KR19980083585A - 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 모노펌프를 이용하여 연소로에 고점도 슬러지를 공급하는데 있어서 공급장치 전단 노즐에서 슬러지의 탄화로 인한 막힘현상을 방지하고 연소로 내 슬러지의 고른 투입 및 원하는 위치에 투입하기 위해 압축성 유체(Steam, Compressor air 등)를 주입하고 슬러지의 크기를 조절하기 위한 노즐의 길이를 조절하는 슬러지 공급방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법 및 그 장치

본 발명은 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 모노펌프를 이용하여 연소로에 고점도 슬러지를 공급하는데 있어서 공급장치 전단 노즐에서 슬러지의 탄화로 인한 막힘현상을 방지하고 연소로 내 슬러지의 고른 투입 및 원하는 위치에 투입하기 위해 압축성 유체(Steam, Compressor air 등)를 주입하고 슬러지의 크기를 조절하기 위한 노즐의 길이를 조절하는 슬러지 공급방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유동층 연소로는 유동층내에 모래 또는 층물질을 충진하고 용기의 밑부분에서 일정한 크기의 분무노즐을 여러개 설치하여 공기를 유입시키면 용기 내의 모래가 공기에 의하여 유동하게 되고, 이 유동층내의 모래 또는 층물질을 가스버너나 오일버너를 이용하여 슬러지가 연소할 수 있는 온도까지 예열시킨후 용기 내에 슬러지를 투입시켜 연소하게 하는 연소장치이다.

상기와 같은 유동층 소각로에서 유동층을 이용한 폐기물의 연소시 대상 폐기물의 안정적, 정량적인 공급은 매우 중요한 인자이다.

고체상의 슬러지와 같은 경우에는 스크류 피더(Screw feeder), 로터리 피더(Rotary feeder), 밸트 컨베이어(Belt conveyor) 등이 사용되며, 액상의 슬러지와 같은 경우에는 펌프등을 사용하여 투입노즐을 통해 연소로 내로 투입시킨다.

그러나 점착성이 강한 오일성분 슬러지나 탈수 슬러지 등의 경우 분체와 액체의 중간 성질을 띠므로 슬러지가 공급되는 호퍼 출구에서의 브리지(Bridge) 현상이나 수분 및 휘발분 증발에 의한 공급관 내에서의 막힘등으로 원활한 슬러지의 공급이 어려운 경우가 발생하는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 점착성이 강한 오일성분 슬러지나 탈수 슬러지 등의 경우 분체와 액체의 중간 성질을 띠므로 슬러지 공급시 일반적인 스크류형 또는 원심형 펌프보다 정량 공급이 가능한 모노펌프를 사용하는 것이 일반적이다.

도 4는 이러한 종래의 방법의 예를 나타내는데 종래 방법의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 4에서와 같이 호퍼의 하단부에 연결된 모노펌프(1)에 의해 높은 토출압력으로 압송되는 슬러지(13)는 슬러지 공급관(2)을 거쳐 연소로 프리보드(8)에 부착된 슬러지 공급노즐(10)을 통하여 노내부로 투입하게 된다.

이러한 상기의 경우, 모노펌프(1)에 의해 공급되는 슬러지의 이동속도는 일반적으로 0.2-0.5m/s 범위에 있어 이송속도가 느리다는 문제점이 있다.

그러므로 상기와 같은 고점성 슬러지의 경우, 연소로에 연결된 슬러지 공급노즐(10)내에서는 슬러지의 수분 및 휘발분 증발에 의한 탄화로 관내 막힘 현상이 발생되고, 또한 슬러지가 층 중앙에 투입되지 못하고 연소로의 공급관 부위 근처에만 많은 양이 집중 투입되어 유동화 저해 및 층 벽면에서의 국분적인 과열현상으로 응집이 발생되어 연소효율 저하 및 운전장해를 일으키는 경우등의 문제점과, 관내막힘 현상을 줄이고 슬러지의 이송속도를 높이기 위해 모노펌프를 다단으로 설치함으로 인한 투자비의 증가를 초래한다는 것이다.

한편, 폐유나 용제같은 액체 물질의 경우 도 5에서와 같이 액체류 펌프(12)를 사용하여 액상의 물질을 분사노즐을 통하여 소각로내로 투입시키도록 많이 개발되어 사용되고 있으나 슬러지의 경우에는 모노펌프(1)에 의한 슬러지의 공급속도가 느릴뿐만 아니라 슬러지는 입자형태의 불순물을 다량함유하고 있고, 입자물질들이 복잡한 구조의 노즐을 막아 액체분사용 노즐의 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고함수 고점성의 슬러지를 연소로내에 공급하는데 있어서, 연소로에 부착된 공급관 및 공급노즐내에서의 수분 및 휘발분의 증발에 의한 탄화로 슬러지 공급관이나 공급노즐이 막힘이나 걸림없이 연속적이고 정량적으로 연소로내에 공급하여 슬러지의 공급장애로 인한 운전정지 및 수리에 따른 비용발생등을 절감하고 연소효율을 높일 수 있는 슬러지 공급방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 모노펌프를 통하여 공급된 고점도(고함수) 슬러지가 슬러지 공급관을 거쳐 슬러지 공급노즐로 연소로내에 공급될 때, 압축성유체 공급노즐을 통하여 소량의 미립화용 압축성 유체를 공급하여 공급노즐에서 주입된 압축성유체(Steam, Compressor air 등)가 슬러지의 흐름을 향상시켜 슬러지의 수분 및 휘발분 증발에 의한 연소로에 부착된 공급관 및 공급노즐의 탄화 및 막힘을 방지하도록 하는 방법을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법을 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 또다른 목적은 고함수 고점성의 슬러지를 연소로내에 공급하는데 있어서, 연소로에 부착된 공급관 및 공급노즐내에서의 수분 및 휘발분의 증발에 의한 탄화로 슬러지 공급관이나 공급노즐이 막힘이나 걸림없이 연속적이고 정량적으로 연소로내에 공급하여 슬러지의 공급장애로 인한 운전정지 및 수리에 따른 비용 발생등을 절감하고 연소효율을 높일 수 있는 슬러지 공급 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 모노펌프와 연결된 슬러지 공급관, 슬러지 공급노즐로 이루어진 슬러지 공급장치에 의해 고점도(고함수) 슬러지가 슬러지공급 노즐을 통하여 연소로에 떨어진 후 연소로층에서 예열된 모래 또는 층 물질과 혼합되면서 소각되는 유동층 소각장치의 슬러지 공급장치에 있어서, 상기 슬러지 공급장치에 압축성 유체 공급장치와; 압축성 유체 공급장치에서 압축성 유체를 분사할 수 있도록 하는 압축성 유체 공급노즐과; 압력계의 압력에 따라 조절하는 밸브를 장착하여 구성한 것을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬러지를 공간적으로 고르게 투입하므로 층에서 고름 혼합이 이루어져 층온도 분포의 편차를 줄이고 공해물질의 발생을 억제 시킬 수 있으며, 배가스에 포함된 공해물질의 감소로 후처리 설비의 경비를 절감시키는 슬러지 공급방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 모노펌프를 통하여 공급된 고점도(고함수) 슬러지가 슬러지 공급관을 거쳐 슬러지 공급노즐로 연소로내에 공급될 때, 압력계의 압력에 따라 밸브를 조절하거나, 슬러지 공급 노즐에 압축성 유체를 주입하는 압축성 유체 공급노즐의 길이를 변화시킴으로써 압축성 유체의 압력에 변화를 줘 적정크기의 슬러지를 연소로내에 낙하 산포시킬 수 있는 방법을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법을 제공함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명의 실시예를 보인 단면도,

도 2는 도 1의 I-I선 단면도에 슬러지 연소로내 낙하위치를 보인 평면도,

도 3은 도 1의 I-I선 단면도에 슬러지 분무되는 실시예를 보인 예시도,

도 4는 종래의 실시예를 보인 단면도,

도 5는 종래의 액상 공급 노즐의 실시예를 보인 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

(1):모노펌프(2):슬러지 공급관

(3):압축성 유체(Steam, Compressor air 등) 공급장치

(4):압축성 유체(Steam, Compressor air 등) 공급노즐

(5):밸브(6):압력계

(7):연소로 벽(8):연소로 프리보드

(9):연소로 층(10):슬러지 공급노즐

(11):슬러지 낙하지점(12):액체류 펌프

(13):슬러지(14):슬러지 공급장치

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하겠다.

도 1에는 본 발명에 따른 슬러지의 공급장치가 도시되어 있는데 이 슬러지 공급장치(14)는 모노펌프(1)와 연결된 슬러지 공급관(2), 슬러지 공급노즐(10)을 통하여 소각로 내부까지 연결되어 있고, 압축성 유체(Steam, Compressor air등) 공급장치(3)에서 압축성 유체를 분사할 수 있도록 하는 압축성 유체 공급노즐(4), 밸브(5), 압력계(6) 등으로 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하겠다.

모노펌프(1)를 통하여 공급된 고점성, 고함수 슬러지(13)가 슬러지 공급관(2)을 거쳐 슬러지 공급노즐(10)로 연소로 프리보드(8)내에 공급될 때, 압축성 유체 공급노즐(4)을 통하여 소량의 미립화용 압축성 유체를 공급하면 공급노즐에서 주입된 압축성유체(Steam, Compressor air등)는 슬러지의 흐름을 향상시킴으로서 슬러지의 수분 및 휘발분 증발에 의한 탄화를 방지한다.

그리고 압력계(6)의 압력에 따라 밸브(5)를 조절하여 노벽에서부터 슬러지의 낙하지점을 조절한다.

이때 압력의 증가로 슬러지의 낙하지점은 a,b,c,d,e,f로 연소로벽(7)에서부터 거리는 A,B,C,D,E,Fㄹ 점차적으로 길어진다.

적용사례로 슬러지 공급노즐(10)은 직경 50㎜, 길이는 1500㎜, 압축성 유체 공급노즐(4)은 직경 6㎜, 길이 10㎜로 연결하여 오일성분 슬러지 150㎏/hr를 투입하였을 때의 연소로벽(7)에서 거리를 실험한 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1. 슬러지 투입장치 적용사례(오일성분 슬러지 투입량 150㎏/HR)

그리고 L 표시부의 길이에 따라 슬러지의 입자크기를 조절할 수 있으며 L 표시부의 길이를 길게하면 슬러지의 입자크기는 작아지게 되고 도 1의 g 표시부와 같이 분무될 수 있도록 조작 가능하다.

그래서 L 표시부의 길이와 밸브를 조작하여 압력을 조절하면 슬러지의 낙하지점과 슬러지의 입자크기를 원하는 크기로 투입함으로써 공급관 주위에 국부적으로 슬러지가 투입되는 것을 방지하면서, 노중심부위에 원하는 크기의 슬러지입자로 분산시켜 연속적이고 원활한 공급이 가능하게 된다.

그리고 공급노즐의 개수에 따른 최적 투입위치로 조절이 용이하기 때문에 연소효율을 높일 수 있다.

도 2는 도 1의 I-I선 단면에 의한 슬러지 노내 낙하위치를 보인 단면도로 투입장치를 2개와 4개의 경우에 노내 층부분(9)의 낙하지점(11)을 보여주고 있다.

상기와 같은 본 발명은 압축성유체(Steam, Compressor air 등)를 주입함으로써 공급관내의 탄화현상을 사전에 예방하고 미립화용 압축성 유체량과 압력을 적당히 조절함으로서 슬러지의 층표면에 낙하위치 및 입자 크기를 조절하여 노내의 국부적인 투입을 방지함으로서 연소로내 안정적이고 정량적인 공급이 이루어질 수 있도록 하여 연소효율 향상 및 장애로 인한 운전정지 및 수리에 따른 비용 등을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유동층 소각장치의 슬러지 공급방법에 있어서,

   모노펌프(1)를 통하여 공급된 고점도(고함수) 슬러지(13)가 슬러지 공급관(2)을 거쳐 슬러지 공급노즐(10)로 연소로 프리보드(8)내에 공급될 때, 압축성유체 공급노즐(4)을 통하여 소량의 미립화용 압축성 유체를 공급하여 공급노즐에서 주입된 압축성유체(Steam, Compressor air 등)가 슬러지의 흐름을 향상시켜 슬러지의 수분 및 휘발분 증발에 의한 연소로에 부착된 공급관 및 공급노즐의 탄화 및 막힘을 방지하도록 하는 방법을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법.
2. 유동층 소각장치의 슬러지 공급방법에 있어서,

   모노펌프(1)를 통하여 공급된 고점도(고함수) 슬러지(13)가 슬러지 공급관(2)을 거쳐 슬러지 공급노즐(10)로 연소로 프리보드(8)내에 공급될 때, 압력계(6)의 압력에 따라 밸브(5)를 조절하거나, 슬러지 공급 노즐(10)에 압축성 유체를 주입하는 압축성 유체 공급노즐(4)의 길이를 변화시킴으로써 슬러지의 입자크기를 조절하고 압축성 유체의 압력에 변화를 줘 적정크기의 슬러지를 연소로 프리보드(8)내에 낙하 산포시킬 수 있는 방법을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급방법.
3. 모노펌프(1)와 연결된 슬러지 공급관(2), 슬러지 공급노즐(10)로 이루어진 슬러지 공급장치(14)에 의해 고점도(고함수) 슬러지(13)가 슬러지공급노즐(10)을 통하여 연소로벽(7)을 관통한 후 연소로 프리보드(8)에 투입하여 예열된 유동층(9)과 혼합되면서 소각되는 유동층 소각장치의 슬러지 공급장치에 있어서,

   상기 슬러지 공급장치(14)에 압축성 유체 공급장치(3)와; 압축성 유체 공급장치(3)에서 압축성 유체를 분사할 수 있도록 하는 압축성 유체 공급노즐(4)과; 압력계(6)의 압력에 따라 조절하는 밸브(5)를 장착하여 구성한 것을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 압축성 유체 공급노즐(4)의 길이를 크거나 작게하여 구성한 것을 특징으로 하는 유동층 연소로용 고점도 슬러지 공급장치.