KR100255194B1 - Dual feedback type moving layer incinerator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중 순환식 유동층 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반가정이나 공장 등에서 버려지는 하수 슬러지와 같이 80∼90％정도의 함수율을 갖는 폐기물을 완전하게 소각 처리할 수 있는 이중 순환식 유동층 연소장치에 관한 것으로, 하수 슬러지를 상부측으로 분사하는 폐기물 공급수단과, 하수 슬러지를 연소시키는 연소수단과, 하수 슬러지를 유동 및 분사시키는 공기공급수단과, 하수 슬러지의 연소효율을 높이기 위한 유동사 순환수단으로 구성된 특징이 있다.The present invention relates to a double-circulating fluidized bed combustor, and more particularly, a double-circulating fluidized bed capable of completely incineration of waste having a water content of about 80 to 90%, such as sewage sludge discarded in a general home or factory. A combustion apparatus, comprising: waste supply means for injecting sewage sludge to an upper side, combustion means for combusting sewage sludge, air supply means for flowing and injecting sewage sludge, and a flow yarn circulation for increasing combustion efficiency of sewage sludge It is characterized by means of means.
Description
본 발명은 이중 순환식 유동층 연소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반가정이나 공장 등에서 버려지는 하수 슬러지와 같이 80∼90％정도의 함수율을 갖는 폐기물을 완전하게 소각 처리할 수 있는 이중 순환식 유동층 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a double-circulating fluidized bed combustor, and more particularly, a double-circulating fluidized bed capable of completely incineration of waste having a water content of about 80 to 90%, such as sewage sludge discarded in a general home or factory. It relates to a combustion device.
일반적으로, 가정이나 공장 등에서 버려지는 하수(下水)는 하수처리장에 이송되어 처리되는 과정에서 슬러지가 발생되며, 발생된 하수 슬러지는 일반폐기물과는 달리 80∼90％정도의 함수율을 보유하고 있기 때문에 쓰레기 매립지등과 같은 장소에 매립할 경우에는 침출수를 다량으로 발생시켜, 지하수의 오염이나 토양오염 및 심한 악취를 유발시키는 주요인이 되고 있다.In general, the sewage that is thrown away at home or factory is sludge generated in the process of being transferred to the sewage treatment plant, and the generated sewage sludge has a water content of about 80 to 90% unlike general wastes. Landfills, such as landfills, generate large amounts of leachate, which is the main cause of groundwater contamination, soil pollution and severe odors.
또한, 이러한 하수 슬러지는, 수분을 다량으로 함유하고 있기 때문에 일반 소각시설이나 퇴비화시설로는 적정하게 처리하기가 매우 곤란하다.In addition, since such sewage sludge contains a large amount of water, it is very difficult to properly treat it with a general incineration plant or a composting plant.
최근에 하수 슬러지를 처리하기 위한 방법으로, 함수율이 높은 하수 슬러지를 탈수시키고 건조한 후에 소각 처리하거나, 아니면 함수율이 높은 하수 슬러지를 그대로 소각로에 넣고 소각 처리하거나, 퇴비화와 같은 중간처리 단계를 거쳐 매립처리하고 있는 실정이다.Recently, as a method for treating sewage sludge, the sewage sludge with high moisture content is dehydrated and dried before being incinerated, or the sewage sludge with high moisture content is left in an incinerator and incinerated, or landfilled through an intermediate treatment step such as composting. I'm doing it.
상기와 같은 종래방법으로는 하수 슬러지를 빠른 시간내에 처리하지 못할 뿐만 아니라, 함수율이 높은 하수 슬러지를 소각로에 그대로 넣고 소각시킬 때에는 높은 함수율 때문에 많은 연료를 사용하여야 하는 문제점이 있다.In the conventional method as described above, not only the sewage sludge can be treated in a short time, but there is a problem in that a large amount of fuel must be used due to the high water content when incinerated the sewage sludge having a high moisture content as it is.
또한, 하수 슬러지를 건조시킨 후 소각시키는 방법으로는 별도의 건조장치를 설치해야 하므로, 종래와 같은 처리방법들은 매우 비경제적인 문제점을 안고 있다.In addition, as a method of drying the sewage sludge after incineration requires the installation of a separate drying device, the conventional treatment methods have a very uneconomical problem.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은 저비용으로 함수율이 높은 하수 슬러지를 2단계로 완전하게 소각 처리할 수 있는 이중 순환식 유동층 연소장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a double-circulating fluidized bed combustion apparatus capable of completely incineration sewage sludge with high moisture content at low cost in two stages.
도 1 은 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치의 일부를 절개하여 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cutaway view of a portion of a dual circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention.
도 2 는 도 1 의 A-A 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
도 3 은 도 1 의 B-B의 단면도.3 is a cross-sectional view of B-B in FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
2: 1차연소실 4: 2차연소실2: 1st combustion chamber 4: 2nd combustion chamber
8: 3차공기공급부 6: 1차연소가스출구8: tertiary air supply unit 6: primary combustion gas outlet
10: 유동사 주입구 12: 폐기물 주입관10: fluid injection hole 12: waste injection pipe
16: 2차공기공급부 18: 1차공기공급부16: secondary air supply 18: primary air supply
20: 소각재 배출구 22: 가열구20: incineration ash outlet 22: heating port
24: 연소 가스 배출구 26: 유동사 순환구24: combustion gas outlet 26: flow yarn circulation port
따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치는, 하수 슬러지를 상부측으로 분사하는 폐기물 공급수단과, 하수 슬러지를 연소시키는 연소수단과, 하수 슬러지를 유동 및 분사시키는 공기공급수단과, 하수 슬러지의 연소효율을 높이기 위한 유동사 순환수단으로 이루어진다.Therefore, in order to achieve the above object, the dual circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention includes waste supply means for injecting sewage sludge to the upper side, combustion means for combusting sewage sludge, and flowing and spraying sewage sludge. Air supply means and flow yarn circulation means for increasing the combustion efficiency of sewage sludge.
상기와 같이 구성된 본 발명의 이중순환식 유동층 연소장치를 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 상세하게 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a double-circulating fluidized bed combustion apparatus of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
도 1 은 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치의 일부를 절개하여 나타내는 도면이고, 도 2 는 도 1 의 A-A 단면도이고, 도 3 은 도 1 의 B-B의 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a part of a double circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B of FIG.
본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치의 구성을 살펴보면, 상기 폐기물 공급수단은, 연소수단의 하부측에 폐기물 주입관 (12) 을 형성한다.Looking at the configuration of the double-circulating fluidized bed combustion apparatus of the present invention, the waste supply means forms a waste injection pipe 12 on the lower side of the combustion means.
상기 연소수단은, 상기 하부측단에 가열구 (22) 및 소각재 배출구 (20) 를 갖는 1차연소실 (2) 을 형성하고, 상기 1차연소실 (2) 을 외주면측에서 일정간격을 두고 감싸도록 형성된, 연소 가스 배출구 (24) 를 갖는 2차연소실 (4) 을 구비한다.The combustion means is formed to form a primary combustion chamber (2) having a heating port (22) and an incinerator ash outlet (20) at the lower side end, and surrounds the primary combustion chamber (2) at an outer circumferential surface at a predetermined interval. And a secondary combustion chamber 4 having a combustion gas outlet 24.
상기 공기공급수단은, 폐기물 주입관 (12) 의 내에 분사력을 높이기 위해 1차공기공급부 (18) 를 형성하고, 폐기물 주입관 (12) 의 외주측에 하수 슬러지를 유동시키는 2차공기공급부 (16) 를 형성하고, 연소수단에 유동되는 하수슬러지를 접선각 방향으로 회전시키도록 형성된 제 3 차공기공급부 (8) 를 구비한다.The air supply means forms a primary air supply unit 18 to increase the injection force in the waste injection pipe 12, and the secondary air supply unit 16 for flowing sewage sludge to the outer circumferential side of the waste injection pipe 12. And a third secondary air supply unit 8 formed to rotate the sewage sludge flowing in the combustion means in the tangential direction.
상기 유동사 순환수단은, 2차연소실 (4) 을 측면에 유동사 주입구 (10) 를 형성하고, 2차연소실 (4) 과 1차연소실 (2) 의 하단부에 연통되도록 형성된 유동사 순환구 (26) 를 구비한다.The flow yarn circulation means may include a flow yarn inlet 10 formed at a side of the secondary combustion chamber 4 and communicate with a lower end of the secondary combustion chamber 4 and the primary combustion chamber 2. 26).
도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 연소수단은, 1차연소실 (2) 과 2차연소실 (4) 이 대략 원통으로 형성된 것으로, 예를 들면, 내통과 외통으로 형성되어 있다.As shown in Fig. 1, the combustion means has a primary combustion chamber 2 and a secondary combustion chamber 4 formed in a substantially cylindrical shape, for example, an inner cylinder and an outer cylinder.
상기 1차연소실 (2) 의 상부측의 원주면에는 연소가스가 2차연소실 (4) 로 공급되도록 공기공급수단 중, 1차연소가스출구 (6) 가 형성되어 있다.The primary combustion gas outlet 6 is formed in the circumferential surface of the upper side of the primary combustion chamber 2 so that combustion gas is supplied to the secondary combustion chamber 4.
또한, 1차연소실 (2) 의 내주면에는 공기공급수단 중, 다수개 3차공기공급부 (8) 가 설치되어 있으며, 상기 3차공기공급부 (8) 는 원주방향측으로 접선각을 갖도록 형성하고 있다.Further, a plurality of tertiary air supply sections 8 are provided on the inner circumferential surface of the primary combustion chamber 2, and the tertiary air supply sections 8 are formed to have a tangential angle toward the circumferential direction.
상기 2차연소실 (4) 의 하부측 외부면에는 배기가스배출구 (24) 가 형성되어 있으며, 유동사를 주입시키기 위한 유동사 순환수단의 유동사 주입구 (10) 가 형성되어 있다.An exhaust gas outlet 24 is formed on the lower outer surface of the secondary combustion chamber 4, and a flow yarn inlet 10 of a flow yarn circulation means for injecting the flow yarn is formed.
상기의 2차연소실 (4) 로 공급되는 유동사가 1차연소실 (2) 로 공급되어 연속적으로 순환할 수 있도록 2차연소실 (4) 의 하부측면에는 유동사 순환수단으로 다수개의 유동사 순환구 (26) 를 형성하고 있다.A plurality of flow yarn circulation ports are provided on the lower side of the secondary combustion chamber 4 by flow yarn circulation means so that the flow yarn supplied to the secondary combustion chamber 4 can be supplied to the primary combustion chamber 2 and continuously circulated. 26).
상기 1차연소실 (2) 의 하부측에는 폐기물 주입관 (12) 의 내부측에 1차공기공급부 (18) 가 형성되어 있고, 상기 1차공기공급부 (18) 와 인접하는 외주면측에는 공기공급수단 중, 다수개의 2차공기공급부 (16) 가 형성되어 있다.In the lower side of the primary combustion chamber (2), the primary air supply unit (18) is formed inside the waste inlet pipe (12), and on the outer circumferential surface side adjacent to the primary air supply unit (18) of the air supply means, A plurality of secondary air supply portions 16 are formed.
상기 1차연소실 (2) 의 바닥부분에는 연소시 발생되는 하수 슬러지의 소각재를 배출시킬 수 있는 소각재 배출구 (20) 가 형성되어 있다.An incineration ash outlet 20 capable of discharging the incineration ash of sewage sludge generated during combustion is formed at the bottom of the primary combustion chamber 2.
상기 1차연소실 (2) 과 2차연소실 (4) 을 가열하기 위하여 1차연소실 (2) 의 하부측에는, 버너 등의 가열구 (22) 가 설치되어 있다.In order to heat the said primary combustion chamber 2 and the secondary combustion chamber 4, the heating port 22, such as a burner, is provided in the lower side of the primary combustion chamber 2. As shown in FIG.
상기와 같이 구성된 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치를 보다 상세하게 아래와 같이 구성 및 작용을 설명한다.The dual circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention configured as described above will be described in more detail as follows.
본 발명은, 폐기물 공급수단의 폐기물 주입관 (12) 을 통하여 함수율이 약 80∼90％정도의 하수 슬러지를 일정한 압력을 가하여 공급하면, 상기 하수 슬러지는 폐기물 주입관 (12) 을 따라 공급된다.According to the present invention, when the sewage sludge having a water content of about 80 to 90% is supplied at a constant pressure through the waste injection pipe 12 of the waste supply means, the sewage sludge is supplied along the waste injection pipe 12.
상기 하수 슬러지는 다량의 함수율을 가지고 있기 때문에 폐기물 주입관 (12) 에 공급시켜 주는 가압력으로는 1차연소실 (2) 의 중앙 상부측으로 공급하지 못하기 때문에, 폐기물 주입관 (12) 의 주입부 끝부분에 공기공급수단의 1차공기공급부 (18) 를 설치하여 상기 1차공기공급부 (18) 에서 공급되는 고압 공기에 의해 연소수단의 1차연소실 (2) 로 공급되는 하수 슬러지를 작은 세립자로 분사시켜 1차연소실 (2) 의 상부측으로 뿜어지도록 공급한다.Since the sewage sludge has a large amount of water content, the pressurized pressure supplied to the waste inlet tube 12 cannot be supplied to the center upper side of the primary combustion chamber 2, so that the inlet of the waste inlet tube 12 The primary air supply part 18 of the air supply means is installed in the part and the sewage sludge supplied to the primary combustion chamber 2 of the combustion means is injected into small fine particles by the high pressure air supplied from the primary air supply part 18. It is supplied to be blown to the upper side of the primary combustion chamber (2).
상기와 같이 분사되어 뿜어지는 하수 슬러지는 버너 등의 가열구 (22) 에 의해 가열되면서 소각된다.The sewage sludge sprayed and discharged as described above is incinerated while being heated by a heating port 22 such as a burner.
또한, 1차공기공급부 (18) 에 의해 공급되어지는 고압 공기로 인해 분사되어 뿜어지는 하수 슬러지는 2차공기공급부 (16) 에서 공급되는 고압 공기의 유동압력에 의해 부력의 힘을 받아 1차연소실 (2) 의 바닥으로 떨어지지 않고 유동상태를 유지하면서 연소된다.In addition, the sewage sludge sprayed and discharged by the high pressure air supplied by the primary air supply unit 18 receives the buoyancy force by the flow pressure of the high pressure air supplied from the secondary air supply unit 16 and thus, the primary combustion chamber. It is combusted while maintaining the flow state without falling to the bottom of (2).
상기와 같이 비산되어 뿜어지면서 소각되는 하수 슬러지를 보다 빠르게 연소시키고 높은 연소효율을 유지하기 위하여 미세한 유동사를, 유동사 순환수단의 유동사 주입구 (10) 를 통하여 공급하면, 유동사는 2차연소실 (4) 의 하부측에 형성시키고 있는 유동사 순환구 (26) 를 통하여 1차연소실 (2) 로 공급된다.In order to burn the sewage sludge which is scattered and incinerated as described above and burned more quickly and maintain a high combustion efficiency, when the fine flow sand is supplied through the flow yarn inlet 10 of the flow yarn circulation means, the flow yarn is subjected to secondary combustion chamber ( It is supplied to the primary combustion chamber 2 through the flow yarn circulation port 26 formed in the lower side of 4).
상기 1차연소실 (2) 로 공급된 유동사는 2차공기공급부 (16) 에서 공급되는 고압 공기에 의해 1차연소실 (2) 의 상부측으로 하수 슬러지와 함께 유동한다.The flow yarn supplied to the primary combustion chamber 2 flows together with the sewage sludge to the upper side of the primary combustion chamber 2 by the high pressure air supplied from the secondary air supply unit 16.
상기와 같이 유동사중에서 일부 미세한 유동사는 1차연소실 (2) 의 1차연소가스출구 (6) 를 통하여 2차연소실 (4) 로 순환되고 다시 유동사 순환구 (26) 를 통하여 다시 1차연소실 (2) 로 순환되며, 이때 유동사와 동시에 1차공기공급부 (18) 에 의해 분사되어 뿜어져, 1차연소실 (2) 의 상부측으로 분사되는 하수 슬러지는 유동사와 유동되면서 혼합되어 1차연소실의 상부측으로 이동하는 동안 건조 및 연소과정이 이루어진다.As described above, some of the fine flow yarns in the flow yarn are circulated through the primary combustion gas outlet 6 of the primary combustion chamber 2 to the secondary combustion chamber 4 and again through the flow yarn circulation port 26. 2) is circulated to, and at the same time is injected and sprayed by the primary air supply unit 18 at the same time as the flow yarn, sewage sludge injected to the upper side of the primary combustion chamber (2) is mixed with the flow yarn and mixed to the upper side of the primary combustion chamber The drying and burning process takes place during the move.
또한, 1차연소실 (2) 과 2차연소실 (4) 을 순환하고 있는 유동사는 1,2차연소실 (2), (4) 의 복사열에 의해 가열되어 있기 때문에, 순환되는 유동사와 분사되어 뿜어지는 하수 슬러지와 혼합유동되면서 유동사의 보유열을 신속하게 전달하고, 하수 슬러지는 빠르게 건조되면서 연소가 진행된다.In addition, since the flow yarn circulating in the primary combustion chamber 2 and the secondary combustion chamber 4 is heated by the radiant heat of the primary and secondary combustion chambers 2 and 4, it is sprayed and sprayed with the circulating fluid yarn. As it flows with sewage sludge, it transfers the heat of the flow company rapidly, and the sewage sludge is rapidly dried and combustion proceeds.
또한, 상기 1차연소실 (2) 에서 소각되어지는 하수 슬러지의 1차연소실 (2) 내 체류시간을 지연시키기 위하여, 1차연소실 (2) 의 길이방향으로 중앙측 내주면에 도 3 에 도시된 바와 같이, 3차공기공급부 (8) 를 원주방향으로 접선각을 갖도록 설치하고 있어, 소각되는 하수 슬러지가 유동됨과 동시에 회오리형상과 같이 공기혼합을 촉진시키므로 연소실에서 연소가스의 체류시간이 지연되고 건조 및 연소효율이 높아진다.Further, in order to delay the residence time in the primary combustion chamber 2 of the sewage sludge to be incinerated in the primary combustion chamber 2, as shown in FIG. 3 on the inner peripheral surface of the center in the longitudinal direction of the primary combustion chamber 2. Similarly, the tertiary air supply unit 8 is installed to have a tangential angle in the circumferential direction, so that the incinerated sewage sludge flows and promotes air mixing like a whirlwind shape, so that the residence time of the combustion gas in the combustion chamber is delayed, and drying and Higher combustion efficiency
상기와 같이 1차연소실 (2) 에서 회오리치면서 연소되는 하수 슬러지는 1차연소가스출구 (6) 를 통하여 2차연소실 (4) 로 회전되면서 이동되고, 미연소된 하수 슬러지는 2차연소실 (4) 에서 완전연소된다.As described above, the sewage sludge burnt in the primary combustion chamber 2 is rotated and moved to the secondary combustion chamber 4 through the primary combustion gas outlet 6, and the unburned sewage sludge is the secondary combustion chamber 4. Is burned completely at
상기의 2차연소실 (4) 에는 가열구 (22) 를 별도로 설치할 필요가 없는 바, 이는, 상기 1차연소실 (2) 과 2차연소실 (4) 을 구획하고 있는 격벽이 내화벽돌로 이루어져 있기 때문에 연소가스에 의한 내화벽돌의 축열효과로 미연소된 하수슬러지는 완전연소된다.It is not necessary to separately install the heating port 22 in the secondary combustion chamber 4, because the partition wall partitioning the primary combustion chamber 2 and the secondary combustion chamber 4 is made of a firebrick. The unburned sewage sludge is completely burned by the heat storage effect of the refractory brick by combustion gas.
상기와 같이, 2차연소실 (4) 에서 소각되는 하수 슬러지는, 2차연소실 (4) 의 상부측에서 하부측으로 원형으로 회전되면서 하강되어 배기가스와 미세립자의 소각재 일부는 배기가스배출구 (24) 를 통하여 배출되며, 그 이외의 소각재는 유동사와 함께 유동사 순환구 (26) 를 통하여 1차연소실 (2) 의 하부측에 비중이 무거운 소각재와 일부의 유동사가 쌓이게 된다.As described above, the sewage sludge incinerated in the secondary combustion chamber 4 is lowered while being rotated in a circular direction from the upper side to the lower side of the secondary combustion chamber 4 so that a part of the incineration material of the exhaust gas and the fine particles is exhaust gas outlet 24. Through the incineration ash other than the incineration ash, the heavy incineration ash and some of the flow sand is accumulated on the lower side of the primary combustion chamber (2) through the flow yarn circulation port (26) together with the flow yarn.
상기 배기가스배출구 (24) 를 통하여 배출되는 배기 가스와 미세한 소각재는, 배기가스배출구 (24) 의 출구측에 설치된 필터 등의 갖는 집진장치 (도시안됨) 에 의해 걸려진다.The exhaust gas and the fine incineration material discharged through the exhaust gas discharge port 24 are caught by a dust collector (not shown) having a filter or the like provided on the outlet side of the exhaust gas discharge port 24.
또한, 상기 2차연소실 (4) 에서도 소각되지 않은 일부 하수 슬러지는 유동사 순환구 (26) 를 통하여 1차연소실 (2) 로 계속해서 순환되도록 구성되어 있다.In addition, in the secondary combustion chamber 4, some sewage sludge which is not incinerated is configured to continue to circulate to the primary combustion chamber 2 through the flow yarn circulation port 26.
상기 1차연소실 (2) 과 2차연소실 (4) 에서 소각된 하수 슬러지의 소각재는 1차연소실 (2) 의 하부측에 쌓이게 되면 소각재 배출구 (20) 를 통하여 간단하게 배출시킬 수 있다.The incineration ash of sewage sludge incinerated in the primary combustion chamber 2 and the secondary combustion chamber 4 can be simply discharged through the incineration ash outlet 20 when accumulated in the lower side of the primary combustion chamber 2.
따라서, 상기와 같이 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치에 의해 함수율이 높은 하수 슬러지와 같은 폐기물을 완전하게 소각 처리할 수 있어 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the wastewater such as sewage sludge having a high water content can be completely incinerated by the double circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention as described above, thereby preventing the environmental pollution.
또한, 본 발명의 이중 순환식 유동층 연소장치로 인하여 함수율이 높은 하수 슬러지를 소각시에 사용되는 보조연료의 소비량을 최소화시킬 수 있어 소각에 필요한 처리비용을 상당하게 낮출 수 있어 매우 경제적이다.In addition, due to the dual circulation fluidized bed combustion apparatus of the present invention, it is possible to minimize the consumption of auxiliary fuel used for incineration of high water content sewage sludge, which can significantly lower the processing cost required for incineration, which is very economical.
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