KR101760133B1

KR101760133B1 - 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러

Info

Publication number: KR101760133B1
Application number: KR1020170010697A
Authority: KR
Inventors: 정영화
Original assignee: 대림로얄이앤피(주)
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2017-07-20

Abstract

본 발명 건조물 배기가스 악취 제거를 위한 소각로 겸용 보일러는 연료를 연소시켜 화염을 발생시키는 연소기(10); 음식물 쓰레기 및 하수슬러지의 건조과정에 발생하는 악취를 수반한 건조물 배기가스인 소화가스가 유입되는 유입구(20); 연소기에서 발생된 화염이 유입구에서 유입된 건조물 배기가스인 소화가스를 소각시키는 소각실(40); 소각실에서 연소된 배기가스에 남아있는 분진과 악취를 제거하는 집진기(50); 배기가스가 배출되는 배기관(60);으로 이루어지되; 상기 소각실(40)은 원통형 구조를 하고 있으며, 원통형 소각실(40)의 외측에는 연소통로(42)가 형성되고, 연소통로(42)의 외측에는 내화재(43)가 구비되되; 상기 소각실(40)의 중앙에는 연소가스주입관(41)이 형성되고; 상기 소각실(40)의 원통형벽면 및 연소가스주입관(41)에는 연소공(45)이 관통되며; 상기 연소가스주입관(41)의 하단부에는 그물망 형상의 연소망(44)이 구비되되; 상기 내화재(43)는 알파형 탄화규소(α-SiC) 60∼80중량%, 규소(Si) 5∼25중량%, 알루미늄(Al) 5∼10중량%, 산화크롬(CrO3) 분말 5∼10중량%의 조성비로 이루어져 있으며, 수지를 결합제로 사용하고, 상기 탄화규소(α-SiC)의 입도는 5㎛~10㎛, 산화크롬(CrO3) 분말의 입도는 5㎛~100㎛, 알루미늄(Al)의 입도는 10㎛∼500㎛ 로 이루어져 있고; 상기 배기관(60)에는 알키라성 중화제{Ca(OH)2}를 분사하여 배기가스와 접촉시킴으로써, 중화염(CaS)을 발생시켜, 배기가스 중의 악취와 환경오염을 유발시키는 황산화물을 제거하는 정화노즐(61)이 구비되되; 상기 연소기(10)에는 외주연에 시온도료가 도포된 감시창(11)이 구비되며; 상기 소각실 내의 온도는 섭씨 850도 이상으로 유지시켜 악취를 제거하는 것을 포함한다.

Description

건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러{Incinerator combined boiler for removing malodor of building exhaust gas}

본 발명은 음식물 쓰레기 및 하수슬러지 등을 건조할 때 나오는 건조물 배기가스를 소각하여 악취를 제거하면서, 소각하는 열로 유체를 가열하여 난방 등에 활용하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러에 관한 것이다.

종래의 소각로 겸용 보일러는 도1에 도시된 바와 같이 가연성 쓰레기를 건류소각로에서 건류, 소각함으로써 가연성가스를 얻는 건류소각로(1)와 건류소각로에서 발생하는 가연성 가스를 연통관으로 온수보일러(2)의 연소실에 공급하여 연소시키고, 온수보일러에서 가열하고 배출되는 배출가스를 집진기(3)와 세정타워(4)를 거쳐 배출부인 굴뚝(5)으로 배출시킬 수 있도록 구성되어 있다.

그러나 종래의 소각로 겸용 보일러는 소각로와 보일러가 별개로 설치되어 있어, 넓은 설치공간이 필요할 뿐만 아니라, 소각로에서 발생되는 가연성 가스를 별개의 보일러로 이동시켜 연소시키는 관계로 열효율이 떨어지며, 장치의 제조가 불편하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 소각로와 보일러를 일체로 형성함으로써,, 제조의 편의성을 높여 생산성을 향상시키면서, 열효율이 높이고, 음식물 쓰레기 및 하수슬러지의 건조과정에서 나오는 건조물 배기가스로부터 발생하는 악취를 제거하고자 함이다.

본 발명 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러는 연료를 연소시켜 화염을 발생시키는 연소기; 음식물 쓰레기 및 하수슬러지의 건조과정에 발생하는 악취를 수반한 건조물 배기가스인 소화가스가 유입되는 유입구; 연소기에서 발생된 화염이 유입구에서 유입된 건조물 배기가스인 소화가스를 소각시키는 소각실; 소각실에서 연소된 배기가스에 남아있는 분진과 악취를 제거하는 집진기; 배기가스가 배출되는 배기관;으로 이루어지되; 소각실은 원통형 구조를 하고 있으며, 원통형 소각실의 외측에는 연소통로가 형성되고, 연소통로의 외측에는 내화재가 구비되되; 소각실의 중앙에는 연소가스주입관이 형성되고; 소각실의 원통형벽면 및 연소가스주입관에는 연소공이 관통되며; 연소가스주입관의 하단부에는 그물망 형상의 연소망이 구비되되; 내화재는 알파형 탄화규소(α-SiC) 60∼80중량%, 규소(Si) 5∼25중량%, 알루미늄(Al) 5∼10중량%, 산화크롬(CrO3) 분말 5∼10중량%의 조성비로 이루어져 있으며, 수지를 결합제로 사용하고, 상기 탄화규소(α-SiC)의 입도는 5㎛~10㎛, 산화크롬(CrO3) 분말의 입도는 5㎛~100㎛, 알루미늄(Al)의 입도는 10㎛∼500㎛ 로 이루어져 있고; 배기관에는 알키라성 중화제{Ca(OH)2}를 분사하여 배기가스와 접촉시킴으로써, 중화염(CaS)을 발생시켜, 배기가스 중의 악취와 환경오염을 유발시키는 황산화물을 제거하는 정화노즐이 구비되되; 연소기에는 외주연에 시온도료가 도포된 감시창이 구비되며; 소각실 내의 온도는 섭씨 850도 이상으로 유지시켜 악취를 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연소공은 연소가스가 소각실 내의 상,하,좌,우로 불규칙적으로 분사되어 와류가 발생하도록 분출방향이 엇갈려서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 열교환파이프 사이의 외벽에 복수개의 와류형성돌기 및 원추형상의 분산편이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 열교환파이프는 반원통형 상부밴드 및 하부밴드에 의하여 아래 위로 감싸, 고정되어 있고, 상,하부밴드의 측면에 돌출되어 있는 돌출편이 지지대에 형성되어 있는 결합공에 끼움결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 집진기는 흡입팬의 하단에 필터가 구비되고, 필터의 하단에 그라스화이바가 구비되며, 그라스화이바의 하단에 부직포가 구비된 적층의 구조를 형성하되; 필터는 폴리에스터 (Polyester) 33g에 비스코스 레이온(Viscose rayon) 9g이 혼합된 혼합물을 접착제를 혼합하여 건조한 조성물의 가장자리를 둘러싼 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 소각로와 보일러를 일체로 형성함으로써, 제조의 편의성을 높여 생산성을 향상시키면서, 열효율이 높이고, 음식물 쓰레기로 또는 하수슬러지로부터 발생하는 악취를 제거하는 효과가 있다.

도1은 종래 음식물 쓰레기 처리장치의 개략도
도2는 본 발명 소각로 겸용 보일러의 단면도
도3은 본 발명 연소공의 확대 사시도
도4는 본 발명 열교환파이프의 확대도
도5는 본 발명 열교환파이프의 고정구조를 나타내는 단면도 및 사시도
도6은 본 발명 배기관의 확대도
도7은 본 발명 집진기의 단면도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도2는 본 발명 소각로 겸용 보일러의 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러는 연소기(10), 유입구(20), 열교환파이프(30), 소각실(40), 집진기(50), 배기관(60)으로 대별된다.

연소기(10)는 LNG 또는 경유 등의 연료와 음식물 쓰레기 또는 하수슬러지 등에서 발생하는 건조물 배기가스인 소화가스를 혼합, 연소시켜 화염을 발생시킴으로써, 소각실 내로 유입된 음식물 쓰레기 및 하수슬러지에서 발생하는 건조물 배기가스를 소각한다.

유입구(20)는 음식물 쓰레기 및 하수슬러지의 건조과정에 발생하는 악취를 수반한 건조물 배기가스인 소화가스가 유입된다.

열교환파이프(30)는 원통형상의 구조를 가지고 있는 소각실의 외통부분에 감겨져 있어 소각실에서 발생하는 열이 열교환파이프(30)와 열교환이 이루어져 열교환파이프 내의 유체를 가열하며, 가열된 유체는 외부로 이송되어 난방 등에 사용된다.

소각실(40)은 연소기에서 발생되는 화염이 유입구에서 유입된 건조물 배기가스를 소각시켜, 악취를 제거하면서, 발생된 소각열은 열교환파이프로 전달되어 유체를 가열한다.

집진기(50)는 소각실에서 연소된 배기가스에 남아있는 분진과 악취를 제거한다.

배기관(60)은 소각과 집진, 탈취가 끝난 배기가스가 배출되는 구성이다.

상기 연소기(10)에는 감시창(11)이 형성되어 있어, 연소기(10) 내부에서 연소가 원활하게 이루어지는 것인지를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있다. 상기 감시창의 외주연에는 온도변화에 따라 변색되는 특성을 갖는 화확물질이 첨가된 시온도료가 도포되어 있는데, 감시창(11)의 온도를 시온도료의 색상변화로 감지할 수 있어, 뜨거워진 감시창(11)으로부터 작업자가 화상을 입는 것을 미리 방지할 수 있다.

상기 소각실(40)의 구조를 살펴보면, 소각실(40)은 원통형 구조를 하고 있으며, 원통형 소각실(40)의 외측에는 연소통로(42)가 형성되어 있고, 연소통로(42)외 외측에는 내화재(43)가 구비되어 있다.

이와 같은 내화재(43)는 알파형 탄화규소(α-SiC) 60∼80중량%, 규소(Si) 5∼25중량%, 알루미늄(Al) 5∼10중량%를 산화크롬(CrO3) 분말 5∼10중량%의 조성비로 이루어져 있으며, 수지를 결합제로 사용하고, 상기 탄화규소(α-SiC)의 입도는 5㎛~10㎛ 이고, 산화크롬(CrO3) 분말의 입도는 5㎛~100㎛ 이며, 알루미늄(Al)입도는 10㎛∼500㎛ 로 이루어져 있는 탄화규소질 내화재이다.

상기 내화재는 고강도, 내산화성 및 내식성이 우수하며 산화크롬분말이 첨가되어 있어, 섭씨 1000도 이상의 온도에도 견딜 수 있는 고온강도를 가진다.

따라서, 소각실 내의 온도를 섭씨 850도 이상으로 유지시켜 음식물쓰레기 및 하수슬러지 등에서 발생하는 건조물 배기가스에서 발생하는 악취를 효과적으로 연소시켜 제거할 수 있다.

또한, 소각실(40)의 중앙에는 연소가스주입관(41)이 구비되어 있으며, 상기 소각실(40)의 원통형벽면에는 연소공(45)이 관통되어 있고, 연소가스주입관(41)에도 연소공(45)이 관통되어 있으며, 연소가스주입관(41)의 하단부에는 그물망 형상의 연소망(44)이 구비되어 있다.

상기 열교환파이프(30)는 내화재(43)의 외측에 감겨져 있어 열교환을 하고 있는 것과 더불어 소각실(40) 내부 상측에 열교환파이프(30)가 돌출되어 있어, 소각실(40) 내부의 연소가스와 열교환이 이루어지도록 함으로써, 열교환 효율을 높이고 있다.

상기 열교환파이프(30)의 재질은 섭씨 850도 이상에서 견딜 수 있는 재질로 형성되어 있음은 물론이고, 상기 열교환파이프(30)는 소각실(40)의 외측에 가로방향으로 감겨있을 수도 있고, 세로방향으로 감겨있을 수도 있다.

위와 같은 구성의 작동관계를 살펴보면, 유입구(20)에서 유입된 건조물 배기가스인 소화가스는 연소기(10)의 화염에 의하여 연소가 되면서, 화염을 동반한 연소가스가 소각실 내부로 이동하게 되는데, 연소가스의 일부는 연소망(44)을 통하여 소각실(40)로 유입되면서, 연소화염에 의하여 가열된 연소망(44)에 의하여 미연소된 가스를 재연소하게 되며, 연소가스의 일부는 연소통로(42)와 연소가스주입관(41)에 형성된 연소공(45)을 통하여 소각실(40)로 유입되면서, 소각실(40)에 와류를 형성시킴으로써, 화염과 미연소가스의 혼합이 원활하게 이루어져, 완전연소에 가깝게 연소되므로, 소각실 내의 미연소가스를 최소화하는 효과가 있다.

또한, 소각실에서 연소에 의하여 생긴 열은 소각실의 외측 및 소각실의 상부에 위치한 열교환파이프를 가열, 즉 열교환이 이루어져 열교환파이프 내의 유체가 가열되는 것이다.

도3는 연소공의 확대 사시도 이다.

도시된 바와 같이 연소공(45)은 연소가스가 분출되는 연소방향이 엇갈려서 형성되어 있는데, 이러한 구성으로 인하여 연소공(45)을 통과한 연소가스는 소각실(40) 내의 상,하,좌,우로 불규칙적으로 분사되어 와류를 형성함으로써, 연소화염과 미연소가스의 혼합이 원활하게 이루어져, 연소가스가 완전연소에 가깝게 연소되어, 연소효율을 높이게 된다.

도4는 열교환파이프의 확대도이다.

도시된 바와 같이 상기 세로방향으로 감겨져 있는 열교환파이프(30) 사이의 외벽에 와류형성돌기(31)가 복수개 구비되어 있다. 열교환파이프(30) 사이에는 가열된 공기가 상승기류를 일으켜 공기가 상승하게 되는데, 상승기류가 와류형성돌기(31)를 지나면서 와류형성돌기(31)의 후측에 와류를 일으킨다. 이 작용에 의해 상승기류가 열교환파이프(30)의 외벽과 접촉되는 기회 및 시간이 최대화됨으로써 열교환 효율을 높여주게 된다.

또한 열교환파이프(30)의 외벽에 분산편(32)이 구비된다. 이 분산편(32)은 상승기류의 분산효과를 높이기 위해 경사면을 갖는 원추형으로 형성되며 열교환파이프(30)의 외벽에 돌출되어 있다. 이러한 분산편(32)에 의해 상승기류가 열교환파이프(30)의 외벽을 향하여 분산되어, 열교환파이프(30)의 외벽과 접촉할 수 있도록 함으로써, 열교환효율이 향상되게 된다.

도5는 열교환파이프의 고정구조를 나타내는 단면도 및 사시도이다.

도시된 바와 같이 열교환파이프(30)는 반원통형 상부밴드(35a) 및 하부밴드(35b)에 의하여 아래 위로 감싸여져 고정되어 있고, 상,하부밴드(35a)(35b)의 측면에 돌출되어 있는 돌출편(36)이 지지대(33)에 형성되어 있는 결합공(34)에 끼움결합됨으로써, 열교환파이프(30)는 일정한 간격을 두고 고정될 수 있는 것이다.

도6은 배기관의 확대도이다.

도시된 바와 같이 배기관(60)에는 정화노즐(61)이 구비되어 있어, 정화노즐(61)에서 알키라성 중화제{Ca(OH)2}를 분사하여 배기가스와 접촉시킴으로써, 중화염(CaS)을 발생시켜, 배기가스 중의 악취와 환경오염을 유발시키는 황산화물을 제거하는 효과가 있다.

도7은 집진기의 단면도이다.

도시된 바와 같이 흡입팬(51)의 회전력에 의한 흡입력으로 배기가스를 흡입하여 배기관을 통해 외부로 배출시킨다. 상기 흡입팬(51)의 하단에는 필터(52)가 구비되어 있어, 배기가스 중의 분진 및 냄새 등을 제거시킬 수 있도록 한다. 필터(52)의 하단에는 그라스화이바(53)가 구비되어 있고, 그 하단에는 부직포(54)가 구비되어 적층의 구조를 형성하고 있다.

상기 부직포(41)는 배기가스 중에 함유되어 있는 비교적 입자가 큰 오염물질이나 냄새 등을 걸러줄 수 있도록 하고, 그라스화이바(42)는 부직포로부터 걸러지지 않은 냄새 및 입자를 추가적으로 걸러준다.

상기 필터(52)는 폴리에스터 (Polyester) 33g에 비스코스 레이온(Viscose rayon) 9g이 혼합된 혼합물을 접착제를 혼합하여 건조한 조성물의

가장자리를 둘러싸도록 형성되는 프레임으로 결합고정한 구조를 가지고 있다.

이와 같은 필터(52)는 분진을 제거하는 집진의 효과와 악취 및 유해가스를 제거하는 탈취의 효과를 함께 갖게 되는 것이다.

10; 연소기 20; 유입구 30; 열교환파이프 40; 소각실 50; 집진기 60; 배기관 11; 감시창 31; 와류형성돌기 32; 분산편 33; 지지대 41; 연소가스주입관 42; 연소통로 43; 내화재 44; 연소망 45; 연소공 51; 흡입팬 52; 필터 53; 그라스화이바 54; 부직포

Claims

연료를 연소시켜 화염을 발생시키는 연소기(10);
음식물 쓰레기 및 하수슬러지의 건조과정에 발생하는 악취를 수반한 건조물 배기가스인 소화가스가 유입되는 유입구(20);
소각실의 외통부분에 감겨져 있는 열교환파이프(30);
연소기에서 발생된 화염이 유입구에서 유입된 건조물 배기가스인 소화가스를 소각시키는 소각실(40);
소각실에서 연소된 배기가스에 남아있는 분진과 악취를 제거하는 집진기(50);
배기가스가 배출되는 배기관(60);으로 이루어지되;
상기 소각실(40)은 원통형 구조를 하고 있으며, 원통형 소각실(40)의 외측에는 연소통로(42)가 형성되고, 연소통로(42)의 외측에는 내화재(43)가 구비되되;
상기 소각실(40)의 중앙에는 연소가스주입관(41)이 형성되고;
상기 소각실(40)의 원통형벽면 및 연소가스주입관(41)에는 연소공(45)이 관통되며;
상기 연소가스주입관(41)의 하단부에는 그물망 형상의 연소망(44)이 구비되되;
상기 내화재(43)는 알파형 탄화규소(α-SiC) 60∼80중량%, 규소(Si) 5∼25중량%, 알루미늄(Al) 5∼10중량%, 산화크롬(CrO3) 분말 5∼10중량%의 조성비로 이루어져 있으며, 수지를 결합제로 사용하고, 상기 탄화규소(α-SiC)의 입도는 5㎛~10㎛, 산화크롬(CrO3) 분말의 입도는 5㎛~100㎛, 알루미늄(Al)의 입도는 10㎛∼500㎛ 로 이루어져 있고;
상기 배기관(60)에는 알키라성 중화제{Ca(OH)2}를 분사하여 배기가스와 접촉시킴으로써, 중화염(CaS)을 발생시켜, 배기가스 중의 악취와 환경오염을 유발시키는 황산화물을 제거하는 정화노즐(61)이 구비되되;
상기 연소기(10)에는 외주연에 시온도료가 도포된 감시창(11)이 구비되며;
상기 소각실 내의 온도는 섭씨 850도 이상으로 유지시켜 악취를 제거하는 것을 특징으로 하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러
청구항 제1항에 있어서,
상기 연소공(45)은 연소가스가 소각실(40) 내의 상,하,좌,우로 불규칙적으로 분사되어 와류가 발생하도록 분출방향이 엇갈려서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러
청구항 제2항에 있어서,
상기 열교환파이프(30) 사이의 외벽에 복수개의 와류형성돌기(31) 및 원추형상의 분산편(32)이 구비된 것을 특징으로 하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러
청구항 제3항에 있어서,
상기 열교환파이프(30)는 반원통형 상부밴드(35a) 및 하부밴드(35b)에 의하여 아래 위로 감싸, 고정되어 있고, 상,하부밴드(35a)(35b)의 측면에 돌출되어 있는 돌출편(36)이 지지대(33)에 형성되어 있는 결합공(34)에 끼움결합되어 있는 것을 특징으로 하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러
청구항 제4항에 있어서,
상기 집진기(50)는 흡입팬(51)의 하단에 필터(52)가 구비되고, 필터(52)의 하단에 그라스화이바(53)가 구비되며, 그라스화이바(53)의 하단에 부직포(54)가 구비된 적층의 구조를 형성하되;
상기 필터(52)는 폴리에스터 (Polyester) 33g에 비스코스 레이온(Viscose rayon) 9g이 혼합된 혼합물을 접착제를 혼합하여 건조한 조성물의 가장자리를 둘러싼 프레임으로 이루어진 것을 특징으로 하는 건조물 배기가스 악취제거를 위한 소각로 겸용 보일러