KR100318663B1

KR100318663B1 - 탈취시스템

Info

Publication number: KR100318663B1
Application number: KR1019980704882A
Authority: KR
Inventors: 료이치 타나카; 마모루 마츠오
Original assignee: 닛폰화네스코교 가부시기가이샤
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2002-08-27
Also published as: WO1997024559A1; TW310360B; US6066301A; KR19990076759A; CA2241741A1; JPH09178151A; JP3682105B2; EP0870987A1; EP0870987A4

Abstract

본 발명에 따른 탈취시스템의 탈취로는 종래에 비해 콤팩트하면서도 열효율이 향상된 것이다. 로외부순환통로(4)는 탈취로(1)를 열설비(8)에 연결하는 작용을 하며, 이 열설비(8)는 중저온의 기류를 열원으로서 사용하여 탈취로 내부(2)에서 연소배기가스를 순환시키고, 탈취로내부는 냄새성분을 소각 또는 열분해한다. 로외부순환통로의 흡입측에서 연소배기가스가 축열체(5A 또는 5B)를 통과할 때 축열체(5A 또는 5B)에 의해 그 현열의 일부가 회수되어 열설비(8)에서 필요로하는 중저온의 기류로서 사용된다. 열설비(8)에서 소정의 일을 마치면 로외부순환통로의 출구측에서 축열체(5A 또는 5B)의 회수열을 이용하여 고온의 온도로 변환시켜 다시 탈취로 내부(2)로 복귀시킨다. 따라서 축열체(5A 또는 5B)에 의해 완전히 회수되지 않아 버려지게된 탈취로내부(2)에서 발생된 열의 일부가 열설비(8)의 열원으로서 사용되며, 열설비(8)의 부가적인 기류가열로 없이 저가의 콤팩트한 설비를 실현하는 것이 가능하다.

Description

탈취시스템

도장건조로(塗裝乾燥爐) 등의 건조로나 발포로 등에서 발생하는 냄새성분을 포함한 가스(이하 "냄새가스"라 함)의 탈취처리에는 종래 도 5에 나타낸 탈취시스템이 채용된다. 이 탈취시스템은 중저온의 열풍을 공급하는 열풍로(102)와, 이 열풍로(102)로부터 공급되는 열풍을 이용하여 피가공물(W)에 대하여 소정의 건조작업이나 발포작업을 실시하는 건조로 또는 발포로 등의 열설비(101)와, 열설비(101)에서 발생한 냄새가스를 취출하여 연소 내지 열분해를 통해 탈취작업을 하는 탈취로(103)로 구성된다. 여기서 열풍로(102)는 열설비(101)에 필요한 중저온, 예를들면 300℃ 정도의 열풍을 발생시키고 탈취로(103)는 냄새가스성분을 연소 또는 열분해시키는데 필요한 고온 예를들면 1000℃ 정도의 분위기가스 또는 화염을 형성한다.

그러나 도장건조로나 발포로 등에서 발생하는 냄새가스는 탈취전에 많은 미스트(mist)를 포함하고, 탈취 후에는 이 미스트가 탄화함에따라 형성된 다량의 먼지를 함유하는 고온의 오염가스가 되므로 열회수가 곤란하다. 또 열교환기를 사용하여 열회수를 도모하여도 열교환기가 곧 사용불능상태가 되고 열효율도 악화된다. 이 때문에 탈취로에서 발생한 고온의 가스를 유효한 열로서 이용하지 못하고 그대로 배기하게된다. 또, 열설비에서 필요로하는 열과 탈취에 필요한 열은 700℃ 정도 이상의 온도차가 있으므로 열원을 이용할 수 없고, 열풍로와 탈취로에 별도로 2개의 열원을 필요로하여 장소를 차지하는 동시에 설비비용이 높아지는 문제가 있다.

본 발명은 건조로(乾燥爐)나 발포로(發泡爐) 등의 비교적 중저온의 기류를 열원으로서 이용하여 소정의 처리를 행하는 열설비에서 발생하는 냄새를 제거하기위한 탈취시스템에 관한 것이다.

도 1 - 본 발명의 일시예로서, 산소농도가 낮은 냄새가스의 탈취를 실현하는 탈취시스템의 원리도.

도 2 - 본 발명의 탈취시스템의 다른 실시예를 나타내는 원리도.

도 3 - 본 발명의 탈취시스템의 또다른 실시예를 나타내는 원리도.

도 4 - 미스트포집수단의 일예를 나타내는 종단면도.

도 5 - 종래 탈취시스템의 일예를 나타내는 원리도.

본 발명은 설비가 콤팩트하고 열효율이 종래에 비해 현저히 높은 탈취시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중저온의 기류를 열원으로 이용하는 열설비로부터 발생하는 냄새성분을 제거하는 탈취시스템에 있어서, 열설비와, 이 열설비로부터 배출되는 냄새성분을 포함한 가스를 화염 속에 혼입(混入)시켜 연소하는 버너를 구비한 탈취로와, 열설비, 순환팬 및 탈취로에 한쌍의 순환구를 통해서 접속된 순환유로를 포함한 탈취로에서 그 연소배기가스를 순환구를 경유하여 로의 외부로 취출하는 동시에 열설비를 통과시키면서 상기 탈취로 내부로 다른 쪽의 순환구를 경유하여 환류시키는 로외부순환시스템통로를 구비한다. 그리고 또 로외부순환시스템통로는 탈취로의 상기 순환로에 가까운 부분에 각각 설치된 한쌍의 축열체와, 순환팬과, 축열체 사이에 기류의 방향을 주기적으로 전환교체하여 반전시키는 유로전환장치를 갖는다. 그리고 버너를 연소시키는 동시에 유로전환장치를 전환함으로써 탈취로에 대한 기류의 흐름방향을 주기적으로 반전시키고, 탈취로에서취출된 연소배기가스를 축열체를 통하여 열설비에 필요한 중저온의 열풍으로하여 열설비에 공급하고, 열설비 내에서 발생한 냄새성분을 포함한 순환가스를 축열체를 경유하여 다시 고온으로 복귀시켜 탈취로 내부로 환류시킴으로써 연소를 행한다.

이 탈취시스템에 의하면 냄새성분의 소각 내지 열분해에 사용된 탈취로 내의 연소배기가스는 로외부순환시스템통로의 흡입측에서 축열체를 통과할때에 그 현열(顯熱)의 일부를 축열체로 회수시켜 열설비에 이용되는 중저온의 기류로하여 열설비에 공급되고, 열설비에서 소정의 동작을 완료한 후에는 로외부순환시스템통로의 토출측의 축열체에서 회수열을 이용하여 다시 고온으로하여 탈취로 내로 복귀시킨다. 따라서 로의 내부에서 발생한 열 중에서 축열체에서 충분히 회수되지 못하고 배기된 열을 열설비의 열원으로서 이용할 수 있고, 열설비를 위한 열풍로를 별도로 사용할 필요없이 설비의 콤팩트화와 비용의 절감을 가능하게한다. 그러나 열설비에서 필요로하는 중저온의 열풍을 얻기위해 축열체에서 버려진열은 열설비에서 발생한 냄새가스를 탈취로에 공급할때에 다시 회수하여 탈취로 내로 복귀시키므로 낭비성의 열배출이 없는 높은 열효율의 탈취시스템을 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 탈취시스템에 의하면 열설비를 경유하여 탈취로 내에 환류시키는 냄새성분을 포함한 순환가스는 축열체를 경유하여 다시 고온이 되므로 탈취로 내의 분위기가스의 온도조정이 버너의 연소에 의한 증대열량의 조절, 즉 연료투입량의 조절을 용이하게 행할 수 있다. 더욱이 순환가스가 고온으로 환류되어 착화 포인트에서의 온도가 낮아지지 않으므로 산소농도가 낮아지고, 또 유속이 증대하여도 착화성이 우수하면서도 안정성 있는 화염을 얻을 수 없다. 또, 열설비에서의 건조나 발포 등의 공정에 의해 순화기류의 열이 소비되므로 로의 외부순화계로에서의 평균온도의 상승이 일어나지 않는다.

여기서 버너로서 교대로 연소하는 한쌍의 버너를 채용하면 탈취로 내에는 교대연소와 그것에 동기하여 주기적으로 흐름방향이 변하는 순환기류에 의해 탈취로 내에 있어서의 가스의 혼합성의 개선과 탈취로 내부의 온도균일화(평균화)가 행해지고, 탈취로의 넓은 범위에서 냄새성분의 소각 내지 열분해가 효율적으로 행해지는 동시에 NOx의 저하도 실현될 수 있다. 또 이 탈취시스템에는 탈취로 내부온도의 균일화와 가스혼합성의 향상이 탈취로에 있어서의 냄새가스의 소각 내지 열분해에 유효한 로의 공간체적비율을 종래보다 더 크게 할 수 있으므로 탈취로용적의 축소 또는 처리능력의 향상이 가능하게 되며, 탈취로의 콤팩트화가 가능하게된다.

또, 본 발명의 탈취시스템에서는 순환구가 버너 부근에 형성되어 있거나 버너 스로트에 있다. 이 경우 열설비에서 발생한 냄새성분을 포함한 순환기류가 화염 속에 확실하게 혼입되므로 냄새성분의 연소 또는 열분해가 비교적 좁은 공간에서 완료될 수 있다. 따라서 탈취로의 용적을 작게할 수 있다.

또, 본 발명의 탈취시스템에서는 순환팬이 축열체와 열설비 사이, 그리고 열설비의 상류측과 하류측에 각각 설치되어 있다. 이 경우, 열설비에 대한 공기의 침투가 방해를 받지않고 로의 탈취로와 열설비 사이의 가스순환을 실현시킬 수 있다.

또, 본 발명의 탈취시스템은 로외부순환시스템통로의 열설비의 상류측에 순환량조절댐퍼와 집진기를 배치하고 있다. 이 탈취시스템에 의하면 건조로나 발포로 등의 열설비에는 그것에 필요한 양의 순환가스가 탈취로로부터 로외부순화시스템통로로 취출되어 공급된다. 더욱이 열설비에 도입되기 전에 순환가스 속에 함유된 먼지가 집진기에서 회수되어 청정한 중저온의 열풍으로서 공급된다. 따라서, 열설비에서의 작업 예를들면 건조나 발포 등에 지장을 주지 않는다. 또, 건조로나 발포로 등의 열설비에 필요한 기류량은 순환기류량을 조절함으로써 적절량이 공급된다.

또, 본 발명의 탈취시스템은 각 축열체의 상류와 하류를 직접연결하는 바이패스 수단을 가지고 축열체를 우회하여 순환가스의 일부 또는 전부를 로외부순환시스템통로 내에 흐르게하여 온도조정을 할 수 있다. 이 경우 축열체를 통과하는 순환기류와 바이패스수단을 통하여 우회하는 순환기류의 배분을 변화시킴으로써 열설비에 공급하는 순환가스의 온도를 용이하게 조정할 수 있다.

또, 본 발명의 탈취시스템은 각 축열체의 열설비측, 즉 각각의 저온측에 미스트 포집수단을 구비한다. 이 경우 열설비로부터의 배기에 의해 배출되는 미스트가 축열체를 통과하기 전에 미스트 포집수단에 포착되고, 그 후 탈취로로부터 취출된 순환가스가 통과할 때에 건조되어 먼지로된다. 이 때문에 탈취로 측으로 미스트가 침입하는 것을 방지할 수 있는 동시에 더스트의 정기적인 폐기작업을 통해 순환가스의 청정을 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 탈취시스템에 있어서, 버너는 축열체를 구비하여 이 축열체를 통해 탈취로의 외부로부터의 연소용 공기의 공급 또는 연소배기가스의 탈취로 외부로의 배기를 행하는 2기 1조의 버너를 교대로 연소시키는 축열형 버너시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 연소가스가 배기될 때에 그 현열이 축열체에 회수되면서 다시 극히 높은 열효율로 연소용 공기의 예열에 사용되어 로내부로 복귀되므로 연소용 공기의 온도는 축열체로 유출되는 연소배기가스에 가까운 온도가 될 수 있고, 높은 열효율을 유지할 수 있다. 또, 버너의 연소는 탈취로와 열설비 사이를 순환하는 가스와는 무관한 연소용 공기를 이용하여 행하게되므로 열설비로부터 환류하는 배기가스 속의 산소농도가 낮은 냄새가스에 있어서도 탈취가 가능하다.

또, 본 발명의 탈취시스템은 기류방향의 전환과 동기시켜 연료를 투입하는 연료노즐을 가지는 동시에 로외부순환시스템통로를 순환하는 안정연소를 지속하기에 충분한 산소농도를 갖는 순환가스의 일부를 연소용 공기로서 사용하는 버너를 설치하고, 또 연소에 의해 발생하는 분량의 가스와 침입공기 분량을 배출하는 배출수단을 열설비의 상류에 설치하고 있다. 이 탈취시스템에 의하면 열설비로부터 환류하여 오는 가스 속의 산소농도가 침입공기 등에 의해 안정연소를 지속하기에 충분한 농도를 가질 때에는 그 순환가스의 일부를 연소노즐의 둘레로부터 분출시키는 것 만으로도 연료를 연소시킬 수 있다.

또, 이 탈취시스템에 있어서, 연소분사량에 적합한 적정 공기비율범위의 순환가스가 연료노즐의 주위로부터 공급되도록 기류제한 오리피스 및 스로트를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우 연료분사를 제어하는 것 만으로도 탈취로의 연소량이 제어된다. 본 발명에 의하면 연료노즐의 범위로부터 그 분사량에 적합한 적정 공기비율범위의 순환가스가 공급되므로 연료분사량을 제어하는 것만으로도 탈취로의 연소량이 제어된다.

또, 본 발명의 탈취시스템은 풍량조절댐퍼와 축열체를 구비하고, 이 축열체를 통해서 연소용 공기의 공급 또는 연소배기가스의 배기를 행하는 2기 1조의 버너를 기류방향의 전환과 동기시켜 교대로 연소시키는 한쌍을 이루는 전환축열식 버너를 설치하고, 각각의 풍량조절댐퍼의 상류측으로부터 로외부순환시스템통로의 열설비로부터 배기시키는 안정연소를 지속하기에 충분한 산소농도를 갖는 배기를 연소용 공기로서 공급하고, 또한 연소생성가스와 침입공기 만을 배출하는 배기수단을 열설비의 상류에 설치하고 있다.

이 탈취시스템에 의하면 축열형 버너의 축열체에서는 온도효율만을 고려한 열교환을 행하여도 로외부순환시스템통로 전체는 열설비에 필요한 소정의 온도순환기류를 얻을 수 있으므로 높은 열효율이 얻어지고, 또 풍량조절댐퍼를 통과하는 순환가스가 저온이되기 때문에 저온용 댐퍼가 사용된다.

또, 전술한 본 발명의 탈취시스템 중 어느 경우도 시스템 전체에서 발생하는 배기가 증열에 기인하는 연소가스와 열설비에 침입한 공기만이 전체시스템에서 발생한 배기가스로서 극단적으로 낮은 온도로 배기되므로 종래의 탈취시스템에서는 얻을 수 없는 높은 열효율이 얻어진다.

이하 본 발명의 구성을 도면에 나타낸 실시예를 기초로 상세히 설명한다.

도 1에 산소농도가 낮은 냄새가스를 탈취하기에 적합한 탈취시스템에 본 발명을 적용한 일실시예를 나타낸다. 이 탈취시스템은 교대로 연소되는 최소한 한쌍의 버너(3A)(3B)를 구비하는 탈취로(1)와, 이 탈취로(1) 내에서 발생하는 연소가스를 로외부로 일단 취출하여 다시 별도의 장소로부터 탈취로 내부(2)로 환류시키는 로외부순환시스템통로(4)와, 로외부순환시스템통로(4)의 일부를 구성하여 중저온의 기류를 열원으로서 이용하는 열설비(8)로 주로 구성되고, 열설비(8)와 탈취로(1) 사이에 기류를 순환시켜 열설비(8)에서 발생하는 냄새를 포함한 가스를 탈취로(1)에서 연소시켜 제거하고 있다.

로외부순환시스템통로(4)는 한쌍의 순환구(9A)(9B)와, 한쌍의 축열체로서의 순환용축열체(5A)(5B)와, 제 1 및 제2순환팬(6)(10)과, 이들 제 1 및 제2순환팬(6)(10)을 순환용축열체(5A)(5B) 중 어느 한쪽에 선택적으로 교대하여 연결시킴으로써 순환용축열체(5A)(5B)에 대한 기류의 흐름방향을 전환하는 유로전환수단(7) 및 중저온의 기류를 열원으로서 이용하는 열설비(8)를 구비하고, 탈취로(1)의 한쌍의 버너(3A)(3B)의 연소전환에 대응하여 주기적으로 기류의 흐름방향이 반전하는 강순환류(화살표로 나타냄)를 탈취로내부(2)에 형성하도록 설치되어 있다. 여기서 강순환류는 공급되는 기류보다도 더욱 큰 체적의 순환기류를 말한다.

유로전환수단(7)은 탈취로(1)와 제1순환팬(6)의 흡입구 및 제2순환팬(10)의토출구사이에 배치되고, 4개의 포트 중 2개의 포트(상호 연통되지 않는 위치관계에 있는 2개의 포트)에 탈취로(1)에 설치된 2개의 순환구(9A)(9B)에 연결된 제2덕트(23A)(23B)가 각각 접속되고, 또 나머지 2개의 포트에 제1순환팬(6)의 흡입구와 제2순환팬(10)의 토출구가 각각 접속되며, 순환구(9A)(9B) 중 어느 한쪽이 제1순환팬(6)과 연통되는 동시에 다른 쪽이 제2순환팬(10)과 연통되도록 설치되어 있다. 이 로외부순환시스템통로(4)의 탈취로내부(2)로 열린 순환구(9A)(9B)는 버너(3A)(3B)의 각각의 버너 스로트 부근에 배치되고, 열설비(8)로부터 환류하여 오는 순환기류가 화염 및 연소가스에 충돌하도록 설치된다. 또, 유로전환수단(7)으로서는 4방밸브에 특히 한정되지 않으며, 동일한 기능을 갖는 다른 유로전환수단과 치환하는 것이 가능하다. 또, 유로전환수단(7)과, 한쌍의 버너(3A)(3B)를 교대로 연소시키는 제어시스템의 4방밸브(12)는 예를들어 링크 등으로 연결되고, 동기하여 전환되도록 설치된다.

또, 로외부순환시스템통로(4)는 탈취로(1)에 설치된 순환구(9A)(9B))에 가까운 부분에 각각 축열체로서의 순환용축열체(5A)(5B)를 구비하고, 탈취로(1)로부터 취출되는 연소배기가스의 현열 중 일부를 순환용축열체(5A)(5B)에서 회수하여 열설비(8)에서 사용하기 적합한 중저온의 기류로하여 순환시키고, 또, 탈취로(1) 내부로 복귀할 때에는 순환용축열체(5A)(5B)에서의 직접가열에 의해 다시 고온으로 복귀하도록 한다. 여기서 각 순환구(9A)(9B)에는 유로전환수단(7)을 통해서 제1순환팬(6)의 흡입구측과 제2순환팬(10)의 토출구측 중 어느 하나가 선택적으로 연결되고, 어느 하나의 순환용축열체(5A)(5B)를 경유하여 탈취로(1)로부터 취출된 연소배기가스를 열설비(8)로 공급하는 한편 열설비(8)에서 발생한 냄새가스가 포함된 배기 즉 순환가스를 탈취로(1)로 환류시키도록 설치되어 있다. 또 제1순환팬(6)과 열설비(8) 사이에는 순환기류의 양을 조절하기위한 순환량조절댐퍼(18)와 집진기(19)가 설치된다. 그리고 열설비에 적량의 순환기류를 먼지 등을 제거한 청정한 상태로 공급한다. 순환량조절댐퍼(18)는 열설비(8)에서 필요로하는 양의 중저온의 연소배기가스, 즉 순환가스를 흐르게 한다. 또 집진기(19)로서는 백 필터(bag filter)와 같은 저온용의 집진기가 사용된다.

또, 열설비(8)와 제2순환팬(10) 사이에는 로의 압력조절댐퍼(20)가 설치되어 있다. 로의 압력조절댐퍼(20)는 열설비(8) 속을 대기압 또는 이와 근사하게 낮은 압력으로 조정함으로써 가스의 배기량과 순환량을 균형있게한다. 이것에 의해 열설비(8)에서 발생하는 냄새가스가 시스템 외부로 누출되는 것을 방지한다. 또, 열설비(8)는 중저온의 기류를 열원으로서 이용하여 피가공물(W)에 소정의 처리, 예를들면 건조나 발포 등을 행한다.

또, 로외부순환시스템통로(4)의 순환용축열체(5A)(5B)에는 각각 바이패스 수단으로서 바이패스통로(21)와 온도조절용 바이패스댐퍼(22)가 설치된다. 이 온도조절용 바이패스댐퍼(22)는 탈취로(1)로부터 취출되는 연소배기가스 즉 순환가스의 일부를 순환용축열체(5A)(5B)로 통하지않고 유로전환수단(7)에 흐르도록하여 순환용축열체(5A)(5B)를 통과한 가스와의 혼합에 의해 순환가스를 목표온도로 조정한다.

또, 탈취로(1)에 부속하는 한쌍의 버너(3A)(3B)로서는 본 실시예의 경우 축열형 버너시스템이 채용된다. 이 축열형 버너시스템은 각각 버너용축열체(11A)(11B)로 구성되는 축열기를 갖는 한쌍의 버너(3A)(3B)를 4방밸브(12)를 통해서 공기공급시스템(13) 또는 배기기스템(14)에 선택적으로 교대하여 접속함으로써 한쌍의 버너(3A)(3B) 중 한쪽을 연소시키는 사이에 정지중인 다른 쪽으로부터 순환가스에 포함되는 냄새성분의 연소 또는 열분해에 사용된 후의 연소가스의 대부분을 배기시키도록 구성된다. 각 버너(3A)(3B)는 예를들면 탈취로(1)의 양측벽에 상호 대향하도록 배치되어 교대로 작동한다. 또 각 버너(3A)(3B)는 필수적으로 대향시켜 탈취로(1)의 양측벽에 별도로 배치할 필요는 없으며, 경우에 따라서는 예를들면 탈취로(1)의 한쪽벽에 병렬로 배치하여도 좋다. 또 도면 중 부호 16은 연료노즐이 된다.

버너용축열체(11A)(11B)는 버너본체 또는 이것과 별개의 케이싱 등에 수납하여 버너(3A)(3B)에 조립한다. 이 버너용축열체(11A)(11B)는 통과하는 연소배기가스 사이에 열교환을 행하는 배출열을 회수하는 동시에 회수된 열로 연소용 공기를 예열한다. 각 버너(3A)(3B)의 버너용축열체(11A)(11B)는 제1덕트(15)(15)를 통해서 4방밸브(12)의 4개의 포트 중 2개의 포트(상호 연통되지않는 위치관계에 있는 2개의 포트)에 접속된다. 또, 4방밸브(12)의 나머지 2개의 포트에는 공기공급시스템(13) 및 배기시스템(14)이 각각 접속된다. 따라서 각 버너(3A)(3B) 및 버너용축열체((11A)(11B)는 어느 한쪽의 버너 및 축열체가 공기공급시스템(13)에, 그리고 다른쪽 버너 및 축열체가 배기시스템(14)에 접속되고, 그 접속관계는 4방밸브(12)를 전환함으로써 전환된다. 또 이 4방밸브(12)와 유로전환수단(7)은 동기하여 전환된다.

여기서 버너(3A)(3B)에 사용되는 버너용축열체(11A)(11B)와 로외부순환시스템통로(4)에 배치되는 순환용축열체(5A)(5B) 모두는 비교적 압력손실이 낮은 비율로 열용량이 큰 내구성 높은 구조 및 재료의 사용, 예를들면 다수의 셀구멍을 갖는 벌집형 세라믹통체의 사용이 바람직하다. 예를들면 연소배기가스와 같은 1000℃ 전후의 고온유체와, 연소용 공기나 냄새가스와 같은 20℃-200℃ 전후의 비교적 저온의 유체와의 열교환에는 코어디어라이트(cordierite) 또는 멀라이트(mullite) 등의 세라믹재료의 압출성형에 의해 제조되는 벌집형상의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 벌집형상의 축열체로서는 그 밖에도 알루미나 또는 세라믹스 이외의 소재 예를들면 내열강 등의 금속 또는 세라믹스와 금속의 복합체, 예를들면 다공성 골격을 갖는 세라믹스의 기공 중에 용융된 금속을 자발침투시키고, 그 금속의 일부를 산화 또는 질화시켜 세라믹스화하고, 기공을 완전히 매입한 Al₂O₃-Al 복합체 또는 SiC-Al₂O₃-Al 복합체 등을 이용할 수도 있다. 또 하니컴형상으로는 본래 6각형의 셀(구멍)을 의미하지만 본명세서에서는 본래의 6각형만이 아니라 4각형이나 3각형의 셀이 무수히 존재하는 것도 포함한다. 또, 일체성형을 행하지않고 관 등을 묶어서 하니컴 형상의 축열체을 얻도록 하는 것도 바람직하다. 그러나 순환용 및 버너용축열체(5A)(5B)(11A)(11B)의 형상도 특히 하니컴형상으로 한정하지 않고 평판형상이나 파형평판형상의 축열재료를 원통형상의 케이싱 내에 방사상으로 배치하고 파이프형상의 축열재료를 축방향으로 유체가 통과하도록 통형상의 케이싱 내에 충진시키는 것도 바람직하다. 또 격벽에 의해 둘레방향으로 2실로 구획성형시키고 축방향으로 유체가 통과가능 하도록한 통형상의 케이싱을 이용하고 이것의 각 실(室)에 구형, 짧은 관, 짧은 봉, 세편(細片), 덩어리형, 망상 등의 축열재료의 괴(塊)를 충진함으로써 구성할 수도 있다.

이상과 같이 구성된 탈취시스템에 의하면 다음과 같은 탈취로(1)의 열원만으로 열설비(8)의 이동과 열설비(8)에서 발생한 냄새를 포함한 가스의 탈취가 실현될 수 있다.

탈취로(1)에는 1쌍의 버너(3A)(3B)를 교대로 점화하여 탈취로 내부(2)에 비정재화염(非定在火炎)을 형성하고, 열설비(8)로부터 환류하여 오는 순환가스 속의 냄새성분을 연소시키기나 연소열에 의해 열분해시킨다. 여기서 버너(3A)(3B)의 연소의 전환은 예를들면 60초 이내의 짧은 주기, 바람직하게는 20초 정도 또는 그 이하의 짧은 주기로 행한다. 이 연소의 전환은 연소분사의 온,오프와 연소용 공기의 4방밸브(12)에 의한 전환에 의해 행한다. 연소용 공기는 배기가스의 열로 가열된 버너용축열체(11A 또는 11B)로 예열되고, 비정상 고온(예를들면 800℃-1000℃정도)이 된다. 연소용 공기가 이와같은 고온이되면 산소농도가 낮아져도 혼합가스의 온도가 연소의 자체 착화온도 부근 또는 그외 이상이 되어 반응속도의 증대 또는 가연한계의 대폭적인 확대가 연소의 안정화에 크게 기여하여 양호하게 연소된다. 따라서, 열설비(8)로부터 환류하여 오는 순환가스의 산소농도가 낮아져도 연소에 지장을 초래하지 않으며, 냄새성분의 소각이나 열분해를 실행할 수 있다. 더욱이 열설비(8)로부터 환류하여오는 순환가스는 순환용축열체(5A)(5B) 사이의 열교환에 의해 고온이 되므로 순환기류가 화염(17)에 충돌하여도 착화점에서의 온도가 화염이 소멸될 정도로는 낮아지지 않는다.

한편, 배기시스템(14)에 접속된 버너측에서는 냄새성분의 연소 또는 열분해에 사용된 후의 연소가스가 버너 스로트를 경유하여 로외부로 배출된다. 이때 배기가스는 버너용축열체(11A 또는 11B)에서 그 현열이 회수되어 저온이된 후 배기시스템(14)을 통하여 배기된다.

동시에 연소가스의 일부는 순환가스로서 순환구(9A)(9B) 중 어느한쪽을 경유하여 로외부순환시스템통로(4)로 취출되고, 열설비(8)의 열원으로서 이용된 후 다시 탈취로(1) 쪽으로 다른 쪽의 순환구(9A)(9B) 중 어느하나로부터 환류된다. 즉, 탈취로내부(2)의 분위기가스의 일부가 로외부순환시스템통로(4)를 통해서 탈취로(1)와 열설비(8) 사이를 순환한다. 예를들면 도 1에 나타낸 상태에서는 탈취로내부(2)의 연소가스는 순환팬(6)에 의해 발생하는 부압(負壓)에 의해 일측순환구(9B)의 순환용축열체(5B)를 경유하여 로외부순환시스템통로(4)로 취출된다. 이때 순환기류는 그 현열의 일부를 순환용축열체(5B)에 남겨서 열설비(8)에서 사용가능한 목표온도가 된다. 이때 순환기류는 반드시 그 전량이 일측 순환용축열체(5B)를 통과하는 것은 아니며, 필요에따라 일부가 온도조절용 바이패스댐퍼(22)를 통과한다. 따라서 일측 순환용축열체(5B)의 하류를 통과하여 저온으로된 순환기류와 일측 순환용축열체(5B)를 우회한 고온 그대로의 순환기류가 혼합되어 열설비(8)에서 필요로하는 온도(중저온)의 순환가스가 생성된다. 예를들면 탈취로(1)로부터 800℃의 연소배기가스가 취출되어 300 ℃의 순환기류로 된다. 이순환기류는 유로전환수단(7) →제1순환팬(6) → 순환량조절댐퍼(18) → 집진기(19)를 경유하여 열설비(8)에 도입된다. 그리고, 열설비(8)에서 소정의 작업 예를들면 건조작업이나 발포작업 등에 이용된다.

열설비(8) 내부에서의 일에 사용된 후의 순환기류는 제2순환팬(10)에 의해 열설비(8)로부터 취출되고, 압력조절댐퍼(20) → 유로전환수단(7)을 통과하여 연소중의 일측 버너(3A)측의 순환구(9A)로부터 탈취로(1) 내부로 환류된다. 이때 순환기류는 일측 순환용축열체(5A)에서 가열되어 다시 고온으로 복귀되면서 탈취로(1) 내로 환류된다. 예를들면 열설비(8)로부터 취출된 때의 순환기류가 200℃ 정도로 내려갈 때에도 일측 순환용축열체(5A)를 통과함으로써 열설비(8)에서의 침입공기 등이 무시될 수 있는 정도면 700℃ 정도로 온도가 상승하여 탈취로(1)로 복귀된다.

본 발명의 탈취시스템은 탈취로내부가스가 갖는 현열의 일부를 순환용축열기(5A)(5B)에서 회수하여 열설비(8)에서 이용되는 중저온의 기류를 생성하는 동시에 회수된 열을 이용하여 열설비(8)로부터 배기되는 냄새성분을 포함한 순환가스를 다시 고온의 가스로하여 탈취로(1)로 복귀시키므로 냄새를 포함한 순환가스가 연소가스 내지 화염에 혼합되어도 온도가 대폭적으로 저하하지 않고, 교호연소에 의한 부정재화염(不定在火炎)에 의해 로내부온도분포가 균일하되고, 냄새성분의 소각 내지 열분해가 단시간에 달성된다. 또 국부적인 고온영역의 발생이 없으므로 NOx의 발생이 적어진다.

또, 상기 실시예는 적절한 실시예의 한형태이지만 본 발명은 이것에 특히 한정되지 않으며 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.예를들면 본 실시예에 있어서는 로외부순환시스템통로(4)를 순환하는 가스와는 다른 계통의 연소용공기를 이용하여 한쌍의 버너(3A)(3B)를 교대로 연소시키는 축열형 버너시스템을 열원으로하는 실시형태를 설명하였지만 이것에 특히 한정되지 않으며 예를들면 도 2 또는 도 3에 나타낸 다른 형식의 축열형 버너 또는 통상의 버너 등을 사용하는 것도 가능하다.

예를들면 도 2에 있어서, 냄새성분을 포함한 산소농도가 높은 가스가 열설비로부터 배출되는 경우에 적합한 탈취시스템의 일실시형태를 나타낸다. 이예는 교대로 연소되는 한쌍의 버너(3A)(3B)의 버너스로트(25A)(25B)와 로외부순환시스템통로(4)의 순환용축열체(5A)(5B)의 하류의 제2덕트(23A)(23B)를 제3덕트(26A)(26B)로 연결하고 순환기류의 일부를 버너(3A)(3B)로 공급하여 연소용 공기로 이용한 것이다. 연소용 공기는 열설비(8) 내부에서 침입하는 신선한 공기만으로 보급하도록 한다. 버너(3A)(3B)의 버너스로트(25A)(25B)와 로외부순환시스템(4)은 순환용축열체(5A)(5B)의 하류에서 제3덕트(26A)(26B)에 의해 연결된다. 또, 이 제3덕트(26A)(26B)에는 연소용공기의 양을 조절하기위한 풍량조절댐퍼(27),(27)가 설치되어 있다. 또, 열설비(8)의 상류, 바람직하게는 집진기(19)의 하류와 열설비(8) 사이에는 배기조절댐퍼(28)를 통해서 배기시스템(29)이 연결되고, 순환기류의 일부, 즉 연소에 의해 증가하는 분량과 침입공기분량이 잉여분으로서 배기된다. 그리고, 탈취로(1)에서의 냄새성분의 소각 내지 열분해에 사용된 후의 연소가스를 포함한 순환가스의 일부는 연소를 정지하는 쪽의 버너(3A 또는 3B)의 버너용축열체(11A 또는 11B)에서 열회수된 후 로외부순환시스템통로(4)의 순환용축열체(5A 또는5B)의 하류측에 도입된다. 동시에 연소가스의 일부는 순환구(9A 또는 9B)를 경유하여 로외부순환시스템통로(4)로 취출되어 순환용축열체(5A 또는 5B)를 통과하여 소정의 온도 까지 낮아지면서 열설비(8)측으로 공급된다. 그리고, 열설비(8)의 열원으로서 이용된 후 다시 탈취로(1)로 환류된다. 즉 로외부순환시스템통로(4)를 통해서 탈취로(1)와 열설비(8) 사이를 순환가스를 포함한 연소배기가스가 순환하고, 그 사이 탈취로(1)의 버너(3A)(3B)가 교대로 연소한다.

이상과 같이 구성된 탈취시스템에 의하면 도 2에 나타낸 상태에서는 탈취로내부(2)의 연소가스는 그 일부가 정지 중의 일측 버너(3B)의 버너용축열체(11B)를 통하여 로외부순환시스템통로(4)로 취출되는 동시에 나머지가 순환구(9)의 일측 순환용축열체(5B)를 경유하여 로외부순환시스템통로(4)로 취출된다. 그 때에 일측 버너용 및 순환용축열체(11B)(5B)에서 순환가스의 현열의 일부를 회수하여 열설비(8)에서 사용가능한 목표온도가 된다. 이때 순환기류의 일부는 필요에 따라서 온도조절용 바이패스댐퍼(21)를 통과한다. 따라서 일측 순환용축열체(5B)의 하류에서 일측 순환용 및 버너용축열체(5B)(11B)를 통과하여 저온으로된 순환가스와 일측 순환용축열체(5B)를 우회한 고온 그대로의 순화가스가 혼합되어 목표온도의 순환기류가 생성된다. 이 순환기류는 유로전환수단(7)→제1순환팬(6)→순환조절량댐퍼(18)→집진기(19)를 경유하여 열설비(8)로 도입된다. 그리고 열설비(8) 내에서 소정의 작업, 예를들면 건조작업이나 발포작업 등에 이용된다. 열설비(8) 내부에서의 일에 사용된 후 순환가스는 제2순환팬(10)에 의해 열설비(8)로부터 취출되어 압력조절댐퍼(20)→유로전환수단(7)을 통과하여 일부가 풍량조절댐퍼(27)에서 목표풍량으로 조절되어 연소중의 일측 버너(3A) 측의 일측 버너스로트(25A)에 연통하는 제3덕트(26A)로부터 공급되어 연소용 공기로서 이용된다. 또, 나머지는 일측 순환용축열체(5A)를 통과하여 고온으로 복귀하면서 탈취로내부(2)로 순환구(9)로부터 환류된다. 이 탈취시스템의 경우 풍량조절수단, 즉 풍량조절댐퍼 및 순환량조절댐퍼(18)가 순환기류의 온도가 낮은 곳에 설치되므로 일반적인 저온용 댐퍼를 사용할 수 있다. 특히 제3덕트(26A)(26B)에 배치되는 풍량조절댐퍼(27)는 버너용축열체(11A)(11B)에서의 열회수를 온도효율 만을 고려하여 열설비(8)에서 필요로하는 온도보다도 낮아도 그 후 거기에서 고온의 순환가스와 하류에서 혼합되므로 로외부순환시스템통로 전체로서는 열설비(8)에서 필요로하는 소정의 온도순환기류를 얻을 수 있다.

또, 열설비(8)로부터 냄새가스성분을 포함한 산소농도가 높은 가스가 배출되는 경우에는 도 3에 나타낸 탈취시스템에서도 실시될 수 있다. 이 실시예의 경우 버너에는 축열체를 수반하지 않는 통상의 버너(3A')(3B')가 사용되고, 또 버너스로트(25A')(25B')와 로외부순환시스템통로(4)의 순환용축열체(5A)(5B) 의 상류가 제4덕트(30A)(30B)에서 연결되어 순환기류의 일부가 버너(3A')(3B')로 연소용 공기로서 공급되도록 설치되어 있다. 연소용 공기는 열설비(8) 내부에 침입하는 신선한 공기만이 보급되도록 설치된다. 버너(3A')(3B')의 버너스로트(25A')(25B')와 로외부순환시스템통로(4)의 제2덕트(23A)(23B)는 순환용축열체(5A)(5B)의 상류에서 각각 연결된다. 또, 제4덕트(30A)(30B)에는 연소용 공기의 양을 조절하기위한 연소용공기제한 오리피스(31)(31)가 각각 설치된다. 또, 열설비(8)의 상류, 보다 바람직하게는 집진기(19)의 하류와 열설비(8) 사이에는 배기조절댐퍼(28)를 통해서 배기시스템(29)이 연결되고, 순환가스의 증가분, 즉 연소에 의해 발생하는 연소가스와 열설비(8)로 침입하는 공기분량이 잉여분으로 배기된다.

이상과 같이 구성된 탈취시스템에 의하면 도 3에 나타낸 상태에서는 탈취로내부(2)의 연소가스는 일측 순환구(9B) 및 연소정지 중의 일측 버너(3B')의 버너스로트(25B')를 경유하여 연소로외부순환시스템통로(4)로 취출되어 순환한다. 그때 일측 순환용축열체(5B)에서 그 현열의 일부를 회수하여 열설비(8)에서 사용가능한 목표온도가 된다. 따라서 열설비(8) 내부에서의 소정의 작업, 예를들면 건조나 발포 등에 사용된 후의 순환가스는 제2순환팬(10)에 의해 열설비(8)로부터 취출되고, 일측 순환용축열체(5A)에서 가열되어 고온으로 복귀되며, 그 일부가 일측 순환구(9A)로부터 탈취로내부(2)로 환류되면 함께 나머지가 일측 덕트(30A), 오리피스(31)를 경유하여 버너스로트(25A')로 연소용 공기로서 공급되며, 연소노즐(16)로부터 분사된 연료를 연소시킨다. 연료와 공기의 분사는 소정시간 마다 전환되어 교대로 버너(3A')(3B')를 연소시킨다.

또, 탈취로(1)나 발포로 등의 열설비(8)에서 빠져 나온 가스는 미스트를 다량 함유한 오염된 가스이므로 미스트분량을 제거하는 것이 바람직하다. 여기서 도 1 내지 도 3에 있어서, 각 탈취시스템의 순환용축열체(5A)(5B)의 하류측, 예를들면 각 도에 파선으로 나타낸 위치에 도 4에 나타낸 미스트포집수단(24)을 설치하는 것이 바람직하다. 이 미스트포집수단(24)은 예를들면 로외부순환시스템통로(4)를 구성하는 제2덕트(23A)(23B) 내부에 순환기류의 흐름을 횡단하는 방향으로 입출가능한 펀칭용 금속 케이스 등의 통기성 있는 케이스(32)와, 이 케이스(32) 에 수납되는 금속층 등의 통기성있는 충진물(33)로 구성된다.

이와같이 순환용축열체(5A)(5B)의 열설비(8)와 가까운 비교적 저온의 가스가 흐르는 측에 미스트 포집수단(24)을 각각 배치한 경우 열설비(8)로부터 나온 탈취 전의 냄새성분을 포함한 순환가스가 통과할 시에 가스 중의 미스트를 통기성의 충진물(33)에 부착하여 제거할 수 있다. 따라서 미스트 포집수단(24)에 포착된 미스트는 기류의 흐름방향의 전환에 의해 탈취 후의 건조가스, 즉 탈취로(1)로부터 공급되는 순환가스가 통과할 때에 건조되어 먼지화된다. 이것을 기류의 주기적인 흐름전환과 함께 반복함으로써 미스트 포집수단(24)에 더스트를 퇴적시킨다. 여기서 정기적으로 케이스(32)를 제2덕트(23A)(23B)로부터 인출하여 충진물(33)을 청소하면 된다.

또, 상기 각 실시예에 있어서는 열원으로서 교대로 연소하는 한쌍의 축열형 버너를 조합한 예를 주로 설명하였지만 이것에 특히 한정되는 것은 아니며, 1대의 버너를 연속적으로 연소시키는 것도 가능하다. 이 경우에는 화염에 대하여 한쌍의 순환구(9A)(9B)로부터 분출되는 순환가스가 송풍되도록 배치하는 것이 바람직하다. 또, 열원으로서는 복사형 튜브버너를 사용하는 것도 가능하다.

Claims

중저온의 기류를 열원으로서 이용하는 열설비로부터 발생하는 냄새성분을 제거하는 탈취시스템에 있어서, 상기 열설비와, 버너를 구비하는 탈취로와, 상기 열설비, 순환팬 및 상기 탈취로에 한쌍의 순환구를 통해서 접속되는 순환류로를 포함하여 상기 탈취로에서의 연소배기가스를 로외부로 취출하는 동시에 상기 열설비를 통과시키면서 상기 탈취로 내부쪽으로 다른 순환구를 경유하여 환류시키는 로외부순환시스템통로를 구비하고, 또 상기 로외부순환시스템통로는 상기 탈취로의 한쌍의 상기 순환구 부근에 각각 구비되는 축열체와, 상기 순환팬과 상기 축열체 사이에 기류의 방향을 주기적으로 전환,반전시키는 유로전환장치를 구비하고, 상기 유로전환수단을 전환함으로써 상기 탈취로에 대한 기류의 흐름방향을 주기적으로 반전시키며, 상기 탈취로에서 취출된 연소배기가스를 상기 축열체를 통하여 상기 열설비에 필요한 중저온의 열풍으로서 상기 열설비로 공급하는 동시에 상기 열설비 내부에서 발생한 냄새성분을 포함한 순환가스를 상기 축열체를 경유하여 다시 고온으로 복귀시키는 동시에 상기 탈취로 내부로 환류시켜 연소시키는 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항에 있어서, 상기 버너는 축열체를 구비하고, 이 축열체를 통해서 탈취로 외부로부터의 연소용 공기의 공급 또는 연소배기가스의 탈취로 외부로의 배기를 행하는 2기 1조의 버너를 기류방향의 전환과 동기시켜 교대로 연소시키는 축열형버너시스템인 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항에 있어서, 풍량조절댐퍼와 축열체를 구비하고, 이 축열체를 통해서 연소용 공기의 공급 또는 연소배기가스의 배기를 행하는 2기 1조의 버너를 기류방향의 전환과 동기시켜 교대로 연소시키는 한쌍을 이루는 전환축열식 버너를 설치하고, 각각의 풍량조절댐퍼의 상류측으로부터 상기 로외부순환시스템통로의 열설비로부터 배기되는 동시에 안정연소를 지속하기에 충분한 산소농도를 갖는 배기를 연소용 공기로서 공급하고, 또 연소생성가스와 침입공기 만을 배출하는 배기시스템을 상기 열설비의 상류에 설치한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항에 있어서, 기류방향의 전환과 동기하여 연료를 주입하는 연료노즐을 가지는 동시에 상기 로외부순환시스템통로를 순환하는 동시에 안정연소를 지속하기에 충분한 산소농도를 갖는 순환기류의 일부를 연소용 공기로서 사용하는 버너를 설치하고, 또 연소생성가스와 칩입공기 만을 배출하는 배기시스템을 상기 열설비의 상류에 설치한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제4항에 있어서, 연료분사량에 적합한 적정공기비율 범위의 순환기류가 상기 연료노즐의 주위로부터 공급되도록 기류제한 오리피스 및 스로트를 설치한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환팬은 상기 축열체와 상기 열설비 사이에서 상기 열설비의 상류측과 하류측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로외부순환시스템통로의 열설비의 상기 상류측에 순환량조절댐퍼와 집진기를 배치한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 축열체의 상류와 하류를 직접연결하는 바이패스수단을 설치하고, 상기 축열체를 우회하여 순환기류의 일부 또는 전부를 로외부순환시스템통로 내부로 흐르게하여 온도조정을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 축열체의 상기 열설비에 각각 미스트 포집수단을 구비한 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환구는 상기 버너 부근에 형성된 것을 특징으로 하는 탈취시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버너는 교대로 연소하는 한쌍의 버너이며, 상기 순환구는 상기 버너의 버너스로트인 것을 특징으로 하는 탈취시스템.