KR100505115B1 - 소각로의 산소부화 공기 공급 장치 - Google Patents

Abstract

연소 공기와 순 산소를 미리 혼합한 고른 농도의 산소부화 공기를 소각로의 연소실에 공급하는 산소부화 공기 공급 장치에 관한 것으로서, 산소부화 공기 공급 장치는 연소 공기를 제공하기 위한 송풍기와; 송풍기와 연소실 사이에 설치되는 연소 공기 투입관과; 연소 공기 투입관에 설치되며, 연소 공기 투입관 내에서 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사하는 분사구들을 구비하여 연소 공기 투입관 내에 산소부화 공기를 생성하는 산소 분기관을 포함한다. 이로서 연소실 내의 산소 분율을 고르게 하여 소각로의 연소 반응을 안정적으로 유지시키고, 완전 연소를 유도하여 배기 가스에 포함되는 오염 물질의 농도를 감소시키며, 소각재의 미연분 함량을 낮추는 효과를 갖는다.

Description

소각로의 산소부화 공기 공급 장치 {DEVICE FOR SUPPLYING OXYGEN-ENRICHED AIR FOR INCINERATOR}

본 발명은 소각로에 구비되는 산소부화 공기 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소 공기와 순 산소를 미리 혼합한 고른 농도의 산소부화 공기를 소각로의 연소실에 공급하는 산소부화 공기 공급 장치에 관한 것이다.

폐기물 처리 방법 가운데 소각법은 가연성 폐기물을 소각시켜 유기물을 구성하는 탄소, 수소, 질소 및 무기물 등을 탄산 가스, 수증기, 질소 가스 등의 기체와 소량의 재로 분해하는 방법으로서, 소각후 폐기물의 감량 효과가 크고, 반응 속도가 커서 처리 효율이 높으며, 에너지 회수가 가능하다는 잇점이 있다.

그러나 소각로를 이용한 폐기물 처리 방법은 산소 부족에 의한 폐기물의 불완전 연소와 폐기물의 부하량 변동에 따른 소각로의 온도 변화 등에 의해 안정적인 운전이 곤란해지는 경우가 발생한다.

따라서 본 발명의 출원인은 등록특허공보 등록번호 10-0239180호에서 폐기물에 산소부화 공기를 공급하고, 공급된 산소부화 공기를 이용하여 폐기물을 소각하는 공정을 포함하는 폐기물 소각 방법 및 그 장치를 제안한 바 있다.

전술한 선행 특허에 개시된 바와 같이, 폐기물에 산소부화 공기를 공급하면, 불완전 연소를 유발하는 산소 부족 현상을 해결하여 배기 가스 내의 일산화탄소 등 오염 물질의 농도를 감소시키고, 소각재의 미연분 함량을 낮추어 재처리 작업을 생략할 수 있는 효과가 있다.

그러나 종래의 폐기물 소각로는 연소 공기를 공급하는 라인과 별도로 산소 주입 라인이 설치된 형태로 이루어진다. 이와 같이 종래에는 소각로에 연소 공기와 순 산소가 별도로 투입되기 때문에, 소각로에 산소부화 공기가 공급된다 하여도 소각로 내의 산소 분율이 고르지 못하게 되어 소각로의 연소 반응을 안정적으로 유지하기 어려운 단점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고른 농도의 산소부화 공기를 소각로에 제공하여 소각로 내의 산소 분율을 고르게 유지시키는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

연소 공기를 제공하기 위한 송풍기와, 송풍기와 연소실 사이에 설치되는 연소 공기 투입관과, 연소 공기 투입관에 설치되며 연소 공기 투입관 내에서 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사하는 분사구들을 구비하여 연소 공기 투입관 내에 산소부화 공기를 생성하는 산소 분기관을 포함하는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치를 제공한다.

산소 분기관은 연소 공기 투입관을 관통하며 연소 공기 투입관의 길이 방향과 수직하게 설치되는 고정부와, 고정부로부터 연소 공기 투입관의 길이 방향과 평행하도록 수직하게 연장됨과 아울러 끝단이 막힌 형태로 이루어지고, 분사구들을 구비하여 순 산소를 분사하는 분사부를 포함한다.

바람직하게, 연소 공기 투입관과 산소 분기관은 원통형으로 이루어지고, 산소 분기관은 연소 공기 투입관의 중심점과 분사부의 중심점이 일치하도록 설치된다.

분사부에 구비되는 분사구들은 분사부의 원주 방향을 따라 방사형으로 제공되며, 분사부의 길이 방향을 따라 여러겹으로 제공되는 것이 바람직하다. 그리고 분사부의 끝단 내부에는 원뿔형의 막힘쇠를 구비되어 분사구를 통한 순 산소의 분사를 원활하게 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 산소부화 공기 공급 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 I-I선 단면도이다.

도시한 바와 같이, 산소부화 공기 공급 장치(2)는 연소 공기를 제공하는 송풍기(4)와, 송풍기(4)와 소각로의 연소실(6) 사이에 설치되는 연소 공기 투입관(8)과, 연소 공기 투입관(8)에 설치되어 연소 공기 투입관(8) 내에 연소 공기의 흐름 방향(도면에서 점선 화살표로 도시)과 수직한 방향으로 순 산소를 분사하는 산소 분기관(10)을 포함한다.

송풍기(4)는 5∼15m/s 정도의 빠른 유속으로 연소 공기 투입관(8) 내에 연소 공기를 제공한다. 그리고 연소 공기 투입관(8)은 송풍기(4)로부터 연소 공기를 제공받음과 동시에 산소 분리관(10)으로부터 순 산소를 제공받아 그 내부에 산소부화 공기가 생성되도록 하며, 생성된 산소부화 공기를 소각로의 연소실(6)에 제공한다.

본 실시예에서 산소 분기관(10)은 빠른 속도로 주입되는 연소 공기에 순 산소가 고르게 혼합될 수 있도록 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사하는데 특징이 있다.

도 3은 산소 분기관의 확대도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도시한 바와 같이, 산소 분기관(10)은 연소 공기 투입관(8)을 관통하며 연소 공기 투입관(8)의 길이 방향(도면에서 X 방향)과 수직하게 설치되는 고정부(12)와, 고정부(12)로부터 연소 공기 투입관(8)의 길이 방향과 평행하도록 수직하게 연장되며 끝단이 막힌 형태로 이루어지는 분사부(14)를 포함하며, 분사부(14)에 다수의 분사구(16)가 구비되어 연소 공기 투입관(8) 내로 순 산소를 분사한다.

이와 같이 분사부(14)가 연소 공기의 흐름 방향과 평행하게 설치되고, 분사부(14)의 원주 방향을 따라 다수의 분사구(16)가 설치됨으로써 산소 분기관(10)은 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사한다. 이러한 순 산소의 분사 방향은 연소 공기의 빠른 유속에 의한 연소 공기와 순 산소의 원활한 혼합을 가능하게 한다.

그리고 분사부(14)는 연소 공기와 순 산소의 혼합을 보다 원활하게 하기 위하여, 하나의 분사구를 구비하는 대신, 분사부(14)의 원주 방향을 따라 다수의 분사구들(16)을 배치함과 아울러, 분사부(14)의 길이 방향을 따라 여러겹, 바람직하게 5∼6겹의 분사구들(16)을 배치하여 순 산소의 분사 면적을 확대시킨다.

또한 분사부(14)는 도 5에 도시한 바와 같이 끝단 내부에 원뿔형의 막힘쇠(18)를 구비한다. 막힘쇠(18)는 분사부(14)의 길이 방향을 따라 제공된 순 산소의 이동 경로를 수직하게 변화시켜 순 산소가 분사구들(16)을 통해 신속하게 분사되도록 돕는 역할을 한다.

이와 같이 연소 공기 투입관(8) 내에 순 산소를 공급하는 산소 분기관(10)은 연소 공기 흐름의 중앙에 순 산소를 분사하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이 연소 공기 투입관(8)의 중심점과 분사부(14)의 중심점이 일치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 연소 공기와 순 산소의 혼합에 의해 생성되는 산소부화 공기는 바람직하게 22∼25부피%의 산소 농도를 포함한다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

먼저 송풍기(4)에서 5∼15m/s의 유속으로 연소 공기 투입관 내에 연소 공기를 제공하고, 이와 동시에 산소 분기관(10)에서 10∼20m/s의 유속으로 연소 공기 투입관(8) 중앙에 순 산소를 공급하여 22∼25부피%의 산소 농도를 포함하는 산소부화 공기를 생성한다.

이 때, 산소 분기관(10)의 분사부(14)가 연소 공기의 흐름 방향과 평행하게 설치되고, 분사구들(16)이 분사부(14)의 원주 방향을 따라 복수개로, 그리고 분사부(14)의 길이 방향을 따라 여러겹으로 배치되어 있으므로, 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사한다.

따라서 연소 공기의 빠른 유속에 의해 연소 공기와 순 산소의 혼합이 원활하게 이루어져 고른 농도의 산소부화 공기를 생성하며, 이와 같이 생성된 산소부화 공기를 소각로의 연소실(6)에 제공하여 연소 반응을 촉진시킨다.

그 결과, 본 실시예는 연소실(6) 내에 산소 분율을 고르게 하여 소각로의 연소 반응을 안정적으로 유지시키며, 완전 연소를 유도하여 배기 가스에 포함되는 오염 물질의 농도를 감소시키고, 소각재의 미연분 함량을 낮추는 효과를 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 고른 농도의 산소부화 공기를 생성하여 소각로의 연소실에 제공함으로써 연소실 내의 산소 분율을 고르게 하여 소각로의 연소 반응을 안정적으로 유지시킨다. 또한 본 발명에 따르면 연소실의 산소 부족 현상을 해결하여 완전 연소를 유도함으로써 배기 가스에 포함되는 오염 물질의 농도를 감소시키고, 소각재의 미연분 함량을 낮추는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 산소부화 공기 공급 장치의 정면도이다.

도 2는 도 1의 I-I선 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 산소 분기관의 확대도이다.

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시한 원뿔형 막힘쇠의 사시도이다.

Claims (7)

1. 연소 공기를 제공하기 위한 송풍기와;

   상기 송풍기와 연소실 사이에 설치되는 연소 공기 투입관; 및

   상기 연소 공기 투입관을 관통하며 연소 공기 투입관의 길이 방향과 수직하게 설치되는 고정부, 및 이 고정부로부터 연소 공기 투입관의 길이 방향과 평행하도록 수직하게 연장됨과 아울러 다수의 분사구들을 형성하여 연소 공기의 흐름 방향과 수직한 방향으로 순 산소를 분사하는 분사부를 구비하는 산소 분기관

   을 포함하며,

   상기 분사부가 끝단 내부에 원뿔형의 막힘쇠를 구비하는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연소 공기 투입관과 산소 분기관이 원통형으로 이루어지고, 상기 산소 분기관이 연소 공기 투입관의 중심점과 분사부의 중심점이 일치하도록 설치되는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 분사구들이 상기 분사부의 원주 방향을 따라 방사형으로 제공되는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 분사구들이 상기 분사부의 길이 방향을 따라 여러겹으로 제공되는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 산소부화 공기가 22∼25부피%의 산소 농도를 포함하는 소각로의 산소부화 공기 공급 장치.