KR100198734B1 - 소각로의 집진 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소각로에서 연소물을 연소시 불완전 연소로 인해 발생하는 소각 매연과 악취 및 유해가스를 완전하게 산화시킬수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 연소 불꽃이 닿아 적열된 상태를 유지함과 동시에 통과하는 매연을 재연소 시키기 위한 이중으로 된 철망(2) 및 철망(2)을 통과하면서 재연소된 매연을 완전 산화시키기 위한 백금 촉매(3)가 내부에 설치되는 소각로 본체(1)와, 상기 소각로 본체(1)의 상부 일측에 설치되어 소각로 본체(1)에서 1차적으로 충분히 산화된 연소 가스가 넘어가도록 하기 위해 강력하게 회전하는 싸이클론 발생기(4)와, 상기 싸이클론 발생기(4)의 하부에 설치되어 싸이클론 발생기(4)의 강력한 회전에 의해 하부로 내려간 비중이 무거운 불완전 연소물은 중력에 의해 물속에 침강시키며 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전 소멸시키기 위해 내부가 제1,2,3 격벽(5)(6)(7)으로 구획되어 제 1,2,3 챔버(8)(9)(10)를 갖는 집진기(11)와, 상기 집진기(11)내의 가압된 용수를 집진기(11)상의 제2,3 챔버(9)(10)로 각각 미세하게 용수를 분사시키기 위한 분무 노즐(15)과, 상기 집진기(11)의 중앙부에 연결되어 집진기(11)의 내부를 흡인시킴과 동시에 집진기(11)에서 완전 소멸된 소각 매연과 악취 및 유해가스를 무해한 가스화하여 자유 분산시키기 위한 흡입용 팬(16)으로 구성된 소각로의 집진 장치이다.

Description

소각로의 집진 장치
본 발명은 소각로의 집진 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로에서 연소물을 연소시 불완전 연소로 인해 발생하는 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전하게 산화시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 소각로에서 매연이나 불완전 연소물을 공중으로 방출시키지 않도록 하기 위하여 산업용으로 여러 가지 형태의 집진 방법, 즉 필터에 의하여 집진하는 방법, 분진에 일정량의 전하를 주어 정전기를 띄우게 하여 집진하는 전기 집진 방법, 연소 가스를 매우 빠른 속도로 회전시켜 비중이 무거운 것은 바깥쪽 벽에 부딪치게 하여 포집하는 싸이클론 집진 방법등이 있는데, 상기 방법중 가장 많이 소각로에 사용되는 집진 방법이 싸이클론 방식이다.
싸이클론 방식은 필터 방식에 비하여 집진 효율은 떨어지는 반면에 대량의 연소 가스를 손쉽게 처리할 수 있고, 필터 방식처럼 시간이 경과함에 따라 필터가 막혀 배기 가스가 잘 빠져나오지 못하는 현상이 발생되지 않으므로 인해 소각로에서 가장 많이 사용되고 있다.
종래에는 제1도에 나타낸 바와 같이, 소각로의 소각로 본체(1a) 내부에 설치된 화격자(17)에 소각하기 위한 연소물을 넣고 상기 소각로 본체(1a)의 하부 일단에 설치된 버너(18)의 연소 불꽃에 의해 연소물을 연소시키면 연소 가스가 상부로 올라가게 되는데, 이때 상기 소각로 본체(1a)내의 상부에 설치된 팬(19)의 회전에 의해서 연소가스는 다시 아래로 강제적으로 내려와 다시 한 번 처음의 연소 공정을 거치게 된다.
그후, 충분히 산화된 연소 가스는 소각로 본체(1a)의 일측에 설치된 싸이클론 집진기(22)로 싸이클론 집진기(22)의 상부 일측에 설치된 연돌(23)의 흡인력에 의해 넘어가서 비중이 무겁고 연소가 덜 되어 비교적 무거운 연소물은 내부의 격벽에 부딪쳐서 중력에 의해 싸이클론 집진기(22)의 내부에 일정량의 불완전 연소물이 쌓이면 싸이클론 집진기(22)의 하단에 형성된 배출구(24)를 통해 제거하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 소각로는 연소물을 연소시키기 위해서 약 800℃ 이상의 연소 온도를 유지시켜야 하는 어려움이 있고, 연소시 발생되는 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전하게 산화시키는 제기능을 효율적으로 수행할 수 없을 뿐만 아니라 특히 흡인력을 얻기 위한 높은 굴뚝인 연돌(23)을 반드시 설치해야 하므로 인해 소각로의 제작 비용이 많이 들며, 소각로의 설치 공간이 매우 커지게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소각로에서 연소물을 연소시 불완전 연소로 인해 발생하는 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전하게 산화시킬 수 있도록 하여 소각로를 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 연돌을 설치하지 않아도 되므로 인해 소각로의 크기를 콤펙트화 할 수 있는 소각로의 집진 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 연소시 발생하는 연소물을 소각시키도록 된 것에 있어서, 연소 불꽃이 닿아 적열된 상태를 유지함과 동시에 통과하는 매연을 재연소시키기 위한 이중으로 된 철망 및 철망을 통과하면서 재연소된 매연을 완전 산화시키기 위한 백금 촉매가 내부에 설치되는 소각로 본체와, 상기 소각로 본체의 상부 일측에 설치되어 소각로 본체에서 1차적으로 충분히 산화된 연소 가스가 넘어가도록 하기 위해 강력하게 회전하는 싸이클론 발생기와, 상기 싸이클론 발생기의 하부에 설치되어 싸이클론 발생기의 강력한 회전에 의해 하부로 내려간 비중이 무거운 불완전 연소물은 중력에 의해 물속에 침강시키며 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전 소멸시키기 위해 내부가 제 1,2,3 격벽으로 구획되어 제 1,2,3 챔버를 갖는 집진기와, 상기 집진기 내의 가압된 용수를 집진기상의 제 2,3 챔버로 각각 미세하게 용수를 분사시키기 위한 분무 노즐과, 상기 집진기의 중앙부에 연결되어 집진기의 내부를 흡인시킴과 동시에 집진기에서 완전 소멸된 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 무해한 가스화하여 자유 분산시키기 위한 흡인용 팬으로 구성된 소각로의 집진 장치가 제공된다.
제1도는 종래의 소각로를 나타낸 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 소각로를 나타낸 구성도.
제3도는 본 발명에 따른 소각로의 다른 실시예를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 소각로 본체 2 : 철망
3 : 백금 촉매 4 : 싸이클론 발생기
5 : 제 1 격벽 6 : 제 2 격벽
7 : 제 3 격벽 8 : 제 1 챔버
9 : 제 2 챔버 10 : 제 3 챔버
11 : 집진기 12 : 오리피스
13 : 필터 14 : 분무용 펌프
15 : 분무 노즐 16 : 흡인용 팬
20 : 샌드 챔버 21 : 활성탄 챔버
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부 도면 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 따른 소각로를 나나낸 구성도로서, 소각로의 소각로 본체(1)내의 상부에 스테인레스계나 티타늄계 또는 지르코늄 계통 등의 산화가 덜 되어 사용 수명이 오래가는 재질로 되어 연소 불꽃이 닿아 적열된 상태를 유지함과 동시에 통과하는 매연을 재연소시키기 위한 이중으로된 철망(2)이 설치되고, 철망(2)의 상부에는 철망(2)을 통과하면서 재연소된 매연을 완전히 산화시키기 위한 백금 촉매(3)가 설치된다.
또한, 소각로 본체(1)의 상부 일측에는 소각로 본체(1)에서 1차적으로 충분히 산화된 연소 가스가 넘어가도록 하기 위해 강력하게 회전하는 싸이클론 발생기(4)가 설치되고, 싸이클론 발생기(4)의 하부에는 싸이클론 발생기(4)의 강력한 회전에 의해 하부로 내려간 비중이 무거운 불완전 연소물은 중력에 의해 물속에 침강시키며 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전 소멸시키기 위해 내부가 제 1,2,3, 격벽(5)(6)(7)으로 구획되어 제 1,2,3, 챔버(8)(9)(10)를 갖는 집진기(11)가 설치된다.
또한, 집진기(11)내의 상단과 제2격벽(6)의 상단 사이에는 빠른 유속에 의해 통과하는 입자들을 물속으로 침강시키기 위한 오리피스(Orifice)(12)가 형성되고, 상기 집진기(11)의 하부에는 집진기(11)내의 용수를 리싸이클링 시키기 위해 걸러 주기 위한 필터(13)가 연결되며, 필터(13)의 일측에는 필터(13)에 의해 걸러진 용수를 인입하여 가압시키기 위한 분무용 펌프(14)가 연결되고, 분무용 펌프(14)에는 가압된 용수를 집진기(11)상의 제 2,3 챔버(9)(10)로 각각 미세하게 용수를 분사시키기 위한 분무 노즐(15)이 연결된다.
그리고, 집진기(11)의 중앙부에는 집진기(11)의 내부를 흡인시킴과 동시에 집진기(11)에서 완전 소멸된 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 무해한 가스화하여 자유 분산시키기 위한 흡인용 팬(16)이 연결되어 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 제2도에 나타낸 바와 같이, 소각로의 소각로 본체(1) 내부에 설치된 화격자(17)에 소각하기 위한 연소물을 넣고 상기 소각로 본체(1)의 하부 일단에 설치된 버너(18)의 연소 불꽃에 의해 연소물을 연소시키면 연소 가스가 상부로 올라가게 된다.
이때, 소각로 본체(1) 내의 상부에 설치되어 이중으로 된 철망(2)을 매연이 통과하여 재연소 되면서 철망(2)상의 백금 촉매(3)에 의해서 완전 산화가 되는데, 상기 철망(2)은 백금 촉매(3)에 직접적인 탄화물의 고착을 방지함과 동시에 철망(2)에는 연소 불꽃이 항상 닿아 있으므로 적열된 상태를 유지하면서, 비록 소각로 내의 온도가 저온이라도 철망(2)은 직접적인 연소 불꽃이 닿는 곳이므로 약 1000도 정도는 충분히 유지할 수 있게 된다.
즉, 대규모 소각로에서 흔히 쓰이는 이중의 연소실 방식이 단일의 연소실에서 같은 효과를 발생하게 된다.
또한, 철망(2)이 비교적 산화가 덜 되는 스테인레스계나 티타늄계 도는 지르코늄례로 제작되므로 철망(2)를 오랫동안 사용할 수 있게 된다.
한편, 백금 촉매(3)를 거쳐서 소각로 본체(1)내의 상부로 연소 가스는 소각로 본체(1) 상단의 팬(19)에 의해서 다시 아래로 강제적으로 불려 내려가 다시한번 처음의 연소 공정을 거치고, 철망(2)과 백금 촉매를 거치는 싸이클링을 계속하다가 일차적으로 충분히 산화된 연소 가스는 상기 소각로 본체(1) 상부 일측의 싸이클론 발생기(4) 쪽으로 넘어가게 되며, 싸이클론 발생기(4)에 의해서 매우 강력하게 회전하면서 싸이클론 발생기(4) 하부의 집진기(11)로 넘어가게 된다.
이 공정 중에 연소가 덜 되어 비교적 무거운 연소물은 집진기(11)내의 제1 격벽(5)에 부딪치게 되고, 제1격벽(5)에 부딪친 불완전 연소물은 중력에 의해서 아래로 떨어져 집진기(11) 하부의 물속에 침강하게 된다.
그후, 거의 완전 연소된 분진과 냄새는 집진기(11)내의 제1 격벽(5)을 지나 제2 챔버(9)로 들어가서 상부로 빨려 들어가게 되는데, 그 이유는 집진기(11)의 중앙부에 연결된 흡인용 팬(16)에 의해서인데, 종래 대부분의 소각로에서는 높은 연돌을 세워서 흡인력을 얻고 있으나, 본 발명에서는 흡인용 팬(16)을 설치하여 흡인시킴으로 인해 소각로의 크기를 콤펙트화 할 수 있으며, 보다 강력함 흡인력을 변동없이 유지할 수 있게 된다.
그 다음, 흡인용 팬(16)에 의해 집진기(11)내의 제2 챔버(9)로 빨려 올라가는 미세한 분진과 냄새는 제2 챔버(9)상의 분무 노즐(15)에 의해서 강력히 내뿜어져 내려오는 물방울을 만나게 되고, 이 미세한 물방울의 표면 장력에 의해서 가벼운 분진은 포집되며, 백금 촉매(3)에 의해 산화되지 못한 수용성의 유해 가스는 분무되는 미스트(mist)에 의해서 녹아 물과 함께 집진기(11)내의 하부에 침강하게 된다.
그후, 분무되는 물방울의 소나기 속을 빠져나가는 입자가 있으면 그 입자는 제3 챔버(10)로 빨려 가는 도중 매우 좁은 틈, 즉 집진기(11) 내의 상단과 제2 격벽(6)의 상단 사이에 형성된 오리피스(12)를 지나게 되는데, 이 오리피스(12)를 지날 때 연소 가스는 파스칼의 원리에 의해 매우 유속이 빨라지게 된다.
계속해서, 오리피스(12)에 의해서 빠른 유속을 지닌 연소 가스가 공간이 넓은 제3 챔버(10)에 도달하면 갑자기 팽창하게 되고 압력이 떨어지게 되며, 유속은 거의 제로에 가깝게 떨어지고, 조금이라도 무거운 입자는 제3 격벽(7)에 달라 붙어 제3 챔버(10)상의 분무 노즐(15)에 의해 분무되는 물줄기를 따라 물속으로 침강하게 되는데, 냄새 분자와 같이 아주 가벼운 분자는 내려 쌓아지는 분무에 의해서 흡수되어 하부로 떨어지게 된다.
이때, 대부분의 소각로에서 발생되는 소각 매연과 악취 및 유해 가스는 이 단계에서 완전하게 소멸되어 흡인용 팬(16)에 의해서 공기중으로 무해한 가스 상태로 자유 분산된다.
한편, 이 단계에서 조금이라도 공해 물질이 검출되면 분무의 격실을 좀 더 늘려 나가면 되며, 본 발명은 예컨대, 비오는 날에는 터널내의 공기가 매우 청정한 상태가 되고, 비가 온 후 대기의 공해 물질이 완벽하게 없어지는 원리를 이용한 것으로 제1 챔버(8)나 제2 챔버(9)를 통과하는 연소 가스는 대기중 공해 물질이 소나기를 만나는 것 이상의 타격을 입는 것이라고 판단 할 수 있다.
또한, 실제적으로 연소 가스 총량의 1만분의 1정도 적은 량의 물만으로 충분히 연소 가스를 콘트롤 할 수 있는데, 이 용수는 집진기(11)의 하부에 연결된 필터(13)에 의해 걸러져서 필터(13)에 연결된 분무용 펌프(14)로 인입되며, 가압된 분무용 용수는 분무용 펌프(14)에 연결된 분무 노즐(15)에 의해 아주 미세하게 집진기(11)내의 제 2,3 챔버(9)(10)로 분사되고, 다시 용수는 리싸이클링 되며, 대부분의 연소 물질은 싸이클론에 의해서 1차 집진되고, 오리피스에 의한 2차 집진 및 분무에 의해서 완벽하게 해결된다.
한편, 좀 더 불완전하다고 생각되면 분무 격실을 늘려주면 되지만, 극히 청청한 공기를 배출해야 할 필요성, 즉 밀폐된 실내에서 소각을 해야 할 경우에는 본 발명의 다른 실시예로서 제3도에서 나타낸 바와 같이, 집진기(11)와 흡인용 팬(16)의 사이에 샌드 챔버(20)와 활성탄 챔버(21)를 설치하여 통과시키면 매우 완벽한 청정 공기를 유지할 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 소각로에서 연소물을 연소시 불완전 연소로 인해 발생하는 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전하게 산화시킬 수 있음으로써 환경 오염이 방지되도록 소각로를 효율적으로 사용할 수 있고, 설치 공간을 많이 차지하는 연돌을 설치하지 않아도 됨으로 인해 소각로의 크기를 콤펙트화 할 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

Claims (5)

  1. 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 연소시 발생하는 연소물을 소각시키도록 된 것에 있어서, 연소 불꽃이 닿아 적열된 상태를 유지함과 동시에 통과하는 매연을 재연소 시키기 위한 이중으로된 철망(2) 및 철망(2)을 통과하면서 재연소된 매연을 완전 산화시키기 위한 백금 촉매(3)가 내부에 설치되는 소각로 본체(1)와. 상기 소각로 본체(1)의 상부 일측에 설치되어 소각로 본체(1)에서 1차적으로 충분히 산화된 연소 가스가 넘어가도록 하기 위해 강력하게 회전 하는 싸이클론 발생기(4)와, 상기 싸이클론 발생기(4)의 하부에 설치되어 싸이클론 발생기(4)의 강력한 회전에 의해 하부로 내려간 비중이 무거운 불완전 연소물은 중력에 의해 물속에 침강시키며 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 완전히 소멸시키기 위해 내부가 제 1,2,3 격벽(5)(6)(7)으로 구획되어 제 1,2,3 챔버(8)(9)(10)를 갖는 집진기(11)와, 상기 집진기(11)내의 가압된 용수를 집진기(11)상의 제 2,3 챔버(9)(10)로 각각 미세하게 용수를 분산사키기 위한 분무 노즐(15)과, 상기 집진기(11)의 중앙부에 연결되어 집진기(11)의 내부를 흡인시킴과 동시에 집진기(11)에서 완전 소멸된 소각 매연과 악취 및 유해 가스를 무해한 가스화 하여 자유 분산시키기 위한 흡인용 팬(16)으로 구성된 것을 특징으로 하는 소각로의 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소각로 본체(1)내의 상부에 설치되어 이중으로 된 철망(2)이 산화가 덜 되어 사용 수명이 오래가는 스테인레스계나 티타늄계 또는 지르코늄 계통중 어느 하나의 재질로 된 소각로의 집진 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 집진기(11)내의 상단과 제 2 격벽(6)의 상단 사이에는 빠른 유속에 의해 통과하는 입자들을 물속으로 침강시키기 위한 오리피스(12)가 형성된 소각로의 집진 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 집진기(11)의 하부에는 집진기(11)내의 용수를 리싸이클링 시키기 위해 걸러주기 위한 필터(13)가 연결되고, 필터(13)의 일측에는 필터(13)에 의해 걸러진 용수를 인입하여 가압시키기 위한 분무용 펌프(14)가 연결되며, 분무용 펌프(14)에는 분무 노즐(15)이 연결된 소각로의 집진 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 집진기(11)와 흡인용 팬(16)의 사이에는 통과함에 따라 완벽한 청정 공기를 유지하도록 하기 위한 샌드 챔버(20)와 활성탄 챔버(21)가 설치된 소각로의 집진 장치.
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