KR102307557B1 - 대차를 이용한 연속식 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속식 소각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지 및 음식물 쓰레기 등의 폐기물을 연속적으로 공급하여 완전 연소시키는 대차를 이용한 연속식 소각장치에 관한 것이다.
본 발명은, 일측에 유입구를 구비하고 타측에 배출구를 구비한 소각공간이 형성되며 다수의 버너가 구비되어 유입된 폐기물을 소각시키는 소각로; 상부에 폐기물이 올려진 상태로 소각로에 순차적 유입되어 배출구로 배출되는 대차; 상기 폐기물이 대차에 올려지기 전에 대차의 바닥에 포설되는 가연성 연료; 소각로의 배출구에서 설치하되, 대차의 상면과 근접하게 수평 설치되면서 상부에서 볼 때 사선으로 설치되어 대차가 이동하면서 상부의 소각 재를 일측으로 낙하시키는 스크레이퍼; 소각로의 유입구에 위치한 대차를 강제 인입시키는 인입장치; 대차에 가연성 연료를 공급하는 제1 호퍼; 가연성 연료가 포설된 대차에 폐기물을 공급하는 제2 호퍼; 를 포함한다.
본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치는 대차의 상면에 가연성 연료를 포설하여 폐기물의 완전연소를 도우며 연소된 재가 대차에 달라붙는 현상을 방지하고, 스크레이퍼에 의해 연소된 재가 깨끗하게 수거되는 효과가 있다.

Description

대차를 이용한 연속식 소각장치{Continuous type high-temperature incinerator}

본 발명은 연속식 소각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지 및 음식물 쓰레기 등의 폐기물을 연속적으로 공급하여 완전 연소시키는 대차를 이용한 연속식 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 폐기물은 땅속에 매립하거나 소각하는 방법을 처리하고 있다. 땅에 매립하는 경우 폐기물의 부패로 악취가 발생하고 침출수로 인해 토양 및 지하수가 오염되는 문제와 매립지 확보 등에 여러움이 있다.

그나마 소각하는 방법에 의해 폐기물을 처리하는 경우 고열로 소각하는 밀폐된 소각로와 소각시 발생하는 유해물질을 포함하는 연소가스를 별도로 집진하여 정화하는 정화장치가 구비된 것으로, 폐기물의 수분을 제거하지 않고 내화성 용기에 담겨져 상기 소각로에 넣은 후, 고온으로 가열시켜 폐기물을 완전 연소시켜 소각하고 탄화 건류시 발생하는 퓨란 및 다이옥신을 포함하는 연소가스를 별도로 집진하여 유해가스를 정화하는 집진기를 별도로 구비하여 연소가스를 정화하도록 구성된다.

하지만, 소각로 내의 온도가 특정온도 이상을 유지하지 않을 경우 불완전 연소에 의해 퓨란과 다이옥신 등의 유해물질을 포함하는 연소가스가 다량 발생하고, 상당한 에너지를 필요로하며 소각시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

또한, 하나의 밀폐된 소각로에서 탄화 건류와 소각이 이루어짐에 따라 한 번의 폐기물이 소각처리가 완료되기 전까지 다른 폐기물을 소각할 수 없어 소각효율이 극히 낮고, 정기적으로 수리와 청소 등의 유지보수가 이루어져야 하는데 유지보수에만 수 개월 소요되어 가동률이 낮은 실정이다.

KR 공개특허공보 제10-2008-0097545호(2008.11.06) KR 등록실용신안공보 제20-0158232호(1999.07.09)

본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 폐기물을 연속적으로 공급 가능토록 함에도 청소 기간이 짧고, 투입된 폐기물은 완전 연소되어 재 형태로 배출되며, 특히 연소에 도움을 주는 가연성 연료를 대차에 포설하여 폐기물의 완전연소에 도움을 주고 재 수거가 매우 용이한 대차를 이용한 연속식 소각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치는,

일측에 유입구를 구비하고 타측에 배출구를 구비한 소각공간이 형성되며 다수의 버너가 구비되어 유입된 폐기물을 소각시키는 소각로;

상부에 폐기물이 올려진 상태로 소각로에 순차적 유입되어 배출구로 배출되는 대차;

상기 폐기물이 대차에 올려지기 전에 대차의 바닥에 포설되는 가연성 연료;

소각로의 배출구에서 설치하되, 대차의 상면과 근접하게 수평 설치되면서 상부에서 볼 때 사선으로 설치되어 대차가 이동하면서 상부의 소각 재를 일측으로 낙하시키는 스크레이퍼;

소각로의 유입구에 위치한 대차를 강제 인입시키는 인입장치;

대차에 가연성 연료를 공급하는 제1 호퍼;

가연성 연료가 포설된 대차에 폐기물을 공급하는 제2 호퍼; 를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 소각로는 순환 레일을 설치하되, 순환 레일은 소각로를 관통하도록 'ㅁ' 모양으로 형성하고, 각 코너에 대차를 강제 이송시키는 유압 잭이 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 소각로의 배출구에는 대차의 재를 제거하는 브러시가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 가연성 연료는 톱밥, 우드칩, 석탄가루, 초계 연료 중 어느 하나 임을 특징으로 한다.

또한, 상기 가연성 연료는 대차의 가장자리 부분이 더욱 높게 포설됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 소각로의 천장은 중앙이 높고 양측이 낮은 형태로 이루어지며, 천장과 측벽 사이에 수분 배출공을 형성하여 소각로 내에서 발생한 결로수가 수분 배출공을 통해 외부로 배출됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 소각로는 격벽을 형성하여 예열 구간을 형성하고, 예열 구간에 수분 배출공이 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치는 대차의 상면에 가연성 연료를 포설하여 폐기물의 완전연소를 도우며 연소된 재가 대차에 달라붙는 현상을 방지하고, 스크레이퍼에 의해 연소된 재가 깨끗하게 수거되는 효과가 있다.

또한, 순환 레일 및 유압 잭에 의해 대차가 순환되며 연속 유입되므로 자동화에 의한 인력비용 절감되는 효과가 있다.

또한, 소각로 내에서 발생한 결로수가 수분 배출공을 통해 외부로 배출되므로 소각효율이 우수한 효과가 있다.

또한, 상기 소각로는 일 측벽을 이중 벽으로 형성하고, 이중 벽 사이로 순환 레일이 설치되어 소각로의 열손실을 최소화함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 소각로의 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 대차의 구조를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 스크레이퍼의 구조를 도시한 사시도.

이하, 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소각로의 구조를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 대차의 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스크레이퍼의 구조를 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치는 일측에 유입구(12)를 구비하고 타측에 배출구(13)를 구비한 소각 공간(11)이 형성되며 다수의 버너(B)가 구비되어 유입된 폐기물(S)을 소각시키는 소각로(10); 상부에 폐기물(S)이 올려진 상태로 소각로(10)에 순차적 유입되어 배출구(13)로 배출되는 대차(20); 상기 폐기물(S)이 대차(20)에 올려지기 전에 대차(20)의 바닥에 포설되어 폐기물(S)의 완전연소를 돕는 가연성 연료(30); 소각로(10)의 배출구(13)에서 설치하되, 대차(20)의 상면과 근접하게 수평 설치되면서 상부에서 볼 때 사선으로 설치되어 대차(20)가 이동하면서 상부의 소각 재를 일측으로 모으며 낙하시키는 스크레이퍼(40); 소각로(10)의 유입구(12)에 위치한 대차(20)를 강제 인입시키는 인입장치(50); 대차(20)에 가연성 연료(30)를 공급하는 제1 호퍼(60); 가연성 연료(30)가 포설된 대차(20)에 폐기물(S)을 공급하는 제2 호퍼(70); 를 포함한다.

상기 소각로(10)는 내부에 밀폐된 공간(11)을 가지는 터널 형태로 이루어지며, 일측에 유입구(12)가 형성되고, 타측에 배출구(13)가 형성되어 대차(20)가 투입되고 배출될 수 있도록 한다. 상기 유입구(12)와 배출구(13)에는 도어를 설치하여 밀폐되도록 한다. 그리고 다수의 버너(B)를 설치하여 대차(20)를 통해 유입된 폐기물(S)이 소각되도록 한다.

또한, 상기 소각로(10)는 격벽(14)을 형성하여 예열 구간(15)을 형성하고, 예열 구간(15)의 천장(16)은 중앙이 높고 양측이 낮은 형태로 이루어지며, 천장((16)과 측벽(17) 사이에 수분 배출공(18)을 형성한다. 이러한 예열 구간(15)은 폐기물(S)에 함유된 수분을 제거하는 구간으로 버너(B)의 가열에 의해 수분이 증발하면 천장(16)에 물방울 형태로 달라붙어 결로수가 형성되고, 결로수는 천장(16)의 경사면을 타고 양측으로 흘러 수분 배출공(18)을 통해 외부로 배출된다. 이와 같이 수분이 배출됨으로써 더욱 신속한 소각이 이루어지며, 격벽(14)에 의해 소각로(10)로 내의 습도를 낮춘다. 여기서 격벽(14)은 대차(20)의 이동이 가능하도록 대차(20)보다 높게 위치한다.

상기 대차(20)는 상부에 폐기물(S)이 올려질 수 있도록 평면형태로 이루어지며, 대차(20)는 소각로(10)의 바닥에 설치되는 순환 레일(19)을 따라서 유입구(12)로 투입되어 배출구(13)로 배출된다. 이러한 대차(20)는 유입구(12)에 설치되는 인입장치(50)에 의해 하나씩 강제 인입되고 인입되는 대차(20)에 의해 한칸씩 전진한다.

상기 순환 레일(19)은 수평의 바닥판과 바닥판의 양측에 형성되는 단턱으로 이루어져 바닥판 상부로 대차(20)가 슬라이딩하며 이송하고, 단턱에 의해 대차(20)의 측 방향으로 이탈되지 않고 안정되게 이송한다. 이러한 순환 레일(19)은 상부에서 볼 때 'ㅁ' 모양으로 형성되고, 일 구간은 소각로(10) 내부를 관통한다. 즉, 소각로(10) 내에서는 곧게 형성되고, 유입구(12)와 배출구(13)에서는 직교하도록 형성되고, 소각로(10) 외측의 순환 레일(19)은 소각로(10) 내측의 순환 레일(19)과 평행하게 설치된다. 그리고 각 코너에 유압 잭(J)을 설치하여 대차(20)를 강제 이송시키도록 한다. 여기서 소각로(10)는 일 측벽을 이중 벽(17')으로 형성하고, 이중 벽(17') 사이로 순환 레일(19)이 지나가도록 설치하여 달구어진 대차(10)에서 발생하는 열을 이중 벽(17')에 가두어 소각로(10)의 열손실을 최소화함과 동시에 대차(20)가 외부로 노출되지 않음에 따라 화상으로 인한 안전사고를 방지할 수 있다.

상기 소각로(10)의 유입구(12)에는 가연성 연료(30)가 채워진 제1 호퍼(60)와 폐기물(S)이 채워진 제2 호퍼(70)가 구비되어 소각로(10)로 투입되는 대차(20)에 가연성 연료(30)를 1차 포설한 후 그 상부에 폐기물(S)이 공급되도록 한다. 여기서 가연성 연료(30)는 톱밥, 우드 칩, 초계 연료 등 무공해 청정 연료가 이용됨이 바람직하다. 물론, 석탄가루 등이 이용될 수도 있음을 밝혀둔다. 이러한 가연성 연료(30)는 소정의 두께로 포설된다. 대차(20)의 가장자리 부분에 위치한 가연성 연료(30)는 두껍게 포설하여 가장자리만 상향 돌출되도록 함으로써 후에 공급되는 폐기물(S)이 대차(20)에서 이탈되는 것을 방지한다. 상기 가장자리에 두껍게 위치하는 가연성 연료(30)는 막대 형태의 가연성 연료가 별도로 이용될 수 있음을 밝혀둔다. 이와 같이 수분을 함유한 폐기물(S)과 대차(20) 사이에 가연성 연료(30)를 포설함으로써 폐기물(S)이 소각되는 과정에서 대차(20)에 달라붙지 않고, 후술되는 스크레이퍼(50)에 의해 한쪽으로 손쉽게 제거된다.

아울러 배출구(13) 직전에 설치된 스크레이퍼(40)는 막대 형상으로 상부에서 볼 때 사선 방향으로 설치된다. 스크레이퍼(40)는 이동하는 대차(20)의 상면에 근접하게 설치하며 고정된 스크레이퍼(40)에 대차(20)가 이동하며 지나감으로써 소각된 재는 스크레이퍼(40)에 의해 일측으로 모이며 낙하함으로써 수집함에 모이게 된다.

또한, 상기 소각로(10)의 배출구(13)에는 대차(20)에 달라붙은 재를 제거하는 브러시(80)가 설치된다. 브러시(80)는 원통형 몸체 둘레에 다수의 솔이 부착된다. 따라서 브러시(80)가 회전하면서 솔이 대차(20)의 상면을 닦아 달라붙은 재를 제거하게 된다.

한편, 소각로(10)의 일측 상부에는 굴뚝이 형성되는데, 소각으로 인해 발생한 열이 예열 구간(15)을 거쳐 굴뚝으로 배출되도록 경로를 형성한다. 이와 같이 배출되는 폐열을 예열 구간(15)에 활용함으로써 연료를 절감할 수 있고, 굴뚝을 통해 배출되는 열기의 온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 대차를 이용한 연속식 소각장치의 작용효과를 상세히 설명한다.

먼저, 소각로(10)에 투입되기 위해 이동하는 대차(20)가 제1 호퍼(60)의 하부에 위치하면 감지센서(미도시)에 의해 제1 호퍼(60)가 개방되면서 가연성 연료(30)가 일정량씩 대차(20)의 상부로 공급된다. 이때, 대차(20)는 이동하므로 가연성 연료(30)는 소정의 두께로 포설되고, 제1 호퍼(60)가 폐쇄된다. 다음으로, 제2 호퍼(70)의 하부로 대차(20)가 위치하면 감지센서(미도시)에 의해 제2 호퍼(70)가 개방되면서 폐기물(S)이 일정량씩 대차(20)의 상부로 공급된다. 대차(20)에 공급된 폐기물(S)은 소각될 수 있도록 얇게 공급되어야 한다.

가연성 연료(30) 위에 폐기물(S)이 얹혀진 대차(20)는 유입구(12)를 통해 소각로(10) 내부로 투입된다. 투입된 대차(20)는 먼저 예열 구간(15)에 위치하여 다수의 버너(B)에 의해 소각된다. 이 구간에서는 폐기물(S)을 일부 소각하며 폐기물(S)에 함유된 수분을 증발시켜 외부로 방출시키게 된다. 즉, 버너(B)에 의해 가열되는 폐기물(S)은 수분이 증발하여 천장(16)에 물방울 형태로 달라붙어 결로수를 형성하게 된다. 이러한 결로수는 점점 커지면서 경사진 천장(16)에 의해 양측으로 흘러내리고, 수분 배출공(18)을 통해 외부로 배출된다. 이와 같이 수분이 외부로 배출됨에 따라 예열 구간(15)을 통과한 폐기물(S)은 수분 함유율이 대폭 줄어든다.

또 다른 대차(20)가 인입장치(50)에 의해 투입되면 기 투입된 예열 구간(15)의 대차(20)는 인입되는 대차(20)에 밀려 소각로(10)로 이동한다. 소각로(10)로 이동한 대차(20)의 폐기물(S)은 다수의 버너(B)에 의해 또다시 소각되는데, 폐기물(S)의 겉 표면은 물론 바닥에 포설된 가연성 연료(30)가 연소되면서 대차(20)와 접하는 내부도 원활하게 소각된다.

대차(20)가 하나씩 투입될 때마다 먼저 투입된 대차(20)는 한 칸씩 전진하며 계속해서 소각되고 배출구(13)에 위치할 즈음이 되면 가연성 연료(30)와 폐기물(S)은 완전 연소한 상태가 된다. 폐기물(S)이 연소된 대차(20)는 스크레이퍼(40)를 지나게 되고, 스크레이퍼(40)를 지나는 과정에서 경사진 스크레이퍼(40)에 의해 소각된 재는 한쪽으로 모이며 낙하하고 수집통에 모이게 된다. 반면, 스크레이퍼(40)를 통과한 대차(20)는 브러시(80)에 의해 닦여져 남은 재를 깨끗이 제거하게 된다. 여기서 수집통에 모인 재는 내화벽돌 등을 성형하는 소재로 재활용된다.

그리고 소각로(10)의 배출구(13)를 통과한 대차(20)는 다수의 유압 잭(J)에 의해 진행 방향이 바뀌며 순환 레일(19)을 따라 다시 유입구(12)로 위치하게 된다. 이 과정에서 달구어진 대차(20)는 소각로(10)와 근접한 이중 벽(17')을 지나면서 소각로(10)의 열손실을 최소화할 뿐만 아니라 화상에 의한 안전사고를 방지하게 된다.

10 : 소각로 11 : 공간 12 : 유입구
13 : 배출구 14 : 격벽 15 : 예열 구간
16 : 천장 17 : 측벽 17' : 이중 벽
18 : 수분 배출공 19 : 순환 레일 20 : 대차
30 : 가연성 연료 40 : 스크레이퍼 50 : 인입장치
60 : 제1 호퍼 70 : 제2 호퍼 80 : 브러시
B : 버너 J : 유압 잭 S : 폐기물

Claims (3)

1. 일측에 유입구(12)를 구비하고 타측에 배출구(13)를 구비한 소각 공간(11)이 형성되며 다수의 버너(B)가 구비되어 유입된 폐기물(S)을 소각시키는 소각로(10); 상부에 폐기물(S)이 올려진 상태로 소각로(10)에 순차적 유입되어 배출구(13)로 배출되는 대차(20); 상기 폐기물(S)이 대차(20)에 올려지기 전에 대차(20)의 바닥에 포설되는 가연성 연료(30); 소각로(10)의 배출구(13)에서 설치하되, 대차(20)의 상면과 근접하게 수평 설치되면서 상부에서 볼 때 사선으로 설치되어 대차(20)가 이동하면서 상부의 소각 재를 일측으로 낙하시키는 스크레이퍼(40); 소각로(10)의 유입구(12)에 위치한 대차(20)를 강제 인입시키는 인입장치(50); 를 포함하되,
   상기 소각로(10)는 격벽(14)을 형성하여 예열 구간(15)을 형성하고, 예열 구간(15)의 천장(16)은 중앙이 높고 양측이 낮은 형태로 이루어지며, 천장(16)과 측벽(17) 사이에 수분 배출공(18)을 형성하여 예열 구간(15)에서 발생한 결로수가 수분 배출공(18)을 통해 외부로 배출됨을 특징으로 하는 대차를 이용한 연속식 소각장치.
   
2. 일측에 유입구(12)를 구비하고 타측에 배출구(13)를 구비한 소각 공간(11)이 형성되며 다수의 버너(B)가 구비되어 유입된 폐기물(S)을 소각시키는 소각로(10); 상부에 폐기물(S)이 올려진 상태로 소각로(10)에 순차적 유입되어 배출구(13)로 배출되는 대차(20); 상기 폐기물(S)이 대차(20)에 올려지기 전에 대차(20)의 바닥에 포설되는 가연성 연료(30); 소각로(10)의 배출구(13)에서 설치하되, 대차(20)의 상면과 근접하게 수평 설치되면서 상부에서 볼 때 사선으로 설치되어 대차(20)가 이동하면서 상부의 소각 재를 일측으로 낙하시키는 스크레이퍼(40); 소각로(10)의 유입구(12)에 위치한 대차(20)를 강제 인입시키는 인입장치(50); 를 포함하되,
   상기 소각로(10)는 순환 레일(19)을 설치하되, 순환 레일(19)은 소각로(10)를 관통하도록 'ㅁ' 모양으로 형성하고, 소각로(10)의 일 측벽을 이중 벽(17')으로 형성하여 이중 벽(17) 사이로 순환 레일(19)이 지나가도록 설치하며, 각 코너에 대차(20)를 강제 이송시키는 유압 잭(J)이 설치하면서,
   상기 소각로(10)는 격벽(14)을 형성하여 예열 구간(15)을 형성하고, 예열 구간(15)의 천장(16)은 중앙이 높고 양측이 낮은 형태로 이루어지며, 천장(16)과 측벽(17) 사이에 수분 배출공(18)을 형성하여 예열 구간(15)에서 발생한 결로수가 수분 배출공(18)을 통해 외부로 배출됨을 특징으로 하는 대차를 이용한 연속식 소각장치.
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