및 연소시키는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 600℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 저온 열분해하며, 상기 제 2 반응부는 600℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 부분산화 및 연소시키는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 600℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 저온 열분해하며, 상기 제 2 반응부는 600℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 고온 열분해하는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 장치
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11
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제 공급장치는 외부에서 상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부 내부로 삽입되는 렌스(lance)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 2단 열분해 가스화 장치
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제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부에는 그 내벽의 둘레에 복수의 홀이 형성되고, 그리고상기 산화제 공급장치는 상기 홀을 통해 상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부 내부에 산화제를 공급하는 것을 특징으로 하는, 2단 열분해 가스화 장치
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13
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부에는 그 내벽의 둘레에 복수의 홀이 형성되고, 상기 복수의 홀이 형성된 상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부의 외벽을 둘러싸도록 제공되는 원통형의 부재를 포함하고, 그리고상기 산화제 공급장치는 상기 홀을 통해 상기 제 1 반응부 또는 상기 제 2 반응부 내부에 산화제를 공급하는 것을 특징으로 하는, 2단 열분해 가스화 장치
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(a) 가연성 물질을 공급하는 단계;(b) 공급부로부터 이송되는 상기 가연성 물질을 건조, 예열 또는 열분해하여 제 1 기상 성분 및 열분해 잔류물이 800℃ 미만의 저온상태를 유지하는 제 1 반응부에 의해 생성되는 단계; 및(c) 상기 제 1 반응부로부터 이송되는 상기 열분해잔류물 중 가연성 성분은 부분산화반응으로 발열을 하면서 동시에 일부 산화물이 고온 환원반응하므로 산화물이 금속으로 환원되고 환원된 금속 중 일부는 고온에서 증발하여 제 2 기상 성분 및 제 2 열분해 잔류물이 생성하는 800℃ 이상의 고온상태를 유지하는 제 2 반응부에 의해 생성되는 단계;를 포함하고,상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계에서 생성되는 물질들의 이동 수단은 로터리 킬른식 및 스토커식 중 어느 하나 이상으로 이루어지고,상기 제 2 반응부의 출구단에는 산화제 공급장치가 제공되어 공기, 산소 및 스팀 중 어느 하나 이상을 공급하며,상기 제 1 반응부로부터 배출되어 상기 제 2 반응부로 이송되는 상기 열분해 잔류물 중 고상 성분만 통과시키면서도 기체 성분의 유동을 방지하여 그 이동을 분리할 수 있도록 상기 제 1 반응부와 상기 제 2 반응부 사이에 배치되는 차폐 장치에 의해 열효율이 향상되는 것을 특징으로 하는,2단 열분해 가스화 방법
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제14항에 있어서, 상기 제 2 기상 성분이 상기 제 2 반응부의 입구 또는 출구에서 배출되어 상기 제 1 반응부에 공급되면서 상기 제 1 기상 성분을 가열 개질하여 합성 가스로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 2단계 열분해 가스화 방법
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16
제14항에 있어서, 상기 제 1 반응부에는 상기 제 1 반응부를 간접 가열하는 간접가열부가 제공되며, 그리고 상기 제 2 기상 성분이 상기 간접가열부로 공급되어 상기 제 1 반응부를 간접 가열하거나 또는 상기 간접가열부를 가열하는 복수의 직접가열장치를 이용하여 상기 간접가열부를 추가로 가열하는 것을 특징으로 하는, 2단계 열분해 가스화 방법
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제14항 또는 제16항에 있어서,상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계 중 어느 하나 이상에 스팀, 산소, 공기 중 어느 하나 이상을 공급하는 것을 특징으로 하는,2단계 열분해 가스화 방법
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제14항 또는 제16항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 800℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 열분해하며, 그리고 상기 (c) 단계에서, 상기 제 2 반응부는 700℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 부분산화 및 연소시키는 것을 특징으로 하는,2단계 열분해 가스화 방법
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19
제14항 또는 제16항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 600℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 저온 열분해하며, 그리고 상기 (c) 단계에서, 상기 제 2 반응부는 600℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 부분산화 및 연소시키는 것을 특징으로 하는,2단계 열분해 가스화 방법
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20
제14항 또는 제16항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 제 1 반응부는 300℃ 내지 600℃의 온도에서 상기 가연성 물질을 저온 열분해하며, 그리고 상기 (c) 단계에서, 상기 제 2 반응부는 600℃ 이상의 온도에서 상기 열분해 잔류물을 고온 열분해하는 것을 특징으로 하는,2단계 열분해 가스화 방법
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