KR100840002B1 - 폐기물 고형연료 연소장치 - Google Patents

폐기물 고형연료 연소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐기물 고형연료를 안정적으로 연소시키고 연소시 공해물질 배출을 최소화할 수 있는 폐기물 고형연료 연소장치에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 폐기물 고형연료 연소장치는 RDF 공급수단과, 상기 RDF 공급수단으로부터 RDF를 공급받아 해당 RDF를 타르 상태로 만듦과 함께 가연성 가스를 발생시키는 역할을 하는 제 1 연소실 및 상기 제 1 연소실로부터 가연성 가스를 공급받아 해당 가연성 가스를 완전 연소시키는 역할을 하는 제 2 연소실을 포함하여 이루어지며, 상기 RDF 공급수단은 RDF를 임시 저장 및 투입하는 역할을 하는 호퍼와 상기 호퍼 내의 RDF를 상기 제 1 연소실로 공급하는 역할을 하는 RDF 공급관으로 구성되며, 상기 제 1 연소실은 일측에 상기 제 1 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 1 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 1 연소실 내의 RDF를 연소하기 위한 제 1 버너를 구비하며, 상기 제 2 연소실은 일측에 상기 제 2 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 2 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 2 연소실 내의 가연성 가스를 연소하기 위한 제 2 버너를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐기물 고형연료 연소장치{Apparatus for burning refuse derived fuel}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치의 동작을 설명하기 위한 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
110 : RDF 공급수단 111 : 호퍼
112 : RDF 공급관 120 : 제 1 연소실
121 : 제 1 공기 공급관 122 : 제 1 버너
130 : 제 2 연소실 131 : 제 2 공기 공급관
132 : 제 2 버너
본 발명은 폐기물 고형연료 연소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐 기물 고형연료를 안정적으로 연소시키고 연소시 공해물질 배출을 최소화할 수 있는 폐기물 고형연료 연소장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐기물 고형연료(Refuse Derived Fuel, 이하 'RDF라 칭함)라 함은 도심지의 각종 생활쓰레기나 산업폐기물 및 일반폐기물들 가운데에서 선별한 가연물을 건조, 파쇄, 분쇄, 성형하여 제조한 고체연료를 일컬으며, 이러한 방식으로 성형된 RDF는 환경오염의 근원인 각종 생활 폐기물을 효과적으로 처리할 수 있다는 측면과 아울러 자원을 재활용할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, RDF는 연소시 기체나 액체연료와는 달리 완전연소가 어렵다는 문제점이 있으며 또한 연소과정에서 다이옥신이나 기타 이산화탄소 등의 각종 공해물질이 배출되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 폐기물 고형연료를 안정적으로 연소시키고 연소시 공해물질 배출을 최소화할 수 있는 폐기물 고형연료 연소장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐기물 고형연료 연소장치는 RDF 공급수단과, 상기 RDF 공급수단으로부터 RDF를 공급받아 해당 RDF를 타르 상태로 만듦과 함께 가연성 가스를 발생시키는 역할을 하는 제 1 연소실 및 상기 제 1 연소실로부터 가연성 가스를 공급받아 해당 가연성 가스를 완전 연소시키는 역할을 하는 제 2 연소실을 포함하여 이루어지며, 상기 RDF 공급수단은 RDF를 임시 저장 및 투입하는 역할을 하는 호퍼와 상기 호퍼 내의 RDF를 상기 제 1 연소실로 공급하는 역할을 하는 RDF 공급관으로 구성되며, 상기 제 1 연소실은 일측에 상기 제 1 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 1 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 1 연소실 내의 RDF를 연소하기 위한 제 1 버너를 구비하며, 상기 제 2 연소실은 일측에 상기 제 2 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 2 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 2 연소실 내의 가연성 가스를 연소하기 위한 제 2 버너를 구비하는 것을 특징으로 하며, 건조, 파쇄, 분쇄, 성형 과정을 거쳐 제조된 RDF가 상기 RDF 공급수단의 호퍼와 RDF 공급관을 거쳐 상기 제 1 연소실 내에 공급되는 제 1 과정과, 상기 제 1 연소실 내의 RDF가 불완전 연소되도록 상기 제 1 공기 공급관을 통해 상기 제 1 연소실 내에 공기가 공급되고, 상기 제 1 버너에 의해 상기 RDF가 불완전 연소되어, 상기 RDF가 타르 상태로 됨과 함께 상기 제 1 연소실 내부에 가연성 가스가 채워지는 제 2 과정과, 상기 제 1 연소실 내부의 가연성 가스가 상기 제 2 연소실로 공급되는 제 3 과정과, 상기 제 2 연소실 내부의 가연성 가스가 완전 연소되도록 상기 제 2 공기 공급관을 통해 상기 제 2 연소실 내에 공기가 과잉 상태로 공급되고, 상기 제 2 버너에 의해 상기 가연성 가스가 완전 연소하는 제 4 과정으로 진행되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 제 2 연소실 내의 온도는 850∼1600℃로 조절되는 것이 바람직하며, 상기 제 1 및 제 2 연소실 각각의 내벽에는 내화물이 구비된다.
본 발명의 특징에 따르면, 제 1 연소실을 통해 RDF를 타르 상태로 만듦과 함께 가연성 가스를 발생시키고 해당 가연성 가스를 제 2 연소실을 통해 완전 연소시킴에 따라 다이옥신과 같은 환경 오염물질의 발생을 억제할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치의 구성도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연 료 연소장치는 크게 RDF 공급수단(110), 제 1 연소실(120) 및 제 2 연소실(130)의 조합으로 이루어진다.
상기 RDF 공급수단(110)은 상기 제 1 연소실(120) 내에 RDF를 공급하는 역할을 하는 것으로서, 세부적으로 RDF를 임시 저장하고 투입하는 역할을 하는 호퍼(111)와, 상기 호퍼(111)를 통해 투입된 RDF를 상기 제 1 연소실(120) 내에 공급하는 RDF 공급관(112)으로 구성된다.
상기 제 1 연소실(120)은 상기 RDF 공급수단(110)을 통해 공급받은 RDF를 1차 연소시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 제 1 연소실(120)의 하단에는 제 1 공기 공급관(121)이 배치되어 상기 제 1 연소실(120) 내에 산소를 공급하는 역할을 한다. 또한, 상기 제 1 연소실(120) 내에는 RDF를 연소하기 위한 제 1 버너(122)가 구비된다.
상기 제 1 공기 공급관(121)을 통해 공급되는 산소 및 상기 제 1 버너(122)에 의해 상기 제 1 연소실(120) 내의 RDF는 연소되는데 이 때, 상기 제 1 공기 공급관(121)을 통해 공급되는 산소의 양은 RDF 연소에 요구되는 최소한의 양으로 조절된다. 이에 따라, 제 1 연소실(120) 내의 연소 상태는 불완전 연소 상태를 이루며, 상기 제 1 연소실(120) 내의 RDF는 타르(char) 상태가 되고 상기 제 1 연소실(120) 내에는 가연성 가스로 채워지게 된다.
한편, 상기 제 2 연소실(130)은 상기 제 1 연소실(120)로부터 가연성 가스를 공급받아 해당 가연성 가스를 완전 연소하는 역할을 한다. 완전 연소를 안정적으로 담보하기 위해 연소시 상기 제 2 연소실(130) 내의 온도는 850∼1600℃로 조절되는 것이 바람직하다. 상기 제 2 연소실(130) 내에 가연성 가스가 공급되기 위해 상기 제 1 연소실(120)과 제 2 연소실(130) 사이에는 가스 통로가 구비된다.
상기 제 2 연소실(130) 내에는 가연성 가스를 완전 연소하기 위한 제 2 버너(132)가 구비되며, 상기 제 2 연소실(130)의 일측에는 제 2 공기 공급관(131)이 구비되어 상기 제 2 연소실(130) 내에 공기를 공급하게 된다. 이 때, 상기 제 1 연소실(120)과는 달리 상기 제 2 연소실(130) 내에 공급되는 공기의 양은 완전 연소가 충분히 이루어질 정도로 과잉 상태로 공급되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 연소실(120)(130) 내부는 고온 상태로 유지됨에 따라 상기 제 1 및 제 2 연소실(120)(130) 각각의 내벽은 내화 벽돌과 같은 정형 내화물, 캐스타블(castable)과 같은 부정형 내화물로 내화 처리되는 것이 바람직하다. 한편, RDF 연소에 의해 상기 제 1 및 제 2 연소실(120)(130)로부터 발생되는 폐열은 열교환기(도시하지 않음)를 통해 또 다른 열원으로 활용될 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 고형연료 연소장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 RDF의 공급 과정이 진행된다. 구체적으로, 각종 생활쓰레기 및 산업폐기물로부터 선별된 가연물이 소정의 건조, 파쇄, 분쇄, 성형 과정을 거쳐 RDF로 제조되고(S201), 제조된 RDF는 상기 RDF 공급수단(110)의 호퍼(111)로 공급된다. 상기 호퍼(111)에 임시 저장된 RDF는 RDF 공급관(112)을 통해 상기 제 1 연소실(120) 내에 공급된다(S202).
이와 같이 상기 제 1 연소실(120) 내로의 RDF 공급 과정이 완료된 상태에서, 상기 제 1 연소실(120)에 의한 제 1 연소 과정이 진행된다(S203). 상기 제 1 연소 과정은 세부적으로 상기 제 1 공기 공급관(121)을 통해 제 1 연소실(120) 내에 산소가 공급되고 상기 제 1 버너(122)에 의해 RDF가 연소되는 것으로 진행된다. 이 때, 전술한 바와 같이 상기 제 1 연소실(120) 내의 연소 상태는 불완전 연소 상태를 이루어야 함에 따라, 상기 제 1 공기 공급관(121)을 통해 상기 제 1 연소실(120) 내에 공급되는 공기의 양은 RDF 연소를 위한 최소한의 양으로 조절된다.
상기 제 1 연소 과정을 통해 상기 제 1 연소실(120) 내의 RDF는 타르 상태가 되고 상기 제 1 연소실(120) 내부는 가연성 가스로 채워지게 되며, 해당 가연성 가스는 상기 제 1 연소실(120)과 제 2 연소실(130) 사이에 구비된 가스 통로를 통해 상기 제 2 연소실(130)로 공급된다(S204).
상기 제 2 연소실(130) 내에 가연성 가스가 공급된 상태에서 제 2 연소 과정이 진행된다(S205). 상기 제 2 연소 과정은 완전 연소 과정이 진행되는 과정이다. 구체적으로, 상기 제 2 공기 공급관(131)을 통해 상기 제 2 연소실(130) 내에는 완전 연소에 요구되는 충분한 양의 공기가 과잉 상태로 공급되고 이를 바탕으로 제 2 버너(132)에 의해 상기 제 2 연소실(130) 내에 공급된 가연성 가스를 완전 연소하게 된다. 이 때, 상기 제 2 연소 과정시 상기 제 2 연소실(130) 내의 온도는 850∼1600℃로 유지되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제 2 연소실(130) 내의 가연성 가스가 완전 연소됨에 따라 다이옥신 등과 같은 대기 오염물질의 발생을 억제할 수 있게 된다.
한편, 상기 제 1 연소 과정과 제 2 연소 과정이 시계열적으로 순차적으로 진행되는 것으로 기술하였으나, 상기 제 1 연소 과정과 제 2 연소 과정은 제 1 연소 과정의 진행 후 일정 시점 이후로는 동시에 진행될 수도 있다.
본 발명에 따른 폐기물 고형연료 연소장치는 다음과 같은 효과가 있다.
제 1 연소실을 통해 RDF를 타르 상태로 만듦과 함께 가연성 가스를 발생시키고 해당 가연성 가스를 제 2 연소실을 통해 완전 연소시킴에 따라 다이옥신과 같은 환경 오염물질의 발생을 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 연소실로부터 발생된 폐열을 소정의 열교환기를 이용하여 또 다른 열원으로의 활용 가능성을 제시할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. RDF 공급수단;
    상기 RDF 공급수단으로부터 RDF를 공급받아 해당 RDF를 타르 상태로 만듦과 함께 가연성 가스를 발생시키는 역할을 하는 제 1 연소실; 및
    상기 제 1 연소실로부터 가연성 가스를 공급받아 해당 가연성 가스를 완전 연소시키는 역할을 하는 제 2 연소실을 포함하여 이루어지며,
    상기 RDF 공급수단은 RDF를 임시 저장 및 투입하는 역할을 하는 호퍼와 상기 호퍼 내의 RDF를 상기 제 1 연소실로 공급하는 역할을 하는 RDF 공급관으로 구성되며,
    상기 제 1 연소실은 일측에 상기 제 1 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 1 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 1 연소실 내의 RDF를 연소하기 위한 제 1 버너를 구비하며,
    상기 제 2 연소실은 일측에 상기 제 2 연소실 내부로 산소를 공급하는 제 2 공기 공급관을 구비하고, 다른 일측에 상기 제 2 연소실 내의 가연성 가스를 연소하기 위한 제 2 버너를 구비하는 것을 특징으로 하며,
    건조, 파쇄, 분쇄, 성형 과정을 거쳐 제조된 RDF가 상기 RDF 공급수단의 호퍼와 RDF 공급관을 거쳐 상기 제 1 연소실 내에 공급되는 제 1 과정과,
    상기 제 1 연소실 내의 RDF가 불완전 연소되도록 상기 제 1 공기 공급관을 통해 상기 제 1 연소실 내에 공기가 공급되고, 상기 제 1 버너에 의해 상기 RDF가 불완전 연소되어, 상기 RDF가 타르 상태로 됨과 함께 상기 제 1 연소실 내부에 가연성 가스가 채워지는 제 2 과정과,
    상기 제 1 연소실 내부의 가연성 가스가 상기 제 2 연소실로 공급되는 제 3 과정과,
    상기 제 2 연소실 내부의 가연성 가스가 완전 연소되도록 상기 제 2 공기 공급관을 통해 상기 제 2 연소실 내에 공기가 과잉 상태로 공급되고, 상기 제 2 버너에 의해 상기 가연성 가스가 완전 연소하는 제 4 과정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고형연료 연소장치.
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