KR101464593B1 - 유해 가스 소각 처리 장치 - Google Patents

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KR101464593B1
KR101464593B1 KR1020130089548A KR20130089548A KR101464593B1 KR 101464593 B1 KR101464593 B1 KR 101464593B1 KR 1020130089548 A KR1020130089548 A KR 1020130089548A KR 20130089548 A KR20130089548 A KR 20130089548A KR 101464593 B1 KR101464593 B1 KR 101464593B1
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최상진
박성규
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(주)케이에프
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Abstract

본 발명은, 연소 공간을 포함하는 수용공간을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 저면에 설치되어서 상기 연소 공간에서 연소되어서 정화될 오염 가스를 공급하는 오염가스 공급부; 상기 연소 공간측으로 외부 공기를 공급하는 외부 공기 공급부; 상기 연소 공간 윗쪽에 설치되어서 상기 연소 공간 측으로 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급부; 상기 연소 공간측으로 공급되어서, 상기 고체 연료를 연소시키기 위한 점화역할을 하는 가스 연료 공급부; 및 상기 하우징의 상면에 설치되어서, 상기 연소 공간에서 연소된 정화 가스를 배출하는 배출구를 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치에 관한 것이다.

Description

유해 가스 소각 처리 장치{APPRATUS FOR INCINERATING HARMFUL GAS}
본 발명은 점도 타르 및 미연성분의 입자상물질과 가연성의 가스상물질을 함유한 유해 가스를 연소하여 정화시키는 유해 가스 소각 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 산업현장에서 발생하는 대기오염물질을 포함한 유해 가스를 처리하는 기술은 입자상대기오염물질을 처리하는 기술로는 전기집진장치, 여과집진장치 등이 활용되고 있으며, 가스상대기오염물질을 처리하는 기술로는 흡수법, 흡착법, 촉매산화장치 등이 활용되고 있다. 하지만, 배출가스 중에 고점도 타르(tar) 및 탄소와 같은 미연소성분의 입자상물질과 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 탄화수소류(HC)와 같은 가연성의 가스상물질을 다량으로 함유된 배출가스를 처리하는 경우에는 일반적인 처리 기술을 적용하기에는 처리효율이 떨어지고, 유지관리 비용이 증가하는 원인이 된다.
특히, 숯을 생산하기 위한 숯 제조용 숯가마나 찜질용 숯가마와 같이 탄화과정에서 발생되는 다량의 목초액을 포함한 타르와 미연소성분의 미세먼지를 함유한 생물성 연소(biomass burning) 시 생성되는 배출가스를 처리장치는 일반적인 처리장치로는 처리 효율이 떨어지고, 처리 비용이 증가하게 된다. 처리 효율이 떨어지고 처리 비용이 증가하는 이유로는 점도가 높은 유적이 전기집진장치 표면에 점착되어 쉽게 탈리가 되지 않거나, 여과집진장치의 여과포의 여과 공극을 막아 차압이 증가하여 처리되지 않거나 탈리가 되지 않아 새로 교체해야 하기 때문이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0221677호 (1999. 06. 29) / 발명의 명칭 : 유해 가스 소각 장치에 개시되어 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 숯 제조용 가마, 찜질용 숯가마의 유해 가스, 또는 식품가공 공장의 건조 공정에서 발생하는 유증기, 산업시설의 점도가 높은 유적 및 미세먼지를 함유한 유해 가스 중의 고점도 타르 및 미연소성분의 입자상물질를 제거하기 위한 유해 가스 소각 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치는, 연소 공간을 포함하는 수용공간을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 저면에 설치되어서 상기 연소 공간에서 연소되어서 정화될 오염 가스를 공급하는 오염가스 공급부; 상기 연소 공간측으로 외부 공기를 공급하는 외부 공기 공급부; 상기 연소 공간 윗쪽에 설치되어서 상기 연소 공간 측으로 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급부; 상기 연소 공간측으로 공급되어서, 상기 고체 연료를 연소시키기 위한 점화역할을 하는 가스 연료 공급부; 및 상기 하우징의 상면에 설치되어서, 상기 연소 공간에서 연소된 정화 가스를 배출하는 배출구를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고체 연료는 숯부스러기 및 펠릿 중 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유해 가스 소각 처리 장치는, 상기 하우징에서 상기 연소 공간 위쪽으로 지그재그로 설치되어서 상기 정화가스를 상기 배출구로 유도하는 복수의 유도판을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고체 연료 공급부는 역화 방지를 위한 분기부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 분기부는, 상기 고체 연료 공급부의 토출구에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 유해 가스 소각 처리 장치는, 상기 고체 연료 공급부의 투입부가 설치되고, 상기 하우징에 부착되는 서브 하우징을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유해 가스 소각 처리 장치는, 상기 투입부에 설치되어서, 상기 고체 연료 공급부를 좌우로 회전시킬 수 있는 가동 밸브를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 서브 하우징에는 점검을 위한 도어부가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 유해 가스 소각 처리 장치는, 상기 유해 가스 소각 처리 장치는, 상기 하우징 내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 상기 온도 센서의 측정값이 기준 값보다 적으면, 상기 가스 공급부 및 상기 고체 연료 공급부를 제어하여 가스 및 고체 연료를 상기 연소 공간에 증가시켜 공급하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 저렴한 가격의 숯부스러기 및 펠릿 등을 이용하여 유해 가스에 포함되어 있는 입자상 오염물질 및 가스상 오염 물질을 소각처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 유해 가스 소각중 고체 연료 투입시 발생할 수 있는 역화 현상을 현격하게 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고체 연료를 투입하기 위한 구성요소인 고체 연료 공급부에 고장이 난 경우, 이에 대한 수리 및 유지 관리가 용이하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 투시 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 투시 사시 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 전자적인 동작을 설명하기 위한 블록 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하에서는 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치에 대하여 도면을 통해 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 투시 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 투시 사시 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치(100)의 근처에는 고체 연료 공급부(40)에 고체 연료를 공급하기 위한 고체 연료 저장부(200)가 설치될 수 있다.
고체 연료 저장부(200)는, 고체 연료인 숯부스러기나 펠릿등을 저장하기 위한 구성요소로서, 도시된 바와 같이, 고체 연료 공급부(40)로 고체 연료를 중력을 이용하여 이송하도록 하기 위하여, 지지대(220)를 구비하고, 지지대(220) 위에 설치되는 하우징(210)으로 구성되며, 하우징(210) 내에 저장되는 고체 연료를 상향으로 이동시키기 위한 나선형 이송부(230)가 설치될 수 있다.
유해 가스 소각 처리 장치(100)는, 상기 고체 연료 저장부(200)로부터 공급되는 저렴한 고체 연료를 이용하여, 입자상, 가스상 오염물질을 포함하는 유해 가스를 소각 처리하는 장치이다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 유해 가스 소각 처리 장치(100)는, 하우징(10), 서브 하우징(15), 오염 가스 공급부(20), 외부 공기 공급부(30), 고체 연료 공급부(40), 가스 연료 공급부(50), 유도판(70), 및 배출구(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(10)은, 상기 오염 가스 공급부(20)로 부터 공급되는 오염가스를 소각시키는 연소공간이 형성되는 수용 공간을 구비하는 구성요소이다. 이 연소 공간(11)에는 오염가스, 가스 연료 및 고체 연료가 함께 공급될 수 있게 구성된다. 이에 대해서는 각 구성요소를 설명하는 부분에 설명하도록 한다.
서브 하우징(15)은, 상기 하우징(10)의 일측에 부착되도록 설치되며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고체 연료 공급부(40)의 상부는 서브 하우징(15)에 관통하도록 설치된다. 서브 하우징(15)은 도어부(16)를 포함하고 있다. 통상 고체 연료 공급부(40)를 통해 고체 연료가 연소공간으로 공급되는 경우, 고체 연료가 고체 연료 공급부(40)의 공급관 내부에 고착되어서, 고체 연료 공급이 제한되는 경우,즉 정상 작동이 불가능하게 되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 경우, 고체 연료 공급부(40)의 고장을 편리하게 수리하기 위하여 서브 하우징(15)을 더 구비하게 하고, 이 서브 하우징(15)에 도어부(16)가 설치되어서 고체 연료 공급부(40)의 고장원인에 대한 수리를 편리하게 한다.
또한, 서브 하우징(15)의 상부, 즉 고체 연료 공급부(40)의 공급관의 투입부에는 좌우로 회전가능한 가동 밸브(44)가 부착되게 된다. 고체 연료 공급부(40)의 공급관에 고체 연료가 고착되는 경우, 가동 밸브(44)를 좌우로 회전시킴으로써 공급관에 충격을 가하게 되고, 이 충격에 의해 고착된 고체 연료가 아래로 떨어뜨리게(제거되게) 한다.
이상과 같은 서브 하우징(15)을 구성함으로써, 고체 연료 공급부(40)의 고장에 대한 수리를 편리하게 한다.
하우징(10)의 저면에 설치되는 오염가스 공급부는, 오염 가스를 상기 하우징(10)의 연소 공간(11)에 공급하기 위한 구성요소이다. 숯제조용 가마,찜질용 숯가마, 또는 식품 공장의 공장에서 발생되는 유증기를 포함하는 오염 가스는, 상기 오염가스 공급부를 통해 하우징(10)내의 연소공간으로 이송되게 되고, 연소공간에서 오염가스는 소각되게 된다.
외부 공기 공급부(30)는, 산소를 포함하는 외부 공기를 연소 공간(11)으로 공급하여 연소가 계속 이루어지도록 하는 구성요소이다. 화력이 유지되기 위해서는 충분한 산소가 필수 요건이다. 연소공간을 구비하는 하우징(10)은 그 부피가 제한되므로, 외부 공기에 포함되어 있는 산소가 공급되지 않으면 화염이 소멸되게 된다. 이에 외부 공기 공급부(30)를 통해 외부 공기를 공급하도록 구성한다. 한편, 유해 가스의 소각 처리속도를 높이기 위하여 별도의 산소 공급부를 더 추가하여 구성할 수 있음도 이해되어야 할 것이다.
가스 연료 공급부(50)는 초기에 고체 연료의 점화를 위한 화염을 만들기 위한 구성요소로서, 예컨대 LPG 가스 등이 연소공간에 공급될 수 있다. 유해 가스 처리 과정의 초기에, 하우징(10)의 연소 공간(11)에 화염을 만들기 위하여 가스 연료 공급부(50)로부터 공급되는 가스 연료를 점화시켜 강력한 화염을 만들고, 그 위에 고체 연료 공급부(40)로부터 공급되는 고체 연료에 의해 화염이 유지되게 된다.
고체 연료 공급부(40)는 고체 연료 저장부(200)로부터 공급되는 고체 연료를 연소 공간(11)으로 공급시키기 위한 구성요소이다. 상기 하우징(10)의 연소 공간(11)측으로 고체 연료를 낙하시키는 고체 연료 공급부(40)는, 도시된 바와 같이 관형태로 이루어지며, 그 최하단에는 토출구(41)가 형성되어서, 이 토출구(41)를 통해 연소 공간(11)으로 고체 연료를 낙하시키게 구성된다.
한편, 토출구(41)에는 분기부(42)가 형성된다. 이 분기부(42)는 고체 연료 공급시 발생될 수 있는 역화 현상(즉, 공급관을 타고 화염이 위로 치솟는 현상)을 방지하기 위한 것이다. 이와 같이 분기부(42)가 형성되어서, 화염이 공급관을 타고 상승하는 경우, 분기부(42)로 그 화염이 분할되므로, 화염의 상승을 억제시킬 수 있게 된다.
한편, 하우징(10)의 내부에는 정화대상이 유해 가스가 하우징(10) 내에 보다 오래동안 머물러서 정화가 더 잘되도록 복수의 유도판(70)이 상기 연소 공간(11) 위쪽으로 지그재그로 설치된다. 이상 같이 구성됨으로서, 연소공간에서 1차 연소된 유해 가스가 하우징(10) 내에서 지그재그의 흐름을 가지면서 보다 오랜기간 하우징(10)내에 체류하게 되므로, 정화율이 더욱더 상승되게 된다.
한편, 하우징(10)의 상부에는 하우징(10) 내에서 정화된 정화공기를 배출하기 위한 배출구(60)가 형성된다. 이 배출구(60)는 재활용시스템과 연결될 수 있다. 배출구(60)에서 배출되는 고온의 정화공기를 이용하여 발전, 냉방, 난방등에 재활용함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있게 된다.
이상과 같이 구성함으로써, 유증기등의 오염가스는 하우징(10) 내에 유입되고, 가스 연료 공급부(50)에서 공급되는 가스 연료로 우선 점화를 한 후, 고체 연료 공급부(40)를 통해 공급되는 고체 연료로 화염을 유지하고, 이 화염에 의해 오염가스는 정화가 된다. 이 정화된 공기는 유도판(70)을 따라 지그재그로 위쪽으로 상승하게 되고, 최종적으로 정화 공기는 배출구(60)로 배출되게 된다. 이 고온의 정화 공기는 열교환되어 에너지 재활용시스템에 재활용되어서 에너지 효율을 높이는데 이용될 수 있다.
이상과 같은 기계적인 구성을 가지는 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치의 전자적인 구성에 대하여, 도 3을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 유해 가스 소각 처리 장치(100)는 오염 가스 공급부(20), 가스 연료 공급부(50), 외부 공기 공급부(30), 고체 연료 공급부(40; 도 1 및 2에서는 고체 연료 저장부(200)의 나선형 이송부에 해당할 것임), 온도 센서(80) 및 제어부(90)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 발명의 설명의 간략화를 위하여 생략하도록 한다. 상기 오염 가스 공급부(20), 가스 연료 공급부(50), 및 외부 공기 공급부(30)에는 그 공급량을 조절하기 위한 각각의 팬이 포함되어 있고, 고체 연료 공급부(40)에도 공급을 조절하기 위한 모터부가 포함되어 있음을 이해되어야 할 것이다.
우선 온도 센서(80)는 하우징(10)의 내부 온도를 측정하기 위한 구성요소이다. 온도 센서(80)에 의해 측정되는 온도가 기준 온도보다 낮게 되면 오염 가스가 충분히 정화되지 않는다. 이 경우 제어부(90)는, 고체 연료 공급부(40) 및 외부 공기 공급부(30) 또는 가스 연료 공급부(50)를 제어하여 더 강한 화염이 일어나도록, 고체 연료, 외부 공기 또는 가스 연료의 공급을 증가시킨다.
만약, 설정에 의해 오염 가스의 처리량이 증가하게 되면, 하우징(10) 내의 설정 온도도 높혀져야 한다. 사용자 입력부(도시되지 않음)에서 유해 가스의 분당 처리량을 설정하게 되면, 그 설정 유해 가스에 기초하여 하우징(10) 내부의 설정온도가 결정되게 되며, 이에 따라 고체 연료 공급부(40) 및 외부 공기 공급부(30) 또는 가스 연료 공급부(50)의 공급량이 제어되게 된다. 제어부(90)는 계속적으로 온도 센서(80)로보터 측정되는 측정 온도와 설정 온도를 비교하고, 이에 따라 상기 고체 연료 공급부(40) 및 외부 공기 공급부(30) 또는 가스 연료 공급부(50)의 공급량을 제어하게 된다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 저렴한 가격의 숯부스러기 및 펠릿등을 이용하여 유해 가스에 포함되어 있는 입자상 오염물질 및 가스상 오염 물질을 동시에 소각처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 유해 가스 소각중 고체 연료 투입시 발생할 수 있는 역화 현상을 현격하게 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고체 연료를 투입하기 위한 구성요소인 고체 연료 공급부에 고장이 난 경우, 이에 대한 수리 및 유지 관리가 용이하게 된다.
상기와 같이 설명된 유해 가스 소각 처리 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 유해 가스 소각 처리 장치
10 : 하우징
11 : 연소공간
15 : 서브 하우징
16 : 도어부
20 : 오염 가스 공급부
30 : 외부 공기 공급부
40 : 고체 연료 공급부
41 : 토출구
42 : 분기부
44 : 가동 밸브
50 : 가스 연료 공급부
60 : 배출구
70 : 유도판
80 : 온도 센서
90 : 제어부
200 : 고체 연료 저장부

Claims (9)

  1. 연소 공간을 포함하는 수용공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징의 저면에 설치되어서 상기 연소 공간에서 연소되어서 정화될 오염 가스를 공급하는 오염가스 공급부;
    상기 연소 공간측으로 외부 공기를 공급하는 외부 공기 공급부;
    상기 연소 공간 윗쪽에 설치되어서 상기 연소 공간 측으로 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급부;
    상기 연소 공간측으로 공급되어서, 상기 고체 연료를 연소시키기 위한 점화역할을 하는 가스 연료 공급부;
    상기 하우징의 상면에 설치되어서, 상기 연소 공간에서 연소된 정화 가스를 배출하는 배출구; 및
    상기 하우징에서 상기 연소 공간 위쪽으로 지그재그로 설치되어서 상기 정화가스를 상기 배출구로 유도하는 복수의 유도판을 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 연료는 숯부스러기 및 펠릿 중 하나를 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 연소 공간을 포함하는 수용공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징의 저면에 설치되어서 상기 연소 공간에서 연소되어서 정화될 오염 가스를 공급하는 오염가스 공급부;
    상기 연소 공간측으로 외부 공기를 공급하는 외부 공기 공급부;
    역화 방지를 위한 분기부를 구비하고, 상기 연소 공간 윗쪽에 설치되어서 상기 연소 공간 측으로 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급부;
    상기 연소 공간측으로 공급되어서, 상기 고체 연료를 연소시키기 위한 점화역할을 하는 가스 연료 공급부; 및
    상기 하우징의 상면에 설치되어서, 상기 연소 공간에서 연소된 정화 가스를 배출하는 배출구를 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분기부는, 상기 고체 연료 공급부의 토출구에 설치되는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  6. 연소 공간을 포함하는 수용공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징의 저면에 설치되어서 상기 연소 공간에서 연소되어서 정화될 오염 가스를 공급하는 오염가스 공급부;
    상기 연소 공간측으로 외부 공기를 공급하는 외부 공기 공급부;
    상기 연소 공간 윗쪽에 설치되어서 상기 연소 공간 측으로 고체 연료를 공급하는 고체 연료 공급부;
    상기 연소 공간측으로 공급되어서, 상기 고체 연료를 연소시키기 위한 점화역할을 하는 가스 연료 공급부;
    상기 하우징의 상면에 설치되어서, 상기 연소 공간에서 연소된 정화 가스를 배출하는 배출구;
    상기 고체 연료 공급부의 투입부가 설치되고, 상기 하우징에 부착되는 서브하우징; 및
    상기 투입부에 설치되어서, 상기 고체 연료 공급부를 좌우로 회전시킬 수 있는 가동 밸브;를 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브 하우징에는 점검을 위한 도어부가 설치되는, 유해 가스 소각 처리 장치.
  9. 제 1 항, 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서;
    상기 온도 센서의 측정값이 기준 값보다 적으면, 상기 가스 연료 공급부 및 상기 고체 연료 공급부가 더 많은 가스 및 고체 연료를 상기 연소 공간에 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하는, 유해 가스 소각 처리 장치.
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