KR100279079B1 - 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로에 있어서, 폐기물이 연소하면서 발생하는 불완전가스를 완전연소시키고, 열효율을 높일 수 있는 소각로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 폐기물(8)을 소각시키는 소각로에 있어서, 폐기물(8)을 연소시키는 1차 연소실(10)과, 1차 연소실(10)에서 발생한 대기오염물질을 재 연소하는 2차 연소실(20)을 포함하며, 다수 개의 1차 연소실(10)이 2차 연소실(20)을 중심으로 둘레에 위치하며, 각각의 1차 연소실(10)과 2차 연소실(20)은 돔의 구조로서, 폐기물(8)을 연소시키면서 발생한 화염(9)이 1차 연소실(10)의 내부에서 회동하다가 화염가이드(18)를 따라 2차 연소실(20)로 이동하며, 2차 연소실(20)로 이동한 화염 또한 2차 연소실(20)의 내부에서 회동하는 소각로가 제공된다.

Description

소각로{Destruction furnace}

본 발명은 소각로에 관한 것이며, 특히, 폐기물이 연소되면서 발생하는 불완 전연소가스를 2차 연소하여 완전연소가스로 연소하여 대기 중에 배출시키며, 열효율을 높일 수 있는 구조를 가진 소각로에 관한 것이다.

환경문제가 심각해지면서 가정 및 산업체에서 발생한 폐기물을 소각하는 소각로의 개선이 요구되고 있다. 일반적으로 폐기물이 연소되면서 발생하는 연소가스에는 불완전연소가스가 포함되며, 이런 불완전연소가스 중에 포함된 일산화탄소는 질식사를 일으킬 수 있는 요인이 된다. 그리고, 다이옥신 및 다이옥신 유사 화합물은 폐기물의 염소의 함량에 따라 발생하며 맹독성을 가지고 있으며, 분진 등은 대기오염에 주요인이 된다.

이러한 불완전연소가스와 다이옥신 및 분진을 대기 중에 여과 없이 배출되게 되면 소각로의 인근에 거주하는 거주자에게 치명적인 피해를 미치게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 소각로를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 소각로(1)는 폐기물이 연소되는 연소실(2)과, 연소실(2)의 상부에 연소가스를 배출하는 굴뚝(4) 및, 연소실(2)의 하부에는 연소된 폐기물의 잔재를 배출하는 재 적재실(3)이 형성된다.

연소실(2)의 측면에는 투입구(6)가 형성되어 투입구(6)를 통해 연소실(2)의 내부로 폐기물을 투입하여 연소시킨다. 따라서, 연소실(2)의 내부에는 적재된 폐기물과 폐기물을 연소시키는 화염이 위치한다. 이런 화염에 의해 연소된 폐기물은 재로 남게 되고, 연소된 폐기물의 재는 연소실(2)의 하부에 형성된 재 적재실(3)로 낙하하여 적재된다. 그러면, 재 적재실(3)의 측면에 형성된 토출구(7)를 통해 적재된 폐기물의 재를 외부로 토출한다.

한편, 연소실(2)의 상부에는 굴뚝(4)이 설치되어, 폐기물을 연소함으로써 발생한 연소가스를 대기 중으로 배출시킨다. 이런 굴뚝(4)의 내부에는 여과장치(5)가 설치되어 폐기물의 연소 중에 발생하는 분진 및 기타 환경오염물질 들을 여과시킨다.

그러나, 이런 소각로(1)는 폐기물을 연소시키면서 발생한 열을 대기 중으로 방출함에 따라 열효율이 떨어지는 단점이 있으며, 여과장치(5)는 분진과 같은 크기가 비교적 큰 물질만을 여과시킴으로써, 불완전연소가스와 같은 기체는 여과시키지 못하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 폐기물을 연소시키면서 발생하는 열을 이용하여 불완전연소가스와 분진 및 환경오염물질 등을 재 연소시키므로써, 환경친화적이면서 열효율을 높일 수 있는 소각로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 소각로를 나타낸 단면도이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소각로의 부분 정단면도이고,

도 3은 도 2에 도시된 소각로의 부분 측단면도이고,

도 4는 도 2에 도시된 소각로의 화염가이드를 나타낸 사시도이고,

도 5는 도 2에 도시된 2차 연소실의 내부에 적층된 축열부재의 사시도이며,

도 6은 도 5에 도시된 적층된 축열부재의 평면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1, 100 : 소각로 10 : 1차 연소실

15 : 투입구 18 : 화염가이드

20 : 2차 연소실 25 : 축열부재

30 : 재 적재실 31 : 토출구

40 : 굴뚝 43 : 갓

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 폐기물을 소각시키는 소각로에 있어서, 상기 폐기물을 연소시키는 1차 연소실과, 상기 1차 연소실에서 발생한 대기오염물질을 재 연소하는 2차 연소실을 포함하는 소각로가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 연소실을 중심으로 상기 1차 연소실 다수 개가 둘레에 위치하며, 상기 각각의 1차 연소실과 상기 2차 연소실이 연결된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 각각의 1차 연소실과 상기 2차 연소실은 돔의 구조로서, 상기 폐기물을 연소시키면서 발생한 화염이 상기 1차 연소실의 내부에서 회동하다가 상기 2차 연소실로 이동하며, 상기 2차 연소실로 이동한 화염 또한 상기 2차 연소실의 내부에서 회동한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 각각의 1차 연소실에서 발생하는 화염이 상기 2차 연소실로 이동하도록 상기 1차 연소실과 상기 2차 연소실의 사이에는 상기 화염을 안내하는 화염가이드가 부가적으로 설치되는 소각로가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 각각의 1차 연소실을 바라보는 상기 화염가이드의 일면에는 화염이 상기 1차 연소실에서 상기 2차 연소실로의 이동을 안내하는 복수의 그루브가 형성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 연소실에는 복수의 축열부재가 적층된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 축열부재는 원통형상의 내화물이며, 상기 복수의 축열부재 각각은 상호 측면이 연결되어 한 층을 이루고, 상기 한 층을 이루는 복수의 축열부재의 상부에는 또 다른 한 층의 축열부재가 적층되어 다수 층을 이룬다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 2차 연소실의 양측면에는 각각 가스 배출관이 연결되고, 상기 각각의 가스 배출관은 상기 2차 연소실의 상부에 형성된 굴뚝으로 연장된다.

아래에서, 본 발명에 따른 소각로의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소각로의 부분 정단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 소각로의 부분 측단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 소각로의 화염가이드를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시된 2차 연소실의 내부에 적층된 축열부재의 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 적층된 축열부재의 평면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소각로(100)는 그 좌우측에 위치하는 2개의 1차 연소실(10)과, 2개의 1차 연소실(10)에 연결되고 축열부재(25)가 적층되는 2차 연소실(20) 및, 2차 연소실(20)의 상부에 설치되는 굴뚝(40)을 포함한다.

2개의 1차 연소실(10)의 각각에는 폐기물(8)이 투입되는 투입구(15)가 형성되고, 1차 연소실(10)의 내부 천장과 바닥은 1차 연소실(10)에 적재된 폐기물(8)을 연소시키는 화염(9)이 1차 연소실(10)의 내부에서 회동하도록 돔(Dome)의 형상을 가지며, 투입구(15)의 반대쪽에는 2차 연소실(20)로 연결되는 통로(13)가 형성된다. 따라서, 1차 연소실(10)의 내부의 화염(9)은 1차 연소실(10)의 내부에서 돔 형상의 천장과 바닥 구조에 의해 1차 연소실(10)의 내부에서 회동하다가 2차 연소실(20)에 연결된 통로(13)로 빠져 나간다.

한편, 2차 연소실(20)은 좌우에 위치한 2개의 1차 연소실(10)의 사이 상부에 위치하며, 1차 연소실(10)에서 통로로 빠져 나온 화염(9)은 소각로(100)의 중앙 상부에 위치한 2차 연소실(20)로 진입한다. 좌우에 위치한 1차 연소실(10)에 연결된 통로로부터 빠져 나온 화염(9)은 2개의 1차 연소실(10)의 사이에 위치한 화염가이 드(18)에 의해 상부방향으로 상승하면서 2차 연소실(20)로 진입한다. 이런 화염가이드(18)는 삼각기둥과 같은 형상을 가지며, 삼각기둥의 3개의 사각면 중에서 한 사각면은 소각로(100)의 바닥에 고정되고 나머지 두 사각면은 각각의 1차 연소실(10)에 연결된 통로(13)를 향하도록 위치한다. 그리고, 이런 두 사각면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 그루브(Groove)(19)가 사각면의 폭방향으로 형성되며, 다수 개의 그루브(19)가 사각면의 길이방향으로 평행하도록 형성된다. 따라서, 통로(13)를 통해 빠져 나온 화염(9)은 화염가이드(18)에 형성된 그루브(19)를 따라 화염가이드(18)의 상부에 설치된 2차 연소실(20)로 진입한다.

이런 2차 연소실(20)의 내부에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 축열부재(25)가 다수의 층을 이루면서 적층된다. 축열부재(25)는 내화물질로 제작되며, 이런 축열부재(25)는 내경이 약 30cm이고 외경이 약 50cm이며 높이는 약 30cm를 가지는 원통으로, 다수 개의 축열부재(25)의 측면이 서로 연결되어 한 층을 형성한다. 축열부재(25)의 한 층(25a)위에는 다른 축열부재 층(25b)이 적층된다. 이런 방식으로 다수의 층(25a, 25b, 25c)이 적층되어 2차 연소실(20)의 내부를 채우며, 이 때, 축열부재(25)의 적층방식은 1차 연소실(10)에서 빠져 나온 화염(9)과 적층된 축열부재(25)와의 접촉면적이 크도록 한 층을 이루는 축열부재(25)의 상부에 위치한 다른 층의 축열부재는 교차하여 적층된다.

그리고, 2차 연소실(20)의 천장은 돔 형상으로 형성되어 적층된 축열부재(25)를 통과한 연소가스 및 화염은 2차 연소실(20)의 내부에서 회동한다.

또한, 이런 2차 연소실(20)의 전후면에는 연소가스 배출관(42)이 연결되며, 이런 연소가스 배출관(42)은 2차 연소실(20)의 측벽을 관통하여 상부방향으로 연장된다. 이런 2개의 연소가스 배출관(42)은 2차 연소실(20)의 중앙 상부에 위치한 굴뚝(40)으로 연장된다. 또한, 연소가스 배출관(42)의 하부에는 응축수 배출관(47)이 연결되어 재 적재실(30)로 연장되어 연소가스 배출관(42) 및 굴뚝(40)에 응축된 응축수가 재 적재실(30)로 배출된다. 응축수는 내부온도와 외부온도의 차에 의해 형성된다.

이런 굴뚝(40)의 상단에는 갓(45)이 덮여 있으며, 갓(45)의 내부에는 속갓(43)이 형성되어 굴뚝(40)의 상단에 형성된다. 그리고, 굴뚝(40)에는 측정구(41)가 형성되고 이런 측정구(41)에 온도계를 삽입하여 굴뚝의 온도를 측정할 수 있으며, 기타 측정기구를 삽입시켜 굴뚝에서 배출되는 연소가스를 측정한다. 또한, 2차 연소실(20)에는 내열온도계(22)가 설치되어 2차 연소실(20)의 내부온도를 측정한다.

또한, 1차 연소실(10)의 하면에는 재 적재실(30)이 형성되고, 1차 연소실(10)에서 연소된 폐기물(8)의 재가 1차 연소실(10)의 하면에 형성된 직경이 약 5cm의 관통공(17)을 통해 재 적재실(30)로 낙하되며, 재 적재실(30)의 측면에 형성된 토출구(31)를 통해 재 적재실(30)에 적재된 재를 외부로 토출한다.

한편, 소각로(100)의 내부 즉, 1차 연소실(10)과 통로(13)와 화염가이드(18)와 2차 연소실(20) 및 연소가스 배출관(42)의 내부면은 열에 강한 내화벽돌(101)로 이루어지며, 소각로(100)의 외부는 적색벽돌(102)로 이루어진다.

이상과 같이 구성된 소각로에서의 폐기물의 연소에 대하여 상세히 설명하겠 다.

먼저, 좌우측의 1차 연소실(10)의 투입구(15)를 열고 폐기물(8)을 적재한다. 1차 연소실(10)의 내부에 적재된 폐기물(8)에 화염(9)을 점화시키면 폐기물(8)은 연소되고, 화염(9)은 1차 연소실(10)의 천장과 바닥의 돔구조에 의해 1차 연소실(10)의 내부에서 회동하게 된다. 그리고, 일부의 화염(9)은 1차 연소실(10)에 연결된 통로(13)를 통해 1차 연소실(10)을 빠져 나가게 되고, 2개의 1차 연소실(10)의 사이에 설치된 화염가이드(18)의 그루브(19)를 따라 화염가이드(18)의 상부에 위치한 2차 연소실(20)로 진입하게 된다.

2차 연소실(20)에 진입한 화염은 2차 연소실(20)의 내부에 적층된 축열부재(25)와 접하게 되면서 축열부재(25)는 고온의 열을 저장한다. 이 때, 2차 연소실(20)의 내부온도는 약 1300℃이상의 온도까지 상승한다. 한편, 2차 연소실(20)의 내부에 진입한 화염은 적층된 축열부재(25)를 관통하여 상승하게 되며, 돔 구조로 형성된 2차 연소실(20)의 천장에 의해 화염은 2차 연소실(20)의 내부에서 회동하게 된다.

이런 과정 중에서 1차 연소실(10)에서 폐기물(8)의 연소에 의해 발생하는 연소가스는 불완전연소가스와 완전연소가스와 분진 및 환경오염물질 등을 포함한다. 이런 연소가스는 화염(9)과 함께 2차 연소실(20)로 진입하게 되며, 2차 연소실(20)에 적층된 축열부재(25)와 접하게 된다. 고온의 축열부재(25)와 접하면서 비교적 열반응성이 높은 불완전연소가스는 축열부재(25)의 열에 의해 연소되어 완전연소가스로 변화하고, 분진 및 일부의 환경오염물질은 축열부재(25)에 의해 재 연소된다. 그리고, 완전연소가스는 열반응성이 낮아 축열부재(25)를 그냥 통과하게 된다.

이렇게 축열부재(25)를 통과한 완전연소가스와 기타 재 연소되지 않은 물질 들은 연소가스 배출관(42)과 굴뚝(40)을 통해 대기 중으로 배출된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 소각로는 1차 연소실에서 배출되는 유해한 불완전연소가스와 분진 및 환경오염물질을 2차 연소실에서 연소시킴으로서, 대기 중으로 배출되는 가스에 함유된 유해성분을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 고온을 유지하는 2차 연소실의 열공급원을 1차 연소실에서 발생하는 화염을 이용하므로써, 소각로의 열효율성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 소각로에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (7)

1. 폐기물을 연소시키는 1차 연소실과, 상기 1차 연소실에서 발생한 대기오염물질을 재 연소하는 2차 연소실을 구비한 소각로에 있어서,

   상기 2차 연소실을 중심으로 상기 1차 연소실 다수 개가 둘레에 위치하며, 상기 각각의 1차 연소실과 상기 2차 연소실이 연결되어 상기 1차 연소실에서 발생한 화염이 상기 2차 연소실로 이동하는 것을 특징으로 하는 소각로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 1차 연소실과 상기 2차 연소실은 돔의 구조로서, 상기 폐기물을 연소시키면서 발생한 화염이 상기 1차 연소실의 내부에서 회동하다가 상기 2차 연소실로 이동하며, 상기 2차 연소실로 이동한 화염 또한 상기 2차 연소실의 내부에서 회동하는 것을 특징으로 하는 소각로.
3. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 각각의 1차 연소실에서 발생하는 화염이 상기 2차 연소실로 이동하도록 상기 1차 연소실과 상기 2차 연소실의 사이에는 상기 화염을 안내하는 화염가이드가 부가적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 소각로.
4. 제 4 항에 있어서,

   상기 각각의 1차 연소실을 바라보는 상기 화염가이드의 일면에는 화염이 상기 1차 연소실에서 상기 2차 연소실로의 이동을 안내하는 복수의 그루브가 형성되어 있는 것을 특징을 하는 소각로.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 2차 연소실에는 복수의 축열부재가 적층되는 것을 특징으로 하는 소각로.
6. 제 6 항에 있어서,

   상기 축열부재는 원통형상의 내화물이며, 상기 복수의 축열부재 각각은 상호 측면이 연결되어 한 층을 이루고, 상기 한 층을 이루는 복수의 축열부재의 상부에는 또 다른 한 층의 축열부재가 적층되어 다수 층을 이루는 것을 특징으로 하는 소각로.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 2차 연소실의 양측면에는 각각 가스 배출관이 연결되고, 상기 각각의 가스 배출관은 상기 2차 연소실의 상부에 형성된 굴뚝으로 연장되는 것을 특징으로 하는 소각로.