KR100418218B1 - 추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로에 관한 것으로서, 폐수를 처리할 때 처리 시간이 단축되도록 함과 아울러 처리 비용이 절감되도록 한 것이다.

본 발명은 내부로 수용되는 폐수(W)에 열을 가하여 폐수(W)가 증발되게 하는 증발기(1)와, 상기 증발기(1) 등의 내부에 형성된 각각의 가스를 집중시킨 후 흡입하여 선택적으로 연소시킴과 아울러 제 1 밸브(5) 조정으로 이동하는 일부 폐수(W)를 흡입하여 연소시키도록 증발기(1)에 연결되는 RTO(Regenerative Thermal Oxidation; 축열식 소각)(4)와, 상기 증발기(1) 등에 존재하는 폐수(W)와 가스의 이동을 제어함과 아울러 증발기(1)와 RTO(4) 등을 선택적으로 작동시키는 제어부(8)로 구성된 폐열소각로에 있어서, 상기 증발기(1)의 하측에 수용된 일부 폐수(W)가 제 1 펌프(3)를 통해 흡입되어 가스화될 수 있게 증발기(1) 측부에 설치되는 반응탑(2)과, 상기 RTO(4)의 연소실(6)에 선택적으로 연통되면서 증발기(1)의 일부 폐수(W)를 연소시키는 폐열 소각로(7)로 이루어진 것이다.

Description

추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로 {THE STRIPPER AND EVAPORATIVE REGENERATIVE WASTE WATER INCINERATOR SYSTEM}

본 발명은 추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 폐수는 고농도의 유기 폐수와 공비 화합물이 함유된 폐수 및 저비점 솔벤트(SolvenT) 함유 폐수 등을 총칭하는 것으로서, 상기 각종 폐수는 가정과 공장 등에서 발생하는 것이며, 상기 폐수를 처리한 후 배출하여 환경오염의 발생을 미연에 방지하는 것이다.

종래의 폐수 처리 방법은 일정 장소로 각종 폐수를 모은 후 물리적 처리와 화학적 처리 또는 생물학적 처리 등을 통해서 오염물질을 분리하여 정화한 후 외부로 배출하는 것이다.

그러나 상기한 폐수 처리 방법은, 폐수 처리시에 물리적 처리와 화학적 처리 또는 생물학적 처리를 하여야 하기 때문에 오염물질의 분리 시간과 처리 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 폐수를 처리할 때 처리 시간이 단축되도록 함과 아울러 처리 비용이 절감되도록 한 추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폐수를 인입하여 증발시키는 증발기와, 상기 증발기 등의 가스를 흡입하여 선택적으로 연소시킴과 아울러 증발기의 일부 폐수를 흡입하여 연소시킬 수 있게 증발기에 연결되는 RTO와, 상기 폐수와 가스의 이동을 제어함과 아울러 증발기와 RTO를 작동시키는 제어부로 구성된 축열소각로에 있어서, 상기 증발기의 일부 폐수를 흡입하여 가스화시킬 수 있게 증발기 측부에 설치됨과 아울러 내부에 폐수 분산제가 설치되는 반응탑과, 상기 RTO의 연소실에 선택적으로 연통되면서 증발기의 일부 폐수를 연소시킴과 아울러 내부에 세라믹 축열재가 설치되는 폐열 소각로로 이루어진 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 배치도,

도 2는 본 발명의 실시예의 증발기를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예의 반응탑을 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예의 세라믹 축열재를 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명의 실시예의 블록도이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

1: 증발기 2: 반응탑

4: RTO 6: 연소실

7: 폐열 소각로 8: 제어부

9: 열교환 파이프 10: 폐수 분산제

17: 버너 19: 제 1 세라믹 축열재

19': 제 2 세라믹 축열재 19": 제 3 세라믹 축열재

23: 세라믹 축열재 30,30': 제 1, 2 송풍기

본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 내부로 수용되는 폐수(W)에 열을 가하여 폐수(W)가 증발되게 하는 증발기(1)와, 상기 증발기(1) 등의 내부에 형성된 각각의 가스를 집중시킨 후 흡입하여 선택적으로 연소시킴과 아울러 제 1 밸브(5) 조정으로 이동하는 일부 폐수(W)를 흡입하여 연소시키도록 증발기(1)에 연결되는 RTO(Regenerative Thermal Oxidation; 축열식 소각)(4)와, 상기 증발기(1) 등에 존재하는 폐수(W)와 가스의 이동을 제어함과 아울러 증발기(1)와 RTO(4) 등을 선택적으로 작동시키는 제어부(8)로 구성된 폐열소각로에 있어서, 상기 증발기(1)의 하측에 수용된 일부 폐수(W)가 제 1 펌프(3)를 통해 흡입되어 가스화될 수 있게 증발기(1) 측부에 설치되는 반응탑(2)과, 상기 RTO(4)의 연소실(6)에 선택적으로 연통되면서 증발기(1)의 일부 폐수(W)를 연소시키는 폐열 소각로(7)로 이루어진 것이다.

상기 증발기(1)는 최초로 수용되는 원폐수(W)를 기체화시키는 것으로서, 상기 증발기(1) 내부에 열교환 파이프(9)를 설치하는 것이고, 상기 열교환 파이프(9)는 증발기(1) 외부에 설치된 스팀발생장치(미도시)에 연결되어 스팀(S)을 공급받는 것이며, 상기 스팀(S)이 열교환 파이프(9)로 공급됨과 동시에 증발기(1) 내부의 열교환 파이프(9) 외측에 존재하는 폐수(W)가 가열되면서 증발되는 것이다.

상기한 반응탑(2)은 증발기(1)로 부터 압송된 폐수(W)를 분무시켜 기체화하는 것으로서, 상기 반응탑(2) 내부에 폐수 분산제(10)를 설치함과 아울러 폐수 분산제(10) 상측에 제 1 펌프(3)로 부터 펌핑된 폐수(W)를 흡입하는 폐수 압송관(11)을 형성하고, 상기 폐수 압송관(11) 상측에 분무되어 분리된 미세입자 가스가 배출되는 가스 배출관(12)을 형성하며, 상기 폐수 분산제(10) 하측에 RTO(4)의 연소열이 흡입되는 폐열 흡입관(13)을 형성함과 아울러 외부 공기(A)가 흡입되는 공기 이동관(14)을 형성하고, 상기 반응탑(2)의 하측에 미세입자와 분리된 폐수(W)를 RTO(4)로 이송시키는 폐수 배출관(15)을 형성하는 것이다.

상기한 반응탑(2)의 가스 배출관(12)은 증발기(1)의 가스 배출관(16)과 연결되는 것이고, 상기 연결되는 지점을 통해 집중된 가스는 RTO(4)로 공급되는 것이다.

상기 RTO(4)의 연소실(6)은 버너(17)를 설치하여 RTO(4)의 초기 작동시에 연료로 연소시키는 것이고, 상기 연소실(6)의 연소열을 축열시키기 위하여 연소실(6) 하측에 3개의 축열 반응부(18,18',18")를 형성함과 아울러 상기 축열 반응부(18,18',18") 각각에 세라믹 축열재(19,19',19")를 설치하는 것이다. 상기 세라믹 축열재(19,19',19")는 연소실(6) 연소시에 연소열을 축열시킴으로써 그 열로 흡입가스를 연소시키는 것이며, 상기 세라믹 축열재(19,19',19")의 축열이 완전하게 이루어지면 버너(17)를 작동시키지 않아도 되는 것이다.

상기한 세라믹 축열재(19,19',19")는 통과홀(20)을 형성하여 가스가 통과홀(20) 이동시에 연소되면서 축열되도록 하는 것이고, 상기 세라믹축열재(19,19',19")를 설치하는 축열 반응부(18,18',18") 하측은 가스와 공기(A)의 이동을 단속하는 것으로서, 상기 축열 반응부(18,18',18") 하측에 가스를 흡입함과 아울러 연소가스를 배출하는 도관(21,21')을 설치하고, 상기 세라믹 축열재(19,19',19")로 공기(A)를 유입시킬 수 있게 에어밸브(22,22',22")를 설치하는 것이다.

상기한 폐열 소각로(7)는 연소실(6)의 연소열을 통해서 연소되는 것으로서, 상기 연소실(6)에서 연소열이 이동되어 축열되도록 내부에 세라믹 축열재(23)를 설치하는 것이고, 상기 폐열 소각로(7)의 세라믹 축열재(23) 상측에 제 2 펌프(25)로 펌핑되는 증발기(1)의 폐수(W)가 흡입되는 폐수 압송관(24)을 설치함과 아울러 RTO(4)의 연소실(6)과 선택적으로 연통되는 폐열 흡입관(26)을 설치하는 것이며, 상기 세라믹 축열재(23) 하측에 미연소 가스를 RTO(4)로 이동시키는 가스 배출관(27)을 설치하는 것이다.

상기 증발기(1)와 반응탑(2) 및 RTO(4)와 폐열 소각로(7)는 폐수(W)와 가스의 이동을 지원하는 도관(28)을 형성함과 아울러 역류 방지를 위하여 체크밸브(29)를 선별적으로 설치하는 것이고, 상기 폐수(W)와 가스의 이동을 단속하는 밸브를 설치함과 아울러 가스 이동시에 가스를 압송시키기 위한 송풍기(30,30')를 설치하는 것이다. 상기한 밸브중 축열 반응부(18,18',18") 하측에 설치된 도관(21,21')에는 제 2, 3, 4, 5, 6, 7 밸브(31,32,33,34,35,36)를 설치하는 것이고, 상기 축열 반응부(18,18',18") 하측에 설치된 에어밸브는 제 1, 2, 3 에어밸브(22,22',22")인 것이다.

그리고 상기 RTO(4)에서 반응탑(2)으로 폐열 흡입관(13)을 통해 이동하는 연소가스는 제 1 순환밸브(37)의 단속에 의해서 위치 이동하는 것이고, 상기 RTO(4)에서 폐열 소각로(7)로 폐열 흡입관(26)을 통해 이동하는 연소가스는 제 2 순환밸브(37')의 단속에 의해서 위치 이동하는 것이다. 또한 상기 반응탑(2)의 가스 배출관(12)과 증발기(1)의 가스 배출관(16)이 연결되는 지점 등에 제 1 송풍기(30)를 설치하여 RTO(4)로 가스 공급시 그 공급이 원활하게 이루어지도록 하는 것이고, 상기 RTO(4)에서 완전 연소된 가스를 외부로 배출할 때 그 배출이 원활하게 이루어지도록 배출관(38)에 제 2 송풍기(30')를 설치하는 것이다.

상기한 각각의 밸브(5,22,22',22",31,32,33,34,35,36,37,37')와 송풍기(30,30') 및 제 1, 2 펌프(3,25)와 증발기(1), 반응탑(2), RTO(4), 폐열 소각로(7) 등은 제어부(8)의 제어 신호에 의해서 작동되는 것으로서, 상기 제어부(8)의 제어는 감지된 특정 신호를 통해서 이루어지는 것이다.

미설명 부호 39는 열교환기로서 제 2 순환밸브(37')를 통해 공급된 열을 열교환시켜 증발기(1) 외부에 설치된 스팀발생장치로 스팀(S)을 공급하는 것이고, 40은 리턴관이며, P는 공정중 발생하는 폐가스를 집진시켜 투입하여 RTO(4)로 흡입되게 하는 폐가스 투입부로서 선택적으로 사용이 가능한 것이다.

이상과 같은 본 발명은 폐수(W)를 처리할 때 처리 시간이 단축되도록 함과 아울러 처리 비용이 절감되도록 하기 위하여 폐수(W)를 소각 처리하는 것으로서, 고온의 열교환 파이프(9)를 침지시킬 수 있게 증발기(1) 내측으로 폐수(W)를 공급하여 폐수(W)가 증발되도록 하는 것이다. 상기 증발기(1)에서 증발된 가스는 가스배출관(16)을 통해 RTO(4)측으로 향하는 것이고, 상기 RTO(4)측으로 가스가 이동하기 전 제어부(8)는 버너(17)를 작동시켜 연소실(6) 내부에서 연소과정이 이루어지도록 하는 것이며, 상기 연소실(6)의 연소로 인해서 제 1, 2, 3 세라믹 축열재(19,19',19")의 일부분이 축열되도록 하는 것이다.

상기 제 1, 2, 3 세라믹 축열재(19,19',19")의 축열이 이루어질 때 제 2 밸브(31)를 개방시켜 도관(21)을 통해서 가스가 제 1 세라믹 축열재(19)로 이동되게 하는 것이고, 상기 제 1 세라믹 축열재(19)의 통과홀(20)을 통과하면서 가스가 연소되는 것이다. 상기 제 1 세라믹 축열재(19)에서 연소된 연소열로 인해서 연소실(6) 내부가 일정 이상으로 상승하게 됨과 동시에 제어부(8)는 버너(17)를 오프(OFF)시킴과 아울러 제 7 밸브(36)를 개방시키는 것이고, 상기 제 7 밸브(36)를 개방시키면 연소된 연소가스가 제 3 세라믹 축열재(19")를 통과하면서 완전 연소된 후 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다. 상기한 제 2 밸브(31)를 개방시켜 제 1 세라믹 축열재(19)를 통해서 가스의 연소과정이 이루어질 때 제 1 에어밸브(22)를 개방시켜 연소가 적정하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기 제 1 세라믹 축열재(22)의 연소가스를 제 2 세라믹 축열재(19')로 전환시키기 위해서는 제 7 밸브(36)를 폐쇄시킴과 아울러 제 6 밸브(35)를 개방시키는 것이고, 상기 제 6 밸브(35)를 개방시키면 연소된 연소가스가 제 2 세라믹 축열재(19')를 통과하면서 완전 연소된 후 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다.

상기 제 1 세라믹 축열재(19)의 축열이 적정 이상으로 이루어지면 제 2, 6 밸브(31,35)와 제 1 에어밸브(22)를 폐쇄시킨 후 제 3 세라믹 축열재(19") 측의 제 4 밸브(33)를 개방시켜 도관(21)을 통해서 가스가 제 3 세라믹 축열재(19")로 이동되게 하는 것이고, 상기 제 3 세라믹 축열재(19")의 통과홀(20)을 통과하면서 가스가 연소되는 것이다. 상기 제 3 세라믹 축열재(19") 연소시 제 3 에어밸브(22")를 개방시켜 연소가 적정하게 이루어지도록 함과 아울러 제 5 밸브(34)를 개방시켜 연소된 연소가스가 제 1 세라믹 축열재(19)를 통과하면서 완전 연소된 후 도관(21') 및 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다.

상기 제 3 세라믹 축열재(19")의 연소가스를 제 2 세라믹 축열재(19')로 전환시키기 위해서는 제 5 밸브(34)를 폐쇄시킴과 아울러 제 6 밸브(35)를 개방시키는 것이고, 상기 제 6 밸브(35)를 개방시키면 연소된 연소가스가 제 2 세라믹 축열재(19')를 통과하면서 완전 연소된 후 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다.

상기 제 3 세라믹 축열재(19")의 축열이 적정 이상으로 이루어지면 제 4, 6 밸브(33,35)와 제 3 에어밸브(22")를 폐쇄시킨 후 제 2 세라믹 축열재(19') 측의 제 3 밸브(32)를 개방시켜 도관(21)을 통해서 가스가 제 2 세라믹 축열재(19')로 이동되게 하는 것이고, 상기 제 2 세라믹 축열재(19')의 통과홀(20)을 통과하면서 가스가 연소되는 것이다. 상기 제 2 세라믹 축열재(19') 연소시 제 2 에어밸브(22')를 개방시켜 연소가 적정하게 이루어지도록 함과 아울러 제 5 밸브(34)를 개방시켜 연소된 연소가스가 제 1 세라믹 축열재(19)를 통과하면서 완전 연소된 후 도관(21') 및 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다.

상기 제 2 세라믹 축열재(19')의 연소가스를 제 3 세라믹 축열재(19")로 전환시키기 위해서는 제 5 밸브(34)를 폐쇄시킴과 아울러 제 7 밸브(36)를 개방시키는 것이고, 상기 제 7 밸브(36)를 개방시키면 연소된 연소가스가 제 3 세라믹 축열재(19")를 통과하면서 완전 연소된 후 배출관(38)과 제 2 송풍기(30')를 통해서 외부로 배출되는 것이다.

한편, 상기 증발기(1)에서 RTO(4)측으로 가스가 이동됨과 동시에 제 1 펌프(3)를 작동시켜 증발기(1) 바닥에 존재하는 폐수(W)를 반응탑(2)과 RTO(4)의 연소실(6)로 압송하는 것으로서, 상기 반응탑(2)과 RTO(4)로의 폐수(W) 흐름 전환은 제어부(8)의 제 1 밸브(5) 조정으로 이루어지는 것이다. 상기 연소실(6)로 압송되는 폐수(W)의 소각이 원활하게 이루어지지 않으면 제 1 밸브(5)를 조정하여 연소실(6)로의 폐수(W) 압송량을 줄임과 아울러 반응탑(2)으로 폐수(W)를 증가시켜 압송하는 것이다.

상기 반응탑(2)의 폐수 압송관(11)을 통해서 압송된 폐수(W)는 폐수 분산제(10)로 위치되는 것이고, 상기 폐수 분산제(10)로 위치되어 접촉된 폐수(W)는 분산되는 것이며, 상기 폐수(W)의 분산과 동시에 공기 이동관(14) 및 폐열 흡입관(13)을 통해서 폐수 분산제(10) 하측으로 위치된 공기(A)의 압력으로 인해서 미세입자는 폐수 분산제(10) 상측에 위치되는 것이고, 상기 미세입자와 분리된 순수 물은 하측으로 이동되어 폐수 배출관(15)을 통해 배출되는 것이다. 상기 폐수 분산제(10) 상측에 위치된 미세입자의 가스는 제 1 송풍기(30)의 송풍력에 의해서 가스 배출관(12)을 통해 RTO(4)로 위치 이동되는 것이고, 상기 RTO(4)로 위치 이동될 때 증발기(1)에서 증발된 가스와 모아져 RTO(4)로 향하는 것이다. 상기한 폐열 흡입관(13)을 통해서 흡입되는 연소실(6)의 연소가스는 제 1 순환밸브(37)의 개방에 의해서 이루어지는 것이고, 상기 제 1 순환밸브(37)는 제어부(8)의 조정으로 개방 또는 폐쇄되는 것이다.

상기 제 1 순환밸브(37)는 반응탑(2)으로 연소실(6)의 연소열을 배기하는 것이고, 상기 연소실(6)에서 폐열 소각로(7)로 통하는 도관(28)에 설치된 제 2 순환밸브(37')는 연소실(6)의 연소열을 배기함과 아울러 폐열 소각로(7)를 작동시키기 위한 것이며, 상기 제 1, 2 순환밸브(37,37')의 개방은 연소실(6)의 연소 온도에 따라 적정하게 개방시켜 RTO(4) 작동이 정상적으로 이루어지도록 하는 것이다.

상기 제 2 순환밸브(37')를 개방시키면 폐열 소각로(7)로 연소열이 전달되는 것이고, 상기 폐열 소각로(7)로 연소가스가 인입됨과 동시에 세라믹 축열재(23)를 축열시키는 것이며, 상기 세라믹 축열재(23)의 축열이 적정하게 이루어짐과 동시에 제 2 펌프(25)를 작동시켜 증발기(1)와 반응탑(2)의 바닥부분에 존재하는 폐수(W)를 폐열 소각로(7) 내측으로 압송하는 것이다. 상기 제 2 펌프(25)의 작동으로 폐수 압송관(24)을 통해 폐열 소각로(7)로 흡입된 농축 폐수(W)는 세라믹 축열재(23)에 의해서 소각되는 것이고, 상기 세라믹 축열재(23)를 통과하면서 소각된 미연소 가스는 가스 배출관(27)을 통해 RTO(4)로 향하는 것이다.

상기 폐열 소각로(7)의 미연소 가스가 RTO(4)로 인입됨과 동시에 완전연소되게 되는 것이고, 상기 RTO(4)에서 연소된 연소가스는 배출관(38)을 통해 외부로 배출되게 됨으로써 폐수(W)의 소각이 완전하게 이루어지는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 폐수를 소각시켜 처리 시간을 단축함과 아울러 처리 비용을 절감하는 것으로서, 상기 폐수를 일부 증발시켜 RTO로 압송함과 아울러 증발되지 않은 폐수를 반응탑과 RTO 및 폐열 소각로로 위치 이동시켜 간단하게 완전 연소시키는 것이다.

상기 증발기 내부에 열교환 파이프를 설치하여 스팀발생장치의 스팀열이 열교환 파이프로 이동되고, 상기 열교환 파이프로 이동된 스팀열은 열교환되면서 증발기 내부에 존재하는 폐수를 간단하게 증발시키는 것이다.

그리고 상기 반응탑 내부에 폐수 분산제를 설치하여 폐수와 미세입자의 분리를 간편하게 하는 것이고, 상기 RTO의 연소실 하측에 축열 반응부를 형성하여 세라믹 축열재를 설치함으로써 가스와 폐수 등을 완전 연소시킬 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 폐수(W)를 인입하여 증발시키는 증발기(1)와, 상기 증발기(1) 등의 가스를 흡입하여 선택적으로 연소시킴과 아울러 증발기(1)의 일부 폐수(W)를 흡입하여 연소시킬 수 있게 증발기(1)에 연결되는 RTO(4)와, 상기 폐수(W)와 가스의 이동을 제어함과 아울러 증발기(1)와 RTO(4)를 작동시키는 제어부(8)로 구성된 축열소각로에 있어서,

   상기 증발기(1)의 일부 폐수(W)를 흡입하여 가스화시킬 수 있게 증발기(1) 측부에 설치됨과 아울러 내부에 폐수 분산제(10)가 설치되는 반응탑(2)과, 상기 RTO(4)의 연소실(6)에 선택적으로 연통되면서 증발기(1)의 일부 폐수(W)를 연소시킴과 아울러 내부에 세라믹 축열재(23)가 설치되는 폐열 소각로(7)로 이루어진 것을 특징으로 하는 추출증발 고농도 유기폐수 축열소각로.
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