KR102535885B1 - small incineration system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 소형 소각시스템은 기존의 화석연료 대비 연소 효율이 낮은 가연성 폐기물 또는 고형연료를 이용하는 소각로의 연소효율 및 열효율을 증대시키며, 나날이 심해지는 환경규제에 대응하기 위한 후처리장치가 포함된 소각시스템에서의 초기비용 및 운영, 유지보수 비용을 저감하여 실제 산업 현장에서의 부담을 덜어, 친환경적인 소형 소각로의 사용을 장려할 수 있는 소형 소각시스템에 관한 것이다.The small-sized incineration system of the present invention increases the combustion efficiency and thermal efficiency of an incinerator using combustible waste or solid fuel, which has lower combustion efficiency than conventional fossil fuels, and incineration system including a post-processing device to respond to environmental regulations that are getting worse day by day It relates to a small incineration system that can encourage the use of eco-friendly small incinerators by reducing the burden on actual industrial sites by reducing initial costs, operation and maintenance costs in
Description
본 발명은 소각로 내부로 유입되는 공기가 고르게 퍼지도록 공급하는 회전기류발생기를 이용하여 소각로의 연소효율을 증대시킨 소형 소각로에 연소열을 회수하기 위한 보일러를 일체화시키고, 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키기 위해 구비되는 열교환기에서 열교환된 물을 소각로와 일체화된 보일러에 공급하여 보일러의 열효율을 증대시킬 수 있는 소형 소각시스템에 관한 것이다.The present invention integrates a boiler for recovering combustion heat in a small incinerator that increases the combustion efficiency of the incinerator by using a rotary airflow generator that supplies air flowing into the incinerator to spread evenly, and cools the exhaust gas discharged from the incinerator. It relates to a compact incineration system capable of increasing the thermal efficiency of a boiler by supplying water heat-exchanged in a heat exchanger provided to a boiler integrated with an incinerator.
최근 국제사회의 환경오염의 관심도가 높아지면서 가연성 폐기물을 고체상태의 연료로 제조하여, 대기오염방지시설이 갖추어진 발전소, 대형 산업용 보일러 및 제철소 등에서 석탄을 대체하기 위한 보조연료로서 사용되고 있다. 그러나 이러한 고형연료는 주로 초대형 산업시설이나 기 구축된 설비에만 제한적으로 사용되고 있어 폐기물을 재활용한다는 환경적인 큰 이점에도 불구하고 고형연료의 소비가 부족한 실정이다. 이에 중소 규모의 산업용 시설에 적용할 수 있는 고형연료용 설비의 개발 및 사업체들이 경제적으로 이점을 가질 수 있도록 설비 구축 비용 대비 효율을 증대하여야 할 필요가 있다.Recently, as the international community's interest in environmental pollution increases, flammable waste is produced as a solid fuel and used as an auxiliary fuel to replace coal in power plants, large industrial boilers, and steel mills equipped with air pollution prevention facilities. However, these solid fuels are mainly used limitedly only in super-large industrial facilities or previously built facilities, and thus the consumption of solid fuels is insufficient despite the great environmental advantage of recycling waste. Accordingly, there is a need to develop equipment for solid fuels that can be applied to small and medium-sized industrial facilities and to increase efficiency against cost of building facilities so that businesses can have economic advantages.
이에 따라, 고형연료 또는 가연성 폐기물을 소각하면서 발생되는 연소열을 활용하여 증기를 발생시키고, 이렇게 생성되는 증기를 이용하여 냉난방 또는 전기를 발전하는 소각로의 보급이 고형연료의 소비를 촉진하기 위한 요소로 주목받고 있으나, 현재는 재생연료를 사용하는 소각로의 연소효율 및 보일러의 열효율을 개선해야 할 기술적인 한계가 있으며, 또한 날로 강화되어 가는 환경규제를 만족하기 위해 배출가스의 대기오염 물질을 여과하기 위한 후처리 시설의 구축 및 유지보수에 많은 비용이 필요하다는 한계로 인해 실제 현장에서 고형연료용 소각로 설비에 확산이 지체되고 있는 실정이다.Accordingly, the supply of incinerators that generate steam by utilizing the combustion heat generated while incinerating solid fuel or combustible waste, and generate air conditioning or electricity using the steam generated in this way is attracting attention as a factor to promote the consumption of solid fuel. However, there are currently technical limitations to improve the combustion efficiency of incinerators using renewable fuel and the thermal efficiency of boilers, and also, to meet increasingly stringent environmental regulations, after filtering air pollutants from exhaust gas Due to the limitation that a lot of cost is required for the construction and maintenance of treatment facilities, the spread of incinerator facilities for solid fuels in the actual field is being delayed.
이에 본 발명인은 한국등록특허공보 제10-2083131호(이하 "선행특허문헌"이라 한다)를 통해 폐기물의 소각이 이루어지는 연소부의 내부에 공기가 공급되도록 하되, 연소부 내부에 공급되는 공기가 연소부 내부에서 선회되도록 함으로써 연소부 내부공간에 공기가 고르게 퍼지도록 하여 연소효율을 향상시켜 폐기물의 완전연소가 이루어지도록 하는 소각장치를 제안하였으나, 선행특허문헌은 소각 시 발생되는 고온의 열을 활용하지 않고 그대로 버려진다는 문제점이 있었다. Accordingly, the inventors of the present invention ensure that air is supplied to the inside of the combustion unit where waste is incinerated through Korea Patent Registration No. 10-2083131 (hereinafter referred to as "prior patent document"), but the air supplied to the combustion unit is An incineration device has been proposed that allows complete combustion of waste by improving combustion efficiency by allowing air to spread evenly in the internal space of the combustion unit by rotating it from the inside, but prior patent documents do not utilize high-temperature heat generated during incineration. There was a problem with being abandoned.
따라서, 비교적 설비비용이 적게 소요되고 부피를 작게 제작되는 소형 소각로에 연소열을 회수하기 위한 보일러를 일체화시키고, 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키기 위해 구비되는 열교환기에서 열교환된 물을 소각로와 일체화된 보일러에 공급하여 보일러의 열효율을 증대시킬 수 있는 소형 소각시스템을 제안하고자 한다.Therefore, a boiler for recovering combustion heat is integrated into a small incinerator that requires relatively low equipment cost and is manufactured in a small volume, and the heat exchanged water in the heat exchanger provided to cool the exhaust gas discharged from the incinerator is integrated with the incinerator. We would like to propose a small incineration system that can increase the thermal efficiency of the boiler by supplying it to the boiler.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 비교적 설비비용이 적게 소요되면서 부피가 작아서 제작 및 설치가 용이한 수직 원통형 소각로에 연소열을 회수하기 위한 보일러를 일체화시키고, 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키기 위해 구비되는 열교환기에서 열교환된 물을 소각로와 일체화된 보일러에 공급하여 보일러의 열효율을 증대시킬 수 있는 소형 소각시스템을 제공하고자 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and integrates a boiler for recovering combustion heat in a vertical cylindrical incinerator that requires relatively low equipment costs and is easy to manufacture and install due to its small volume, and reduces exhaust gas discharged from the incinerator. It is intended to provide a compact incineration system capable of increasing the thermal efficiency of the boiler by supplying water heat-exchanged in a heat exchanger provided for cooling to a boiler integrated with an incinerator.
상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 소형 소각시스템은, 피소각물이 투입되어 연소되는 소각로; 상기 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키는 열교환기; 및 상기 소각로와 일체화되도록 형성된 보일러;를 포함하는 소형 소각시스템에서, 상기 소각로는, 피소각물이 투입되어 연소되는 1차연소실; 및 상기 1차연소실의 상부에 연통되어, 불완전연소된 소각가스를 완전연소시키도록 구성되는 2차연소실;을 포함하고, 상기 보일러는, 상기 1차연소실의 하방에 구비되는 순환수조; 상기 2차연소실의 상부 외주면을 감싸도록 구비되는 증기수조; 및 상기 순환수조와 상기 증기수조를 연결하되, 1차연소실의 외주면을 따라 세로방향으로 복수 개가 배치되는 증발배관; 상기 열교환기로부터 물을 공급받는 유입수구; 및 상기 열교환기로 순환수조의 물을 배출하는 배출수구;를 포함하며, 상기 열교환기는, 고온의 배출가스가 유입되는 흡기구 및 냉각된 배출가스가 배출되는 배기구를 포함하는 몸체; 상기 몸체 내부의 하방에 구비되며, 외부로부터 유입된 물이 채워지도록 구성된 하부수조; 상기 하부수조와 연통되며, 상하방향으로 배치되는 복수의 열교환튜브; 및 상기 몸체 내부의 상방에 구비되며, 상기 열교환튜브의 상단과 연통되도록 형성되어, 상기 하부수조에 유입된 물이 상기 열교환튜브를 통해 공급되는 상부수조; 상기 하부수조에 구비되어 상기 보일러의 배출수구에서 배출되는 물이 유입되는 냉각수유입구; 상기 상부수조에 구비되어 상기 보일러의 유입수구로 물을 배출하는 냉각수배출구; 및 상기 몸체 내부로 유입된 고온의 배기가스가 상기 상부수조, 열교환튜브 및 하부수조의 외면을 통해 열교환되어 냉각되도록 체류하는 가스순환로;를 포함하고, 상기 보일러 및 열교환기에 채워진 물이 서로 순환되도록 구성되되, 상기 열교환기에서 가열된 물 및 증기가 상기 보일러의 유입수구로 공급되고, 상기 보일러의 배출수구에서 배출된 물이 상기 열교환기의 하부수조로 유입되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a small incineration system of the present invention includes an incinerator in which the incineration material is input and burned; a heat exchanger cooling the exhaust gas discharged from the incinerator; And a boiler formed to be integrated with the incinerator; and a secondary combustion chamber communicated with an upper portion of the primary combustion chamber and configured to completely burn incompletely burned incineration gas, wherein the boiler includes: a circulating water tank provided below the primary combustion chamber; a steam tank provided to cover an upper outer circumferential surface of the secondary combustion chamber; and an evaporation pipe connected to the circulating water tank and the steam tank, and a plurality of evaporation pipes arranged in a vertical direction along an outer circumferential surface of the primary combustion chamber. an inlet through which water is supplied from the heat exchanger; and a discharge outlet through which water from the circulating water tank is discharged to the heat exchanger, wherein the heat exchanger includes a body including an intake port through which high-temperature exhaust gas is introduced and an exhaust port through which cooled exhaust gas is discharged; a lower water tank provided below the inside of the body and configured to be filled with water introduced from the outside; a plurality of heat exchange tubes communicating with the lower water tank and disposed vertically; and an upper water tank provided above the inside of the body and communicated with an upper end of the heat exchange tube to supply water flowing into the lower water tank through the heat exchange tube. a cooling water inlet provided in the lower water tank and into which water discharged from the outlet of the boiler flows; a cooling water outlet provided in the upper water tank to discharge water to the inlet of the boiler; and a gas circulation path in which the high-temperature exhaust gas introduced into the body is heat-exchanged through the outer surfaces of the upper water tank, the heat exchange tube, and the lower water tank to be cooled, and the water filled in the boiler and the heat exchanger is circulated with each other. However, it is characterized in that the water and steam heated in the heat exchanger are supplied to the inlet of the boiler, and the water discharged from the outlet of the boiler is introduced into the lower water tank of the heat exchanger.
또한, 상기 1차연소실의 내부에 구비되어, 유입된 공기가 상기 1차연소실 내부에서 회전기류를 발생시키도록 공기를 공급하는 회전기류발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it includes a rotary airflow generator provided inside the primary combustion chamber, supplying air so that the introduced air generates a rotary airflow inside the primary combustion chamber.
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또한, 상기 소각로는 상기 증발배관의 외면에 적어도 일부와 접하도록 구비되어, 상기 1차연소실을 형성하는 내화부재를 더 포함하고, 상기 내화부재는 증발배관에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the incinerator is provided to be in contact with at least a part of the outer surface of the evaporation pipe, further comprising a fire resistant member forming the primary combustion chamber, characterized in that the fire resistant member is installed to be supported by the evaporation pipe.
또한, 상기 회전기류발생기는, 외부로부터 공기를 공급받는 직선파이프 및In addition, the rotary airflow generator, a straight pipe receiving air from the outside and
상기 직선파이프의 일측 단부에 형성되는 곡선파이프를 포함하며, 상기 곡선파이프를 통해 1차연소실 하단을 통해 내부로 공기가 공급되도록 이루어지고, 상기 회전기류발생기에 의해 공급되는 공기에 의해 상기 1차연소실 내에서 회전기류가 발생되는 것을 특징으로 한다.It includes a curved pipe formed at one end of the straight pipe, and air is supplied to the inside through the lower end of the primary combustion chamber through the curved pipe, and the primary combustion chamber is supplied by the air supplied by the rotary airflow generator. Characterized in that a rotating airflow is generated within.
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또한, 상기 열교환기는 상기 상부수조의 외면을 따라, 상하방향으로 상기 몸체 내부의 적어도 일부를 밀폐하되, 유입된 배출가스가 상기 상부수조의 하방으로 유동하도록 형성되는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchanger further includes a partition wall formed to seal at least a part of the inside of the body in the vertical direction along the outer surface of the upper water tank so that the introduced exhaust gas flows downward of the upper water tank. .
또한, 본 발명의 소형 소각시스템은 상기 소각로의 증기수조 내부에 채워진 물의 수위를 측정하는 수위센서 및 상기 열교환기에 외부로부터 물을 공급하는 급수장치를 더 포함하며, 상기 급수장치는 상기 소각로의 증기수조에 채워진 물의 수위에 따라 급수량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the small incineration system of the present invention further comprises a water level sensor for measuring the level of the water filled inside the steam tank of the incinerator and a water supply device for supplying water to the heat exchanger from the outside, the water supply device is the steam tank of the incinerator. It is characterized in that the water supply amount is adjusted according to the level of the water filled in.
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또한, 상기 보일러의 유입수구는 상기 증기수조와 연결되고 상기 배출수구는 상기 순환수조와 연결되어, 상기 열교환기에서 가열된 물 및 증기가 상기 보일러의 증기수조로 공급되고 상기 보일러의 순환수조에서 배출된 물이 상기 열교환기의 하부수조로 유입되도록 하여 순환되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet of the boiler is connected to the steam tank and the outlet is connected to the circulating water tank, so that water and steam heated in the heat exchanger are supplied to the steam tank of the boiler and discharged from the circulating water tank of the boiler. It is characterized in that the water is circulated by allowing the water to flow into the lower water tank of the heat exchanger.
또한, 상기 소형 소각시스템에는 열교환기에서 냉각된 배출가스에 포함되어 있는 환경오염물질을 여과하여 대기 중으로 배출하는 후처리장치를 더 포함하고. 상기 후처리장치는, 상기 소각로에서 배출된 배출가스에 포함된 분진을 포집하는 사이클론; 상기 사이클론의 후단에 설치되어 배출가스의 유해 화합물 또는 환경오염물질을 여과하기 위한 백필터부; 상기 백필터부 내부에 유동을 강제하기 하여 배기굴뚝으로 배출가스가 흐르도록 유인하는 유인송풍기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the small-sized incineration system further includes a post-processing device for filtering environmental pollutants contained in the exhaust gas cooled in the heat exchanger and discharging them into the atmosphere. The post-processing device may include a cyclone for collecting dust included in the exhaust gas discharged from the incinerator; A bag filter unit installed at the rear end of the cyclone to filter harmful compounds or environmental pollutants in the exhaust gas; It is characterized in that it includes a manned blower for forcing the flow inside the bag filter unit to induce the exhaust gas to flow into the exhaust chimney.
또한, 상기 사이클론은, 배출가스가 유입되는 유입덕트; 상기 유입덕트에서 유입된 배출가스를 사이클론 방식으로 회전하여 분진은 낙하시키고, 배출가스는 상측으로 이동시키는 사이클론 바디; 상기 사이클론 바디의 상측에 구비되고, 미세먼지를 걸려주는 다수의 필터; 상기 다수의 필터를 통과한 배출가스를 배출하는 배출구; 및 상기 다수의 필터 표면에 묻은 미세먼지를 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하는 분배유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cyclone may include an inlet duct into which exhaust gas flows; a cyclone body which rotates the exhaust gas introduced from the inlet duct in a cyclone manner to drop dust and move the exhaust gas upward; a plurality of filters provided on the upper side of the cyclone body and filtering fine dust; an outlet for discharging exhaust gas that has passed through the plurality of filters; and a distribution channel for spraying high-pressure air to remove the fine dust adhered to the surfaces of the plurality of filters.
또한, 상기 사이클론 외주면에는, 배출가스를 냉각하기 위한 냉각수 챔버 또는 냉각수 관벽이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a cooling water chamber or a cooling water pipe wall for cooling the exhaust gas is further provided on the outer circumferential surface of the cyclone.
상기한 구성에 따른 본 발명은, 비교적 설비비용이 적게 소요되면서 부피가 작아서 제작 및 설치가 용이한 수직 원통형 소각로에 연소열을 회수하기 위한 보일러를 일체화시키고, 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키기 위해 구비되는 열교환기에서 열교환된 물을 소각로와 일체화된 보일러에 공급하여 보일러의 열효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention according to the above configuration is provided to integrate a boiler for recovering combustion heat in a vertical cylindrical incinerator that requires relatively low equipment cost and is easy to manufacture and install due to its small volume and to cool the exhaust gas discharged from the incinerator. There is an effect of increasing the thermal efficiency of the boiler by supplying the heat exchanged water in the heat exchanger to the boiler integrated with the incinerator.
또한, 본 발명의 소각로는 회전기류를 발생시키는 1차연소실의 상부에 구비되어 불완전연소된 배출가스를 완전연소시켜 불완전연소로 인해 발생하는 대기오염물질 및 다이옥신 등의 유해가스 배출을 억제하고, 배출된 배출가스의 폐열을 회수하여 소각로에 공급되는 물의 온도를 순환 가열함으로써, 연속 작동 시 소각로의 증기발생에 필요한 열효율을 증대시키는 효과가 있다.In addition, the incinerator of the present invention is provided at the top of the primary combustion chamber that generates a rotating airflow to completely burn the incompletely burned exhaust gas to suppress the emission of harmful gases such as air pollutants and dioxins caused by incomplete combustion, and discharge By recovering the waste heat of the discharged gas and circulating the temperature of the water supplied to the incinerator, there is an effect of increasing the thermal efficiency required for steam generation of the incinerator during continuous operation.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각시스템을 도시한 개략도.
도 2 및 도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 소각로의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 1차연소실의 횡단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전기류발생기를 도시한 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 종단면도.
도 8은 본 발명의 연소보일러 및 열교환기의 냉각수 순환을 설명하기 위한 예시도.1 is a schematic diagram showing an incineration system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are longitudinal cross-sectional views of an incinerator according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a primary combustion chamber according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a perspective view showing a rotary airflow generator according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are longitudinal cross-sectional views of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram for explaining cooling water circulation of a combustion boiler and a heat exchanger according to the present invention;
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Since the accompanying drawings are only examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소각시스템을 도시한 개략도로서, 본 발명의 소각시스템의 구성을 모사하고 도 1을 참조하면, 본 발명의 소각시스템(1000)은 소형 소각로(100), 열교환기(200), 급수장치(300), 후처리장치(400) 및 배기굴뚝(500)을 포함하여 구성 될 수 있다.1 is a schematic diagram showing an incineration system according to an embodiment of the present invention, mimicking the configuration of the incineration system of the present invention and referring to FIG. 1, the
상기 소형 소각로(100)는 투입된 가연성 폐기물 또는 고형연료의 연소에 의해 발생한 연소열과 열교환되어 증발된 증기 또는 가열된 온수를 외부의 스팀발생기 또는 터빈등의 소비처로 공급하기 위한 장치로서, 단열된 외부 몸체를 이루며 연소실에 공기를 공급하는 배관 및 압입송풍기(S)와 착화용버너(B), 수위센서(600), 안전밸브, 증기배출밸브 및 불완전연소된 배출가스 중 질소산화물을 환원시키기 위한 요소수를 공급하는 요소수공급장치(Y) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 열교환기(200)는 상기 소각로(100)에서 배출된 배출가스가 후처리장치(400)로 공급되기 이전에 배출가스를 냉각하기 위한 것으로, 소각로(100)에서 연료를 완전연소 시키기 위해서는 최대 약 800 ℃까지 가열하게 된다. 이때 발생된 배출가스가 여과필터에 바로 공급되게 되면, 약 150 ~ 170 ℃의 내열성을 갖는 여과필터(혹은, 백필터; Bag Filter)가 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명의 소각시스템은 소각로(100)에서 배기된 배출가스를 상기 열교환기(200)에서 냉각시켜 백필터가 손상되지 않도록 온도를 낮추어 배기하도록 구성된다. 통상적으로 이때 상기 열교환기(200)는 내부에 구비된 관벽을 통하여 유입된 냉각수와의 열교환을 통한 간접냉각법을 통해 배출가스를 냉각하도록 구성된다. 이때 본 발명의 상기 열교환기(200)는 급수펌프(310), 물탱크(320) 및 연수기(330)를 포함하는 급수장치(300)를 통하여 냉각수를 공급받도록 구성되며, 본 발명의 소각시스템은 하나의 급수장치에서 공급된 냉각수가 열교환기(200) 및 소각로(100)에 모두 공급되도록 구성될 수 있으나. 상기 소각로(100) 및 열교환기(200)는 내부에 채워진 물이 상호 순환 가능한 구성을 이루도록 구성되어, 상기 소각로(100)에 채워진 물의 수위와 상기 열교환기(200)에 채워진 물의 수위를 하나의 상기 급수장치(300)에서 조절하도록 구성되는 것이 바람직하다.The
상기 후처리장치(400)는 상기 소각로(100)에서 배출된 배출가스에 포함된 분진을 포집하는 사이클론(410) 및 상기 사이클론의 후단에 설치되어 배출가스의 유해 화합물 또는 환경오염물질을 여과하기 위한 백필터부(420)와 백필터부(420) 내부에 유동을 강제하기 하여 배기굴뚝(500)으로 흐르도록 하기 위한 유인송풍기(P)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 사이클론(410)은 배출가스에 포함된 유해 화합물 또는 환경오염물질을 여과하기 위한 필터가 구비될 수 있다.The
본 발명의 배출가스에 포함된 분진을 포집하는 사이클론(410)은 원심력을 이용하여 배기가스에 포함된 조대한 분진을 포집하기 위한 것으로 열교환기(200)의 후단에 설치된다.The
이러한 사이클론(410)은 도면에 도시되지 않았지만, 배출가스가 유입되는 유입덕트와, 유입덕트에서 유입된 배출가스를 사이클론 방식으로 회전하여 분진은 낙하시키고, 배출가스는 상측으로 이동시키는 사이클론 바디와, 사이클론 바디의 상측에 구비되고 미세먼지를 걸려주는 필터가 다수 구비되며, 다수의 필터를 통과한 배출가스는 배출되는 배출구를 포함한다. 낙하된 분진을 집진실이 하측에 더 구비될 수도 있으며, 집진한 분진을 배출하는 밸브도 구비될 수 있다. 또한, 필터의 표면에 묻은 미세먼지를 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하는 분배유로가 필터 바디 상부 내측에 다수 구비될 수도 있다.Although not shown in the drawing, the
또한, 사이클론(410)의 외주면에는 사이클론(410)으로 유입된 배출가스를 냉각시키기 위한 냉각수 챔버 또는 관벽이 더 구비될 수도 있다. 사이클론 외주면에 구비된 냉각수 챔버 또는 관벽에 의해 열교환기(200)에서 열교환에 의해 냉각된 배출가스가 다시 한번 더 냉각됨으로써 백필터(420)로 유입되는 배출가스에 의해 백필터가 손상되는 것이 한층 더 방지될 수 있게 된다. In addition, a cooling water chamber or a pipe wall for cooling the exhaust gas flowing into the
따라서, 본 발명의 사이클론(410)은 배출가스에 포함된 분진을 포집하면서 배출가스를 냉각시키는 역할을 수행하도록 구성되는 것이다.Therefore, the
본 발명의 백필터(420)는 사이클론(410) 후단에 연결되어 설치되며, 배출가스에 포함되어 있는 염화수소(HCl), 황산화물(SO2), 불화수소(HF) 등과 같은 산성가스와, Pb, Hg, Cd 등과 같은 중금속, 질소산화물(NOx), 다이옥신, 퓨란 등의 유해한 각종 오염물질을 포집하여 배출가스에 포함된 유해물질이 배출허용기준 이내로 제거된 후 대기 중으로 방출될 수 있도록 하는 것이다. The
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소각로의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일시시예에 따른 1차연소실의 횡단면도이며, 도 5는 상기 회전기류발생기를 도시한 사시도로서, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 소형 소각로(100)는 1차연소실(110), 2차연소실(120), 보일러(130), 내화부재(140), 회전기류발생기(150) 및 단열부재(160)을 포함하여 구성될 수 있다.2 and 3 are longitudinal cross-sectional views of an incinerator according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a primary combustion chamber according to a temporary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the rotary airflow generator. 2 to 5, the
상기 1차연소실(110)은 피소각물이 투입되어 연소되며, 내부에 회전기류발생기(150)가 설치된다. 이때 상기 회전기류발생기(150)는 외부로부터 공기를 공급받는 직선파이프(151). 상기 직선파이프(151)의 일측 단부에 형성되는 곡선파이프(152), 상기 곡선파이프(152)를 통해 1차연소실(110) 내부로 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 회전기류발생기(150)에 의해 공급되는 공기에 의해 상기 1차연소실(110) 내에서 회전기류가 발생된다. 이때 상기 회전기류발생기(150)는 상기 1차연소실(110)의 하부에서 수직으로 입설된 형상으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일실시예를 도시한 것으로 도시된 형상만으로 한정하지 아니하고 본 발명의 소각로(100)의 형상 또는 피소각물이 투입되는 투입구의 위치 등에 따라 본 발명의 요지를 벗어남 없는 사항에서 다양하게 변형 실시 될 수 있을 것이다.The
본 발명의 바람직한 일실시예로는, 본 발명의 소각로(100)의 상기 1차연소실(110)은 수직 원통형 소각로 구성되고, 상기 2차연소실(120)은 상기 1차연소실(110)의 상부에 연통되어 불완전연소된 소각가스를 완전연소시키도록 구성되며, 이때 상기 보일러(130)는 상기 1차연소실(110) 또는 2차연소실(120) 중 적어도 어느 하나 이상의 외부를 감싸도록 구비되어, 외부로부터 유입된 물이 저장되며, 상기 1차연소실(110)의 외주면을 따라 세로방향으로 복수 배치되는 증발배관(132), 상기 증발배관(132)의 하부에 구비되되, 외부로부터 물이 유입되는 순환수조(131) 및 상기 증발배관(132)의 상부에 구비되되, 상기 2차연소실(120)의 외부를 감싸도록 구비되어, 피소각물의 연소열을 전달받아 증발된 증기 또는 가열된 온수 중 적어도 어느 하나 이상을 배출하는 증기수조(133)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 상술한 세로방향이란 도면의 상하방향 즉, 도시한 도면에서 상기 증발배관의 길이방향을 의미하며, 더욱 정확하게는 상기 증발배관(132)의 하단이 상기 순환수조(131)에 연통되고 상단이 상기 증기수조(133)에 연통되어 물 및 증기를 유동하기 위한 것으로써, 상기 증발배관(132)의 형상을 도면에 도시한 하나의 형상만으로 한정하는 것은 아니며, 곡면 또는 매니폴드 형상 등 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 형상으로 변형 실시 가능할 것이다. 다만 본 발명의 증발배관(132)은 상기 내화부재(140)의 하중 및 열팽창하중을 지지하도록 구비됨에 따라, 상하방향의 일직선 형태로 구비되는 것이 바람직할 것이다.In a preferred embodiment of the present invention, the
또한 상기 순환수조(131)는 상기 1차연소실(110)의 하부에 구비되되, 반경방향으로의 내경이 상기 순환수조(110)의 외경보다 크거나 같도록 구성되는 링 형상의 원통관으로 구성되고, 상기 증발배관(132)의 하측단은 상기 순환수조(110)의 하방에 구비된 공기유입구(156)와 연통되어 외부로부터 공기를 공급받고록 형성될 수 있다. 이때 상기 회전기류발생기(150)의 직선파이프(151)가 상기 순환수조(110)의 중심부에 수직으로 입설되어 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 곡선파이프(152)는 상기 직선파이프(151)의 상측 단부에서 1차연소실(110)의 바닥면과 수평방향으로 상기 직선파이프(151)와 수직되도록 설치되며, 상기 직선파이프(151)의 외주면에는 직선파이프(151)의 길이방향으로 다수의 통공(155)이 일정간격 이격배치되어 형성되며, 상기 통공(155)을 통해 공기가 배출되도록 하여, 공기공급이 더욱 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 아울러 상기 곡선파이프(152)의 연결관(153) 외주면에도 통공(155)이 등간격으로 이격되어 형성되되, 상기 직선파이프(151)를 기준으로 연결관(153)의 양단부에 형성된 상기 절곡관(154)의 형성 방향으로 통공(155)이 형성되며, 상기 직선파이프(151)를 기준으로 상기 연결관(143)의 일측과 타측에만 형성된 통공(155)은 서로 반대방향으로 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상술한 구성에 따른 상기 직선파이프(151)의 길이방향 및 상기 곡선파이프(152)의 길이방향을 따라 형성된 통공(155)에 의해 공기가 상기 1차연소실(110) 내부로 공급되도록 하여 보다 많은 공기가 공급되어 연소가 원활하게 이루어지도록 할 수 있으며, 상기 절곡관(154)을 통해 공급되는 공기가, 상기 1차연소실(110)의 내주면을 따라 선회하며 하부방향으로 기류를 형성하여 연소효율을 높일 수 있도록 이루어지는 효과를 가진다.In addition, the circulating
상기 2차연소실(120)은 상기 1차연소실(110)의 상부에 구비되며, 상기 1차연소실(110) 및 2차연소실(120)은 서로 연통되도록 구성되며 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 상기 2차연소실(120) 및 1차연소실(110)은 서로 격리되는 별도의 내실을 이루되 일부가 연통되어 상기 1차연소실(110)에서 연소된 배출가스가 상기 2차연소실(120)로 배기되는 구조로 구성될 수도 있다. 여기에서 상기 1차연소실(110) 및 2차연소실(120)의 형상 및 결합 방법은 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능할 것이다.The
또한 상기 보일러(130)는 상기 열교환기(200)로부터 물을 공급받는 유입수구(135) 및 상기 열교환기(200)로 저장된 물을 배출하는 배출수구(134)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 열교환기(200)는 열교환되어 가열된 냉각수를 상기 보일러(130)의 순환수조(131)로 재공급하여, 소각로(100)의 연속 운전 시 공급되는 물의 초기 온도를 상승시켜 상기 보일러(130)에 저장된 물이 끓어오르기 위해 필요한 헌열 또는 잠열을 보상하여 더욱 빠르게 끓어오를 수 있도록 함으로써 소각로(100)의 열효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.In addition, the
이때, 상기 소각로(100)는 상기 1차연소실(110)과 증발배관(132)사이에 구비되는 내화부재(140)를 더 포함하며, 상기 내화부재(140)는 상기 1차연소실(110)에서의 연소열이 상기 복수의 증발배관(132) 중 어느 한 점에 집중적으로 전달되지 않도록 열을 고르게 분산시켜 전달하며, 고온의 화염에 의해 상기 증발배관이(132)이 파손되는 것을 방지한다. 이때 상기 1차연소실(110)은 상기 내화부재(140)가 내벽을 이루도록 형성되는 것이 바람직하며, 이때 상기 증발배관(132)은 외면에 적어도 일부가 상기 내화부재(140)와 접하도록 구비되어, 상기 내화부재(140)의 하중 또는 열팽창 하중을 지지하도록 구성된다. 도시한 바와 같이 상기 내화부재(140)는 상기 증발배관(132)의 외측으로 상기 소각로(100)의 외측 몸체 사이에 개재되어, 상기 복수의 증발배관(132)이 상기 내화부재(140)와 외접하도록 구성되며, 상기 복수의 증발배관(132)은 상기 내화부재(140)의 타설 시에 별도의 지그 또는 앙카 등의 고정수단을 통해 상기 내화부재(140)와 접하도록 고정시키는 것이 바람직하며, 상기 증발배관(132)의 형상에 또는 배치에 따라 적어도 일부를 내부에 수용하도록 구성될 수 있다.At this time, the
상기 증발배관(132)은 내부에 공급된 물이 채워지며 연소열을 전달받아 내부에 충전된 물을 가열시키기 위한 구성으로써, 상기 1차연소실(110) 또는 내화부재(140)의 외주면을 따라 복수의 파이프로 이루어지되, 상기 증발배관(132)은 파이프의 열팽창을 고려하여 지그재그 또는 이격간격을 형성하도록 배치될 수 있다. 이때 상기 복수의 증발배관(132)의 직경, 개수 및 배열은 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.The
상기 증기수조(133)는 상기 2차연소실(120)의 외주면을 감싸도록 구성되며, 상기 복수의 증발배관(132)의 상측단과 연통되도록 형성되어, 상기 순환수조(131)로 공급된 물이 상기 복수의 증발배관(132)을 통해 상기 증기수조(133)의 내부까지 저장되게 된다. 이때 상기 증기수조(133)에는 상기 보일러(130) 내부에 채워진 물의 수위를 측정할 수 있는 수위센서(600)와 내부 증기압이 임계압력을 초과하였을 시 내부 증기를 외부로 배출하는 안전밸브, 내부에 충전된 증기를 배출하는 스팀배출밸브 및 가열된 온수를 배출하는 온수배츨밸브를 포함하여 구성될 수 있으며, 즉 상기 증기수조(133)는 연소열에 의해 가열된 온수와 증발된 증기가 혼합되어 저장되고, 이때 상기 수위센서는(600)는 차압센서, 정전용량식 수위센서, 부유물을 이용한 수위센서 또는 초음파센서 등과 같은 다양한 측정장치 중 어느 하나 이상이 구비되어 상기 보일러(130) 내부의 수위를 측정하도록 다양하게 변형 실시 될 수 있다. 이때 상기 보일러(130) 내부에 충전된 물의 수위는 상기 수위센서(600)에서 측정된 수위신호를 입력받아 상기 급수장치(300)에서 급수량을 조절하도록 제어되는 것이 바람직하며, 여기에서 상기 급수장치(300)는 상기 열교환기(200)를 통해 상기 소각로(100)의 순환수조(131)로 물을 공급하는 구조를 이루도록 구성된다. 이때 상기 열교환기(200)와 상기 보일러(130)의 물에 순환구조는 상기 보일러(130)와 상기 열교환기(200)의 수조(220 및 240, 도 6 참조)가 서로 상호 연통되어 순환하는 구조를 이루고, 이에 따라 상기 열교환기(200)에 열교환이 이루어지는 수조 내부에 물이 완전히 충전될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 보일러(130)는 상기 증기수조(133)에 구비되어 상기 열교환기(200)의 상부수조(220)로부터 물을 공급받는 유입수구(135) 및 상기 보일러(130)의 순환수조(131)에 구비되어 상기 열교환기(200)의 하부수조(240)로 물을 배출하는 배출수구(134)를 더 포함하여, 상기 보일러 및 상기 열교환기의 냉각수조의 물이 서로 순환되도록 구성되는 것이 바람직하다.The
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 종단면도이고, 도 8은 본 발명의 연소보일러 및 열교환기의 냉각수 순환을 설명하기 위한 예시도로서, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 열교환기(200)는 고온의 배출가스가 유입되는 흡기구(211) 및 냉각된 배출가스가 배출되는 배기구(212)를 포함하는 몸체(210)와, 상기 몸체(210) 내부의 하방에 구비되며 외부로부터 유입된 물이 채워지도록 구성된 하부수조(240), 상기 하부수조(240)와 연통되며 상하방향으로 배치되는 복수의 열교환튜브(230), 상기 몸체(210) 내부의 상방에 구비되며 상기 열교환튜브(230)의 상단과 연통되도록 형성되어 상기 하부수조(240)에 유입된 물이 상기 열교환튜브(230)를 통해 공급되는 상부수조(220) 및 상기 상부수조(220)의 외면을 따라 상하방향으로 상기 몸체 내부의 적어도 일부를 밀폐하되 유입된 배출가스가 상기 열교상부수조(220)의 하방으로 유동하도록 형성되는 격벽(250)을 포함하여 구성될 수 있다.6 and 7 are longitudinal cross-sectional views of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exemplary diagram for explaining cooling water circulation of a combustion boiler and a heat exchanger according to the present invention, see FIGS. 6 to 8 If, the
이때, 유입된 고온의 배출가스는 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240)의 외부를 따라 순환하며, 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240) 내부에 채워진 냉각수에 의해 냉각된다. 여기에서 상기 격벽(250)으로 인해 형성되는 가스순환로(213)는 상기 흡기구(211)를 통해 유입된 배출가스가 상기 상부수조(220)의 외면을 따라 하방으로 선회하여, 상기 열교환튜브(230) 및 하부수조(240) 주변에 체류하며 냉각되는 경로를 이룰 수 있다. 또한 상술한 구성에의해 형성된 가스순환로(213)는 고온의 배출가스가 상기 상부수조(220)의 주변에서 주요한 냉각이 이루어지도록 형성되며, 이때 상기 하부수조(240)에는 유입된 냉각수 및 상기 보일러(130)에서 배출된 물이 혼합되어 상기 고온의 배출가스를 냉각하기 위한 온도로 프리쿨링되는 구조를 이루게 된다. 이때 상기 격벽(250)은 상기 상부수조(220)의 측면에 일부를 밀폐하여 유입되어 상기 상부수조(220)의 둘레를 따라 이동하던 고온의 배출가스가 상기 격벽(250)에 부딪혀 하방으로 유동하도록 유도함으로써, 고온의 배출가스가 상기 상부수조(220) 주변에 체류하는 시간을 증가시키고 나아가 상기 열교환튜브(230) 또는 하부수조(240) 중 적어도 어느 하나 이상에서 추가적인 열교환이 이루어지도록 하기 위한 것으로, 상기 격벽(250)이 형성되는 길이는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능할 것이며, 상기 격벽(250)에 길이에 따른 다른 일예로는, 유입된 고온의 배출가스는 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240)의 외부를 따라 순환하며, 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240) 내부에 채워진 냉각수에 의해 냉각된다. 여기에서 상기 격벽(250)으로 인해 형성되는 가스순환로(213)는 상기 흡기구(211)를 통해 유입된 배출가스가 상기 상부수조(220)의 외면을 따라 하방으로 선회하여 열교환튜브(230)의 길이방향으로의 하방으로 이동하고, 상기 하부수조(240)의 외면을 따라 수평방향으로 진행 후 상기 격벽(250)을 기준으로 분할된 유입방향과 대향되는 방향의 열교환튜브(230)를 따라 상방으로 이동하여 상기 배기구(212)를 통해 외부로 배출되는 경로를 형성할 수 있다. 이때 상기 열교환튜브(230)는 배출가스의 불순물이 쌓이거나 사류가 발생하는 것을 최소화하기 위하여 세로방향(수직)으로 배치되는 것이 바람직하며, 상기 격벽(250)을 통해 가스순환로의 유동길이를 늘려 열교환기(200)가 높은 열효율을 갖도록 구성된다. 이때, 본 발명의 열교환(200)기는 몸체(210) 내부의 가스순환로(213)를 유동하는 배출가스는 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(230)의 외면과 열교환을 통해 냉각됨과 동시에, 상기 열교환기(200)의 외부 공기와의 자연대류를 통해 추가 냉각됨으로써 냉각 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다. 아울러 상기 열교환기의 몸체(210)는 내부에 가라앉은 분진 및 재 등의 오염물을 청소할 수 있도록 외부와 연통된 적어도 하나 이상의 청소밸브가 형성될 수 있다.At this time, the introduced high-temperature exhaust gas circulates along the outside of the
또한, 상기 열교환기(200)의 하부수조(240)는 하방에 상기 보일러(130)의 순환수조(131)에 배출수구(134)로부터 배출된 물이 유입되는 냉각수유입구(241) 및 상기 열교환기(200)의 상부수조(220) 구비되어 배출가스의 열에너지를 흡수하여 가열된 냉각수를 상기 보일러(100)로 배출하는 냉각수배출구(221)를 더 포함하여, 상기 보일러(130) 및 열교환기(200)에 채워진 물이 서로 순환되도록 구성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 열교환기(200)에서 가열된 물 및 증기가 상기 보일러(130)의 증기수조(133)로 공급되고, 상기 보일러(130)의 순환수조(131)에서 배출된 물이 상기 열교환기(200)의 하부수조(240)로 유입되도록 순환되어, 상기 열교환기(200)에서 배출되는 가열된 고온의 물 및/또는 증기가 상기 보일러(130)의 증기수조(133)로 바로 공급되도록 구성될 수 있다. 더욱 자세하게는, 급수장치(300)에서 유입된 냉각수는 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240)의 내부에 저장되고, 상기 상부수조(220), 열교환튜브(230) 및 하부수조(240)의 외면을 통해 배출가스의 열에너지를 흡수하며 가열된다. 여기에서 상기 급수장치(300)로부터 유입되는 냉각수는 상기 열교환기(200)의 냉각수유입구(241)를 통해 유입되거나 별도의 유입구를 형성하여 유입되도록 구성할 수 있다.(L1) 이때, 상기 급수장치(300)에서 유입된 냉각수는 상기 보일러(130)로부터 순환된 물과 혼합되어 배출가스를 냉각할 수 있는 온도로 프리쿨링 하게된다.(L3)In addition, the
아울러, 상기 열교환기(200)에 유입된 냉각수는 냉각수배출구(221)를 통해 상기 보일러(130)의 증기수조(133)로 이동되고, 상기 증기수조(133)의 유입수구(135)을 통해 상기 증기수조(133) 내부로 유입되어(L2), 보일러(130) 내부에 수위를 상승시키며 이와 동시에 상기 순환수조(131)에 형성된 배출수구(134)를 통해 배출되어, 상기 열교환기(200)의 하부수조(240)에 구비된 냉각수유입구(241)를 통해 상기 열교환기(200)의 내부로 재유입되게 된다.(L3) 상술한 바와 같이, 상기 열교환기(200)의 수조내부에서 발생된 증기 또는 가열된 냉각수가 상기 보일러(130)의 증기수조(133)로 유입되도록 형성되는 것이 바람직하며, 이때 상술한 구성에 따른 본 발명의 소형 소각시스템(1000)은 상기 열교환기(200) 배출된 증기가 상기 보일러(130)의 하부의 순환수조(131)로 공급될 경우, 유입된 증기는 상방으로 이동하며 더욱 가열되어 팽창되며, 소음 및 진동을 발생시켜 보일러(130) 내부를 손상시키거나 내구성 저하를 유발할 수 있으며, 나아가 상기 열교환기(200)에서 유입되는 비교적 차가운 증기가 상방으로 이동되며 상기 보일러(130)에 채워진 물의 증발 효율을 저하시키는 현상을 방지할 수 있다. 이때, 상기 급수장치(300)는 상기 소각로(100)의 보일러(130) 내부의 수위의 변화에 따라 급수량을 조절하며 증발된 물의 양을 보충하도록 실시간으로 제어된다.In addition, the cooling water flowing into the
즉, 상술한 바와 같은 냉각수(또는 물)의 순환 구조를 이루는 본 발명의 소각시스템은 단일의 급수장치(300)를 통해 상기 소각로(100) 및 열교환기(200)의 수위를 동시에 제어함으로써 급수장치의 운영 및 유지보수에 있어 경제적 비용을 저감할 수 있는 장점이 있으며, 나아가 열교환기(200)에서 냉각되는 폐열을 회수하여 상기 소각로(100)에 공급되는 물에 공급함으로써, 상기 소각로(100)에서 물의 증발에 필요한 현열을 저감시켜 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.That is, the incineration system of the present invention, which has a circulation structure of cooling water (or water) as described above, simultaneously controls the water level of the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.
1000 : 소형 소각시스템
100 : 소각로 110 : 1차연소실
120 : 2차연소실 121 : 버너투입구
130 : 보일러 131 : 순환수조
132 : 증발배관 133 : 증기수조
134 : 유입수구 135 : 배출수구
140 : 내화부재 150 : 회전기류발생기
151 : 직선파이프 152 : 곡선파이프
153 : 연결관 154 : 절곡관
155 : 통공 156 : 공기냉각수유입구
160 : 단열부재
200 : 열교환기 210 : 몸체
211 : 흡기구 212 : 배기구
213 : 가스순환로 220 : 상부수조
221 : 냉각수배출구 230 : 열교환튜브
240 : 하부수조 241 : 냉각수유입구
250 : 격벽
300 : 급수장치 400 : 후처리장치
410 : 사이클론 집진기 420 : 백필터
500 : 배기굴뚝 600 : 수위센서1000: small incineration system
100: incinerator 110: primary combustion chamber
120: secondary combustion chamber 121: burner inlet
130: boiler 131: circulating water tank
132: evaporation pipe 133: steam tank
134: inlet water port 135: discharge water port
140: fireproof member 150: rotary airflow generator
151: straight pipe 152: curved pipe
153: connector 154: bent pipe
155: through hole 156: air cooling water inlet
160: insulation member
200: heat exchanger 210: body
211: intake port 212: exhaust port
213: gas circulation path 220: upper water tank
221: cooling water outlet 230: heat exchange tube
240: lower water tank 241: cooling water inlet
250: bulkhead
300: water supply device 400: post-processing device
410: cyclone dust collector 420: bag filter
500: exhaust chimney 600: water level sensor
Claims (13)
상기 소각로에서 배출되는 배출가스를 냉각시키는 열교환기; 및
상기 소각로와 일체화되도록 형성된 보일러;를 포함하는 소형 소각시스템에서,
상기 소각로는,
피소각물이 투입되어 연소되는 1차연소실; 및
상기 1차연소실의 상부에 연통되어, 불완전연소된 소각가스를 완전연소시키도록 구성되는 2차연소실;을 포함하고,
상기 보일러는,
상기 1차연소실의 하방에 구비되는 순환수조;
상기 2차연소실의 상부 외주면을 감싸도록 구비되는 증기수조; 및
상기 순환수조와 상기 증기수조를 연결하되, 1차연소실의 외주면을 따라 세로방향으로 복수 개가 배치되는 증발배관;
상기 열교환기로부터 물을 공급받는 유입수구; 및
상기 열교환기로 순환수조의 물을 배출하는 배출수구;를 포함하며,
상기 열교환기는,
고온의 배출가스가 유입되는 흡기구 및 냉각된 배출가스가 배출되는 배기구를 포함하는 몸체;
상기 몸체 내부의 하방에 구비되며, 외부로부터 유입된 물이 채워지도록 구성된 하부수조;
상기 하부수조와 연통되며, 상하방향으로 배치되는 복수의 열교환튜브; 및
상기 몸체 내부의 상방에 구비되며, 상기 열교환튜브의 상단과 연통되도록 형성되어, 상기 하부수조에 유입된 물이 상기 열교환튜브를 통해 공급되는 상부수조;
상기 하부수조에 구비되어 상기 보일러의 배출수구에서 배출되는 물이 유입되는 냉각수유입구;
상기 상부수조에 구비되어 상기 보일러의 유입수구로 물을 배출하는 냉각수배출구; 및
상기 몸체 내부로 유입된 고온의 배기가스가 상기 상부수조, 열교환튜브 및 하부수조의 외면을 통해 열교환되어 냉각되도록 체류하는 가스순환로;를 포함하고,
상기 보일러 및 열교환기에 채워진 물이 서로 순환되도록 구성되되, 상기 열교환기에서 가열된 물 및 증기가 상기 보일러의 유입수구로 공급되고, 상기 보일러의 배출수구에서 배출된 물이 상기 열교환기의 하부수조로 유입되는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
An incinerator in which to-be-incinerated materials are input and burned;
a heat exchanger cooling the exhaust gas discharged from the incinerator; and
In a small incineration system including a boiler formed to be integrated with the incinerator,
The incinerator,
A primary combustion chamber in which to-be-incinerated materials are injected and burned; and
A secondary combustion chamber communicated with the upper part of the primary combustion chamber and configured to completely burn the incompletely burned incineration gas;
The boiler,
a circulation water tank provided below the primary combustion chamber;
a steam tank provided to cover an upper outer circumferential surface of the secondary combustion chamber; and
an evaporation pipe connected to the circulating water tank and the steam tank, and having a plurality of evaporation pipes disposed in a vertical direction along an outer circumferential surface of the primary combustion chamber;
an inlet through which water is supplied from the heat exchanger; and
Including; a discharge outlet for discharging water from the circulating water tank to the heat exchanger,
The heat exchanger,
A body including an intake port through which hot exhaust gas flows and an exhaust port through which cooled exhaust gas is discharged;
a lower water tank provided below the inside of the body and configured to be filled with water introduced from the outside;
a plurality of heat exchange tubes communicating with the lower water tank and disposed vertically; and
an upper water tank provided at an upper portion of the inside of the body and formed to communicate with an upper end of the heat exchange tube, and supplying water introduced into the lower water tank through the heat exchange tube;
a cooling water inlet provided in the lower water tank and into which water discharged from the outlet of the boiler flows;
a cooling water outlet provided in the upper water tank to discharge water to the inlet of the boiler; and
A gas circulation path in which the high-temperature exhaust gas introduced into the body is heat-exchanged through the upper water tank, the heat exchange tube, and the outer surface of the lower water tank to be cooled, and
It is configured so that the water filled in the boiler and the heat exchanger is circulated with each other, the water and steam heated in the heat exchanger are supplied to the inlet of the boiler, and the water discharged from the outlet of the boiler flows into the lower water tank of the heat exchanger. A small incineration system, characterized in that being.
상기 1차연소실의 내부에 구비되어, 유입된 공기가 상기 1차연소실 내부에서 회전기류를 발생시키도록 공기를 공급하는 회전기류발생기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
a rotary airflow generator provided inside the primary combustion chamber to supply air so that the introduced air generates a rotary airflow inside the primary combustion chamber;
A small incineration system comprising a.
상기 소각로는,
상기 증발배관의 외면에 적어도 일부와 접하도록 구비되어, 상기 1차연소실을 형성하는 내화부재;
를 더 포함하고,
상기 내화부재는 증발배관에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
The incinerator,
a fireproof member provided to be in contact with at least a portion of an outer surface of the evaporation pipe to form the primary combustion chamber;
Including more,
The fireproof member is a small incineration system, characterized in that installed to be supported by the evaporation pipe.
상기 회전기류발생기는,
외부로부터 공기를 공급받는 직선파이프; 및
상기 직선파이프의 일측 단부에 형성되는 곡선파이프;를 포함하며,
상기 곡선파이프를 통해 1차연소실 하단을 통해 내부로 공기가 공급되도록 이루어지고,
상기 회전기류발생기에 의해 공급되는 공기에 의해 상기 1차연소실 내에서 회전기류가 발생되는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 2,
The rotary airflow generator,
A straight pipe receiving air from the outside; and
It includes; a curved pipe formed at one end of the straight pipe,
Air is supplied to the inside through the lower end of the primary combustion chamber through the curved pipe,
A small incineration system, characterized in that a rotating air current is generated in the primary combustion chamber by the air supplied by the rotating air current generator.
상기 열교환기는,
상기 상부수조의 외면을 따라, 상하방향으로 상기 몸체 내부의 적어도 일부를 밀폐하되, 유입된 배출가스가 상기 상부수조의 하방으로 유동하도록 형성되는 격벽;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
The heat exchanger,
a barrier rib formed to seal at least a portion of the inside of the body in a vertical direction along an outer surface of the upper tank so that the introduced exhaust gas flows downward of the upper tank;
A small incineration system further comprising a.
상기 소각로의 증기수조 내부에 채워진 물의 수위를 측정하는 수위센서; 및
상기 열교환기에 외부로부터 물을 공급하는 급수장치;
를 더 포함하며,
상기 급수장치는 상기 소각로의 증기수조에 채워진 물의 수위에 따라 급수량을 조절하는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
A water level sensor for measuring the level of water filled in the steam tank of the incinerator; and
a water supply device supplying water to the heat exchanger from the outside;
Including more,
The water supply device is a small incineration system, characterized in that for adjusting the water supply amount according to the water level filled in the steam tank of the incinerator.
상기 유입수구는 상기 증기수조와 연결되고, 상기 배출수구는 상기 순환수조와 연결되어,
상기 열교환기에서 가열된 물 및 증기가 상기 보일러의 증기수조로 공급되고, 상기 보일러의 순환수조에서 배출된 물이 상기 열교환기의 하부수조로 유입되도록 하여 순환되는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
The inlet water port is connected to the steam water tank, and the outlet water port is connected to the circulating water tank.
The water and steam heated in the heat exchanger are supplied to the steam tank of the boiler, and the water discharged from the circulating water tank of the boiler is introduced into the lower tank of the heat exchanger and circulated.
상기 소형 소각시스템에는 열교환기에서 냉각된 배출가스에 포함되어 있는 환경오염물질을 여과하여 대기 중으로 배출하는 후처리장치를 더 포함하고.
상기 후처리장치는,
상기 소각로에서 배출된 배출가스에 포함된 분진을 포집하는 사이클론;
상기 사이클론의 후단에 설치되어 배출가스의 유해 화합물 또는 환경오염물질을 여과하기 위한 백필터부;
상기 백필터부 내부에 유동을 강제하기 하여 배기굴뚝으로 배출가스가 흐르도록 유인하는 유인송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 1,
The small incineration system further includes a post-processing device for filtering environmental pollutants contained in exhaust gas cooled in the heat exchanger and discharging them into the atmosphere.
The post-processing device,
A cyclone for collecting dust included in the exhaust gas discharged from the incinerator;
A bag filter unit installed at the rear end of the cyclone to filter harmful compounds or environmental pollutants in the exhaust gas;
A small incineration system comprising a manned blower for forcing the flow inside the bag filter unit to induce the exhaust gas to flow into the exhaust chimney.
상기 사이클론은,
배출가스가 유입되는 유입덕트;
상기 유입덕트에서 유입된 배출가스를 사이클론 방식으로 회전하여 분진은 낙하시키고, 배출가스는 상측으로 이동시키는 사이클론 바디;
상기 사이클론 바디의 상측에 구비되고, 미세먼지를 걸려주는 다수의 필터;
상기 다수의 필터를 통과한 배출가스를 배출하는 배출구; 및
상기 다수의 필터 표면에 묻은 미세먼지를 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하는 분배유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 11,
The cyclone,
an inlet duct through which exhaust gas flows;
a cyclone body which rotates the exhaust gas introduced from the inlet duct in a cyclone manner to drop dust and move the exhaust gas upward;
a plurality of filters provided on the upper side of the cyclone body and filtering fine dust;
an outlet for discharging exhaust gas that has passed through the plurality of filters; and
A small incineration system comprising a distribution channel for spraying high-pressure air to remove the fine dust on the surface of the plurality of filters.
상기 사이클론 외주면에는,
배출가스를 냉각하기 위한 냉각수 챔버 또는 냉각수 관벽이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 소각시스템.
According to claim 12,
On the outer circumference of the cyclone,
A small incineration system characterized in that a cooling water chamber or a cooling water pipe wall for cooling the exhaust gas is further provided.
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KR200332773Y1 (en) * | 2003-08-12 | 2003-11-07 | 최광남 | System for incinerating a waste |
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KR102083131B1 (en) | 2019-10-16 | 2020-02-28 | 윤현국 | Incinerator with nozzle pipe that generates rotating airflow |
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2022
- 2022-10-27 KR KR1020220140335A patent/KR102535885B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GRNT | Written decision to grant |