KR100382310B1 - 소각로 및 소각용가스 재연소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소수소혼합가스(실용신안등록 제117445호, 1998.2.7)연소열을 이용한 소각로 및 소각용가스 재연소방법으로서, 초 효율과 초고온으로 유독가스를 완전 연소 분해시키는 장치이다.

본 장치는 하부에 연소 화염이 통과하는 화염통로(11)가 형성된 지지부(12)를 가진 지구형 연소촉진체(10)와, 상기 지구형 연소촉진체와 일정한 간격을 두고 설치된 다수의 화염통과공들(13)을 가진 벌집형 연소촉진체(3)와, 상기 지구형 연소 촉진체(10)와 상기 벌집형 연소촉진체(3)를 수용하는 내부 공간을 가지고 있고, 상기 화염통로(11)를 통하여 상기 공간으로 화염이 진입할 수 있도록 하부에 토치 설치구가(14) 형성되고, 일 측에 소각용가스 인입구(4)가 형성되고, 상기 인입구로 소각용가스가 상기 연소촉진체들(3, 10)을 접촉하면서 통과한 후 배출되는 위치에 연소가스 배출구(5)가 형성된 로몸체((6)를 포함하여 이루어지고, 로몸체, 지구형 연소촉진체와 상기 벌집형 연소촉진체가 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품으로 제작된다.

또 본 방법은 본 발명에 따른 소각로를 이용하여 이루어지는 소각로에서 소각용 가스 재연소방법으로서, 상기 로몸체 내부에 상기 토치 설치구에 설치된 토치를 통해 산소 수소가스를 연소시켜 지구형 연소 촉진체와 벌집형 연소촉진체를 가열하고, 소각용 가스를 상기 가열된 지구형 연소 촉진체와 벌집형 연소촉진체 사이를 통과시켜 배출한다.

Description

소각로 및 소각용가스 재연소방법{A Furnace and method for burning a un-burned gas}

본 발명은 산소수소가스 연소열을 초효율 초고온으로 폐기물 소각로의 소각용 유해가스(다이옥신, 아황산, 질소산화물, 프레온, 탄산가스 등)를 완전히 연소시켜 공해를 해결하는데 있다.

종래의 소각로는 석유나 석화가스(LPG, LNG)를 사용하고 그 연소열을 이용하여 폐기물을 소각시키므로 이론상 온도는 1300℃이지만, 이들 연료는 가스 량의 24배나 되는 공기를 투입해야 완전 연소되므로 많은 공기가 공급되므로 오히려 냉각되어 실지 1000℃ 이상의 고온 발생이 어려워지고 질소, 프레온, 다이옥신 등이 소각용 상태로 대기권에 배출시켜 심각한 공해 문제로 되고 있다. 유해가스 방출뿐만 아니라 기존의 소각로는 열효율도 낮아서 경제적 손실이 막심하다.

본 발명은 상기와 같은 공해 문제를 해소하기 위하여 기존에 사용하고 있는 석유나 석화가스를 이용한 소각로의 단점을 완전히 제거하는 혁신적인 구조와 특성을 가지고 있는 산소수소가스를 연료로 사용하여 석화가스 연소시 소모되는 공기 량을 10% 미만으로 완전 연소 되므로 질소가스 발생을 근원적으로 방지한다. 이것은 수소가스가 바이오세라믹과 맥반석 등에 함유된 산화알루미늄, 운모에 반응하여 무한의 우주에너지와 공진하여 고 열효율을 발휘하고, 따라서 축적된 고열에 의하여 수소가스가 2차,3차 연소되어 초고온을 발생시켜 로 내부 온도를 2000℃ 이상 마음대로 조절 7,000℃까지 올릴 수 있기 때문에 폐기물에서 발생하는 유해 유독성 가스를 완전히 연소 시키므로서 무공해 소각로를 제공할 수가 있다.

산소수소가스는 이론상 최고온도가 4,300℃로 알려지고 있으나 화염이 닿는 물체에 따라 온도차가 많다. 산소수소가스 1차 연소 시 발생하는 수증기를 2차, 3차 연소촉진으로 초효율 초고온을 발생할 수 있도록 소각로 중심부에 지구형과 스크류식 내화물을 가열함과 동시에 로 내부 내화물을 가열하여 산소수소가스 연소 시 발생한 수증기가 2차, 3차 연소되면서 높은 열효율로 고온을 발생시키고 소각용 가스의 소각로 내부의 접촉 면적을 최대한 많도록 함으로서 고온의 열과 원적외선이 결합하여 유해가스를 말끔히 연소시키는 방법이다.

본 발명은 석화가스 대신 물을 전기분해하여 2H₂O₂(산소수소) 가스가 주원료이고 조연제로 C₆H₁₄(핵산)을 통과한 혼합가스를 연료로 사용하는 그린에너지로서 무공해 특성을 가지고 있으며, 완전 연소를 위한 초효율 초고온을 발휘하도록 로 내부 재료는 바이오세라믹과 맥반석 등을 사용하여 수소와 반응을 최대로 확장함과 동시에 고열의 접촉면을 최대한 확대하기 위하여 소각용가스와 산소수소 화염이 고르게 분산되고 섞이면서 연소시간 단축 등을 고려하여 스크류형 회전방식과 벌집형 통기로를 통과하는 다단계 연소장치와 방법으로 프레온, 다이옥신, 질소 등 모든 가스를 완전히 소각되도록 하여 병원 폐기물 소각과 핵 폐기물 소각 등 광범위하게 사용할 수 있는 소각로를 제공한다.

본 발명은 하부에 연소 화염이 통과하는 화염통로가 형성된 지지부를 가진 지구형 연소촉진체와, 상기 지구형 연소촉진체와 일정한 간격을 두고 설치된 다수의 화염통과공들을 가진 벌집형 연소촉진체와, 상기 지구형 연소촉진체와 상기 벌집형 연소촉진체를 수용하는 내부 공간을 가지고 있고 상기 화염통로를 통하여 상기 공간으로 화염이 진입할 수 있도록 하부에 토치설치구가 형성되고 일측에 소각용가스 인입구가 형성되고 상기 인입구로 소각용가스가 상기 연소촉진체들을 접촉하면서 통과한 후 배출되는 위치에 연소가스 배출구가 형성된 로몸체를 포함하여 이루어진다.

로몸체, 지구형 연소촉진체와 상기 벌집형 연소촉진체가 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석, 또는 이들의 분말로 성형한 성형품으로 제작된다.

또 다른 실시 예는 중앙에서 방사상으로 다수의 방사형화염통로가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 중앙에서 연결하는 중앙화염통로가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 원주외각에서 차례로 연결하는 나선형화염통로가 형성되어 전체적으로 스크류형을 가지는 중앙연소촉진체와, 상기 중앙연소촉진체를 수용하고, 상기 중앙화염통로에 화염을 공급하기 위한 토치를 설치할 수 있도록 토치설치구가 형성되고, 측면하부에 소각용가스가 인입할 수 있도록 소각용인입구가 형성되고, 상부에 연소가스가 배출될 수 있도록 가스배출구이 형성되는 로몸체를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 방법은 상기에 기술된 본 발명에 따른 소각로를 이용하여 이루어지는 소각로에서 소각용 가스 재연소방법으로서, 상기 로몸체 내부에 상기 토치 설치구에 설치된 토치를 통해 산소 수소가스를 연소시켜 지구형 연소 촉진체와 벌집형 연소촉진체를 가열하고, 소각용 가스를 상기 가열된 지구형 연소 촉진체와 벌집형 연소촉진체 사이를 통과시켜 배출한다.

도1 내지 3은 본 발명의 원통형 소각로 단면도

도4 및 5는 본 발명의 다른 실시예인 스크류형 소각로 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 산소수소가스 토치 2 : 화염 3 : 벌집형 연소촉진체

4 : 가스 인입구 5 : 연소가스 배출구 6 : 로몸체

10 : 지구형 연소촉진체 11 : 화염통로 12 : 지지부

13 : 화염통과공들 14 : 토치 설치구

21 : 방사형화염통로 22 : 나선형화염통로 23 : 중앙화염통로

25 : 토치설치구 26 : 소각용인입구

27 : 가스배출구 30 : 중앙연소촉진체 32: 로몸체

도1 및 도3을 참조하면서 본 발명의 소각로를 설명한다.

본 발명의 원통형 소각로는 지구형 연소촉진체(10)와 벌집형 연소촉진체(3)가 로 몸체(6) 내에 설치되어 있다.

지구형 연소촉진체는 하부에 연소 화염이 통과하는 화염통로(11)가 형성된 지지부(12)위에 구형상의 연소촉진체가 설치된다.

벌집형 연소촉진체는 지구형 연소촉진체(10)와 일정한 간격을 두고 설치되고 다수의 화염통과공들(13)이 형성되어 있다.

로몸체(6)는 지구형 연소촉진체(10)와 상기 벌집형 연소촉진체(3)를 수용하는 내부 공간을 가지고 있고, 상기 화염통로(11)를 통하여 상기 공간으로 화염이 진입할 수 있도록 하부에 토치설치구가(14) 형성되고, 일측에 소각용가스 인입구(4)가 형성되고, 상기 인입구로 소각용가스가 상기 연소촉진체들(3, 10)을 접촉하면서 통과한 후 배출되는 위치에 연소가스 배출구(5)가 형성되어 있다.

여기서 로몸체, 지구형 연소촉진체와 상기 벌집형 연소촉진체가 바이오세라믹, 흑운모석,맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품들로 제작된다.

실제 소각로로 사용할 경우에는 로몸체에 형성된 토치설치구(14)에 산소수소가스를 연소시키는 토치(1)를 설치하고, 이 토치에서 산소수소가스를 연소시켜서 지구형 연소촉진체와 벌집형 연소촉진체를 가열하고, 인입구(4)에서 진입하는 소각용가스가 연소촉진체를 통과하면서 재 연소되어 유해 가스가 완전히 분해되거나 연소된다.

다음에는 본 발명의 또 다른 실시예의 소각로를 도4 및 도5를 참조하면서 설명한다.

이 소각로는 중앙에서 방사상으로 다수의 방사형화염통로(21)가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 중앙에서 연결하는 중앙화염통로(23)가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 원주외각에서 차례로 연결하는 나선형화염통로(22)가 형성되어 전체적으로 스크류형을 가지는 중앙연소촉진체(30)와, 중앙연소촉진체(30)를 수용하고,상기 중앙화염통로(23)에 화염을 공급하기 위한 토치를 설치할 수 있도록 토치설치구(25)가 형성되고, 측면하부에 소각용가스가 인입할 수 있도록 소각용인입구(26)가 형성되고, 상부에 연소가스가 배출될 수 있도록 가스배출구(27)가 형성되는 로몸체(32)를 포함하여 이루어진다.

여기서도 로몸체 및 중앙연소촉진체는 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품으로 제작되며, 로몸체에 형성된 토치설치구(25)에 산소수소가스를 연소시키는 토치(1)를 설치하고, 이 토치에서 산소수소가스를 연소시켜서 소각용가스인입구(26)로 진입하는 소각용가스를 재 연소시키도록 되어 있다.

소각용가스의 인입구와 연소가스의 배출구에는 적당한 밸브나 댐퍼 장치가 부착되어서 이들 가스들의 흐름을 조절할 수 있게 되어 있고, 따라서 이들 가스의 흐름조절에 의하여 로내 온도를 조절할 수가 있게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 소각로는 사용하여 소각용가스를 재 연소시키는 방법은 다음과 같다.

먼저 토치에 산소수소가스를 공급하고 점화시켜서 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품을 결합한 연소촉진체를 가열한 다음, 소각용가스 인입구를 열어서 이 가열된 연소촉진체에 소각용가스를 통과시키면 소각용가스가 고온으로 다시 연소되고 유해한 물질이 포함된 소각용가스에서 유해물질들도 재 연소되는 과정에서 분해되거나 화학반응을 일으켜 다른 무해한 물질로 변화되어 버린다.

이상 설명한바와 같이 본 발명은 산소수소가스의 특성을 100% 효율화하는 소각로의 구조로서 산소수소가스 화염이 복합재료로 가공된 연소촉진장치들 사이를 고르게 회전 또는 접촉되면서 소각용가스와 산소수소가스 화염이 회전하면서 고르게 섞여 완전 연소되며 산소수소가스 투입량과 소각용가스 투입량과 특성에 따라 로 내부온도를 1500℃부터 7000℃까지 자유로이 조절할 수 있는 특성과 구조로 되어 있다. 따라서 그린에너지 환경에너지 친화에너지로서 무한한 물을 연료로 사용하여 경제적이면서 위험이 전혀 없으며 운전하는데 특수기술이 필요 없이 가스공급밸브 조절만으로 아무나 작동할 수 있다.

Claims (7)

1. 하부에 연소 화염이 통과하는 화염통로(11)가 형성된 지지부(12)를 가진 지구형 연소촉진체(10)와,

   상기 지구형 연소촉진체와 일정한 간격을 두고 설치된 다수의 화염통과공들(13)을 가진 벌집형 연소촉진체(3)와,

   상기 지구형 연소촉진체(10)와 상기 벌집형 연소촉진체(3)를 수용하는 내부 공간을 가지고 있고, 상기 화염통로(11)를 통하여 상기 공간으로 화염이 진입할 수 있도록 하부에 토치 설치구가(14) 형성되고, 일측에 소각용가스 인입구(4)가 형성되고, 상기 인입구로 소각용가스가 상기 연소촉진체들(3, 10)을 접촉하면서 통과한 후 배출되는 위치에 연소가스 배출구(5)가 형성된 로몸체((6)를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 소각로.
2. 청구항1에 있어서,

   상기 로몸체, 지구형 연소촉진체와 상기 벌집형 연소촉진체가 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품인 것이 특징인 소각로.
3. 청구항1에 있어서,

   상기 로몸체에 형성된 토치 설치구(14)에 산소수소가스를 연소시키는 토치(1)를 설치하고, 이 토치에서 산소수소가스를 연소시켜서 소각용가스 인입구로 진입하는 소각용가스를 재 연소시키는 것이 특징인 소각로.
4. 중앙에서 방사상으로 다수의 방사형화염통로(21)가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 중앙에서 연결하는 중앙화염통로(23)가 형성되고, 상기 방사형화염통로들을 원주외각에서 차례로 연결하는 나선형화염통로(22)가 형성되어 전체적으로 스크류형을 가지는 중앙연소촉진체(30)와,

   상기 중앙연소촉진체(30)를 수용하고, 상기 중앙화염통로(23)에 화염을 공급하기 위한 토치를 설치할 수 있도록 토치설치구(25)가 형성되고, 측면하부에 소각용가스가 인입할 수 있도록 소각용인입구(26)가 형성되고, 상부에 연소가스가 배출될 수 있도록 가스배출구(27)가 형성되는 로몸체(32)를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 소각로,
5. 청구항4에 있어서,

   상기 로몸체 및 중앙연소촉진체는 바이오세라믹, 흑운모석, 맥반석 또는 이들의 분말로 성형한 성형품인 것이 특징인 소각로.
6. 청구항4에 있어서,

   상기 로몸체에 형성된 토치 설치구(25)에 산소수소가스를 연소시키는 토치(1)를 설치하고, 이 토치에서 산소수소가스를 연소시켜서 소각용가스인입구(26)로 진입하는소각용가스를 재 연소시키는 것이 특징인 소각로.
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