KR101684361B1 - 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투입호퍼를 통해 소각 본체의 소각공간 내로 투입된 폐기물을 계단식으로 배치된 화격자에 의해 배출구쪽으로 이동시키면서 소각하는 소각장치에 관한 것으로서, 하수 슬러지가 저장되는 하수 슬러지 탱크와, 하수 슬러지를 소각공간 내로 공급할 수 있도록 된 슬러지 공급관과, 하수 슬러지 탱크에 저장된 하수 슬러지를 슬러지 공급관을 통해 소각공간 내로 공급하는 공급기와, 슬러지 공급관의 단부에 설치된 공급노즐을 구비한다. 이러한 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치에 의하면, 고형 폐기물과 함께 하수 슬러지도 혼합하여 소각할 수 있도록 되어 있어 소각 대상이 확장됨과 아울러 소각 운전 효율도 향상시킬 수 있다.

Description

하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치{incineration apparatus}
본 발명은 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치에 관한 것으로서, 고형 폐기물과 함께 하수 슬러지도 함께 소각할 수 있도록 된 소각장치에 관한 것이다.
도시 쓰레기나 산업 쓰레기와 같은 폐기물을 소각하여 처리하기 위해 스토커식 소각장치가 널리 이용되고 있다.
이러한 소각장치에서 스토커는 연소되는 폐기물을 이송하기 위한 장치로서 소각장치의 연소실 내에 설치된다.
스토커는 여러 가지 종류가 있지만, 화격자들이 계단식으로 배열되어 연소되는 폐기물이 계단을 따라 조금씩 이송되는 계단식 스토커가 주로 사용되고 있다.
계단식 스토커는 움직이지 않도록 고정된 고정 화격자와 구동기구에 의해 구동되는 이동 화격자들이 폐기물의 이송방향을 따라 교번으로 배열되어 있다.
계단식 스토커의 하측에는 스토커를 따라 이송되는 폐기물이 연소되면서 발생되는 소각재를 받아서 처리하는 장치와, 폐기물을 연소시키기 위한 연소공기 및 화격자를 냉각시키기 위한 냉각공기를 공급하는 장치들이 설치되어 있다.
스토커로 투입된 폐기물은 이동 화격자들이 왕복이동하는 것에 의해 스토커를 따라 조금씩 이송되며, 화격자들의 하측으로부터 연소공기가 공급되는 것에 의해 이송되는 도중에 건조 및 연소된다.
연소되고 남은 소각재는 화격자들 사이의 틈을 통해 스토커 하측의 소각재 처리 장치로 떨어져 처리된다.
이러한 소각장치는 국내 공개특허 제2003-0081574호 등 다양하게 게시되어 있다.
그런데, 종래의 소각장치는 고형의 폐기물만 소각처리하도록 되어 있어 처리대상물이 제한되는 단점이 있다.
특히, 최근 들어 발생량이 증가하는 하수 슬러지에 대해 고형 폐기물과 함께 소각을 지원할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고형 폐기물과 함께 하수 슬러지도 소각할 수 있도록 지원하는 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치는 투입호퍼를 통해 소각 본체의 소각공간 내로 투입된 폐기물을 계단식으로 배치된 화격자에 의해 배출구쪽으로 이동시키면서 소각하는 소각장치에 있어서, 하수 슬러지가 저장되는 하수 슬러지 탱크와; 상기 하수 슬러지를 상기 소각공간 내로 공급할 수 있도록 된 슬러지 공급관과; 상기 하수 슬러지 탱크에 저장된 하수 슬러지를 상기 슬러지 공급관을 통해 상기 소각공간 내로 공급하는 공급기와; 상기 슬러지 공급관의 단부에 설치된 공급노즐;을 구비한다.
상기 공급노즐은 상기 공급관과 연통되는 유입홀이 중앙에 형성되어 있고 상기 공급관과 연결하기 위한 플랜지가 가장자리에 형성된 제1부분과; 상기 제1부분으로부터 상기 유입홀보다 좌우 방향의 폭이 확장되게 형성된 확장유로와, 상기 확장유로로부터 상기 확장유로를 복수개의 격벽에 의해 분할하는 분할 유로가 형성된 제2부분;을 구비한다.
또한, 상기 제2부분의 상기 확장유로는 상기 분할유로를 향하는 방향으로 진행하여도 유로 연장방향과 직교하는 단면적이 설정된 편차범위 이내로 유지되도록 내부 하부부분이 상기 분할유로를 향하는 방향으로 돌출되게 형성된 돌출턱을 갖는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 제2부분의 상기 분할유로에는 슬러지로부터 발생되는 수분의 증발을 유도하도록 하방으로 인입되어 배출구로 연장된 수분증발 유도홈이 형성되어 있다.
또한, 상기 공급노즐은 상기 소각 본체의 벽면 또는 상기 소각 본체에 대해 고정된 고정 화격자의 수직하게 노출되는 낙차단부에 설치된다.
본 발명에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치에 의하면, 고형 폐기물과 함께 하수 슬러지도 혼합하여 소각할 수 있도록 되어 있어 소각 대상이 확장됨과 아울러 소각 운전 효율도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치를 개략적으로 나타내 보인 단면도이고,
도 2는 도 1에 적용된 공급 노즐의 정면도이고,
도 3은 도 2의 공급노즐에 대한 종단면도이고,
도 4는 도 2의 공급노즐에 대한 횡단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치를 나타내 보인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치를 개략적으로 나타내 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 소각 장치(100)는 소각 본체(110), 하수 슬러지 탱크(160), 슬러지 공급관(171), 펌프(175), 에어 공급기(177), 공급노즐(180)을 구비한다.
소각 본체(110)는 내부에 소각공간(112)이 형성되어 있고, 투입호퍼(114)를 통해 소각공간 내로 유입된 폐기물을 계단식의 다단으로 배열된 화격자(131)(132)에 의해 배출구(116)쪽으로 이동시키면서 소각할 수 있도록 되어 있다.
투입호퍼(114)와 소각 공간(112) 사이에는 2단으로 폐기물의 소각 공간 내로의 투입량을 조절하기 위한 댐퍼(115)가 설치되어 있다.
참조부호 121은 점화버너이고, 참조부호 123은 소각 공간 상방으로 상승하는 연소기체를 2차로 연소시키기 위한 보조버너이고, 참조부호 126은 소각공간에서 낙하는 소각재를 배출하는 재배출 스쿠류이다.
화격자(131)(132)는 소각 본체(110)에 고정된 고정 화격자(132)와 고정 화격자(132) 사이에 실린더(135)의 가동에 의해 진퇴되면서 이동가능하게 설치된 이동 화격자(131)가 계단식으로 배열되어 있다.
하수 슬러지 탱크(160)는 하수 슬러지가 저장되어 있다.
슬러지 공급관(171)은 하수 슬러지 탱크(160)로부터 하수 슬러지를 공급 노즐(180)을 통해 소각공간(112) 내로 공급할 수 있도록 배관되어 있다.
도시된 예에서 슬러지 공급관(171)은 하수 슬러지 탱크(160)로부터 연장된 메인 부분(171a)에서 2개로 분기된 분기부분(171b)을 갖으며, 분기부분(171b) 각각의 종단은 소각 공간의 건조영역과 연소영역에 설치된 공급노즐(180)과 결합되어 있다.
여기서, 건조영역은 투입호퍼(114) 하단의 첫 번째 이동 화격자(131)가 진퇴되는 영역을 말하며, 연소영역은 건조 영역 하부에 설치된 고정화격자(132) 이하의 영역을 말한다.
슬러지 공급관(171)에 설치된 펌프(P)(175)는 하수 슬러지 탱크(160)에 저장된 하수 슬러지를 슬러지 공급관(171)을 통해 소각공간(112) 내로 공급하는 공급기로서 적용되었다.
공기 공급기(177)는 슬러지 공급관(171)에 접속되어 공기를 소각 본체(110)의 소각공간(112) 내로 공급한다.
이러한 공기 공급기(177)는 슬러지 투입과정에서의 건조를 촉진시키고, 연소효율을 향상시킬 수 있다.
공기 공급기(177)의 슬러지 공급관(171)에 대한 분사각은 15도 정도가 되게 슬러지 공급관과 접속시키는게 바람직하다.
공급노즐(180)은 슬러지 공급관(171)의 단부에 결합되어 소각 공간(112)에 노출되게 장착되어 있다.
도시된 예에서 하나의 공급노즐(180)은 투입호퍼(114) 하방의 첫 번째 이동 화격자(131)가 진퇴되는 건조영역 상부 벽면(113a)에 설치되어 있고, 나머지 하나의 공급노즐(180)은 건조영역을 지나 하부에 설치된 고정 화격자(132)에 설치되어 있다.
여기서, 고정 화격자(132)에 설치되는 공급노즐(180)은 고정 화격자(131의 수직하게 노출되는 낙차단부에 설치되어 있다.
공급노즐(180)은 교체가 용이하며 슬러지 토출효율을 안정적으로 유지할 수있게 형성되어 있고 상세 구조를 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
공급노즐(180)을 구분하면, 입구 유로가 원형으로 형성된 제1부분(181)과, 배출종단 유로가 대략 사각형으로 형성된 제2부분(182)로 되어 있다.
제1부분(181)은 공급관(171)과 연통되는 유입홀(180a)이 중앙에 형성되어 있고 공급관(171)과 연결하기 위한 플랜지(181a)가 가장자리에 원판형으로 형성되어 있다.
제2부분(182은 제1부분(181)으로부터 연장되어 형성된 부분으로 유입홀(180a)보다 좌우 방향의 폭이 확장되게 형성된 확장유로(180b)와, 확장유로(180b)로부터 확장유로(180b)를 복수개의 격벽(184)에 의해 분할하는 분할 유로(180c)가 형성된 부분이다.
도시된 예에서는 4개의 격벽(184)에 의해 5개의 분할유로(180c)가 형성된 구조가 적용되었다.
여기서 제2부분(182)의 확장유로(180b)는 분할유로(180c)를 향하는 방향으로 진행하여도 유로 연장방향과 직교하는 단면적이 설정된 편차범위 이내로 유지되도록 내부 하부부분이 분할유로(180c)를 향하는 방향으로 돌출되게 형성된 돌출턱(182a)을 갖게 형성되어 있다.
또한, 제2부분(182)의 분할유로(180c)에는 슬러지로부터 발생되는 수분의 증발기체의 배출을 유도하도록 하방으로 인입되어 배출구(186)로 연장된 수분증발 유도홈(187)이 형성되어 있다.
이러한 수분증발 유도홈(187)은 슬러지 건조시 발생되는 수분의 증발시 배출구(186)의 가스 팽창에 의한 파손을 방지할 수 있다.
이러한 공급노즐(180)은 슬러지가 이송되는 유로의 단면적이 연장방향을 따라 설정된 편차범위 이내에서 차이가 거의 없게 형성되어 있어 슬러지의 공급량 조절 및 토출량을 일정하게 유지할 수 있게 한다.
여기서, 유입홀의 단면적을 기준으로 후속으로 연장되는 유로 단면적과의 비율은 편차가 0.1 내지 1% 이내가 되게 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 도시된 예와 다르게 도 5에 도시된 바와 같이 소각 본체(110)의 앞서와 다른 위치의 벽면을 통해 공급노즐(180) 장착되어 슬러지를 소각공간(112) 내로 공급하도록 구축될 수 있다.
이와 같이 공급노즐(180)을 통해 토출되는 하수 슬러지는 850℃ 이상의 연소열이 발생되는 소각공간(112) 내에서 건조 및 소각 처리된다.
이러한 소각장치는 투입호퍼(114)로 투입되는 폐기물 100중량부에 대해 슬러지 공급관(171)을 통해 공급되는 하수 슬러지가 함수율이 85% 일때 10 내지 20 중량부의 비율이 되게 투입하는 것이 바람직하다.
이와 같이 고형의 폐기물과 함께 하수 슬러지도 혼합 투입할 수 있는 소각장치(100)는 하수 슬러지 투입량의 조절에 의해 소각공간(112) 내의 지나친 온도 상승을 억제시킬 수 있는 장점도 제공한다.
이상에서 설명된 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치(100)에 의하면, 고형 폐기물과 함께 하수 슬러지도 혼합하여 소각할 수 있도록 되어 있어 소각 대상이 확장됨과 아울러 소각 운전 효율도 향상시킬 수 있다.
110: 소각 본체 160: 하수 슬러지 탱크
171: 슬러지 공급관 180: 공급노즐

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 투입호퍼를 통해 소각 본체의 소각공간 내로 투입된 폐기물을 계단식으로 배치된 화격자에 의해 배출구쪽으로 이동시키면서 소각하는 소각장치에 있어서,
    하수 슬러지가 저장되는 하수 슬러지 탱크와;
    상기 하수 슬러지를 상기 소각공간 내로 공급할 수 있도록 된 슬러지 공급관과;
    상기 하수 슬러지 탱크에 저장된 하수 슬러지를 상기 슬러지 공급관을 통해 상기 소각공간 내로 공급하는 공급기와;
    상기 슬러지 공급관의 단부에 설치된 공급노즐;을 구비하고,
    상기 공급노즐은
    상기 공급관과 연통되는 유입홀이 중앙에 형성되어 있고 상기 공급관과 연결하기 위한 플랜지가 가장자리에 형성된 제1부분과;
    상기 제1부분으로부터 상기 유입홀보다 좌우 방향의 폭이 확장되게 형성된 확장유로와, 상기 확장유로로부터 상기 확장유로를 복수개의 격벽에 의해 분할하는 분할 유로가 형성된 제2부분;을 구비하며,
    상기 제2부분의 상기 확장유로는 상기 분할유로를 향하는 방향으로 진행하여도 유로 연장방향과 직교하는 단면적이 설정된 편차범위 이내로 유지되도록 내부 하부부분이 상기 분할유로를 향하는 방향으로 돌출되게 형성된 돌출턱을 갖는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2부분의 상기 분할유로에는 슬러지로부터 발생되는 수분의 증발을 유도하도록 하방으로 인입되어 배출구로 연장된 수분증발 유도홈이 형성된 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공급노즐은 상기 소각 본체의 벽면 또는 상기 소각 본체에 대해 고정된 고정 화격자의 수직하게 노출되는 낙차단부에 설치된 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 슬러지 공급관에 접속되어 공기를 상기 소각 본체 내로 공급하는 공기 공급기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수 슬러지 혼합 소각 지원 소각 장치.
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