KR101206129B1 - 폐열회수 시스템 - Google Patents

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KR101206129B1
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이병예
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Abstract

본 발명은 폐기물 소각시 연소실로 들어가는 냉각수가 일정온도 이상으로 데워지고, 상기 일정온도 이상으로 데워진 물을 폐열보일러에 공급하여 스팀을 즉시 생산할 뿐만 아니라 상기 스팀의 발생시간을 최소로 단축시켜 폐열보일러의 성능을 개선한 폐열회수 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 제 1연소실; 상기 제 1연소실에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 제 2연소실; 내부가 복수의 관으로 구성되어 있고, 상기 제 2연소실을 통과한 연소가스가 내부로 공급되어 상기 연소가스에 의해 온수저장탱크에서 내부로 공급되는 고온의 물이 증발되어 스팀을 발생시키는 폐열보일러; 상기 제 1연소실에 상온의 물을 공급하여 상기 제 1연소실을 냉각시키고, 상기 냉각시킨 후의 제 1연소실을 통해 배출되어 나온 고온의 물을 저장하는 온수저장탱크; 및 상기 온수저장탱크에 저장되어 있는 고온의 물을 상기 폐열보일러에 공급시키는 온수공급펌프;를 포함하는 폐열회수 시스템을 제공한다.

Description

폐열회수 시스템{WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM}
본 발명은 폐열회수 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 폐기물 소각시 연소실로 들어가는 냉각수가 일정온도 이상으로 데워지고, 상기 일정온도 이상으로 데워진 물을 폐열보일러에 공급하여 스팀을 즉시 생산할 뿐만 아니라 상기 스팀의 발생시간을 최소로 단축시켜 폐열보일러의 성능을 개선한 폐열회수 시스템에 관한 것이다.
요즈음, 인구의 증가와 산업화의 가속으로 에너지 자원이 점차적으로 고갈되어 가고 있으며, 다양한 생산활동과 소비활동으로 인한 다량의 쓰레기와 하수슬러지, 분뇨, 음식물 쓰레기 등의 폐기물이 발생되어 심각한 환경오염이 초래되고 있다.
이와같은, 폐기물은 재활용이 불가능하여 전량 소각하거나 매립하여야 하는데, 매립시에는 매립된 소각물에서 발생되는 침출수나 악취 등으로 인해 지하수 주변의 토양을 재차 오염시키게 되어 종래에는 주로 소각장치를 통해 폐기물을 소각하고 있다.
이러한 폐기물 소각처리 방식은 폐기물을 소각로에 공급하여 소각처리하고, 상기 소각처리과정에서 발생되는 폐가스의 폐열을 보일러 장치에 이용하여 스팀, 난방수, 온수 등을 제공하도록 사용하였다.
그러나 이러한 폐기물 소각장치는 폐가스에 포함된 다이옥신, 퓨란 및 휘발성유기화합물(VOCs) 및 중금속 등의 유해물질로 인해 문제가 되고 있다.
또한 이러한 폐기물 소각장치는 폐기물 소각시 발생되는 폐열을 이용하여 보일러 내부로 공급된 상온의 물을 다시 일정온도 이상으로 데우기 위해 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 많은 양의 폐열 또는 연료가 소모되는 문제점이 발생한다. (특허공개번호 10-2006-0085995 도 1참조.)
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 폐기물 소각시 연소실로 들어가는 냉각수가 일정온도 이상으로 데워지고, 상기 일정온도 이상으로 데워진 물을 폐열보일러에 공급하여 스팀을 즉시 생산할 뿐만 아니라 상기 스팀의 발생시간을 최소로 단축시켜 폐열보일러의 성능을 개선하고, 또한 유해물질을 환경오염 기준치 이하로 줄여 배출시킬 수 있는 폐열회수 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의하면, 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 제 1연소실; 상기 제 1연소실에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 제 2연소실; 내부가 복수의 관으로 구성되어 있고, 상기 제 2연소실을 통과한 연소가스가 내부로 공급되어 상기 연소가스에 의해 온수저장탱크에서 내부로 공급되는 고온의 물이 증발되어 스팀을 발생시키는 폐열보일러; 상기 제 1연소실에 상온의 물을 공급하여 상기 제 1연소실을 냉각시키고, 상기 냉각시킨 후의 제 1연소실을 통해 배출되어 나온 고온의 물을 저장하는 온수저장탱크; 및 상기 온수저장탱크에 저장되어 있는 고온의 물을 상기 폐열보일러에 공급시키는 온수공급펌프;를 포함하는 폐열회수 시스템을 제공한다.
한편, 상기 폐열보일러를 통과한 연소가스 중 미세한 분진을 포집하는 분진포집기; 상기 분진포집기를 통과한 연소가스 중 다이옥신, 질소산화물, 황산화물, 일산화탄소 및 염화수소를 포함한 유해가스에 소석회 및 활성탄 미세분말을 공급하여 상기 유해가스를 제거시켜 주는 제 1유해가스 제거기; 및 내부에 설치되어 있는 백필터(bag-filter)를 통해 상기 제 1유해가스 제거기를 통과한 연소가스 중 미제거된 유해가스를 제거시키는 제 2유해가스 제거기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 각종 폐기물의 발열량에 의한 소각용량에 필요한 연소공기량만큼 상기 제 1연소실 또는 상기 제 2연소실로 공기를 주입시키는 제 1송풍기; 및 상기 제 2유해가스 제거기에 의해 유해가스가 제거된 연소가스를 흡입하여 외부로 배출시키기 위한 제 2송풍기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 복수의 관은 상기 제 2연소실을 통과한 연소가스가 인입하는 복수의 제 1인입관과, 상기 제 1인입관을 통과한 연소가스가 다시 인입되는 복수의 제 2인입관과, 상기 제 2인입관을 통과한 연소가스가 내부를 통과해 상기 분진포집기로 인출되도록 하는 복수의 인출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의하면, 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 동시에 상기 발생된 연소가스에 의해 고온의 물을 증발시켜 스팀을 발생시키는 내통과, 상기 내통에 의해 발생된 스팀을 저장하는 외통으로 구성되되, 상기 내통은 송풍기에서 이송된 연소공기를 다시 저장하는 연소공기 저장탱크와, 상기 연소공기 저장탱크로부터 연소공기를 이송시키는 연소공기 이송덕트와, 상기 연소공기 이송덕트의 일측에 형성되어 상기 연소공기를 분사시키는 연소공기 분사노즐과, 상기 연소공기 이송덕트와 상기 연소공기 분사노즐의 외측에 형성되는 전열파이프를 포함하는 제 1연소실; 상기 제 1연소실에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 제 2연소실; 상기 제 2연소실을 통과한 연소가스 중 미세한 분진을 포집하는 분진포집기; 상기 분진포집기의 일측에 설치되며, 상온의 물을 상기 분진포집기로 공급하는 온수공급탱크; 및 상기 온수공급탱크에서 상기 분진포집기로 공급된 상온의 물이 고온의 물로 변화된 후, 상기 고온의 물을 상기 제 1연소실로 공급시키는 온수공급펌프;를 포함하되, 상기 온수공급펌프에 의해 상기 제 1연소실로 공급된 고온의 물은 연소가스에 의해 증발되어 스팀으로 발생되는 것을 특징으로 하는 폐열회수 시스템을 제공한다.
본 발명은 폐기물 소각시 연소실로 들어가는 냉각수가 일정온도 이상으로 데워지고, 상기 일정온도 이상으로 데워진 물을 폐열보일러에 직접 공급하여 스팀을 즉시 생산할 뿐만 아니라 상기 스팀의 발생시간을 최소로 단축시켜 폐열보일러의 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 폐기물 소각시 발생되는 배기가스(연소가스) 중에 존재하는 유해물질을 환경오염 기준치 이하로 줄여 배출시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 2의 폐열회수 시스템 중 제 1연소실과 온수저장탱크를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 2의 폐열회수 시스템 중 제 1연소실과 온수저장탱크를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템(10)은 제 1연소실(100), 제 2연소실(200), 폐열보일러(300), 온수저장탱크(400), 온수공급펌프(500), 분진포집기(600), 제 1유해가스 제거기(700), 제 2유해가스 제거기(800), 제 1송풍기(1000) 및 제 2송풍기(1100)를 포함한다.
상기 제 1연소실(100)은 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 역할을 한다. 상기 각종 폐기물은 종이, 목재, 합성섬유, 합성수지(PE, PP, PU, PS) 등 가연성 폐기물을 말한다. 따라서 상기 제 1연소실(100)을 통해 각종 폐기물이 연소되고, 상기 폐기물 중 일부는 소각재로 남게 되고, 상기 폐기물 중 나머지는 소각되어 연소가스(배기가스)로 배출되어 제 2연소실(200)로 이동된다.
상기 제 1연소실(100)은 상기 각종 폐기물에 대한 발열량(kcal/kg), 화상부하율(80 ~ 120), 제 1연소실 부하율(kcal/m3 hr), 적정 연소공기량(kg/m3) 등을 계산하여 각종 폐기물들이 완전연소가 될 수 있도록 한다.
상기 제 2연소실(200)은 상기 제 1연소실(100)에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 역할을 한다. 상기 제 2연소실(200)은 내화벽돌에 의한 축열을 이용하여 상기 제 1연소실(100)에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스의 온도를 일정온도 이상 유지시켜 주고, 미연소된 가스에 공기를 반응시켜 재연소시킨다. 또한 상기 제 2연소실(200)은 충분한 연소공간, 체류시간(hr kg/m3)을 계산하여 완전연소를 유도하며, 유해가스 및 매연(그을음)을 제거시켜 주는 동시에 폐열보일러(300)로 이동되는 연소가스(폐열)를 고온으로 유지시켜 주는 기능을 한다.
상기 폐열보일러(300)는 내부가 복수의 관(310)으로 구성되어 있고, 상기 제 2연소실(200)을 통과한 연소가스가 내부로 공급되어 상기 연소가스에 의해 온수저장탱크(400)에서 내부로 공급되는 고온의 물이 증발되어 스팀을 발생시키는 역할을 한다. 따라서 상기 폐열보일러(300)는 기존의 기름연료를 사용하지 않고 폐기물을 소각할 때 발생되는 고온의 연소가스(폐열)를 이용하여 스팀을 발생시켜 주는 역할을 하는 것이다. 상기 폐열보일러(300)는 미리 제 1연소실(100)을 냉각시킨 후 고온으로 변한 물을 온수저장탱크(400)로부터 공급받아 곧바로 연소가스(폐열)에 의해 스팀으로 발생되기 때문에 상온의 물을 예열시켜 스팀으로 발생시키는 기존의 폐열보일러와 차별화되는 효과가 있다. 특히 고온의 물이 온수저장탱크(400)에서 곧바로 폐열보일러(300)로 공급되므로 스팀 발생시간을 획기적으로 단축시킬 뿐만 아니라 상온의 물을 고온의 물로 변화시키기 위해 소요되는 연료비가 그만큼 절감되는 효과가 있다.
특히 상기 복수의 관(310)은 상기 제 2연소실(200)을 통과한 연소가스가 인입하는 복수의 제 1인입관(311)과, 상기 제 1인입관(311)을 통과한 연소가스가 다시 인입되는 복수의 제 2인입관(312)과, 상기 제 2인입관(312)을 통과한 연소가스가 내부를 통과해 상기 분진포집기(600)로 인출되도록 하는 복수의 인출관(313)을 포함한다. 특히 상기 복수의 관(310)은 수십 내지 수백 개의 관을 제 1인입관(311), 제 2인입관(312) 및 제 3인입관(313)으로 분할하여 구성시킨다.
따라서 제 2연소실(200)을 통과한 연소가스(폐열)를 복수의 제 1인입관(311)으로 이송되고, 제 1인입관(311)을 통과한 연소가스(폐열)는 복수의 제 2인입관(312)으로 이송되고, 최종적으로 제 2인입관(312)을 통과한 연소가스(폐열)는 복수의 인출관(313)으로 이송되도록 하여 기존의 노통연관식 보일러가 가진 단점 중 하나인 초기 예열시간이 오래 걸린다는 점을 보완하여 초기 예열시간을 대폭 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 폐열보일러(300)의 내부를 복수의 관(다관식)으로 구성시켜 폐열보일러(300)의 출구온도를 일정온도 이하로 유지시켜 연소가스(폐열)를 최대한 많이 회수할 수 있도록 한다.
상기 온수저장탱크(400)는 상기 제 1연소실(100)에 상온의 물을 공급하여 상기 제 1연소실(100)을 냉각시키고, 상기 냉각시킨 후의 제 1연소실(100)을 통해 배출되어 나온 고온의 물을 저장하는 역할을 한다. 따라서 상기 온수저장탱크(400)에서 제 1연소실(100)로 공급된 상온의 물(약 20℃)은 가열된 제 1연소실(100)을 냉각시키는 냉각수로 사용되고, 제 1연소실(100)에서 냉각수로 사용되면서 가열된 고온의 물(약 100℃)은 다시 온수저장탱크(400)로 이동되어 고온의 상태로 저장된다.
상기 온수공급펌프(500)는 상기 온수저장탱크(400)에 저장되어 있는 고온의 물을 상기 폐열보일러(300)에 공급시키는 역할을 한다. 따라서 상기 온수공급펌프(500)를 통해 상기 온수저장탱크(400)에 저장되어 있는 고온의 물이 직접 폐열보일러(300)로 들어감으로써 연소가스(폐열)에 의해 증발되어 발생되는 스팀의 생산속도를 단축시킬 뿐만 아니라 상온의 물을 고온의 물로 변환시켜 공급시킴으로써 별도로 소요되는 연료비 등을 절감할 수 있는 효과가 있다.
상기 분진포집기(600)는 상기 폐열보일러(300)를 통과한 연소가스 중 미세한 분진을 포집하는 역할을 한다. 따라서 상기 폐열보일러(300)에서 나오는 미세분진을 1차적으로 포집할 수 있으며, 특히 5미크론 이상되는 분진들을 포집하는데 유리한 장치이다.
상기 제 1유해가스 제거기(700)는 상기 분진포집기(600)를 통과한 연소가스 중 다이옥신, 질소산화물, 황산화물, 일산화탄소 및 염화수소를 포함한 유해가스에 소석회 및 활성탄 미세분말을 공급하여 상기 유해가스를 제거시켜 주는 역할을 한다. 따라서 분진포집기(600)를 통과한 연소가스 중 다이옥신은 활성탄 미세분말의 미세모공에 포집되며, 연소가스 중 질소산화물 등은 소석회와 반응하여 무해가스로 변화된다.
상기 제 2유해가스 제거기(800)는 내부에 설치되어 있는 백필터(bag-filter)를 통해 상기 제 1유해가스 제거기(700)를 통과한 연소가스 중 미제거된 유해가스를 제거시키는 역할을 한다. 따라서 상기 제 1유해가스 제거기(700)를 통과한 연소가스 중 미제거된 유해가스 예를 들어 다이옥신, 질소산화물, 미세분진(예:5미크론 이하) 등을 백필터를 통해 제거시켜 다이옥신은 환경기준치 이하, 질소산화물 및 미세분진은 95% 이상 제거된다.
상기 제 1송풍기(1000)는 상기 각종 폐기물의 발열량에 의한 소각용량에 필요한 연소공기량만큼 상기 제 1연소실(100) 또는 상기 제 2연소실(200)로 공기를 주입시키는 역할을 한다. 따라서 상기 제 1송풍기(1000)에 의해 주입된 공기에 의해 제 1연소실(100) 또는 제 2연소실(200)의 완전연소를 유도한다. 특히 제 1송풍기(1000)는 제 1연소실(100)에서 계산된 각종 폐기물에 대한 발열량에 의한 소각용량에 필요한 연소공기량을 계산하고, 이에 따라 공기량 및 공기압 등을 정해 적정동력을 계산하여 전체적인 제 1송풍기(1000)의 용량을 산정한다.
상기 제 2송풍기(1100)는 상기 제 2유해가스 제거기(800)에 의해 유해가스가 제거된 연소가스를 흡입하여 외부로 배출시키는 역할을 한다. 따라서 상기 제 2송풍기(1100)는 제 2유해가스 제거기(800)에 의해 유해가스가 제거된 연소가스(배기가스)를 강제로 흡입하여 제 1연소실(100)로의 가스역류를 방지하는 동시에 가스배출이 원활히 되도록 해 준다. 특히 시간당 소각량을 계산하여 그에 의해 발생되는 가스량을 계산하며, 각각의 장치들(100, 200, 300, 600, 700, 800)의 압력손실을 계산하여 전체적인 제 2송풍기(1100)의 용량을 산정한다.
최종적으로 제 2송풍기(1100)에 의해 흡입되어 배출되는 연소가스는 가스 배출구(900)를 통해 대기 중으로 방출된다. 대기 중으로 방출되는 연소가스는 유해물질이 환경기준치를 만족하는 수준이기 때문에 대기오염을 유발시키지 않는다. 상기 가스 배출구(900)는 제 2유해가스 제거기(800)를 통해 배출되는 연소가스의 온도, 유량, 유속을 계산하여 충분한 직경과 높이로 설계됨으로써 연소가스(배기가스)를 원활히 배출되게끔 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템(10)은 제 1연소실(100'), 제 2연소실(200'), 분진포집기(300') 온수공급탱크(400') 및 온수공급펌프(500')를 포함한다.
상기 제 1연소실(100')은 내통(110')과 외통(120')으로 구성되며, 상기 내통(110')은 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 동시에 상기 발생된 연소가스에 의해 고온의 물을 증발시켜 스팀을 발생시키며, 상기 외통(120')은 상기 내통(110')에 의해 발생된 스팀을 저장하는 역할을 한다. 특히 상기 내통(110')은 송풍기(700')에서 이송된 연소공기를 다시 저장하는 연소공기 저장탱크(111')와, 상기 연소공기 저장탱크(111')로부터 연소공기를 이송시키는 연소공기 이송덕트(112')와, 상기 연소공기 이송덕트(112')의 일측에 형성되어 상기 연소공기를 분사시키는 연소공기 분사노즐(113')과, 상기 연소공기 이송덕트(112')와 상기 연소공기 분사노즐(113')의 외측에 형성되는 전열파이프(114')를 포함한다.
상기 연소공기 분사노즐(113')은 도 5에서 알 수 있듯이, 상기 연소공기 이송덕트(112')의 일측 하면방향으로 여러 개가 설치될 수 있으며, 도 6에서 알 수 있듯이, 또한 두 개의 분사노즐이 서로 직교하는 방향으로 설치되어 보다 효율적으로 연소공기를 내통(110')의 내부로 분사시켜 폐기물의 완전연소를 유도할 수 있다. 그리고 상기 전열파이프(114')는 상기 연소공기 이송덕트(112')와 상기 연소공기 분사노즐(113')을 보호함과 동시에 직접적인 열을 받아 스팀생산에 보조역할을 하며, 고압에도 충분히 견딜 수 있는 재질의 파이프를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 내통(110')에는 직접열을 이용하여 폐기물을 소각시킬 수 있는 각종 보조 파이프 등이 내재될 수 있다.
따라서 상기 제 1연소실의 내통(110')은 직접열을 이용하여 각종 폐기물(종이, 목재, 합성섬유, 합성수지(PE, PP, PU, PS) 등 가연성 폐기물)을 완전연소를 시킴으로써 열손실이 거의 없고 열효율 90% 이상의 효과를 낼 수 있다. 이때 상기 제 1연소실의 내통(110')은 상기 각종 폐기물에 대한 발열량(kcal/kg), 화상부하율(80 ~ 120), 제 1연소실 부하율(kcal/m3 hr), 적정 연소공기량(kg/m3) 등을 계산하여 각종 폐기물들이 완전연소가 될 수 있도록 한다. 그리고 상기 제 1연소실의 외통(120')은 상기 내통(110')을 통해 고온의 물이 증발되어 발생된 스팀을 저장하는 역할을 한다.
따라서 상기 제 1연소실(100')은 내통(110')과 외통(120')으로 구성됨으로써 소각기능과 폐열보일러의 기능을 동시에 구비하고 있는 일체형 폐열보일러라고 볼 수 있는데, 이러한 일체형 폐열보일러를 이용함으로써 설치공간을 절약할 수 있을뿐만 아니라 직접연소 후 곧바로 연소가스(폐열)를 이용하여 스팀을 발생시킬 수 있어 비용 및 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
특히 온수공급탱크(400')에서 공급된 상온의 물이 분진포집기(300')를 통과시켜 고온의 물로 변화시킨 후, 상기 고온의 물을 상기 제 1연소실(100')로 직접 공급함으로써 제 1연소실(100')에서 곧바로 고온의 물을 스팀으로 발생시켜 별도로 고온의 물을 예열시킬 필요가 없기 때문에 연료비가 절약될 뿐만 아니라 스팀발생시간을 최소로 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 제 2연소실(200')은 상기 제 1연소실(100')에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 역할을 한다. 따라서 상기 제 2연소실(200')은 내화벽돌에 의한 축열을 이용하여 상기 제 1연소실(100')에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스의 온도를 일정온도 이상 유지시켜 주고, 미연소된 가스에 공기를 반응시켜 재연소시킨다. 또한 상기 제 2연소실(200')은 충분한 연소공간, 체류시간(hr kg/m3)을 계산하여 완전연소를 유도하며, 유해가스 및 매연(그을음)을 제거시켜 준다.
그리고 송풍기(700')에 의해 각종 폐기물의 발열량에 의한 소각용량에 필요한 연소공기량만큼 제 1연소실(100') 또는 제 2연소실(200')로 공기를 주입시켜 완전연소를 유도한다. 특히 송풍기(700')는 제 1연소실(100')에서 계산된 각종 폐기물에 대한 발열량에 의한 소각용량에 필요한 연소공기량을 계산하고, 이에 따라 공기량 및 공기압 등을 정해 적정동력을 계산하여 전체적인 송풍기(700')의 용량을 산정한다.
상기 분진포집기(300')는 상기 제 2연소실(200')을 통과한 연소가스 중 미세한 분진을 포집하는 역할을 한다. 따라서 상기 제 2연소실(200')에서 나오는 미세분진을 포집할 수 있으며, 특히 5미크론 이상되는 분진들을 포집하는데 유리한 장치이다.
상기 온수공급탱크(400')는 상기 분진포집기(300')의 일측에 설치되며, 상온의 물을 상기 분진포집기(300')로 공급하는 역할을 한다. 따라서 상온의 물(약 20℃)이 온수공급탱크(400')에서 분진포집기(300')로 공급되어 고온의 물(약 100℃)로 변화된 상태에서 제 1연소실(100')로 상기 고온의 물이 직접 공급된다.
상기 온수공급펌프(500')는 상기 온수공급탱크(400')에서 상기 분진포집기(300')로 공급된 상온의 물이 고온의 물로 변화된 후, 상기 고온의 물을 상기 제 1연소실(100')로 공급시키는 역할을 한다. 따라서 상기 온수공급펌프(500')에 의해 상기 제 1연소실(100')로 공급된 고온의 물은 연소가스에 의해 증발되어 스팀으로 발생된다.
최종적으로 분진포집기(300')를 통과한 연소가스는 가스 배출구(600')를 통해 대기 중으로 방출된다. 대기 중으로 방출되는 연소가스는 유해물질이 환경기준치를 만족하는 수준이기 때문에 대기오염을 유발시키지 않는다. 상기 가스 배출구(600')는 분진포집기(300')를 통해 배출되는 연소가스의 온도, 유량, 유속을 계산하여 충분한 직경과 높이로 설계됨으로써 연소가스(배기가스)를 원활히 배출되게끔 한다.
따라서 도 1 내지 도 4에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열회수 시스템(10)은 연소실(100, 200)과 폐열보일러(300)가 별도로 분리되어 있어 많은 양의 각종 폐기물을 소각시킬 때 유리하다. 그리고 도 5 내지 도 7에서의 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐열회수 시스템(10)은 제 1연소실(100') 자체가 소각기능과 폐열보일러의 기능을 동시에 갖춘 일체형으로서 적은 양의 각종 폐기물을 소각시키는데 보다 유리하다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 폐열회수 시스템
100: 제 1연소실
100': 제 1연소실
110': 제 1연소실 내통
111': 연소공기 저장탱크
112': 연소공기 이송덕트
113': 연소공기 분사노즐
114': 전열파이프
120': 제 1연소실 외통
200: 제 2연소실
200': 제 2연소실
300: 폐열보일러
310: 복수의 관
311: 복수의 제 1인입관
312: 복수의 제 2인입관
313: 복수의 인출관
300': 분진포집기
400: 온수저장탱크
400': 온수공급탱크
500: 온수공급펌프
500': 온수공급펌프
600: 분진포집기
600': 가스 배출구
700: 제 1유해가스 제거기
700': 송풍기
800: 제 2유해가스 제거기
900: 가스 배출구
1000: 제 1송풍기
1100: 제 2송풍기

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 각종 폐기물을 태워서 연소가스를 발생시키는 동시에 상기 발생된 연소가스에 의해 고온의 물을 증발시켜 스팀을 발생시키는 내통과, 상기 내통에 의해 발생된 스팀을 저장하는 외통으로 구성되되, 상기 내통은 송풍기에서 이송된 연소공기를 다시 저장하는 연소공기 저장탱크와, 상기 연소공기 저장탱크로부터 연소공기를 이송시키는 연소공기 이송덕트와, 상기 연소공기 이송덕트의 일측에 형성되어 상기 연소공기를 분사시키는 연소공기 분사노즐과, 상기 연소공기 이송덕트와 상기 연소공기 분사노즐의 외측에 형성되는 전열파이프를 포함하는 제 1연소실;
    상기 제 1연소실에 의해 발생된 연소가스 중 미연소된 가스를 공기와 반응시켜 상기 미연소된 가스를 재연소시키는 제 2연소실;
    상기 제 2연소실을 통과한 연소가스 중 미세한 분진을 포집하는 분진포집기;
    상기 분진포집기의 일측에 설치되며, 상온의 물을 상기 분진포집기로 공급하는 온수공급탱크; 및
    상기 온수공급탱크에서 상기 분진포집기로 공급된 상온의 물이 고온의 물로 변화된 후, 상기 고온의 물을 상기 제 1연소실로 공급시키는 온수공급펌프;를 포함하되,
    상기 온수공급펌프에 의해 상기 제 1연소실로 공급된 고온의 물은 연소가스에 의해 증발되어 스팀으로 발생되는 것을 특징으로 하는 폐열회수 시스템.
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