KR100312483B1 - 회전로폐가스배기시스템 - Google Patents
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Abstract
회전로는 회전가능한 원통을 가지며 상기 원통을 관통해서 생산물은 상기 생산물을 건조시키는 고온 가스의 유동방향과 반대방향으로 진행한다. 생산물 유입 단부에서, 배기통은 배기가스속에 함유된 입자가 회전가능한 원통내에 떨어지거나 또는 하향 유동 위치로 방출될때까지 가스속에 함유되는 충분한 속도로 상기 배기통을 유동하도록 충분한 길이정도로 상기 회전로로 연장하고 있다. 상기 회전로로 연장하고 있는 배기통을 이용하면 입자가 회전로의 주입통에 떨어지는 것을 방지하여서 연속작동을 저해하는 청소하기 위하여 주기적으로 가동을 중지시키는 것을 방지한다. 회전로에 배기통을 설치하는 본 발명을 이용하면, 가동정지시간을 줄이고 회전로의 효율을 증가시킨다. 게다가 분리 배기통은 실질적으로 회전로의 주입통 구조를 단순화시킨다.
Description
본 발명은 회전로(rotary kiln)에 관한 것이며, 특히 주입통의 후부에 고체 공급물이 축적되는 것을 방지할 수 있는 폐가스 배기시스템에 관한 것이다.
회전로는 수평면에 대해서 약간 경사져서 천천히 회전하는 원통으로 구성되며 주로, 건조 목적으로 사용되는 장치이다. 원통의 길이는 지름크기의 4 내지 10배 정도의 크기이다. 습윤의 고체 공급물은 상기 원통의 상부 단부로 주입된다. 상기 고체 공급물은 상기 원통을 회전시키고 경사지게 함으로써, 처리되어서 상기 원통의 하부단부에서 건식 혹은 반건식 생성물로서 배출된다. 고온 가스는 상기 원통내에서 유동되어서 상기 고체 공급물과 접촉하여 상기 고체 공급물을 건조시킨다. 고체 공급물의 유동속도는 상기 고온가스의 유동방향이 상기 고체 공급물의 유동방향과 동일하거나 반대방향이냐에 따라 증가되거나 감소된다. 회전로는 상당히 고온에서 가동되기 때문에 절연성 벽돌 및/또는 내화성 벽돌로 라이닝 처리된다. 상기 고온 가스를 주입시키기 위한 장치는 다양하다. 어떤 회전로는 천연가스와 같은 연소 물질과 상기고체 공급물과 직접 접촉시켜 고체 공급물을 연소시키는 직접 연소법을 이용한다. 생성물이 연소 가스에 의해 오염되는 것에 바람직하지 않다면, 과열상태의 온도를 얻기 위하여 간접 가스 또는 오일 점화식 공기 가열기를 사용할 수 있다. 물론, 공기 이외의 다른 가스들도 사용될 수 있다.
회전로에 장입시키는 방법은 고체 공급물의 물성 및 상부 유동 처리장치의 위치 및 형태에 따라서 달라진다. 장입물이 상부에서 장입될때, 상기 원통으로 연장하고 있는 자동 활송장치(chute)가 사용될 수 있다. 밀폐 목적으로 혹은 중력 장입방법이 사용되지 않는다면, 보통, 스크류형 장입장치가 사용된다. 전형적으로, 보조장치가 회전로에 사용된다. 예를들면, 배출가스는 배출되기 전에 먼지를 제거하기 위한 장치 및/또는 열을 회수하기 위한 장치를 경유시킬 수 있다.
가스의 유동방향이 생성물의 진행방향과 반대인 역류회전로가 사용되는 경우, 먼지 또는 고체입자가 유동가스내에 함유되는 것이 일반적이다. 이러한 회전로의 경우, 배출되는 가스의 유동방향이 '주입통'(feed breech)라고 공지된 회전로 주입 단부에서 바뀌는 경우, 함유된 입자들은 회전로 벽 부분을 때리고 가스속에서 이탈하여 축적된다. 상기 주입통에 형성된 이러한 축적물은 주입통의 관통 구멍을 청소하기 위하여 주기적으로 회전로의 가동을 중지시키게 한다. 이러한 가동중지동안, 회전로를 식히고, 설치를 해체시키고, 또한 축적된 입자들을 청소하기 위하여 많은 시간이 요구되며, 따라서 연속공정이 불가능해진다.
본 발명의 목적은 주입통 속에 형성된 입자 축적물을 제거하고 역류 유동을 이용하는 회전로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 주입통속에 고체 축적물의 형성을 방지함으로써 가동을 중지시키고 주입통을 세척할 필요성이 제거된 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 축적물의 양을 감소시키기 위하여 주입통의 형상을 간단히 하고 역류 유동방식을 이용한 회전로를 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적들은 회전가능한 원통과 가스 유입단부 및 가스배출 단부를 갖는 회전로를 제공함으로써 달성되고, 상기 가스배출단부는 고체 공급물 장입부로 작용하고 상기 가스유입단부는 생성물 배출부로 작용하며, 상기 회전로는 고체 공급물을 회전로 내부로 장입시키기 위한 수단 및 상기 가스배출단부에서 가스를 배출시키기 위한 배출수단을 가지며, 부분적으로 상기 원통으로 연장하고 있는 배기수단을 더 포함하며, 상기 배기수단은 상기 원통내에 하나 이상의 구멍을 구비하며, 상기 배기 수단과 연결되어서 상기 회전로를 관통하는 가스가 상기 구멍들을 통과함으로써 상기 회전로를 벗어나도록 구성된다.
본 발명을 이용하면, 모든 가스들이 주입통에 설치된 배출단부 보다는 배기 수단을 통해서 회전로에서 배출되므로 가스중에 함유된 입자들은 원통체내에서 분리되거나 아래방향의 처리장치에서 제거시키기 위하여 도관을 통해서 진행된다. 배기 수단을 사용하면 회전로 장입부에 축적물의 형성을 방지하며, 따라서 절연물질을 제거하는 주기적인 세척이 필요없게 된다. 부가적으로 회전로의 주입통 구조체는 입자 트랙 및 세척구의 제공을 피하도록 변형될 수 있으며, 따라서 비용을 감소시킨다.
제 1도를 참조하면, 종래의 회전로가 도시되어있다. 회전로(1)는 연속적인 세척을 해서 모터(4)와 연결된 기어(3)를 경유해서 가동되는 회전가능한 원통(2)을 갖는다. 상기 원통은 지지대(7,8)상에 설치된 베어링(5,6)에 의해서 회전가능 하도록 지지되며, 생성물 장입단부(9)에서 생성물 배출단부(10)까지 상기 회전로를 통해서 생성물이 진행하도록 일정한 각도로 경사져 있다. 상기 장입단부(9) 및 배출단부(10)는 고정된 구조체에 의해 밀폐된다. 즉, 장입단부(9)는 밀폐부(11)에 의해서 주입통 구조체(12)에 밀폐되고 배출단부(10)는 밀폐부(13)에 의해서 연소실(14)에서 밀폐되며, 상기 연소실내에서 회전하는 원통을 관통해서 유동하는 고온가스를 발생시키기 위하여 연료(15)는 직접 연소된다. 생성물(16)은 호퍼(17)를 통해서 회전로로 장입되며 상기 호퍼는 생성물을 원통(2)으로 장입시키기 위한 스크루형 이송장치(18)와 연결된다. 배출용 활송장치(19)는 배출단부(10)에서 배출되는 생성물을 제 2 회전로(20)로 전송시키기 위하여 설치된다. 공기(21)는 상기 제 2 회전로로 유입되어서 생성물의 진행방향과 반대방향으로 유동되어서 상기 생성물이 배출되기 전에 상기 생성물을 냉각시킨다. 공기가 연소실(14)로 유입될때, 상기 공기는 연료(15)와 혼합되어 상기 연료를 연소시킴으로써 고온 연소가스를 발생시키며 상기 연소가스는 상기 원통(2)을 관통해서 유동된다. 상기 고온 연소가스는 원통에서 배출되어서, 화살표(A)로 표시된 것처럼, 궁극적으로 배기 파이프(22)를 통해서 배출된다.
제 2도에는 회전로에 알맞은 주입통 구조체(12)가 확대 도시되어 있다. 상기 주입통 구조체(12)는 트랩부(23)와 제거부(24)를 포함하며, 상기 주입통에서 가스속에 함유된 입자들은 회전로에서 배출되는 가스가 배기 파이프(22)를 통해서 배출되도록 방향이 바뀔때, 포집되고 축적된다. 이러한 축적물의 제거 및 주기적인 가동 정지는 회전로의 작동상태가 악화되는 것을 방지하기 위하여 필요하다.
제 3도에는, 회전로에 알맞은 본 발명에 따른 생성물 주입통 구조체가 도시되어 있다. 회전로(25)는 회전가능한 원통(26), 주입 호퍼(27) 및 주입 이송장치(28)로 구성되고 상기 주입 이송장치를 통해서 고체 공급물은 상기 원통(26)으로 주입된다. 그러나 주입통 구조체(30)는 종래의 주입통 구조체(12)와 달리 배기 파이프와 트랩부 및 청정대가 없다. 대신에 이송장치 길이의 25 내지 75% 정도의 길이로 상기 이송장치상에 설치되고 상기 주입통 구조체(30)를 관통하는 분리 배기통(31)이 설치된다. 상기 분리 배기통에는 회전하는 원통내의 제 1 개구부(32)와 호퍼에 인접한 제 2 개구부(33)가 형성되어 있다. 상기 제 1 개구부는 상기 제 2 개구부의 개방 면적의 크기에 상응하는 크기의 개방 면적을 가져서 생성물이 축적되고 그 마개역할을 하는 것을 방지하기 위하여 파이프 내에 높은 속도를 유지시킨다. 상기 제 1 개구부는 실질적으로 회전 원통의 단부를 향하고 있어서 회전 원통의 단부는 실질적으로 비워지게 된다. 즉, 원통의 단부에서는 가스유동이 없고 따라서 가스속에 함유된 입자들은 주입통 속에 축적되는 것이 아니라 원통 속에 축적된다. 입자들이 낮은 면적 속도로 들어갈때, 이들은 원통의 바닥으로 떨어져서, 생성물이 원통을 관통하여 진행될때, 상기 생성물과 혼합된다. 결론적으로, 이러한 입자들은 축적되기 보다는 회수된다. 상기 제 1 개구부(32)로 들어가는 어떤 입자는 집진기 혹은 다른 장치와 같은 하향 유니트내에서 분리시키기 위하여 이들이 함유되도록 충분히 높은 유동속도를 유지한다.
제 4도를 참조하면, 회전로의 전방단부가 도시되어 있으며, 여기에서 분리 배기통(31)은 반원의 형상이어서, 부분적으로는 회전로로 들어가는 이송장치를 덮으며 부분적으로는 상기 이송장치에 의해서 보호된다. 트랩부, 청정대 및 배기파이프가 설치되어 있지 않은 본 발명에 따른 주입통은 제작비를 감소시킨다. 청정대가 필요없어서 주기적으로 가동을 중지할 필요가 없다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 설명되었지만 본 발명에 속하는 당업자에게는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 다양한 변화 및 수정이 가능하다. 예를들면, 직접 연소형 회전로가 예시되어 있지만 간접 가열형 회전로도 예시될 수 있다. 또한 반원형 배기통이 예시되어 있지만, 다른 형상의 배기통도 사용될 수 있다.
제 1도는 통상적인 역류 방식의 고체 공급물 주입부를 갖는 종래 회전로를 도시한 단면도.
제 2도는 종래 회전로의 고체 공급물 주입부를 확대 도시한 확대 단면도.
제 3도는 본 발명에 따른 회전로의 고체 공급물 주입부를 도시한 단면도.
제 4도는 제 3도에 표시된 선 4-4를 취한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 25 : 회전로 2, 26 : 원통
12, 30 : 주입통 18, 28 : 이송장치
31 : 배기통 32 : 제 1 개구부
33 : 제 2 개구부
Claims (5)
- 회전가능한 경사형 원통과, 상기 원통의 장입단부로 공급물을 운반시키고 상기 원통의 배출단부에서 생성물을 배출시키는 이송수단과, 상기 원통의 배출단부에서 고온 가스를 제공하기 위한 수단, 및 상기 고온가스를 제거하기 위하여 장입단부에 설치된 배기수단으로 구성되는 회전로서,상기 배기수단은 상기 이송수단에 인접하게 설치되고 고온 가스 흐름 속에 함유된 입자들이 회전로의 장입단부에 축적되지 않을 정도의 충분한 길이로 상기 회전로 내측으로 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 회전로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 배기수단은 상기 회전가능한 원통내에 형성된 제 1 개구부와 상기 장입단부의 외부에 형성된 제 2 개구부를 가지는 분리 배기통으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전로.
- 제 2 항에 있어서, 상기 분리 배기통은 상기 이송수단 길이의 25 내지 75% 인 것을 특징으로 하는 회전로.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 개구부와 제 2 개구부는 동일한 크기의 개방 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 회전로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장입단부에 인접하게 설치된 고정 주입통 구조체를 더 포함하며, 상기 배기 수단이 상기 주입통 구조체를 관통하여 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 회전로.
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