KR101061765B1 - 축열식 무화염 혼합연소장치 - Google Patents

축열식 무화염 혼합연소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연소장치 본체 상부의 버너에 공급되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치 및 소각용 휘발성 유기 화합물(VOC) 또는 악취 가스가 유입되는 가스유입구에 보조연료를 공급하기 위한 보조연료공급라인 설치시 휘발성 유기화합물(VOC) 등의 가스(이하 VOC가스라 칭한다)와 연료를 혼합하기 위한 제2혼합장치를 마련하여, 혼합된 가스가 일정한 농도로 균일하게 혼합되도록 함으로써 발열량을 일정하게 유지하여 완전연소가 이루어지도록 하여 안정적인 처리효율을 가짐과 동시에, 축열재에 가해지는 열충격(Thermal Shock)을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 축열식 무화염 혼합연소장치에 관한 것이다.
본 발명의 축열식 무화염 혼합연소장치는, 메인송풍기(700), 가스유입구(600), 버너(100), 버너부송풍기(200), 배출구(500) 및 연소실(400)과 베드타입 또는 로우터리 타입의 축열재를 포함하는 연소장치 본체(1000)로 이루어지며, 버너(100) 또는 가스유입구(600)에 보조연료가 공급되도록 하는 혼합 축열식 연소장치에 있어서, 상기 연소실(400)에 유입되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치(300) 및 상기 가스유입구(600)에 유입되는 VOC가스와 보조연료를 혼합하기 위한 제2혼합장치(800)로 이루어지며, 상기 제1혼합장치(300) 또는 제2혼합장치(800)는 보조연료의 분사방향을 VOC가스 유입부로 안내하기 위한 보조연료가이드부(860); 공기 또는 VOC가스 유입방향으로 분사된 보조연료와 공기 또는 VOC가스가 충돌하여 형성된 혼합가스를 회전방식으로 혼합하기 위한 혼합팬(870); 및 상기 혼합팬(870)을 회전 통과한 가스의 유속을 감소시킴과 동시에 통과면에 상기 혼합팬(870)을 통과한 가스가 부딪힌 후 다시 통과구멍으로 통과되도록 하기 위한 다수의 통과구멍을 갖는 하나 이상의 통과부(880)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연소장치에 공급되는 혼합가스가 균일하게 혼합된 상태에서 제공되기 때문에 고른 VOC의 처리효율을 얻을 수 있고, 일정한 발열량을 유지함과 동시에 축열재에 가해지는 열충격을 최소화할 수 있는 효과를 갖게 된다.

Description

축열식 무화염 혼합연소장치{Flameless Regenerative Thermal Oxidizer Having Gas Mixing Devices}
본 발명은 축열식 무화염 혼합연소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소장치 본체 상부의 버너에 공급되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치 및 휘발성 유기 화합물(VOC)가스와 보조연료가 유입되는 가스유입구에 제2혼합장치를 구비함으로써, 혼합가스가 일정한 농도로 균일하게 혼합되어 발열량이 일정하게 유지되도록 하여 연소장치 내에서 연소되는 혼합가스가 완전연소가 되도록 하며, 이로 인해 안정적인 처리효율을 가짐과 동시에 축열재에 가해지는 열충격(Thermal Shock)을 방지할 수 있도록 하기 위한 축열식 무화염 혼합연소장치에 관한 것이다.
일반적으로, 쓰레기 소각로, 보일러, 석유화학 업체 등을 포함하는 각종 공장에서 발생하는 가스 및 자동차 등의 배기가스 중에는 VOC가스를 포함하는 유해가스가 존재한다. 상기 VOC가스는 각종 호흡기 장애 또는 악취의 원인이 되는 등 인체 및 환경에 좋지 않은 영향을 미치고 있기 때문에 이를 처리하여 배출하는 것이 바람직하다.
상기 유해가스를 처리하기 위하여 보통은 축열식 연소장치(Regenerative Thermal Oxidation)에 의한 산화처리방식을 이용하고 있는데, 이 방식은 VOC가스가 갖는 고유의 열량을 이용하여 상기 VOC가스를 고온에서 연소시킴으로 인해 깨끗한 공기로 환원시키는 방식이다.
도1은 본 발명의 배경기술에 해당하는 것으로서, 상기 도1을 참조하면 송풍팬(11)을 포함하는 유해가스 공급부(10)가 VOC포함 공정배가스(12)를 축열연소장치에 제공하는 것을 알 수 있다. 상기 배경기술에 의하면, 연소로 내에 유입되는 유해가스의 농도가 기준치에 비해 낮을 경우 송풍팬(11)의 입력단에 형성된 보조연료공급부(13)를 통해 보조연료를 공급함으로써 연소조건을 개선시키는 것으로 하고 있다. 또한, 유해가스의 농도가 높아 연소실에서의 연소가 폭발적으로 일어날 경우, 희석공기입력부(14)를 통해 공기를 공급하여 이를 개선하는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나, 상기 배경기술에 의하면 단순히 VOC가스에 보조연료 또는 희석공기를 공급하게 됨으로 인해 공급되는 가스의 농도가 일정하지 않게 되고, 또한 VOC가스에 보조연료 또는 희석공기가 고르게 혼합되지 않기 때문에 발열량이 일정하지 않게 되고, 이로 인해 축열재에 가해지는 충격이 크게 되어 축열재가 손상되는 문제점이 있다.
도2는 본 발명의 다른 배경기술을 나타내는 도면으로서, 상기 도2를 참조하면 버너에 공기와 보조연료가 공급되는 것을 알 수 있고 가스유입구(28)에는 챔버형태의 혼합기(25)를 구비한 상태에서 VOC가스와 보조연료가 혼합되어 공급되는 상태를 알 수 있다. 상기 배경기술에 의하면, 가스유입구(28)로 공급되는 VOC가스의 농도에 따라 보조연료를 공급하거나 차단할 수 있는 구조로 되어 있고, 상기 VOC가스와 보조연료가 혼합기(25)를 통해 어느 정도 혼합되어 가스유입구(28)로 공급됨을 알 수 있다.
그러나, 상기 배경기술에 의하면 공기와 보조연료가 혼합되지 않은 채 버너에 공급됨으로 인해 버너에 의한 연소실 내의 연소가 일정하지 않게 되고, 이로 인해 연소실과 인접한 축열재에 가해지는 충격이 상당하여 축열재가 손상될 수 있는 문제점이 존재한다.
상기 배경기술은 VOC가스가 공급되는 가스유입구(28)에는 보조연료와 혼합될 수 있도록 혼합기(25)를 구비하여 연소효과를 개선하는 것으로 하고 있으나, 상기 혼합기(25)는 단순 챔버 형태의 것으로서 유입가스송풍기(26)를 통해 연소설비 본체에 가스가 공급되기 전에 단순히 VOC가스 및 보조연료가 챔버에 머물며 혼합되는 형태를 취하는 것으로서, 상기 혼합기(25)에 의하면 VOC가스 및 보조연료가 고르게 혼합되는 것이 쉽지 않게 되는데, 이로 인해 상기 혼합된 가스가 연소설비 본체에 공급되어 연소되는 경우 축열재에 열충격이 가해지게 되어 축열재의 손상을 피할 수 없게 된다.
또한 도2의 배경기술은 가스센서(22)를 가스유입구(28) 전에 설치하여 VOC가스의 농도를 감지한 상태에서 보조연료의 유입을 조절한다고 하고 있고 자동조절밸브((23)와 감압밸브(24)를 보조연료유입구2 상에 설치하는 것으로 하고 있으나, 가스센서(22)를 상기 배경기술에서와 같이 가스유입구(28) 전에 설치하게 되면 혼합된 가스의 농도를 감지할 수는 있으나, VOC가스의 농도를 감지하기는 사실상 어려운 문제점이 있으며, 자동조절밸브(23)와 감압밸브(24)를 상기 보조연료유입구2에 설치시에는 보조연료를 제어하여 이에 따른 효과를 얻을 수는 있으나, VOC가스 자체의 농도를 감지 후 이를 조절하기는 곤란한 문제점이 있다.
KR 10-0678335 B1 2007.01.29 KR 10-0803764 B1 2008.02.15
본 발명은 상기 배경기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면 연소실의 버너에 공급되는 혼합가스 및 가스유입구에 공급되어 축열재를 통과하는 혼합가스를 완전하게 혼합시키게 하고 이를 통해 연소시 축열재에 가해지는 열충격을 제거하여 연소장치의 안전을 향상시키고, 불완전연소를 해소하여 VOC가스 처리 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 축열식 무화염 혼합연소장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축열식 무화염 혼합연소장치는, 메인송풍기(700), 가스유입구(600), 버너(100), 버너부송풍기(200), 배출구(500) 및 연소실(400)과 베드타입 또는 로우터리 타입의 축열재를 포함하는 연소장치 본체(1000)로 이루어지며, 버너(100) 또는 가스유입구(600)에 보조연료가 공급되도록 하는 혼합 축열식 연소장치에 있어서, 상기 연소실(400)에 유입되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치(300) 및 상기 가스유입구(600)에 유입되는 VOC가스와 보조연료를 혼합하기 위한 제2혼합장치(800)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 축열식 무화염 혼합연소장치의 상기 제1혼합장치(300) 또는 제2혼합장치(800)는 보조연료의 분사방향을 공기 또는 VOC가스 유입부로 안내하기 위한 보조연료가이드부(860); 공기 또는 VOC가스 유입방향으로 분사된 보조연료와 공기 또는 VOC가스가 충돌하여 형성된 혼합가스를 회전방식으로 혼합하기 위한 혼합팬(870); 및 상기 혼합팬(870)을 회전 통과한 가스의 유속을 감소시킴과 동시에 통과면에 상기 혼합팬(870)을 통과한 가스가 부딪힌 후 다시 통과구멍으로 통과되도록 하기 위한 다수의 통과구멍을 갖는 하나 이상의 통과부(880)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 축열식 무화염 혼합연소장치는, VOC가스 공급라인(810)에 가스감지기(830)를 더 구비하고, 제2보조연료공급라인(820)에 제2조절수단(840)을 더 구비하여, VOC가스의 농도가 일정치 이하로 낮게 감지되어 자체 연소가 불가능하게 되면 제2보조연료 공급라인(820)에 구비된 제2조절수단(840)을 구동하여 보조연료가 공급되도록 하며, VOC가스 공급라인(810)에 제3조절수단(850)을 더 구비하여, 상기 VOC가스 감지기(830)에 의해 가스농도가 일정치 이상으로 높게 감지된 경우, 제3조절수단(850)을 구동하여 VOC가스의 유입을 제한하거나 차단하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 축열식 무화염 혼합연소장치는, 제1보조연료공급라인(320)에 제1조절수단(330)을 더 구비하여, 연소실 내부 온도가 일정온도에 다다를 경우 상기 제1조절수단(330)을 차단하되, 버너에 의한 보조연료의 연소가 필요할 경우 상기 제1조절수단(330)을 조절하여 보조연료를 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연소실에 공급되는 공기와 보조연료를 제1혼합장치에 의해 고르게 혼합되도록 함으로써 연소실 버너에 의한 연소가 일정하게 유지되도록 하여 열충격에 의한 축열재의 손상을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 가스유입구를 통해 연소장치에 공급되는 혼합가스 또한 제2혼합장치를 통해 균일하게 혼합된 상태에서 제공되기 때문에 고른 VOC의 처리효율을 얻을 수 있고, 일정한 발열량을 유지함과 동시에 축열재에 가해지는 열충격을 최소화할 수 있는 효과를 갖게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 가스감지기, 제2조절수단 및 제3조절수단을 적절한 곳에 설치함으로써, VOC가스의 농도를 실질적으로 감지하는 것이 가능하게 되고, 이로 인해 보조연료의 공급 또는 차단을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
도1은 본 발명의 제1배경기술이 되는 종래 축열식 연소장치를 나타낸 도면.
도2는 본 발명의 제2배경기술이 되는 종래 축열식 연소장치를 나타낸 도면.
도3은 본 발명에 따른 제1혼합장치 및 제2혼합장치가 구비된 축열식 무화염 혼합연소장치를 나타낸 도면.
도4는 제1혼합장치 또는 제2혼합장치의 구체적인 구성을 나타내기 위한 도면.
도5는 제1혼합장치 및 제2혼합장치를 구성하고 있는 혼합팬의 정면도를 나타낸 도면.
도6은 제1혼합장치 및 제2혼합장치를 구성하고 있는 통과부를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도3은 본 발명에 적용되는 축열식 혼합연소장치를 나타낸 도면이다. 상기 도3은 축열재의 형태가 로우터리 윙 타입을 갖는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 2-베드 혹은 3-베드 형태의 축열재를 갖는 연소장치에도 동일하게 적용될 수 있다. 상기 도3에서 보는 바와 같이 본 발명은 종래 축열식 연소장치에 제1혼합장치(300)와 제2혼합장치(800)를 구비한 것에 특징이 있고, VOC가스 감지기(830)를 VOC가스 공급라인(810) 상에 설치하여 실질적으로 VOC가스의 농도를 측정가능하게 하고, 이를 통해 보조연료의 공급량 조절이 가능하도록 한 것에 특징이 있다. 즉, 본 발명에 의하면, VOC가스의 농도에 따라 제2조절수단(840)과 제3조절수단(850)을 적절히 구동함으로써 버너(100)에 의한 보조연료의 소모없이도 연소장치의 구동을 연속적으로 할 수 있는 효과를 갖도록 하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 연소장치 본체(1000), 버너(100), 버너부송풍기(200), 공기공급라인(310), 제1보조연료 공급라인(320), 온도감지기(미도시), 연소실(400), 배출구(500), 가스유입구(600), 메인송풍기(700), VOC가스 공급라인(810), 제2보조연료 공급라인(820)에 더하여, 버너(100)에 공급되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치(300) 및 VOC가스와 보조연료를 혼합하기 위한 제2혼합장치(800)를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
종래기술을 보면, 연소실에 공급되는 공기와 보조연료가 혼합되지 아니한 채 버너부송풍기(200)에 각각 입력됨으로 인해, 보조연료 연소시 연소실에 인접한 축열재가 손상을 입는 문제가 발생하였다. 축열식 연소장치의 경우, 초기에는 연소장치의 내부온도를 높이기 위해 버너(100)를 통해 보조연료를 연소시키게 되는데, 보통 내부온도가 800 ~ 850℃ 가 될 때까지 연소를 하게 된다. 연소 과정에서 공기와 보조연료가 제대로 혼합되지 않게 되면, 연소실(400)에서의 연소가 일정하게 유지되지 못하게 되는데, 이로 인해 연소실(400)에 인접한 축열재에 열충격이 가해져 결국 축열재가 손상되는 문제가 생긴다. 축열재는 보통 다공질의 세라믹으로 이루어져 있고 대부분 수입에 의존하는 고가품으로써, 상기 축열재가 손상되게 되면 그 교체비용이 적지 않게 소요되곤 한다.
본 발명은 공기공급라인(310)과 제1보조연료 공급라인(320)을 연소실로 각각 공급하는 대신, 보조연료를 공기와 일정하게 혼합하기 위한 혼합장치를 구비함으로써 상기 종래기술이 갖는 문제를 해결하고자 하였다. 즉, 본 발명에 의하면 공기와 보조연료를 제1혼합장치(300)에서 균일하게 혼합하여 연소실로 공급하게 되는데, 이렇게 균일하게 혼합된 가스는 버너(100)에서 일정하게 연소가 가능하기 때문에 연소실에 인접한 축열재에 충격을 가하지 않게 되어 축열재의 손상을 방지할 수 있게 된다.
또한, VOC가스 연소시에도 보조연료를 혼합해야 할 필요가 있게 되는데, 본 발명은 이 경우에도 상기 VOC가스와 보조연료를 균일하게 혼합할 수 있도록 하기 위한 혼합장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 연소장치의 초기 작동시 버너(100)에 의해 보조연료를 연소시켜 800 ~ 850℃로 내부온도를 상승시킨 후에는 축열재에 축적된 열을 이용하여 VOC가스를 연소시키게 되는데, 가스유입구(600)에 유입되는 VOC가스의 농도가 낮을 경우에는 연소실(400)에서 충분한 양의 가스가 연소되지 못함으로 인해 축열재에 열을 축적하기 어렵게 되고, 이로 인해 버너(100)를 가동하여 보조연료를 연소함으로써 내부온도를 유지해야할 상황이 발생하기도 한다. 이러한 경우 종래에는 도1에서와 같이 VOC가스 공급라인에 제2보조연료 공급라인을 더 구비하고, VOC가스의 농도가 낮아지게 될 경우 보조연료를 공급하여 연소장치에 공급되는 가스의 농도를 일정하게 유지하는 방법을 채용하기도 하였다. 그러나, 상기 종래기술의 경우 VOC가스와 보조연료를 균일하게 혼합하지 않은 채 단순히 송풍기를 통해 가스유입구에 VOC가스와 보조연료를 각각 공급함으로 인해, 축열재에 가해지는 손상을 피하기 어려웠다. 즉, VOC가스와 LNG 또는 LPG의 보조연료가 적절히 혼합되지 아니한 채 연소되게 되면, 일정한 발열량을 유지하기 어렵게 되어 불완전연소 현상이 나타나게 되는데, 이로 인해 연소실에서의 연소가 일정하지 않게 되어 결국 축열재에 열충격을 가하게 되고 이로 인해 고가의 축열재가 손상을 입게 되는 상황이 초래되곤 하였다.
도3과 같은 다른 종래기술의 경우 혼합기(25)를 구비하여 VOC가스와 보조연료를 일부 혼합하고 있으나, 상기 혼합기(25)는 단순 챔버 형태로서 상기 VOC가스와 보조연료가 혼합되기에는 한계가 있다. 즉, 상기 종래기술에 의하면 상기 혼합기(25) 내부의 상하에 일부 격벽을 구비하고, 상기 VOC가스와 보조연료가 상기 챔버를 통과하면서 상하에 구비된 격벽에 부딪히며 서로 혼합될 수 있도록 유도하고 있으나, 상기 구조로는 VOC가스와 보조연료가 일부 혼합될 수는 있으나, 균일하게 혼합되어 축열재에 가해지는 열충격을 해소하고 고른 VOC의 처리효율을 갖기는 미흡한 점이 있다.
본 발명은 상기 VOC가스와 보조연료가 완벽하게 혼합될 수 있도록 하기 위해 혼합장치의 길이를 길게 하지 않으면서도 효과적으로 혼합될 수 있도록 하는 장치를 구비함으로써, 고른 VOCC 처리효율을 얻음과 동시에 축열재에 가해지는 손상을 미연에 방지할 수 있도록 하고 있다.
도4 ~ 도6은 본 발명에 채용된 제2혼합장치(800)의 구성을 나타낸 도면이다. 도4를 보면, 제2혼합장치(800)는 좌측 중앙부분에 VOC가스 유입구를 구비하고 있다. 또한 상측 일부에는 보조연료 유입구가 구비되어 있다. 상기 보조연료 유입구에는 보조연료가 유입되어 상기 제2혼합장치(800) 내부에 공급될 때 VOC가스와의 직접 충돌을 통해 1차 혼합이 이루어지도록 하기 위한 보조연료가이드부(860)가 설치되어 있다. 상기 보조연료가이드부(860)는 보조연료 유입구를 통해 공급되는 보조연료가 VOC가스 유입구로 향할 수 있도록 안내함으로써, VOC가스와 보조연료가 직접 충돌하여 혼합되도록 유도한다. 혼합의 측면에서만 볼 때, 상기 보조연료 유입구를 VOC가스 유입구와 마주 보도록 구성하는 것이 바람직할 수 있으나, VOC가스의 유입속도가 빠를 경우 보조연료 유입구를 통해 유입되는 보조연료의 흐름이 방해를 받을 가능성이 있기 때문에, 상기 보조연료가이드부(860)를 상측 일부에 구비하고 배출방향을 VOC가스 유입구 쪽으로 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 혼합가스는 상기 VOC가스와 보조연료가 직접 충돌에 의해 1차 혼합된 후 혼합팬(870)을 통과하면서 더욱 고르게 혼합되게 된다. 도5는 상기 혼합팬(870)을 나타내는 정면도로서, 상기 혼합팬(870)은 구동을 위해 별도의 동력을 구비할 필요는 없으며, 다만, 혼합가스의 흐름에 따라 회전하는 형태면 족하다.
상기 혼합팬(870)을 통과한 혼합가스는 통과부(880)를 통과하게 되는데, 상기 통과부(880)는 제2혼합장치(800)의 단면과 같은 형태(원형 또는 사각형태 등)를 취하게 되며, 다만 통과면 상에 다수의 통과구멍을 구비하는 구조를 취하고 있고, 가스의 혼합을 균일하게 하도록 하기 위해 혼합장치 내에 1개 이상이 설치됨이 바람직하다. 도6은 상기 통과부(880)를 나타내는 도면으로서, 상기 통과부(880)의 구조에 의하면, 상기 혼합팬(870)을 통과한 혼합가스의 일부는 통과구멍을 통해 다음 통과부로 향하게 되고, 다른 일부는 상기 통과부(880)의 통과면에 부딪힌 후 다시 통과구멍으로 통과하게 되는데, 상기와 같은 과정을 통해 VOC가스와 보조연료는 혼합이 더욱 균일하게 이루어지게 된다. 상기 혼합팬(870)을 통과한 혼합가스는 상기 통과부(880)의 통과면에 부딪혀 감속이 되기 때문에, 혼합팬(870)에 의해 혼합가스가 가속이 된다 하더라도 가스유입구(600)를 통과하는 혼합가스는 안정된 속도로 가스유입구(600)로 배출되게 된다. 상기 통과부(880)의 각 통과구멍은 통과부 전ㆍ후면의 직경을 동일하게 할 수도 있으나, 뒷면의 직경을 앞면의 직경보다 넓게 하여 상기 통과부를 통과한 혼합가스가 넓게 퍼지는 형식으로 할 수도 있는 등 그 구조는 다양하게 변형이 가능하다.
상기와 같은 구조에 의하면, 혼합장치의 길이를 길게 하지 않는다 하더라도, 가스의 혼합을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖게 되고, 혼합가스의 안정된 연소로 인해 일정한 VOC 처리 효율을 얻을 수 있고, 이를 통해 축열재에 가해지는 열충격에 의한 손상을 방지하게 됨으로써, 유지비용 절감 및 에너지절감 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
도4는 제2혼합장치(800)를 나타내는 도면이나, 제1혼합장치(300)와 구성이 동일하기 때문에 제1혼합장치에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 연소장치에 마련된 제어부(미도시)의 제어를 통해 연소실(400)에 공급되는 보조연료의 공급을 유지하거나 차단하도록 하게 된다. 초기에 연소장치를 구동하기 위해서는 버너(100)를 통해 보조연료를 연소시켜 연소장치 내부온도를 높여야 할 필요가 있기 때문에, 제1조절수단(330)을 구동하여 내부온도가 800 ~ 850℃가 될 때까지 연소를 지속한 후, 온도감지기에 의한 신호 수신시 제1조절수단(330)을 차단하고 VOC가스가 공급되도록 한다.
연소실 온도가 자체 온도에 의해 VOC가스를 연소할 수 있을 정도로 높아지게 되면, 상기 제어부는 VOC가스를 연소장치로 유입시켜 연소하도록 한다. 상기 과정 중 VOC가스 공급라인(810)에 구비된 VOC가스 감지기(830)에 의해 VOC가스의 농도가 일정치 이하로 낮게 감지되어 자체 연소가 불가능하다는 신호가 수신되면, 상기 제어부는 제2보조연료 공급라인(820)에 구비된 제2조절수단(840)을 구동하여 보조연료가 공급되도록 한다. 또한, 상기 VOC가스 감지기(830)에 의해 가스농도가 일정치 이상으로 높게 감지된 경우, 제어부는 상기 제2조절수단(840)을 제어하여 보조연료의 유입을 제한함과 동시에 제3조절수단(850)을 제어하여 VOC가스의 유입을 제한하거나 차단하도록 한다. 제어부는 상기 과정 중 필요에 따라서는 제1조절수단(330)을 다시 구동하여 보조연료가 공급되도록 함으로써, 연소효율을 최적화할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 의하면, 제1혼합장치(300) 및 제2혼합장치(800)에 의한 가스의 균일혼합을 통해, 일정한 VOC가스 처리효율을 얻을 수 있고 축열재에 가해지는 손상을 줄일 수 있으며, 적절한 곳에 감지기와 조절수단을 구비하여 연소장치의 적절한 운영을 꾀할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
10: 유해가스 공급부 11: 송풍팬
12: VOC포함 공정배가스 13: 보조연료 공급부
14: 희석공기 공급부 21: 온도센서
22: 가스센서 23: 자동조절밸브
24: 감압밸브 25: 혼합기
26: 유입가스송풍기 27: 연소용공기송풍기
28: 가스유입구
100: 버너 200: 버너부송풍기
300: 제1혼합장치 310: 공기공급라인
320: 제1보조연료 공급라인 330: 제1조절수단
400: 연소실 500: 배출구
600: 가스유입구 700: 메인송풍기
800: 제2혼합장치 810: VOC가스 공급라인
820: 제2보조연료 공급라인 830: VOC가스 감지기
840: 제2조절수단 850: 제3조절수단
860: 보조연료가이드부 870: 혼합팬
880: 통과부 881: 제1통과부
882: 제2통과부 883: 제3통과부
1000: 축열식 연소장치 본체

Claims (4)

  1. 메인송풍기(700), 가스유입구(600), 버너(100), 버너부송풍기(200), 배출구(500) 및 연소실(400)과 베드타입 또는 로우터리 타입의 축열재를 포함하는 연소장치 본체(1000)로 이루어지며, 버너(100) 또는 가스유입구(600)에 보조연료가 공급되도록 하는 축열식 무화염 혼합연소장치에 있어서,
    상기 연소실(400)에 유입되는 공기와 보조연료를 혼합하기 위한 제1혼합장치(300); 및
    상기 가스유입구(600)에 유입되는 VOC가스와 보조연료를 혼합하기 위한 제2혼합장치(800)로 이루어지며,
    VOC가스 공급라인(810)에 가스감지기(830)를 더 구비하고, 제2보조연료공급라인(820)에 제2조절수단(840)을 더 구비하여, VOC가스의 농도가 일정치 이하로 낮게 감지되어 자체 연소가 불가능하게 되면 제2보조연료 공급라인(820)에 구비된 제2조절수단(840)을 구동하여 보조연료가 공급되도록 하며;
    VOC가스 공급라인(810)에 제3조절수단(850)을 더 구비하여, 상기 VOC가스 감지기(830)에 의해 가스농도가 일정치 이상으로 높게 감지된 경우, 제3조절수단(850)을 구동하여 VOC가스의 유입을 제한하거나 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 축열식 무화염 혼합연소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1혼합장치(300) 또는 제2혼합장치(800)는
    보조연료의 분사방향을 공기 또는 VOC가스 유입부로 안내하기 위한 보조연료가이드부(860);
    공기 또는 VOC가스 유입방향으로 분사된 보조연료와 공기 또는 VOC가스가 충돌하여 형성된 혼합가스를 회전방식으로 혼합하기 위한 혼합팬(870); 및
    상기 혼합팬(870)을 회전 통과한 가스의 유속을 감소시킴과 동시에 통과면에 상기 혼합팬(870)을 통과한 가스가 부딪힌 후 다시 통과구멍으로 통과되도록 하기 위한 다수의 통과구멍을 갖는 하나 이상의 통과부(880);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축열식 무화염 혼합연소장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제1보조연료공급라인에 제1조절수단(330)을 더 구비하여, 연소실 내부 온도가 일정온도에 다다를 경우 상기 제1조절수단(330)을 차단하되, 버너에 의한 보조연료의 연소가 필요할 경우 상기 제1조절수단(330)을 조절하여 보조연료를 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 축열식 무화염 혼합연소장치.
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