KR101608395B1 - Regenerator combustion and oxidization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유해가스를 연소시키기 위한 열원으로 버너와 발열체를 사용한 축열 연소산화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a regenerative burning oxidation apparatus using a burner and a heating element as a heat source for burning noxious gas.
휘발성 유기화합물이란, 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나 끓는점이 100℃ 미만인 탄화수소 화합물을 말하며, 대기중에서 질소화합물과 공존하면, 햇빛의 작용에 의하여 광화학 반응을 일으켜 오존 및 광화학 산화물을 생성시킨다. 휘발성 유기화합물은 환경을 오염시키는 물질일 뿐만 아니라, 호흡기관의 장애와 발암물질을 유발하는 인체에 유해한 물질이다.A volatile organic compound is a hydrocarbon compound having a vapor pressure of 0.02 psi or more, or a boiling point of less than 100 ° C. When it coexists with a nitrogen compound in the air, it generates a photochemical reaction by the action of sunlight to generate ozone and photochemical oxide. Volatile organic compounds are not only substances that pollute the environment, but also harmful substances that cause respiratory tract disorders and carcinogens.
이러한 이유로, 산업현장에서는 휘발성 유기화합물을 포함한 유해가스를 제거하기 위한 다양한 방법들을 사용하고 있다.For this reason, industrial sites use various methods to remove harmful gases including volatile organic compounds.
휘발성 유기화합물을 제거하는 방법에는 연소산화 방법과 촉매산화 방법 등이 있으며, 연소산화 방법은 약 800℃의 고온에서 휘발성 유기화합물을 직접 연소시켜 휘발성 유기화합물을 제거하고, 촉매산화 방법은 약 350℃의 온도에서 촉매를 이용하여 휘발성 유기화합물을 연소시켜 휘발성 유기화합물을 제거한다.There are combustion oxidation methods and catalytic oxidation methods for removing volatile organic compounds. In the combustion oxidation method, volatile organic compounds are directly burned at a high temperature of about 800 ° C to remove volatile organic compounds. The volatile organic compound is burned by using the catalyst to remove the volatile organic compound.
휘발성 유기화합물을 직접 연소하는 연소산화 방법의 경우, 휘발성 유기화합물이 고온에서 연소되므로, 배출되는 청정가스도 고온 상태이다. 그런데, 배출되는 청정가스의 폐열을 사용할 수 없으면 에너지가 낭비되므로, 청정가스의 폐열을 회수한 후 유입되는 휘발성 유기화합물을 예열하는 축열 연소산화장치가 많이 사용되고 있다.In the case of the combustion oxidation method in which the volatile organic compound is directly burned, since the volatile organic compound is burned at a high temperature, the discharged clean gas is also in a high temperature state. However, energy can be wasted if the waste heat of the discharged clean gas can not be used. Therefore, a regenerative burning oxidation apparatus for preheating the volatile organic compounds introduced after recovering the waste heat of the clean gas is widely used.
한국공개특허공보 10-2003-0011036호에 개시된 종래의 축열 연소산화장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 연소실(10)에서 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 버너를 사용한다.A conventional heat accumulation combustion oxidation apparatus disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0011036 uses a burner as a heat source for burning noxious gas in the combustion chamber 10, as shown in FIG.
그런데, 상기 버너의 경우에는 연료가 필요하므로, 상대적으로 비용이 많이 드는 단점이 있다.However, in the case of the burner, fuel is required, which is relatively expensive.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a regenerative combustion oxidizing apparatus capable of solving all the problems of the prior art as described above.
본 발명의 다른 목적은 유해가스를 연소시키기 위한 열원으로 버너와 발열체를 선택적으로 사용함으로써, 청정가스가 오염되는 것을 방지할 수 있는 축열 연소산화장치를 제공하는 것일 수 있다.It is another object of the present invention to provide a regenerative combustion oxidizing apparatus capable of preventing contamination of clean gas by selectively using a burner and a heating element as a heat source for burning noxious gas.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 내부 일측 부위는 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실로 형성된 본체; 상기 연소실의 타측인 상기 본체의 내부 타측 부위에 설치되고, 복수개의 구역으로 구획되며, 복수개의 상기 구역 중 하나 이상의 상기 구역을 유해가스가 통과하여 상기 연소실로 유입되고, 복수개의 상기 구역 중 유해가스가 통과하지 않는 하나 이상의 상기 구역을 상기 연소실에서 유해가스가 연소됨으로 인하여 생성되는 청정가스가 통과하여 배출되며, 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 하나의 상기 구역을 퍼지가스가 통과하여 유해가스와 함께 상기 연소실로 유입되는 축열부재; 상기 연소실측 상기 본체의 외면에 설치되며, 상기 연소실로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 작용하는 버너; 상기 연소실에 설치되며, 상기 연소실로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 작용하는 발열체를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a regenerative combustion oxidation apparatus comprising: a main body having a combustion chamber in which a noxious gas flows into a combustion chamber; Wherein the combustion chamber is provided at the other side of the main body of the combustion chamber and is divided into a plurality of zones and at least one of the plurality of zones is passed through the combustion chamber through the noxious gas, Wherein at least one of the at least one zone not passing through the combustion chamber is discharged through a clean gas generated due to the combustion of the noxious gas in the combustion chamber and the purge gas is passed through the one zone where the noxious gas and the clean gas do not pass, A heat storage member which is introduced into the combustion chamber together; A burner installed on an outer surface of the main body at the combustion chamber side and serving as a heat source for burning noxious gas introduced into the combustion chamber; And a heating element installed in the combustion chamber and serving as a heat source for burning the noxious gas introduced into the combustion chamber.
본 발명의 실시예에 따른 축열 연소산화장치는, 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 필요한 경우 버너만 사용하거나, 버너와 발열체를 함께 사용하고, 그 이외의 경우는 발열체를 사용한다. 그러면, 상대적으로 많은 비용이 드는 버너만을 사용하는 경우에 비하여, 비용이 절감되는 효과가 있을 수 있다.In the heat accumulating combustion oxidation apparatus according to the embodiment of the present invention, only a burner is used as a heat source for burning harmful gas, or a burner and a heating element are used together, and in other cases, a heating element is used. Then, the cost can be reduced as compared with the case where only a relatively expensive burner is used.
그리고, 버너의 동작시에는 연료의 연소에 의하여 유해가스가 발생하는 반면, 발열체의 발열시에는 유해가스가 발생하지 않는다. 그러면, 버너만을 사용하는 경우에 비하여, 청정가스가 오염되는 것이 방지되는 효과가 있을 수 있다.In operation of the burner, noxious gas is generated by the combustion of the fuel, but no noxious gas is generated when the heating element generates heat. In this case, the clean gas may be prevented from being contaminated as compared with the case where only the burner is used.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도.
도 2는 도 1의 일부 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 본체의 개략 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 축열부재의 개략 평면도.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 제1탱크 및 제2탱크의 일부 절개 사시도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 축열 연소산화장치의 축열부재의 평면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 축열 연소산화장치의 축열부재의 평면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제4실시예 및 제5실시예에 따른 축열 연소산화장치치의 단면도.1 is a perspective view of a regenerative combustion oxidizing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partially exploded perspective view of FIG. 1. FIG.
3 is a schematic cross-sectional view of the body shown in Fig.
4 is a schematic plan view of the heat storage member shown in Fig.
Figures 5A and 5B are partially cutaway perspective views of the first and second tanks shown in Figure 1;
6 is a plan view of a heat accumulating member of a regenerative burning oxidation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a heat storage member of a thermal storage combustion oxidation apparatus according to a third embodiment of the present invention.
8 and 9 are sectional views of a regenerative combustion oxidizer value according to fourth and fifth embodiments of the present invention.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the specification of the present invention, the same reference numerals as in the drawings denote the same elements, but they are numbered as much as possible even if they are shown in different drawings.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.
"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.The term "above" means not only when a configuration is formed directly on top of another configuration, but also when a third configuration is interposed between these configurations.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 축열 연소산화장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a regenerative burning oxidation apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1실시예First Embodiment
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 본체의 개략 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a regenerative combustion oxidizing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic sectional view of the body shown in FIG.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치는 내부에 공간이 형성된 본체(110)를 포함할 수 있다. 본체(110)의 내부 상측 부위는 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해가스가 유입되어 연소되는 연소실(111a)로 형성될 수 있고, 내부 하측 부위는 후술할 축열부재(120)가 설치되는 축열실로 형성될 수 있다.As shown in the figure, the regenerative thermal oxidizer according to the first embodiment of the present invention may include a
본체(110)는 상호 결합된 상부본체(111)와 하부본체(115)로 마련될 수 있으며, 상부본체(111)의 내부가 연소실(111a)로 형성되고 하부본체(115)의 내부가 상기 축열실로 형성될 수 있다.The
상기 축열실의 내부에는 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 통과하는 세라믹재로 형성된 축열부재(120)가 설치될 수 있다. 축열부재(120)는 자신의 중심을 기준으로 방사상으로 (2n-1)개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획될 수 있다.A
축열부재(120)가 (2n-1)개의 구역으로 구획될 때, 유해가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있다. 그리고, 유해가스의 연소에 의하여 연소실(111a)에 생성되는 청정가스는 유해가스가 통과하는 구역의 수와 동일한 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 하나의 구역을 통과할 수 있다.When the
유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가 축열부재(120)를 통과할 수 있도록, 축열부재(120)는 상하면이 개방된 사각통 형상의 중공체(中空體)인 복수의 단위 축열부재(120a)에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 복수의 단위 축열부재(120a)가 행과 열을 이루면서 배치되고, 행과 열을 이루면서 배치된 복수의 단위 축열부재(120a)가 적층되어 축열부재(120)가 형성될 수 있다.The
단위 축열부재(120a)의 내부를 가스가 통과하므로, 단위 축열부재(120a)의 내부가 기공이다.Since the gas passes through the inside of the unit
본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치는 n=3인 다섯 개의 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 축열부재(120)가 구획된 것을 보이고 있다.The heat storage combustion oxidation apparatus according to the first embodiment of the present invention shows that the
축열부재(120)가 다섯 개의 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 구획될 수 있도록, 상부본체(115)의 내면 및 상면에는 격벽(117)이 접촉 설치될 수 있다. 격벽(117)에 의하여 구획 형성된 공간에 단위 축열부재(120a)가 행과 열을 이루면서 배치되므로, 격벽(117)에 의하여 구획 형성된 공간이 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)이 되는 것이다.The
축열부재(120)의 하면은 메쉬 구조의 지지판(미도시)에 지지되어 하부본체(115)의 하면과 이격 설치될 수 있다.The lower surface of the
본 발명의 제1실시예에 따른 축열부재는 다섯 개의 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 구획되므로, n=3이다. 따라서, 유해가스는 두 개의 구역을 통과할 수 있고, 청정가스는 유해가스가 통과하지 않는 두 개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 하나의 구역을 통과할 수 있다.The heat accumulating member according to the first embodiment of the present invention is divided into five
이때, 유해가스가 통과하는 구역과 청정가스가 통과하는 구역은 축열부재(120)의 중심을 기준으로 대략 대칭을 이루는 것이 바람직하다. 그리고, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 각각 축열부재(120)의 구역을 하나씩 순차적으로 이동하면서 통과할 수 있다. 즉, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 각각 축열부재(120)의 구역을 순환하면서 통과할 수 있고, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스의 순환방향은 동일한 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the zone through which the noxious gas passes and the zone through which the clean gas passes are substantially symmetrical with respect to the center of the
축열부재(120)에 대해서는 후술한다.The
본체(110)의 외부 하측에는 제1탱크(141)가 설치될 수 있고, 제1탱크(141)의 내부에는 제2탱크(143)(도 5a 참조)가 제1탱크(141)와 구획되어 설치될 수 있다. 즉, 산업현장에서 발생하는 유해가스는 제1탱크(141)에 수용 저장될 수 있고, 유해가스의 연소에 의하여 생성된 연소실(111a)의 청정가스는 제2탱크(143)에 수용 저장될 수 있다. 유해가스 및 청정가스는 제1탱크(141) 및 제2탱크(143)에 각각 저장되므로, 혼합되지 않는다.A
본체(110)와 제1탱크(141) 사이에는 제1탱크(141)에 저장된 유해가스를, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 통하여, 연소실(111a)로 각각 유입하기 위한 복수의 유해가스 유입관(151)이 설치될 수 있다. 유해가스 유입관(151)의 상단부측은 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)측과 대응되게 각각 연통될 수 있고, 하단부는 제1탱크(141)와 연통될 수 있다. 유해가스 유입관(151)의 수는 축열부재(120)의 구획된 구역(121, 122, 123, 124,125)의 수와 대응되게 마련될 수 있다.Between the
각 유해가스 유입관(151)에는 각 유해가스 유입관(151)을 각각 독립적으로 개폐하는 제1밸브(152)가 설치될 수 있다. 제1탱크(141)에 저장된 유해가스는, 제1밸브(152)에 의하여, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 선택적으로 유입될 수 있다.Each of the noxious
본체(110)와 제2탱크(143) 사이에는 연소실(111a)의 청정가스를, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 통하여, 제2탱크(143)(도 5a 참조)로 배출하기 위한 청정가스 배출관(154)이 설치될 수 있다. 청정가스 배출관(154)의 상단부측은 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)측과 각각 대응되게 연통될 수 있고, 하단부는 제2탱크(143)와 연통될 수 있다. 청정가스 배출관(154)의 수는 축열부재(120)의 구획된 구역(121, 122, 123, 124, 125)의 수와 대응되게 마련될 수 있다.The clean gas in the
각 청정가스 배출관(154)에는 각 청정가스 배출관(154)을 각각 독립적으로 개폐하는 제2밸브(155)가 설치될 수 있다. 연소실(111a)의 청정가스는, 제2밸브(155)에 의하여, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 선택적으로 통과하여 제2탱크(143)로 유입될 수 있다.Each clean
본체(110)의 외부 하면측에는 퍼지가스를 수용 저장하는 링형상의 제3탱크(145)가 유해가스 유입관(151) 및 청정가스 배출관(154)을 에워싸는 형태로 설치될 수 있다.A ring-shaped
제3탱크(145)의 내측에는 일측은 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)과 각각 대응되게 연통되고 타측은 제3탱크(145)와 연통되어, 제3탱크(145)의 퍼지가스를, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 통하여, 연소실(111a)로 유입하기 위한 퍼지가스 공급관(157)이 설치될 수 있다. 퍼지가스 공급관(157)의 수는 축열부재(120)의 구획된 구역(121, 122, 123, 124, 125)의 수와 대응되게 마련될 수 있다.One side of the
각 퍼지가스 공급관(157)에는 각 퍼지가스 공급관(157)을 각각 독립적으로 개폐하는 제3밸브(158)가 설치될 수 있다. 제3탱크(145)의 퍼지가스는, 제3밸브(158)에 의하여, 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 선택적으로 통과하여 연소실(111a)로 유입될 수 있다.Each purge
본체(110)의 하부본체(115)의 하면에는 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)과 각각 연통되는 연통덕트(119)가 각각 설치될 수 있다. 각 연통덕트(119)에는 축열부재(120)의 각 구역(121, 122, 123, 124, 125)과 대응되는 유해가스 유입관(151)의 상단부가 각각 연통될 수 있고, 청정가스 배출관(154)의 상단부가 각각 연통될 수 있으며, 퍼지가스 공급관(157)의 일단부가 연통될 수 있다.A
유해가스 유입관(151) 및 청정가스 배출관(154)은 각각 축열부재(120)의 중심을 기준으로 방사상으로 배치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the noxious
본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치는 연소실(111a)로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 열원(熱源)으로 버너(131)와 발열체(135)를 사용할 수 있다.The
버너(131)는 연소실(111a)을 형성하는 본체(110)의 상부본체(111)의 외면에 설치되어 연소실(111a)의 유해가스를 가열하여 연소할 수 있고, 발열체(135)는 연소실(111a)의 내부에 설치되어 유해가스를 가열하여 연소할 수 있다.The
버너(131)와 발열체(135)는 제어부(미도시)에 의하여 선택적으로 동작할 수도 있고, 필요에 따라 함께 동작할 수도 있다.The
더 구체적으로 설명하면, 상기 제어부는 축열 연소산화장치의 초기 가동시, 즉 유해가스를 연소하기 위하여 연소실(11a)의 온도를 초기에 승온할 때, 버너(131)만을 동작시키거나, 버너(131)와 발열체(135)를 함께 동작시킬 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 연소실(111a)의 온도가 유해가스를 연소하기 위하여 설정한 설정 온도 미만이면 버너(131)만 동작시키거나, 버너(131)와 발열체(135)를 함께 동작시킬 수 있다.More specifically, the control unit operates the
버너(131)는 연료를 사용하므로 상대적으로 비용이 많이 든다. 그런데, 본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치는 필요한 경우 버너(131)만 사용하거나 버너(135)와 발열체(135)를 함께 사용하고, 그 이외의 경우는 발열체(135)를 사용하므로 비용이 절감될 수 있다.The
그리고, 버너(131)의 동작시에는 연료의 연소에 의하여 유해가스가 발생하는 반면, 발열체(135)의 발열시에는 유해가스가 발생하지 않는다. 그런데, 본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치는 필요한 경우에 버너(131)만 사용하거나 버너(131)와 발열체(135)를 함께 사용하고, 그 이외의 경우는 발열체(135)를 사용한다. 그러므로, 상대적으로 적은 양의 유해가스가 발생할 수 있다. 그러므로, 버너(131)만을 사용하는 경우에 비하여, 청정가스가 오염되는 것이 방지될 수 있다.At the time of operating the
연소실(111a)의 전체 부위에 걸쳐서 연소 온도가 균일할 수 있도록, 버너(131)는 복수개 설치될 수 있다. 그리고, 연소실(111a)의 전체 부위에 걸쳐서 연소 온도가 균일할 수 있도록, 발열체(135)는 바 형상으로 형성되어, 축열부재(120)의 중심을 기준으로, 방사상으로 설치될 수 있다. 이때, 발열체(135)는 비금속재인 이규화몰리브덴으로 형성되거나, 금속재인 몰리브덴, 텅스텐 및 백금 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.A plurality of
연소실(111a)이 형성된 상부본체(111)에는 유해가스의 연소 온도를 감지하는 센서(미도시)가 설치될 수 있음은 당연하다.It is a matter of course that a sensor (not shown) for detecting the combustion temperature of the noxious gas may be installed in the
본 발명의 제1실시예에 따른 축열 연소산화장치의 축열부재(120)에 대하여 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 축열부재의 개략 평면도이다.The
이하에서는, 유해가스, 청정가스 및 퍼지가스가, 축열부재(120)의 중심을 기준으로, 시계방향인 정방향으로 순환하면서 축열부재(120)의 구역(121, 122, 123, 124, 125)을 각각 순차적으로 통과하는 것을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, the noxious gas, the clean gas and the purge gas are circulated in the clockwise direction with respect to the center of the
도 4에 도시된 바와 같이, 축열부재(120)가 다섯 개의 구역(121, 122, 123, 124, 125)으로 구획되어 있으므로, n=3이다. 따라서, 유해가스 및 청정가스는 각각 두 개의 구역을 통과하며, 대략 대칭되는 구역을 각각 통과하는 것이 바람직하다.4, the
축열부재(120)의 동작을 설명한다.The operation of the
모든 제1밸브(152), 모든 제2밸브(155) 및 모든 제3밸브(158)가 폐쇄된 상태를 최초의 상태라 가정한다. 최초의 상태에서, 유해가스 및 청정가스가 구역(121, 222) 및 구역(123, 124)을 각각 통과할 수 있도록, 제1밸브(152a, 152b) 및 제2밸브(155c, 155d)를 각각 개방한다. 그러면, 유해가스는 구역(121, 122)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 연소실(111a)로 유입된 유해가스는 연소실(111a)의 일측면과 상면 및 타측면을 따라 이동하면서 연소되어 청정가스가 된 후, 구역(123, 124)을 통과하여 배출된다. 이때, 청정가스가 통과한 축열부재(220)의 구역(123, 124)은 청정가스와 열교환하여 축열을 하게 된다.It is assumed that all of the
이러한 상태에서, 제3밸브(158e)가 개방되면, 구역(125)에 잔존하는 유해가스가 퍼지가스와 함께 연소실(111a)로 유입되므로, 구역(125)은 청정한 상태가 된다. 즉, 퍼지가스는 유해가스가 통과하는 최후단의 구역(121)과 청정가스가 통과하는 최선단의 구역(124) 사이에 위치된 구역(125)을 통하여 연소실(111a)로 공급될 수 있다.In this state, when the
퍼지가스는 청정공기일 수 있다.The purge gas may be clean air.
구역(125)이 청정한 상태가 되면, 순차적으로 제2밸브(155e) 및 제2밸브(155c)는 각각 개방 및 폐쇄되고, 제1밸브(152c) 및 제1밸브(152a)는 각각 개방 및 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(122, 123)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 구역(124, 125)을 통과하여 배출된다. 구역(125)은 퍼지가스에 의하여 청정한 상태이므로, 구역(125)을 통하여 배출되는 청정가스에는 유해가스가 섞이지 않게 되는 것이다.The
그 후, 제3밸브(158a)가 개방되고 제3밸브(158e)가 폐쇄된 후, 순차적으로, 제2밸브(155a) 및 제2밸브(155d)는 개방 및 폐쇄되고 제1밸브(152d) 및 제1밸브(152b)는 개방 및 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(123, 124)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 구역(125, 121)을 통과하여 배출된다. 구역(121)은 퍼지가스에 의하여 청정한 상태이므로, 구역(121)을 통하여 배출되는 청정가스에는 유해가스가 섞이지 않게 되는 것이다.Subsequently, the
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 제1탱크 및 제2탱크의 일부 절개 사시도로서, 이를 설명한다.Figs. 5A and 5B are partially cutaway perspective views of the first tank and the second tank shown in Fig. 1, which will be described.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제1탱크(141)의 내부에 제2탱크(143)가 구획 설치되고, 제1탱크(141)와 제2탱크(143)는 동심을 이룰 수 있다. 이때에는, 축열부재(120)(도 2 참조)의 중심을 기준으로, 유해가스 유입관(151)이 청정가스 배출관(154)의 외측에 위치될 수 있다.5A, a
유입된 유해가스는 고온에서 연소된 후, 청정가스가 된다. 그러므로, 유입된 유해가스의 체적에 비하여 배출되는 청정가스의 체적은 더 증대된다. 그러면, 청정가스 배출관(154)의 직경을 유해가스 유입관(151)의 직경 보다 더 크게 형성하여야 청정가스가 용이하게 배출될 수 있다.The incoming harmful gas is burned at high temperature and then becomes clean gas. Therefore, the volume of the clean gas discharged compared to the volume of the introduced noxious gas is further increased. If the diameter of the clean
이러한 이유로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2탱크(143)의 내부에 제1탱크(141)가 구획 설치되고, 제2탱크(143)와 제1탱크(141)는 동심을 이룰 수 있다. 이때에는, 축열부재(120)(도 2 참조)의 중심을 기준으로, 청정가스 배출관(154)이 유해가스 유입관(151)의 외측에 위치될 수 있다.For this reason, as shown in FIG. 5B, the
그러면, 축열부재(120)의 중심과 인접한 부위보다 축열부재(120)의 테두리부측과 인접한 부위의 공간이 더 넓으므로, 설치공간의 제약 없이 청정가스 배출관(154)의 직경을 크게 형성할 수 있다.Since the space adjacent to the edge of the
제2실시예Second Embodiment
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 축열 연소산화장치의 축열부재의 개략 평면도로서, 제1실시예와의 차이점만을 설명한다.FIG. 6 is a schematic plan view of a heat accumulating member of the regenerative thermal oxidizer according to the second embodiment of the present invention, and only differences from the first embodiment will be described.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 축열부재(220)는 n=3인 다섯 개의 구역(221, 222, 223, 224, 225)으로 구획될 수 있고, 본체(110)의 하부본체(115)(도 2 참조)의 측면과 대향하는 축열부재(220)의 외면은 축열부재(220)의 구획된 수와 대응되는 오각형으로 형성될 수 있다. 이때, 하부본체(115)의 측면도 축열부재(220)의 외면과 대응되는 오각형으로 형성될 수 있다.The
그러면, 축열부재(220)의 각 구역(221, 222, 223, 224, 225)의 외면인 테두리면은 직선으로 형성되므로, 부채꼴 형상으로 형성된 일반적인 축열부재에 비하여, 단위 축열부재(220a)와 하부본체(115)의 측면 사이에 형성되는 사장되는 공간이 감소된다. 그러므로, 축열부재(220)의 각 구역(221, 222, 223, 224, 225)에 단위 축열부재(220a)를 집약하여 배치할 수 있으므로, 축열부재(220)의 축열효율이 향상될 수 있다.Since the outer circumferential surfaces of the
제3실시예Third Embodiment
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 축열 연소산화장치의 축열부재의 개략 단면도로서, 제1실시예와의 차이점만을 설명한다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a heat storage member of the heat accumulation combustion oxidation apparatus according to the third embodiment of the present invention, and only differences from the first embodiment will be described.
도시된 바와 같이, 축열부재(320)는 자신의 중심을 기준으로 방사상으로 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 구역으로 구획될 수 있다. 축열부재(320)가 2n개의 구역으로 구획될 때, 유해가스는 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있다. 그리고, 유해가스의 연소에 의하여 연소실(111a)(도 3 참조)에 생성되는 청정가스는 유해가스가 통과하는 구역의 수와 동일한 (n-1)개의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 하나의 구역을 통과할 수 있다.As shown in the figure, the
본 발명의 제3실시예에 따른 축열 연소산화장치는 n=2인 네 개의 구역(321, 322, 323, 324)으로 축열부재(320)가 구획된 것을 보이고 있다. 따라서, 유해가스는 하나의 구역을 통과할 수 있고, 청정가스는 유해가스가 통과하지 않는 하나의 구역을 통과할 수 있으며, 퍼지가스는 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 어느 하나의 구역을 통과할 수 있다.The thermal storage combustion oxidation apparatus according to the third embodiment of the present invention shows that the
동작에 대하여 설명한다.The operation will be described.
모든 제1밸브(352), 모든 제2밸브(355) 및 모든 제3밸브(358)가 폐쇄된 상태를 최초의 상태라 가정한다. 최초의 상태에서, 유해가스 및 청정가스가 구역(321) 및 구역(323)을 각각 통과할 수 있도록, 제1밸브(352a) 및 제2밸브(355c)를 각각 개방한다. 그러면, 유해가스는 구역(321)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 연소실(111a)로 유입된 유해가스는 연소실(111a)의 일측면과 상면 및 타측면을 따라 이동하면서 연소되어 청정가스가 되며, 청정가스는 구역(323)을 통과하여 배출된다. 이때, 청정가스가 통과한 축열부재(320)의 구역(323)은 청정가스와 열교환하여 축열을 하게 된다.It is assumed that all of the
이러한 상태에서, 유해가스가 통과하는 최후단의 구역(321)과 청정가스가 통과하는 최선단의 구역(323) 사이에 위치된 구역(324)의 제3밸브(358d)가 개방하여 퍼지가스를 공급하면, 구역(324)에 잔존하는 유해가스가 퍼지가스와 함께 연소실(111a)로 유입되므로, 구역(324)은 청정한 상태가 된다.In this state, the
구역(324)이 청정한 상태가 되면, 순차적으로 제2밸브(355d)는 개방되고 제2밸브(355c)는 폐쇄되며, 제1밸브(352b)는 개방되고 제1밸브(352a)는 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(322)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 구역(324)을 통과하여 배출된다. 구역(324)은 퍼지가스에 의하여 청정한 상태이므로, 구역(324)을 통하여 배출되는 청정가스에는 유해가스가 섞이지 않게 되는 것이다.When the
그 후, 제3밸브(358a)가 개방되고 제3밸브(358d)가 폐쇄된 후, 순차적으로, 제2밸브(355a)는 개방되고 제2밸브(355d)는 폐쇄되며, 제1밸브(352c)는 개방되고 제1밸브(352b)는 폐쇄된다. 그러면, 유해가스는 구역(323)을 통과하여 연소실(111a)로 유입되고, 청정가스는 청정한 구역(321)을 통과하여 배출된다.Thereafter, after the
축열부재(320)가 2n(n은 2 이상의 자연수)개의 구역으로 구획된 경우에도, 본체(110)의 하부본체(115)(도 2 참조)의 측면과 대향하는 축열부재(320)의 외면은 축열부재(320)의 구획된 구역 수와 대응되는 2n각형으로 형성될 수 있다. 그리고, 하부본체(115)의 측면도 축열부재(320)의 외면과 대응되는 2n각형으로 형성될 수 있다.The outer surface of the
도 8 및 도 9는 본 발명의 제4실시예 및 제5실시예에 따른 축열 연소산화장치치의 단면도로서, 제1실시예와의 차이점만을 설명한다.8 and 9 are sectional views of the regenerative thermal oxidizer according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, and only differences from the first embodiment will be described.
제4실시예Fourth Embodiment
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 축열 연소산화장치는 발열체(435)가 판 형상으로 형성되어, 연소실(411a)의 상측 부위에 설치될 수 있다. 이때, 발열체(435)는 축열부재(420)와 대향하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 8, in the heat accumulation combustion oxidation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the
제5실시예Fifth Embodiment
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 축열 연소산화장치는 본체(510)의 하측에 연소실(511a)이 형성되고, 연소실(511a)의 상측에 축열재(520)가 설치될 수 있다.9, a regenerative combustion oxidation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention includes a
그러면, 유해가스의 연소시 청정가스와 함께 발생하여 낙하하는 분진에 의하여 축열부재(520)의 기공이 막히는 것이 방지되므로, 유해가스 처리효율 및 열회수효율이 향상될 수 있다. 그리고, 축열부재(520)를 유지보수하기 위한 작업 주기가 길어지므로 경제적일 수 있다.Thus, the pores of the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110: 본체
111a: 연소실
120: 축열부재
131: 버너
135: 발열체
141, 145: 제1탱크, 제2탱크
151: 유해가스 유입관
154: 청정가스 배출관
157: 퍼지가스 공급관110:
111a: Combustion chamber
120: heat accumulating member
131: Burner
135: Heating element
141, 145: first tank, second tank
151: Noxious gas inflow pipe
154: Clean gas discharge pipe
157: purge gas supply pipe
Claims (12)
상기 연소실의 타측인 상기 본체의 내부 타측 부위에 설치되고, 복수개의 구역으로 구획되며, 복수개의 상기 구역 중 하나 이상의 상기 구역을 유해가스가 통과하여 상기 연소실로 유입되고, 복수개의 상기 구역 중 유해가스가 통과하지 않는 하나 이상의 상기 구역을 상기 연소실에서 유해가스가 연소됨으로 인하여 생성되는 청정가스가 통과하여 배출되며, 유해가스 및 청정가스가 통과하지 않는 하나의 상기 구역을 퍼지가스가 통과하여 유해가스와 함께 상기 연소실로 유입되는 축열부재;
상기 연소실측 상기 본체의 외면에 설치되며, 상기 연소실로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 작용하는 버너;
상기 연소실에 설치되며, 상기 연소실로 유입된 유해가스를 연소하기 위한 열원으로 작용하는 발열체;
상기 본체의 외측에 설치되며 외부에서 유입되는 유해가스가 저장되는 제1탱크;
상기 본체의 외측에 설치되며 상기 연소실에서 배출되는 청정가스가 저장되는 제2탱크;
상기 본체에 설치되며 퍼지가스가 저장되는 링형상의 제3탱크;
상기 축열부재의 상기 구역과 대응되게 상기 본체에 설치되며 상기 축열부재의 상기 구역과 각각 연통되는 연통덕트;
상기 구역의 수와 대응되게 마련되며, 일단부는 대응되는 상기 연통덕트와 각각 연통되고 타단부는 상기 제1탱크와 연통되어 상기 구역으로 각각 유해가스를 공급하여 상기 연소실로 유입시키는 복수의 유해가스 유입관;
상기 구역의 수와 대응되게 마련되며, 일단부는 대응되는 상기 연통덕트와 각각 연통되고 타단부는 상기 제2탱크와 연통되어 상기 연소실에 생성된 청정가스가 상기 구역을 통하여 상기 제2탱크로 배출되도록 안내하는 복수의 청정가스 배출관;
상기 구역의 수와 대응되게 마련되며, 일단부는 대응되는 상기 연통덕트와 각각 연통되고 타단부는 상기 제3탱크와 연통되어 상기 구역으로 각각 퍼지가스를 공급하여 상기 구역에 잔존하는 유해가스와 함께 상기 연소실로 유입시키는 복수의 퍼지가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.A body formed at one side thereof with a combustion chamber into which harmful gas is introduced and burned;
Wherein the combustion chamber is provided at the other side of the main body of the combustion chamber and is divided into a plurality of zones and at least one of the plurality of zones is passed through the combustion chamber through the noxious gas, Wherein at least one of the at least one zone not passing through the combustion chamber is discharged through a clean gas generated due to the combustion of the noxious gas in the combustion chamber and the purge gas is passed through the one zone where the noxious gas and the clean gas do not pass, A heat storage member which is introduced into the combustion chamber together;
A burner installed on an outer surface of the main body at the combustion chamber side and serving as a heat source for burning noxious gas introduced into the combustion chamber;
A heating element installed in the combustion chamber and serving as a heat source for burning the noxious gas introduced into the combustion chamber;
A first tank installed outside the main body and storing noxious gas flowing from the outside;
A second tank installed outside the main body and storing clean gas discharged from the combustion chamber;
A ring-shaped third tank installed in the main body and storing the purge gas;
A communication duct installed in the main body in correspondence with the area of the heat storage member and communicating with the area of the heat storage member, respectively;
And the other end communicates with the first tank to supply a noxious gas to each of the first and second tanks so that a plurality of noxious gas inflows tube;
And one end communicating with the corresponding communication duct and the other end communicating with the second tank so that the clean gas generated in the combustion chamber is discharged to the second tank through the region A plurality of clean gas discharge pipes guiding;
And one end communicates with the corresponding communication duct and the other end communicates with the third tank to supply purge gas to each of the zones, and the purge gas is supplied to each of the zones together with the noxious gas remaining in the zone, And a plurality of purge gas supply pipes for introducing the purge gas into the combustion chamber.
상기 연소실을 초기에 승온시킬 때, 상기 버너만 동작하거나 상기 버너와 상기 발열체가 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
Wherein when the combustion chamber is initially heated, only the burner operates, or the burner and the heating element operate together.
상기 연소실의 온도가 유해가스를 연소하기 위하여 설정한 설정 온도 미만이면, 상기 버너만 동작하거나, 상기 버너와 상기 발열체가 함께 동작하는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
Wherein only the burner operates when the temperature of the combustion chamber is lower than a set temperature set for burning the harmful gas, or the burner and the heating element operate together.
상기 발열체는 바 형상으로 형성되어 상기 축열부재의 중심으로 기준으로 복수개가 방사상으로 설치된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat generating element is formed in a bar shape, and a plurality of heat generating elements are provided radially with respect to the center of the heat accumulating member.
상기 발열체는 판 형상으로 형성되어 상기 축열부재와 대향하는 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat generating element is formed in a plate shape and faces the heat accumulating member.
상기 발열체는 비금속재인 이규화몰리브덴 또는 탄화규소로 형성된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the heat generating element is formed of molybdenum disilicide or silicon carbide, which is a non-metallic material.
상기 발열체는 금속재인 몰리브덴, 텅스텐 및 백금 중에서 선택된 어느 하나로형성된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the heating element is formed of any one selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, and platinum.
유해가스, 청정가스 및 퍼지가스는 각각 상기 구역을 하나씩 순차적으로 이동하면서 통과하여 상기 구역을 순환하고,
유해가스, 청정가스 및 퍼지가스의 순환방향은 동일하며,
상기 구역의 수는 2n개(n은 2 이상의 자연수)이고,
유해가스 및 청정가스가 통과하는 상기 구역의 수는 각각 (n-1)개인 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
The harmful gas, the clean gas and the purge gas sequentially pass through the zones one by one, circulate through the zones,
The circulation directions of the harmful gas, the clean gas, and the purge gas are the same,
The number of the zones is 2n (n is a natural number of 2 or more)
Wherein the number of the zones through which the noxious gas and the clean gas pass is (n-1), respectively.
유해가스, 퍼지가스 및 청정가스는 각각 상기 구역을 하나씩 순차적으로 이동하면서 통과하여 상기 구역을 순환하고,
유해가스, 퍼지가스 및 청정가스의 순환방향은 동일하며,
상기 구역의 수는 (2n-1)개(n은 2 이상의 자연수)이고,
유해가스 및 청정가스가 통과하는 상기 구역의 수는 각각 (n-1)개인 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
The noxious gas, the purge gas and the clean gas respectively pass through the zones sequentially one by one to circulate the zone,
The circulation directions of the noxious gas, the purge gas and the clean gas are the same,
The number of the zones is (2n-1) (n is a natural number of 2 or more)
Wherein the number of the zones through which the noxious gas and the clean gas pass is (n-1), respectively.
상기 제2탱크의 내부에 상기 제1탱크가 구획 설치된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
And the first tank is partitioned inside the second tank.
상기 제1탱크의 내부에 상기 제2탱크가 구획 설치된 것을 특징으로 하는 축열 연소산화장치.The method according to claim 1,
And the second tank is partitioned inside the first tank.
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KR1020140186787A KR101608395B1 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Regenerator combustion and oxidization apparatus |
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KR101608395B1 true KR101608395B1 (en) | 2016-04-04 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106352355A (en) * | 2016-09-05 | 2017-01-25 | 上海理工大学 | Volatile-organic-compound-waste-gas thermal storage oxidation system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014001894A (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Toyobo Co Ltd | Organic solvent containing gas treatment system |
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2014
- 2014-12-23 KR KR1020140186787A patent/KR101608395B1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106352355A (en) * | 2016-09-05 | 2017-01-25 | 上海理工大学 | Volatile-organic-compound-waste-gas thermal storage oxidation system |
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