KR100666673B1 - Burner for burning waster gases and gas scrubber using the burner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐가스 연소용 버너에 관한 것으로, 유독성 폐가스를 유입하는 적어도 하나의 폐가스 유입구와, 상기 폐가스 유입구와 연결되는 폐가스 유출구를 구비하며, 일측에 형성된 가스유입구 및 촉매유입구로부터 폐가스 연소용 가스 및 촉매를 제공받아 상기 폐가스와 혼합시켜 혼합가스를 생성하도록 상기 가스유입구 및 촉매유입구는 상기 폐가스 유출구와 연결되는 노즐부; 상기 폐가스 유출구와 소통되게 상기 노즐부에 장착되고 상기 폐가스 유출구로부터 유출되는 상기 혼합가스를 점화시켜 연소시키는 연소부; 및 연소 후에 상기 연소부에서 유출되는 고온의 연소가스를 냉각시키고 상기 연소가스에 내포되는 수용성 가스를 제거함과 동시에, 상기 연소부에서 생성된 연소 찌꺼기를 세척하도록 냉각매체를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 구비하는 냉각세척부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버는, 버너와 나란하게 구비되어 냉각세척부로부터 냉각되는 연소가스를 제공받아서 재차 냉각시키는 냉각 챔버; 및 버너의 하부에 구비되어 냉각세척부로부터 수용성 가스가 혼합된 폐수와 연소 찌꺼기를 제공받아서 수용하는 저장조를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a burner for waste gas combustion, comprising at least one waste gas inlet for introducing toxic waste gas, and a waste gas outlet connected to the waste gas inlet, and the gas and catalyst for waste gas combustion from a gas inlet and a catalyst inlet formed at one side. The gas inlet and the catalyst inlet is provided with a nozzle to be connected to the waste gas outlet to be mixed with the waste gas to generate a mixed gas; A combustion unit mounted to the nozzle unit in communication with the waste gas outlet and igniting and burning the mixed gas flowing out of the waste gas outlet; And at least one injection nozzle for cooling the high temperature combustion gas flowing out of the combustion unit after combustion, removing the water-soluble gas contained in the combustion gas, and simultaneously injecting a cooling medium to clean the combustion residue generated in the combustion unit. It characterized in that it comprises a cooling washing unit having a. The gas scrubber using the waste gas combustion burner according to the present invention comprises a cooling chamber which is provided in parallel with the burner and receives the combustion gas cooled from the cooling washing unit and cools again; And a storage tank provided at a lower portion of the burner to receive and receive waste water and combustion residues mixed with water-soluble gas from the cooling washing unit.
폐가스,연소,버너,가스스크러버. Waste gas, combustion, burner, gas scrubber.
Description
도 1은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부와 연소부의 결합상태를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a combined state of the nozzle unit and the combustion unit of the burner for waste gas combustion according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부를 도시한 사시도이고,2 is a perspective view showing a nozzle unit of a burner for waste gas combustion according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부를 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a nozzle portion of a burner for waste gas combustion according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 냉각세척부를 도시한 단면도이고,4 is a cross-sectional view showing a cooling washing unit of the burner for burning waste gas according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 정면도이고,5 is a front view showing a gas scrubber using a burner for waste gas combustion according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 정면도이며,6 is a front view showing a gas scrubber using a burner for waste gas combustion according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 측면도이다.7 is a side view illustrating a gas scrubber using a burner for waste gas combustion according to the present invention.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
1; 버너 10; 노즐부One; Burner 10; Nozzle part
11; 폐가스 유입구 12; 폐가스 유출구11;
13; 가스유입구 14; 촉매유입구13;
15; 제1 유로 16; 제2 유로15;
17; 제3 유로 20; 연소부17;
21; 연소챔버 22; 점화플러그21;
23; 연소공간 24; 세라믹통23;
25; 내통 26; 냉각부25;
27; 제1 분사노즐 28; 연소가스 유출구27;
29; 폐수 유출구 30; 냉각세척부29;
31; 제2 분사노즐 32; 제3 분사노즐31;
33; 제4 분사노즐 34; 제5 분사노즐33;
35; 몸체 36; 냉각세척부의 유입구35;
37; 냉각세척부의 유출구 100; 가스 스크러버37;
101; 폐가스 공급파이프 102; 케이스101; Waste
110; 냉각 챔버 111; 제6 분사노즐110;
112; 제7 분사노즐 113; 제8 분사노즐112;
114; 연소가스 유출구 115; 공기 공급파이프114;
120; 저장조120; Reservoir
본 발명은 폐가스 연소용 버너 및 이를 이용한 가스 스크러버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조공정 및 화학공정 등에서 사용된 후 배출되는 유독성 폐가스를 연소시켜 처리하기 위한 폐가스 연소용 버너 및 이를 이용한 가스 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a waste gas combustion burner and a gas scrubber using the same, and more particularly, to a waste gas combustion burner and a gas scrubber using the same for burning and treating toxic waste gas discharged after being used in a semiconductor manufacturing process and a chemical process. It is about.
일반적으로, 반도체 제조공정이나 화학공정 등에서 배출되는 폐가스, 특히, C2F4, CF4, C3F8, NF3, SF6과 같은 PFC(Perfluorocompound)가스는 유독성, 폭발성, 및 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라, 정화되지 않고 바로 대기중으로 배출할 경우에는 심각한 환경오염을 유발하는 문제점이 있었다.In general, waste gases emitted from semiconductor manufacturing processes or chemical processes, in particular, PFC (Perfluorocompound) gases such as C2F4, CF4, C3F8, NF3, SF6, are not only harmful to the human body because they are toxic, explosive, and corrosive, and are also purified. If it is not immediately discharged to the air there was a problem causing serious environmental pollution.
이에 따라, 폐가스는 유해성분의 함량을 허용농도 이하로 낮추는 무해화 처리과정을 거쳐서 대기중으로 배출시켜야 한다.Accordingly, the waste gas must be discharged to the atmosphere through a detoxification process that lowers the content of harmful components below the allowable concentration.
이와 같은 폐가스의 무해화 처리에는 연소방식, 웨트방식, 흡착방식, 냉각방식, 촉매방식 등 다양한 가스 스크러버(Gas Scrubber)가 일반적으로 사용되고 있다.Various gas scrubbers such as a combustion method, a wet method, an adsorption method, a cooling method, and a catalyst method are generally used for the detoxification treatment of the waste gas.
이 중에서 연소방식은 통상 히터 및 점화방식의 연소기로 폐가스를 무해화시키는 처리방식이다.Among them, the combustion method is a treatment method in which waste gas is harmless with a combustor of a heater and an ignition system.
이 연소방식에서 점화방식의 연소용 버너 일예로 국내공개특허공보 제2004-32262호를 살펴보면, 연소실을 향하여 단면적이 단계적으로 확장되는 다단의 연소영역들을 갖는 버너몸체와, 상기 연소영역들 중 최상류의 연소영역에 연료가스와 공기의 혼합가스를 공급할 수 있도록 설치되는 카뷰레터와, 상기 최상류의 연소영역에 공급되는 혼합가스를 점화시킬 수 있도로 설치되는 점화수단으로 구성된다.As an example of the ignition type burner in the combustion method, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-32262 shows an example of a burner body having a plurality of combustion zones having a multi-stage combustion zone extending stepwise toward a combustion chamber, It comprises a carburettor provided to supply a mixed gas of fuel gas and air to the combustion zone, and an ignition means provided to ignite the mixed gas supplied to the uppermost combustion zone.
그리고 최상류의 연소영역에는 반응용 공기를 공급하는 다수의 공기도입포트들이 연통되며, 최상류의 연소영역에 연속하는 하류의 연소영역에는 폐가스를 공급하는 다수의 폐가스도입포트들이 연통되어 구성된다.In addition, a plurality of air inlet ports for supplying reaction air are communicated to the uppermost combustion zone, and a plurality of waste gas inlet ports for supplying waste gas are communicated to the downstream combustion zone that is continuous to the uppermost combustion zone.
종래의 연소용 버너는 공기도입포트들로 반응용 공기를 최상류의 연소영역에 공급하여 연료가스와 공기를 혼합하면서 폐가스도입포트들로 하류의 연소영역에 공급하는 방식이지만, 폐가스가 화염의 유동방향을 따라 화염대(Flame zone)의 중앙으로만 집중적으로 공급되면서 화염날림(Blowout)을 발생시켜서 화염안정성(Flame stability)이 저하하게 되는 문제점이 있었다.Conventional combustion burners supply the reaction air to the combustion zone at the most upstream through the air introduction ports, and mix the fuel gas and air to supply the combustion zone downstream to the waste gas introduction ports, but the waste gas flows in the direction of flame flow. As a result, there is a problem in that flame stability is lowered by intensively supplying only to the center of the flame zone, causing flameout.
아울러, 연료가스, 공기, 및 폐가스의 혼합이 원할하게 이루어지지 않아서 연료가스의 자기착화(Self-ignition), 화염전파(Flame propagation) 등의 연소특성을 저하시키기 때문에 연소 온도의 상승이 힘들며, 이로 인해 폐가스의 불완전연소를 발생시켜 처리효율을 극히 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, since the mixing of fuel gas, air, and waste gas is not made smoothly, the combustion characteristics such as self-ignition, flame propagation, etc. of the fuel gas are reduced, and thus the combustion temperature is difficult to rise. Due to the incomplete combustion of the waste gas there was a problem that the treatment efficiency is extremely reduced.
아울러, 연소시에 발생하는 1000℃ 이상의 고온으로 인해 연소챔버가 녹아내리는 등의 심각한 문제점이 있었다.In addition, there is a serious problem such as melting of the combustion chamber due to the high temperature of more than 1000 ℃ generated during combustion.
또한, 연소챔버에서 배출되는 고온의 가스를 직접 냉각시키거나 불완전 연소로 인해 발생하는 찌꺼기를 세척할 수 있는 별도의 수단이 없었기 때문에, 연소챔버에서 배출되는 고온의 가스로 인해 후처리 공정의 유로나 부품이 파손되거나 찌꺼기에 의해 유로가 막히는 등의 심각한 문제점이 있었다.In addition, since there is no means for directly cooling the hot gas discharged from the combustion chamber or washing the debris generated due to incomplete combustion, the flow path of the post-treatment process due to the hot gas discharged from the combustion chamber There have been serious problems such as clogging of the flow path due to parts being damaged or debris.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 화염의 안정 을 높이고 폐가스의 연소 온도를 상승시켜 완전 연소를 이룰 수 있도록 하며, 고온의 가스로 인한 연소챔버의 파손을 방지하도록 하며, 연소챔버에서 배출되는 고온의 가스를 직접 냉각시키거나 찌꺼기를 세척해 내므로써 후처리 공정의 유로나 부품의 파손을 방지함과 동시에 유로의 막힘을 방지하도록 하는 폐가스 연소용 버너를 제공하는데 제1 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to increase the stability of the flame and to increase the combustion temperature of the waste gas to achieve a complete combustion, to prevent damage to the combustion chamber due to high temperature gas, combustion The first object of the present invention is to provide a waste gas combustion burner that directly cools or discharges hot gas discharged from the chamber to prevent breakage of the flow path or components in the post-treatment process and to prevent clogging of the flow path. have.
아울러, 상기와 같은 목적과 더불어 연소가스의 냉각효율과 정제율을 극히 높일 수 있는 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 제공하는데 제2 목적이 있다.In addition, there is a second object to provide a gas scrubber using a waste gas combustion burner that can extremely increase the cooling efficiency and purification rate of the combustion gas in addition to the above object.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 유독성 폐가스를 유입하는 적어도 하나의 폐가스 유입구와, 상기 폐가스 유입구와 연결되는 폐가스 유출구를 구비하며, 일측에 형성된 가스유입구 및 촉매유입구로부터 폐가스 연소용 가스 및 촉매를 제공받아 상기 폐가스와 혼합시켜 혼합가스를 생성하도록 상기 가스유입구 및 촉매유입구는 상기 폐가스 유출구와 연결되는 노즐부; 상기 폐가스 유출구와 소통되게 상기 노즐부에 장착되고 상기 폐가스 유출구로부터 유출되는 상기 혼합가스를 점화시켜 연소시키는 연소부; 및 연소 후에 상기 연소부에서 유출되는 고온의 연소가스를 냉각시키고 상기 연소가스에 내포되는 수용성 가스를 제거함과 동시에, 상기 연소부에서 생성된 연소 찌꺼기를 세척하도록 냉각매체를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 구비하는 냉각세척부를 포함하며, 상기 노즐부는, 상기 폐가스 유입구로부터 상기 폐가스 유출구를 연결하는 하나의 제1 유로와, 상기 가스유입구로부터 제공되는 폐가스 연소용 가스가 흐르고 상기 제1 유로의 외주면을 감싸는 제2 유로와, 상기 촉매유입구로부터 제공되는 촉매가 흐르고 상기 제2 유로의 외주면을 감싸는 제3 유로를 포함하며, 상기 제1 유로에서 상기 폐가스 유출구와 인접한 부위에는 상기 제2 유로와 제3 유로가 각각 상기 제1 유로 측을 향해 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 폐가스 연소용 버너를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, having at least one waste gas inlet for introducing toxic waste gas, and a waste gas outlet connected to the waste gas inlet, for the waste gas combustion from the gas inlet and the catalyst inlet formed on one side The gas inlet and the catalyst inlet are connected to the waste gas outlet to receive a gas and a catalyst and mix the waste gas to generate a mixed gas; A combustion unit mounted to the nozzle unit in communication with the waste gas outlet and igniting and burning the mixed gas flowing out of the waste gas outlet; And at least one injection nozzle for cooling the high temperature combustion gas flowing out of the combustion unit after combustion, removing the water-soluble gas contained in the combustion gas, and simultaneously injecting a cooling medium to clean the combustion residue generated in the combustion unit. It includes a cooling washing unit, wherein the nozzle unit, the first flow path connecting the waste gas outlet from the waste gas inlet, and the waste gas combustion gas provided from the gas inlet flows to surround the outer peripheral surface of the first flow path A second flow path and a third flow path through which a catalyst provided from the catalyst inlet flows and surrounds an outer circumferential surface of the second flow path, wherein the second flow path and the third flow path are formed at a portion adjacent to the waste gas outlet in the first flow path; For the waste gas combustion, characterized in that each forming an acute angle toward the first flow path side It provides you.
상기 냉각매체는 물과 수산화나트륨 중 적어도 하나 이상 포함하는 것이 바람직하고, 상기 촉매는 산소이며, 상기 폐가스 연소용 가스는 액화천연가스, 액화석유가스, 수소가스 중 어느 하나인 것이 바람직하다.Preferably, the cooling medium includes at least one of water and sodium hydroxide, the catalyst is oxygen, and the waste gas combustion gas is preferably liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, or hydrogen gas.
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상기 연소부는, 상기 혼합가스를 내부에 유입하여 연소시키는 연소공간을 가지고 상기 연소공간은 세라믹통으로 둘러싸여지는 연소챔버와, 상기 연소챔버로 유입되는 상기 혼합가스를 점화시키도록 상기 연소챔버의 일측에 구비되는 점화플러그를 포함하는 것을 특징으로 한다.The combustion unit has a combustion space in which the mixed gas is introduced into and combusted, and the combustion space is provided at one side of the combustion chamber to ignite the mixed gas introduced into the combustion chamber and the combustion chamber surrounded by a ceramic cylinder. It characterized in that it comprises a spark plug.
상기 연소챔버에는 상기 연소공간에서 발생하는 열을 냉각시키도록 상기 연소공간의 외주부에 냉각부를 가지며, 상기 냉각부에는 상기 연소공간을 향해 냉각매체를 분사하도록 적어도 하나의 분사노즐을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 냉각매체는 물인 것이 바람직하다.The combustion chamber has a cooling unit in the outer peripheral portion of the combustion space to cool the heat generated in the combustion space, the cooling unit has at least one injection nozzle to inject a cooling medium toward the combustion space. . The cooling medium is preferably water.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 유독성 폐가스를 유입하는 적어도 하나의 폐가스 유입구와, 상기 폐가스 유입구와 연결되는 폐가스 유출구를 구비하며, 일측에 형성된 가스유입구 및 촉매유입구로부터 폐가스 연소용 가스 및 촉매를 제공받아 상기 폐가스와 혼합시켜 혼합가스를 생성하도록 상기 가스유입구 및 촉매유입구는 상기 폐가스 유출구와 연결되는 노즐부와, 상기 폐가스 유출구와 소통되게 상기 노즐부에 장착되고 상기 폐가스 유출구로부터 유출되는 상기 혼합가스를 점화시켜 연소시키는 연소부와, 연소 후에 상기 연소부에서 유출되는 고온의 연소가스를 냉각시키고 상기 연소가스에 내포되는 수용성 가스를 제거함과 동시에 상기 연소부에서 생성된 연소 찌꺼기를 세척하도록 냉각매체를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 구비하는 냉각세척부를 포함하는 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버로서, 상기 버너와 나란하게 구비되어 상기 냉각세척부로부터 냉각되는 연소가스를 제공받아서 재차 냉각시키는 냉각 챔버; 및 상기 버너의 하부에 구비되어 상기 냉각세척부로부터 상기 수용성 가스가 혼합된 폐수와 상기 연소 찌꺼기를 제공받아서 수용하는 저장조를 포함하며, 상기 냉각 챔버는 내부에 냉각매체를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐을 가지며 연소가스가 내부에 체류하는 시간의 증대를 위해 다수회 굴절 형성되는 것을 특징으로 하는 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 제공한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, having at least one waste gas inlet for introducing toxic waste gas, and a waste gas outlet connected to the waste gas inlet, waste gas combustion from the gas inlet and the catalyst inlet formed on one side The gas inlet and the catalyst inlet are provided in the nozzle unit connected to the waste gas outlet and communicated with the waste gas outlet so as to receive a gas and a catalyst and mix with the waste gas to generate a mixed gas. Combustion unit for igniting and burning the mixed gas flowing out, and high-temperature combustion gas flowing out from the combustion unit after combustion, and removes the water-soluble gas contained in the combustion gas and at the same time the combustion residue generated in the combustion unit At least spraying the cooling medium for cleaning A gas scrubber using a waste gas combustion burner including a cooling wash having one or more injection nozzles, are provided side by side with the burner cooling chamber for cooling again receives provide combustion gas to be cooled from the cooling washing section; And a reservoir provided at a lower part of the burner to receive and receive the waste water mixed with the water-soluble gas and the combustion residues from the cooling washing unit, wherein the cooling chamber includes at least one injection nozzle for injecting a cooling medium therein. And it provides a gas scrubber using a waste gas combustion burner, characterized in that the refraction is formed a plurality of times to increase the time the combustion gas stays therein.
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상기 냉각 챔버는 연소가스 유출구를 통해 연소가스를 배출할 경우 외부와의 온도차에 의해 상기 연소가스 유출구에 결로발생을 억제하도록 상기 연소가스 유출구와의 인접부위에 고온의 공기를 공급하는 공급파이프를 구비하는 것을 특징으로 한다.The cooling chamber is provided with a supply pipe for supplying hot air to an adjacent portion of the combustion gas outlet so that condensation occurs in the combustion gas outlet by the temperature difference with the outside when the combustion gas is discharged through the combustion gas outlet. Characterized in that.
상기 공급파이프는 버너의 냉각세척부로부터 공기를 공급받거나 소정의 히터장치로부터 공기를 공급받는 것을 특징으로 한다.The supply pipe is characterized in that the air is supplied from the cooling or washing portion of the burner or from a predetermined heater device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너 및 이를 이용한 가스 스크러버에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the waste gas combustion burner according to the present invention and a gas scrubber using the same.
도 1은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부와 연소부의 결합상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 노즐부를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 냉각세척부를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a combined state of the nozzle unit and the combustion unit of the waste gas combustion burner according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the nozzle unit of the waste gas combustion burner according to the present invention, Figure 3 4 is a cross-sectional view illustrating a nozzle unit of a waste gas combustion burner according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a cooling washing unit of a waste gas combustion burner according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너는 노즐부(10), 연소부(20), 및 냉각세척부(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the burner for waste gas combustion according to the present invention includes a
먼저, 노즐부(10)는 유독성 폐가스를 유입하는 적어도 하나의 폐가스 유입구(11)와 연결되는 폐가스 유출구(12)를 가진다.First, the
그리고 폐가스 유출구(12)에서 유출되는 폐가스가 폐가스 연소용 가스 및 촉매와 혼합되도록 측면에 구비된 가스유입구(13)와 촉매유입구(14)는 폐가스 유출구(12)와 연결된다.And the
도면에 별도로 도시되지 않았지만, 가스유입구(13)는 가스공급장치와 연결되고, 촉매유입구(14)는 촉매공급장치와 연결된다.Although not separately shown in the drawings, the
부가적으로, 가스공급장치는 일예로 연소가스를 저장하는 봄베와, 봄베로부 터 공급되는 연소가스의 흐름, 유량, 압력 등을 제어할 수 있도록 가스유입구와 연결되는 파이프라인에 장착되는 각종 밸브장치와 게이지로 구성될 수 있다.In addition, the gas supply device includes, for example, a cylinder for storing combustion gas and various valves mounted at a pipeline connected to a gas inlet so as to control the flow, flow rate, and pressure of the combustion gas supplied from the bomb. It can consist of a device and a gauge.
촉매공급장치는 압축공기를 발생하는 공기압축기와, 공기압축기로부터 공급되는 압축공기에 포함되어 있는 수분 등의 불순물을 제거하는 공기건조기와, 압축공기의 흐름, 유량, 압력 등을 제거할 수 있도록 가스유입구와 연결되는 파이프라인에 장착되는 각종 밸브장치와 게이지로 구성될 수 있다.The catalyst supply device includes an air compressor that generates compressed air, an air dryer that removes impurities such as moisture contained in the compressed air supplied from the air compressor, and a gas to remove the flow, flow rate, and pressure of the compressed air. It can be composed of various valve devices and gauges mounted on the pipeline connected to the inlet.
상기한 가스공급장치와 촉매공급장치의 동작은 이미 널리 공지된 기술이므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.Since the operation of the gas supply device and the catalyst supply device is already well known technology, the detailed description thereof will be omitted here.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 노즐부(10)는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 상부에 4개의 폐가스 유입구(11)가 형성되고, 하부에 4개의 폐가스 유출구(12)가 형성된다.As shown in Figures 2 and 3, the
그리고 노즐부(10)는 폐가스 유입구(11)로부터 폐가스 유출구(12)를 연결하는 하나의 제1 유로(15)와, 상기 가스유입구(13)로부터 제공되는 폐가스 연소용 가스가 흐르고 상기 제1 유로(15)의 외주면을 감싸는 제2 유로(16)와, 상기 촉매유입구(14)로부터 제공되는 촉매가 흐르고 상기 제2 유로(16)의 외주면을 감싸는 제3 유로(17)를 포함한다.In addition, the
아울러 제1 유로(15)에서 폐가스 유출구(12)와 인접한 부위에는 제2 유로(16)와 제3 유로(17)가 각각 제1 유로(15) 측을 향해 예각을 형성하는 것이 바람직하다(도 3의 'A' 참조).In addition, it is preferable that the
이와 같이, 제2 유로(16)와 제3 유로(17)가 각각 제1 유로(15) 측을 향해 예 각을 형성하므로써, 상기 가스유입구(13)로부터 유입되는 폐가스 연소용 가스와 상기 촉매유입구(14)로부터 유입되는 촉매의 분사속도가 상기 제2 유로(16) 및 제3 유로(17)에 예각이 형성된 지점(A)에서 증대되면서, 상기 폐가스 유출구(12)에서 상기 폐가스 연소용 가스 및 촉매가 폐가스와 보다 원활하게 혼합될 수 있다.As described above, the
상기 폐가스 유출구(12)에서 폐가스 연소용 가스 및 촉매가 폐가스와 원활하게 혼합된다면, 폐가스가 화염의 유동방향을 따라 화염대(Flame zone)의 중앙으로만 집중적으로 공급되지 않을 뿐더러 화염날림(Blowout)을 발생시키지도 않으며, 화염안정성(Flame stability)을 높이게 되는 장점이 있다.If the waste gas combustion gas and the catalyst at the
아울러, 상기와 같이 폐가스 연소용 가스, 촉매, 및 폐가스의 혼합이 원할하게 이루어지므로써, 폐가스 연소용 가스의 자기착화(Self-ignition), 화염전파(Flame propagation) 등의 연소특성을 상승시키기 때문에 연소 온도의 상승이 용이하며, 이로 인해 폐가스의 불완전연소를 억제시켜 처리효율을 극히 상승시키는 장점이 있다.In addition, since the mixing of the waste gas combustion gas, the catalyst, and the waste gas is performed smoothly as described above, the combustion characteristics such as self-ignition and flame propagation of the waste gas combustion gas are increased. It is easy to increase the combustion temperature, thereby suppressing incomplete combustion of the waste gas has the advantage of extremely increasing the treatment efficiency.
여기서, 촉매는 산소(O2)인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that a catalyst is oxygen (O2).
아울러, 상기 폐가스 연소용 가스는 액화천연가스, 액화석유가스, 수소가스 중 어느 하나인 것이 바람직한데, 가장 바람직하게는 액화천연가스인 것이 바람직하다.In addition, the waste gas combustion gas is preferably any one of liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, hydrogen gas, most preferably liquefied natural gas.
상기 연소부(20)는 폐가스 유출구(12)와 소통되게 노즐부(10)에 장착된다. 이 연소부(20)는 폐가스 유출구(12)로부터 유출되는 폐가스, 폐가스 연소용 가스, 및 촉매가 서로 혼합된 혼합가스를 점화시켜 연소시키는 것이다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 연소부(20)는 연소챔버(21)와 점화플러그(22; 도 6참조)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 연소챔버(21)는 혼합가스를 내부에 유입하여 연소시키는 연소공간(23)을 가지되 상기 연소공간(23)은 세라믹통(ceramics;24)에 의해 둘러 싸여지는 것이 바람직하다.The
구체적으로는 세라믹통(24)은 금속성의 내통(25) 내부에 구비되는 것이 바람직하다. 부가적으로, 연소챔버(21)도 금속성 재질로 이루어진다.Specifically, the
상기 세라믹은 통상 고온으로 열처리하여 만든 비금속의 무기질 고체 재료를 통틀어 이르는 말로써, 내화성이 탁월함을 이용하여 종래와 달리 연소챔버(21)가 고온의 가스로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있다.The ceramic generally refers to a non-metallic inorganic solid material made by heat treatment at a high temperature, and has excellent fire resistance to prevent the
본 발명에서 사용할 수 있는 세라믹통(24)의 재질로는 도자기, 유리,시멘트 등이 있다.The material of the
상기 점화플러그(22)는 연소챔버(21)로 유입되는 혼합가스를 점화시키도록 연소챔버(21)의 일측에 구비된다. 이 점화플러그(22)는 토치형(torch type) 점화버너로 대신할 수 있다.The
상기 연소챔버(21)에는 연소공간(23)에서 발생하는 열을 냉각시키도록 연소공간(23)의 외주부에 냉각부(26)를 가지는 것이 바람직하다.The
이 냉각부(26)에는 연소공간(23)을 향해 냉각매체를 분사하도록 적어도 하나의 분사노즐(27)을 가진다.The cooling
실시예에서, 제1 분사노즐(27)은 냉각부(26)의 상부에 위치하며 연소공간 (23) 즉, 연소공간(23)의 세라믹통(24)을 감싸고 있는 내통(25)을 향해 직접 냉각매체를 분사하도록 구비된다.In an embodiment, the
이와 같이, 제1 분사노즐(27)이 내통(25)에 냉각매체를 분사하므로써, 세라믹통(24)과 함께 연소챔버(21)가 고온의 가스로 인해 파손되는 것을 더욱 더 효율적으로 방지할 수 있다.In this way, by the
상기 연소챔버(21)의 하부에는 하기된 냉각세척부(30)와 소통되도록 연소가스가 유출되는 연소가스 유출구(28)가 형성되고, 그 가장자리에 냉각부(26)에서 발생된 폐수가 유출되도록 폐수 유출구(29)가 형성된다.A
냉각세척부(30)는 연소부(20)에서 유출되는 고온의 연소가스를 냉각시키고, 상기 연소가스에 내포된 수용성 가스를 제거함과 동시에, 연소부(20)에서 유출되는 연소 찌꺼기를 세척하도록 냉각매체를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 가진다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 냉각세척부(30)에서 분사노즐(31,32,33,34)은 4개로써, 이 분사노즐(31,32,33,34)들의 냉각매체는 물 및 수산화나트륨인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 4, the cooling
예를 들면, 냉각세척부(30)는 폐가스 유입구(36) 및 폐가스 유출구(37)가 형성된 굴곡된 파이프 형상의 몸체(35)를 가지며, 이러한 분사노즐(31,32,33,34)들은 이 몸체(35)에 연소가스의 흐름 방향을 따라 순차적으로 제2 내지 제5 분사노즐(31,32,33,34)로 배열된다.For example, the
이 중 제2 분사노즐(31)은 물을 분사하여 상기 연소챔버(21)에서 유출되는 연소가스를 냉각시킴과 동시에 연소가스에 내포된 수용성 가스를 제거하고, 연소챔버(21)에서 유출되는 연소 찌꺼기를 세척한다.The
그리고 제3 내지 제5 분사노즐(32,33,34)에서는 수산화나트륨을 분사하여 연소가스를 다시 냉각시킨다. 하지만, 수산화나트륨은 기타 냉각용 액체 및 가스로 대체되어도 무방하다.In the third to
하지만, 필요에 따라 제2 내지 제5분사노즐(31,32,33,34)은 모두 물을 분사하도록 설계할 수도 있다.However, if necessary, the second to
본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너의 동작은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같다.The operation of the burner for waste gas combustion according to the present invention is as shown in FIGS. 1 to 4.
먼저, 노즐부(10)의 폐가스 유입구(11)로 유독성 폐가스가 유입되고, 이 폐가스는 제1 유로(15)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출된다.First, the toxic waste gas flows into the
이 때, 폐가스 유출구(12)로 유출되는 폐가스는 가스유입구(13)를 통해 제2 유로(16)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출되는 폐가스 연소용 가스와, 촉매유입구(14)를 통해 제3 유로(17)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출되는 촉매와 혼합되면서 유출된다.At this time, the waste gas flowing out to the
상기 폐가스, 폐가스 연소용 가스, 및 촉매의 혼합가스는 연소부(20)의 연소공간(23)으로 유입되고, 이 연소공간(23)에 유입된 혼합가스는 점화플러그(22)의 점화와 동시에 연소를 시작한다.The waste gas, the waste gas combustion gas, and the mixed gas of the catalyst flow into the
이 혼합가스의 연소가 진행되는 동안 냉각부(26)의 제1 분사노즐(27)은 냉각매체인 물을 내통(25)에 지속적으로 분사시킨다.During the combustion of the mixed gas, the
상기 연소부(20)에서 연소된 혼합가스는 정제된 연소가스가 되며, 이 정제된 연소가스는 냉각세척부(30)로 유입된다.The mixed gas combusted by the
상기 냉각세척부(30)로 유입된 정제된 연소가스는 제2 내지 제5 분사노즐(31,32,33,32)에서 분사되는 냉각매체인 물과 수산화나트륨에 의해 냉각됨과 동시에 연소가스에 내포된 수용성 가스가 냉각매체인 물에 녹아 제거되며, 또한 연소부(20)에서 유출되는 연소 찌꺼기는 세척된다.The purified combustion gas introduced into the
도 5는 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버를 도시한 측면도이다.5 is a front view showing a gas scrubber using a waste gas combustion burner according to the present invention, Figure 6 is a front view showing a gas scrubber using a waste gas combustion burner according to the present invention, Figure 7 is a waste gas according to the present invention It is a side view which shows the gas scrubber using a burner for combustion.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너(1)를 이용한 가스 스크러버(100)는 냉각 챔버(110)와 저장조(120)를 포함한다.5 to 7, the
상기 폐가스 연소용 버너(1), 냉각 챔버(110), 및 저장조(120)는 본 발명의 외곽을 이루는 케이스(102) 내부에 구비되는 것이 바람직하다.The waste
먼저, 폐가스 연소용 버너(1)는 상기한 실시예에서 설명되는 구조와 동일하게 이루어지므로, 여기서는 그 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.First, since the
이 버너(1)는 폐가스 공급원(미도시)으로부터 노즐부(10)의 폐가스 유입구(11)로 폐가스를 공급받기 위해 폐가스 공급파이프(101)와 직접 연결되는 것이 바람직하다.The
한편, 냉각 챔버(110)는 버너(1)와 나란하게 구비되어 버너(1)의 냉각세척부 (30)로부터 냉각된 연소가스를 제공받아 재차 냉각시킨다.On the other hand, the cooling
실시예에서, 냉각 챔버(110)는 파이프 형상을 가지며, 이 냉각 챔버(110)는 연소가스가 내부에 체류하는 시간의 증대를 위해 다수회 굴절 형성된다.In an embodiment, the cooling
실시예에서, 냉각 챔버(110)는 '∩'형태로 굴곡형성된 형상을 가지지만, 필요에 따라 '∩'와 '∪'형태가 연속적으로 이어지는 형상을 가져도 무방하다.In an embodiment, the cooling
이와 같이 냉각 챔버(110)가 굴곡진 형상을 이루어 연소가스의 내부 체류 시간을 증대시키게 된다면, 하기된 분사노즐(111,112,113)들에서 분사되는 냉각매체와 연소가스의 접촉시간이 길어지게 되므로써 냉각효율을 극히 높일 수 있다는 장점이 있다.As such, when the
상기 냉각 챔버(110)는 내부에 냉각매체를 분사하는 적어도 하나의 분사노즐(111,112,113)을 가진다.The cooling
냉각 챔버(110)의 분사노즐(111,112,113)들은 연소가스의 진행방향을 따라 제6 내지 제8 분사노즐(111,112,113)이 순차적으로 배열되며, 이 분사노즐(111,112,113)들은 버너(1)의 냉각세척부(30)로부터 제공받은 연소가스에 냉각매체를 분사시켜 재차 냉각시키는 역할을 한다. The injection nozzles 111, 112, and 113 of the
여기서, 제6 내지 제8 분사노즐(111,112,113)들에서 분사되는 냉각매체는 통상 산업용 냉각가스인 것이 바람직하다.Here, the cooling medium injected from the sixth to
상기 냉각 챔버(110)는 연소가스 유출구(114)를 통해 연소가스를 배출할 경우, 외부와의 온도차에 의해 연소가스 유출구(114)에 결로(dew condensation)발생을 억제하도록 연소가스 유출구(114)와의 인접부위에 고온의 공기를 공급하는 공기 공급파이프(115)를 더 구비한다.When the
일반적으로, 냉각 챔버(110)에서 냉각된 저온의 연소가스가 연소가스 유출구(114)를 통해 외부로 빠져나가면서 상기 저온인 연소가스와 상온인 외부와의 온도차로 인해 연소가스 유출구(114) 상에 결로가 발생하게 되는데, 이러한 결로발생으로 인해 냉각 챔버(110) 내에 물이 고이게 되는 문제점이 있다.In general, as the low temperature combustion gas cooled in the
즉, 냉각 챔버(110)에 물이 고이게 되면, 이 물이 연소가스의 흐름을 방해하여 소음을 증가시킬 뿐만 아니라, 냉각 챔버(110)의 냉각효율도 떨어뜨리는 문제점이 있다.That is, when water accumulates in the
본 발명에서는 공기 공급파이프(115)에서 제공되는 고온의 공기가 연소가스와 접촉하면서 연소가스의 온도를 상온과 비교적 유사하게 조절하기 때문에, 상기와 같은 문제점을 충분히 방지할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, since the hot air provided from the
상기 공기 공급파이프(115)는 버너(1)의 냉각세척부(30)로부터 공기를 공급받는다. 이와 같이 냉각세척부(30)로부터 공기를 공급받기 위해서는 공기 공급파이프(115)가 냉각세척부(30)와 소통되도록 연결되는 것이 바람직하다.The
이 때, 공기 공급파이프(115)는 폭이 버너(1)의 냉각 챔버(30)보다 좁게 형성되므로써, 냉각 챔버(110)가 냉각세척부(30)로부터 제공받는 공기 즉, 정제된 연소가스보다 냉각세척부(30)로부터 소량의 정제된 연소가스를 공급받도록 설계하는 것이 바람직하다. 하지만, 공기 공급파이프(115)는 소정의 히터장치로부터 공기를 공급받아도 무방하다.At this time, since the
한편, 저장조(120)는 상기 버너(1)의 냉각세척부(30)의 하부에 구비되어 냉 각세척부(30)로부터 수용성 가스가 혼합된 폐수와 찌꺼기를 제공받아서 수용한다.On the other hand, the
실시예에서, 저장조(120)는 금속재질로 이루어지되 직육면체 형상과 같은 입체적 형상을 가지며 내부에 수용성 가스가 혼합된 폐수와 연소 찌꺼기를 수용하는 수용공간(미도시)을 가진다.In an embodiment, the
도면에 별도로 도시되지 않았지만, 저장조(120)는 수용공간에 수용된 폐수와 연소 찌꺼기를 외부로 배출하도록 별도의 하수관(미도시)과 소통되는 것이 바람직하다.Although not separately shown in the drawings, the
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너(1)를 이용한 가스 스크러버(100)는 폐가스 공급원(미도시)과 폐가스 공급파이프(101)는 유독성 폐가스를 버너(1)의 노즐부(10)로 제공한다.5 to 7, the
상기 폐가스는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 노즐부(10)의 폐가스 유입구(11)로 유입되고, 이 폐가스는 제1 유로(15)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출된다.1 to 4, the waste gas flows into the
이 때, 폐가스 유출구(12)로 유출되는 폐가스는 가스유입구(13)를 통해 제2 유로(16)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출되는 폐가스 연소용 가스와, 촉매유입구(14)를 통해 제3 유로(17)를 따라 폐가스 유출구(12)로 유출되는 촉매와 혼합하면서 유출된다.At this time, the waste gas flowing out to the
상기 폐가스, 폐가스 연소용 가스, 및 촉매의 혼합가스는 연소부(20)의 연소공간(23)으로 유입되고, 이 연소공간(23)에 유입된 혼합가스는 점화플러그(22)의 점화와 동시에 연소를 시작하게 된다.The waste gas, the waste gas combustion gas, and the mixed gas of the catalyst flow into the
이 혼합가스의 연소가 진행되는 동안 냉각부(26)의 제1 분사노즐(27)은 물을 내통(25)에 지속적으로 분사하게 된다.During the combustion of the mixed gas, the
상기 연소부(20)에서 연소된 혼합가스는 정제된 연소가스가 되며, 이 정제된 연소가스는 냉각세척부(30)로 유입된다.The mixed gas combusted by the
상기 냉각세척부(30)로 유입된 정제된 연소가스는 제2 내지 제5 분사노즐(31,32,33,32)에서 분사되는 냉각매체인 물과 수산화나트륨에 의해 냉각됨과 동시에 연소가스에 내포된 수용성 가스가 냉각매체인 물에 녹아 제거되며, 또한 연소부(20)에서 유출되는 연소 찌꺼기는 세척된다.The purified combustion gas introduced into the
상기 냉각세척부(110)에서 유출되는 정제된 연소가스는 냉각 챔버(110)로 유입된다. 이 냉각 챔버(110)로 유입된 연소가스는 굴곡진 내부를 통과하면서 제6 내지 제8 분사노즐(111,112,113)에서 분사되는 냉각매체로 인해 저온으로 냉각된다.The purified combustion gas flowing out of the
아울러, 냉각 챔버(110)의 내부를 이동하여 연소가스 유출구(114)로 배출되는 저온의 연소가스는 버너(1)의 냉각세척부(30)에서 공기 공급파이프(115)로 공급되는 공기에 의해 외부의 온도와 비교적 유사하게 조절된다.In addition, the low-temperature combustion gas discharged to the
한편, 냉각세척부(110)에서 유출되는 수용성 가스가 혼합된 폐수와 찌꺼기는 저장조(120)로 유입된다. 이 저장조(120)로 유입된 폐수와 찌꺼기는 별도의 하수관을 통해 외부로 배출된다.On the other hand, the waste water and the residue mixed with the water-soluble gas flowing out from the
본 발명은 폐가스 연소용 버너에 관한 것으로, 노즐부에서는 폐가스, 폐가스 연소용 가스, 촉매의 혼합이 원할하게 이루어지기 때문에 폐가스가 화염의 유동방 향을 따라 화염대의 중앙으로만 집중적으로 공급되는 것을 방지하여 화염날림을 발생시켜지 않으므로써, 화염안정성을 상승시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a burner for waste gas combustion, and because the nozzle portion is made of a mixture of waste gas, waste gas combustion gas, and catalyst, the waste gas is prevented from being concentrated in the center of the flame zone only along the flow direction of the flame. There is an excellent effect that can increase the flame stability by not generating a flame flying.
아울러, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너는 폐가스, 폐가스 연소용 가스, 촉매의 혼합이 원할하게 이루어지기 때문에 폐가스 연소용 가스의 자기착화, 화염전파 등의 연소특성을 상승시키므로써, 연소 온도의 상승이 용이하게 하며, 이로 인해 폐가스의 불완전연소를 해소시켜 처리효율을 상승시키는 우수한 효과가 있다.In addition, the burner for waste gas combustion according to the present invention increases the combustion temperature by increasing the combustion characteristics such as self-ignition of the waste gas combustion gas, flame propagation, etc., because the mixing of waste gas, waste gas combustion gas, and catalyst is made smoothly. This facilitates, thereby eliminating the incomplete combustion of the waste gas has an excellent effect of increasing the treatment efficiency.
아울러, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너는 연소공간을 감싸는 세라믹통과 냉각부로 인해 연소시에 발생하는 1000℃ 이상의 고온에도 연소챔버가 녹아내리는 등의 문제점을 충분히 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the burner for waste gas combustion according to the present invention has an advantage of sufficiently preventing problems such as melting of the combustion chamber even at a high temperature of 1000 ° C. or more generated during combustion due to the ceramic cylinder and the cooling unit surrounding the combustion space.
또한, 본 발명에 따른 폐가스 연소용 버너는 연소챔버에서 배출되는 고온의 연소가스를 직접 냉각시키거나 불완전 연소로 인해 발생하는 연소 찌꺼기를 세척할 수 있는 냉각세척부를 가지므로써, 후처리 공정의 유로나 부품을 보호할 수 있고, 연소시 발생된 연소 찌꺼기에 의해 유로가 막히는 등의 문제점을 예방할 수 있는 장점이 있다.In addition, the burner for waste gas combustion according to the present invention has a cooling washing unit capable of directly cooling the high-temperature combustion gas discharged from the combustion chamber or washing the combustion residues generated due to incomplete combustion, The parts can be protected, and there is an advantage of preventing problems such as clogging of the flow path due to combustion debris generated during combustion.
본 발명은 폐가스 연소용 버너를 이용한 가스 스크러버에 관한 것으로, 상기한 폐가스 연소용 버너, 냉각 챔버, 및 저장조로 이루어지는 간단한 구조로써, 냉각효율과 정제율을 극히 높일 수 있고, 운전성을 상승시키는 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a gas scrubber using a waste gas combustion burner, and has a simple structure comprising the waste gas combustion burner, a cooling chamber, and a storage tank, which can greatly increase the cooling efficiency and the purification rate, and improve the operability. It works.
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