KR101762092B1

KR101762092B1 - 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치

Info

Publication number: KR101762092B1
Application number: KR1020170022104A
Authority: KR
Inventors: 최남근
Original assignee: 주식회사 온유엔
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-07-26

Abstract

본 발명은 유기물을 포함하는 각종 가연성폐기물에 대한 소각장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 상측에 투입수단이 형성되고 외측으로는 자화에어펌프 및 버너가 장착된 분해소각로를 구비하고, 상기 분해소각로로부터 2차소각로 및 열교환기와 집진기를 순차적으로 연결 형성하여 구성하되, 상기 분해소각로는 자화에어펌프로부터 분해소각로의 저면 및 내측면으로부터 자화공기가 방사상으로 토출되게 하여 이를 통해 가연성폐기물에 대한 분해가 이루어지도록 구성함에 따라,
강한 자성을 갖는 자화공기가 가연성폐기물의 전체에 고르게 작용하면서 가연성폐기물의 분해를 돕고 분해가 이루어지는 동시에 버너를 통해 가연성폐기물의 빠른 소각이 이루어질 수 있도록 하는 것이며, 분해소각로 및 2차소각로를 통해 유해한 가스 등은 완전히 소각 및 제거되는 것이며, 열교환기를 통해 기체의 열기를 회수하여 온수 혹은 온풍을 충분히 사용할 수 있어 매우 경제적인 것이고, 완전 소각된 가연성폐기물은 지극히 적은 에너지만으로도 빠른 시간 내에 완전 연소가 이루어지므로 가연성폐기물의 소각 처리 능력이 가일층 향상되는 것은 물론 소각 잔재물 역시 극소량 배출되어 매우 합리적인 효과가 있는 것이다.

Description

자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치{Incinerator for low temperature decomposition of flammable waste}

본 발명은 유기물을 포함하는 각종 가연성폐기물에 대한 소각장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 강한 자성을 갖는 자화공기를 이용하여 가연성폐기물을 분해시켜 이를 상대적으로 저온에서 소각시킬 수 있도록 하는 것은 물론 자화공기에 의한 1차 소각 및 분해를 수행하고 연소가스에 대한 2차 소각과 열교환 및 집진과정을 거쳐 소각 효율을 크게 증대시키는 동시에 유해가스가 배출되는 것을 최소화한 특징을 갖는 저온분해 소각장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 산업폐기물 또는 각종 생활쓰레기들 중에 합성수지류나 고무류와 같은 경우 이들을 매립처리 하게 되면, 오랜 시간이 지나더라도 썩지 않으므로 토양을 오염시킴은 물론 소각처리를 할 경우에는 유기물질로 인해 인체에 유해한 유독성 물질을 발생시키므로 공기를 오염시킴에 따라 대부분의 선진국에서는 산업폐기물의 매립 및 소각을 법으로 엄격히 금지하고 있어 그 처리에 큰 어려움을 안고 있다.

따라서, 산업폐기물의 처리를 위한 기술의 개발이 수십 년 전부터 범국가적인 사업으로 추진되어 오고 있으나, 산업의 발달에 의해서 합성수지류나 고무류와 같은 산업폐기물의 발생량은 갈수록 늘어나는 추세에 있으므로 이의 처리에 막대한 비용이 들어갈 수밖에 없는 실정에 있다.

종래 상기와 같은 산업폐기물 또는 각종 생활쓰레기를 처리하기 위한 폐기물 처리장치가 다양한 구조로 개발되고 있고, 그 중에 내화제로 이루어진 소각로에 각종 폐기물을 투입한 후 폐기물에 직접 열을 가하여 소각로 내부에 있는 폐기물을 소각시키고, 소각시 발생한 매연은 별도의 집진장치에 의해 제거되도록 구성하고 있다.

즉, 종래의 소각장치는 등록특허 제10-0638630호와 같이, 소각탱크와 상기 소각탱크 바닥에 장착되는 자성체 및 상기 소각탱크로 활성산소를 공급하는 활성산소 공급부재를 포함하여 이루어지고, 상기 소각탱크의 배출구에 인접하여 장착되고, 인입되는 가스를 액화시키는 탈류조를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 소각탱크의 배출구에 연설되고, 인입되는 가스를 연소시켜 방출하는 가스연소실을 더 포함하여 이루어지며, 상기 소각탱크의 배출구에 연설되고, 백금촉매를 사용하여 인입되는 가스의 유해성분 및 냄새를 제거하여 방출하는 가스정화실을 더 포함하여 구성함에 따라, 폐기물을 소각함에 있어 석유나 도시가스와 같은 보조연료가 필요치 않고, 대기로 방출되는 가스는 무해무취의 가스가 배출되도록 한 저온 가스화 소각장치가 안출 및 등록된 바 있다.

또한, 등록특허 제10-0868231호와 같이 단열벽으로 외부 공간과 분리된 공간에 투입되는 폐기물을 분해하여 가스로 배출하는 열분해부와, 상기 열분해부에서 배출되는 가스를 수중에 폭기하여 유해물질을 물에 흡수되게 한 후 배기하는 버블링조를 포함하는 열분해로에 의하여 이루어진 열분해로를 제공함에 따라 다이옥신이나 악취의 발생을 억제하면서, 300℃ 이하에 있어서 각종 폐기물의 열분해가 효율 좋게 진행하는 것으로서, 다이옥신의 재합성 반응을 유리하게 억제하는 것이 가능하도록 안출 및 등록된 바 있다.

또한, 공개특허 제10-2011-0021704호와 같이 상부로부터 처리물을 투입하고, 이 처리물의 하부를 가온하여, 2500~5000가우스의 자장을 통과한 자화 공기를 처리물내에 인도하고, 상기 처리물을 그 하부로부터 차례로 분해 처리함으로써 탄화하고 회화함과 아울러, 상기 처리 장치의 일측 상부의 배기관으로부터의 자연 배기에 따라 상기 처리 장치의 하부 내측에 자화 공기를 자연 유입시키고, 상기 처리물은 자화 공기의 유입 부근으로부터의 처리의 진행에 따라 상기 처리물의 상부의 미분해 부분의 자중이 가해져 차례로 하강하여 그 공동화가 방지되고, 상기 처리물의 감소에 따라 새로운 처리물을 차차 투입함으로써 처리물을 연속 처리하는 저온 분해 처리장치가 안출된 바 있고, 등록특허 제10-1223276호와 같이 폐기물을 연소시키는 소각로의 구조를 종래 역삼형 구조로 형성하지 않음으로써, 폐기물의 연소량을 늘릴 수 있고 폐기물의 연소시에 브릿지 및 클링커 현상이 발생되지 않도록 하는 폐기물 열분해 가스화 소각 시스템이 안출 및 등록된 바 있는 것이다.

그러나, 이와 같이 폐기물에 직접 불을 가하여 소각시키는 직화 방식(스토커 방식)은 폐기물의 적재량이나 밀도, 소각로의 크기, 가열온도 및 물(수분)의 함유 등 여러 가지 요인에 의해 연소가 충분히 이루어지지 못하기 때문에 매연이나 먼지, 다이옥신 등과 같은 공해물질이 발생하게 되므로 환경오염에 심각한 영향을 주는 단점이 있었다.

그리고, 일반적인 폐기물 처리장치에 있어서의 집진장치는 오염물질이나 유해물질을 제거하는데 완벽하지 못할 뿐만 아니라, 필터 등을 자주 교체해 주어야 하는 불편함이 있음은 물론, 교체된 필터 역시 많은 유해물질이 포집되어 있는 상태이므로, 이들을 별도로 처리해야 하는 번거로움과 물(수분)이 함유된 폐기물을 적정온도로 소각하기 위해 과다한 연료사용으로 소각처리비용이 많이 소요되는 등 구조적으로 많은 문제가 있다.

또한, 기존의 소각장치 및 폐기물 처리장치는 폐기물을 완전히 소각처리하는데 상당한 시간이 소요되는 것은 물론 이를 소각하기 위해 매우 고온의 열에너지를 사용하므로 연료의 소모량이 매우 심하여 지극히 비경제적인 문제점을 갖고 있는 것이다.

대한민국등록특허 제10-0638630호 (2006.10.19. 등록) 대한민국등록특허 제10-0868231호 (2008.11.05. 등록) 대한민국공개특허 제10-2011-0021704호 (2011.03.04. 공개) 대한민국등록특허 제10-1223276호 (2013. 01. 10. 등록)

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 상측에 투입수단이 형성되고 외측으로는 자화에어펌프 및 버너가 장착된 분해소각로를 구비하고, 상기 분해소각로로부터 2차소각로 및 열교환기와 집진기를 순차적으로 연결 형성하여 구성하되, 상기 분해소각로는 자화에어펌프로부터 분해소각로의 저면 및 내측면으로부터 자화공기가 방사상으로 토출되게 하여 이를 통해 가연성폐기물에 대한 분해가 이루어지도록 구성함에 따라,

자화공기로부터 가연성폐기물에 대한 분해 및 버너를 이용한 소각이 동시에 이루어지므로 상대적으로 저온에서도 가연성폐기물이 빠르고 효과적으로 소각될 수 있는 것이고, 2차소각로에 의해서는 미연소 및 불완전 연소된 건류가스를 재차 소각시켜 열교환기 및 집진기를 통해 정화된 상태의 기체만이 대기로 배출될 수 있도록 한 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투입구의 상부에 투입수단이 장착되고 외측으로는 자화에어펌프 및 버너가 장착된 분해소각로와; 상기 분해소각로와 연결되어 분해소각로로부터 배출되는 연소가스를 재차 소각하는 2차소각로와; 상기 2차소각로와 연결되어 2차소각로부터 배출되는 기체로부터 열을 회수하는 열교환기와; 상기 열교환기와 연결되어 열교환기로부터 배출되는 기체의 분진을 제거하는 집진기를 순차 연결 형성하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 강한 자성을 갖는 자화공기가 가연성폐기물의 전체에 고르게 작용하면서 가연성폐기물의 분해를 돕고 분해가 이루어지는 동시에 버너를 통해 가연성폐기물의 빠른 소각이 이루어질 수 있도록 하는 것이며, 분해소각로 및 2차소각로를 통해 유해한 가스 등은 완전히 소각 및 제거되는 것이며, 열교환기를 통해 기체의 열기를 회수하여 온수 혹은 온풍을 충분히 사용할 수 있어 매우 경제적인 것이고, 완전 소각된 가연성폐기물은 지극히 적은 에너지만으로도 빠른 시간 내에 완전 연소가 이루어지므로 가연성폐기물의 소각 처리 능력이 가일층 향상되는 것은 물론 소각 잔재물 역시 극소량 배출되어 매우 합리적인 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 소각장치의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로 전체 단면도
도 3은 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로에 대한 중간부 평단면도
도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로에 대한 하측부 평단면도
도 5는 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로에 대한 투입수단 작동도
도 6은 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로에 대한 투입수단의 다른 작동도
도 7은 본 발명에 따른 소각장치의 2차소각로에 대한 전체 단면도
도 8은 본 발명에 따른 소각장치의 열교환기에 대한 전체 단면도
도 9는 본 발명에 따른 소각장치의 집진기에 대한 전체 단면도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 소각장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소각장치의 분해소각로 전체 단면도이다.

도시와 같이 본 발명에 따른 저온분해 소각장치는, 투입되는 가연성폐기물에 대한 분해 및 1차 소각을 담당하는 분해소각로(40)와, 상기 분해소각로(40)로부터 배출되는 연소가스를 재차 소각하여 유해가스를 제거하는 2차소각로(50)와, 상기 2차소각로(20)로부터 배출되는 고온의 기체로부터 열을 회수하는 열교환기(60)와, 상기 열교환기(60)로부터 배출되는 기체의 분진을 제거하는 집진기(70)로 이루어져 있는 것이다.

이에 따라, 상기 분해소각로(40)에 의해 투입된 각종 가연성폐기물을 신속하게 분해시키는 것은 물론 가연성폐기물의 분해로 인해 상대적으로 저온(기존의 소각장치에 비하여)으로 가연성폐기물을 빠르게 소각시킬 수 있는 것이고, 분해소각로(40)로부터 배출되는 연소가스 및 불완전 연소된 탄화물을 포함하고 있는 건류가스는 2차소각로(50)의 내부에서 극히 고온의 불꽃을 통과하면서 유해가스의 제거 및 완전 연소상태의 기체가 이루어지는 것이며, 상기 2차소각로(50)를 통해 배출되는 고온의 기체는 열교환기(60)를 통해 온수 혹은 온풍으로 열 회수가 이루어지면서 온수 혹은 난방열로 사용될 수 있을 것이고, 열교환이 이루어진 기체는 다시 집진기(70)를 통과하면서 잔류 분진이 완전히 제거된 상태로 대기 방출되는 구조를 갖고 있는 것이다.

여기서, 상기의 분해소각로(40)의 상측 투입구(41)에는 다양한 종류의 가연성폐기물을 효과적으로 투입 및 안전하게 투입하기 위한 투입수단(10)이 장착되어 있는 것으로, 상기의 투입수단(10)은 분해소각로(40)의 투입구(41)로부터 수평방향으로 유동하는 투입판(12)과 상기 투입구(41)로부터 수직방향으로 승강하는 누름판(14)으로 구성되어 있는 것이다.

즉, 상기 분해소각로(40)의 투입구(41) 일측에는 상기 투입판(12)이 내장되는 투입안내통(11)이 상기 투입구(41)와 서로 연통되도록 형성되어 있고 상기 투입안내통(11)에 장착되어 상기 투입판(12)이 투입안내통(11)을 따라 유동되게 한 투입엑츄에이터(13)가 구비되어 있는 것으로, 투입엑츄에이터(13)의 작동에 따라 상기 투입판(12)은 투입안내통(11)의 내부를 유동하는 동시에 상기 투입구(41) 일측의 개구 부분을 개폐하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 분해소각로(40)의 투입구(41) 상단에는 누름엑츄에이터(15)에 의해 상,하로 승강하는 누름판(14)이 장착되어 있는 것으로, 상기 누름판(14)의 하강으로 인해 투입구(41)의 내측으로 투입된 가연성폐기물을 하측 분해소각로(40)의 내부로 밀어내는 역할을 담당하는 것이다.

이어, 상기 투입수단(10)을 갖는 분해소각로(40)는, 상측에 투입구(41)가 형성되어 있고, 상기 투입구(41)의 중간부 또는 하측에는 상기 투입구(41)를 개폐하는 덮개(42)가 장착되어 있는 것으로, 개폐엑츄에이터(43)에 의해 횡방향으로 유동하는 상기의 덮개(42)에 의해 투입구(41)가 개폐되는 것이고, 상기 덮개(42)를 포함한 분해소각로(40)의 내측 전체에는 두꺼운 단열층이 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기 덮개(42)가 위치한 투입구(41)의 상측 또는 덮개(42)의 하측으로는 내부공간을 향하여 방사상으로 배치된 흡입관(44)(44')이 형성되어 있는 것으로, 상기 흡입관(44)(44')은 분해소각로(40)의 외부에 위치하고 있는 별도 구비의 자화에어펌프(20)와 연결되게 하되, 자화에어펌프(20)의 에어 흡입측과 연결되도록 구성함에 따라 상기 자화에어펌프(20)가 작동을 하게 되면 외기의 유입과 동시에 상기 흡입관(44)(44')을 통해 분해소각로(40)의 내측 상부 공기를 일정량 흡입하여 상기 분해소각로(40)의 내부로 순환 배출시키게 되는 것이다.

특히, 상기 자화에어펌프(20)의 배출구는 상기 분해소각로(40)의 내부로 분기 형성되어 있는 것으로, 상기 분해소각로(40)의 내측면에는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 측부토출관(45)(45')이 상,하 일정간격을 갖고 방사상으로 형성되어, 분해소각로(40)의 내부공간 전체에 대하여 고르게 자화공기가 토출될 수 있도록 구성한 것이고, 상기 분해소각로(40)의 하측에는 도 4의 도시와 같이 하부토출관(46)(46')이 방사상으로 상향 설치되어 있는 것이다.

따라서, 상기 자화에어펌프(20)가 작동하여 자화공기를 공급하면 상기 자화공기는 측부토출관(45)(45')을 통해 분해소각로(40)의 내부에 고르게 확산 및 배출되는 것은 물론 이와 동시에 하부토출관(46)(46')을 통해 상향으로 자화공기를 배출시키므로 결국 분해소각로(40)의 내부로 투입된 가연성폐기물은 전체적으로 자화공기에 빠르게 노출되면서 전체적인 분해 작용이 시작되는 것이다.

즉, 도 5의 도시와 같이 분해소각로(40)의 덮개(42)가 전진되어 분해소각로(40)의 투입구(41)가 밀폐된 상태에서 상기 투입안내통(11)의 내부에 다양한 종류 및 다양한 크기의 가연성폐기물을 올려놓은 후, 상기 투입엑츄에이터(13)를 가동하여 투입안내통(11) 내의 가연성폐기물을 투입구(41) 내측으로 밀어넣게 된다.

이어, 상기 누름판(14)에 의해 투입구(41)의 측부가 밀폐된 상태에서 분해소각로(40)의 개폐엑츄에이터(43)를 작동시켜 도 6의 도시와 같이 덮개(42)가 후퇴되도록 하여 상기 투입구(41)를 개방시키고 이와 동시에 자화에어펌프(20)를 작동시켜 분해소각로(40) 내에 자화공기를 토출시키는 동시에 투입구(41) 측의 흡입관(44)(44')을 통해 고열의 내부 공기를 흡입시켜 상기 고온의 열기 및 불완전 가스 등이 투입구(41)를 통해 외부로 배출되는 것을 차단하게 된다.

또한, 상기 덮개(42)가 개방됨에 따라 투입구(41) 내의 가연성폐기물은 분해소각로(40)의 내부로 낙하될 것인데, 가연성폐기물이 투입구(41)를 막고 있는 현상을 방지하기 위해 누름엑츄에이터(15)를 동시에 작동시에 누름판(14)의 하강을 통해 투입구(41) 내의 가연성폐기물을 완전히 분해소각로(40)의 내부로 밀어 제거하는 작동을 순차 진행하게 되는 것이다.

이어, 상기 누름엑츄에이터(15)의 작동을 통해 상기 누름판(14)이 상승하게 되고 상기 개폐엑츄에이터(43)에 의해 덮개(42)가 전진하여 투입구(41)를 밀폐시키는 것이며, 상기 투입엑츄에이터(13)의 작동을 통해 투입판(12)이 후퇴하면서 새로운 가연성폐기물을 투입할 수 있는 대기상태에 이르게 된다.

또한, 상기 자화에어펌프(20)를 향하는 흡입관(44)(44')에는 솔레노이드 밸브 등을 장착하여 상기 덮개(42)의 후퇴 개방시에만 흡입 작용을 수행할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.

이어, 상기 분해소각로(40)에서는 영구자석이 내재된 상기 자화에어펌프(20)의 작동으로부터 다량의 자화공기가 내부공간 전체로 확산되면서 가연성폐기물의 분해가 이루어지는 것이고, 이와 동시에 분해소각로(40) 일측의 버너(30)가 작동하면서 내부 가연성폐기물에 대한 소각이 이루어지게 된다.

즉 ,상기 공기의 자화에 대해서는 이론적으로 해명되어 있지 않지만, 상기 공지예(예를 들어 일본 특허 공개 2006-150295)에 있어서도 자화 공기를 사용하여 유기물을 분해한 것으로 되어 있다. 또 본 발명을 완성함에 있어서도 수년간의 실험, 연구를 반복하고 있다. 예를 들어, 자기의 강도로서도 2500가우스보다 3000가우스 쪽이 분해 효율이 좋고, 또한 균등 분해할 수 있는 것이 판명되어 있다. 이 경우에 흡입 공기량이 관계되는 것은 확인되어 있지만, 처리물의 재질과 습도에 의해 최선의 자기 강도는 앞으로의 연구를 기다려야 할 것이다. 상기 사정에 의해 자화 공기라고 하고 있지만, 실상은 강자장에 의해 공기의 활성화가 행해져, 유기물의 분해를 촉진한다고도 생각된다.

또한, 공급된 자화공기는 양자적으로 여기상태인 산소분자로서, 단수명이긴 하지만 반응성이 매우 높은 것으로 알려져 있어 반응성이 풍부한 자화공기가 유기물(즉, 가연성폐기물)에 접하면 불안정한 유리기가 생성되고 유기물의 래디컬(radical) 반응이 진행되어 유기물의 분해 기체화가 일어난다. 그리고 한번 반응이 일어나면 해리에너지가 발생하기 때문에 반응이 빨라지고, 60~200도의 낮은 온도에서도 연쇄적으로 반응하게 된다.

일반적인 연소에서는 부가되는 고온(600도 이상)으로 인해 유기물의 외각전자가 열적으로 여기 되기 때문에 연소라는 형태로 산화가 진행되지만, 저온(200도 이하)으로 반응시키는 래디컬 반응에서는 열적으로 여기 되지 않기 때문에 산화반응이 억제된다. 그러나 기저상태에 있는 자화공기가 공급되면 낮은 온도에서도 산화가 진행되게 된다.

또한, 상기의 자화공기는 이와 같이 낮은 온도에서 유기물을 분해하기 위해 필요한 산소를 끌어당겨 유기물의 분해를 촉진시키고, 유기물 결합력의 근원이 되는 유기물의 공유결합을 막아 가스화 분해를 촉진하는 역할도 수행한다. 즉, 래디컬반응은 가역성이라 유기물의 공유결합은 파괴되었다가 일부는 다시 공유결합을 하게 된다. 이와 같이 공유결합이 파괴된 원자(또는 분자)가 다시 공유결합하는 것을 방지하는 것이 자화공기의 강력한 자장이다.

따라서, 상기 분해소각로(40) 내부에서의 가연성폐기물은 다량의 자화공기로 인한 분해와 동시에 버너(30)에 의한 불꽃 및 점화열로 인해 급속하고 효과적인 소각이 이루어지게 되는 것이고, 연소로 인한 탄화물 및 잔존물은 상기 하부토출관(46)(46')의 하측에 마련된 재수거공간(47)으로 떨어져 내리면서 일정 시간마다 혹은 가연성폐기물에 대한 투입량에 준하여 상기 잔존물을 제거하면 되는 것이다.

특히, 상기 분해소각로(40)의 전면에는 투시도어(48)가 장착되어 있어 상기 투시도어(48)를 통해 내부 가연성폐기물에 대한 소각과정 및 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 한 것이고, 소각이 종료된 상태에서 상기 투시도어(48)를 개방시켜 상기 재수거공간(47)으로부터 내부의 잔존물을 긁어 제거할 수 있는 것이다.

또한, 상기 분해소각로(40) 내부에서의 분해 및 소각으로 인해 발생하는 연소가스는 일측의 2차소각로(50)로 이동하게 되는데, 상기 2차소각로(50)에서는 상기 연소가스에 대한 재차 소각으로 인해 유해가스의 제거 및 불완전 연소된 건류가스 등을 다시 태워 제거하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 2차소각로(50)는 일측이 상기 분해소각로(40)와 연결되어 있고 타측에는 상기 열교환기(60)와 연결되어 있는 것으로, 상기 분해소각로(40)로부터 연소가스를 내부공간(51)으로 제공받아 2차소각에 의한 고온의 가스만을 상기 열교환기(60)로 배출하게 된다.

또한, 상기 열교환기(60)의 내부공간(51)에는 열교환기(60)로 배출되는 가스를 정화 및 탈취하는 촉매필터(53)가 내장되어 있고, 열교환기(60)의 상측에는 연소버너(52)가 장착되어 있는 것으로, 상기 분해소각로(40)로부터 제공되는 연소가스는 상기 연소버너(52)에 의한 고온의 화염에 직접 노출되면서 유해가스를 태워 제거하는 동시에 불완전 연소 상태의 건류가스를 다시 태운 상태에서 상기 촉매필터(53)를 통해 열교환기(60)로 공급될 수 있도록 하므로, 대기 중으로 배출될 수 있는 불완전 연소 가스 및 유해가스 등을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 2차소각로(50)로부터 제공받은 고온의 기체는 열교환기(60)를 통해 상대적으로 저온은 물 또는 공기와 간접 접촉하면서 상호 간의 열교환이 이루어질 수 있게 되므로, 폐열을 회수하여 온수 또는 난방에 활용할 수 있게 된다.

즉, 상기의 열교환기(60)는 하부 일측의 유입측연결부(61)로부터 2차소각로(50)의 기체를 제공받아 상부의 배출측연결부(64)를 통해 집진기(70)로 배출시키게 되는 것인데, 상기의 열교환기(60)는 상부에 수직의 배출관(62)(62')이 내장된 열교환챔버(63)가 형성되어 있고 상기 열교환챔버(63)의 선단에는 전기한 배출측연결부(64)가 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기 열교환챔버(63)의 내부에는 상,하로 이격된 중간격벽(65)(65')이 형성되어 있어 이들 중간격벽(65)(65') 사이의 열교환공간부(66)가 형성되도록 한 것이며, 상기의 배출관(62)(62')은 상기 중간격벽(65)(65')을 관통하여 다수 삽입되도록 구성한 것이다.

따라서, 상기 유입측연결부(61)를 통해 내부로 제공된 기체는 상기 배출관(62)(62')을 통해 열교환챔버(63)의 상측으로 이동하게 되고 열교환챔버(63)의 상부에서는 배출측연결부(64)를 통해 배출되면서 상기 집진기(70)로 열교환된 기체를 내보내게 된다.

또한, 상기 열교환챔버(63)에는 상기 열교환공간부(66)와 연통되게 한 유입연결관(67)과 배출연결관(68)을 각기 형성함에 따라 이들 유입연결관(67)과 배출연결관(68)을 통해 물이나 공기가 열교환공간부(66)를 경유하여 순환될 수 있도록 한 것이다.

이에, 상기 2차소각로(50)의 연소버너(52)에 의한 고온의 기체는 상기 열교환기(60)의 내부로부터 각 배출관(62)(62')을 통과하면서 상기 배출관(62)(62')에 대한 가열은 물론 열교환챔버(63)에 대한 가열이 이루어지는 것이고, 상기 열교환챔버(63)의 열교환공간부(66)를 경유하는 물이나 공기는 상기 고온의 열기를 회수하여 온도 상승된 상태로 배출될 것이므로, 이와 같은 폐열 회수를 통해 온수 혹은 온풍을 대량으로 사용할 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같이 열교환이 이루어진 상태의 기체는 상기 열교환기(60)로부터 집진기(70)로 이동하게 되는 것이고, 기체의 배출압에 의해 상기 기체는 집진기(70) 내부의 싸이클론 안내편(72)(72')을 따라 나산형으로 회전하면서 기체 내의 분진 등이 낙하 및 집진기 내부에 부딪혀 제거되는 것이다.

이에, 상기 기체로부터 분리되는 분진은 집진기(70) 하부의 분진수거공간(73)으로 회수될 수 있는 것으로 상기 분진수거공간(73) 내의 분진 등은 일정주기로 제거하면 될 것이고, 분진이 제거된 상태의 기체는 집진기(70)의 내부 중앙에 수직으로 배치되어 그 하단이 싸이클론 안내편(72)(72')의 하측까지 길게 연장된 연통(74)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

따라서, 상기 집진기(70) 내부로 유입된 비교적 깨끗한 저온의 기체는 기체 내에 잔류할 수 있는 미세 분진 등을 완전히 제거한 상태에서 연통(74)을 통해 외부로 배출되므로 환경 오염이 거의 발생하지 않는 것이고, 필요에 따라 상기 연통(74) 내에 별도의 필터를 장착하여 이로부터 재차 분진 및 유해물질 등을 제거한 후 대기로 배출될 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.

이처럼 본 발명의 저온분해 소각장치는 다양한 가연성폐기물에 대한 분해와 소각이 동시에 이루어지므로 가연성폐기물에 대한 처리 시간의 단축 및 처리량이 증가되어 매우 효율적인 것이고, 1차 분해 소각 및 2차 소각과 함께 집진을 통해 유해가스가 대기로 배출되는 것을 방지할 수 있는 것이며, 고온의 폐열을 회수하여 온수 및 온풍으로 활용할 수 있으므로 매우 경제적인 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 투입수단 11 : 투입안내통
12 : 투입판 13 : 투입엑츄에이터
14 : 누름판 15 : 누름엑츄에이터
20 : 자화에어펌프
30 : 버너
40 : 분해소각로 41 : 투입구
42 : 덮개 43 : 개폐엑츄에이터
44,44' : 흡입관 45,45' : 측부토출관
46,46' : 하부토출관 47 : 재수거공간
48 : 투시도어
50 : 2차소각로 51 : 내부공간
52 : 연소버너 53 : 촉매필터
60 : 열교환기 61 : 유입측연결부
62,62' : 배출관 63 : 열교환챔버
64 : 배출측연결부 65,65' : 중간격벽
66 : 열교환공간부 67 : 유입연결관
68 : 배출연결관
70 : 집진기 71 : 내부공간
72,72' : 싸이클론 안내편 73 : 분진수거공간
74 : 연통

Claims

투입구(41)의 상부에 투입수단(10)이 장착되고 외측으로는 자화에어펌프(20) 및 버너(30)가 장착된 분해소각로(40)와; 상기 분해소각로(40)와 연결되어 분해소각로(40)로부터 배출되는 연소가스를 재차 소각하는 2차소각로(50)와; 상기 2차소각로(50)와 연결되어 2차소각로부터 배출되는 기체로부터 열을 회수하는 열교환기(60)와; 상기 열교환기(60)와 연결되어 열교환기(60)로부터 배출되는 기체의 분진을 제거하는 집진기(70)를 순차 연결 형성하여 구성된 가연성폐기물의 저온분해 소각장치에 있어서,
투입수단(10)은 제1분해소각로(40)의 투입구(41)에 대하여 수평방향으로 유동 가능하도록 장착된 투입판(12)과, 투입구(41) 내측 선단으로부터 수직방향으로 유동 가능하도록 장착된 누름판(14)으로 구성하되,
상기 투입판(12)은 투입구(41)의 일측에 투입구(41) 내부와 연통되도록 장착된 투입안내통(11)의 내부로부터 유동되게 하고, 상기 투입판(12)은 투입엑츄에이터(13)에 의해 유동되도록 구성하며, 상기 누름판(14)은 누름엑츄에이터(15)에 의해 투입구(41)의 선단 내측으로부터 상,하 방향으로 승강되도록 구성함을 특징으로 하는 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치.
제 1항에 있어서,
분해소각로(40)는, 선단에 투입구(41)를 개폐하는 덮개(42)를 장착하여 상기의 덮개(42)가 개폐엑츄에이터(43)에 의해 수평방향으로 유동되게 하고, 상기 분해소각로(40)의 내측 선단에는 내부와 연통된 흡입관(44)(44')을 방사상으로 형성하여 상기 흡입관(44)(44')이 자화에어펌프(20)의 에어 흡입측과 연결되게 하며,
상기 분해소각로(40)의 내측 중간부에는 분해소각로(40)의 내부와 연통된 측부토출관(45)(45')을 방사상으로 형성하고, 상기 분해소각로(40)의 내측 저면부에는 분해소각로(40)의 내부와 연통된 하부토출관(46)(46')을 방사상으로 형성하여 이들 측부토출관(45)(45') 및 하부토출관(46)(46')을 자화에어펌프(20)의 에어 배출측에 연결함에 따라 분해소각로(40)의 내부 측면 및 하부로부터 자화공기가 방사상으로 토출되도록 구성하며,
상기 분해소각로(40)의 내측 하부에는 하부토출관(46)(46')의 하측에 위치하는 재수거공간(47)이 형성되고, 상기 분해소각로(40)의 측부에는 상기 재수거공간(47)을 포함하여 분해소각로(40)의 내부를 개폐할 수 있도록 한 투시도어(48)을 장착 형성하여 구성됨을 특징으로 하는 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치.
제 1항에 있어서,
분해소각로(40)와 열교환기(60)를 서로 연결하는 2차소각로(50)는, 선단에 2차소각로(50)의 내부공간(51)을 향하여 하향 장착된 연소버너(52)가 형성되고, 2차소각로(50)의 내부공간(51)에는 촉매필터(52)를 장착 형성하여 구성됨을 특징으로 하는 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치.
제 1항에 있어서,
2차소각로(50)와 집진기(70)를 서로 연결하는 열교환기(60)는, 하부 일측에 유입측연결부(61)를 형성하고 상부에는 수직의 배출관(62)(62')이 내장된 열교환챔버(63)를 장착 형성하며, 상기 열교환챔버(63)의 상단에는 배출측연결부(64)를 형성하되,
상기 열교환챔버(63)는, 내부에 상,하로 이격 형성된 중간격벽(65)(65')에 의해 열교환공간부(66)가 형성되게 하고 상기 배출관(62)(62')은 중간격벽(65)(65')을 관통하여 상기 열교환공간부(66)와 연통되지 않게 하며, 상기 열교환공간부(66)에 해당하는 열교환챔버(63)의 측부에는 각각 유입연결관(67)과 배출연결관(68)을 상,하로 구분 형성하여 구성됨을 특징으로 하는 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치.
제 1항에 있어서,
열교환기(60)와 연결되는 집진기(70)는, 집진기(70)의 내부공간(71)에 싸이클론 안내편(72)(72')이 형성되고, 상기 싸이클론 안내편(72)(72')의 하측으로는 개폐 가능한 분진수거공간(73)이 형성되며, 상기 집진기(70)의 상측으로는 집진기(70)의 내부공간(71) 하측까지 연장 형성된 연통(74)을 고정 형성하여 구성함을 특징으로 하는 자화공기를 이용한 가연성폐기물의 저온분해 소각장치.
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