KR19980028671U - 건류식 소각 및 탄화장치 - Google Patents

Abstract

본고안은 가정의 주방 쓰레기나 음식물 찌꺼기등과 같은 수분함유가 많아 쉽게 소각시키기 어려운 생활 쓰레기를 용이하게 소각시키거나 탄화시킬 수 있도록 하는 건류식 소각 및 탄화장치에 관한 것으로, 제1연소실 및 제2연소실을 가지며, 제1연소실에는 투입구, 배출구 및 열투입구 등을 갖는 건류실을 가지며, 건류실 내측에는 소각물 혼합기가 설치되어지며, 소각물 혼합기는 외부의 모타에 의해 구동되어지며, 제1연소실에는 제1연소실 버너 및 공기공급구가 설치되어지는 한편, 제1연소실과 제2연소실은 연소가스 배출통로로 서로 연결되어지며, 제2연소실 내측에는 다수개의 격벽을 가지며, 공기예열실과 당접되어지며, 공기예열실의 가열된 공기는 브로아를 통해 제2연소실, 제1연소실 및 건류실로 공급되도록 하며, 제2연소실은 집진장치와 연결되도록 한 것으로, 소각물을 제1연소실의 건류실에 장입하고, 가열하여 건류가스를 발생시킨 것을 재차 연소하며, 제1연소실에서 발생된 연소가스를 제2연소실에서 고온으로 재차 연소토록 하여 완전 연소가 되도록 한 것이다.

Description

건류식 소각 및 탄화장치

본 고안은 소각장치에 있어서, 특히, 소각물을 건류시키고 발생된 건류가스를 재차 에너지원으로 사용하는 건류 소각장치에 해당하게 되며, 경우에 따라서는 완전소각 이외에 소각물을 탄화시키는 탄화소각장치로 사용할 수 있도록 하는 소각 장치에 관한 것이다.

특허문헌상 건류 소각장치에 관한 것으로는, 실용신안공고 제86-887호 건류식 탄화가스화소각장치, 실용신안공고 제85-2316호 폐액소각로, 실용신안공고 제85-2370호 건류식탄화가스역연식소각로, 실용신안공고 제89-3549호 폐타이어건류가스발생로 등을 볼 수 있다.

본 고안은 가정의 주방에서 발생되는 음식물 찌꺼기나 음식점등에서 발생하는 음식물 찌꺼기 또는 기타 수분을 다량 포함한 폐기물을 용이하게 소각 또는 탄화시킬 수 있도록 하는 소각 및 탄화장치에 관한 것으로, 소각에 있어 유해가스가 발생되지 않게 완전연소가 되어야 한다. 이를 위하여 본 고안에서는 제1연소실과 제2연소실로 된 2개의 연소실을 가지며, 제1연소실에서는 건류 및 소각이 이루어지도록 하며, 제2연소실에서는 제1연소실에서 발생된 연소가스를 고온으로 재연소시켜 공해물질의 발생을 최소한으로 억제하기 위한 방향으로 개발되었다.

제1도는 본 고안의 단면도이다.

본고안은 가정의 주방 쓰레기 또는 음식점의 음식물 찌꺼기등 수분함유가 많아쉽게 소각시키기 어려운 생활쓰레기를 용이하게 소각시키거나, 탄화시킬 수 있는 건류식 소각 및 탄화장치에 관한 것이다.

최근 생활쓰레기의 증가는 사회문제로 대두되고 있는 실정이며, 생활쓰레기의 감소를 위해 정부, 지방사회단체 및 각 가정의 주부들은 생활쓰레기의 절감에 많은 노력을 하고 있다.

가정의 주방 쓰레기, 음식점의 음식물 찌꺼기등과 같은 젖은 생활쓰레기의 처리 방법으로는 소각이나 매립이외에 발효시켜 비료나 사료로 만드는 방법이 거론되고 있으나, 젖은 상태의 생활쓰레기는 높은 수분으로 쉽게 소각되지 않으며, 매립에 있어서는 이를 담는 비닐포대와 함께 매립됨으로 인해 땅속에서 장기간 썩지 않고 그대로 방치되어지며, 이로 인하여 악취발생 및 오염된 침출수의 발생등으로 인하여 주변환경을 크게 오염시키고 있는 실정이다.

또한, 음식 찌꺼기나 주방 쓰레기등은 유기물을 다량으로 포함하고 있으므로 말미암아 발효기를 사용하여 발효시켜 사료나 비료를 만드는 것은 자원재활용의 차원에서 매우 바람직한 방법이기는 하나 수집 및 재처리 과정에 있어 현실적으로 매우 어려운 사항으로 대두되고 있는 실정이다.

본 고안은 이와 같이 물기가 많은 생활쓰레기 등을 용이하게 소각 또는 탄화시킬 수 있도록 하는 건류식 소각 및 탄화장치에 관한 것이다.

본 고안은 제1연소실(1)과 제2연소실(2)을 가지며, 상기 제1연소실(1) 내측에는 건류실(3)을 가지며, 상기 건류실(3)에는 소각물 투입구(4), 소각재 배출구(5)와 열투입구(6)가 형성되어지며, 건류가스 배출통로(7)가 연결되어지며, 상기 건류가스 배출통로(7) 끝부분에는 제1연소실 버너(8)의 노즐 및 공기공급구(9)를 가지는 한편, 상기 건류실(3) 내측에는 회전하는 소각물 혼합기(10)를 가지며, 상기 소각물 혼합기(10)의 축(11)은 제1연소실(1) 밖의 모타(12)와 연결되어지며, 상기 제1연소실(1)과 제2연소실(2)은 연소가스 배출통로(13)로 서로 연결되어지며, 제2연소실(2)에는 제2연소실 버너(14)가 장착되어지는 한편, 내측에는 다수개의 격벽(15)을 가지며, 제2연소실(2) 외측에는 이에 당접된 공기예열실(16)이 부착되어지며, 그 일측에 상기 공기예열실(16)의 가열된 공기를 공급하는 브로아(17)가 설치되어지며, 제2연소실(2) 내측에는 예열된 공기를 공급하는 제2연소실 공기노즐(18)을 갖는 한편, 상기 공기예열실(16)과 제1연소실의 공기공급구(9)는 연결관(19)으로 서로 연결되어지며, 상기 제2연소실(2)은 연소된 가스를 정화하는 집진장치(20)와 연결되어지도록 한 것이다.

상기에 있어, 제2연소실(2)과 집진장치(20) 사이에 또는 집진장치(20) 내측에는 열회수장치(25)가 설치되어지며, 상기 공기예열실(16)로부터 건류실(3) 내측으로 밸브(26')를 갖는 공기공급파이프(26)가 설치되어지며, 연소가스 배출통로(13)에는 밸브(13')가 설치되도록 한 것이다.

이와 같은 구조를 갖는 본 고안은 다음과 같이 작동하게 된다.

먼저, 제1연소실(1) 내측에 설치된 건류실(3)에 소각물을 소각물 투입구(4)를 통해 투입한 후, 제1연소실 버너(8)를 작동시켜 제1연소실(1)을 가열하여 400℃ 이상으로 되게 하면 건류실(3) 내의 소각물은 열분해가 되기 시작하여 건류가스가 발생하게 된다. 상기 건류실(3)의 소각물로부터 발생되는 건류가스는 소각물의 수분 및 휘발성 가스의 집합체로 강한 인화성을 갖게 된다. 이와 같은 건류가스는 건류가스 배출통로(7)를 통해 제1연소실 버너(8)에 의해 재차 연소하여 제1연소실(1)을 가열하는 열원으로 사용되어진다.

이와 같이 제1연소실(1)에서 재차 연소된 건류가스는 연소가스 배출통로(13)를 통해 제2연소실(2)로 유입되어 제2연소실 버너(14)로 1100-1400℃로 가열 연소시킴으로 제1연소실(1)에서 발생된 연소가스는 완전 연소하게 된다.

제2연소실(2)에는 중간에 다수개의 격벽(15)을 설치하여 열의 장기간 체류를 유도하게 되며, 그 내부온도를 1000℃이상 고온으로 상승시킴으로 말미암아 다이옥신과 같은 유해물질도 완전 연소하게 된다. 이와 같은 완전 연소를 위하여 제2연소실(2)과 당접되어진 공기 예열실(16)로부터 가열된 공기를 제2연소실 공기 노즐(18)로 충분히 공급하여 제2연소실(2) 내에서는 고온에서의 완전 연소를 촉진하게 된다.

제2연소실(2)에서 고온으로 연소된 연소가스는 미량의 분진을 포함하는 관계로 배출되는 연소가스는 집진장치(20)를 통해 배출하게 되며, 집진장치(20) 내측에 또는 집진장치(20)와 제2연소실(2)과의 사이에 물자켓 등의 폐열회수장치(25)를 설치하여 폐열을 재활용하게 된다.

제2연소실(2)과 당접된 공기예열실(16)의 가열된 공기는 브로아(17)를 통해 제2연소실(2)의 제2연소실 공기노즐(18)로 공급되며, 역시 가열된 공기는 브로아(17) 및 연결관(19)를 통해 제1연소실(1)의 외부 공기공급구(9)를 통해 제1연소실(1)로 공급되어지는 한편, 공기예열실(16)과 건류실(3)을 연결하는 공기공급관(26)를 통해 가열된 공기를 건류실(3)에 공급하게 된다.

건류실(3) 내측에 장입된 소각물은 제1연소실의 버너(8)에 의해 직접 가열 및 연소되는 것이 아니라 건류실(3)과 제1연소실(1) 사이의 연소공간에서 연소된 열이 건류실(3) 전체를 가열함과 동시에 연소열이 열투입구(6)를 통해 건류실(3) 내측으로 유입되어짐으로 인하여 건류실(3) 내측에 장입된 소각물이 가열되어 건류가스를 발생하게 된다.

건류실(3) 내측에는 외부의 모타(12)에 의해 회전하는 소각물 혼합기(10)가 설치되어 건류실(3) 내에 장입된 소각물을 뒤집어 주게 되며, 따라서, 소각물은 빠른시간에 건류되어짐과 동시에 분해되어 재로 소각되어지게 된다.

특히, 제1연소실(1)의 외부공기주입구(9)로부터 공급되는 가열된 공기는 제1연소실 버너(8)가 작동중일 때에는 제1연소실 버너(8)에 충분한 가열된 공기를 공급하여 유류의 소모량을 줄여주게 되며, 제1연소실(1)이 일정온도로 도달하여 자체 연소가 시작되어 제1연소실 버너(8)의 작동을 중단할 때에는 건류실(3)에서 발생된 건류가스에 충분한 가열된 공기를 공급하여 건류실(3) 내측의 소각물이 계속적으로 연소되어지게 된다.

건류실(3)의 온도가 600-700℃에 도달하게 되면, 그 열에 의해 자체 발열되어 연소가 되어짐으로 인하여 이때에는 제1연소실 버너(8)를 작동 중지시키게 되며, 외부 공기주입구(9)로부터 계속적으로 공기만 공급하게 된다.

또한, 건류실(3)에 공기예열실(16)로부터 가열된 공기를 공기공급관(26)을 통해 주입하여 줄 때 건류실(3) 내의 소각물은 보다 빠른 연소 및 열분해가 촉진되어지게 된다. 또한, 건류실(3)에 장입된 소각물은 모타(2)에 의해 회전되는 소각혼합기(10)에 의해 계속적으로 뒤집어지며, 잘게 부서짐으로 인하여 소각시간을 줄여주게 되며, 소각재의 발생을 최소로 되게 한다.

이와 같이 제1연소실(1)에서 발생된 건류가스에 의한 연소는 저온 상태에서 즉, 400-600℃ 정도의 온도로 연소됨으로 연소가스에는 다 타지 못한 유해성분을 포함하게 된다.

이와 같은 제1차 연소실에서 발생된 연소가스는 연소가스 배출통로(13)를 통해 제2연소실(2)로 유입시켜 고온 즉, 1100-1400℃로 재연소시킬 때 완전연소가 이루어지게 되는 것이다.

즉, 제2연소실(2) 내측에는 다수개의 격벽(15)를 설치하여 연소된 연소열이 쉽게 배출되지 못하고, 지체되게 하여 고온이 유지될 수 있게 되며, 제2연소실(2)과 당접된 공기예열실(16)의 가열된 공기를 브로아(17)을 통해 제1연소실(1) 및 건류실(3)로 공급되어지게 하며, 또한, 가열된 공기를 제2연소실 공기노즐(18)을 통해 제2연소실(2)로 공급하게 된다.

제2연소실(2)에서는 고온인 1100-1400℃로 재연소하여 다이옥신등 연소시 발생되는 공해물질을 재연소시켜 제거하는 것이 목적이므로 연소가스는 매우 고온이게 된다. 이와 같은 연소시 발생된 열을 입수구(25')와 배수구(25)를 갖는 물 자켓 등의 열 회수장치(25)를 이용하여 열을 회수 재활용할 수 있게 되며, 집진장치(20) 등을 거쳐 연소가스를 배출시킬 때 공기오염등이 전혀 발생되지 않게 되는 것이다.

이와 같이 작동되는 본 고안은 그 운영방법에 따라 소각로 이외에 탄화로로도 사용할 수 있게 되는데 이를 설명하면 다음과 같다.

건류실(3)에 소각물을 장입한 후, 제1연소실 버너(8)를 사용하여 제1연소실(1) 및 건류실(3)의 온도를 400-600℃로 상승시킨 후, 일정시간 경과하게 되면, 건류실(3)에 장입된 소각물의 수분은 모두 증발하게 되며, 소각물내의 수분을 완전히 증발시킨 상태에서 연소가스 배출통로(13)에 장치한 밸브(13')를 닫아 차단하며, 제1연소실 버너(8)를 정지시킴과 동시에 연결관(19)의 밸브(19')와 공기공급관(26)의 밸브(26')을 차단하여 제1연소실(1) 및 건류실(3)으로 공급되는 공기를 모두 차단한 다음, 제1연소실(1) 및 건류실(3)의 온도가 상온까지 서서히 자연 냉각시키게 되면 건류실(3)에 장입된 소각물은 탄화되어 숯으로 재생산되게 되는 것이다. 이 때 건류실(3) 내의 소각물 혼합기(10)를 구동시키는 모타(12)의 작동을 중지하여야 덩어리로 된 숯을 얻을 수 있게 된다.

본 고안의 제1연소실(1)의 건류실(3)에 투입한 소각물은 초기에 제1연소실 버너(8)로부터 공급되는 열에 의해 서서히 열분해되면서 건류가스를 발생하며, 건류가스는 건류가스 배출통로(7)를 통해 제1연소실 버너(8)에 의해 재차 연소되어 열원으로 제공됨으로 제1연소실 버너(8)의 연료 소비를 최소한으로 할 수 있게 되며, 연소된 연소가스는 연소가스 배출통로(13)를 통해 제2연소실(2)에서 고온으로 재연소됨으로 인하여 소각시 발생되는 공해물질을 완전히 연소시키게 된다. 또한, 제2연소실(2)에서 배출되는 고온의 열을 물자켓 등을 이용한 열 회수장치(25)를 통과시켜 폐열을 재활용할 수 있게 된다.

또한, 제2연소실(2)에서 발생된 연소가스는 집진장치(20)를 통해 분진을 제거하므로 말미암아 재 등의 대기오염물질이 대기중으로 그대로 배출되는 것을 방지하게 된다. 특히, 제1연소실(1)의 건류실(3) 내의 소각물 혼합기(10)는 열분해되는 소각물을 잘게 부숴 빠른시간 내에 열분해를 촉진함과 동시에 재발생을 최소한으로 되게 한다.

본 고안은 이와 같이 소각장치로 사용되는 반면, 제1연소실(1) 내의 건류실(3)에 장입된 소각물을 일정시간 가열한 다음, 연소가스 배출통로(13)를 폐쇄하고, 제1연소실 버너(8)를 작동 중단 시키며, 건류실(3) 및 제1연소실(1)로 공급되는 일체의 공기공급 없이 상온까지 냉각시키게 되면, 건류실(3)에 장입된 소각물은 탄화되어 숯으로 재생산되어질 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 직접 화염에 의해 소각물을 소각하는 것이 아니라, 소각물에 간접적으로 열을 가해 건류시키며, 이 때 발생되는 건류가스를 재차 연소시켜 열원으로 활용하므로 말미암아 최소한의 유류만 사용되어지게 되며, 소각물에 포함된 다량의 수분과 유기물질이 건류가스화되어 재차 연소시킴으로 인하여 가정에서 발생되는 물기가 많은 주방 쓰레기나 음식물 찌꺼기 등을 효과적으로 소각 시킬 수 있음과 동시에 탄화시켜 숯으로 재생산할 수 있도록 한 아주 유용한 고안인 것이다.

본 고안은 주방쓰레기 또는 음식물 찌꺼기등 수분함유가 많은 생활쓰레기를 용이하게 소각시킬 수 있도록 함을 그 첫 번째 목적으로 하며, 생활 쓰레기를 숯으로 재생산하여 재활용할 수 있도록 함을 그 두 번째 목적으로 한다.

Claims (5)

1. 제1연소실(1)과 제2연소실(2)을 가지며, 상기 제1연소실(1) 내측에는 건류실(3)을 가지며, 상기 건류실(3)에는 소각물 투입구(4), 소각재 배출구(5)와 열투입구(6) 및 건류가스 배출통로(7)를 가지며, 상기 건류가스 배출통로(7) 끝부분에는 제1연소실 버너(8)의 노즐 및 공기공급구(9)가 설치되는 한편, 상기 건류실(3) 내측에는 회전하는 소각물 혼합기(10)를 가지며, 상기 소각물 혼합기(10)의 축(11)은 제1연소실(1) 밖의 모타(12)와 연결되어지며, 상기 제1연소실(1)과 제2연소실(2)은 연소가스 배출통로(13)로 서로 연결되어지며, 제2연소실(2)에는 제2연소실 버너(14)가 장착되어지는 한편, 그 내측에는 다수개의 격벽(15)을 가지며, 제2연소실(2) 외측에는 이에 당접된 공기예열실(16)이 부착되어지며, 그 일측에 가열된 공기를 공급하는 브로아(17)가 설치되어지며, 제2연소실(2) 내측에는 예열된 공기를 공급하는 제2연소실 공기노즐(18)을 갖는 한편, 상기 공기예열실(16)과 제1연소실의 공기공급구(9)는 연결관(19)으로 서로 연결되어지며, 상기 제2연소실(2)은 연소된 가스를 정화하는 집진장치(20)와 연결되어지도록 한 것을 특징으로 하는 건류식 소각 및 탄화장치.
2. 제1항에 있어서, 제2연소실(2)과 집진장치(20) 사이에 열 회수장치(25)가 설치되는 것을 특징으로 하는 건류식 소각 및 탄화장치.
3. 제1항에 있어서, 공기예열실(16)로부터 건류실(3)로 가열된 공기를 공급하는 가열 공기공급파이프(26) 및 밸브(26')가 설치되는 것을 특징으로 하는 건류식 소각 및 탄화장치.
4. 제1항에 있어서, 제1연소실(1)과 제2연소실(2)를 연결하는 연소가스 배출통로(13)에는 밸브(13')가 설치되는 것을 특징으로 하는 건류식 소각 및 탄화장치.
5. 제1항에 있어서, 제1연소실(1)과 공기예열실(16)을 연결하는 연결관(9)에는 밸브(19')가 설치되는 것을 특징으로 하는 건류식 소각 및 탄화장치.