KR100771369B1 - 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고형연료(R.P.F:Refuse Plastic Fuel, R.D.F:Refuse Derived Fuel)를 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하는 고형연료용 보일러에 있어서, 연소로에 고형연료를 연소시켜 발생되는 연소가스중의 분진, 유해물질 등을 포함한 공해물질을 저감, 제거시키는 공해물질 저감장치를 저렴한 비용과 별도의 설치공간없이 설치, 사용할 수 있도록 함으로써 고형연료용 보일러의 시설비용 절감 등에 기여코자 하는 것인 바,

연소로(1)에서 고형연료를 연소시켜 이로부터 발생되는 열과 건류가스를 재연소, 회수하여 온수, 열풍 등으로 이용하고, 연소가스는 공해물질 저감장치를 거쳐 배기시키는 고형연료용 보일러에 있어서, 고형연료의 연소시 발생되는 연소가스가 배출되는 배기로(3)내에 소석회를 분사공급하는 소석회분사노즐(5,5')을 설치하고, 연도(4)에는 탈부착이 가능한 여과 필터(6)를 설치한 것에 특징이 있다.

고형연료 보일러, 고형연료 보일러, 고형연료, RPF전용 보일러, 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치

Description

고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치{Decrease apparatus of Pullutions for R.P.F Boiler}

도 1은 기존 고형보일러의 전체 구성도

도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 전체 구성도

도 3a, 3b는 본 발명중 소석회 분사노즐의 구성도

도 4는 본 발명중 여과 필터의 구성도

☞도면의 주요부분에 사용된 주요 부호에 대한 설명☜

1: 연소로

2: 폐열보일러

3: 배기로

4: 연도(Stack)

5,5': 소석회 분사노즐

6: 여과 필터

61,61': 에어노즐

본 발명은 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고형연료(R.P.F:Refuse Plastic Fuel, R.D.F:Refuse Derived Fuel)를 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하는 고형연료용 보일러에 있어서, 연소로에 고형연료를 연소시켜 발생되는 연소가스중의 분진, 유해물질 등을 포함한 공해물질(이하, 공해물질이라 함.)을 저감, 제거시키는 공해물질 저감장치를 저렴한 비용과 별도의 설치공간없이 설치, 사용할 수 있도록 함으로써 고형연료용 보일러의 시설비용 절감 등에 기여코자 하는 것이다.

석유자원의 고갈 등에 따른 대체에너지의 하나로 개발된 고형연료(R.P.F:Refuse Plastic Fuel, R.D.F:Refuse Derived Fuel)는 사업장과 생활쓰레기에서 발생되는 가연성 폐기물을 선별 분리한 후 이를 파쇄, 건조, 압축, 탈염소 및 첨가제 주입, 성형 공정 등을 거쳐 제조된 고형화 연료를 일컫는 것으로, 이러한 고형연료는 발열량이 높고 폐기물이 연료로 재생산됨으로써 가격이 저렴할 뿐만 아니라 폐자원의 재활용에 따른 경제적 이익과 함께 연소시에 연료에서 발생하는 연소가스에 의한 연소기구의 부식성이 없고 저장시설에 별도의 안전설비가 필요없는 등의 여러 장점을 갖추고 있어 각종 산업분야는 물론 유류 비용 부담이 큰 농어촌에서 대체에너지로서 널리 공급되고 있다.

이와 같이 고형연료를 연소시켜 각종 산업현장 등에 필요한 열에너지를 공급할 수 있는 다양한 구조의 고형연료용 보일러는 특허공개 제2004-0107168호 및 등록실용신안공보 제20-0319212호, 제20-0390958호 등에 알려져 있다.

본 발명과 관련되는 기존 고형연료용 보일러에 대하여 개략적으로 살펴보면; 도 1에서와 같이 연료 저장고에서 고형연료가 공급되어 연소되는 연소로(100)가 구성되고 연소로(100)에서 고형연료가 연소되면서 발생되는 열과 건류가스를 폐열보일러(200)에서 재연소, 회수하여 온수, 열풍 등으로 이용하며, 연소된 고형연료의 소각재는 재처리장치(300)에서 배출, 처리하고, 연소가스는 반건식 흡수탑(400)과 여과집진기(500) 등의 공해물질 저감장치를 거쳐 배기시키도록 구성되어 있다.

상기 연소가스의 배출과정에서 반건식 흡수탑(400)은 연소가스 냉각 설비에서 유출되는 유해 연소가스에 분무기를 통해 소석회 슬러리를 분무하여 염화수소화와 황산물 등을 제거하는 것이며,

여과집진기(500)는 백필터(Bag Filter)로 구성되어 배기되는 연소가스중의 분진을 집진하여 제거함은 물론 유해산성가스도 흡착하여 제거하는 것으로,

이러한 반건식 흡수탑(400)과 여과집진기(500)로 이루어지는 공해물질 저감장치는 이들 시설의 설치를 위해 다소 넓은 면적의 공간이 필요하고 시설 설비를 위한 고가의 설치비 및 운용 비용이 요구되는 문제를 가지고 있다.

따라서 유류 비용부담이 큰 기름보일러 등을 대신하여 농어촌에 널리 공급, 이용코자 하는 주로 RPF 200KG 미만의 고형연료용 보일러에 있어서는 전술한 고가의 설비 및 운영 비용이 소요되는 공해절감장치를 갖추기에는 상당한 경제적 부담이 따를 수밖에 없어 현실적으로 농어촌에서는 고가의 시설비가 요구되는 고형연료용 보일러를 설치, 이용하기 곤란하였다.

즉, 고형연료 보일러는 연소가스로 인한 환경오염 등의 문제를 일으킴으로써 이를 저감, 제거시키기 위한 공해물질 저감장치의 시설이 필수적으로 요구될 수밖에 없는 데 이러한 시설은 그 설치비용이 고가로 소요되고 넓은 설치공간을 확보하여야 하는 등의 문제를 가지고 있어 이에 대한 시설운용부담이 큰 농어촌 등지에서는 고형연료용 보일러를 경제적으로 이용하기 곤란하였던 것이다.

이에 본 발명에서는 고형연료용 보일러에 공해물질 저감장치로 설치되는 고비용의 반건식 흡수탑과 여과집진기를 대체하여 설치 및 유지비용이 저렴하고 장소가 협소하여도 설치, 사용이 가능한 공해물질 저감장치를 제공함으로써 농어촌 등지에도 저렴한 비용으로 고형연료용 보일러를 널리 공급하여 이용할 수 있게 하고자 하는 것이다.

도 1은 기존 고형보일러의 전체 구성도, 도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 전체 구성도, 도 3a 3b는 본 발명중 소석회 분사노즐의 구성도, 도 4는 본 발명중 여과 필터의 구성도이다.

본 발명은 연료 저장고로부터 연소로(1)에서 고형연료가 연소되어 이로부터 발생되는 열과 건류가스를 폐열보일러(2)에서 재연소, 회수하여 온수, 열풍 등으로 이용하고, 연소가스는 공해물질 저감장치를 거쳐 배기시키도록 구성된 고형연료용 보일러에 있어서,

연소로(1)와 폐열보일러(2)에서 고형연료의 연소시 발생된 연소가스를 연도(Stack)(4)로 배출하기 위하여 연결된 배기로(3)에 소석회를 분사공급하는 소석회분사노즐(5,5')을 설치하여 연소가스중의 유해물질을 제거, 저감시키고, 연도(4)에는 배기가스 중의 분진 등을 여과, 제거시키는 여과 필터(6)를 설치한 것에 특징이 있는 바,

이하 본 발명에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

연소로(1)와 폐열보일러(2)로부터 발생된 연소가스를 연도(4)를 통해 배출하는 배기로(3) 내측에 소석회를 분사하는 소석회분사노즐(5,5')을 설치한다.

소석회분사노즐(5,5')은 통상의 반건식 흡수탑에 설치되는 소석회 분사노즐과 같이 소석회(분체)를 물과 일정 비율로 혼합한 소석회 혼합물(이하, 소석회라 함.)을 분사 공급하여 순환하는 펌프(50)로 연결되어 설치된다.

소석회 분사노즐(5,5')은 도 3a와 같이 배기로(3) 양측에 교대로 마주보게 수개를 설치하여 소석회를 분사시켜 주도록 구성된다.

각 소석회 분사노즐(5,5')에는 조절밸브를 구비시켜 소석회의 분사 공급량을 조절할 수 있게 구성함으로써 연소가스의 배출량에 따라 분사공급량을 조절할 수 있게 구성할 수 있다.

상기 소석회 분사노즐(5,5')은 도 3b와 소석회가 물과 잘 혼합되어 유해물질을 흡착시킬 수 있도록 물분사노즐(51,51')을 함께 교대로 마주보게 설치하여 소석회와 물이 함께 분사하여 순환되도록 구성할 수 있을 것이다.

또한, 연도(4)에는 여과 필터(6)를 설치하는 바, 여과 필터(6)는 필터 클로즈(Filter Cloth) 및 흡수층으로 구성되어 분진을 여과, 제거하는 통상의 공지된 여과 필터로 구성되는 바, 이러한 여과 필터(6)는 고정식이나 탈부착식으로 구성할 수 있다.

여과 필터(6)에는 고압의 공기를 분사하여 여과 필터(6)를 자동으로 청소할 수 있도록 에어 콤프레샤와 연결된 에어노즐(61,61')을 설치한다.

에어 콤프레샤와 연결된 에어노즐(61,61')에는 타이머나 릴레이스위치를 연결하여 타이머의 시간 조절에 따라 고압의 공기를 정기적으로 자동 분사하여 청소를 행할 수 있도록 구성할 수 있을 것이다.

도면중 미설명 부호 7은 송풍기를 도시한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 고형연료의 연소시에 발생되는 배기가스 중의 공해물질을 제거, 저감시키기 위한 공해물질 저감장치를 설비 비용이 저렴한 소석회 분사노즐(5,5')과 여과 필터(6)로 대체 구성함으로써 고형연료용 보일러를 설치, 이용하는 데 비용부담이 큰 농어촌에서 보다 저렴한 비용으로 이를 널리 이용할 수 있는 것이다.

고형연료용 보일러는 고형연료가 연소로(1)내로 공급되어 하향 계단형으로 이루어진 그레이트를 경유하면서 연소되어 이때 발생되는 열과 건류가스가 폐열보일러(2)에서 다시 연소되면서 발생하는 열이 회수되어 온수, 열풍 등으로 이용되고, 소각된 재는 재처리장치 등을 경유하여 배출 처리된다.

이러한 고형연료의 연소과정에서 배출되는 연소가스중에는 분진을 포함한 염화수소 등의 여러 유해물질 등이 포함되어 있어 공해물질 저감장치가 이들을 제거, 저감시키게 된다.

고형연료가 연소되는 연소로(1)와 폐열보일러(2)에서 발생된 연소가스를 연도(4)를 통해 배출시키는 배기로(3)에 수개가 교대로 마주보게 설치된 소석회분사노즐(5,5')은 소석회를 분사시켜 배기로(3)를 통해 배기되는 도중의 연소가스에 포함된 염화수소 등의 유해물질을 제거, 저감시킨다.

즉, 소석회 분사노즐(5,5')을 통해 분사된 소석회는 알칼리성 중화제(Ca(OH)2)를 유해가스와 접촉시켜 중화염(CaSO4)을 생성시킴으로써 유해물질을 제거하고 염화수소와 황산화물과 흡착하여 이들을 제거하며, 소석회중의 수분은 배기가스와 접촉하여 기화되므로 수분을 발생시키지 않게 되는 것으로,

이와 같이 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치 등에서 사용되어 공해물질을 제거, 저감시키는 소석회의 작용 및 효과는 공지의 것이다.

본 발명은 상기와 같이 배기로(3) 상에 소석회 분사노즐(5,5')을 설치하여 기존과 같이 고가의 비용이 요구되는 반건식 흡수탑의 설비없이도 공해물질을 저감시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기한 소석회 분사노즐(5,5')이 설치된 배기로(3)를 거쳐 송풍기(7)를 통해 연소가스가 배출되는 연도(4)에 설치된 여과 필터(6)는 연소가스에 포함된 분진 등을 여과시켜 이를 제거, 저감시키게 된다.

여과 필터(6)는 연도(4)를 통해 배출중인 연소가스가 통과하면서 분진 등이 여과되어 배기된다.

여과 필터(6)는 통상과 같이 여과 클로즈 등으로 구성되는 것으로, 이러한 여과 필터(6)의 구성및 작용 효과는 일반적인 것이다.

본 발명의 여과 필터(6)에는 에어 콤프레샤와 연결된 에어노즐(61,61')이 설치되어 에어노즐(61,61')을 통한 고압의 공기를 분사시켜 줌으로써 필터를 용이하게 청소할 수 있도록 하는 것으로, 에어 콤프레샤와 연결된 에어노즐(61,61')에 타이머 등을 추가로 설치하여 정기적으로 자동 청소가 가능하게 구성하면 필터의 청소작업을 일정 시간마다 정기적으로 자동 수행할 수 있어 이의 관리 및 유지 등에 편리성과 경제성을 도모할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 고형연료용 보일러에 있어서, 고형연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스중의 공해물질을 저감시키기 위한 공해물질 저감장치를 배기로(3)상의 소석회 분사노즐(5,5')과 연도(4)내의 여과 필터로서 간편하고 저렴한 비용으로 설치하여 기존 고가의 설치비와 넓은 설치면적이 요구되는 반건식 흡수탑과 여과 집진기를 대체할 수 있게 됨으로써 농어촌 등지에서 보다 저렴한 비용과 경제적 효율성으로 고형연료용 보일러를 이용할 수 있게 하는 등의 이익과 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 연소로(1)에서 고형연료를 연소시켜 이로부터 발생되는 열과 건류가스를 재연소, 회수하여 온수, 열풍 등으로 이용하고, 연소가스는 공해물질 저감장치를 거쳐 배기시키는 고형연료용 보일러에 있어서,

   고형연료의 연소시 발생되는 연소가스가 배출되는 배기로(3)에 소석회를 분사공급하는 소석회분사노즐(5,5')을 설치하되, 소석회 분사노즐(5,5')은 배기로(3)의 양측에서 물분사노즐(51,51')과 함께 교대로 마주보게 수개를 설치하며,

   연도(4)의 여과 필터(6)에는 필터 청소를 위한 에어노즐(61,61')을 설치한 것을 특징으로 하는 고형연료용 보일러의 공해물질 저감장치.
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