KR101986132B1 - 왕겨 연소산화장치 - Google Patents

왕겨 연소산화장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101986132B1
KR101986132B1 KR1020180073474A KR20180073474A KR101986132B1 KR 101986132 B1 KR101986132 B1 KR 101986132B1 KR 1020180073474 A KR1020180073474 A KR 1020180073474A KR 20180073474 A KR20180073474 A KR 20180073474A KR 101986132 B1 KR101986132 B1 KR 101986132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotary kiln
exhaust gas
air
air inlet
rice husk
Prior art date
Application number
KR1020180073474A
Other languages
English (en)
Inventor
김종길
조경진
Original Assignee
에이엠나노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이엠나노텍 주식회사 filed Critical 에이엠나노텍 주식회사
Priority to KR1020180073474A priority Critical patent/KR101986132B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101986132B1 publication Critical patent/KR101986132B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/32—Arrangement of devices for charging
    • F27B7/3205—Charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/33—Arrangement of devices for discharging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/36—Arrangements of air or gas supply devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

본 발명은, 공급탱크를 포함하고, 왕겨를 제공하기 위한 공급부; 회전하면서 연소가 이루어지며, 왕겨 재가 배출되고 공기는 유입되는 공기유입단부와 배출가스가 배출되는 가스 배출단부가 서로 대향하여 형성되고, 상기 공기유입단부가 상기 가스 배출단부에 비하여 낮게 위치하도록 경사지며, 상기 가스 배출단부 측에 상기 공급부로부터 왕겨가 투입되는 로터리킬른; 상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부에서 점화를 위한 불꽃을 제공하는 버너; 상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부와 연결되며, 상기 공기유입단부를 통해 배출되는 왕겨 재가 외부로 배출되는 경로가 되며, 공기유입통로가 형성된 재 배출부; 상기 로터리킬른의 상기 가스 배출단부와 연결되며 배출가스의 중의 흄(fume)을 제거하기 위한 흄 제거부; 및 배출가스가 외부로 배기되는 배기구; 상기 배기구로 배출가스가 배출되기 전 필터링을 수행하는 백필터를 포함하며, 상기 공기유입통로를 통해 상기 로터리킬른 내부에 공급되는 투입공기량을 제어하여 상기 로터리킬른 내에서의 상기 왕겨의 연소 조건을 제어할 수 있는 왕겨 연소산화장치를 제공한다.

Description

왕겨 연소산화장치{RICE HUSKS THERMAL OXIDIZER}
본 발명은 왕겨 연소산화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소 공기의 흐름 속도를 제어하여 왕겨의 연소산화를 제어함으로서 실리카를 제조하는 데 유리한 양질의 왕겨 재를 얻기 위한 왕겨 연소산화장치에 관한 것이다.
21세기 들어 에너지 고갈과 지구 온난화로 대표되는 환경문제로 인해 지속가능한 자원인 바이오매스로부터 열, 전력을 비롯하여 화학원료 등의 다양한 제품들을 생산하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 바이오매스 자원에는 여러 종류가 있지만 그중 목질계 바이오매스 및 작물류가 가장 많은 양을 차지하고 있으며, 작물류 부산물 중에는 벼를 도정한 뒤 나오는 부산물 왕겨가 포함된다.
왕겨는 그 성분 중에 18~22% 가 실리카 성분으로 알려져 근래에 주목받고 있다. 실리카는 복잡한 구조를 가지며 자연계에 풍부하게 존재하는 물질로서 건축 자재에서 식품, 바이오 산업까지 그 활용처가 무궁무진하다. 실리카를 실리콘으로 환원할 경우 다양한 구조를 가지며, 결정질 실리콘은 건축소재, 전자소재, 이차전지 음극재, 바이오 소재, 태양광 소재로 활용되고 있으며, 비결정질 실리콘은 태양전지 등으로 사용되고 있다.
왕겨의 성분 중에서 실리카를 추출하기 위한 다양한 방법들 연구되고 있는 데, 고온의 추출온도로 인하여 여러 공정을 필요로 하는 등 아직 상용화는 달성되지 못하고 있다. 알려진 왕겨로부터 실리카를 제조하는 방법으로는, 왕겨를 산으로 처리한 후 고온 처리하거나, 왕겨를 효소로 처리한 부 고온에서 가열하는 방법, 왕겨를 산처리 및 무산소 분위기에서 탄화시킨 후 유산소 분위기에 산화시키는 방법 등이 있다.
한편, 왕겨의 이용 방법으로, 왕겨를 연소하여 발생하는 고온의 열량을 회수하여 고은증기를 발생시키고 또한 이를 이용하여 발전을 하는 공정이 널리 사용되고 있는 데, 왕겨의 고온 연소 후 발생하는 재(Ash)의 결정구조는 공업용 재료로 사용할 수 없다. 따라서 버려지거나 일부 농지의 토지 개량의 용도로 사용되고 있다.
한편, 왕겨의 연소 시에 발생하는 문제점으로, 왕겨의 연소 시에 발생한 흄(fume)이 보일러의 튜브 관과 접촉되어 실리카 클링커(silica clinker)가 되어 튜브관을 폐색하여 보일러의 가동이 정지되는 현상이 발생하고 있다.
한국 공개특허공보 제2001-0096628호(2001년 11월 8일 공개)
본 발명은 왕겨를, 연소 조건을 제어하면서 연소시킬 수 있는 왕겨 연소산화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 연소 속도, 산화발열량 등의 연소 조건이 제어가능하고, 이를 통하여 실리카 합성 및 나노 실리카 원료 등의 공업용 재료로 사용하기에 적합한 왕겨 재를 제공할 수 있는 왕겨 산화 연소 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 공급탱크를 포함하고, 왕겨를 제공하기 위한 공급부; 회전하면서 연소가 이루어지며, 왕겨 재가 배출되고 공기는 유입되는 공기유입단부와 배출가스가 배출되는 가스 배출단부가 서로 대향하여 형성되고, 상기 공기유입단부가 상기 가스 배출단부에 비하여 낮게 위치하도록 경사지며, 상기 가스 배출단부 측에 상기 공급부로부터 왕겨가 투입되는 로터리킬른; 상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부에서 점화를 위한 불꽃을 제공하는 버너; 상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부와 연결되며, 상기 공기유입단부를 통해 배출되는 왕겨 재가 외부로 배출되는 경로가 되며, 공기유입통로가 형성된 재 배출부; 상기 로터리킬른의 상기 가스 배출단부와 연결되며 배출가스의 중의 흄(fume)을 제거하기 위한 흄 제거부; 및 배출가스가 외부로 배기되는 배기구; 상기 배기구로 배출가스가 배출되기 전 필터링을 수행하는 백필터를 포함하며, 상기 공기유입통로를 통해 상기 로터리킬른 내부에 공급되는 투입공기량을 제어하여 상기 로터리킬른 내에서의 상기 왕겨의 연소 조건을 제어할 수 있는 왕겨 연소산화장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 백필터와 상기 배기구 사이에 설치되어 배출가스량을 제어하는 흡출송풍기를 더 포함하고, 상기 흡출송풍기가 배출가스량을 제어함으로서 상기 공기유입통로를 통해 상기 로터리킬른로 유입되는 투입공기량이 제어된다.
본 발명에 의하면, 상기 공급부는 상기 공급탱크에 배출된 왕겨를 상기 로터리킬른으로 제공하는 Y형 공급관을 포함하며, 상기 Y형 공급관은 상기 로터리킬른에 연결되는 투입관과, 상기 투입관의 상측으로 분기되는 형성되는 연결관 및 분기관을 구비하되, 상기 연결관은 상기 공급탱크로부터 제공되는 왕겨의 이동 통로를 형성하고, 상기 분기관은 공기 소통가 되는 것으로 공기소통제어밸브가 설치된다.
본 발명에 의하면, 상기 공기유입통로는 상기 재 배출부에서 왕겨 재가 배출되는 배출구 측으로 형성되어, 상기 공기유입통를 통해 유입된 공기가 상기 로터리킬른 측으로 유동하면서 왕겨 재를 냉각시키는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 상기 흄 제거부는, 제1 챔버와 상기 제1 챔버 내에서 엇갈린 배치되어 지그재그 형태의 유로를 형성하여 배출가스와 충돌을 통해 배출가스 중의 흄의 부착 또는 결정화를 유도하는 복수의 배플을 포함하는 제1 흄 제거부를 포함하고, 또한, 제2 챔버와, 상기 제2 챔버 상단에 설치되어 상기 제2 챔버로 인입되어 배기되는 배출가스 중에 물을 분사하는 스프레이 기구를 구비한 제2 흄 제거부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 흄 제거부와 상기 백필터 사이에는 상기 흄 제거부를 거치면서 흄이 제거된 배출가스로부터 열을 회수하여 스팀 또는 고온수를 생산하는, 배출가스가 흐르는 튜브를 구비한 보일러 및 폐열회수기를 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 보일러 내부의 상기 튜브를 통과하지 않고 배출가스가 상기 백필터로 진행할 수 있도록 상기 보일러의 튜브를 바이패스할 수 있는 바이스팬을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 왕겨의 산화에 제공되는 투입 공기량을 효율적으로 제어가능하다. 이를 통해 왕겨의 연소 속도, 산화발열량 등의 연소 조건이 제어가능함으로, 실리카 합성 및 나노-실리카 원료 등의 공업용 재료로 사용하기에 적합한 왕겨 재를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 일반적으로 건조설비에 이용되는 로터리킬른을 연소 산화 용도의 공정으로 채택하고, 연소공기 투입과 왕겨의 투입 방향이 서로 반대되도록 하는 역류 공정과, 로터리 킬른 회전속도 조절, 공기량 조절을 통해 연소공기와 왕겨의 접촉 산화 속도를 조정하여 급격한 온도 상승을 방지하며, 산화시 발생한 열은 반대편에서 흘러오는 왕겨를 건조 온도상승 및 산화에 기여하면서 고온의 공기를 반대쪽으로 배출되도록 한다. 따라서 연소공기로부터 열회수하여 연소에 기여함과 아울러 열량을 최대한 회수가능하다.
본 발명에 의하면, 왕겨의 연소 시에 발생하는 흄(fume)에 의한 문제점을 해소하는 것이 가능하며, 왕겨의 연소산화시 발생하는 열을 효과적으로 회수 사용할 수 있다 .
도 1 는 본 발명의 실시예에 따른 왕겨 연소산화장치의 구성도이다
도 1 은 본 발명의 실시에에 따른 왕겨 연소산화장치의 구성도이다. 도 1 에서 보이는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 왕겨 연소산화장치(1)는, 공급부10), 로터리킬른(20), 버너(22), 재 배출부(30), 흄 제거부(40), 보일러(50), 백필터(70), 흡출송풍기(80, Induced Draft Fan, IDF) 및 배기구(90)을 포함한다.
공급부(10)는, 공급탱크(12)와 Y형 공급관(14)을 포함한다.
공급탱크(12)는 외부로부터 왕겨를 제공받아 저장하는 기능을 하며, 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 호퍼로 형성된다. 공급탱크(12)는 컨베이어(121)를 통해 왕겨를 외부로부터 연속적으로 공급받을 수 있게 구성된다. 공급탱크(12)의 상부 측에는 왕겨가 도입될 수 있는 도입구가 형성되고, 도입구가 컨베이어(121)와 연결되어 컨베이어를 통해 운반된 왕겨가 공급탱크(12) 내로 공급될 수 있다. 도 1을 참조하면, 컨베이어(121)는 버킷 컨베이어(bucket conveyor)로 형성되어 바닥면에 위치한 왕겨 저장조(126) 내의 왕겨를 공급탱크(12)로 옮기는 기능을 한다.
Y형 공급관(14)은 왕겨가 로터리킬른(20)로 투입되는 경로가 되는 것으로, 일단이 공급탱크(12)에 연결되고, 타단이 로터리킬른(20)에 연결된다. 공급탱크(12)의 하부로 위치하는 왕겨배출구에는 투입량 조절밸브(13)가 설치되어 공급탱크(12)로부터 로터리킬른(20)로 투입되는 왕겨 투입량이 조절된다. 공급탱크(12)의 하단 왕겨 배출구와 Y형 공급관(14) 사이에는 내부에 컨베이어가 설치된 이송관로가 설치될 수 있다. 컨베이너는 스크류 컨베이어 등이 사용될 수 있다.
Y형 공급관(14)은 공급탱크(12)와 연결되지 않은 분기관(141)를 포함한다. Y형 공급관(14)은 분기관(141)을 구비함으로 인해 공급탱크(12)와 연결된 연결관(142)과, 공급탱크(12)에 연결되지 않은 분기관(141)을 구비하고 연결관(142) 및 분기관(141)과 만나며 로터리킬른(12)와 연결되는 투입관(144)을 구비한 형태로 형성된다. 즉, 상부로 연결관(142)과 분기관(141)이 형성되고 하부에 투입관(144)이 형성되는 Y자형을 이룬다. 분기관(141)은 연결관(142)을 통해 왕겨가 투입될 때 공기 소통관로가 되어 왕겨가 로터리킬른(20)로 하강할때 막히는 현상을 해결할 수 있다. 분기관(141)에는 분기관(141)을 통한 공기 소통을 제어할 수 있는 공기소통 제어밸브(1411)가 설치될 수 있다. 공기소통 제어밸브(1411)는 투입량 조절 밸브(13)가 개방되어 왕겨가 투입될 때 공기가 소통되게 열리며, 공기 소통량 역시 제어될 수 있다. 즉, 왕겨 투입에 필요한 한도 내에서 공기 소통을 허용한다.
로터리킬른(20)은 왕겨가 이동하면서 연소되고 연소 공기가 유동하는 연소로이다. 로터리킬른(20)는 일단에 공기유입단부(202), 타단에 가스 배출단부(204)를 구비한다. 공기유입단부(202)에서 공기가 유입되고 재(ash)는 배출된다. 가스(gas) 배출단부(204)는 공기유입단부(202)와 대향하여 형성되고, 공기유입단부(202)가 가스 배출단부(204) 보다 낮도록 경사지게 배치된다. Y형 공급관(14)의 투입관로(144)는 가스 배출단부(204) 측으로 로터리킬른(20)에 연결된다. 따라서 투입된 왕겨는 가스 배출단부(204)에서 공기유입단부(202) 측으로 이동하면서 연소가 이루어진다. 로터리킬른(20)는 회전을 하면서 연소가 이루어진다. 이를 위해 로터리킬른(20)는 회전 기어에 의해 회전가능하게 지지된다. 로터리킬른(20)의 회전속도가 제어되면서 연소가 이루어지낟. 로터리킬른(20)이 회전하면서 로터리킬른(20) 내의 왕겨가 교반되고 연소된다. 로터리킬른 내부의 온도를 측정하는 온도 측정기(t)가 설치되어 산화발열량 조절에 이용된다. 연소되어 형성된 왕겨 재와 아직 연소되지 않은 미연소 상태의 왕겨가 로터리킬른(20)의 회전에 따라 교반되는 데, 로터리킬른(20)의 회전에 의해 왕겨 재가 로터리킬른의 하부측으로 하강하고 왕겨가 상부측으로 상승된다.
로터리킬른(20)의 공기유입단부(202)에는 왕겨를 연소를 위해 점화하는 버너(22)가 설치된다. 버너(22)는 로터리킬른(20)의 공기유입단부에 불꽃을 제공하도록 설치되어 로터리킬른(20) 내의 왕겨를 점화한다. 로터리킬른(20) 내의 왕겨는 공기유입단부에서 가스 배출단부 방향으로 타 들어가면서 연소가 이루어진다. 버너(22)는 가스 도입구와 연결되어 외부로부터 가스를 공급받을 수 있다. 후술하지만 로터리킬른(20) 내로 공급되는 공기량이 제어되므로, 연소 속도 및 산화발열량이 제어되면서 로터리킬른(20)에서 연소가 이루어진다.
로터리킬른(20)에는 전기히터(24)가 설치될 수 있다. 전기히터(24)는 공기유입단부(202)에 인접하여 구비될 수 있다. 전기히터(24)는 로터리킬른(20) 내에서 왕겨 연소 초기에 왕겨 연소에 적합한 온도로 로터리킬른(20) 내부가 보다 신속하게 상승될 수 있도록 한다.
로터리킬른(20)의 공기유입단부(202)는 재 배출부(30)에 연결된다. 공기유입단부(202)는 재 배출부(30) 내로 왕겨 재를 배출한다. 재 배출부(30)에 로터리킬른(20)에서 배출된 왕겨 재를 수용되며 관로 등을 따라 외부로 반출된다 이때, 왕겨 재를 재 배출부(30) 바닥에 설치된 컨베이어 등과 같은 반출수단을 통해 반출되어 나노 실리카의 원료로 사용된다.
재 배출부(30)에는 계폐 및 개도 제어되는 공기유입통로(34)가 연결된다. 공기 유입통로(34)를 통한 공기의 유입은 후술하는 흡출송풍기(80)를 통한 배출가스량 조절에 연동하여 제어되며, 공기유입통로(34)에는 공기유입량을 제어하기 위한 댐퍼 등의 공기유입 조절장치(342)가 구비될 수 있다.
공기유입통로(34)는 재 배출부(30)의 왕겨 재의 출구에 연결되어 왕겨 재가 배출되는 방향과 반대 방향으로 유입되어 로터리킬른(20)에 공급된다. 따라서 투입되는 공기에 의해 배출되는 왕겨 재가 열교환되면서 왕겨 재의 냉각을 달성하고 아울러, 공기 예열이 이루어진다. 공기유입통로(34)를 통해 유입된 공기는 공기유입단부(202)에서 가스 배출단부(204) 방향으로 로터리킬른(20) 내부를 유동한다. 로터리킬른(20)에서 공기는 왕겨의 이동방향과 반대되는 흐름을 형성하면서 왕겨 연소를 위한 산소를 공급하는 데, 공기유입통로(34)를 통한 공기 유입이 제어됨으로, 공기와 왕겨의 산화 접촉 시간을 제어하여 연소 속도가 제어되며, 산화발열량을 제어하여 고온 상승을 조절할 수 있다. 로터리킬른(20) 내부에서 산화를 통해 발생하는 열은 왕겨의 이동 방향과 반대 방향으로 흐르면서 흘러오는 왕겨를 건조 온도 상승 및 산화에 기여하고 가스 배출단부(204)를 통해 배출된다. 로터리킬른(20)에서 산화 연소된 왕겨 재는 비중 차이로 왕겨 밑 하부로 가라앉아 로터리킬른 회전속도에 따라 공기유입단부(202) 방향으로 진행한다. 더욱이, 상술한 바와 같이 로터리킬른(20)에서 공기유입단부(202)를 통해 배출되는 왕겨 재는 공기유입통로(34)를 통해 유입되는 신선한 공기를 만나 신속하게 냉각되어 공업용 재료로 사용할 수 있는 결정 구조의 양질의 실리카를 제조할 수 있게 한다. 또한, 로터리킬른 내부에 왕겨의 이동방향과 반대되는 방향으로 공기 흐름에 의해 실리카 흄 발생을 억제된다.
로터리킬른(20)의 가스 배출단부(204)에는 흄 제거부(40)가 연결된다. 로터리킬른(20)에서 배출되는 배출가스는 적정 고온 과포화 증기와 함께 실리카 흄 가스, 미스트/더스트를 포함하한다. 이러한 배출가스 중에서 흄, 미스트/더스트를 제거하기 위해 흄 제거부(40)를 포함한다.
흄 제거부는 배플을 이용하는 제1 흄 제거부(41)와 스프레이 기구를 이용하는 제2 흄 제거부(41')을 포함할 수 있으며, 흄 제거부(40)는 제1 및 제2 흄 제거부(41 ,41')를 각각 또는 함께 구비할 수 있다. 로터리킬른(20)의 가스 배출단부(204)에 제1 흄 제거부(41)가 연통된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 흄 제거부(41)는 가스 배출단부(204)와 연통된 제1 챔버(42)와, 제1 챔버(42) 내에서 배출가스와 충돌하게 설치되는 복수개의 배플(44)을 포함한다. 배플(44)은 서로 엇갈리게 설치되어 제1 챔버(42) 내에서 지그재그 형태의 가스 유동 경로를 형성한다. 배출가스는 제1 챔버(42) 내에서 유동하면서 배플(44)과 충돌하고 배출가스 중의 흄(fume) 및 더스트(dust)는 배플(44)에 부착되거나 결정화되어 제1 챔버(42) 하부로 하강한다. 제1 흄 제거부(41)의 제1 챔버(42) 내에서 분리된 이물질은 배출하기 위한 배출구(422)가 제1 챔버(42) 하단으로 형성된다.
제2 흄 제거부(41')는 제2 챔버(43) 내에 상단으로 스프레이 기구(45)가 구비되어 스프레이 기구(45)를 통해 물이 분사되어 배출가스 내의 흄 및 더스트를 고형화시키고 하강시킨다. 제2 흄 제거부(41')는 흄이 고형되는 온도(500 ~600도)의 배출가스를 만는다. 즉, 스프레이 기구(45)에서 분사되는 물에 의해 배출가스 중의 흄이 분리되어 하강한다. 흄 및 더스트 성분 및 물은 제2 챔버(43) 하단에 형성된 배출구(432)를 통해 배출된다.
도 1 은 제1 흄 제거부(41) 및 제2 흄제거부(41')를 모두 구비한 상태로 도시하고 있으나, 흄 제거부(40)는, 제1 흄 제거부(41) 또는 제2 흄제거부(41')를 선택적으로 구비할 수 있다.
흄 제거부(40)는 보일러(50)에 연결된다. 흄 제거부(40)를 지나면서 배출가스는 흄이 제거된 과포화 증기가 될 수 있다. 보일러(50) 내의 열교환튜브(52)를 과포화 증기가 통과하면서 열교환이 이루어진다. 열교환튜브를 지나면서 연소열이 회수되어 고은 스팀을 생산할 수 있다. 이를 통해 발전을 하거나 고온 스팀를 필요로 하는 사용처에 판매할 수 있다. 흄 제거부(40)에서 흄 및 더스트 등이 제거된 상태로 보일러(50) 내의 열교환튜브(52) 내로 진입하므로 열교환튜브 내에 실리카 클링커(silica clinker) 등이 형성되어 보일러가 고장되는 것을 감소시킬 수 있다.
한편, 흄이 제거된 배출가스는 보일러(50)로 유입될 수 있지만, 보일러(50)를 경유하지 않도록 바이패스될 수 있다. 이를 위해 보일러(50)를 경유함이 없이 배출가스가 다음공정으로 진행할 수 있는 바이패스(400)를 포함한다. 도 1을 참조하면 바이패스(400)는 제1 흄 제거부(41)의 후단과 보일러(50)의 후단 사이에 형성되어 있으며, 배출가스의 바이패스 흐름을 제어하기 위한 댐퍼들이 관로 내에서 설치된다. 바이패스 관로는 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있는 데, 보일러(50) 및/또는 페열 회수기(60)를 바이패스 할 수 있게 바이패스 관로가 형성될 수 있다.
배출가스의 열을 추가로 회수하기 위해 보일러(50)의 후측으로 폐열 회수기(60)를 더 포함할 수 있다. 보일러(50)에서 배출되는 가스는 아직 온도가 높은 상태로 배출되므로, 폐열 회수기(60)에서 추가적으로 열을 회수한다. 폐열 회수기(60)는 저압 수증기 또는 고온수 또는 온수를 생산할 수 있는 열교환기일 수 있으며, 생산된 증기, 또는 고온수 또는 온수를 사용처에 판매 공급할 수 있다.
보일러(50) 및 폐열회수기(60) 등을 거친 배출가스는 배기되기 전에 백필터(70)를 통과한다. 백필터(70)는 배출가스 중의 미세 미립자를 필터링하여 회수될 수 있도록 한다. 백필터를 거치면서 초미립자 실리카 원료가 회수될 수 있다.
본 발명에 의하면 백필터와 굴뚝 등과 같은 배기구(90) 사이에 흡출송풍기(80)가 설치된다.
본 발명의 실시예에 의하면 흡출송풍기(80)를 통해 공정 내에서의 공기 투입량이 조절되고, 연소온도가 조절되도록, 배출가스량이 조절된다. 흡출송풍기(80)에 의해 배기되는 배출가스량이 증대하면 공기유입통로를 통해 유입되는 공기량이 증대되고 로터리킬른에 공급되는 공기량이 증가하면서 연소속도가 빨라지면서 산화발열량이 증대된다. 반대로 배출가스량이 감소되면 공기유입통로를 통해 유입되는 공기량이 감소되면서 로터리킬른에 공급되는 공기량을 저감시켜 연소속도를 낮추고 산화발열량을 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕겨 연소산화장치에서 왕겨와 공기의 흐름의 서로 대비적으로 설명한다.
왕겨는 공급탱크(12)에서 Y형 공급관(14)을 거쳐 로터리킬른(20)로 도입되고, 로터리킬른(20)에서 왕겨 재로 연소산화되어 재 배출부(30)를 통해 배출되어 나노 실리카의 원료로 사용된다. 공기는 왕겨와 반대되는 흐름을 가지는 바, 재 배출부(30)를 통해 공기가 도입되어 로터리킬른(20)를 거치면서 고온의 배출가스가 되고, 배플 타입 및 스프레이 타입의 제1 및 제2 흄 제거부(41, 41')를 거치면서 고온의 배기가스 중의 흄 및 더스트 등이 제거된 가스가 되며, 보일러(50) 및 페열회수기(60)를 거치면서 배출가스 중의 열이 회수되어 발전, 스팀, 온수 제작을 위해 사용되고, 백필터(70)를 통해 여과된 상태로 배기구(90)을 통해 대기 중으로 방출된다. 연소공기는 백필터(70)와 배기구(90) 사이에 구비된 흡출송풍기(80)에 의해 제어된다. 로터리킬른(20) 내에서 왕겨의 흐름과 반대되는 공기의 흐름이 형성되는 데, 흡출송풍기(80)는 배출가스량 제어를 통해 로터리킬른(20) 내에 부압이 형성되도록 하면서 로터리킬른(20)로 유입되는 공기량을 제어한다. 로터리킬른(20)에서 왕겨와 반대되는 흐름의 공기는 왕겨 재를 냉각시켜 실리카 원료로서의 왕겨 재의 품질을 확보하게 하며 연소 온도 및 산화발열량 제어를 가능한다. 또한 왕겨의 연소 전 예열을 제공하는 기능을 함께 할 수 있다.
이상 지금까지 기술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 공급탱크를 포함하고, 왕겨를 제공하기 위한 공급부;
    회전하면서 연소가 이루어지며, 왕겨 재가 배출되고 공기는 유입되는 공기유입단부와 배출가스가 배출되는 가스 배출단부가 서로 대향하여 형성되고, 상기 공기유입단부가 상기 가스 배출단부에 비하여 낮게 위치하도록 경사지며, 상기 가스 배출단부 측에 상기 공급부로부터 왕겨가 투입되는 로터리킬른;
    상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부 측에 설치되어 점화를 위한 불꽃을 제공하는 버너;
    상기 로터리킬른의 상기 공기유입단부와 연결되며, 상기 공기유입단부를 통해 배출되는 왕겨 재가 외부로 배출되는 경로가 되며, 공기유입통로가 형성된 재 배출부;
    상기 로터리킬른의 상기 가스 배출단부와 연결되며 배출가스의 중의 흄(fume)을 제거하기 위한 흄 제거부; 및
    배출가스가 외부로 배기되는 배기구;
    상기 배기구로 배출가스가 배출되기 전에 필터링을 수행하는 백필터를 포함하며,
    상기 공기유입통로를 통해 상기 로터리킬른 내부에 공급되는 투입공기량을 제어하며,
    상기 공급부는 상기 공급탱크에 배출된 왕겨를 상기 로터리킬른으로 제공되는 Y형 공급관을 포함하며,
    상기 Y형 공급관은 상기 로터리킬른에 연결되는 투입관과 상기 투입관의 상측으로 분기되는 형성되는 연결관과 분기관을 구비하되, 상기 연결관은 상기 공급탱크로부터 제공되는 왕겨의 이동 통로를 형성하고, 상기 분기관은 공기 소통가 되는 것으로 공기소통제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 왕겨 산화 연소 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 백필터와 상기 배기구 사이에 설치되어 배출가스량을 제어하는 흡출송풍기를 더 포함하고,
    상기 흡출송풍기가 배출가스량을 제어함으로서 상기 공기유입통로를 통해 상기 로터리킬른으로 유입되는 투입공기량이 제어되는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 왕겨 연소산화장치.
  3. 제1항에 있어서
    상기 공기유입통로는 상기 재 배출부에서 왕겨 재가 배출되는 배출구 측으로 형성되어, 상기 공기유입통를 통해 유입된 공기가 상기 로터리킬른으로 유동하면서 왕겨 재를 냉각시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 왕겨 산화 연소 장치.
  4. 제1항에 있어서
    상기 흄 제거부는
    제1 챔버와 상기 제1 챔버 내에서 엇갈린 배치되어 지그재그 형태의 유로를 형성하여 배출가스와 충돌을 통해 배출가스 중의 흄의 부착 또는 결정화를 유도하는 복수의 배플을 포함하는 제1 흄 제거부를 포함하는것을 특징으로 하는 왕겨 산화 연소 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흄 제거부는
    제2 챔버와, 상기 제2 챔버 상단에 설치되어 상기 제2 챔버로 인입되어 배기되는 배출가스 중에 물을 분사하는 스프레이 기구를 구비한 제2 흄 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕겨 연소산화장치.
  6. 삭제
KR1020180073474A 2018-06-26 2018-06-26 왕겨 연소산화장치 KR101986132B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073474A KR101986132B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 왕겨 연소산화장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073474A KR101986132B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 왕겨 연소산화장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180167852A Division KR20200001447A (ko) 2018-12-21 2018-12-21 왕겨 연소산화장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101986132B1 true KR101986132B1 (ko) 2019-06-05

Family

ID=66845140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180073474A KR101986132B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 왕겨 연소산화장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101986132B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08504743A (ja) * 1993-10-15 1996-05-21 キングスウエイ グループ ピーエルシー 有機プラント物質からの生合成シリカの製造法の改良
JP2000007391A (ja) * 1998-06-22 2000-01-11 Nkk Corp 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法
KR20010096628A (ko) 2001-03-31 2001-11-08 전학제 왕겨로부터 제조되는 다공성 실리카, 다공성 실리카성형체, 나노 크기 실리카 입자의 제조방법
KR101000683B1 (ko) * 2010-02-05 2010-12-10 한판열 훈탄 자동 제조 장치
JP6002877B2 (ja) * 2010-02-02 2016-10-05 株式会社ガイア環境技術研究所 油乃至ガス吸着材の製造方法及び油乃至ガス吸着材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08504743A (ja) * 1993-10-15 1996-05-21 キングスウエイ グループ ピーエルシー 有機プラント物質からの生合成シリカの製造法の改良
JP2000007391A (ja) * 1998-06-22 2000-01-11 Nkk Corp 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法
KR20010096628A (ko) 2001-03-31 2001-11-08 전학제 왕겨로부터 제조되는 다공성 실리카, 다공성 실리카성형체, 나노 크기 실리카 입자의 제조방법
JP6002877B2 (ja) * 2010-02-02 2016-10-05 株式会社ガイア環境技術研究所 油乃至ガス吸着材の製造方法及び油乃至ガス吸着材
KR101000683B1 (ko) * 2010-02-05 2010-12-10 한판열 훈탄 자동 제조 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102607033B (zh) 一种生活垃圾气化熔融焚烧系统及其焚烧方法
CN102357521A (zh) 连续的持久性有机污染土壤直接热脱附的方法
CN108980847B (zh) 一种垃圾炭化燃烧处理工艺
CN105907425A (zh) 一种生物质下吸式气化供气与供热系统
CN206269118U (zh) 生物质颗粒燃烧设备
CN207347513U (zh) 一种利用流化床生产生物炭的装置
CN106082571A (zh) 低热值污泥三化处理工艺及装置
CN111204762A (zh) 一种多段式精确控温环保活化炉
KR101986132B1 (ko) 왕겨 연소산화장치
CN103288328B (zh) Pta活性污泥烘干、焚烧的方法及设备
CN205782851U (zh) 一种生物质颗粒燃烧炉
CN107687639A (zh) 节能型废弃物燃烧余热回收装置
CN202361381U (zh) 含油污泥的干渣残油燃烧装置
CN218721507U (zh) 一种高效生活垃圾焚烧炉配风系统
CN106765317A (zh) 生物颗粒取暖炉
CN106610016A (zh) 一种超高温超高压参数下的热电联产系统及其方法
CN207815342U (zh) 一种垃圾焚烧锅炉
CN116006984A (zh) 一种垃圾发电燃烧设备及工艺
CN211847164U (zh) 活性炭生产设备
KR20200001447A (ko) 왕겨 연소산화장치
CN206531095U (zh) 生物颗粒取暖炉
CN107477865B (zh) 一种热风炉
CN201488271U (zh) 一种直筒状直接式燃煤热风炉
CN204756893U (zh) 一种内燃烧式生物质锅炉
CN201126190Y (zh) 常压滑移通孔燃煤气化焚烧炉

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant