KR100418387B1 - 난연성 폐기연료용 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캡 결합수단(11)과 공기유입관(12)을 구비하는 본체(10)와, 다수개의 공기분사구(37)을 구비하는 원통체(32a)가 형성된 공기유입관(32)과 상기 공기유입관(32)의 중앙에 형성된 메탄가스 분사구(36)와 점화수단으로 구성되는 점화부(30)와, 상기 점화부(30)의 전방에 본체(10)의 내부벽면에 밀착된 상태로 고정되어 점화부(30)에 의해 가열되어 난연성 연료를 기화시키기 위한 기화부(40)와, 상기 기화부(40)에서 미연소된 난연성 연료와 메탄가스가 공기유입관(12)를 통해 유입된 공기에 의해 충분히 잔류하면서 재연소되도록 돌출턱(22)를 구비하는 캡부(20)로 구성된 난연성 폐기연료용 소각로에 관한 것으로, 특히 난연성 폐기연료 를 열분해시켜 빠른 기화를 유도하고, 상기 기화된 난연성연료에 충분한 공기를 공급하면서 소각로 내에서 상당시간동안 잔류하도록 하므로써 재연소시켜 오염물질의 발생량을 최소화하고, 연소효율은 극대화하므로써 폐 난연성 연료를 완전히 소각할 수 있는 소각로를 제공하기 위한 것이다.

Description

난연성 폐기연료용 소각로{A burner for waste liquid fuel hard to burn}

본 발명은 난연성 폐기연료용 소각로에 관한 것으로, 특히 산업폐기물 소각공정, 석유화학 및 정유공장에서 발생하는 고농도의 폐 염소계 화합물과 휘발성 유기화합물 등의 효율적인 처리를 위한 소각로에 관한 것이다.

경제의 발전과 더불어 석유화학 및 정유공장이 늘어나고 대형화되면서 인체에 유해한 유기화학 합성물질 등과 같은 폐기물질은 매년 증가하고 있고, 특히 산업폐기물 소각공정이나, 화학 및 정유공장에서 발생하는 고농도의 폐 염소계 화합물(Chlorinated Hydrocarbons)와 휘발성 유기화합물(VOCs) 등에 의한 대기오염은 심각한 실정이다.

이들은 열적, 화학적으로 안정되어 있고, 이들 성분이 가지는 고유의 특성으로 농약과 프레온등의 기초원료 및 탈지제, 세척제 등으로 광범위하게 사용되고 있으나, 이들은 주로 친유성이며, 반응성이 낮아 자연계 상태에서는 잘 분해 되지 않는 물질이어서 인체에 암을 유발하는 등 생태계 및 환경을 매우 위협하고 있는 요소인 것이다.

따라서 상기와 같은 난연성 물질인 염소계 화합물 및 휘발성 유기화합물성분을 제거하기 위해서 상기 성분을 공지의 버너장치내에 미립화된 액상으로 분사하고이를 버너장치의 화염에 의해 소각하는 방법을 사용하고 있으나, 이는 상기 액상의 화합물성분이 미립화되는 순간 곧바로 연소가 이루어지므로 공기의 충분한 공급이 곤란하고, 화합물의 성분에 따른 연소온도를 조절이 곤란하며, 미립화된 화합물성분이 버너장치 내에서의 매우 짧은 시간동안만 잔류되므로 불완전연소가 이루어지고, 이로인해 연소 후에 많은 불연물질이나 유해가스 성분이 생성되어지므로 이의 처리를 위해 다시 여러 단계의 대기오염방지시설을 해야 하는등 매우 비경제적이고, 고가의 설비를 필요로 하게 되는 것이다

이처럼 염소계 화합물 및 휘발성 유기화합물 성분들은 화학적구조가 유사한 동일 계열의 화합물이더라도 염화정도, 반응조건등에 따라 열적 안정성, 분해 반응기구 및 생성물의 종류와 양이 크게 달라지게 되고, 또한 염화 탄화수소계열 화합물의 반응 특성을 고려하지 않은 적절치 못한 조건에서 처리될 경우 오히려 다이옥신(Dioxin), Phosgen, PCB 등과 같이 환경 및 생태계에 더욱 치명적인 맹독성 물질로 전환되는 폐단을 갖는 것이므로, 상기와 같은 염소계 화합물 및 휘발성 유기화합물 성분들을 완전히 제거하기 위해서는 상기 화합물 성분들의 열적 반응 특성을 적절히 고려한 저렴하면서도 구조가 간단하고, 별도의 오염방지시설 등을 필요로 하지 않는 소각로의 개발이 무엇보다 시급하다 할 것이다.

이처럼 본 발명은 상기와 같은 폐 염소계 화합물과 휘발성 유기화합물질(이하 난연성 연료라 한다)들을 열분해시켜 빠른 기화를 유도하고, 상기 기화된 난연성연료에 충분한 공기를 공급하면서 소각로 내에서 상당시간동안 잔류하도록 하므로써 재연소시켜 오염물질의 발생량을 최소화하고, 연소효율은 극대화하므로써 폐 난연성 연료를 완전히 소각할 수 있는 소각로를 제공하기 위한 것이다.

도 1 - 본 발명의 분리사시도.

도 2 - 본 발명의 결합된 상태의 사시도.

도 3 - 본 발명의 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명 난연성 폐기연료용 소각로(이하 소각로라 한다)

10: 본체 11: 나선부

12: 공기유입관 13: 통기공

14: 공기분사구 20: 캡부

21: 나선부 22: 돌출턱

30: 점화부 31: 메탄가스 유입관

32: 공기유입관 33: 전원부

34: 전선 35: 점화플러그

36: 메탄가스 분사구 37: 공기분사공

40: 기화부 41: 연소실

42: 와류형성판 43: 난연성(難燃性) 연료유입관

44: 기화된 연료 분사구 45: 본체결합구

본 발명을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보이기 위한 분리사시도를 도시한 것으로, 본 발명 소각로(1)는 크게 캡결합수단을 구비하는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 내삽되어 공기와 메탄가스를 연소시키기 위한 점화부(30)와, 상기 점화부(30)에 의해 가열되어 난연성 연료를 기화시키기 위한 기화부(40)와, 상기 기화부(40)에서 기화되어 연소되는 난연성 연료와 메탄가스를 재연소시키기 위한 캡부(20)로 구성되어진다.

상기 본체(10)는 이중벽으로 구성되어 공기유입관(12)을 통해 유입된 공기가 통기공(13)을 통해 공기분사구(14)로 배출될 수 있는 구조를 갖는다.

상기 점화부(30)는 가스 유입관(31)과 공기유입관(32), 점화수단으로 형성되어 있으며, 상기 가스 유입관(31)과 공기유입관(32)의 끝부분만 노출되는 상태로 공기유입관(32)를 관통하여 본체(10)의 내부에 설치되어진다.

상기 점화부(30)는 메탄가스 유입관(31)과 공기유입관(32), 점화수단으로 형성되어 있으며, 상기 메탄가스 유입관(31)과 공기유입관(32)의 끝부분만 노출되는 상태로 공기유입관(12)를 괸통하여 본체(10)의 내부에 설치되어진다.

상기 메탄가스 유입관(31)은 공기유입관(32)의 안쪽에 내삽(內揷)된 형태로 형성되어지되 상기 공기유입관(32)의 끝단에는 원통체(32a)가 형성되어 중앙에는 메탄가스 분사구(36)가 형성되고, 상기 원통체(32a)의 안쪽으로는 다수개의 공기분사공(37)가 천공된 구성을 갖는다.

상기 공기유입관(12)의 끝단부 내측으로는 점화플러그(35)가 형성되며, 상기 점화플러그(35)는 전선(34)에 의해 본체(10) 외부에 형성된 전원부(33)와 연결된다.

상기 점화부(30)의 전방에는 일정거리 유격된 상태로 본체(10)의 내부벽면에 밀착된 상태로 고정되는 기화부(40)가 형성되며, 상기 기화부(40)는 점화부(30)에 의해 점화된 상태로 분출된 메탄가스와 난연성연료 유입관(43)으로 부터 유입되어 기화된 난연성 연료가 연소되면서 화염(火焰)을 형성하게 되는 연소실(41)과, 상기 연소실(41)을 이루는 원통체(41a)에 나선형으로 감겨 내장되는 난연성연료 유입관(43)과, 연소실(41)과 연통(連通)되어 기화(氣化)된 난연성 연료가 배출되는 기화된 연료분사구(44)와, 상기 메탄가스와 난연성 연료가 본체(10)에서 배출되기 전에 다시 한번 캡부(20)에서 연소되도록 함에 있어 상기 미연소된 메탄가스와 난연성 연료의 보다 잘 혼합되도록 하기 위해 상기 원통체(41a)의 측면에 형성되는 와류형성판(42)과, 상기 와류형성판(42)의 외측에는 상기 기화부(40)을 본체(10)에 고정하기 위한 본체결합구(45)가 형성될 수도 있다.

상기 본체(10)에 캡부(20)는 캡결합수단, 즉 나선부(11)에 의해 결합되어지며 상기 미연소된 메탄가스와 난연성 연료를 재연소시켜 오염물질의 발생을 최소화하기 위한 것으로, 내면에 환형의 돌출턱(22)을 구비하고 있다.

상기 돌출턱(22)은 본 발명 소각로(1)의 본체(10) 내에서 연소된 물질이 곧바로 본체(10) 외부로 배출되는 것을 지연시키기 위한 수단으로 배기되던 연소가스가 병목현상이 생겨 좀더 오랜 시간동안 본체(10) 내에서 잔류하게 되어 공기유입관(12)을 통해 유입된 공기가 이중벽으로 구성된 본체(10)의 통기공(13)을 통해 공기분사구(14)를 통해 배출되는 공기에 의해 산소를 공급받아 다시한번 연소되는 것을 도와주기 위한 구성이다.

이처럼 본 발명 작용효과는 다음과 같다. 메탄가스는 공기가 함께 점화부(30)을 통해 분사되면서 점화플러그(35)에 의해 점화되어 화염을 형성하게 된다.

상기 화염은 연소실(41) 내부로 분사되면서 원통체(41a)를 가열시키게 되고, 상기 원통체(41a)에 내장된 난연성연료 유입관(43)을 통해 유입되는 난연성 연료는 가열된 연소실(41)을 통과하면서 기화된 상태로 연료분사구(44)를 통해 분사되어진다.

따라서 상기 기화된 액체 연료는 가스와 함께 다시 연소되어지고, 이때 미연소된 액체 연료와 가스는 와류형성판(42)를 통과하면서 혼합이 유도되어 다시 한번 가열부(50)에서 연소되어지는 것이다.다시 말하면, 도 3은 원통체(41a)의 형상을 단면으로 도시한 것으로 원통체(41a)는 원통형이며 하부는 밀폐되고 상부는 개구된 구조로 되어 있으며, 상기 원통체(41a)의 측면벽 내부에는 나선형으로 액체연료 유입관(43)이 내장되어 있으며, 상기 원통체(41a)의 내주면 하부에는 액체연료 유입관(43)으로부터 안내된 액체연료가 배출되는 연료분사구(44)가 형성되어 있다.한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 원통체(41a)의 외주면에는 나선형으로 부착구비된 와류형성판(42)이 구비되어 있다.따라서, 연료분사구(44)를 통해 배출되는 기화된 액체연료는 원통체(41a)의 내부 즉, 연소실(41)에서 연소되어지며, 기화된 액체연료의 연소후 발생되는 배기가스와, 미연소된 액체연료는 상기 원통체(41a)의 개구된 상부로 이동되어 원통체(41a)의 외부로 배출되어지게 되고, 상기 원통체(41a) 외부로 배출된 배기가스와 미연소된 액체연료는 원통체(41a)의 외부에 나선형으로 형성된 와류형성판(42)을 지나면서 와류를 형성하며 자연스럽게 혼합되어지게 되고, 가열부(50)에서 재연소되어진다.

따라서 소각로(1) 전체의 온도가 고온을 유지하면서 난연성 연료가 소각로내에서 충분한 잔류시간을 가지면서 완벽하게 소각되므로 배출되는 연소가스에서 오염물질의 제거를 최대화 할 수 있게 되는 것이다.

상기 소각로의 재질은 부식방지를 위해 스테인레스스틸(SUS 304)로 제작하는 것이 바람직하고, 기화부(40)의 연소실(41)은 컵모양의 통체(41a)형상으로 제조하여 점화부(30)에서 분사되는 화염을 막아 미연소된 연료의 유출을 최대한 방지하도록 구성하였으며, 와류형성판(42)의 날개는 15。각으로 여섯개를 형성하므로써 메탄가스와 기화된 난연성연료의 혼합(mixing)효과를 최대한 살릴 수 있도록 구성하였다.

이처럼 본 발명은 폐 염소계 화합물과 휘발성 유기화합물질과 같은 난연성 연료를 오염물질없이 완벽하게 소각할 수 있도록 하므로써 오염방지에 기여할 수 있으며, 구조가 간단하고 소형으로도 제작이 가능하므로 산업현장에 다양하게 적용시켜 널리 활용될 수 있을 것이다.

특히 기화된 난연성 연료가 소각로 내에서 충분히 잔류하면서 연소에 필요한 공기를 공급받아 연소되므로 난연성 연료의 처리효율을 높일 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

1. 난연성 연료 소각로(1)에 있어서,

   나선부(11)와 공기유입관(12)을 구비하는 본체(10)와, 다수개의 공기분사공(37)을 구비하는 원통체(32a)가 형성된 공기유입관(32)과 상기 공기유입관(32)의 중앙에 형성된 메탄가스 분사구(36)와 점화수단으로 구성되는 점화부(30)와, 상기 점화부(30)의 전방에 위치하고 상기 본체(10)내에 구비되어 연소된 메탄가스를 차단하여 화염을 형성하기 위한 원통체(41a) 형상의 연소실(41)과, 상기 원통체(41a)에 나선형으로 감겨 내장되는 난연성연료 유입관(43)과, 연소실(41)과 연통(連通)되어 기화(氣化)된 난연성 연료가 배출될 수 있도록 하는 기화된 연료분사구(44)와, 상기 원통체(41a)의 측면에 형성되는 와류형성판(42)과, 상기 와류형성판(42)의 외측에 형성되어 본체(10)의 내부벽면에 밀착 고정되는 본체결합구(45)와, 상기 연소실(41)에서 미연소된 난연성 연료와 메탄가스가 공기유입관(12)를 통해 유입된 공기에 의해 충분히 잔류하면서 재연소되도록 돌출턱(22)를 구비하는 캡부(20)로 구성되어짐을 특징으로 하는 난연성 폐기연료용 소각로.
2. 제 1항에 있어서 상기 본체(10)가 이중벽으로 구성되어 공기유입관(12)을 통해 유입된 공기가 통기공(13)을 통해 공기분사구(14)로 배출되도록 하므로써 메탄가스와 난연성 연료가스가 재연소될 수 있도록 구성되어짐을 특징으로 하는 난연성 폐기연료용 소각로.
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