KR101436560B1 - Heat exchanger of incinerator reducing CO in exhaust gas and method heat exchanger thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소각로용 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소각로에서 소각되면서 발생한 연소가스가 연소실을 지나 열교환부에서 열매체와 열교환이 이루어지는 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기 및 이를 이용한 열교환 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a boiler for an incinerator, and more particularly, to an incinerator-type heat exchanger in which carbon monoxide discharge, in which combustion gas generated by incineration in an incinerator is burned, is heat-exchanged with a heating medium in a heat exchange unit through a combustion chamber, and a heat exchange method using the same will be.
최근에 현대사회는 생활 쓰레기 및 각종 산업 폐기물의 급증으로 심각한 환경오염 문제에 봉착하였고, 이러한 환경오염 문제를 해결하기 위한 방법이 다방면으로 연구되고 있는 실정이다. 이러한 환경오염 문제를 해결하기 위한 방법으로는, 각종 폐기물 중 재활용이 가능한 것을 분리하여 다시 사용 가능하도록 변형시키는 방법과, 재활용이 불가능한 폐기물을 연소시켜 그 부피를 감소시킴과 동시에 오염원으로서의 오염도를 감소시키기 위한 소각 처리방법 등이 대표적이다.Recently, contemporary society has faced serious environmental pollution problem due to rapid increase of household waste and various industrial wastes, and various methods for solving such environmental pollution problems have been studied in various fields. As a method for solving such an environmental pollution problem, there are a method of separating various kinds of wastes that can be recycled and reusing them so that they can be used again, a method of burning waste that can not be recycled to reduce the volume thereof, And incineration treatment methods are typical.
이러한 소각 처리방법을 수행하기 위한 소각장치는 소각로에 각종 폐기물을 투입하여 소각하는 장치이고, 최근에는 폐기물을 소각할 때 각종 유해물질과 먼지가 포함된 고온의 연소가스로부터 열을 회수하도록 이루어진다. The incinerator for performing the incineration method is a device for incinerating various incinerators by incinerating incinerators. In recent years, when incineration of waste incineries, heat is recovered from a high temperature combustion gas containing various harmful substances and dust.
한편, 종래의 소각장치의 일 예로, 대한민국 등록특허 제1224267호(발명의 명치:소각로 수직 병합형 폐열 보일러장치)가 개시되어 있다. 이를 간략히 살펴보면, 소각로에서 폐기물이 소각되면서 발생한 연소가스가 제1연소실 및 제2연소실에서 연소되어 열교환기로 유입되고, 이 열교환기에서 다수의 수관과 접촉하면서 유동하도록 이루어지고, 이때 연소가스에 포함된 고온의 열이 수관에서 유동하는 열매체에 의해 회수되었다. On the other hand, Korean Patent Registration No. 1224267 (a description of the invention: incineration furnace vertical merging type waste heat boiler apparatus) is disclosed as an example of a conventional incineration apparatus. Briefly, the combustion gas generated as the waste is incinerated in the incinerator is combusted in the first combustion chamber and the second combustion chamber to flow into the heat exchanger, and flows in contact with the plurality of water pipes in the heat exchanger. Heat of high temperature was recovered by the heat medium flowing in the water tube.
하지만, 제2연소실의 연소공간이 작아 연소가스의 충분한 연소가 이루어지지 않은 상태로 열교환기로 유입되기 때문에 열교환 효율이 낮고, 불연소로 인해 연소가스에 유해물질 및 유해가스가 대량으로 포함되어 있다는 문제점이 있었다.
However, since the combustion space of the second combustion chamber is small and the combustion gas is introduced into the heat exchanger in a state that the combustion gas is not sufficiently combusted, the heat exchange efficiency is low and the combustion gas contains a large amount of harmful substances and noxious gas .
상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 충분한 연소 반응을 위하여 필요한 경로 및/또는 시간을 확보할 수 있도록 함으로써 일산화탄소의 배출을 저감시킬 수 있는 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기 및 이를 이용한 열교환 방법을 제공함에 있다.
It is an object of the present invention, which is devised to overcome the above-described problems, to provide an incinerator-type heat exchanger in which carbon monoxide emission can be reduced so as to secure a necessary path and / or time for a sufficient combustion reaction, And a heat exchange method using the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기는, 소각로에서 소각되면서 발생한 연소가스가 연소실을 지나 열교환부 에서 열매체와 열교환이 이루어지도록 된 소각로 병합형 열교환기에 있어서, 연소실과 열교환부를 연결하여 연소실에서 배출된 연소가스가 추가적으로 연소되어 열교환부로 유입되도록 연소실과 열교환부를 연결하여 설치된 반응실을 구비한 반응부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an incinerator-type heat exchanger in which a carbon monoxide discharge is reduced, a combustion gas generated by incineration in an incinerator is heat-exchanged with a heat medium in a heat exchange unit through a combustion chamber, And a reaction part having a reaction chamber connected to the heat exchange part and connected to the combustion chamber and the heat exchange part so that the combustion gas discharged from the combustion chamber is further burned and introduced into the heat exchange part.
여기서, 반응실은 연소실과 연결된 제1반응실, 열교환부와 연결된 제2반응실 및, 제1반응실과 제2반응실의 상부를 연결하는 연결로를 포함하고, 연결로의 폭(W1)이 제1반응실과 제2반응실의 폭(W2)보다 더 좁게 형성된 것을 특징으로 한다. Here, the reaction chamber includes a first reaction chamber connected to the combustion chamber, a second reaction chamber connected to the heat exchange unit, and a connection path connecting the first reaction chamber and the upper portion of the second reaction chamber, And the width W2 of the second reaction chamber is narrower than the width W2 of the second reaction chamber.
그리고, 소각로는, 공기펌프에 의해 외부공기가 유입되는 공기유동관이 내장된 공기예열기 및, 공기유동관에서 배출된 공기가 공기공급팬에 의해 유입되어 소각로에서 화격자 형태의 버너로 공급되도록 설치된 공기안내관을 포함하는 공기공급부를 더 포함하고, 공기유동관은 내부의 공기와, 열교환부의 연소가스 간의 열교환이 이루어지도록 설치된 것을 특징으로 한다. The incinerator includes an air preheater in which an air flow pipe for introducing outside air is introduced by an air pump and an air guide pipe installed in the incinerator for supplying air discharged from the air flow pipe to the burner in the incinerator Wherein the air flow pipe is installed so as to perform heat exchange between the air inside and the combustion gas of the heat exchange unit.
또한, 소각로에서, 연소실은 상기 연소가스가 유동하는 방향으로 순차적으로 제1연소실 및 제2연소실이 형성되고, 제2연소실이 상기 반응실과 연결되는 것을 특징으로 한다.
Further, in the incinerator, the combustion chamber is characterized in that the first combustion chamber and the second combustion chamber are formed sequentially in the direction in which the combustion gas flows, and the second combustion chamber is connected to the reaction chamber.
한편, 본 발명의 열교환기를 이용한 열교환 방법은, 소각로에서 소각되면서 발생한 연소가스가 연소실을 지나 열교환부에서 열매체와 열교환이 이루어지도록 된 소각로 병합형 열교환기를 이용한 열교환방법에 있어서, 소각로에서 버너에 의해 폐기물이 소각되어 발생한 열과, 소각로의 연소실 벽에 설치된 제1수관 내의 열매체 간에 열교환이 이루어지는 제10단계; 연소실에서 배출된 연소가스가 반응실에 유입되어 추가적으로 연소되는 제11단계; 및 반응실에서 배출된 연소가스가 폐열회수기로 유입되어 제2수관의 열매체와 열교환이 이루어지는 제12단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The heat exchanging method using the heat exchanger of the present invention is a heat exchanging method using an incinerator-type heat exchanger in which a combustion gas generated by incineration in an incinerator is heat-exchanged with a heat medium in a heat exchanger through a combustion chamber, Exchanging heat between the heat generated by the incineration and the heat medium in the first water pipe installed in the combustion chamber wall of the incinerator; An eleventh step in which the combustion gas discharged from the combustion chamber flows into the reaction chamber and is further combusted; And a twelfth step in which the combustion gas discharged from the reaction chamber flows into the waste heat recoverer and heat exchange is performed with the heat medium of the second water pipe.
또한, 연소가스가 공기예열기로 유입되어 외부공기와 열교환이 이루어지는 제13단계; 및 연소가스가 연소가스처리기로 유입되어 제3수관의 열매체와 열교환이 이루어지는 제14단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In addition, the method may further include a thirteenth step in which the combustion gas is introduced into the air preheater and heat exchange is performed with the outside air; And a fourth step in which the combustion gas is introduced into the combustion gas processor and heat exchange with the heating medium of the third water pipe is performed.
한편, 제11단계에서 연소실에서 반응실로 유입된 연소가스는 제1반응실, 연결로 및 제2반응실을 순차적으로 통과하고, 연소가스가 제1, 2반응실(211, 212)에서 보다 더 빠른 속도로 연결로(213)를 통과하는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, in the eleventh step, the combustion gas introduced into the reaction chamber from the combustion chamber sequentially passes through the first reaction chamber, the connection passage and the second reaction chamber, and the combustion gas is supplied to the first and
상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 연소실로부터 연장된 반응실을 추가함으로써, 연소실에서 배출된 연소가스가 반응실을 통과하면서 충분히 연소될 수 있는 연소공간 및/또는 시간을 확보하고, 이를 통해 완전연소에 가까울 정도로 연소효율을 시킬 수 있음은 물론 일산화탄소를 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 외부로 배출되는 배기가스에 일산화탄소가 거의 포함되지 않으므로 자연환경에 매우 친화적이다. As described above, according to the present invention, by adding the reaction chamber extending from the combustion chamber, it is possible to secure a combustion space and / or time in which the combustion gas discharged from the combustion chamber can be sufficiently combusted while passing through the reaction chamber, It is possible to reduce the carbon monoxide as well as the combustion efficiency. In addition, since the exhaust gas discharged to the outside contains little carbon monoxide, it is very friendly to the natural environment.
또한, 연소가스와 외부 공기의 상호 열교환을 통해 얻은 고온의 공기를 소각로에 공급함으로써, 차가운 공기가 유입되었을 때와는 달리 소각로에서의 소각효율이 상승함과 아울러 연소실에서의 연소효율 또한 상승하는 효과가 있다.
In addition, by supplying the high temperature air obtained through the mutual heat exchange between the combustion gas and the outside air to the incinerator, the incineration efficiency in the incinerator is increased and the combustion efficiency in the combustion chamber is increased as compared with the case where the cold air is introduced .
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기의 내부가 개략적으로 도시된 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환기가 개략적으로 도시된 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 반응실의 상부 일부가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 4는 도 1의 소각로 병합형 열교환기를 이용한 열교환 방법이 도시된 순서도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be interpreted.
FIG. 1 is a side cross-sectional view schematically showing the inside of an incinerator-combined heat exchanger in which carbon monoxide emission is reduced according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a plan view schematically showing the heat exchanger shown in Fig.
Fig. 3 is a perspective view schematically showing an upper part of the reaction chamber shown in Fig. 2. Fig.
FIG. 4 is a flowchart showing a heat exchange method using the incinerator-combined heat exchanger of FIG.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
<구성><Configuration>
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기의 내부가 개략적으로 도시된 측단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 열교환기가 개략적으로 도시된 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 반응실의 상부 일부가 개략적으로 도시된 사시도이다. FIG. 1 is a side sectional view schematically showing the inside of an incinerator combined heat exchanger in which carbon monoxide emission is reduced according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view schematically showing the heat exchanger shown in FIG. 1, 3 is a perspective view schematically showing an upper part of the reaction chamber shown in Fig.
본 발명에 따른 소각로 병합형 열교환기는 도 1에 도시된 바와 같이, 소각로(100), 반응부(200), 열교환부(300)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, the incinerator-combined heat exchanger according to the present invention includes an
소각로(100)는 도 1에서와 같이, 공기공급부(110), 버너(120), 컨베이어(130), 연소실, 연료투입부(140) 및 제1수관(150)을 포함하여 이루어진다. 1, the
공기공급부(110)는 공기펌프(111)에 의해 외부공기가 유입되어 연소가스와 열교환하도록 이루어진 공기예열기(112) 및, 공기예열기(112)에서 가열된 가열공기를 버너(120)측으로 안내하도록 공기공급팬(113)과 연계 설치된 공기안내관(114)을 구비한다. The
여기서, 공기예열기(112)는 폐열회수기(310)에서 열교환이 이루어진 연소가스와 외부공기 간의 열교환이 이루어지도록 연소가스의 유동경로상에서 폐열회수기(310)의 후부에 위치한다.Here, the
또한, 공기예열기(112)는 외부공기가 유입되어 공기안내관(114)으로 배출하도록 외부공기의 유동을 안내하는 공기유동관(112a)이 내장되고, 이 공기유동관(112a)은 적어도 하나 이상이 지그재그형태로 배치된다. 따라서, 공기유동관(112a)을 따라 유동하는 공기와, 공기유동관(112a)의 표면과 접촉하는 연소가스 간의 열교환이 이루어진다. The
그리고, 공기안내관(114)은 공기유동관(112a)과 연결되고, 공기유동관(112a)에서 배출된 가열된 공기를 버너(120)까지 안내하도록 설치된다. 이 공기안내관(114)에는 공기유동관(112a)에서 버너(120)까지의 공기 유동을 유도하기 위한 공기공급팬(113)이 연계 설치된다. The
버너(120)는 소각로(100)의 하부에 화격자(fire grate) 형태로 설치된다. 이 화격자 형태는 석탄 등의 고체연료를 연소시키기 위해 주철 또는 강제의 화격자봉 또는 화격자편을 브레킷 위에 일정한 간격으로 정렬하고, 그 위에 연료를 놓고 봉과 봉과의 틈새로 공기안내관(114)에서 유입된 가열된 공기가 상방향으로 유동하도록 하여 소각에 필요한 공기를 충분히 공급할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 화격자 형태로 인해 소각 및 연소된 뒤의 재(cinder) 역시 틈새를 통해 아래로 떨어진다. The
컨베이어(130)는 버너(120)의 하측에 설치되고, 떨어진 재를 소정의 수집장소로 이동시키도록 설치된다. The
연소실은 버너(120)의 상부에 위치하고, 통상적으로 제1연소실(101)과, 제1연소실(101)에서 연장된 제2연소실(102)로 구분되고, 제1연소실(101)에서 폐기물이 소각되면 소각으로 발생한 연소가스가 제2연소실(102)로 유동하여 2차 연소과정을 거치도록 이루어진다. 이는 연소가스가 충분히 연소될 수 있도록 연소시간 및 공간을 확보하기 위함이다. 또한, 제2연소실(102)에는 연소가스 내의 불완전 연소물질을 충분히 연소하기 위해 외부공기를 추가로 주입할 수 있는 공기주입부(미도시)가 설치될 수 있다. The combustion chamber is located above the
연료투입부(140)는 소각할 폐기물을 제1연소실(101) 내로 투입하도록 설치된다. The
제1수관(150)은 연소가스의 유동 방향으로 연소실의 벽에 설치되고, 연소가스와의 열교환을 위한 열매체가 유동하도록 중공인 형태이다. 이 제1수관(150)의 표면에는 버너(120)의 화염 또는 초고온의 연소가스가 직접 접촉함으로써 발생할 수 있는 제1수관(150)의 파손 및 변형을 보호하기 위해 보호부재(미도시)를 제1수관(150)의 길이방향으로 설치할 수 있다. 이 보호부재는 중실(中實)의 환봉일 수도 있고, 중공(中空)으로 내부에 열교환을 위한 열매체가 유동하도록 이루어진 환봉일 수도 있다. 이들 보호부재는 제1수관(150)의 외표면에 직접 용접으로 고착될 수도 있고, 보호부재를 끼운 고정부재가 제1수관(150)의 외표면에 용접으로 고착될 수도 있다. 물론, 보호부재가 제1수관(150)의 표면과 최대한 접촉되도록 하여, 보호부재와 제1수관(150) 간의 열교환을 유도하도록 한다. The
한편, 반응부(200)는 도 1 내지 도 3에서와 같이, 반응실(210) 및 질소산화물 처리기(220)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 도 3은 반응실(210) 상부의 연결로(213)를 표현하기 위해 일부위를 개략적으로 도시된 것으로, 제1,2반응실(1211,212)의 하부는 각각 제2연소실(102)과, 폐열회수기(310)로 연결된다. 1 to 3, the
반응실(210)은 제2연소실(102)과 연결된 제1반응실(211)과, 열교환부(300)의 폐열회수기(310)와 연결된 제2반응실(212) 및, 제1반응실(211)과 제2반응실(212)을 연결하는 연결로(213)를 구비한다. 여기서, 반응실(210)은 도 2에서와 같이 평면상 대략 "H" 형상으로, 연결로(213)의 폭(W1)이 제1,2반응실(211,212)의 폭(W2)보다 더 작게 형성된다. The
여기서, 제1반응실(211)은 제2연소실(102)과 연결되어 제2연소실(102)에서 유입된 연소가스의 연소시간 및 공간을 연장하고, 이로 인해 연소가스의 연소반응이 충분히 진행되도록 한다. 이러한 연소시간 및/또는 공간의 연장으로 최대한 완전연소에 가까운 연소가 이루어지도록 하고, 불연소로 발생하는 일산화탄소의 발생량을 급감시킬 수 있다. The
또한, 제2반응실(212)은 폐열회수기(310)와 연결되어 제1반응실(211)에서 최대한 완전연소에 가깝게 연소된 연소가스가 연결로(213)를 통해 유입된 후 폐열회수기(310)로 유동하도록 설치된다. 제2반응실(212)은 제1반응실(211)에서 유입된 연소가스의 연소시간 및 공간을 연장하고, 이로 인해 연소가스의 연소반응이 충분히 진행되도록 한다. 따라서, 이러한 연소시간 및/또는 공간의 연장으로 최대한 완전연소에 가까운 연소가 이루어지도록 하고, 불연소로 발생하는 일산화탄소의 발생량을 급감시킬 수 있다. The
한편, 연결로(213)가 제1반응실(211)과 제2반응실(212)의 상부를 연결하여, 유입된 연소가스의 연소시간 및 공간을 연장하고, 이로 인해 연소가스의 연소반응이 충분히 진행되도록 한다. 따라서, 이러한 연소시간 및/또는 공간의 연장으로 최대한 완전연소에 가까운 연소가 이루어지도록 하고, 불연소로 발생하는 일산화탄소의 발생량을 급감시킬 수 있다.
On the other hand, the
그리고, 연결로(213)는 도 2 및 도 3에서와 같이 제1반응실(211)과 제2반응실(212)의 상부를 연결하고, 폭(W1)은 제1,2반응실(211,212)의 폭(W2)보다 1/3~1/5 정도로 좁게 형성된다. 이는 제1반응실(211)에서 제2반응실(212)로 유동하는 연소가스의 유동 속도를 증가시키고, 연결로(213) 통과시 연소가스에 포함된 재가 축적되는 현상을 방지하기 위함이다. 보다 상세하게는, 대비된 폭이 1/5 미만인 경우 연소가스의 유동 속도가 너무 빨라 주입되는 환원제와 연소가스의 혼합이 제대로 이루어지지 않고, 1/3을 초과한 경우 연소가스 내의 재가 쌓일 수 있다. 2 and 3, the
또한, 연결로(213)의 폭(W1)이 좁기 때문에 제1,2반응실(211,212)의 상부에서는 연소가스가 일시 정체되면서 와류가 발생하고, 이때 제1반응실(211)에서의 와류로 인해 연소가스의 연소가 더욱 활발히 이루어지며, 제2반응실(212)에서의 와류로 인해 환원제와 연소가스의 환원반응이 더욱 촉진된다. In addition, since the width W1 of the
질소산화물 처리기(220)는 제1반응실(211) 내의 연소가스에 포함된 질소산화물의 농도를 측정하는 가스분석기(미도시), 환원제를 연소가스에 분사하도록 설치된 노즐(221), 가스분석기에서 측정된 질소산화물의 농도에 따라 노즐(221)에 공급되는 환원제 공급량을 조절하는 유량제어밸브(미도시) 및, 환원제가 저장된 저장탱크(222)를 포함하여 이루어진다. 이때, 저장탱크(222)는 반응실(210)의 상부에 설치된다. 여기서, 질소산화물 처리기(220)는 제1반응실(211)에서의 연소가스 온도가 대략 800℃ 이상이기 때문에 SNCR 시스템인 것이 바람직하다. The
여기서, 노즐(221)은 제1반응실(211), 연결로(213) 및 제2반응실(212) 중 어느 한 곳에 설치되어도 무방하고, 도 2에서는 연결로(213)에 설치된 것으로 도시되어 있다. 이는 연결로(213)에서 연소가스에 산화제가 주입된 후 제2반응실(212)에서 와류와 함께 환원반응이 촉진되도록 하기 위함이다. Here, the
한편, 열교환부(300)는 제2반응실(212)에서 유입된 연소가스와 열교환이 이루어지는 폐열회수기(310) 및, 폐열회수기(310)에서 배출되어 공기예열기(112)를 지난 연소가스에 대해 마지막으로 열교환시킨 후 방출하는 연소가스처리기(320)를 포함하여 이루어진다. The
폐열회수기(310)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 상,하부 드럼(311,312)을 연결하면서 내부에 열매체가 유동하도록 내장된 다수의 제2수관(313) 및, 연소가스의 유동방향에 대해 역방향으로 기울어진 격판(314)을 포함한다. 여기서, 상부 드럼(311)에는 제1,2수관(150,313)이 연결된다. 1 and 2, the
먼저, 제2수관(313)은 연소가스의 유동방향을 따라 길게 설치된다. 이 제2수관(313) 내부를 유동하는 열매체와, 유동하면서 제2수관(313)의 외표면과 접촉하는 연소가스 간에 열교환이 이루어진다. First, the
그리고, 격판(314)은 일방향으로 유동하는 연소가스 내에 포함된 재를 수집하기 위해 폐열회수기(310)의 내면으로부터 중심으로 돌출되면서 연소가스의 유동방향과 역방향으로 기울어지게 설치된다. 여기서, 격판(314)은 교번으로 설치되고, 상호 이웃한 격판(314)들은 가상의 연장선상에서 상호 겹치도록 설치되어 연소가스가 지그재그의 유동을 갖도록 한다. 이 격판(314)에 의해 수집된 재는 하방으로 낙하하여 별도 수집되어 폐기된다. The
연소가스처리기(320)는 공기예열기(112)에서 배출된 연소가스가 통과하면서 마지막으로 열교환이 이루어진 후 배출된다. 마지막 열교환을 위해 연소가스처리기(320)에는 다수의 제3수관(미도시)이 연소가스의 유동방향에 대해 일정 각도, 일 예로 대략 직각으로 설치된다. 이 제3수관들은 측면에서 보면 양측으로 이웃한 제3수관들은 상호 일정 간격으로 이격되고, 위,아래로 이웃한 제3수관들은 지그재그 형상으로 설치된다. 이러한 배치는 연소가스가 지그재그로 유동하면서 제3수관들과 최대한 접촉되고, 제3수관들 내부를 유동하는 열매체와 연소가스 간의 열교환을 극대화되도록 하기 위함이다.
The
<열교환 방법><Heat exchange method>
이하에서는 본 발명에 따른 소각로 병합형 열교환기에서의 열교환 방법에 대해 도 4를 참조하여 자세히 설명한다. Hereinafter, a heat exchange method in the incinerator-type heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 4는 도 1의 소각로 병합형 열교환기를 이용한 열교환 방법이 도시된 순서도이다. FIG. 4 is a flowchart showing a heat exchange method using the incinerator-combined heat exchanger of FIG.
먼저, 소각로(100)에서 폐기물이 소각되어 발생한 열과, 소각로(100)의 연소실 벽에 설치된 제1수관(150)의 열매체 간의 열교환이 이루어진다(S10). 좀 더 자세하게는, 연료투입부(140)를 통해 폐기물이 소각로(100)에 유입되면서 공기펌프(111) 및 공기공급팬(113)이 작동하여 외부공기가 소각로(100)로 공급된다. 이후, 버너(120)에 의해 폐기물이 소각되고, 이때 발생한 고온의 열과, 소각로(100)의 벽에 고착된 제1수관(150) 내부를 유동하는 열매체 간의 열교환이 이루어진다. 한편, 소각으로 발생한 고온의 연소가스가 공기예열기(112)까지 유동하면 이때부터 외부공기와 연소가스 간의 열교환이 이루어지고, 이를 통해 가열된 공기가 공기안내관(114)을 거쳐 소각로(100)로 유입된다. First, heat is generated between the heat generated by incineration of waste in the
다음으로, 연소실에서 배출된 연소가스가 반응실에 유입되어 충분한 연소가 이루어지고, 이 연소가스에 환원제가 투입된다(S11). 자세하게 설명하자면, 소각로(100)의 버너(120)에 의해 폐기물이 소각되면서 발생한 연소가스가 연소실을 지나 반응부(200)의 제1반응실(211)로 유입되고, 폭이 좁은 연결로(213)를 빠르게 지나 제2반응실(212)로 유동된다. 이때, 제1,2반응실(211,212)의 상부에는 폭이 좁은 연결로(213)로 인해 와류가 형성된다. 따라서, 연소실에서 제1반응실(211)까지 연장된 연소공간 및 제1반응실(211)의 상부에서의 와류로 인해 연소가스가 충분히 연소된다. 또한, 제1반응실(211)의 연소가스에 포함된 질소산화물의 농도를 가스분석기로 측정한 다음, 측정된 농도에 따라 적당량의 환원제를 노즐(221)을 통해 분사한다. 또한, 제2반응실(212)의 상부에서의 와류로 인해 연소가스와 환원제가 충분히 반응한다. Next, the combustion gas discharged from the combustion chamber flows into the reaction chamber to perform sufficient combustion, and a reducing agent is introduced into the combustion gas (S11). In detail, the combustion gas generated as the waste is incinerated by the
다음으로, 제2반응실(212)에서 배출된 연소가스가 폐열회수기(310)로 유입되어 제2수관(313)의 열매체와 열교환이 이루어진다(S12). 즉, 폐열회수기(310)에 내장된 제2수관(313) 내부를 유동하는 열매체와, 제2수관(313)을 접촉하면서 유동하는 연소가스 간의 열교환이 이루어진다. 이때, 폐열회수기(310) 내에 중심을 향해 돌출된 격판(314)에 의해 연소가스가 지그재그로 유동하고, 이때 격판(314)에 의해 연소가스 내에 포함된 재가 수집된 후 아래로 떨어진다. Next, the combustion gas discharged from the
다음으로, 폐열회수기(310)에서 배출된 연소가스가 공기예열기(112)로 유입되어 외부공기와 열교환이 이루어진다(S13). 여기서, 공기펌프(111)에 의해 공기유동관(112a)으로 유입된 외부공기와, 연소가스 간의 열교환이 이루어진다. 이렇게 가열된 공기는 공기공급팬(113)에 의해 공기안내관(114)을 지나 소각로(100)로 공급된다. Next, the combustion gas discharged from the
끝으로, 공기예열기(112)에서 배출된 연소가스가 연소가스처리기(320)로 유입되어 제3수관의 열매체와 열교환이 이루어진 후 외부로 방출된다(S14). 이곳에서는 연소가스의 유동방향에 대해 대략 직각으로 배치된 제3수관들 사이를 연소가스가 지그재그로 유동하면서 제3수관들과 최대한 접촉되고, 제3수관들 내부를 유동하는 열매체와 연소가스 간의 열교환이 이루어진다.
Finally, the combustion gas discharged from the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100:소각로
101:제1연소실
102:제2연소실
110:공기공급부
111:공기펌프
112:공기예열기
113:공기공급팬
114:공기안내관
120:버너
130:컨베이어
140:연료투입부
150:제1수관
200:반응부
210:반응실
211:제1반응실
212:제2반응실
213:연결로
220:질소산화물 처리기
221:노즐
222:저장탱크
300:열교환부
310:폐열회수기
311:상부 드럼
312:하부 드럼
313:제2수관
314:격판
320:연소가스처리기.100: Incinerator
101: first combustion chamber
102: second combustion chamber
110: air supply part
111: air pump
112: air preheater
113: Air supply fan
114: air guide tube
120: Burner
130: Conveyor
140: fuel injection part
150: first water pipe
200: reaction part
210: Reaction chamber
211: first reaction chamber
212: second reaction chamber
213: Connection route
220: Nitrogen oxide processor
221: Nozzle
222: Storage tank
300: heat exchanger
310: waste heat recovery machine
311: upper drum
312: lower drum
313: Second water pipe
314: diaphragm
320: Combustion gas processor.
Claims (7)
상기 연소실과 상기 열교환부(300)를 연결하여 상기 연소실에서 배출된 상기 연소가스가 추가적으로 연소되어 상기 열교환부(300)로 유입되도록 상기 연소실과 상기 열교환부(300)를 연결하여 설치된 반응실(210)을 포함하는 반응부(200)를 구비하고,
상기 반응실(210)은 상기 연소실과 연결된 제1반응실(211), 상기 열교환부(300)와 연결된 제2반응실(212) 및, 상기 제1반응실(211)과 제2반응실(212)의 상부를 연결하는 연결로(213)를 포함하고,
평면상 "H" 형상으로, 상기 연결로(213)의 폭(W1)이 상기 제1반응실(211)과 제2반응실(212)의 폭(W2)보다 더 좁게 이루어는 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기.
The combustion gas generated by incineration in the incinerator 100 is heat-exchanged with the heating medium in the heat exchange unit 300 through the combustion chamber,
The combustion chamber and the heat exchange unit 300 are connected to the combustion chamber and the heat exchange unit 300 so that the combustion gas discharged from the combustion chamber is further combusted and introduced into the heat exchange unit 300. And a reaction unit 200,
The reaction chamber 210 includes a first reaction chamber 211 connected to the combustion chamber, a second reaction chamber 212 connected to the heat exchange unit 300 and a second reaction chamber 212 connected to the first reaction chamber 211 and the second reaction chamber 212), and the connection path (213)
The width W1 of the connection path 213 is narrower than the width W2 of the first reaction chamber 211 and the second reaction chamber 212 in a planar "H" Combined incinerator heat exchanger.
상기 소각로(100)는,
공기펌프(111)에 의해 외부공기가 유입되는 공기유동관(112a)이 내장된 공기예열기(112) 및, 상기 공기유동관(112a)에서 배출된 공기가 공기공급팬(113)에 의해 유입되어 상기 소각로(100)에서 화격자 형태의 버너(120)로 공급되도록 설치된 공기안내관(114)을 포함하는 공기공급부(110)를 더 포함하고,
상기 공기유동관(112a)은 내부의 공기와, 상기 열교환부(300)의 연소가스 간의 열교환이 이루어지도록 설치된 것을 특징으로 하는 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기.
The method according to claim 1,
The incinerator (100)
An air preheater 112 in which an air flow pipe 112a into which external air flows is connected by an air pump 111 and air discharged from the air flow pipe 112a is introduced by an air supply fan 113, Further comprising an air supply unit (110) including an air guide tube (114) installed to be supplied to the burner (120)
Wherein the air flow pipe (112a) is installed to perform heat exchange between the air inside and the combustion gas of the heat exchange unit (300).
상기 소각로(100)에서,
상기 연소실은 상기 연소가스가 유동하는 방향으로 순차적으로 제1연소실(101) 및 제2연소실(102)이 형성되고, 상기 제2연소실(102)이 상기 반응실(210)과 연결되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 배출이 저감된 소각로 병합형 열교환기.
The method according to claim 1,
In the incinerator 100,
The first combustion chamber 101 and the second combustion chamber 102 are sequentially formed in the combustion chamber in a direction in which the combustion gas flows and the second combustion chamber 102 is connected to the reaction chamber 210 Combined incinerator heat exchanger with reduced carbon monoxide emissions.
소각로(100)에서 버너(120)에 의해 폐기물이 소각되어 발생한 열과, 상기 소각로(100)의 연소실 벽에 설치된 제1수관(150) 내의 열매체 간에 열교환이 이루어지는 제10단계(S10);
상기 연소실에서 배출된 연소가스가 반응실에 유입되어 추가적으로 연소되는 제11단계(S11); 및
상기 반응실에서 배출된 상기 연소가스가 폐열회수기(310)로 유입되어 제2수관(313)의 열매체와 열교환이 이루어지는 제12단계(S12);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소각로 열교환기를 이용한 열교환방법.
The combustion gas generated by incineration in the incinerator 100 is passed through the combustion chamber and heat exchanged with the heating medium in the heat exchange unit 300. The combustion gas discharged from the combustion chamber is further burned by connecting the combustion chamber and the heat exchange unit 300 And a reaction unit 200 including a reaction chamber 210 connected to the combustion chamber and the heat exchange unit 300 so as to be introduced into the heat exchange unit 300. The reaction chamber 210 includes a reaction chamber 210, A second reaction chamber 212 connected to the heat exchange unit 300 and a connection path 220 connecting the first reaction chamber 211 and the upper portion of the second reaction chamber 212. The first reaction chamber 211, And the width W1 of the connection path 213 is narrower than the width W2 of the first reaction chamber 211 and the second reaction chamber 212 in a planar "H & A heat exchange method using an incinerator-combined heat exchanger in which carbon monoxide emission is reduced,
A tenth step S10 in which heat is generated between the heat generated by incineration of the waste by the burner 120 in the incinerator 100 and the heat medium in the first water pipe 150 installed in the combustion chamber wall of the incinerator 100;
An eleventh step (S11) in which the combustion gas discharged from the combustion chamber flows into the reaction chamber and is further burned; And
And a twelfth step (S12) in which the combustion gas discharged from the reaction chamber flows into the waste heat recoverer (310) and is heat-exchanged with the heat medium of the second water pipe (313). Way.
상기 연소가스가 공기예열기(112)로 유입되어 외부공기와 열교환이 이루어지는 제13단계(S13); 및
상기 연소가스가 연소가스처리기(320)로 유입되어 제3수관의 열매체와 열교환이 이루어지는 제14단계(S14);
를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소각로 열교환기를 이용한 열교환방법.
6. The method of claim 5,
A thirteenth step S13 in which the combustion gas is introduced into the air preheater 112 and heat exchange is performed with the outside air; And
(S14) the combustion gas is introduced into the combustion gas processor 320 and heat exchange is performed with the heating medium of the third water pipe;
Wherein the incinerator heat exchanger further comprises a heat exchanger.
상기 제11단계(S11)에서 상기 연소실에서 상기 반응실(210)로 유입된 상기 연소가스는 제1반응실(211), 연결로(213) 및 제2반응실(212)을 순차적으로 통과하고,
상기 연소가스가 상기 제1,2반응실(211,212)에서 보다 더 빠른 속도로 상기 연결로(213)를 통과하는 것을 특징으로 하는 소각로 열교환기를 이용한 열교환방법. 6. The method of claim 5,
The combustion gas flowing into the reaction chamber 210 from the combustion chamber in the eleventh step S11 sequentially passes through the first reaction chamber 211, the connection path 213 and the second reaction chamber 212 ,
Wherein the combustion gas passes through the connection path (213) at a higher rate than in the first and second reaction chambers (211, 212).
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- 2014-01-24 KR KR1020140009149A patent/KR101436560B1/en active IP Right Grant
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