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케미컬루핑 연소시스템에 있어서, 공기공급수단에 의해 공급된 공기와 반응하여 산소전달입자가 산화되는 공기반응기; 상기 공기반응기에서 산화된 산소전달입자가 공급되고, 연료공급수단에 의해 공급된 연료가 반응되어 상기 산화된 산소전달입자가 환원되며, 환원된 산소전달입자를 상기 공기반응기로 공급하는 연료반응기; 연소시스템의 구동 전, 상기 공기반응기와 상기 연료반응기 각각을 설정된 온도까지 예열시키는 공기반응기 예열수단과, 연료반응기 예열수단; 상기 연소시스템의 구동 전, 상기 연료반응기 내로 수소기체를 공급하는 수소공급수단; 및상기 공기반응기와 상기 연료반응기가 설정된 온도에 도달하도록 상기 공기반응기 예열수단과 연료반응기 예열수단을 제어하고, 상기 연료반응기 내의 산소전달입자의 고체전환율이 설정된 전환율 값에 도달하도록 상기 수소공급수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 1항에 있어서, 상기 공기반응기 예열수단과, 연료반응기 예열수단은 예열된 기체를 공급하는 간접식 가열방식이 적용되는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 2항에 있어서, 상기 공기반응기와 상기 연료반응기는 유동층반응기로 구성되며, 상기 공기반응기의 온도를 실시간으로 측정하는 제1온도센서와, 상기 연료반응기의 온도를 실시간으로 측정하는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연료반응기의 온도가 제1설정온도값에 도달하면, 예열기체로서 질소를 공급하고, 상기 수소공급수단을 통해 상기 연료반응기로 수소가 공급되도록 하여 상기 연료반응기 내의 산화된 산소전달입자를 일부 환원시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 4항에 있어서, 상기 수소공급수단에 의해 공급되는 수소의 최대량은, 산소전달입자의 수소의 반응과정에서의 흡열에 의해 상기 연료반응기 온도가 감소하지 않는 조건, 및 상기 연료반응기 배출기체에서 수소가 검출되지 않는 조건을 만족하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 5항에 있어서, 연료반응기에 주입된 수소 농도와 배출되는 수소 농도 및 연료반응기에 장입된 산소전달입자의 질량 및 조성을 기반으로 산소전달입자의 고체전환율을 실시간으로 계산하는 전환율 계산부를 더 포함하고, 상기 제어부는 전환율 계산부에서 계산된 값을 기반으로 상기 고체전환율이 상기 설절된 전환율 값에 도달할 때까지 수소공급수단에 의해 수소가 공급되도록 제어하고 상기 연료반응기와 상기 공기반응기가 제2설정온도값에 도달하도록 상기 공기반응기 예열수단과 상기 연료반응기 예열수단을 제어하는 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 6항에 있어서, 상기 공기반응기의 유량과 고체순환속도를 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연료반응기 내의 고체전환율과 상기 공기반응기 내의 고체전환율의 차이값이 설정된 차이값이 유지되도록, 상기 유량조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 8항에 있어서, 상기 제1설정온도값은 550~650℃이고, 상기 제2설정온도값은 800~900℃이며, 상기 설정된 전환율 값은 0
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제 8항에 있어서, 상기 공기반응기의 배출부에 구비되어 상기 공기반응기에서 배출된 산소전달입자를 기체와 분리하여 상기 연료반응기 유입부 측으로 공급하는 공기반응기 사이클론; 및상기 공기반응기 사이클론과 상기 연료반응기 사이에 구비되는 루프실;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 10항에 있어서, 상기 연료반응기의 배출부에 구비되어 상기 연료반응기에서 배출된 산소전달입자를 기체와 분리하여 상기 연료반응기 측으로 재순환시키는 연료반응기 사이클론;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반응속도가 개선된 케미컬루핑 연소시스템
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제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 케미컬루핑 연소시스템의 구동방법에 있어서, 연료반응기에 산화된 산소전달입자를 장입시키는 제1단계; 제어부가 공기반응기 예열수단을 통해 공기반응기를 예열시키고, 연료반응기 예열수단을 통해 연료반응기를 예열시키는 제2단계; 상기 연료반응기와 상기 공기반응기가 제1설정온도값에 도달하면, 제어부가 수소공급수단을 구동하여 상기 연료반응기 내로 수소를 공급하는 제3단계; 상기 연료반응기 내의 산소전달입자가 일부 환원되는 제4단계; 제어부가 상기 연료반응기 내의 고체전환율이 설정된 전환율 값에 도달하고, 상기 연료반응기와 상기 공기반응기의 온도가 제2설정온도값에 도달하면, 상기 수소공급수단에 의한 수소공급을 중단하고 연료공급수단을 통해 연료반응기 내로 연료를 공급하는 제5단계; 상기 연료공급수단에 의해 공급된 연료가 반응되어 상기 산소전달입자가 환원되는 제6단계; 상기 환원된 산소전달입자가 상기 공기반응기로 공급되고, 공기공급수단에 의해 공급된 공기와 반응하여 산소전달입자가 산화되는 제7단계; 및산화된 산소전달입자가 상기 연료반응기로 공급되어 순환되는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬루핑 연소시스템의 구동방법
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제 12항에 있어서, 상기 제5단계에서제어부가 상기 연료반응기 내의 고체전환율이 설정된 전환율 값에 도달하고, 상기 연료반응기와 상기 공기반응기의 온도가 제2설정온도값에 도달하도록 상기 수소공급수단과 상기 공기반응기 예열수단과 상기 연료반응기 예열수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 케미컬루핑 연소시스템의 구동방법
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제 13항에 있어서, 상기 제3단계에서, 상기 수소공급수단에 의해 공급되는 수소의 최대량은, 산소전달입자의 수소의 반응과정에서의 흡열에 의해 상기 연료반응기 온도가 감소하지 않는 조건, 및 상기 연료반응기 배출기체에서 수소가 검출되지 않는 조건을 만족하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 케미컬루핑 연소시스템의 구동방법
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제 14항에 있어서, 상기 제6단계 내지 제8단계에서, 상기 제어부는, 상기 연료반응기 내의 고체전환율과 상기 공기반응기 내의 고체전환율의 차이값이 설정된 차이값이 유지되도록, 상기 유량조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 케미컬루핑 연소시스템의 구동방법
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